TrueForm技术概论

西门子医疗(中国)磁共振事业部 编译

西门子医疗(中国)磁共振事业部

1 TrueForm 射频系统

在高场磁共振系统(如：3.0 T系统)中，射频场的不均匀性是一个普遍存在的问题，临床上急需依靠新技术来改善图像质量。目前通常的办法是使用采样射频饱和(吸收)垫，但这对患者和医生使用起来都非常不便。

TrueForm 射频系统为此提供了智能化的解决方案，其不但对系统硬件进行革新，同时也针对应用和后处理环节进行了改进，从而确保了在整个身体区域内的射频场均匀性。主要包括以下几方面：

1.1 TrueForm Excitation(TrueForm 激发)

采用经过优化了幅度和相位的双通道射频并行激发系统来实现射频激发，一方面可获得双倍的射频场均匀性，另一方面还可降低10%以上的SAR值(图1)。

与其他双通道射频发射系统(如：Achieva TX的MultiTransmit 技术)不同，TrueForm 可灵活调节两套射频激发的幅度和相位差，更有效地驱动双端口体线圈，而不必一定采用两路等幅度且正交(90°相位差)的射频激励。后者由于射频场与患者身体的相互作用，往往不能取得预期的效果。关于这一点，学者Nistler等的研究早已进行了充分的论证，具体可见文章：“J.Nistler et al.Homogeneity Improvement Using A 2 Port Birdcage Coil, ISMRM Proceedings 2007”。

由于TrueForm所需的射频幅度和相位优化是在系统校准时就完成的，因此至少可为每次扫描节省约1 min的时间。基于精准的患者模型、系统SAR值计算、Hugo模型等的帮助，TrueForm在射频激发的层面上有效地加快了扫描速度、提高了图像质量。

1.2 a-SPACE (高级SPACE序列)

采用组合绝热激励脉冲的a-SPACE序列，为SPACE技术的高级版本，对射频场的不均匀分布不敏感，从而克服射频场不均匀(图2)。a-SPACE序列在成像过程中发挥了重要作用，可以有效克服射频场不均匀对图像的影响，进一步改善图像质量。

1.3 B1-Filter(射频滤波器)

具备可自动调节的实时信号滤波器，能够在不影响图像对比度的情况下消除所有的残余射频场效应，改善信号强度的均匀性。作为TrueForm技术的后处理环节，B1-Filter 虽不能提供更多的诊断信息，却可以大大改善诊断图像质量，帮助临床医师更好地进行诊断(图3)。

2 TrueForm梯度系统

图1 射频场细节对比(箭头表示射频场的不均匀性，在TrueForm 应用之后得到了矫正)

图2 水模成像信号强度图(a-SPACE显著改善了图像信号的不均匀性)

图3 图像信号强度剖面图(显示B1效应，TrueForm令残余B1场完全消除)

TrueForm梯度设计明显改善了系统的梯度线性度，这一技术不仅提高了定位的精度，并对一些非迪卡尔坐标系下的成像具有重要意义，TrueForm为高场磁共振提供了前所未有的圆柱形梯度线性空间，与TrueForm磁场共同作用，减少图像无用的边缘变形，提高整个扫描野内脂肪饱和效果，获得极佳的图像质量。

TrueForm梯度的出现令短磁体高场磁共振系统轻松实现50 cm的大Fov，一方面通过减少图像中变形的边缘区以提升图像质量(图4)，另一方面还可以获得更好的大范围脂肪抑制效果。在大视野多段扫描中，与传统椭球形梯度线性空间相比，TrueForm梯度可以减少相邻两段扫描区的重叠区域，从而减少在给定范围内的多段扫描次数，节省扫描时间。

图4 梯度回波冠状位图像对比(使用TrueForm之后，Fov边缘的图像信号明显改善)

图5 磁场均匀度空间对比(使用TrueForm之后，成像空间成为真正圆柱形)

图6 磁场均匀度空间对比(使用TrueForm之后，成像空间成为真正圆柱形)

3 TrueForm 磁体系统

TrueForm磁体为临床成像提供了均匀度极好的圆柱形磁场空间(图5)，相对于传统磁体的椭球形磁场均匀区而言，圆柱形的匀场区更适合人体工程学结构，因此所获得的图像也更加准确。

与传统球形或椭球形磁场空间相比，经优化的圆柱形匀场区磁体的匀场体积是前者的1.5倍(图6)。换言之，相同的磁场均匀度，圆柱形磁场的均匀度数值比椭球形磁场均匀度数值差1.5倍。

4 TrueForm临床表现

在客户给我们的临床病例中，可以看到，通过TrueForm的应用，在3.0 T超导磁共振系统上由于组织多样性所引起的B1场伪影明显减少(图7)。

事实上，西门子的TrueForm技术在7.0 T磁共振上已被广泛采用，大多采用8通道射频发射技术，全球范围内已有多家高端用户。在1.5 T和3.0 T超导磁共振领域，西门子首先将双通道射频发射技术产品化，并与其他技术相结合，形成了目前功能全面的TrueForm 技术。然而目前的TrueForm射频匀场技术仅仅使用了并行激发线圈的空间分布特性，而并没有使用其梯度编码(K空间编码)。所以从理论上讲，完整的并行激发技术不但能够产生具有很好均匀度的射频场，同时也能满足其他应用的需求，比如可以根据器官形状或任意容积形状进行选择性激发，等等。这也是TrueForm技术的未来发展方向。