北大生物医学跨学科研究中心研制出新型柔性磁共振射频排线线圈

在磁共振成像检查的过程中，射频线圈是接收信号必不可少的设备。然而传统的线圈往往是由刚性模具设计而成，这种线圈并不适用于人体异形结构以及弯曲关节的成像。针对上述问题，北京大学第一医院影像科王霄英教授、北京大学人民医院骨科周殿阁研究团队以及北京大学生物医学跨学科研究中心张珏研究小组密切合作，创新性地研发出一种新型柔性线圈——“柔性排线天线FFCA”（Flexible Flat Cable Antenna，图1）。最近，国际磁共振领域著名学术期刊NMR in Biomedicine刊登了这项合作研究成果“Knee MRI under varying flexion angles utilizing a flexible flat cable antenna”(10.1002/nbm.3264 )。

图1 柔性排线射频线圈FFCA（左）与商用膝关节线圈（右）对比图

与传统刚性结构线圈相比，FFCA良好的柔韧性能够使其容易贴合患者的肢体、关节以及足踝部等异形结构，并可以在力学加载情况下实现软组织病理成像。与此同时根据单极天线理论，FFCA拥有更大覆盖范围和更高信噪比的优势。通过水膜和人体膝关节实验，得到了FFCA与目前GE公司商用的八通道专用膝关节线圈对比图（图2）。结果表明，仅单通道设计的FFCA就能实现更为满意的磁场均匀性和更高的信噪比。另外，FFCA拥有良好的柔韧性，为多角度膝关节成像提供了可能，可以在膝关节不同角度下进行成像对比并进行力学加载成像，极大地提高了膝关节损伤诊断的阳性率。同时基于无磁排线及其调频匹配设计，可以获得远大于传统射频线圈的纵向覆盖视场。不仅如此，由于排线各导线组元之间相互平行，保证了天线磁场均匀性，大大克服了成像扫描时产生的涡流效应，在减少了伪影的同时也提高了安全性。柔性射频排线线圈技术还可用于多种关节成像（图3）,并为磁共振射频线圈设计成像以及下肢无创灌注功能成像提供了一个崭新的思路。

图2 柔性磁共振接收器FFCA水膜实验与膝关节、脚踝关节实验。膝关节实验表明FFCA可以在膝关节角度（100°至180°）下有效获得大视场成像。

图3 FFCA 用于多用途的实验结果。（A） 手部关节成像；（B）肩关节成像；（C）肘关节成像；（D）脚踝关节成像。

该文的第一作者为北京大学前沿交叉学科研究院博士研究生贾凡，相关工作已经申请了国家发明专利。

来源：北京大学新闻网