CN108594145A - 模块化的联合成像线圈 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种模块化的联合成像线圈，所述模块化的联合成像线圈包括线圈组件模块、第一连接装置和第二连接装置，所述线圈组件模块用于对人体的部分区域进行成像，所述第一连接装置用于所述线圈组件模块之间的信号的传递或者电流的传导，所述第二连接装置用于所述线圈组件模块和磁共振系统之间的信号的传递或者电流的传导，其中，每个线圈组件模块通过所述第二连接装置单独地与所述磁共振系统连接，用来对人体的部分区域成像，或者两个或者两个以上的线圈组件模块通过所述第一连接装置连接后再通过所述第二连接装置与所述磁共振系统连接，用来对人体的部分区域进行联合成像。
Description
技术领域
本发明涉及磁共振成像技术领域，具体地，涉及一种模块化的联合成像线圈。
背景技术
磁共振成像(英文为Magnetic Resonance Imaging，缩写为MRI)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。
在磁共振扫描时，通常由多个射频线圈单元(电路回路)采集人体一个部位的磁共振信号，各线圈单元的外部包裹有绝缘材料，组合形成一个线圈组件。
采集磁共振信号的射频线圈越贴近人体组织，所采集的磁共振信号质量越好，成像的信噪比越高，因此设计出了各种适用于人体各个部位的局部射频线圈组件，例如头部线圈组件、脊柱线圈组件、手腕线圈组件、脚踝线圈组件、颈部或颈动脉线圈组件等等。
图1a～图1h是适用于人体不同部位的局部射频线圈组件的使用状态图，图1a示意了对头部进行磁共振成像的射频线圈组件的使用状态，图1b示意了对人体的肩部进行磁共振成像的射频线圈组件的使用状态，图1c示意了对人体的膝盖进行磁共振成像的射频线圈组件的使用状态，图1d示意了对人体的胸部进行磁共振成像的射频线圈组件及使用环境的使用状态，图1e示意了对人体的颈椎进行磁共振成像的射频线圈组件及使用环境的使用状态，图1f示意了对人体的脚踝部进行成像的射频线圈组件的使用状态。
接下来的两张图是当人体的上半身处于竖直状态时对头部和颈部进行磁共振成像的示意图，图1g示意了对竖直状态的头部进行磁共振成像的射频线圈组件及使用状态，图1h示意了对竖直状态的颈部进行磁共振成像的射频线圈组件及使用状态。
由以上示例可以看出，现有技术中仅有对人体的某一个部位进行磁共振成像的射频线圈组件，以及当人体的某一部位处于不同姿势时进行磁共振成像的射频线圈组件，但是，当需要对人体的两个甚至两个以上的部位进行磁共振成像时，例如人体的头部、颈部和胸部，现有的仅能对人体的一个部位进行成像的射频线圈组件将不能使用，需要特殊的联合成像线圈来进行磁共振成像，像头颈胸联合成像线圈，在这种条件下，现有的对人体的一个部位进行成像的射频线圈组件会被搁置，而且还需要开发特殊的联合成像线圈，从而造成很大的浪费。
这种被普遍推广使用的磁共振成像线圈还会带来的问题有：线圈种类繁多，医院采购成本高，更换线圈耗时长，操作繁琐，以及单个线圈组件难以实现大范围成像。
现有的一个射频线圈组件配有一个插头，直接连接到磁共振系统上，因此，需要改进的是，射频线圈组件及接口的连接形式。
发明内容
针对以上问题的缺陷，本发明的目的在于提供一种模块化的联合成像线圈，以解决线圈种类繁多，各个线圈之间难于配合联合成像，以及难于实现大范围成像的问题。
本发明提供了一种模块化的联合成像线圈，所述模块化的联合成像线圈包括线圈组件模块、第一连接装置和第二连接装置，所述线圈组件模块用于对人体的部分区域进行成像，所述第一连接装置用于所述线圈组件模块之间的信号的传递或者电流的传导，所述第二连接装置用于所述线圈组件模块和磁共振系统之间的信号的传递或者电流的传导，其中，每个线圈组件模块通过所述第二连接装置单独地与所述磁共振系统连接，用来对人体的部分区域成像，或者两个或者两个以上的线圈组件模块通过所述第一连接装置连接后再通过所述第二连接装置与所述磁共振系统连接，用来对人体的部分区域进行联合成像。
本发明对射频线圈组件进行了模块化处理，并且增加了第一连接装置和第二连接装置，使得对人体的不同部位进行磁共振成像的射频线圈组件既能够对一个部位进行成像，也能够通过第一连接装置和第二连接装置组合在一起，对人体的多个部位进行联合成像。
根据本发明提供的模块化的联合成像线圈的一种实施形式，所述第二连接装置包括单条或者多条线缆。
本发明对联合成像线圈和磁共振系统之间的第二连接装置包括单条或者多条线缆，方便了联合成像线圈的各个模块的设计，以及各个模块之间的连接。
根据本发明提供的模块化的联合成像线圈的一种实施优选形式，所述模块化的联合成像线圈还包括绑带，所述绑带用于将各个所述线圈组件模块固定在一起。
根据本发明提供的模块化的联合成像线圈的一种实施形式，所述线圈组件模块包括头部线圈模块、颈部线圈模块和胸部线圈模块。
根据本发明提供的模块化的联合成像线圈的一种实施形式，所述头部线圈模块通过绑带与颈部线圈模块固定在一起，所述头部线圈模块与所述颈部线圈模块通过所述第一连接装置进行信号的传递或者电流的传导，所述头部线圈模块和所述颈部线圈模块通过第二连接装置与所述磁共振系统之间进行信号的传递和电流的传导，用于对人体的头部与颈部进行联合成像；所述头部线圈模块通过绑带与胸部线圈模块固定在一起，所述头部线圈模块与所述胸部线圈模块通过所述第一连接装置进行信号的传递或者电流的传导，所述头部线圈模块和所述胸部线圈模块通过第二连接装置与所述磁共振系统之间进行信号的传递和电流的传导，用于对人体的头部与胸部进行联合成像；所述胸部线圈模块通过绑带与颈部线圈模块固定在一起，所述胸部线圈模块与所述颈部线圈模块通过所述第一连接装置进行信号的传递或者电流的传导，所述胸部线圈模块和所述颈部线圈模块通过第二连接装置与所述磁共振系统之间进行信号的传递和电流的传导，用于对人体的颈胸部进行联合成像；所述头部线圈模块和胸部线圈模块通过绑带与颈部线圈模块固定在一起，所述头部线圈模块、胸部线圈模块与所述颈部线圈模块之间通过所述第一连接装置进行信号的传递或者电流的传导，所述头部线圈模块、胸部线圈模块和所述颈部线圈模块通过第二连接装置与所述磁共振系统之间进行信号的传递和电流的传导，用于对人体的头颈胸部进行联合成像。
本发明提供的模块化的联合成像线圈，通过对传统的单个成像线圈进行模块化处理，使得模块化的成像线圈不但能够单独地用于人体的部分区域进行成像，而且不同的模块化的成像线圈之间组合后，能够对人体的多个区域进行联合成像，从而解决了成像线圈种类繁多，不能大面积成像，以及临床和试验研究过程中成本高的问题。
当模块化的线圈单元组合在一起用时，可以增大人体的覆盖面积，因此可实现大范围成像；当模块化的线圈单元单独使用时，可以避免了不同模块成像线圈之间的互相干扰，降低了伪影形成的可能性。
附图说明
图1示意了现有技术中的适用于人体不同部位的局部射频线圈组件的使用状态图；
图2示意了本发明的模块化的联合成像线圈及设计方法的头颈胸联合成像线圈；
图3示意了本发明的模块化的联合成像线圈及设计方法的颈胸联合成像线圈。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的模块化的联合成像线圈进行详细解释，需要说明的是，附图仅限于对本发明的解释说明，不能理解为对本发明的限制。
根据本发明提供的模块化的联合成像线圈的一个实施例，该模块化的联合成像线圈包括线圈组件模块、第一连接装置和第二连接装置。
线圈组件模块用于对人体的部分区域进行成像。
第一连接装置用于所述线圈组件模块之间的信号的传递或者电流的传导。
第二连接装置用于所述线圈组件模块和磁共振系统之间的信号的传递或者电流的传导。
每个线圈组件模块通过所述第二连接装置单独地与所述磁共振系统连接，用来对人体的部分区域成像。
在另一种情况下，两个或者两个以上的线圈组件模块通过第一连接装置连接后再通过第二连接装置与所述磁共振系统连接，用来对人体的部分区域进行联合成像。
在本发明的优选实施例中，第二连接装置可以包括单条或者多条线缆。
在本发明的优选实施例中，模块化的联合成像线圈还可以包括绑带，绑带用于将各个线圈组件模块固定在一起。
下面描述本发明的一个具体的实施例，线圈组件模块包括头部线圈模块、颈部线圈模块和胸部线圈模块，头部线圈模块用于对人体的头部进行磁共振成像，颈部线圈模块用于对人体的颈部进行磁共振成像，胸部线圈模块用于对人体的胸部进行磁共振模块。
线圈组件模块还包括第一连接装置和第二连接装置，第一连接装置用于所述线圈组件模块之间的信号的传递或者电流的传导，第二连接装置用于所述线圈组件模块和磁共振系统之间的信号的传递或者电流的传导。
线圈组件模块还包括绑带，绑带用于将各个线圈组件模块固定在一起。
头部线圈模块通过绑带与颈部线圈模块固定在一起。
头部线圈模块与所述颈部线圈模块通过第一连接装置进行信号的传递或者电流的传导。
头部线圈模块和颈部线圈模块通过第二连接装置与所述磁共振系统之间进行信号的传递和电流的传导，用于对人体的头部与颈部进行联合成像。
头部线圈模块通过绑带与胸部线圈模块固定在一起。
头部线圈模块与胸部线圈模块通过第一连接装置进行信号的传递或者电流的传导。
所述头部线圈模块和所述胸部线圈模块通过第二连接装置与磁共振系统之间进行信号的传递和电流的传导，用于对人体的头部与胸部进行联合成像。
胸部线圈模块通过绑带与颈部线圈模块固定在一起，胸部线圈模块与颈部线圈模块通过第一连接装置进行信号的传递或者电流的传导。
胸部线圈模块和颈部线圈模块通过第二连接装置与磁共振系统之间进行信号的传递和电流的传导，用于对人体的颈胸部进行联合成像。
头部线圈模块和胸部线圈模块通过绑带与颈部线圈模块固定在一起。
所述头部线圈模块、胸部线圈模块与颈部线圈模块之间通过所述第一连接装置进行信号的传递或者电流的传导。
头部线圈模块、胸部线圈模块和颈部线圈模块通过第二连接装置与磁共振系统之间进行信号的传递和电流的传导，用于对人体的头颈胸部进行联合成像。
下面结合附图对本发明的模块化的联合成像线圈进行详细说明。
图2示意了本发明的模块化的联合成像线圈的头颈胸联合成像线圈，如图2所示，头颈胸联合成像线圈包括模块化的头部线圈单元206，模块化的颈胸线圈单元205，和模块化的背部线圈单元204，以及第一连接装置202和第二连接装置201。
第一连接装置202，用于模块化的头部线圈单元206，模块化的颈胸线圈单元205，和模块化的背部线圈单元204之间的信号的传递或者电流的传导，第二连接装置201，用于模块化的头部线圈单元206、模块化的颈胸线圈单元205、模块化的背部线圈单元204与磁共振系统之间的信号的传递或者电流的传导。
颈胸线圈单元205通过第一连接装置202与头部线圈单元206、背部线圈单元204相连接，然后头颈胸线圈单元通过第二连接装置201与磁共振系统连接，最后实现对人体的头颈胸的联合成像。
头部线圈单元206、背部线圈单元204和颈胸线圈单元205通过第一连接装置202连接为一体后，然后通过第二连接装置201的单条线缆与磁共振系统连接。
在本发明的头颈胸联合成像线圈的另一实施例中，头部线圈单元206、背部线圈单元204和颈胸线圈单元205通过第一连接装置202连接为一体后，然后通过第二连接装置201的多条线缆与磁共振系统连接。
头颈胸联合成像线圈还包括绑带203，绑带203用于将颈胸线圈单元205与背部线圈单元204组合在一起，目的在于使得颈胸线圈单元205与背部线圈单元204连接固定后，能够更好的人体接触，便于清晰地成像。
头颈胸线圈总体上包括头部线圈单元206，颈胸线圈单元205和背部线圈单元204三部分，绑带203用来固定颈胸线圈205，颈胸线圈205通过第一连接装置202连接到整个头颈胸线圈的底板上，最后，头颈胸线圈通过第二连接装置201安装到磁共振系统上。
图3示意了本发明的模块化的联合成像线圈的颈胸联合成像线圈，如图3所示，颈胸联合成像线圈可以对人体的颈胸部进行成像，颈胸联合成像线圈包括颈部线圈单元304，胸部线圈单元306，第一连接装置303和第二连接装置302和301。
颈部线圈单元304和胸部线圈单元306通过第二连接装置301和302与磁共振系统相连。
颈胸联合成像线圈还包括绑带305，绑带305用来将颈部线圈304固定于患者颈部两侧，以致于颈部线圈304与患者的颈部能够紧密贴合，由于颈部线圈单元304和胸部线圈单元306已经组合为一体，所以胸部线圈单元306也能够与患者的胸部紧密贴合，从而可以清晰地联合成像。
颈部线圈单元304可以通过第二连接装置单独地与磁共振系统相连，胸部线圈单元306通过第二连接装置单独地与磁共振系统相连，也就是说，颈胸联合成像线圈通过第二连接装置的两条线缆与磁共振系统相连，用于对人体的颈胸部联合成像。
在本发明的颈胸联合成像线圈的另一实施例中，与上述实施例的不同之处在于，颈部线圈单元304可以通过第二连接装置单独地与磁共振系统相连，对人体的颈部进行成像。
在本发明的颈胸联合成像线圈的第三实施例中，与上述实施例的不同之处在于，胸部线圈单元306通过第二连接装置单独地与磁共振系统相连，对人体的胸部进行成像。
采用本发明提供的模块化的联合成像线圈，当模块化的线圈单元组合在一起用时，可以增大人体的覆盖面积，因此可实现大范围成像；当模块化的线圈单元单独使用时，可以避免了不同模块成像线圈之间的互相干扰，降低了伪影形成的可能性。
还可以解决了成像线圈种类繁多，以及临床和试验研究过程中成本高的问题。因为常规需求下，医疗机构所需要采购的本发明的模块化的线圈单元会比传统线圈数量少，从而降低了采购成本，如只采购一个头颈胸线圈，就能实现头颈胸各部位的成像，不需要再单独采购头部线圈，颈部线圈和胸部线圈。
另外，医生更换模块化的成像线圈，操作简单，而且便于搬运。如果上一个病人扫描的是头部，用的是头部线圈模块，下一个病人要头颈胸大范围扫描，只要把颈胸线圈模块的插头插到头部线圈模块底座上就可以了；又如，下一个病人要看颈胸部图像，可以把头部线圈模块拿走，只用颈胸线圈模块连到磁共振系统上进行扫描。
以上列举了本发明的部分具体的实施例，不应理解为对本发明的限制，本发明的模块化的联合成像线圈还可以包括腿部和脚踝部联合成像线圈，能够对人体的腿部和脚踝部进行联合成像。
本发明的模块化的联合成像线圈还可以包括头颈肩胸联合成像线圈，用于对人体的头部、颈部、肩部、胸部进行联合成像。
本发明的精神和范围不限于这里所公开的具体内容，本领域普通技术人员能够根据本发明的教导而做出更多的实施方式和应用，这些实施方式和应用都在本发明的精神和范围内。本发明的精神和范围不由具体实施例来限定，而由权利要求来限定。
Claims (5)
1.一种模块化的联合成像线圈，其特征在于，所述模块化的联合成像线圈包括线圈组件模块、第一连接装置和第二连接装置，
所述线圈组件模块用于对人体的部分区域进行成像，
所述第一连接装置用于所述线圈组件模块之间的信号的传递或者电流的传导，
所述第二连接装置用于所述线圈组件模块和磁共振系统之间的信号的传递或者电流的传导，
其中，每个线圈组件模块通过所述第二连接装置单独地与所述磁共振系统连接，用来对人体的部分区域成像，或者
两个或者两个以上的线圈组件模块通过所述第一连接装置连接后再通过所述第二连接装置与所述磁共振系统连接，用来对人体的部分区域进行联合成像。
2.根据权利要求1所述的模块化的联合成像线圈，其特征在于，所述第二连接装置包括单条或者多条线缆。
3.根据权利要求1所述的模块化的联合成像线圈，其特征在于，所述模块化的联合成像线圈还包括绑带，所述绑带用于将各个所述线圈组件模块固定在一起。
4.根据权利要求1-4所述的模块化的联合成像线圈，其特征在于，所述线圈组件模块包括头部线圈模块、颈部线圈模块和胸部线圈模块。
5.根据权利要求5所述的模块化的联合成像线圈，其特征在于，
所述头部线圈模块通过绑带与颈部线圈模块固定在一起，所述头部线圈模块与所述颈部线圈模块通过所述第一连接装置进行信号的传递或者电流的传导，所述头部线圈模块和所述颈部线圈模块通过第二连接装置与所述磁共振系统之间进行信号的传递和电流的传导，用于对人体的头部与颈部进行联合成像；
所述头部线圈模块通过绑带与胸部线圈模块固定在一起，所述头部线圈模块与所述胸部线圈模块通过所述第一连接装置进行信号的传递或者电流的传导，所述头部线圈模块和所述胸部线圈模块通过第二连接装置与所述磁共振系统之间进行信号的传递和电流的传导，用于对人体的头部与胸部进行联合成像；
所述胸部线圈模块通过绑带与颈部线圈模块固定在一起，所述胸部线圈模块与所述颈部线圈模块通过所述第一连接装置进行信号的传递或者电流的传导，所述胸部线圈模块和所述颈部线圈模块通过第二连接装置与所述磁共振系统之间进行信号的传递和电流的传导，用于对人体的颈胸部进行联合成像；
所述头部线圈模块和胸部线圈模块通过绑带与颈部线圈模块组合在一起，所述头部线圈模块、胸部线圈模块与所述颈部线圈模块之间通过所述第一连接装置进行信号的传递或者电流的传导，所述头部线圈模块、胸部线圈模块和所述颈部线圈模块通过第二连接装置与所述磁共振系统之间进行信号的传递和电流的传导，用于对人体的头颈胸部进行联合成像。
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