[发明专利]一种便携式核磁共振器官弹性无创定量检测系统

说明书

本发明公开了一种便携式核磁共振器官弹性无创定量检测系统，其特征在于：本发明采用便携式核磁共振系统、机械振动激励装置和控制台建构系统架构，所述便携式核磁共振系统主要包括NMR频谱仪、功率放大器、前置放大器、收发切换模块、便携式磁体模块和探头；所述便携式核磁共振系统作用于人体时对器官、组织无损伤、无创口，实现安全准确、定量、非侵入性器官弹性检测。系统精简、科学合理、设备简便优化、重量轻、体积小、携带方便；一键操作、无操作者依赖性、可重复性高；广泛适用床旁检测和快速筛查；无需成像，测量时间短，运动敏感梯度具有一定的运动频率选择性，测量过程不易受运动影响，准确性高。克服了现有技术的不足。

技术领域

本发明涉及一种核磁共振医学检测技术领域，尤其涉及一种便携式核磁共振器官弹性无创定量检测系统。

背景技术

弹性是生物组织的一个重要的机械力学参数，它表征了组织在机械外力作用下的形变难易程度。组织弹性的变化与其生理病理状态密切相关，据此可以区分正常与病理组织。目前，基于组织弹性已经在肿瘤诊断以及肝脏纤维化的分级和康复评估中得到了积极的应用。在传统医学上，医生通过触诊来定性地判断组织弹性大小，进而诊断病变，诊断结果误差大，受操作者主观影响大。近年来，基于超声/核磁共振的非侵入式弹性定量技术方兴未艾。基于超声的弹性定量方法利用超声波测量剪切波在组织内传播的速度，进而组织的弹性模量估算值，但测量过程易受运动影响，对操作者依赖性强。而基于常规核磁共振的弹性定量技术则是利用一个相位对比度成像脉冲序列，采集得到在剪切力的作用下生物组织内的应变分布图，再经过一定的弹性成像算法进行图像处理，得到组织弹性定量分布图。由于需要成像，这种方法耗时较长，也易受运动影响，且检测成本高，在常规临床检测中普遍适用性不强。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便携式核磁共振器官弹性无创定量检测系统，合理地解决了现有技术的超声波弹性检测对操作者依赖性大、对运动敏感的区分率低和采用磁共振的弹性成像检测的扫描时间太长、且价格高昂、设备资源紧张、不能适用床旁检测和快速筛查的问题。

本发明的技术原理：

剪切波在组织传播过程中，其波速与剪切弹性模量近似满足如下关系：

G＝ρv² (1)

其中，G是剪切弹性模量，ρ是组织密度，v是波速。

在实际中，通常认为软组织密度接近水密度，因此ρ可取水的密度值。同时，所述剪切波在组织中传播的速度与其波长满足关系：

v＝λf (2)

其中，λ是波长，f是频率。由式(1)～(2)可知，只要求得剪切波在组织传播过程中的波长或波速，即可确定组织的剪切弹性模量。

本发明基于便携式核磁共振原理，其脉冲序列如图4所示，通过外部的简谐振动激励装置，在组织内产生一个剪切波，然后以便携式磁体产生的静态梯度作为运动敏感梯度将组织的振动信息编码到一维图像的相位中，其相位可以表示为：

其中，γ是磁旋比，N是振动周期数，T是简谐振动周期，为运动敏感梯度，为振幅，是波矢量，是质点位置矢量，α是简谐振动的初始相位。从式(3)可以看出，一维图像的相位与组织振动造成的位移成简单的线性关系。因此，通过一维图像的相位曲线即可估算剪切波在组织中的波长，再由式(2)计算出剪切波传播速度，最终通过式(1)，即可获得组织的剪切弹性模量。

本发明采用如下技术方案：

一种便携式核磁共振器官弹性无创定量检测系统，其特征在于：