多通道线圈技术:图像颗粒感严重不一定是参数问题

MRI有增加解剖覆盖范围、更高空间分辨率和减少采集时间的需求，要求开发和实施能够提高信噪比(SNR)并最大限度提高数据处理效率的硬件。磁共振图像的信噪比受多种因素的影响，包括所选的脉冲序列和磁体强度。然而，信号接收线圈元件的大小、其与被检查组织的接近度以及RF接收通道的数量也极大地影响图像的质量和获取图像所需的时间。

早期的磁共振系统通过线性极化的单元件线圈收集信号，并将数据传输到计算机，计算机通过一个低带宽射频接收通道执行傅里叶变换。要获得足够的信噪比，需要使用较低的成像矩阵和多个信号平均值来采集数据，这将导致采集时间延长。此外，由于增加单个线圈元件的尺寸会降低信噪比(这是不可取的)，因此解剖覆盖范围有限。

圆极化线圈结构的引入，通过使用两个独立的线圈元件，信噪比提高了40%，并允许更大的解剖覆盖范围。然而，新兴应用(如功能成像)再次要求进一步提高空间分辨率、信噪比和数据传输速率。

因此，仍然需要提高线圈技术和射频通道硬件的效率，这促进了当今多通道架构的发展。

多通道技术的一个应用如下图所示。在这种实施方式中，包含八个元件的线圈被配置为相控阵列，整个成像体积重叠圆周覆盖，通过八个指定的射频接收通道传输信号。每个单独的线圈元件从整个大脑获取磁共振信号，其中最高信号是从身体最靠近该元件的部分获取的。每个小尺寸元件可以从邻近组织重新获得更高的信号。

现代磁共振系统使得在可接受的扫描时间内采集高信噪比和高空间分辨率的图像成为可能。多通道技术实现的较高信噪比使序列参数选择具有更大的灵活性，包括提高空间分辨率或缩短采集时间——后者部分用于将运动诱发的伪影降至最低。

极化线圈(上图左)和八通道相控阵线圈(上图右)。磁共振系统配有八个高带宽射频接收通道。所有脉冲序列参数保持不变，以证明SNR有所改善。该图清楚地展示了多通道技术的优势。八通道线圈实现了SNR的显著提高(可视为图像“颗粒性”的降低)，从而改善了灰质-白质的对比，并在此基础上提高了病变检测的可能性。也可认识到解剖缺失改善，如皮质-脑回显示有所改善(上图右)。

多通道技术有许多好处。更高的信噪比使用户能够在保持可接受的信噪比水平的同时提高空间分辨率，或者实现提高空间分辨率和缩短扫描时间的结合。此外，功能成像等在短时间内收集大量信息的应用受益于更高的信噪比以及更快的数据传输和存储(使多通道系统的常规成像可行所需)。后面将深入讨论的并行成像需要使用多元件线圈，用来自不同线圈元件的信号代替相位编码步级。多元素/多通道技术的进步将继续在具有更高空间分辨率、更快扫描时间和更高诊断质量的MR成像技术的发展中发挥作用。