将多个层状或套状的高介电常数及低电导率材料插入射频线圈、或线圈的导电物体与样本之间，实现提高信噪比，改善图像对比度，并降低磁共振成像设备或磁共振波谱仪在人体内导致的射频单位吸收率(SAR)。本发明专利技术的较佳实施例可以用作现成射频线圈的辅助设备或者直接做到射频线圈之中以改善射频线圈在发射和接收方面的性能。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及射频电磁场(标记为BI)领域，应用于磁共振成像(MRI)及磁共振波 谱(MRS)仪器，尤其涉及ー种将具有高介电常数(High Dielectric Constant, HDC)或低导电率的材料应用于磁共振成像或者核磁共振仪器中产生射频磁场的方法。
技术介绍
在MRI和MRS成像系统的数据采集过程中，射频线圈通常用于产生或接收射频磁场(BI)以对测量样本如人体组织进行激发并检测测量样本如人体组织中的磁共振信号。射频磁场可以由单一射频线圈或者一组射频线圈产生，并可对被检样本或人体组织进行激发而使被检样本或人体组织产生核自旋。核自旋产生的磁共振信号可由激发核自旋的射频线圈接收也可由其他射频线圈接收。本专利技术改善了射频磁场发送和接收用的射频线圈的效能。射频线圈的效能包括由単元输入电流在感兴趣区域(ROI)内所产生的射频磁场BI的均匀性与強度。在一般情况下，输入单元电流时的射频线圈产生的射频磁场BI越强，其越能转化成样本组织的较佳接收灵敏度和较低的射频热量，当射频热量达到一定的程度吋，可能对人体有害。射频线圈的接收灵敏度是通过实验的方式对标准化成像协议得到的感兴趣区域中所测得的图像信号信噪比(简称信噪比，SNR)来评估。射频磁场中的热效应可以通过计算人体内射频单位吸收率(Specific Absorption Rate, SAR)的分布情况来进行评估。磁共振成像的信噪比对图像质量而言是极为重要的，因为MRI本质上是一种低信噪比的仪器。为了能够在给定的图像数据采集时间内获得更高的图像信噪比，人们已经付出了极大的努力和投入了大量的资源。具体地，这其中就包括使用比目前的I至I. 5特斯拉更高但极其昂贵的3至7特斯拉的静态磁场强度。不幸的是，静态磁场强度的提高会导致更高频率的射频磁场，反过来，这又极大增强了组织的射频热效应并产生不均匀的射频磁场。这两个问题对高磁场MRI在人类成像的发展上构成了严重挑战。本专利技术在图像获得过程中提供了一种新颖的利用高介电常数材料在样本体内增强射频磁场BI的強度、降低射频单位吸收率的方法。高磁场(3-8特斯拉)人体成像系统中的最近实验数据表明，人体本身的高介电常数对人体内的射频磁场有着重要的作用。在确定样本内部射频BI场的分布时，线圈中样本的电气性能、几何尺寸以及相对位置都是重要因素。因此，利用高介电常数材料能够促进样本或人体内部射频BI场分布的调整及样本和线圈之间的耦合。富等专利技术人(详细内容请參1992年第23期的医用磁共振杂志287至301页富 TK、海斯 CE、康 YW发表的名称为在高磁场成像时减少射频渗透的文章)提出了ー种通过“在射频共振器的线圈和屏蔽体之间的空间加载介质”,并通过4特斯拉的磁共振成像系统进行观察，以校正人体内射频不均匀性的方法。在富的理论分析的基础上，他提出在线圈和屏蔽体之间的空间加载具有合适的相对介电常数的介质材料来改变线圈的传播常数，进而来最终调整射频均匀性。通过理论计算，富预测，在线圈和屏蔽体之间的空间加入相对介电常数在30和40之间的介电材料将会在分别对应I. 5特斯拉、64兆赫和4特斯拉、170兆赫的核磁共振成像系统中，在40厘米直径的匀质体内，超过中央直径30厘米的区域内，可将射频磁场的不均匀性从+/-15%降低到+/-3%。然而，他们在4特斯拉下的实验结果表明改进射频磁场的均匀性的同时有増加射频功率和降低线圈的灵敏度。本专利技术与富的方法具有至少三个实质区别第一，本专利技术是将介电材料插入线圈与标本之间的空间，而富的方法是将介电材料加载在线圈与屏蔽体之间，实际上，本专利技术是将介电材料放置于射频线圈的相对侧，正如富的实验结果所示，富的方法产生了完全对立的结果提高了射频能量要求和降低了线圈灵敏度；第二，理论 基础完全不同，本专利技术中，高介电常数材料是用于配合由射频线圈和样本产生的射频磁场，富的方法中，高介电常数材料用于控制射频共振器本身的轴向传播系数；第三，富的方法中，介电材料的选择是在射频线圈或共振器的特定设计和形状基础上进行，原则上，本专利技术选择介电材料时不需要知道射频线圈的设计，然而，为了达到最优的效果，本专利技术中的HDC垫发展成与特定的线圈设计相匹配。同样为了解决在4特斯拉下头部成像的射频磁场不均匀性的问题，奥尔索普等专利技术人(详细内容请參1998年第40期的医用磁共振杂志49至54页奥尔索普 DC、康尼克 U、米兹瑟 G发表的名称为高静磁场强度下改善射频磁场均匀性的螺旋管线圈的文章)提拱了ー种应用于高磁场磁共振成像的新型螺旋射频线圈设计。然而，根据这种螺旋管线圈设计所获得的图像显示人体头部上方的信号减弱。这种信号减弱是由于组织和头顶的空气之间介电特性的突然变化以及他的线圈设计理论分析是基于无限长圆筒的数学模型而引起的。为了缓解与螺旋管线圈设计相关的这ー额外问题，在图像数据的采集中，介质垫被引入进来且位于线圈的末端。但是，在奥尔索普的实验中，引入这种介质垫是专门为补偿由于使用螺旋管线圈所造成的信号减弱。本专利技术中的HDC垫放置于任意种类的射频线圈内部，用于改善特定的射频线圈的效能。
技术实现思路
针对要成像的整个样本上获得强且均匀分布的射频磁场B I是非常渴望的，本专利技术的目的之一在于将高介电常数材料(如液体材料、固体材料或者混合物)设置到射频线圈，用于改变射频磁场，从而在样本内部获得满意的磁场分布。高介电常数材料中的“高”是指材料的介电常数的值高于样本组织的数值，该样本组织检查时配合射频线圈发射和接收的电磁波。本专利技术中较佳实施例中填有高介电常数材料的垫或垫圈在后面统称为HDC垫。本专利技术的另一目的在于将高介电常数材料做到射频线圈之中，降低样本内部的感兴趣区域内激发特定偏转角度所需的能量。本专利技术的另一目的在于将ー个或者一组射频接收线圈内设置高介电常数材料，用于改善样本图像的信噪比。对于本
的特定应用，期待仅仅在样本的某个部分或者感兴趣区域获得强且均匀的射频磁场B I。本专利技术的另一目的在于将射频接收线圈或者样本内设置高介电常数材料，用于改善射频线圈的性能，提高ROI区域或者HDC材料附近的信噪比，降低射频发射能量和激发时的样本射频单位吸收率。本专利技术的另ー目的在于将HDC材料用作捕捉射频磁场而减少线圈的辐射而造成的能量损失。高磁场MRI (例如3特斯拉、4特斯拉、7特斯 拉或者更高)射频磁场场频增加时，射频辐射损失越明显。本专利技术的另ー目的在于将HDC材料用于增强造影剤。本专利技术的原理在于在射频线圈及组织之间插入ー层HDC材料或遮罩HDC材料，所述HDC材料可以是固体例如陶瓷材料、或者液体例如水、或者氣、或者水性胶状、或带有任何添加剂以实现调整介电常数的悬浮液。对本专利技术而言，HDC材料最适合的形状、数量、机械性能、电学性能取决于具体的应用环境，例如射频线圈的结构、射频磁场的谐振频率。对于水性胶状HDC垫，HDC垫上的信号的去除可以通过添加少量的ニ氯化锰、或者其他核磁共振信号释放化合物、或者将水替换成氘(重水)来实现。附图说明结合下面的图示和详细描述，本领域的技术人员可以更加清楚理解到上面所描述到的本专利技术的新颖技术要点、以及其他新颖技术要点和独特优势。图Ia显示的是鸟笼线圈的计算机模型，图Ib显示的是套有HDC垫的人体头部模型。图2显示的是横断本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：庆·X·杨，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。