用于磁共振成像的手腕射频线圈制造技术

一种用于磁共振成像的手腕射频线圈，具有内壳、外壳与线圈电路部分，其特征在于：所述手腕射频线圈的一端的顶部开有符合人体手掌外形尺寸的窗口（５），供手掌从所述窗口（５）中伸出。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术一般涉及磁共振成像系统。具体而言，本技术涉及在水平场磁共振成像系统中使用的手腕射频线圈(10)，尤其是可获得手腕多角度下成像的手腕射频线圈。
技术介绍
众所周知，H原子核的自旋量子数等于1/2，根据量子力学理论可知，在外加静磁场(沿+Z方向)中，H原子核的自旋能级将发生分裂，一个能级的自旋沿+Z方向，另一个能级的自旋沿-Z方向。由于两个能级之间存在能量差，因此根据玻尔兹曼分布，占据下能级的H原子核比占据上能级的H原子核的数量多。如果使用射频电磁脉冲激发人体组织，则组织内处于低能级的H原子核将不断地被激发到高能级，直到上下能级的粒子数数目相等而达到饱和。激励停止后，那些被激发到高能级的H原子核将返回低能级，并在此过程中以和激发源相同频率的射频电磁波的形式释放出能量，此射频能量被接受线圈接受而转化为磁共振信号。通过集成在主磁场系统中的梯度线圈产生附加脉冲梯度磁场，选择性地激发所需要位置人体组织内的原子核，并可以对信号进行频率编码和相位编码，从而确定其空间坐标，最终经过傅立叶变换，建立一幅完整的磁共振成像。在磁共振成像系统中，发射线圈和接受线圈所产生的磁场均匀性是获得高质量图像的一个关键因素。在标准的磁共振成像系统中，通常是用整体射频线圈发射激发脉冲以取得最佳激发场均匀性。整体射频线圈是系统中最大的射频线圈。但是，如果同时使用较大的线圈接收，则会产生较低的信噪比(SNR)，这主要是因为这样的线圈与成像的信号发生组织距离较远，而且，线圈覆盖范围越大，就有越多的人体噪声进入线圈。由于磁共振信号非常微弱，所以信噪比对于磁共振接受线圈来说就显得尤为重要。而减小线圈就又使得线圈探测灵敏度的空间分布非常不均匀。由于人体各个生理部位的形状各不相同，又十分不规则，而且尺寸大小也差别很大，所以如何根据人体各个部位的生理结构特点，巧妙地布置线圈电路，从而获得较为均匀的灵敏度分布和较高的信噪比一直是令线圈设计人员困扰不已的问题。传统的磁共振接受线圈是线性线圈，即使用一个单独的LC回路(即通道)来探测信号，但是这种线圈的效率很低，信噪比很差。一种提高信噪比的方法是正交接收。在这种方法中，由覆盖所需探测的相同区域的两个互相独立的线圈探测两个信号。采用正交接收的射频信号信噪比是采用单个线性线圈情况时的倍。另外一种提高信噪比的方法是相控阵线圈技术。为了对一个较大的区域进行成像，如果使用单个较大的线圈，线圈所覆盖的所有区域的噪声均进入线圈，因此信噪比差。如果使用相控阵技术，使用多个独立的小线圈一起覆盖此区域，由于只有临近线圈的很小区域的噪声才能进入线圈，因此能够有效地提高信噪比。腕关节由于其结构的复杂性，是临床上常见的一种发病部位，与常规的腕关节荧光透视技术相比，磁共振技术能够提供更为丰富的断层信息，并对骨间韧带有更好的观察效果。传统的腕关节磁共振线圈均是固定手腕的模式。也就是说，在进行磁共振数字成像的时候，病人的手腕伸直后放入线圈内，手、手臂在一条直线上相对固定，手腕无法活动，这样无法观察手腕弯曲时的图像，不利于医生更为准确地判断病情。另外，现在使用的手腕线圈，线圈内径一致，不符合人体手腕处的生理结构特点——手掌的尺寸大，手腕部尺寸小，这将导致图像的均匀性降低。
技术实现思路
为了克服现有的磁共振系统上的手腕线圈不能获得手腕弯曲情况下医学影像的问题，本技术提供一种可活动手腕的磁共振手腕射频线圈。本技术产品在使用时，将手伸进线圈后，可以根据需要，使手腕与手掌呈不同角度进行灵活测试，得出比目前使用的手腕线圈所获得的更为丰富的信息。而且，本技术还可以用来对人体的肘关节进行磁共振成像。本技术未达到以上目的所采用的技术方案是线圈内部空间一端(1)大，一端(2)小，在线圈内径较粗的一端(3)上方开有窗口(5)；在线圈的内部设有四个通道，两两组合，分别探测垂直于主磁场的两个方向上的磁共振信号，这种相控阵线圈结构具有类似正交线圈特点，因此不仅保证了较高的探测灵敏度，还保证了灵敏度的在空间的较为一致的均匀性分布。本技术对比现有技术有如下的有益效果本技术的线圈内部空间一端大、一端小，在线圈内径较粗的一端上方开有窗口，将手伸进线圈后可根据需要使手腕和手掌呈不同角度进行灵活测试以得出比目前使用的手腕线圈更为丰富的信息。保证了较高的探测灵敏度以及灵敏度在空间较为一致的均匀性分布。附图说明图1是根据本技术的手腕射频线圈的三视图，其中图1a是顶视图，图1b是前视图，图1c是侧视图。图2是根据本技术的手腕射频线圈的两个环形通道的空间布局。图3是根据本技术的手腕射频线圈的两个马鞍形通道的空间布局。图4是根据本技术的手腕射频线圈的四个通道的空间布局和计算场强所选取平面的位置。图5是根据本技术的手腕射频线圈的四个通道在第一个平面内产生的横向磁场的强度分布。图6是根据本技术的手腕射频线圈的四个通道在第二个平面内产生的横向磁场的强度分布。图7是根据本技术的手腕射频线圈的四个通道在第三个平面内产生的横向磁场的强度分布。具体实施方式参考图1，图1是根据本技术的手腕射频线圈的三视图。在图1中，MRI射频线圈有内壳和外壳两部分组成，内壳形成一个扁桶形的空间以在磁共振测量时容纳人的手和手腕，内壳的外表面用来贴由铜皮、电容等元器件组成的电流回路，每一个闭合的回路称为一个通道。本实施例中，线圈由四个通道组成。线圈的外壳用来保护内壳上贴敷的电路。为了符合人体手掌和手腕的生理特征，如图1所示，本实施例中线圈内壳的底部为平面设计，而顶部设计成椭圆弧形，而且内壳的一端(1)开口大，另一端(2)开口小，使用时，患者的手掌从开口较小的一端(2)伸入，从开口较大的一端(1)伸出，由于人手掌的宽度大于手腕，因此这样能够获得比较高的填充因子，从而有利于获得清晰的成像。本实施例中，线圈开口较小的一端(2)开口宽度为12cm，高度为8cm，而开口较大的一端(1)开口的高度为15cm，高度为10cm。线圈的总长度约为18cm，其中较细的一段(3)长度为10cm，较粗的一段长度(4)为7cm，中间过渡段为1cm。在线圈的开口较粗的一段(4)的顶部，有一个宽13cm，长6cm的窗口(5)，进行磁共振成像时，如果需要对手腕进行弯曲时候的成像，可以使手掌从此窗口(5)中伸出。在线圈内壁的底部，有三个左右方向的凹槽，其长度为8cm，宽度为0.8cm，深度为0.3cm，并且随线圈配有一个长15cm，宽7cm，厚0.3cm的平板，可以将此平板从线圈顶部窗口(5)插入线圈内部，前端顶在线圈底部的凹槽中，后端靠在窗口(5)的外侧壁上。使用时，如果需要手腕向内弯曲，则先将手心朝上，将手掌从线圈开口较小的一端(2)伸入，并从线圈顶部窗口(5)伸出，手背贴在此平板上，防止磁共振成像期间手腕发生移动；如果需要手腕向外弯曲，则先将手心朝下，将手掌从线圈开口较小的一端(2)伸入，并从线圈顶部窗口(5)处伸出，手心贴在此平板上。而如果不需要手腕弯曲，则将平板撤出，手掌直接从线圈较大的一端开口(1)伸出，就可以进行手腕伸直状态下的磁共振成像。本实施例中，此线圈由四个通道，即四个单独的回路组成。四个通道包括两个环形通道(6，7)和两个马鞍形通道(8，9)。图2表示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王杰，
申请(专利权)人：上海复旦辰光科技有限公司，上海辰光医疗科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：