[发明专利]一种基于相位调控超构表面的双核MRI的图像增强超构表面器件

说明书

本发明涉及一种双核磁场增强装置及磁共振系统。第一筒形支架具有第一外表面与第一内表面。第一外表面环绕第一内表面，并且与第一内表面间隔相对设置，第一内表面包围形成第一容纳空间。第一磁场增强组件的延伸方向与第一筒形支架的第一中心轴线的延伸方向相同，并环绕第一中心轴线间隔设置于第一外表面。第一环形导电片和第二环形导电片分别设置于第一筒形支架相对的两端，并环绕第一中心轴线设置，第一环形导电片的两端的连接处具有第一相位调控缺口，第二环形导电片的两端的连接处具有第二相位调控缺口。每个第一磁场增强组件的两端分别与第一环形导电片和第二环形导电片连接。第二筒形磁场增强器设置于第一容纳空间内。

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，特别是涉及一种双核磁场增强装置及磁共振系统。

背景技术

核磁共振成像技术(Magnetic Resonance Imaging，MRI)为非介入探测方式，是医药、生物、神经科学领域的一项重要的基础诊断技术。目前传统MRI设备传输的信号强度主要来自于氢质子¹H。在具有核磁信号的所有原子核中，氢质子¹H在人体内含量最高，并且氢质子¹H的旋磁比也最高，具有最强的核磁共振信号。但是，基于氢质子¹H的MRI包含的代谢、离子交换等生物学信息较少，而²³Na、³¹P、¹⁹F等非质子核可以提供丰富的生物学信息。因此，基于²³Na、³¹P、¹⁹F等非质子核的成像在医学及生命科学研究中具有重要的研究意义。

在进行²³Na、³¹P、¹⁹F等非质子核的MRI时，提高非质子核图像的信噪比，具有重要意义。信噪比主要决定于静磁场强度，但是，静磁场强度的增加会带来如下三个问题：1)射频(RF)场非均匀性增大，调谐难度增加；2)人体组织产热增加，带来安全隐患，患者还容易出现眩晕和呕吐等不良反应：3)购置成本大幅度增加，对大多数小规模医院来说是一种负担。因此，如何采用尽量小的静磁场强度同时能够获得高的成像质量成为MRI技术中一个至关重要的问题。

超构材料的出现为MRI成像质量和效率的提高，提供了一种新颖的更有效的方法。超构材料具有许多天然材料所不具备的特殊性质。通过电磁波与超构材料的金属或电介质基元间的相互作用及基元间的耦合效应，可以实现对电磁波传播路径与电磁场场强分布的控制。其中，具体工作原理是利用超构材料形成的结构中的电磁谐振，实现呈各向异性和梯度分布等电磁参数的调节。并且，通过对超构材料的几何尺寸、形状和介电常数等参数的设计，能够实现对不同频点的谐振增强。

然而，传统的磁场增强器件都是针对氢原子核¹H等单核MRI设计的，没有针对非质子核和质子核的双核结构的设计，导致无法获得代谢、离子交换等丰富的生物学信息。

发明内容

基于此，针对上述问题，有必要提供一种双核磁场增强装置及磁共振系统。

本申请提供一种双核磁场增强装置包括第一筒形磁场增强器和第二筒形磁场增强器。第一筒形磁场增强器包括第一筒形支架、多个第一磁场增强组件、第一环形导电片以及第二环形导电片。第一筒形支架具有第一外表面与第一内表面。所述第一外表面环绕所述第一内表面，并且与所述第一内表面间隔相对设置，所述第一内表面包围形成第一容纳空间。所述第一磁场增强组件的延伸方向与所述第一筒形支架的第一中心轴线的延伸方向相同，并环绕所述第一筒形支架的第一中心轴线间隔设置于所述第一外表面。