[发明专利]一种用于磁共振成像扫描设备的小动物脑立体定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及医学实验设备技术领域，具体地涉及一种可应用在磁共振扫描设备引导下对小动物脑部进行穿刺、施加刺激等手术或实验的小动物脑立体定位系统。

背景技术

在对小动物实施脑部微创手术过程中，脑立体定位是必不可少的介入手术装置，其原理是基于颅骨外标记或其它参考点所确定的三维坐标，来获取皮层下特定脑组织结构的位置，从而可以准确设定介入器械的进针点。当介入器械进入脑组织后，需要实时监控介入器械的位置和周围组织信息，从而对该器械进行引导，保证手术顺利进行及手术安全。

早在1980年，Kennedy PR等人在文献“X-ray controlled implantation of the brain stem”中提出用X射线成像技术实现在立体定位手术中对介入器械引导，其通过对颅骨的X线成像建立基于颅骨的三维坐标系，从而确定介入器械的颅内位置和穿刺深度，但是这种方法所得到的图像分辨率非常低，不能较好的反映脑组织结构信息。Risher DW(“A method for improving the accuracy of stereotaxic procedures in monkeys using implanted fiducial markers in CT scans that also serve as anchor points in a stereotaxic frame”)及Tokuno H(“B-mode and color Doppler ultrasound imaging for localization of microelectrode in monkey brain”)等研究小组曾分别使用CT和超声成像来实现对立体定位手术的引导，然而由于这两种影像设备在脑组织成像中的分辨率还是不够高，导致脑组织的精细结构信息无法获得，因此无法准确的对介入器械进行引导。

磁共振成像技术具有无电离辐射、多参数、多模态及三维多层面成像等优点，其不仅对软组织成像具有非常高的分辨率，能够分辨脑白质、灰质和脑脊液等解剖结构，而且可以进行脑功能成像，使其可应用于癫痫、帕金森综合症、阿尔茨海默病及脑梗死等方面的研究，因此，将磁共振成像技术用于引导脑立体定位手术，具有不可替代的优势。

然而，目前常规的小动物脑立体定位仪并不能直接用于磁共振系统，这是由于在磁共振成像环境下，磁共振的主磁体会产生非常强的磁场，含有铁磁性材料的物体在强磁场下会产生相当大的力矩，该力矩将导致铁磁性物体飞向主磁体，从而发生危险，故任何含有铁磁性材料的设备均不能进入磁共振系统内；此外，由于磁共振射频线圈所发射和接收的信号为射频脉冲，其对导电金属材料非常敏感。因而，在设计用于磁共振成像系统的小动物立体定位设备的过程中，材料选择非常严格，其不但要具有较高的机械强度，以保证立体定位手术的开展；而且具有非铁磁性及绝缘性，使其与磁共振系统相互兼容。然而目前，常规立体定位仪的加工材料通常为医用钛合金或其他高强度金属合金，由于磁共振系统对金属的敏感特性，故不能直接用于磁共振成像系统。

此外，在磁共振系统中，射频线圈是关键部件之一，射频线圈的性能直接关系到磁共振成像的质量。为了获得高质量扫描图像，磁共振系统要求射频线圈能够产生均匀一致的射频场。现有的小动物射频线圈一般为规则对称结构，线圈表面上规则排布着一定宽度的导电铜带，在扫描时，射频线圈紧贴实验动物的成像部位并将其套住，使其在成像部位产生均匀的射频场。然而，这种结构导致小动物完全包络于射频线圈中，不能为立体定位设备上的耳杆、穿刺针等部件提供有效的开放通道。因此，现有的小动物射频线圈并不能满足磁共振成像引导脑立体定位手术的需求。

由于存在上述技术难题，到目前为止，尚未见可用于磁共振成像设备的小动物脑立体定位系统的相关报道。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种用于磁共振成像扫描设备的小动物脑立体定位系统，以实现利用磁共振扫描设备来引导小动物立体定位手术或进行穿刺、施加刺激等定位实验。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种用于磁共振成像扫描设备的小动物脑立体定位系统，该系统包括用于对小动物头部进行脑立体定位的磁兼容小动物脑立体定位装置和用于接收X轴方向的磁共振射频信号并将该信号传送给磁共振成像系统的磁共振小动物射频线圈装置，其中：