一种用于多核磁共振系统的超极化气体人体肺部成像线圈技术方案

本发明专利技术提供了一种用于多核磁共振系统的超极化气体人体肺部成像线圈，包括线圈插头，还包括上置线圈部和下置线圈部，上置线圈部包括上置线圈包裹层以及设置在上置线圈包裹层内的多个上置柔性线圈单元，多个上置柔性线圈单元依次排列分布；下置线圈部包括下置线圈包裹层以及设置在下置线圈包裹层内的多个下置柔性线圈单元，多个下置柔性线圈单元依次排列分布。本发明专利技术在具有较高灵敏度的同时，对不同体型患者的通用性强，并且安装、使用方便。使用方便。使用方便。

【技术实现步骤摘要】
一种用于多核磁共振系统的超极化气体人体肺部成像线圈


[0001]本专利技术涉及多核磁共振成像领域，属于超极化惰性气体肺部磁共振成像技术，具体涉及一种用于多核磁共振系统的超极化气体人体肺部成像线圈，适用于人体肺部疾病检查和早期诊断。

技术介绍

[0002]磁共振成像（MRI，MagneticResonanceImaging）在医学诊断和研究中已经得到了非常广泛的应用。目前在临床上使用的主要是质子磁共振仪，其基于人体中氢原子（质子）进行工作。质子磁共振成像能够对人体大部分的组织和器官进行结构和功能成像。然而，质子磁共振系统在对肺部疾病的检测与诊断上却显得乏力。由于肺部的氢原子核密度相较于其他组织低约1000倍，对于传统磁共振成像来说，肺部的氢原子核磁共振信号十分微弱，因此肺部一直是传统磁共振成像的“盲区”。采用超极化惰性气体（如超极化
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Xe）技术，能极大提高惰性气体的磁共振信号强度。能让肺部吸入超极化惰性气体，以惰性气体核作为成像核，使肺部MRI成为了可能。
[0003]目前商用的人体磁共振仪多工作在质子的核磁共振频率上。由于惰性气体的共振频率与质子不同，质子磁共振仪不能直接用于异核MRI成像，需要配置其它特定频率工作的硬件模块。当磁共振仪具备除了质子以外的其它原子核的扫描功能时，可称之为多核磁共振系统。
[0004]多核磁共振系统的硬件组成包括多种原子核对应的频率通道，并配有在不同频率工作的射频线圈。射频线圈包括发射和接收两种功能类型。在人体磁共振成像仪中，为达到较好的激发场均匀度并简化结构，质子发射线圈采取大体积线圈的形式，集成于扫描腔壁中。同时针对不同扫描部位，采用专用的质子局部接收线圈以提高灵敏度。目前商用人体成像仪还未见有扫描腔壁集成式的异核发射线圈，异核射频线圈的常见形式为发射/接收共用的局部线圈，以及分离的局部发射线圈和接收线圈组合。
[0005]肺部超极化气体成像线圈是人体肺部磁共振技术的一个环节，配置于多核磁共振系统。由于成像部位、工作频率和成像时间的特殊性，针对超极化气体肺部MRI的射频线圈需要具备成像区域均匀激发、快速成像、高灵敏度、使用方便等特性。现有的肺部超极化气体成像线圈有鸟笼、马鞍、相阵列等多种形式。为了在保证发射场均匀度同时提高接收灵敏度，可以采用围绕躯干的较大的鸟笼线圈作为发射线圈，采用靠近胸肺部位置的多通道阵列线圈作为接收线圈。这种线圈的成像性能较好，但结构较复杂、成本高，并且整体为刚性，重量较大，如果用于经常切换工作状态的多核成像仪，拆装使用不方便。除了体积较大的刚性线圈外，还有较轻便的半柔性或柔性线圈。包括马鞍结构的收发一体线圈，成对正交放置于人体胸背部周围。这种线圈较轻便，但由于在接收时也存在灵敏度较低的问题。还有采用更贴合人体的柔性马甲背心外形线圈，线圈由包围胸背部的多个环路组成，填充因子较高。这种线圈为了提高灵敏度，采用了紧贴的包裹式设计，缺点是需要针对不同体型的患者选择不同大小规格的线圈型号。
[0006]综合看来，现有的线圈存在下面的问题：由专用的发射线圈和多通道相阵列接收线圈组合而成的肺成像线圈，成像质量较好，但体积大成本高。填充因子较高的发射接收共用线圈，可以在体积小重量轻的同时，可以有较好的灵敏度，但用一套装置无法适应不同体型患者应用。目前缺乏一种在体型通用性、灵敏度、体积重量三方面都较好的肺成像线圈。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种用于多核磁共振系统的超极化气体人体肺部成像线圈，在能适应不同体型的患者、通用性强的同时，又具备高灵敏度和体积轻巧、使用方便的特点。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种用于多核磁共振系统的超极化气体人体肺部成像线圈，包括线圈插头，还包括上置线圈部、下置线圈部和转换模块，上置线圈部包括上置线圈包裹层以及设置在上置线圈包裹层内的多个上置柔性线圈单元，多个上置柔性线圈单元依次排列分布；下置线圈部包括下置线圈包裹层以及设置在下置线圈包裹层内的多个下置柔性线圈单元，多个下置柔性线圈单元依次排列分布，转换模块包括功分器、与各个上置柔性线圈单元对应的线圈收发单元、以及与各个下置柔性线圈单元对应的线圈收发单元，功分器的输入端与发射端口连接，发射端口与线圈插头连接，每个线圈收发单元包括移相器、衰减器、收发切换开关和前置放大器，移相器的输入端与功分器对应的功分输出端连接，移相器的输出端与衰减器的输入端连接，衰减器的输出端与收发切换开关的第一动节点连接，收发切换开关的第二动节点与前置放大器的输入端连接，收发切换开关的静节点与对应的上置柔性线圈单元或者下置柔性线圈单元连接，前置放大器的输出端与接收端口连接，接收端口与线圈插头连接。
[0009]相邻上置柔性线圈单元之间叠放设置；相邻下置柔性线圈单元之间叠放设置。
[0010]每个上置柔性线圈单元的长度覆盖肺部区域的纵向长度，各个上置柔性线圈单元排列的整体宽度覆盖肺部区域的横向宽度，每个下置柔性线圈单元的长度覆盖肺部区域的纵向长度，各个下置柔性线圈单元排列的整体宽度覆盖肺部区域的横向宽度。
[0011]如上所述的上置线圈包裹层和下置线圈包裹层为EVA泡沫。
[0012]依次排列分布的上置柔性线圈单元的两端与依次排列分布的下置柔性线圈单元的两端的距离大于7cm。
[0013]上置柔性线圈单元包括依次排列分布的第一线圈单元、第二线圈单元、第三线圈单元和第四线圈单元；所述的下置柔性线圈单元包括依次排列分布的第五线圈单元、第六线圈单元、第七线圈单元和第八线圈单元；第一线圈单元、第二线圈单元、第三线圈单元、第四线圈单元、第五线圈单元、第六线圈单元、第七线圈单元和第八线圈单元对应的移相器分别控制第一线圈单元、第二线圈单元、第三线圈单元、第四线圈单元、第五线圈单元、第六线圈单元、第七线圈单元和第八线圈单
元的发射脉冲产生0度、35度、97度、132度、150度、185度、215度、277度、307度的相位偏移，第一线圈单元、第二线圈单元、第三线圈单元、第四线圈单元、第五线圈单元、第六线圈单元、第七线圈单元和第八线圈单元对应的衰减器分别控制第一线圈单元、第二线圈单元、第三线圈单元、第四线圈单元、第五线圈单元、第六线圈单元、第七线圈单元和第八线圈单元的发射脉冲产生0%、10%、10%、0%、0%、10%、10%、0%的幅度衰减。
[0014]本专利技术相对于现有技术，具有以下有益效果：1、上置线圈部和下置线圈部与人体贴合度高。上置线圈部、下置线圈部与人体间缝隙小，填充因子高，有利于提高线圈灵敏度。
[0015]2、体型通用性好。上置线圈部和下置线圈部为分离的上下两部分包围人体，间距可根据人体厚度调节，同一套装置可以用于不同体型的患者。
[0016]3、使用方便。在扫描时，只需在下置线圈部上躺下后，把上置线圈部放置于胸部即可。避免了繁琐的安装穿戴操作。
[0017]4、佩戴轻软舒适。上置线圈部和下置线圈部采用重量较轻的柔性材料和结构，贴合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于多核磁共振系统的超极化气体人体肺部成像线圈，包括线圈插头（6），其特征在于，还包括上置线圈部（1）、下置线圈部（2）和转换模块（5），上置线圈部（1）包括上置线圈包裹层以及设置在上置线圈包裹层内的多个上置柔性线圈单元，多个上置柔性线圈单元依次排列分布；下置线圈部（2）包括下置线圈包裹层以及设置在下置线圈包裹层内的多个下置柔性线圈单元，多个下置柔性线圈单元依次排列分布，转换模块（5）包括功分器、与各个上置柔性线圈单元对应的线圈收发单元、以及与各个下置柔性线圈单元对应的线圈收发单元，功分器（15）的输入端与发射端口（48）连接，发射端口（48）与线圈插头（6）连接，每个线圈收发单元包括移相器、衰减器、收发切换开关和前置放大器，移相器的输入端与功分器对应的功分输出端连接，移相器的输出端与衰减器的输入端连接，衰减器的输出端与收发切换开关的第一动节点连接，收发切换开关的第二动节点与前置放大器的输入端连接，收发切换开关的静节点与对应的上置柔性线圈单元或者下置柔性线圈单元连接，前置放大器的输出端与接收端口（49）连接，接收端口（49）与线圈插头（6）连接。2.根据权利要求1所述的一种用于多核磁共振系统的超极化气体人体肺部成像线圈，其特征在于，相邻上置柔性线圈单元之间叠放设置；相邻下置柔性线圈单元之间叠放设置。3.根据权利要求1所述的一种用于多核磁共振系统的超极化气体人体肺部成像线圈，其特征在于，每个上置柔性线圈单元的长度覆盖肺部区域的纵向长度，各个上置柔性线圈单元排列的整体宽度覆盖肺部区域的横向宽度，每个下置柔性线圈单元的长度覆盖肺部区域的纵向长度，各个下置柔性线圈单元排列的整体宽度覆盖肺部区域的横向宽度。4.根据权利要求1所述的一种用于多核磁共振系统的超极化气体人体肺部成像线圈，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周欣，石磊，孙献平，
申请(专利权)人：武汉中科极化医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：