一種用于磁共振成像的線圈控制系統(tǒng)及頭頸聯(lián)合線圈的制作方法
【專利摘要】一種用于磁共振成像的線圈控制系統(tǒng)及頭頸聯(lián)合線圈，包括若干條通信鏈路，每一條所述通信鏈路均包括線圈、控制電路和共模扼流環(huán)，所述線圈連接所述控制電路，所述控制電路連接所述共模扼流環(huán)，其中，所述控制電路包括匹配電路、移相電路和放大器，所述移相電路串聯(lián)所述匹配電路和放大器，匹配電路與線圈連接，放大器與共模扼流環(huán)連接。本發(fā)明提供的一種用于磁共振成像的線圈控制系統(tǒng)及頭頸聯(lián)合線圈，能夠同時(shí)覆蓋頭部和頸部，獲得高信噪比和較高的分辨率圖像，實(shí)現(xiàn)對頭部和頸部進(jìn)行同時(shí)成像；另外，頸部單元采用柔性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對于不同的患者，頸部的線圈單元能進(jìn)行適應(yīng)性彎曲，保證線圈能夠緊密貼合患者頸部，提高成像質(zhì)量。
【專利說明】一種用于磁共振成像的線圈控制系統(tǒng)及頭頸聯(lián)合線圈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁共振成像，尤其涉及用于磁共振成像的線圈控制系統(tǒng)及頭頸聯(lián)合線圈。

【背景技術(shù)】
[0002]磁共振成像(MagneticResonance Imaging,MRI)是核磁共振(Nuclear MagneticResonance,NMR)在醫(yī)學(xué)上的重要應(yīng)用。磁共振成像的主磁系統(tǒng)可以產(chǎn)生均勾主磁場，使人體中的氫原子核在主磁場下發(fā)生自旋極化，磁極化的氫原子核在人體中自旋產(chǎn)生磁矩。在沒有外磁場激勵的情況下，該磁矩處于穩(wěn)態(tài)，磁矩的方向與主磁場的方向同軸，不能進(jìn)行有效成像。當(dāng)外加均勾的射頻(Rad1 Frequency，RF)磁場時(shí)，人體內(nèi)磁矩受到激勵產(chǎn)生核磁共振信號，通過線圈采集核磁共振信號，再經(jīng)過電控系統(tǒng)轉(zhuǎn)換后，最終獲得被測對象病變部位的醫(yī)療數(shù)據(jù)和圖像。
[0003]為了提高磁共振成像的成像視野和信噪比，加快成像速度。磁共振射頻模塊通常采用多通道射頻接收線圈，每個(gè)射頻線圈單元通過電磁感應(yīng)接收成像空間內(nèi)的磁共振信號，每個(gè)射頻線圈單元接收的磁共振信號對應(yīng)一個(gè)接收通道。在理想情況下，每個(gè)射頻線圈單元所產(chǎn)生的交變磁場是獨(dú)立的，射頻線圈單元中任意兩個(gè)射頻線圈單元所產(chǎn)生的交變磁場彼此之間沒有影響。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，兩個(gè)射頻線圈單元之間可能會發(fā)生耦合現(xiàn)象，尤其對于相鄰的射頻線圈單元，耦合現(xiàn)象尤為突出，這就降低了多通道射頻線圈的信噪比。
[0004]目前，在臨床應(yīng)用中，MRI系統(tǒng)中可以用于射頻線圈接收的通道數(shù)一般小于等于32通道，而在某些臨床磁共振檢測中，如顱內(nèi)外血管壁成像，需要對頭部和頸部同時(shí)探測，探測范圍較大，以至于需要獲得的圖像應(yīng)具有較高的分辨率才能作為臨床診斷的依據(jù)。具體地，傳統(tǒng)的射頻線圈包括32通道頭線圈、16通道頭頸聯(lián)合線圈和36通道頭頸胸線圈。其中，32通道頭線圈的外殼采用頭盔式設(shè)計(jì)，使得各單元的線圈緊貼頭部，獲得高信噪比和分辨率的圖像，但是，射頻線圈的探測區(qū)域存在盲點(diǎn)，不能進(jìn)行有效探測，無法對頭部和頸部進(jìn)行同時(shí)成像，導(dǎo)致不能得到準(zhǔn)確的診斷圖像；16通道頭頸聯(lián)合線圈在頭部采用12通道進(jìn)行采集，在頸部采用4通道進(jìn)行采集，可以同時(shí)獲得頭部和頸部的圖像，但是，獲得的信噪比往往較低，頭部圖像分辨率較低，不能為臨床診斷提供清晰的醫(yī)學(xué)圖像；36通道頭頸胸線圈探測范圍較大，同時(shí)獲得頭部、頸部和胸部的圖像，但是，獲得的信噪比往往較低，頭部圖像分辨率較低，不能為臨床診斷提供清晰的醫(yī)學(xué)圖像。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種用于磁共振成像的線圈控制系統(tǒng)及頭頸聯(lián)合線圈，提高掃描時(shí)獲得的信噪比和圖像分辨率，實(shí)現(xiàn)對患者的頭部和頸部進(jìn)行同時(shí)探測，提高成像質(zhì)量。
[0006]一種用于磁共振成像的線圈控制系統(tǒng)，包括若干條通信鏈路，每一條所述通信鏈路均包括線圈、控制電路和共模扼流環(huán)，所述線圈連接所述控制電路，所述控制電路連接所述共模扼流環(huán)，其中，所述控制電路包括匹配電路、移相電路和放大器，所述移相電路串聯(lián)所述匹配電路和放大器，匹配電路與線圈連接，放大器與共模扼流環(huán)連接。
[0007]進(jìn)一步地，所述線圈內(nèi)設(shè)置有調(diào)諧電容和二極管。
[0008]進(jìn)一步地，所述調(diào)諧電容的頻率為123.2MHz，所述二極管為PIN型二極管。
[0009]進(jìn)一步地，所述匹配電路內(nèi)部至少包括電感和電容，用于產(chǎn)生50歐姆的噪聲阻抗。
[0010]進(jìn)一步地，所述移相電路內(nèi)部至少包括電感和電容，用于產(chǎn)生50歐姆的噪聲阻抗。
[0011]進(jìn)一步地，所述通信鏈路的數(shù)量為32條。
[0012]頭頸聯(lián)合線圈，包括基座和頭頸聯(lián)合線圈，所述基座包括內(nèi)腔，所述頭頸聯(lián)合線圈包括若干個(gè)頭部單元和若干個(gè)頸部單元，所述頭部單元的數(shù)量為24個(gè)，每一個(gè)所述頭部單元均緊貼于所述基座的內(nèi)腔上，所述頸部單元的數(shù)量8個(gè)，每一個(gè)所述頸部單元均緊貼于所述基座的內(nèi)腔上。
[0013]進(jìn)一步地，所述內(nèi)腔包括頭部腔和頸部腔，所述頭部單元設(shè)置于所述頭部腔，所述頸部單元設(shè)置于所述頸部腔。
[0014]進(jìn)一步地，所述頭部單元與所述頸部單元采用交疊的方式連接。
[0015]進(jìn)一步地，所述頭部單元為固定形狀結(jié)構(gòu)，所述頸部單元為柔性結(jié)構(gòu)。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
[0017]綜上所述，本發(fā)明提供的一種用于磁共振成像的線圈控制系統(tǒng)及頭頸聯(lián)合線圈，通過合理分配頭部和頸部的線圈單元數(shù)量，合理設(shè)置頭部和頸部的線圈位置，使得線圈能夠同時(shí)覆蓋頭部和頸部，獲得高信噪比和較高的分辨率圖像，實(shí)現(xiàn)對頭部和頸部進(jìn)行同時(shí)成像；另外，為了保證頸部單元能夠緊貼成像部位，頸部單元采用柔性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對于不同的患者，頸部的線圈單元能進(jìn)行適應(yīng)性彎曲，保證線圈能夠緊密貼合患者頸部，提高成像質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例用于磁共振成像的線圈控制系統(tǒng)的示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明實(shí)施例頭頸聯(lián)合線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]為了更好地闡述本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0021]參閱圖1，一種用于磁共振成像的線圈控制系統(tǒng)，包括若干條通信鏈路，每一條通信鏈路均包括線圈11、控制電路10和共模扼流環(huán)19，線圈11連接控制電路10，控制電路10連接共模扼流環(huán)19，其中，控制電路10包括匹配電路13、移相電路15和放大器17，移相電路15串聯(lián)匹配電路13和放大器17，匹配電路13與線圈11連接，放大器17與共模扼流環(huán)19連接。
[0022]具體地，通信鏈路的數(shù)量為32條；線圈11內(nèi)設(shè)置有調(diào)諧電容和二極管，該調(diào)諧電容的頻率為123.2MHz，該二極管為PIN型二極管；匹配電路13內(nèi)部至少包括電感和電容，用于產(chǎn)生50歐姆的噪聲阻抗；移相電路15內(nèi)部至少包括電感和電容，用于產(chǎn)生50歐姆的噪聲阻抗。需要說明的是，該線圈11通過調(diào)諧電容將全部通信鏈路中的線圈11調(diào)諧至系統(tǒng)共振頻率。該放大器17為前置放大器17，系統(tǒng)通過匹配電路13和移相電路15將阻抗匹配至前置放大器17，得到最優(yōu)的噪聲阻抗，其最優(yōu)的噪聲阻抗為50歐姆，同時(shí)，每一條通信鏈路中的線圈11均與低輸入阻抗的放大器17連接，實(shí)現(xiàn)提高線圈11解耦的效果。該P(yáng)IN型二極管幫助控制系統(tǒng)在線圈11發(fā)射時(shí)進(jìn)行失諧，PIN型二極管的直流供電可由磁共振系統(tǒng)提供。另外，線圈11與控制電路10連接，控制與共模扼流環(huán)19連接，該共模扼流環(huán)19用于抑制線圈11上的共模電流，使線圈11能夠獲得高信噪比。
[0023]本實(shí)施例還提供應(yīng)用該控制系統(tǒng)的頭頸聯(lián)合線圈20，包括基座30和頭頸聯(lián)合線圈20，其中，基座30包括內(nèi)腔，頭頸聯(lián)合線圈20包括若干個(gè)頭部單元21和若干個(gè)頸部單元22，頭部單元21的數(shù)量為24個(gè)，每一個(gè)頭部單元21均緊貼于基座30的內(nèi)腔上，頸部單元22的數(shù)量8個(gè)，每一個(gè)頸部單元22均緊貼于基座30的內(nèi)腔上。
[0024]具體地，內(nèi)腔包括頭部腔31和頸部腔32，頭部單元21設(shè)置于頭部腔31，頸部單元22設(shè)置于頸部腔32 ;頭部單元21與頸部單元22采用交疊的方式連接；頭部單元21為固定形狀結(jié)構(gòu)，頸部單元22為柔性結(jié)構(gòu)。需要說明的是，頭部單元21和頸部單元22緊貼于內(nèi)腔上，形成探測區(qū)域，頭部單元21呈幾何形狀固定在該頭部腔31，當(dāng)患者的頭部位于頭部腔31時(shí)，頭部單元21不會隨患者頭部不同而改變形狀；而頸部單元22為柔性結(jié)構(gòu)，當(dāng)患者接受掃描時(shí)，患者的頸部位于頸部腔32，在不同患者之間，頸部單元22可以適當(dāng)彎曲，保證線圈與患者頸部緊密貼合。另外，頭部單元21與頸部單元22之間采用交疊的方式連接，交疊式連接可以幫助頭部單元21和頸部單元22分別進(jìn)行解耦，當(dāng)每個(gè)線圈與低輸入阻抗的放大器17連接時(shí)，可以進(jìn)一步提高解耦的效果，提高線圈獲得信噪比的能力，實(shí)現(xiàn)同時(shí)對頭部和頸部進(jìn)行成像。本實(shí)施例經(jīng)過臨床實(shí)驗(yàn)證明，在3T磁共振系統(tǒng)上進(jìn)行掃描，同時(shí)對頭部和頸部進(jìn)行成像，獲得三維顱內(nèi)外動脈圖像的分辨率達(dá)到0.6mmX0.6mmX0.6mm，滿足臨床使用要求。
[0025]綜上所述，本發(fā)明提供的一種用于磁共振成像的線圈控制系統(tǒng)及頭頸聯(lián)合線圈，通過合理分配頭部和頸部的線圈單元數(shù)量，合理設(shè)置頭部和頸部的線圈位置，使得線圈能夠同時(shí)覆蓋頭部和頸部，獲得高信噪比和較高的分辨率圖像，實(shí)現(xiàn)對頭部和頸部進(jìn)行同時(shí)成像；另外，為了保證頸部單元能夠緊貼成像部位，頸部單元采用柔性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對于不同的患者，頸部的線圈單元能進(jìn)行適應(yīng)性彎曲，保證線圈能夠緊密貼合患者頸部，提高成像質(zhì)量。
[0026]本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于磁共振成像的線圈控制系統(tǒng)，包括若干條通信鏈路，每一條所述通信鏈路均包括線圈(11)、控制電路(10)和共模扼流環(huán)(19)，所述線圈(11)連接所述控制電路(10)，所述控制電路(10)連接所述共模扼流環(huán)(19)，其特征在于，所述控制電路(10)包括匹配電路(13)、移相電路(15)和放大器(17)，所述移相電路(15)串聯(lián)所述匹配電路(13)和放大器(17)，匹配電路(13)與線圈(11)連接，放大器(17)與共模扼流環(huán)(19)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像的線圈控制系統(tǒng)，其特征在于，所述線圈(11)內(nèi)設(shè)置有調(diào)諧電容和二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于磁共振成像的線圈控制系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)諧電容的頻率為123.2MHz，所述二極管為PIN型二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像的線圈控制系統(tǒng)，其特征在于，所述匹配電路(13)內(nèi)部至少包括電感和電容，用于產(chǎn)生50歐姆的噪聲阻抗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像的線圈控制系統(tǒng)，其特征在于，所述移相電路(15)內(nèi)部至少包括電感和電容，用于產(chǎn)生50歐姆的噪聲阻抗。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像的線圈控制系統(tǒng)，其特征在于，所述通信鏈路的數(shù)量為32條。
7.如權(quán)利要求1至6所述系統(tǒng)的頭頸聯(lián)合線圈，其特征在于，包括基座(30)和頭頸聯(lián)合線圈(20)，所述基座(30)包括內(nèi)腔，所述頭頸聯(lián)合線圈(20)包括若干個(gè)頭部單元(21)和若干個(gè)頸部單元(22)，所述頭部單元(21)的數(shù)量為24個(gè)，每一個(gè)所述頭部單元(21)均緊貼于所述基座(30)的內(nèi)腔上，所述頸部單元(22)的數(shù)量8個(gè)，每一個(gè)所述頸部單元(22)均緊貼于所述基座(30)的內(nèi)腔上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的頭頸聯(lián)合線圈，其特征在于，所述內(nèi)腔包括頭部腔(31)和頸部腔(32)，所述頭部單元(21)設(shè)置于所述頭部腔(31)，所述頸部單元(22)設(shè)置于所述頸部腔(32) ο
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的頭頸聯(lián)合線圈，其特征在于，所述頭部單元(21)與所述頸部單元(22)采用交疊的方式連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的頭頸聯(lián)合線圈，其特征在于，所述頭部單元(21)為固定形狀結(jié)構(gòu)，所述頸部單元(22)為柔性結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】A61B5/055GK104473644SQ201410854627
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】鄭海榮, 李燁, 胡小情, 陳瀟, 劉新 申請人:中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院