CN112526421B - 一种适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的单边磁体及核磁共振系统 - Google Patents
一种适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的单边磁体及核磁共振系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112526421B CN112526421B CN202011360119.1A CN202011360119A CN112526421B CN 112526421 B CN112526421 B CN 112526421B CN 202011360119 A CN202011360119 A CN 202011360119A CN 112526421 B CN112526421 B CN 112526421B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnetic block
- magnet
- magnetic
- magnetic resonance
- block
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 title claims abstract description 32
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 25
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 8
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract description 17
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 abstract description 6
- 210000004003 subcutaneous fat Anatomy 0.000 description 16
- 208000010706 fatty liver disease Diseases 0.000 description 8
- 208000004930 Fatty Liver Diseases 0.000 description 7
- 206010019708 Hepatic steatosis Diseases 0.000 description 7
- 231100000240 steatosis hepatitis Toxicity 0.000 description 7
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 4
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 3
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000008589 Obesity Diseases 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000002091 elastography Methods 0.000 description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- 238000012317 liver biopsy Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 235000020824 obesity Nutrition 0.000 description 2
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 229910001094 6061 aluminium alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010003445 Ascites Diseases 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000001145 Metabolic Syndrome Diseases 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 201000000690 abdominal obesity-metabolic syndrome Diseases 0.000 description 1
- 210000000577 adipose tissue Anatomy 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 208000019425 cirrhosis of liver Diseases 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 201000007270 liver cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000014018 liver neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 1
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 208000001072 type 2 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/3802—Manufacture or installation of magnet assemblies; Additional hardware for transportation or installation of the magnet assembly or for providing mechanical support to components of the magnet assembly
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/3808—Magnet assemblies for single-sided MR wherein the magnet assembly is located on one side of a subject only; Magnet assemblies for inside-out MR, e.g. for MR in a borehole or in a blood vessel, or magnet assemblies for fringe-field MR
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/389—Field stabilisation, e.g. by field measurements and control means or indirectly by current stabilisation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
本发明涉及核磁共振技术领域,公开了一种适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的单边磁体及核磁共振系统,即通过将单边磁体设计为包括有由左上磁块、左下磁块、中央底部磁块、右下磁块和右上磁块依次相接触构成的U形主磁体结构,并使各磁块的充磁方向沿顺时针方向或逆时针方向依次设置,可一方面为目标区域提供足够大的磁感应强度,另一方面可改善磁场强度等势面/等势线的形状,使等势面/等势线避开人体皮下脂肪的位置,从而可减小来自皮下脂肪的核磁共振信号对来自肝脏脂肪的核磁共振信号所产生干扰影响。同时可使目标区域附近的磁场梯度为定值,而且梯度值较小,使得磁感应强度线性衰减,磁感应强度较高,均匀性较好,有利于测量。
Description
技术领域
本发明属于核磁共振技术领域,涉及电磁学、医学诊断与筛查等领域,具体涉及一种适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的单边磁体及核磁共振系统。
背景技术
随着生活习惯的改变,脂肪性肝病的发病率逐年提高。最新统计结果显示,全球四分之一以上的成人有脂肪肝,我国脂肪肝患病率高达27%,起病年龄趋向年轻化,儿童脂肪肝日益增多。在肥胖、代谢综合征、2型糖尿病以及长期过量饮酒患者中,脂肪肝的患病率高达50%以上。因此,对脂肪肝的预防与治疗具有重要社会价值。目前,脂肪肝的检查主要包括实验室检查、影像学检查和肝脏活检病理学检查,影像学检查又包括实时超声(B超)、电子计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)、磁共振(Magnetic Resonance Imaging,MRI)和振动控制瞬时弹性成像(VCTE)。实验室检查主要起辅助诊断、协助分析作用,肝脏活检病理学检查是一项有损伤的侵入性检查,而影像学检查中,MRI比CT检查的软组织分辨率更高,对早期小肝癌的检出率较高。基于MRI的质子密度脂肪含量测定(MRI-PDFF)是无创定量评估肝脏脂肪含量和敏感诊断轻度脂肪肝的金标准,同时基于MRI的实时弹性成像(MRE)通过弹性值定量评估肝纤维化,且不受肥胖和腹水的影响。
核磁共振作为一种非接触式检测手段,在生物检测、有机化学和医药学方面具有良好的应用前景。核磁共振系统由以下部分组成:磁体部分、发射并接收信号的线圈部分、用于信号分析的电子控制部分,其中,磁体部分的性能优劣直接决定了该核磁共振系统的性能,因此磁体的性能至关重要。相较于超导磁体和电磁体,永磁型磁体对工作环境要求低,且无需提供额外的能耗,具有结构简单、成本低、便于小型化等优点,被广泛应用于低中场核磁共振领域。而对于人体检查,磁体需要放置在人体一侧,因此无法采用传统的封闭式永磁体结构,需要采用单边开放式磁体结构。
但是目前的单边开放式磁体结构在用于人体肝脏脂肪核磁共振检测时,产生的磁场等势面不能有效避开人体皮下脂肪,使得来自皮下脂肪的核磁共振信号会对来自肝脏脂肪的核磁共振信号产生干扰影响。因此,研究一种适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的新型单边开放式磁体具有极其重要的科研意义和社会意义。
发明内容
为了解决现有单边开放式磁体结构在用于人体肝脏脂肪核磁共振检测时所存在的易受皮下脂肪核磁共振信号干扰的问题,本发明目的在于提供一种新型的且适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的单边磁体及核磁共振系统。
本发明第一方面所采用的技术方案为:
一种适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的单边磁体,包括有由左上磁块、左下磁块、中央底部磁块、右下磁块和右上磁块依次相接触构成的U形主磁体结构,其中,所述U形主磁体结构的U形开口用于插入与人体肝脏对应的人体侧部;
所述左上磁块的充磁方向、所述左下磁块的充磁方向、所述中央底部磁块的充磁方向、所述右下磁块的充磁方向和所述右上磁块的充磁方向沿顺时针方向或逆时针方向依次设置,其中,所述中央底部磁块的充磁方向水平设置;
所述左上磁块和所述右上磁块左右对称设置且具有相同的材质、形状及尺寸大小,所述左下磁块和所述右下磁块左右对称设置且具有相同的材质、形状及尺寸大小。
基于上述发明内容,提供了一种适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的单边磁体结构,即通过将单边磁体设计为包括有由左上磁块、左下磁块、中央底部磁块、右下磁块和右上磁块依次相接触构成的U形主磁体结构,并使各磁块的充磁方向沿顺时针方向或逆时针方向依次设置,可一方面为目标区域提供足够大的磁感应强度,另一方面可改善磁场强度等势面/等势线的形状,使等势面/等势线避开人体皮下脂肪的位置,从而可减小来自皮下脂肪的核磁共振信号对来自肝脏脂肪的核磁共振信号所产生干扰影响。同时可使目标区域附近的磁场梯度为定值,而且梯度值较小,使得磁感应强度线性衰减,磁感应强度较高,均匀性较好,可提高测量的信噪比,有利于测量。此外,所述单边磁体结构的U形开口可贴合人体侧面几何形状,提高舒适性,便于测量,并使整体结构具有质量轻和体积小等优点,可使得便携式测量成为可能。
优化的,所述左上磁块为在竖直截面上由上部直角梯形和下部矩形构成的五边形磁钢,所述左下磁块为在竖直截面上呈矩形的第一矩形磁钢,所述中央底部磁块为在水平截面上呈矩形的第二矩形磁钢,其中,所述上部直角梯形的顶边短于底边且斜边位于右侧,所述左上磁块的底面与所述左下磁块的顶面相接触且具有相同的形状及尺寸大小。
进一步优化的,所述左下磁块的底面、所述中央底部磁块的底面和所述右下磁块的底面齐平,所述中央底部磁块的顶面分别低于所述左下磁块的顶面和所述右下磁块的顶面,使得在所述左下磁块、所述中央底部磁块和所述右下磁块之间可围成用于安装射频线圈及线圈固定装置的空间。
进一步优化的,所述中央底部磁块的顶面中心区域开设有用于进行整体结构振动测试的通孔。
优化的,所述左上磁块的充磁方向和所述右上磁块的充磁方向分别与竖直方向平行,所述左下磁块的充磁方向和所述右下磁块的充磁方向分别与竖直方向存在一夹角,该夹角的角度大小在40~50度之间取值。
优化的,所述左上磁块的充磁方向和所述右上磁块的充磁方向分别与竖直方向不平行,所述左下磁块的充磁方向和所述右下磁块的充磁方向分别与竖直方向的夹角左右对称设置且同时大于X度或小于X度,其中,X在40~50之间取值。
优化的,所述U形主磁体结构采用永磁材料制成。
优化的,还包括有由左侧顶盖、左侧夹持板、底座、右侧夹持板和右侧顶盖依次相连构成的U形装配外壳结构;
所述底座用于固定所述中央底部磁块及整个所述U形主磁体结构,所述左侧夹持板通过螺钉固定在所述底座的顶面左侧并用于夹持固定所述左下磁块和所述左上磁块,所述右侧夹持板通过螺钉固定在所述底座的顶面右侧并用于夹持固定所述右下磁块和所述右上磁块,所述左侧顶盖通过螺钉固定在所述左侧夹持板的上部且用于覆盖固定所述左上磁块和所述左下磁块,所述右侧顶盖通过螺钉固定在所述右侧夹持板的上部且用于覆盖固定所述右上磁块和所述右下磁块。
进一步优化的,所述U形装配外壳结构采用无磁材料制成。
本发明第二方面所采用的技术方案为:
一种核磁共振系统,包括有人机交互设备、电子控制柜、射频线圈和如第一方面所述的且适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的单边磁体;
所述射频线圈安装在所述单边磁体的U形开口底部,用于在所述电子控制柜的控制下,发射核磁共振测量序列的射频激励信号和接收核磁共振信号;
所述电子控制柜,电连接所述射频线圈,用于控制所述射频线圈发射核磁共振测量序列的射频激励信号,以及对接收到的所述核磁共振信号进行信号分析,得到分析结果;
所述人机交互设备,通信连接所述电子控制柜,用于展示所述分析结果
本发明的有益效果为:
(1)本发明创造提供了一种适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的单边磁体结构及核磁共振系统,即通过将单边磁体设计为包括有由左上磁块、左下磁块、中央底部磁块、右下磁块和右上磁块依次相接触构成的U形主磁体结构,并使各磁块的充磁方向沿顺时针方向或逆时针方向依次设置,可一方面为目标区域提供足够大的磁感应强度,另一方面可改善磁场强度等势面/等势线的形状,使等势面/等势线避开人体皮下脂肪的位置,从而可减小来自皮下脂肪的核磁共振信号对来自肝脏脂肪的核磁共振信号所产生干扰影响;
(2)可使目标区域附近的磁场梯度为定值,而且梯度值较小,使得磁感应强度线性衰减,磁感应强度较高,均匀性较好,可提高测量的信噪比,有利于测量;
(3)所述单边磁体结构的U形开口可贴合人体侧面几何形状,提高舒适性,便于测量,并使整体结构具有质量轻和体积小等优点,可使得便携式测量成为可能;
(4)通过U形装配外壳结构,可固定封装U形主磁体结构,确保所述U形主磁体结构在使用过程中的稳固性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的在单边磁体中U形主磁体的立体结构示意图。
图2是本发明提供的在单边磁体中U形主磁体的充磁方向示意图。
图3是本发明提供的在单边磁体中U形主磁体与U形装配外壳的组装结构示意图。
图4是本发明提供的在单边磁体中U形装配外壳的拆分结构示意图。
图5是本发明提供的在应用单边磁体进行核磁共振检查时YOZ平面中的磁场等势线形状示例图。
图6是本发明提供的在应用单边磁体进行核磁共振检查时XOZ平面中的磁场等势线形状示例图。
图7是本发明提供的在应用单边磁体进行核磁共振检查时目标区域附近磁感应强度的恒定梯度衰减示例图。
图8是本发明提供的核磁共振系统的应用示例图。
上述附图中:1-左上磁块;2-左下磁块;3-中央底部磁块;301-通孔;4-右下磁块;5-右上磁块;601-左侧顶盖;602-左侧夹持板;603-底座;604-右侧夹持板;605-右侧顶盖。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例来对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是,对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本发明,但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而,可用很多备选的形式来体现本发明,并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
应当理解,尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元,但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元,同时不脱离本发明的示例实施例的范围。
应当理解,对于本文中可能出现的术语“和/或”,其仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,单独存在B,同时存在A和B三种情况;对于本文中可能出现的术语“/和”,其是描述另一种关联对象关系,表示可以存在两种关系,例如,A/和B,可以表示:单独存在A,单独存在A和B两种情况;另外,对于本文中可能出现的字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
应当理解,在本文中若将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时,它可以与另一个单元直相连接或耦合,或中间单元可以存在。相対地,在本文中若将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时,表示不存在中间单元。另外,应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词(例如,“在……之间”对“直接在……之间”,“相邻”对“直接相邻”等等)。
应当理解,本文使用的术语仅用于描述特定实施例,并不意在限制本发明的示例实施例。若本文所使用的,单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式,除非上下文明确指示相反意思。还应当理解,若术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”在本文中被使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。
应当理解,还应当注意到在一些备选实施例中,所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如,取决于所涉及的功能/动作,实际上可以实质上并发地执行,或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。
应当理解,在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而,本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统,以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实例中,可以不以不必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术,以避免使得示例实施例不清楚。
实施例一
如图1~2所示,本实施例提供的所述适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的单边磁体,包括有由左上磁块1、左下磁块2、中央底部磁块3、右下磁块4和右上磁块5依次相接触构成的U形主磁体结构,其中,所述U形主磁体结构的U形开口用于插入与人体肝脏对应的人体侧部;所述左上磁块1的充磁方向、所述左下磁块2的充磁方向、所述中央底部磁块3的充磁方向、所述右下磁块4的充磁方向和所述右上磁块5的充磁方向沿顺时针方向或逆时针方向依次设置,其中,所述中央底部磁块3的充磁方向水平设置;所述左上磁块1和所述右上磁块5左右对称设置且具有相同的材质、形状及尺寸大小,所述左下磁块2和所述右下磁块4左右对称设置且具有相同的材质、形状及尺寸大小。
如图1和2所示,在所述单边磁体的具体结构中,由于在将单边开放式磁体结构用于人体肝脏脂肪核磁共振检测时,会将单边开放式磁体结构放在患者右侧腋下部位(即与人体肝脏对应的人体侧部),并让患者将右臂向上举起,以便给磁体部分留出测试空间,因此将所述单边磁体设计为U形主磁体结构,可在测试过程中,使人体侧部放置在所述U形开口中,进而使得人体侧面会紧贴位于所述U形开口底部中间的射频线圈上表面,可以最大化地利用空间。如图2所示,所述左上磁块1的充磁方向(即用箭头表示的磁化方向,下同)、所述左下磁块2的充磁方向、所述中央底部磁块3的充磁方向、所述右下磁块4的充磁方向和所述右上磁块5的充磁方向沿顺时针方向依次首尾相接,其中,由于所述左上磁块1及所述左下磁块2和所述右下磁块4及所述右上磁块5的尺寸较大,可以为目标区域提供足够大的磁感应强度,而所述中央底部磁块3较为扁平,其通过在水平面上较宽的尺寸,可改善磁场强度等势面/等势线的形状,使等势面/等势线避开人体皮下脂肪的位置,从而可减小来自皮下脂肪的核磁共振信号对来自肝脏脂肪的核磁共振信号所产生干扰影响。如图5所示,在应用所述单边磁体进行核磁共振检查时YOZ平面中的磁场等势线形状较好,首先中部等势线高于目标区域,且中间凹陷两边凸起,使得聚焦性好,同时两侧等势线距离中心较远,使得两侧等势线避开了人体,进而避开了皮下脂肪,不会对肝脏脂肪核磁共振信号产生干扰。又如图6所示,在应用所述单边磁体进行核磁共振检查时XOZ平面中的磁场等势线形状较好,即在XOZ平面内等势线呈钟罩形,上部较窄,可以更好的聚焦目标区域,而底部较宽,距离线圈较远,可以避开人体皮下脂肪,减小皮下脂肪核磁共振信号对肝脏脂肪核磁共振信号的干扰影响。此外,如图7所示,目标区域附近的磁场梯度为定值,而且梯度值较小,使得磁感应强度线性衰减,均匀性较好,线性度高,因此在磁场大小满足测量需要的前提下,磁场的梯度值达到最小,有利于测量。
由此通过前述单边磁体的详细结构描述,提供了一种适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的单边磁体结构,即通过将单边磁体设计为包括有由左上磁块、左下磁块、中央底部磁块、右下磁块和右上磁块依次相接触构成的U形主磁体结构,并使各磁块的充磁方向沿顺时针方向或逆时针方向依次设置,可一方面为目标区域提供足够大的磁感应强度,另一方面可改善磁场强度等势面/等势线的形状,使等势面/等势线避开人体皮下脂肪的位置,从而可减小来自皮下脂肪的核磁共振信号对来自肝脏脂肪的核磁共振信号所产生干扰影响。同时可使目标区域附近的磁场梯度为定值,而且梯度值较小,使得磁感应强度线性衰减,磁感应强度较高,均匀性较好,可提高测量的信噪比,有利于测量。此外,所述单边磁体结构的U形开口可贴合人体侧面几何形状,提高舒适性,便于测量,并使整体结构具有质量轻和体积小等优点,可使得便携式测量成为可能。
优化的,所述左上磁块1为在竖直截面上由上部直角梯形和下部矩形构成的五边形磁钢,所述左下磁块2为在竖直截面上呈矩形的第一矩形磁钢,所述中央底部磁块3为在水平截面上呈矩形的第二矩形磁钢,其中,所述上部直角梯形的顶边短于底边且斜边位于右侧,所述左上磁块1的底面与所述左下磁块2的顶面相接触且具有相同的形状及尺寸大小。由于所述左上磁块1和所述右上磁块5是左右对称设置的,因此在所述右上磁块5中的上部直角梯形的顶边短于底边且斜边位于左侧,使得所述U形主磁体结构的整体形状呈宽U形,如此可使U形侧斜面贴合所述人体侧部,进一步提高测量舒适性。进一步优化的,所述中央底部磁块3的顶面中心区域开设有用于进行整体结构振动测试的通孔301。
进一步优化的,所述左下磁块2的底面、所述中央底部磁块3的底面和所述右下磁块4的底面齐平,所述中央底部磁块3的顶面分别低于所述左下磁块2的顶面和所述右下磁块4的顶面,使得在所述左下磁块2、所述中央底部磁块3和所述右下磁块4之间可围成用于安装射频线圈及线圈固定装置的空间。如图2所示,由于在所述U形主磁体结构的U形开口底部中间留出有放置射频线圈及线圈固定装置的空间,可减少主磁体及装配外壳对射频线圈磁场的干扰,即如果留出空间过小,射频线圈会紧贴装配外壳,而装配外壳会干扰线圈产生的测量信号,从而影响核磁共振系统的整体性能,因此中间给射频线圈预留的空间要足够大,深度方向上要足够深。此外,在检测时,人体侧面会与五边形磁钢(即左上磁块1和右上磁块5)中的梯形下底齐平,同时紧贴线圈上表面,可进一步节约使用空间,提高舒适性和便利性。
优化的,所述左上磁块1的充磁方向和所述右上磁块5的充磁方向分别与竖直方向平行,所述左下磁块2的充磁方向和所述右下磁块4的充磁方向分别与竖直方向存在一夹角,该夹角的角度大小在40~50度之间取值。如图2中的实线箭头所示,所述左上磁块1的充磁方向和所述右上磁块5的充磁方向是相反的,并由于所述左下磁块2的充磁方向和所述右下磁块4的充磁方向分别与竖直方向的夹角恰好为45度,可在此角度下,使目标区域的场强、梯度和磁场等势面/等势线的分布形状最优。
优化的,所述左上磁块1的充磁方向和所述右上磁块5的充磁方向也可以分别与竖直方向不平行,此时所述左下磁块2的充磁方向和所述右下磁块4的充磁方向分别与竖直方向的夹角左右对称设置且同时大于X度或小于X度,其中,X在40~50之间取值。如图2中的虚线箭头所示,举例的,X=45,当所述左上磁块1的充磁方向和所述右上磁块5的充磁方向朝外偏时,目标区域的磁场强度下降,磁场梯度减小;而当所述左上磁块1的充磁方向和所述右上磁块5的充磁方向朝内偏时,目标区域磁场强度上升,磁场梯度增大。
优化的,所述U形主磁体结构采用永磁材料制成,例如铷铁硼、钐钴、铝镍钴等材质制成,但不限于上述永磁材料。
优化的,还包括有由左侧顶盖601、左侧夹持板602、底座603、右侧夹持板604和右侧顶盖605依次相连构成的U形装配外壳结构;所述底座603用于固定所述中央底部磁块3及整个所述U形主磁体结构,所述左侧夹持板602通过螺钉固定在所述底座603的顶面左侧并用于夹持固定所述左下磁块2和所述左上磁块1,所述右侧夹持板604通过螺钉固定在所述底座603的顶面右侧并用于夹持固定所述右下磁块4和所述右上磁块5,所述左侧顶盖601通过螺钉固定在所述左侧夹持板602的上部且用于覆盖固定所述左上磁块1和所述左下磁块2(即通过所述左侧顶盖601和所述底座603的夹持作用),所述右侧顶盖605通过螺钉固定在所述右侧夹持板604的上部且用于覆盖固定所述右上磁块5和所述右下磁块4(即通过所述右侧顶盖605和所述底座603的夹持作用)。如图3和4所示,通过所述U形装配外壳结构,可固定封装所述U形主磁体结构,确保所述U形主磁体结构在使用过程中的稳固性。进一步优化的,所述U形装配外壳结构采用无磁材料制成,例如采用经氧化处理的6061铝合金材质制成,但不限于上述材料,可使装配外壳的受力强度足以承受磁钢之间的磁力。
综上,采用本实施例所提供的单边磁体,具有如下技术效果:
(1)本实施例提供了一种适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的单边磁体结构,即通过将单边磁体设计为包括有由左上磁块、左下磁块、中央底部磁块、右下磁块和右上磁块依次相接触构成的U形主磁体结构,并使各磁块的充磁方向沿顺时针方向或逆时针方向依次设置,可一方面为目标区域提供足够大的磁感应强度,另一方面可改善磁场强度等势面/等势线的形状,使等势面/等势线避开人体皮下脂肪的位置,从而可减小来自皮下脂肪的核磁共振信号对来自肝脏脂肪的核磁共振信号所产生干扰影响;
(2)可使目标区域附近的磁场梯度为定值,而且梯度值较小,使得磁感应强度线性衰减,磁感应强度较高,均匀性较好,可提高测量的信噪比,有利于测量;
(3)所述单边磁体结构的U形开口可贴合人体侧面几何形状,提高舒适性,便于测量,并使整体结构具有质量轻和体积小等优点,可使得便携式测量成为可能;
(4)通过U形装配外壳结构,可固定封装U形主磁体结构,确保所述U形主磁体结构在使用过程中的稳固性。
实施例二
本实施例在实施例一所述单边磁体的技术方案基础上,提供了一种应用该单边磁体的核磁共振系统,包括有人机交互设备、电子控制柜、射频线圈和如实施例一所述的且适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的单边磁体;所述射频线圈安装在所述单边磁体的U形开口底部,用于在所述电子控制柜的控制下,发射核磁共振测量序列的射频激励信号和接收核磁共振信号;所述电子控制柜,电连接所述射频线圈,用于控制所述射频线圈发射核磁共振测量序列的射频激励信号,以及对接收到的所述核磁共振信号进行信号分析,得到分析结果;所述人机交互设备,通信连接所述电子控制柜,用于展示所述分析结果。
如图8所示,所述人机交互设备可以但不限于为带有键盘、鼠标和显示器的计算机设备,所述电子控制柜及所述射频线圈的核磁共振原理为现有技术,由此本实施例的技术效果可由实施例一直接推导得到,于此不再赘述。
以上所描述的多个实施例仅仅是示意性的,若涉及到作为分离部件说明的单元,其可以是或者也可以不是物理上分开的;若涉及到作为单元显示的部件,其可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
最后应说明的是,本发明不局限于上述可选的实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制,本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准,并且说明书可以用于解释权利要求书。
Claims (6)
1.一种适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的单边磁体,其特征在于,包括有由左上磁块(1)、左下磁块(2)、中央底部磁块(3)、右下磁块(4)和右上磁块(5)依次相接触构成的U形主磁体结构,其中,所述U形主磁体结构的U形开口用于插入与人体肝脏对应的人体侧部;
所述左上磁块(1)的充磁方向、所述左下磁块(2)的充磁方向、所述中央底部磁块(3)的充磁方向、所述右下磁块(4)的充磁方向和所述右上磁块(5)的充磁方向沿顺时针方向或逆时针方向依次设置,其中,所述中央底部磁块(3)的充磁方向水平设置;
所述左上磁块(1)和所述右上磁块(5)左右对称设置且具有相同的材质、形状及尺寸大小,所述左下磁块(2)和所述右下磁块(4)左右对称设置且具有相同的材质、形状及尺寸大小;
所述左上磁块(1)为在竖直截面上由上部直角梯形和下部矩形构成的五边形磁钢,所述左下磁块(2)为在竖直截面上呈矩形的第一矩形磁钢,所述中央底部磁块(3)为在水平截面上呈矩形的第二矩形磁钢,其中,所述上部直角梯形的顶边短于底边且斜边位于右侧,所述左上磁块(1)的底面与所述左下磁块(2)的顶面相接触且具有相同的形状及尺寸大小;
所述左下磁块(2)的底面、所述中央底部磁块(3)的底面和所述右下磁块(4)的底面齐平,所述中央底部磁块(3)的顶面分别低于所述左下磁块(2)的顶面和所述右下磁块(4)的顶面,使得在所述左下磁块(2)、所述中央底部磁块(3)和所述右下磁块(4)之间围成用于安装射频线圈及线圈固定装置的空间;
所述左上磁块(1)的充磁方向和所述右上磁块(5)的充磁方向分别与竖直方向平行,所述左下磁块(2)的充磁方向和所述右下磁块(4)的充磁方向分别与竖直方向存在一夹角,该夹角的角度大小在40~50度之间取值;或者,所述左上磁块(1)的充磁方向和所述右上磁块(5)的充磁方向分别与竖直方向不平行,所述左下磁块(2)的充磁方向和所述右下磁块(4)的充磁方向分别与竖直方向的夹角左右对称设置且同时大于X度或小于X度,其中,X在40~50之间取值。
2.如权利要求1所述的单边磁体,其特征在于,所述中央底部磁块(3)的顶面中心区域开设有用于进行整体结构振动测试的通孔(301)。
3.如权利要求1所述的单边磁体,其特征在于,所述U形主磁体结构采用永磁体材料制成。
4.如权利要求1所述的单边磁体,其特征在于,还包括有由左侧顶盖(601)、左侧夹持板(602)、底座(603)、右侧夹持板(604)和右侧顶盖(605)依次相连构成的U形装配外壳结构;
所述底座(603)用于固定所述中央底部磁块(3)及整个所述U形主磁体结构,所述左侧夹持板(602)通过螺钉固定在所述底座(603)的顶面左侧并用于夹持固定所述左下磁块(2)和所述左上磁块(1),所述右侧夹持板(604)通过螺钉固定在所述底座(603)的顶面右侧并用于夹持固定所述右下磁块(4)和所述右上磁块(5),所述左侧顶盖(601)通过螺钉固定在所述左侧夹持板(602)的上部且用于覆盖固定所述左上磁块(1)和所述左下磁块(2),所述右侧顶盖(605)通过螺钉固定在所述右侧夹持板(604)的上部且用于覆盖固定所述右上磁块(5)和所述右下磁块(4)。
5.如权利要求4所述的单边磁体,其特征在于,所述U形装配外壳结构采用无磁材料制成。
6.一种核磁共振系统,其特征在于,包括有人机交互设备、电子控制柜、射频线圈和如权利要求1~5任意一项所述的适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的单边磁体;
所述射频线圈安装在所述单边磁体的U形开口底部,用于在所述电子控制柜的控制下,发射核磁共振测量序列的射频激励信号和接收核磁共振信号;
所述电子控制柜,电连接所述射频线圈,用于控制所述射频线圈发射核磁共振测量序列的射频激励信号,以及对接收到的所述核磁共振信号进行信号分析,得到分析结果;
所述人机交互设备,通信连接所述电子控制柜,用于展示所述分析结果。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011360119.1A CN112526421B (zh) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 一种适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的单边磁体及核磁共振系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011360119.1A CN112526421B (zh) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 一种适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的单边磁体及核磁共振系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112526421A CN112526421A (zh) | 2021-03-19 |
CN112526421B true CN112526421B (zh) | 2022-04-08 |
Family
ID=74994435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011360119.1A Active CN112526421B (zh) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 一种适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的单边磁体及核磁共振系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112526421B (zh) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203966707U (zh) * | 2014-06-23 | 2014-11-26 | 重庆大学 | 一种采用无源匀场的椭圆弧状单边核磁共振永磁体结构 |
CN104207777A (zh) * | 2014-09-15 | 2014-12-17 | 苏州露宇电子科技有限公司 | 一种基于永磁单边磁体的核磁共振成像装置 |
CN105931799A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-09-07 | 重庆大学 | 带恒定梯度的永磁体结构 |
CN106707208A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-24 | 重庆大学 | 一种用于浅层皮肤成像的低场单边核磁共振设备 |
CN107144804A (zh) * | 2017-03-20 | 2017-09-08 | 中国石油大学(北京) | 磁体系统及核磁共振探测装置 |
CN108827996A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-11-16 | 王黎莉 | 一种单边核磁共振弹性成像检测装置 |
CN109030532A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-12-18 | 王黎莉 | 一种单边核磁共振三维成像磁体系统 |
CN109406558A (zh) * | 2017-08-17 | 2019-03-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 单边核磁共振装置 |
WO2020041523A1 (en) * | 2018-08-21 | 2020-02-27 | Livivos Inc. | Nuclear magnetic resonance systems and methods for non-invasive and in-vivo measurements using a unilateral magnet |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180220949A1 (en) * | 2017-02-08 | 2018-08-09 | Pablo Jose Prado | Apparatus and method for in-vivo fat and iron content measurement |
-
2020
- 2020-11-27 CN CN202011360119.1A patent/CN112526421B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203966707U (zh) * | 2014-06-23 | 2014-11-26 | 重庆大学 | 一种采用无源匀场的椭圆弧状单边核磁共振永磁体结构 |
CN104207777A (zh) * | 2014-09-15 | 2014-12-17 | 苏州露宇电子科技有限公司 | 一种基于永磁单边磁体的核磁共振成像装置 |
CN105931799A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-09-07 | 重庆大学 | 带恒定梯度的永磁体结构 |
CN106707208A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-24 | 重庆大学 | 一种用于浅层皮肤成像的低场单边核磁共振设备 |
CN107144804A (zh) * | 2017-03-20 | 2017-09-08 | 中国石油大学(北京) | 磁体系统及核磁共振探测装置 |
CN109406558A (zh) * | 2017-08-17 | 2019-03-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 单边核磁共振装置 |
CN108827996A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-11-16 | 王黎莉 | 一种单边核磁共振弹性成像检测装置 |
CN109030532A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-12-18 | 王黎莉 | 一种单边核磁共振三维成像磁体系统 |
WO2020041523A1 (en) * | 2018-08-21 | 2020-02-27 | Livivos Inc. | Nuclear magnetic resonance systems and methods for non-invasive and in-vivo measurements using a unilateral magnet |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112526421A (zh) | 2021-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8704516B2 (en) | Passive shims to increase the effective B0 and B1 uniformity in a body coil | |
RU2624315C2 (ru) | Устройство и способ оказания влияния и обнаружения магнитных частиц, имеющие большое поле зрения | |
US20050189944A1 (en) | Nuclear magnetic resonance spectrometer for liquid-solution | |
Lu et al. | Using diffusion-weighted MRI to predict aggressive histological features in papillary thyroid carcinoma: a novel tool for pre-operative risk stratification in thyroid cancer | |
US9149205B2 (en) | Breast coil for use in magnetic resonance imaging | |
US9310450B2 (en) | Margin assessment of ex-vivo sample | |
JPH1199139A (ja) | 周辺アクセスおよび非均質磁場を有する磁気共鳴像映システム | |
KR101661131B1 (ko) | 자기 공명 신호들의 차폐를 위한 로컬 차폐물 및 방법 | |
CN112526421B (zh) | 一种适用于人体肝脏脂肪核磁共振检测的单边磁体及核磁共振系统 | |
WO2022205573A1 (zh) | 一种器官无创定量核磁共振检测系统 | |
US20230341491A1 (en) | Nuclear magnetic resonance (nmr) measurement system for non-invasive quantitative detection of organs | |
WO2017161239A1 (en) | System and method for magnetic resonance elastography | |
RU200143U1 (ru) | Катушка для магнитно-резонансной томографии на основе диэлектрических колец | |
CN114259221A (zh) | 可移动的无电磁屏蔽磁共振成像装置 | |
CN209418235U (zh) | 四柱型磁体 | |
EP1132047B1 (en) | Mini-invasive nuclear magnetic resonance spectroscopy catheter probe | |
Thomas et al. | Single-sided magnet system for quantitative MR relaxometry and preclinical in-vivo monitoring | |
US20230393224A1 (en) | Magnetic Resonance System and Corresponding Method | |
CN213963364U (zh) | 一种具有微步进装置的单边磁共振成像系统 | |
CN214342422U (zh) | 一种乳腺线圈和活检穿刺成像设备 | |
KR100343218B1 (ko) | 자기공명영상장치용고주파코일 | |
CN111968822B (zh) | 一种适用于便携式核磁共振装置使用的永磁体 | |
Facius et al. | Electrical impedance scanning used in addition to ultrasound for the verification of submandibular and parotid lesions: initial results | |
Kobayashi et al. | Magnetocardiogram measurement using SQUID magnetometer and Magneto-Impedance sensor | |
WO2021112720A1 (ru) | Катушка для магнитно-резонансной томографии на основе диэлектрических колец |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |