開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)，其包括：開放式超導(dǎo)磁體，其包括上下相對(duì)設(shè)置的第一超導(dǎo)線圈和第二超導(dǎo)線圈以及由鐵磁材料制成的芯體，所述開放式超導(dǎo)磁體構(gòu)造為產(chǎn)生形成磁共振信號(hào)的主磁場(chǎng)；梯度線圈，其包括上下相對(duì)的第一梯度線圈和第二梯度線圈，構(gòu)造為產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)；射頻發(fā)射線圈，其包括上下相對(duì)設(shè)置的第一射頻發(fā)射線圈和第二射頻發(fā)射線圈，構(gòu)造為產(chǎn)生激發(fā)被掃描物體的射頻磁場(chǎng)；以及射頻接收線圈，其構(gòu)造為接收空間內(nèi)的磁共振信號(hào)。該系統(tǒng)具有成像質(zhì)量高、患者舒適等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及磁共振成像及檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]磁共振成像(MRI)系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣泛的無接觸成像醫(yī)療設(shè)備之一，它利用磁共振現(xiàn)象從人體中獲得電磁信號(hào)，并重建處人體信息主要應(yīng)用于臨床人體內(nèi)部成像診斷。
[0003]在磁共振成像系統(tǒng)中，產(chǎn)生背景磁場(chǎng)的磁體是核心部件，在診療成像區(qū)域(即患者空間)產(chǎn)生足夠強(qiáng)度和均勻度的背景磁場(chǎng)是產(chǎn)生磁共振現(xiàn)象的必要條件。并且，背景磁場(chǎng)的強(qiáng)度越高，可以成像的清晰度越高，越有利于病情的診斷。
[0004]超導(dǎo)磁體是由超導(dǎo)材料導(dǎo)線繞制的載流線圈制成，其工作在極低的溫度環(huán)境下能夠產(chǎn)生高強(qiáng)度磁場(chǎng)，中心磁場(chǎng)強(qiáng)度能夠達(dá)到1.5T，甚至更高。此外，在例如40cm的均勻區(qū)球域空間(DSV)范圍內(nèi)，超導(dǎo)磁體產(chǎn)生的高強(qiáng)度磁場(chǎng)的不均勻度小于IOppm(ppm,百萬分之
一 )O
[0005]但是，目前應(yīng)用超導(dǎo)技術(shù)的磁共振系統(tǒng)均為圓柱狀封閉式的，進(jìn)行診斷時(shí)，人體需要沿著軸向方向進(jìn)入圓柱狀磁共振系統(tǒng)的內(nèi)部空間，這對(duì)于幽閉恐懼癥患者和肥胖患者來說是很不方便的。而且，這種磁共振系統(tǒng)由于受到空間限制無法與介入治療向結(jié)合，限制了醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展。
[0006]因此，需要一種開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)，所述開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)包括:開放式超導(dǎo)磁體，其包括上下相對(duì)設(shè)置的第一超導(dǎo)線圈和第二超導(dǎo)線圈以及由鐵磁材料制成的芯體，所述開放式超導(dǎo)磁體構(gòu)造為產(chǎn)生形成磁共振信號(hào)的主磁場(chǎng)；梯度線圈，其包括上下相對(duì)的第一梯度線圈和第二梯度線圈，構(gòu)造為產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)；射頻發(fā)射線圈，其包括上下相對(duì)設(shè)置的第一射頻發(fā)射線圈和第二射頻發(fā)射線圈，構(gòu)造為產(chǎn)生激發(fā)被掃描物體的射頻磁場(chǎng)；以及射頻接收線圈，其構(gòu)造為接收空間內(nèi)的磁共振信號(hào)。
[0008]優(yōu)選地，所述第一超導(dǎo)線圈和所述第二超導(dǎo)線圈為具有空腔的中空?qǐng)A柱體。
[0009]優(yōu)選地，所述第一梯度線圈和所述第一射頻發(fā)射線圈位于所述第一超導(dǎo)線圈的空腔內(nèi)，所述第二梯度線圈和所述第二射頻發(fā)射線圈位于所述第二超導(dǎo)線圈的空腔內(nèi)。
[0010]優(yōu)選地，所述第一梯度線圈和所述第二梯度線圈的厚度以及所述第一射頻發(fā)射線圈和所述第二射頻發(fā)射線圈分別為10-40mm。
[0011]優(yōu)選地，所述開放式超導(dǎo)磁體為C型或雙柱型超導(dǎo)磁體。
[0012]優(yōu)選地，所述射頻接收線圈為螺線管型、鞍型、正交型或相控陣型。
[0013]優(yōu)選地，所述梯度線圈和所述射頻發(fā)射線圈均為平板型。[0014]優(yōu)選地，開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)還包括:掃描工作站，其構(gòu)造為根據(jù)用戶的操作形成掃描協(xié)議和序列；譜儀，其構(gòu)造為對(duì)所述掃描協(xié)議和序列進(jìn)行解析和執(zhí)行，并輸出相應(yīng)波形和控制信號(hào)；放大器，其構(gòu)造為將所述波形放大后發(fā)送至所述射頻發(fā)射線圈和所述梯度線圈；其中，所述譜儀還構(gòu)造為接收并處理來自所述射頻接收線圈的所述磁共振信號(hào)，并發(fā)送至所述掃描工作站進(jìn)行圖像重建。
[0015]優(yōu)選地，所述開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)還包括掃描床。
[0016]優(yōu)選地，所述掃描床為三維可移動(dòng)的掃描床。
[0017]本實(shí)用新型提供的開放式超導(dǎo)磁共振系統(tǒng)具有較高的磁場(chǎng)強(qiáng)度和均勻度，通過配置大功率射頻和梯度功放，該系統(tǒng)的功率可以達(dá)到10-20kw，因此提高了成像的清晰度，豐富了成像功能。此外，由于主磁場(chǎng)和梯度磁場(chǎng)的方向與患者垂直，射頻接收線圈套在被掃描物體上，因此可以使成像中心位于射頻接收線圈的靈敏度中心，進(jìn)一步提高了成像質(zhì)量。進(jìn)一步，由于該系統(tǒng)為開放式的，因此容納被掃描物體的空間較大，舒適度較高，特別適用于肥胖患者和幽閉恐懼癥患者，并且適用于與介入治療相結(jié)合的橫向領(lǐng)域應(yīng)用。
[0018]在實(shí)用新型內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在【具體實(shí)施方式】部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本實(shí)用新型內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
[0019]以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]本實(shí)用新型的下列附圖在此作為本實(shí)用新型的一部分用于理解本實(shí)用新型。附圖中示出了本實(shí)用新型的實(shí)施例及其描述，用來解釋本實(shí)用新型的原理。在附圖中，
[0021]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的一種開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)的示意性框圖；
[0022]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的雙柱型的開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)的示意性剖視圖；
[0023]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的C型的開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)的示意性首lJ視圖;
[0024]圖4為根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的射頻發(fā)射線圈的示意圖；
[0025]圖5為根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的射頻接收線圈的示意圖；以及
[0026]圖6為根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的射頻接收線圈的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本實(shí)用新型更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本實(shí)用新型可以無需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本實(shí)用新型發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0028]為了徹底了解本實(shí)用新型，將在下列的描述中提出詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。顯然，本實(shí)用新型的施行并不限定于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本實(shí)用新型還可以具有其他實(shí)施方式。
[0029]本實(shí)用新型提供了一種開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)。圖1為根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)的示意性框圖。
[0030]如圖1所示，磁共振成像系統(tǒng)100包括掃描間110、設(shè)備間120和操作間130。掃描間Iio內(nèi)設(shè)置有開放式超導(dǎo)磁體111、梯度線圈112、射頻發(fā)射線圈113、射頻接收線圈114和用于承載被掃描物體的掃描床115。設(shè)備間120內(nèi)放置有梯度放大器121、射頻放大器122、譜儀123和穩(wěn)壓電源124。并且，在掃描間110和設(shè)備間120之間還設(shè)置有濾波器125。操作間130內(nèi)設(shè)置有操作人員操作該磁共振成像系統(tǒng)100的掃描工作站131。
[0031]開放式超導(dǎo)磁體111產(chǎn)生形成磁共振信號(hào)的主磁場(chǎng)環(huán)境；掃描工作站131將用戶操作形成的掃描協(xié)議和序列發(fā)送到譜儀123 ;譜儀123對(duì)掃描協(xié)議和序列進(jìn)行解析和執(zhí)行，并輸出相應(yīng)波形和控制信號(hào)至射頻放大器122和梯度放大器121 ;射頻放大器122和梯度放大器121將輸入波形放大后，分別傳送至射頻發(fā)射線圈113和梯度線圈112 ;射頻發(fā)射線圈113產(chǎn)生空間的射頻場(chǎng)激發(fā)被掃描物體或人體，形成磁共振信號(hào)；梯度線圈112產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)在磁共振信號(hào)中加入空間編碼信息；射頻接收線圈114接收空間磁共振信號(hào)經(jīng)多級(jí)放大傳送至譜儀123 ;譜儀123對(duì)接收到的磁共振信號(hào)進(jìn)行處理并傳送至掃描工作站131 ;掃描工作站131對(duì)磁共振數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建，并將重建所得圖像顯示給操作者。
[0032]優(yōu)選地，掃描床115可以為 申請(qǐng)人:在中國(guó)的第201320006859.4號(hào)實(shí)用新型專利中要求保護(hù)的三維可移動(dòng)掃描床。本文將該專利申請(qǐng)的全文引入作為參考。當(dāng)然，掃描床115不限于此，其還可以為本領(lǐng)域內(nèi)已知的各種掃描床。
[0033]優(yōu)選地，譜儀123可以為 申請(qǐng)人:在中國(guó)的第201220042351.5號(hào)實(shí)用新型專利中要求保護(hù)的基于cpci的磁共振成像系統(tǒng)的譜儀。本文將該專利申請(qǐng)的全文引入作為參考。當(dāng)然，譜儀123不限于此，其還可以為本領(lǐng)域內(nèi)已知的各種譜儀。
[0034]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)位于掃描間內(nèi)的部件的示意性剖視圖。如圖2所示，開放式超導(dǎo)磁體包括上下相對(duì)設(shè)置的第一超導(dǎo)線圈201A和第二超導(dǎo)線圈201B，第一超導(dǎo)線圈201A和第二超導(dǎo)線圈201B分別封閉在低溫的真空腔體204內(nèi)。另外，開放式磁體還包括由鐵磁材料制成的芯體201C，芯體201C內(nèi)形成了磁力線回路。開放式超導(dǎo)磁體可以為圖2中所示的雙柱型，可以為圖3中所示的C形。圖3中顯示的與圖2中相同的部件采用了相同的標(biāo)記，圖3中所示的實(shí)施例與圖2中所示的實(shí)施例不同之處僅在于芯體301C呈C型。該開放式超導(dǎo)磁體可以產(chǎn)生形成磁共振信號(hào)的主磁場(chǎng)。
[0035]返回參見圖2，梯度線圈包括上下相對(duì)的第一梯度線圈202A和第二梯度線圈202B。梯度線圈可以產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)，以在磁共振信號(hào)中加入空間編碼信息。在本方面的優(yōu)選實(shí)施例中，第一梯度線圈202A和第二梯度線圈202B均呈平板狀。
[0036]射頻發(fā)射線圈包括上下相對(duì)設(shè)置的第一射頻發(fā)射線圈203A和第二射頻發(fā)射線圈203B。射頻發(fā)射線圈可以產(chǎn)生激發(fā)被掃描物體的射頻磁場(chǎng)，射頻磁場(chǎng)的方向與主磁場(chǎng)和梯度磁場(chǎng)垂直。射頻發(fā)射線圈可以采用圖4中所示的射頻發(fā)射線圈以及任何其它適用于開放式超導(dǎo)系統(tǒng)的射頻發(fā)射線圈。在本方面的優(yōu)選實(shí)施例中，第一射頻發(fā)射線圈203A和第二射頻發(fā)射線圈203B均呈平板狀。
[0037]射頻接收線圈(未示出)可以接收空間內(nèi)的磁共振信號(hào)。作為示例，射頻接收線圈可以為圖5-6中所示的螺線管和鞍形組合的正交型，也可以為任何其它適用于開放式超導(dǎo)系統(tǒng)的射頻接收線圈，如相控陣型。在診斷過程中，射頻接收線圈套在被掃描物體上。[0038]對(duì)于梯度線圈、射頻發(fā)射線圈和射頻接收線圈可以具有本領(lǐng)域內(nèi)已知的各種構(gòu)造，本文僅對(duì)與現(xiàn)有技術(shù)存在區(qū)別之處進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0039]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，如圖2和3所示，第一超導(dǎo)線圈201A和第二超導(dǎo)線圈201B為具有空腔的中空?qǐng)A柱體。第一梯度線圈202A和第一射頻發(fā)射線圈203A可以位于第一超導(dǎo)線圈201A的空腔內(nèi)，第二梯度線圈202B和第二射頻發(fā)射線圈203B可以位于第二超導(dǎo)線圈201B的空腔內(nèi)。以此設(shè)置方式，可以使兩磁極之間的空間增加10-40cm，以提高患者使用的舒適度，并且為其它操作(例如介入式治療)提供的必要的空間。
[0040]在此基礎(chǔ)上，可以支持更大厚度的射頻發(fā)射線圈和梯度線圈的設(shè)計(jì)，優(yōu)選地，可以從目前的5-20mm厚增加到10_40mm厚，從而使射頻發(fā)射線圈和梯度線圈的輸出效率提高50-100%。因此，在進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例中，本實(shí)用新型提供的開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)的第一梯度線圈202A和第二梯度線圈202B的厚度以及第一射頻發(fā)射線圈203A和第二射頻發(fā)射線圈203B分別為10-40mm。
[0041]本實(shí)用新型提供的開放式超導(dǎo)磁共振系統(tǒng)具有較高的磁場(chǎng)強(qiáng)度和均勻度，通過配置大功率射頻和梯度功放，該系統(tǒng)的功率可以達(dá)到10-20kw，因此提高了成像的清晰度，豐富了成像功能。此外，由于主磁場(chǎng)和梯度磁場(chǎng)的方向與患者垂直，射頻接收線圈套在被掃描物體上，因此可以使成像中心位于射頻接收線圈的靈敏度中心，進(jìn)一步提高了成像質(zhì)量。進(jìn)一步，由于該系統(tǒng)為開放式的，因此容納被掃描物體的空間較大，舒適度較高，特別適用于肥胖患者和幽閉恐懼癥患者，并且適用于與介入治療相結(jié)合的橫向領(lǐng)域應(yīng)用。
[0042]本實(shí)用新型已經(jīng)通過上述實(shí)施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本實(shí)用新型限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本實(shí)用新型的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本實(shí)用新型所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
【權(quán)利要求】
1.一種開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)包括: 開放式超導(dǎo)磁體，其包括上下相對(duì)設(shè)置的第一超導(dǎo)線圈和第二超導(dǎo)線圈以及由鐵磁材料制成的芯體，所述開放式超導(dǎo)磁體構(gòu)造為產(chǎn)生形成磁共振信號(hào)的主磁場(chǎng)； 梯度線圈，其包括上下相對(duì)的第一梯度線圈和第二梯度線圈，構(gòu)造為產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)；射頻發(fā)射線圈，其包括上下相對(duì)設(shè)置的第一射頻發(fā)射線圈和第二射頻發(fā)射線圈，構(gòu)造為產(chǎn)生激發(fā)被掃描物體的射頻磁場(chǎng)；以及 射頻接收線圈，其構(gòu)造為接收空間內(nèi)的磁共振信號(hào)。
2.按照權(quán)利要求1所述的開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第一超導(dǎo)線圈和所述第二超導(dǎo)線圈為具有空腔的中空?qǐng)A柱體。
3.按照權(quán)利要求2所述的開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第一梯度線圈和所述第一射頻發(fā)射線圈位于所述第一超導(dǎo)線圈的空腔內(nèi)，所述第二梯度線圈和所述第二射頻發(fā)射線圈位于所述第二超導(dǎo)線圈的空腔內(nèi)。
4.按照權(quán)利要求3所述的開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第一梯度線圈和所述第二梯度線圈的厚度以及所述第一射頻發(fā)射線圈和所述第二射頻發(fā)射線圈分別為 10_40mm。
5.按照權(quán)利要求1所述的開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述開放式超導(dǎo)磁體為C型或雙柱型超導(dǎo)磁體。
6.按照權(quán)利要求1所述的開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻接收線圈為螺線管型、鞍型、正交型或相控陣型。
7.按照權(quán)利要求1所述的開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述梯度線圈和所述射頻發(fā)射線圈均為平板型。
8.按照權(quán)利要求1所述的開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)還包括: 掃描工作站，其構(gòu)造為根據(jù)用戶的操作形成掃描協(xié)議和序列； 譜儀，其構(gòu)造為對(duì)所述掃描協(xié)議和序列進(jìn)行解析和執(zhí)行，并輸出相應(yīng)波形和控制信號(hào); 放大器，其構(gòu)造為將所述波形放大后發(fā)送至所述射頻發(fā)射線圈和所述梯度線圈； 其中，所述譜儀還構(gòu)造為接收并處理來自所述射頻接收線圈的所述磁共振信號(hào)，并發(fā)送至所述掃描工作站進(jìn)行圖像重建。
9.按照權(quán)利要求8所述的開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)還包括掃描床。
10.按照權(quán)利要求9所述的開放式超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描床為三維可移動(dòng)的掃描床。
【文檔編號(hào)】A61B5/055GK203468608SQ201320550807
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】劉弢, 牟曉勇 申請(qǐng)人:北京匯影互聯(lián)科技有限公司