目的:研究反演法在磁共振射频场设计与优化中的应用,分析比较不同优化函数在射频场设计与优化中的不同作用。方法:根据不同临床诊断或科研需求确定感兴趣区域(Region of Interest,ROI)以及射频场分布,设计目标函数;应用数学中的反演法,...目的:研究反演法在磁共振射频场设计与优化中的应用,分析比较不同优化函数在射频场设计与优化中的不同作用。方法:根据不同临床诊断或科研需求确定感兴趣区域(Region of Interest,ROI)以及射频场分布,设计目标函数;应用数学中的反演法,根据电流密度和磁场分布之间关系,依据洛伦茨法则(Lorentz Gauge)推导出目标磁场分布与电流密度分布之间的关系表达式,计算射频场的电流密度分布,针对计算过程中出现的积分函数高病态问题,采用不同的优化补偿函数,得到能够产生该射频场的电流密度分布;采用流函数技术将电流密度分布转化为电流分布轮廓,并检验该电流分布轮廓在ROI内的磁场分布是否满足目标磁场的要求,比较不同优化函数的在设计射频场过程中的效果。结果:以反演法为基础优化设计的电流分布轮廓,结构简单、分布平滑便于工程实现,ROI内的射频场分布均匀,磁场强度符合理论设计要求。结论:基于反演法设计的射频场在ROI内的分布符合目标磁场要求,说明我们提出的优化方案在射频场设计与优化中具有优越性,为磁共振射频场的设计提供了一种新的优化方法。展开更多
射频(RF)线圈是磁共振成像(MRI)系统的关键部件之一,用于射频信号的发射或接收,乳腺3 T MRI中采用专用的射频线圈可进一步提高磁共振成像的质量。为了获得简单的线圈绕线形状并使得射频磁场分布均匀,研究利用了L曲线自动选取和手动选取...射频(RF)线圈是磁共振成像(MRI)系统的关键部件之一,用于射频信号的发射或接收,乳腺3 T MRI中采用专用的射频线圈可进一步提高磁共振成像的质量。为了获得简单的线圈绕线形状并使得射频磁场分布均匀,研究利用了L曲线自动选取和手动选取惩罚因子对线圈绕线形状和磁场分布均匀性的影响,并结合目标场方法和流函数方法,提出了一种用于3 T(磁感应强度为3 T)乳腺磁共振成像的射频线圈设计方法。研究结果表明:1×1、2×1、2×2、4×1等4种半球形相控阵射频线圈的绕线形状随着阵列增加而变复杂;惩罚因子取利用L曲线自动选取的值时,磁感应强度线性方程的解最精确,阵列1×1在[10-25,10-18]区间内无论怎样选取惩罚因子,灵敏区内的磁场分布误差(即实际值与理想值之间的误差)都>40%,阵列2×2和4×1的磁场分布误差<10%,但是线圈绕线形状非常复杂,工程上难以实现;手动选取惩罚因子的值,可以使得磁场分布误差<40%,而且线圈的绕线形状简单;与相同半径和高度的圆柱型射频线圈相比,所提出的半球型射频线圈磁场分布更为均匀。可得结论:惩罚因子越小,则线圈绕线越复杂,而磁场分布越均匀;反之,惩罚因子越大,则线圈绕线越简单,而磁场分布越不理想。在简单的线圈绕线形状和保证射频磁场分布均匀之间取得平衡需要根据L曲线手动调节选取惩罚因子的值。展开更多
文摘目的:研究反演法在磁共振射频场设计与优化中的应用,分析比较不同优化函数在射频场设计与优化中的不同作用。方法:根据不同临床诊断或科研需求确定感兴趣区域(Region of Interest,ROI)以及射频场分布,设计目标函数;应用数学中的反演法,根据电流密度和磁场分布之间关系,依据洛伦茨法则(Lorentz Gauge)推导出目标磁场分布与电流密度分布之间的关系表达式,计算射频场的电流密度分布,针对计算过程中出现的积分函数高病态问题,采用不同的优化补偿函数,得到能够产生该射频场的电流密度分布;采用流函数技术将电流密度分布转化为电流分布轮廓,并检验该电流分布轮廓在ROI内的磁场分布是否满足目标磁场的要求,比较不同优化函数的在设计射频场过程中的效果。结果:以反演法为基础优化设计的电流分布轮廓,结构简单、分布平滑便于工程实现,ROI内的射频场分布均匀,磁场强度符合理论设计要求。结论:基于反演法设计的射频场在ROI内的分布符合目标磁场要求,说明我们提出的优化方案在射频场设计与优化中具有优越性,为磁共振射频场的设计提供了一种新的优化方法。
文摘射频(RF)线圈是磁共振成像(MRI)系统的关键部件之一,用于射频信号的发射或接收,乳腺3 T MRI中采用专用的射频线圈可进一步提高磁共振成像的质量。为了获得简单的线圈绕线形状并使得射频磁场分布均匀,研究利用了L曲线自动选取和手动选取惩罚因子对线圈绕线形状和磁场分布均匀性的影响,并结合目标场方法和流函数方法,提出了一种用于3 T(磁感应强度为3 T)乳腺磁共振成像的射频线圈设计方法。研究结果表明:1×1、2×1、2×2、4×1等4种半球形相控阵射频线圈的绕线形状随着阵列增加而变复杂;惩罚因子取利用L曲线自动选取的值时,磁感应强度线性方程的解最精确,阵列1×1在[10-25,10-18]区间内无论怎样选取惩罚因子,灵敏区内的磁场分布误差(即实际值与理想值之间的误差)都>40%,阵列2×2和4×1的磁场分布误差<10%,但是线圈绕线形状非常复杂,工程上难以实现;手动选取惩罚因子的值,可以使得磁场分布误差<40%,而且线圈的绕线形状简单;与相同半径和高度的圆柱型射频线圈相比,所提出的半球型射频线圈磁场分布更为均匀。可得结论:惩罚因子越小,则线圈绕线越复杂,而磁场分布越均匀;反之,惩罚因子越大,则线圈绕线越简单,而磁场分布越不理想。在简单的线圈绕线形状和保证射频磁场分布均匀之间取得平衡需要根据L曲线手动调节选取惩罚因子的值。
