[發(fā)明專利]一種新型MRI體部相控陣線圈

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210133027.9
• 申請(qǐng)日: 2012-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN102680922A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉若鵬;欒琳;郭潔;劉豫青
• 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): G01R33/36
• 分類號(hào): G01R33/36
• 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醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域，具體地涉及一種新型MRI體部相控陣線圈。

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的磁場強(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)近地接近待測部位，以獲取由待測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強(qiáng)度呈正相關(guān)，主磁場磁鐵系統(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。接收線圈根據(jù)結(jié)構(gòu)及檢查目的的不同，可分為正交頭部線圈、正交體部線圈，正交膝、踝關(guān)節(jié)線圈、頭頸聯(lián)合相控陣線圈、體部相控陣線圈、全脊柱相控陣線圈、表面柔軟線圈以及乳腺、直腸內(nèi)、宮腔內(nèi)專用線圈等。MRI圖像質(zhì)量的好壞除與磁體類型、強(qiáng)度、梯度系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)等硬件及成像、圖像處理軟件有關(guān)之外，掃描技術(shù)、脈沖序列及掃描參數(shù)的選擇均對(duì)MRI圖像有很大的影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，相同的MRI硬件設(shè)備，若掃描技術(shù)應(yīng)用不合理，其臨床診斷符合率僅達(dá)到63％，可見MRI掃描技術(shù)對(duì)MRI成像的重要性，而其中對(duì)射頻線圈的選擇與合理應(yīng)用更是至關(guān)重要。相控陣線圈是由2個(gè)以上線圈或線圈單元組成的線圈陣列，每個(gè)線圈可同時(shí)接收對(duì)應(yīng)區(qū)域的磁共振信號(hào)，并使各小區(qū)域的信號(hào)有機(jī)地聯(lián)系在一起。

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，μr＝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H作用時(shí)，內(nèi)部的真磁場相對(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：在MRI體部相控陣線圈的接收線圈陣列內(nèi)部鑲嵌與接收線圈陣列等大的經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的負(fù)磁導(dǎo)率超材料板，能夠增強(qiáng)MRI體部相控陣線圈反饋MRI成像設(shè)備磁信號(hào)的能力，從而提高M(jìn)RI體部相控陣線圈的成像質(zhì)量。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案為：提供一種新型MRI體部相控線圈，新型MRI體部相控陣線圈包括接收線圈陣列及鑲嵌于接收線圈陣列內(nèi)部且與接收線圈陣列等大的負(fù)磁導(dǎo)率超材料板，負(fù)磁導(dǎo)率超材料板包括基板及多個(gè)周期性陣列排布在基板上的人造微結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，基板為柔性基板。

優(yōu)選地，基板劃分為多個(gè)相同的立方體基板單元，每個(gè)立方體基板單元上附著有一個(gè)人造微結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，立方體基板單元的邊長為一電磁波波長的十分之一。

優(yōu)選地，立方體基板單元沿兩兩正交垂直的x、y、z三個(gè)方向陣列排布。

優(yōu)選地，人造微結(jié)構(gòu)為開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)及其衍生結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，人造微結(jié)構(gòu)為銀線。

優(yōu)選地，人造微結(jié)構(gòu)為銅線。