[实用新型]用于猴脑磁共振功能成像的立体定位射频线圈装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及科研用磁共振功能成像设备，具体涉及一种用于猴脑磁共振功能成像的立体定位射频线圈装置。

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，经接收装置采集，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）。磁共振功能成像是通过刺激特定感官，引起大脑皮层相应部位的神经活动（功能区激活），并通过磁共振图像来显示的一种研究方法。它不但包含解剖学信息，而且具有神经系统的反应机制，作为一种无创、活体的研究方法，对进一步了解人类中枢神经系统的作用机制，以及临床研究提供了一个重要的途径。 磁共振功能成像的实现途径：在给定的任务刺激后，血流量增加，即氧合血红蛋白增加，而脑的局部耗氧量增加不明显，即脱氧血红蛋白含量相对降低。脱氧血红蛋白具有比氧合血红蛋白T2*短的特性，另一方面， 脱氧血红蛋白较强的顺磁性破坏了局部主磁场的均匀性，使得局部脑组织的T2*缩短，这两种效应的共同的结果就是，降低局部磁共振信号强度。由于激活区脱氧血红蛋白相对含量的降低，作用份额减小，使得脑局部的信号强度增加，即获得激活区的功能图像。由于这种成像方法取决于局部血氧含量，故称为血氧水平依赖功能成像。磁共振功能成像的应用领域：包括正常脑功能的基础研究与临床应用的研究，目前涉及的主要方面包括：神经生理学和神经心理学 。早期应用于神经生理活动的研究，主要是视觉和功能皮层的研究。后来随着刺激方案的精确、实验技术的进步，磁共振功能成像的研究逐渐扩展于听觉、语言、认知与情绪等功能皮层及记忆等心理活动的研究。对于脑神经病变的磁共振功能成像研究，已有大量的论文报道，涉及到癫痫、帕金森综合症、阿尔茨海默病（AD）、多发性脑硬化（MS）及脑梗死等方面。