射频线圈及医学图像扫描系统的制作方法

文档序号:14949729发布日期:2018-07-17 22:16阅读:193来源:国知局

本申请涉及医疗器械技术领域,尤其涉及一种射频线圈及医学图像扫描系统。



背景技术:

随着科技进步,医疗器械领域的各项技术也呈飞速发展的趋势,磁共振系统(magneticresonanceimaging,mri)等医学成像系统已经成为医疗诊断过程中的核心系统之一。

例如,采用磁共振系统时,磁共振系统中的射频线圈可以提供磁场,该射频线圈贴近被测者的身体,即可通过磁共振系统实现被测者的扫描,最终得到扫描图像。以人体的脊柱扫描为例,对人体的脊柱进行扫描时,被测者可以躺在扫描床上,该扫描床上设置有射频线圈,被测者躺下以后,射频线圈作用于被测者,进而实现脊柱扫描。为了保证扫描效果,该射频线圈最好与人体的后背相贴合。

然而,由于人体后背不是一个平整的平面,具体表现为在左右方向存在拱形弧度,在头脚方向也存在拱形弧度,同时某些被测者还会有驼背的情况,其后背将呈现出更大的弧度。而上述射频线圈仅在左右方向有轻微的弧度,因此前述提到的被测者的后背的实际情况将会造成射频线圈不能完全地与被测者的后背贴合。故,采用此种射频线圈对被测者的脊柱等部位进行扫描时,所得到的扫描图像的信噪比比较差。



技术实现要素:

本申请提供了一种射频线圈及医学图像扫描系统,以改善对被测者进行扫描时的扫描图像信噪比。

本申请的第一方面提供了一种射频线圈,其包括多个线圈单元,所述线圈单元包括至少一段用于发射和/或接收射频信号的电导体,至少一个所述线圈单元为可变形线圈单元,所述可变形线圈单元的电导体包括:

主体段,所述主体段设置为至少两个;

柔性连接段,

各所述主体段之间通过所述柔性连接段连接,以使相连接的所述主体段能够相对转动。

所述射频线圈为脊柱线圈,所述脊柱线圈包括多个所述线圈单元,各所述线圈单元在相互垂直的两个方向上呈阵列式排布。

可选的,多个所述线圈单元中,一部分所述线圈单元组成腰胸椎线圈部分,一部分所述线圈单元组成连接线圈部分,一部分所述线圈单元组成颈椎线圈部分,所述颈椎线圈部分通过所述连接线圈部分与所述腰胸椎线圈部分连接,且所述颈椎线圈部分中的各所述线圈单元和所述腰胸椎线圈部分中的各所述线圈单元均为所述可变形线圈单元。

可选的,所述腰胸椎线圈部分中:

各所述可变形线圈单元以行方向和列方向呈阵列式排布,所述可变形线圈单元中,在所述行方向上排布两个所述柔性连接段,且该柔性连接段为第一连接段,在所述列方向上排布两个所述柔性连接段,且该柔性连接段为第二连接段,

各所述可变形线圈单元的所述第一连接段均在所述行方向上排布,各所述可变形线圈单元的所述第二连接段均在所述列方向上排布,

其中,所述行方向为被测者的左右方向,所述列方向为被测者的头脚方向。

可选的,所述颈椎线圈部分中至少设置一行所述可变形线圈单元,该行中的所述可变形线圈单元在被测者的头脚方向上排布两个所述柔性连接段。

可选的,所述可变形线圈单元为多边形线圈单元,所述柔性连接段设置于其所在的边的中部。

可选的,所述柔性连接段为柔性导线。

可选的,还包括:

柔性支撑体,所述柔性支撑体具有被测者支撑面,

多个所述线圈单元铺设于所述被测者支撑面。

可选的,还包括:

硬质辅助垫,所述硬质辅助垫设置于所述柔性支撑体背离所述线圈单元的一侧,

所述被测者支撑面包括背部支撑部分和颈部支撑部分,所述硬质辅助垫对应于所述背部支撑部分和所述颈部支撑部分的连接处设置。

本申请的第二方面提供了一种医学图像扫描系统,其包括:

扫描床;

射频线圈,所述射频线圈设置于所述扫描床,且所述射频线圈为上述任一项所述的射频线圈。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果:

本申请所提供的射频线圈中设置至少一个可变形线圈单元,该可变形线圈单元的电导体包括主体段和柔性连接段,由于柔性连接段自身可以发生变形,因此可以使得相连接的主体段之间相对转动,进而使得整个可变形线圈单元根据被测者背部的弧度进行弯曲,进而更好地与被测者的背部进行贴合,以此改善对被测者的身体进行扫描时的扫描图像信噪比。

应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的射频线圈的结构简图;

图2为本申请实施例所提供的射频线圈中,可变形线圈单元的结构简图;

图3为本申请实施例所提供的医学图像扫描系统的结构简图;

图4为本申请实施例所提供的医学图像扫描系统在另一种状态下的结构简图;

图5为本申请实施例所提供的医学图像扫描系统在另一方向上的结构简图;

图6为本申请另一实施例所提供的医学图像扫描系统的结构简图。

附图标记:

100-射频线圈;

110-线圈单元;

110a-可变形线圈单元;

111-主体段;

111a-第一主体段;

111b-第二主体段;

111c-第三主体段;

111d-第四主体段;

112-柔性连接段;

112a-第一段;

112b-第二段;

112c-第三段;

112d-第四段;

112e-第一连接段;

112f-第二连接段;

100a-腰胸椎线圈部分;

100b-连接线圈部分;

100c-颈椎线圈部分;

200-被测者;

300-扫描床;

400-柔性支撑体;

410-被测者支撑面;

500-硬质辅助垫。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

如图1-6所示,本申请实施例提供了一种射频线圈100,特别是一种局部射频线圈(localcoil),用于对被测者200进行磁共振扫描成像,该射频线圈100可包括一个或多个线圈单元,且存在这样的线圈单元:当对线圈单元施加外部作用力,该线圈单元的形状会发生变化。该射频线圈100可以是脊柱线圈、下肢线圈、脚踝线圈等,需要对被测者200的脊柱进行扫描时,该射频线圈100可以与被测者200的待扫描组织区域,如背部和/或者颈部贴合,以提供扫描所需的射频磁场。而射频线圈100与被测者200的背部和/或者颈部之间的贴合程度,将直接决定扫描效果(例如图像信噪比)的优劣。需要说明的是,这里的被测者200可以是人体,也可以是动物体、水模体等。

在一些情况下,射频线圈100也可以是头线圈、头颈线圈、眼眶线圈、乳腺线圈、肩线圈、关节线圈、体柔性线圈、下肢线圈的任意一种。

本申请实施例提供的射频线圈100具体可以包括多个线圈单元110,线圈单元110可以是环形、马鞍形、螺线管形、鸟笼形、蝶形、梯形等形状的结构。多个线圈单元110可以组成相控阵线圈单元阵列(phasearraycoil),以适用于进行磁共振多通道并行成像。这些线圈单元110可以作为发射线圈和/或接收线圈,各自可以独立地提供射频磁场进而向被测者200发射射频信号,和/或接收由被测者200发出的磁共振射频信号,各线圈单元110可以根据实际所需进行排布,为了提升扫描效果,相邻线圈单元110之间可采用电容去耦、电感去耦或者交叠去耦等多种去耦方式中的一种或多种的组合。在此实施例中,相邻线圈单元110可以部分交叠,以实现线圈单元110之间的去耦/解耦。示例性地,如图1所示,图中以环形线圈单元为例,为了清楚地表示出各线圈单元110之间的交叠,图中的线圈单元110分为三种,分别用实线、虚线和点划线表示。

当射频线圈100为脊柱线圈时,该脊柱线圈可以包括多个线圈单元110,各线圈单元110在相互垂直的两个方向上呈阵列式排布。

上述的线圈单元110包括至少一段用于发射和/或接收射频信号的电导体,多个线圈单元110中的至少一个线圈单元110为可变形线圈单元110,该可变形线圈单元110a的结构具体可以参照图1和图2所示,其所包含的电导体可以包括:

主体段111,该主体段111设置为至少两个,每个主体段111可作为形成磁场的主体部分,此主体段111可以为曲线形结构,示例性地,主体段111可以是具有一定厚度的铜片、铜条等导电体;

柔性连接段112,此柔性连接段112与主体段111可以电连接,使得柔性连接段112自身既可以用于形成射频磁场,又可以发生变形,在图1和图2中,为了清楚地表示柔性连接段112,将柔性连接段112设置的比主体段111更粗一些,在实际的实施方案中,两者的尺寸并不受限制,可以根据实际需求灵活选择。为了简化射频线圈100的结构,同时便于相关电路的设计,本申请实施例将柔性连接段112选取为柔性导线。

可选地,上述的主体段111通常比柔性连接段112长一些,各主体段111通过柔性连接段112形成一个整体。另外,主体段111自身也可以具有一定的柔性,但是柔性连接段112的柔性大于主体段111的柔性,使得柔性连接段112的变形幅度大于主体段111的变形幅度。

为了保护上述电导体,还可以在电导体的外部增加保护套(图中未示出),该保护套包裹主体段111和柔性连接段112,以达到保护的目的。

上述各主体段111之间通过柔性连接段112连接,以使相连接的主体段111能够相对转动,转动方向可以是预设的方向,也可以是任意方向,对应的转动角度可以达到90度甚至更大。例如射频线圈100的线圈单元中的主体段111和柔性连接段112在自然状态下两者可沿直线(两主体段111呈180度)依次连接,当受到外部作用力时,柔性连接段112可沿外部作用力的方向发生弯折,从而使得与柔性连接段112相连的两主体段111之间成一定角度。该角度的大小与外部作用力的大小相关,外部作用力越大,两主体段111之间的角度越小;外部作用力越小,两主体段之间的角度越大。示例性地,以图2所示的结构为例,该可变形线圈单元110a包括四个主体段111,分别为第一主体段111a、第二主体段111b、第三主体段111c和第四主体段111d,柔性连接段112也设置为四个,分别为第一段112a、第二段112b、第三段112c和第四段112d,第一主体段111a通过第一段112a与第二主体段111b连接,第二主体段111b通过第二段112b与第三主体段111c连接,第三主体段111c通过第三段112c与第四主体段111d连接,第四主体段111d通过第四段112d与第一主体段111a连接,以形成封闭形状的可变形线圈单元110a。此时,第一主体段111a与第二主体段111b、第二主体段111b与第三主体段111c、第三主体段111c与第四主体段111d以及第四主体段111d与第一主体段111a之间可以发生相对转动。

其中,以被测者为人体,扫描部位为背部为例,第一主体段111a与第二主体段111b、第三主体段111c与第四主体段111d之间的转动可以适应人体背部在左右方向(即左手指向右手或者右手指向左手的方向)上的弧度变化,第二主体段111b与第三主体段111c、第四主体段111d与第一主体段111a之间的转动可以适应人体背部在头脚方向(即头部指向脚部的方向或者脚部指向头部的方向)上的弧度变化,以更好地适应人体背部弧度的复杂变化。当然,单个可变形线圈单元110a中的柔性连接段112的数量也不限于上文所述,其可以设置更少或者更多,以仅在前述的左右方向适应人体背部的弧度变化,或者仅在前述的头脚方向适应人体背部的弧度变化,也可以在除左右方向和头脚方向以外的方向上适应人体背部的弧度变化。

由上述内容可知,本申请实施例所提供的射频线圈100中设置至少一个可变形线圈单元110a,该可变形线圈单元110a的电导体包括主体段111和柔性连接段112,由于柔性连接段112自身可以发生变形,因此可以使得相连接的主体段111之间相对转动,进而使得整个可变形线圈单元110a根据被测者200背部(和/或颈部)的弧度进行弯曲,进而更好地与被测者200的背部(和/或颈部)进行贴合,以此改善对被测者进行扫描时的扫描图像信噪比,得到更清晰的扫描图像。

当射频线圈100为脊柱线圈时,考虑到被测者200的脊柱通常包括腰椎、胸椎和颈部,可选地,多个线圈单元110中,一部分线圈单元110组成腰胸椎线圈部分100a,一部分线圈单元110组成连接线圈部分100b,一部分线圈单元110组成颈椎线圈部分100c,颈椎线圈部分100c通过连接线圈部分100b与腰胸椎线圈部分100a连接。其中:

腰胸椎线圈部分100a用于与被测者200的腰椎和胸椎部分进行贴合,其所包含的各线圈单元110可以均设置为可变形线圈单元110a,以此更好地适应被测者200背部在腰椎和胸椎所对应位置处的弧度变化。示例性地,腰胸椎线圈部分100a所包含的各线圈单元110可以杂乱排布,也可以规律排布,为了更好地覆盖腰椎和胸椎所对应的部分,同时便于形成均匀的磁场,该腰胸椎线圈部分100a中:各可变形线圈单元110a以行方向和列方向呈阵列式排布,该可变形线圈单元110a中,在行方向上排布两个柔性连接段112,且该柔性连接段112为第一连接段112e,在列方向上同样排布两个柔性连接段112,且该柔性连接段112为第二连接段112f,各可变形线圈单元110a的第一连接段112e均在前述行方向上排布,即对齐,各可变形线圈单元110a的第二连接段112f均在列方向上排布,即对齐。其中,前述的行方向为被测者200的左右方向,列方向为被测者200的头脚方向。如此设置一方面可以达到前述的效果,另一方面,由于被测者200背部的弧度变化主要集中在前述的左右方向和头脚方向,因此通过选取前述第一连接段112e和第二连接段112f的分布位置,可以使得腰胸椎线圈部分100a主要在此处的左右方向和头脚方向上发生变形,以更好地满足与被测者200的背部相贴合的需求。

颈椎线圈部分100c用于与被测者200的颈部相贴合,颈椎线圈部分100c所包含的各线圈单元110均为可变形线圈单元110a,以此更好地适应被测者200颈部处的弧度变化。示例性地,颈椎线圈部分100c所包含的各线圈单元110可以杂乱排布,也可以规律排布,为了更好地覆盖颈部,同时便于形成均匀的磁场,颈椎线圈部分100c中至少设置一行可变形线圈单元110a,该行中的可变形线圈单元110a在被测者200的头脚方向上排布两个柔性连接段112。此处的行所在方向就是前文提到的左右方向,如此设置时,该行中的可变形线圈单元110a在柔性连接段112的作用下发生变形,即可包围或者半包围被测者200的颈部,其在颈部处的贴合度较高,以提升颈部扫描的信噪比。

连接线圈部分100b的作用主要是连接腰胸椎线圈部分100a和颈椎线圈部分100c,其可以在腰胸椎线圈部分100a和颈椎线圈部分100c的变形作用下而发生方向变化,因此该部分的尺寸可以设置得小一些,以留出更大的空间设置腰胸椎线圈部分100a和颈椎线圈部分100c,进而形成更强的磁场。此时,连接线圈部分100b几乎不需要发生变形,因此在连接线圈部分100b中可以不设置柔性连接段112。另外,该连接线圈部分100b可以仅包括一个线圈单元110,以简化射频线圈100的结构,同时便于连接腰胸椎线圈部分100a和颈椎线圈部分100c。

另外,上述连接腰胸椎线圈部分100a和颈椎线圈部分100c的变形相对独立,互不影响,使得整个射频线圈100的弯曲更加多样化。

一种可选的实施例中,可变形线圈单元110a可以为多边形线圈单元,其柔性连接段112可以设置于其所在的边的中部,以使各主体段111的结构更加统一,进而简化可变形线圈单元110a的设计成本和生产成本。例如,图2所示的可变形线圈单元110a为矩形线圈单元,其四个柔性连接段112均位于各自所在的边的中部,其中的部分主体段111的结构相同。

在实施扫描操作时,被测者200躺下以后,操作者可以手动操作射频线圈100,以使得射频线圈100中的可变形线圈单元110a发生变形,进而贴合被测者200的背部和/或颈部。但是此种方式需要操作者参与较多,导致扫描操作比较繁琐,为此,本申请实施例提供的射频线圈100还可以包括柔性支撑体400,该柔性支撑体400具有被测者支撑面410,该被测者支撑面410用于支撑被测者200。射频线圈100的多个线圈单元110可以铺设于柔性支撑体400的被测者支撑面410。当被测者200躺下以后,线圈单元110即位于柔性支撑体400和被测者200之间,具体如图4和图5所示。

由于上述柔性支撑体400受力后可以发生变形,因此当被测者200躺下时,被测者200的重力将通过线圈单元110传递至柔性支撑体400,使得柔性支撑体400发生变形。最终,柔性支撑体400的被测者支撑面410的形状与被测者200的背部的形状相适配,柔性支撑体400所具备的弹性恢复趋势使其能够向线圈单元110施加作用力,以带动线圈单元110发生变形,进而与被测者200的背部和颈部更紧密地贴合到一起。

上述柔性支撑体400可以选用任意能够发生变形的结构,例如可以是泡沫体。为了减轻柔性支撑体400的重量,同时保证其具有较合适的变形能力,本申请实施例将柔性支撑体400选取为气垫。该气垫具有中空腔室,该中空腔室内可以充入气体,进而使得该气垫具备变形能力。同时,根据不同的使用场景,可以灵活调整充入中空腔室内的气体量,以调节柔性支撑体400的变形能力,以在提供足够支撑力的前提下满足舒适度等需求。

本申请实施例提供的射频线圈面向的被测者200中,可能存在有驼背现象的被测者200,此类被测者200的背部具备更大的弧度,单纯地通过可变形的线圈单元110适应其背部弧度变化仍然存在较大的局限性,因此,另一可选的实施例中,射频线圈100还可以包括硬质辅助垫500,该硬质辅助垫500柔性支撑体400背离线圈单元110的一侧。柔性支撑体400的被测者支撑面410包括背部支撑部分和颈部支撑部分,背部支撑部分对应于被测者200的背部,颈部支撑部分对应于被测者200的颈部。对于驼背的被测者200来说,其背部中靠近颈部的位置存在较大的弧度,因此前述硬质辅助垫500可以对应于背部支撑部分和颈部支撑部分的连接处设置,以使柔性支撑体400对应于该位置的部分被抬高,从而带动线圈单元110发生更大的变形,最终与被测者200的背部和颈部相贴合。

示例性地,上述硬质辅助垫500可以是块状结构,其硬度较大,至少大于柔性支撑体400的硬度,因此该硬质辅助垫500不容易发生变形,而能够提供较大的支撑力,使得柔性支撑体400在对应于硬质辅助垫500的位置被可靠抬高。当然,硬质辅助垫500在小范围内发生变形也是可以的,此举可以适当改善整个射频线圈的舒适性。

在本申请一实施例中,上述多个线圈单元110、柔性支撑体400和硬质辅助垫500可以被整体封装到底部和侧面是硬质结构的壳体中,以形成射频线圈100。

基于上述任一实施例所述的射频线圈,本申请实施例还提供一种医学图像扫描系统,该医学图像扫描系统可以用于对被测者200的身体(例如脊柱)进行扫描,如图4-6所示,其具体包括扫描床300和射频线圈100。扫描床300用于支撑被测者200,也就是说,被测者200可以躺在扫描床300上,以实施后续的扫描操作。射频线圈100设置于扫描床300,其可以与被测者200的背部和/或颈部相贴合,以提供扫描所需的射频磁场,该射频线圈100可以为上述任一实施例中所述的射频线圈100,该射频线圈100可以根据被测者200背部和/或颈部的弧度变化发生变形,进而更紧密地贴合在被测者200的背部和/或颈部,以获得更清晰的扫描图像。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1