[發明專利]一種用于多核磁共振系統的超極化氣體人體肺部成像線圈

在審

• 申請號: 202110005384.6
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112327231A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 周欣;石磊;孫獻平
• 申請（專利權）人: 武漢中科極化醫療科技有限公司
• 主分類號: G01R33/34
• 分類號: G01R33/34;G01R33/44;A61B5/055
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 李鵬

本發明提供了一種用于多核磁共振系統的超極化氣體人體肺部成像線圈，包括線圈插頭，還包括上置線圈部和下置線圈部，上置線圈部包括上置線圈包裹層以及設置在上置線圈包裹層內的多個上置柔性線圈單元，多個上置柔性線圈單元依次排列分布；下置線圈部包括下置線圈包裹層以及設置在下置線圈包裹層內的多個下置柔性線圈單元，多個下置柔性線圈單元依次排列分布。本發明在具有較高靈敏度的同時，對不同體型患者的通用性強，并且安裝、使用方便。

技術領域

本發明涉及多核磁共振成像領域，屬于超極化惰性氣體肺部磁共振成像技術，具體涉及一種用于多核磁共振系統的超極化氣體人體肺部成像線圈，適用于人體肺部疾病檢查和早期診斷。

背景技術

磁共振成像（MRI，MagneticResonanceImaging）在醫學診斷和研究中已經得到了非常廣泛的應用。目前在臨床上使用的主要是質子磁共振儀，其基于人體中氫原子（質子）進行工作。質子磁共振成像能夠對人體大部分的組織和器官進行結構和功能成像。然而，質子磁共振系統在對肺部疾病的檢測與診斷上卻顯得乏力。由于肺部的氫原子核密度相較于其他組織低約1000倍，對于傳統磁共振成像來說，肺部的氫原子核磁共振信號十分微弱，因此肺部一直是傳統磁共振成像的“盲區”。采用超極化惰性氣體（如超極化¹²⁹Xe）技術，能極大提高惰性氣體的磁共振信號強度。能讓肺部吸入超極化惰性氣體，以惰性氣體核作為成像核，使肺部MRI成為了可能。

目前商用的人體磁共振儀多工作在質子的核磁共振頻率上。由于惰性氣體的共振頻率與質子不同，質子磁共振儀不能直接用于異核MRI成像，需要配置其它特定頻率工作的硬件模塊。當磁共振儀具備除了質子以外的其它原子核的掃描功能時，可稱之為多核磁共振系統。

多核磁共振系統的硬件組成包括多種原子核對應的頻率通道，并配有在不同頻率工作的射頻線圈。射頻線圈包括發射和接收兩種功能類型。在人體磁共振成像儀中，為達到較好的激發場均勻度并簡化結構，質子發射線圈采取大體積線圈的形式，集成于掃描腔壁中。同時針對不同掃描部位，采用專用的質子局部接收線圈以提高靈敏度。目前商用人體成像儀還未見有掃描腔壁集成式的異核發射線圈，異核射頻線圈的常見形式為發射/接收共用的局部線圈，以及分離的局部發射線圈和接收線圈組合。

肺部超極化氣體成像線圈是人體肺部磁共振技術的一個環節，配置于多核磁共振系統。由于成像部位、工作頻率和成像時間的特殊性，針對超極化氣體肺部MRI的射頻線圈需要具備成像區域均勻激發、快速成像、高靈敏度、使用方便等特性。現有的肺部超極化氣體成像線圈有鳥籠、馬鞍、相陣列等多種形式。為了在保證發射場均勻度同時提高接收靈敏度，可以采用圍繞軀干的較大的鳥籠線圈作為發射線圈，采用靠近胸肺部位置的多通道陣列線圈作為接收線圈。這種線圈的成像性能較好，但結構較復雜、成本高，并且整體為剛性，重量較大，如果用于經常切換工作狀態的多核成像儀，拆裝使用不方便。除了體積較大的剛性線圈外，還有較輕便的半柔性或柔性線圈。包括馬鞍結構的收發一體線圈，成對正交放置于人體胸背部周圍。這種線圈較輕便，但由于在接收時也存在靈敏度較低的問題。還有采用更貼合人體的柔性馬甲背心外形線圈，線圈由包圍胸背部的多個環路組成，填充因子較高。這種線圈為了提高靈敏度，采用了緊貼的包裹式設計，缺點是需要針對不同體型的患者選擇不同大小規格的線圈型號。

綜合看來，現有的線圈存在下面的問題：由專用的發射線圈和多通道相陣列接收線圈組合而成的肺成像線圈，成像質量較好，但體積大成本高。填充因子較高的發射接收共用線圈，可以在體積小重量輕的同時，可以有較好的靈敏度，但用一套裝置無法適應不同體型患者應用。目前缺乏一種在體型通用性、靈敏度、體積重量三方面都較好的肺成像線圈。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種用于多核磁共振系統的超極化氣體人體肺部成像線圈，在能適應不同體型的患者、通用性強的同時，又具備高靈敏度和體積輕巧、使用方便的特點。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：