磁共振成像小尺寸射頻線圈設(shè)計的研究.pdf

1、射頻線圈是磁共振成像系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。射頻線圈作為發(fā)射線圈發(fā)射射頻脈沖信號時，需要在磁共振成像系統(tǒng)內(nèi)部的成像區(qū)域產(chǎn)生頻率為拉莫頻率的均勻穩(wěn)定的射頻磁場，從而激發(fā)自旋核產(chǎn)生磁共振信號；射頻線圈作為接收線圈接收自旋核產(chǎn)生的磁共振回波信號時，需要擁有較高的接收信噪比并保證射頻接收磁場的均勻性。
　　本文以實蠅磁共振成像為研究背景，對傳統(tǒng)的射頻線圈的設(shè)計方法進行了改進，并將其應(yīng)用于小尺寸圓柱體射頻線圈和小尺寸主動屏蔽射頻線圈系統(tǒng)的設(shè)計中

2、。
　　論文第一部分討論了小尺寸圓柱體射頻線圈的設(shè)計方法。通過目標場法，求解出分布于圓柱體射頻線圈表面的電流密度表達式。利用流函數(shù)的方法將電流密度表達式離散為傅里葉級數(shù)的形式。通過吉洪諾夫正則化的方法，引入電流密度的散度最小化約束函數(shù)和曲率最小化約束函數(shù)，解決了積分方程的病態(tài)問題。通過軟件編程和仿真，求得了傅里葉系數(shù)，將傅里葉系數(shù)分別帶入電流密度表達式和感興趣區(qū)域磁場強度表達式得到了線圈的繞線形狀和感興趣區(qū)域的磁場強度。
　

3、　論文第二部分完成了小尺寸圓柱體射頻線圈的設(shè)計方法的拓展應(yīng)用，根據(jù)自備射頻屏蔽功能的射頻線圈系統(tǒng)設(shè)計原理，在主線圈外部設(shè)計了一個與主線圈平行且線圈表面有電流密度分布的屏蔽線圈，構(gòu)成了自備射頻屏蔽功能的小尺寸射頻線圈系統(tǒng)。并利用小尺寸圓柱體射頻線圈的設(shè)計方法對該射頻線圈系統(tǒng)進行求解，得到了主線圈和屏蔽的繞線形狀以及主線圈內(nèi)部和屏蔽線圈外部感興趣區(qū)域的磁場強度。最后討論了線圈尺寸大小的改變和約束因子取值的改變對線圈形狀、繞線結(jié)構(gòu)以及成像區(qū)域

4、磁場分布均勻性的影響。
　　研究表明，用該方法設(shè)計的線圈能在感興趣區(qū)域產(chǎn)生均勻的磁場。與兩種懲罰函數(shù)對應(yīng)的約束因子均能改變線圈的繞線形狀和磁場分布的均勻性。線圈尺寸大小不同，則線圈合適的約束因子取值也各不相同，約束因子的值的選取必須同時兼顧線圈繞線形狀的簡單性以及磁場強度的均勻性這兩個因素。
　　論文的創(chuàng)新點有：（1）利用目標場法完成了小尺寸圓柱體射頻線圈和小尺寸主動屏蔽射頻線圈系統(tǒng)的設(shè)計，結(jié)合了電流密度的散度最小化約束函數(shù)