CN115105221A - 一种核磁显影标记点结构、调试工装及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核磁显影标记点结构、调试工装及其制备方法，该结构包括：胶囊壳体、以及设置在所述胶囊壳体内部的线圈、两个无磁电容器、鱼油或水凝胶、塑料管和紫外固化胶；该结构由线圈和电容器构成的谐振电路的谐振频率与配合使用的磁共振设备发射频率相同，谐振电路可以主动接收磁共振设备发射的电磁波能量，并迅速存储、积聚于谐振电路，并集中释放于线圈内部及周围水凝胶，使水凝胶局部相对于背景人体组织获得更强的电磁波，从而在磁共振影像中形成突出的亮斑。该结构可在多种规格核磁成像设备下使用，且在核磁梯度场中保持稳定的显影效果，相比现有技术，提高了显影相对背景的对比度，有助于核磁引导介入手术的定位、核磁机器人的配准。

Description

一种核磁显影标记点结构、调试工装及其制备方法

技术领域

本发明涉及核磁显影技术领域，特别涉及一种核磁显影标记点结构、调试工装及其制备方法。

背景技术

专利文献申请号202010181074 .5揭示一种将显影液注入塑料空心球，作为显影标记点。显影剂中通常包含一种顺磁性很强的金属离子，注入人体内能显著缩短邻近氢原子T1、T2的驰豫时间，从而提高正常组织和病变组织的对比度和显影的清晰度。用显影剂与水按一定比例混合形成的液体注入空心球中制作而成的显影球能在一定程度上提高显影球相对背景的对比度。但当人体也注射了显影剂以提高显影质量的情况下，该显影球的突出显影效果将大打折扣。

因此，针对上述情况，如何在核磁梯度场中保持稳定的显影效果，提高显影的对比效果，成为同行从业人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核磁显影标记点结构、调试工装及其制备方法。该核磁显影标记点结构解决了上述显影效果较差的问题，该结构可在多种规格核磁成像设备下使用，可在磁共振影像中形成突出的亮斑。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

第一方面，本发明实施例提供一种核磁显影标记点结构，包括：胶囊壳体、以及设置在所述胶囊壳体内部的线圈、无磁电容器C₁、无磁电容器C₂、鱼油或水凝胶、塑料管和紫外固化胶；

其中，所述塑料管外周套设所述线圈；所述线圈的两端分别接入无磁电容器C₁的一端和无磁电容器C₂的一端；

所述无磁电容器C₁的另一端与无磁电容器C₂的一端通过导线连接；

所述线圈的中间部分设置有抽头，所述抽头连接在所述导线上；所述线圈和所述无磁电容器C₁、无磁电容器C₂构成谐振电路；

所述鱼油或水凝胶作为填充物，填充在所述塑料管内部和/或所述胶囊壳体内的空隙中；

所述塑料管与所述线圈通过所述紫外固化胶固化连接。

进一步地，所述线圈为带有绝缘漆的铜线。

进一步地，所述线圈的直径为0.1mm~0.5mm。

进一步地，所述线圈由所述抽头分为L1和L2两部分；每一部分在所述塑料管上缠绕3~10匝；匝间距与电感量负相关。

进一步地，所述线圈缠绕的螺旋圆圈直径为2mm~8mm。

进一步地，所述无磁电容器C₁的电容为6pF~20pF。

进一步地，所述无磁电容器C₂的电容为3pF~16pF。

第二方面，本发明实施例还提供一种核磁显影标记点结构的调试工装，用于对上述实施例任一项的核磁显影标记点结构进行谐振电路的谐振频率调试；

所述调试工装由两根外导体焊接在一起的同轴线和矢量网络分析仪组成；每一根同轴线均包括：相连接的射频连接器、同轴电缆外导体、同轴电缆内导体和填充在同轴电缆内外导体之间的绝缘介质层构成；

其中，两个所述射频连接器分别连接到所述矢量网络分析仪的两个端口；

两个同轴电缆内导体末端漏出部分构成两根测试探针；

将所述核磁显影标记点结构的谐振电路两端分别加载在所述两根测试探针上，与所述调试工装构成谐振带组滤波电路，通过所述矢量网络分析仪搜索传输特性曲线的最小值，确定谐振电路的谐振频率。

第三方面，本发明实施例还提供一种核磁显影标记点结构的制备方法，使用上述实施例的核磁显影标记点结构的调试工装，对上述实施例任一项所述的核磁显影标记点结构进行制备；该制备方法包括：

S1、在一段塑料管上用漆包铜线绕出一个线圈，并在线圈中间引起一个抽头；

S2、所述抽头将所述线圈分为L1和L2两个部分，分别在L1和L2的两端焊接合适的电容器无磁电容器C₁和无磁电容器C₂，构成谐振电路；

S3、将所述谐振电路加载到调试工装的两根测试探针上进行测试；两根测试探针分别与线圈或电容器的两端分别接通，在矢量网络分析仪上查看特性曲线，并标记特性曲线的最小值和次最小值对应的谐振频率；

S4、调整线圈匝间距，使特性曲线最小值和次最小值落在预期的频率f1和f2上；

S5、将紫外固化胶水涂在线圈表面，并用紫外光照射使其固化；

S6、固化后，将线圈、塑料管及电容器放进药用胶囊壳体中，将塑料管内部及胶囊内空隙注满鱼油或水凝胶；

S7、将胶囊合上，并用紫外固化胶水密封。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明实施例提供的一种核磁显影标记点结构，包括：胶囊壳体、以及设置在所述胶囊壳体内部的线圈、两个无磁电容器、鱼油或水凝胶、塑料管和紫外固化胶；该结构由线圈和电容器构成的谐振电路的谐振频率与配合使用的磁共振设备发射频率相同，谐振电路可以主动接收磁共振设备发射的电磁波能量，并迅速存储、积聚于谐振电路，并集中释放于线圈内部及周围水凝胶，使水凝胶局部相对于背景人体组织获得更强的电磁波，从而在磁共振影像中形成突出的亮斑。该结构可在多种规格核磁成像设备下使用，且在核磁梯度场中保持稳定的显影效果，相比现有技术，提高了显影相对背景的对比度，有助于核磁引导介入手术的定位、核磁机器人的配准。

附图说明

图1为本发明实施例提供的核磁显影标记点结构的示意图；

图2为核磁显影标记点结构在核磁下的显影效果图；

图3为本发明实施例提供的核磁显影标记点结构的调试工装结构图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

参照图1所示，本发明提供的一种核磁显影标记点结构，包括：胶囊壳体1、以及设置在胶囊壳体1内部的线圈2、无磁电容器C₁3、无磁电容器C₂5、鱼油或水凝胶6、塑料管7和紫外固化胶10；

其中，塑料管7外周套设线圈2；线圈的两端分别接入无磁电容器C₁3的一端和无磁电容器C₂5的一端；无磁电容器C₁3的另一端与无磁电容器C₂5的一端通过导线连接；

线圈2的中间部分设置有抽头4，抽头4连接在导线上，将线圈分成两部分，第一部分8称为L1，第二部分9称为L2；线圈2和无磁电容器C₁3、无磁电容器C₂5构成谐振电路；鱼油或水凝胶6作为填充物，填充在塑料管7内部和/或胶囊壳体1内的空隙中；塑料管7与线圈2通过紫外固化胶10固化连接。

上述由线圈和电容器构成的谐振电路的谐振频率，调整与配合使用的磁共振设备发射频率相同，谐振电路可以主动接收磁共振设备发射的电磁波能量，并迅速存储、积聚于谐振电路，并集中释放于线圈内部及周围水凝胶，使水凝胶局部相对于背景人体组织获得更强的电磁波，从而在磁共振影像中形成突出的亮斑。该结构的可在多种规格核磁成像设备（3.0T、1.5T）下使用，且在核磁梯度场中任保持稳定的显影效果，显影标记点可用于核磁引导穿刺手术和手术机器人的配准。

在具体实施时，比如可使用直径为0.1mm—0.5mm的漆包线（带绝缘漆的铜线），优选0.2mm；L1和L2各绕3—10匝，优选8匝；直径为2mm—8mm螺旋，优选5mm；无磁电容器C₁选6pF—20pF的电容，优选10pF; 无磁电容器C₂选3pF—16pF的电容，优选5.1pF；通过不断调试线圈扎间隙，使谐振点落在63.87MHz（±0.5MHz）和127.74MHz（±0.5MHz）上，即可满足在多种规格核磁成像设备（3.0T、1.5T）下使用，在核磁下显影效果如图2所示。

本实施例中，该核磁显影标记点结构，利用谐振电路主动收集射频能量，使显影标记点获得更多的射频能量，有效提高了显影标记点局部亮度，及相对背景的对比度，能为磁共振手术中提供精准定位。

实施例2：

本发明还提供一种核磁显影标记点结构的调试工装，用于对实施例1的核磁显影标记点结构进行谐振电路的谐振频率调试。

该调试工装如图3所示，由两根外导体焊接在一起的同轴线和矢量网络分析仪（图中未示出）组成；每一根同轴线均包括：相连接的射频连接器11、同轴电缆外导体22、同轴电缆内导体55和包裹在同轴电缆内外导体之间的绝缘介质层33构成；

如图2所示，示出其包括射频连接器11、同轴电缆外导体22、同轴电缆的绝缘介质层33、焊锡44、同轴电缆内导体55。

其中，上述射频连接器主要分为射频同轴连接器和射频三同轴连接器，射频同轴连接器：主要用来传输横向电磁波（TEM波）；射频三同轴连接器：主要用于对屏蔽效率有更高要求的场合，传输横向电磁波（TEM波）或传输脉冲波；可根据使用场景选择适合的射频连接器即可。

使用时，将调试工装的射频连接器连接到矢量网络分析仪的两个端口，两根同轴电缆内导体露出部分构成两根测试探针。将谐振电路加载到两根探针上，与工装构成谐振带组滤波电路，通过搜索其传输特性曲线的最小值，可以确定谐振电路的谐振频率。其中，传输特性曲线是指用矢量网络分析仪测试描绘出来的S21（微波网络的S参数）幅值的对数曲线。

该调试工装的结构简单，测量过程和步骤也相对简单，且测量结果准确性较高。

实施例3：

本发明还提供一种核磁显影标记点结构的制备方法，通过使用实施例2的核磁显影标记点结构的调试工装，对实施例1的核磁显影标记点结构进行制备；

该磁共振显影标记点结构的制备方法：

第1步，在一段塑料管上用漆包铜线绕出一个线圈，并在线圈中间引起一个抽头；

第2步，抽头将线圈分为L1和L2两个部分，分别在L1和L2的两端焊接合适的电容器无磁电容器C₁和无磁电容器C₂，构成谐振电路；

第3步，将上述电路组件加载到调试工装的两根测试探针上进行测试，两根探针与线圈（或电容器）两端分别接通，在矢量网络分析仪（事先按设备要求校准）上查看特性曲线，并标记特性曲线最小值和次最小值对应频率（谐振频率）；

第4步，比如用镊子调整线圈匝间距，使特性曲线最小值和次最小值落在预期的频率f1和f2上；

第5步，将紫外固化胶水涂在线圈表面，并用紫外光照射使其固化；

第6步，将上述组件放进药用胶囊壳体中，将塑料管内部及胶囊里其他空隙注满鱼油或水凝胶（至少线圈内填充有鱼油或水凝胶）；

第7步，将胶囊合上，并用紫外固化胶水密封。

在具体实施时，如果将两组谐振频率f1和f2分别调制在63.87MHz和127.74MHz，则该显影标记点结构在1.5T和3.0T核磁共振设备下都能获得很好的显影效果；如果将两组谐振频率f1和f2调制在磁共振设备标称工作频率附近，如3.0T磁共振设备，f1和f2调制在125MHz和129MHz，则该显影标记点在3.0T磁共振设备的梯度场下能获得稳定的显影效果。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种核磁显影标记点结构，其特征在于，包括：胶囊壳体（1）、以及设置在所述胶囊壳体（1）内部的线圈（2）、无磁电容器C₁（3）、无磁电容器C₂（5）、鱼油或水凝胶（6）、塑料管（7）和紫外固化胶（10）；

其中，所述塑料管（7）外周套设所述线圈（2）；所述线圈的两端分别接入无磁电容器C₁（3）的一端和无磁电容器C₂（5）的一端；

所述无磁电容器C₁（3）的另一端与无磁电容器C₂（5）的一端通过导线连接；

所述线圈（2）的中间部分设置有抽头（4），所述抽头（4）连接在所述导线上；所述线圈（2）和所述无磁电容器C₁（3）、无磁电容器C₂（5）构成谐振电路；

所述鱼油或水凝胶（6）作为填充物，填充在所述塑料管（7）内部和/或所述胶囊壳体（1）内的空隙中；

所述塑料管（7）与所述线圈（2）通过所述紫外固化胶（10）固化连接。

2.根据权利要求1所述的一种核磁显影标记点结构，其特征在于，所述线圈（2）为带有绝缘漆的铜线。

3.根据权利要求2所述的一种核磁显影标记点结构，其特征在于，所述线圈（2）的直径为0.1mm~0.5mm。

4.根据权利要求2或3所述的一种核磁显影标记点结构，其特征在于，所述线圈（2）由所述抽头分为L1和L2两部分；每一部分在所述塑料管（7）上缠绕3~10匝；匝间距与电感量负相关。

5.根据权利要求4所述的一种核磁显影标记点结构，其特征在于，所述线圈（2）缠绕的螺旋圆圈直径为2mm~8mm。

6.根据权利要求1所述的一种核磁显影标记点结构，其特征在于，所述无磁电容器C₁（3）的电容为6pF~20pF。

7.根据权利要求1所述的一种核磁显影标记点结构，其特征在于，所述无磁电容器C₂（5）的电容为3pF~16pF。

8.一种核磁显影标记点结构的调试工装，其特征在于，用于对权利要求1-7任一项所述的核磁显影标记点结构进行谐振电路的谐振频率调试；

所述调试工装由两根外导体焊接在一起的同轴线和矢量网络分析仪组成；每一根同轴线均包括：相连接的射频连接器（11）、同轴电缆外导体（22）、同轴电缆内导体（55）和填充在同轴电缆内外导体之间的绝缘介质层（33）；

其中，两个所述射频连接器（11）分别连接到所述矢量网络分析仪的两个端口；

两个同轴电缆内导体（55）末端漏出部分构成两根测试探针；

将所述核磁显影标记点结构的谐振电路两端分别加载在所述两根测试探针上，与所述调试工装构成谐振带组滤波电路，通过所述矢量网络分析仪搜索传输特性曲线的最小值，确定谐振电路的谐振频率。

9.一种核磁显影标记点结构的制备方法，其特征在于，使用权利要求8所述的核磁显影标记点结构的调试工装，对权利要求1-7任一项所述的核磁显影标记点结构进行制备；该制备方法包括：

S1、在一段塑料管上用漆包铜线绕出一个线圈，并在线圈中间引起一个抽头；

S2、所述抽头将所述线圈分为L1和L2两个部分，分别在L1和L2的两端焊接合适的电容器无磁电容器C₁和无磁电容器C₂，构成谐振电路；

S3、将所述谐振电路加载到调试工装的两根测试探针上进行测试；两根测试探针分别与线圈或电容器的两端分别接通，在矢量网络分析仪上查看特性曲线，并标记特性曲线的最小值和次最小值对应的谐振频率；

S4、调整线圈匝间距，使特性曲线最小值和次最小值落在预期的频率f1和f2上；

S5、将紫外固化胶水涂在线圈表面，并用紫外光照射使其固化；

S6、固化后，将线圈、塑料管及电容器放进药用胶囊壳体中，将塑料管内部及胶囊内空隙注满鱼油或水凝胶；

S7、将胶囊合上，并用紫外固化胶水密封。

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