飞利浦30T高场多射频源发射技术

飞利浦3.0T高场多射频源发射技术2010-06-0110:43:50作者：中国医学装备协会来源：查看网友评论纵观磁共振的发展历史，从磁体的改进到梯度的改进，从永磁体、电磁体发展到目前的超导磁体，梯度的场强和切换率基本稳定在场强50〜80mt/m,切换率200mt/m/ms的范围标准，满足了临床实际工作中的对图像分辨率和采集速度的基础需求。飞利浦医疗保健事业部纵观磁共振的发展历史，从磁体的改进到梯度的改进，从永磁体、电磁体发展到目前的超导磁体，梯度的场强和切换率基本稳定在场强50〜80mt/m，切换率200mt/m/ms的范围标准，满足了临床实际工作中的对图像分辨率和采集速度的基础需求。近几年，磁共振发展方向集中于射频系统的研发。而在高场磁共振下由射频的不均匀性产生的负面影响日益明显，射频技术的改进也经历了由采集部分日渐集中于发射部分的发展历程。如图1所示，在3.0T带来高信噪比图像的同时，其物理原因造成的体部图像的抗电效应随之而来。由于3.0T射频的频率为127.7MHZ左右，波长约25cm，而人体体部前后的距离约26cm，这样波长的射频通过一个和波长相同距离的物体时，即产生了所谓驻波效应。该效应会造成大范围体部成像视野内的信号不均匀。那如何才能很好地解决抗电效应呢？采用多个发射源并行发射是一个很好的办法，即在相反的方向同时发射，产生的抗电效应正好相反，然后将得到均匀的无抗电效应的清晰图像（图2）。

以电灯和物体实验为例可助于理解该技术。当一个电灯照照射一个物体时，在物体的背光面会有一个阴影区（图3）；当多个光源照射一个物体时，阴影就会消失（图4），这就类似无影灯的原理。另外，由于物体的形状是多变的，所以需要可以进行调整和旋转的光源，以期得到满意的显像效果（图5）。图4 图5如图6就是该实验体现在人体上，在实际工作中的例子：a为两个不同体型的患者在单一的射频发射源下的成像结果，显示可以看出两者都产生了抗电伪影，但因体型不同伪影的部位也不同；b为采用了多射频发射源技术，根据患者的体型进行个性化的射频优化和调节,包括从射频的角度、幅度和频率等各个参数进行调整，以期得到最佳的射频匀场，产生无任何伪影的优质图像。对比可知，只有多源发射系统才具备个性化射频匀场的要求。

RFffi6MuHiTrantinitParallelrecentpatr&nt1patientsSingletransmitRFffi6MuHiTrantinitParallelrecentpatr&nt1patientsSingletransmitParairelreceivepatientJpalient2另一个清晰的例子如图7所示，a为常规单发射源下的腹部图像，患者有腹水，腹部中心区域附近产生大面积的低信号抗电伪影，细节不明；b所示为该病人在多射频发射源下的腹部图像，腹水产生的伪影已经完全消除，细节清楚，可以准确地进行诊断。图图7T2WTSESsh12x丄4x7即eh,25slices,14sec由此可见，多射频发射源技术可以很好地消除由于高场抗电效应带来的伪影，使3.0T和3.0T以上的体部成像均受益，将不再受制于射频场的发展，是高场磁共振所必备的新技术。SAR限制是制约3.0T成像的另一重要因素特殊射频吸收率(SpecificAbsorptionRate，SAR)是用于度量人体对射频功率的吸收状况。在3.0T及3.0T以上MR成像中，SAR的问题往往涉及到成像扫描速度以及扫描安全问题，是制约3.0T成像的另一重要因素。随着射频频率的提高，热效应成倍增加，为了实现安全的扫描，在目前的3.0T磁共振上都有实时SAR检测功能，在实时SAR值过高的情况下，甚至会暂时停机以保证安全性。在设置扫描参数的时候，也会因为避免过高的SAR值而降低有关于速度的参数。然而经过参数调整，虽然解决了局部“热点”的问题，但扫描速度将受到限制，拉长了检查时间；同时无法使用最佳的序列参数，影响了图像的信噪比(SignaltoNoiseRatio,SNR)与对比度等。Singlekansnntt MnlHTransmif图8SAR在体部分布隋况对比以图8为例说明SAR在体部分布的情况。颜色分布说明了SAR值的高低。在单一射频发射源下，可以看到由于局部组织的特性不同，SAR在体内的分布也很不均匀，出现了SAR值较高的红色区域；但在多射频发射源下，SAR的分布被优化，局部“热点”消失。由此,很多原本受制于SAR的参数也可以被优化，包括采集速度加快，扫描时间缩短等。图9以常规脊柱扫描为例来说明该问题。多源射频技术在低于单源射频1半的时间里产生相同的扫描质量。

图9常规脊柱扫描时间对比T2WSingletransmitT2WMuti-transmit图9常规脊柱扫描时间对比T2WSingletransmitT2WMuti-transmit4m25s2m23s综上所述，多射频发射源技术是3.0T技术发展史上具有里程碑意义的新技术，它采用多个独立的射频信号，从根本上解决了抗电阴影问题，在提高图像均匀性的同时，局部射频能量沉积也相应减少，从而为提高扫描速度创造条件。不仅解决了3.0T制约于体部应用的瓶颈，更使3.0T体部的成像图像