一种用于3T磁共振成像的可穿戴线圈，其线圈采用织物上的铜迹线制成

《IEEE Journal of Electromagnetics, RF and Microwaves in Medicine and Biology》：Wearable Coil Using Copper Traces on Fabric for MRI at 3T

本研究通过在织物基底上直接印刷铜线路径，减少导体损耗，提升MRI信噪比。实验显示，单通道线圈较传统PCB线圈SNR提高2.1倍，九通道阵列在phantom成像中SNR提升12.1%，活体成像平均SNR提高10.5%，为可穿戴线圈开发提供新思路。

　　

影响声明：

主要结论：• 基于可穿戴纺织材料的电纺织线圈存在较高的电阻，这限制了信噪比。• 将铜片切割成线圈形状后...显示更多

摘要：

目标：用于在织物基底上制造线圈的导体由于金属核心与其他非导电材料的结合而存在固有损耗，从而限制了信噪比（SNR）。本研究的目的是展示在织物基底上使用铜迹线来减少可穿戴线圈中的导体损耗。方法：使用切割绘图仪从铜片制备了一个单通道线圈，并将其安装在球形模型上，以评估其与标准硬质和柔性PCB线圈相比的信噪比。此外，还开发了一个九通道可穿戴阵列，用于在3T磁场下对肩部进行结构和运动成像。将模型成像和体内成像的信噪比与商用柔性线圈进行了比较。结果：单通道线圈的信噪比是硬质PCB线圈的2.1倍，是柔性PCB线圈的1.2倍。使用肩部阵列进行成像时，在左右或上下方向上的图像采集速度可以提高两到三倍。与商用阵列相比，该阵列在模型成像中的信噪比提高了12.1%。在2D和3D体内成像中，该可穿戴肩部阵列的信噪平均提高了10.5%。临床意义：直接在织物上应用铜迹线为可穿戴线圈的发展提供了新的方向，通过消除固有的导体损耗来改善肌肉骨骼MRI的图像质量。

引言

磁共振成像（MRI）作为一种诊断成像方式，具有出色的软组织对比度，并且是非电离性的。射频（RF）线圈是MRI中用于成像人体解剖结构的传感器。当线圈调谐到目标核的拉莫频率时，它们会向人体解剖结构传输和接收时变磁场[1]。自从引入RF线圈以来，接收线圈的技术不断发展[2]。最初使用铜线来减少单通道线圈的电阻损耗，并降低相控阵列中相邻元件的品质因数（Q）[3]、[4]、[5]。由于制造方法成熟，基于印刷电路板（PCB）的线圈在商业和研究环境中得到了广泛应用[6]、[7]、[8]、[9]、[10]。虽然柔性线圈可以在刚性外壳中使用，但它们适用于广泛的人群，但这限制了可实现的信噪比。刚性外壳还会妨碍肌肉骨骼结构的运动，从而阻碍了受伤后恢复情况的监测研究。