TrueForm技術概論

西門子醫療(中國)磁共振事業部 編譯

西門子醫療(中國)磁共振事業部

1 TrueForm 射頻系統

在高場磁共振系統(如：3.0 T系統)中，射頻場的不均勻性是一個普遍存在的問題，臨床上急需依靠新技術來改善圖像質量。目前通常的辦法是使用采樣射頻飽和(吸收)墊，但這對患者和醫生使用起來都非常不便。

TrueForm 射頻系統為此提供了智能化的解決方案，其不但對系統硬件進行革新，同時也針對應用和后處理環節進行了改進，從而確保了在整個身體區域內的射頻場均勻性。主要包括以下幾方面：

1.1 TrueForm Excitation(TrueForm 激發)

采用經過優化了幅度和相位的雙通道射頻并行激發系統來實現射頻激發，一方面可獲得雙倍的射頻場均勻性，另一方面還可降低10%以上的SAR值(圖1)。

與其他雙通道射頻發射系統(如：Achieva TX的MultiTransmit 技術)不同，TrueForm 可靈活調節兩套射頻激發的幅度和相位差，更有效地驅動雙端口體線圈，而不必一定采用兩路等幅度且正交(90°相位差)的射頻激勵。后者由于射頻場與患者身體的相互作用，往往不能取得預期的效果。關于這一點，學者Nistler等的研究早已進行了充分的論證，具體可見文章：“J.Nistler et al.Homogeneity Improvement Using A 2 Port Birdcage Coil, ISMRM Proceedings 2007”。

由于TrueForm所需的射頻幅度和相位優化是在系統校準時就完成的，因此至少可為每次掃描節省約1 min的時間?；诰珳实幕颊吣Ｐ?、系統SAR值計算、Hugo模型等的幫助，TrueForm在射頻激發的層面上有效地加快了掃描速度、提高了圖像質量。

1.2 a-SPACE (高級SPACE序列)

采用組合絕熱激勵脈沖的a-SPACE序列，為SPACE技術的高級版本，對射頻場的不均勻分布不敏感，從而克服射頻場不均勻(圖2)。a-SPACE序列在成像過程中發揮了重要作用，可以有效克服射頻場不均勻對圖像的影響，進一步改善圖像質量。

1.3 B1-Filter(射頻濾波器)

具備可自動調節的實時信號濾波器，能夠在不影響圖像對比度的情況下消除所有的殘余射頻場效應，改善信號強度的均勻性。作為TrueForm技術的后處理環節，B1-Filter 雖不能提供更多的診斷信息，卻可以大大改善診斷圖像質量，幫助臨床醫師更好地進行診斷(圖3)。

2 TrueForm梯度系統

圖1 射頻場細節對比(箭頭表示射頻場的不均勻性，在TrueForm 應用之后得到了矯正)

圖2 水模成像信號強度圖(a-SPACE顯著改善了圖像信號的不均勻性)

圖3 圖像信號強度剖面圖(顯示B1效應，TrueForm令殘余B1場完全消除)

TrueForm梯度設計明顯改善了系統的梯度線性度，這一技術不僅提高了定位的精度，并對一些非迪卡爾坐標系下的成像具有重要意義，TrueForm為高場磁共振提供了前所未有的圓柱形梯度線性空間，與TrueForm磁場共同作用，減少圖像無用的邊緣變形，提高整個掃描野內脂肪飽和效果，獲得極佳的圖像質量。

TrueForm梯度的出現令短磁體高場磁共振系統輕松實現50 cm的大Fov，一方面通過減少圖像中變形的邊緣區以提升圖像質量(圖4)，另一方面還可以獲得更好的大范圍脂肪抑制效果。在大視野多段掃描中，與傳統橢球形梯度線性空間相比，TrueForm梯度可以減少相鄰兩段掃描區的重疊區域，從而減少在給定范圍內的多段掃描次數，節省掃描時間。

圖4 梯度回波冠狀位圖像對比(使用TrueForm之后，Fov邊緣的圖像信號明顯改善)

圖5 磁場均勻度空間對比(使用TrueForm之后，成像空間成為真正圓柱形)

圖6 磁場均勻度空間對比(使用TrueForm之后，成像空間成為真正圓柱形)

3 TrueForm 磁體系統

TrueForm磁體為臨床成像提供了均勻度極好的圓柱形磁場空間(圖5)，相對于傳統磁體的橢球形磁場均勻區而言，圓柱形的勻場區更適合人體工程學結構，因此所獲得的圖像也更加準確。

與傳統球形或橢球形磁場空間相比，經優化的圓柱形勻場區磁體的勻場體積是前者的1.5倍(圖6)。換言之，相同的磁場均勻度，圓柱形磁場的均勻度數值比橢球形磁場均勻度數值差1.5倍。

4 TrueForm臨床表現

在客戶給我們的臨床病例中，可以看到，通過TrueForm的應用，在3.0 T超導磁共振系統上由于組織多樣性所引起的B1場偽影明顯減少(圖7)。

事實上，西門子的TrueForm技術在7.0 T磁共振上已被廣泛采用，大多采用8通道射頻發射技術，全球范圍內已有多家高端用戶。在1.5 T和3.0 T超導磁共振領域，西門子首先將雙通道射頻發射技術產品化，并與其他技術相結合，形成了目前功能全面的TrueForm 技術。然而目前的TrueForm射頻勻場技術僅僅使用了并行激發線圈的空間分布特性，而并沒有使用其梯度編碼(K空間編碼)。所以從理論上講，完整的并行激發技術不但能夠產生具有很好均勻度的射頻場，同時也能滿足其他應用的需求，比如可以根據器官形狀或任意容積形狀進行選擇性激發，等等。這也是TrueForm技術的未來發展方向。