一种极低场核磁共振成像系统及其基线校准方法技术方案

本发明专利技术提供一种极低场核磁共振成像系统及其基线校准方法，所述成像系统包括：设于射频屏蔽室内的核磁共振线圈组、预极化线圈、参考通道、第一SQUID读出电路、程控运算处理器、检测通道和第二SQUID读出电路，及设于射频屏蔽室外的SQUID控制/数据采集器和上位机；本发明专利技术利用参考通道的输出来补偿检测通道所探测的磁信号，以此抵消检测通道中的涡流磁场脉冲，从而减小检测通道的输出漂移，使其输出信号的基线稳定。通过本发明专利技术提供的一种极低场核磁共振成像系统及其基线校准方法，解决了现有技术中通过强预极化磁场脉冲及增大二阶梯度计尺寸来提高极低场核磁共振成像的信噪比时导致输出信号基线漂移的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种极低场核磁共振成像系统及其基线校准方法
本专利技术涉及极低场核磁共振成像
，特别是涉及一种极低场核磁共振成像系统及其基线校准方法。
技术介绍
核磁共振成像(MRI)是一种非侵入式的断层成像技术，它利用核磁共振现象从人体获得质子受激发后的电磁感应信号，通过空间编码来重建人体软组织的结构信息。其具有图像分辨率高，对人体组织尤其是软组织成像时对比度高等特点，且不会对人体造成损害，因此在临床医学诊断上获得了广泛应用。目前，临床医学上常用的商业MRI设备磁场强度都在1T以上，只能通过超导磁体实现，导致其结构复杂、造价昂贵、维护成本高。而基于超导量子干涉器件(SQUID)的极低场核磁共振成像(ULF-MRI)工作磁场强度在百微T量级，传统的亥姆霍兹线圈即可实现，因此具有结构简单、成本低廉等优点；此外，某些特殊的病变组织，如前列腺癌、乳腺癌、中风等，在极低场下与正常组织的对比度更大；因此，极低场核磁共振成像在某些特殊疾病的诊断中具有更大的优势。由于图像信噪比与磁场强度正相关，为了提高极低场核磁共振成像的信噪比，可在极低场核磁共振成像中引入预本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种极低场核磁共振成像系统，其特征在于，所述极低场核磁共振成像系统包括：/n核磁共振线圈组，用于产生多组核磁共振磁场脉冲；/n预极化线圈，设于多组所述核磁共振磁场脉冲的辐射区域内，用于产生一预极化磁场脉冲；/n至少一条参考通道，设于所述预极化线圈上方的低温恒温器内，用于探测其所在位置处多组所述核磁共振磁场脉冲和所述预极化磁场脉冲在关断后感应出的涡流磁场脉冲，并将其探测的磁信号转换为电信号；/n至少一个第一SQUID读出电路，对应连接于所述参考通道的输出端，用于读取所述参考通道输出的电信号；/n程控运算处理器，连接于所述第一SQUID读出电路的输出端，用于在学习阶段，根据补偿系数设置其电路参...

【技术特征摘要】
1.一种极低场核磁共振成像系统，其特征在于，所述极低场核磁共振成像系统包括：
核磁共振线圈组，用于产生多组核磁共振磁场脉冲；
预极化线圈，设于多组所述核磁共振磁场脉冲的辐射区域内，用于产生一预极化磁场脉冲；
至少一条参考通道，设于所述预极化线圈上方的低温恒温器内，用于探测其所在位置处多组所述核磁共振磁场脉冲和所述预极化磁场脉冲在关断后感应出的涡流磁场脉冲，并将其探测的磁信号转换为电信号；
至少一个第一SQUID读出电路，对应连接于所述参考通道的输出端，用于读取所述参考通道输出的电信号；
程控运算处理器，连接于所述第一SQUID读出电路的输出端，用于在学习阶段，根据补偿系数设置其电路参数；在检测阶段，对所述第一SQUID读出电路输出的电信号进行补偿运算以得到补偿信号；
检测通道，设于所述预极化线圈上方的低温恒温器内，且连接于所述程控运算处理器的输出端，用于在学习阶段，探测其所在位置处的所述涡流磁场脉冲，并将其探测的磁信号转换为电信号；在检测阶段，探测其所在位置处多组所述核磁共振磁场脉冲作用于被测物后所产生的感应磁场信号及所述涡流磁场脉冲，并根据所述补偿信号对其探测的磁信号进行补偿以抵消所述涡流磁场脉冲，再将补偿后的磁信号转换为电信号；
第二SQUID读出电路，连接于所述检测通道的输出端，用于读取所述检测通道输出的电信号；
SQUID控制/数据采集器，双向连接于所述第一SQUID读出电路及所述第二SQUID读出电路，用于控制所述第一SQUID读出电路及所述第二SQUID读出电路的工作状态，并在学习阶段，采集所述第一SQUID读出电路及所述第二SQUID读出电路输出的电信号，在检测阶段，采集所述第二SQUID读出电路输出的电信号；所述SQUID控制/数据采集器还将上位机输出的控制信号及补偿系数传输至所述程控运算处理器；
上位机，双向连接于所述SQUID控制/数据采集器，用于在学习阶段，对所述SQUID控制/数据采集器输出的至少两个电信号进行运算处理以得到所述补偿系数；在检测阶段，对所述SQUID控制/数据采集器输出的一个电信号进行应用处理；所述上位机还通过所述控制信号控制所述程控运算处理器的工作状态；
其中，所述核磁共振线圈组、所述预极化线圈、所述参考通道、所述第一SQUID读出电路、所述程控运算处理器、所述检测通道和所述第二SQUID读出电路均设于射频屏蔽室内，所述SQUID控制/数据采集器和所述上位机则设于所述射频屏蔽室外。


2.根据权利要求1所述的极低场核磁共振成像系统，其特征在于，所述参考通道包括：
第一磁探测传感器，用于探测其所在位置处的所述涡流磁场脉冲；
第一SQUID电流计，连接于所述第一磁探测传感器的输出端，用于将所述第一磁探测传感器探测的磁信号转换为电信号；
所述检测通道包括：
第二磁探测传感器，用于在学习阶段，探测其所在位置处的所述涡流磁场脉冲；在检测阶段，探测其所在位置处多组所述核磁共振磁场脉冲作用于被测物后所产生的感应磁场信号及所述涡流磁场脉冲；
第二SQUID电流计，连接于所述第二磁探测传感器的输出端及所述程控运算处理器的输出端，用于在学习阶段，将所述第二磁探测传感器探测到的磁信号转换为电信号；在检测阶段，先根据所述补偿信号对所述第二磁探测传感器探测的磁信号进行补偿以抵消所述涡流磁场脉冲，再将补偿后的磁信号转换为电信号。


3.根据权利要求1所述的极低场核磁共振成像系统，其特征在于，所述参考通道包括：
第一磁探测传感器，用于探测其所在位置处的所述涡流磁场脉冲；
第一SQUID电流计，连接于所述第一磁探测传感器的输出端，用于将所述第一磁探测传感器探测的磁信号转换为电信号；
所述检测通道包括：
第二磁探测传感器，用于在学习阶段，探测其所在位置处的所述涡流磁场脉冲；在检测阶段，探测其所在位置处多组所述核磁共振磁场脉冲作用于被测物后所产生的感应磁场信号及所述涡流磁场脉冲；
互感耦合线圈，连接于所述第二磁探测传感器和所述程控运算处理器之间，用于在检测阶段，将所述补偿信号互感耦合至所述第二磁探测传感器中，以根据所述补偿信号对所述第二磁探测传感器探测的磁信号进行补偿以抵消所述涡流磁场脉冲，再将补偿后的磁信号传输至所述第二SQUID电流计；
第二SQUID电流计，连接于所述互感耦合线圈的输出端，用于将所述互感耦合线圈输出的磁信号转换为电信号。


4.根据权利要求2或3所述的极低场核磁共振成像系统，其特征在于，在检测阶段，被测物置于所述第二磁探测传感器的正下方；此时，所述第一磁探测传感器与所述被测物之间的距离大于所述第二磁探测传感器与所述被测物之间距离的两倍。


5.根据权利要求2或3所述的极低场核磁共振成像系统，其特征在于，所述第一磁探测传感器选自磁强计、一阶平面梯度计、一阶轴向梯度计、二阶平面梯度计及二阶轴向梯度计中的一种；在所述参考通道的数量大于1条时，其中任一所述第一磁探测传感器均选自磁强计、一阶平面梯度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶泉，董慧，刘少杰，荣亮亮，谢晓明，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31