專利名稱：降低mri體模中介電共振效應(yīng)的膠束溶液的制作方法
降低MRI體模中介電共振效應(yīng)的膠束溶液
本發(fā)明涉及磁共振成像(MRI)系統(tǒng)，更具體而言，涉及用來測試MRI 系統(tǒng)性能的體模。
磁共振成像用于通過在存在強(qiáng)磁場的情況下對組織進(jìn)行射頻刺激之 后，測量由該組織中的原子核(例如，水質(zhì)子)發(fā)射的微弱射頻(RF)信 號(磁共振)，來生成醫(yī)學(xué)診斷圖像。
通過施加用于根據(jù)頻率、相位和減切片對自旋進(jìn)行"編碼"的正交梯 度磁場有可能確定旋進(jìn)質(zhì)子的位置。將射頻刺激與所施加的梯度場的組合 稱之為脈沖序列。
從自旋中采集的信號(稱之為核磁共振(NMR)信號)提供"k空間" 中的數(shù)據(jù)，頻域中的數(shù)學(xué)構(gòu)造。K空間數(shù)據(jù)的二維傅立葉變換產(chǎn)生出實(shí)際 圖像。因此應(yīng)當(dāng)理解，k空間數(shù)據(jù)并不代表圖像本身，而是代表圖像的頻譜 分量，并且k空間的中心代表圖像的低頻空間分量，而k空間的遠(yuǎn)離中心 部分代表圖像的高頻空間分量。
通過所施加的磁梯度將空間位置信息加到NMR信號的自旋上對于使 所有施加的磁場(包括極化磁場B。和梯度磁場Gx、 Gy和Gz)得到充分表 征是極其重要的。為此，并且特別是對于Bo場而言，將勻場線圈并入磁共 振成像機(jī)器的設(shè)計(jì)中是眾所周知的，勻場線圈用于通過施加一個(gè)或多個(gè)疊 加的勻場來校正Bo場中的不均勻性。
已知有若干種用于測量磁場不均勻性并因此計(jì)算勻場線圈所需電流的 技術(shù)。例如，可以使用在均勻體模的MRI測量中檢測相位差的空間脈沖序 列來推導(dǎo)MRI系統(tǒng)的磁場變化，所述均勻體模例如是一罐能縮短T^口 T2 的水順磁離子和能提供所期望加載的氯化鈉。
創(chuàng)建體模過程中的一個(gè)問題在于，水具有使穿過體模的射頻(RF)能 量波長縮短的高介電常數(shù)，從而導(dǎo)致在高于l!5特斯拉的磁場強(qiáng)度中降低圖 像均勻度的駐波和其他共振效應(yīng)。該問題的一種解決方法是引入基本上能"稀釋"^C的低介電常數(shù)材料 (例如癸烷)。遺憾地是，這種方法雖然能校正駐波和其他共振效應(yīng)，但由 于該溶液的導(dǎo)電率相對較低而不能提供期望程度的電加載。另外，癸垸是 高易燃性材料，這導(dǎo)致在溶液的生產(chǎn)和使用期間潛在的危險(xiǎn)狀況。此外， 癸垸易于擴(kuò)散到大多數(shù)(用于構(gòu)造體模外殼的)塑料制品中。最后，癸烷 和水在不同的頻率下共振，這會產(chǎn)生一些脈沖序列的成像問題(特別是在
Bo存在不均勻性的情況下)。
或者，用油而非水制備的體模已經(jīng)用于測試3特斯拉的磁場強(qiáng)度。使 用油能有效地消除水體模中介電共振產(chǎn)生的合成陰影。然而，油體模不能 有效地對各線圈進(jìn)行加載，使得用圖像進(jìn)行線圈的性能評價(jià)對標(biāo)準(zhǔn)制造公 差的效應(yīng)敏感。
本發(fā)明己經(jīng)意識到通過促進(jìn)膠束的形成可以增加由低介電常數(shù)材料與 水的混合物所提供的加載，其中低介電常數(shù)材料的孤島被導(dǎo)電的水整個(gè)包 圍，這為加載提供渦流通路，同時(shí)降低體模的平均介電常數(shù)?？蓪⒉缓瑲?油或油狀材料用于低介電材料，并將表面活性劑用于生成膠束。得到的體 模解決了電介質(zhì)共振的問題，同時(shí)由于存在通過水的導(dǎo)電通路而保持對所 述線圈進(jìn)行加載的能力。


圖1是本發(fā)明的體模的側(cè)透視圖； 圖2是圖1體模的截面，其示出了其中存在駐波; 圖3是本發(fā)明的膠束溶液的示意圖。
現(xiàn)在參照各附圖并首先參照圖1，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的體模10 可以包括圓柱形容器12，其具有由非鐵、電絕緣材料構(gòu)造的外壁。容器12 可以包括支架18或其他這類支撐結(jié)構(gòu)，用于將容器12支撐并穩(wěn)定在MRI 機(jī)器的桌臺20上，所述桌臺的大小適于在其上支持患者，并能裝配到標(biāo)準(zhǔn) MRI磁體14的孔16中?；蛘?，容器12在解剖結(jié)構(gòu)方面上的形狀和大小適 于模擬一部分或整個(gè)人體。
現(xiàn)在翻到圖2，用體模材料24填充的容器12可以促進(jìn)沿容器12給定
6尺寸的駐波22，此時(shí)通過體模材料24的電磁波的速度使得電磁波的一半波長(或其整數(shù)倍)與給定的尺寸匹配。這些駐波是不需要的，因?yàn)樗鼈兇龠M(jìn)體模材料24中氫質(zhì)子的不均勻激勵(lì)，從而干擾體模10的使用。這種類型的駐波22可能是針對使用常規(guī)水溶液情況下大于1.5特斯拉的高場強(qiáng)磁體所存在的問題。
現(xiàn)在翻到圖3，本發(fā)明提供包括由不含氫油或油狀流體26、表面活性劑29和水28的混合物形成膠束溶液的體模材料24。不含氫油和油狀流體可以是全氟碳化合物溶液，并且在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中具有類似于或小于水的密度。
如本領(lǐng)域可以理解的，表面活性劑29通常在一端為強(qiáng)親水性(吸附諸如水的極性分子)而在另一端為強(qiáng)疏水性(吸附諸如碳?xì)浠衔锏姆菢O性分子)，并且在本發(fā)明中如將描述地表面活性劑29形成分離水28和不含氫油26的薄膜。在本發(fā)明中，表面活性劑29可以是辛酸鈉(SOC)、癸酸鈉(SDEC)、月桂酸鈉(DODEC)、十二烷基硫酸鈉(SDS)、琥珀酸鈉或任何可用于產(chǎn)生膠束溶液的其他表面活性劑。
水28優(yōu)選如在常規(guī)體模中地用順磁離子和氯化鈉進(jìn)行摻雜，但大量的不含氫油26明顯減少了水的總量，從而降低了整個(gè)體模材料24的介電常數(shù)，進(jìn)而減少駐波或介電共振偽影。根據(jù)水28與油或油狀流體26的比率，所述溶液可采取膠束或反膠束溶液的形式。在膠束溶液中，表面活性劑分子試圖在周圍水基質(zhì)中將油包裹成微小的球型液滴。在反膠束溶液中，表面活性劑分子試圖在周圍油或油狀流體基質(zhì)中將水包裹成微小的球型液滴。反膠束體模與膠束體模間的主要區(qū)別在于，膠束體模具有為測試線圈提供增強(qiáng)加載的(通過水的)導(dǎo)電通路。同樣地，優(yōu)選使用膠束而非反膠束。
本發(fā)明明確不限于本文所含的各實(shí)施例及圖示，并且權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)理解為包括這些實(shí)施例的修改形式，包括在權(quán)利要求范圍內(nèi)出現(xiàn)的部分實(shí)施例和不同實(shí)施例要素的組合。
權(quán)利要求
1、一種與MRI機(jī)器結(jié)合使用的體模(10)，包括外殼(12)，其包括非鐵磁及非導(dǎo)電材料，所述外殼包括在MRI機(jī)器中穩(wěn)定(18)所述外殼的器件，其中，所述外殼具有在所述MRI機(jī)器視野內(nèi)近似人體的體積，所述外殼還含有包括下列物質(zhì)的溶液水(28)，表面活性劑(29)，不含氫流體(26)，其中，在膠束溶液中將所述水、表面活性劑和不含氫流體混合，其中，在水基質(zhì)中用所述表面活性劑包裹所述不含氫流體。
2、 如權(quán)利要求l所述的體模，其中，用順磁離子與所述水進(jìn)行摻雜。
3、 如權(quán)利要求2所述的體模，其中，額外地用氯化鈉與所述水進(jìn)行摻雜。
4、 如權(quán)利要求1所述的體模，其中，所述表面活性劑包括辛酸鈉(SOC)、 癸酸鈉(SDEC)、月桂酸鈉(DODEC)、琥珀酸鈉和十二烷基硫酸鈉(SDS) 中的一種。
5、 如權(quán)利要求l所述的體模，其中，所述體模含有一定比例的所述不 含氫流體，從而降低了所述溶液中所述水的相對體積，從而降低了所述溶 液的介電常數(shù)。
6、 如權(quán)利要求l所述的體模，其中，所述不含氫流體包括油。
7、 如權(quán)利要求6所述的體模，其中，所述油是全氟碳油。
8、 如權(quán)利要求l所述的體模，其中，當(dāng)向所述體模施加大于1.5特斯拉的場強(qiáng)時(shí)，不產(chǎn)生駐波。
9、 如權(quán)利要求8所述的體模，其中，當(dāng)向所述體模施加大于3特斯拉 的場強(qiáng)時(shí)，不產(chǎn)生駐波。
10、 如權(quán)利要求l所述的體模，其中，所述溶液是反膠束溶液，其中， 在油基質(zhì)中用所述表面活性劑包裹所述水。
11、 如權(quán)利要求1所述的體模，其中，將所述溶液配置成當(dāng)給所述溶 液施加RF信號時(shí)，基本降低駐波和共振效應(yīng)。
12、 一種用于MRI體模(10)的溶液，包括 不含氫流體(26);表面活性劑(29);水(28)，其中，用順磁離子和氯化鈉與所述水進(jìn)行摻雜；并且其中， 所述不含氫流體和所述表面活性劑與所述水的比率使得所述溶液的介電常 數(shù)小于所述水的介電常數(shù)。
13、 如權(quán)利要求12所述的溶液，其中，所述不含氫流體是全氟碳油。
14、 如權(quán)利要求12所述的溶液，其中，所述不含氫流體的密度基本等 于水的密度。
15、 如權(quán)利要求12所述的溶液，其中，所述不含氫流體的密度基本小 于水的密度。
16、 如權(quán)利要求12所述的溶液，其中，所述表面活性劑在其一端基本 上是親水的，而在其相對端基本上是疏水的。
17、 如權(quán)利要求16所述的體模，其中，所述表面活性劑包括辛酸鈉(SOC)、癸酸鈉(SDEC)、月桂酸鈉(DODEC)、琥珀酸鈉和十二烷基硫 酸鈉(SDS)中的一種。
18、 如權(quán)利要求12所述的溶液，其中，所述水與所述不含氫流體的比 率使得所述溶液包括膠束溶液。
19、 如權(quán)利要求12所述的溶液，其中，所述水與所述不含氫流體的比 率使得所述溶液包括反膠束溶液。
全文摘要
一種用于MRI體模(10)的膠束溶液包括不含氫油和油狀流體(26)、表面活性劑(29)和水(28)，將這些物質(zhì)混合以形成膠束溶液，并將其保持在大小能被MRI機(jī)器接收的非鐵磁、非導(dǎo)電容器(12)中。
文檔編號G01R33/58GK101495883SQ200780028212
公開日2009年7月29日 申請日期2007年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月28日
發(fā)明者P·E·斯蒂恩 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司