[发明专利]用于下一代磁共振线圈的联合线圈(UNIC)系统和方法

说明书

公开一种用于磁共振成像的联合线圈组件。所述线圈组件包括RF线圈元件和具有匀场线圈元件的匀场线圈阵列。所述匀场线圈元件与所述RF线圈元件物理地隔开或部分地隔开。所述匀场线圈元件包括具有DC电源连接件的DC电流回路以允许DC电流生成局部B0磁场。所述联合线圈阵列组件被配置来同时提供针对发射或接收中的至少一个的RF模式和用以生成用于B0匀场的局部B0磁场的直流电模式。相对于所述RF线圈元件更大量的匀场线圈提供优异匀场性能。所述匀场线圈元件与所述RF线圈元件之间的互感通过所提出的几何退耦方法最小化以使所述两者之间的RF交互最小化。

优先权声明

本申请要求2015年11月6日提交的美国临时申请序列号 62/252,031的优先权。所述申请的内容特此以引用的方式并入。

技术领域

本公开涉及用于磁共振成像的系统和方法。更具体地，本公开涉及一种联合线圈(UNIC)系统，所述联合线圈系统由单独的或部分共享导体的RF和匀场线圈阵列组成。

背景技术

在过去几十年期间，磁共振成像(MRI)扫描器技术的主要发展由对于更高静磁场(B0)强度的日益增长的需求驱动，所述强度十年前普遍地是1.5特，现在是3特，并且将来可能是7特。应理解，MRI使用此类强力磁体来在感兴趣的扫描区域上方生成磁场。MRI扫描器使用向感兴趣区域中生成射频(RF)波的射频(RF)线圈或线圈阵列。发射 RF线圈用于生成RF磁场，并且接收器RF线圈用于从感兴趣区域接收指示组织的组成的RF信号。静磁场(B0)不均匀性一直是增加磁场强度的一个主要挑战。另一个主要挑战是射频(RF)磁场(B1)的不均匀性。许多偏共振成像问题基本上归因于B0场不均匀性，所述不均匀性不幸地与B0场强度成比例。例如，图像伪影和信号缺失危害整个脑部功能成像，尤其在前额皮质和颞叶皮质以及心脏SSFP成像中，具体地以3特和更高的场强度。匀场磁场用于调整静磁场(B0)的均匀性并且因此纠正RF磁场(B1)的不均匀性。

当前扫描器设计中的RF线圈接近感兴趣区域放置。例如，用于生成静磁场的磁体可位于围绕患者的管中，而RF线圈在管中位于更接近患者胸部的位置处。匀场线圈当前位于管中，但由于它过于远离 RF线圈而一般是无效率的。

自从2012年，已经提出被称为“iPRES”线圈的新平台MR线圈技术，以解决静磁场(B0)的不均匀性的挑战。“iPRES”被定义为集成的、并行的接收、激励和匀场。iPRES线圈系统是集成RF和B0匀场线圈阵列。这种系统在杜克大学医学中心的发明人Hui Han、Trong-Kha Truong和Allen Song的美国专利公布号2014/0002084中进行描述。

iPRES概念将单个线圈阵列而不是单独线圈阵列用于并联RF接收/发射和B0场匀场。它依赖于允许用于激励/接收的射频电流和用于B0匀场的直流电在相同物理线圈回路或导体中独立地共存的电路设计。处于不同频率的电流或波可在相同导体或介质中独立地共存而其间不具有不希望的干扰的基本原理在电物理和通信领域简单且普遍。

与所有其他现有匀场技术(包括扫描器中球谐(SH)匀场线圈、使用位于RF线圈阵列远处的单独匀场线圈/元件的多线圈匀场技术)相比较，iPRES系统现在被认为可能是用于实现匀场技术的最有效且容易的系统。由相同RF/DC线圈回路固有地提供的局部多线圈匀场功能可解决由于无先例水平的脑部、心脏和肌肉骨骼成像中的空气/骨/ 组织磁化率差引起的许多偏共振成像问题，从而极大地增加有问题的感兴趣区域中的图像保真度和分辨率。iPRES技术可应用到来自头部线圈、心脏线圈、肌肉骨骼线圈、乳房线圈、膝线圈等的一系列线圈。此类集成RF/匀场阵列将可能利用MRI系统硬件体系结构的最小修改来替换当前一代的RF线圈阵列。