[实用新型]用于磁共振成像系统的容积式动物射频线圈装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于磁共振成像系统的射频线圈装置，特别是涉及一种对在生物学或医学中使用的小动物，如老鼠、兔子等进行磁共振成像的容积式动物射频线圈装置。

背景技术

磁共振影像系统(MRI)是核磁共振(NMR)在医学上的一个应用。磁共振影像系统的主磁系统产生一均匀强磁场(称为MRI系统主磁场-B₀)。人体中的氢原子核在B₀场下发生自旋极化。磁极化的氢原子核自旋在人体中产生磁矩i。在没有B₀以外的外磁场激励情况下，该磁矩处于稳态，方向和主磁场B₀方向同轴向，不产生有用的信息。

当有外加的均匀的射频(RF)磁场(称为激发磁场或B₁磁场)存在时，人体内磁矩受激产生核磁共振信号，经接受线圈采集，电子线路和软件整合处理后，最终获取磁共振影像系统(MRI)的数据和图像。

具体而言，射频发射线圈在所需探测的图像区域产生B₁磁场，该射频发射线圈由采用功率放大器的受计算机控制的射频发射器驱动。在激发过程中，原子核自旋系统吸收能量，使磁矩绕着主磁场方向进动。在激发后，进动的磁矩将经历自由感应衰减(FID)，释放其吸收的能量并返回稳态。自由感应衰减(FID)过程中释放的能量以射频电磁场向周围传播，在人体受激部分附近放置的接收射频线圈会受此射频电磁场感应而产生感应电压，经前置放大器放大后即得到核磁共振(NMR)信号。接收射频线圈可以是发射线圈本身也可以是专门接收射频信号的独立线圈。集成在主磁场系统中的梯度线圈可以产生附加脉冲梯度磁场，选择性地激发所需要位置的体内的原子核，并对信号进行频率编码和相位编码，在空间频率坐标系(k空间)中建立一幅完整的核磁共振信号图，最终经过傅立叶变换，在寻常空间(R空间)内得到一幅完整的磁共振影像。

在磁共振影像系统(MRI)中，发射线圈和接受线圈所产生的磁场的均匀性是获得高质量图像的一个关键因素。在一般的磁共振影像系统中，通常采用整体射频线圈取得最佳激发场均匀性。整体射频线圈是系统中最大的射频线圈。但是，如果同时使用较大的线圈接收，则会产生较低的信噪比(SNR)，这主要是因为这样的接受线圈与参与成像的信号发生组织距离较远。因为在磁共振影像系统(MRI)中最重要的是高信噪比(SNR)，所以经常采用专用线圈进行射频接收以提高所需探测部分的信噪比(SNR)。

在实用中，设计较佳的专用射频线圈应当具有下列功能：高信噪比、好的均匀性，谐振电路的高空载质量因子(Q)。此外，线圈装置必需设计成适于医生操作并具有舒适度，而且在病人与射频电子设备之间提供保护屏障。一种提高信噪比(SNR)的方法是正交接收。在这种方法中，由覆盖所需探测区域的两个互相独立的线圈探测两个信号。采用正交接收的射频信号信噪比是采用单个线性线圈情况时的倍。另外一种提高信噪比的方法是相控阵线圈技术。为了对一个较大的区域进行成像，如果使用单个较大的线圈，线圈所覆盖的所有区域的噪声均进入线圈，因此信噪比差。如果使用相控阵技术，使用多个独立的小线圈一起覆盖此区域，由于只有临近线圈的很小区域的噪声才能进入线圈，因此能够有效地提高信噪比。

SENSE，是SENSitivity Encoding的缩写，即敏感性编码。所谓SENSE线圈实质上是采用了SENSE采样技术的相控阵线圈。它是目前最高端的线圈。它能在保持图像分辨率不变的情况下极大地缩短了成像时间，这种技术已经能够对心脏的跳动及心脏内血液向动脉的喷射过程进行实时动态成像。

动物线圈是指对在生物学或医学中使用的小动物，如老鼠、兔子等进行磁共振成像的射频线圈。目前市场上有两种动物线圈的设计方案，一种是采用多通道环形表面线圈进行设计，此方案制作工艺较为简单，图像的成像质量比较一般，一旦某个通道出现故障时，整幅图像将会产生明显的不均匀。第二种方案是采用蝶形线圈与环形线圈的结合的表面线圈。蝶形线圈在信噪比这方面较为出色，因此，此设计方案所得到的图像质量相对较高，然而，相对于多通道环形线圈而言，此方案在生产过程中牵涉到大量的调试工作，需要大规模生产的话，对于生产人员的素质要求较高。

实用新型内容