低场单边核磁共振原理和浅层皮肤成像临床试验应用研究

For there was not an effective method can be used for the diagnosis of the degree of skin burns and the degree of recovery, the application for the status quo,the unilateral NMR method was Proposed based on the nuclear magnetic method, intends to study the following key problems:(1)the inverse problem of the Unilateral NMR magnet design that is to determine what kind of magnet structure can produce to meet the requirements of the unilateral static magnetic field distribution;(2)the designing of the RF coil combined with unilateral magnetic field distribution that is to determine what kind of coil structure able to generate suitable for unilateral static magnetic field distribution of the RF field;(3)the study of the imaging method combined with unilateral magnetic field distribution. The objective of this study is to design a magnet structure in the top of a certain region within the linear gradient distribution magnetic field，and to design the unilateral coil structure and the imaging algorithm. We ultimately hope that all the study can be used for physical models and clinical trial，wins breakthrough for diagnosis of skin burnning.

目前针对皮肤烧伤程度、恢复程度诊断和浅层成像尚且没有一种有效方法，本申请针对这一现状，从核磁共振的理论出发，提出单边核磁共振的方法，拟研究下列关键问题：（1）单边核磁共振磁体设计的逆问题，即确定什么样的磁体结构能够产生满足要求的单边静态磁场分布；（2）结合单边磁场分布特点的射频线圈设计方法研究，即确定什么样的线圈结构能够产生适合单边静态磁场分布的射频场；(3）结合单边磁场分布特点的成像方法研究。本研究的目标是设计出一种磁体结构在其上方一定区域内获得线性梯度分布逇磁场，确定单边线圈结构，以及相应的成像算法，最终希望能够用于物理模型和临床实验的单边核磁共振成像，为皮肤烧伤问题的诊断赢得突破。

项目背景:目前临床上应用最广的烧伤深度估计方法是烧伤科医生依靠经验与肉眼观察来判断，该方法准确率不高，也尚无合适的检测设备诊断烧伤后皮肤内部组织的康复状况。故临床上迫切需要一种诊断设备来量化判断烧伤患者的烧伤深度和恢复程度，以准确制定治疗和康复方案。单边MRI系统因其在纵深方向上的高磁场梯度而产生高分辨率，非常适合对多层组织结构组成的皮肤进行信号检测，加上单边核磁共振成像可提供更多皮肤各层组织的状态信息，有助于皮肤烧伤深度的判断和恢复程度估计。.主要研究内容: (1) 单边磁体基本结构研究：设计优化一种单边磁体结构，它可在指定区域内形成水平方向分布平坦、垂直方向上自然梯度变化的磁场，从而可获得被测皮肤不同深度的信息。(2) 射频线圈结构研究。 (3)梯度线圈结构研究。(4) 皮肤实验研究及成像：针对烧伤皮肤进行核磁共振测量，得到不同类型磁共振信号，从中选取能够反映皮肤烧伤程度的信号，并依此进行皮肤不同深度组织的二维成像。.重要结果:发表论文7篇，其中SCI检索6篇，申请国家发明专利2项。.关键数据及其科学意义:(1)基于线性规划算法优化的可动小磁体和铁片的混合匀场的实验数据验证了该方法可提高ROI内水平目标面上的磁场均匀度。(2) 一种射频场(B1)与主磁场(B0)在矢量方向上正交和在标量幅值上正相关的约束条件下的目标场逆方法的实验数据验证了该方法设计平面射频线圈可提高信噪比。(3) 一种快速计算平面梯度线圈的温度分布的傅里叶分析方法的实验数据验证了该方法可优化选择平面梯度线圈的参数。(4) 采用单边核磁共振成像系统对皮肤成像的实验数据验证了单边核磁共振技术可为烧伤深度的判断提供了一种新的设备与方法。