本发明专利技术提供一种MRI磁信号增强器件，该MRI磁信号增强器件包括外壳以及设置在外壳内的三块负磁导率超材料板，相邻两块负磁导率超材料板呈直角，负磁导率超材料板包括基板及多个周期性阵列排布在基板上的人造微结构，三块负磁导率超材料板构成一拱形结构，待测部位置于拱形结构内。本发明专利技术能够大大增强MRI成像设备接收线圈反馈待测部位磁信号的能力，可以在不更换MRI成像设备的情况下，提高MRI成像设备的成像质量，具有良好的应用开发前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及MRI医学成像领域，具体地涉及一种MRI磁信号增强器件。
技术介绍
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一个非常小的点，然后确定这是何种类型的组织。核磁共振成像机器采用特定于氢原子的无线电频率脉冲。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。现有核磁共振成像设备的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。MRI成像设备的清晰度与主磁场强度呈正相关，主磁场磁铁系统是MRI成像设备的主要部分，为了提升MRI成像系统的成像质量，一般需要更换整台MRI成像设备，造价十分高昂。接收线圈根据结构及检查目的的不同，可分为正交头部线圈、正交体部线圈，正交膝、踝关节线圈、头颈联合相控阵线圈、体部相控阵线圈、全脊柱相控阵线圈、表面柔软线圈以及乳腺、直肠内、宫腔内专用线圈等。MRI图像质量的好坏除与磁体类型、强度、梯度系统、射频系统等硬件及成像、图像处理软件有关之外，扫描技术、脉冲序列及扫描参数的选择均对MRI图像有很大的影响。据统计，相同的MRI硬件设备，若扫描技术应用不合理，其临床诊断符合率仅达到63%，可见MRI扫描技术对MRI成像的重要性，而其中对射频线圈的选择与合理应用更是至关重要。相控阵线圈是由2个以上线圈或线圈单元组成的线圈阵列，每个线圈可同时接收对应区域的磁共振信号，并使各小区域的信号有机地联系在一起。超材料是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。通过在材料的关键物理尺度上的结构有序设计，可以突破某些表观自然规律的限制，从而获得超出自然界固有的普通性质的超常材料功能。超材料的性质和功能主要来自于其内部的结构而非构成它们的材料。目前，现有的金属人造微结构的几何形状为“工”字形或者如图I所示的类似“凹”字形的开口环形，但这结构都不能实现磁导率y明显小于0或使超材料谐振频率降低，也不能实现各向同性，只有通过设计具有特殊几何图形的金属人造微结构，才能使得该人工电磁材料在特定频段内达到磁导率y值小于0，并具有较低的谐振频率。目前，国际社会对磁导率方面已有大量的研究，其中对于正磁导率的研究已经趋于成熟，对于负磁导率超材料的研究是现在国内外研究的热点，负磁导率具有量子极化作用，可以对入射波产生极化作用，因此作用范围很大，如在医学成像领域中的磁共振成像技术，负磁导率材料能够加强电磁波的成像效果，另外负磁导率材料在透镜研究方面亦有重要作用，在工程领域，磁导率通常都是指相对磁导率，为物质的绝对磁导率y与磁性常数U。(又称真空磁导率)的比值，Ur= y/Po，无量纲值。通常“相对”二字及符号下标r都被省去。磁导率是表示物质受到磁化场H作用时，内部的真磁场相对于H的增加(ii > I)或减少< D的程度。至今发现的自然界已存在的材料中，U —般是大于O的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于本专利技术能够大大增强MRI成像设备接收线圈反馈待测部位磁信号的能力，提高MRI成像设备的成像质量。本专利技术为实现专利技术目的采用的技术方案为提供一种MRI磁信号增强器件，该MRI磁信号增强器件包括外壳以及设置在外壳内的三块负磁导率超材料板，相邻两块负磁导率超材料板呈直角，负磁导率超材料板包括基板及多个周期性阵列排布在基板上的人造微结构，三块负磁导率超材料板构成一拱形结构，待测部位置于拱形结构内。 优选地，拱形结构的体积大于待测部位的体积。优选地，基板划分为多个相同的立方体基板单元，每个立方体基板单元上附着有一个人造微结构。优选地，立方体基板单元的边长为一电磁波波长的十分之一。优选地,立方体基板单元沿两两正交垂直的x、y、z三个方向阵列排布。优选地，人造微结构为开口谐振环结构及其衍生结构。优选地，人造微结构为银线。优选地，人造微结构为铜线。本专利技术的有益效果是将三块经过特殊设计负磁导率超材料板搭建成含有一拱形结构的MRI磁信号增强器件，将待测部位置于拱形结构中，利用负磁导率超材料板的磁导率为负这一特性，增强MRI成像设备的接收线圈反馈待测部位磁信号的能力，从而提高MRI成像设备的成像质量。附图说明图1，本专利技术结构示意图；图2，本专利技术负磁导率超材料结构示意图；图3，本专利技术立方体基板单元示意图；图4，本专利技术第二人造微结构示意图；图5，本专利技术第三人造微结构示意图；图6，本专利技术第四人造微结构示意图；图中，101外壳，102负磁导率超材料板，103拱形结构，10立方体基板单元，11第一人造微结构，12第二人造微结构，13第三人造微结构，14第四人造微结构。具体实施例方式图I为本专利技术结构示意图，包括外壳101及外壳101内部负磁导率超材料板102，三块相同的负磁导率超材料板102嵌入外壳101内。图2为本专利技术负磁导率超材料板结构示意图，相邻两块负磁导率超材料板呈直角，负磁导率超材料板102包括基板及多个周期性阵列排布在基板上的人造微结构，负磁导率超材料板102包括一拱形结构103，待测部位置于拱形结构103内，拱形结构103体积应大于待测部位，即拱形结构103应完全包覆待测部位。图3为本专利技术立方体基板单元10结构示意图，本专利技术的基板可“划分”为多个相同的立方体基板单元10，每个立方体基板单元10上附着有一个人造微结构，图3中第一人造微结构11为开口谐振环结构的衍生结构。立方体基板单元10沿两两正交垂直的x、y、z三个方向阵列排布，立方体基板单元10的边长为一电磁波波长的十分之一，例如工作环境是波长为、的电磁波，需要超材料对此电磁波的电磁特性是呈现负磁导率，则设计人造微结构时优选将上述行间距、列间距设为十分之一波长，即h = X /10。应当理解，本专利技术人造微结构还可以选择例如图4所示的第二人造微结构12，图5所示的第三人造微结构13等开口谐振环结构的衍生结构，同样的，还可以选择图6所示的开口谐振环人造微结构，以上结构经仿真发现均能实现超材料的磁导率为-I。本专利技术人造微结构为铜线、银线，也可以是铜与其他金属的合金，甚至是金线。人造微结构的走线间距 d相等，d最小可以做到0. 1mm。应当理解，根据实际需要，增加或减少人造微结构的绕线圈数，能够调节负磁导率超材料板102的谐振频率，人造微结构绕线圈数越多，负磁导率超材料板102的谐振频率越低。应当理解，本专利技术利用负磁导率超材料板磁导率为-I时的谐振频率与MRI成像设备的谐振频率近似，将经过特殊设计的负磁导率超材料板搭建成MRI磁信号增强器件，使之形成一个拱形结构，将待测部位置于此拱形结构内，增强MRI成像设备接收线圈反馈待测部位磁信号的能力，提高MRI成像设备的成像质量，本专利技术MRI磁信号增强器件具有广阔的发展前景。本专利技术中的上述实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种MRI磁信号增强器件，其特征在于，所述MRI磁信号增强器件包括外壳以及设置在外壳内的三块负磁导率超材料板，所述相邻两块负磁导率超材料板呈直角，所述负磁导率超材料板包括基板及多个周期性阵列排布在基板上的人造微结构，所述三块负磁导率超材料板构成一拱形结构，待测部位置于所述拱形结构内。2.根据权利要求I所述的MRI磁信号增强器件，其特征在于，所述拱形结构的体积大于所述待测部位的体积。3.根据权利要求I所述的MRI磁信号增强器件，其特征在于，所述基板划分为多个相同的立方体基板单元，每个所述立方体基板单元上...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，栾琳，郭洁，刘豫青，
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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