一種用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及醫(yī)學實驗設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于對小動物頭部進行腦立體定位的磁兼容小動物腦立體定位裝置和用于接收X軸方向的磁共振射頻信號并將該信號傳送給磁共振成像系統(tǒng)的磁共振小動物射頻線圈裝置。利用本發(fā)明，在實施穿刺時，可對實驗動物進行磁共振掃描，通過小動物射頻線圈接收磁共振射頻信號，并將信號傳輸至磁共振成像系統(tǒng)，利用磁共振掃描影像可對穿刺過程進行引導和監(jiān)控，實現(xiàn)了利用磁共振掃描設(shè)備來引導小動物立體定位手術(shù)或進行穿刺、施加刺激等定位實驗。
【專利說明】一種用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)學實驗設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地涉及一種可應(yīng)用在磁共振掃描設(shè)備引導下對小動物腦部進行穿刺、施加刺激等手術(shù)或?qū)嶒灥男游锬X立體定位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在對小動物實施腦部微創(chuàng)手術(shù)過程中，腦立體定位是必不可少的介入手術(shù)裝置，其原理是基于顱骨外標記或其它參考點所確定的三維坐標，來獲取皮層下特定腦組織結(jié)構(gòu)的位置，從而可以準確設(shè)定介入器械的進針點。當介入器械進入腦組織后，需要實時監(jiān)控介入器械的位置和周圍組織信息，從而對該器械進行引導，保證手術(shù)順利進行及手術(shù)安全。[0003]早在1980 年，Kennedy PR 等人在文獻“X-ray controlled implantation of thebrain stem”中提出用X射線成像技術(shù)實現(xiàn)在立體定位手術(shù)中對介入器械引導,其通過對盧頁骨的X線成像建立基于顱骨的三維坐標系，從而確定介入器械的顱內(nèi)位置和穿刺深度，但是這種方法所得到的圖像分辨率非常低，不能較好的反映腦組織結(jié)構(gòu)信息。Risher DW(“Amethod for improving the accuracy of stereotaxic procedures in monkeys usingimplanted fiducial markers in CT scans that also serve as anchor points in astereotaxic frame，，)及 Tokuno H( “B-mode and color Doppler ultrasound imagingfor localization of microelectrode in monkey brain”)等研究小組曾分別使用 CT 和超聲成像來實現(xiàn)對立體定位手術(shù)的引導，然而由于這兩種影像設(shè)備在腦組織成像中的分辨率還是不夠高，導致腦組織的精細結(jié)構(gòu)信息無法獲得，因此無法準確的對介入器械進行引導。
[0004]磁共振成像技術(shù)具有無電離輻射、多參數(shù)、多模態(tài)及三維多層面成像等優(yōu)點，其不僅對軟組織成像具有非常高的分辨率，能夠分辨腦白質(zhì)、灰質(zhì)和腦脊液等解剖結(jié)構(gòu)，而且可以進行腦功能成像，使其可應(yīng)用于癲癇、帕金森綜合癥、阿爾茨海默病及腦梗死等方面的研究，因此，將磁共振成像技術(shù)用于引導腦立體定位手術(shù)，具有不可替代的優(yōu)勢。
[0005]然而，目前常規(guī)的小動物腦立體定位儀并不能直接用于磁共振系統(tǒng)，這是由于在磁共振成像環(huán)境下，磁共振的主磁體會產(chǎn)生非常強的磁場，含有鐵磁性材料的物體在強磁場下會產(chǎn)生相當大的力矩，該力矩將導致鐵磁性物體飛向主磁體，從而發(fā)生危險，故任何含有鐵磁性材料的設(shè)備均不能進入磁共振系統(tǒng)內(nèi)；此外，由于磁共振射頻線圈所發(fā)射和接收的信號為射頻脈沖，其對導電金屬材料非常敏感。因而，在設(shè)計用于磁共振成像系統(tǒng)的小動物立體定位設(shè)備的過程中，材料選擇非常嚴格，其不但要具有較高的機械強度，以保證立體定位手術(shù)的開展；而且具有非鐵磁性及絕緣性，使其與磁共振系統(tǒng)相互兼容。然而目前，常規(guī)立體定位儀的加工材料通常為醫(yī)用鈦合金或其他高強度金屬合金，由于磁共振系統(tǒng)對金屬的敏感特性，故不能直接用于磁共振成像系統(tǒng)。
[0006]此外，在磁共振系統(tǒng)中，射頻線圈是關(guān)鍵部件之一，射頻線圈的性能直接關(guān)系到磁共振成像的質(zhì)量。為了獲得高質(zhì)量掃描圖像，磁共振系統(tǒng)要求射頻線圈能夠產(chǎn)生均勻一致的射頻場?，F(xiàn)有的小動物射頻線圈一般為規(guī)則對稱結(jié)構(gòu)，線圈表面上規(guī)則排布著一定寬度的導電銅帶，在掃描時，射頻線圈緊貼實驗動物的成像部位并將其套住，使其在成像部位產(chǎn)生均勻的射頻場。然而，這種結(jié)構(gòu)導致小動物完全包絡(luò)于射頻線圈中，不能為立體定位設(shè)備上的耳桿、穿刺針等部件提供有效的開放通道。因此，現(xiàn)有的小動物射頻線圈并不能滿足磁共振成像引導腦立體定位手術(shù)的需求。
[0007]由于存在上述技術(shù)難題，到目前為止，尚未見可用于磁共振成像設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)的相關(guān)報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008](一 )要解決的技術(shù)問題
[0009]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供一種用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，以實現(xiàn)利用磁共振掃描設(shè)備來引導小動物立體定位手術(shù)或進行穿刺、施加刺激等定位實驗。
[0010](二)技術(shù)方案
[0011]為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于對小動物頭部進行腦立體定位的磁兼容小動物腦立體定位裝置和用于接收X軸方向的磁共振射頻信號并將該信號傳送給磁共振成像系統(tǒng)的磁共振小動物射頻線圈裝置，其中:
[0012]所述磁兼容小動物腦立體定位裝置，包括:一個底板，該底板上具有一個底板滑塊導軌、一對磁共振掃描 床定位孔、以及一對射頻線圈腳柱插孔；一對耳部固定裝置，位于底板左右兩側(cè)，在每個耳部固定裝置上具有一個左右方向的滑槽，用于固定實驗動物耳部的耳桿裝置位于該滑槽內(nèi)；一個門齒固定裝置，位于該耳部固定裝置的前方，該門齒固定裝置上具有一個可前后及上下移動的門齒托架；以及一個穿刺針定位裝置，用于安裝穿刺器械，穿刺器械固定于該裝置的一個移動臂上，穿刺器械基于該穿刺針定位裝置能夠進行上下方向、前后方向及左右方向的移動；
[0013]所述磁共振小動物射頻線圈裝置，包括:一個筒形線圈支撐殼體，該殼體頂部具有一個用于立定定位手術(shù)器械操作的通口，以及該殼體兩側(cè)具有一對用于貫穿上述耳桿裝置的耳桿過孔；一對射頻線圈腳柱，位于該筒形線圈支撐殼體的底部；一組射頻線圈銅帶電路，分布在該筒形線圈支撐殼體的外表面，包括兩個鞍形銅帶電路單元，每個鞍形銅帶電路單元可獨立接收磁共振信號，或者兩個鞍形銅帶電路單元同時接收信號，形成線圈陣列。
[0014]上述方案中，所述磁兼容小動物腦立體定位裝置中的所有部件均是采用高強度絕緣磁兼容的有機材料加工而成，使該磁兼容小動物腦立體定位裝置具有高機械強度、非鐵磁性及絕緣性，可應(yīng)用于磁共振成像系統(tǒng)中。
[0015]上述方案中，所述底板通過所述磁共振掃描床定位孔與磁共振成像系統(tǒng)固接，并固定于磁共振掃描床上；通過磁共振成像系統(tǒng)自帶的定位部件，使所述磁兼容小動物腦立體定位裝置處于磁共振成像中心區(qū)域。
[0016]上述方案中，所述底板的射頻線圈腳柱插孔與所述磁共振小動物射頻線圈裝置的線圈腳柱相互連接，使所述筒形線圈支撐殼體固定在所述底板上。
[0017]上述方案中，所述用于固定實驗動物耳部的耳桿裝置與所述耳部固定裝置通過所述滑槽相連接，兩側(cè)耳桿裝置在滑槽內(nèi)可進行左右方向滑動，并通過所述耳部固定裝置上的壓塊向下壓緊固定。所述耳桿裝置在滑動時，貫穿所述筒形線圈支撐殼體上的耳桿過孔，到達實驗動物外耳道內(nèi)，并對其進行固定；在兩側(cè)耳部固定支架上標有X軸方向標尺刻度，通過調(diào)整耳桿位置，確定動物頭部在X軸上的位置。
[0018]上述方案中，所述門齒托架通過位于門齒固定裝置上的滑槽進行前后及上下方向移動，并通過門齒固定裝置上的螺釘進行擰緊固定。所述門齒固定裝置上標有Y軸方向標尺刻度，在立體定位手術(shù)操作時，使實驗動物的門齒嵌入門齒托架中，并調(diào)節(jié)門齒托架的前后位置，確定動物頭部在Y軸上的位置；通過上下方向調(diào)節(jié)門齒托架，使動物頭部手術(shù)操作平面處于X-Y平面上。
[0019]上述方案中，所述穿刺針定位裝置具有一個底板滑塊，并可在底板導軌上進行Y軸方向滑動，由導軌上的螺釘進行擰緊固定。在所述滑塊移動時，所述穿刺針定位裝置還具有一個縱向支柱連同滑塊一同移動；一個縱向螺紋管筒與該縱向支柱的外表面以螺紋形式連接，管筒頂端為手動旋鈕，通過旋轉(zhuǎn)手動旋鈕，帶動縱向管筒并同橫向管筒固定座做上下方向的移動；一個橫向螺紋軸桿位于橫向螺紋管筒內(nèi)，軸桿外側(cè)端為手動旋鈕，通過旋轉(zhuǎn)手動旋鈕，帶動軸桿進行左右方向的移動。
[0020]上述方案中，所述筒形線圈支撐殼體采用有機材料加工而成，殼體的內(nèi)徑要滿足常用實驗小動物的頭部外徑，殼體頂部開設(shè)有通口，該通口為立體定位手術(shù)提供無障礙操作通道，使手術(shù)器械能夠通過該通口進入實驗動物腦部手術(shù)區(qū)域。所述筒形線圈支撐殼體的兩側(cè)開設(shè)一對耳桿過孔，使立體定位設(shè)備上的耳桿可通過該耳桿過孔實現(xiàn)對動物頭部的固定和定位。所述射頻線圈銅帶電路位于所述筒形線圈支撐殼體外表面的側(cè)面上，且沿著所述通口的外圍布線。
[0021](三)有益效果
[0022]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著的效果:
[0023]1、本發(fā)明提供的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，其中的小動物腦立體定位裝置所選用的加工材料為高強度絕緣磁兼容的有機材料，該材料不但具有高機械強度，而且具有非鐵磁性及絕緣性，使立體定位裝置可應(yīng)用于磁共振系統(tǒng)中。此外，與現(xiàn)有立體定位裝置所通用的醫(yī)用鈦合金材料相比，該有機材料具有價格低、加工容易等優(yōu)點，因此，本發(fā)明所述的立體定位裝置的成本將大大降低。
[0024]2、利用本發(fā)明提供的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，可通過磁共振掃描成像對穿刺過程進行引導和監(jiān)控。并且，在定位手術(shù)過程中，利用所述的小動物射頻線圈裝置進行功能成像，可實現(xiàn)對腦血管中血氧飽和度等參數(shù)的檢測，因而，基于本發(fā)明所述的磁共振成像引導小動物腦立體定位系統(tǒng)，可開展對小動物腦部功能代謝活動及相關(guān)疾病等方面的研究，為醫(yī)學及生命科學研究提供良好的實驗平臺。
[0025]3、本發(fā)明提供的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，其中的小動物射頻線圈在殼體頂部開設(shè)一個用于立定定位手術(shù)器械操作的通口，以及殼體兩側(cè)具有一對用于貫通耳桿裝置的過孔，使得所述的射頻線圈裝置與立體定位裝置能夠很好的相互匹配，完成磁共振引導小動物腦立體定位手術(shù)或?qū)嶒灐?br> [0026]4、本發(fā)明提供的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，其中的射頻線圈裝置及立體定位裝置是通過線圈上的腳柱與定位設(shè)備底板上的腳柱插孔進行連接固定，該兩種裝置既可配套使用也可分別獨立使用。在非磁共振環(huán)境下，可單獨基于該發(fā)明所述的立體定位裝置進行定位手術(shù)操作；在常規(guī)磁共振成像時，可單獨通過所述射頻線圈進行小動物成像。在進行磁共振引導小動物腦定位手術(shù)操作時，可方便的將上述兩種裝置連接固定，因此具有操作簡單，實用性強等優(yōu)點。
[0027]5、本發(fā)明提供的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，其中的小動物射頻線圈裝置的銅線排布方式具有多種變換方式，其中，線圈鞍形單元可調(diào)整為更多的陣列單元，或采用環(huán)形回路代替鞍形回路，根據(jù)成像區(qū)域及研究目標等實際需求，可對線圈回路做適當?shù)恼{(diào)整。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是依照本發(fā)明實施例的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0029]圖2是依照本發(fā)明實施例的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)中立體定位裝置底板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3是依照本發(fā)明實施例的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)中立體定位裝置底板、耳部固定裝置及門齒固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖4是依照本發(fā)明實施例的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)中穿刺針定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖5是依照本發(fā)明實施例的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)中磁共振小動物射頻線圈裝置正面的示意圖；
[0033]圖6是依照本發(fā)明實施例的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)中磁共振小動物射頻線圈裝置背面的示意圖。
【具體實施方式】
[0034]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0035]參見圖1，圖1中展示了依照本發(fā)明實施例的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，陔小動物腦立體定位系統(tǒng)包括磁共振小動物射頻線圈裝置5和磁兼容小動物腦立體定位裝置，其中，磁兼容小動物腦立體定位裝置由一個底板1、一對耳部固定裝置2、一個門齒固定裝置3以及一個穿刺針定位裝置4構(gòu)成。磁兼容小動物腦立體定位裝置和磁共振小動物射頻線圈裝置的支撐殼體均由高強度磁兼容聚甲醛材料加工制成，可在磁共振成像系統(tǒng)中進行操作。
[0036]參見圖2、圖3和圖4，其中展示了依照本發(fā)明實施例的磁兼容小動物腦立體定位裝置的具體結(jié)構(gòu)。其中，圖2示出了立體定位裝置底板的結(jié)構(gòu)示意圖，導軌11位于底板I的一側(cè)，導軌中的滑塊槽為“Z”字形槽，底板滑塊41嵌合在導軌11中，并可沿導軌11做前后方向(Y軸方向)滑動。在底板I上，開設(shè)有一對磁共振掃描床定位孔12,在底板放置于磁共振系統(tǒng)中時，需將定位孔12對準磁共振掃描床上的定位凸柱，并使定位凸柱插入至定位孔12，以固定小動物腦立體定位裝置。根據(jù)不同磁共振設(shè)備中定位凸柱的形狀及相對位置，可改變定位孔的形狀及其在底板上的位置，本實施例中，定位孔12為“8”字形，兩側(cè)定位孔左右相距10cm。底板的中央有一對前后排列的插孔13，插孔為長方形，與小動物射頻線圈支撐殼體上腳柱的形狀及尺寸大小一致。
[0037]在本實施例中，圖3示出了立體定位裝置底板、耳部固定裝置及門齒固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。耳部固定裝置2由雙側(cè)基座21、雙側(cè)壓塊部件22及雙側(cè)耳桿23組成，其中，在基座21的底部，有一個正方形的插孔，該插孔的尺寸大小與底板上凸柱14尺寸相同，凸柱與插孔相插合并利用螺釘緊固，使基座21固定在底板上。壓塊22位于基座21上，并由螺釘控制壓塊與基座的貼合松緊度，壓塊22與底座21形成一個“C”形滑槽，耳桿23位于滑槽內(nèi)，調(diào)整壓塊上的螺釘使壓塊松弛，可以沿左右方向(X軸方向)滑動耳桿，耳桿尖端頂住動物實驗外耳道，然后通過緊固螺釘壓緊壓塊，使耳桿牢牢固定在滑槽內(nèi)，實現(xiàn)對實驗動物耳部的固定。在兩側(cè)耳桿22上均標有X軸方向的刻度，指示動物雙側(cè)耳部在X軸上的坐標。[0038]圖3中，門齒固定裝置3包括基座31、橫向連接件32、縱向連接件33、門齒固定滑塊34、門齒托架35及鼻部壓塊36。其中，基座31下部有兩個正方形凸柱插孔，通過底板凸柱15與該插孔相插合，將基座固定在底板上。在基座31上表面具有一個滑桿,位于橫向連接件32前后方向的滑槽內(nèi)，連接件32可進行前后方向移動，在移動至所需位置后并通過螺釘固定于基座31的上表面，在連接件32的側(cè)面，標有刻度標尺，可讀出連接件在Y軸方向的坐標。橫向連接件32與縱向連接件33通過螺釘連接，一個上下方向的梯形滑槽位于連接件33上，門齒固定滑塊34上的滑柱嵌在連接件33的滑槽內(nèi)，并帶動滑塊34做上下方向移動，在移動至所需位置后并通過螺釘固定于縱向連接件33的滑槽內(nèi)，連接件33的側(cè)面標有刻度標尺，可讀出滑塊34在Z軸方向的坐標。在滑塊34下面固定有門齒托架35及鼻部壓塊36，托架和壓塊通過銷軸進行鉸接，銷軸方向為X軸方向，鼻部壓塊36可繞該銷軸進行抬升或下壓。在固定實驗小動物的耳部后，通過前后移動橫向連接件32以及上下移動滑塊34，使動物門齒嵌在門齒托架35內(nèi)，上抬鼻部壓塊36，將小動物的鼻部位于托架35和壓塊36之間，并下壓鼻部壓塊36，完成實驗小動物頭部的固定和定位。
[0039]參照圖4，圖4示出了穿刺針定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。穿刺針定位定位裝置4包括前后方向(Y軸方向)、上下方向(Z軸方向)以及左右方向(X軸方向)的定位部件。
[0040]其中，前后方向的定位部件為底板滑塊41，該滑塊嵌在底板滑軌11的滑塊槽中，可沿Y軸方向滑動，并有螺釘可對其旋緊固定。底板滑軌11的側(cè)邊標有刻度可進行讀數(shù)，反映滑塊在Y軸方向的坐標。
[0041]上下方向的定位部件由支柱421、螺紋管筒422、滑槽46、滑塊47、固定座43及旋鈕423組成。其中，支柱421和滑槽46分別由螺釘固定在底板滑塊11的上表面和側(cè)面，支柱421上刻有螺紋，并與螺紋管筒422相互嵌合，旋鈕423位于管筒422頂端，旋轉(zhuǎn)該旋鈕可帶動螺紋管筒旋轉(zhuǎn)上升或下降。在螺紋管筒422的外筒壁上包覆一個固定座43，包括兩塊相同對稱結(jié)構(gòu)通過螺釘固定成一體。固定座43內(nèi)部具有一個環(huán)形滑動槽，滑動槽內(nèi)嵌有環(huán)形托盤，該托盤與螺紋管筒為一個整體，托盤與滑動槽之間安置滾珠軸承?；瑝K47位于滑槽46內(nèi)部，頂端由螺釘與固定座43相連，當螺紋管筒旋轉(zhuǎn)時，環(huán)形托盤隨之在固定座43內(nèi)的滑動槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)，由于滑塊47嵌在滑槽46內(nèi)，使固定座43僅上下移動而不隨螺紋管筒進行旋轉(zhuǎn)?；?5側(cè)壁標有刻度，可讀出滑塊在Z軸方向上的坐標。
[0042]左右方向的定位部件由螺紋管筒441、橫柱442、支架443、套管444、旋鈕445及支架固定件446構(gòu)成。其中，螺紋管筒441位于固定座43側(cè)面，由螺釘固定，其內(nèi)部具有一個刻有螺紋的圓形過孔，螺紋過孔兩側(cè)具有兩個矩形滑軌孔，橫柱442外表面刻有與螺紋過孔對應(yīng)的螺紋線，其與支架443的兩個橫臂分別貫穿螺紋過孔和滑軌孔。橫柱442的外側(cè)端設(shè)置有一個旋鈕445，內(nèi)側(cè)端伸入管套444內(nèi)部的圓形盲孔中，盲孔中安置滾珠軸承，使橫柱的尾端可在盲孔中旋轉(zhuǎn)。支架443的兩個橫臂內(nèi)側(cè)端分別搭在管套444的兩側(cè)，并由支架固定件446上的螺釘緊固。在管套444上還具有一個上下方向的貫穿過孔，該過孔形狀及尺寸與穿刺針45相吻合，使穿刺針可放置于該過孔內(nèi)，并由位于管套側(cè)面的螺釘對穿刺針進行緊固。旋轉(zhuǎn)旋鈕445，帶動橫柱442在螺紋管筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并帶動管套上的穿刺針做左右方向移動，在支架443的側(cè)壁上刻有標尺，可讀出穿刺針在X軸方向的坐標。至此，穿刺針的三維空間坐標均可獲得，從而實現(xiàn)對穿刺針的定位。
[0043]參照圖5及圖6，分別為本實施例中磁共振小動物射頻線圈裝置的正面及背面的示意圖，磁共振小動物射頻線圈裝置包括一個筒形線圈支撐殼體51及兩通道銅帶回路521和522。其中，支撐殼體51為內(nèi)徑4cm的圓柱形殼體，在殼體上部開設(shè)有寬為2cm的“U”字形過孔511，該過孔為穿刺針等介入手術(shù)器械預(yù)留開放通道。在殼體兩側(cè)具有一對耳桿過孔512，該過孔形狀與尺寸與圖3所示的耳桿23所一致，耳桿裝置可貫穿此過孔512到達實驗小動物的耳部。在線圈支撐殼體的底部具有一對腳柱513，并與圖2所示的底板腳柱插槽13相互匹配，使殼體固定在底板上。
[0044]本實施例中，線圈銅帶布線采用兩路鞍形回路形式:線圈支撐殼體一側(cè)的線圈回路各自在殼體底部與對側(cè)回路結(jié)構(gòu)交叉523，形成兩組獨立的鞍形單元521和522，且兩組獨立單元采用部分重疊形式排布于殼體表面上，消除兩組線圈回路之間的相互干擾。
[0045]根據(jù)上述實施例，本發(fā)明提供的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，通過底板所固定 的射頻線圈支撐殼體底部確定實驗動物的掃描基準面，并利用耳桿及門齒托架分別對實驗動物頭部的X軸及Y軸方向進行固定，其中門齒托架滑動裝置還可對實驗動物頭部進行Z軸方向微調(diào)，使其頭部的手術(shù)操作平面位于基準平面上，實現(xiàn)實驗動物頭部的定位及固定?；谏鲜龆ㄎ凰_定的三維坐標體系，通過滑動底板上的滑塊及旋轉(zhuǎn)橫向軸桿上的手動旋鈕，完成對穿刺針等手術(shù)器械X-Y平面定位，之后，轉(zhuǎn)動縱向螺紋管筒頂部的手動旋鈕，實現(xiàn)手術(shù)器械進行上下移動，使其深入相應(yīng)的腦組織區(qū)域，完成Z軸方向的定位。在實施穿刺時，可對實驗動物進行磁共振掃描，通過小動物射頻線圈接收磁共振射頻信號，并將信號傳輸至磁共振成像系統(tǒng)，利用磁共振掃描影像可對穿刺過程進行引導和監(jiān)控。
[0046]通過上述實施例所示的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，可實現(xiàn)在磁共振成像引導下對小動物腦立體定位手術(shù)的操作，具體步驟如下:首先，將本實施例所述的小動物射頻線圈裝置固定在立體定位儀底板上，并把麻醉狀態(tài)下的實驗小動物頭部放置于線圈支撐殼體內(nèi)部，通過對耳部和門齒固定裝置的操作，可實現(xiàn)小動物頭部固定及準確定位，之后，通過操作穿刺針定位裝置，對穿刺針的三維坐標進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)穿刺針的準確定位。定位手術(shù)全程處在磁共振系統(tǒng)環(huán)境下，并利用小動物射頻線圈將所接收到的磁共振信號傳送至磁共振系統(tǒng)，實現(xiàn)磁共振成像引導小動物腦立體定位手術(shù)的實施。
[0047]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護 范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括用于對小動物頭部進行腦立體定位的磁兼容小動物腦立體定位裝置和用于接收X軸方向的磁共振射頻信號并將該信號傳送給磁共振成像系統(tǒng)的磁共振小動物射頻線圈裝置，其中: 所述磁兼容小動物腦立體定位裝置，包括: 一個底板，該底板上具有一個底板滑塊導軌、一對磁共振掃描床定位孔、以及一對射頻線圈腳柱插孔； 一對耳部固定裝置，位于底板左右兩側(cè)，在每個耳部固定裝置上具有一個左右方向的滑槽，用于固定實驗動物耳部的耳桿裝置位于該滑槽內(nèi)； 一個門齒固定裝置，位于該耳部固定裝置的前方，該門齒固定裝置上具有一個可前后及上下移動的門齒托架；以及 一個穿刺針定位裝置，用于安裝穿刺器械，穿刺器械固定于該裝置的一個移動臂上，穿刺器械基于該穿刺針定位裝置能夠進行上下方向、前后方向及左右方向的移動； 所述磁共振小動物射頻線圈裝置，包括: 一個筒形線圈支撐殼體，該殼體頂部具有一個用于立定定位手術(shù)器械操作的通口，以及該殼體兩側(cè)具有一對用于貫穿上述耳桿裝置的耳桿過孔； 一對射頻線圈腳柱，位于該筒形線圈支撐殼體的底部； 一組射頻線圈銅帶電路，分布在該筒形線圈支撐殼體的外表面，包括兩個鞍形銅帶電路單元，每個鞍形銅帶電路單元可獨立接收磁共振信號，或者兩個鞍形銅帶電路單元同時接收信號，形成線圈陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，其特征在于，所述磁兼容小動物腦立體定位裝置中的所有部件均是采用高強度絕緣磁兼容的有機材料加工而成，使該磁兼容小動物腦立體定位裝置具有高機械強度、非鐵磁性及絕緣性，可應(yīng)用于磁共振成像系統(tǒng)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，其特征在于，所述底板通過所述磁共振掃描床定位孔與磁共振成像系統(tǒng)固接，并固定于磁共振掃描床上；通過磁共振成像系統(tǒng)自帶的定位部件，使所述磁兼容小動物腦立體定位裝置處于磁共振成像中心區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，其特征在于，所述底板的射頻線圈腳柱插孔與所述磁共振小動物射頻線圈裝置的線圈腳柱相互連接，使所述筒形線圈支撐殼體固定在所述底板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，其特征在于，所述用于固定實驗動物耳部的耳桿裝置與所述耳部固定裝置通過所述滑槽相連接，兩側(cè)耳桿裝置在滑槽內(nèi)可進行左右方向滑動，并通過所述耳部固定裝置上的壓塊向下壓緊固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，其特征在于，所述耳桿裝置在滑動時，貫穿所述筒形線圈支撐殼體上的耳桿過孔，到達實驗動物外耳道內(nèi)，并對其進行固定；在兩側(cè)耳部固定支架上標有X軸方向標尺刻度，通過調(diào)整耳桿位置，確定動物頭部在X軸上的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，其特征在于，所述門齒托架通過位于門齒固定裝置上的滑槽進行前后及上下方向移動，并通過門齒固定裝置上的螺釘進行擰緊固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，其特征在于，所述門齒固定裝置上標有Y軸方向標尺刻度，在立體定位手術(shù)操作時，使實驗動物的門齒嵌入門齒托架中，并調(diào)節(jié)門齒托架的前后位置，確定動物頭部在Y軸上的位置；通過上下方向調(diào)節(jié)門齒托架，使動物頭部手術(shù)操作平面處于X-Y平面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，其特征在于，所述穿刺針定位裝置具有一個底板滑塊，并可在底板導軌上進行Y軸方向滑動，由導軌上的螺釘進行擰緊固定。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，其特征在于，在所述滑塊移動時，所述穿刺針定位裝置還具有一個縱向支柱連同滑塊一同移動； 一個縱向螺紋管筒與該縱向支柱的外表面以螺紋形式連接，管筒頂端為手動旋鈕，通過旋轉(zhuǎn)手動旋鈕，帶動縱向管筒并同橫向管筒固定座做上下方向的移動； 一個橫向螺紋軸桿位于橫向螺紋管筒內(nèi)，軸桿外側(cè)端為手動旋鈕，通過旋轉(zhuǎn)手動旋鈕，帶動軸桿進行左右方向的移動。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，其特征在于，所述筒形線圈支撐殼體采用有機材料加工而成，殼體的內(nèi)徑要滿足常用實驗小動物的頭部外徑，殼體頂部開設(shè)有通口，該通口為立體定位手術(shù)提供無障礙操作通道，使手術(shù)器械能夠通過該通口進入實驗動物腦部手術(shù)區(qū)域。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，其特征在于，所述筒形線圈支撐殼體的兩側(cè)開設(shè)一對耳桿過孔，使立體定位設(shè)備上的耳桿可通過該耳桿過孔實現(xiàn)對動物頭部的固定和定位。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于磁共振成像掃描設(shè)備的小動物腦立體定位系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻線圈 銅帶電路位于所述筒形線圈支撐殼體外表面的側(cè)面上，且沿著所述通口的外圍布線。
【文檔編號】A61D3/00GK103919626SQ201410163114
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】韓繼鈞, 祁甫浪, 邱本勝 申請人:中國科學技術(shù)大學