[发明专利]用于强磁场的核磁共振成像线圈中的高分辨率视觉成像设备

说明书

技术领域

本专利是关于一种用于强磁场(大于等于1.5 Tesla)的MRI线圈中的高分辨率(分辨率大于等于800X600)视觉成像设备。

背景技术

目前用于MRI强磁场(大于等于1.5 Tesla)的视觉成像设备无论是用于临床还是用于科学实验都是位于线圈之外的(例如美国专利US Patent：5412419，5432544，5877732，6774929)。这些设备通过光学器件将呈现在线圈之外图像呈现在位于线圈中的临床病人或科学实验受试者的眼前。这些光学器件可以是透镜组(例如美国专利US Patent：5412419，5432544，5877732)也可以是高分辨率光纤(例如美国专利US Patent：6774929)。这样的设备都比较笨拙、难于安装使用。临床与科学实验迫切需要一种轻便的易于安装使用的可用于线圈中视觉成像设备。然而由于设备处于强磁场中，强大的磁场(大于等于1.5 Tesla)将使常规的电子成像设备不能正常使用。同时常规电子成像设备也会对MRI设备的正常工作产生影响。本专利将解决这些问题从而使一种紧凑轻便的易于安装使用的可用于线圈中视觉成像设备成为可能。

发明内容

由于我们的设备需在强磁场(大于等于1.5 Tesla)中正常运行，因此需要对常规的电子设备采取特殊措施使其能在该种特殊的环境中运行：

(1)首先图像接收模块需要进行磁屏蔽。对此可采取双层磁屏蔽，即在外层采取高饱和磁屏蔽材料，如硅钢；而内层采用高磁导率的磁屏蔽材料，如Mumetal合金。双层磁屏蔽可有效的屏蔽强磁场从而使图像接收模块正常使用。

(2)由于线圈在强磁场中产生非正常的电流，含有电感线圈的电路要重新设计以去除含电感的电路。采取该措施可以使超小屏器件(microdisplay)能够在强磁场中正常使用(如摘下、戴上、调整等)而不致损坏。目前超小屏器件(microdisplay)的功率很小(一般只在几百微瓦(mW)级，例如目前市场的一款主流超小屏只有200微瓦(mW)的功率)，采取这一措施后而代之以不含电感的等效电路将使这些超小屏器件能够在强磁场(大于等于1.5Tesla)中正常运行。

MRI设备是非常精密的设备，经过改建的超小屏器件(microdisplay)与图像接收模块产生的电磁干扰会影响MRI设备的正常运行。这就需要采取措施消除这些干扰：

(1)首先放置在线圈中的超小屏器件模块不能含有铁磁性成分。现在很多厂商为了节约成本，用铁镍合金代替铜(或金、银材料)作为连接材料或用于线路板(PCB)中，这将严重影响基于磁场效应的MRI设备的正常使用。这就需要用铜等非铁磁性材料制作不含铁磁性材料的连接器件和线路板。至于超小屏器件(microdisplay)本身是在硅材料上制作不含体磁性材料。

(2)放置在线圈中的超小屏器件模块可以产生电磁辐射，而MRI设备依靠特殊的电磁波激发脑等人体组织并检测这些电磁波的变化。因此MRI设备对电磁干扰很敏感。为了屏蔽超小屏器件模块产生的电磁辐射，我们可以用高密度的铜网缠绕超小屏器件模块多层，而对于产生图像的超小屏部分使用镀金属膜的玻璃进行屏蔽。镀膜玻璃与铜网之间可以用导电胶或铜胶带连接。这样就可以完全屏蔽功率只在几百位微瓦(mW)级(例如目前市场的一款主流超小屏只有200微瓦(mW)的功率)的超小屏器件模块产生的电磁辐射。

(3)同理，连接超小屏器件模块与图像接收模块的导线也需要：(I)使用非铁磁性的铜等材料；(II)线本身需使用铜网与铜箔屏蔽产生的电磁辐射。

(4)经双层磁屏蔽的图像接收模块使用的双层金属磁屏蔽层同时也屏蔽了图像接收模块产生的电磁辐射。

(5)图像接收模块的输入线由于位于磁腔外，因此只需要使用普通屏蔽线屏蔽产生的电磁辐射即可。当然图像连接模块的输入线也可以是光纤传输线。

在采取了这些措施后，我们就可以制造一个紧凑轻便的易于安装使用的可用于线圈中的视觉成像设备。与一般的头罩式显示设备相比，在体积上只是多了一些屏蔽网与一两片屏蔽玻璃。由于在线圈中的特殊的(不好的)环境中，使临床病人或科学实验的受试者看不到周围的线圈与磁腔有利于临床病人或受试者，因此眼罩可以去除许多调节部分。这样就可以产生比通常的头罩式显示设备大大紧凑的视觉成像设备。

附图说明