[发明专利]在使用高磁场核磁共振系统获取腔内结构的图像和频谱时使用的腔内探针及其接口

说明书

本申请是国际申请PCT/US2005/041912于2007年06月25日进入中国国家阶 段的申请号为200580044637X、发明名称为“在使用高磁场核磁共振系统获取腔内 结构的图像和频谱时使用的腔内探针及其接口”、申请日为2005年11月15号的发 明申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求对2004年11月15日提交的题为“System and Method of Obtaining Images and Spectra of Intracavity Structures Using 3.0 Tesla Magnetic Resonance Systems”(使用3.0特斯拉核磁共振系统获取腔内结构的图像和频谱的系统和方法) 的美国临时申请60/628,166的权利。该临时申请已被转让给以下所公开发明的受让 人，且其示教通过引用结合于此。本申请还是2003年3月13日提交的PCT国际 申请No.PCT/US03/07774的部分继续申请。

技术领域

本发明一般涉及使用核磁共振(MR)系统获取腔内结构的图像和频谱的系统 和方法。更具体地，本发明涉及能插入诸如直肠、阴道、嘴等各个身体开口以在其 中获得感兴趣区域的高分辨率图像和频谱结果的腔内探针。进一步更具体地，本发 明涉及被设计成使这样的腔内探针与2.0特斯拉～5.0特斯拉MR系统连接以获得 感兴趣区域的高分辨率图像和频谱结果的接口设备。

背景技术

提供以下背景信息是为了帮助读者理解以下所公开的本发明以及通常使用它 的环境。本文中使用的术语并不旨在受限于本文档中的任何特定狭义诠释，除非另 有明确或隐含的陈述。

核磁共振成像(MRI)是产生人体内部的高质量图像的非侵入性方法。它使 得医务人员能在不通过外科手术或使用诸如X射线的电离辐射的情况下观察人体 内部。这些图像具有常常可在视觉上区分疾病和其它病理形式与健康的人体组织的 高分辨率。也已开发了磁共振技术和系统，用于执行可确定组织或其它物质的化学 成分的频谱分析。

MRI使用强大的磁体、无线电波和计算机技术来产生人体中软组织、肌肉、 神经和骨骼的详细图像。这是通过利用在人体内所有细胞内富含的氢原子的基本属 性来实现的。在没有磁场时，氢原子核随机地在每个方向上像陀螺一样自旋或旋进。 然而，当有强磁场时，各氢原子核的旋转轴便沿该磁场的方向排列。这是因为氢原 子核具有所谓大磁矩，它基本上是一种沿该磁场方向排列的强烈固有倾向。总之， 要成像区域的诸氢原子核产生一个平行于该磁场的平均磁化矢量。

典型的MRI系统或扫描仪包括主磁铁、三个梯度线圈、射频(RF)天线(常 称为整体线圈)、以及从中操作人员可控制整个MRI系统的计算机工作站。然而， MRI系统的主要组件是主磁铁。它通常具有超导性并呈圆柱状。在其圆柱形腔体 (在MRI过程期间患者躺在其中)内，主磁铁产生常常称为B₀磁场的均匀静态(不 变化)的强磁场。该B₀磁场沿该腔体的纵轴(称为z方向)定向，它迫使体内氢 原子的磁化矢量排列成该方向。在这样排列时，原子核准备接收来自整体线圈的适 当频率的RF能量。该频率被称为拉莫尔频率并根据等式ω＝ΥB₀决定，其中ω为拉 莫尔频率(氢原子以该频率旋进)，Υ为回旋磁常数，而B₀为该磁场的强度。

RF天线或整体线圈通常用于发送RF能量脉冲，并接收由此在氢原子核中引 发产生的核磁共振(MR)信号。具体地，在其发送周期该整体线圈将RF能量广 播到该圆柱形腔体内。该RF能量产生也称为RF B₁磁场的射频磁场，其磁力线垂 直于氢原子核的磁化矢量。该RF脉冲(或B₁磁场)使得氢原子核的旋转轴相对 于主(B₀)磁场倾斜，从而使净磁化矢量偏离z方向达某一角度。然而，RF脉冲 将只影响以RF脉冲频率围绕其轴旋进的那些氢原子核。换言之，将只影响以该频 率共振的原子核，并且这样的共振是结合三个梯度线圈的操作来实现的。