[发明专利]一种核磁共振造影射频线圈冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种核磁共振造影射频线圈冷却装置。尤其涉及一种借助真空层的保护，可长时间稳定使用的磁共振造影射频线圈冷却装置。本发明将适用于各项磁共振应用。

背景技术　

磁共振射频（亦称磁振造影，magnetic resonance imaging,MRI）是临床上一种很重要的影像诊断工具。磁振造影利用强大的主磁场，使体内大多数氢原子按照主磁场方向进行排列。通过仪器产生脉冲改变体内氢原子的旋转排列方向，原子核就会释放吸收的能量，产生电磁波信号，再经由计算机分析将所述信号转换为图像，就是一般看到的磁共振图像。

同理，人体内含有很多氢原子核，这些氢原子核本身又具有磁场特性。将人体置于强大且均匀的核磁共振静磁场中，再利用特定的射频无线电波脉冲，激发人体组织内的氢原子核。

磁共振系统配置包括磁铁系统和射频系统。所述磁铁系统用于产生高均匀度的磁场和产生梯度场，所述梯度场实现NMR信号空间编码。所述系统配置包括三组线圈，分别产生x、y、z方向的梯度场，通过所述线圈组的磁场迭加，可得到任意方向的梯度场。

射频系统包括射频（RF）发生器和射频（RF）接收器。射频（RF）发生器用于产生短而强的射频场，使样品中的氢核产生磁共振（nuclear magnetic resonance，简称NMR）现象；射频（RF）接收器采集NMR信号。

射频线圈是磁振造影系统中发射及接收射频信号的重要组件，射频线圈性能直接影响影像的质量及重建结果的准确度。根据磁共振讯噪比以及射频线圈温度、射频线圈电阻、受测物温度以及受测物电阻(如下式所示Hoult and Richards[1])，从文献[2]-[6]，我们可以知道降低射频线圈温度以及电阻可有效地提升核磁共振成像的讯噪比。但过去大多数的文献都采用高密度的泡沫盒来做低温装置。经过一定的时间，泡沫盒外会结冰，因而冷冻待测物。所以我们提出了这种新颖可长时间使用的低温装置设计。

与本次专利相关的先前技术介绍如下：High-Tc superconducting receiving coils for nuclear magnetic resonance imaging[7]：采取保丽龙盒当作低温装置，但经过一定时间，保丽龙盒外会结冰，进而冷冻待测物。所采取的线圈系统包括：高温超导接收线圈、信号采集线圈、调频线圈。高温超导接收线圈位置固定，改变信号采集线圈与调频线圈的相对位置调整频率。但调频范围有限，并且操作复杂、Q值不高，无法精确地调整到能量最大值从而造成能量的损耗。

美国专利，专利号5258710，Cryogenic probe for NMR microscopy[8]：使用低温液体降低线圈温度，采取高温超导薄膜直接浸泡式。样品放置于小管中并通入氮气，使其不结冰。线圈采用电感式耦合方式采集信号，传递信号模式为：RF信号经过信号采集线圈感应引起高温超导薄膜传递信号至样品。接收信号模式为：接收的信号透过电感耦合方式产生影像。但直接浸泡的方式会损耗超导本身特性，而且体积受限，只能做小尺寸的样品。此外该专利的设计为多个复杂腔体设计，不易组装。

美国专利，专利号7003963，Cooling of receive coil in MRI scanners[9]，法国实验室目前所采用的低温装置设计，前端为冷机用于降温，中段放置传递温度物体，使用间接冷却方法使高温超导薄膜达到临界温度。该美国专利设计了两个真空室，缺点在于操作方面需要降温四小时以及中段放置传递温度为造价高的单晶蓝宝石，并且低温装置只能放置尺寸为12mm大小的薄膜。