一種復(fù)合型2t全身磁共振成像裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及到一種全身磁共振成像裝置，包括磁共振成像儀、濾波板、控制裝置、軟件系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)，所述高溫超導(dǎo)線圈和制冷系統(tǒng)與病員支持系統(tǒng)設(shè)為一體化結(jié)構(gòu)，線圈接近成像區(qū)，所述高溫超導(dǎo)線圈與病員支持系統(tǒng)呈活動連接狀態(tài)，所述磁共振成像儀外圍包覆有至少兩層密封高真空罩，所述密封高真空罩位于病員支持系統(tǒng)一端，所述高溫超導(dǎo)線圈與制冷系統(tǒng)連接，至少有部分制冷系統(tǒng)與病員支持系統(tǒng)聯(lián)動。利用超導(dǎo)作為射頻線圈可減少線圈噪音，高溫超導(dǎo)在液氮溫度60K-80K具有較低電阻率，使得磁共振圖像質(zhì)量顯著改善，信噪比提高一到三倍，2T超導(dǎo)磁體復(fù)合高溫超導(dǎo)線圈可將圖像質(zhì)量提高到3T機器的水平。
【專利說明】一種復(fù)合型2T全身磁共振成像裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及到一種新型的磁共振成像設(shè)備，尤其涉及到一種利用高溫超導(dǎo)射頻線圈提高圖像質(zhì)量的磁共振成像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，磁共振成像是診斷人體疾病的重要手段，通過掃描能夠提供清晰的人體組織的圖像，相對于其他診斷手段來說，其磁共振成像系統(tǒng)不僅無電離輻射而且清晰度高，能為醫(yī)生提供更加準確的疾病信息。另外，磁共振成像在現(xiàn)今眾多非侵入性的醫(yī)學(xué)影像中，因其不具輻射性，有很高的空間解析度，能提供較佳的影像數(shù)據(jù)資料，以及高組織識別度，因此在醫(yī)學(xué)診斷上有相當(dāng)高的依賴性，在各地醫(yī)院都已經(jīng)或即將配備超過1.5T甚至3T磁共振成像系統(tǒng)。
[0003]磁共振成像系統(tǒng)主磁場強度的單位是特斯拉(T)。它是衡量磁體性能的主要指標(biāo)。由于場強的提高要以更高的技術(shù)與制造價格支持為前提，高場強系統(tǒng)往往其整體性能普遍提高，所以習(xí)慣上常以主磁場強度作為整個磁共振系統(tǒng)最具代表性的性能參數(shù)。在一定范圍內(nèi)主磁場強度增加可以提高圖像的信噪比(SNR)。一般情況下，主磁場強度的高低可以反映圖像信噪比情況。目前臨床用的超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)以1.5T為主，大醫(yī)院都配置了 3T的磁共振系統(tǒng)。一般磁共振設(shè)備的場強越高越好。當(dāng)然也不能無限增加，因為超高的磁場強度對人體的生物作用尚不能肯定，目前規(guī)定的最高臨床用場強為3T，價格昂貴；并且3T設(shè)備產(chǎn)生的腹部器官影像缺乏對比，且有較多的化學(xué)位移偽影。同時將臨床用磁共振最高射頻頻率控制在IOOMHz以內(nèi)更加安全，換算過來，即控制主磁場在2T為安全閾值。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種圖像質(zhì)量不再僅僅依賴磁場強度的設(shè)備，針對臨床用磁場強度控制在2T以內(nèi)，通過復(fù)合型磁共振對高溫超導(dǎo)線圈技術(shù)的引進，可達到超過2T甚至達到3T的圖像質(zhì)量。本實用新型磁共振成像裝置成本底，場強適中，磁場均勻，掃描環(huán)境安全。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種全身磁共振成像裝置，包括磁共振成像儀、濾波板、控制裝置、軟件系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)。所述磁共振成像儀由超導(dǎo)磁體、射頻系統(tǒng)、梯度系統(tǒng)和病員支持系統(tǒng)、高溫超導(dǎo)線圈組成，所述超導(dǎo)磁體包括超導(dǎo)磁場線圈、主動和被動勻場系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)，超導(dǎo)磁場線圈內(nèi)設(shè)有主磁體線圈和屏蔽線圈，屏蔽線圈位于主磁體線圈外部，超導(dǎo)磁場線圈、主動和被動勻場系統(tǒng)和梯度系統(tǒng)內(nèi)壁的直徑依順序由大到小排列；所述高溫超導(dǎo)線圈和制冷系統(tǒng)與病員支持系統(tǒng)設(shè)為一體化結(jié)構(gòu)，線圈接近成像區(qū)，所述高溫超導(dǎo)線圈與病員支持系統(tǒng)呈活動連接狀態(tài)，所述磁共振成像儀外圍包覆有至少兩層密封高真空罩，所述密封高真空罩位于病員支持系統(tǒng)一端，所述高溫超導(dǎo)線圈與制冷系統(tǒng)連接，至少有部分制冷系統(tǒng)與病員支持系統(tǒng)聯(lián)動。
[0006]所述制冷系統(tǒng)為分級制冷循環(huán)系統(tǒng)，二級制冷系統(tǒng)為第一級低溫制冷系統(tǒng)和第二級制冷系統(tǒng)，所述第一級低溫制冷系統(tǒng)由冷頭和氦氣壓縮機組成，第二級制冷系統(tǒng)由熱交換器和水冷機組組成。
[0007]作為本實用新型的進一步改進，所述射頻系統(tǒng)為集發(fā)射與接收為一體的射頻系統(tǒng)，所述射頻系統(tǒng)中設(shè)有的射頻線圈為高溫超導(dǎo)射頻線圈線圈，全部或部分射頻系統(tǒng)也適用于銅線圈。所述控制裝置由電力供應(yīng)系統(tǒng)、射頻控制系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)、梯度控制系統(tǒng)和操作員控制臺構(gòu)成。顯示系統(tǒng)由計算機顯示器和打印裝置組成，軟件系統(tǒng)包括操作界面和適用于全身掃描的序列。
[0008]采用上述結(jié)構(gòu)，本實用新型的優(yōu)點在于以下幾個方面。
[0009]1、超導(dǎo)磁體場強為2T，比3T場強設(shè)計的超導(dǎo)磁體成本降低，大小尺寸適合于成人全身部位進行磁共振檢查。超導(dǎo)磁體包括超導(dǎo)磁場線圈、主動和被動勻場系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)，所述超導(dǎo)磁場線圈內(nèi)設(shè)有主磁體線圈和屏蔽線圈，屏蔽線圈位于主磁體線圈外部，屏蔽線圈和主磁體線圈通以不同方向的電流，各線圈共同作用產(chǎn)生中心磁場和可利用的均勻區(qū)域，使得磁場均勻。另外，梯度系統(tǒng)對掃描病人進行空間定位，利用超導(dǎo)作為射頻線圈可減少線圈噪音，高溫超導(dǎo)在液氮溫度60K-80K，優(yōu)選為77K下具有較低電阻率，使得磁共振圖像質(zhì)量顯著改善，信噪比提高一到三倍，2T超導(dǎo)磁體復(fù)合高溫超導(dǎo)線圈可將圖像質(zhì)量提高到3T機器的水平。
[0010]2、所述高溫超導(dǎo)線圈和制冷系統(tǒng)與病員支持系統(tǒng)設(shè)為一體化結(jié)構(gòu)，線圈接近成像區(qū)，所述高溫超導(dǎo)線圈與病員支持系統(tǒng)呈活動連接狀態(tài)，線圈與病員支持系統(tǒng)設(shè)為一體，整個系統(tǒng)設(shè)計緊湊，從而有利于線圈接近成像區(qū)，提高信噪比，提供更好的圖像質(zhì)量；所述磁共振成像儀外圍包覆有至少兩層密封高真空罩，所述密封高真空罩位于病員支持系統(tǒng)一端，所述高溫超導(dǎo)線圈與制冷系統(tǒng)連接，真空具有有效絕熱功能，至少有部分制冷系統(tǒng)與病員支持系統(tǒng)聯(lián)動，所述制冷系統(tǒng)為分級制冷循環(huán)系統(tǒng)，分級制冷循環(huán)系統(tǒng)為二級制冷系統(tǒng)，第一級低溫制冷系統(tǒng)由冷頭和氦氣壓縮機組成，第二級制冷系統(tǒng)由熱交換器和水冷機組組成。低溫制冷機產(chǎn)生的熱量由水冷機組冷卻，低溫制冷機有二級冷頭，一級冷頭冷卻磁共振成像儀超導(dǎo)磁體冷屏，并將冷屏溫度保持在40K-70K，二級冷頭冷卻磁共振成像儀中的液氦容器和超導(dǎo)磁場線圈，并將其溫度維持在4.2K或4.2K以下，即時將液氦容器接受到的輻射熱、導(dǎo)線傳熱和磁體產(chǎn)生的熱量及時排出，冷屏是為降低杜瓦外壁的熱輻射直接到達冷屏內(nèi)部的液氦容器，從而降低液氦消耗，實現(xiàn)液氦零揮發(fā)，同時保證超導(dǎo)磁場線圈處于超導(dǎo)狀態(tài)，使得磁體內(nèi)溫度變化平緩，環(huán)境穩(wěn)定。
[0011]3、所述射頻系統(tǒng)為集發(fā)射與接收為一體的射頻線圈，所述射頻系統(tǒng)中設(shè)有的射頻線圈為高溫超導(dǎo)射頻線圈，全部或部分射頻系統(tǒng)也可適用于銅線圈。當(dāng)射頻系統(tǒng)發(fā)射激發(fā)射頻信號時，建立的信號通路阻抗小，使得線圈成為發(fā)射天線，當(dāng)射頻系統(tǒng)接收時，建立的信號通路阻抗大，線圈成為接收天線，不僅根據(jù)掃描序列的要求發(fā)射各種翻轉(zhuǎn)角的射頻波，還可接收成像區(qū)域內(nèi)氫質(zhì)子的共振信號，從而達到發(fā)射信號和接收信號的雙重目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的一種復(fù)合型2T全身磁共振成像裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本實用新型一種復(fù)合型2T全身磁共振成像裝置中制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為本實用新型一種復(fù)合型2T全身磁共振成像裝置中磁場分布圖。[0015]圖4為本實用新型一種復(fù)合型2T全身磁共振成像裝置中射頻線圈發(fā)射和接收流程圖。
[0016]圖5為本實用新型一種復(fù)合型2T全身磁共振成像裝置中超導(dǎo)磁體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖6為本實用新型一種復(fù)合型2T全身磁共振成像裝置中超導(dǎo)磁場線圈結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]其中:1-超導(dǎo)磁體，2-射頻系統(tǒng)，3-病員支持系統(tǒng)，4-制冷系統(tǒng)，5-超導(dǎo)磁
[0019]場線圈，6-主動和被動勻場系統(tǒng)，7-梯度系統(tǒng)，8-主磁體線圈，9-屏蔽線圈，
[0020]10-水冷機組、11-冷頭、12-氦氣壓縮機，13-電力供應(yīng)系統(tǒng)，14-射頻控制系統(tǒng)，15-計算機控制系統(tǒng)，16-梯度控制系統(tǒng)，17-操作員控制臺，18-計算機顯示器，19-打印裝置，20-濾波板，21-熱交換器，22-密封高真空罩。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0022]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，一種復(fù)合型2T全身磁共振成像裝置，包括磁共振成像儀、濾波板20、控制裝置、軟件系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)。所述磁共振成像儀由超導(dǎo)磁體1、射頻系統(tǒng)2、梯度系統(tǒng)7和病員支持系統(tǒng)3組成，所述超導(dǎo)磁體I包括超導(dǎo)磁場線圈5、主動和被動勻場系統(tǒng)6和制冷系統(tǒng)4，所述超導(dǎo)磁場線圈5內(nèi)設(shè)有主磁體線圈8和屏蔽線圈
9,屏蔽線圈9位于主磁體 線圈8外部,超導(dǎo)磁場線圈5、主動和被動勻場系統(tǒng)6和梯度系統(tǒng)7內(nèi)壁的直徑依順序由大到小排列，主動和被動勻場系統(tǒng)線圈6位于超導(dǎo)磁場線圈5外層，超導(dǎo)磁場線圈5位于梯度系統(tǒng)7外層，所述高溫超導(dǎo)線圈和制冷系統(tǒng)與病員支持系統(tǒng)設(shè)為一體化結(jié)構(gòu)，線圈接近成像區(qū)，所述高溫超導(dǎo)線圈與病員支持系統(tǒng)呈活動連接狀態(tài)，所述磁共振成像儀外圍包覆有至少兩層密封高真空罩22，所述密封高真空罩22位于病員支持系統(tǒng)一端，所述高溫超導(dǎo)線圈與制冷系統(tǒng)4連接，至少有部分制冷系統(tǒng)與病員支持系統(tǒng)聯(lián)動。
[0023]所述射頻系統(tǒng)2為集發(fā)射與接收為一體的射頻系統(tǒng)，所述制冷系統(tǒng)4為分級制冷循環(huán)系統(tǒng)，分級制冷循環(huán)系統(tǒng)為二級制冷系統(tǒng)，二級制冷系統(tǒng)為第一級低溫制冷系統(tǒng)和第級制冷系統(tǒng)，所述弟一級低溫制冷系統(tǒng)由冷頭11和気氣壓縮機12組成，弟二級制冷系統(tǒng)由熱交換器21和水冷機組10組成，所述射頻系統(tǒng)2中設(shè)有的射頻線圈為高溫超導(dǎo)射頻線圈，全部或部分射頻系統(tǒng)2也適用于銅線圈，所述控制裝置由電力供應(yīng)系統(tǒng)13、射頻控制系統(tǒng)14、計算機控制系統(tǒng)15、梯度控制系統(tǒng)16和操作員控制臺17構(gòu)成，所述顯示系統(tǒng)由計算機顯示器18和打印裝置19組成，軟件系統(tǒng)包括操作界面和適用于成人全身掃描的序列。
[0024]磁共振成像裝置的操作由操作員控制臺17操作控制，首先啟動電力供應(yīng)系統(tǒng)13，啟動計算機的控制系統(tǒng)15，再啟動軟件系統(tǒng)，磁共振成像儀包括一個成像區(qū)，一個移動病床區(qū)，超導(dǎo)磁體在成像區(qū)產(chǎn)生磁場強度范圍為從0.1特斯拉至2特斯拉之間的一個均勻穩(wěn)定的磁場，將患者置入病床系統(tǒng)中，通過傳輸裝置將患者推入超導(dǎo)磁體I內(nèi)，開始掃描，此時患者被置于由超導(dǎo)磁體I產(chǎn)生的磁場中，由梯度系統(tǒng)7和梯度控制系統(tǒng)16對患者的各組織進行定位，將定位信息送入計算機，由射頻系統(tǒng)2和射頻控制系統(tǒng)14得到患者各組織信號送入計算機，射頻系統(tǒng)2為集發(fā)射與接收為一體的射頻系統(tǒng)，實施射頻激勵并接收射頻信號，計算機對得到的梯度信息和射頻信息進行處理并且成像，掃描完畢。為了防止低溫制冷壓縮機溫度過高，低溫制冷壓縮機必須由制冷系統(tǒng)4冷卻，制冷系統(tǒng)4為分級制冷循環(huán)系統(tǒng)，所述制冷系統(tǒng)4為分級制冷循環(huán)系統(tǒng)，分級制冷循環(huán)系統(tǒng)為二級制冷系統(tǒng)，低溫制冷機產(chǎn)生的熱量由水冷機組冷卻，低溫制冷機有二級冷頭，一級冷頭冷卻磁共振成像儀超導(dǎo)磁體冷屏，并將冷屏溫度保持在40K-70K，二級冷頭冷卻磁共振成像儀中的液氦容器和超導(dǎo)磁場線圈，并將其溫度維持在4.2K或4.2K以下，即時將液氦容器接受到的輻射熱、導(dǎo)線傳熱和磁體產(chǎn)生的熱量及時排出，從而達到降溫效果；計算機顯示器13顯示掃描圖像，通過打印裝置19將掃描圖像打印出來。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合型2T全身磁共振成像裝置，包括磁共振成像儀、濾波板(20 )、控制裝置、軟件系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)，所述磁共振成像儀由超導(dǎo)磁體(I)、射頻系統(tǒng)(2)、梯度系統(tǒng)(7)、病員支持系統(tǒng)(3)組成，所述超導(dǎo)磁體(I)包括超導(dǎo)磁場線圈(5)、主動和被動勻場系統(tǒng)(6)和制冷系統(tǒng)(4),所述超導(dǎo)磁場線圈(5)內(nèi)設(shè)有主磁體線圈(8)和屏蔽線圈(9),屏蔽線圈(9)位于主磁體線圈(8)外部，所述射頻系統(tǒng)(2)為集發(fā)射與接收為一體的射頻系統(tǒng)，所述射頻系統(tǒng)(2)中設(shè)有的射頻線圈為高溫超導(dǎo)射頻線圈，所述高溫超導(dǎo)線圈和制冷系統(tǒng)與病員支持系統(tǒng)設(shè)為一體化結(jié)構(gòu)，線圈接近成像區(qū)，所述高溫超導(dǎo)線圈與病員支持系統(tǒng)呈活動連接狀態(tài)，所述磁共振成像儀外圍包覆有至少兩層密封高真空罩(22)，所述密封高真空罩(22)位于病員支持系統(tǒng)一端，所述高溫超導(dǎo)線圈與制冷系統(tǒng)(4)連接，至少有部分制冷系統(tǒng)與病員支持系統(tǒng)聯(lián)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型2Τ全身磁共振成像裝置，其特征在于:所述制冷系統(tǒng)(4)為分級制冷循環(huán)系統(tǒng)，所述分級制冷循環(huán)系統(tǒng)為二級制冷系統(tǒng)，所述二級制冷系統(tǒng)為第一級低溫制冷系統(tǒng)和第二級制冷系統(tǒng)，所述第一級低溫制冷系統(tǒng)由冷頭(11)和氦氣壓縮機(12)組成，第二級制冷系統(tǒng)由熱交換器(21)和水冷機組(10)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型2Τ全身磁共振成像裝置，其特征在于:超導(dǎo)磁場線圈(5)、主動和被動勻場系統(tǒng)(6)和梯度系統(tǒng)(7)內(nèi)壁的直徑依順序由大到小排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型2Τ全身磁共振成像裝置，其特征在于:所述射頻系統(tǒng)(2)全部或部分射頻系統(tǒng)(2)也適用于銅線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型2Τ全身磁共振成像裝置，其特征在于:所述控制裝置由電力供應(yīng)系統(tǒng)(13)、射頻控制系統(tǒng)(14)、計算機控制系統(tǒng)(15)、梯度控制系統(tǒng)(16)和操作員控制臺(17)構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型2Τ全身磁共振成像裝置，其特征在于:所述顯示系統(tǒng)由計算機顯示器(18)和打印裝置(19)組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型2Τ全身磁共振成像裝置，其特征在于:軟件系統(tǒng)包括操作界面和適用于成人全身的序列。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型2Τ全身磁共振成像裝置，其特征在于:高溫超導(dǎo)射頻線圈同時得到冷卻，并成為低噪聲的信號探測器。
【文檔編號】H01F6/04GK203789929SQ201420107010
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】馬啟元, 高而震, 陳繼禹, 趙大慶, 張翔 申請人:江蘇美時醫(yī)療技術(shù)有限公司