ЯМР-ТОМОГРАФ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ВНУТРЕННИХ БОЛЕЗНЕЙ Российский патент 1995 года по МПК A61B5/05 G01N24/08 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в медицинском оборудовании при диагностике внутренних болезней по изобретению внутреннего строения исследуемого тела, получаемого с помощью компьютерного построения.

Известен томограф "Magnaview MR Imaging Sistem", содержащий пульт управления, электронно-вычислительную машину (ЭВМ), электронный блок, передатчик, усилитель, источники питания корректирующих и градиентных катушек, радиочастотные катушки для головы и для тела, электромагнит, градиентные и корректирующие катушки, источник питания электромагнита, систему охлаждения, стол пациента.

Недостатком данного томографа является использование для питания корректирующих катушек пяти независимых источников, по числу групп корректирующих катушек, что ведет к снижению временной стабильности магнитного поля из-за наличия случайных колебаний выходных напряжений взаимно независимых источников питания электромагнита и каждой группы корректирующих катушек.

Так как корректирующие катушки предназначены для создания магнитных полей, которые, складываясь с полем электромагнита, дают поле высокой равномерности, питание электромагнита и корректирующих катушек от независимых источников вносит дополнительный фактор непостоянства поля в виде случайных колебаний выходных напряжений источников питания корректирующих катушек. Качество изображения внутреннего строения предмета исследования, получаемого томографом, зависит в том числе и от степени постоянства магнитного поля, понимаемого как геометрическая равномерность при временной стабильности. Если геометрическая равномерность достигается точностью установки катушек электромагнита, то временная стабильность зависит, в основном, от стабильности источников питания.

Нестабильность поля ведет в конечном итоге к ухудшению качестве изображения.

Кроме того, источник питания электромагнита имеет в качестве одного из стабилизирующих устройств регулируемый автотрансформатор с механическим электроприводом с подвижными контактами. Являясь достаточно инерционным устройством, он осложняет условия работы последующих ступеней стабилизации, чем в итоге снижает уровень стабильности источника. Подвижные же контакты снижают надежность всего томографа.

Целью изобретения является улучшение качества изображения путем повышения степени стабильности магнитного поля, повышение надежности за счет существенного упрощения и удешевление.

Цель достигается тем, что ЯМР-томограф для диагностики внутренних болезней, содержащий последовательно соединенные пульт управления, персональную электронно-вычислительную машину (ПЭВМ) и электронный блок, первый выход которого подключен к входу передатчика, первый выход которого соединен со входом радиочастотной катушки для головы, а второй со входом радиочастотной катушки для тела, выходы которых через предусилитель соединены со вторым входом электронного блока, второй выход электронного блока подключен к выходу источника питания электромагнита, третий выход электронного блока соединен со входами n источников питания градиентных катушек, выходы которых подключены к входам n градиентных катушек, m корректирующих катушек, стол пациента и систему охлаждения, отличающийся тем, что в него введены дроссель с управляемой обмоткой и делитель напряжения, состоящий из резистора и m потенциометров, неподвижные контакты которых объединены и подключены к первому выводу резистора, который подключен к выходу источника питания электромагнита, второй вывод резистора соединен с входом электромагнита и с первыми выводами m корректирующих катушек, вторые выводы которых подключены к соответствующим подвижным контактам потенциометров, вход дросселя с управляемой обмоткой подключен к сети, а выход соединен со вторым входом источника питания электромагнита, второй выход которого соединен с управляющей обмоткой дросселя.

На фиг.1 представлена блок-схема ЯМР-томографа для диагностики внутренних болезней; на фиг.2 пример выполнения электронного блока.

ЯМР-томограф для диагностики внутренних болезней содержит пульт управления 1, ПЭВМ 2, электронный блок 3, электромагнит 4, корректирующие 5 и градиентные 6 катушки, радиочастотные катушки 7 и 8 для головы и для тела, источник питания электромагнита 9 с дросселем с управляемой обмоткой 10, делитель напряжения 11, состоящий из резистора 12 и потенциометров 13, источники питания градиентных катушек 14, стол пациента 15, систему охлаждения 16, передатчик 17 и предусилитель 18.

Электронный блок (фиг.2) содержит блок контроллера 19, блок фильтров и аналого-цифровых преобразователей 20, блок детектора 21, блок радиочастотного генератора 22, блок формирователя импульсных последовательностей 23, блок формирователя уровней сигналов 24, блок формирователя градиентных импульсов 25, источник питания 26.

Томограф работает следующим образом.

Перед началом работы процессом сканирования томограф приводится в исходное состояние. При подаче напряжения с пульта управления 1 включается электронный блок 3, ПЭВМ 2, дроссель с управляемой обмоткой 10, источник питания электромагнита 9, источники питания 14, система охлаждения 16, передатчик 17, предусилитель ПЭВМ выдает исходные данные для работы блоков 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 электронного блока 3.

Ток из сети подается на дроссель 10, а с него на источник питания 9, при этом стабилизация напряжения на выходе дросселя осуществляется управляемой обмоткой, питаемой постоянным током. Ток из источника 9 через резистор 12 поступает в обмотку электромагнита 4. Часть тока в зависимости от величины сопротивления потенциометров 13 делителя напряжения 11 поступает на корректирующие катушки 5.

Передатчик 17, предусилитель 18, источники питания градиентных катушек 14 находятся в режиме ожидания входного сигнала с блоков 21, 22, 25 электронного блока 3.

Посредством пульта управления 1 производится выбор режима сканирования и задаются его параметры. В томографе предусмотрена возможность при необходимости ручкой подстройки поля электромагнита, осуществляемая подключением одного из входов источника 9 к выходу блока 25 электронного блока 3.

Одновременно с подготовкой томографа производится подготовка больного к исследованию. Он располагается неподвижно на столе 15 и после этого вместе с подвижной частью стола перемещается настолько, чтобы интересующая врача область тела оказалась в зоне равномерного поля.

На этом заканчивается подготовка томографа к режиму сканирования.

По команде от ПЭВМ "начало сканирования" управление работой томографа осуществляется блоком 23 электронного блока 3, который вырабатывает соответствующие тому или иному режиму сканирования временные промежутки и команды в них, которыми устанавливается последовательность включения, выключения, форма и величина возбуждающих импульсов и другие параметры режима, а сама ПЭВМ осуществляет прием и обработку данных сканирования.

Блоки 4, 5, 9, 10, 11 продолжает работать в установленном при подготовке режиме до выключения томографа.

Определенная выбранным режимом сканирования последовательность импульсов из блока 23 через блок 24 электронного блока 3 подается на источник 14, и на градиентные катушки 6, магнитное поле которых особым образом нарушает равномерность поля электромагнита в области исследования, выделяя слой, в котором получается изображение находящегося в ней предмета исследования.

В определенный момент времени, установленный в соответствии с выбранным режимом блоком 23 электронного блока 3, импульс из блоков 21 и 22 подается в передатчик 17, усиливается, модулируется в нем и подается в ту или иную 7 или 8 радиочастотную катушку. Радиочастотная катушка излучает импульсы магнитного поля, возбуждая ядра вещества тела больного. В промежутках между импульсами она же принимает отклики от успокаивающихся ядер и подает в предусилитель 18, откуда он поступает последовательно в детектор 21 и блок 20 фильтров и аналого-цифровых преобразователей электронного блока 3, попадая далее непосредственно в ПЭВМ, являясь предметом математической обработки и основой для построения изображения.

По окончании сканирования на экране появляется изображение слоя исследуемого участка, а томограф выходит в режим готовности к следующему сканированию.

По сравнению с прототипом ЯМР-томограф для диагностики внутренних болезней существенно упрощен за счет удаления из его состава пяти источников питания, являющихся прецизионными стабилизаторам постоянного тока. Вместо них используется простое устройство, отличающееся высокой надежностью, при этом устраняется влияние нестабильности каждого источника. Существенное повышение стабильности и надежности вносит также применение вместо автотрансформатора с подвижными контактами бесконтактного дросселя с управляемой обмоткой, питаемой постоянным током. Эти мероприятия повышают стабильность магнитного поля и, в конечном счете, качество изображения.

Таким образом, данный томограф обеспечиваeт по сравнению с прототипом повышенное качество изображения, повышение надежности за счет упрощения схемы и удешевление.

ЯМР-томограф для диагностики внутренних болезней относится к медицине и может быть использован в медицинском оборудовании. ЯМР-томограф содержит последовательно соединенные пульт управления 1, персональную электронно-вычислительную машину 2, электронный блок 3, первый выход которого подключен к входу передатчика 17, первый выход которого соединен с входом радиочатотной катушки 7 для головы, а второй с входом радиочастотной катушки 8 для тела, выходы которых через предусилитель 18 соединены со вторым входом электронного блока 3, второй выход электронного блока 3 подключен к выходу источника 9 питания электромагнита 4, третий выход электронного блока 3 соединен со входами n источников 14 питания градиентных катушек 6, выходы которых подключены к входам n градиентных катушек, корректирующие катушки 5, стол пациента 15 и систему охлаждения 16, дроссель с управляемой обмоткой 10 и делитель напряжения 11, состоящий из резистора 12 и n потенциометров 13. 2 ил.

ЯМР-ТОМОГРАФ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ВНУТРЕННИХ БОЛЕЗНЕЙ, содержащий последовательно соединенные пульт управления, персональную электронно-вычислительную машину и электронный блок, первый выход которого подключен к входу передатчика, первый выход которого соединен с входом радиочастотной катушки для головы, а второй с входом радиочастотной катушки для тела, выходы которых через предусилитель соединены с вторым входом электронного блока, второй выход электронного блока подключен к выходу источника питания электромагнита, третий выход электронного блока соединен с входами n источников питания градиентных катушек, выходы которых подключены к входам n градиентных катушек, m корректирующих катушек, стол пациента и систему охлаждения, отличающийся тем, что в него введены дроссель с управляемой обмоткой и делитель напряжения, состоящий из резистора и n потенциометров, неподвижные контакты которых объединены и подключены к первому выводу резистора, который подключен к выходу источника питания электромагнита, второй вывод резистора соединен с входом электромагнита и первыми выводами m корректирующих катушек, вторые выводы которых подключены к соответствующим подвижным контактам потенциометров, вход дросселя с управляемой обмоткой подключен к сети, а выход соединен с вторым входом источника питания электромагнита, второй выход которого соединен с управляющей обмоткой дросселя.