用于小口径5 T磁共振成像系统的梯度线圈和^(1)H/^(13)C双共振射频线圈研制

基于自主研制的5 T磁共振成像系统和^(13)C代谢磁共振成像研究需求,设计了一种小口径磁共振成像梯度线圈和^(1)H/^(13)C双共振射频线圈系统.其中梯度线圈设计采用有限差分流函数方法,射频线圈设计为马鞍线圈结合表面线圈的双共振方案.采用有限元方法对磁场分布进行了数值模拟分析,成功研制出一套用于小口径5 T^(13)C磁共振成像的梯度与射频线圈,并利用自主研制的5 T磁共振成像系统平台验证了设计方案的可行性,经过实验测试采集到^(13)C标记的尿素水模磁共振图像和小鼠头部^(1)H磁共振图像,为后续开展基于动态核极化的^(13)C磁共振代谢成像奠定了基础.

计量管理与预防性策略在磁共振线圈维护中的应用研究

目的分析计量管理和预防性策略用于维护磁共振线圈中的效果。方法选择2020.01-2020.12本院临床使用的磁共振设备2台(使用次数22336次)设为对照组,采取常规方案开展线圈维护;选择2021.01-2021.12本院临床使用的磁共振设备2台(使用次数29173次)设为观察组,采用计量管理和预防性策略开展线圈维护。比较两组不同原因所致的线圈故障率、故障停用时间、紧急故障维修次数、计划性维修次数、预防性处置次数、总维修次数以及维修费用等指标差异。结果观察组系统不能识别线圈、线圈伪影、线圈不能扫描或者扫描期间出错以及图像信噪比较差等线圈故障率低于对照组(P<0.05)。观察组故障停用时间短于对照组(P<0.05),紧急故障维修次数及维修费用少于对照组(P<0.05),计划性维修次数、预防性处置次数多于对照组(P<0.05),两组总维修次数相比无显著差异(P>0.05)。结论计量管理和预防性策略用于维护磁共振线圈能有效减少线圈故障发生,减少紧急故障维修次数和维修成本,减轻故障给临床诊疗工作带来的影响,值得采用。

磁共振并行成像射频线圈的优化设计进展

综述了并行成像线圈的优化设计方法及其发展,并对其进行了比较、分析与展望。

经直肠超声与直肠线圈磁共振检查对前列腺癌的诊断价值

目的探讨经直肠超声(TRUS)、直肠线圈磁共振(enMR)联合磁共振波谱(MRS)、前列腺特异性抗原(PSA)联合前列腺特异性抗原密度(PSAD)对前列腺癌的诊断价值。方法分析18例前列腺癌和24例前列腺增生患者的TRUS、enMR联合MRS、PSA联合PSAD及病理资料,对图像特点、各种检查方法导致的误诊、漏诊进行统计分析。结果敏感性和阳性预测值最高为PSA联合PSAD,均为88.89%;特异性和阴性预测值最高为enMR联合MRS,均为92%;诊断符合率最高为上述两者,均为90.48%。结论对可疑前列腺癌患者,可先行PSA检查,再行TRUS,并联合PSAD进行分析,可以提高对前列腺癌的诊断符合率。

前列腺癌的经直肠超声与直肠线圈磁共振联合波谱检查对比研究

目的比较经直肠超声(TRUS)与直肠内线圈磁共振(enMRI)结合磁共振波谱(MRS)在前列腺癌诊断中的应用价值。方法21例前列腺癌、28例前列腺增生患者均行TRUS、enMRI检查,enMRI可疑结节加做MRS,以手术或穿刺活检病理组织学为标准,对检查结果进行回顾性统计分析。结果对前列腺癌的诊断以TRUS联合enMRI和MRS检查较为理想。其敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值和诊断符合率在本研究中达90.84%、92.86%、90.48%、92.86%、91.84%。结论对于可疑不典型前列腺癌患者,建议TRUS联合enMRI及MRS检查,有利于提高对本病的早期诊断。

计量管理与预防性策略在磁共振线圈维护中的价值研究

目的:探讨计量管理与预防性策略在磁共振线圈维护中的价值,提高设备运行效率。方法:选取医院临床在用的3台磁共振成像设备,将采用常规维护方案时所发生的线圈维修案例纳入对照组,将实施周期性计量检测与预防性维护策略后所发生的线圈维修案例纳入观察组。对比分析两组案例中线圈故障率、故障停用时长、维修次数及分类等指标的差异性。结果:观察组的设备维修案例中故障率、故障停用时长和紧急故障维修次数低于对照组,差异有统计学意义(t=5.275,t=2.136,t=2.308;P<0.05);观察组的预防性处置次数和计划性维修次数多于对照组,差异有统计学意义(t=-2.44,t=-2.902;P<0.05);两组维修次数差异无统计学意义。结论:计量管理与预防性维护策略的实施能够有效降低磁共振线圈故障率以及因故障对诊疗工作造成的影响,降低设备运行成本。

磁共振成像系统中梯度线圈设计的一种新的长度约束方案

目的 针对磁共振成像系统中长度约束的梯度线圈设计 ,寻求一种新的方案 ,使其能代替原有的方法 ,并且可以设计用于头部成像的不对称短线圈。方法 本文在目标场方法的基础上 ,引入了流函数约束条件 ,从而提出了流函数约束方案。并在该方案的基础上提出了一种简单的不对称短梯度线圈设计方案。结果 文中分别对直径 3 2cm ,长径比 1.5∶1的对称和不对称横向梯度线圈进行了仿真设计 ,结果显示了该方案的有效性。结论 文中比较了对称和不对称线圈梯度均匀区的位置 ,结果显示后一种线圈适合头部成像而前一种不适合。

基于MEMS的高Q值核磁共振平面微线圈

为了提高核磁共振波谱检测信号的信噪比,实现对纳升级样品的检测,以及与微流控芯片集成,介绍了一种高品质因数(Q值)平面微线圈及其制作工艺。基于对信噪比的仿真计算,利用SU-8厚胶掩模光刻与直流铜电镀工艺,在玻璃衬底上得到几种几何参数优化的圆形与方形线圈。自行设计了一种直流铜电镀工艺,铜层生长速度约1.2μm/min。平面微线圈几何参数如下:内半径200μm^1 000μm,线宽/线间距20μm^80μm,圈数1~9圈,线圈厚度约12μm。利用Agilent 4294阻抗分析仪,测得85 MHz/2 Tesla下内半径1 000μm线圈的射频参数如下:RAC=7.25Ω,L=285 nH,Q=21。测得的Q值-频率曲线与仿真设计一致,即80 MHz附近Q值达到最大。与国内外其他测量结果相比,所得线圈品质因数较高。相对于双层铜电镀方案,本制作工艺操作简单,经一次电镀线圈即可成形,微米量级下更容易采用MEMS工艺制作平面线圈。另外,平面微线圈的开发可以将核磁共振(NMR)检测技术集成到微全分析系统中。

谐振无线充电系统共振线圈设计与分析

对谐振式无线充电系统的谐振线圈进行了设计和分析。首先,对谐振式无线充电系统的基本特性进行了数学模型分析,包括等效电路分析和系统频率特性分析。其次,进行了谐振线圈的设计,并用电磁仿真软件对设计的谐振线圈的特性阻抗、S参数反射波、S参数传输波、传输效率等参数进行了仿真分析,对设计参数的可行性进行了评价。

国内在用磁共振线圈的配置和使用评价研究

目的通过评价国内在用磁共振线圈的配置和使用效果,为行业发展和政策实施提供建议和依据。方法根据地理位置及经济发展水平,调查24个省(自治区、直辖市)108家医疗机构的磁共振设备线圈的配置与使用情况。结果通过对收集数据的统计分析显示,三级医疗机构在磁共振设备线圈配置率上高于基层医疗机构,进口磁共振设备的线圈配置率高于国产磁共振设备线圈;在配置比例方面,基础线圈配置丰富,专用线圈配置较少;在线圈的使用情况方面,线圈故障率随设备使用年限的增长而出现增长趋势,三级医疗机构和进口的磁共振设备线圈故障率较高。通过使用德尔菲问卷法建立的线圈使用评价指标体系来评价线圈使用情况,发现进口磁共振设备线圈的使用表现整体优于国产磁共振设备线圈,不同厂家的磁共振设备线圈在使用表现上各有优缺点。结论目前国内在用磁共振线圈主要根据以临床业务开展需求为主导的原则进行配置,在不同医疗机构和设备厂家中线圈的配置情况不同,随着医疗改革推进,基层医疗机构和国产厂家要注意提升影像检查新技术和配套专用线圈的配置,同时对磁共振线圈的使用效果进行综合性评价,有利于提高临床检查业务水平,推进行业技术进步。

金属铝管影响下磁共振耦合线圈特性参数变化

为了探究金属物体对磁共振耦合线圈自身特性参数的影响规律,针对现有理论模型不能完全描述金属铝管对线圈特性参数影响规律的问题,构建了金属铝管影响下的磁共振耦合单线圈修正模型,对应开展了仿真与实验研究,并给出了涡电流回路映射电阻R'E和电阻修正量RC具体表达式。研究规律表明:线圈电感参数变化量△L随间隙的增大而减小;线圈电阻参数变化量△R的变化趋势与间隙相关且存在变化趋势分界点,即当铝管与线圈间隙小于10 mm时,线圈电阻参数数值相对放置于空气中是增大的;当铝管与线圈间隙达到15 mm时,线圈电阻参数数值相对放置于空气中是减小的。

磁共振常规线圈及显微线圈技术在腕关节病变诊断中的价值分析

目的探讨磁共振常规线圈及显微线圈技术在腕关节病变中诊断的价值。方法选取黄河中心医院2018年10月至2020年10月收治146例患者作为研究对象,其中腕部撞击综合征损伤患者51例,腕关节类风湿性关节炎患者48例,腕关节骨性关节炎患者47例。分别使用磁共振常规线圈及显微线圈技术对病变部位进行扫描,对比分析两种诊断方式的诊断准确率,软骨侵蚀、关节积液、滑膜增厚的检出情况。结果磁共振显微线圈技术诊断腕部撞击综合征损伤、腕关节类风湿性关节炎、腕关节骨性关节炎的准确率均高于常规线圈技术(P<0.05),磁共振显微线圈技术对于软骨侵蚀、关节积液、滑膜增厚的检出率均高于常规线圈技术(P<0.05)。结论磁共振显微线圈技术可明显区分出腕关节病变的病理表现,其用于诊断腕关节病变的价值较高。

3D打印技术改良动物线圈优化KM小鼠磁共振成像研究

目的探讨基于3D表面扫描技术改良5 cm动物线圈,优化KM小鼠成像的实验研究。材料与方法采用3D表面扫描仪对5 cm动物线圈扫描,并个性化设计完成线圈专用小鼠扫描支架,用于在3.0 T上对KM小鼠进行多时间点优化成像研究。6只荷瘤KM小鼠腹腔麻醉后,在3.0 T磁共振仪上采用5 cm动物线圈进行扫描,对比采用支架前后MR图像,并记录预扫描次数,整个扫描过程和开始及结束时间。图像质量评估采用客观指标及主观指标,客观指标使用信噪比(signal to noise ratio,SNR)和对比信噪比(contrast to noise ratio,CNR);主观指标由两名读片医师对前后图像出现的自主运动伪影、呼吸伪影进行3等级评分。计量数据采用配对资料的t检验;等级资料采用配对Wilcoxon's秩和检验,检验水准α=0.05;两位医师间的一致性分析采用Cohen's Kappa检验评估。结果使用3D打印技术成功制备2个磁共振线圈平台支架(简称3D支架)。两位读片医师间对自主运动及呼吸运动伪影的判断进行一致性分析,其κ值均在0.7以上提示一致性良好。未采用3D打印支架时,总共预扫描需进行21次,成功率为28.57%(6/21),平均每只KM小鼠完成扫描时间为17.6 min;采用3D支架后,总共预扫描6次(每个小鼠预扫描1次成功),成功率100%(6/6),平均每只KM小鼠完成扫描时间为10.8 min,时间缩短了38.64%。使用3D支架前后SNR分别为2.16±0.18、2.41±0.14,CNR分别为1.48±0.11、1.86±0.14,进行配对Wilcoxon's秩和检验,P均<0.05。与未使用3D打印支架相比,使用3D打印支架后降低了对检查部位的自主运动及呼吸运动伪影,两位读片医师分别对使用3D打印前后的自主运动伪影、呼吸运动伪影评分,进行配对Wilcoxon's秩和检验,P<0.05。结论利用3D打印技术制作的磁共振动物线圈支架,增加了扫描定位成功率和图像的信号强度,缩短了成像时间并减少伪影,在磁共振动物模型扫描实验中具有重要的应用价值。

西门子磁共振线圈故障诊断方法研究

磁共振线圈是精密部件,在成像过程中采集微弱射频信号,线圈质量的好坏对成像起着十分重要的作用,直接关系到医师对病灶的诊断。通过分析磁共振线圈常见的四种类型故障,快速判断线圈故障类型,并针对性提出各类故障的解决方法。

磁耦合谐振式无线电能传输系统中线圈谐振特性研究

针对磁耦合谐振式无线电能传输系统中激励线圈与发射线圈是否谐振、接收线圈与负载线圈是否谐振,建立了4种结构模型;采用电路理论,详细分析了4种结构模型下的等效阻抗,并通过Pspice仿真重点分析了在相同参数下4种模型的输出功率。仿真结果表明,激励线圈与发射线圈谐振且接收线圈与负载线圈不谐振时的结构输出功率最大,且在大负载情况下,仍具有高效率。在电源频率为13.56 MHz,发射线圈与接收线圈的距离为26.8cm,耦合系数为0.2,负载为32Ω的情况下采用此模型,输出功率达到136.25 W。

血管内磁共振成像及治疗

血管内磁共振成像是通过穿刺将线圈插入血管内进行靶血管成像的技术,可以对深部动脉进行高分辨力成像;利用血管内磁共振线圈的引导,通过磁共振实时成像可进行血管介入治疗和基因治疗。综述血管内磁共振成像和治疗的研究进展。

混合MOM/FDTD电磁分析方法及其在MR射频线圈设计中的应用

研究的目的在于增强磁共振射频线圈仿真的真实性,提高射频线圈设计水平,从而提高线圈的成像质量。充分利用矩量法(MOM)在计算复杂结构线圈上电流分布的优势,以及时域有限差分(FDTD)方法在仿真人体模型等复杂的不均匀电磁介质中的优势,通过惠更斯等效面将MOM和FDTD有机地结合到一起,形成混合MOM/FDTD射频线圈设计方法,并提出一种新的真实人体电磁模型建立方法,融入到混合方法中,充分考虑线圈与真实人体组织之间复杂的电磁相互作用。由该方法设计的原型线圈扫描图像的信噪比达到193.4dB,相比先前未考虑人体与线圈之间作用的方法,所以得到的图像信噪比提高了38.7 dB,从而验证了仿真设计的正确性。

一种基于非厄米差频线圈阵列的异物检测方法

无线电能传输过程中,异物如果存在于传能系统,会对整个传能系统的效率和安全性造成损害。本文基于单共振线圈系统的耦合模理论分析,设计了一种由4×4个检测单元组成的大小为16cm×16cm的异物检测线圈阵列,其中近邻两个单元频率分别为6.5MHz和7.5MHz。通过计算异物存在时检测单元的电压相对无异物时的变化率,实现对金属异物的检测。实验结果表明,该方法可以有效地检测到尺寸小于1cm的金属异物,精度最高可达80%,且可以检测铁氧体异物。

RMP线圈供电电源的方案设计与仿真

介绍了共振磁扰动(RMP)电源电路拓扑结构、主要元件的选取、主回路参数以及电路参数的计算与仿真。RMP线圈由额定功率为8kA/648V的直流电源供电。通过选择合理的电源结构,以实现响应速度快和电流纹波小的要求,并使RMP线圈电源满足边界局域模ELM和电阻壁模控制的需求,尽量降低对等离子体控制的不利影响。