[發明專利]用于高場MRI線圈的電磁屏蔽

有效

• 申請號: 200680015497.8
• 申請日: 2006-04-19
• 公開（公告）號: CN101171526A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發明（設計）人: C·G·盧斯勒;K·盧德克;M·A·莫里克;Z·翟;G·D·德米斯特
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G01R33/422
• 分類號: G01R33/422
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 李靜嵐;譚祐祥

技術領域

以下涉及磁共振成像領域。它特別應用于高場磁共振成像(MRI)，例如在大約3特斯拉或更高處成像，以下將特別參照其進行說明。然而，它還可以應用于在較低磁場處執行的磁共振成像、磁共振光譜等。

背景技術

在磁共振成像中，成像對象被放置在時間恒定的主磁場中，并且承受射頻(RF)激勵脈沖以在成像對象中產生核磁共振。磁場梯度被疊加到該主磁場上以空間編碼該磁共振。該空間編碼的磁共振被讀出，并基于該空間編碼進行重建以生成磁共振圖像。

在磁共振成像中，信噪比(SNR)和其他圖像特性通常隨著主磁場強度的增加而改善。拉莫爾或核磁共振頻率與磁場強度成比例。例如，對于1.5特斯拉的質子成像，核磁共振頻率大約為64MHz；在3.0特斯拉，核磁共振頻率大約為128MHz；在7.0特斯拉，核磁共振頻率大約為298MHz，等等。

在高達大約128MHz的共振頻率(3.0特斯拉)，有時使用整體(whole-body)射頻線圈進行射頻激勵，并且可選地，用于接收磁共振信號。這種RF線圈的一個例子是建造在磁共振成像掃描器外殼中的整體正交鳥籠式線圈。這種整體RF線圈便于永久安裝，并且提供大視場以進行整體成像。由于RF磁場的空間不均勻性、線圈負載和在高共振頻率下增強的其他問題因素，整體線圈在大約3特斯拉或更高的磁場中的有效性降低。

還可以使用局部射頻線圈進行射頻激勵，用于接收磁共振信號，或者用于傳輸和接收相位。與整體線圈相比，局部RF線圈更小，更緊密地與成像對象的被成像區域耦合。因此，局部RF線圈對小區域具有比整體RF線圈更高的SNR，特別是在更高的磁場強度下，例如7特斯拉時。這種局部線圈的例子是配置成安裝在成像人體的頭上的頭部線圈，用于腦或其他顱成像；安裝在對應肢體上的臂或腿線圈；安裝在患者全部軀體或其一部分上以進行心臟成像、肺成像等等的軀體線圈；以及被設置在成像對象的關注區域附近或與其相接觸的通常為平面或輕微曲面的線圈。

在更高的磁場強度，特別是大約3特斯拉或更高，由于電磁場的RF傳輸損失，即使是局部射頻線圈也會顯示出明顯降低的性能。例如在頭部線圈的情況下，在該線圈外部有一個強電場與患者肩膀耦合，導致功率需求增加和特殊的吸收比(SAR)問題。在該頭部線圈的兩個開口端，實質上存在輻射泄漏，這就降低了傳輸線圈效率和減少了接收信號的SNR。在一些頭部線圈中，用端蓋(end-cap)蓋在距離頸部和肩膀區域的遠端，以減少在該端部的輻射損失和使耦合到該線圈外部其他結構的RF最小化。然而，在臨床上也需要在線圈在兩端開口的情形。現有的射頻屏蔽在低磁場強度時有效，例如低于大約3特斯拉，這時，共振頻率較低并且RF波長較長。當RF波長比RF屏蔽直徑長時，直徑大約為65cm的RF線圈和RF屏蔽可以很好地包含該成像場。隨著磁場和共振頻率的增加，例如在大約3特斯拉或更高時，現有的射頻屏蔽在減少電磁耦合和輻射線圈損失上的有效性降低。例如，對包含圓柱形屏蔽的常規鳥籠型頭部線圈的模擬顯示，在7特斯拉時有大約20％的輻射損失。

本發明關注能夠克服前述局限性和其他缺陷的改進的設備和方法。

發明內容

在一個方面，公開了一種用于磁共振成像的射頻線圈。由有效線圈元件限定成像體積。該有效線圈元件包括具有第一截面維度的第一開口端。屏蔽線圈元件基本上環繞在該有效線圈元件周圍。該屏蔽線圈元件具有收縮開口端，其被設置成與該有效線圈元件的第一開口端相鄰近，并且具有比該屏蔽線圈元件的截面維度小的收縮截面維度。

在另一個方面，公開了一種用于磁共振成像的射頻線圈。由有效線圈元件限定成像體積。該有效線圈元件包括具有第一截面維度的第一開口端。屏蔽線圈元件基本上與該有效線圈元件環繞地相符。該屏蔽線圈元件具有收縮開口端，其被設置成與該有效線圈元件的第一開口端相鄰近。外部屏蔽線圈顯著大于該屏蔽線圈元件，并且包圍該有效線圈元件和屏蔽線圈元件。

在另一個方面，提供一種磁共振成像方法。生成射頻磁場，其具有激勵對象的關注區域的磁共振的頻率。該射頻場處于該關注區域以及該對象的其他區域中。該射頻場在該對象其他區域中的部分被屏蔽以增強該關注區域中的射頻場。

一個優點是提高了射頻線圈的效率。

另一個優點是減少了射頻線圈的輻射損失。

另一個優點是減少了SAR，并且增加了射頻線圈的SNR。

在閱讀以下對于優選實施例的詳細說明的基礎上，本領域普通技術人員將會清楚其他許多的優點和好處。

附圖說明