本发明专利技术通过设计一种具有负磁导率特性的MRI磁信号增强器件，并将MRI磁信号增强器件放置于待测部位与磁信号接收线圈之间，由于具有负磁导率的MRI磁信号增强器件能增强倏逝波的传播，因此，能有效地增强磁信号的接收，使磁信号接收线圈在距离设置和形状设计上具有更好的灵活性，并能增强MRI成像效果，为医学诊断提供更为准确的信息。
【技术实现步骤摘要】
ー种MRI磁信号增强器件
本专利技术涉及核磁共振(MRI)成像
背景技木核磁共振(MRI)成像系统的原理是利用线圈去检测原子核自旋吸收和发射的无线电波脉冲能量，该线圈作为接收线圈，在有些时 候还同时作为发射线圈。在无线电波脉冲能量的帮助下，核磁共振成像扫描仪可以定位患者体内ー个非常小的点，然后确定这是何种类型的组织。该点可能是ー个边长只有半毫米的立方体。核磁共振成像系统会对患者身体进行逐点扫描，从而构建组织类型的ニ维或者三维图。之后，它将所有信息整合到一起，创建ー个ニ维图像或者三维模型。核磁共振成像系统中最大、同时也是最重要的部件就是磁体。核磁共振成像系统中的磁体采用名为特斯拉的单位来衡量。如今核磁共振成像设备中使用的磁体的磁场强度在O. 5到2. O特斯拉(或5，000到20，000高斯)之间。每个核磁共振成像系统中都有另ー种磁体，称为梯度磁体。核磁共振成像机器中有三个梯度磁体。主磁体使患者身处ー个稳定、高强度的磁场中，而梯度磁体产生的是ー个可变磁场。核磁共振成像系统的其余部分包括ー个非常強大的计算机系统、ー些在患者躺在扫描仪下时将RF(无线电频率)脉冲发射到患者体内的设备以及许多其他的辅助部件。在扫描仪的膛筒内部，磁场直接通过放置患者的管道的中心。这意味着如果患者在扫描仪中仰卧，其体内的氢原子的质子将沿着脚部或者头部方向排列。这些质子中的绝大部分会彼此抵偿一也就是说，对于每个沿着足部方向排列的质子，都会有另ー个质子朝着头部方向排列来抵偿它。每ー百万个质子中，只有几个不会相互抵偿。这听起来并不多，但是仅体内的氢原子数目就已经足以描绘出高质量的图像了。核磁共振成像机器采用特定于氢原子的无线电频率脉沖。系统引导脉冲对准所要检查的身体区域，并导致该区域的质子吸收使它们以不同方向旋转或旋进所需的能量。这是核磁共振成像装置的“共振”部分。无线电频率脉冲迫使它们(指每一百万质子中多余的一对或者两对不匹配的质子)在特定频率下按照特定方向旋转。引发共振的特定频率被称为拉摩尔频率，该值是根据要成像的特定组织以及主磁场的磁场强度计算得出的。无线电频率脉冲通常利用一个线圈来提供，该线圈称为发射线圈。核磁共振成像机器针对身体的不同部位配有不同种类的线圈膝部、肩部、腕部、头部、颈部等等。这些线圈通常符合正在接受成像的身体部位的轮廓，或者至少在检查期间与这些部位的距离很近。大约在同一时间，三个梯度磁体开始工作。在以某种特殊方式迅速打开和关闭梯度磁体时，它们在主磁体中的排列组合使其可以在极小的局部范围内改变主磁场。这意味着我们可以精确选择所要成像的区域，在核磁共振成像中称之为“切片”。想像一下每片只有几毫米厚的ー块面包--核磁共振成像中的切片也可以达到这样的精度。我们可以从任何方向对身体的任何部位进行“切片”，使核磁共振成像比其他成像技术更具优势。这也意味着无需移动身体来使机器从另ー个方向获得图像一机器可以利用梯度磁体完成各种工作。当关闭无线电频率脉冲时，氢原子的质子运动开始缓慢(相对而言)返回它们在磁场中的自然排列位置，并释放所存储的额外能量。在这个过程中，它们会释放ー个信号，然后线圈会捕获该信号并发送到计算机系统。系统接收到的是经过转换的数学数据，该数据通过傅立叶变换形成可以放到胶片上的图形。这就是核磁共振成像系统的“成像”部分。现有核磁共振成像设备的不足在于接收线圈必须相当近地接近待测部位，以获取由待测部位释放出来的磁信号，一方面给接收线圈的设计带来不便，需要针对身体的不同部位设计不同种类的接收线圈，另一方面，増加了设备的制造成本。现有的核磁共振成像设备根据场强的不同，分为小于IT的低场核磁共振成像设备，I. 5T的中场核磁共振成像设备以及3. OT或以上的高场核磁共振成像设备，场强越高，其制造成本越高，成像效果也越好。目前国内的中小型医疗机构由于资金的原因，采用的均为低场核磁共振成像设备，亟待提高设备的MRI成像效果来获得更为准确和详细的诊断信O
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有核磁共振成像设备的上述不足，提供一种能增强MRI成像效果的MRI磁信号增强器件。本专利技术实现专利技术目的所采用的技术方案是，ー种MRI磁信号增强器件，设置在待测部位与MRI设备的磁信号接收线圈之间，用以增强磁信号成像效果，所述MRI磁信号增强器件包括由至少ー层超材料层组成的超材料，所述超材料层包括介质基板和阵列在介质基板上的多个磁性微结构，所述磁性微结构为由ー根螺绕线形成的螺绕开ロ谐振环，所述超材料具有负磁导率，所述超材料在负磁导率条件下的频率与MRI设备的磁信号工作频率相同。 优选地，所述超材料的磁导率为-I。具体地，所述介质基板为介电材料，所述磁性微结构为导电材料。具体地，所述介电材料为热固性有机树脂材料、热固性有机树脂纤维增强材料、热塑性有机树脂材料、陶瓷材料、陶瓷有机树脂复合材料。具体地，所述导电材料为金属铜、银、铝或金。具体地，所述螺绕开ロ谐振环为凹字形螺绕开ロ谐振环、方形螺绕开ロ环、圆环形螺绕开ロ环或多边形螺绕开ロ环。优选地，所述MRI磁信号增强器件还包括封装外売，所述超材料固定在所述封装外壳内。优选地，所述介质基板的厚度为O. 1-lmm。优选地，所述磁性微结构的线宽为O.线间距为O. 05-0. 15mm。优选地，所述磁性微结构的线厚度为O. 03-0. 05mm。本专利技术的有益效果是，通过设计ー种具有负磁导率特性的MRI磁信号增强器件，并将MRI磁信号增强器件放置于待测部位与磁信号接收线圈之间，由于具有负磁导率的MRI磁信号增强器件能增强倏逝波的传播，因此，能有效地增强磁信号的接收，使磁信号接收线圈在距离设置和形状设计上具有更好的灵活性，井能增强MRI成像效果，为医学诊断提供更为准确和详细的信息。附图说明图1，MRI磁信号增强器件的结构图。图2，方形螺绕开ロ谐振环的结构图。 图3，超材料谐振频率的特征曲线图。图4，未放入MRI磁信号增强器件时左手侧方位的猪腿MRI成像图。图5，放入MRI磁信号增强器件时左手侧方位的猪腿MRI成像图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。 ー种MRI磁信号增强器件，设置在待测部位与MRI设备的磁信号接收线圈之间，用以增强磁信号成像效果，MRI磁信号增强器件的结构图參看附图1，MRI磁信号增强器件为ー层由介质基板101和阵列在介质基板101上的多个磁性微结构102组成的超材料，磁性微结构102为由ー根螺绕线形成的方形螺绕开ロ谐振环，其结构图參看附图2。该超材料具有负磁导率，且该超材料在负磁导率条件下的频率与MRI设备的磁信号工作频率相同。对于开ロ谐振环类的磁性微结构而言，在电路上可以等效为LC电路，环形金属线等效电感L，线间电容等效电容C，因此，根据谐振频率的公式O) = #，对微结构进行多重绕线后，线圈的长度增长，等效地増大了电感L，线间电容C増加，从而降低了微结构的谐振频率，通过调整绕线的圈数可以对微结构的谐振频率进行调节，进而可以调节整个超材料的谐振频率。根据超材料谐振频率的特征曲线图，參看附图3，从图中可以看出，在谐振峰后面的一段频率范围内，超材料的磁导率为负。超材料磁导率为负的频率段与超材料的谐振频率密切相关，即随着超材料谐振频率的变化而变化，因此本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.ー种MRI磁信号增强器件，设置在待测部位与MRI设备的磁信号接收线圈之间，用以增强磁信号成像效果，其特征在于所述MRI磁信号增强器件包括由至少ー层超材料层组成的超材料，所述超材料层包括介质基板和阵列在介质基板上的多个磁性微结构，所述磁性微结构为由ー根螺绕线形成的螺绕开ロ谐振环，所述超材料具有负磁导率，所述超材料在负磁导率条件下的频率与MRI设备的磁信号工作频率相同。2.根据权利要求I所述的MRI磁信号增强器件，其特征在于所述超材料的磁导率为-I。3.根据权利要求I所述的MRI磁信号增强器件，其特征在于所述介质基板为介电材料，所述磁性微结构为导电材料。4.根据权利要求3所述的MRI磁信号增强器件，其特征在于所述介电材料为热固性有机树脂材料、热固性有机树脂纤维增强材料、热塑性有机树脂材料、陶瓷材料、陶瓷有机树...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，栾琳，郭洁，郭文鹏，杨学龙，
申请(专利权)人：深圳光启创新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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