颈胸联合成像线圈组件的制作方法

本发明涉及磁共振成像技术领域，具体地涉及一种颈胸联合成像线圈组件。

背景技术：

磁共振成像的基本原理为：人体组织内的某些原子，例如氢原子会因自旋运动并产生磁矩，可以看作一个个小磁体，这些小磁体在固定静磁场作用下会产生定向排列并以同一个特定频率绕磁场方向进动；此时，当外加一个相同频率的射频脉冲时，这些氢原子吸收一定能量而产生共振，自旋方向在射频脉冲作用下发生偏转；射频脉冲消失后，这些氢原子都将恢复到原来的状态，在恢复过程中，会释放出射频能量及改变自旋方向，此时对这些氢原子产生的射频信号进行采集，然后利用这些采集的信号进行图像重建，就可以得到人体组织的图像。上述过程中，射频线圈主要用来发射射频脉冲以及采集磁共振射频信号。线圈能影响图像的信噪比、分辨率和均匀性，对磁共振系统的成像质量具有至关重要的作用。

多通道表面阵列线圈是高场全身磁共振系统线圈的主流发展方向。在线圈的形状和大小一定的情况下，阵列线圈的单元数目越多，线圈单元越贴近人体组织，所采集的磁共振信号质量越好，成像的信噪比越高。因此，人体的不同部位，需要不同的线圈，目前各线圈生产商设计出了适用于人体各个部位的局部线圈，例如头部线圈，脊柱线圈，手腕线圈，脚踝线圈等。

目前市场上并没有性能优良的颈胸部线圈，因为人体颈部形状比较复杂，个体之间差异极大。大多商业的头颈胸一体的线圈为了适用于大部分受试者体型，尺寸一般偏大，虽然成像范围较大，但在颈部通道数不多，并且部分线圈单元远离人体组织，信噪比不够高。而商业专用颈动脉线圈虽然一定程度上提高了信噪比，但是成像范围小，而且往往很难与其他线圈配合使用。本发明采用分区模块化、相互软连接的线圈组合形式，很好的适应了人体颈胸部复杂的曲线结构和不同受试者体型的差异，能在较大范围内提供高质量的图像；同时本发明的颈胸联合成像线圈还可以和商用头部线圈紧密配合使用，在不需要更换线圈的情况下获得更大的成像范围。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种颈胸联合成像线圈组件，本发明的颈胸联合成像线圈组件的各部分完全按照人体颈胸部尺寸和形状来设计，并且颈胸前片和颈动脉部分都是可以活动的，在使用时能够尽可能贴近人体表面放置，从而大大提高了接收核磁信号能力。

根据本发明提供的颈胸联合成像线圈组件，包括颈胸前片，所述颈胸前片为半柔性结构，其外形与标准人体的颈胸前部相适应；颈背底座，所述颈背底座的上表面与标准人体的颈背部的外形相适应，所述颈背底座的下表面与床台相适应；颈动脉部分，在所述颈背底座的颈部两侧活动地设置有颈动脉部分；在所述颈胸前片、所述颈背底座和所述颈动脉部分内部镶嵌有线圈，所述线圈表面设置有绝缘外层，当颈胸联合成像线圈组件工作时所述颈胸前片、所述颈背底座和所述颈动脉部分与受试者表面贴合。

根据本发明的颈胸联合成像线圈组件的一种优选实施形式，所述颈胸联合成像线圈组件工作时围绕受试者的颈部至少包括8个线圈单元。

根据本发明的颈胸联合成像线圈组件的一种优选实施形式，所述颈胸联合成像线圈组件工作时围绕受试者的胸部至少包括8个线圈单元。

根据本发明的颈胸联合成像线圈组件的一种优选实施形式，在所述颈背底座的两侧设置有连接结构，用于固定所述颈胸前片和颈动脉部分。

根据本发明的颈胸联合成像线圈组件的一种优选实施形式，在所述颈胸联合成像线圈组件不使用时所述连接结构用于将所述颈胸前片、所述颈背底座和所述颈动脉部分固定到一起，便于所述颈胸联合成像线圈组件的搬移。

根据本发明的颈胸联合成像线圈组件的一种优选实施形式，使用时，所述颈背底座放置于床台上，受试者躺在所述颈背底座的上表面，所述颈胸前片放置于受试者之上，通过所述颈背底座的连接结构将所述颈胸前片和颈动脉部分固定。

根据本发明的颈胸联合成像线圈组件的一种优选实施形式，所述颈胸联合成像线圈还包括多功能盒，用于给所述颈胸前片和所述颈背底座提供电能、传输和放大核磁信号，并通过总电缆与核磁系统相连。

根据本发明的颈胸联合成像线圈组件的一种优选实施形式，所述颈胸前片和所述颈背底座分别通过多芯电缆与所述多功能盒相连接。

本发明的颈胸联合成像线圈组件在外观结构上，采用上下两部分分离式设计，两侧分别具有互相配合的可重复使用的连接结构，由于前片线圈是柔性的且直接浮搁在受试者身上，颈动脉部分也是活动结构可以紧贴颈部两侧放置，线圈各部分外形也都按人体颈胸部外形尺寸而设计，这样在成像扫描时，线圈各通道单元都能紧密贴合受试者表面，从而提高成像的信噪比。

电路分布上，本发明的颈胸联合成像线圈组件绕着颈部和胸部各一圈可分别设计成至少8个线圈单元，对于一些需要用到加速算法的成像应用也极为有利，可以使用较高的加速因子，缩短成像时间。

本发明的颈胸联合成像线圈组件各部分均采用较轻的材料制作，小巧轻便，搬运、使用和存放都很方便。紧凑的颈部外形结构设计使得本发明的颈胸联合成像线圈组件可以和商用头线圈实现无缝对接，进行头颈胸联合成像，这种大范围的成像对于当代人类高发的神经血管类疾病的检查和研究有很大的帮助。

附图说明

图1是本发明的颈胸联合成像线圈组件的外观结构图；

图2是本发明的颈胸联合成像线圈组件的内部线圈单元示意图；

图3是本发明的颈胸联合成像线圈组件的颈胸前片的线圈单元分布示意图；

图4是本发明的颈胸联合成像线圈组件和头线圈组件同时工作示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的颈胸联合成像线圈组件的具体结构和实施方式做详细地说明。

图1是本发明的颈胸联合成像线圈组件的外观结构图，如图1所示，本发明的颈胸联合成像线圈组件包括成像时置于床台上位于受试者颈胸背面的颈背底座部分102，置于受试者颈胸部正面的颈胸前片部分101。线圈表面均包裹有柔性绝缘材料，可以让受试者感觉更舒适。颈胸前片部分101为半柔性设计，其外形结构按标准人体颈胸前部的外形尺寸来设计，内部骨架支撑结构采用有一定弹性的合成材料制作而成。颈胸前片的上表面固定有一定宽度的尼龙搭扣毛面，可以与固定在颈背底座102两侧的绑带104上的尼龙搭扣钩面相粘接。颈背底座102的下表面曲度和床台相吻合，上表面则按标准人体的颈背部的外形尺寸来设计，可以相对活动地左右颈动脉部分103通过柔性绑带108连接在颈背底座颈部两侧。

柔性的线圈表面处理，适应人体颈胸部形状的曲面设计可以使线圈各通道更贴近人体从而提高图像质量。线圈各部分骨架及表面包装材料均使用轻质的合成材料，减轻了线圈重量，便于搬运和使用。底座背部两侧绑带结构104在线圈使用时可以用于固定颈胸前片101，使其紧贴人体同时又不会让人有太大的压迫感，在线圈不使用时可将线圈上下两部分固定到一起，便于线圈搬移和存放。这个绑带的绑定方式可以是尼龙搭扣，也可以是其他类似效果的连接固定装置。颈背底座部分和劲胸前片部分在电气上分别通过一根多芯电缆与多功能盒106相连，多功能盒用于给线圈各部分电路提供电力及放大和传输核磁信号，并通过总电缆107与核磁系统相连。

图2是本发明的颈胸联合成像线圈组件的内部线圈单元示意图，如图2所示，本发明的颈胸联合成像线圈组件可以设计成包含16个线圈单元，颈胸前片电路部分201包含颈部电路204的3个线圈单元和胸部电路206的4个线圈单元，共7个线圈单元；颈背底座电路部分202包括左右两侧的颈动脉部分203的4个线圈单元、颈后部205的一个线圈单元和背部207的4个线圈单元，共9个线圈单元；这样，整个颈胸联合成像线圈组件绕着颈部和胸部各一圈分别有8个线圈单元，即所述颈胸联合成像线圈组件工作时围绕受试者的颈部包括8个线圈单元，所述颈胸联合成像线圈组件工作时围绕受试者的胸部包括8个线圈单元。对于一些需要用到加速算法的成像应用极为有利，可以使用较高的加速因子，大大缩短成像时间。当然本发明的颈胸联合成像线圈组件的单元分布模式也不是唯一的，图2所示的这种分布，颈部前片的单元稍多，适合观察比较靠近前面的甲状腺等组织。如果希望颈椎成像效果好，可以在颈后部205部分多排布几个线圈单元。

由于人体颈部和胸部尺寸差别很大，在线圈单元数量相同的情况下，颈部线圈单元的尺寸会相对小很多，如果用胸部206或背部207那样传统的单元之间互相重叠去耦方式，会导致电路布局太复杂，为此颈胸前片的颈部几个线圈单元采用了共用相邻部分电路的去耦模式。

图3是本发明的颈胸联合成像线圈组件的颈胸前片的线圈单元分布示意图，如图3所示，304、305、306和307四个胸部线圈单元仍采用相邻单元之间的一定面积的重叠，比如304、305之间的重叠345来实现去耦；301、302和303几个颈部单元之间则采用共用部分电路的去耦模式，比如301和302之间共用了一段电路312，通过调整312中的电路参数，也可以较好的实现301和302之间的去耦。颈部单元301、302、303和胸部单元304、305、306、307之间的去耦还是采用部分重叠模式，比如301和304之间的重叠区域308，301和305之间的重叠区域309，这样的重叠可以提高人体内部离线圈稍远处图像的均匀性。

图4是本发明的颈胸联合成像线圈组件和头线圈组件同时工作示意图，如图4所示，本发明的颈胸联合成像线圈401可以和商用头线圈402配合使用，进行头颈胸联合成像，由于本发明的颈胸联合成像线圈颈部的紧绕型设计，可以部分插入头线圈开口处，实现和头部线圈的无缝对接，保证成像的均匀性和连续性。这种大范围的成像对于当代人类高发的神经血管类疾病的检查和研究有很大的帮助，因为神经血管的病变可能发生在颅内动脉、颅外颈动脉和主动脉弓的任意位置。

本发明提供了用于磁共振成像的线圈设备。此设备主要包括颈胸前片和颈背底座两组线圈部分。颈胸前片部分由5到7个线圈单元组成；颈背底座部分由9到11个线圈单元组成，其中包括位于颈部左右两侧可活动地颈动脉线圈部分。使用时，受试者躺在颈背底座上，颈胸前片轻放在受试者胸前，用绑带将颈胸前片固定，绑带将颈动脉部分紧贴着受试者颈部固定。

此设备可以单独使用，用于从心脏到颈部范围内的主动脉弓、甲状腺、颈动脉、颈椎等组织的磁共振成像，也可以和其他线圈比如头线圈配合使用，用于更大范围的神经血管组织成像。

图2和图3中所示意的线圈通道单元布局是根据16通道的成像系统来设计的，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，比如增加或减少某些部分线圈单元的数量，改变部分通道之间的去耦方式，改变线圈颈背底座和颈胸前片之间的绑带数量或固定方式，均属于本发明技术方案的保护范围。