Приемная радиочастотная катушка для магнитно-резонансной томографии голеностопа

 

Изобретение относится к области медицинской диагностики и может быть использовано для получения магнитно-резонансного изображения области голеностопного сустава ноги пациента. Приемная радиочастотная катушка для магнитно-резонансной томографии голеностопа имеет обмотку, размещенную на пустотелом каркасе, имеющем форму сапога, и состоит из группы проводников, равномерно разделенных промежутками, расположенных параллельно один другому, электрически соединенных в параллель и намотанных в области ступни каркаса в виде М-витковой спирали, которая в области пятки каркаса непрерывно переходит в N-витковую седлообразную форму. Изобретение позволяет расширить пространственную зону чувствительности катушки при сохранении высокого значения отношения сигнал-шум магнитно-резонансного сигнала и обеспечить возможность работы в томографах как с горизонтальной, так и с горизонтально-поперечной относительно расположения тела пациента ориентацией статического магнитного поля. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области медицинской диагностики и может быть использовано для получения магнитно-резонансного изображения области голеностопного сустава ноги пациента.

Уровень техники Известна катушечная сборка для получения магнитно-резонансного изображения стопы, две антенны и схема согласования импеданса которой смонтированы на трех отдельных платах, конструктивно выполненных в виде рамной сборки для поддержки и жесткой фиксации стопы и лодыжки ноги пациента (Патент США 5,361,764, кл. 128/653.5, 1994г.). Недостатками указанной конструкции являются худшее, чем у соленоидальных конфигураций, соотношение сигнал-шум и невозможность применения в томографах с горизонтально-поперечной относительно расположения пациента ориентацией статического магнитного поля.

Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является магнитно-резонансная комформальная (приспособленная к исследуемому участку тела пациента) соленоидальная катушка, витки которой соединены параллельно, а форма максимально приближена к форме исследуемого участка тела пациента - плеча, кисти руки или стопы ноги (Патент США 5,543,710, кл. 324/318, 1994г. ). Недостатком указанной катушки является заметное падение чувствительности в зоне голеностопного сустава и пятки при исследовании ноги пациента.

Сущность изобретения Техническим результатом изобретения является расширение пространственной зоны чувствительности катушки при сохранении высокого значения отношения сигнал-шум магнитно-резонансного сигнала и обеспечении возможности работы в томографах как с продольной, так и с горизонтально-поперечной относительно расположения тела пациента ориентацией статического магнитного поля.

Указанный технический результат достигается тем, что в приемной радиочастотной катушке для магнитно-резонансной томографии голеностопа, содержащей обмотку из группы проводников, равномерно разделенных промежутками, расположенных параллельно один другому, электрически соединенных в параллель и размещенных на пустотелом каркасе, который на своем конце имеет эллиптическое сечение, и устройство для ее электрического подключения к МР-томографу, пустотелый каркас имеет форму сапога, открытого в области пятки и задней части голени, причем каждый проводник группы в области стопы каркаса намотан в виде М-витковой спирали, которая в области пятки каркаса непрерывно переходит в N-витковую седлообразную форму, а устройство для электрического подключения обмотки к МР-томографу выполнено в виде блока согласования и развязки.

Перечень фигур чертежей На фиг.1 представлена конструкция катушки без декоративного кожуха.

На фиг.2 представлена схема электрического блока настройки и развязки.

На фиг. 3 представлена общая компоновка катушки с устройством фиксации ноги пациента.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Конструктивно обмотка приемной радиочастотной катушки для магнитно-резонансной томографии голеностопа (фиг. 1) размещается на каркасе 1, изготовленном из магнито- и электроизоляционного материала (например, из стеклопластика или полистирола) в виде сапога, открытого в области пятки и задней части голени. В качестве проводника в обмотке может использоваться лента из медной фольги шириной около 20 мм и толщиной около 0,1 мм либо набор параллельных проводников прямоугольного сечения, электрически соединенных в начале и конце обмотки. В последнем случае при равномерном распределении проводников обеспечивается оптимальная однородность пространственной чувствительности катушки и, соответственно, однородность магнитно-резонансного изображения. Витки 2 обмотки, расположенные в области ступни каркаса 1 (предпочтительно 3 витка), имеют форму спирали с овальным сечением и переходят в витки 3 обмотки (выполняются без обрыва тем же проводом), которые расположены в области пятки каркаса 1, (предпочтительно 2 витка) и имеют седлообразную форму. Начало и конец всей обмотки катушки электрически подсоединены соответственно к первому и второму входам блока 4 настройки и развязки, смонтированного на каркасе 1 катушки.

Блок 4 настройки и развязки (фиг.2) включает в себя основной и подстроечный конденсаторы 5, 6 точной настройки на рабочую частоту томографа, первый и второй диоды 7, 8 и индуктивность 9, причем цепь последовательно соединенных индуктивности 9 и встречно-параллельно включенных диодов 7, 8 подключена параллельно подстроечному конденсатору 6, первая обкладка которого соединена с первой обкладкой основного конденсатора 5 и является первым входом блока 4 настройки и развязки, второй вход которого соединен со вторыми обкладками конденсаторов 5, 6.

Общая компоновка катушки представлена на фиг.3. На основании 10, устанавливаемом на подвижном столе пациента томографа (не показан) неподвижно закреплены ложемент 11 и плоская вертикальная стойка 12, предназначенные для фиксации ноги пациента в области стопы и голени. Фиксация осуществляется с помощью трех ремней 13 из текстильной ленты и подвижного подколенника 14. Катушка ставится на основание 10 вплотную к стойке 12.

Катушка работает следующим образом.

Обследуемый пациент располагается на подвижном столе томографа. Его нога укладывается на ложемент 11 и фиксируется с помощью ремней 13 и подколенника 14, после чего сверху вдоль стойки 12 опускается катушка, которая свободно устанавливается на основании 10, не касаясь ноги пациента. Далее подвижный стол томографа перемещается внутрь системы статического магнитного поля.

Витки 2, 3 катушки образуют с конденсаторами 5, 6 блока 4 настройки и развязки параллельный колебательный контур, настроенный на рабочую частоту томографа. В режиме радиочастотного возбуждения диоды 7, 8 блока 4 настройки и развязки переходят в проводящее состояние за счет электродвижущей силы, наведенной в витках 2, 3 катушки радиочастотным магнитным полем передающей катушки (не показана). Индуктивность 9 при этом оказывается подключенной к указанному параллельному колебательному контуру и расстраивает его относительно рабочей частоты томографа, исключая таким образом его влияние на работу передающей катушки. В режиме приема сигналов от исследуемого голеностопа пациента диоды 7, 8 находятся в непроводящем состоянии и отключают индуктивность 9, обеспечивая прием сигналов на рабочей частоте томографа.

Ориентация воспринимаемой катушкой компоненты магнитно-резонансного сигнала - вертикальная и отчасти горизонтальная (в зоне дугообразных частей седлообразной части), что позволяет применять ее в томографах как с продольной, так и с горизонтально-поперечной относительно тела пациента ориентацией статического магнитного поля.

Выполнение соленоидальной части приемной радиочастотной катушки, охватывающей область стопы, в виде М-витковой спирали овального сечения, которая в области пятки каркаса переходит в N-витковую седлообразную форму, существенно расширяет пространственную зону однородной чувствительности (160 мм и 140 мм от пятки вдоль голени при спаде сигнала на 50 и 30% соответственно) при сохранении высокого отношения сигнал-шум.

Формула изобретения

1. Приемная радиочастотная катушка для магнитно-резонансной томографии голеностопа, содержащая обмотку из групп проводников, равномерно разделенных промежутками, расположенных и электрически соединенных параллельно один другому и размещенных на пустотелом каркасе, при этом каждый проводник групп в области стопы каркаса намотан в виде М-витковой спирали, и устройство для ее электрического подключения к магнитно-резонансному томографу, отличающаяся тем, что каркас выполнен в форме сапога, открытого в области пятки и задней части голени, а спираль каждого проводника группы в области пятки каркаса непрерывно переходит в М-витковую седлообразную форму, при этом устройство для электрического подключения обмотки выполнено в виде блока согласования и развязки.

2. Катушка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве проводника обмотки катушки используется лента из медной фольги шириной до 20 мм и толщиной до 0,1 мм.

3. Катушка по п. 1, отличающаяся тем, что блок согласования и развязки включает в себя основной и подстроечный конденсаторы точной настройки на рабочую частоту томографа, первый и второй диоды и индуктивность, причем цепь последовательно соединенных индуктивности и встречно-параллельно включенных диодов подключена параллельно подстроечному конденсатору, первая обкладка которого соединена с первой обкладкой основного конденсатора и является первым входом блока настройки и развязки, второй вход которого соединен со вторыми обкладками конденсатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3