[发明专利]用于磁共振成像的盆部射频线圈

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于磁共振成像系统的射频线圈，特别是涉及一种在磁共振成像系统中使用的具有12个单元的盆部射频线圈。

背景技术

磁共振成像（MRI）系统采用来自主磁系统的均匀强磁场（称为MRI系统主磁场—B₀）对人体中的氢原子核自旋进行极化。磁极化原子核自旋在人体中产生磁矩i。该磁矩在稳态时指向主磁场方向，如果没有激励扰动则不会产生有用的信息。

通过均匀的射频（RF）磁场（称为激发磁场或B₁磁场）激发磁矩产生核磁共振（NMR）信号，从而获取磁共振成像系统（MRI）数据。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。在自由感应衰减（FID）中，使用放置在人体受激部分附近的接收射频线圈探测核磁共振（NMR）信号。该核磁共振（NMR）信号是处于接收射频线圈中的第二电压（或电流），该电压（或电流）被人体组织的进动磁矩所诱导。接收射频线圈可以是发射线圈本身也可以是只接收射频信号的独立线圈。通过集成在主磁场系统中的梯度线圈产生附加脉冲梯度磁场，选择性地激发所需要位置的体素内的原子核，并可以对信号进行频率编码和相位编码，从而确定其空间坐标，最终经过傅立叶变换，建立一幅完整的磁共振成像。

在磁共振成像系统（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。在标准的磁共振成像系统中，对于发射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线圈与成像的信号发生组织距离较远。因为在磁共振成像系统（MRI）中最重要的是高信噪比（SNR），所以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）。但是，由于人体各个生理部位的形状各不相同，又十分不规则，而且尺寸大小也差别很大，所以如何根据人体各个部位的生理结构特点，巧妙地布置线圈电路，从而获得较为均匀的磁场分布和较大的探测灵敏度一直是国际上线圈设计人员的最大任务。

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（SNR）、好的均匀性，谐振电路的高空载质量因子（Q）。此外，盆部射频线圈(10)必需设计成适于病人操作并具有舒适度，而且在病人与射频电子设备之间提供保护屏障。一种提高信噪比的方法是正交接收。在这种方法中，由覆盖所需探测的相同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。

盆部线圈在临床磁共振成像中有着重要的应用价值，可用于诊断位于人体盆腔内的器官、例如男性的前列腺和女性的子宫、卵巢等生理部位的病变。目前盆部磁共振成像主要有两种方式，一种方式是使用体线圈进行盆部成像，但是由于用体线圈进行接收，接收时与成像的信号组织距离较远，填充因子较小，因此通常成像时信噪比较低。

另一种方式是使用专用插入式射频线圈，在使用时将线圈插入人体内部（如直肠，女性阴部等），这将导致病人感觉非常不适。而且，在使用过程中需要严格消毒，并要对病人进行洗肠等处理，过程复杂。此外，除非对病人进行麻醉处理，否则很难保持待成像区域长时间静止不动，同时由于这种插入式线圈的可观察范围较小，不便于诊断时的成像。

另外，传统的磁共振相控阵线圈只能使用一个方向的磁共振信号，而磁共振信号本身是在垂直于静磁场的平面内旋转的，使得传统的磁共振相控阵线圈采集的信号比较少，信噪比比较低，图像清晰度不够。

发明内容