[发明专利]一种平板结构的射频线圈

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，是一种用于磁共振成像系统的平板圆盘结构射频线圈。

背景技术

由于原子核固有磁矩的存在，在外加静磁场B₀的作用下，核会以频率f绕B₀进动。若此时再施加方向与B₀垂直的频率同为f的射频场B₁(由射频线圈产生)，则核会与射频场相互作用而产生能量交换的共振现象，我们称之为核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance，即NMR)。为了削弱人们对“核”的恐惧心理，一般都把核磁共振的“核”字去掉而成为磁共振(MR)。共振状态下的核会发射出频率f的射频信号，此信号被射频线圈接收后(再进行一定的处理)就可以得到处于成像区域的人或物体的内部结构图像，这一过程就叫做磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，简称MRI)。

主磁体、梯度线圈、射频线圈是磁共振成像(MRI)系统不可或缺的几部分。主磁体在所要的成像区域内产生一稳恒的静态磁场B₀。成像过程中，梯度线圈在成像区域沿各坐标(x，y，z)方向产生所需的梯度磁场，射频线圈在成像区域产生与静场B₀正交的射频场B₁，原子核在B₀、B₁的作用下将产生磁共振。由于梯度场的存在，这些位于不同空间位置的共振核会发出各自不同的射频信号，这种射频信号可以被射频线圈检测到并回传给成像系统。系统对各路射频线圈传回来的信号进行合成和处理后就可以生成所要的图像。

为了获得清晰而又无畸变的图像，无论是静磁场B₀、梯度场还是射频场B₁都要求在成像区域有高度的均匀性。而为了使场均匀，通常都把线圈设计成紧紧环绕患者的螺线管形状。这种磁共振成像(MRI)系统的静磁场B₀一般沿着水平方向，同时也是螺线管的轴心方向。螺线管线圈虽然能产生高度均匀的场，但由于其紧密环绕着患者，让其他人比如医护人员很难接近患者或成像区域，这就使介入式治疗很难甚至不可能进行。此外螺线管式结构会让某些患者产生幽闭恐惧症，还有一些体型过大的患者也无法被螺管内空间容纳，这样就在一定程度上限制了磁共振成像(MRI)的应用。因此，有必要对螺线管式线圈结构进行改变，开放式磁共振成像(MRI)系统就很好的适应了这种要求。开放式磁共振成像(MRI)系统能让医护人员充分的接近患者，同时也在很大程度上降低了幽闭恐惧症患者发病的可能性。一类开放式磁共振成像(MRI)系统的磁极为平面圆盘状，成像区域的上下方各分布一个，静磁场B₀为铅垂方向。与磁极类似，梯度、射频线圈都是平板圆盘结构。

开放式磁共振成像(MRI)系统的缺点是难以在成像区域产生高度均匀的场，由于磁极和线圈都是平板结构，而不是像螺线管那样包围着成像区域或患者，因而无论是静磁场B₀、梯度场还是射频场B₁都难获得高度的均匀性。在B₀为竖直方向的开放式磁共振成像(MRI)系统中，常用一种蝶形结构的平面射频线圈，这种线圈产生的场也很不均匀，特别是靠近线圈平面附近的空间。我们知道，成像区域B₁场的均匀性和图像的均匀性是密切相关的，只有B₁场均匀，才能产生均匀的图像。如果B₁场不均匀，那么射频信号发射时，不均匀区的原子核共振的程度会不一样，由此产生的射频信号大小也不一样；在接收阶段，其接收灵敏度也会大小不一，接收到的射频信号的差别更大，因而重建出来的图像就会出现明暗不均。比如，特别靠近射频线圈中导体带的区域，接收灵敏度极高，这些区域的图像就发亮，而远离导体带的区域的图像则暗的多。