本實(shí)用新型涉及一種開(kāi)放式線圈，特別是關(guān)于一種用來(lái)對(duì)腳部、腿部和肘部等多個(gè)人體部位進(jìn)行成像的磁共振開(kāi)放式線圈裝置，尤其涉及一種可在腿等人體部位彎曲狀態(tài)下進(jìn)行磁共振成像的線圈。

背景技術(shù)：

磁共振成像的出現(xiàn)，無(wú)疑給人類疾病的診斷提供了前所未有的新方法。但是傳統(tǒng)用于磁共振信號(hào)接收的商業(yè)射頻(RF)線圈都是封閉式結(jié)構(gòu)，這也就給病人的特殊部位(如肘，腳，以及因受傷而不可彎曲的膝關(guān)節(jié)等特殊體位)的診斷帶來(lái)困難。同時(shí)，有些患者由于外傷或小兒麻痹等原因，腿部不能伸直，不能把腿伸到傳統(tǒng)膝關(guān)節(jié)鳥(niǎo)籠線圈中，所以，開(kāi)發(fā)開(kāi)放式成像線圈是非常必要的。前人曾嘗試使用U型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)放式線圈(Orzada S,Bitz AK,L C,et al.Medical physics,2011,38(3):1162-1167.)，但因?yàn)榫€圈分布結(jié)構(gòu)的限制，磁場(chǎng)均勻性較差，需要額外的射頻勻場(chǎng)設(shè)備。也有人嘗試柔性線圈的設(shè)計(jì)思路，但在不同彎曲角度下的磁場(chǎng)均勻度有待進(jìn)一步提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

傳統(tǒng)用于磁共振信號(hào)接收的商業(yè)射頻(RF)線圈都是封閉式結(jié)構(gòu)，這也就給病人的特殊部位(如肘，腳，以及因受傷而不可彎曲的膝關(guān)節(jié)等特殊體位)的診斷帶來(lái)困難。同時(shí)，有些患者由于外傷或小兒麻痹等原因，腿部不能伸直，不能把腿伸到傳統(tǒng)膝關(guān)節(jié)鳥(niǎo)籠線圈中，所以，開(kāi)發(fā)開(kāi)放式成像線圈是非常必要的。前人曾嘗試使用U型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)放式線圈，但因?yàn)榫€圈分布結(jié)構(gòu)的限制，磁場(chǎng)均勻性較差，不能滿足臨床診斷需求。也有人嘗試柔性線圈的設(shè)計(jì)思路，但在不同彎曲角度下的磁場(chǎng)均勻度有待進(jìn)一步提高。本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠?qū)δ_、肘、膝等人體多個(gè)部位在彎曲狀態(tài)下進(jìn)行成像的且磁場(chǎng)均勻性良好的開(kāi)放式磁共振成像線圈裝置。開(kāi)放式三平面中特定的線圈分布結(jié)構(gòu)使本實(shí)用新型能為肘、膝等部位的彎曲提供足夠空間，且磁場(chǎng)均勻度良好，從而實(shí)現(xiàn)多部位的多角度成像。

本實(shí)用新型是通過(guò)這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種用于磁共振成像的開(kāi)放式線圈裝置，包括三個(gè)印刷有線圈導(dǎo)線的平面組成的接收線圈和調(diào)諧匹配電路板以及信號(hào)傳輸線。所述線圈包括左平面、中平面和右平面；左平面和中平面相互垂直，中平面和右平面相互 垂直，左平面和右平面相互平行；所述三個(gè)平面上印刷有線圈導(dǎo)線；所述左平面所印導(dǎo)線包括左平面第一導(dǎo)線結(jié)構(gòu)、左平面第二導(dǎo)線結(jié)構(gòu)、左平面第三導(dǎo)線結(jié)構(gòu)、左平面第四導(dǎo)線結(jié)構(gòu)、左平面第五導(dǎo)線結(jié)構(gòu)、左平面第六導(dǎo)線結(jié)構(gòu)等六部分，左平面第一導(dǎo)線結(jié)構(gòu)包括三個(gè)環(huán)形導(dǎo)線，構(gòu)成類“回”字型，左平面第二導(dǎo)線結(jié)構(gòu)包括一個(gè)環(huán)形導(dǎo)線，左平面第三導(dǎo)線結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)半環(huán)形導(dǎo)線，左平面第四到第六導(dǎo)線結(jié)構(gòu)分別與左平面第一到第三導(dǎo)線結(jié)構(gòu)對(duì)稱分布；所述中平面所印導(dǎo)線包括中平面第一導(dǎo)線結(jié)構(gòu)、中平面第二導(dǎo)線結(jié)構(gòu)、中平面第三導(dǎo)線結(jié)構(gòu)、中平面第四導(dǎo)線結(jié)構(gòu)、中平面第五導(dǎo)線結(jié)構(gòu)、中平面第六導(dǎo)線結(jié)構(gòu)等六部分，中平面第一導(dǎo)線結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)半環(huán)形導(dǎo)線，與所述左平面第三導(dǎo)線結(jié)構(gòu)構(gòu)成完整環(huán)形結(jié)構(gòu)，中平面第二導(dǎo)線結(jié)構(gòu)包括一個(gè)環(huán)形導(dǎo)線，中平面第三導(dǎo)線結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)半環(huán)形導(dǎo)線，中平面第四到第六導(dǎo)線結(jié)構(gòu)分別與中平面第一到第三導(dǎo)線結(jié)構(gòu)對(duì)稱分布；右平面導(dǎo)線分布與左平面相同。

所述三個(gè)平面為三個(gè)平板，三個(gè)平板粘合在一起，所述調(diào)諧匹配電路板通過(guò)導(dǎo)線與所述線圈連接，所述信號(hào)傳輸線一端通過(guò)接頭與所述調(diào)諧匹配電路板連接，所述信號(hào)傳輸線另一端在掃描時(shí)與磁共振掃描機(jī)器連接。

優(yōu)選地，所述三個(gè)平板由電木板或玻璃纖維板制成。

優(yōu)選地，所述線圈由銅皮制成。

優(yōu)選地，所述線圈與調(diào)諧匹配電路板通過(guò)同軸傳輸線和SMA接頭相連接。

優(yōu)選地，所述信號(hào)傳輸線為同軸傳輸線，通過(guò)SMA接頭與調(diào)諧匹配電路板連接。

有益效果：從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型使用了開(kāi)放式的結(jié)構(gòu)，可以用于人體多個(gè)部位在彎曲狀態(tài)下的磁共振成像；特定的導(dǎo)線分布可以使本實(shí)用新型有很好的磁場(chǎng)均勻度和成像信噪比，目標(biāo)區(qū)域均勻度為3.89％±0.74％，目標(biāo)區(qū)域最大信噪比為270.35。

附圖說(shuō)明

圖1總結(jié)構(gòu)示意圖

圖2開(kāi)放式線圈主體的結(jié)構(gòu)示意圖

圖3線圈主體左平面的導(dǎo)線分布圖，左平面第一導(dǎo)線結(jié)構(gòu)21、左平面第二導(dǎo)線結(jié)構(gòu)22、左平面第三導(dǎo)線結(jié)構(gòu)23、左平面第四導(dǎo)線結(jié)構(gòu)24、左平面第五導(dǎo)線結(jié)構(gòu)25、左平面第六導(dǎo)線結(jié)構(gòu)26

圖4線圈主體中平面的導(dǎo)線分布圖，中平面第一導(dǎo)線結(jié)構(gòu)31、中平面第二導(dǎo)線結(jié)構(gòu)32、 中平面第三導(dǎo)線結(jié)構(gòu)33、中平面第四導(dǎo)線結(jié)構(gòu)34、中平面第五導(dǎo)線結(jié)構(gòu)35、中平面第六導(dǎo)線結(jié)構(gòu)36

圖5線圈主體右平面的導(dǎo)線分布圖，右平面第一導(dǎo)線結(jié)構(gòu)41、右平面第二導(dǎo)線結(jié)構(gòu)42、右平面第三導(dǎo)線結(jié)構(gòu)43、右平面第四導(dǎo)線結(jié)構(gòu)44、右平面第五導(dǎo)線結(jié)構(gòu)45、右平面第六導(dǎo)線結(jié)構(gòu)46

圖6調(diào)諧匹配電路板的結(jié)構(gòu)示意圖

圖7磁共振信號(hào)傳輸線的結(jié)構(gòu)示意圖

圖8磁共振水模成像實(shí)驗(yàn)信噪比圖

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型主要包括接收磁共振信號(hào)開(kāi)放式線圈主體1、調(diào)諧匹配電路板2、信號(hào)傳輸線3。

本實(shí)用新型的開(kāi)放式線圈主體1包括三個(gè)印刷有線圈導(dǎo)線的平面11、12、13組成的接收線圈。線圈導(dǎo)線由銅皮制成，通過(guò)電路板印刷技術(shù)印刷在三個(gè)平板11、12、13上，三個(gè)平板通過(guò)熱熔膠或者絕緣膠帶粘合在一起組成開(kāi)放式的線圈結(jié)構(gòu)，平板11、12、13可由電木板或者玻璃纖維板等絕緣材料制成。

所述線圈包括左平面11、中平面12和右平面13；所述三個(gè)平面大小相同，可根據(jù)人體部位的大小調(diào)節(jié)，本實(shí)施例中三個(gè)平面大小均為10cm×10cm，以下尺寸均按此大小給出，平面大小改變后，以下尺寸也要相應(yīng)改變。

如圖2所示，左平面11和中平面12相互垂直，中平面12和右平面13相互垂直，左平面11和右平面13相互平行；所述三個(gè)平面上印刷有線圈導(dǎo)線。如圖3所示，所述左平面所印導(dǎo)線包括左平面第一導(dǎo)線結(jié)構(gòu)21、左平面第二導(dǎo)線結(jié)構(gòu)22、左平面第三導(dǎo)線結(jié)構(gòu)23、左平面第四導(dǎo)線結(jié)構(gòu)24、左平面第五導(dǎo)線結(jié)構(gòu)25、左平面第六導(dǎo)線結(jié)構(gòu)26六部分，左平面第一導(dǎo)線結(jié)構(gòu)21包括三個(gè)不規(guī)則環(huán)形導(dǎo)線，構(gòu)成類似“回”字型結(jié)構(gòu)，最外邊一環(huán)大小為4cm×3cm，中間一環(huán)大小為3cm×2cm，內(nèi)環(huán)大小為2cm×1.5cm，三個(gè)環(huán)之間的間隔如下，如圖3左平面第一導(dǎo)線結(jié)構(gòu)21上側(cè)和左側(cè)間隔為1—2mm，下側(cè)和右側(cè)間隔為2—4mm；左平面第二導(dǎo)線結(jié)構(gòu)22包括一個(gè)不規(guī)則環(huán)形導(dǎo)線，大小為2cm×2cm；左平面第三導(dǎo)線結(jié)構(gòu)23包括兩個(gè)半環(huán)形導(dǎo)線，外環(huán)大小為2cm×2cm，內(nèi)環(huán)大小為1cm×1cm，間隔為1—4mm；左平面第四到第六導(dǎo)線結(jié)構(gòu)24—26分別與左平面第一到第三導(dǎo)線結(jié)構(gòu)21—23對(duì)稱分布，兩排導(dǎo)線結(jié)構(gòu)之間距離為3cm—5cm。如圖4所示，所述中平面所印導(dǎo)線包括中平面第一導(dǎo)線結(jié)構(gòu)31、中平面第二導(dǎo)線結(jié)構(gòu)32、中平面第三導(dǎo)線結(jié)構(gòu)33、 中平面第四導(dǎo)線結(jié)構(gòu)34、中平面第五導(dǎo)線結(jié)構(gòu)35、中平面第六導(dǎo)線結(jié)構(gòu)36六部分，中平面第一導(dǎo)線結(jié)構(gòu)31包括兩個(gè)半環(huán)形導(dǎo)線，大小和間隔與所述左平面第三導(dǎo)線結(jié)構(gòu)23對(duì)應(yīng)相等，與所述左平面第三導(dǎo)線結(jié)構(gòu)23構(gòu)成完整環(huán)形結(jié)構(gòu)；中平面第二導(dǎo)線結(jié)構(gòu)32包括一個(gè)環(huán)形導(dǎo)線，大小為3cm×2cm；中平面第三導(dǎo)線結(jié)構(gòu)33包括兩個(gè)半環(huán)形導(dǎo)線，大小和間隔與中平面第一導(dǎo)線結(jié)構(gòu)31對(duì)應(yīng)相等；中平面第四到第六導(dǎo)線結(jié)構(gòu)34—36分別與中平面第一到第三導(dǎo)線結(jié)構(gòu)31—33對(duì)稱分布；如圖5所示，右平面導(dǎo)線分布與左平面相同。所述導(dǎo)線線寬為1mm。

在開(kāi)放式線圈主體1的一端是信號(hào)傳輸線15和一個(gè)可拆卸SMA接頭16，具體參見(jiàn)圖2。

如圖6所示，調(diào)諧匹配電路板2通過(guò)SMA接頭56與SMA接頭16連接，另一端為SMA接頭57，方便與傳輸線3相連接。調(diào)諧匹配電路板主要功能為完成線圈主體1的調(diào)諧匹配，可為L(zhǎng)型、T型、π型或者其他調(diào)諧電路結(jié)構(gòu)，只要能實(shí)現(xiàn)線圈的調(diào)諧匹配即可。在本實(shí)施例中采用T型匹配電路，包括一個(gè)固定電容51，電容值30pF，可變電容52，電容值0—20pF，可變電容53，電容值0—20pF，可變電容54，電容值0—20pF，印刷銅線55。

信號(hào)傳輸線3包括無(wú)磁SMA轉(zhuǎn)接頭61、無(wú)磁BNC轉(zhuǎn)接頭63，和信號(hào)傳輸線62。無(wú)磁SMA轉(zhuǎn)接頭61把調(diào)諧匹配電路板2和磁共振信號(hào)傳輸線3連接在一起，同時(shí)使得磁共振信號(hào)傳輸線3與調(diào)諧匹配電路板2可連接和拆卸。無(wú)磁BNC轉(zhuǎn)接頭63用于和核磁掃描儀相連接，把開(kāi)放式線圈接收到的磁共振信號(hào)傳給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。具體參見(jiàn)圖7。

圖8為該線圈對(duì)16cm×8.5cm×7cm的裝滿鹽水的水模的成像實(shí)驗(yàn)的軸位圖的信噪比(SNR)圖，成像參數(shù)如下，快速自選回波(FSE)序列，成像范圍(FOV)：24cm×24cm，層厚＝6mm，回波時(shí)間(TE)＝120ms，重復(fù)時(shí)間(TR)＝3000ms，矩陣大?。?56×256，回波鏈長(zhǎng)度(Echo train length)＝16。目標(biāo)區(qū)域均勻度為3.89％±0.74％，目標(biāo)區(qū)域最大信噪比為270.35。目標(biāo)區(qū)域?yàn)橐匀齻€(gè)平面圍成的立方體的中心為中心的高為50mm直徑為50mm的圓柱。