專利名稱：磁共振成像體腔射頻線圈的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種醫(yī)用成像設備，特別是關于一種磁共振成像體腔射頻線圈。
背景技術：
磁共振成像系統(tǒng)是一種功能強、信息量多的醫(yī)用成像設備，其不但能提供人體的解剖學信息，而且能提供生化方面的信息。但是其所采集的信號比較弱，易受人體等各種噪聲因素的干擾。因此射頻線圈(在傳統(tǒng)電磁和核磁共振領域，稱射頻線圈為共振器或探頭)作為磁共振成像信號接受鏈的前端，對圖像的信噪比起關鍵作用。根據(jù)電磁場和射頻理論可知，相同條件下，線圈探測到的信號幅度隨著與被成像物體間的距離的減小呈增大的趨勢，所以對于人體深處的器官組織，如能把線圈插入體腔內(nèi)而更接近器官，則可以大大提高圖像的質(zhì)量(提高靈敏度和信噪比)，由此可見，發(fā)展腔體內(nèi)的射頻線圈具有重要意義。
目前能檢索到的腔體內(nèi)射頻線圈有兩類，其主要是由電感和電容組成的環(huán)狀諧振電路依附于載體組成一類是把射頻電路安裝在固體內(nèi)形成線圈，為了進出方便，這類線圈不能做得很大，線圈內(nèi)的環(huán)形電路的面積必然也小，使得成像視野受限，不能很好地探測目標器官；另一類是把射頻線圈電路的電感用軟銅線代替，然后把電路固定在氣囊內(nèi)，插到位后，充氣把軟環(huán)形線圈電路膨脹開，從而解決了環(huán)形線圈面積小的問題，但是這類線圈的缺點是由于氣囊撐開后，易受周圍器官組織形狀的影響，每次打開時氣囊形狀的重復性差，使依附于氣囊的環(huán)形線圈電路形狀不固定，造成固有頻率等參數(shù)的不穩(wěn)定，影響磁共振成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量，而且收縮后氣囊表面不平整，進出體腔時摩擦大，受試者感覺不舒服，甚至痛苦，臨床應用不方便。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種具有很好的舒適性、可靠性和穩(wěn)定性，而且工藝簡單，造價低，更加具有市場競爭力的磁共振成像體腔射頻線圈。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術方案一種磁共振成像體腔射頻線圈，其特征在于它包括一操作桿；一滑筒，其可滑動地套設在所述操作桿上；一第一、第二彈桿，其分別對稱地設置在所述操作桿的兩側(cè)，且其一端固定在所述操作桿的前端部，另一端固定在所述滑筒上，當所述滑筒相對所述操作桿頭部移動時，所述第一、第二彈桿向兩側(cè)彎曲形成一環(huán)狀；一電感線圈和一無磁電容組成的環(huán)狀諧振線圈電路，其埋設在所述第一、第二彈桿內(nèi)，且其輸出端通過一帶無磁插頭的無磁同軸細電纜線與磁共振成像系統(tǒng)連接。
本實用新型還包括一第三彈桿，其與所述兩對稱設置的第一、第二彈桿所形成的平面垂直，一端固定在所述操作桿的前端部，另一端固定在所述滑筒上。
本實用新型還包括一與所述第三彈桿對稱設置的第四彈桿，在所述第三、第四彈桿內(nèi)也埋設有一通過無磁同軸細電纜線與磁共振成像系統(tǒng)連接的由電感線圈和無磁電容組成的環(huán)狀諧振線圈電路，該線圈電路輸出的正交信號與所述第一、第二彈桿內(nèi)的線圈電路輸出的正交信號經(jīng)正交混合器合成一路同相的疊加信號輸出。
所述各彈桿前部與所述操作桿連接成一具有光滑圓形頭部的一體，所述操作桿的外側(cè)均為光滑的弧形表面。
所述操作桿上設置有一阻止所述滑筒后退的彈性卡栓。
所述滑筒軸向設置有顯示探入人體體腔深度的尺寸標記。
所述各彈桿桿身上設置有若干彎曲強度變化的部位，以在撐開所述線圈時，形成預定的線圈形狀。
本實用新型由于采取以上設計，其具有以下優(yōu)點1、本實用新型由于在一操作桿上設置了兩根可以隨滑筒向前移動而撐開的彈桿，并在彈桿內(nèi)埋設了可以隨彈桿一起撐開的軟性線圈電路，因此既可以通過操作桿順利地將線圈送入人體體腔內(nèi)，又可以拉動操作桿，使線圈撐開成為一面積較大且形狀固定的環(huán)狀，從而可以獲得穩(wěn)定可靠的射頻信號。2、本實用新型設置的第三彈桿，可以在兩對稱的第一、第二彈桿彈開后所形成的平面的垂直方向打開，從而向前推動線圈電路，使其更加貼近成像的器官(如前列腺等)，使成像效果更好。3、本實用新型設置了相互對稱的第三、第四彈桿，并在其內(nèi)也埋設線圈電路，使其與另一組線圈電路形成正交組合，使線圈信噪比進一步提高約1.4倍。4、本實用新型在滑筒軸向設置顯示探入人體體腔深度的尺寸標記，使操作更方便更科學，而不是僅憑經(jīng)驗操作，同時本實用新型在操作桿上設置了一彈性卡栓，一旦操作桿向后拉到位，卡栓就自動彈出使滑筒不能后退，使線圈形狀固定。5、本實用新型可以通過在彈桿上設置若干強度變化的部位，使撐開后的線圈形成各種需要的形狀，以更好地實現(xiàn)線圈與器官組織的匹配，提高線圈填充系數(shù)和品質(zhì)因素，進一步提高成像質(zhì)量。6、本實用新型使用操作桿支撐一定硬度彈性桿的結(jié)構(gòu)，使得線圈每次打開時形狀重復性好，保證線圈電路頻率等參數(shù)穩(wěn)定，而在線圈合上時的直徑不受環(huán)狀線圈電路大小的限制，無論撐開到多大尺寸的線圈電路，合上時都可以成為光滑細棒狀，將成像視野與進出體腔的舒適性完美巧妙地結(jié)合為一體。本實用新型不但成像質(zhì)量高，參數(shù)穩(wěn)定，進出體腔時病人舒適感好，而且造價低廉，它可以廣泛用于各種磁共振成像系統(tǒng)中。


圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2是圖1的仰視示意圖圖3是本實用新型第一、第二彈桿撐開狀態(tài)示意圖圖4是本實用新型具有第三彈桿結(jié)構(gòu)示意圖圖5是圖4的俯視示意圖圖6是本實用新型具有第三、第四彈桿結(jié)構(gòu)示意圖圖7是本實用新型彈桿彎曲強度變化后打開成其它形狀的示意圖圖8是線圈全電路的電路示意圖具體實施方式
如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型包括一操作桿1，在操作桿1上設置一滑筒2，在操作桿1兩側(cè)對稱設置有一第一彈桿3和一第二彈桿4，兩彈桿3、4的一端固定在操作桿1的前端，兩彈桿3、4的另一端固定在滑筒2上。在彈桿3、4內(nèi)嵌設有一由電感線圈15和無磁電容16組成的環(huán)狀諧振線圈電路a(如圖8所示)。在實際應用中，只需在彈桿3、4內(nèi)埋設一軟銅線5便可起到電感線圈15的作用，而無磁電容16既可設置在彈桿3、4內(nèi)，也可設置在滑筒2內(nèi)，以設置在滑筒2內(nèi)為佳。線圈電路a的輸出端通過一無磁同軸細電纜6連接一無磁插頭7，在插頭7內(nèi)埋設有由無磁電容17、PIN二極管18組成的匹配和去耦電路b(如圖8所示)，使線圈電路a的阻抗與磁共振成像系統(tǒng)的預放系統(tǒng)的輸入阻抗匹配，減少信號損失，并可防止耦合信號燒毀磁共振成像系統(tǒng)的信號預放系統(tǒng)。埋設有匹配和去耦電路b的插頭7可以直接連接到磁共振成像系統(tǒng)上，將射頻信號傳送至磁共振成像系統(tǒng)的信號預放系統(tǒng)。
為了適應不同部位成像，本實用新型還可以在對稱設置的兩彈桿3、4所形成的平面的垂直方向增設一第三彈桿8(如圖4、圖5所示)，第三彈桿8與第一、第二彈桿3、4設置的位置相同，均為一端固定在操作桿1的前端，另一端固定在滑筒2上。這樣操作時，第三彈桿8向第一、第二兩彈桿3、4形成平面的垂直方向撐開，使彈桿3、4內(nèi)的線圈電路5更靠近欲成像器官組織，使成像效果更好。
本實用新型針對子宮等器官的成像，還與第三彈桿8對稱設置了一第四彈桿9(如圖6所示)，并在第三、第四彈桿8、9內(nèi)也埋設一線圈電路10，與第一、第二彈桿3、4內(nèi)的線圈電路5一起組成正交組合，二線圈電路5、10的輸出信號由正交混合器14合成后，通過無磁同軸細電纜6與無磁插頭7輸送至磁共振成像系統(tǒng)，這種結(jié)構(gòu)的信噪比比單線圈提高約1.4倍。正交混合器14用于將輸入的兩路正交信號(相位相差90度)合成為一路同相的疊加信號輸出，其可在市場上買到(如Merrimac公司的90度combiner)。為了適合在磁場中使用，要求正交混合器的輻射屏蔽盒是用無磁材料(如銅皮)做成的。
上述實施例中，在操作桿1桿身的適當位置可以設置一彈性卡栓11，當滑筒2頂推到位后，卡栓11會自動彈出頂住滑筒2，使滑筒2不能自動退回，使撐開的彈桿形狀固定，當需要收回彈桿時，再將卡栓11按下，使滑筒2可以順利退回。
上述實施例中，在滑筒2的軸向可以標設尺寸標記12，作為線圈進入人體體腔的參考使用。
上述實施例中，彈桿3、4、8、9與操作桿1和滑筒2可以使用多種材料制成，要求是無鐵磁性，無毒，抗疲勞，比如尼龍、聚亞安脂、聚乙烯等。它們之間的連接可以采取多種形式，比如將彈桿3、4、8、9與滑筒2通過模具一體成形，并將其頭部設置成一圓形，在圓形頭部內(nèi)設置內(nèi)螺紋，將操作桿1前端設置外螺紋，與圓形頭部內(nèi)螺紋固定在一起，線圈電路5、10也可以一次性注塑在彈桿3、4、8、9內(nèi)。各部件也可以是相互獨立的，然后通過固定件連接在一起。操作桿1桿身上設置的卡栓11也可以不止設置一個，使各彈桿撐開的尺寸可根據(jù)不同的需要進行調(diào)整。
為使線圈與被檢查的器官組織匹配更密切，可以在各彈桿桿身設置若干彎曲強度變化的部位13(如圖7所示)，這種部位可以是將彈桿減薄或變細，也可以通過設置不同的材料來實現(xiàn)，這樣一來，當拉動操作桿1時，彈桿撐開的形狀就可以是方形、橢圓、以及不規(guī)則形狀等，十分靈活方便。
線圈使用時(以前列腺成像為例)，將操作桿1連同彈桿3、4、8，以及滑筒2的一部分一起插入人體體腔(肛門)，根據(jù)滑筒2上的尺寸標記12測量到位后，向后拉動操作桿1，使兩彈桿3、4向兩側(cè)，彈桿8向后(如圖4、圖5所示)撐開腸壁，埋設在彈桿3、4內(nèi)的環(huán)狀線圈電路5也被撐開，并向前緊貼欲成像器官(前列腺)，便可以進行磁共振成像的操作。成像結(jié)束后，按下卡栓11，向后拉動滑筒，使線圈合攏，順利退出。
綜上所述，本實用新型的射頻線圈，可設計成適合于諸如前列腺，子宮，直腸等多種器官組織成像的線圈，應用廣泛，不僅可以用于高場磁共振成像設備，也可以用于低場永磁成像設備，制作工藝簡單，造價低廉，可以設計成重復使用的產(chǎn)品，也可以作為一次性的消耗性的產(chǎn)品使用，在市場中十分有競爭力。
權利要求1.一種磁共振成像體腔射頻線圈，其特征在于它包括一操作桿；一滑筒，其可滑動地套設在所述操作桿上；一第一、第二彈桿，其分別對稱地設置在所述操作桿的兩側(cè)，且其一端固定在所述操作桿的前端部，另一端固定在所述滑筒上，當所述滑筒相對所述操作桿頭部移動時，所述第一、第二彈桿向兩側(cè)彎曲形成一環(huán)狀；一電感線圈和一無磁電容組成的環(huán)狀諧振線圈電路，其埋設在所述第一、第二彈桿內(nèi)，且其輸出端通過一帶無磁插頭的無磁同軸細電纜線與磁共振成像系統(tǒng)連接。
2.如權利要求1所述的磁共振成像體腔射頻線圈，其特征在于它還包括一第三彈桿，其與所述兩對稱設置的第一、第二彈桿所形成的平面垂直，一端固定在所述操作桿的前端部，另一端固定在所述滑筒上。
3.如權利要求2所述的磁共振成像體腔射頻線圈，其特征在于它還包括一與所述第三彈桿對稱設置的第四彈桿，在所述第三、第四彈桿內(nèi)也埋設有一通過無磁同軸細電纜線與磁共振成像系統(tǒng)連接的由電感線圈和無磁電容組成的環(huán)狀諧振線圈電路，該線圈電路輸出的正交信號與所述第一、第二彈桿內(nèi)的線圈電路輸出的正交信號經(jīng)正交混合器合成一路同相的疊加信號輸出。
4.如權利要求1或2或3所述的磁共振成像體腔射頻線圈，其特征在于所述各彈桿前部與所述操作桿連接成一具有光滑圓形頭部的一體，所述操作桿的外側(cè)均為光滑的弧形表面。
5.如權利要求1或2或3所述的磁共振成像體腔射頻線圈，其特征在于所述操作桿上設置有一阻止所述滑筒后退的彈性卡栓。
6.如權利要求1或2或3所述的磁共振成像體腔射頻線圈，其特征在于所述滑筒軸向設置有顯示探入人體體腔深度的尺寸標記。
7.如權利要求5所述的磁共振成像體腔射頻線圈，其特征在于所述滑筒的周向設置有顯示探入人體器官深度的尺寸標記。
8.如權利要求1或2或3或7所述的磁共振成像體腔射頻線圈，其特征在于所述各彈桿桿身上設置有若干彎曲強度變化的部位，以在撐開線圈時，形成預定的線圈形狀。
9.如權利要求5所述的磁共振成像體腔射頻線圈，其特征在于所述各彈桿桿身上設置有若干彎曲強度變化的部位，以在撐開線圈時，形成預定的線圈形狀。
10.如權利要求6所述的磁共振成像體腔射頻線圈，其特征在于所述各彈桿桿身上設置有若干彎曲強度變化的部位，以在撐開線圈時，形成預定的線圈形狀。
專利摘要本實用新型涉及一種磁共振成像體腔射頻線圈，它包括一操作桿；一滑筒，其可滑動地套設在操作桿上；一第一、第二彈桿，其分別對稱地設置在操作桿的兩側(cè)，且其一端固定在操作桿的前端部，另一端固定在滑筒上，當滑筒相對操作桿頭部移動時，第一、第二彈桿向兩側(cè)彎曲形成一環(huán)狀；一電感線圈和一無磁電容組成的環(huán)狀諧振線圈電路，其埋設在第一、第二彈桿內(nèi)，且其輸出端通過一帶無磁插頭的無磁同軸細電纜線與磁共振成像系統(tǒng)連接。本實用新型可獲得較大成像視野和高信噪比的射頻信號，并將成像視野與進出體腔的舒適性完美地巧妙地結(jié)合為一體，不但成像質(zhì)量高，參數(shù)穩(wěn)定，制作工藝簡單，而且造價低廉，可以作為一次性的消耗品使用，可以廣泛用于各種磁共振成像系統(tǒng)中。
文檔編號A61B5/055GK2699832SQ200420047449
公開日2005年5月18日 申請日期2004年3月29日 優(yōu)先權日2004年3月29日
發(fā)明者張宏杰, 白國剛 申請人:北京大學