一种磁共振成像设备用的被动匀场填充装置及匀场填充方法

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，具体涉及一种磁共振成像设备用的被动匀场填充装置及匀场填充方法。

背景技术

磁场均匀度是衡量医用磁共振设备性能的重要指标，也是影响磁共振成像或者波谱效果的重要指标，磁共振设备在没有放入含水的受检样本时，磁场均匀度可以非常理想，放入形状复杂的含水的受检样本或人体后，受检样本或人体往往是弱抗磁性的，在受检样本或人体复杂形状的影响下，磁共振设备的磁场(B0场)均匀度会变差，影响磁共振成像或者波谱效果。

现有的被动匀场填充装置主要由匀场容器和设于匀场容器内部的被动匀场填充物组成，被动匀场填充物主要有水、四氟化碳液体、热解石墨片/颗粒或者热解石墨泡沫颗粒组成。

现有的被动匀场填充装置存在一些不足之处：

1)、匀场容器内部的所填充的被动匀场填充物如果是水或者四氟化碳液体，会导致填充完后的匀场容器的被动匀场填充装置密度大，比热容大，样本/人体的接受程度低。在使用过程中，意外导致匀场容器破损，水或者四氟化碳液体泄露，会污染/损坏磁共振设备，同时还会造成磁共振设备难以清理、增加清洁人员/维修人员的工作负担，甚至损坏磁共振设备的电子原件，影响设备正常运行。

2)、匀场容器内部的所填充的被动匀场填充物如果是热解石墨泡沫块，采用热解石墨泡沫块作为被动匀场填充物，一旦被动匀场填充物在匀场容器一经成型，匀场容器就不能变形，不方便将匀场容器包裹到受检样本或人体的各种形状各异的腔隙，就不易达到匀场的目的。热解石墨泡沫块的另外一个用法：将热解石墨泡沫块粉碎，做成小颗粒形状。把热解石墨泡沫粉碎颗粒充当匀场填充物，而粉碎后的热解石墨泡沫颗粒形状不规则，不易流动，容易被压缩，压缩后的热解石墨泡沫颗粒密度不均匀，导致被动匀场效果差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术所存在的缺陷，提供一种轻质的匀场填充袋体、在匀场填充袋体内填充有若干具有流动性的被动匀场颗粒、能够流动、方便匀场填充袋体固定或填充在受检样本或人体的各种腔隙、从而改善受检样本或人体的局部磁场均匀度的被动匀场填充装置及匀场填充方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种磁共振成像设备用的被动匀场填充装置，所述被动匀场填充装置包括匀场填充袋体和容纳腔，所述容纳腔设于匀场填充袋体的内部，所述匀场填充袋体包括上匀场袋面和下匀场袋面，所述上匀场袋面位于下匀场袋面上方并与缝合连接，所述容纳腔内部填充有可以流动的被动匀场颗粒，所述匀场填充袋体的边缘开设有一开口，所述开口与容纳腔相连通，所述被动匀场颗粒通过开口填充到容纳腔内，所述被动匀场颗粒由聚丙烯和若干强抗磁性颗粒混合成聚丙烯混合微粒后经过发泡所形成的颗粒，所形成的被动匀场颗粒大小相对稳定，形状为椭球型，容易流动，不易被压缩；被动匀场颗粒的磁化率均一，匀场效果好。

进一步地，所述强抗磁性颗粒包括热解石墨颗粒、晶体石墨颗粒中的一种或两种以上混合。

进一步地，所述强抗磁性颗粒的粒径为≤1mm。

进一步地，所述强抗磁性颗粒的平均磁化率是水磁化率的5倍以上，所述热解石墨颗粒的磁化率为-595×10

进一步地，所述匀场填充袋体包括从外到内依次设有绝缘层和柔软层。

另一方面，本发明还提供了一种匀场填充方法，包括应用在磁共振成像设备用的被动匀场填充装置上的匀场填充方法，所述匀场填充方法包括以下操作过程：

步骤一)、被动匀场颗粒发泡前处理：将强抗磁性颗粒和聚丙烯进行均匀溶合得到混合物悬浊液，混合物悬浊液经挤出机凝固、挤出、拉丝，再利用切粒设备切粒后形成一种改性的聚丙烯混合微粒；

步骤二)、被动匀场颗粒发泡处理：将聚丙烯混合微粒投入反应釜，然后加入助剂、发泡剂进行加压，使得聚丙烯混合微粒进行发泡，发泡结束后快速卸压出料，得到被动匀场颗粒；

步骤三)、填充被动匀场颗粒：拉开拉链，将开口打开，通过开口将将被动匀场颗粒一粒粒填充到容纳腔内，然后拉上拉链；

步骤四)、被动匀场处理：将填充有被动匀场颗粒的匀场填充袋体包裹到人体不同的受检查部位或受检样本，可以使被检查部位形状变得规则，实现局部主磁场(即B0场)均匀的目的。

进一步地，步骤一)中所述的聚丙烯在发泡前呈液体状态，强抗磁性颗粒呈固体状态。

进一步地，步骤二)中所述助剂为阻燃剂、紫外吸收剂、色母粒、抗氧剂、偶联剂中的一种或两种以上混合。

进一步地，所述加压方式可以采取注入超临界气体，进行汽化加压，气体可以包括液态氮气、氧气、氩气、二氧化碳中的一种，所述加压压力为1.8～6Mpa。

进一步地，步骤二)中所述聚丙烯混合微粒的发泡倍率为5倍至100倍，所需聚丙烯混合微粒的实际发泡倍率与强抗磁性颗粒的添加比例有关，聚丙烯混合微粒的发泡倍率越低，所需要的强抗磁性颗粒的比例就越低，发泡所得到的被动匀场颗粒的密度就越大；如果聚丙烯混合微粒的发泡倍率越高，所需要的强抗磁性颗粒的比例就越高，发泡所得到的被动匀场颗粒的密度就越小。在聚丙烯和强抗磁性颗粒混合比例一定的情况下，适当调节聚丙烯混合微粒的发泡倍率，可以使发泡后的被动匀场颗粒的平均磁化率，接近人体或受检样本。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)、本发明的被动匀场填充装置包括匀场填充袋体和容纳腔，容纳腔设于匀场填充袋体的内部，匀场填充袋体包括正面匀场袋和背面匀场袋，正面匀场袋和背面匀场袋沿周边缝合形成容纳腔，容纳腔的内部填充有可以流动的被动匀场颗粒。本发明通过在匀场填充袋体内部容纳腔填充具有流动性的被动匀场颗粒，方便匀场填充袋体进行变形，便于匀场填充袋体包裹或填充在受检样本或人体的各种腔隙上，使被检查部位的形状变得规则，从而改善受检样本或人体的各种腔隙局部的磁场均匀度，使局部磁场的均匀度达到均匀。

(2)、本发明的被动匀场颗粒是由被动匀场颗粒由聚丙烯和若干强抗磁性颗粒混合成聚丙烯混合微粒后经过发泡所形成的颗粒，所填充的被动匀场颗粒的磁化率接近受检样本或人体的磁化率，密度低于受检样本或人体，对检查部位的压迫比较轻、被动匀场颗粒的比热容量与塑料泡沫的比热容量相近，接触人体后，不会感觉很凉，也不会被人体吸收，亲肤性好、具有长期储存不变质、不污染受检样本或人体、不易被压缩、磁化率稳定、方便填充到体外的各种缝隙、掉落后也容易打扫、不会污染到磁共振等电子设备的作用。

附图说明

图1为本发明被动匀场填充装置的整体结构示意图；

图2为本发明匀场填充袋体的结构示意图；

图3为本发明匀场填充袋体的面料层结构示意图；

图4为本发明匀场填充方法的流程示意图。

图中：匀场填充袋体1、上匀场袋面11、下匀场袋面12、开口13、拉链14、绝缘层15、柔软层16、容纳腔2、被动匀场颗粒3、第一连接带4、魔术贴毛面41、第二连接带5、魔术贴勾面52。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。

如图1-图3所示，本发明实施例一提供了一种磁共振成像设备用的被动匀场填充装置，该被动匀场填充装置包括匀场填充袋体1和容纳腔2，容纳腔2设于匀场填充袋体1的内部，匀场填充袋体1包括上匀场袋面11和下匀场袋面12，上匀场袋面11位于下匀场袋面12上方并与缝合连接，容纳腔2内部填充有可以流动的被动匀场颗粒3，匀场填充袋体1的边缘开设有一开口13，开口13与容纳腔2相连通，被动匀场颗粒3通过开口13填充到容纳腔2内，被动匀场颗粒3由聚丙烯和若干强抗磁性颗粒混合成聚丙烯混合微粒后经过发泡所形成的颗粒。本发明在容纳腔2填充具有流动性的被动匀场颗粒3，方便匀场填充袋体1包裹在受检样本或人体的各种腔隙上，从而改善受检样本或人体的各种腔隙局部的磁场均匀度，本发明所填充的被动匀场颗粒3具有流动性，方便匀场填充袋体1进行变形，方便匀场填充袋体1包裹或填充在受检样本或人体的各种腔隙上，使被检查部位的形状变得规则，从而改善受检样本或人体的各种腔隙局部的磁场均匀度。具体实现时，本发明的强抗磁性颗粒包括热解石墨颗粒、晶体石墨颗粒中的一种或两种以上混合。强抗磁性颗粒的粒径为≤1mm，聚丙烯的磁化率为0.36×10

本发明具体实现时，在开口13处缝合有拉链14，容纳腔2通过拉链14实现开口13的开启和闭合。本发明的匀场填充袋体1包括第一连接带4和第二连接带5，第一连接带4与匀场填充袋体1的左端相连，第二连接带5与匀场填充袋体1的右端相连，第一连接带4上设有魔术贴毛面41，第二连接带5设有魔术贴勾面52，第一连接带4和第二连接带5分别通过魔术贴毛面41和魔术贴勾贴合，从而将匀场填充袋体1固定在人体的各种腔隙，通过设置第一连接带4和第二连接带5可以更好地将匀场填充袋体1包裹或填充到受检样本或人体的各种腔隙。

本发明的匀场填充袋体1包括从外到内依次设有绝缘层15和柔软层16。具体实现时，该绝缘层15的材质为热粘合纤维、棉纱、蚕丝中的一种。柔软层16的材质为纯棉、鸭绒、海绵、人工纤维、合成纤维、莫代尔中的一种。本发明所设置的匀场填充袋体1是电绝缘的，不会干扰磁共振设备的主磁场(B0场)和射频场(B1场)。

如图4所示，另一方面，本发明实施例二还提供了一种匀场填充方法，包括应用在磁共振成像设备用的被动匀场填充装置上的匀场填充方法，该匀场填充方法包括以下操作过程：

步骤一)、被动匀场颗粒3发泡前处理：将强抗磁性颗粒(固体)和聚丙烯(液体)进行均匀溶合得到混合物悬浊液，混合物悬浊液经挤出机凝固、挤出、拉丝，再利用切粒设备切粒后形成一种改性的聚丙烯混合微粒；

步骤二)、被动匀场颗粒3发泡处理：将聚丙烯混合微粒投入反应釜，聚丙烯混合微粒的为熔点为140～170℃，然后加入助剂、发泡剂进行加压，使得聚丙烯混合微粒进行发泡，发泡结束后快速卸压出料，得到被动匀场颗粒3；

步骤三)、填充被动匀场颗粒3：拉开拉链14，将开口13打开，通过开口13将将被动匀场颗粒3一粒粒填充到容纳腔2内，然后拉上拉链14；

步骤四)、被动匀场处理：将填充有被动匀场颗粒3的匀场填充袋体1包裹到人体不同的受检查部位或受检样本，可以使被检查部位局部主磁场(即B0场)的形状变得规则，从而能适应人体的各种受检查部位或受检样本，达到局部主磁场(B0场)更加均匀的目的，匀场效果好，不容易污染磁共振设备，易于存储和运输，保质期长。

本发明具体实现时，步骤一)中所述的聚丙烯在发泡前呈液体状态，当强抗磁性颗粒融入液体状态下的聚丙烯后会形成混合物悬浊液，混合物悬浊液经过挤出机凝固、挤出、拉丝，再利用切粒设备切粒后形成一种改性的聚丙烯混合微粒。

关于本发明步骤二)中聚丙烯混合微粒发泡过程所用到的助剂为阻燃剂、紫外吸收剂、色母粒、抗氧剂、偶联剂中的一种或两种以上混合，所述加压方式可以采取注入超临界气体，进行汽化加压，气体可以包括液态氮气、氧气、氩气、二氧化碳中的一种，所述加压压力为1.8～6Mpa，加压压力根据聚丙烯的膨胀倍率不同而进行调节，当需要膨胀倍率高时，选择较高的压力；膨胀倍率低时，选择较低的压力，一般在0.6～6.2Mpa，更好的加压条件1.8～6Mpa。

通过本发明发泡处理制备而成的被动匀场颗粒3大小相对稳定，形状为椭球型，容易流动，具有流动性，不易被压缩；被动匀场颗粒3的磁化率均一，匀场效果好。

关于本发明聚丙烯混合微粒的发泡倍率为5倍至100倍，聚丙烯混合微粒所需的实际发泡倍率与强抗磁性颗粒的添加比例有关，聚丙烯混合微粒的发泡倍率越低，所需要添加的强抗磁性颗粒比例就越低，发泡所得到的被动匀场颗粒3的密度就越大；如果聚丙烯混合微粒的发泡倍率越高，所需要添加的强抗磁性颗粒比例就越高，发泡所得到的被动匀场颗粒3的密度就越小。在聚丙烯和强抗磁性颗粒混合比例一定的情况下，通过调节聚丙烯混合微粒的发泡倍率，可以使发泡后的被动匀场颗粒3的平均磁化率，接近人体或受检样本，本发明对聚丙烯混合微粒进行发泡处理的目的是把强抗磁性颗粒的平均磁化强度稀释到和人体一致，人体磁化率为-11～-7×10

本发明所填充的被动匀场颗粒3的平均磁化率接近受检样本或人体的磁化率、密度低于受检样本或人体，对检查部位的压迫比较轻、被动匀场颗粒3的比热容量类似与塑料泡沫，接触人体后，不会感觉很凉，也不会被人体吸收，亲肤性好、具有不污染受检样本或人体、不易被压缩、磁化率稳定、方便被动匀场填充装置包裹到体外的各种缝隙，被动匀场填充装置掉落后也容易打扫，不会污染到磁共振等电子设备，被动匀场填充装置所填充的被动匀场颗粒3也可以长时间存储不变质、保质期长，采用匀场填充袋体1作为被动匀场填充装置的匀场容器，方便被动匀场填充装置进行存储和运输，随取随用、安全无毒的。

本发明之所以要将被动匀场颗粒3填充到容纳腔2内，是因为含水的受检样本或人体是抗磁性的，而本发明所设置的被动匀场颗粒3是电绝缘的，不会干扰磁共振设备的主磁场(B0场)和射频场(B1场)，发泡后的被动匀场颗粒3电导率很低，因此，将发泡后的被动匀场颗粒3填充到容纳腔2内，不会降低磁共振的成像质量或者引起人体不适，再将填充有被动匀场颗粒3的匀场填充袋体11包裹到人体不同的受检查部位或受检样本，可以使被检查部位的形状变得规则，没有空气的腔隙，达到局部主磁场(B0场)更加均匀的目的。

以上所述已将本发明做一详细说明，以上所述仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本申请实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。