專利名稱：可膨脹的磁共振成像接收線圈的制作方法
本申請根據美國法典第35篇第119條(35U.S.C§119)的規定要求基于1998年11月18日提交的美國臨時專利申請60/108,968的優先權，該申請的全部公開內容在此引為參考。
背景技術：
1、發明領域本發明涉及一種可膨脹的磁共振成像接收線圈。尤其涉及一種可膨脹的磁共振成像內部接收線圈，它具有第一電纜環和第二電纜環，使第一電纜環的平面與第二電纜環的平面成90度放置，以便使第一電纜環產生的信號與第二電纜環產生的信號的位相相差90度。
2、相關現有技術目前在美國每年要實施120萬個以上的血管造影術。血管造影術是為了將心臟系統的成像提供給內科醫生。但是，傳統的X射線血管造影術提供給內科醫生的僅僅是有關血液流動的信息和血管堵塞的數量。而且，由于這些傳統的技術不能夠提供關于堵塞的深層生物化學信息，因此血管堵塞的原因可能弄不清楚。
磁共振成像是基于所觀察到的組織的化學性質。因此，磁共振成像不僅能夠提供更詳細的被成像的組織的信息，而且還能夠提供被成像的組織的化學性質的信息。例如，大多數的心臟病發作是由于在血管中有不到50％堵塞有血小板。但是有不同類型的血小板。一種類型的血小板非常穩定，不太可能產生問題。然而另外一種血小板是不穩定的，如果它產生凹陷或者變得粗糙，就可能使血液產生凝塊，從而堵塞血管。這些包含于血管中的不同類型的血小板可以通過磁共振成像來進行區分，這在例如1996年的《血液循環》的第94卷第932至938頁(Circulation，Vol.94，pp.932-938(1996))由J.F Toussaint等人進行了描述。傳統上，是借助于體線圈(也就是說，一個全部環繞于軀干的接收線圈)和為心臟病患者設計的專用體表線圈進行心臟的磁共振成像的。然而，當被成像的對象很小并且距離線圈很遠的時候，象心臟(特別是其后部)和主動脈那樣，外部體線圈提供的是一個相對較低的信號噪聲比(SNR)。在接近線圈的那些區域內，體表線圈將提高信號噪聲比，但是體表線圈不是對任何距離都管用。
這樣，在產生磁共振成像的過程中，我們渴望盡可能地提高信號噪聲比。通常，接收線圈距離被成像的物體越近，信號噪聲比將越好。這樣，為產生心臟和/或主動脈的圖像，最好將一接收線圈放入體內(也就是說，一個內部接收線圈)。另外，對于內部接收線圈來說，接收線圈的直徑越大，其面積就越大，從而提高信號噪聲比。
發明內容
本發明的一個目的是獲得位于具有相對高的信號噪聲比的身體內部的對象的磁共振圖像。該目的是通過使用一接收線圈來實現的，該線圈能夠通過食管進入鄰近心臟及其周圍血管的位置，以便完成心臟、主動脈弓和心臟的其他主要血管的磁共振成像。該接收線圈具有一對彼此成90度布置的環，以便它們產生的信號的相位差為90度，這樣，從這些信號合成而得的圖像將會更為對稱。
本發明的上述的和其他進一步的目的、特征和優點在考慮下述具體實施例的詳細描述后，尤其是結合附圖時，將變得更為清楚，其中在不同的附圖中相同的附圖標記代表同樣的部件，其中圖1是按照本發明的可膨脹的磁共振成像氣囊接收線圈的部分透視圖；圖2A是本發明的一個實施例的橫剖面圖，該剖面沿圖1中的2-2剖面線并且朝向箭頭的方向看；圖2B是本發明的另一個實施例的橫剖面圖，該剖面沿圖1中的2-2剖面線并且朝向箭頭的方向看；圖2C是本發明的又一個實施例的橫剖面圖，該剖面沿圖1中的2-2剖面線并且朝向箭頭的方向看；
圖2D是本發明的另一個實施例的橫剖面圖，該剖面沿圖1中的2-2剖面線并且朝向箭頭的方向看；圖3是以兩個同軸電纜環的形式形成的電纜與調諧電容器相串聯的示意圖；圖4是以兩個同軸電纜環的形式形成的電纜與調諧電容器相并聯的示意圖；圖5是僅顯示一個線圈、其調諧電容器、中軸和內外氣囊的磁共振成像探測器的橫剖面圖；圖6是內部氣囊和成正交的電纜環的透視圖；圖7是成正交的兩個電纜環的視圖，不包括中軸、內外氣囊。
最佳實施例的詳細描述現在參看圖1，它示出了一個磁共振成像探測器10的部分透視圖。探測器10包括一內部氣囊12和外部氣囊14。
在圖2A所示的第一實施例中，在氣囊12的外表面中有四個軸向延伸的凹槽16，18，20和22。凹槽16大體與凹槽20在直徑方向上相對布置。類似地，凹槽18大體與凹槽22在直徑方向上相對布置。這樣，相鄰的凹槽成90度間隔布置。在內部氣囊12的遠端24，凹槽16，18，20，22徑向向內彎曲并且相交于內部氣囊12的遠端或者頂點26處。這樣，當從前部觀看時，凹槽16，18，20和22看上去成90度角正交，因此，看上去象目鏡中的十字準線。第一電纜28位于凹槽16，20之內。第二電纜30位于凹槽18，22之內。電纜28，30至少在它們位于遠端26的交叉點處相互絕緣。電纜28，30固定地位于凹槽16，20，18和22內。在目前的最佳實施例中，電纜28，30分別粘結于各自的凹槽16，20和18，22內。
軸32位于內部氣囊12中。如果使用軸32，它最好是一種尺寸合適的塑料管，并且由一種具有足夠柔性的彈性材料形成，以便允許探測器10通過嘴或者鼻子進入人體，然后被放入食管。如果軸32是通過嘴進入的話，它的直徑最好小于3/16”，如果是通過鼻子進入的話，它的直徑最好小于1/4”。在軸32和內部氣囊12之間形成一環形空間34。環形空間34在近端與一導管(圖中未示出)流體連通，該導管與一流體壓力源相連通以便按需要使氣囊有選擇地膨脹或者收縮。另外，本領域技術人員很容易認識到，電纜28，30形成兩個環，它們在近端通過用于緊急配合的接口電路(圖中未示出)電連接。該接口電路然后與一傳統的磁共振成像裝置(例如，磁共振成像波譜儀)電連接，以便基于電纜28，30接收到的信號生成圖像。
電纜環28，30最好均由同軸電纜形成，它們既可以與圖3中所示的串聯電路的調諧電容器60相連接，也可以與如圖4中所示的并聯電路的調諧電容器60相連接。在目前所描述的最佳實施例中，采用的是并聯電路，這是因為其提供的信號噪聲比至少是串聯電路的兩倍。在下面的任何一個實施例中，電纜環28，30最好均由有一外導體70和內導體71的同軸電纜構成。對于兩個電纜環28，30，均在外導體70的大約中點處有一間隙75。當間隙75在電纜環28，30的交點處或者接近于其交點處的時候，所述電纜仍然相互絕緣。電纜28，30大約成90度的間隔放置。這樣，由電纜28，30產生的信號就有90度相位差。因此，由電纜28，30收到的信號生成的圖像就比傳統接收線圈得到的圖像更加對稱。磁共振成像裝置可以是，例如，可以從通用電氣公司買到的1.5特斯拉的GE Signa。
操作時，探測器10最初呈一種收縮的狀態，外部氣囊14的外表面最好用一種傳統的，消過毒的，可溶于水的潤滑劑很好地進行潤滑。然后將探測器的遠端24通過嘴或者鼻子插入體內。遠端24還可以進一步插入人體直到它進入食管。接收線圈在食管中被放入我們所期望的位置，盡可能靠近要成像的目標。例如，為便于最近地靠近心臟和主動脈弓，接收線圈應當被放入心臟和主動脈弓之后和之下的食管中。在食管中氣囊部件膨脹以保持接收線圈在食管中的位置，并使接收線圈的直徑在不傷害食管的前提下盡可能大。當然，氣囊的膨脹量將因病人而異，但是膨脹后一般是在約1/2英寸的直徑和5英寸的長度左右。
僅該接收線圈可獲得主動脈弓的充分成像。另外，可以將一個外部表面磁共振成像接收線圈放于病人身體之上以生成來自內部探測器10和外部接收線圈(圖中未示出)的合成圖像。在本申請人的共同待審的申請號為09/081908，題目為“采用一內部接收線圈和外部接收線圈的心臟磁共振成像”，申請日為1998年5月20日的申請中公開了一種合成來自放于體內的線圈的第一圖像和來自放于體外的線圈的第二圖像而生成心臟和從心臟發出的血管的合成圖像的方法，該申請公開的內容在此全部引為參考。
現在參看圖2B，它示出了探測器10’的另外一個實施例。在該實施例中，在內部氣囊12和外部氣囊14之間布置有一中間管狀護鞘36。護鞘36上形成有凹槽38，40，42和44以容納電纜28，30。護鞘36由彈性材料制成，比如橡膠，從而在探測器被放入食管后內部氣囊14膨脹時允許管狀護鞘36膨脹。
現在參看圖2C，它示出了探測器10”的又一個實施例。在該實施例中，一組導管46，48放置于氣囊12的外表面上。每個導管繞過氣囊12的封閉的遠端24。這樣，每個導管均具有一位于氣囊12的一個外側的第一部分和位于氣囊12的沿直徑大體相對的另一外側的第二部分。電纜28插入導管46。同樣地，電纜30放入導管48中。這樣，當探測器10”被放入食管中時，氣囊12可以膨脹以保持一起形成食管中的接收線圈的電纜28，30的位置，使接收線圈的直徑盡可能大而不傷害食管。
現在參看圖2D，它示出了探測器10的另外一個實施例。凹槽50，52，54和56位于外氣囊14的圓柱形內表面上。電纜28放于凹槽50，54之中。類似地，電纜30放于凹槽52，56之中。使用時，探測器10的工作方式與圖2A，2B和2C所示的實施例類似。換句話說，一旦探測器被放入食管中，在軸32和內部氣囊12之間的環形空間即被膨脹，從而使整個探測器在食管中穩定地保持接收線圈的位置，以便接收線圈的直徑盡可能大而不傷害食管。該接收線圈然后可用來獲取例如心臟和/或主動脈弓的圖像。
現在參看圖5，圖中示出了磁共振成像探測器100的橫剖面圖。在此，在內部氣囊112上僅示出了單個膨脹的電纜環128或130(圖5中標記為128，130)。電纜環和內部氣囊均被外部氣囊114所覆蓋。內部氣囊和外部氣囊在兩端又都連接到中央管狀軸132上。電纜環128或130在兩端還穿入中央管132中。在環128或130穿入中央管132的近端，電纜128或130繼續向下通過中央軸132，穿出其近端到達磁共振成像波譜儀。
現在參看圖6，它示出了電纜環28，30和膨脹的內部氣囊12的透視圖。電纜環28，30成正交放置，為使圖清楚，沒有示出外部氣囊14。現在參考圖7，為清楚起見僅示出了電纜環28，30。電纜環28，30成正交放置的狀態。
上面已經描述了按照本發明的可膨脹的磁共振成像接收線圈的最佳實施例，按照上面所提出的技術要點，相信本領域普通技術人員可作出其它的修改、變更和改變。因此，應當理解為所有的修改、變更和改變都在本發明所附權利要求所確定的保護范圍之內。
權利要求
1.一種磁共振成像接收線圈，包括具有縱向軸線的一個第一氣囊，該第一氣囊的內表面限定一個內部可膨脹腔；具有縱向軸線的一個第二氣囊，該第二氣囊沿所述第一氣囊的周圍布置；多個縱向延伸的凹槽，所述凹槽布置于所述第一氣囊的外表面和所述第二氣囊的內表面之一之中；一個第一電纜，布置于至少一個所述凹槽中；以及一個第二電纜，布置于所述凹槽的至少一個第二凹槽中，所述第一電纜和第二電纜各具有用于與磁共振成像裝置電連接的裝置。
2.按照權利要求1所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述多個凹槽包括按大約90度的間隔布置的四個凹槽，使第一對所述凹槽在直徑方向上大體相對地布置，第二對所述凹槽也在直徑方向上大體相對地布置。
3.按照權利要求2所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述第一電纜布置于所述第一對凹槽之中。
4.按照權利要求3所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述第二電纜布置于所述第二對凹槽之中。
5.按照權利要求4所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述電纜與所述凹槽固定地相連接。
6.按照權利要求5所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述電纜粘結于所述凹槽之中。
7.按照權利要求5所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述凹槽布置于所述第一氣囊的外表面之中。
8.按照權利要求5所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述凹槽布置于所述第二氣囊的內表面之中。
9.按照權利要求7所述的磁共振成像接收線圈，其中，一彈性軸布置于所述第一氣囊之中。
10.按照權利要求8所述的磁共振成像接收線圈，其中，一彈性軸布置于所述第一氣囊之中。
11.按照權利要求1所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述第一和第二電纜是同軸電纜。
12.按照權利要求11所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述第一和第二電纜各連接到一并聯電路中的調諧電容器相連接。
13.按照權利要求11所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述第一和第二電纜各連接到一并聯電路中的調諧電容器。
14.一種磁共振成像接收線圈，包括一個具有縱向軸線的第一氣囊，該第一氣囊的內表面限定一個內部可膨脹腔；一個具有縱向軸線的第二氣囊，該第二氣囊沿所述第一氣囊周圍布置；布置于所述第一氣囊和第二氣囊之間的一個護鞘，該護鞘具有一內表面和外表面；多個縱向延伸的凹槽，所述凹槽布置于所述的護鞘的內表面和外表面之一中；一個第一電纜，布置于至少一個所述凹槽中；以及一個第二電纜，布置于所述凹槽的至少一個第二凹槽中，所述第一電纜和第二電纜各具有用于與磁共振成像裝置電連接的裝置。
15.按照權利要求14所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述多個凹槽包括布置成大約成90度間隔的四個凹槽，使所述凹槽中的第一對凹槽在直徑方向上大體相對地布置，第二對所述凹槽也在直徑方向上大體相對地布置。
16.按照權利要求15所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述第一電纜布置于所述第一對凹槽之中。
17.按照權利要求16所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述第二電纜布置于所述第二對凹槽之中。
18.按照權利要求19所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述電纜與所述凹槽固定地相連接。
19.按照權利要求18所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述電纜粘結于所述凹槽之中。
20.按照權利要求18所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述凹槽布置于所述護鞘的外表面之中。
21.按照權利要求18所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述凹槽布置于所述護鞘的內表面之中。
22.按照權利要求20所述的磁共振成像接收線圈，其中，一彈性軸布置于所述護鞘中。
23.按照權利要求21所述的磁共振成像接收線圈，其中，一彈性軸布置于所述第一氣囊之中。
24.按照權利要求14所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述第一和第二電纜是同軸電纜。
25.按照權利要求24所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述第一和第二電纜各連接到一并聯電路中的調諧電容器。
26.按照權利要求24所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述第一和第二電纜各連接到一并聯電路中的調諧電容器。
27.一種磁共振成像接收線圈，包括具有一內表面、一外表面和一縱向軸線的一個第一氣囊，該第一氣囊的內表面限定一個內部可膨脹腔；多個與所述第一氣囊的外表面相連接的導管；布置于至少一個所述導管中的一個第一電纜；以及布置于所述導管的至少一個第二導管中的一個第二電纜，所述第一和第二電纜各具有與磁共振成像裝置電連接的裝置。
28.按照權利要求27所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述多個導管包括兩個相互間約按90度間隔布置的導管。
29.按照權利要求27所述的磁共振成像接收線圈，其中，一彈性軸布置于所述第一氣囊之中。
30.按照權利要求28所述的磁共振成像接收線圈，其中，一彈性軸布置于所述第一氣囊之中。
31.按照權利要求27所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述第一和第二電纜是同軸電纜。
32.按照權利要求31所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述第一和第二電纜各連接到一并聯電路中的調諧電容器。
33.按照權利要求31所述的磁共振成像接收線圈，其中，所述第一和第二電纜各連接到一并聯電路中的調諧電容器。
全文摘要
磁共振成像接收線圈(10)包括具有縱向軸線的一第一氣囊(12)。第一氣囊(12)內表面限定一內部可膨脹腔。一第二氣囊(14)具有縱向軸線。第二氣囊(14)沿第一氣囊(12)的周圍布置。多個縱向延伸的凹槽(16,18,20,22)布置于第一氣囊(12)外表面和第二氣囊(14)內表面之一中。第一電纜(28)置于至少一個凹槽內。第二電纜(30)置于至少另一個凹槽(16,20,22)中。第一電纜(28)和第二電纜(30)均適于與磁共振成像裝置電連接。
文檔編號G01R33/36GK1330526SQ99814591
公開日2002年1月9日 申請日期1999年11月18日 優先權日1998年11月18日
發明者勞倫斯·A·明科弗 申請人:卡迪亞克M·R·I·公司