[發(fā)明專利]一種MRI磁信號(hào)增強(qiáng)器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210128219.0
• 申請(qǐng)日: 2012-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN102709704A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉若鵬;欒琳;郭潔;洪運(yùn)南
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01Q15/00
• 分類號(hào): H01Q15/00;A61B5/055
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及MRI領(lǐng)域，具體地涉及一種MRI磁信號(hào)增強(qiáng)器件。

背景技術(shù)

核磁共振(MRI)成像系統(tǒng)的原理是利用線圈去檢測(cè)原子核自旋吸收和發(fā)射的無線電波脈沖能量，該線圈作為接收線圈，在有些時(shí)候還同時(shí)作為發(fā)射線圈。在無線電波脈沖能量的幫助下，核磁共振成像掃描儀可以定位患者體內(nèi)一個(gè)非常小的點(diǎn)，然后確定這是何種類型的組織。核磁共振成像機(jī)器采用特定于氫原子的無線電頻率脈沖。系統(tǒng)引導(dǎo)脈沖對(duì)準(zhǔn)所要檢查的身體區(qū)域，并導(dǎo)致該區(qū)域的質(zhì)子吸收使它們以不同方向旋轉(zhuǎn)或旋進(jìn)所需的能量。這是核磁共振成像裝置的“共振”部分。無線電頻率脈沖迫使它們(指每一百萬質(zhì)子中多余的一對(duì)或者兩對(duì)不匹配的質(zhì)子)在特定頻率下按照特定方向旋轉(zhuǎn)。引發(fā)共振的特定頻率被稱為拉摩爾頻率，該值是根據(jù)要成像的特定組織以及主磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算得出的。無線電頻率脈沖通常利用一個(gè)線圈來提供，該線圈稱為發(fā)射線圈。現(xiàn)有核磁共振成像設(shè)備的接收線圈必須相當(dāng)近地接近待測(cè)部位，以獲取由待測(cè)部位釋放出來的磁信號(hào)。MRI成像設(shè)備的清晰度與主磁場(chǎng)強(qiáng)度呈正相關(guān)，主磁場(chǎng)磁鐵系統(tǒng)是MRI成像設(shè)備的主要部分，為了提升MRI成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量，一般需要更換整臺(tái)MRI成像設(shè)備，造價(jià)十分高昂。

超材料是指一些具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料。通過在材料的關(guān)鍵物理尺度上的結(jié)構(gòu)有序設(shè)計(jì)，可以突破某些表觀自然規(guī)律的限制，從而獲得超出自然界固有的普通性質(zhì)的超常材料功能。超材料的性質(zhì)和功能主要來自于其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)而非構(gòu)成它們的材料。目前，現(xiàn)有的金屬人造微結(jié)構(gòu)的幾何形狀為“工”字形或者如圖1所示的類似“凹”字形的開口環(huán)形，但這結(jié)構(gòu)都不能實(shí)現(xiàn)磁導(dǎo)率μ明顯小于0或使超材料諧振頻率降低，也不能實(shí)現(xiàn)各向同性，只有通過設(shè)計(jì)具有特殊幾何圖形的金屬人造微結(jié)構(gòu)，才能使得該人工電磁材料在特定頻段內(nèi)達(dá)到磁導(dǎo)率μ值小于0，并具有較低的諧振頻率。

目前，國(guó)際社會(huì)對(duì)磁導(dǎo)率方面已有大量的研究，其中對(duì)于正磁導(dǎo)率的研究已經(jīng)趨于成熟，對(duì)于負(fù)磁導(dǎo)率超材料的研究是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，負(fù)磁導(dǎo)率具有量子極化作用，可以對(duì)入射波產(chǎn)生極化作用，因此作用范圍很大，如在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域中的磁共振成像技術(shù)，負(fù)磁導(dǎo)率材料能夠加強(qiáng)電磁波的成像效果，另外負(fù)磁導(dǎo)率材料在透鏡研究方面亦有重要作用，在工程領(lǐng)域，磁導(dǎo)率通常都是指相對(duì)磁導(dǎo)率，為物質(zhì)的絕對(duì)磁導(dǎo)率μ與磁性常數(shù)μ₀(又稱真空磁導(dǎo)率)的比值，μ_r＝μ/μ₀，無量綱值。通常“相對(duì)”二字及符號(hào)下標(biāo)r都被省去。磁導(dǎo)率是表示物質(zhì)受到磁化場(chǎng)H作用時(shí)，內(nèi)部的真磁場(chǎng)相對(duì)于H的增加(μ＞1)或減少(μ＜1)的程度。至今發(fā)現(xiàn)的自然界已存在的材料中，μ一般是大于0的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于：提供一種MRI磁信號(hào)增強(qiáng)器件，該MRI磁信號(hào)增強(qiáng)器件為負(fù)磁導(dǎo)率超材料，增強(qiáng)MRI成像設(shè)備的成像質(zhì)量，同時(shí)，MRI設(shè)備成像質(zhì)量增強(qiáng)，能夠使MRI設(shè)備的接收線圈不必緊靠待測(cè)部位，增加MRI設(shè)備使用的舒適性。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案為：提供一種MRI磁信號(hào)增強(qiáng)器件，該MRI磁信號(hào)增強(qiáng)器件設(shè)置在待測(cè)部位與MRI成像設(shè)備的磁信號(hào)接收線圈之間，MRI磁信號(hào)增強(qiáng)器件包括外殼以及設(shè)置在外殼內(nèi)的至少一層負(fù)磁導(dǎo)率超材料，負(fù)磁導(dǎo)率超材料包括基板及固定在基板上的人造微結(jié)構(gòu)層，人造微結(jié)構(gòu)層上周期性的陣列排布多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)，人造微結(jié)構(gòu)由四根長(zhǎng)度相等的螺旋金屬線等間距嵌套而成，人造微結(jié)構(gòu)繞其旋轉(zhuǎn)對(duì)稱中心旋轉(zhuǎn)90°、180°、270°后分別與初始人造微結(jié)構(gòu)重合。

優(yōu)選地，負(fù)磁導(dǎo)率超材料由兩層基板與兩層人造微結(jié)構(gòu)層相間層疊而成。

優(yōu)選地，兩層基板，一層為介電常數(shù)為10-20的第一基板，一層為介電常數(shù)為5-10的第二基板。

優(yōu)選地，第一基板的厚度為0.005-0.015mm。

優(yōu)選地，第二基板的厚度為0.10-0.30mm。

優(yōu)選地，螺旋金屬線的線寬0.05-0.15mm。

優(yōu)選地，螺旋金屬線的線間距0.05-0.15mm。

優(yōu)選地，螺旋金屬線的厚度0.015-0.020mm。

優(yōu)選地，螺旋金屬線的截面為矩形。

優(yōu)選地，螺旋金屬線嵌套層數(shù)大于2。