用于人体面部组织及植入物磁共振成像的面罩式线圈装置

1.本发明涉及磁共振成像技术领域，具体是一种用于人体面部组织及植入物磁共振成像的面罩式线圈装置。


背景技术：

2.磁共振成像(mri，magnetic resonance imaging)基本原理来自于1946年美国学者bloch 和purcell的发现，在外磁场的作用下，某些绕主磁场(外磁场)进动的自旋的质子(包括人体的氢质子)在短暂的射频电波作用下，进动角增大，当射频电波停止后，那些质子又会逐渐恢复到原来的状态，并同时释放与激励波频率相同的射频信号，这一物理现象被称为核磁共振。磁共振成像技术便是利用这一原理，通过在主磁场中附加一个脉冲梯度磁场，选择性地激发所需要的位置的人体内的原子核，然后接收原子核产生的核磁共振信号，最后在计算机中进行傅里叶变换，对这些信号进行频率编码和相位编码，从而建立一幅完整的磁共振图像。
3.磁共振成像装置包括射频发射线圈以及射频接收线圈，分别用于产生脉冲梯度磁场以及接收原子核产生的核磁共振信号，射频接收线圈可以是发射线圈本身也可以是只接收射频信号的独立线圈。在磁共振成像系统中，发射线圈所产生的磁场均匀性好以及接收线圈所接收的信号信噪比(snr)高是获得高质量图像的关键因素。提高信噪比的方法有两种，一种为正交接收，另一种为相控阵线圈技术，后者使用多个独立的小线圈一起覆盖此区域，由于只有临近线圈的很小区域的噪声才能进入线圈，因此能够有效地提高信噪比。但是当发射和接收线圈为同一线圈时，使用相控阵线圈会存在一个问题，即很难保证线圈所产生的磁场的均匀性，这个问题尤其体现在用于对人体各部位进行探测的磁共振成像仪上。由于人体各个生理部位的形状各不相同，又十分不规则，而且尺寸大小差别很大，所以如何根据各个部位的生理结构特点，巧妙地布置线圈电路，从而获得较为均匀的磁场分布和较大的探测灵敏度一直是在国际上线圈设计人员的最大任务。
4.整容又称整复外科或成形外科，是一种比较普遍的整形美容的方法。通过整形手术可以快速，有效的达到比较好的整形效果。整形美容手术属于外科手术的一种，治疗包括修复与再造两个内容。整形外科学的治疗范围主要是皮肤、肌肉及骨骼等创伤、疾病、先天性或后天性组织或器官的缺陷与畸形。使用专业的医疗设备对患者进行整容。随着经济的发展及外科学、组织工程学的进步，人们对于自身外观的要求不断提高。
5.目前大多数整形外科医生在进行面部整形前指通过语言叙述及术前照片来和求美者进行沟通及交流，用于了解求美者的手术期望及确定之后的手术方案，此类面部整形的术前咨询设计和术中操作等均是定性的设计而非定量的设计，因为没有一个明确的术后模拟效果图供求美者及术者进行参考，所以手术效果的优劣和成败多依赖于术者的临床经验；同时由于求美者个体间存在面部及鼻部组织解剖形态的差异、术中组织损伤出血肿胀、面部填充效果不佳及鼻假体形态雕刻不佳及对于整形术后即刻效果的判断和喜好等问题，从而导致术后效果可能难以达到求美者的预期愿望，甚至出现要求二次手术及医疗纠纷等
问题。
6.由于磁共振接收线圈对磁共振成像的信噪比以及分辨力的要求更高，而现有商业磁共振接收线圈由于很难做到贴合面部，其填充系数较低，导致信噪比较也低，往往很难清晰地显示面部结构的各个细节。因此，设计一款专门贴合面部磁共振线圈尤其重要。


技术实现要素：

7.针对上述现有技术，本发明的一个目的在于提供一种用于面部整形的假体植入及取出磁共振线圈装置，其具有更高的信噪比和更低的伪影，且具有更均匀的信号分布，可以提高人体面部的扫描覆盖范围、图像质量及图像均匀性。从而可以提高面部细微组织结构的分辨率，达到更好的整容术后观察的效果。本发明的另一目的在于提供一种用于磁共振成像的24通道的面部射频接收线圈装置，其设计巧妙，结构简单，操作方便，成本较低，是用于大规模推广应用。
8.为了解决上述技术问题，本发明提出一种用于人体面部组织及植入物磁共振成像的面罩式线圈装置，包括线圈本体，所述线圈本体的外部设有软壳体，所述软壳体的两侧连接有固定带；所述软壳体包括上面板和下面板；所述上面板由六块曲面板相互粘合构成，每个曲面板的材质均为聚酰亚胺；所述的六块曲面板分别为：覆盖于额部、且左右对称的两块第一曲面板，覆盖于颧部和颊部、且左右对称的两块第二曲面板和覆盖于唇部外周及下颌部的第三曲面板，两块第一曲面板、两块的第二曲面板及第三曲面板之间设有覆盖于鼻部的第四曲面板，所述第四曲面板与所述第三曲面板之间设有鼻部通孔；在分别位于同一侧的第一曲面板与第二曲面板之间均设有眼部通孔；所述的六块曲面板相互之间的粘合采用聚氨酯橡胶，所述聚氨酯橡胶的宽度为5-10mm；所述下面板与所述上面板的结构及形状相同，所述上面板与所述下面板的外边缘、鼻部通孔及两个眼部通孔的边缘处分别对应相连；所述线圈本体包括24个环形的线圈，所有线圈布置在上面板和下面板之间，并存在相邻的线圈之间包括有重叠部分；所有线圈布局后的周边轮廓与所述软壳体的轮廓基本一致，所述线圈本体通过外设的接口板和射频线束连接至磁共振主机接口。
9.进一步讲，本发明所述的面罩式线圈装置，其中：
10.24个环形的线圈按照以面部中线左右对称布置。
11.24个环形的线圈分别记为线圈1、线圈2、线圈3、
……
、线圈23、线圈24，24个环形的线圈按照位置不同划分为四个线圈单元，分别为鼻部区域的线圈单元、额部区域的线圈单元、颧部及颊部区域的线圈单元和唇部外周及下颌部区域的线圈单元；其中，所述的线圈1、线圈2、线圈3和线圈4位于鼻部区域构成了鼻部区域线圈单元，并按照线圈的连心线为棱形来布局，剩余的20个线圈按照自左向右、自上而下方向分为五行布置在除鼻部区域之外的区域。
12.所述线圈1、线圈2、线圈3和线圈4相互部分重叠。
13.所述的线圈5、线圈6、线圈7、线圈8、线圈9、线圈10、线圈11、线圈12位于额部区域、并按照两行布置；上下相邻的线圈之间相互部分重叠；所述线圈5、线圈6、线圈7、线圈8之间相互部分重叠，所述线圈9和线圈10相互部分重叠，所述线圈11和线圈12相互部分重叠；所述线圈1分别与所述线圈10、线圈14相互部分重叠，所述线圈2分别与所述线圈10、线圈11相互部分重叠，所述线圈4分别与所述线圈11、线圈15相互部分重叠。
14.所述线圈13、线圈14、线圈15、线圈16、线圈17、线圈18、线圈19、线圈20、线圈21、线圈22、线圈23、线圈24位于颧部颊部区域和唇部外周及下颌部区域，并按照三行布置；上下相邻的线圈之间相互部分重叠；所述线圈17、线圈18、线圈19、线圈20、线圈21之间相互部分重叠；所述线圈22、线圈23、线圈24之间相互部分重叠；所述线圈 13和线圈14之间部分重叠，所述线圈15和线圈16之间部分重叠；所述线圈14分别与所述线圈1和线圈18之间部分重叠，所述线圈15分别与所述线圈4和线圈20之间部分重叠。
15.优选的是，所有线圈按照相邻的线圈之间均存在有部分重叠来布局。
16.所述接口板包含移相电路和低噪声低阻抗放大器，所述射频线束的一端连接至所述接口板，所述射频线束的另一端连接至磁共振主机接口。
17.该面罩式磁共振线圈装置还包括柔性封装套，所述柔性封装套包括与所述上面板贴服的保护层和与所述下面板贴服的软垫层。
18.所述保护层的材质为皮革材料，所述软垫层的材质为医用eva材料。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.(1)本发明的磁共振线圈装置为类似于面罩放置于患者脸部，与临床常规头线圈相比，本发明设计更加贴合面部，直接将线圈放于患者面部，无需将整个装置套到患者头部，使用方便，并且提高了患者的舒适度；
21.(2)线圈组合相邻线圈均部分重叠且间隔线圈互藕电感，可消除互感、提高成像的速度和成像清晰度；
22.(3)本发明线圈装置可以根据患者需求的不同控制不同通道开放，进而控制不同的线圈组工作，鼻部线圈子装置与面部线圈各自可独立工作，并可在特定线圈组使用时关闭其他未使用线圈组的接收机通道，减少不必要的机器损耗。
附图说明
23.图1是本发明一种用于人体面部组织及植入物磁共振成像的面罩式线圈装置外面的结构示意图；
24.图2是图1所示的面罩式线圈装置的立体结构示意图；
25.图3是图1所示的面罩式线圈装置的内面的结构示意图；
26.图4是本发明面罩式线圈装置中线圈本体示意图；
27.图5是本发明面罩式线圈装置中线圈本体中各线圈布置示意图。
28.图中：
29.101-上面板，102-下面板，103、104-第一曲面板，105、106-眼部通孔，107、109-第二曲面板、108-第四曲面板，110-第三曲面板，111-聚氨酯橡胶，112-鼻部通孔，120-固定带， 121-无磁性调节扣，122-接口板，123-软垫层。
具体实施方式
30.下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
31.本发明提出的一种用于人体面部组织及植入物磁共振成像的面罩式线圈装置，包括线圈本体，所述线圈本体的外部设有软壳体，所述软壳体的两侧连接有固定带120，固定
带的两端设有无磁性调节扣121，佩戴时可调节头部松紧，增加患者舒适度。最好还包括套在软壳体外面的柔性封装套，所述柔性封装套包括与所述上面板101贴服的保护层和与所述下面板102贴服的软垫层123，所述保护层的材质为皮革材料，所述软垫层123的材质为医用 eva材料。
32.如图1、图2和图3所示，所述软壳体包括上面板101和下面板102；所述上面板101 由六块曲面板相互粘合构成，每个曲面板的材质均为聚酰亚胺；所述的六块曲面板分别为：覆盖于额部、且左右对称的两块第一曲面板103和104，覆盖于颧部和颊部、且左右对称的两块第二曲面板107和109和覆盖于唇部外周及下颌部的第三曲面板110，两块第一曲面板 103和104，两块的第二曲面板107和109及第三曲面板110之间设有覆盖于鼻部的第四曲面板108，所述第四曲面板108与所述第三曲面板110之间设有鼻部通孔112；在分别位于同一侧的第一曲面板103和104与第二曲面板107和109之间均设有眼部通孔105和106；所述的六块曲面板相互之间的粘合采用聚氨酯橡胶111，所述聚氨酯橡胶111的宽度为 5-10mm；所述聚氨酯橡胶材质兼具聚氨酯良好回弹性能以及橡胶结构的长寿命、弹性好等特点，使所述上面板101的各块曲面板之间具有良好的弹性性能，能够更好的适应不同被检查者的面部轮廓，使其线圈本体与面部更加贴合。所述下面板102与所述上面板101的材质、结构及形状相同，所述上面板101与所述下面板102的外边缘、鼻部通孔121及两个眼部通孔105和106的边缘处分别对应相连。
33.如图4和图5所示，所述线圈本体包括24个环形的线圈，所有线圈布置在上面板101 和下面板102之间，并存在相邻的线圈之间包括有重叠部分；所有线圈布局后的周边轮廓与所述软壳体的轮廓基本一致，所述线圈本体通过外设的接口板122和射频线束连接至磁共振主机接口，即所述接口板122包含移相电路和低噪声低阻抗放大器，所述射频线束的一端连接至所述接口板122，所述射频线束的另一端连接至磁共振主机接口，所述接口板 122包含移相电路和低噪声低阻抗放大器，所述射频线束的一端连接至所述接口板122，所述射频线束的另一端连接至磁共振主机接口。
34.本发明的线圈本体中，24个环形的线圈按照以面部中线左右对称布置。24个环形的线圈分别记为线圈1、线圈2、线圈3、
……
、线圈23、线圈24，24个环形的线圈按照位置不同划分为四个线圈单元，分别为鼻部区域的线圈单元、额部区域的线圈单元、颧部及颊部区域的线圈单元和唇部外周及下颌部区域的线圈单元。
35.所述线圈1、线圈2、线圈3和线圈4位于鼻部区域构成了所述的鼻部区域线圈单元，该四个线圈按照线圈的连心线为棱形来布局，剩余的20环形的个线圈按照自左向右、自上而下方向分为五行布置在除鼻部区域之外的区域。
36.由于多通道接收线圈相比于单通道线圈在信噪比方面往往有很大优势。然而随着通道数的增加，通道间的互耦问题将严重影响接收线圈的接受性能，因此本发明中所有线圈按照相邻的线圈之间均存在有部分重叠来布局以达到去耦目的。
37.下面结合图4和图5(图4和图5中位于每个环形线圈内的数字表示该线圈的标记)详细描述本实施例的线圈本体中24个环形的线圈的布置。
38.鼻部区域的线圈单元中的线圈1、线圈2、线圈3和线圈4之间均为相互部分重叠。
39.有8个线圈位于额部区域构成了额部区域的线圈单元，该8个线圈是线圈5、线圈6、线圈7、线圈8、线圈9、线圈10、线圈11和线圈12，该8个线圈按照两行布置；两行上下相邻的
线圈之间相互部分重叠；所述线圈5、线圈6、线圈7、线圈8之间相互部分重叠，所述线圈9和线圈10相互部分重叠，所述线圈11和线圈12相互部分重叠。
40.鼻部区域的线圈单元与额部区域的线圈单元中相邻的线圈之间，即所述线圈1分别与所述线圈10、线圈14相互部分重叠，所述线圈2分别与所述线圈10、线圈11相互部分重叠，所述线圈4分别与所述线圈11、线圈15相互部分重叠。
41.剩余的12个线圈位于颧部颊部区域和唇部外周及下颌部区域共同构成了颧部及颊部区域的线圈单元和唇部外周及下颌部区域的线圈单元，该12个线圈包括所述的线圈13、线圈 14、线圈15、线圈16、线圈17、线圈18、线圈19、线圈20、线圈21、线圈22、线圈23 和线圈24，这12个线圈按照三行布置；各行上下相邻的线圈之间相互部分重叠；所述线圈 17、线圈18、线圈19、线圈20、线圈21之间相互部分重叠；所述线圈22、线圈23、线圈 24之间相互部分重叠；所述线圈13和线圈14之间部分重叠，所述线圈15和线圈16之间部分重叠。颧部颊部区域和鼻部区域之间的线圈中，所述线圈14分别与所述线圈1和线圈 18之间部分重叠，所述线圈15分别与所述线圈4和线圈20之间部分重叠。
42.本发明的面罩式线圈装置为类似于面罩放置于患者脸部，通过固定带将头部紧紧贴合于线圈，与临床常规头线圈相比，本发明设计更加贴合面部，利用固定带即可将线圈放于患者面部，无需将整个装置套到患者头部，使用方便，无厚重感，并且提高了患者的舒适度、成像的速度和成像清晰度；另外，本发明线圈装置可以根据患者需求的不同控制不同通道开放，进而控制不同的线圈组工作，鼻部线圈区域线圈单元可独立工作，并可在特定线圈组使用时关闭其他未使用线圈组的接收机通道，减少不必要的机器损耗。
43.本发明用于提供的一种用于人体面部组织及植入物磁共振成像的面罩式线圈装置，其具有更高的信噪比和更低的伪影，且具有更均匀的信号分布，可以提高人体面部的扫描覆盖范围、图像质量及图像均匀性。从而可以提高面部细微组织结构的分辨率，达到更好的整容术后观察的效果，由于其成本较低，设计巧妙，适用于大规模推广应用。
44.尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。