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，能夠同時覆蓋頭部和頸部，獲得高信噪比和較高的分辨率圖像，實現(xiàn)對頭部和頸部進行同時成像；另外，頸部單元采用柔性結(jié)構(gòu)設計，對于不同的患者，頸部的線圈單元能進行適應性彎曲，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)學上的重要應用。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，不能進行有效成像。當外加均勾的射頻(Rad1 Frequency，RF)磁場時，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，每個射頻線圈單元通過電磁感應接收成像空間內(nèi)的磁共振信號，每個射頻線圈單元接收的磁共振信號對應一個接收通道。在理想情況下，每個射頻線圈單元所產(chǎn)生的交變磁場是獨立的，射頻線圈單元中任意兩個射頻線圈單元所產(chǎn)生的交變磁場彼此之間沒有影響。然而，在實際應用中，兩個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探測，探測范圍較大，以至于需要獲得的圖像應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計，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，不能進行有效探測，無法對頭部和頸部進行同時成像，導致不能得到準確的診斷圖像；16通道頭頸聯(lián)合線圈在頭部采用12通道進行采集，在頸部采用4通道進行采集，可以同時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)學圖像；36通道頭頸胸線圈探測范圍較大，同時獲得頭部、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，提高掃描時獲得的信噪比和圖像分辨率，實現(xiàn)對患者的頭部和頸部進行同時探測，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]進一步地，所述線圈內(nèi)設置有調(diào)諧電容和二極管。
[0008]進一步地，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)合線圈包括若干個頭部單元和若干個頸部單元，所述頭部單元的數(shù)量為24個，每一個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，每一個所述頸部單元均緊貼于所述基座的內(nèi)腔上。
[0013]進一步地，所述內(nèi)腔包括頭部腔和頸部腔，所述頭部單元設置于所述頭部腔，所述頸部單元設置于所述頸部腔。
[0014]進一步地，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，合理設置頭部和頸部的線圈位置，使得線圈能夠同時覆蓋頭部和頸部，獲得高信噪比和較高的分辨率圖像，實現(xiàn)對頭部和頸部進行同時成像；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)設計，對于不同的患者，頸部的線圈單元能進行適應性彎曲，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)明實施例頭頸聯(lián)合線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0020]為了更好地闡述本發(fā)明的技術(shù)特點和結(jié)構(gòu)，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例及其附圖進行詳細描述。
[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，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，實現(xiàn)提高線圈11解耦的效果。該PIN型二極管幫助控制系統(tǒng)在線圈11發(fā)射時進行失諧，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]本實施例還提供應用該控制系統(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包括若干個頭部單元21和若干個頸部單元22，頭部單元21的數(shù)量為24個，每一個頭部單元21均緊貼于基座30的內(nèi)腔上，頸部單元22的數(shù)量8個，每一個頸部單元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設置于頭部腔31，頸部單元22設置于頸部腔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，當患者的頭部位于頭部腔31時，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)，當患者接受掃描時，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分別進行解耦，當每個線圈與低輸入阻抗的放大器17連接時，可以進一步提高解耦的效果，提高線圈獲得信噪比的能力，實現(xiàn)同時對頭部和頸部進行成像。本實施例經(jīng)過臨床實驗證明，在3T磁共振系統(tǒng)上進行掃描，同時對頭部和頸部進行成像，獲得三維顱內(nèi)外動脈圖像的分辨率達到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，合理設置頭部和頸部的線圈位置，使得線圈能夠同時覆蓋頭部和頸部，獲得高信噪比和較高的分辨率圖像，實現(xiàn)對頭部和頸部進行同時成像；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)設計，對于不同的患者，頸部的線圈單元能進行適應性彎曲，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、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(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)包括若干個頭部單元(21)和若干個頸部單元(22)，所述頭部單元(21)的數(shù)量為24個，每一個所述頭部單元(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，每一個所述頸部單元(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)設置于所述頭部腔(31)，所述頸部單元(22)設置于所述頸部腔(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:中國科學院深圳先進技術(shù)研究院