CN110974227A

CN110974227A - 一种清醒猕猴磁共振成像装置

Info

Publication number: CN110974227A
Application number: CN201911260681.4A
Authority: CN
Inventors: 张孝通; 钱美珍; R·安娜王
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2020-04-10

Abstract

本发明公开了一种清醒猕猴磁共振成像装置，包括：猴箱，所述猴箱的前端呈楔形，楔形的上端开有用于供猕猴头颅露出的上孔，猕猴蹲踞体位于猴箱中，且处于清醒状态，楔形的下端开有用于供猕猴手伸出的下孔；猴头固定装置，所述猕猴头颅通过所述猴头固定装置固定在所述猴箱上；猴手交互装置，布置在所述下孔处；猴头磁共振成像射频线圈，用于对猕猴头颅进行成像。本发明可以满足清醒状态下猕猴头部磁共振成像的要求。

Description

一种清醒猕猴磁共振成像装置

技术领域

本发明实施例涉及磁共振成像系统领域，具体涉及一种清醒猕猴磁共振成像装置。

背景技术

自1946年美国学者Bloch和Purcell的发现磁共振现象以来，依托技术的发展，磁共振成像以其突出软组织成像效果在影像领域愈发重要，尤其在中枢神经系统中应用更为广泛。而由于主磁体的磁场效应，任何带磁性的物质进入磁共振室都是极其危险的。因此，以往用于X射线、CT等成像系统的装置都无法直接适用于磁共振成像系统，而需用非磁性物质重新设计制作。

由于中枢神经系统的特殊性，某些可能存在创伤性的磁共振成像实验都无法在人体开展。而动物磁共振成像实验因为可以结合有损伤的神经记录和神经调控等多模态研究手段获得更精准的神经活动信息，对于开展功能磁共振的信号机理研究，更精细尺度的神经环路机制以及基于因果性方法的神经连接性研究具有不可替代的作用。这其中，非人灵长类动物，如猕猴等，因其与人类的亲缘关系接近，其脑组织的结构、组成、功能等也是与人类极为相似的。以往的猕猴磁共振成像实验都是在猕猴麻醉状态下，将其固定在特殊装置中再进行磁共振扫描检查。但由于麻醉剂对中枢神经系统的抑制功能，某些脑功能成像实验中得到的结果不能真实反映动物的实际脑功能。因此开发一种能在猕猴清醒状态下进行磁共振成像实验的装置可以极大地提高某些脑功能成像实验的真实性和准确性。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供一种清醒猕猴磁共振成像装置，可用于临床磁共振成像仪器，解决了猕猴清醒状态下进行磁共振扫描的问题。

本发明实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明实施例提供一种清醒猕猴磁共振成像装置，包括：

猴箱，所述猴箱的前端呈楔形，楔形的上端开有用于供猕猴头颅露出的上孔，猕猴蹲踞体位于猴箱中，且处于清醒状态，楔形的下端开有用于供猕猴手伸出的下孔；

猴头固定装置，所述猕猴头颅通过所述猴头固定装置固定在所述猴箱上；

猴手交互装置，布置在所述下孔处；

猴头磁共振成像射频线圈，用于对猕猴头颅进行成像。

进一步的，所述猴头固定装置主要由上下调节板、耳杆、耳杆固定板、耳罩、猴头固定棒、横梁组成，所述上下调节板可调节的安装在所述猴箱的楔形面上，用以从下方约束猕猴头颅；两个所述耳杆固定板对称安装在所述猴箱的左右两侧，每个所述耳杆固定板上可调节的安装一个所述耳杆，两根所述耳杆相对的一端均固定一个所述耳罩，用以从左右约束猕猴头颅；两个所述耳杆固定板的上端通过所述横梁固定连接，所述猴头固定棒可调节的安装在所述横梁上，用以从上方约束猕猴头颅。

进一步的，所述上下调节板通过凹凸结构实现上下滑动，最后通过第一固定件固定。

进一步的，所述第一固定件为螺栓或插销。

进一步的，所述耳杆固定板上沿竖直方向开有滑槽，所述滑槽上滑动安装调节块，所述调节块通过第二固定件固定在所述耳杆固定板上，所述调节块上开有供所述耳杆穿过并支承在上面的通孔。

进一步的，所述第二固定件为螺栓或插销。

进一步的，所述耳杆通过第三固定件可调节的将所述耳杆固定在所述调节块上。

进一步的，所述猴头磁共振成像射频线圈为1个或多个接收天线组成的表面线圈，多个接收天线构成多通道，所有接收天线均匀阵列排布在线圈机械壳内表面且靠近猕猴头皮的一侧，通过接收天线之间几何上的重叠产生互感来增强天线通道间射频解耦。

进一步的，所述猴头磁共振成像射频线圈为聚碳酸酯(PC)材料制作。

进一步的，所述猴头固定装置、猴箱、猴手交互装置均为有机玻璃制作。

采用上述技术方案，本发明实施例所带来的有益效果如下：采用多个方位固定猴头且猴头固定棒刚性连接至颅骨，猴手交互装置、耳罩、适应蹲踞体位的猴箱尽可能保证猕猴实验中的舒适性，猴手交互装置在实验前可通过奖赏等交互作用训练猕猴，上述综合使得猕猴在清醒状态下实验中保持安静，头部稳固固定。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1和图2是本发明实施例提供的一种清醒猕猴磁共振成像装置的轴测示意图；

图3是本发明实施例提供的猴箱中间全剖轴测示意图；

图4是本发明实施例的猕猴头颅左右约束示意图；

图5是本发明实施例的猕猴头颅从上约束示意图；

图中：猴箱1、猕猴头颅2、上孔3、下孔4、猴头固定装置5、猴手交互装置6、猴头磁共振成像射频线圈7、上下调节板8、耳杆9、耳杆固定板10、耳罩11、猴头固定棒12、横梁13、滑道14、滑槽15、调节块16、通孔17。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有的实施方式。相反，它们仅是与如所附中权利要求书中所详述的，本申请的一些方面相一致的装置的例子。本说明书的各个实施例均采用递进的方式描述。

需要说明，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

如图1-5所示，本发明实施例提供一种清醒猕猴磁共振成像装置，包括：

猴箱1，所述猴箱1的前端呈楔形，楔形的上端开有用于供猕猴头颅2露出的上孔3，猕猴蹲踞体位于猴箱1中，且处于清醒状态，楔形的下端开有用于供猕猴手伸出的下孔4；

猴头固定装置5，所述猕猴头颅2通过所述猴头固定装置5固定在所述猴箱1上；

猴手交互装置6，布置在所述下孔4处；

猴头磁共振成像射频线圈7，用于对猕猴头颅2进行成像，猴头磁共振成像射频线圈7非固定，位置灵活可调。

在本发明的实施例中，所述猴头固定装置5主要由上下调节板8、耳杆9、耳杆固定板10、耳罩11、猴头固定棒12、横梁13组成，所述上下调节板8可调节的安装在所述猴箱1的楔形面上，实现上下滑动以用以从下方约束猕猴头颅2；两个所述耳杆固定板10对称安装在所述猴箱1的左右两侧，每个所述耳杆固定板10上可调节的安装一个所述耳杆9，两根所述耳杆9相对的一端均固定一个所述耳罩11，用以从左右约束猕猴头颅2，这里的耳罩11用以减少约束猴头的不适感及减少磁共振扫描噪声的影响；两个所述耳杆固定板10的上端通过所述横梁13固定连接，所述猴头固定棒12可调节的安装在所述横梁13上，用以从上方约束猕猴头颅2。

在本发明的实施例中，横梁13上有竖直方向开设的滑道14，猴头固定棒12设置在滑道14上，且可沿滑道14竖直移动，用来调节竖直方向的位置，最后通过固定件锁死，该固定件可以为螺栓。在进行猕猴头颅2固定的时候，可以在猕猴头颅2的颅骨上打孔，用钛合金钉连接来固定猴头固定棒12，形成刚性连接，从而使猕猴头部与整个装置牢固连接在一起，不会产生仅固定头皮时因头皮与颅骨的相对活动而带来的运动伪影，从而提高清醒状态下猕猴磁共振扫描的图像质量。

在本发明的实施例中，所述上下调节板8通过凹凸结构实现上下滑动，最后通过第一固定件固定。进一步的，这里所述第一固定件为螺栓或插销，当然不限于此，第一固定件的主要作用是在上下调节板8调节好位置后再对上下调节板8进行固定。

在本发明的实施例中，所述耳杆固定板10上沿竖直方向开有滑槽15，所述滑槽15上滑动安装调节块16，所述调节块16通过第二固定件固定在所述耳杆固定板10上，所述调节块16上开有供所述耳杆9穿过并支承在上面的通孔17。这里的所述第二固定件可以为螺栓或插销，当然不限于此，第二固定件的主要作用是在调节块16调节好位置后再对调节块16进行固定。

在本发明的实施例中，所述耳杆9通过第三固定件可调节的将所述耳杆9固定在所述调节块16上，这里的第三固定件较优选的是螺栓，通过螺栓旋入调节块16上的螺栓孔，从而将螺栓抵住耳杆9的外表面，使得调节位置后的耳杆9不能再进行左右移动，从而从左右限制猕猴头颅2的活动。

在本发明的实施例中，所述猴头磁共振成像射频线圈7为1个或多个接收天线组成的表面线圈，多个接收天线构成多通道，所有接收天线均匀阵列排布在线圈机械壳内表面且靠近猕猴头皮的一侧，通过接收天线之间几何上的重叠产生互感来增强天线通道间射频解耦。

在本发明的实施例中，所述猴手交互装置6可以为一箱体，可拆卸的布置在所述下孔4处，猕猴的手可以从所述下孔4中伸出进入猴手交互装置6中，在前期预实验中，通过该猴手交互装置6在猴子安静时予以奖赏，不断进行奖赏训练形成正反馈，利于猕猴在正式实验时保持安静状态，从而提高磁共振成像质量。

在本发明的实施例中，所述猴头固定装置5、猴箱1、猴手交互装置6均为有机玻璃制作。所述猴头磁共振成像射频线圈7为聚碳酸酯(PC)材料制作。整体大小尺寸适用于临床各型磁共振仪器的孔径。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种清醒猕猴磁共振成像装置，其特征在于，包括：

猴手交互装置，布置在所述下孔处；

猴头磁共振成像射频线圈，用于对猕猴头颅进行成像。

2.根据权利要求1所述的一种清醒猕猴磁共振成像装置，其特征在于，所述猴头固定装置主要由上下调节板、耳杆、耳杆固定板、耳罩、猴头固定棒、横梁组成，所述上下调节板可调节的安装在所述猴箱的楔形面上，用以从下方约束猕猴头颅；两个所述耳杆固定板对称安装在所述猴箱的左右两侧，每个所述耳杆固定板上可调节的安装一个所述耳杆，两根所述耳杆相对的一端均固定一个所述耳罩，用以从左右约束猕猴头颅；两个所述耳杆固定板的上端通过所述横梁固定连接，所述猴头固定棒可调节的安装在所述横梁上，用以从上方约束猕猴头颅。

3.根据权利要求2所述的一种清醒猕猴磁共振成像装置，其特征在于，所述上下调节板通过凹凸结构实现上下滑动，最后通过第一固定件固定。

4.根据权利要求3所述的一种清醒猕猴磁共振成像装置，其特征在于，所述第一固定件为螺栓或插销。

5.根据权利要求2所述的一种清醒猕猴磁共振成像装置，其特征在于，所述耳杆固定板上沿竖直方向开有滑槽，所述滑槽上滑动安装调节块，所述调节块通过第二固定件固定在所述耳杆固定板上，所述调节块上开有供所述耳杆穿过并支承在上面的通孔。

6.根据权利要求5所述的一种清醒猕猴磁共振成像装置，其特征在于，所述第二固定件为螺栓或插销。

7.根据权利要求5所述的一种清醒猕猴磁共振成像装置，其特征在于，所述耳杆通过第三固定件可调节的将所述耳杆固定在所述调节块上。

8.根据权利要求1所述的一种清醒猕猴磁共振成像装置，其特征在于，所述猴头磁共振成像射频线圈为1个或多个接收天线组成的表面线圈，多个接收天线构成多通道，所有接收天线均匀阵列排布在线圈机械壳内表面且靠近猕猴头皮的一侧，通过接收天线之间几何上的重叠产生互感来增强天线通道间射频解耦。

9.根据权利要求8所述的一种清醒猕猴磁共振成像装置，其特征在于，所述猴头磁共振成像射频线圈为聚碳酸酯(PC)材料制作。

10.根据权利要求1所述的一种清醒猕猴磁共振成像装置，其特征在于，所述猴头固定装置、猴箱、猴手交互装置均为有机玻璃制作。