专利名称：磁共振成像体腔射频线圈的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种医用成像设备，特别是关于一种磁共振成像体腔射频线圈。
背景技术：
磁共振成像系统是一种功能强、信息量多的医用成像设备，其不但能提供人体的解剖学信息，而且能提供生化方面的信息。但是其所采集的信号比较弱，易受人体等各种噪声因素的干扰。因此射频线圈(在传统电磁和核磁共振领域，称射频线圈为共振器或探头)作为磁共振成像信号接受链的前端，对图像的信噪比起关键作用。根据电磁场和射频理论可知，相同条件下，线圈探测到的信号幅度随着与被成像物体间的距离的减小呈增大的趋势，所以对于人体深处的器官组织，如能把线圈插入体腔内而更接近器官，则可以大大提高图像的质量(提高灵敏度和信噪比)，由此可见，发展腔体内的射频线圈具有重要意义。
目前能检索到的腔体内射频线圈有两类，其主要是由电感和电容组成的环状谐振电路依附于载体组成一类是把射频电路安装在固体内形成线圈，为了进出方便，这类线圈不能做得很大，线圈内的环形电路的面积必然也小，使得成像视野受限，不能很好地探测目标器官；另一类是把射频线圈电路的电感用软铜线代替，然后把电路固定在气囊内，插到位后，充气把软环形线圈电路膨胀开，从而解决了环形线圈面积小的问题，但是这类线圈的缺点是由于气囊撑开后，易受周围器官组织形状的影响，每次打开时气囊形状的重复性差，使依附于气囊的环形线圈电路形状不固定，造成固有频率等参数的不稳定，影响磁共振成像系统的成像质量，而且收缩后气囊表面不平整，进出体腔时摩擦大，受试者感觉不舒服，甚至痛苦，临床应用不方便。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种具有很好的舒适性、可靠性和稳定性，而且工艺简单，造价低，更加具有市场竞争力的磁共振成像体腔射频线圈。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案一种磁共振成像体腔射频线圈，其特征在于它包括一操作杆；一滑筒，其可滑动地套设在所述操作杆上；一第一、第二弹杆，其分别对称地设置在所述操作杆的两侧，且其一端固定在所述操作杆的前端部，另一端固定在所述滑筒上，当所述滑筒相对所述操作杆头部移动时，所述第一、第二弹杆向两侧弯曲形成一环状；一电感线圈和一无磁电容组成的环状谐振线圈电路，其埋设在所述第一、第二弹杆内，且其输出端通过一带无磁插头的无磁同轴细电缆线与磁共振成像系统连接。
本实用新型还包括一第三弹杆，其与所述两对称设置的第一、第二弹杆所形成的平面垂直，一端固定在所述操作杆的前端部，另一端固定在所述滑筒上。
本实用新型还包括一与所述第三弹杆对称设置的第四弹杆，在所述第三、第四弹杆内也埋设有一通过无磁同轴细电缆线与磁共振成像系统连接的由电感线圈和无磁电容组成的环状谐振线圈电路，该线圈电路输出的正交信号与所述第一、第二弹杆内的线圈电路输出的正交信号经正交混合器合成一路同相的叠加信号输出。
所述各弹杆前部与所述操作杆连接成一具有光滑圆形头部的一体，所述操作杆的外侧均为光滑的弧形表面。
所述操作杆上设置有一阻止所述滑筒后退的弹性卡栓。
所述滑筒轴向设置有显示探入人体体腔深度的尺寸标记。
所述各弹杆杆身上设置有若干弯曲强度变化的部位，以在撑开所述线圈时，形成预定的线圈形状。
本实用新型由于采取以上设计，其具有以下优点1、本实用新型由于在一操作杆上设置了两根可以随滑筒向前移动而撑开的弹杆，并在弹杆内埋设了可以随弹杆一起撑开的软性线圈电路，因此既可以通过操作杆顺利地将线圈送入人体体腔内，又可以拉动操作杆，使线圈撑开成为一面积较大且形状固定的环状，从而可以获得稳定可靠的射频信号。2、本实用新型设置的第三弹杆，可以在两对称的第一、第二弹杆弹开后所形成的平面的垂直方向打开，从而向前推动线圈电路，使其更加贴近成像的器官(如前列腺等)，使成像效果更好。3、本实用新型设置了相互对称的第三、第四弹杆，并在其内也埋设线圈电路，使其与另一组线圈电路形成正交组合，使线圈信噪比进一步提高约1.4倍。4、本实用新型在滑筒轴向设置显示探入人体体腔深度的尺寸标记，使操作更方便更科学，而不是仅凭经验操作，同时本实用新型在操作杆上设置了一弹性卡栓，一旦操作杆向后拉到位，卡栓就自动弹出使滑筒不能后退，使线圈形状固定。5、本实用新型可以通过在弹杆上设置若干强度变化的部位，使撑开后的线圈形成各种需要的形状，以更好地实现线圈与器官组织的匹配，提高线圈填充系数和品质因素，进一步提高成像质量。6、本实用新型使用操作杆支撑一定硬度弹性杆的结构，使得线圈每次打开时形状重复性好，保证线圈电路频率等参数稳定，而在线圈合上时的直径不受环状线圈电路大小的限制，无论撑开到多大尺寸的线圈电路，合上时都可以成为光滑细棒状，将成像视野与进出体腔的舒适性完美巧妙地结合为一体。本实用新型不但成像质量高，参数稳定，进出体腔时病人舒适感好，而且造价低廉，它可以广泛用于各种磁共振成像系统中。
图1是本实用新型结构示意图图2是图1的仰视示意图图3是本实用新型第一、第二弹杆撑开状态示意图图4是本实用新型具有第三弹杆结构示意图图5是图4的俯视示意图图6是本实用新型具有第三、第四弹杆结构示意图图7是本实用新型弹杆弯曲强度变化后打开成其它形状的示意图图8是线圈全电路的电路示意图具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本实用新型包括一操作杆1，在操作杆1上设置一滑筒2，在操作杆1两侧对称设置有一第一弹杆3和一第二弹杆4，两弹杆3、4的一端固定在操作杆1的前端，两弹杆3、4的另一端固定在滑筒2上。在弹杆3、4内嵌设有一由电感线圈15和无磁电容16组成的环状谐振线圈电路a(如图8所示)。在实际应用中，只需在弹杆3、4内埋设一软铜线5便可起到电感线圈15的作用，而无磁电容16既可设置在弹杆3、4内，也可设置在滑筒2内，以设置在滑筒2内为佳。线圈电路a的输出端通过一无磁同轴细电缆6连接一无磁插头7，在插头7内埋设有由无磁电容17、PIN二极管18组成的匹配和去耦电路b(如图8所示)，使线圈电路a的阻抗与磁共振成像系统的预放系统的输入阻抗匹配，减少信号损失，并可防止耦合信号烧毁磁共振成像系统的信号预放系统。埋设有匹配和去耦电路b的插头7可以直接连接到磁共振成像系统上，将射频信号传送至磁共振成像系统的信号预放系统。
为了适应不同部位成像，本实用新型还可以在对称设置的两弹杆3、4所形成的平面的垂直方向增设一第三弹杆8(如图4、图5所示)，第三弹杆8与第一、第二弹杆3、4设置的位置相同，均为一端固定在操作杆1的前端，另一端固定在滑筒2上。这样操作时，第三弹杆8向第一、第二两弹杆3、4形成平面的垂直方向撑开，使弹杆3、4内的线圈电路5更靠近欲成像器官组织，使成像效果更好。
本实用新型针对子宫等器官的成像，还与第三弹杆8对称设置了一第四弹杆9(如图6所示)，并在第三、第四弹杆8、9内也埋设一线圈电路10，与第一、第二弹杆3、4内的线圈电路5一起组成正交组合，二线圈电路5、10的输出信号由正交混合器14合成后，通过无磁同轴细电缆6与无磁插头7输送至磁共振成像系统，这种结构的信噪比比单线圈提高约1.4倍。正交混合器14用于将输入的两路正交信号(相位相差90度)合成为一路同相的叠加信号输出，其可在市场上买到(如Merrimac公司的90度combiner)。为了适合在磁场中使用，要求正交混合器的辐射屏蔽盒是用无磁材料(如铜皮)做成的。
上述实施例中，在操作杆1杆身的适当位置可以设置一弹性卡栓11，当滑筒2顶推到位后，卡栓11会自动弹出顶住滑筒2，使滑筒2不能自动退回，使撑开的弹杆形状固定，当需要收回弹杆时，再将卡栓11按下，使滑筒2可以顺利退回。
上述实施例中，在滑筒2的轴向可以标设尺寸标记12，作为线圈进入人体体腔的参考使用。
上述实施例中，弹杆3、4、8、9与操作杆1和滑筒2可以使用多种材料制成，要求是无铁磁性，无毒，抗疲劳，比如尼龙、聚亚安脂、聚乙烯等。它们之间的连接可以采取多种形式，比如将弹杆3、4、8、9与滑筒2通过模具一体成形，并将其头部设置成一圆形，在圆形头部内设置内螺纹，将操作杆1前端设置外螺纹，与圆形头部内螺纹固定在一起，线圈电路5、10也可以一次性注塑在弹杆3、4、8、9内。各部件也可以是相互独立的，然后通过固定件连接在一起。操作杆1杆身上设置的卡栓11也可以不止设置一个，使各弹杆撑开的尺寸可根据不同的需要进行调整。
为使线圈与被检查的器官组织匹配更密切，可以在各弹杆杆身设置若干弯曲强度变化的部位13(如图7所示)，这种部位可以是将弹杆减薄或变细，也可以通过设置不同的材料来实现，这样一来，当拉动操作杆1时，弹杆撑开的形状就可以是方形、椭圆、以及不规则形状等，十分灵活方便。
线圈使用时(以前列腺成像为例)，将操作杆1连同弹杆3、4、8，以及滑筒2的一部分一起插入人体体腔(肛门)，根据滑筒2上的尺寸标记12测量到位后，向后拉动操作杆1，使两弹杆3、4向两侧，弹杆8向后(如图4、图5所示)撑开肠壁，埋设在弹杆3、4内的环状线圈电路5也被撑开，并向前紧贴欲成像器官(前列腺)，便可以进行磁共振成像的操作。成像结束后，按下卡栓11，向后拉动滑筒，使线圈合拢，顺利退出。
综上所述，本实用新型的射频线圈，可设计成适合于诸如前列腺，子宫，直肠等多种器官组织成像的线圈，应用广泛，不仅可以用于高场磁共振成像设备，也可以用于低场永磁成像设备，制作工艺简单，造价低廉，可以设计成重复使用的产品，也可以作为一次性的消耗性的产品使用，在市场中十分有竞争力。
权利要求1.一种磁共振成像体腔射频线圈，其特征在于它包括一操作杆；一滑筒，其可滑动地套设在所述操作杆上；一第一、第二弹杆，其分别对称地设置在所述操作杆的两侧，且其一端固定在所述操作杆的前端部，另一端固定在所述滑筒上，当所述滑筒相对所述操作杆头部移动时，所述第一、第二弹杆向两侧弯曲形成一环状；一电感线圈和一无磁电容组成的环状谐振线圈电路，其埋设在所述第一、第二弹杆内，且其输出端通过一带无磁插头的无磁同轴细电缆线与磁共振成像系统连接。
2.如权利要求1所述的磁共振成像体腔射频线圈，其特征在于它还包括一第三弹杆，其与所述两对称设置的第一、第二弹杆所形成的平面垂直，一端固定在所述操作杆的前端部，另一端固定在所述滑筒上。
3.如权利要求2所述的磁共振成像体腔射频线圈，其特征在于它还包括一与所述第三弹杆对称设置的第四弹杆，在所述第三、第四弹杆内也埋设有一通过无磁同轴细电缆线与磁共振成像系统连接的由电感线圈和无磁电容组成的环状谐振线圈电路，该线圈电路输出的正交信号与所述第一、第二弹杆内的线圈电路输出的正交信号经正交混合器合成一路同相的叠加信号输出。
4.如权利要求1或2或3所述的磁共振成像体腔射频线圈，其特征在于所述各弹杆前部与所述操作杆连接成一具有光滑圆形头部的一体，所述操作杆的外侧均为光滑的弧形表面。
5.如权利要求1或2或3所述的磁共振成像体腔射频线圈，其特征在于所述操作杆上设置有一阻止所述滑筒后退的弹性卡栓。
6.如权利要求1或2或3所述的磁共振成像体腔射频线圈，其特征在于所述滑筒轴向设置有显示探入人体体腔深度的尺寸标记。
7.如权利要求5所述的磁共振成像体腔射频线圈，其特征在于所述滑筒的周向设置有显示探入人体器官深度的尺寸标记。
8.如权利要求1或2或3或7所述的磁共振成像体腔射频线圈，其特征在于所述各弹杆杆身上设置有若干弯曲强度变化的部位，以在撑开线圈时，形成预定的线圈形状。
9.如权利要求5所述的磁共振成像体腔射频线圈，其特征在于所述各弹杆杆身上设置有若干弯曲强度变化的部位，以在撑开线圈时，形成预定的线圈形状。
10.如权利要求6所述的磁共振成像体腔射频线圈，其特征在于所述各弹杆杆身上设置有若干弯曲强度变化的部位，以在撑开线圈时，形成预定的线圈形状。
专利摘要本实用新型涉及一种磁共振成像体腔射频线圈，它包括一操作杆；一滑筒，其可滑动地套设在操作杆上；一第一、第二弹杆，其分别对称地设置在操作杆的两侧，且其一端固定在操作杆的前端部，另一端固定在滑筒上，当滑筒相对操作杆头部移动时，第一、第二弹杆向两侧弯曲形成一环状；一电感线圈和一无磁电容组成的环状谐振线圈电路，其埋设在第一、第二弹杆内，且其输出端通过一带无磁插头的无磁同轴细电缆线与磁共振成像系统连接。本实用新型可获得较大成像视野和高信噪比的射频信号，并将成像视野与进出体腔的舒适性完美地巧妙地结合为一体，不但成像质量高，参数稳定，制作工艺简单，而且造价低廉，可以作为一次性的消耗品使用，可以广泛用于各种磁共振成像系统中。
文档编号A61B5/055GK2699832SQ200420047449
公开日2005年5月18日 申请日期2004年3月29日 优先权日2004年3月29日
发明者张宏杰, 白国刚 申请人:北京大学