CN105492918B - 磁共振成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发射和/或接收线圈组件，其包括被配置为发射和/或接收射频信号的第一可替换部分和第二可替换部分。为了产生覆盖要被扫描的对象的感兴趣体积的RF(或B1+)场和/或从对象的感兴趣体积接收磁共振信号，可替换部分可相互替换并且被配置为在磁共振成像期间与发射和/或接收线圈组件配合。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁共振成像领域中的系统，更具体地是用于发射和/或接收RF信号的系统。
背景技术
US 6529004B1涉及一种用于发射RF信号的射频(RF)线圈。射频线圈被固定到患者支撑体上，使得患者支撑体能够沿孔移动。RF线圈的至少部分是相对于孔横向可移动的以允许对身体不同部位的成像。RF线圈中心部分的宽度在横向方向上能够是可变的以容纳不同大小的患者。
US 6591128公开了一种具有可移除和/或可拆卸部分的MRI RF线圈系统。
发明内容
本发明的目的是要找到一个用于发射和/或接收RF信号的系统，该系统可更灵活地适用于不同的对象大小。
该目的是通过发射和/或接收线圈组件来实现的，所述发射和/或接收线圈组件包括：
-第一可替换部分，其被配置为发射和/或接收RF信号，
-第二可替换部分，其被配置为发射和/或接收RF信号，以及
-固定部分，其被配置为发射和/或接收RF信号；
其中，
-所述第一可替换部分能够与所述第二可替换部分替换，并且其中，
-所述第一可替换部分具有与所述第二可替换部分不同的尺寸，并且其中，
-所述第一可替换部分和所述第二可替换部分被配置为在磁共振成像期间与所述固定部分以这样的方式配合：
-由所述固定部分与所述第一可替换部分或所述第二可替换部分相组合产生的RF场覆盖要被扫描的对象的感兴趣体积，和/或
-所述固定部分与所述第一可替换部分或所述第二可替换部分相组合接收RF信号的空间灵敏度覆盖要被扫描的对象的感兴趣体积。
该目的也通过如权利要求4所述的对象支撑体、如权利要求6所述的磁共振成像(MRI)系统、以及如权利要求10所述的磁共振制导治疗系统来实现。
本发明洞悉：期望以更大的灵活性来针对个体对象调节RF线圈。本发明提供一种发射和/或接收线圈组件，其包括被配置为发射和/或接收射频信号的第一可替换部分和第二可替换部分。为了产生覆盖要被扫描的对象的感兴趣体积和/或从对象的感兴趣体积接收磁共振信号的RF(或B1+)场，可替换部分能够相互替换并且配置为在磁共振成像期间与发射和/或接收线圈组件的固定部分配合。当所述第一可替换部分或所述第二可替换部分相对于所述固定部分以使得该组合适合磁共振成像的方式放置时，所得到的组合在此称为“线圈组合”。关于B1+场，在感兴趣体积中达到足够高的幅值并且发射场足够均匀是重要的，以获得临床有用的图像质量。对于接收线圈组合，重要的是其对RF信号的空间灵敏度覆盖感兴趣体积并且足够用于磁共振成像。
通过缩放MRI系统来增加MRI系统的内径尺寸(宽口径系统)导致增加组件成本、低效的体线圈和大RF功率的需求，尤其是对于多发射系统。局部发射和接收线圈可达到所需临床应用的强场，但只能局部地。通常RF体线圈优化成尽可能地薄。这能够扫描较大对象(例如，患者、动物、身体部位)并且降低幽闭症的风险。然而，对于RF线圈，厚度的减少意味着发射和接收效率的降低。因为这些线圈和宽口径系统被设计为适应较大对象，RF发射和接收效率大体在正常和小尺寸对象中降低了。为解决这个问题，本发明的发射和/或接收线圈组件可以被用于替代MRI系统中的集成体线圈。
因为提出的第一可替换部分和第二可替换部分的尺寸是不同的，线圈组合的尺寸可基于要被扫描的对象的尺寸而改变。以这种方式，B1+效率和/或线圈的空间灵敏度被优化用于不同尺寸的对象。
因为RF线圈组件提供两个可替换部分，存在更大灵活性来针对个体对象的尺寸调节线圈组合。当RF线圈组件被配置为体积谐振器时，额外(可替换)线圈部分的成本可以被调整，因为以这种方式一个单个MRI系统可被优化用于小或大患者，对此否则将需要具有两个不同孔尺寸的两个MRI系统。
在本发明的实施例中，第一可替换部分、第二可替换部分是刚性的。刚性形状可以以这种方式设计，即第一可替换部分和/或第二可替换部分当用于扫描对象时，不停留在或接触要被扫描的对象。刚性形状的另一个优点是线圈的良好定义的形状使得更容易通过特定成像序列来对发射至要被扫描的对象的SAR作出可靠性评估。
在本发明的一个实施例中，固定部分和第一可替换部分和/或第二可替换部分包括至少两个轴向分离的部分，所述至少两个轴向分离的部分平行于线圈组合的纵轴。这是有利的，因为以此方式，通过调整在扫描对象期间所使用部分的数量，在扫描期间能够使用更小或更大视场。这个实施例与如权利要求7所述MRI系统相组合是特别有利的。
在本发明的一个实施例中，发射和/或接收线圈组件的固定部分集成在适合安装在MRI系统中的对象支撑体中。优选地，RF信号光学地或通过屏蔽电容或电感RF变压器发射。以这种方式，第一和第二次可替换部分可以是轻重量的，使得它们可以被护士/助理轻松地移动、放置和/或移除。因此，这个实施例将使处理线圈更容易。此外，此实施例可改进工作流程。根据本发明的一个方面，第一和第二可替换部分可拆卸地安装至固定部分或对象支撑体。根据本发明的另一方面，第一和第二可替换部分可以无接触地被位于固定部分之上。根据本发明的另一方面，第一和第二可替换部分可以是一次性的。根据本发明的另一方面，第一和第二可替换部分作为驱动部分作为驱动器的一部分是轻重量的(减重超过50％)，检测和电子前置放大器位于发射和接收线圈组件的固定部分中。
本发明的发射和/或接收线圈组件可以与MRI系统组合。这可能是没有集成体线圈的MRI系统。当在没有集成体线圈的MRI系统中使用时，线圈组合优选的是体积谐振器并且可以配置为替代集成体线圈。当替代集成体线圈时，体积谐振器将基本覆盖由MRI系统孔中主磁体创建的检查区域。基本覆盖创建了以至少40x40x40cm3的量级的定位于检查区域中的视场。线圈组合的第一和第二可替换部分配置成可拆卸地安装至MRI系统。以这种方式，MRI系统可以适应于不同大小的对象。
本发明的发射和/或接收线圈组件可以与另一本地接收线圈组件组合。本地接收线圈组件MRI系统可以灵活并且直接地定位于主体上。
在本发明的一个实施例中，至少一个固定部分或发射和/或接收线圈组件的第一或第二可替换部分当连接至MRI系统或对象支撑体时，在纵向方向可相对于对象支撑体和MRI系统平移。在纵向方向的平移可通过电驱动和电机控制系统的方式来电动地控制。至少一个固定部分或发射和/或接收线圈组件的第一或第二可替换部分的运动可通过用户如在检查或控制室中按下按钮、使用触摸屏、操纵杆、键盘而启动。这个实施例中可以使用以下方式：当对象放置在对象支撑体上时，第一或第二可替换部分可停靠在MRI系统的膛中。在MRI系统之前的对象准备完毕之后，第一或第二可替换部分可在对象上滑动。这可能会增加对象舒适度，因为对象不会意识到第一或第二可替换部分的存在。
当与权利要求3所述的发射和/或接收线圈组件相组合时，此实施例也是有利的。利用权利要求3所述的发射和/或接收线圈组件，通过使用较少或更多轴向线圈部分，在较小和较大FOV之间切换是可能的。这可能有助于在相对于MRI系统和对象支撑体的纵向方向平移固定或第一/第二可替换部分。以此方式可以防止线圈以这种方式放置：当从较大至较小FOV时，较小FOV的边缘将落入感兴趣体积内。用于扫描较小FOV的线圈部分的中心可被平移以覆盖新的感兴趣体积或可被平移至MRI系统主磁体的等中心点。
在本发明另一实施例中，发射和/或接收线圈组件可MRI引导的治疗系统组合使用，所述MRI引导的治疗系统包含被配置为发出治疗辐射(例如，X射线、电子)的辐射模块(例如，MRI-Linac)。该MRI系统系统可能是没有集成体线圈的MRI系统。这个实施例是有利，因为来自辐射源的辐射将最有可能最终破坏MRI系统中的线圈。当使用本发明的线圈组件替代集成的体线圈时，替换线圈能更容易执行，使得MRI系统的维护更加便宜。
参考下述实施例，本发明的这些和其它方面将变得显而易见和得到说明。
附图说明
图1图解地图示了使用本发明的发射/接收线圈组件的MRI系统。
图2图解地图示了对象支撑体，在其中集成了发射和/或接收线圈组件的固定部分。
图3图解地图示了发射/接收线圈组件如何能与没有集成体线圈的MRI系统组合。
图4图解地图示了发射和/或接收组件，其中，固定部分和第一和/或第二可替换部分包括至少两个轴向地分离的部分。
具体实施方式
图1图解地示出了使用本发明发射/接收线圈组件的MRI系统。发射/接收线圈组件包括第一(2)和第二(3)可替换部分。在这些例子中，第一和第二可替换部分被放置在要被扫描对象的前侧。第一和第二可替换部分被配置为发射和/或接收RF信号并且大小不同。通过将第一(2)或第二(3)可替换部分与固定部分(4，在此图中，位于将要扫描对象的后侧)组合，能够使线圈组合适应于不同对象大小。通过调节电容的值，线圈组合被调谐为在感兴趣原子核的拉莫尔频率处谐振。以这种方式，发射和/或接收效率可以针对不同大小的患者优化。
机械互连优选地是刚性的使得它不会在扫描期间和通过患者适度移动变化。此外电磁连接可设计成通过将第一(2)或第二可替换部分(3)安装在其上来进行连接的一个或多个插头。
然而，并不需要固定部分(4)与第一(2)或第二可替换部分(3)之间直接的(电流)电磁连接。RF发射信号可通过集成在固定部分(4)和/或屏蔽电容或电感RF变压器中的馈电线圈电感地耦合。当有第一(2)或第二可替换部分(3)装备有独立驱动通道(传送通道数＞1)时，该部分也可被单独控制以获得期望的RF场。
相同的方式也可应用于由第一(2)或第二可替换部分(3)所需的MR接收信号，但这里的光信号传输可从第一(2)或第二可替换部分(3)至固体部分(4)并且从这里到光谱仪来实现。
采用不具有第一和/或第二可替换部分之间电流连接的方法减轻重量，使得更容易处理并且增加所涉及部分的可靠性。
如图1所示，在本发明的实施例中，第一(2)和/或第二可替换部分(3)是刚性的。因此，这些可替换部分不一定要接触要扫描的对象。此外，良好定义的形状使其更容易通过特定成像序列来对发射至要被扫描的对象的SAR作出可靠的估计。SAR取决于组织的电导率和密度以及总电场。为获得电场的准确估计以及因此获得SAR的准确估计，发射线圈的位置知识是重要的。通过有较好适应患者的线圈体积，扫描软件的SAR预测不需要考虑关于线圈与患者差异性的非常高的安全边际。这使得能够更精确预测SAR，允许向特定患者施加更多的RF功率，在那里安全边际以前被高估了。
图2图解地示出了对象支撑体(8)，在其中集成了发射和/或接收线圈组件的固定部分(4)。
第一(2)和第二可替换部分(3)可以被配置使得他们不需要连接到固定部分(4)以扫描对象。例如，第一(2)或第二可替换(3)部分可定位于患者之上，例如通过将其悬挂在膛中。
第一(2)和第二次可替换(3)部分也可被配置成可拆卸地安装至对象支撑体。机械固定点(9)可以用来保持第一和/或第二可替换部分在适当的位置。
图3图解地图示了发射/接收线圈组件如何与MRI系统组合。发射/接收线圈组件可与具有或不具有集成体线圈的MRI系统组合。图3显示了示例，其中发射和/或接收线圈组件与没有集成体线圈的MRI系统组合。MRI系统包括主磁体(16)。主磁体(16)通过使自旋与主磁场对齐，在MRI系统中创建检查区(22)。MRI系统还包括梯度线圈(12)。线圈组和(2或3、4)是体积谐振器并替代集成的体线圈。可替换部分(2，3)可拆卸地安装到MRI系统。固定部分也能可拆卸地安装到MRI系统。
MRI系统包括对象支撑体(8)来定位将要扫描的对象。第一可替换部分(2)、第二可替换部分(3)或固定部分(4)中的至少一个在连接至磁共振成像系统或对象支撑体(8)之后，可相对于磁共振成像系统和对象支撑体(8)在纵向方向38平移。一个或多个这种线圈部分在横向方向上的平移也是可能的。MRI系统包括滑块(14)以将固定(4)和/或第一(2)或第二可替换部分(3)移进或移出扫描器。固定(4)和/或第一(2)或第二可替换部分(3)也能以其他方式移进或移出MRI系统，例如，借助于滑行装置、导引、轨道等。固定(4)和/或第一(2)或第二可替换部分(3)的移动可以手动地或机电地执行。例如通过在检查或控制室按下按钮，使用操纵杆或键盘或通过使用图形用户界面(15)可启动机电移动。发射/接收线圈组件的固定部分(4)可集成在MRI系统中并且也与第一可替换部分(2)或第二可替换部分(3)组合。线圈组合被配置为针对磁共振成像使用并且适于发射和/或接收RF信号。
可能可以以下方式使用MRI系统。如果患者进入检查室，固定部分和第一或第二个可替换部分被定位于MRI系统的膛中(图3a)。以这种方式，患者并不直接看到线圈组合(固定部分和/或第一或第二可替换部分)，这可提高患者的舒适度。当患者位于对象支撑体上时，固定或第一或第二可替换部分中的至少一个在患者下面或上面移动并以期望的方式放置(图3b)。然后，具有固定部分或第一或第二可替换部分中的至少一个的对象支撑体可在扫描器内移动(图3c)。在对患者进行成像之前，固定和第一或第二可替换部分被调谐以发射RF信号至患者和/或从患者接收RF信号。
图4图解地图示了发射和/或接收组件，其中，固定部分和第一和/或第二可替换部分包括至少两个轴向地分离的部分(2a，2b，3a，3b，4a，4b)。分离的部分(2a、2b、3a、3b、4a、4b)在平行于线圈组合的纵向轴(28)(即在此图像的头尾方向上)分离。此实施例中可用于在MRI检查期间切换不同大小的FOV。线圈组合可以平移以便更好地与对象中关注的体积对齐以及与MRI系统的等中心点对齐。在移动以后，线圈可能需要再次调谐和需要新的MRI预备扫描。
在本发明另一实施例中，发射和/或接收线圈组件可与包含辐射模块，如MRI-Linac，的MRI系统组合使用。该MRI系统可能是没有集成体线圈的MRI系统。线圈组合可轻易地移进和移出MRI系统，这使得线圈或其组件的替换更容易。
尽管已经在附图和前面描述详细示出和描述了本发明，但这样的说明和描述视为说明性或示例性的，而不是限制性的；本发明并不限于所公开的实施例并且可以在磁共振成像领域中RF发射和/或接收中使用。
Claims (9)
1.一种磁共振成像系统，其包括对象支撑体和主磁体，其中，所述主磁体通过将自旋与主磁场对齐来在磁共振系统中创建检查区，其中，所述磁共振系统还包括发射和/或接收线圈组件，其中，所述发射和/或接收线圈组件包括以下二者之一：
第一可替换部分，其被配置为发射RF信号；或者
第二可替换部分，其能够与所述第一可替换部分替换并且被配置为发射RF信号；
其中，
所述第一可替换部分和所述第二可替换部分能够可拆卸地安装到所述磁共振成像系统，并且
其中，所述发射和/或接收线圈组件还包括：
固定部分，其被配置为发射RF信号并且被配置为当与所述第一可替换部分或第二可替换部分组合时形成体积谐振器，使得通过所述固定部分与第一可替换部分或第二可替换部分的配合，由所述体积谐振器产生的RF场基本覆盖所述检查区；
其中，
所述第一可替换部分与所述第二可替换部分仅在大小上不同，以便基于患者的大小来改变所述体积谐振器的大小。
2.如权利要求1所述的磁共振成像系统，其没有集成的体线圈。
3.如权利要求1或2所述的磁共振成像系统，其没有集成的体线圈，其中，所述第一可替换部分和/或第二可替换部分是刚性的。
4.如权利要求1或2所述的磁共振成像系统，其没有集成的体线圈，其中，所述发射和/或接收线圈组件具有纵向轴，并且其中，所述固定部分和所述第一可替换部分或所述第二可替换部分包括至少两个轴向分离的部分，所述至少两个轴向分离的部分在所述固定部分与所述第一可替换部分或所述第二可替换部分组合时平行于所述纵向轴。
5.如权利要求1或2所述的磁共振成像系统，其没有集成的体线圈，其中，所述发射和/或接收线圈组件的所述固定部分被集成在对象支撑体上。
6.如权利要求5所述的磁共振成像系统，其没有集成的体线圈，其中，所述发射和/或接收线圈组件的第一可替换部分和第二可替换部分被配置为能够可拆卸地安装到所述对象支撑体或所述固定部分。
7.如权利要求1或2所述的磁共振成像系统，其没有集成的体线圈，其中，所述第一可替换部分、所述第二可替换部分或所述固定部分中的至少一个在连接到所述磁共振成像系统或所述对象支撑体时，能够相对于所述磁共振成像系统和所述对象支撑体在纵向方向上平移。
8.如权利要求1或2所述的磁共振成像系统，其没有集成的体线圈，其中，所述发射和/或接收线圈组件的至少部分被配置为相对于所述磁共振成像系统和所述对象支撑体在纵向方向上机电平移。
9.一种包括如权利要求1-8中的任一项所述的磁共振成像系统的磁共振成像引导的治疗系统，所述磁共振成像引导的治疗系统包括被配置为发出治疗辐射的辐射模块。
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