开放式超导磁共振成像系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种开放式超导磁共振成像系统，其包括：开放式超导磁体，其包括上下相对设置的第一超导线圈和第二超导线圈以及由铁磁材料制成的芯体，所述开放式超导磁体构造为产生形成磁共振信号的主磁场；梯度线圈，其包括上下相对的第一梯度线圈和第二梯度线圈，构造为产生梯度磁场；射频发射线圈，其包括上下相对设置的第一射频发射线圈和第二射频发射线圈，构造为产生激发被扫描物体的射频磁场；以及射频接收线圈，其构造为接收空间内的磁共振信号。该系统具有成像质量高、患者舒适等优点。
【专利说明】开放式超导磁共振成像系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及磁共振成像及检测领域，尤其涉及一种开放式超导磁共振成像系统。
【背景技术】
[0002]磁共振成像(MRI)系统是目前应用最广泛的无接触成像医疗设备之一，它利用磁共振现象从人体中获得电磁信号，并重建处人体信息主要应用于临床人体内部成像诊断。
[0003]在磁共振成像系统中，产生背景磁场的磁体是核心部件，在诊疗成像区域(即患者空间)产生足够强度和均匀度的背景磁场是产生磁共振现象的必要条件。并且，背景磁场的强度越高，可以成像的清晰度越高，越有利于病情的诊断。
[0004]超导磁体是由超导材料导线绕制的载流线圈制成，其工作在极低的温度环境下能够产生高强度磁场，中心磁场强度能够达到1.5T，甚至更高。此外，在例如40cm的均匀区球域空间(DSV)范围内，超导磁体产生的高强度磁场的不均勻度小于IOppm(ppm,百万分之
一 )O
[0005]但是，目前应用超导技术的磁共振系统均为圆柱状封闭式的，进行诊断时，人体需要沿着轴向方向进入圆柱状磁共振系统的内部空间，这对于幽闭恐惧症患者和肥胖患者来说是很不方便的。而且，这种磁共振系统由于受到空间限制无法与介入治疗向结合，限制了医疗技术的发展。
[0006]因此，需要一种开放式超导磁共振成像系统，以解决现有技术中存在的上述问题。实用新型内容
[0007]为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种开放式超导磁共振成像系统，所述开放式超导磁共振成像系统包括:开放式超导磁体，其包括上下相对设置的第一超导线圈和第二超导线圈以及由铁磁材料制成的芯体，所述开放式超导磁体构造为产生形成磁共振信号的主磁场；梯度线圈，其包括上下相对的第一梯度线圈和第二梯度线圈，构造为产生梯度磁场；射频发射线圈，其包括上下相对设置的第一射频发射线圈和第二射频发射线圈，构造为产生激发被扫描物体的射频磁场；以及射频接收线圈，其构造为接收空间内的磁共振信号。
[0008]优选地，所述第一超导线圈和所述第二超导线圈为具有空腔的中空圆柱体。
[0009]优选地，所述第一梯度线圈和所述第一射频发射线圈位于所述第一超导线圈的空腔内，所述第二梯度线圈和所述第二射频发射线圈位于所述第二超导线圈的空腔内。
[0010]优选地，所述第一梯度线圈和所述第二梯度线圈的厚度以及所述第一射频发射线圈和所述第二射频发射线圈分别为10-40mm。
[0011]优选地，所述开放式超导磁体为C型或双柱型超导磁体。
[0012]优选地，所述射频接收线圈为螺线管型、鞍型、正交型或相控阵型。
[0013]优选地，所述梯度线圈和所述射频发射线圈均为平板型。[0014]优选地，开放式超导磁共振成像系统还包括:扫描工作站，其构造为根据用户的操作形成扫描协议和序列；谱仪，其构造为对所述扫描协议和序列进行解析和执行，并输出相应波形和控制信号；放大器，其构造为将所述波形放大后发送至所述射频发射线圈和所述梯度线圈；其中，所述谱仪还构造为接收并处理来自所述射频接收线圈的所述磁共振信号，并发送至所述扫描工作站进行图像重建。
[0015]优选地，所述开放式超导磁共振成像系统还包括扫描床。
[0016]优选地，所述扫描床为三维可移动的扫描床。
[0017]本实用新型提供的开放式超导磁共振系统具有较高的磁场强度和均匀度，通过配置大功率射频和梯度功放，该系统的功率可以达到10-20kw，因此提高了成像的清晰度，丰富了成像功能。此外，由于主磁场和梯度磁场的方向与患者垂直，射频接收线圈套在被扫描物体上，因此可以使成像中心位于射频接收线圈的灵敏度中心，进一步提高了成像质量。进一步，由于该系统为开放式的，因此容纳被扫描物体的空间较大，舒适度较高，特别适用于肥胖患者和幽闭恐惧症患者，并且适用于与介入治疗相结合的横向领域应用。
[0018]在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0019]以下结合附图，详细说明本实用新型的优点和特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。在附图中，
[0021]图1为根据本实用新型的一种开放式超导磁共振成像系统的示意性框图；
[0022]图2为根据本实用新型一个实施例的双柱型的开放式超导磁共振成像系统的示意性剖视图；
[0023]图3为根据本实用新型另一个实施例的C型的开放式超导磁共振成像系统的示意性首lJ视图;
[0024]图4为根据本实用新型一个实施例的射频发射线圈的示意图；
[0025]图5为根据本实用新型一个实施例的射频接收线圈的示意图；以及
[0026]图6为根据本实用新型另一个实施例的射频接收线圈的示意图。
【具体实施方式】
[0027]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0028]为了彻底了解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本实用新型的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。
[0029]本实用新型提供了一种开放式超导磁共振成像系统。图1为根据本实用新型一个实施例的开放式超导磁共振成像系统的示意性框图。
[0030]如图1所示，磁共振成像系统100包括扫描间110、设备间120和操作间130。扫描间Iio内设置有开放式超导磁体111、梯度线圈112、射频发射线圈113、射频接收线圈114和用于承载被扫描物体的扫描床115。设备间120内放置有梯度放大器121、射频放大器122、谱仪123和稳压电源124。并且，在扫描间110和设备间120之间还设置有滤波器125。操作间130内设置有操作人员操作该磁共振成像系统100的扫描工作站131。
[0031]开放式超导磁体111产生形成磁共振信号的主磁场环境；扫描工作站131将用户操作形成的扫描协议和序列发送到谱仪123 ;谱仪123对扫描协议和序列进行解析和执行，并输出相应波形和控制信号至射频放大器122和梯度放大器121 ;射频放大器122和梯度放大器121将输入波形放大后，分别传送至射频发射线圈113和梯度线圈112 ;射频发射线圈113产生空间的射频场激发被扫描物体或人体，形成磁共振信号；梯度线圈112产生梯度磁场在磁共振信号中加入空间编码信息；射频接收线圈114接收空间磁共振信号经多级放大传送至谱仪123 ;谱仪123对接收到的磁共振信号进行处理并传送至扫描工作站131 ;扫描工作站131对磁共振数据进行图像重建，并将重建所得图像显示给操作者。
[0032]优选地，扫描床115可以为 申请人:在中国的第201320006859.4号实用新型专利中要求保护的三维可移动扫描床。本文将该专利申请的全文引入作为参考。当然，扫描床115不限于此，其还可以为本领域内已知的各种扫描床。
[0033]优选地，谱仪123可以为 申请人:在中国的第201220042351.5号实用新型专利中要求保护的基于cpci的磁共振成像系统的谱仪。本文将该专利申请的全文引入作为参考。当然，谱仪123不限于此，其还可以为本领域内已知的各种谱仪。
[0034]图2为根据本实用新型一个实施例的开放式超导磁共振成像系统位于扫描间内的部件的示意性剖视图。如图2所示，开放式超导磁体包括上下相对设置的第一超导线圈201A和第二超导线圈201B，第一超导线圈201A和第二超导线圈201B分别封闭在低温的真空腔体204内。另外，开放式磁体还包括由铁磁材料制成的芯体201C，芯体201C内形成了磁力线回路。开放式超导磁体可以为图2中所示的双柱型，可以为图3中所示的C形。图3中显示的与图2中相同的部件采用了相同的标记，图3中所示的实施例与图2中所示的实施例不同之处仅在于芯体301C呈C型。该开放式超导磁体可以产生形成磁共振信号的主磁场。
[0035]返回参见图2，梯度线圈包括上下相对的第一梯度线圈202A和第二梯度线圈202B。梯度线圈可以产生梯度磁场，以在磁共振信号中加入空间编码信息。在本方面的优选实施例中，第一梯度线圈202A和第二梯度线圈202B均呈平板状。
[0036]射频发射线圈包括上下相对设置的第一射频发射线圈203A和第二射频发射线圈203B。射频发射线圈可以产生激发被扫描物体的射频磁场，射频磁场的方向与主磁场和梯度磁场垂直。射频发射线圈可以采用图4中所示的射频发射线圈以及任何其它适用于开放式超导系统的射频发射线圈。在本方面的优选实施例中，第一射频发射线圈203A和第二射频发射线圈203B均呈平板状。
[0037]射频接收线圈(未示出)可以接收空间内的磁共振信号。作为示例，射频接收线圈可以为图5-6中所示的螺线管和鞍形组合的正交型，也可以为任何其它适用于开放式超导系统的射频接收线圈，如相控阵型。在诊断过程中，射频接收线圈套在被扫描物体上。[0038]对于梯度线圈、射频发射线圈和射频接收线圈可以具有本领域内已知的各种构造，本文仅对与现有技术存在区别之处进行详细描述。
[0039]在一个优选实施例中，如图2和3所示，第一超导线圈201A和第二超导线圈201B为具有空腔的中空圆柱体。第一梯度线圈202A和第一射频发射线圈203A可以位于第一超导线圈201A的空腔内，第二梯度线圈202B和第二射频发射线圈203B可以位于第二超导线圈201B的空腔内。以此设置方式，可以使两磁极之间的空间增加10-40cm，以提高患者使用的舒适度，并且为其它操作(例如介入式治疗)提供的必要的空间。
[0040]在此基础上，可以支持更大厚度的射频发射线圈和梯度线圈的设计，优选地，可以从目前的5-20mm厚增加到10_40mm厚，从而使射频发射线圈和梯度线圈的输出效率提高50-100%。因此，在进一步的优选实施例中，本实用新型提供的开放式超导磁共振成像系统的第一梯度线圈202A和第二梯度线圈202B的厚度以及第一射频发射线圈203A和第二射频发射线圈203B分别为10-40mm。
[0041]本实用新型提供的开放式超导磁共振系统具有较高的磁场强度和均匀度，通过配置大功率射频和梯度功放，该系统的功率可以达到10-20kw，因此提高了成像的清晰度，丰富了成像功能。此外，由于主磁场和梯度磁场的方向与患者垂直，射频接收线圈套在被扫描物体上，因此可以使成像中心位于射频接收线圈的灵敏度中心，进一步提高了成像质量。进一步，由于该系统为开放式的，因此容纳被扫描物体的空间较大，舒适度较高，特别适用于肥胖患者和幽闭恐惧症患者，并且适用于与介入治疗相结合的横向领域应用。
[0042]本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【权利要求】
1.一种开放式超导磁共振成像系统，其特征在于，所述开放式超导磁共振成像系统包括: 开放式超导磁体，其包括上下相对设置的第一超导线圈和第二超导线圈以及由铁磁材料制成的芯体，所述开放式超导磁体构造为产生形成磁共振信号的主磁场； 梯度线圈，其包括上下相对的第一梯度线圈和第二梯度线圈，构造为产生梯度磁场；射频发射线圈，其包括上下相对设置的第一射频发射线圈和第二射频发射线圈，构造为产生激发被扫描物体的射频磁场；以及 射频接收线圈，其构造为接收空间内的磁共振信号。
2.按照权利要求1所述的开放式超导磁共振成像系统，其特征在于，所述第一超导线圈和所述第二超导线圈为具有空腔的中空圆柱体。
3.按照权利要求2所述的开放式超导磁共振成像系统，其特征在于，所述第一梯度线圈和所述第一射频发射线圈位于所述第一超导线圈的空腔内，所述第二梯度线圈和所述第二射频发射线圈位于所述第二超导线圈的空腔内。
4.按照权利要求3所述的开放式超导磁共振成像系统，其特征在于，所述第一梯度线圈和所述第二梯度线圈的厚度以及所述第一射频发射线圈和所述第二射频发射线圈分别为 10_40mm。
5.按照权利要求1所述的开放式超导磁共振成像系统，其特征在于，所述开放式超导磁体为C型或双柱型超导磁体。
6.按照权利要求1所述的开放式超导磁共振成像系统，其特征在于，所述射频接收线圈为螺线管型、鞍型、正交型或相控阵型。
7.按照权利要求1所述的开放式超导磁共振成像系统，其特征在于，所述梯度线圈和所述射频发射线圈均为平板型。
8.按照权利要求1所述的开放式超导磁共振成像系统，其特征在于，开放式超导磁共振成像系统还包括: 扫描工作站，其构造为根据用户的操作形成扫描协议和序列； 谱仪，其构造为对所述扫描协议和序列进行解析和执行，并输出相应波形和控制信号; 放大器，其构造为将所述波形放大后发送至所述射频发射线圈和所述梯度线圈； 其中，所述谱仪还构造为接收并处理来自所述射频接收线圈的所述磁共振信号，并发送至所述扫描工作站进行图像重建。
9.按照权利要求8所述的开放式超导磁共振成像系统，其特征在于，所述开放式超导磁共振成像系统还包括扫描床。
10.按照权利要求9所述的开放式超导磁共振成像系统，其特征在于，所述扫描床为三维可移动的扫描床。
【文档编号】A61B5/055GK203468608SQ201320550807
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】刘弢, 牟晓勇 申请人:北京汇影互联科技有限公司