用于磁共振引导聚焦超声肿瘤治疗的乳腺射频线圈制造技术

本发明专利技术公开了一种用于磁共振引导高强度聚焦超声肿瘤治疗的乳腺射频线圈及其设计方法，该线圈包括两组射频线圈，其中一组固定，一组可旋转，在高强度聚焦超声治疗时，可旋转的一组射频线圈旋转到超声束背后，位于固定射频线圈和乳腺组织之间，在高强度聚焦超声治疗前后或术中需要时，可旋转的一组射频线圈旋转复位，可实时进行磁共振扫描，以实时监控治疗效果。本发明专利技术公开的用于磁共振引导高强度聚焦超声肿瘤治疗的乳腺射频线圈可以解决传统的用于磁共振引导高强度聚焦超声肿瘤治疗的射频线圈不能完全覆盖乳腺组织，成像信噪比低的问题。

【技术实现步骤摘要】
用于磁共振引导聚焦超声肿瘤治疗的乳腺射频线圈
本专利技术涉及医疗器械
，具体地说是一种用于磁共振引导聚焦超声肿瘤治疗的乳腺射频线圈。
技术介绍
乳腺癌是全球女性的主要恶性肿瘤，高强度聚焦超声(HighIntensityFocusedUltrasound,HIFU)治疗被视为最有应用潜力的非侵入式乳腺肿瘤治疗新方法之一，与外科手术相比，HIFU主要优点是非侵入性保乳治疗，可以减少手术导致的相关死亡率，降低医疗成本并改善患者的生活质量。HIFU治疗系统的基本原理是利用超声聚焦作用，将体外低能量的超声聚焦到病灶区域，使焦域温度在短时间内升至65℃以上，从而使病变组织凝固性坏死，且最大限度地不损伤肿瘤周围的其他正常组织，从而达到微创的治疗目的。磁共振测温已经成功应用于临床，成为最具发展前景的一种体外无创测温技术。此外，与超声图像相比，磁共振则能够更清晰得显示病灶及周围区域的图像，可以在发现治疗位置偏离时及时予以纠正，从而实现实时监控HIFU治疗效果。射频线圈是磁共振引导高强度聚焦超声(MagneticResonanceguidedHighIntensityFocusedUltrasound,MRgHIFU)系统的关键部件之一，是实现高分辨率MRgHIFU术中成像、术中温度实时监控的基础，现有的用于MRgHIFU系统的乳腺射频线圈需要为治疗超声束预留通道，不能完全覆盖乳腺组织，成像信噪比较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术针对上述MRgHIFU系统的射频线圈不能完全覆盖乳腺组织，成像信噪比低的问题，提供一种部分可旋转的乳腺射频线圈，在保证术中实时温度监控的同时，提高MRI成像质量。本专利技术的技术解决方案是，提供一种用于磁共振引导高强度聚焦超声肿瘤治疗的乳腺射频线圈，包括两组射频线圈，其中一组固定，一组可旋转，在高强度聚焦超声治疗时，可旋转的一组射频线圈旋转到超声束背后，位于固定射频线圈和乳腺组织之间，在高强度聚焦超声治疗前后或术中需要时，可旋转的一组射频线圈旋转复位，可实时进行磁共振扫描，以实时监控治疗效果。本专利技术还提供一种用于上述磁共振引导高强度聚焦超声肿瘤治疗的乳腺射频线圈设计方法，包括以下步骤：(1)在Matlab环境中初始化用于MRgHIFU的乳腺射频线圈模型参数；(2)利用目标场法结合Tikhonov正则化技术求解线圈表面电流密度分布，应用流函数技术获得线圈绕线形状；(3)在CSTMICROWAVESTUDIO环境中基于线圈绕线形状建立用于MRgHIFU的乳腺射频线圈仿真模型，仿真分析线圈的磁场分布和信噪比；(4)判断磁场分布和信噪比是否达到目标值，如果达到目标值则结束；如果没有达到目标值，则在Matlab环境中迭代更新乳腺射频线圈模型参数，重复上述步骤(2)—(3)，直至磁场分布和信噪比达到目标值。附图说明图1为MRgHIFU系统框图；图2为MRgHIFU的乳腺射频线圈设计流程图图3为圆柱型乳腺射频线圈在MRI扫描状态时的形状；图4为圆柱型乳腺射频线圈在HIFU治疗状态时的形状。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。图1为MRgHIFU系统框图，包括高强度聚焦超声系统和磁共振成像系统。聚焦超声肿瘤治疗的核心技术是对拟治疗的体内病灶实现精准定位，对治疗系统的超声输出实现精准的时空控制，对从正常体温到靶组织变性阈值温度实现全程实时监视和引导，对靶在术前、术中和术后实时进行磁共振成像，评价高强度聚焦超声治疗的效果。图2所示为用于MRgHIFU的乳腺射频线圈设计流程图，首先在Matlab环境中初始化用于MRgHIFU的乳腺射频线圈模型参数，然后利用目标场法结合Tikhonov正则化技术求解线圈表面电流密度分布，应用流函数技术获得线圈绕线形状；然后在CSTMICROWAVESTUDIO环境中基于线圈绕线形状建立用于MRgHIFU的乳腺射频线圈仿真模型，仿真分析线圈的磁场分布和信噪比，分析判断磁场分布和信噪比是否达到目标值，如果没有达到目标值，则迭代更新乳腺射频线圈模型参数，继续计算线圈绕线形状，并导入CST仿真环境进行分析。图3所示为本专利技术的一种用于MRgHIFU的圆柱型乳腺射频线圈，包括射频线圈A和射频线圈B，其中射频线圈A可旋转，射频线圈B固定不动，射频线圈覆盖整个乳腺组织，射频线圈外部为水，水的外部为超声换能器，换能器用于发射超声束进行HIFU治疗。图4为圆柱型乳腺射频线圈在HIFU治疗状态时的形状，射频线圈A旋转到超声束背后，处于射频线圈B和乳腺组织之间。换能器发出的超声束经过水后到达病灶区域进行治疗。在HIFU治疗前后或术中需要时，可实时进行MRI扫描，以实时监控治疗效果。以上仅就本专利技术较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本专利技术不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。总之，凡在本专利技术独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于磁共振引导高强度聚焦超声肿瘤治疗的乳腺射频线圈，包括两组射频线圈，其中一组固定，一组可旋转，在高强度聚焦超声治疗时，可旋转的一组射频线圈旋转到超声束背后，位于固定射频线圈和乳腺组织之间，在高强度聚焦超声治疗前后或术中需要时，可旋转的一组射频线圈旋转复位，可实时进行磁共振扫描，以实时监控治疗效果。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于磁共振引导高强度聚焦超声肿瘤治疗的乳腺射频线圈，包括两组射频线圈，其中一组固定，一组可旋转，在高强度聚焦超声治疗时，可旋转的一组射频线圈旋转到超声束背后，位于固定射频线圈和乳腺组织之间，在高强度聚焦超声治疗前后或术中需要时，可旋转的一组射频线圈旋转复位，可实时进行磁共振扫描，以实时监控治疗效果。


2.如权利要求1所述的用于磁共振引导高强度聚焦超声肿瘤治疗的乳腺射频线圈的设计方法，包括以下步骤：
(1)在Matlab环境中初始化用于磁共振引导高强度聚焦超声肿瘤治疗的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王湘杰，张鞠成，孙云，王志康，褚永华，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33