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        TrueForm技術概論

        2010-12-13 07:12:56西門子醫(yī)療中國磁共振事業(yè)部編譯
        磁共振成像 2010年1期
        關鍵詞:圓柱形均勻度磁共振

        西門子醫(yī)療(中國)磁共振事業(yè)部 編譯

        西門子醫(yī)療(中國)磁共振事業(yè)部

        1 TrueForm 射頻系統(tǒng)

        在高場磁共振系統(tǒng)(如:3.0 T系統(tǒng))中,射頻場的不均勻性是一個普遍存在的問題,臨床上急需依靠新技術來改善圖像質量。目前通常的辦法是使用采樣射頻飽和(吸收)墊,但這對患者和醫(yī)生使用起來都非常不便。

        TrueForm 射頻系統(tǒng)為此提供了智能化的解決方案,其不但對系統(tǒng)硬件進行革新,同時也針對應用和后處理環(huán)節(jié)進行了改進,從而確保了在整個身體區(qū)域內的射頻場均勻性。主要包括以下幾方面:

        1.1 TrueForm Excitation(TrueForm 激發(fā))

        采用經(jīng)過優(yōu)化了幅度和相位的雙通道射頻并行激發(fā)系統(tǒng)來實現(xiàn)射頻激發(fā),一方面可獲得雙倍的射頻場均勻性,另一方面還可降低10%以上的SAR值(圖1)。

        與其他雙通道射頻發(fā)射系統(tǒng)(如:Achieva TX的MultiTransmit 技術)不同,TrueForm 可靈活調節(jié)兩套射頻激發(fā)的幅度和相位差,更有效地驅動雙端口體線圈,而不必一定采用兩路等幅度且正交(90°相位差)的射頻激勵。后者由于射頻場與患者身體的相互作用,往往不能取得預期的效果。關于這一點,學者Nistler等的研究早已進行了充分的論證,具體可見文章:“J.Nistler et al.Homogeneity Improvement Using A 2 Port Birdcage Coil, ISMRM Proceedings 2007”。

        由于TrueForm所需的射頻幅度和相位優(yōu)化是在系統(tǒng)校準時就完成的,因此至少可為每次掃描節(jié)省約1 min的時間?;诰珳实幕颊吣P?、系統(tǒng)SAR值計算、Hugo模型等的幫助,TrueForm在射頻激發(fā)的層面上有效地加快了掃描速度、提高了圖像質量。

        1.2 a-SPACE (高級SPACE序列)

        采用組合絕熱激勵脈沖的a-SPACE序列,為SPACE技術的高級版本,對射頻場的不均勻分布不敏感,從而克服射頻場不均勻(圖2)。a-SPACE序列在成像過程中發(fā)揮了重要作用,可以有效克服射頻場不均勻對圖像的影響,進一步改善圖像質量。

        1.3 B1-Filter(射頻濾波器)

        具備可自動調節(jié)的實時信號濾波器,能夠在不影響圖像對比度的情況下消除所有的殘余射頻場效應,改善信號強度的均勻性。作為TrueForm技術的后處理環(huán)節(jié),B1-Filter 雖不能提供更多的診斷信息,卻可以大大改善診斷圖像質量,幫助臨床醫(yī)師更好地進行診斷(圖3)。

        2 TrueForm梯度系統(tǒng)

        圖1 射頻場細節(jié)對比(箭頭表示射頻場的不均勻性,在TrueForm 應用之后得到了矯正)

        圖2 水模成像信號強度圖(a-SPACE顯著改善了圖像信號的不均勻性)

        圖3 圖像信號強度剖面圖(顯示B1效應,TrueForm令殘余B1場完全消除)

        TrueForm梯度設計明顯改善了系統(tǒng)的梯度線性度,這一技術不僅提高了定位的精度,并對一些非迪卡爾坐標系下的成像具有重要意義,TrueForm為高場磁共振提供了前所未有的圓柱形梯度線性空間,與TrueForm磁場共同作用,減少圖像無用的邊緣變形,提高整個掃描野內脂肪飽和效果,獲得極佳的圖像質量。

        TrueForm梯度的出現(xiàn)令短磁體高場磁共振系統(tǒng)輕松實現(xiàn)50 cm的大Fov,一方面通過減少圖像中變形的邊緣區(qū)以提升圖像質量(圖4),另一方面還可以獲得更好的大范圍脂肪抑制效果。在大視野多段掃描中,與傳統(tǒng)橢球形梯度線性空間相比,TrueForm梯度可以減少相鄰兩段掃描區(qū)的重疊區(qū)域,從而減少在給定范圍內的多段掃描次數(shù),節(jié)省掃描時間。

        圖4 梯度回波冠狀位圖像對比(使用TrueForm之后,F(xiàn)ov邊緣的圖像信號明顯改善)

        圖5 磁場均勻度空間對比(使用TrueForm之后,成像空間成為真正圓柱形)

        圖6 磁場均勻度空間對比(使用TrueForm之后,成像空間成為真正圓柱形)

        3 TrueForm 磁體系統(tǒng)

        TrueForm磁體為臨床成像提供了均勻度極好的圓柱形磁場空間(圖5),相對于傳統(tǒng)磁體的橢球形磁場均勻區(qū)而言,圓柱形的勻場區(qū)更適合人體工程學結構,因此所獲得的圖像也更加準確。

        與傳統(tǒng)球形或橢球形磁場空間相比,經(jīng)優(yōu)化的圓柱形勻場區(qū)磁體的勻場體積是前者的1.5倍(圖6)。換言之,相同的磁場均勻度,圓柱形磁場的均勻度數(shù)值比橢球形磁場均勻度數(shù)值差1.5倍。

        4 TrueForm臨床表現(xiàn)

        在客戶給我們的臨床病例中,可以看到,通過TrueForm的應用,在3.0 T超導磁共振系統(tǒng)上由于組織多樣性所引起的B1場偽影明顯減少(圖7)。

        事實上,西門子的TrueForm技術在7.0 T磁共振上已被廣泛采用,大多采用8通道射頻發(fā)射技術,全球范圍內已有多家高端用戶。在1.5 T和3.0 T超導磁共振領域,西門子首先將雙通道射頻發(fā)射技術產品化,并與其他技術相結合,形成了目前功能全面的TrueForm 技術。然而目前的TrueForm射頻勻場技術僅僅使用了并行激發(fā)線圈的空間分布特性,而并沒有使用其梯度編碼(K空間編碼)。所以從理論上講,完整的并行激發(fā)技術不但能夠產生具有很好均勻度的射頻場,同時也能滿足其他應用的需求,比如可以根據(jù)器官形狀或任意容積形狀進行選擇性激發(fā),等等。這也是TrueForm技術的未來發(fā)展方向。

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