[實用新型]一種液氮制冷的磁共振成像系統

有效

• 申請號: 201320045106.4
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN203149098U
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 馬啟元;高而震
• 申請（專利權）人: 江蘇美時醫療技術有限公司
• 主分類號: G01R33/28
• 分類號: G01R33/28;G01R33/32;G01R33/38;A61B5/055
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 顧伯興

技術領域

本實用新型涉及一種液氮制冷的磁共振成像系統，尤其涉及到一種采用超導器件的磁共振成像系統。

背景技術

目前，磁共振成像技術已廣泛應用于世界上各個大型醫療機構并且在醫學實踐中取得了巨大而獨特的效益。MRI已經被開發成一個成熟的結構和解剖成像診斷工具，還被開發用于功能性活動成像和其他生物物理和生物化學特征及過程，如血液流動、代謝分子/代謝、擴散，其中一些磁共振成像技術包括為人們所熟知的MRI功能成像、磁共振波譜成像（MRSI）、擴散加權成像（DWI）和擴散張量成像（DTI）。這些磁共振成像技術不僅具有在識別和評估病理、判斷受測組織健康狀況方面的醫學診斷價值，還廣泛應用于臨床和研究中。

典型的磁共振檢測中，患者的身體（或樣品）安置在磁共振掃描儀內的支撐物上，置身于成像區域。掃描儀通過主磁體提供恒定均勻的主磁場。磁場對人體內的進動原子如氫（質子）進行排列。磁體內的梯度線圈使一定范圍內的磁場產生改變，因此在成像區域提供共振頻率編碼。

射頻線圈在計算機控制下基于特定脈沖序列選擇性在患者體內生成瞬時振蕩信號，信號被射頻線圈捕獲并通過計算機處理后，可映射到患者對應的局部部位，從而提供成像區域的圖像。通用的MRI配置下，靜態主磁場由螺線型主磁體產生，患者平臺放置在螺線管線圈圍繞成的圓筒形空間范圍（即主磁體的洞）內。主磁場線圈通常采用低溫超導材料，采用液氦冷卻來減小電阻，以最大限度減少設備產生的熱量和節省維持主磁場的電力。大部分低溫超導磁體采用鈮鈦（NbTi）和/或鈮三錫超導合金（Nb₃Sn），在低溫杜瓦內將溫度固定在4.2K。本領域技術人員熟悉，磁場梯度線圈可提供沿空間上三個笛卡爾坐標軸（其中一個坐標軸為主磁場的方向）方向的上的線性磁場梯度，因此磁場的大小在成像區域內不同位置有所不同，不同磁共振信號特征（如信號頻率和相位）在成像區內根據其不同位置被編碼，從而提供空間定位。在通常情形下，通過鞍形線圈或螺線管線圈的電流產生梯度場，梯度線圈被固定在較小的圓柱面上。這些圓柱與包含主磁場線圈的較大圓柱同心。與主磁場不同，用于生成梯度場的線圈通常采用常溫銅線圈。梯度強度和場線性對于生成圖像的準確性和分辨率以及組織的化學信息（如在MRSI中）具有根本性的重要作用。

自實用新型磁共振成像以來，人們便致力于提高其成像質量及能力，如提供更高空間分辨率、更高波譜分辨率（MRSI中）、更高對比度和更快的采集速度。例如，更快的成像（采集）速度可以減少由于成像區域在圖像采集過程中隨時間變化所造成的影像模糊（偽影），如患者移動、解剖或功能性自然移動（如心跳、呼吸、血液流動），和自然生化變化（如MRSI中代謝引起的變化）。同樣，由于在磁共振波譜成像過程中，采集數據的脈沖序列既編碼空間信息也編碼波譜信息，因此最大限度減少采集足夠波譜和空間信息所需時間對于提供理想的波譜分辨率和空間定位也至關重要，這樣才能提高磁共振波譜成像的臨床實用性和效用。多個因素可以在對比度、分辨率和采集速度方面對磁共振成像質量產生影響。其中一個影響成像質量和采集速度的重要參數即信噪比（SNR）。增大信噪比對于提高影像質量十分重要。通過磁共振成像系統的前置放大器增強信號可增大信噪比。信噪比與磁場強度成正比，因此可以通過增加磁體的磁場強度增大信噪比。但是臨床實踐中磁體的磁場強度有上限（美國FDA現今上限為3T（特斯拉））。其他增大信噪比的可能的方式還有：通過減小可能的視場減小采樣噪聲，減小采樣和射頻線圈之間的距離，和減小射頻線圈噪聲。雖然通過不懈的努力，磁共振成像已獲得長足的進步，但是磁共振成像還有進一步改善的需要，如更高的對比度、更強的信噪比、更快的采集速度和更高的空間和時間分辨率。

此外，影響磁共振成像技術進一步使用的一個重要因素即購買和維護高磁場系統所帶來的昂貴費用。因此，提供一類可花費合理價格即可制造和/或維護的磁共振成像系統將更有利于磁共振成像技術得到更廣泛的應用。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種液氮制冷的磁共振成像系統。