專利名稱：核磁共振成像系統的探頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種核磁共振血管檢測探頭，用于便攜式核磁共振成像系統，屬
于醫學診斷技術領域。
背景技術：
隨著醫療診斷設備的不斷發展，目前可用于血管疾病診斷的裝置多達十幾種。但 是真正在臨床中取得重大應用的主要有數字減影血管造影診斷儀(DSA)、計算機斷層掃 描技術(CT)、超聲診斷技術、核磁共振成像技術(MRI)等。 研究發現，心血管疾病的發生不僅與血管的狹窄程度有關，而且與形成血管狹窄 的斑塊的成份有關。很多情況下急性冠狀動脈事件的發生并無嚴重的血管狹窄，而僅存在 中等或者輕度血管狹窄。因此對于心血管疾病的診斷，不僅需要從形態學上分析以確定血 管的狹窄程度，而且還需要從功能學上分析以確定引起血管狹窄的斑塊的成份。由于血管 內壁斑塊的形成更多的是一種血管內壁的炎性反應，因此為了實現對心血管疾病的早期預 防以防止斑塊進一步形成，所提供的醫療診斷裝置還應該能夠鑒別血管內壁存在的炎性細 胞。 數字減影血管造影技術利用X射線分別穿過注射造影劑前后的血管進行投影成 像，然后運用數字圖像處理技術對兩張投影圖像相減以消除骨骼和軟組織等結構，最終獲 得血管圖像。數字減影血管造影術的優點在于一次掃描就能夠大面積實時成像且能較為精 確的識別血管狹窄處位置，但其缺點是不能檢測斑塊的成份，同時注射的造影劑對人體容 易引起過敏反映特別是容易造成對人體腎臟部位的傷害。 CT利用人體各種組織(包括正常和異常組織)對X射線吸收不等這一特性進行成 像。雖然CT屬于一種無創檢測技術，但是其在檢測過程中對人體的輻射較大。除此之外， CT應用于血管檢測時，也不能夠很好的識別血管內壁斑塊的成份。 超聲診斷技術的原理是采用超聲波診斷裝置向生物體組織內發送超聲波脈沖，并 接收生物體內聲阻抗不同位置上所反射回來的脈沖信號，之后將接收到的信號圖像化。普 通的超聲診斷裝置是無創的，成本較為低廉，但是其應用于血管測查時，成像精度比較低， 難以滿足臨床的需要。血管內超聲(IVUS)診斷通過安裝在血管內介入導管上的超聲探頭 發出超聲波并記錄回聲，通過換能器轉換為血管截面圖像，其成像精度與分辨率大為提高， 在200到300微米之間，橫向分辨率大約為250微米。血管內超聲能夠提供實時的血管截 面圖像，操作容易安全性能高，通常被用來分析血管的狹窄率和識別斑塊的特征，但是對于 血管內壁相同回聲的組織，仍無法準確判別。 電子、質子、中子都具有自旋和磁矩的特征，當機體置入磁場中之后，機體的質子 都會被磁化，傾向于磁場的方向一致或相反方向排列，根據質子的密度或者質子磁化時間 的不同進行成像即為核磁共振成像技術(MRI)。核磁共振成像技術能獲得較為全面的血管 病變信息，包括血管的解剖學結構，斑塊成份及發炎情況。傳統的MRI技術應用于心血管疾 病診斷時，需要巨大的磁體和線圈包圍患者，使患者置身于一個幽閉的磁場空間中。這樣既
3增大了整個裝置的體積和成本，同時幽閉的空間也容易造成患者的不適與恐慌，特別是對 于具有"幽閉恐懼癥"的患者。除此之外，由于心血管距離人體皮膚表面較遠，傳統的MRI技 術應用于心血管疾病診斷時，對血管組織的分辨率也較低。 美國專利NO. 6704594和NO. 2006/0084861公開了一種核磁共振成像裝置，成像所 需的磁體、射頻線圈和梯度線圈均集成在一個介入導管上，在對血管進行檢測過程中，采用 介入微創的方式核磁共振探頭伸入血管內部進行局部成像。但是探頭的設計決定了該裝置 在血管檢測過程中需要借助于其它的成像設備(例如X光機)對探頭進行定位。

發明內容技術問題針對以上心血管疾病診斷裝置存在的問題，本實用新型提供一種核磁 共振成像系統的探頭，檢測過程中無需借助于其它成像設備，在降低核磁共振裝置的體積 和成本的同時實現心血管疾病的精確診斷和病情預測。 發明內容本實用新型提供的核磁共振成像系統的探頭，包括可對血管徑向和軸 向進行同時成像的徑向成像部件和軸向成像部件以及連接徑向成像部件和軸向成像部件 的圓柱型軛鐵； 所述的徑向成像部件包括第一圓柱型永磁體和第二圓柱型永磁體以及一個射頻 線圈，其中第一圓柱型永磁體和第二圓柱型永磁體沿探頭的軸向排列并留有一定的軸向空 隙，射頻線圈置于兩個圓柱型永磁體之間軸向間隙的支撐板上且其法向與探頭的軸向相垂 直； 所述的軸向成像部件包括第一半圓柱型永磁體和第二半圓柱型永磁體、一個射頻 線圈、一個梯度磁場線圈，其中第一半圓柱型永磁體和第二半圓柱型永磁體呈對稱分布于 探頭軸線的兩側且兩個半圓柱型永磁體之間留有一定的徑向空隙形成一個矩形凹槽，射頻 線圈置于兩個永磁體的端面上且其法線方向與探頭的軸向相一致，梯度磁場線圈置于兩個 半圓柱型永磁體徑向間隙的矩形凹槽中且其法向與探頭的軸向相垂直。 所述的徑向成像部件中，第一圓柱型永磁體和第二圓柱型永磁體分別沿著第一磁 化方向和第二磁化方向被磁化，在徑向成像區域產生平行于軸向的且具有徑向梯度的靜態 非均勻磁場，射頻線圈在信號發射期間產生與靜態非均勻磁場的方向相垂直的射頻磁場而 在信號接受期間作為信號接受器。 所述的軸向成像部件中，第一半圓柱型永磁體和第二半圓柱型永磁體分別沿著第 三磁化方向、第四磁化方向被磁化，軸向成像區域產生平行于徑向且具有一定軸向梯度的 靜態非均勻磁場，射頻線圈在信號發射期間產生與靜態非均勻磁場的方向相垂直的射頻磁 場而在信號接受期間作為信號接受器，梯度磁場線圈產生與非均勻靜態磁場的方向相一致 的但具有徑向梯度的靜態磁場。 連接探頭徑向成像部件和軸向成像部件的圓柱型軛鐵用于屏蔽徑向成像部件和 徑向成像部件產生的磁場之間的相互干擾。 探頭通過繞其軸向旋轉，利用徑向成像部件在徑向成像區域可獲得血管的二維截 面圖像，用于血管被檢測部位的病變特征分析，利用縱向成像部件在軸向成像區域可獲得 沿探頭軸向前進方向血管的三維圖像，用于探頭在被檢測血管內部的路徑識別與規劃。 探頭經縱向成像部件產生的血管三維圖像引導下沿探頭軸向進給，利用徑向成像部件可獲得一系列血管二維截面圖像，采用圖像的三維重建技術對這些血管二維截面圖像 進行三維重建可獲得被檢測血管部位的三維模型。 有效效果本實用新型提供了一種核磁共振成像系統的探頭，用于核磁共振成像 系統，其探頭包括兩個成像區域，分別用于疾病的檢測和探頭的定位與路徑識別，因此無需 借助于其它成像設備即可顯示探頭在血管中的位置。 本實用新型提供了一種用于便攜式核磁共振血管檢測裝置的探頭，采用微創介入 的手段，探頭植入血管內部進行檢測，信號的發射和接收更接近于待診斷的血管部位，可提 高成像的分辨率和診斷結果的精確性，同時也降低了整個檢測裝置的體積，實現整個檢測 裝置在診斷實驗室中的可移動性。
以下結合附圖和具體實例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。


圖1為本實用新型所述的一種核磁共振成像系統的探頭的示意圖。 圖2為
圖1所示的核磁共振探頭徑向成像部件其成像區域磁場分布圖示。 圖3為
圖1所示的核磁共振探頭軸向成像部件其成像區域磁場分布圖示。 圖4為
圖1所示的核磁共振探頭植入血管內部進行血管檢測時的示意圖。
具體實施方式結合附圖，如
圖1所示的是一種核磁共振成像系統的探頭的示意圖，包括可對血 管徑向X和軸向Z同時成像的徑向成像部件110和軸向成像部件120以及連接徑向成像部 件110和軸向成像部件120的圓柱型軛鐵130。徑向成像部件110的第一圓柱型永磁體111 和第二圓柱型永磁體112沿探頭的軸向Z排列并留有一定的軸向間隙115，射頻線圈113安 裝在軸向間隙115中的兩個支撐板114上，且射頻線圈113的法向與探頭的軸向Z相垂直。 軸向成像部件120的第一半圓柱型永磁體121和第二半圓柱型永磁體122呈對稱分布于探 頭軸線的兩側，且第一半圓柱型永磁體121和第二半圓柱型永磁體122之間留有一定的徑 向空隙125，射頻線圈123置于第一半圓柱型永磁體121和第二半圓柱型永磁體122的端面 上，且射頻線圈123的法向與探頭的軸向相一致，梯度磁場線圈124置于徑向間隙125的矩 形凹槽中，且梯度磁場線圈124的法向與探頭的軸向Z相垂直。 圖2中探頭徑向成像部件110的第一圓柱型永磁體111和第二圓柱型永磁體112 分別沿兩個不同的角度即第一磁化方向201和第二磁化方向202被磁化，在徑向成像區域 產生平行于探頭軸向且具有徑向梯度的靜態磁場203，用于磁化成像區域的質子，射頻線圈 113在信號發射階段產生垂直于靜態磁場203的射頻磁場204，用于激發質子的磁共振。 圖3中探頭軸向成像部件120的第一半圓柱型永磁體121和第二半圓柱型永磁體 122沿兩個不同的角度即第三磁化方向301和第四磁化方向302被磁化，在永磁體端面的上 方即軸向成像區域產生平行于徑向具有軸向梯度的靜態磁場303，用于磁化成像區域的質 子，梯度磁場線圈124產生與靜態磁場303方向相一致且具有徑向梯度的靜態磁場，用于對 軸向成像進行空間編碼。射頻線圈123在信號發射階段產生垂直于靜態磁場303的射頻磁 場304，用于激發質子的磁共振。[0028] 圖4中核磁共振探頭402通過微創介入的方式植入血管405內部，核磁共振成像 系統(圖中未標出)通過驅動纜線401，驅動探頭402按照一定的速度繞其軸向Z旋轉，并 驅動徑向成像部件110和軸向成像部件120分別在徑向成像區域403和軸向成像區域404
對血管進行成像。利用徑向成像部件iio可獲得血管的二維截面圖像，主要用于被檢測血
管部位的病變特征分析，利用軸向成像部件120可獲得沿探頭軸向前進方向的血管三維圖 像，主要用于探頭在被檢測血管內部的路徑識別與規劃，當然縱向成像部件也可用來對血 管內部血液的成分和流速進行分析。如果探頭在驅動纜線401的驅動下，并經軸向成像部 件120獲得的血管三維圖像引導下沿探頭軸向Z進給，利用徑向成像部件IIO還可獲得一 系列血管二維截面圖像，采用圖像的三維重建技術對這些血管二維截面圖像進行三維重建 可獲得被檢測血管部位的三維模型。
權利要求一種核磁共振成像系統的探頭，其特征在于該探頭包括可對血管徑向(X)和軸向(Z)進行同時成像的徑向成像部件(110)和軸向成像部件(120)以及連接徑向成像部件(110)和軸向成像部件(120)的圓柱型軛鐵(130)；所述的徑向成像部件(110)包括第一圓柱型永磁體(111)和第二圓柱型永磁體(112)以及一個射頻線圈(113)，其中第一圓柱型永磁體(111)和第二圓柱型永磁體(112)沿探頭的軸向排列并留有一定的軸向空隙(115)，射頻線圈(113)置于兩個圓柱型永磁體之間軸向間隙(115)的支撐板(114)上且其法向與探頭的軸向相垂直；所述的軸向成像部件(120)包括第一半圓柱型永磁體(121)和第二半圓柱型永磁體(122)、一個射頻線圈(123)、一個梯度磁場線圈(124)，其中第一半圓柱型永磁體(121)和第二半圓柱型永磁體(122)呈對稱分布于探頭軸線的兩側且兩個半圓柱型永磁體之間留有一定的徑向空隙(125)形成一個矩形凹槽，射頻線圈(123)置于兩個永磁體的端面上且其法線方向與探頭的軸向相一致，梯度磁場線圈(124)置于兩個半圓柱型永磁體徑向間隙(125)的矩形凹槽中且其法向與探頭的軸向相垂直。
2. 根據權利要求1所述的一種核磁共振成像系統的探頭，其特征在于所述的徑向成像部件(110)中，第一圓柱型永磁體(111)和第二圓柱型永磁體(112)分別沿著第一磁化方向(201)和第二磁化方向(202)被磁化，在徑向成像區域(403)產生平行于軸向的且具有徑向梯度的靜態非均勻磁場(203)，射頻線圈(113)在信號發射期間產生與靜態非均勻磁場(203)的方向相垂直的射頻磁場(204)而在信號接受期間作為信號接受器。
3. 根據權利要求1所述的一種核磁共振成像系統的探頭，其特征在于所述的軸向成像部件(120)中，第一半圓柱型永磁體(121)和第二半圓柱型永磁體(122)分別沿著第三磁化方向(301)和第四磁化方向(302)被磁化，軸向成像區域(404)產生平行于徑向且具有一定軸向梯度的靜態非均勻磁場(303)，射頻線圈(123)在信號發射期間產生與靜態非均勻磁場(303)的方向相垂直的射頻磁場(304)而在信號接受期間作為信號接受器，梯度磁場線圈(124)產生與非均勻靜態磁場(303)的方向相一致的但具有徑向梯度的靜態磁場。
專利摘要一種核磁共振成像系統的探頭，其特征在于該探頭包括可對血管徑向(X)和軸向(Z)進行同時成像的徑向成像部件(110)和軸向成像部件(120)以及連接徑向成像部件(110)和軸向成像部件(120)的圓柱型軛鐵(130)；探頭經縱向成像部件產生的血管三維圖像引導下沿探頭軸向進給，利用徑向成像部件可獲得一系列血管二維截面圖像，采用圖像的三維重建技術對這些血管二維截面圖像進行三維重建可獲得被檢測血管部位的三維模型。
文檔編號A61B5/055GK201492418SQ200920231929
公開日2010年6月2日 申請日期2009年9月14日 優先權日2009年9月14日
發明者倪中華, 吳衛平, 易紅, 陸榮生, 顧興中, 齊建昌 申請人:東南大學