Радиочастотная катушка - Radiofrequency coil

Радиочастотные катушки (RF-катушки) являются приемниками, а иногда и передатчиками радиочастотных (RF) сигналов в оборудовании, используемом в магнитно-резонансная томография (МРТ).

Сигнал МРТ в МРТ создается в процессе резонанса, который является результатом радиочастотных катушек. Они состоят из двух электромагнитные катушки, передатчик и приемник, которые генерируют поле и принимают результирующий сигнал. Атомные ядра, представляющие интерес для МРТ-исследований, имеют свои собственные резонансные частоты в радиочастотной части электромагнитного спектра.[1]

Хотя электромагнитные поля производимые передающей катушкой находятся в диапазоне RF десятков мегагерц (часто в коротковолновое радио часть электромагнитный спектр ) на мощностях, обычно превышающих наивысшие мощности, используемые любительское радио, аппарат МРТ создает очень небольшие радиочастотные помехи. Причина этого в том, что МРТ - очень плохой радиопередатчик и без антенны. Частота RF электромагнитное поле в «передающей катушке» производится магнитная ближнее поле с очень небольшими изменениями электрическое поле компонент (например, все обычные радиоволны). Таким образом, мощное электромагнитное поле, создаваемое в катушке передатчика МРТ, не производит много электромагнитное излучение на его частоте RF, и мощность RF ограничена пространством катушки и не излучается как «радиоволны». Таким образом, передающая катушка является хорошей ЭМ. генератор ближнего поля на радиочастоте, но плохая ЭМ передатчик излучения на радиочастоте.

Катушка приемника улавливает колебания на радиочастотах, производимые прецессия магнитного момента ядер внутри предмета. Таким образом, сигнал, полученный катушкой, является наведенной ЭДС, а не результатом захвата радиоволн. Это распространенное заблуждение, которое, к сожалению, распространилось в литературе. Сканеры МРТ обычно располагаются в помещениях, облицованных металлической сеткой, которые действуют как Клетки Фарадея.)

Типы

Радиочастотные катушки для МРТ можно разделить на два разных класса: объемные катушки и поверхностные катушки.

Объемные катушки

Объемные катушки предназначены для обеспечения однородного высокочастотного возбуждения в большом объеме. Большинство клинических МРТ-сканеров включают встроенную объемную катушку для визуализации всего тела, а катушки меньшего объема были сконструированы для головы и других конечностей.

Обычные конструкции для объемных катушек включают катушки Birdcage, катушки TEM,[2] и седельные катушки. Эти катушки требуют большого количества ВЧ-мощности из-за их размера, поэтому они часто управляются в квадратуре, чтобы вдвое снизить требования к ВЧ-мощности.

Условием достижения высокой однородности РЧ магнитного поля является аппроксимация пространственного косинусного распределения тока в радиочастотной катушке.[3] РЧ-однородность объемных катушек очень желательна для передачи, но она менее идеальна, когда интересующая область мала. Большое поле зрения объемных катушек означает, что они воспринимают шум от всего тела, а не только от интересующей области.

Поверхностные катушки

Поверхностные катушки предназначены для обеспечения очень высокой чувствительности к радиочастотам в небольшой интересующей области. Эти катушки часто представляют собой одно- или многооборотные петли, которые размещаются непосредственно над интересующей анатомией. Размер этих катушек можно оптимизировать для конкретной интересующей области.

Поверхностные катушки создают плохие передающие катушки, потому что они имеют плохую ВЧ однородность даже в интересующей их области. Их небольшое поле зрения делает их идеальными в качестве приемников, поскольку они обнаруживают шум только в интересующей области.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Huettel, S.A. Функциональная магнитно-резонансная томография. США: Синауэр. п. 31.
  2. ^ Vaughan, J.T .; Адриани, G .; Снайдер, C.J .; Tian, ​​J .; и другие. (1 октября 2004 г.). «Эффективная высокочастотная катушка для тела для высокополевой МРТ». Магнитный резонанс в медицине. 52 (4): 851–859. Дои:10.1002 / mrm.20177. PMID  15389967.
  3. ^ Coillot, C .; Nativel, E .; Zanca, M .; Гозе-Бак, К. (2016). «Однородность магнитного поля катушек за счет подавления пространственных гармоник распределения плотности тока». J. Sens. Sens. Syst. 5 (2): 401–408. Дои:10.5194 / jsss-5-401-2016.