CN101903790A - 增加体线圈中的有效b0和b1均匀性的无源匀场片 - Google Patents

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Abstract

一种包括用于接收由全身体正交线圈(32)感生的共振信号的局部线圈(40)的磁共振成像系统。局部线圈(40)包括电介质线圈架(68)，在电介质线圈架(68)中安装有多个接收线圈(60，74，76，78)以及无源B0和B1场匀场片(62，82)。无源匀场片包括无源地屏蔽并提高局部区域中的场的多个导电的抗磁性的、顺磁性的、铁磁性的材料的电容性耦合的元件(64)。将元件的表面配置得适合最优化局部B1均匀性并且将元件的质量配置为最优化局部B0场均匀性。

Description

增加体线圈中的有效B0和B1均匀性的无源匀场片
技术领域
本发明涉及磁共振技术。特别地，其与使用用于共振激励的正交体线圈的磁共振成像结合应用，并且本发明将具体参照其进行描述。然而，应该理解，本发明也将与其他类型的磁共振成像、光谱以及使用射频线圈的其他成像技术结合应用。
背景技术
在磁共振成像中，要被成像的系统受到主磁场或B0磁场的作用。将RF或B1脉冲从正交体线圈发送到感兴趣区域，例如，以激励并操控磁共振。梯度磁场通过相位编码、频率编码等被应用于编码空间位置。由局部线圈或正交体线圈接收来自感生共振的磁共振信号用于重建为图像。
特别地，在较高磁场，患者的身体改变主B0磁场和RF或B1场的均匀性。
B0磁场被有源匀场线圈以及无源匀场片匀场。更具体地，黑色金属材料被置于适当位置，通常与主场线圈相邻，以便使B0场得到较高均匀性。尽管其他人已经解决了B1场不均匀，但是典型解决方案试图改进线圈设计。例如，通过使用在小的目标解剖学区域中生成基本均匀的B1场的局部线圈可以增强B1场均匀性，其中，B1场被设计为在该解剖学区域为均匀的。
本申请提出了对上述问题的改进的匀场解决方案。
发明内容
根据一方面，提供了一种用于磁共振系统的局部线圈。该局部线圈包括电介质线圈架。该线圈架支撑一个或多个接收线圈。该线圈架支撑用于均匀化与接收线圈相邻的B0和B1场的无源B0和B1场匀场片。
根据另一方面，提供了一种磁共振成像系统。主磁体生成通过检查区域的B0场并且梯度线圈生成通过检查区域的梯度磁场。正交体线圈在检查区域中生成由上述局部线圈接收的B1场脉冲。
根据另一方面，提供了一种磁共振方法。生成通过检查区域的B0场，并且磁场梯度被施加到整个检查区域。B1场脉冲被施加到检查区域并利用上述局部线圈接收。所接收的磁共振信号被重建为图像表示。
根据另一方面，提供了一种制作用于在磁共振成像中使用的局部RF线圈的方法。局部接收线圈被安装在线圈架中。无源B0场和B1场匀场片也被安装在线圈架中。
一个优势在于改进了B0和B1场均匀性。
另一个优势在于改进了B1场强均匀性。
另一个优势在于并行的B0和B1场匀场。
另一个优势在于通过将B0和B1场匀场件整合为单个设计实体来减小尺寸和重量。
其他优势在本领域技术人员在阅读并理解下述详细描述后将变得明显。
附图说明
下文将基于下述实施例，参照附图，通过示例的形式详细描述这些方面和其他方面，在附图中：
图1为根据与磁共振成像系统结合的本发明理念的局部线圈的横断面的示意性图示；
图2图示了典型的B1场图；
图3为覆盖示例性患者的图1所示出的的局部线圈的示意性平面图；
图4为图3的B0/B1场匀场片的部分的详细图示；以及
图5为乳房成像系统的示意性图示。
在各附图中，对应的附图标记表示附图中的对应元件。
具体实施方式
参照图1，磁共振成像系统10包括主场磁体12，诸如超导磁体、电阻磁体或者被配置为线圈、平行磁体对等的磁体。主场线圈12生成通过检查区域14的基本均匀的主磁场或B0磁场。为了使B0场的均匀性最优化，提供与主场磁体12相邻的有源或无源匀场线圈16。尽管B0匀场线圈16对于改进B0场的均匀性有效，但将对象引入检查区域14引入了依赖于对象的B0场变形。这些变形可以随对象、对象的尺寸、要被成像的对象的区域、对象是否在检查区域的中心等而变化。
在磁共振成像过程中，对象20被置于对象支持22上，所述对象支持22将对象的感兴趣区域移动进入检查区域14。系统控制器24将适当的控制信号施加到梯度放大器26和梯度线圈28以生成在整个检查区域上的梯度磁场。控制器24还引起发射器30将适当的RF场发射脉冲施加到全身体RF线圈32，全身体RF线圈32发射B1场以激励并操控检查区域14中的对象的感兴趣区域的磁共振。在圆柱形全身体RF线圈32的示例中，线圈配置用于生成如在图2中所示的B1场，该B1场在邻近全身体RF线圈和检查区域的中心处具有最优均匀性。B1场的强度从全身体线圈的中心向检查区域的外围增加，例如，大约10％。另外，患者的传导性和介电常数将改变B1均匀性，这种偏离主要地由总的解剖结构确定，即：在对于给定感兴趣区域和解剖结构的在各个体之间类似。接收线圈靶向特定解剖结构并且可以装备有靶定匀场盘。
局部线圈40邻近诸如心脏区域的感兴趣区域设置，以接收磁共振信号。所接收的共振信号由诸如接收器的解调器42解调并存储在缓冲存储器44中。重建处理器或重建程序46将共振信号重建为体积图像表示，该体积图像表示存储在体积图像存储器48中。视频处理器50将来自体积图像存储器48的体积图像表示的所选部分汇编为适当格式用于在监视器或其他显示器52上显示。通常的显示格式包括一个或多个切片图像、体积渲染、最大强度投影等。
参照图3，在一个实施例中，局部线圈40包括多个接收线圈60和组合的B1/B0无源匀场片布置。匀场片改变B0和B1场以向一些区域提供无源屏蔽并且向其他区域提供无源增强。在所图示的用作实施例的心脏成像示例中，无缘匀场片62被设置成马蹄形在肺上延伸以补偿由肺中的空气引起的B1场改变，以及在心脏之上延伸以补偿可归因于体重(在躯干和脖子之间的)改变的B1和B0场变形。由于B1朝向肺增加，放置匀场片以会聚衰减场响应。如果无缘匀场片62为连续片，其可以经受涡流。如在图4中详细图示的，无源屏蔽包括由空隙彼此分开但是由电容器66连接的多个片段64。以该方式，提供不支持涡流的在心脏示例中的U形屏蔽以及其他形状的B1屏蔽。
为了匀场B0和B1场，片段64由无磁性的、抗磁性的、顺磁性的或铁磁性的瓦(tile)，或者其组合构成。B1流通常仅穿透1-3皮肤深度。因此，仅需要薄的类箔片的瓦用于以由表面面积和形状确定的匀场的量进行的B1匀场。在另一方面，B0匀场为材料的质量的函数。这使得能够满足B0和B1匀场标准。即：每个瓦的表面区域被配置为满足B1匀场需求并且选择每个瓦的厚度以满足B0匀场需求。因此，当不需要B0匀场时，可以使用非常薄的无磁性的、抗磁性的、顺磁性的或铁磁性的元件，或者其组合。当想要更多的B0匀场时，瓦被做得更厚。当平行于场取向时，瓦最有效。
在一个实施例中，接收线圈60和无缘匀场片62被包入由塑料树脂制作的线圈架中。在一个实施例中，局部线圈40在结合图3讨论的两个平板的构造中实现。一个局部线圈组件被定位于患者之上，其中U形无缘匀场片围绕心脏，而另一个局部线圈定位于患者之下的类似位置。可替代地，局部线圈可以为柔性的或者可弯曲的，并且接收线圈可以围绕患者躯干延伸。B1屏蔽效应趋向于改变均匀B1场区域的中心。具体地，置于患者之下的B1屏蔽降低与屏蔽相邻的B1场强，并向下拉均匀区域的中心，并且患者之上的B1屏蔽降低与其本身相邻的B1场强，并向上拉均匀B1场区域。选择在患者之上和之下的B1屏蔽的相对量以补偿肺并且也将均匀B1场区域的中心定位在心脏或其他感兴趣区域的中心。
也预期其他局部线圈构造。例如，无源匀场片片段64可以为涂覆有绝缘材料并且被分层、重叠以提供电容性耦合的瓦。在另一实施例中，片段64为与塑料树脂混合的粒子或小盘、晶须等的形式。在需要相对高的量的B1和相对低的量B0的匀场的区域中，可以使用小盘。在需要更多B0匀场的区域中，可以使用较大粒子、较厚小盘或晶须，并且可以补充以诸如小球、棒等的较大抗磁性的、顺磁性的或铁磁性的片(或者其组合)。
通常，在成像中使用脂肪抑制技术。当B0场的均匀性被最优化时，脂肪抑制技术作用最佳。在设计配置用于与其中通常使用脂肪抑制的解剖结构的部分一起使用的局部线圈或者局部线圈的部分时，标称病人的相邻区域的B0场变形性质被用作用于B0匀场的设计标准。
在脊柱线圈实施例中，如在图2中所表示的脊柱与台面相邻并在B1场的最均匀部分之下。如上所述的片段的板被置于对象之下，例如，在台面中，以将均匀区域向下带到脊柱。
参照图5，正交全身体线圈通常与RF发射器以一对90°的移置位置(displaced position)相连接。该到正交全身体线圈的不对称耦合趋向于引起B1不对称。当正交全身体线圈的两个90°偏移驱动端口被置于线圈的一侧时，B1场具有左/右不对称性。在图5中图示的乳房线圈包括定义乳房接收孔径72的电介质患者支持70。孔径由一对局部接收线圈环74围绕。附加的局部接收线圈元件76被置于每个乳房的侧部。可选地，附加的局部接收线圈元件78被置于乳房之下。分段的B0匀场片80沿躯干的侧部被置于电介质支持70中。尽管无源匀场片80主要用于B0匀场，其还提供无源B1匀场以专门用于将场均匀性延伸到腋窝用于改进的前哨淋巴结可视化。
无源匀场片构造82被设置得更加朝向B1场的较弱侧以平衡被成像的乳房区域的B1场。无缘匀场片82包括用于将B1场的均匀中心降低为与被成像的乳房区域对准的基部部分84。可选地，基部区域在两个乳房之下延伸。另外，通常地，垂直无缘匀场片部分86将B1场的均匀中心拉到一侧，在图5取向中为左侧。再次，无缘匀场片82配置用于提供无源B1场匀场和B0场匀场。传导性的并且抗磁性的、顺磁性的或铁磁性的片或其组合的放置和厚度或质量根据由该解剖学区域引起的标称B0场变形进行选择。
在脑成像中，四重B1伪影趋向于沿前后平面对准。为了校正该伪影，将匀场片沿轴放置或者甚至被放置到头戴设备中以具有增强的右-左灵敏性屏蔽。
在图4中示出的无源匀场片片段64也可以设计用于自动校正感生的B0场不均匀性并增强局部感兴趣区域中的主磁体均匀性。再一次地，当使用脂肪抑制技术时，该局部B0均匀性增强特别重要。
当要被成像区域偏离中心时，对象通常被放置在偏离中心以将感兴趣区域放置在检查区域的中心。针对这些区域的局部线圈使用标称对象的偏移B0变形作为用于B0匀场片设计的基础。B0匀场片材料可以放置得离感兴趣区域越近，所需的质量越少。在短距离上铁或其他黑色金属材料最有效。
本发明已参照优选实施例进行了描述。其他人在阅读并理解上述详细说明之后可以进行修改和改变。本发明旨在被理解为包括所有这些修改和改变，只要其落在权利要求或其等同替代的范围内。在权利要求中，置于括号之间的任意附图标记不应该被理解为限制该权利要求。词语“包括”不排除存在除了权利要求中列出的之外的元件或步骤。元件前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。所公开的方法可以借助于包括若干不同元件的硬件并且借助于适当编程的计算机实施。在列举若干模块的系统权利要求中，可以由计算机可读软件或硬件的一个且同一部件实施这些模块中的几个。特定手段在相互不同的从属权利要求中叙述的事实不表示不能有利地使用这些手段的组合。

Claims (13)

1.一种用于磁共振系统的局部线圈(40)，所述局部线圈包括：
电介质线圈架(68，70)；
由所述线圈架(68)支撑的一个或多个接收线圈(60，74，76，78)；以及
用于对邻近由所述线圈架支撑的所述接收线圈的B0和B1场进行均匀化的无源B0和B1场匀场片(62，84，86)。
2.根据权利要求1所述的局部线圈(40)，其中，所述无源B0和B1场匀场片(62，82)包括多个片(64)，所述片的材料为导电的并且为抗磁性的、顺磁性的或铁磁性的。
3.根据权利要求2所述的局部线圈(40)，其中，所述片包括电容性耦合的瓦。
4.根据权利要求2或3所述的局部线圈(40)，其中，所述片包括小盘和粉末中的一种。
5.根据权利要求2所述的局部线圈(40)，其中，所述无源B0和B1匀场片(62)设置成大体上U形的样式，所述样式配置用于覆盖标称对象的肺到心脏任一侧并且横跨心脏的顶部。
6.根据权利要求1或2所述的线圈(40)，其中，所述无源匀场片(62，84，86)在横向方向上不对称地配置，以校正所述B0和B1场中的至少一个的左/右不对称性。
7.根据权利要求1所述的线圈(40)，其中，所述无源匀场片(62，84，86)无源地在局部区域中屏蔽和增强所述B1和B0场。
8.一种磁共振成像系统(10)，包括：
用于生成通过检查区域(14)的B0场的主磁体(12)；
用于生成通过所述检查区域的梯度磁场的梯度线圈(28)；
用于在所述检查区域中生成B1场脉冲的正交全身体线圈(32)；以及
设置于所述检查区域(14)中的根据权利要求1所述的局部线圈(40)。
9.一种磁共振方法，包括：
生成通过检查区域(14)的B0场；
施加横跨所述检查区域的磁场梯度；
向所述检查区域施加B1场脉冲；
利用根据权利要求1所述的局部线圈(40)从所述检查区域接收磁共振信号；以及
将所接收到的磁共振信号重建成图像表示。
10.一种制作用在磁共振成像中的局部RF线圈(40)的方法，所述方法包括：
在线圈架(68)中安装局部接收线圈(60，74，76，78)；以及
在所述线圈架中安装无源B0场和B1场匀场片(62，84，86)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述B0和B1场匀场片包括电容性耦合的多个传导性的、抗磁性的、顺磁性的或铁磁性的材料的瓦(64)。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
在所述局部线圈的选定区域中，增加所述瓦的表面积以增加B1匀场和减少表面积以减少B1场匀场。
13.根据权利要求10所述的方法，还包括：
将匀场材料的粉末、小盘、纤维以及小珠中的至少一个混合到设置用于形成线圈架的树脂中，选择所述匀场材料的分布以对标称对象的B0和B1场进行均匀化。
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