《一種用於磁共振成像的線圈控制系統及頭頸聯合線圈》是中國科學院深圳先進技術研究院於2014年12月31日申請的專利，該專利的公布號為CN104473644A，申請公布日為2015年4月1日，發明人是鄭海榮、李燁、胡小情、陳瀟、劉新。
《一種用於磁共振成像的線圈控制系統及頭頸聯合線圈》包括若干條通信鏈路，每一條所述通信鏈路均包括線圈、控制電路和共模扼流環，所述線圈連線所述控制電路，所述控制電路連線所述共模扼流環，其中，所述控制電路包括匹配電路、移相電路和放大器，所述移相電路串聯所述匹配電路和放大器，匹配電路與線圈連線，放大器與共模扼流環連線。該發明提供的一種用於磁共振成像的線圈控制系統及頭頸聯合線圈，能夠同時覆蓋頭部和頸部，獲得高信噪比和較高的解析度圖像，實現對頭部和頸部進行同時成像；另外，頸部單元採用柔性結構設計，對於不同的患者，頸部的線圈單元能進行適應性彎曲，保證線圈能夠緊密貼合患者頸部，提高成像質量。
2020年11月，《一種用於磁共振成像的線圈控制系統及頭頸聯合線圈》獲得第六屆廣東專利獎銀獎。
（概述圖為《一種用於磁共振成像的線圈控制系統及頭頸聯合線圈》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種用於磁共振成像的線圈控制系統及頭頸聯合線圈
- 申請人：中國科學院深圳先進技術研究院
- 申請日：2014年12月31日
- 申請號：2014108546273
- 公布號：CN104473644A
- 公布日：2015年4月1日
- 發明人：鄭海榮、李燁、胡小情、陳瀟、劉新
- 地址：廣東省深圳市南山區西麗大學城學苑大道1068號
- 分類號：A61B5/055(2006.01)I
- 代理機構：深圳市銘粵智慧財產權代理有限公司
- 代理人：孫偉峰
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）在醫學上的重要套用。磁共振成像的主磁系統可以產生均勻主磁場，使人體中的氫原子核在主磁場下發生自旋極化，磁極化的氫原體閥子核在人體中自旋產生磁矩。在沒有外磁場激勵的情況下，該磁矩處於穩態，磁矩的方向與主磁場的方向同軸，不能進行有效成像。當外加均勻的射頻（Radio Frequency，RF）磁場時，人體內磁矩受到激勵產生核磁共振信號，通過線圈採集核磁共振信號，再經過電控系統轉換後，最終獲得被測對象病變部位的醫療數據和圖像。
為了提高磁共振成像的成像視野和信噪比，加快成像速度。磁共振射頻模組通常採用多通道射頻接收線圈，每個射頻線圈單元通過電磁感應接收成像空間內的磁共振信號，每個射頻線圈單元接收的磁共振信號對應一個接收通道。在理想情況下，每個射頻線圈單元所產生的交變磁場是獨立的，射頻線圈單元中任意兩個射頻線圈單元所產生的交變磁場彼此之間沒有影響。然而，在實際套用中，兩個射頻線圈單元之間可能會發生耦合現象，尤其對於相鄰的射頻線圈單元，耦合現象尤為突出，這就降低了多通道射頻線圈的信噪比。
2014年前，在臨床套用中，MRI系統中可以用於射頻線圈接收的通道數一般小於等於32通道，而在某些臨床磁共振檢測中，如顱內外血管壁成像，需要對頭部和頸部同時探測，探測範圍較大，以至於需要獲得的圖像應具有較高的解析度才能作為臨床診斷的依據。具體地，傳統的射頻線圈包括32通道頭線圈、16通道頭頸聯合線圈和36通道頭頸胸線圈。其中，32通道頭線圈的外殼採用頭盔式設計，使得各單元的線圈緊貼頭部，獲得高信噪比和解析度的圖像，但是，射頻線圈的探測區域存在盲點，不能進行有效探測，無法對頭部和頸部進行同時成像，導致不能得到準確的診斷圖像；16通道頭頸聯合線圈在頭部採用12通道進行採集，在頸部採用4通道進行採集，可以同時獲得頭部和頸部的圖像，但是，獲得的信噪比往往較低，頭部圖像解析度較低，不能為臨床診斷提供清晰的醫學圖像；36通道頭頸胸線圈探測範圍較大，同時獲得頭部、頸部和胸部的圖像，但是，獲得的信噪比往往較低，頭部圖像解析度較低，不能為臨床診斷提供清晰的醫學圖像。
發明內容
專利目的
該發明為解決2014年12月之前技術中存在的技術問題，提供一種用於磁共振成像付迎盼的線圈控制系統及頭頸聯合線圈，提高掃描時獲得的信噪比和圖像解析度，實現對患者的頭部和頸部進行同時探測，提高成像質量。
技術方案
一種用於磁幾淋頸共振成像的線圈控制系統，包括若干條通信鏈路，每一條所述通信鏈路均包括線圈、控制電路和共模扼流環，所述線圈連線所述控制電路，所述控制電路連線所述共模扼流環，其中，所述控制電路包括匹配電路、移相電路和放大器，所述移相電路串聯所述匹配電路和放大器，匹配電路與線圈連線，放大器與共模扼流環連線。
進一步地，所芝槳付述線圈內設定有調諧電容和二極體。進一步地，所述調諧電容的頻率為123.2兆赫，所述二極體為PIN型二極體。進一步地，所述匹配電路內部至少包括電感和電容，用於產生50歐姆的噪聲阻抗。進一步地，所述移相電路內部至少包括電感和電容，用於產生50歐姆的噪聲阻抗。進一步地，所述通信鏈路的數量為32條。
頭頸聯合線圈，包括基座和頭頸聯合線圈，所述基座包括內腔，所述頭頸聯合線圈包括若干個頭部單元和若干個頸部單元，所述頭部單元的數量為24個，每一個所述頭部單元均緊貼於所述基座的內腔上，所述頸部單元的數量8個，每一個所和棵愚笑述頸部單元均緊貼於所述基座的內腔上。
進一步地，所述內腔包括頭部腔和頸部腔，所述頭部單元設定於所述頭部腔，所述頸部單元設定於所述頸部腔。進一步地，所述頭部單元與所述頸部單元採用交疊的方式連線。進一步地，所述頭部單元為固定形狀結構，所述頸部單元為柔性結構。
有益效果
《一種用於磁共振成像的線圈控制系統及頭頸聯合線贈嫌項圈》通過合理分配頭部和頸部的線圈單元數量，合理設定頭部和頸部的線圈位置，使得線圈能夠同時覆蓋頭部和頸部，獲得高信噪比和較高的解析度圖像，實現對頭部和頸部進行同時成像；另外，為了保證頸部單元能夠緊貼成像部位，頸部單元採用柔性結構設計，對於不同的患者，頸部的線圈單元能進行適應性彎曲，保證線圈能夠緊密貼合患者頸部，斷擔勸辨提高成像質量。
附圖說明
圖1是《一種用於磁共振成像的線圈控制系統及頭頸聯合線圈》實施例用於磁共振成像的線圈控制系統的示意圖。
圖2是該發明實施例頭頸聯合線圈的結構示意圖。
權利要求
1.一種用於磁共振成像的線圈控制系統，包括若干條通信鏈路，每一條所述通信鏈路均包括線圈（11）、控制電路（10）和共模扼流環（19），所述線圈（11）連線所述控制電路（10），所述控制電路（10）連線所述共模扼流環（19），其特徵在於，所述控制電路（10）包括匹配電路（13）、移相電路（15）和放大器（17），所述移相電路（15）串聯所述匹配電路（13）和放大器（17），匹配電路（13）與線圈（11）連線，放大器（17）與共模扼流環（19）連線。
2.根據權利要求1所述的用於磁共振成像的線圈控制系統，其特徵在於，所述線圈（11）內設定有調諧電容和二極體。
3.根據權利要求2所述的用於磁共振成像的線圈控制系統，其特徵在於，所述調諧電容的頻率為123.2兆赫，所述二極體為PIN型二極體。
4.根據權利要求1所述的用於磁共振成像的線圈控制系統，其特徵在於，所述匹配電路（13）內部至少包括電感和電容，用於產生50歐姆的噪聲阻抗。
5.根據權利要求1所述的用於磁共振成像的線圈控制系統，其特徵在於，所述移相電路（15）內部至少包括電感和電容，用於產生50歐姆的噪聲阻抗。
6.根據權利要求1所述的用於磁共振成像的線圈控制系統，其特徵在於，所述通信鏈路的數量為32條。
7.如權利要求1至6所述系統的頭頸聯合線圈，其特徵在於，包括基座（30）和頭頸聯合線圈（20），所述基座（30）包括內腔，所述頭頸聯合線圈（20）包括若干個頭部單元（21）和若干個頸部單元（22），所述頭部單元（21）的數量為24個，每一個所述頭部單元（21）均緊貼於所述基座（30）的內腔上，所述頸部單元（22）的數量8個，每一個所述頸部單元（22）均緊貼於所述基座（30）的內腔上。
8.根據權利要求7所述的頭頸聯合線圈，其特徵在於，所述內腔包括頭部腔（31）和頸部腔（32），所述頭部單元（21）設定於所述頭部腔（31），所述頸部單元（22）設定於所述頸部腔（32）。
9.根據權利要求8所述的頭頸聯合線圈，其特徵在於，所述頭部單元（21）與所述頸部單元（22）採用交疊的方式連線。
10.根據權利要求9所述的頭頸聯合線圈，其特徵在於，所述頭部單元（21）為固定形狀結構，所述頸部單元（22）為柔性結構。
實施方式
參閱圖1，一種用於磁共振成像的線圈控制系統，包括若干條通信鏈路，每一條通信鏈路均包括線圈11、控制電路10和共模扼流環19，線圈11連線控制電路10，控制電路10連線共模扼流環19，其中，控制電路10包括匹配電路13、移相電路15和放大器17，移相電路15串聯匹配電路13和放大器17，匹配電路13與線圈11連線，放大器17與共模扼流環19連線。
具體地，通信鏈路的數量為32條；線圈11內設定有調諧電容和二極體，該調諧電容的頻率為123.2兆赫，該二極體為PIN型二極體；匹配電路13內部至少包括電感和電容，用於產生50歐姆的噪聲阻抗；移相電路15內部至少包括電感和電容，用於產生50歐姆的噪聲阻抗。需要說明的是，該線圈11通過調諧電容將全部通信鏈路中的線圈11調諧至系統共振頻率。該放大器17為前置放大器17，系統通過匹配電路13和移相電路15將阻抗匹配至前置放大器17，得到最優的噪聲阻抗，其最優的噪聲阻抗為50歐姆，同時，每一條通信鏈路中的線圈11均與低輸入阻抗的放大器17連線，實現提高線圈11解耦的效果。該PIN型二極體幫助控制系統線上圈11發射時進行失諧，PIN型二極體的直流供電可由磁共振系統提供。另外，線圈11與控制電路10連線，控制與共模扼流環19連線，該共模扼流環19用於抑制線圈11上的共模電流，使線圈11能夠獲得高信噪比。
該實施例還提供套用該控制系統的頭頸聯合線圈20，包括基座30和頭頸聯合線圈20，其中，基座30包括內腔，頭頸聯合線圈20包括若干個頭部單元21和若干個頸部單元22，頭部單元21的數量為24個，每一個頭部單元21均緊貼於基座30的內腔上，頸部單元22的數量8個，每一個頸部單元22均緊貼於基座30的內腔上。
具體地，內腔包括頭部腔31和頸部腔32，頭部單元21設定於頭部腔31，頸部單元22設定於頸部腔32；頭部單元21與頸部單元22採用交疊的方式連線；頭部單元21為固定形狀結構，頸部單元22為柔性結構。需要說明的是，頭部單元21和頸部單元22緊貼於內腔上，形成探測區域，頭部單元21呈幾何形狀固定在該頭部腔31，當患者的頭部位於頭部腔31時，頭部單元21不會隨患者頭部不同而改變形狀；而頸部單元22為柔性結構，當患者接受掃描時，患者的頸部位於頸部腔32，在不同患者之間，頸部單元22可以適當彎曲，保證線圈與患者頸部緊密貼合。另外，頭部單元21與頸部單元22之間採用交疊的方式連線，交疊式連線可以幫助頭部單元21和頸部單元22分別進行解耦，當每個線圈與低輸入阻抗的放大器17連線時，可以進一步提高解耦的效果，提高線圈獲得信噪比的能力，實現同時對頭部和頸部進行成像。該實施例經過臨床實驗證明，在3T磁共振系統上進行掃描，同時對頭部和頸部進行成像，獲得三維顱內外動脈圖像的解析度達到0.6毫米×0.6毫米×0.6毫米，滿足臨床使用要求。
榮譽表彰
2020年11月，《一種用於磁共振成像的線圈控制系統及頭頸聯合線圈》獲得第六屆廣東專利獎銀獎。
發明內容
專利目的
該發明為解決2014年12月之前技術中存在的技術問題，提供一種用於磁共振成像的線圈控制系統及頭頸聯合線圈，提高掃描時獲得的信噪比和圖像解析度，實現對患者的頭部和頸部進行同時探測，提高成像質量。
技術方案
一種用於磁共振成像的線圈控制系統，包括若干條通信鏈路，每一條所述通信鏈路均包括線圈、控制電路和共模扼流環，所述線圈連線所述控制電路，所述控制電路連線所述共模扼流環，其中，所述控制電路包括匹配電路、移相電路和放大器，所述移相電路串聯所述匹配電路和放大器，匹配電路與線圈連線，放大器與共模扼流環連線。
進一步地，所述線圈內設定有調諧電容和二極體。進一步地，所述調諧電容的頻率為123.2兆赫，所述二極體為PIN型二極體。進一步地，所述匹配電路內部至少包括電感和電容，用於產生50歐姆的噪聲阻抗。進一步地，所述移相電路內部至少包括電感和電容，用於產生50歐姆的噪聲阻抗。進一步地，所述通信鏈路的數量為32條。
頭頸聯合線圈，包括基座和頭頸聯合線圈，所述基座包括內腔，所述頭頸聯合線圈包括若干個頭部單元和若干個頸部單元，所述頭部單元的數量為24個，每一個所述頭部單元均緊貼於所述基座的內腔上，所述頸部單元的數量8個，每一個所述頸部單元均緊貼於所述基座的內腔上。
進一步地，所述內腔包括頭部腔和頸部腔，所述頭部單元設定於所述頭部腔，所述頸部單元設定於所述頸部腔。進一步地，所述頭部單元與所述頸部單元採用交疊的方式連線。進一步地，所述頭部單元為固定形狀結構，所述頸部單元為柔性結構。
有益效果
《一種用於磁共振成像的線圈控制系統及頭頸聯合線圈》通過合理分配頭部和頸部的線圈單元數量，合理設定頭部和頸部的線圈位置，使得線圈能夠同時覆蓋頭部和頸部，獲得高信噪比和較高的解析度圖像，實現對頭部和頸部進行同時成像；另外，為了保證頸部單元能夠緊貼成像部位，頸部單元採用柔性結構設計，對於不同的患者，頸部的線圈單元能進行適應性彎曲，保證線圈能夠緊密貼合患者頸部，提高成像質量。
附圖說明
圖1是《一種用於磁共振成像的線圈控制系統及頭頸聯合線圈》實施例用於磁共振成像的線圈控制系統的示意圖。
圖2是該發明實施例頭頸聯合線圈的結構示意圖。
權利要求
1.一種用於磁共振成像的線圈控制系統，包括若干條通信鏈路，每一條所述通信鏈路均包括線圈（11）、控制電路（10）和共模扼流環（19），所述線圈（11）連線所述控制電路（10），所述控制電路（10）連線所述共模扼流環（19），其特徵在於，所述控制電路（10）包括匹配電路（13）、移相電路（15）和放大器（17），所述移相電路（15）串聯所述匹配電路（13）和放大器（17），匹配電路（13）與線圈（11）連線，放大器（17）與共模扼流環（19）連線。
2.根據權利要求1所述的用於磁共振成像的線圈控制系統，其特徵在於，所述線圈（11）內設定有調諧電容和二極體。
3.根據權利要求2所述的用於磁共振成像的線圈控制系統，其特徵在於，所述調諧電容的頻率為123.2兆赫，所述二極體為PIN型二極體。
4.根據權利要求1所述的用於磁共振成像的線圈控制系統，其特徵在於，所述匹配電路（13）內部至少包括電感和電容，用於產生50歐姆的噪聲阻抗。
5.根據權利要求1所述的用於磁共振成像的線圈控制系統，其特徵在於，所述移相電路（15）內部至少包括電感和電容，用於產生50歐姆的噪聲阻抗。
6.根據權利要求1所述的用於磁共振成像的線圈控制系統，其特徵在於，所述通信鏈路的數量為32條。
7.如權利要求1至6所述系統的頭頸聯合線圈，其特徵在於，包括基座（30）和頭頸聯合線圈（20），所述基座（30）包括內腔，所述頭頸聯合線圈（20）包括若干個頭部單元（21）和若干個頸部單元（22），所述頭部單元（21）的數量為24個，每一個所述頭部單元（21）均緊貼於所述基座（30）的內腔上，所述頸部單元（22）的數量8個，每一個所述頸部單元（22）均緊貼於所述基座（30）的內腔上。
8.根據權利要求7所述的頭頸聯合線圈，其特徵在於，所述內腔包括頭部腔（31）和頸部腔（32），所述頭部單元（21）設定於所述頭部腔（31），所述頸部單元（22）設定於所述頸部腔（32）。
9.根據權利要求8所述的頭頸聯合線圈，其特徵在於，所述頭部單元（21）與所述頸部單元（22）採用交疊的方式連線。
10.根據權利要求9所述的頭頸聯合線圈，其特徵在於，所述頭部單元（21）為固定形狀結構，所述頸部單元（22）為柔性結構。
實施方式
參閱圖1，一種用於磁共振成像的線圈控制系統，包括若干條通信鏈路，每一條通信鏈路均包括線圈11、控制電路10和共模扼流環19，線圈11連線控制電路10，控制電路10連線共模扼流環19，其中，控制電路10包括匹配電路13、移相電路15和放大器17，移相電路15串聯匹配電路13和放大器17，匹配電路13與線圈11連線，放大器17與共模扼流環19連線。
具體地，通信鏈路的數量為32條；線圈11內設定有調諧電容和二極體，該調諧電容的頻率為123.2兆赫，該二極體為PIN型二極體；匹配電路13內部至少包括電感和電容，用於產生50歐姆的噪聲阻抗；移相電路15內部至少包括電感和電容，用於產生50歐姆的噪聲阻抗。需要說明的是，該線圈11通過調諧電容將全部通信鏈路中的線圈11調諧至系統共振頻率。該放大器17為前置放大器17，系統通過匹配電路13和移相電路15將阻抗匹配至前置放大器17，得到最優的噪聲阻抗，其最優的噪聲阻抗為50歐姆，同時，每一條通信鏈路中的線圈11均與低輸入阻抗的放大器17連線，實現提高線圈11解耦的效果。該PIN型二極體幫助控制系統線上圈11發射時進行失諧，PIN型二極體的直流供電可由磁共振系統提供。另外，線圈11與控制電路10連線，控制與共模扼流環19連線，該共模扼流環19用於抑制線圈11上的共模電流，使線圈11能夠獲得高信噪比。
該實施例還提供套用該控制系統的頭頸聯合線圈20，包括基座30和頭頸聯合線圈20，其中，基座30包括內腔，頭頸聯合線圈20包括若干個頭部單元21和若干個頸部單元22，頭部單元21的數量為24個，每一個頭部單元21均緊貼於基座30的內腔上，頸部單元22的數量8個，每一個頸部單元22均緊貼於基座30的內腔上。
具體地，內腔包括頭部腔31和頸部腔32，頭部單元21設定於頭部腔31，頸部單元22設定於頸部腔32；頭部單元21與頸部單元22採用交疊的方式連線；頭部單元21為固定形狀結構，頸部單元22為柔性結構。需要說明的是，頭部單元21和頸部單元22緊貼於內腔上，形成探測區域，頭部單元21呈幾何形狀固定在該頭部腔31，當患者的頭部位於頭部腔31時，頭部單元21不會隨患者頭部不同而改變形狀；而頸部單元22為柔性結構，當患者接受掃描時，患者的頸部位於頸部腔32，在不同患者之間，頸部單元22可以適當彎曲，保證線圈與患者頸部緊密貼合。另外，頭部單元21與頸部單元22之間採用交疊的方式連線，交疊式連線可以幫助頭部單元21和頸部單元22分別進行解耦，當每個線圈與低輸入阻抗的放大器17連線時，可以進一步提高解耦的效果，提高線圈獲得信噪比的能力，實現同時對頭部和頸部進行成像。該實施例經過臨床實驗證明，在3T磁共振系統上進行掃描，同時對頭部和頸部進行成像，獲得三維顱內外動脈圖像的解析度達到0.6毫米×0.6毫米×0.6毫米，滿足臨床使用要求。
榮譽表彰
2020年11月，《一種用於磁共振成像的線圈控制系統及頭頸聯合線圈》獲得第六屆廣東專利獎銀獎。
