專利名稱：核磁共振成像系統(tǒng)的探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種核磁共振血管檢測探頭，用于便攜式核磁共振成像系統(tǒng)，屬
于醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著醫(yī)療診斷設(shè)備的不斷發(fā)展，目前可用于血管疾病診斷的裝置多達(dá)十幾種。但 是真正在臨床中取得重大應(yīng)用的主要有數(shù)字減影血管造影診斷儀(DSA)、計(jì)算機(jī)斷層掃 描技術(shù)(CT)、超聲診斷技術(shù)、核磁共振成像技術(shù)(MRI)等。 研究發(fā)現(xiàn)，心血管疾病的發(fā)生不僅與血管的狹窄程度有關(guān)，而且與形成血管狹窄 的斑塊的成份有關(guān)。很多情況下急性冠狀動(dòng)脈事件的發(fā)生并無嚴(yán)重的血管狹窄，而僅存在 中等或者輕度血管狹窄。因此對于心血管疾病的診斷，不僅需要從形態(tài)學(xué)上分析以確定血 管的狹窄程度，而且還需要從功能學(xué)上分析以確定引起血管狹窄的斑塊的成份。由于血管 內(nèi)壁斑塊的形成更多的是一種血管內(nèi)壁的炎性反應(yīng)，因此為了實(shí)現(xiàn)對心血管疾病的早期預(yù) 防以防止斑塊進(jìn)一步形成，所提供的醫(yī)療診斷裝置還應(yīng)該能夠鑒別血管內(nèi)壁存在的炎性細(xì) 胞。 數(shù)字減影血管造影技術(shù)利用X射線分別穿過注射造影劑前后的血管進(jìn)行投影成 像，然后運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)對兩張投影圖像相減以消除骨骼和軟組織等結(jié)構(gòu)，最終獲 得血管圖像。數(shù)字減影血管造影術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于一次掃描就能夠大面積實(shí)時(shí)成像且能較為精 確的識(shí)別血管狹窄處位置，但其缺點(diǎn)是不能檢測斑塊的成份，同時(shí)注射的造影劑對人體容 易引起過敏反映特別是容易造成對人體腎臟部位的傷害。 CT利用人體各種組織(包括正常和異常組織)對X射線吸收不等這一特性進(jìn)行成 像。雖然CT屬于一種無創(chuàng)檢測技術(shù)，但是其在檢測過程中對人體的輻射較大。除此之外， CT應(yīng)用于血管檢測時(shí)，也不能夠很好的識(shí)別血管內(nèi)壁斑塊的成份。 超聲診斷技術(shù)的原理是采用超聲波診斷裝置向生物體組織內(nèi)發(fā)送超聲波脈沖，并 接收生物體內(nèi)聲阻抗不同位置上所反射回來的脈沖信號(hào)，之后將接收到的信號(hào)圖像化。普 通的超聲診斷裝置是無創(chuàng)的，成本較為低廉，但是其應(yīng)用于血管測查時(shí)，成像精度比較低， 難以滿足臨床的需要。血管內(nèi)超聲(IVUS)診斷通過安裝在血管內(nèi)介入導(dǎo)管上的超聲探頭 發(fā)出超聲波并記錄回聲，通過換能器轉(zhuǎn)換為血管截面圖像，其成像精度與分辨率大為提高， 在200到300微米之間，橫向分辨率大約為250微米。血管內(nèi)超聲能夠提供實(shí)時(shí)的血管截 面圖像，操作容易安全性能高，通常被用來分析血管的狹窄率和識(shí)別斑塊的特征，但是對于 血管內(nèi)壁相同回聲的組織，仍無法準(zhǔn)確判別。 電子、質(zhì)子、中子都具有自旋和磁矩的特征，當(dāng)機(jī)體置入磁場中之后，機(jī)體的質(zhì)子 都會(huì)被磁化，傾向于磁場的方向一致或相反方向排列，根據(jù)質(zhì)子的密度或者質(zhì)子磁化時(shí)間 的不同進(jìn)行成像即為核磁共振成像技術(shù)(MRI)。核磁共振成像技術(shù)能獲得較為全面的血管 病變信息，包括血管的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，斑塊成份及發(fā)炎情況。傳統(tǒng)的MRI技術(shù)應(yīng)用于心血管疾 病診斷時(shí)，需要巨大的磁體和線圈包圍患者，使患者置身于一個(gè)幽閉的磁場空間中。這樣既
3增大了整個(gè)裝置的體積和成本，同時(shí)幽閉的空間也容易造成患者的不適與恐慌，特別是對 于具有"幽閉恐懼癥"的患者。除此之外，由于心血管距離人體皮膚表面較遠(yuǎn)，傳統(tǒng)的MRI技 術(shù)應(yīng)用于心血管疾病診斷時(shí)，對血管組織的分辨率也較低。 美國專利NO. 6704594和NO. 2006/0084861公開了一種核磁共振成像裝置，成像所 需的磁體、射頻線圈和梯度線圈均集成在一個(gè)介入導(dǎo)管上，在對血管進(jìn)行檢測過程中，采用 介入微創(chuàng)的方式核磁共振探頭伸入血管內(nèi)部進(jìn)行局部成像。但是探頭的設(shè)計(jì)決定了該裝置 在血管檢測過程中需要借助于其它的成像設(shè)備(例如X光機(jī))對探頭進(jìn)行定位。

發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題針對以上心血管疾病診斷裝置存在的問題，本實(shí)用新型提供一種核磁 共振成像系統(tǒng)的探頭，檢測過程中無需借助于其它成像設(shè)備，在降低核磁共振裝置的體積 和成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)心血管疾病的精確診斷和病情預(yù)測。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供的核磁共振成像系統(tǒng)的探頭，包括可對血管徑向和軸 向進(jìn)行同時(shí)成像的徑向成像部件和軸向成像部件以及連接徑向成像部件和軸向成像部件 的圓柱型軛鐵； 所述的徑向成像部件包括第一圓柱型永磁體和第二圓柱型永磁體以及一個(gè)射頻 線圈，其中第一圓柱型永磁體和第二圓柱型永磁體沿探頭的軸向排列并留有一定的軸向空 隙，射頻線圈置于兩個(gè)圓柱型永磁體之間軸向間隙的支撐板上且其法向與探頭的軸向相垂 直； 所述的軸向成像部件包括第一半圓柱型永磁體和第二半圓柱型永磁體、一個(gè)射頻 線圈、一個(gè)梯度磁場線圈，其中第一半圓柱型永磁體和第二半圓柱型永磁體呈對稱分布于 探頭軸線的兩側(cè)且兩個(gè)半圓柱型永磁體之間留有一定的徑向空隙形成一個(gè)矩形凹槽，射頻 線圈置于兩個(gè)永磁體的端面上且其法線方向與探頭的軸向相一致，梯度磁場線圈置于兩個(gè) 半圓柱型永磁體徑向間隙的矩形凹槽中且其法向與探頭的軸向相垂直。 所述的徑向成像部件中，第一圓柱型永磁體和第二圓柱型永磁體分別沿著第一磁 化方向和第二磁化方向被磁化，在徑向成像區(qū)域產(chǎn)生平行于軸向的且具有徑向梯度的靜態(tài) 非均勻磁場，射頻線圈在信號(hào)發(fā)射期間產(chǎn)生與靜態(tài)非均勻磁場的方向相垂直的射頻磁場而 在信號(hào)接受期間作為信號(hào)接受器。 所述的軸向成像部件中，第一半圓柱型永磁體和第二半圓柱型永磁體分別沿著第 三磁化方向、第四磁化方向被磁化，軸向成像區(qū)域產(chǎn)生平行于徑向且具有一定軸向梯度的 靜態(tài)非均勻磁場，射頻線圈在信號(hào)發(fā)射期間產(chǎn)生與靜態(tài)非均勻磁場的方向相垂直的射頻磁 場而在信號(hào)接受期間作為信號(hào)接受器，梯度磁場線圈產(chǎn)生與非均勻靜態(tài)磁場的方向相一致 的但具有徑向梯度的靜態(tài)磁場。 連接探頭徑向成像部件和軸向成像部件的圓柱型軛鐵用于屏蔽徑向成像部件和 徑向成像部件產(chǎn)生的磁場之間的相互干擾。 探頭通過繞其軸向旋轉(zhuǎn)，利用徑向成像部件在徑向成像區(qū)域可獲得血管的二維截 面圖像，用于血管被檢測部位的病變特征分析，利用縱向成像部件在軸向成像區(qū)域可獲得 沿探頭軸向前進(jìn)方向血管的三維圖像，用于探頭在被檢測血管內(nèi)部的路徑識(shí)別與規(guī)劃。 探頭經(jīng)縱向成像部件產(chǎn)生的血管三維圖像引導(dǎo)下沿探頭軸向進(jìn)給，利用徑向成像部件可獲得一系列血管二維截面圖像，采用圖像的三維重建技術(shù)對這些血管二維截面圖像 進(jìn)行三維重建可獲得被檢測血管部位的三維模型。 有效效果本實(shí)用新型提供了一種核磁共振成像系統(tǒng)的探頭，用于核磁共振成像 系統(tǒng)，其探頭包括兩個(gè)成像區(qū)域，分別用于疾病的檢測和探頭的定位與路徑識(shí)別，因此無需 借助于其它成像設(shè)備即可顯示探頭在血管中的位置。 本實(shí)用新型提供了一種用于便攜式核磁共振血管檢測裝置的探頭，采用微創(chuàng)介入 的手段，探頭植入血管內(nèi)部進(jìn)行檢測，信號(hào)的發(fā)射和接收更接近于待診斷的血管部位，可提 高成像的分辨率和診斷結(jié)果的精確性，同時(shí)也降低了整個(gè)檢測裝置的體積，實(shí)現(xiàn)整個(gè)檢測 裝置在診斷實(shí)驗(yàn)室中的可移動(dòng)性。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1為本實(shí)用新型所述的一種核磁共振成像系統(tǒng)的探頭的示意圖。 圖2為
圖1所示的核磁共振探頭徑向成像部件其成像區(qū)域磁場分布圖示。 圖3為
圖1所示的核磁共振探頭軸向成像部件其成像區(qū)域磁場分布圖示。 圖4為
圖1所示的核磁共振探頭植入血管內(nèi)部進(jìn)行血管檢測時(shí)的示意圖。
具體實(shí)施方式結(jié)合附圖，如
圖1所示的是一種核磁共振成像系統(tǒng)的探頭的示意圖，包括可對血 管徑向X和軸向Z同時(shí)成像的徑向成像部件110和軸向成像部件120以及連接徑向成像部 件110和軸向成像部件120的圓柱型軛鐵130。徑向成像部件110的第一圓柱型永磁體111 和第二圓柱型永磁體112沿探頭的軸向Z排列并留有一定的軸向間隙115，射頻線圈113安 裝在軸向間隙115中的兩個(gè)支撐板114上，且射頻線圈113的法向與探頭的軸向Z相垂直。 軸向成像部件120的第一半圓柱型永磁體121和第二半圓柱型永磁體122呈對稱分布于探 頭軸線的兩側(cè)，且第一半圓柱型永磁體121和第二半圓柱型永磁體122之間留有一定的徑 向空隙125，射頻線圈123置于第一半圓柱型永磁體121和第二半圓柱型永磁體122的端面 上，且射頻線圈123的法向與探頭的軸向相一致，梯度磁場線圈124置于徑向間隙125的矩 形凹槽中，且梯度磁場線圈124的法向與探頭的軸向Z相垂直。 圖2中探頭徑向成像部件110的第一圓柱型永磁體111和第二圓柱型永磁體112 分別沿兩個(gè)不同的角度即第一磁化方向201和第二磁化方向202被磁化，在徑向成像區(qū)域 產(chǎn)生平行于探頭軸向且具有徑向梯度的靜態(tài)磁場203，用于磁化成像區(qū)域的質(zhì)子，射頻線圈 113在信號(hào)發(fā)射階段產(chǎn)生垂直于靜態(tài)磁場203的射頻磁場204，用于激發(fā)質(zhì)子的磁共振。 圖3中探頭軸向成像部件120的第一半圓柱型永磁體121和第二半圓柱型永磁體 122沿兩個(gè)不同的角度即第三磁化方向301和第四磁化方向302被磁化，在永磁體端面的上 方即軸向成像區(qū)域產(chǎn)生平行于徑向具有軸向梯度的靜態(tài)磁場303，用于磁化成像區(qū)域的質(zhì) 子，梯度磁場線圈124產(chǎn)生與靜態(tài)磁場303方向相一致且具有徑向梯度的靜態(tài)磁場，用于對 軸向成像進(jìn)行空間編碼。射頻線圈123在信號(hào)發(fā)射階段產(chǎn)生垂直于靜態(tài)磁場303的射頻磁 場304，用于激發(fā)質(zhì)子的磁共振。[0028] 圖4中核磁共振探頭402通過微創(chuàng)介入的方式植入血管405內(nèi)部，核磁共振成像 系統(tǒng)(圖中未標(biāo)出)通過驅(qū)動(dòng)纜線401，驅(qū)動(dòng)探頭402按照一定的速度繞其軸向Z旋轉(zhuǎn)，并 驅(qū)動(dòng)徑向成像部件110和軸向成像部件120分別在徑向成像區(qū)域403和軸向成像區(qū)域404
對血管進(jìn)行成像。利用徑向成像部件iio可獲得血管的二維截面圖像，主要用于被檢測血
管部位的病變特征分析，利用軸向成像部件120可獲得沿探頭軸向前進(jìn)方向的血管三維圖 像，主要用于探頭在被檢測血管內(nèi)部的路徑識(shí)別與規(guī)劃，當(dāng)然縱向成像部件也可用來對血 管內(nèi)部血液的成分和流速進(jìn)行分析。如果探頭在驅(qū)動(dòng)纜線401的驅(qū)動(dòng)下，并經(jīng)軸向成像部 件120獲得的血管三維圖像引導(dǎo)下沿探頭軸向Z進(jìn)給，利用徑向成像部件IIO還可獲得一 系列血管二維截面圖像，采用圖像的三維重建技術(shù)對這些血管二維截面圖像進(jìn)行三維重建 可獲得被檢測血管部位的三維模型。
權(quán)利要求一種核磁共振成像系統(tǒng)的探頭，其特征在于該探頭包括可對血管徑向(X)和軸向(Z)進(jìn)行同時(shí)成像的徑向成像部件(110)和軸向成像部件(120)以及連接徑向成像部件(110)和軸向成像部件(120)的圓柱型軛鐵(130)；所述的徑向成像部件(110)包括第一圓柱型永磁體(111)和第二圓柱型永磁體(112)以及一個(gè)射頻線圈(113)，其中第一圓柱型永磁體(111)和第二圓柱型永磁體(112)沿探頭的軸向排列并留有一定的軸向空隙(115)，射頻線圈(113)置于兩個(gè)圓柱型永磁體之間軸向間隙(115)的支撐板(114)上且其法向與探頭的軸向相垂直；所述的軸向成像部件(120)包括第一半圓柱型永磁體(121)和第二半圓柱型永磁體(122)、一個(gè)射頻線圈(123)、一個(gè)梯度磁場線圈(124)，其中第一半圓柱型永磁體(121)和第二半圓柱型永磁體(122)呈對稱分布于探頭軸線的兩側(cè)且兩個(gè)半圓柱型永磁體之間留有一定的徑向空隙(125)形成一個(gè)矩形凹槽，射頻線圈(123)置于兩個(gè)永磁體的端面上且其法線方向與探頭的軸向相一致，梯度磁場線圈(124)置于兩個(gè)半圓柱型永磁體徑向間隙(125)的矩形凹槽中且其法向與探頭的軸向相垂直。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種核磁共振成像系統(tǒng)的探頭，其特征在于所述的徑向成像部件(110)中，第一圓柱型永磁體(111)和第二圓柱型永磁體(112)分別沿著第一磁化方向(201)和第二磁化方向(202)被磁化，在徑向成像區(qū)域(403)產(chǎn)生平行于軸向的且具有徑向梯度的靜態(tài)非均勻磁場(203)，射頻線圈(113)在信號(hào)發(fā)射期間產(chǎn)生與靜態(tài)非均勻磁場(203)的方向相垂直的射頻磁場(204)而在信號(hào)接受期間作為信號(hào)接受器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種核磁共振成像系統(tǒng)的探頭，其特征在于所述的軸向成像部件(120)中，第一半圓柱型永磁體(121)和第二半圓柱型永磁體(122)分別沿著第三磁化方向(301)和第四磁化方向(302)被磁化，軸向成像區(qū)域(404)產(chǎn)生平行于徑向且具有一定軸向梯度的靜態(tài)非均勻磁場(303)，射頻線圈(123)在信號(hào)發(fā)射期間產(chǎn)生與靜態(tài)非均勻磁場(303)的方向相垂直的射頻磁場(304)而在信號(hào)接受期間作為信號(hào)接受器，梯度磁場線圈(124)產(chǎn)生與非均勻靜態(tài)磁場(303)的方向相一致的但具有徑向梯度的靜態(tài)磁場。
專利摘要一種核磁共振成像系統(tǒng)的探頭，其特征在于該探頭包括可對血管徑向(X)和軸向(Z)進(jìn)行同時(shí)成像的徑向成像部件(110)和軸向成像部件(120)以及連接徑向成像部件(110)和軸向成像部件(120)的圓柱型軛鐵(130)；探頭經(jīng)縱向成像部件產(chǎn)生的血管三維圖像引導(dǎo)下沿探頭軸向進(jìn)給，利用徑向成像部件可獲得一系列血管二維截面圖像，采用圖像的三維重建技術(shù)對這些血管二維截面圖像進(jìn)行三維重建可獲得被檢測血管部位的三維模型。
文檔編號(hào)A61B5/055GK201492418SQ200920231929
公開日2010年6月2日 申請日期2009年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月14日
發(fā)明者倪中華, 吳衛(wèi)平, 易紅, 陸榮生, 顧興中, 齊建昌 申請人:東南大學(xué)