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磁共振线圈介绍

来源: | 发布日期:2022-04-17
  我们熟知的MRI设备主要由主磁体系统、梯度系统、射频系统、计算机系统以及其它辅助设备共同组成。线圈贯穿整个MR设备当中,比如:匀场线圈、梯度线圈、射频线圈等。
  射频线圈的作用是什么?即将射频(RF)脉冲发送至患者,并接受信号。那么从射频线圈的作用来看可以将其分为两类——发射/接收线圈(Transmitter and Receiver Coil)、接收线圈。

发射/接收线圈(T/R Coil)顾名思义是将发射与接收线圈整合在一起,既可以发射射频脉冲也可以接收射频脉冲,我们日常使用中常见的发射/接收线圈有嵌入磁体孔径内部的体线圈(body coil,其称为Q-body coil或者QBC Coil)、头线圈(发射/接收线圈)和膝关节线圈。这类线圈在工作时并非接收和发射同时工作,而是通过电子线路在发射与接收中进行快速的切换从而达到发射射频脉冲和接收信号的作用。


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  接收线圈仅用来接收磁共振信号,这类线圈常见于表面柔软线圈、体部相控阵线圈以及部分四肢线圈。对于这类线圈在是使用中,发射和激励的任务就交予安装在磁体孔径内部的体线圈(body coil)去完成了。
  如果按照适用范围来进行分类的话,根据线圈的使用范围可分为以下五类,全容积线圈、部分容积线圈、表面线圈、体腔内线圈、相控阵线圈。
  全容积线圈一般是指能够包裹整个或者一定位置的柱状线圈,这类线圈主要用于发射射频脉冲以及接收组织的MR信号,常见的有头线圈、体线圈等。头部的全容积线圈一般又叫鸟笼线圈,具有发射/接收两个功能。这种线圈由于空间很大,一般可以用来做头部定位和伽马刀定位。
  部分容积线圈是由全容积线圈以及表面线圈相结合形成的线圈,这类线圈一般会有两个或者两个以上的成像平面。
  表面线圈,可以放在成像体表面的接收线圈。表面线圈形状各异,常见的扁平矩形以及圆形等。由于在这类线圈紧贴成像部位,在线圈摆放时有了很高的自由度,一般常用于浅表组织或者器官。由于一开始表面线圈通道数单一,无法使用并行采集技术进行加速扫描。后面为了提高表面线圈的功能,扩大其应用范围,又研发出了一些新的表面线圈,如相控阵线圈。
  相控阵线圈,是由两个以上的线圈单元组成的线圈阵列,这些阵列相互连接,形成一个较大的成像范围,各线圈单元可以相互分离,每个线圈单元可视作为独立线圈使用。由于每个线圈单元都可以单独通道进行信号传递继而构成了多通道传输,在成像时兼容了并行采集技术,大大提高了扫描的效率。并行采集的加速倍数则与该方向的线圈通道数相关,如果某方向的线圈通道数为5,那么该方向并行采集因子的极限为5。
  体腔内线圈,是一种小型线圈,使用时必须放在人体腔内,可以对体内某些结构进行高分辨成像,例如直肠线圈等。从原理上来说体腔线圈依然是表面线圈。
  显微线圈Microscopy Coil是一种比较特殊的表面线圈,由于直径非常小,所以又叫做显微线圈。

  线圈还有很多种命名以及分类,如正交线圈(鸟笼线圈)也就是我们在前面所介绍的发射/接收线圈,也有人会按照极化方式、主磁场方向或者绕组形式进行分类,但是不管如何分类目前我们常用的线圈也就那么多。

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