一种与ＭＲ系统一起使用的腔内探针使人们能获得患者腔体内感兴趣区域的图像或频谱。探针包括轴、在其一端的球、以及该球内的线圈回路。该线圈回路较佳地包括都串联的两个驱动电容器和一个调谐电容器。驱动电容器之间的结点用作用于电平衡该线圈回路的接地。与结点正好相对的调谐电容器使得线圈回路能在ＭＲ系统的工作频率上共振。跨接在每个驱动电容器两端的是电气长度为Ｓ↓［Ｌ］＋ｎ（λ／４）的输出电缆。该输出电缆以一插头端接，该插头用来连接线圈回路与腔内探针的接口设备。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及使用核磁共振(MR)系统获取腔内结构的图像和频谱的系统 和方法。更具体地，本专利技术涉及能插入诸如直肠、阴道、嘴等各个身体开口以在其 中获得感兴趣区域的高分辨率图像和频谱结果的腔内探针。进一步更具体地，本发 明涉及被设计成使这样的腔内探针与2.0特斯拉 5.0特斯拉MR系统连接以获得 感兴趣区域的高分辨率图像和频谱结果的接口设备。
技术介绍
提供以下背景信息是为了帮助读者理解以下所公开的本专利技术以及通常使用它 的环境。本文中使用的术语并不旨在受限于本文档中的任何特定狭义诠释，除非另 有明确或隐含的陈述。核磁共振成像(MRI)是产生人体内部的高质量图像的非侵入性方法。它使 得医务人员能在不通过外科手术或使用诸如X射线的电离辐射的情况下观察人体 内部。这些图像具有常常可在视觉上区分疾病和其它病理形式与健康的人体组织的 高分辨率。也已开发了磁共振技术和系统，用于执行可确定组织或其它物质的化学 成分的频谱分析。MRI使用强大的磁体、无线电波和计算机技术来产生人体中软组织、肌肉、 神经和骨骼的详细图像。这是通过利用在人体内所有细胞内富含的氢原子的基本属性来实现的。在没有磁场时，氢原子核随机地在每个方向上像陀螺一样自旋或旋进。 然而，当有强磁场时，各氢原子核的旋转轴便沿该磁场的方向排列。这是因为氢原 子核具有所谓大磁矩，它基本上是一种沿该磁场方向排列的强烈固有倾向。总之，要成像区域的诸氢原子核产生一个平行于该磁场的平均磁化矢量。典型的MRI系统或扫描仪包括主磁铁、三个梯度线圈、射频(RF)天线(常 称为整体线圈)、以及从中操作人员可控制整个MRI系统的计算机工作站。然而， MRI系统的主要组件是主磁铁。它通常具有超导性并呈圆柱状。在其圆柱形腔体 (在MRI过程期间患者躺在其中)内，主磁铁产生常常称为Bo磁场的均匀静态(不 变化)的强磁场。该Bo磁场沿该腔体的纵轴(称为z方向)定向，它迫使体内氢 原子的磁化矢量排列成该方向。在这样排列时，原子核准备接收来自整体线圈的适 当频率的RF能量。该频率被称为拉莫尔频率并根据等式co^YBo决定，其中co为拉 莫尔频率(氢原子以该频率旋进)，Y为回旋磁常数，而Bo为该磁场的强度。RF天线或整体线圈通常用于发送RF能量脉冲，并接收由此在氢原子核中引 发产生的核磁共振(MR)信号。具体地，在其发送周期该整体线圈将RF能量广 播到该圆柱形腔体内。该RF能量产生也称为RFB,磁场的射频磁场，其磁力线垂 直于氢原子核的磁化矢量。该RF脉冲(或B!磁场)使得氢原子核的旋转轴相对 于主(BQ)磁场倾斜，从而使净磁化矢量偏离z方向达某一角度。然而，RF脉冲 将只影响以RF脉冲频率围绕其轴旋进的那些氢原子核。换言之，将只影响以该频 率共振的原子核，并且这样的共振是结合三个梯度线圈的操作来实现的。梯度线圈是电磁线圈。各梯度线圈被用来产生沿圆柱形腔体内三个空间方向 (x,y,z)之一线性变化但静态的磁场，即称为梯度B〗磁场的磁场。定位在主磁铁 内的梯度线圈在以特定方式极快速地开关时能以极为局部的水平改变主磁场。因 而，结合该主磁铁，梯度线圈可根据各种成像技术来操作，使氢原子核一在任何给 定点，或任何给定条、片或体积单元中一在施加了适当频率的RF脉冲时将能够实 现共振。响应于该RF脉冲，选定区域中的旋进氢原子吸收从整体线圈发送的RF 能量，由此迫使其磁化矢量倾斜偏离该主(Bo)磁场的方向。当关断整体线圈时， 氢原子核开始以MR信号的形式释放RF能量，如以下进一步说明。一种可用来获取图像的公知技术被称为自旋回声成像技术。根据该技术运行 的MRI系统首先激活一个梯度线圈以沿z轴建立一磁场梯度。这称为"切片选择 择梯度"，并且它在施加RF脉冲时建立而在关闭RF脉冲时切断。它使得共振仅在 位于要成像区域切片内的那些氢原子核中发生。共振不会在位于感兴趣平面的任一侧的任何组织中发生。在RF脉冲停止之后的瞬时，所激活切片中的全部氢原子核 都"同相"，即其磁化矢量都指向同一方向。如果任由其自生自灭，则切片中所有 氢原子核的净磁化矢量将弛豫，由此重新排列成Z方向。然而，第二梯度线圈被短 暂激活以产生沿y轴的磁场梯度。这称为"相位编码梯度"。它使得切片内的所有 氢原子核在梯度的最弱和最强端之间移动时指向越来越不同的方向。然后，在RF 脉冲、切片选择梯度和相位编码梯度已被关闭之后，第三梯度线圈被短暂激活以产 生沿X轴的梯度。这称为"频率编码梯度"或"读出梯度"，因为它只在最终测量MR信号时应用。它使得弛豫的磁化矢量被差动地重新励磁，从而靠近该梯度低端的原子核开始以较快速率旋进，而高端的那些原子核则获得更快得多的速度。当这 些原子核再次弛豫时，最快的原子核(处于该梯度高端的那些原子核)将发出最高 频率的无线电波。总之，梯度线圈使得MR信号能按空间编码，从而成像区域的每个部分都根 据其共振信号的频率和相位被唯一地限定。特别地，当氢原子核弛豫时，每个氢原子核都变成一个微型无线电发射器，取决于它所驻留的局部微环境而给出随时间变 化的特征脉冲。例如，脂肪中的氢原子核具有与水中的不同的微环境，并因而发射 不同的脉冲。由于这些差异连同不同组织的不同水脂比，不同的组织发射不同频率 的无线电信号。在其接收周期期间，整体线圈检测这些常常统称为MR信号的微 型无线电发射。来自整体线圈的这些独特共振信号被传递给MR系统的接收器， 在接收器中这些信号被转换成与之相对应的数学数据。整个过程必须多次重复以形 成具有良好信噪比(SNR)的图像。使用多维傅立叶变换，MR系统能将该数学数 据转换成两维甚至三维图像。当需要身体特定部分的更详细图像时，局部线圈常常替代整体线圈或与之一 起使用。局部线圈可采取体积线圈或表面线圈的形式。体积线圈用于围绕或包围要 成像的体积(例如头、手臂、手腕、小腿、膝盖或其它感兴趣区域)。然而，表面 线圈仅被装在或置于患者的特定表面上，从而可对下面的感兴趣区域(例如腹部、 胸部和/或骨盆区域)成像。此外，局部线圈可被设计成作为只接收线圈或收发(T/R) 线圈工作。只接收线圈只能检测由人体产生的MR信号(响应于扫描过程期间由 MR系统生成的Bi磁场)。然而，T/R线圈却不仅能接收MR信号，而且能发送产 生RFBi磁场的RF脉冲，这是在感兴趣区域的组织中引发共振的先决条件。在MRI领域中使用单个局部线圈(表面的或体积的)来检测MR信号是众所 周知的。根据该单线圈方法，相对较大的局部线圈被用来覆盖或包围整个感兴趣区域。早期的接收线圈仅仅是线性线圈，即它们只检测由感兴趣区域产生的MR信 号的两个(即垂直Mx，和水平My，)正交分量之一。然而，后来的接收线圈采用正 交模式检测，即它们可检测垂直和水平分量。与线性接收线圈相比，正交接收线圈使MRI系统能提供SNR得到很大改进(通常改进达41%)的图像。即使有了正交 模式检测带来的改进，单线圈方法仍然提供其质量亟待改进的图像。单线圈方法所 固有的缺点归因于只有一个线圈结构被用来获取整个感兴趣区域上的MR信号。开发了相控阵线圈以克服单线圈方法的缺点。不使用一个大局部线圈，相控 阵方法相反使用多个较小的局部线圈，且每个这样的线圈仅覆盖或包围感兴趣区域 的一部分。例如，在具本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种与核磁共振（ＭＲ）系统一起使用的腔内探针，用于获取患者腔体内感兴趣区域的图像或频谱，所述腔内探针包括：（ａ）第一线圈回路，用于接收来自感兴趣区域的ＭＲ信号，所述第一线圈回路中具有多个电容器，所述多个电容器包括（ｉ）第一驱动电容器 和第二驱动电容器，它们的值大致相等、串联连接在所述第一线圈回路内并在其结点处形成一虚拟接地，用于电平衡和阻抗匹配所述第一线圈回路；以及（ｉｉ）调谐电容器，在所述第一线圈回路内串联连接与所述驱动电容器的所述结点正好相对之处，并具有选择成使所述第一线圈回路以所述ＭＲ系统的工作频率共振的值；（ｂ）第一输出电缆，其一端连接在所述第一驱动电容器上；以及（ｃ）第二输出电缆，其一端连接在所述第二驱动电容器上；其中所述第一和所述第二输出电缆（ｉ）各自具有电气长度Ｓ↓［ Ｌ］＋ｎ（λ／４），其中Ｓ↓［Ｌ］是其电抗和与之相对应的驱动电容器的电抗大小相同的补充长度，ｎ是一奇数，而λ是所述ＭＲ系统的工作频率的波长；并且（ｉｉ）在一插头处终止，用于将所述第一线圈回路连接到所述腔内探针的接口设备。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：GJ米西科，
申请(专利权)人：梅德拉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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