射頻線圈組件及磁共振系統的製作方法

2023-04-23 17:02:36

本發明涉及醫療器械領域，特別涉及射頻線圈組件及磁共振系統。

背景技術：

隨著磁共振(MR)成像技術的飛速發展，在磁共振成像技術中必不可少的射頻線圈技術也獲得了很大的進步。作為接收線圈的相控陣表面線圈更是廣泛的用於人體各個部位的掃描，如頭部，腹部，脊柱，以及肩關節，腳踝關節，腕關節等部位。

在射頻線圈的設計要求中，從產品質量驗證的角度，需要定義一個線圈的平均無故障使用時間(MTBF，即mean time between failure)，從而判斷一個線圈可以正常使用多久，從而對原器件選型，可靠性設計等提供重要的設計參考。從射頻線圈實際的使用當中，很難對一個線圈出廠後開始使用到發生故障的時間進行有效統計，目前，只能根據一個線圈的出廠時間和用戶的報修時間，進行其使用時間的大概推算，但由於每個線圈在醫院的使用頻次不同，難以準確得到線圈的真實工作時間。

在另一個方面，目前針對每個病人不同部位的掃描分布情況，缺乏一個準確的統計，比如頭部，頸部，腹部，脊柱，肩部，手腕，腳踝，乳腺等各個部位分別佔有多少掃描比例，在醫院方面，由於每天面對的不同病人和不同掃描部位的情況，不太容易得到每種射頻線圈在不同病人的不同部位的精確掃描次數。從而對醫院的臨床數據分析和病人的健康服務指導，造成數據的缺失，這些數據的缺失對於醫院的臨床數據管理和分析帶來了困難。

技術實現要素：

為了克服上述問題，本發明提出一種具有指紋採集功能和計時功能的射頻線圈組件及磁共振系統。

本發明解決上述技術問題提供的一種技術方案是：提供一種射頻線圈組件，包括射頻線圈、一指紋採集器，兩計時模塊和一存儲器，所述指紋採集器連接於兩所述計時模塊和所述存儲器，所述計時模塊包括第一計時模塊和第二計時模塊，所述第一計時模塊和所述第二計時模塊均連接於所述射頻線圈和所述存儲器，所述存儲器存儲指紋採集器採集的信息和所述第一計時模塊和第二計時模塊的計時信息。

優選地，所述射頻線圈包括二極體，且所述射頻線圈以預定頻率接收電流信號和電壓信號，使所述二極體導通/關閉。

優選地，所述電流信號和所述電壓信號交替工作。

優選地，所述電流信號觸發第一計時模塊工作，開始計時，並將計時數據存儲到所述存儲器內。

優選地，所述電壓信號觸發第二計時模塊工作，開始計時，並將計時數據存儲到所述存儲器內。

優選地，所述存儲器包括累加器，所述累加器將第一計時模和的第二計時模塊統計的時間累加成單次掃描時間。

優選地，所述累加器將多次掃描的時間累加形成單個掃描對象的掃描總時間，所述單次掃描時間、所述掃描總時間與所述指紋採集器採集的指紋打包存儲在所述存儲器。

優選地，所述射頻線圈組件進一步包括失諧電路，所述失諧電路具有啟用狀態和禁用狀態，所述電流信號工作時，所述失諧電路處於啟用狀態；所述電壓信號工作時，所述失諧電路處于禁用狀態。

優選地，所述指紋採集器、第一計時模塊、第二計時模塊和所述存儲器均為無磁元件或弱磁元件。

本發明解決上述技術問題提供的又一技術方案是：提供一種磁共振系統，包括射頻發射線圈、射頻接收線圈和控制器，所述射頻接收線圈為上述任一射頻線圈組件，或者

所述射頻發射線圈為上述某些射頻線圈組件；

所述控制器按照一定脈衝頻率發送電壓信號和電流信號，所述電流信號觸發其中一個計時模塊計時，所述電壓信號觸發另一計時模塊計時，並將計時數據存儲到存儲器。

與現有技術相比，所述射頻線圈組件通過設置指紋採集器和兩個計時模塊，可以統計每個射頻接收線圈每個患者使用的掃描時間，即可得到射頻接收線圈掃描過的所有患者使用時間，因此可以得到射頻接收線圈的真正工作時間，對於產品的質量分析和驗證能起到真實驗證的作用，同時對於元器件的選擇以及後續的設計帶來重要的指導意義。同時，有了所有射頻接收線圈的掃描患者數量，即可得到一個醫院每個射頻線圈使用頻次的統計分布，從而得到所有掃描患者不同掃描部位的使用頻次分布，能夠完善醫院的臨床數據，從而對於醫院的健康管理提供重要的參考依據。

【附圖說明】

圖1為本發明磁共振系統工作原理示意圖；

圖2為本發明磁共振系統失諧電路的電路圖；

圖3為本發明磁共振系統的射頻接收線圈結構示意圖；

【具體實施方式】

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施實例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用於解釋本發明，並不用於限定本發明。

需要說明，本發明實施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、後……)僅限於指定視圖上的相對位置，而非絕對位置。

另外，在本發明中如涉及「第一」、「第二」等的描述僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。在本發明的描述中，「多個」的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

請參閱圖1，為本發明磁共振系統100的工作原理示意圖，所述磁共振系統100包括，譜儀終端101、控制器102、DAC模塊103、ADC模塊104、射頻調製模塊105、射頻放大器106、射頻發射線圈20、射頻接收線圈10、前置放大器107、正交解調器108和圖像重建模塊109。所述控制器102、DAC模塊104、射頻調製模塊105、射頻放大器106和射頻發射線圈20共同組成發射線路，射頻接收線圈10、前置放大器107、正交解調器108、ADC模塊104和圖像重建模塊109組成接收線路，所述磁共振系統100工作時，發射線路首先工作，對目標完成激勵，例如病人的頭部、頸部、腹部、脊柱、肩部、手腕等，激勵完畢後，接收線路工作，接收目標的信號，例如，人體組織內的質子信號，經過接收線路處理，最終在譜儀終端101顯示出對應的圖案，可以理解，所述譜儀終端101包括輸入設備，例如滑鼠、鍵盤，輸出設備，例如顯示器，以及若干接口，接收線路的信號傳導到譜儀終端101，最終在顯示器上顯示出對應的圖案。

具體地，所述控制器102連接在所述譜儀終端101，所述譜儀終端101向外發出數位訊號，控制器102控制DAC模塊103完成數位訊號向模擬信號的轉換，並將模塊信號分成兩路，一路傳送至射頻調製模塊105，另一路提供給梯度線圈(圖未示)；傳送至射頻調製模塊105的一路經過射頻放大器106放大後到達射頻發射線圈20，射頻發射線圈20在主磁場下工作，激勵目標，例如病人的頭部、頸部、腹部、脊柱、肩部、手腕等，並使目標產生磁共振信號，例如質子信號，所述磁共振信號被射頻接收線圈10接收，經過前置放大器107放大後傳到到正交解調器108，經正交解調器108處理後，由ADC模塊104完成模擬信號向數位訊號的轉換，經過圖像重建模塊109進行圖像的重建，最終傳到譜儀終端101，並在顯示器上顯示對應的圖像。

所述磁共振系統100進一步包括失諧電路110，所述射頻接收線圈10與所述失諧電路110配合工作，請參閱圖2，所述失諧電路110包括第一輸入端1101、第二輸入端1103、諧振電感1105、二極體1107以及失諧電容1109，所述諧振電感1105與所述二極體1107串聯後與所述失諧電容1109並聯，並通過所述第一輸入端1101和第二輸入端1103與射頻接收線圈10內的一個電容並聯地接入到所述射頻接收線圈10。所述第二輸入端1103接地。

所述失諧電路110受兩個信號控制，分別是電流信號(I信號)和電壓信號(V信號)，如電流信號為弱電流，所述電壓信號為負電壓，當然，信號的設置可以因設備生產的不同而不同設置。當電流信號工作時，二極體1107低阻抗導通，失諧電路110工作，則射頻接收線圈10處於失諧狀態，不接收信號；當電壓信號工作時，二極體1107高阻抗關閉，失諧電路110不工作，則射頻接收線圈10處於諧振狀態，接收信號。

請繼續參閱圖3，為所述射頻接收線圈10的結構示意圖，所述射頻接收線圈10包括一接收線圈11，一指紋採集器13，兩計時模塊15和一存儲器17。所述接收線圈11為圖2所示接收線圈，所述指紋採集器13連接於兩所述計時模塊15和所述存儲器17，所述計時模塊15包括第一計時模塊151和第二計時模塊153，所述第一計時模塊151和所述第二計時模塊153均連接於所述失諧電路110和所述存儲器17，所述存儲器17存儲指紋採集器13採集的指紋信息和所述第一計時模塊151和第二計時模塊153的計時信息，所述存儲器17與所述譜儀終端101數據連接。

所述指紋採集器13、第一計時模塊151、第二計時模塊153和所述存儲器17均為無磁元件，或弱磁元件，必要時可採取適當的屏蔽措施，以防止對射頻接收線圈10的工作造成幹擾。

所述射頻接收線圈10的工作原理為：當病人需要進行射頻線圈掃描時，病人在所述指紋採集器13進行指紋特徵採集，指紋採集器13採集病人的指紋特徵信息，並存儲在所述存儲器17中。

當第一個病人進行第一次掃描時，所述射頻發射線圈20開始工作，此時所述射頻接收線圈10的失諧電路110工作，射頻接收線圈10處於失諧狀態，射頻接收線圈10的失諧電路110二極體受電流信號(I信號)控制，I信號觸發第二計時模塊153開始工作，並開始計時。

當射頻發射線圈20激勵完畢，所述射頻接收線圈10開始工作，此時射頻接收線圈10的失諧電路110二極體受電壓信號(V信號)控制，失諧電路110不工作，所述射頻接收線圈10處於諧振狀態。所述第二計時模塊153停止計時，形成的時間為T_p1_d1，即，所述第二計時模塊153統計的是所述射頻接收線圈10不接收信號(關閉)的時間。所述第一計時模塊151感應到所述V信號，開始計時。所述V信號消失時停止計時，形成的時間為T_p1_r1，即，所述第一計時模塊151統計的是射頻接收線圈10接收信號(工作)的時間。

所述I信號和所述V信號交替工作，所述I信號和V信號由所述控制器102按照預定的脈衝頻率發送。

當所述第一計時模塊151和所述第二計時模塊計時153結束，第一計時模塊151形成的時間T_p1_r1和第二計時模塊153形成的時間T_p1_d1在計時結束後存儲到存儲器17中，存儲到存儲器17後，存儲器17包括累加器171，所述累加器171將時間T_p1_r1和時間T_p1_d1累加，形成本次掃描的總時間T_p1_1。

一個病人可以進行連續的多次掃描，當進行第i次(i為正整數)掃描時，第一計時模塊151統計的時間為T_p1_ri，第二計時模塊153統計的時間為T_p1_di，二者通過所述存儲器17中的累加器171求和得到第i次掃描的總時間時間T_p1_i；

當同一個病人掃描完畢後，存儲器17中的累加器171會將每次掃描的時間值進行累加，從而得到第一個病人總的掃描時間T_p1，所述T_p1、T_p1_i、T_p1_ri、T_p1_di與所述指紋採集器13採集的指紋特徵信息打包存儲，並發送到譜儀終端101。

當第j個患者進行掃描時，同樣在要使用的射頻接收線圈10上面先進行指紋特徵採集，然後進行掃描，重複上面的步驟，存儲器17會記錄到第j個患者的總的掃描時間T_pj以及T_pj_i、T_pj_ri和T_pj_di，並和此患者的指紋特徵信息打包存儲。

當所有患者掃描完畢後，將所有的患者的掃描時間T_p1至T_pj累加會得到所有患者的掃描時間T_total。同時存儲器也會存儲到j個病人的指紋特徵信息和總的掃描過的患者的個數。

在另一個實施例中，所述射頻發射線圈20採用上述結構，設置指紋採集器、存儲器和第一計時模塊和第二計時模塊等結構，所述射頻接收線圈10為現有的普通接收線圈，所述射頻發射線圈包括若干二極體。不同之處在於，所述發射線圈的二極體由三種信號控制二極體，V信號即電壓信號、電流信號(I信號)包括I1信號、I2信號，當所述V信號工作時，二極體關閉，射頻發射線圈20不工作，I1信號工作時，射頻發射線圈處於接收工作狀態，I2信號工作時，射頻發射線圈處於發射工作狀態。所述射頻發射線圈20的工作模式與所述射頻接收線圈10相反，即I信號(I1、I2信號)工作時射頻發射線圈20處於工作狀態，V信號工作時射頻發射線圈20不工作，但不影響時間的統計，I信號(I1、I2信號)觸發其中一個計時模塊計時，統計射頻發射線圈20的工作時間；V信號觸發另一計時模塊計時，統計射頻發射線圈20的關閉時間。

與現有技術相比，所述射頻發射線圈20或射頻接收線圈10通過設置指紋採集器13和兩個計時模塊15，可以統計每個射頻接收線圈10每個患者使用的掃描時間，即可得到射頻接收線圈10掃描過的所有患者使用時間，因此可以得到射頻接收線圈10的真正工作時間，對於產品的質量分析和驗證能起到真實驗證的作用，同時對於元器件的選擇以及後續的設計帶來重要的指導意義。同時，有了所有射頻接收線圈10的掃描患者數量，即可得到一個醫院每個射頻線圈使用頻次的統計分布，從而得到所有掃描患者不同掃描部位的使用頻次分布，能夠完善醫院的臨床數據，從而對於醫院的健康管理提供重要的參考依據。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是在本發明的構思之內所作的任何修改，等同替換和改進等均應包含在本發明的專利保護範圍之內。