一种用于磁共振成像的通用无线射频线圈系统和成像方法

本发明涉及磁共振成像，更具体地，涉及一种用于磁共振成像的通用无线射频线圈系统和成像方法。

背景技术：

1、磁共振成像技术由于具有的无创伤、无辐射、高分辨率、高对比度以及任意方位截面成像等优点，已经成为人体软组织成像的重要手段。磁共振信号采集过程主要分为射频激发和射频接收两个阶段。参见图1的传统有线线圈示意图，在射频激发阶段，磁共振成像系统通过发射线圈3(发射线圈3为体线圈，体线圈可以作为发射线圈也可以作为接收线圈，在图3示例中，仅作为发射线圈)对位于有线线圈11内的人体组织发送磁共振信号；在射频接收阶段，被激发后的组织向四周空间发送电磁信号，该电磁信号经由接收线圈11接收并反馈回成像系统，信号采集过程完成。由于电磁信号十分微弱，因此，接收线圈的性能十分关键，它在很大程度上决定了最终的图像质量。

2、接收线圈的性能主要体现在灵敏度和并行成像能力两个方面。高灵敏度意味着能够分辨微弱的信号，高并行成像能力则在硬件上决定了磁共振系统可以进行更快速的成像。为了获得尽可能好的图像质量，现有技术通常为不同人体部位定制专用的有线接收线圈11，如头线圈、膝线圈、腹部线圈等。当进行不同部位的磁共振成像时，需要医生在不同的有线线圈之间来回更换。并且，传统的各类接收线圈需要由大量的谐振单元、匹配/调谐电路、前置放大器电路以及带陷波器的传输线缆等结构组成。这些结构导致线圈十分笨重，例如常见的头线圈、膝线圈以及腹部线圈等重量都达到了数千克。这类笨重的线圈、线缆的反复更换为医生的工作带来了体力负担，当医生更换和搬运有线线圈时，患者只能在一旁等待，这一过程十分影响检查的效率。此外，由于现有的有线的腹部线圈的笨重，患者在进行腹部成像期间，需要一直承受腹部线圈的压迫，不仅对受伤或体弱的患者来说有安全隐患，也十分影响舒适度，容易造成患者不安、扭动，导致图像伪影。

3、经分析，目前有线或无线射频线圈主要存在以下缺陷：

4、1)现有技术采用脊椎线圈(spine coil)作为拾取线圈。脊椎线圈通常为交叠的多通道线圈阵列，平铺在病床上，脊椎线圈由于仅分布在无线射频线圈的下方，损失了其他方向的信号，因此，影响了整体灵敏度。由于无线射频线圈的并行成像能力取决于拾取线圈的通道数以及拾取线圈覆盖的空间角度，而脊椎线圈(排列在病床上)仅分布在无线射频线圈的下方，其相对成像目标区域及无线射频线圈来说，覆盖的空间角度有限，因而影响了并行成像能力。

5、2)现有技术采用体线圈(body coil)作为拾取线圈。体线圈通常为集成在磁体内的鸟笼线圈，这是因为鸟笼线圈的灵敏度通常相较于同尺寸的表面线圈阵列更弱。然而，鸟笼线圈通常距离无线射频线圈过于遥远，因而采用鸟笼线圈作为拾取线圈降低了灵敏度。此外，鸟笼线圈仅有两个通道数，而无线射频线圈系统的并行成像能力取决于拾取线圈的通道数量，通道数越多，并行成像能力越强，因此，采用体线圈(鸟笼线圈)的方案也影响了并行成像能力。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种用于磁共振成像的通用无线射频线圈系统和成像方法。

2、根据本发明的第一方面，提供一种用于磁共振成像的通用无线射频线圈系统，包括发射线圈、通用拾取线圈和无线射频线圈，所述通用拾取线圈和所述无线射频线圈构成无线射频线圈组合，其中，所述发射线圈用于针对待成像的目标部位发射磁共振信号使该目标部位受激发而产生电磁信号；所述无线射频线圈由多个无线射频线圈单元组成，用于放大电磁信号并将放大后的电磁信号通过磁耦合的方式传递至所述通用拾取线圈；所述通用拾取线圈以覆盖360°范围的方式环绕所述无线射频线圈以及佩戴所述无线射频线圈的目标部位。

3、根据本发明的第二方面，提供一种成像方法。该方法包括：

4、利用所提供的通用无线射频线圈系统对目标部位进行磁共振扫描；

5、获取磁共振扫描的成像结果并进行显示。

6、与现有技术相比，本发明的优点在于，设计了一种可用于磁共振成像的通用无线射频线圈系统，能够提高磁共振成像的灵敏度和并行成像性能，尤其适用于人体不同器官的高灵敏度、高并行成像。

7、通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

技术特征：

1.一种用于磁共振成像的通用无线射频线圈系统，包括发射线圈、通用拾取线圈和无线射频线圈，所述通用拾取线圈和所述无线射频线圈构成无线射频线圈组合，其中，所述发射线圈用于针对待成像的目标部位发射磁共振信号使该目标部位受激发而产生电磁信号；所述无线射频线圈由多个无线射频线圈单元组成，用于放大电磁信号并将放大后的电磁信号通过磁耦合的方式传递至所述通用拾取线圈；所述通用拾取线圈以覆盖360°范围的方式环绕所述无线射频线圈以及佩戴所述无线射频线圈的目标部位。

2.根据权利要求1所述的通用无线射频线圈系统，其特征在于，所述无线射频线圈单元包括第一电容、第二电容、双向二极管和电感，并通过控制所述双向二极管的导通或关断使该无线射频线圈单元在发射阶段处于失谐状态，在接收阶段处于谐振状态。

3.根据权利要求2所述的通用无线射频线圈系统，其特征在于，在失谐状态，所述无线射频线圈被设置为在工作频率正负100mhz内失谐，在谐振状态，所述无线射频线圈被设置为在工作频率正负100mhz内谐振。

4.根据权利要求1所述的通用无线射频线圈系统，其特征在于，所述通用拾取线圈采用有线的表面线圈阵列构成，并设置为具有6个以上的通道数。

5.根据权利要求4所述的通用无线射频线圈系统，其特征在于，将所述通用拾取线圈固定在病床或磁共振系统的磁体孔径内，通过线缆与磁共振机器相连。

6.根据权利要求1所述的通用无线射频线圈系统，其特征在于，所述通用拾取线圈的孔径设置为能够在其中容纳人体。

7.根据权利要求1所述的通用无线射频线圈系统，其特征在于，所述发射线圈是体线圈。

8.根据权利要求1所述的通用无线射频线圈系统，其特征在于，所述无线射频线圈的数量设置为一个或多个。

9.一种成像方法，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求9所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种用于磁共振成像的通用无线射频线圈系统和成像方法。该系统包括发射线圈、通用拾取线圈和无线射频线圈，所述通用拾取线圈和所述无线射频线圈构成无线射频线圈组合，其中，所述发射线圈用于针对待成像的目标部位发射磁共振信号使该目标部位受激发而产生电磁信号；所述无线射频线圈由多个无线射频线圈单元组成，用于放大电磁信号并将放大后的电磁信号通过磁耦合的方式传递至所述通用拾取线圈；所述通用拾取线圈以覆盖360°范围的方式环绕所述无线射频线圈以及佩戴所述无线射频线圈的目标部位。本发明能够提高磁共振成像的灵敏度和并行成像性能。

技术研发人员：李烨,莫智广,郑海荣
受保护的技术使用者：中国科学院深圳先进技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/7/18