[发明专利]检测全层皮肤的手持式低梯度单边核磁共振装置

说明书

本发明涉及一种检测全层皮肤的手持式低梯度单边核磁共振装置，属于核磁共振技术领域。该装置包括单边永磁体结构和射频收发一体线圈；单边永磁体结构用于产生静态磁场，采用有限元法和麻雀搜索算法寻优得到永磁体结构，该磁场方向平行于永磁体结构上表面；所述射频收发一体线圈用于产生与主磁场正交的激励射频磁场，并检测设置于单边永磁体结构之上的被测样品所产生的磁共振回波信号。本发明具有结构简单、体积小巧、重量轻盈、成本低廉、性能可靠，主磁场B₀的磁感应强度小于等于100mT，检测目标区域中心顺垂直于磁场方向的磁场梯度G约为2.96T/m，可实现皮肤全层组织核磁共振信号测量，方便床旁无创检测等优点。

技术领域

本发明属于核磁共振技术领域，涉及检测全层皮肤的手持式低梯度单边核磁共振装置。

背景技术

近年来便携式单边核磁共振技术在食品分析和质量控制、材料科学、地球物理等领域得到广泛应用。其结构开放、体积较小、便于移动，能够在任意位置从任意角度对物体进行无损检测，同时采用永磁铁提供主磁场，价格低廉、能耗较低，再加上其可以提供传统核磁共振所给予的包括弛豫时间T1、T2成像、扩散系数D，甚至是化学位移等诸多信息。皮肤烧伤是一种常见病症，而目前针对皮肤烧伤程度的判断以及烧伤后皮肤康复情况的诊断，还没有准确且无创的方法，临床上主要通过医生的主观判断及患者切身感受，这种方法较为粗略、主观，容易造成烧伤深度进一步加深。现有的医疗诊断方法如计算机断层成像(CT)、磁共振成像(MRI)等，虽可以对人体皮肤进行成像，但是体积较大，难以进行临床实时监护与测量；现有的高频超声成像系统可以得到皮肤的图像，但是无法区分真皮深处的血管炎症和水肿。因此临床上迫切需要一种量化的、准确的方法来判断烧伤患者皮肤的烧伤深度和恢复程度，以准确制定治疗和康复方案。本发明提出一种用于全层皮肤检测的手持式低梯度单边核磁共振装置，仅依靠永磁体构建主磁场，配有射频收发一体线圈，实现磁共振信号的测量和全层皮肤快速检测。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种检测全层皮肤的手持式低梯度单边核磁共振装置。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

检测全层皮肤的手持式低梯度单边核磁共振装置，该装置包括：

单边永磁体结构和射频收发一体线圈4；

所述单边永磁体结构包括三组磁铁结构；

所述三组磁铁结构分别为左侧磁铁组1、中间磁铁2和右侧磁铁组3；

所述左侧磁铁组1和右侧磁铁组3在同一水平面；

所述中间磁铁2位于左侧磁铁组1和右侧磁铁组3之间，且位于左侧磁铁组1和右侧磁铁组的水平面下方；

所述左侧磁铁组1和右侧磁铁组3规格相同；

在XYZ坐标系中，所述左侧磁铁组1的磁极指向为Z方向，中间磁铁2的磁极指向为-Y方向，右侧磁铁组3的磁极指向为-Z方向；

在单边永磁体结构上方产生由左侧磁铁组1指向右侧磁铁组3的主磁场B₀，磁极指向为Y方向，且在中间磁铁的几何中心区域产生均匀磁场，中间磁铁的几何中心区域为检测目标区域5；

所述主磁场B₀的磁感应强度小于等于100mT，检测目标区域5的中心顺垂直于磁场方向的磁场梯度G为2.96T/m；

单边永磁体结构产生的磁场分布采用有限元法计算，通过麻雀搜索算法对单边永磁体结构参数进行优化；

所述射频收发一体线圈4采用的是收发一体式双层平面线圈，采用时谐场逆方法和流函数法进行设计，用于产生与主磁场正交的激励射频磁场，并接收设置于检测目标区域的被测样品激发后产生的回波信号。