WO2024139325A1 - 一种具有适形能力磁共振成像头部射频线圈装置 - Google Patents
一种具有适形能力磁共振成像头部射频线圈装置Info
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Abstract
一种具有适形能力磁共振成像头部射频线圈装置，其特征在于：底托（1）的上部套设有头套（2），并且底托（1）及头套（2）内部均布设有若干磁共振接收线圈的射频接收通道，头套（2）内的射频接收通道通过电缆线连接底托（1），底托（1）内的射频接收通道通过电缆线连接磁共振系统；底托（1）为刚性结构，并且位于底托（1）的顶部设有凹槽（1-1）；头套（2）包括刚性球壳（2-1）、柔性面罩（2-2），位于柔性面罩（2-2）的顶部一侧连接刚性球壳（2-1）。同现有技术相比，结构简单，生产和制作都非常简单，成本低；由于线圈绝大部分面积都是由柔性结构制成，因此不论人体的头部尺寸大小，都能良好地贴合，并获得更高的图像质量。
Description
本发明涉及磁共振技术领域，具体地说是一种具有适形能力磁共振成像头部射频线圈装置。
磁共振成像是一种先进的人体无损成像的技术，广泛应用于人体各个部位疾病的诊断。头部扫描是磁共振成像扫描的重要应用领域，与CT等成像手段相比，磁共振扫描具有无电离辐射，成像清晰，软组织对比度高，成像功能丰富，图像序列多样等诸多优势。
磁共振射频线圈是磁共振成像系统的重要组成部分，其性能直接决定着磁共振成像质量的好坏。根据电磁学互易定理，射频线圈距离人体越近，其探测灵敏度越高，图像的信噪比越高，因此为此通常希望把头部射频线圈做的越小越好。但另一方面，由于头部射频线圈通常为刚性结构，不能变形，考虑到人体头部的尺寸和形状差异性较大，为了获得射频线圈更大的适用性，需要把射频线圈做的越大越好。因此，通常来说，各大磁共振厂家随系统标准配置的磁共振头部射频线圈的头部分的内径通常约为23cm左右，这通常远远大于绝大部分人体头部的实际尺寸，导致头部图像的信噪比不够理想。
为了解决线圈尽量贴近病人身体的问题，很多磁共振射频线圈都做成了柔性结构，但柔性线圈通常为平面结构，因此只能包裹膝关节，肘关节等近似圆柱形的人体结构，而对于头部这种近似球形的结构，由于无法展开成为一个平面，因此无法用柔性线圈很好地包裹如专利US8604789B2。
有的方案如CN209695187U是把头线圈分成数个相对可以活动的部分，通过移动这些活动部分的位置或角度，使其均贴近人体头部从而获得尽可能高的图像质量。但这些方案都存在结构复杂，使用不方便的缺点。
本发明为克服现有技术的不足，提供一种具有适形能力磁共振成像头部射频线圈装置，结构简单，生产和制作都非常简单，成本低；由于线圈绝大部分面积都是由柔性结构制成，因此不论人体的头部尺寸大小，都能良好地贴合，并获得更高的图像质量。
为实现上述目的，设计一种具有适形能力磁共振成像头部射频线圈装置，包括底托、头套，其特征在于：底托的上部套设有头套，并且底托及头套内部均布设有若干磁共振接收线圈的射频接收通道，头套内的射频接收通道通过电缆线连接底托，底托内的射频接收通道通过电缆线连接磁共振系统；所述的底托为刚性结构，并且位于底托的顶部设有凹槽；所述的头套包括刚性球壳、柔性面罩，位于柔性面罩的顶部一侧连接刚性球壳。
所述的底托包括头托、底座，底座的顶部连接头托，并且底座与头托为一体式结构，位于头托的顶部设有形似头部及颈部相连的凹槽。
所述的刚性球壳为近似于1/4球体的弧形刚性壳体结构。
所述的柔性面罩收拢呈拱形结构，柔性面罩展开呈U形的柔性面板结构；位于柔性面罩的中部分别设有眼部开孔及鼻子、嘴巴开孔。
位于底托和头套之间连接的电缆线的外侧套设有万向节。
所述的万向节由若干根塑料制成，并且万向节为中空结构。
所述的底托和头套之间的中空腔体包覆了头部及颈部或者头部、颈部及胸部。
底托的上部套设有头套，并且底托及头套内部均布设有若干磁共振接收线圈的射频接收通道，头套内的射频接收通道和底托内的射频接收通道分别通过一根电缆线连接磁共振系统；所述的底托为刚性结构，并且位于底托的顶部设有凹槽；所述的头套包括刚性球壳、柔性面罩，柔性面罩的顶部一侧连接刚性球壳。
本发明同现有技术相比，提供一种具有适形能力磁共振成像头部射频线圈装置，结构简单，生产和制作都非常简单，成本低；由于线圈绝大部分面积都是由柔性结构制成，因此不论人体的头部尺寸大小，都能良好地贴合，并获得更高的图像质量。
本发明的柔性面罩由于线圈为柔性结构，因此病人的舒适性也更好；使用时，病人躺在下半部的头托上，操作技师只需将上半部扣合到病人头部和面部即可，非常方便；由于没有连接器，因此可靠性更好；柔性部分占整个线圈结构的比重很大，因此结构轻便，便于搬运。
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明结构爆炸图。
图3为本发明中柔性面罩收拢状态示意图。
图4为本发明中柔性面罩展开状态示意图。
图5、图6为本发明结构使用状态示意图。
参见图1至图4，1为底托，1-1为凹槽，1-2为头托，1-3为底座，2为头套，2-1为刚性球壳，2-2为柔性面罩，2-3为眼部开孔，2-4为鼻子、嘴巴开孔，3为万向节。
下面根据附图对本发明做进一步的说明。
如图1至图4所示，底托1的上部套设有头套2，并且底托1及头套2内部均布设有若干磁共振接收线圈的射频接收通道，头套2内的射频接收通道通过电缆线连接底托1，底托1内的射频接收通道通过电缆线连接磁共振系统；所述的底托1为刚性结构，并且位于底托1的顶部设有凹槽1-1；所述的头套2包括刚性球壳、柔性面罩，位于柔性面罩2-2的顶部一侧连接刚性球壳2-1。
底托1包括头托、底座，底座1-3的顶部连接头托1-2，并且底座1-3与头托1-2为一体式结构，位于头托1-2的顶部设有形似头部及颈部相连的凹槽1-1。
刚性球壳2-1为近似于1/4球体的弧形刚性壳体结构。
柔性面罩2-2收拢呈拱形结构，柔性面罩2-2展开呈U形的柔性面板结构；位于柔性面罩2-2的中部分别设有眼部开孔2-3及鼻子、嘴巴开孔2-4。
位于底托1和头套2之间连接的电缆线的外侧套设有万向节3。
万向节3由若干根塑料制成，并且万向节3为中空结构。
底托1和头套2之间的中空腔体包覆了头部及颈部或者头部、颈部及胸部。
本发明结构还有另一种连接方式：底托1的上部套设有头套2，并且底托1及头套2内部均布设有若干磁共振接收线圈的射频接收通道，头套2内的射频接收通道和底托1内的射频接收通道分别通过一根电缆线连接磁共振系统；所述的底托1为刚性结构，并且位于底托1的顶部设有凹槽1-1；所述的头套2包括刚性球壳、柔性面罩，柔性面罩2-2的顶部一侧连接刚性球壳2-1。
本发明的头部射频线圈由上下两部分组成，下部为不可活动的底托1，底托1又可以分为两部分，即头托1-2部分和底座1-3部分，头托1-2为下凹形状，可以承托人体的头部和颈部，头托1-2显著高于底座1-3部分，底座1-3部分和磁共振病床接触。
上半部为可活动部分，包括刚性球壳2-1和柔性面罩2-2，在使用的时候，刚性球壳2-1和柔性面罩2-2连接为一个整体。刚性球壳2-1为一个近似于1/4球壳的形状的刚性结构，刚性球壳2-1包裹在人体额头部分；柔性面罩2-2为柔性结构，柔性面罩2-2包裹人体头顶部分和整个面部，包括左侧面部和左侧耳朵部分、前面部包括眼部，鼻子和嘴巴部分、右侧面部和右侧耳朵部分。
底托1的头托1-2部分，刚性球壳2-1和柔性面罩2-2的内部均布设有磁共振射频线圈的若干个通道或单元。其中，由于柔性面罩2-2为柔性结构，因此其内部的射频单元电路必须为柔性电路制成，由于底托1和刚性球壳2-1为刚性结构，因此其内部射频单元电路可以为刚性电路组成，也可以有柔性电路制成。但要注意的是，柔性面罩2-2内部的柔性通道电路需要避开眼睛位置和鼻子嘴巴位置的开孔。
可活动部分的柔性面罩2-2为柔性结构，并且可以展开成一个平面，展开后如图4所示。生产的时候，先将平面柔性电路制作调试好后，使用热压或者发泡等工艺，将整个平面柔性电路封装在一个柔性的平面外皮里面。这个平面柔性电路的制作和封装工艺是目前柔性线圈制作的常规工艺，因此非常成熟，设计和生产都非常简单方便。
上半部分的刚性球壳2-1由内胆和外壳以及附着固定在内胆和外壳之间的电路组成。
柔性面罩2-2部分制作完成后，按照如图3所示，先以头脚方向为轴线，左右方向进行弯曲，然后上半部分再进行弯曲，将左右两个柔性交接边连接固定在一起，并将需要连接的电路部分连接固定起来。然后再将此部件安装固定在刚性球壳2-1的内胆上，相关电路连接完毕后，再将刚性球壳2-1的外壳沿图1所示软硬交接线将柔性面罩2-2与刚性球壳2-1扣合成为一个整体。
如图5，图6所示，线圈使用的时候，人体躺在病床上，头部放置在底托1的头托1-2上，将可活动部分扣合在人体额头和面部，并将眼睛、鼻子和口腔部分露出来。柔性面罩2-2的下边缘包裹在头托1-2的外面，由于头托1-2的高度显著高于底座部分，因此上半部分可以沿着人体AP方向有很大的自由调节范围。如果人体脑袋较小，可以将整个可活动部分的高度刚性球壳2-1和柔性面罩2-2往下降，从而保证可活动部分沿着AP方向始终紧密贴合人体额头和面部。如果人体脑袋较大，则可以将可活动部分刚性球壳2-1和柔性面罩2-2往上升。同时，由于可活动部分柔性面罩2-2由柔性电路和柔性封装制成，占了整个可活动部分的绝大部分，因此可以非常容易地调节其距离人体面部左右两侧的距离，使其紧贴人体面部左右两侧。同时，通过调节线圈可活动部分沿着FH方向的位置，可以保证可活动部分头顶部分紧贴人体额头和头顶。而同时，头部的下半部分本来就躺在头托1-2内部，和头托1-2部分紧密结合。这样，不论人体的头部是大是小，此结构的射频线圈都能将头部的额头部分，头顶部分，整个面部包括左侧面部和左侧耳朵部分，眼睛鼻子嘴巴等在内的前面部，右侧面部和右侧耳朵部分都能很紧密地包裹在此线圈内部，从而显著地提高线圈信噪比和图像质量的同时，取得极大的线圈适用性，可以几乎适用于所有的病人。
线圈可活动的上半部分可以使用一根柔性电缆线连接到线圈的下半部分，然后再和下半部分一起再通过一根电缆线连接到磁共振系统；线圈可活动的上半部分也可以直接通过一根独立的柔性电缆线连接到磁共振系统，下半部也直接通过另外一个电缆线连接到磁共振系统；使用的时候，由于上半部分的柔性面罩2-2重量很轻，因此整个线圈可以直接放置在人体头部上，然后通过绑带等方式进行适当固定即可。也可以将上半部分固定在一个可以升降的机械结构上，调节此部分相对于人体头部的位置。
本实施例还可以将线圈的上半部分和线圈的下半部分使用中空塑料的万向节3方式固定和连接起来。万向节3内穿过同轴线和电源线、控制线等，用于传输上半部的射频信号，失谐/调谐电压和给前置放大器供电。同时，万向节3还有自定形功能，由于线圈上半部大部分为柔性结构，整体重量很轻，因此塑料万向节还可以支撑和固定线圈上半部。摆放病人前，将线圈上半部掀开，病人头部躺在线圈下半部，然后将线圈上半部扣合到病人面部，注意漏出眼睛，鼻子和嘴巴等位置即可。松手后，由于万向节的支撑和自定形功能，线圈上半部会固定在刚才摆放位置，不会移动。
Claims (8)
- 一种具有适形能力磁共振成像头部射频线圈装置，包括底托、头套，其特征在于：底托（1）的上部套设有头套（2），并且底托（1）及头套（2）内部均布设有若干磁共振接收线圈的射频接收通道，头套（2）内的射频接收通道通过电缆线连接底托（1），底托（1）内的射频接收通道通过电缆线连接磁共振系统；所述的底托（1）为刚性结构，并且位于底托（1）的顶部设有凹槽（1-1）；所述的头套（2）包括刚性球壳、柔性面罩，位于柔性面罩（2-2）的顶部一侧连接刚性球壳（2-1）。
- 根据权利要求1所述的一种具有适形能力磁共振成像头部射频线圈装置，其特征在于：所述的底托（1）包括头托、底座，底座（1-3）的顶部连接头托（1-2），并且底座（1-3）与头托（1-2）为一体式结构，位于头托（1-2）的顶部设有形似头部及颈部相连的凹槽（1-1）。
- 根据权利要求1所述的一种具有适形能力磁共振成像头部射频线圈装置，其特征在于：所述的刚性球壳（2-1）为近似于1/4球体的弧形刚性壳体结构。
- 根据权利要求1所述的一种具有适形能力磁共振成像头部射频线圈装置，其特征在于：所述的柔性面罩（2-2）收拢呈拱形结构，柔性面罩（2-2）展开呈U形的柔性面板结构；位于柔性面罩（2-2）的中部分别设有眼部开孔（2-3）及鼻子、嘴巴开孔（2-4）。
- 根据权利要求1所述的一种具有适形能力磁共振成像头部射频线圈装置，其特征在于：位于底托（1）和头套（2）之间连接的电缆线的外侧套设有万向节（3）。
- 根据权利要求5所述的一种具有适形能力磁共振成像头部射频线圈装置，其特征在于：所述的万向节（3）由若干根塑料制成，并且万向节（3）为中空结构。
- 根据权利要求1所述的一种具有适形能力磁共振成像头部射频线圈装置，其特征在于：所述的底托（1）和头套（2）之间的中空腔体包覆了头部及颈部或者头部、颈部及胸部。
- 一种具有适形能力磁共振成像头部射频线圈装置，包括底托、头套，其特征在于：底托（1）的上部套设有头套（2），并且底托（1）及头套（2）内部均布设有若干磁共振接收线圈的射频接收通道，头套（2）内的射频接收通道和底托（1）内的射频接收通道分别通过一根电缆线连接磁共振系统；所述的底托（1）为刚性结构，并且位于底托（1）的顶部设有凹槽（1-1）；所述的头套（2）包括刚性球壳、柔性面罩，柔性面罩（2-2）的顶部一侧连接刚性球壳（2-1）。
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