CN102824174A

CN102824174A - 用于磁共振成像系统的婴儿体心脏线圈装置

Info

Publication number: CN102824174A
Application number: CN2011101592775A
Authority: CN
Inventors: 张松涛
Original assignee: SHANGHAI CHENGGUANG MEDICAL TECHNOLOGIES CO LTD
Current assignee: SHANGHAI CHENGGUANG MEDICAL TECHNOLOGIES CO LTD
Priority date: 2011-06-14
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2012-12-19

Abstract

本发明公开了一种用于磁共振成像系统的婴儿体心脏线圈装置，线圈外壳、内壳分成上半部分、下半部分，可随时开合，方便操作；线圈内壳的上半部分、下半部分为椭圆弧形，合成容纳婴儿身体的椭圆腔体；线圈外壳与线圈内壳之间的内壳壁上均匀贴敷由若干个环形线圈组合形成的相控阵线圈电路。本装置依据人体工程学设计，使婴儿体整个部位都能成清晰均匀的图像，提高了线圈信噪比和婴儿的舒适度。

Description

用于磁共振成像系统的婴儿体心脏线圈装置

技术领域

本发明涉及一种用于磁共振成像系统的对婴儿体心脏进行成像的射频线圈装置。

背景技术

磁共振影像系统(MRI)使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，从而获取磁共振影像系统(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。在通常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)。

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、好的均匀性，谐振电路的高空载质量因子(Q)。此外，线圈装置必需设计成适于医生操作并具有舒适度，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(SNR)的方法是正交接收。在这种方法中，由覆盖所需探测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。鸟笼式线圈是一种常用的正交线圈，尤其是相对于常用的表面线圈，鸟笼式线圈的磁场均匀性特别好。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。

先天性心脏病是严重危害儿童生命健康的疾病，目前已成为导致我国新生儿死亡的首要原因。据统计，每1000个新生儿中约有6个患先天性心脏病。按人口出生率及先天性心脏病发病率，估计我国每年有15万患这种病的孩子出生。

现有的婴儿体心脏线圈包括上下两片的结构，通道分布在上下两面。这种设计不能完全符合人体工程学，使人体左右两边的重要器官成像不是很清晰，且只能捕捉一个方向的信号。

发明内容

为解决现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种专用于婴儿体心脏部位进行磁共振成像的射频线圈装置。此装置依据人体工程学设计成椭圆体形状，跟婴儿体部位相当吻合，线路即分布于装置的线圈内壳壁上，能有效提高线圈的信噪比、改善婴儿的舒适度。

本发明解决现有技术存在的上述问题，采用的技术方案是：一种用于磁共振成像系统的婴儿体心脏线圈装置，包括线圈外壳、线圈内壳和线圈电路，其特征是：线圈外壳、线圈内壳分成上半部分、下半部分，分别可拆卸式连接，线圈内壳的上半部分、下半部分为椭圆弧形，合成容纳婴儿身体的椭圆腔体；线圈外壳的上半部分为椭圆弧形，下半部分为倒梯形；线圈外壳与线圈内壳之间的内壳壁上贴敷由若干个通道的环形线圈组合形成的相控阵线圈电路。

线圈内壳的上半部分、下半部分的接合部设有电子连接模块，线圈电路贴敷在线圈内壳的上半部分、下半部分的内壳壁上，并通过电子连接模块连通。

线圈电路是由4～10个通道的近似长方形的环形线圈适当交叠均匀贴敷在线圈内壳的上半部分、下半部分的内壳壁上组合形成的椭圆形相控阵线圈电路。

例如，线圈电路可以是由4、6、8或10个通道的近似长方形的环形线圈适当交叠均匀贴敷在线圈内壳的上半部分、下半部分的内壳壁上组合形成的椭圆形相控阵线圈电路。

线圈内壳的上半部分、下半部分的接合部设有连接锁扣。

线圈外壳的上半部分、下半部分分别与线圈内壳的上半部分、下半部分通过无磁性的螺丝固定。

线圈电路还可以是由8个近似长方形的环形线圈适当交叠均匀贴敷在线圈内壳的上半部分、下半部分的内壳壁上组合形成的相控阵SENSE线圈电路。

本发明的有益效果是：本装置依据人体工程学设计有椭圆体形状腔体，跟婴儿体部位相吻合，明显改善了婴儿的舒适度；线圈电路均匀分布于内壳表面，使婴儿体整个部位都能成清晰均匀的图像，提高了线圈信噪比；线圈上部和下部通过锁扣固定在一起，可随时开合，方便操作。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明整体结构分解示意图。

图3是根据本发明的实施例一的8通道线圈电路分布图。

图4是根据发明的实施例一的8通道线圈的磁场强度分布图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例一本实施例为优选。如图1、2所示的本发明一种用于磁共振成像系统的婴儿体心脏线圈装置的整体结构和分解结构，线圈外壳分成椭圆弧形的上半部分30和倒梯形的下半部分40，分别与线圈内壳的上半部分10、下半部分20通过无磁性的螺丝固定。线圈外壳下半部分设计成倒梯形，方便放置于操作床板上。线圈内壳分成椭圆弧形的上半部分10和下半部分20，合成容纳婴儿身体的椭圆腔体，与婴儿体相当吻合，可提高其舒适性。接合部设有连接锁扣组件11、21，使得此婴儿体线圈能任意开合，方便婴儿进入线圈，同时方便操作者操作。

线圈内壳的上半部分、下半部分的两侧接合部设有二对电子连接模块定位件12、22。此定位件用于固定插孔和插针，使上部内壳与下部内壳上的电路能连接起来，使婴儿体的整个区域都在成像范围FOV内。软印刷电路板(PCB)贴附于上部内壳上，孔对孔。这些孔的设计既方便操作者抓拿，也用于固定PCB。

上部外壳用于保护贴附于上部内壳上的线路，顶部中央设计有“T”形标记31，用于做核磁共振扫描时定位。下部外壳用于保护贴附于下部内壳上的线路及主板。

如图3所示的本发明的线圈电路，共有8个通道1～8，其中上半部4个通道2、4、7、8，下半部4个通道1、3、5、6，分别贴敷在线圈内壳的上半部分、下半部分的内壳壁上，并通过电子连接模块连通。其中通道7、8均从上半部通过插针，经过插孔至线圈下半部，再从另一边经过接头至上半部合成一个完整通道。通道5、6与通道7、8原理相同，是从线圈下半部经过接头至线圈上半部再回来至下半部。此婴儿体心脏线圈为相控阵SENSE线圈，8个通道均为近似长方形的环形线圈，但依线圈内壳的形状而呈一定弧度。这8个通道均匀分布于线圈周围，且覆盖了所有婴儿体部位，使婴儿整个体部位均在FOV内。8个通道既能有效探测人体发出的磁共振信号，又能有效避免不必要的噪声，提高信噪比。各通道适当交叠使相互间的耦合最小。若以婴儿体心脏线圈的中心位置为原点，婴儿躺的方向，即BO方向为Z轴，垂直于Z轴的平面上，两锁扣所在的方向为X轴(水平方向)，垂直方向向上为Y轴。

使用时，按压锁扣打开线圈，将婴儿放置于线圈内壳下半部，再将线圈上半部放于线圈下半部上，按压至锁扣合上，即可探测婴儿体心脏内所发射的核磁共振信号，进行磁共振成像。

如图4所示的根据本发明由8个通道合成的磁场强度分布情况，从图中可以看出，在XY平面上的所有信号都可以捕捉到，线圈在同一个椭圆上的磁场强度基本相同，包括婴儿体腰部的位置。因此，本线圈有效克服了现有技术的缺陷，8个通道的SENSE线圈有效节省了扫描时间，并减少了婴儿就诊时的痛苦。

实施例二线圈电路的通道数是4个，上、下各二个，均匀贴敷在线圈内壳的上半部分、下半部分的内壳壁上。其他的实施内容与实施例一相同，不再详述。

本发明的线圈电路的通道数还可以是6个或10个，其他实施内容与实施例一相同，不再详述。

本领域的普通技术人员对线圈的设计也可以做一定的修改或替换而不背离本发明所述的精神及原则。比如可以根据实际需要对线路进行一些修改，使婴儿体线圈适用于不同的核磁共振系统，比如1.5T和3T。或者各通道之间通过电容或者电感来调节各通道间的相互影响，使通道间的耦合最小，这种设计可以很方便地调节通道间的耦合。

Claims

1.一种用于磁共振成像系统的婴儿体心脏线圈装置，包括线圈外壳、线圈内壳和线圈电路，其特征是：线圈外壳、线圈内壳分成上半部分、下半部分，分别可拆卸式连接，线圈内壳的上半部分、下半部分为椭圆弧形，合成容纳婴儿身体的椭圆腔体；线圈外壳的上半部分为椭圆弧形，下半部分为倒梯形；线圈外壳与线圈内壳之间的内壳壁上贴敷由若干个通道的环形线圈组合形成的相控阵线圈电路。

2.根据权利要求1所述的用于磁共振成像系统的婴儿体心脏线圈装置，其特征是：线圈内壳的上半部分、下半部分的接合部设有电子连接模块，线圈电路贴敷在线圈内壳的上半部分、下半部分的内壳壁上，并通过电子连接模块连通。

3.根据权利要求1或2所述的用于磁共振成像系统的婴儿体心脏线圈装置，其特征是：线圈电路是由4～10个通道的近似长方形的环形线圈适当交叠均匀贴敷在线圈内壳的上半部分、下半部分的内壳壁上组合形成的椭圆形相控阵线圈电路。

4.根据权利要求1、2或3所述的用于磁共振成像系统的婴儿体心脏线圈装置，其特征是：线圈电路是由4个通道的近似长方形的环形线圈适当交叠均匀贴敷在线圈内壳的上半部分、下半部分的内壳壁上组合形成的椭圆形相控阵线圈电路。

5.根据权利要求1、2或3所述的用于磁共振成像系统的婴儿体心脏线圈装置，其特征是：线圈电路是由6个通道的近似长方形的环形线圈适当交叠均匀贴敷在线圈内壳的上半部分、下半部分的内壳壁上组合形成的椭圆形相控阵线圈电路。

6.根据权利要求1、2或3所述的用于磁共振成像系统的婴儿体心脏线圈装置，其特征是：线圈电路是由8个通道的近似长方形的环形线圈适当交叠均匀贴敷在线圈内壳的上半部分、下半部分的内壳壁上组合形成的椭圆形相控阵线圈电路。

7.根据权利要求1、2或3所述的用于磁共振成像系统的婴儿体心脏线圈装置，其特征是：线圈电路是由10个通道的近似长方形的环形线圈适当交叠均匀贴敷在线圈内壳的上半部分、下半部分的内壳壁上组合形成的椭圆形相控阵线圈电路。

8.根据权利要求1或2所述的用于磁共振成像系统的婴儿体心脏线圈装置，其特征是：线圈内壳的上半部分、下半部分的接合部设有连接锁扣。

9.根据权利要求1所述的用于磁共振成像系统的婴儿体心脏线圈装置，其特征是：线圈外壳的上半部分、下半部分分别与线圈内壳的上半部分、下半部分通过无磁性的螺丝固定。

10.根据权利要求1、2或3所述的用于磁共振成像系统的婴儿体心脏线圈装置，其特征是：线圈电路是由8个近似长方形的环形线圈适当交叠均匀贴敷在线圈内壳的上半部分、下半部分的内壳壁上组合形成的相控阵SENSE线圈电路。