專利名稱：用于磁共振成像系統(tǒng)的眼球射頻線圈裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于人體器官磁共振成像系統(tǒng)的射頻線圈裝置，特別是涉及一種 眼球射頻線圈裝置。
背景技術(shù)：
磁共振影像系統(tǒng)(MRI)是核磁共振(NMR)在醫(yī)學(xué)上的一個(gè)應(yīng)用。磁共振影像系統(tǒng) 的主磁系統(tǒng)產(chǎn)生一均勻強(qiáng)磁場(稱為MRI系統(tǒng)主磁場一Bj。人體中的氫原子核在Btl場下發(fā) 生自旋極化。磁極化的氫原子核自旋在人體中產(chǎn)生磁矩i。在沒有Btl以外的外磁場激勵(lì)情 況下，該磁矩處于穩(wěn)態(tài)，方向和主磁場Btl方向同軸向，不產(chǎn)生有用的信息。
當(dāng)有外加的均勻的射頻(RF)磁場(稱為激發(fā)磁場或B1磁場)存在時(shí)，人體內(nèi)磁矩 受激產(chǎn)生核磁共振信號，經(jīng)接受線圈采集，電子線路和軟件整合處理后，最終獲取磁共振影 像系統(tǒng)(MRI)的數(shù)據(jù)和圖像。
具體而言，射頻發(fā)射線圈在所需探測的圖像區(qū)域產(chǎn)生&磁場，該射頻發(fā)射線圈由 采用功率放大器的受計(jì)算機(jī)控制的射頻發(fā)射器驅(qū)動。在激發(fā)過程中，原子核自旋系統(tǒng)吸收 能量，使磁矩繞著主磁場方向進(jìn)動。在激發(fā)后，進(jìn)動的磁矩將經(jīng)歷自由感應(yīng)衰減(FID)，釋放 其吸收的能量并返回穩(wěn)態(tài)。自由感應(yīng)衰減(FID)過程中釋放的能量以射頻電磁場向周圍傳 播，在人體受激部分附近放置的接收射頻線圈會受此射頻電磁場感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電壓，經(jīng) 前置放大器放大后即得到核磁共振(NMR)信號。接收射頻線圈可以是發(fā)射線圈本身也可以 是專門接收射頻信號的獨(dú)立線圈。集成在主磁場系統(tǒng)中的梯度線圈可以產(chǎn)生附加脈沖梯度 磁場，選擇性地激發(fā)所需要位置的體內(nèi)的原子核，并對信號進(jìn)行頻率編碼和相位編碼，在空 間頻率坐標(biāo)系(k空間)中建立一幅完整的核磁共振信號圖，最終經(jīng)過傅立葉變換，在尋常空 間(R空間)內(nèi)得到一幅完整的磁共振影像。
在磁共振影像系統(tǒng)(MRI)中，發(fā)射線圈和接受線圈所產(chǎn)生的磁場的均勻性是獲得 高質(zhì)量圖像的一個(gè)關(guān)鍵因素。在一般的磁共振影像系統(tǒng)中，通常采用整體射頻線圈取得最 佳激發(fā)場均勻性。整體射頻線圈是系統(tǒng)中最大的射頻線圈。但是，如果同時(shí)使用較大的線 圈接收，則會產(chǎn)生較低的信噪比(SNR)，這主要是因?yàn)檫@樣的接受線圈與參與成像的信號發(fā) 生組織距離較遠(yuǎn)。因?yàn)樵诖殴舱裼跋裣到y(tǒng)(MRI)中最重要的是高信噪比(SNR)，所以經(jīng)常采 用專用線圈進(jìn)行射頻接收以提高所需探測部分的信噪比(SNR)。
在實(shí)用中，設(shè)計(jì)較佳的專用射頻線圈應(yīng)當(dāng)具有下列功能高信噪比、好的 均勻性，諧振電路的高空載質(zhì)量因子(Q)。此外，線圈裝置必需設(shè)計(jì)成適于醫(yī)生操 作并具有舒適度，而且在病人與射頻電子設(shè)備之間提供保護(hù)屏障。一種提高信噪比 (SNR)的方法是正交接收。在這種方法中，由覆蓋所需探測區(qū)域的兩個(gè)互相獨(dú)立的 線圈探測兩個(gè)信號。采用正交接收的射頻信號信噪比是采用單個(gè)線性線圈情況時(shí)的 石倍。另外一種提高信噪比的方法是相控陣線圈技術(shù)。為了對一個(gè)較大的區(qū)域進(jìn)行成像，如果使用單個(gè)較大的線圈，線圈所覆蓋的所有區(qū)域的噪聲均進(jìn)入線圈，因此信噪比差。如果 使用相控陣技術(shù)，使用多個(gè)獨(dú)立的小線圈一起覆蓋此區(qū)域，由于只有臨近線圈的很小區(qū)域的噪聲才能進(jìn)入線圈，因此能夠有效地提高信噪比。
眼球射頻線圈裝置在臨床磁共振成像中有著特殊的應(yīng)用價(jià)值，用于精確診斷眼 眶、眼球、及視神經(jīng)區(qū)域的病變。現(xiàn)有用于做眼球診斷的通常使用的是頭線圈或者是小型 柔性線圈，頭線圈的設(shè)計(jì)目的是用于實(shí)現(xiàn)整個(gè)頭顱的成像，雖然目前頭線圈普遍采用的是8 個(gè)通道作為接收單元，但是，為了確保適用于大多數(shù)的病人，一般設(shè)計(jì)尺寸比較大，在病人 仰臥的情況下，接收單元距離眼部比較遠(yuǎn)，且每個(gè)通道的設(shè)計(jì)大小均在ra方向上覆蓋整個(gè) 頭顱，因此不僅在眼部無法獲得足夠強(qiáng)的信號，同時(shí)引入了更多的噪聲源，影響成像質(zhì)量。 而小型柔性線圈通常具有覆蓋面積小信噪比高的特點(diǎn)，通常做眼部成像時(shí)可將其綁在眼部 進(jìn)行掃描，然而小柔線圈一般以頭顱作為固定源，一旦在掃描過程中，病人無法按照要求進(jìn) 行有效的配合，線圈將會隨著頭顱運(yùn)動而運(yùn)動，產(chǎn)生嚴(yán)重的運(yùn)動偽影，影響診斷。另外，柔性 線圈由于采用了可變形設(shè)計(jì)，一般是由泡沫海綿內(nèi)封裝印刷線路板制成，在經(jīng)過了反復(fù)的 折疊使用后容易造成損壞，縮短設(shè)備的使用壽命。發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有的眼部成像射頻線圈裝置存在的圖像質(zhì)量不佳、不易固定、易損壞的 缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種可調(diào)節(jié)高度、易于固定、長使用壽命的專用眼球射頻線圈裝 置，實(shí)現(xiàn)線圈與人體診斷部位距離可調(diào)，盡可能的將線圈的接收單元緊貼患者的眼部，并使 其自然緊閉，顯著提高了信噪比和成像質(zhì)量，有效避免了運(yùn)動產(chǎn)生的偽影，在短時(shí)間內(nèi)獲得 具有較高診斷價(jià)值的圖像，提高了醫(yī)生的閱片效率及準(zhǔn)確性。
本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，采用的技術(shù)方案是一種用于磁共振成像 系統(tǒng)的眼球射頻線圈裝置，包括支撐人體頭部和頸部的底座，以及封裝有諧振電路的眼部 射頻線圈。所述底座設(shè)有與人體頭部和頸部輪廓相應(yīng)的腔體，腔體的上端及頸部側(cè)開口，以 便容納人體頭部和頸部，底座頸部側(cè)底面向背部延伸形成一人體頸部底面支撐板。所述眼 部射頻線圈為一個(gè)遮于眼部的接收線圈，采用ABS塑料造型的弧形外殼，將線圈電路封裝 在內(nèi)制成。所述眼部射頻線圈是4通道的陣列組合，每側(cè)眼部擁有2個(gè)獨(dú)立單元接收線圈， 用以采集χ軸y軸信號。眼部射頻線圈與底座為可拆卸式連接。
所述底座上端兩側(cè)擁有對稱插口，插口外側(cè)下方有兩個(gè)同樣對稱的活動卡扣，卡 扣上有小塊矩形凸起；所述眼部射頻線圈兩側(cè)安有與插口配合的等高多級滑條，可通過改 變滑條插入底座插口的深度，來調(diào)節(jié)線圈與底座的相對位置以容納各種體型的病人，讓其 緊貼患者眼部，實(shí)現(xiàn)信號最大化。
所述底座兩側(cè)的卡扣可向上撥起自行卡于底座兩旁。
所述底座兩側(cè)的卡扣可在眼部線圈的等高多級滑條插入插口后向下?lián)芫o用以固 定線圈。
所述眼部射頻線圈上側(cè)采用仿眼鏡造型。
在眼部射頻線圈外殼底部的中央設(shè)有拱形槽，由于在仰臥時(shí)鼻尖位于人體面部的 最高點(diǎn)，設(shè)此槽可在病人感覺面部無壓迫感的情況下，線圈緊貼眼部表面，使病變部位處在 線圈最有效的接收范圍之中，實(shí)現(xiàn)圖像最優(yōu)化。
在眼部射頻線圈的上部中央有十字標(biāo)記，由于在做磁共振掃描前，醫(yī)生需對掃描 部位進(jìn)行定位后，才將病人送入掃描勻場區(qū)域，而眼部線圈使用時(shí)覆蓋于眼球之上，導(dǎo)致醫(yī)4生無法直視掃描部位，故采用此設(shè)計(jì)方便醫(yī)生定位，提高工作效率。
底座下部采用可自然貼合系統(tǒng)病床的弧面外形。
所述底座頸部側(cè)底面向背部延伸形成一人體頸部底面支撐板，其端部為坡形，以 避免病人躺下時(shí)帶來的不適。
本發(fā)明的有益效果是采用可拆卸式小型線圈，并優(yōu)化底座的形狀，在患者舒適的 情況下，使線圈得到有效固定，并使患者眼睛自然緊閉，有效地降低了運(yùn)動偽影，同時(shí)在每 個(gè)眼球及視神經(jīng)區(qū)域安置了 2個(gè)單元接收不同方向的信號，大幅提高了該感興趣區(qū)域的信 噪比，充分體現(xiàn)了磁共振掃描專門部位專門線圈的特點(diǎn)，從而真正發(fā)揮了磁共振系統(tǒng)的應(yīng) 用價(jià)值。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)分解示意圖。
圖2是本發(fā)明的底座結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明的眼部射頻線圈結(jié)構(gòu)示意圖。
圖如是本發(fā)明的眼部射頻線圈內(nèi)部電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4b和圖如是本發(fā)明的眼部射頻線圈內(nèi)部電路磁場示意圖。
圖5是本發(fā)明的使用狀態(tài)示意圖。
圖6是本發(fā)明的系統(tǒng)磁場示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明的眼球射頻線圈裝置主要由支撐人體頭部和頸部的ABS底座、 用于采集信號的封裝有諧振電路的眼部射頻線圈兩個(gè)主要部分組成。底座采用ABS板材制 成，輕便靈巧，易用搬動，底座設(shè)有與人體頭部和頸部輪廓相應(yīng)的、依照人體后腦及頸肩部 輪廓設(shè)計(jì)而成的腔體7，底座頸部側(cè)底面向背部延伸形成一人體頸部底面支撐板9，其端部 為坡形，并延伸至與病床相平，可使病人舒適地枕于其上。底座下部采用可自然貼合系統(tǒng)病 床的弧面外形8，其弧度與系統(tǒng)病床相一致，當(dāng)承重后便穩(wěn)固在病床之上。底座上端兩側(cè)擁 有對稱插口 4，底座兩側(cè)安有兩枚卡扣6，卡扣上端有一小塊矩形凸起。眼部線圈采用ABS 板材制成，內(nèi)部為空心腔體，接收電路敷設(shè)于空心腔體內(nèi)。眼部射頻線圈與底座為可拆卸式 連接。眼部線圈左右安有等高多級滑條5，插入線圈底座插口時(shí)，通過改變滑條的插入深度， 可調(diào)節(jié)線圈位置的高低，然后通過卡扣加以固定。眼部射頻線圈的下部中央有拱形槽3，利 用上述設(shè)計(jì)，無論病人頭部大小如何，都可將線圈緊貼其眼部表面，且沒有任何不適感，確 保了每個(gè)接收單元與病人成像部位幾乎為零距離，實(shí)現(xiàn)感興趣區(qū)域內(nèi)的信號采集最優(yōu)化。 眼部線圈上方設(shè)有眼鏡狀立體造型1，中央位置有十字定位標(biāo)記2，由于本發(fā)明接收范圍較 小，且直接覆蓋于診斷部位之上，通過上述設(shè)計(jì)，醫(yī)生可正確將診斷區(qū)域定位于線圈接收范 圍之內(nèi)，使本發(fā)明得到最有效的使用。
該線圈按照目前市場主流磁共振系統(tǒng)需求，設(shè)計(jì)成4通道的陣列組合。一般來說， 單位區(qū)域內(nèi)的通道越多越先進(jìn)，當(dāng)今市場上，8通道頭線圈為頭部掃描的主力線圈，一般對 眼球進(jìn)行成像使用此線圈，但該線圈的覆蓋區(qū)域?yàn)檎麄€(gè)頭顱，對眼球進(jìn)行有效接收的只有1至2個(gè)通道，且距離較遠(yuǎn)，因此違背了磁共振成像針對具體部位設(shè)置專用單元的原則。本發(fā) 明則按照此原則在眼部布置了 4個(gè)小型單元進(jìn)行接收，每側(cè)眼部擁有2個(gè)獨(dú)立單元接收線 圈，用以采集χ軸y軸信號。在臨床成像對比實(shí)驗(yàn)的過程中，本發(fā)明在眼部的信噪比達(dá)到了 頭線圈的170%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于使用頭線圈對眼球進(jìn)行掃描。
如圖2所示，底座腔體用于放置病人頭部，兩側(cè)的插口 4用于容納眼部線圈的滑條 5。兩側(cè)的卡扣6向上撥起時(shí)，眼部線圈便可輕易取出；而當(dāng)眼部線圈插入之后，可將卡扣向 下扣緊，直至與線圈外側(cè)處于同一平面，這樣線圈將完全緊固于底座之上，確保了磁共振成 像的一個(gè)主要因素絕對靜止。
如圖3所示，眼部線圈的兩側(cè)為用以進(jìn)行固定及高度調(diào)節(jié)的滑條5，滑條內(nèi)側(cè)中部 為齒狀條紋，每條間隔為3毫米，總長約120毫米，此調(diào)節(jié)范圍滿足了絕大多數(shù)病人的體型 特征。線圈上部的眼鏡狀立體造型1標(biāo)示了覆蓋上線圈后眼球大致所處的位置，方便了定 位。中央十字標(biāo)識2為線圈線路的中心點(diǎn)，在系統(tǒng)激光根據(jù)此定位后，眼部線圈將被送入系 統(tǒng)勻場區(qū)域。眼部線圈下方設(shè)有拱形槽3放置鼻梁，因此，即便是當(dāng)線圈緊貼面部的時(shí)候， 病人也不會產(chǎn)生任何壓迫感。
如圖4a、b、c所示，為眼部射頻線圈內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)示意圖和內(nèi)部電路磁場示意圖， 本眼部射頻線圈采用4通道的陣列組合，每側(cè)眼部擁有2個(gè)獨(dú)立單元接收線圈，用以采集χ 軸y軸信號。其中通道一 10和通道三12為環(huán)形電路，用于采集來自y軸方向的信號(參見 圖4 b)，通道二 11和通道四13為馬鞍形電路，用于采集來自χ軸方向的信號(參見圖如)。 而在布局上，兩側(cè)眼球處各安置有兩個(gè)接收通道，兩個(gè)接收通道產(chǎn)生的磁場相互垂直，因此 本發(fā)明不但避免了通道間磁場相互耦合的問題，而且同時(shí)采集了來自兩個(gè)方向的信號，在 單位區(qū)域內(nèi)，引入噪聲不變的情況下，信號采集量增加了一倍，因此提高了接收效率，也就 提高了該區(qū)域的信噪比。
如圖5所示，病人躺下后，受底座造型特征的限制，頭部自然固定于底座腔體7內(nèi)， 而頭頸肩處存有一定的落差，符合一般人的仰臥習(xí)慣。將眼部線圈安置后，線圈的質(zhì)量由 兩側(cè)卡扣承擔(dān)，病人不會產(chǎn)生任何的不適感，且自然緊閉雙眼，所以在一定程度上配合了掃 描。
從本發(fā)明的臨床實(shí)驗(yàn)效果圖像上可以看出，本發(fā)明將采集區(qū)域聚焦在了頭顱的前 半部，在此區(qū)域內(nèi)，眼框、眼球、視神經(jīng)的掃描圖像圖像呈現(xiàn)了極高的信噪比與分辨率，而超 出此范圍后，信號明顯衰減，所以，該設(shè)計(jì)完全符合磁共振射頻線圈的設(shè)計(jì)理念——特定部 位，專用線圈。
如圖6所示，是本發(fā)明的系統(tǒng)磁場示意圖，ζ軸為系統(tǒng)超導(dǎo)線圈所產(chǎn)生的磁場方 向，也就是所謂的BO場。而χ與y軸與主磁場相垂直，所有可供線圈采集的信號均來自于 這兩個(gè)方向。
權(quán)利要求
1.一種用于磁共振成像系統(tǒng)的眼球射頻線圈裝置，包括支撐人體頭部和頸部的底座， 以及封裝有諧振電路的眼部射頻線圈，所述底座設(shè)有與人體頭部和頸部輪廓相應(yīng)的腔體， 腔體的上端及頸部側(cè)開口，以便容納人體頭部和頸部，底座頸部側(cè)底面向背部延伸形成一 人體頸部底面支撐板，其特征是所述眼部射頻線圈為一個(gè)遮于眼部的接收線圈，采用ABS 塑料造型的弧形外殼，并將線圈電路封裝在內(nèi)制成；所述眼部射頻線圈是4通道的陣列組 合，每側(cè)眼部擁有2個(gè)獨(dú)立單元接收線圈；眼部射頻線圈與底座為可拆卸式連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的眼球射頻線圈裝置，其特征是所述 底座上端兩側(cè)擁有對稱插口，插口外側(cè)下方有兩個(gè)同樣對稱的活動卡扣，卡扣上有小塊矩 形凸起；所述眼部射頻線圈兩側(cè)安有等高多級滑條，與插口配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的眼球射頻線圈裝置，其特征是所述 卡扣可向上撥起自行卡于底座兩旁。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的眼球射頻線圈裝置，其特征是 所述卡扣可在眼部線圈的等高多級滑條插入插口后向下?lián)芫o用以固定線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的眼球射頻線圈裝置，其特征是 所述眼部射頻線圈上側(cè)采用仿眼鏡造型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的眼球射頻線圈裝置，其特征是 在眼部射頻線圈外殼底部的中央設(shè)有拱形槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的眼球射頻線圈裝置，其特征是 在眼部射頻線圈的上部中央有十字標(biāo)記。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的眼球射頻線圈裝置，其特征是底座 下部采用可自然貼合系統(tǒng)病床的弧面外形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的眼球射頻線圈裝置，其特征是所述 底座頸部側(cè)底面向背部延伸形成一人體頸部底面支撐板，其端部為坡形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于磁共振成像系統(tǒng)的眼球射頻線圈裝置，包括支撐人體頭部和頸部、適合于病床弧度的底座，以及與底座為可拆卸式連接、封裝有4通道陣列組合的諧振電路的眼部射頻線圈，每側(cè)眼部擁有2個(gè)獨(dú)立單元接收線圈，采用ABS塑料造型的弧形外殼，實(shí)現(xiàn)了線圈與人體診斷部位距離可調(diào)，顯著提高了信噪比和成像質(zhì)量，有效避免了運(yùn)動產(chǎn)生的偽影，可在短時(shí)間內(nèi)獲得具有較高診斷價(jià)值的圖像，提高了醫(yī)生的閱片效率及準(zhǔn)確性。
文檔編號A61B5/055GK102028470SQ20101060140
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者方磊 申請人:上海辰光醫(yī)療科技有限公司