用于在体测量人牙齿的电子顺磁共振谐振腔制造技术

本项发明专利技术涉及一种可以在体(in?vivo)测量人牙齿的电子顺磁共振谐振腔。该谐振腔外形为圆柱形，在腔体侧面开设有长方形检测口，检测口沿圆柱侧面弦向贯穿，其长边与谐振腔内微波磁场分量在该处的方向垂直并与腔壁上该处电流线方向相平行；检测口的两侧放置一对调制线圈使磁场调制作用到检测口内；采用耦合孔外的调配螺栓实现腔体与微波系统的耦合调节；谐振腔和耦合单元整体结构用黄铜制作。本发明专利技术主要用于对人牙齿在体EPR测量，实现辐射剂量的快速估算。也可以对不宜破坏整体结构或体积较大不方便置入谐振腔内的样品在腔外实施顺磁共振检测。

【技术实现步骤摘要】

本项专利技术涉及ー种电子顺磁共振检测装置，具体地说，涉及一种可以在体(inVivo)測量人牙齿的电子顺磁共振谐振腔。这种经过特殊设计的谐振腔其体积和外形均适于置入人口腔内部对牙齿进行直接检测，从而获取牙釉质样品的电子顺磁共振波谱，所属
为生物物理新技术与新方法。
技术介绍
电子顺磁共振(简称EPR)是用来检测物质中未耦电子的自旋磁矩发生塞曼能级跃迁的技术。利用这ー技术可以分析物质中含有的自由基、过渡金属元素、晶格缺陷等顺磁性中心的含量和性质。因此EPR被广泛地应用于物理、化学、地质、考古、材料科学以及生物医学等许多领域。 測量人体牙齿中的自由基信号可以获得重要的生物学信息。例如当人员遭受电离辐射后，可以利用电子顺磁共振技术探测牙齿内自由基的含量，由此可以用来估计人体的受照剂量。传统的EPR分析检测方法，需要将被测样品置于样品腔的中心。由于微波频率和微波场型的特殊要求，使得谐振腔的体积和外形受到限制，从而对谐振腔中的样品的外形和体积有相应的限制。实际上，传统EPR谱仪测量吋，一般是将样品进行粉碎处理后置入直径为I 5毫米的样品管中，然后将样品管置入谐振腔，进行电子顺磁共振研究。因此传统的EPR分析只能检测离体牙齿，而且需要将牙齿从口腔取出并粉碎后制成被测样品进行测量。这种方法由于实验条件和取样的问题，在实际应用中存在较大限制。本项专利技术就是针对上述问题，建立了一种可以在腔外进行电子顺磁共振测量的方法，从而实现对牙齿的在体測量。该方法主要用来快速地对人员受照剂量进行估算，也可以用来对其他体积较大且不允许破坏的样品进行局部顺磁共振检测。
技术实现思路
本项专利技术提供了一种可以在体对人牙齿进行电子顺磁共振测量的谐振腔，具体方案如下谐振腔体I外形为圆柱形，半径小于15毫米，长度小于30毫米，腔壁厚I 2毫米，大小和外形适于置入人口腔内。在腔体I侧面开设有长方形样品检测ロ 2，检测ロ位于圆柱形腔体轴向中心或靠近中心位置。检测ロ沿壁厚方向纵向贯通至腔体内部空间，沿圆柱弦向贯穿。该检测ロ长边尺寸为腔体内径的1/2 1/3，短边尺寸为腔体内长度的1/5 1/15。此检测ロ的长边与谐振腔内微波磁场分量在该处的方向垂直并与腔壁上该处电流线方向相平行。谐振腔检测ロ的两侧放置提供调制磁场的ー对线圈3，该线圈在检测ロ位置产生顺磁共振所需的一定強度的调制磁场。腔体的底座10利用螺丝通过螺孔9与调配单元5连接。调配单元与腔耦合采用带有耦合孔8的耦合膜片4，其厚度小于O. 2毫米。通过设置在耦合孔外的调谐螺栓7对耦合常数进行调节，耦合螺栓顶部带有金属小帽6。耦合单元的另ー侧与波导连接，并通过波导连接至谱仪微波桥单元。谐振腔和耦合单元整体结构用导电性良好的金属制作，表面镀银或者金来提高导电性。本谐振腔在加载特定频率的微波后，能够在腔体内部产生微波谐振。通过特殊设计谐振模式和检测孔位置与尺寸可以使检测孔位于腔内微波磁场分量集中的位置，同时避开了腔内微波电场分量较集中位置，使得谐振品质因数无较大损失。腔内的微波磁场分量可以从检测ロ位置泄露出来。检测ロ两侧的调制线圈通入驱动电流后可以在检测ロ处提供顺磁共振所需的高频调制磁场。在进行实际检测吋，谐振腔可以受测者口腔，受测者将牙齿咬入腔检测ロ。此时腔内的微波和腔外的调制磁场能够同时在检测ロ处作用于牙齿，腔外再施加以相应的扫描磁场就能够实现牙齿的在体EPR測量。本专利技术的腔体结构比较简単，便于加工和制作；体积小，外形圆滑，有利于置入ロ腔内部。将调制磁场装置置于腔体检测口外侧，最大程度减小了对腔体内部电磁特性的影响。本专利技术主要用于对人牙齿的在体EPR測量，以实现辐射剂量的快速估算，也可以对不方便破坏整体结构或体积较大不方便置入谐振腔体内部的样品在腔外实施顺磁共振检测，如考古定代用化石样品或地质研究用稀有样品。附图说明图I为本专利技术电子顺磁共振谐振腔体实施结构示意图。具体实施例方式腔体内径为22毫米，腔体内高度为28. 2毫米，腔体厚度为I. 5毫米，腔体结构材料为铜，表面镀银。检测ロ长方形纵向贯通ロ处长边尺寸为10毫米，短边为3毫米，检测ロ 与腔壁弦向贯通。调制线圈固定在检测口中心两侧5cm处，施加100K赫兹调制电流。将该腔体通过调配単元和波导与Bruker-A300型顺磁共振谱仪的微波系统相连接，微波谐振频率为9. 55G赫兹，腔内微波场型为TElll型。实际应用效果如下利用本专利技术所述的腔体检测ニ苯基苦基肼自由基(DPPH)点状样品，可以获得良好的EPR谱线。利用本专利技术所述的腔体检测Y射线辐照的人体牙齿，可以检测出牙体牙釉质的顺磁共振信号。权利要求1.一种顺磁共振谐振腔，其特征在于由腔体(I)、腔外调制线圈(5)和耦合单元(10)组成。腔体侧面设置有样品检测口(2)。2.根据权利要求I的顺磁共振谐振腔，其特征在于所述谐振腔腔体内腔和外形均为圆柱形。3.根据权利要求I的顺磁共振谐振腔，其特征在于所述腔体侧面设置长方形样品检测口，检测口纵向贯穿至腔体内部空间，弦向贯穿腔壁。4.根据权利要求I或3的顺磁共振谐振腔，其特征在于所述谐振腔样品检测位置在腔柱面侧壁开设的检测口处。5.根据权利要求I的顺磁共振谐振腔，其特征在于所述样品检测口位于圆柱形腔体轴向中心或靠近中心位置，检测口长边与腔内微波磁场分量垂直并且平行于腔表面电流。6.根据权利要求I的顺磁共振谐振腔，其特征在于所述谐振腔利用腔外的一对线圈提供调制磁场。7.根据权利要求3或4的顺磁共振谐振腔，其特征在于所述腔体检测口长边尺寸为腔体内径的1/2 1/3，短边尺寸为腔体内长度的1/5 1/15。8.根据权利要求I的顺磁共振谐振腔，其特征在于所述腔体可以置入人口腔内，对牙齿进行直接在体测量。9.根据权利要求I的顺磁共振谐振腔，其特征在于所述腔体可以对不方便破坏整体结构或体积较大不方便置入谐振腔体内部的样品在腔外实施顺磁共振检测。全文摘要本项专利技术涉及一种可以在体(in vivo)测量人牙齿的电子顺磁共振谐振腔。该谐振腔外形为圆柱形，在腔体侧面开设有长方形检测口，检测口沿圆柱侧面弦向贯穿，其长边与谐振腔内微波磁场分量在该处的方向垂直并与腔壁上该处电流线方向相平行；检测口的两侧放置一对调制线圈使磁场调制作用到检测口内；采用耦合孔外的调配螺栓实现腔体与微波系统的耦合调节；谐振腔和耦合单元整体结构用黄铜制作。本专利技术主要用于对人牙齿在体EPR测量，实现辐射剂量的快速估算。也可以对不宜破坏整体结构或体积较大不方便置入谐振腔内的样品在腔外实施顺磁共振检测。文档编号A61B5/055GK102657559SQ201210124520公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月26日 优先权日2012年4月26日专利技术者丛建波, 先宏, 吴可, 董国福, 袁清泉, 郭俊旺 申请人:中国人民解放军军事医学科学院放射与辐射医学研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴可，郭俊旺，袁清泉，丛建波，董国福，先宏，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事医学科学院放射与辐射医学研究所，
类型：发明
国别省市：