[發明專利]一種雙核MRI的圖像增強超構表面器件

在審

• 申請號: 202110183943.2
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN114910850A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 趙乾;池中海;鄭卓肇;孟永鋼;周濟
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京清華長庚醫院
• 主分類號: G01R33/34
• 分類號: G01R33/34;G01R33/38
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 魏朋

本申請涉及一種雙核MRI的圖像增強超構表面器件，具體為雙核磁場增強裝置及磁共振系統，所述雙核磁場增強裝置包括第一筒形磁場增強器與第二筒形磁場增強器。所述第一筒形磁場增強器包圍形成第一容納空間。所述第一筒形磁場增強器用于增強檢測部位的氫質子核的核磁信號。所述第二筒形磁場增強器設置于所述第一容納空間內，用于增強所述檢測部位的非氫質子核的核磁信號。所述第二筒形磁場增強器包圍形成第二容納空間，用于容納檢測部位。所述雙核磁場增強裝置實現了對氫質子核和非氫質子核的雙核MRI兩個信號場的同時增強。相對傳統技術，所述雙核磁場增強裝置可以具有更高的磁場增強效果。在應用于MRI設備成像時，所述雙核磁場增強裝置可以輔助MRI設備獲得更高質量的圖像。

技術領域

本申請涉及磁共振成像技術領域，特別是涉及一種雙核磁場增強裝置及磁共振系統。

背景技術

核磁共振成像技術(Magnetic Resonance Imaging，MRI)為非介入探測方式，是醫藥、生物、神經科學領域的一項重要的基礎診斷技術。目前傳統MRI設備傳輸的信號強度主要來自于氫質子¹H。在具有核磁信號的所有原子核中，氫質子¹H在人體內含量最高，并且氫質子¹H的旋磁比也最高，具有最強的核磁共振信號。但是，基于氫質子¹H的MRI包含的代謝、離子交換等生物學信息較少，而²³Na、³¹P、¹⁹F等非質子核可以提供豐富的生物學信息。因此，基于²³Na、³¹P、¹⁹F等非質子核的成像在醫學及生命科學研究中具有重要的研究意義。

在進行²³Na、³¹P、¹⁹F等非質子核的MRI時，提高非質子核圖像的信噪比，具有重要意義。信噪比主要決定于靜磁場強度，但是，靜磁場強度的增加會帶來如下三個問題：1)射頻(RF)場非均勻性增大，調諧難度增加；2)人體組織產熱增加，帶來安全隱患，患者還容易出現眩暈和嘔吐等不良反應：3)購置成本大幅度增加，對大多數小規模醫院來說是一種負擔。因此，如何采用盡量小的靜磁場強度同時能夠獲得高的成像質量成為MRI技術中一個至關重要的問題。

超構材料的出現為MRI成像質量和效率的提高，提供了一種新穎的更有效的方法。超構材料具有許多天然材料所不具備的特殊性質。通過電磁波與超構材料的金屬或電介質基元間的相互作用及基元間的耦合效應，可以實現對電磁波傳播路徑與電磁場場強分布的控制。其中，具體工作原理是利用超構材料形成的結構中的電磁諧振，實現呈各向異性和梯度分布等電磁參數的調節。并且，通過對超構材料的幾何尺寸、形狀和介電常數等參數的設計，能夠實現對不同頻點的諧振增強。

然而，傳統的磁場增強器件都是針對氫原子核¹H等單核MRI設計的，沒有針對非質子核和質子核的雙核結構的設計，導致無法獲得代謝、離子交換等豐富的生物學信息。

發明內容

基于此，針對上述問題，有必要提供一種雙核磁場增強裝置及磁共振系統。

本申請提供一種雙核磁場增強裝置。所述雙核磁場增強裝置包括第一筒形磁場增強器與第二筒形磁場增強器。所述第一筒形磁場增強器包圍形成第一容納空間。所述第一筒形磁場增強器用于增強檢測部位的氫質子核的核磁信號。所述第二筒形磁場增強器設置于所述第一容納空間內，用于增強所述檢測部位的非氫質子核的核磁信號。所述第二筒形磁場增強器包圍形成第二容納空間，用于容納檢測部位。