專利名稱：用于垂直場磁共振成像的頭部射頻線圈裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在磁共振成像系統中使用的頭部射頻線圈裝置，尤其涉及一種垂直場正交頭部射頻線圈裝置。
背景技術：
磁共振成像(MRI)，是繼CT之后醫學影像診斷技術的又一重大進展。它的基本原理來自于1946年美國學者Bloch和Purcell的發現，在外磁場的作用下，某些繞主磁場(外磁場)進動的自旋的質子(包括人體中的氫質子)在短暫的射頻電波作用下，進動角增大。 當射頻電波停止后，那些質子又會逐漸恢復到原來的狀態，并同時釋放與激勵波頻率相同的射頻信號，這一物理現象被稱為核磁共振。磁共振成像技術便是利用這一原理，通過在主磁場中附加一個脈沖梯度磁場，選擇性地激發所需要位置的人體內的原子核，然后接收原子核產生的核磁共振信號，最后在計算機中進行傅立葉變換，對這些信號進行頻率編碼和相位編碼，從而建立一幅完整的磁共振圖像。磁共振成像裝置包括射頻發射線圈以及接收射頻線圈，分別用于產生脈沖梯度磁場以及接收原子核產生的核磁共振信號，接收射頻線圈可以是發射線圈本身也可以是只接收射頻信號的獨立線圈。在磁共振成像系統中，發射線圈所產生的磁場均勻性好、以及接收線圈所接收的信號信噪比(SNR)高是獲得高質量圖像的關鍵因素。提高信噪比的方法有兩種，一種為正交接收，另一種為相控陣線圈技術。后者使用多個獨立的小線圈一起覆蓋此區域，由于只有臨近線圈的很小區域的噪聲才能進入線圈，因此能夠有效地提高信噪比。但是當發射和接收線圈為同一線圈時，使用相控陣線圈會存在一個問題，即很難保證線圈所產生的磁場的均勻性，這個問題尤其體現在用于對人體各部位進行探測的磁共振成像儀上。 由于人體各個生理部位的形狀各不相同，又十分不規則，而且尺寸大小也差別很大，所以如何根據人體各個部位的生理結構特點，巧妙地布置線圈電路，從而獲得較為均勻的磁場分布和較大的探測靈敏度一直是國際上線圈設計人員的最大任務。頭部射頻線圈裝置必需設計成適于病人操作并具有舒適度，而且在病人與射頻電子設備之間提供保護屏障，具有高信噪比(SNR)、好的均勻性。頭部線圈裝置在臨床磁共振成像中有著重要的應用價值，可用于診斷位于人體腦部病變，例如腦腫瘤、眼球囊腫等生理部位的病變。現有的頭部磁共振成像射頻線圈裝置通常為鳥籠式線圈設計或正交線圈設計。現有的鳥籠式線圈均勻性好，但信號比較差，頭頂部成像不夠清晰；現有的正交頭線圈頸部與肩部的過渡部分不符合人體工學設計，病人使用很痛苦，且均勻性比較差。
實用新型內容本實用新型的目的是針對現有技術中存在的上述問題，提供一種專用的頭部射頻線圈裝置，根據人體頭部型狀，采用雙通道正交線圈設計方式，使得信號均勻，靈敏度和信噪比高，成像質量好。線圈頸部與肩部平滑過渡，不會有太大高度差，使人躺上去感覺比較舒適。本實用新型解決現有技術不足之處采取的技術方案是一種用于垂直場磁共振成像的頭部射頻線圈裝置，包括殼體支撐部分與線圈電路部分，其特征是殼體支撐部分分為上半部分和下半部分，分別塑模、可拆卸式連接合成容納人體頭部的腔體，并形成頸部開口，下半部分由頸部開口底面向外平滑過渡，形成能將人體肩部托起的墊肩部分，不會有太大高度差，使人躺上去感覺比較舒適；在上半部分與下半部分的內殼上設有一個雙環形線圈電路和一個八字形線圈電路，其中雙環形線圈電路由兩個環形線圈交叉組成，八字形線圈電路以交叉點為頂點相向翻折，形成馬鞍形線圈。所述殼體支撐部分的上半部分與下半部分的對接面的頭頂部、兩側部共設有五對電子連接模塊對應連接。所述雙環形線圈電路的上半部與下半部在五對電子連接模塊其中的兩側部四對模塊連接處分別連接，共有四個連接點。所述八字形線圈電路的上半部與下半部在五對電子連接模塊其中的頭頂部、兩側部近頸部開口的三對模塊連接處分別連接，其中在頭頂部模塊連接處有兩個連接點，共有四個連接點。所述雙環形線圈電路的交叉點在下半部分內殼的頭頸方向中軸線上、位于兩側部相對側模塊中線連線之間的任一位置。所述八字形線圈電路由一個八字形線圈以交叉點為頂點相向翻折，形成馬鞍形線圈，其交叉點在下半部分內殼的頭頸方向中軸線上、位于頭頂部模塊中心與近頭頂部的一對相對側模塊中心連線之間的任一位置。所述雙環形線圈電路和八字形線圈電路相互交疊，兩個線圈之間的互感系數小于 0. 3。所述殼體支撐部分的上半部分與下半部分采用卡扣方式連接，或采用鉸鏈、拉鏈、 插入式卡口等方式連接。本實用新型的有益效果是本實用新型在人體肩部與頸部設計有平滑過渡的墊肩，使人躺上去感覺比較舒適，解決了通常頭部線圈裝置在做磁共振成像時給病人帶來的不適及使用不便的問題，在使用過程中病人無痛苦感。同時，由于根據人體頭部形狀，采用雙通道正交線圈設計方式，使得信號均勻，靈敏度和信噪比高，成像質量好。
圖1是本實用新型外形結構示意圖。圖2是本實用新型殼體上半部分結構示意圖。圖3是本實用新型殼體下半部分結構示意圖。圖4是本實用新型線圈電路的空間布局示意圖。圖5是本實用新型雙環形線圈電路的空間布局示意圖。圖6是本實用新型八字形線圈電路的空間布局示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
，對本實用新型作進一步的說明。[0023]如圖1所示的本實用新型一種用于垂直場磁共振成像的頭部射頻線圈裝置的外形結構，裝置的殼體支撐部分分為上半部分2和下半部分3，分別塑模、可拆卸式連接合成容納人體頭部的腔體，并形成頸部開口 4。上半部分按照人體面部形態設計，形狀根據人體面部的形狀向外適當鼓出，在使用時靠近人體面部，下半部分按照人體后腦部設計，在使用時緊貼人體腦后部。由于使用時下半部分放置在磁共振成像系統的病臺上，所以下半部分與病臺接觸的一面設計為平面。頸部開口依據人體頸部尺寸設計，在使用時可以將病人的頸部套在其中。下半部分由頸部開口底面向外平滑過渡，形成能將人體肩部托起的墊肩5 部分，不會有太大高度差，使人躺上去感覺比較舒適。在使用時，將線圈下半部分放置在磁共振成像設備的病臺上，病人躺下后，其頸部貼在下半部分頸部開口上，肩部貼在下半部分的墊肩上，然后將上半部分蓋在下半部分上，將兩部分用卡扣1的方式連接在一起，這樣就將上半部分和下半部分接合而成為整個頭部射頻線圈裝置，并將線圈電路連接形成能夠工作的完整回路而可以進行磁共振成像。可以理解，所述卡扣方式可以用各種不同的連接方案替換，比如是鉸鏈連接、拉鏈連接、插入式卡口連接等。在上半部分與下半部分的內殼上設有一個雙環形線圈電路6和一個八字形線圈電路7，其中雙環形線圈電路由兩個環形線圈交叉組成，八字形線圈電路以交叉點為頂點相向翻折，形成馬鞍形線圈(參見圖4)。如圖2、3所示的本實用新型殼體上、下半部分結構，在殼體支撐部分的上半部分與下半部分的對接面的頭頂部設有一對電子連接模塊21、31 ；在上半部分左側與右側分別設置兩個模塊對、25與22、23 ；在下半部分左側與右側分別設置兩個模塊32、33與34、35， 上半部分五個模塊21、22、23、24、25中有兩根插針，下半部分五個模塊31、32、33、34、35中有兩根插孔。上述上半部分的模塊21、22、23、24、25和下半部分的模塊31、32、33、34、35 --對應。雙環形線圈電路的上半部與下半部在五對電子連接模塊其中的兩側部四對模塊 22與32、23與33J4與34、25與35連接處分別連接，共有四個連接點。雙環形線圈電路的線路是由上部模塊22經上部連接到上部模塊對，經連接器到下部模塊34，經下部連接至下部模塊33，再經連接器連接至上部模塊23，經上部連接至上部模塊25，經連接器與下部模塊35連接，再經下部連接至下部模塊32，經連接器連至上部模塊22，這樣就形成雙環形通道，其實就是以頂部為支點翻折至兩面平行的馬鞍形狀。雙環形線圈電路的交叉點在下半部分內殼的頭頸方向中軸線上、位于兩側部相對側模塊32與34、33與35中線連線之間的任一位置。八字形線圈電路的上半部與下半部在五對電子連接模塊其中的頭頂部模塊21與 31、兩側部近頸部開口的模塊23與33、25與35這三對模塊連接處分別連接，其中在頭頂部模塊連接處有兩個連接點，共有四個連接點。八字形線圈電路的線路是由上部模塊21經上部連接到上部模塊23，經連接器到下部模塊33，經下部連接至下部模塊31，再經連接器連接至上部模塊21，經上部連接至上部模塊25，經連接器與下部模塊35連接，再經下部連接至下部模塊31，經連接器連至上部模塊21，這樣就形成又一個馬鞍形線圈。其交叉點在下半部分內殼的頭頸方向中軸線上、位于頭頂部模塊31中心與近頭頂部的一對相對側模塊32與34中心連線之間的任一位置。當上半部分和下半部分利用卡扣等方式緊密結合在一起時，上半部模塊中的插針插入下半部模塊中的插孔，它們能夠把貼敷在上半部分和下半部分的內殼上的線圈電路連接起來從而組成各自完整的回路。如圖4所示的本實用新型線圈電路的空間布局，線圈電路采用的是兩通道正交線圈設計。其中一個雙環形線圈6的上半部貼敷在上半部分的內殼上，下半部貼敷在下半部分的內殼上，靠近腦部的位置。另外一個馬鞍形的八字形線圈7的上半部貼敷在上半部分的內殼上，下半部貼敷在下半部分的內殼上，包圍人腦頂部和兩側面。圖5、6分別顯示了 2個線圈的獨立布局，可以更清楚地顯示其造型。為了簡化，這里將上部線圈和下部線圈設置為平行放置。如果定義人體平躺時，面朝的方向(即向上的方向)是Z方向，向左的方向是X方向，頭朝向的方向是Y方向，系統主磁場沿ζ方向。則雙環形線圈所在的平面為TL平面，雙環形線圈主要接受Y方向的磁場信號。馬鞍形的八字形線圈所在的平面為Π平面，八字形線圈主要接受X方向的磁場信號。由此可見兩個線圈是正交結構，適當調整二個線圈交疊部分的角度和交疊面積，進行適當的交疊，使兩個線圈之間的互感系數小于0.3，這樣就可以消除互感，利于成像質量的提尚ο
權利要求1.一種用于垂直場磁共振成像的頭部射頻線圈裝置，包括殼體支撐部分與線圈電路部分，其特征是殼體支撐部分分為上半部分和下半部分，分別塑模、可拆卸式連接合成容納人體頭部的腔體，并形成頸部開口，下半部分由頸部開口底面向外平滑過渡，形成能將人體肩部托起的墊肩部分；在上半部分與下半部分的內殼上設有一個雙環形線圈電路和一個八字形線圈電路，其中雙環形線圈電路由兩個環形線圈交叉組成，八字形線圈電路以交叉點為頂點相向翻折，形成馬鞍形線圈。
2.根據權利要求1所述的用于垂直場磁共振成像的頭部射頻線圈裝置，其特征是殼體支撐部分的上半部分與下半部分的對接面的頭頂部、兩側部共設有五對電子連接模塊 (21與31,22與32,23與33,24與34,25與35)對應連接。
3.根據權利要求2所述的用于垂直場磁共振成像的頭部射頻線圈裝置，其特征是雙環形線圈電路的上半部與下半部在五對電子連接模塊其中的兩側部四對模塊(22與32，23 與33，24與34，25與35)連接處分別連接，共有四個連接點。
4.根據權利要求2所述的用于垂直場磁共振成像的頭部射頻線圈裝置，其特征是八字形線圈電路的上半部與下半部在五對電子連接模塊其中的頭頂部、兩側部近頸部開口的三對模塊Ol與31，23與33，25與35)連接處分別連接，其中在頭頂部模塊Ql與31)連接處有兩個連接點，共有四個連接點。
5.根據權利要求3所述的用于垂直場磁共振成像的頭部射頻線圈裝置，其特征是雙環形線圈電路的交叉點在下半部分內殼的頭頸方向中軸線上、位于兩側部相對側模塊(32 與34，33與35)中線連線之間的任一位置。
6.根據權利要求4所述的用于垂直場磁共振成像的頭部射頻線圈裝置，其特征是八字形線圈電路由一個八字形線圈以交叉點為頂點相向翻折，形成馬鞍形線圈，其交叉點在下半部分內殼的頭頸方向中軸線上、位于頭頂部模塊(31)中心與近頭頂部的一對相對側模塊(32與34)中心連線之間的任一位置。
7.根據權利要求1所述的用于垂直場磁共振成像的頭部射頻線圈裝置，其特征是雙環形線圈電路和八字形線圈電路相互交疊，兩個線圈之間的互感系數小于0.3。
8.根據權利要求1或2所述的用于垂直場磁共振成像的頭部射頻線圈裝置，其特征是 殼體支撐部分的上半部分與下半部分采用卡扣方式連接。
9.根據權利要求1或2所述的用于垂直場磁共振成像的頭部射頻線圈裝置，其特征是 殼體支撐部分的上半部分與下半部分采用鉸鏈或拉鏈方式連接。
10.根據權利要求1或2所述的用于垂直場磁共振成像的頭部射頻線圈裝置，其特征是殼體支撐部分的上半部分與下半部分采用插入式卡口方式連接。
專利摘要本實用新型公開了一種用于垂直場磁共振成像的頭部射頻線圈裝置，包括殼體支撐部分與線圈電路部分，其特征是殼體支撐部分分為上半部分和下半部分，分別塑模、可拆卸式連接合成容納人體頭部的腔體，并形成頸部開口，下半部分由頸部開口底面向外平滑過渡，形成能將人體肩部托起的墊肩部分；在上半部分與下半部分的內殼上設有一個雙環形線圈電路和一個八字形線圈電路，其中雙環形線圈電路由兩個環形線圈交叉組成，八字形線圈電路以交叉點為頂點相向翻折，形成馬鞍形線圈。采用根據人體頭部形狀設計的雙通道正交線圈，信號均勻，靈敏度和信噪比高，成像質量好，使用中病人舒適無痛苦感。
文檔編號A61B5/055GK202128463SQ20112020174
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月15日 優先權日2011年6月15日
發明者陶世良 申請人:上海辰光醫療科技股份有限公司