超高场下磁共振RF线圈的设计

发布时间：2020-05-13 07:54

【摘要】：超高场磁共振成像比低中场磁共振成像具有更高的成像速度、信噪比及分辨率,是目前磁共振前沿科学研究的发展趋势。但和低中场成熟的射频(RF)线圈设计技术相比,超高场射频线圈的相关研究却还处于摸索阶段。随着超高场拉莫尔频率的升高,波长变短,使得人体内产生相消干涉进而严重影响成像质量。传统的鸟笼线圈、环形线圈及马鞍线圈等在超高场的环境下都无法达到较好的成像效果。针对这一问题,论文采用天线设计理论设计了一种适合超高场7T的射频线圈。论文以具有简单结构、方向性好的微带八木天线作为射频线圈的初步模型,通过两个反射器来控制射频线圈的辐射方向,以达到对于人体成像的目的,通过对初始电路的仿真优化确定了7T射频线圈单元的设计。论文对可用于全身成像的射频线圈设计进行了探索,以微带偶极子天线单元为基础设计了三种射频线圈阵列排布:平面射频线圈阵列、六棱柱线圈阵列、八棱柱线圈阵列,通过HFSS软件对三种阵列进行了仿真,在对射频线圈阵列磁场强度及均匀度、线圈间的耦合、成像范围等方面综合分析与比较后,获得了八棱柱线圈阵列由于其更均匀的磁场分布以及在矢状面冠状面的对称分布等优势更适合超高场磁共振成像的结论。针对人体组织介电特性的差异性以及在超高场下,射频线圈的辐射能量更容易被人体吸收从而引起人体组织局部热损伤。论文利用HFSS仿真软件设计了一款人体等效电磁模型,将人体电磁模型与八棱柱线圈阵列联合仿真,对人体组织内的磁场分布及人体特定吸收率SAR分布进行了分析,验证了射频线圈阵列的安全性。论文设计的微带八木天线线圈阵列其成像范围覆盖了人体躯干部分,在感兴趣区域磁场分布相对来说较为均匀,表明该线圈阵列可应用于7T超高场全身成像领域。
【图文】：

核磁共振,圆筒状,开放式,磁共振成像

第一章绪论第一章绪论1 磁共振成像系统简介磁共振成像(MRI)是一种断层成像方法，它利用外界环境提供的磁场与人体内氢质子发生核磁共振的现象，从人体中获得射频信号,并经计算机处理重建获得体内部组织器官的剖面原子核素浓度分布图像。因其无辐射，高分辨率，能够直对人体各个面成像等优势，在医学影像设备与技术领域已得到广泛的研究应用。 CT 技术相比，MRI 成像具有非常高的成像分辨率，在脊柱、颅脑、盆腔疾病以其他部位检查方面得到了广泛应用。二十世纪八十年代，，福纳公司生产出世界首磁共振成像设备，从此在医学领域开启磁共振成像时代。

脊柱,成像,通道,线圈

电子科技大学硕士学位论文2009 年 O. Kraff，S. Kruszona 等人使用了一组收发相控阵列用于 7T 的人体成像，该阵列由 8 个重叠的表面环形线圈组成，每个线圈尺寸为 12×12cm，采R4 电路板材料，线圈元件上由 2.7 和 4.7pF 的电容器桥接三个 2mm 间隙，为善改善相邻线圈间的耦合，线圈单元间互相有规律的重合排列在一起，如下图。该论文证明了在人体沿着脊柱 40cm 长的成像范围内具有较高的成像分辨率[1
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O482.531;TN820

【参考文献】