专利名称：可膨胀的磁共振成像接收线圈的制作方法
本申请根据美国法典第35篇第119条(35U.S.C§119)的规定要求基于1998年11月18日提交的美国临时专利申请60/108,968的优先权，该申请的全部公开内容在此引为参考。
背景技术：
1、发明领域本发明涉及一种可膨胀的磁共振成像接收线圈。尤其涉及一种可膨胀的磁共振成像内部接收线圈，它具有第一电缆环和第二电缆环，使第一电缆环的平面与第二电缆环的平面成90度放置，以便使第一电缆环产生的信号与第二电缆环产生的信号的位相相差90度。
2、相关现有技术目前在美国每年要实施120万个以上的血管造影术。血管造影术是为了将心脏系统的成像提供给内科医生。但是，传统的X射线血管造影术提供给内科医生的仅仅是有关血液流动的信息和血管堵塞的数量。而且，由于这些传统的技术不能够提供关于堵塞的深层生物化学信息，因此血管堵塞的原因可能弄不清楚。
磁共振成像是基于所观察到的组织的化学性质。因此，磁共振成像不仅能够提供更详细的被成像的组织的信息，而且还能够提供被成像的组织的化学性质的信息。例如，大多数的心脏病发作是由于在血管中有不到50％堵塞有血小板。但是有不同类型的血小板。一种类型的血小板非常稳定，不太可能产生问题。然而另外一种血小板是不稳定的，如果它产生凹陷或者变得粗糙，就可能使血液产生凝块，从而堵塞血管。这些包含于血管中的不同类型的血小板可以通过磁共振成像来进行区分，这在例如1996年的《血液循环》的第94卷第932至938页(Circulation，Vol.94，pp.932-938(1996))由J.F Toussaint等人进行了描述。传统上，是借助于体线圈(也就是说，一个全部环绕于躯干的接收线圈)和为心脏病患者设计的专用体表线圈进行心脏的磁共振成像的。然而，当被成像的对象很小并且距离线圈很远的时候，象心脏(特别是其后部)和主动脉那样，外部体线圈提供的是一个相对较低的信号噪声比(SNR)。在接近线圈的那些区域内，体表线圈将提高信号噪声比，但是体表线圈不是对任何距离都管用。
这样，在产生磁共振成像的过程中，我们渴望尽可能地提高信号噪声比。通常，接收线圈距离被成像的物体越近，信号噪声比将越好。这样，为产生心脏和/或主动脉的图像，最好将一接收线圈放入体内(也就是说，一个内部接收线圈)。另外，对于内部接收线圈来说，接收线圈的直径越大，其面积就越大，从而提高信号噪声比。
发明内容
本发明的一个目的是获得位于具有相对高的信号噪声比的身体内部的对象的磁共振图像。该目的是通过使用一接收线圈来实现的，该线圈能够通过食管进入邻近心脏及其周围血管的位置，以便完成心脏、主动脉弓和心脏的其他主要血管的磁共振成像。该接收线圈具有一对彼此成90度布置的环，以便它们产生的信号的相位差为90度，这样，从这些信号合成而得的图像将会更为对称。
本发明的上述的和其他进一步的目的、特征和优点在考虑下述具体实施例的详细描述后，尤其是结合附图时，将变得更为清楚，其中在不同的附图中相同的附图标记代表同样的部件，其中图1是按照本发明的可膨胀的磁共振成像气囊接收线圈的部分透视图；图2A是本发明的一个实施例的横剖面图，该剖面沿图1中的2-2剖面线并且朝向箭头的方向看；图2B是本发明的另一个实施例的横剖面图，该剖面沿图1中的2-2剖面线并且朝向箭头的方向看；图2C是本发明的又一个实施例的横剖面图，该剖面沿图1中的2-2剖面线并且朝向箭头的方向看；
图2D是本发明的另一个实施例的横剖面图，该剖面沿图1中的2-2剖面线并且朝向箭头的方向看；图3是以两个同轴电缆环的形式形成的电缆与调谐电容器相串联的示意图；图4是以两个同轴电缆环的形式形成的电缆与调谐电容器相并联的示意图；图5是仅显示一个线圈、其调谐电容器、中轴和内外气囊的磁共振成像探测器的横剖面图；图6是内部气囊和成正交的电缆环的透视图；图7是成正交的两个电缆环的视图，不包括中轴、内外气囊。
最佳实施例的详细描述现在参看图1，它示出了一个磁共振成像探测器10的部分透视图。探测器10包括一内部气囊12和外部气囊14。
在图2A所示的第一实施例中，在气囊12的外表面中有四个轴向延伸的凹槽16，18，20和22。凹槽16大体与凹槽20在直径方向上相对布置。类似地，凹槽18大体与凹槽22在直径方向上相对布置。这样，相邻的凹槽成90度间隔布置。在内部气囊12的远端24，凹槽16，18，20，22径向向内弯曲并且相交于内部气囊12的远端或者顶点26处。这样，当从前部观看时，凹槽16，18，20和22看上去成90度角正交，因此，看上去象目镜中的十字准线。第一电缆28位于凹槽16，20之内。第二电缆30位于凹槽18，22之内。电缆28，30至少在它们位于远端26的交叉点处相互绝缘。电缆28，30固定地位于凹槽16，20，18和22内。在目前的最佳实施例中，电缆28，30分别粘结于各自的凹槽16，20和18，22内。
轴32位于内部气囊12中。如果使用轴32，它最好是一种尺寸合适的塑料管，并且由一种具有足够柔性的弹性材料形成，以便允许探测器10通过嘴或者鼻子进入人体，然后被放入食管。如果轴32是通过嘴进入的话，它的直径最好小于3/16”，如果是通过鼻子进入的话，它的直径最好小于1/4”。在轴32和内部气囊12之间形成一环形空间34。环形空间34在近端与一导管(图中未示出)流体连通，该导管与一流体压力源相连通以便按需要使气囊有选择地膨胀或者收缩。另外，本领域技术人员很容易认识到，电缆28，30形成两个环，它们在近端通过用于紧急配合的接口电路(图中未示出)电连接。该接口电路然后与一传统的磁共振成像装置(例如，磁共振成像波谱仪)电连接，以便基于电缆28，30接收到的信号生成图像。
电缆环28，30最好均由同轴电缆形成，它们既可以与图3中所示的串联电路的调谐电容器60相连接，也可以与如图4中所示的并联电路的调谐电容器60相连接。在目前所描述的最佳实施例中，采用的是并联电路，这是因为其提供的信号噪声比至少是串联电路的两倍。在下面的任何一个实施例中，电缆环28，30最好均由有一外导体70和内导体71的同轴电缆构成。对于两个电缆环28，30，均在外导体70的大约中点处有一间隙75。当间隙75在电缆环28，30的交点处或者接近于其交点处的时候，所述电缆仍然相互绝缘。电缆28，30大约成90度的间隔放置。这样，由电缆28，30产生的信号就有90度相位差。因此，由电缆28，30收到的信号生成的图像就比传统接收线圈得到的图像更加对称。磁共振成像装置可以是，例如，可以从通用电气公司买到的1.5特斯拉的GE Signa。
操作时，探测器10最初呈一种收缩的状态，外部气囊14的外表面最好用一种传统的，消过毒的，可溶于水的润滑剂很好地进行润滑。然后将探测器的远端24通过嘴或者鼻子插入体内。远端24还可以进一步插入人体直到它进入食管。接收线圈在食管中被放入我们所期望的位置，尽可能靠近要成像的目标。例如，为便于最近地靠近心脏和主动脉弓，接收线圈应当被放入心脏和主动脉弓之后和之下的食管中。在食管中气囊部件膨胀以保持接收线圈在食管中的位置，并使接收线圈的直径在不伤害食管的前提下尽可能大。当然，气囊的膨胀量将因病人而异，但是膨胀后一般是在约1/2英寸的直径和5英寸的长度左右。
仅该接收线圈可获得主动脉弓的充分成像。另外，可以将一个外部表面磁共振成像接收线圈放于病人身体之上以生成来自内部探测器10和外部接收线圈(图中未示出)的合成图像。在本申请人的共同待审的申请号为09/081908，题目为“采用一内部接收线圈和外部接收线圈的心脏磁共振成像”，申请日为1998年5月20日的申请中公开了一种合成来自放于体内的线圈的第一图像和来自放于体外的线圈的第二图像而生成心脏和从心脏发出的血管的合成图像的方法，该申请公开的内容在此全部引为参考。
现在参看图2B，它示出了探测器10’的另外一个实施例。在该实施例中，在内部气囊12和外部气囊14之间布置有一中间管状护鞘36。护鞘36上形成有凹槽38，40，42和44以容纳电缆28，30。护鞘36由弹性材料制成，比如橡胶，从而在探测器被放入食管后内部气囊14膨胀时允许管状护鞘36膨胀。
现在参看图2C，它示出了探测器10”的又一个实施例。在该实施例中，一组导管46，48放置于气囊12的外表面上。每个导管绕过气囊12的封闭的远端24。这样，每个导管均具有一位于气囊12的一个外侧的第一部分和位于气囊12的沿直径大体相对的另一外侧的第二部分。电缆28插入导管46。同样地，电缆30放入导管48中。这样，当探测器10”被放入食管中时，气囊12可以膨胀以保持一起形成食管中的接收线圈的电缆28，30的位置，使接收线圈的直径尽可能大而不伤害食管。
现在参看图2D，它示出了探测器10的另外一个实施例。凹槽50，52，54和56位于外气囊14的圆柱形内表面上。电缆28放于凹槽50，54之中。类似地，电缆30放于凹槽52，56之中。使用时，探测器10的工作方式与图2A，2B和2C所示的实施例类似。换句话说，一旦探测器被放入食管中，在轴32和内部气囊12之间的环形空间即被膨胀，从而使整个探测器在食管中稳定地保持接收线圈的位置，以便接收线圈的直径尽可能大而不伤害食管。该接收线圈然后可用来获取例如心脏和/或主动脉弓的图像。
现在参看图5，图中示出了磁共振成像探测器100的横剖面图。在此，在内部气囊112上仅示出了单个膨胀的电缆环128或130(图5中标记为128，130)。电缆环和内部气囊均被外部气囊114所覆盖。内部气囊和外部气囊在两端又都连接到中央管状轴132上。电缆环128或130在两端还穿入中央管132中。在环128或130穿入中央管132的近端，电缆128或130继续向下通过中央轴132，穿出其近端到达磁共振成像波谱仪。
现在参看图6，它示出了电缆环28，30和膨胀的内部气囊12的透视图。电缆环28，30成正交放置，为使图清楚，没有示出外部气囊14。现在参考图7，为清楚起见仅示出了电缆环28，30。电缆环28，30成正交放置的状态。
上面已经描述了按照本发明的可膨胀的磁共振成像接收线圈的最佳实施例，按照上面所提出的技术要点，相信本领域普通技术人员可作出其它的修改、变更和改变。因此，应当理解为所有的修改、变更和改变都在本发明所附权利要求所确定的保护范围之内。
权利要求
1.一种磁共振成像接收线圈，包括具有纵向轴线的一个第一气囊，该第一气囊的内表面限定一个内部可膨胀腔；具有纵向轴线的一个第二气囊，该第二气囊沿所述第一气囊的周围布置；多个纵向延伸的凹槽，所述凹槽布置于所述第一气囊的外表面和所述第二气囊的内表面之一之中；一个第一电缆，布置于至少一个所述凹槽中；以及一个第二电缆，布置于所述凹槽的至少一个第二凹槽中，所述第一电缆和第二电缆各具有用于与磁共振成像装置电连接的装置。
2.按照权利要求1所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述多个凹槽包括按大约90度的间隔布置的四个凹槽，使第一对所述凹槽在直径方向上大体相对地布置，第二对所述凹槽也在直径方向上大体相对地布置。
3.按照权利要求2所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述第一电缆布置于所述第一对凹槽之中。
4.按照权利要求3所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述第二电缆布置于所述第二对凹槽之中。
5.按照权利要求4所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述电缆与所述凹槽固定地相连接。
6.按照权利要求5所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述电缆粘结于所述凹槽之中。
7.按照权利要求5所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述凹槽布置于所述第一气囊的外表面之中。
8.按照权利要求5所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述凹槽布置于所述第二气囊的内表面之中。
9.按照权利要求7所述的磁共振成像接收线圈，其中，一弹性轴布置于所述第一气囊之中。
10.按照权利要求8所述的磁共振成像接收线圈，其中，一弹性轴布置于所述第一气囊之中。
11.按照权利要求1所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述第一和第二电缆是同轴电缆。
12.按照权利要求11所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述第一和第二电缆各连接到一并联电路中的调谐电容器相连接。
13.按照权利要求11所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述第一和第二电缆各连接到一并联电路中的调谐电容器。
14.一种磁共振成像接收线圈，包括一个具有纵向轴线的第一气囊，该第一气囊的内表面限定一个内部可膨胀腔；一个具有纵向轴线的第二气囊，该第二气囊沿所述第一气囊周围布置；布置于所述第一气囊和第二气囊之间的一个护鞘，该护鞘具有一内表面和外表面；多个纵向延伸的凹槽，所述凹槽布置于所述的护鞘的内表面和外表面之一中；一个第一电缆，布置于至少一个所述凹槽中；以及一个第二电缆，布置于所述凹槽的至少一个第二凹槽中，所述第一电缆和第二电缆各具有用于与磁共振成像装置电连接的装置。
15.按照权利要求14所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述多个凹槽包括布置成大约成90度间隔的四个凹槽，使所述凹槽中的第一对凹槽在直径方向上大体相对地布置，第二对所述凹槽也在直径方向上大体相对地布置。
16.按照权利要求15所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述第一电缆布置于所述第一对凹槽之中。
17.按照权利要求16所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述第二电缆布置于所述第二对凹槽之中。
18.按照权利要求19所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述电缆与所述凹槽固定地相连接。
19.按照权利要求18所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述电缆粘结于所述凹槽之中。
20.按照权利要求18所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述凹槽布置于所述护鞘的外表面之中。
21.按照权利要求18所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述凹槽布置于所述护鞘的内表面之中。
22.按照权利要求20所述的磁共振成像接收线圈，其中，一弹性轴布置于所述护鞘中。
23.按照权利要求21所述的磁共振成像接收线圈，其中，一弹性轴布置于所述第一气囊之中。
24.按照权利要求14所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述第一和第二电缆是同轴电缆。
25.按照权利要求24所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述第一和第二电缆各连接到一并联电路中的调谐电容器。
26.按照权利要求24所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述第一和第二电缆各连接到一并联电路中的调谐电容器。
27.一种磁共振成像接收线圈，包括具有一内表面、一外表面和一纵向轴线的一个第一气囊，该第一气囊的内表面限定一个内部可膨胀腔；多个与所述第一气囊的外表面相连接的导管；布置于至少一个所述导管中的一个第一电缆；以及布置于所述导管的至少一个第二导管中的一个第二电缆，所述第一和第二电缆各具有与磁共振成像装置电连接的装置。
28.按照权利要求27所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述多个导管包括两个相互间约按90度间隔布置的导管。
29.按照权利要求27所述的磁共振成像接收线圈，其中，一弹性轴布置于所述第一气囊之中。
30.按照权利要求28所述的磁共振成像接收线圈，其中，一弹性轴布置于所述第一气囊之中。
31.按照权利要求27所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述第一和第二电缆是同轴电缆。
32.按照权利要求31所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述第一和第二电缆各连接到一并联电路中的调谐电容器。
33.按照权利要求31所述的磁共振成像接收线圈，其中，所述第一和第二电缆各连接到一并联电路中的调谐电容器。
全文摘要
磁共振成像接收线圈(10)包括具有纵向轴线的一第一气囊(12)。第一气囊(12)内表面限定一内部可膨胀腔。一第二气囊(14)具有纵向轴线。第二气囊(14)沿第一气囊(12)的周围布置。多个纵向延伸的凹槽(16,18,20,22)布置于第一气囊(12)外表面和第二气囊(14)内表面之一中。第一电缆(28)置于至少一个凹槽内。第二电缆(30)置于至少另一个凹槽(16,20,22)中。第一电缆(28)和第二电缆(30)均适于与磁共振成像装置电连接。
文档编号G01R33/36GK1330526SQ99814591
公开日2002年1月9日 申请日期1999年11月18日 优先权日1998年11月18日
发明者劳伦斯·A·明科弗 申请人:卡迪亚克M·R·I·公司