[发明专利]射频主体线圈

说明书

本发明涉及一种磁共振(MR)成像系统，更具体地说，涉及一种用在磁共振成像系统中的射频(RF)线圈系统。

磁共振(MR)成像系统基于所检测到的来自进动的核磁矩的射频(RF)信号对在成像空间中的患者或其它物体进行成像。主磁体在成像空间中产生静止磁场或B₀磁场。类似地，在MR成像系统中使用梯度线圈以在所选择的MR成像数据采集周期内沿着在静止磁场B₀中的相互正E交的x、y、z坐标方向上快速地产生磁场梯度。同时，射频(RF)线圈在成像空间中产生垂直于磁场B₀的RF磁场脉冲(称为B₁磁场)以激发原子核。由此将原子核激发到以共振RF频率沿着一个轴进动。当对这些核自旋施加适当的读出磁场梯度时，它们产生与空间相关的RF响应信号。RF线圈也能够检测进动的核自旋的RF响应信号并将所检测到的信号提供给MR成像系统。MR成像系统结合所检测到的RF响应信号以提供在成像空间中的人体或物体一部分的图象。

为产生精确的图象，在成像空间中需要使静止B₀磁场、磁场梯度和由RF线圈产生的B₁磁场在空间上均匀。通常，为产生均匀的磁场和梯度，主磁体和梯度和RF线圈为完全包围患者的圆柱形。在这种系统中，磁场B₀一般为横向，并与圆柱体的孔的纵轴线平行。圆柱形完全包围患者确保在成像空间中产生高度均匀的磁场。然而，圆柱形结构有如下不足：接近患者和成像空间受到严重的限制。在成像扫描过程中医生进行交互式检查，即使不是不可能的话，这种圆柱形的几何结构也使得进行这种检查变得十分困难。此外，许多患者发现这种常规的MR系统的圆柱形孔很狭窄，限制了能够检查的患者的大小，并且还能够使某些患者导致幽闭恐怖症反应。因此，需要一种结构能够替代常规的圆柱形结构。

为满足这种需要，人们研制了开放式的成像系统。在开放式的成像系统中，容易接近成像空间，并且对医生和病人都是打开的。这就允许接近成像空间进行医疗检查，并减轻某些患者的幽闭恐怖症反应。一些开放式的MR系统采用两个盘状磁极件，这两个盘状磁极件设置在具有竖直B₀磁场的成像空间的相对侧面。这种系统具有平的盘状RF线圈和梯度线圈。开放式MR系统使医生或患者能够在两个盘状磁极件之间的空间中多次出入。其它的开放式的MR系统应用设置在成像空间的一个侧面中的两个环形磁极件。当施加水平磁场B₀时，患者/医生能够通过在环中的孔或侧面接近成像空间。由于磁极件为环形，相应的梯度线圈和RF线圈也要求具有类似的形状和平面以使在磁极件之间的空间最大。因此，开放式的MR系统减轻了常规的封闭系统固有的进出困难并容易导致幽闭恐怖症的问题。

然而开放式MR系统也存在如下的缺陷：在成像空间中更难产生均匀的磁场。具体地说，在开放式MR系统中很难满足所要求的RF线圈和其它部件的平面性。类似地，由于开放式MR系统并不完全包围患者，因此很难使实现静止磁场B₀、磁场梯度和磁场B₁的高度均匀性。

这种开放式系统RF线圈的一个实例为双蝶形结构，这种双蝶形结构在靠近导体附近所产生的磁场特别不均匀。也可以应用具有轮辐式结构的扁平鸟笼式设计，但在靠近导体附近也是不均匀的。如这里所引用的，一种具有高度均匀性的磁场B₁的系统对穿过成像空间中的RF信号具有基本相等的灵敏度。当磁场B₁是非均匀的时，在非均匀磁场区中的灵敏度增加或降低。这种增加或降低导致所检测的信号更强或更弱，由此在重构的MR图象中产生亮点或暗点。因此，例如在典型的双蝶形或扁平鸟笼式结构中的导体附近的区域比成像空间中的其它部分中的灵敏度更高，因而在图象中产生了很亮的区域或热点。