技术领域
[0001] 本
发明涉及医疗磁共振系统技术领域，具体涉及一种大孔径介入磁共振系统。
背景技术
[0002] 介入磁共振应用磁共振引导器械作为介入导向工具，磁共振具有其它影像学方法无法比拟的优势，其组织对比优良，空间
分辨率达亚毫米级，对病变
定位及其介入引导均有益，更重要的是磁共振具有多平面和三维容积重建的能
力，可全面评价介入靶灶与邻近组织的重要解剖关系。在介入手术过程中医师要能够随时接近患者，开放式磁体技术的出现和快速成像技术的进步，使磁共振引导下的介人性
治疗得以发展。开放式磁共振系统成像空间大，手术可以在扫描区域内、外进行，术中可随时扫描与监控，既便于实时观察术中情况，又大大地提高了工作效率。
[0003] 目前的人体内部
疾病诊断采集信息主要通过B超和CT，但B超存在清晰度问题，CT所用的射线是X线，对人体有很大伤害，而诊断磁共振具备更好的成像效果及无
电离辐射等优点，却受制于成像速度、导航技术及
手术室的辅助装备与耗材的磁兼容性等技术安全问题，一直无法应用于磁共振下微创治疗，影像引导下的微创介入操作具有治疗精准、疗效好、
副作用小等优点，已经成为了与外科手术、化疗和放疗相媲美的新的一大诊疗手段，因此，现即需要一种上述的介入磁共振系统已经迫在眉睫。
发明内容
[0004] 本发明目的是提供一种可实现手术器械实时
跟踪，图像实时更新，空间实时
位置、方向与三维磁共振图像实时融合，达到高
精度导航的大孔径介入磁共振系统，是通过如下方案实现的。
[0005] 为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种大孔径介入磁共振系统，包括磁共振
扫描仪、磁共振手术床、多
自由度悬臂、光学导航相机和影像成型系统，所述磁共振扫描仪和磁共振手术床均置于磁共振屏蔽室中，所述磁共振扫描仪内分别安装有X轴
梯度线圈，Y轴梯度线圈和Z轴梯度线圈，所述X轴梯度线圈，Y轴梯度线圈和Z轴梯度线圈一侧通过超导磁体对应安装有与其适配的感应线圈，所述感应线圈一侧设有置于所述超导磁体内壁上的射频发射器，所述射频发生器通过影像成型系统连接有位于所述多自由度悬臂上的磁共振兼容显示屏，且所述磁共振扫描仪上固定安装有微创介质，所述微创介质通过控制端控制连接有所述光学导航相机。
[0006] 进一步的，所述磁共振扫描仪分别电连接有全数字化谱仪的研发和用以驱使组织细胞内带电离子产生移动的
消融仪，所述全数字化谱仪包括包括射频
信号发射模
块，梯度信号驱动模块，
射频信号接收模块，以及控
制模块，其中，射频信号接收模块分别由模拟接收模块和数字接收模块组成，拟开发全数字化数据传导，采用SFP高速光纤把采集的信号从模拟接收模块传输到数字接收模块实现信号的后处理，所述射频信号接收模块通过
控制模块连接有所述与梯度信号模块相连接的射频信号发射模块。
[0007] 进一步的，所述超导磁体的孔径采用为500-1010mm，长度为1000-2000mm。
[0008] 进一步的，还包括磁共振导航治疗系统
软件，用以图像自动分割、
三维重建、治疗路径规划、治疗效果术前模拟。
[0009] 进一步的，所述影像成型系统包括射频场不均匀度校正器、专用B1场非敏感绝热脂肪抑制单边带射频脉冲、
弥散张量成像(和脑白质
纤维束示踪成像、血
氧水平依赖成像、磁共振
温度成像。
[0010] 本发明的技术效果在于：介入磁共振系统需要提供医生更大的可操作空间，本项目开发的业界最短、最大孔径的超导磁体填补了国际空白，超导磁体的长度为1210mm，室温孔径超过1米，达到1010mm，为业界独创。该设计方案解决以往介入磁共振场强不高、操作不方便、系统校准难等特点，一举解决了磁共振在介入领域应用的痛点，同时超导磁体的紧凑型设计，也大大降低了对装机场地的要求，有利于介入磁共振应用的推广，速成像技术包括：并行成像技术、
压缩感知技术、多层激发技术、并行发射SAR消减技术等，以及相关技术实现带来的伪影消减技术和最优多通道射频线圈设计技术，在保证图像
质量的前提下最大程度的提高成像速度，这样的大孔径介入磁共振系统大大提高了使用性能，提供精确的病灶定位，追踪、监视病灶的温度变化情况，保证手术的精准性和有效性，可实现手术器械实时跟踪，图像实时更新，空间实时位置、方向与三维磁共振图像实时融合。
附图说明
[0011] 图1为本发明大孔径介入磁共振系统的结构示意图；
[0012] 图2为本发明超大孔径磁体的结构示意图。
[0013] 附图标记：1-磁共振扫描仪；2-磁共振手术床；3-多自由度悬臂；4-光学导航相机；5-影像成型系统；6-磁共振屏蔽室；7-超导磁体；8-射频发射器；9-微创介质。
具体实施方式
[0014] 参照附图1-2，一种大孔径介入磁共振系统，包括磁共振扫描仪、磁共振手术床、多自由度悬臂、光学导航相机和影像成型系统，所述超导磁体和磁共振手术床均置于磁共振屏蔽室中，所述磁共振扫描仪内分别安装有X轴梯度线圈，Y轴梯度线圈和Z轴梯度线圈，所述X轴梯度线圈，Y轴梯度线圈和Z轴梯度线圈一侧通过超导磁体对应安装有与其适配的感应线圈，所述感应线圈一侧设有置于所述超导磁体内壁上的射频发射器，所述射频发生器通过影像成型系统连接有位于所述多自由度悬臂上的磁共振兼容显示屏，且所述磁共振扫描仪上固定安装有微创介质，所述微创介质通过控制端控制连接有所述光学导航相机，所述磁共振扫描仪分别电连接有全数字化谱仪的研发和用以驱使组织细胞内带电离子产生移动的消融仪，所述全数字化谱仪包括包括射频信号发射模块，梯度信号驱动模块，射频信号接收模块，以及控制模块，其中，射频信号接收模块分别由模拟接收模块和数字接收模块组成，拟开发全数字化数据传导，采用SFP高速光纤把采集的信号从模拟接收模块传输到数字接收模块实现信号的后处理，所述射频信号接收模块通过控制模块连接有所述与梯度信号模块相连接的射频信号发射模块。
[0015] 本方案的具体
实施例为，利用线性规划和非线性规划
算法，结合现有1.5T大孔径超导磁体设计，在满足大孔径成像的
基础上，尽可能的缩短磁体的长度，采用4K制冷机结合冷头容器组件，通
过冷头二级制冷并将4K内冷氦气冷凝成液氦，达到磁体零
蒸发的目的，采用超导接头制作工艺，超导接头的
电阻小于1E-13欧姆，稳态的静
磁场的漂移小于0.1ppm(百万分之一)/小时，超导磁体的机械设计考虑低温和
压力容器法规要求，研制业内最大孔径1010mm孔径的超导磁体和最短的超导磁体，提供给医生非常广阔的治疗环境，磁体的励磁
电流引线集成到磁体中，避免了插拔电流引线所需的插拔操作，减少操作流程和服务的复杂性，提升的服务效率和安全性。
[0016] 具体来说，磁共振系统中的射频系统作为磁共振信号的激励和采集系统，对于磁共振技术的发展至关重要，是图像质量提高的关键系统，介入磁共振对
磁共振成像的精准定位和扫描速度要求较高，同时需要考虑成像设备与治疗设备的兼容与协作，本系统开发专用的多通道射频线圈，
信噪比高，同时具有较好的
加速成像能力。另外，特别考虑它与其它治疗设备的兼容与协作，开发的专用射频线圈特别适用于穿刺定位，比如专用乳腺线圈、颅脑线圈等。
[0017] 全数字化谱仪的研发包括RF脉冲
激励信号和X，Y，Z三轴梯度信号的生成以及射频信号的接收和处理。一般包括射频信号发射模块，梯度信号驱动模块，射频信号接收模块，以及控制模块。其中接收模块分别由模拟接收模块和数字接收模块组成，拟开发全数字化数据传导，采用SFP高速光纤把采集的信号从模拟接收模块传输到数字接收模块实现信号的后处理。
[0018] 针对医院在术中影像诊断的实际需求，开发专用的高级临床应用序列。主要包括：B1射频场不均匀度校正、专用B1场非敏感绝热脂肪抑制单边带射频脉冲、弥散张量成像(DTI)和脑白质纤维束示踪成像、血氧水平依赖成像(BOLD)、磁共振温度成像专用序列等。
[0019] 磁共振成像技术对扫描平面进行定位主要依赖于三个独立的梯度线圈所发射的X,Y,Z梯度脉冲以及射频脉冲。实际扫描中，物理中的梯度线圈、射频线圈等的位置不需要任何变化，仅仅改变梯度脉冲和射频脉冲的大小，就能实时的改变扫描平面的位置。临床应用时，用户只需要在扫描界面上
指定需要的扫描层面，则接下来磁共振扫描仪就能够智能的执行相应的任务。另外，由于这种扫描平面的调整技术属于最基本磁共振成像技术，在业界和奥泰的系统早已有之，因此，在该
申请材料中不建议单独强调。如果实在需要，可以结合其他应用简单提及。
[0020] 磁共振导航治疗
系统软件，可实现术前图像自动分割(病灶及不同组织)、三维重建、治疗路径规划、治疗效果术前模拟、术中实时交互引导治疗、术中疗效实时成像评估、术后整体疗效评估等功能。
[0021] 优选的，所述超导磁体的孔径采用为500-1010mm，长度为1000-2000mm，还包括磁共振导航治疗系统软件，用以图像自动分割、三维重建、治疗路径规划、治疗效果术前模拟，所述影像成型系统包括射频场不均匀度校正器、专用B1场非敏感绝热脂肪抑制单边带射频脉冲、弥散张量成像(和脑白质纤维束示踪成像、血氧水平依赖成像、磁共振温度成像。
[0022] 优选的，术中超导磁共振介入系统包括磁共振术中专用核心部件的开发；研制强磁场、
电磁场兼容光学
导航系统；磁共振与导航系统实时交互控制、实时数据传输并开展术前规划、术中引导及监控和术后评估技术；制定磁共振导航手术临床规范。介入磁共振系统需要提供医生更大的可操作空间，本系统开发的业界最短、最大孔径的超导磁体填补了国际空白，超导磁体的长度为1210mm，室温孔径超过1米，达到1010mm，为业界独创。该设计方案解决以往介入磁共振场强不高、操作不方便、系统校准难等特点，一举解决了磁共振在介入领域应用的痛点，同时超导磁体的紧凑型设计，也大大降低了对装机场地的要求，有利于介入磁共振应用的推广。介入磁共振对成像速度要求较高，本系统采用的快速成像技术包括：并行成像技术、压缩感知技术、多层激发技术、并行发射SAR消减技术等，以及相关技术实现带来的伪影消减技术和最优多通道射频线圈设计技术。如何在保证图像质量的前提下最大程度的提高成像速度，目前在国际上依然是一个开放性课题，无论是企业界和学术界都没有给出确定的答案。国内相关的研究更是处于空白状态。本项目将系统性研究相关快速成像技术的实现，尤其是多项快速成像技术的最优协同工作，在保证图像质量的前提下最大程度的提高成像速度。开发专用SAR值优化射频激励脉冲，B1射频场不均匀度校正，专用B1场非敏感绝热脂肪抑制单边带射频脉冲，同时，针对术中诊断过程所需的热场成像，开发磁共振温度成像专用序列，提供精确的病灶定位，追踪、监视病灶的温度变化情况，保证手术的精准性和有效性。开发的全数字化谱仪具备更高信噪比(SNR)，支持多频段工作，
相位和
频率分辨率更高等技术指标，从产品竞争性而言，能够达到国际领先水平。
[0023] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和
说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的
权利要求书及其等同物界定。
