[发明专利]一种用于多核磁共振系统的超极化气体人体肺部成像线圈

说明书

本发明提供了一种用于多核磁共振系统的超极化气体人体肺部成像线圈，包括线圈插头，还包括上置线圈部和下置线圈部，上置线圈部包括上置线圈包裹层以及设置在上置线圈包裹层内的多个上置柔性线圈单元，多个上置柔性线圈单元依次排列分布；下置线圈部包括下置线圈包裹层以及设置在下置线圈包裹层内的多个下置柔性线圈单元，多个下置柔性线圈单元依次排列分布。本发明在具有较高灵敏度的同时，对不同体型患者的通用性强，并且安装、使用方便。

技术领域

本发明涉及多核磁共振成像领域，属于超极化惰性气体肺部磁共振成像技术，具体涉及一种用于多核磁共振系统的超极化气体人体肺部成像线圈，适用于人体肺部疾病检查和早期诊断。

背景技术

磁共振成像（MRI，MagneticResonanceImaging）在医学诊断和研究中已经得到了非常广泛的应用。目前在临床上使用的主要是质子磁共振仪，其基于人体中氢原子（质子）进行工作。质子磁共振成像能够对人体大部分的组织和器官进行结构和功能成像。然而，质子磁共振系统在对肺部疾病的检测与诊断上却显得乏力。由于肺部的氢原子核密度相较于其他组织低约1000倍，对于传统磁共振成像来说，肺部的氢原子核磁共振信号十分微弱，因此肺部一直是传统磁共振成像的“盲区”。采用超极化惰性气体（如超极化¹²⁹Xe）技术，能极大提高惰性气体的磁共振信号强度。能让肺部吸入超极化惰性气体，以惰性气体核作为成像核，使肺部MRI成为了可能。

目前商用的人体磁共振仪多工作在质子的核磁共振频率上。由于惰性气体的共振频率与质子不同，质子磁共振仪不能直接用于异核MRI成像，需要配置其它特定频率工作的硬件模块。当磁共振仪具备除了质子以外的其它原子核的扫描功能时，可称之为多核磁共振系统。

多核磁共振系统的硬件组成包括多种原子核对应的频率通道，并配有在不同频率工作的射频线圈。射频线圈包括发射和接收两种功能类型。在人体磁共振成像仪中，为达到较好的激发场均匀度并简化结构，质子发射线圈采取大体积线圈的形式，集成于扫描腔壁中。同时针对不同扫描部位，采用专用的质子局部接收线圈以提高灵敏度。目前商用人体成像仪还未见有扫描腔壁集成式的异核发射线圈，异核射频线圈的常见形式为发射/接收共用的局部线圈，以及分离的局部发射线圈和接收线圈组合。

肺部超极化气体成像线圈是人体肺部磁共振技术的一个环节，配置于多核磁共振系统。由于成像部位、工作频率和成像时间的特殊性，针对超极化气体肺部MRI的射频线圈需要具备成像区域均匀激发、快速成像、高灵敏度、使用方便等特性。现有的肺部超极化气体成像线圈有鸟笼、马鞍、相阵列等多种形式。为了在保证发射场均匀度同时提高接收灵敏度，可以采用围绕躯干的较大的鸟笼线圈作为发射线圈，采用靠近胸肺部位置的多通道阵列线圈作为接收线圈。这种线圈的成像性能较好，但结构较复杂、成本高，并且整体为刚性，重量较大，如果用于经常切换工作状态的多核成像仪，拆装使用不方便。除了体积较大的刚性线圈外，还有较轻便的半柔性或柔性线圈。包括马鞍结构的收发一体线圈，成对正交放置于人体胸背部周围。这种线圈较轻便，但由于在接收时也存在灵敏度较低的问题。还有采用更贴合人体的柔性马甲背心外形线圈，线圈由包围胸背部的多个环路组成，填充因子较高。这种线圈为了提高灵敏度，采用了紧贴的包裹式设计，缺点是需要针对不同体型的患者选择不同大小规格的线圈型号。

综合看来，现有的线圈存在下面的问题：由专用的发射线圈和多通道相阵列接收线圈组合而成的肺成像线圈，成像质量较好，但体积大成本高。填充因子较高的发射接收共用线圈，可以在体积小重量轻的同时，可以有较好的灵敏度，但用一套装置无法适应不同体型患者应用。目前缺乏一种在体型通用性、灵敏度、体积重量三方面都较好的肺成像线圈。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种用于多核磁共振系统的超极化气体人体肺部成像线圈，在能适应不同体型的患者、通用性强的同时，又具备高灵敏度和体积轻巧、使用方便的特点。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：