CN113253171A - 用于磁共振乳腺成像的射频线圈装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种用于磁共振乳腺成像的射频线圈装置，包括：线圈支撑壳，由线圈支撑壳形成的乳房容置腔，与乳房容置腔相通的两个乳房放入孔，位于乳房容置腔外侧的多个射频线圈；多个射频线圈包括分别环绕布置于两个乳房放入孔外围的两个第一环型线圈；多个射频线圈还包括：分别布置于两个第一环型线圈前侧的两个第二环型线圈，分别布置于两个第一环型线圈前侧的两个鞍型线圈；每个第一环型线圈分别与其前侧的一个鞍型线圈构成第一正交线圈对，处于同一第一环型线圈前侧的第二环型线圈和鞍型线圈构成第二正交线圈对。本申请射频线圈阵列具有更加合理的结构，从而能够获取更为清晰的磁共振图像。
Description
技术领域
本申请涉及磁共振成像领域，具体涉及一种用于磁共振乳腺成像的射频线圈装置。
背景技术
磁共振系统是一种医学成像设备，其中射频(RF，Radio Frequency)接收线圈是磁共振系统的一个非常重要的部件。射频接收线圈在其中的作用可以比喻成人的眼睛，影像的最终清晰度直接跟它的信噪比(灵敏度)成正比。为了提高图像的清晰度(或信噪比，或灵敏度)，一般线圈设计的首要出发点是确定线圈的形状和内腔尺寸，尺寸既不能不太也不能太小。因为如果线圈尺寸太大的话，会降低磁共振图像的清晰度；而太小的话，可能有相当比例的病人特定部位无法放置入线圈内部。所以线圈设计的首要原则是在满足扫描部位或对象的尺寸的情况下，将线圈的尺寸做得尽量贴近扫描部位或对象。比如一个头部线圈的设计，它的尺寸能满足绝大部分病人(比如95％以上的病人)的头部都能放入线圈内即可。
因此，射频接收线圈可根据扫描部位或对象的名称命名，多种多样。在扫描人体不同部位的时候，一般需要用专用的线圈才能获得最好的图像效果，比如扫描头部的线圈称为头部线圈、扫描膝关节的线圈称为膝关节线圈，扫描女性胸部的线圈称为乳腺线圈或乳房线圈，采用专用乳腺线圈有助于大幅度提升乳腺临床图像的性能。如前所述，为了提升乳腺的图像性能，在线圈设计时，需要考虑将女性胸部置入线圈内部，并将线圈的尺寸做得尽量贴近乳房，此外，考虑到病人如果采用仰卧的姿势，乳房会因为重力而变形，不易观测，所以乳腺成像，病人采用俯卧位检查最为理想。
磁共振导航介入(Interventional MR)是一个崭新的概念，现在还处于早期发展阶段。磁共振介入需要特殊的技术和开放式的射频线圈。磁共振介入的操作方法，与相应X光机或CT机引导下的介入操作方法相仿。而且由于磁共振成像的优势，介入操作过程更加精确可靠，甚至能够开展X光机、超声、CT机引导下尚不能开展的手术工作。
目前常规的磁共振乳腺线圈主要用来做临床图像检查，不适用于乳腺的介入手术，因为常规的乳腺线圈壳体通常是封闭式设计，不具备实施手术开窗的结构。为了实施乳腺导航手术，乳腺线圈壳体上还应制有便于手术的开窗结构。
乳腺线圈的各个射频线圈的导体分布和走向、形状、数目等因素直接影响着磁共振图像的性能好坏。公开号CN2012083641U的中国实用新型专利公开了一种磁共振乳腺成像的射频线圈装置，其通过合理布局射频线圈的数量和位置，优化了乳腺部位的磁共振成像质量，不过仍有进一步提升的空间。
发明内容
本申请要解决的技术问题是：提出一种用于磁共振乳腺成像的射频线圈装置，该装置中的射频线圈阵列具有更加合理的结构，从而能够获取更为清晰的磁共振图像。
本申请的技术方案是：
一种用于磁共振乳腺成像的射频线圈装置，包括：
线圈支撑壳，
由所述线圈支撑壳形成的乳房容置腔，
一左一右间隔布置于所述乳房容置腔的后侧、且与所述乳房容置腔相通的两个乳房放入孔，以及
固定于所述线圈支撑壳内、且位于所述乳房容置腔外侧的多个射频线圈；
所述多个射频线圈包括分别环绕布置于所述两个乳房放入孔外围的两个第一环型线圈；
所述多个射频线圈还包括：
分别布置于所述两个第一环型线圈前侧的两个第二环型线圈，以及
分别布置于所述两个第一环型线圈前侧的两个鞍型线圈；
每个第一环型线圈分别与其前侧的一个鞍型线圈构成第一正交线圈对，处于同一第一环型线圈前侧的第二环型线圈和鞍型线圈构成第二正交线圈对。
本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：
所述射频线圈装置还包括与所述乳房容置腔相通，并且分别位于所述乳房容置腔左、右两侧的两个操作孔；所述多个射频线圈还包括分别环绕布置于所述两个操作孔外围的两个第三环型线圈。
所述多个射频线圈以垂直于被检查者左右方向的平面为中心对称布置。
所述多个射频线圈以垂直于被检查者身高方向的平面为中心对称布置。
所述垂直于被检查者身高方向的平面，与所述多个射频线圈中的每一个交叉布置。
所述两个第一环型线圈部分重叠以去耦合，所述两个第二环型线圈部分重叠以去耦，每个第二正交线圈对中的第二环型线圈均与另一个第二正交线圈对中的鞍型线圈部分重叠以去耦，所述两个第三环型线圈中的每一个分别与对应的一个所述第一线圈部分重叠以去耦。
所述两个鞍型线圈中的每一个均为沿着被检查左右方向顺次排布的第一圈体和第二圈体构成的“8”字型结构，所述两个鞍型线圈一左一右间隔布置。
所述线圈支撑壳具有平行布置与所述乳房容置腔的腔壁面外侧的第一线圈支撑面，所述两个第一环型线圈、所述两个第二环型线圈和所述两个鞍型线圈均贴靠固定于所述第一线圈支撑面上。
所述两个第三环型线圈的一部分贴靠固定于所述第一线圈支撑面上。
所述线圈支撑壳具有贴靠被检查者胸部的所述胸部贴靠面以及平行布置于所述胸部贴靠面前侧的第二线圈支撑面，所述两个第三环型线圈的另一部分分别贴靠固定于所述乳房容置腔左右两侧的所述第二线圈支撑面上。
本申请的有益效果：
1、本申请采用了一种更为合理的射频线圈分布结构，从而能够获取更为清晰的乳房位置的磁共振图像。
2、我们惊喜地发现，将该装置的两个鞍型线圈隔开布置后，其采集的乳房处图像要比两个鞍型线圈部分重叠时更加清晰。
3、线圈支撑壳配置有平行布置于乳房容置腔的腔壁面外侧的第一线圈支撑面和平行布置于胸部贴靠面前侧的第二线圈支撑面，各个射频线圈贴靠固定于对应的线圈支撑面上，从而使得在成像检查时各个射频线圈可最大程度地靠近被检查者的乳房，进而获得更清晰的磁共振图像。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本申请的一些实施例，而非对本申请的限制。
图1是本申请实施例中射频线圈装置的外观示意图。
图2是本申请实施例中射频线圈装置的内部结构示意图。
图3是本申请实施例中射频线圈的分布示意图。
图4是本申请实施例中各个射频线圈的分解图。
图5是本申请实施例中射频线圈装置扫描水模后，依据所得原始数据计算出的图像；图中特征信噪比自左而右依次为3945，3728，3816，3616，3616，3946。
图6是公开号为CN212083641U射频线圈装置扫描与图5相同的水模后，依据所得原始数据计算出的图像；图中特征信噪比自左而右依次为3716，3410，3497，3450，3328，3658。
图7是图5和图6中水模轴线处的信噪比曲线对比图；其中，实线表示本申请实施例，虚线表示公开号为CN212083641U的射频线圈装置。
其中：
1-第一环型线圈，2-第二环型线圈，3-第三环型线圈，4-鞍型线圈，5-线圈支撑壳，501-胸部贴靠面，5a-第一线圈支撑面，5b-第二线圈支撑面，6-乳房容置腔，7-乳房放入孔，8-操作孔，9-柔性护垫。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请说明书和权利要求书的描述中，若存在术语“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。由此，限定有“第一”、“第二”等的对象可以明示或者隐含地包括一个或者多个该对象。并且，“一个”或者“一”等类似词语，不表示数量限制，而是表示存在至少一个，“多个”表示不少于两个。本申请所说的“多个”，表示不少于两个。
在本申请说明书和权利要求书的描述中，若存在术语“连接”、“安装”、“固定”等，如无特别说明，均应做广义理解。例如，“连接”可以是分体连接，也可以是一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连；可以是不可拆卸地连接，也可以是可拆地连接。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解前述术语在本申请中的具体含义。
在本申请说明书和权利要求书的描述中，若存在术语“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于清楚且简化地描述本申请，而不是指示或暗示所指的元件必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，这些方向性术语是相对的概念，用于相对于的描述和澄清，可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。例如，若图中装置被翻转，被描述为在其他元件“下方”的元件将被定位在其他元件的“上方”。
现在，参照附图描述本申请的实施例。
图1示出的这种用于磁共振乳腺成像的射频线圈装置的一个具体实施，与公开号CN2012083641U的中国实用新型专利相同的是，本实施例的射频线圈装置也包括：线圈支撑壳5，由线圈支撑壳形成的乳房容置腔6，一左一右间隔布置于乳房容置腔的后侧、且与乳房容置腔相通的两个乳房放入孔7，固定于线圈支撑壳(的壳壁夹层)内、且位于乳房容置腔外侧的多个射频线圈，与乳房容置腔6相通且分别位于乳房容置腔左、右两侧的两个操作孔8。
前述多个射频线圈中的两个是分别环绕布置于两个乳房放入孔7外围的第一环型线圈1。前述多个射频线圈中的另外两个是分别环绕布置于两个操作孔8外围的两个第三环型线圈3。
线圈支撑壳5具有贴靠被检查者胸部的胸部贴靠面501，胸部贴靠面501的形状与人体胸部正面相适应。为了保护被检查者的胸部，在前述胸部贴靠面501设置了柔性护垫9。
本实施例的关键改进在于，上述多个射频线圈还包括两个第二环型线圈2和两个鞍型线圈4。前述两个第二环型线圈2分别布置于两个第一环型线圈前侧，即一个第二环型线圈2布置在左侧第一环型线圈1前侧，另一个第二环型线圈2布置在右侧第一环型线圈的前侧。两个鞍型线圈4也分别布置于两个第一环型线圈1的前侧，即一个鞍型线圈4布置在左侧第一环型线圈1前侧，另一个鞍型线圈4布置在右侧第一环型线圈前侧。
而且，左侧第一环形线圈1与左侧鞍型线圈4构成正交线圈对，右侧第一环形线圈1与右侧鞍型线圈4构成正交线圈对，左侧第二环型线圈2与左侧鞍型线圈4构成正交线圈对，右侧第二环型线圈2与右侧鞍型线圈4构成正交线圈对。即每个第一环型线圈1分别与其前侧的那个鞍型线圈4构成正交线圈对，处于同一个第一环型线圈1前侧的那个第二环型线圈2和鞍型线圈4也构成正交线圈对。
为了清楚而简明地描述本实施例技术方案，现将由第一环型线圈1和第一环型线圈前侧的鞍型线圈4所构成的正交线圈对成为第一正交线圈对，将处于同一第一环型线圈1前侧的第二环型线圈2和鞍型线圈4所构成的正交线圈对成为第二正交线圈对。显然，图2中一共两个第一正交线圈对和两个第二正交线圈对。
本领域技术人员普遍知晓鞍型线圈的结构形式：其在外型上近似“8”字型，如图4所示，“8”字型的鞍型线圈4在交叉处的两条线圈段(即“8”字中部呈x形交叉的两条线圈段)相互绝缘布置。也就说是，鞍型线圈相当于一个“8”字型的封闭环结构。为方便描述，我们可将鞍型线圈4以其交叉处为界划分为第一圈体和第二圈体。本实施例中，每个鞍型线圈4的第一圈体和第二圈体沿着被检查左右方向顺次排布，而且两个鞍型线圈4一左一右间隔布置。
本领域技术人员普遍知晓正交线圈对的一般结构，在此不作赘述。正交线圈对中的环形线圈和鞍型线圈具有非常好的去耦合效果。
进一步地，上述八个射频线圈(两个第一环型线圈1、两个第二环型线圈2、两个第三环型线圈3和两个鞍型线圈4不仅以垂直于被检查者左右方向的一个平面为中心对称布置，还以垂直于被检查者身高方向的另一个平面为中心对称布置。
而且，前述垂直于被检查者身高方向的那个平面，与每一个射频线圈均交叉布置，即每一个射频线圈的上半部分和下半部分对称布置在这个平面的上下两侧。
多通道射频线圈之间的耦合是个无法回避的问题，相邻射频线圈间去耦合的最佳方式是部分重叠(Overlap)，也就是两个相邻射频线圈之间，有一部分面积是重合共用的。比如，本实施例中两个第一环型线圈1就采用了这种去耦合方式——两个第一环型线圈1部分重叠(Overlap)。而且两个第一环型线圈1的重叠部位设于两个乳房放入孔7之间线圈支撑壳5的壳壁内部。
进一步地，两个第二环型线圈2也部分重叠，左侧第二正交线圈对中的第二环型线圈2与右侧第二正交线圈对中的鞍型线圈4部分重叠，右侧第二正交线圈对中的第二环型线圈2与左侧第二正交线圈对中的鞍型线圈4部分重叠，左侧第三环型线圈3与左侧第一线圈1部分重叠，右侧第三环型线圈3与右侧第一线圈1部分重叠。
不过，并不是所有的射频线圈之间都可以采用部分重叠(Overlap)的去耦方式，因为重叠去耦首先要求两个射频线圈位置相邻，其次对重叠面积也有定量要求。
另外，也并不是将相邻两个射频线圈由隔开分布改为部分重叠后，就一定会提升线圈阵列整体的磁共振成像质量。比如在本实施例中，两个鞍型线圈4就没有采用部分重叠的方式来去耦，而是将这两个鞍型线圈4一左一右间隔布置。这是因为，我们发现，将两个鞍型线圈4隔开布置后，该线圈装置采集的乳房处图像要比两个鞍型线圈部分重叠时更加清晰。
如图2所示，为了让各个射频线圈最大程度地靠近被检查者的乳房，进而获得更清晰的磁共振图像，本实施例的线圈支撑壳5配置有平行布置于乳房容置腔6的腔壁面外侧的第一线圈支撑面5a以及平行布置于胸部贴靠面501前侧的第二线圈支撑面5b。上述两个第一环型线圈1、两个第二环型线圈2和两个鞍型线圈4均均贴靠固定于第一线圈支撑面5a上。两个第三环型线圈3的一部分也贴靠固定于第一线圈支撑面5a上。两个第三环型线圈3的另一部分则分别贴靠固定于乳房容置腔左右两侧的第二线圈支撑面5b上，以获取双乳左右两侧的信号。
图5和图6分别为本实施例中射频线圈装置和公开号CN212083641U射频线圈装置扫描相同水模后，依据所得原始数据计算出的图像，图像为256*256像素。而且本实施例中射频线圈装置的机械尺寸与公开号CN212083641U射频线圈装置的机械尺寸完全相同。
图7所示的图像中，纵坐标SNR是个比值，无量纲。横坐标是像素点的分布。图7中只取出了最有代表性的水模中轴线处的信噪比曲线。
从图5、图6和图7可以看出，相比于公开号为CN212083641U射频线圈装置，本实施例的射频线圈装置具有明显的信噪比优势。
以上仅是本申请的示范性实施方式，而非用于限制本申请的保护范围，本申请的保护范围由所附的权利要求确定。
Claims (10)
1.一种用于磁共振乳腺成像的射频线圈装置，包括：
线圈支撑壳(5)，
由所述线圈支撑壳形成的乳房容置腔(6)，
一左一右间隔布置于所述乳房容置腔的后侧、且与所述乳房容置腔相通的两个乳房放入孔(7)，以及
固定于所述线圈支撑壳内、且位于所述乳房容置腔外侧的多个射频线圈；
所述多个射频线圈包括分别环绕布置于所述两个乳房放入孔(7)外围的两个第一环型线圈(1)；
其特征在于，所述多个射频线圈还包括：
分别布置于所述两个第一环型线圈前侧的两个第二环型线圈(2)，以及
分别布置于所述两个第一环型线圈前侧的两个鞍型线圈(4)；
每个第一环型线圈(1)分别与其前侧的一个鞍型线圈(4)构成第一正交线圈对，处于同一第一环型线圈(1)前侧的第二环型线圈(2)和鞍型线圈(4)构成第二正交线圈对。
2.根据权利要求1所述的用于磁共振乳腺成像的射频线圈装置，其特征在于，所述射频线圈装置还包括与所述乳房容置腔(6)相通，并且分别位于所述乳房容置腔左、右两侧的两个操作孔(8)；所述多个射频线圈还包括分别环绕布置于所述两个操作孔(8)外围的两个第三环型线圈(3)。
3.根据权利要求2所述的用于磁共振乳腺成像的射频线圈装置，其特征在于，所述多个射频线圈以垂直于被检查者左右方向的平面为中心对称布置。
4.根据权利要求3所述的用于磁共振乳腺成像的射频线圈装置，其特征在于，所述多个射频线圈以垂直于被检查者身高方向的平面为中心对称布置。
5.根据权利要求4所述的用于磁共振乳腺成像的射频线圈装置，其特征在于，所述垂直于被检查者身高方向的平面，与所述多个射频线圈中的每一个交叉布置。
6.根据权利要求2所述的用于磁共振乳腺成像的射频线圈装置，其特征在于，所述两个第一环型线圈(1)部分重叠以去耦合，所述两个第二环型线圈(2)部分重叠以去耦，每个第二正交线圈对中的第二环型线圈(2)均与另一个第二正交线圈对中的鞍型线圈(4)部分重叠以去耦，所述两个第三环型线圈(3)中的每一个分别与对应的一个所述第一线圈(1)部分重叠以去耦。
7.根据权利要求6所述的用于磁共振乳腺成像的射频线圈装置，其特征在于，所述两个鞍型线圈(4)中的每一个均为沿着被检查左右方向顺次排布的第一圈体和第二圈体构成的“8”字型结构，所述两个鞍型线圈(4)一左一右间隔布置。
8.根据权利要求2所述的用于磁共振乳腺成像的射频线圈装置，其特征在于，所述线圈支撑壳(5)具有平行布置与所述乳房容置腔(6)的腔壁面外侧的第一线圈支撑面(5a)，所述两个第一环型线圈(1)、所述两个第二环型线圈(2)和所述两个鞍型线圈(4)均贴靠固定于所述第一线圈支撑面(5a)上。
9.根据权利要求8所述的用于磁共振乳腺成像的射频线圈装置，其特征在于，所述两个第三环型线圈(3)的一部分贴靠固定于所述第一线圈支撑面(5a)上。
10.根据权利要求9所述的用于磁共振乳腺成像的射频线圈装置，其特征在于，所述线圈支撑壳(5)具有贴靠被检查者胸部的所述胸部贴靠面(501)以及平行布置于所述胸部贴靠面(501)前侧的第二线圈支撑面(5b)，所述两个第三环型线圈(3)的另一部分分别贴靠固定于所述乳房容置腔(6)左右两侧的所述第二线圈支撑面(5b)上。
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