一種提高多通道射頻線圈性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及磁共振成像，尤其涉及一種提高多通道射頻線圈性能的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 超材料性能主要通過(guò)介電常數(shù)、磁導(dǎo)率和折射率等電磁參數(shù)描述。而磁性超材料 為微結(jié)構(gòu)對(duì)電磁場(chǎng)產(chǎn)生磁響應(yīng)的超材料，它具有可人工控制磁導(dǎo)率的特點(diǎn)。磁性超材料通 過(guò)磁諧振結(jié)構(gòu)(如開(kāi)口諧振環(huán)）以及它的變形結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)等效磁導(dǎo)率的調(diào)節(jié)。當(dāng)電磁波入 射時(shí)，開(kāi)口諧振環(huán)能夠在結(jié)構(gòu)中形成等效的LC諧振回路，從而通過(guò)磁諧振來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波 的控制和束縛，對(duì)電磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)效果。
[0003] 目前，磁性超材料在射頻領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，尤其是在磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)中應(yīng)用。本領(lǐng)域技術(shù)人員采用磁性超材料設(shè)計(jì)了應(yīng)用于磁共振成 像的微結(jié)構(gòu)，該種微結(jié)構(gòu)為鋁箱卷成的多層圓柱體，其中，鋁箱的厚度為50μπι，多層圓柱體 的直徑10mm、長(zhǎng)度200mm，該多層圓柱體以每邊為10個(gè)的方式再排列成一個(gè)六邊形結(jié)構(gòu)。該 基于磁性超材料的微結(jié)構(gòu)的共振頻率為21.3MHz，應(yīng)用于0.5T型的MRI設(shè)備，將該微結(jié)構(gòu)放 置于成像物和射頻線圈之間，可以實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)磁通量的作用，提高成像質(zhì)量。另外，本領(lǐng)域技 術(shù)人員還設(shè)計(jì)了一種三維結(jié)構(gòu)的開(kāi)口諧振環(huán)，每個(gè)開(kāi)口諧振環(huán)均外接一個(gè)高精度（± 1 % ) 電容，達(dá)到所需頻率的目的。該開(kāi)口諧振環(huán)由微結(jié)構(gòu)陣列組成，直徑為15mm，共振頻率為 63.28Mhz，應(yīng)用于1.5T型的MRI設(shè)備。
[0004] 雖然，在實(shí)驗(yàn)中顯示了磁性超材料可以提高磁共振成像質(zhì)量和分辨率。然而，在臨 床應(yīng)用中，將開(kāi)口諧振環(huán)插入至多通道射頻線圈時(shí)，將導(dǎo)致各單元線圈之間的互感發(fā)生變 化，其主要原因?yàn)?單元線圈在沒(méi)有考慮加入磁性超材料的條件下進(jìn)行解耦設(shè)計(jì)，以至于加 入磁性超材料后線圈單元之間的解耦效果下降，導(dǎo)致多通道射頻線圈的性能下降，不能起 到提升圖像質(zhì)量的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，提供一種提高多通道射頻線圈性能的 方法，降低多通道線圈之間的耦合，解決采用磁性超材料的多通道射頻線圈性能下降的問(wèn) 題，從而提高磁共振成像質(zhì)量和分辨率。
[0006] -種提高多通道射頻線圈性能的方法，包括以下步驟：
[0007] (1)在磁共振掃描之前，將磁性超材料加入到多通道射頻線圈中；
[0008] (2)在沒(méi)有射頻發(fā)射功率的情況下，在磁共振成像系統(tǒng)上采集所述多通道射頻線 圈中每一個(gè)通道的噪聲圖像mi( ·)，其中1 SL，這里L(fēng)表示多通道線圈的通道數(shù)。
[0009] (3)計(jì)算在加入所述磁性超材料后的所述多通道射頻線圈的噪聲耦合矩陣Ψ;
[0010] (4)在圖像重建過(guò)程中，采用所述噪聲耦合矩陣對(duì)所述多通道射頻線圈耦合進(jìn)行 補(bǔ)償。
[0011]進(jìn)一步地，步驟(2)中所述噪聲圖像的采樣點(diǎn)大于1萬(wàn)個(gè)。
[0012] 進(jìn)一步地，步驟（3)中所述噪聲耦合矩陣的計(jì)算公式為：
中，nu( ·)表示第i個(gè)通道采集的噪聲圖像，<(:r)表示叫(r)的共輒轉(zhuǎn)置，1^_]_<1^，這里1^ 表示多通道線圈的通道數(shù)。
[0013] 進(jìn)一步地，步驟(4)中所述圖像重建的公式為：
所述I表示重建后 圖像。
[0014] 進(jìn)一步地，所述圖像重建的公式中S為每一個(gè)通道的采集圖像，C為多通道射頻線 圈的敏感度分布。
[0015] 進(jìn)一步地，當(dāng)C等于S時(shí)，圖像重建的簡(jiǎn)化公式為 所述I表示重建 后圖像。
[0016] 進(jìn)一步地，所述磁性超材料為開(kāi)口諧振環(huán)。
[0017] 本發(fā)明的有益效果：
[0018] 綜上所述，本發(fā)明提供的一種提高多通道射頻線圈性能的方法，通過(guò)采集多通道 射頻線圈各個(gè)通道噪聲并計(jì)算得到其噪聲耦合矩陣，并在圖像重建時(shí)采用噪聲耦合矩陣補(bǔ) 償多通道射頻線圈的耦合惡化，從而在多通道射頻線圈加入磁性超材料時(shí)實(shí)現(xiàn)提升多通道 射頻線圈性能的目的，提高圖像的信噪比和圖像分辨率，提升圖像質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提高多通道射頻線圈性能的方法的流程圖。
[0020] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例多通道射頻線圈性能實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例多通道射頻線圈噪聲耦合矩陣計(jì)算結(jié)果圖。
[0022] 圖4(a)是本發(fā)明實(shí)施例多通道射頻線圈未補(bǔ)償前的信噪比圖；（b)是本發(fā)明實(shí)施 例多通道射頻線圈補(bǔ)償之后的信噪比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 為了更好地闡述本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其附 圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0024] 參閱圖1，一種提高多通道射頻線圈性能的方法，包括以下步驟：
[0025] (S1)在磁共振掃描之前，將磁性超材料加入到多通道射頻線圈中；多通道線圈是 一個(gè)線圈有多個(gè)通道，分別來(lái)接收信號(hào)。譬如說(shuō):8通道射頻線圈，它包含8個(gè)通道，這8個(gè)通 道可以分別用來(lái)接收信號(hào)。
[0026] (S2)在沒(méi)有射頻發(fā)射功率的情況下，在磁共振成像系統(tǒng)上采集多通道射頻線圈中 每一個(gè)通道的噪聲圖像。
[0027] (S3)計(jì)算在加入磁性超材料后的多通道射頻線圈的噪聲耦合矩陣；
[0028] (S4)在圖像重建過(guò)程中，采用噪聲耦合矩陣對(duì)多通道射頻線圈耦合進(jìn)行補(bǔ)償。
[0029] 具體地，步驟(S2)中的實(shí)施方法:在實(shí)際臨床應(yīng)用中，沒(méi)有射頻發(fā)射功率的情況為 磁共振掃描之前或者磁共振掃描之后，或者為關(guān)閉多通道射頻線圈的發(fā)射電源后，從而采 集多通道射頻線圈中每一個(gè)通道的噪聲，為了提高結(jié)果的準(zhǔn)確性，該噪聲的采樣點(diǎn)大于1萬(wàn) 個(gè)。
[0030]步驟(S3)中的實(shí)施方法:根據(jù)步驟(S2)中的采集結(jié)果，計(jì)算在加入磁性超材料后 的多通道射頻線圈的噪聲耦合矩陣，該噪聲耦合矩陣的計(jì)算公式為：
[0032] 其中，nu( ·)表示第i個(gè)通道采集的噪聲圖像，〇)表示mj(r)的共輒轉(zhuǎn)置，〇〈i，j < L，這里L(fēng)表示多通道線圈