A histology coil is a U-shaped radio-frequency (RF) coil that is designed to provide a high signal-to-noise ratio (SNR) in magnetic resonance imaging (MRI) of microscopically thin samples. In this work, we demonstrate an inductively coupled histology coil that can be easily integrated with a human MRI scanner, providing a simple method to conduct novel, microscopic imaging experiments in a clinical scanner. All experiments were conducted in a 3T whole-body MRI scanner. The coil consisted of a U-shaped copper foil with tuning capacitors shunting the ends of the “U”. This design maximizes the B 1 -field efficiency and the homogeneity in the coil’s cavity. For inductive coupling, the histology coil was connected to an untuned single-turn pick-up loop via a coaxial cable. A standard 3T receive-only surface coil, connected to the scanner’s standard receive circuitry, was then inductively coupled to the pick-up loop. Separately, the RF pulse transmitted from the MRI body coil inductively drove the histology coil. In gel phantom imaging, we confirmed a higher (threefold) SNR for the histology coil than for the scanner’s standard surface coil, as well as high B 1 homogeneity for the histology coil. Gradient echo images of a 40-µm-thick rat brain slice, at an in-plane resolution of 219 × 219 µm 2 , could be obtained with SNR > 10 (in the cortex) in about 2 hours. Our work demonstrates the feasibility of imaging microscopically thin tissue slices in a clinical MRI scanner using an inductively coupled histology coil. The method can be applied to multi-modality and multi-orientation imaging of ex-vivo and engineered tissue samples.

中文翻译：

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用于在临床 MRI 扫描仪中对 40 µm 厚的组织学样本进行成像的电感耦合射频线圈

组织学线圈是一种 U 形射频 (RF) 线圈，旨在在显微薄样品的磁共振成像 (MRI) 中提供高信噪比 (SNR)。在这项工作中，我们展示了一种可以轻松与人体 MRI 扫描仪集成的电感耦合组织学线圈，为在临床扫描仪中进行新颖的显微成像实验提供了一种简单的方法。所有实验均在 3T 全身 MRI 扫描仪中进行。线圈由 U 形铜箔组成，调谐电容器在“U”的末端分流。这种设计最大限度地提高了 B 1 场效率和线圈腔内的均匀性。对于电感耦合，组织学线圈通过同轴电缆连接到未调谐的单匝拾音环。一个标准的 3T 只接收表面线圈，连接到扫描仪的标准接收电路，然后电感耦合到拾取回路。另外，从 MRI 体线圈发射的射频脉冲感应驱动组织学线圈。在凝胶体模成像中，我们确认了组织学线圈的 SNR 比扫描仪的标准表面线圈更高（三倍），并且组织学线圈具有高 B 1 同质性。可以在大约 2 小时内以 219 × 219 µm 2 的面内分辨率获得 40 µm 厚大鼠脑切片的梯度回波图像，SNR > 10（在皮层中）。我们的工作证明了使用电感耦合组织学线圈在临床 MRI 扫描仪中对显微薄组织切片进行成像的可行性。该方法可应用于离体和工程组织样本的多模态和多方向成像。然后电感耦合到拾取回路。另外，从 MRI 体线圈发射的射频脉冲感应驱动组织学线圈。在凝胶体模成像中，我们确认了组织学线圈的 SNR 比扫描仪的标准表面线圈更高（三倍），并且组织学线圈具有高 B 1 同质性。可以在大约 2 小时内以 219 × 219 µm 2 的面内分辨率获得 40 µm 厚大鼠脑切片的梯度回波图像，SNR > 10（在皮层中）。我们的工作证明了使用电感耦合组织学线圈在临床 MRI 扫描仪中对显微薄组织切片进行成像的可行性。该方法可应用于离体和工程组织样本的多模态和多方向成像。然后电感耦合到拾取回路。另外，从 MRI 体线圈发射的射频脉冲感应驱动组织学线圈。在凝胶体模成像中，我们确认了组织学线圈的 SNR 比扫描仪的标准表面线圈更高（三倍），并且组织学线圈具有高 B 1 同质性。可以在大约 2 小时内以 219 × 219 µm 2 的面内分辨率获得 40 µm 厚大鼠脑切片的梯度回波图像，SNR > 10（在皮层中）。我们的工作证明了使用电感耦合组织学线圈在临床 MRI 扫描仪中对显微薄组织切片进行成像的可行性。该方法可应用于离体和工程组织样本的多模态和多方向成像。从 MRI 体线圈发射的射频脉冲感应驱动组织学线圈。在凝胶体模成像中，我们确认了组织学线圈的 SNR 比扫描仪的标准表面线圈更高（三倍），并且组织学线圈具有高 B 1 同质性。可以在大约 2 小时内以 219 × 219 µm 2 的面内分辨率获得 40 µm 厚大鼠脑切片的梯度回波图像，SNR > 10（在皮层中）。我们的工作证明了使用电感耦合组织学线圈在临床 MRI 扫描仪中对显微薄组织切片进行成像的可行性。该方法可应用于离体和工程组织样本的多模态和多方向成像。从 MRI 体线圈发射的射频脉冲感应驱动组织学线圈。在凝胶体模成像中，我们确认了组织学线圈的 SNR 比扫描仪的标准表面线圈更高（三倍），以及组织学线圈的高 B 1 同质性。可以在大约 2 小时内以 219 × 219 µm 2 的面内分辨率获得 40 µm 厚大鼠脑切片的梯度回波图像，SNR > 10（在皮层中）。我们的工作证明了使用电感耦合组织学线圈在临床 MRI 扫描仪中对显微薄组织切片进行成像的可行性。该方法可应用于离体和工程组织样本的多模态和多方向成像。我们确认组织学线圈的 SNR 比扫描仪的标准表面线圈更高（三倍），以及组织学线圈的高 B 1 同质性。可以在大约 2 小时内以 219 × 219 µm 2 的面内分辨率获得 40 µm 厚大鼠脑切片的梯度回波图像，SNR > 10（在皮层中）。我们的工作证明了使用电感耦合组织学线圈在临床 MRI 扫描仪中对显微薄组织切片进行成像的可行性。该方法可应用于离体和工程组织样本的多模态和多方向成像。我们确认组织学线圈的 SNR 比扫描仪的标准表面线圈更高（三倍），以及组织学线圈的高 B 1 同质性。可以在大约 2 小时内以 219 × 219 µm 2 的面内分辨率获得 40 µm 厚大鼠脑切片的梯度回波图像，SNR > 10（在皮层中）。我们的工作证明了使用电感耦合组织学线圈在临床 MRI 扫描仪中对显微薄组织切片进行成像的可行性。该方法可应用于离体和工程组织样本的多模态和多方向成像。约 2 小时内 10（在皮层中）。我们的工作证明了使用电感耦合组织学线圈在临床 MRI 扫描仪中对显微薄组织切片进行成像的可行性。该方法可应用于离体和工程组织样本的多模态和多方向成像。约 2 小时内 10（在皮层中）。我们的工作证明了使用电感耦合组织学线圈在临床 MRI 扫描仪中对显微薄组织切片进行成像的可行性。该方法可应用于离体和工程组织样本的多模态和多方向成像。