專利名稱：一種基于手持式超低場mri系統(tǒng)的安檢方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安檢方法，尤其涉及一種基于手持式超低場MRI系統(tǒng)的安檢方法。
背景技術(shù)：
目前安檢的方法一般都采用X射線透視成像技術(shù)，通過對被測物品進(jìn)行成像來確認(rèn)是否為可疑的危險物品。例如，申請?zhí)枮?9100298. 9的中國專利披露的高集成化低能量 X射線陣列傳感裝置、申請?zhí)枮?9113199. 1的中國專利披露的多功能工業(yè)X射線成像系統(tǒng)、 申請?zhí)枮?0103530. 0的中國專利披露的便攜式X光透視記錄儀等，上述這些裝置及所采用的安檢方法，都是基于X射線透視成像技術(shù)。通過X射線安檢的方法，適合密度差別較大的固體物品的檢查，對于液體類物品，由于密度差別很小，X射線無法分辨普通液體和危險液體。通過X射線安檢的方法還存在輻射危害性上的缺點。在一份申請?zhí)枮?00410091183. 9的中國專利中，披露了一種脈沖激勵電磁諧振安檢方法及裝置，其根據(jù)電磁無損檢測理論，提出了一種脈沖激勵電磁諧振安檢方法及其裝置，有別于傳統(tǒng)安檢方法，是采用瞬態(tài)高能沖擊激勵的激勵線圈，在空間建立了一個衰減諧振磁場，用以感知空間磁場激變的檢出線圈經(jīng)過信號處理電路與報警電路連接。這種脈沖激勵電磁諧振安檢方法無輻射危害，能夠?qū)崟r靈敏的檢出鐵磁性物品，通過調(diào)節(jié)報警閾值，以適應(yīng)不同的安檢需求。這種安檢方法雖然解決了 X射線安檢方法的輻射危害問題，但是這種脈沖激勵電磁諧振安檢方法只是適用于鐵磁性物品，仍然無法分辨普通液體和危險液體?，F(xiàn)有技術(shù)中，普通磁共振成像技術(shù)，例如超低場MRI (Magnetic Resonance Imaging,磁共振成像)系統(tǒng)，可通過成像等來分辨物質(zhì)種類，能夠分辨不同種類的液體，但由于超低場MRI系統(tǒng)的體積太過龐大，主要應(yīng)用于醫(yī)療方面上，而其分辨物質(zhì)種類功能的實際意義不大，對此沒有作進(jìn)一步的深入研究，更談不上在安檢上推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于手持式超低場MRI系統(tǒng)的安檢方法，這種安檢方法無輻射危害，能夠分辨包括液體在內(nèi)的各種可疑危險物品，無需成像就能辨認(rèn)可疑危險物品，安檢快捷方便。采用的技術(shù)方案如下一種基于手持式超低場MRI系統(tǒng)的安檢方法，其特征在于包括如下步驟(1)、根據(jù)危險物品的種類和體積允許量，預(yù)設(shè)多組磁共振特征信息閾值；O)、在被測物品所處空間產(chǎn)生規(guī)則的磁場，使被測物品中的原子核極化，再對被測物品發(fā)出激勵信號，使被測物品發(fā)出磁共振信號；(3)、采集被測物品發(fā)出的磁共振信號，并提取其中的磁共振特征信息；0)、采集到的被測物品的磁共振特征信息依次與預(yù)設(shè)的其中一組磁共振特征信息閾值進(jìn)行比對，并發(fā)出提示信息。
上述體積允許量一般是指安檢部門對危險物品的允許量，在手持式超低場MRI系統(tǒng)的軟件部分中，根據(jù)危險物品的種類和體積允許量，設(shè)置磁共振特征信息閾值，磁共振特征信息代表物質(zhì)的特征，因為磁共振特征信息是根據(jù)危險物品的種類及體積允許量而設(shè)置，所以依據(jù)該磁共振特征信息能夠分辨出物質(zhì)的種類及含量，磁共振特征信息閾值可以通過實驗得出。在激發(fā)被測物品發(fā)出磁共振信號及對磁共振信號的采集中，一般是通過手持式超低場MRI系統(tǒng)的極化線圈模塊和梯度線圈模塊在被測物品所處空間產(chǎn)生規(guī)則的磁場，使被測物品中的原子核極化，按規(guī)則排列，再通過手持式超低場MRI系統(tǒng)的激勵線圈模塊對被測物品發(fā)出激勵信號，使被測物品中規(guī)則排列的原子產(chǎn)生自旋而發(fā)出磁共振信號； 然后通過手持式超低場MRI系統(tǒng)的接收線圈模塊和磁通量探測器(一般為SQUID或接收線圈模塊檢測器)采集被測物品發(fā)出的磁共振信號，并提取磁共振信號中的磁共振特征信息。在比對過程中，通過手持式超低場MRI系統(tǒng)的比對模塊進(jìn)行匹配，在采集到的被測物品的磁共振特征信息無法匹配于預(yù)設(shè)的其中一組磁共振特征信息閾值的情況下，則說明被測物品不列入危險物品的種類，激發(fā)手持式超低場MRI系統(tǒng)的報警模塊，使手持式超低場MRI 系統(tǒng)的報警裝置發(fā)出安全物品的信息提示；在采集到的被測物品的磁共振特征信息能夠匹配于預(yù)設(shè)的其中一組磁共振特征信息閾值的情況下，進(jìn)一步比較，當(dāng)采集到的磁共振特征信息超出預(yù)設(shè)的磁共振特征信息閾值時，激發(fā)手持式超低場MRI系統(tǒng)的報警模塊，使手持式超低場MRI系統(tǒng)的報警裝置發(fā)出可疑危險物品的信息提示；當(dāng)采集到的磁共振特征信息低于預(yù)設(shè)的磁共振特征信息閾值時，激發(fā)手持式超低場MRI系統(tǒng)的報警模塊，使手持式超低場MRI系統(tǒng)的報警裝置發(fā)出安全物品的信息提示。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，其特征是所述磁共振特征信息包括Tl、T2和質(zhì)子密度。 按照現(xiàn)有的磁共振技術(shù)，Tl、T2和質(zhì)子密度是物質(zhì)最具代表性的磁共振特征，其中Tl和T2 為弛豫時間，代表物質(zhì)的種類，而質(zhì)子密度代表物質(zhì)的含量，依據(jù)這三個磁共振特征能夠判斷出物質(zhì)的種類及含量。其中，質(zhì)子密度由被測物品所在磁場的磁通量強(qiáng)度決定，磁通量強(qiáng)度越大，質(zhì)子密度越小，通過現(xiàn)有的公式變換，很容易將磁通量強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為質(zhì)子密度。在設(shè)置磁共振特征信息閾值時，根據(jù)危險物品的物質(zhì)種類，設(shè)置磁共振特征信息閾值的Tl和 T2 ；根據(jù)其體積允許量，設(shè)置磁共振特征信息閾值的質(zhì)子密度。在手持式超低場MRI系統(tǒng)的比對模塊中進(jìn)行比對時，先將采集到的被測物品的磁共振特征信息中的Tl和T2依次與預(yù)設(shè)的其中一組磁共振特征信息閾值的Tl和T2進(jìn)行匹配，在能夠匹配的情況下，再進(jìn)一步對其中的質(zhì)子密度進(jìn)行比較，在采集到的磁共振特征信息中的質(zhì)子密度超出預(yù)設(shè)的共振特征信息閾值中的質(zhì)子密度時，將被測物品判斷為可疑的危險物品。作為本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)選方案，其特征是所述手持式超低場MRI系統(tǒng)包括硬件部分和軟件部分；硬件部分包括智能手持設(shè)備、激勵線圈模塊、極化線圈模塊、梯度線圈模塊、接收線圈模塊、SQUID、冷卻模塊、數(shù)據(jù)獲取模塊、主控制模塊、電力控制模塊、接口模塊、 報警裝置、探頭外殼和磁屏蔽罩；接口模塊通過局域網(wǎng)與智能手持設(shè)備連接；報警裝置與智能手持設(shè)備連接；磁屏蔽罩設(shè)于探頭外殼中，磁屏蔽罩的底部設(shè)有開口，開口與探頭外殼的底部連接；接收線圈模塊、SQUID和冷卻模塊均設(shè)于磁屏蔽罩中，接收線圈模塊安裝在磁屏蔽罩的開口處，冷卻模塊與SQUID接觸；極化線圈模塊和梯度線圈模塊均設(shè)于探頭外殼內(nèi)部，并分布于磁屏蔽罩的外側(cè)；軟件部分設(shè)于智能手持設(shè)備上，軟件部分包括比對模塊和報警模塊。更優(yōu)選所述激勵線圈模塊設(shè)于探頭外殼中。因為封裝了極化線圈模塊、梯度線圈模塊、接收線圈模塊、冷卻模塊和SQUID的探測頭，其大小跟B超探頭差不多，可以近距離接近被測物品，所以激勵線圈模塊設(shè)于探頭外殼中，并不會影響激勵作用，而使得手持化 MRI系統(tǒng)更加一體化。上述智能手持設(shè)備指筆記本電腦、智能手機(jī)和平板電腦等，具有強(qiáng)大圖像顯示、處理能力。上述激勵線圈模塊、極化線圈模塊、梯度線圈模塊、接收線圈模塊、冷卻模塊、數(shù)據(jù)獲取模塊、主控制模塊、電力控制模塊和接口模塊都是常用的模塊，模塊的構(gòu)成及連接都相對固定，都屬于現(xiàn)有的技術(shù)。其中，極化線圈模塊和梯度線圈模塊均與電力控制模塊電連接，電力控制模塊與數(shù)據(jù)獲取模塊、主控制模塊和SQUID都電連接，接收線圈模塊與SQUID 的輸入端電連接，SQUID的輸出端與數(shù)據(jù)獲取模塊的輸入端電連接，數(shù)據(jù)獲取模塊的輸出端與主控制模塊的輸入端電連接，主控制模塊的輸出端與接口模塊電連接。激勵線圈模塊由一個或多個激勵線圈構(gòu)成，用于對被測物品產(chǎn)生激勵信號；極化線圈模塊由多個極化線圈構(gòu)成，用于產(chǎn)生極化場，使被測物品內(nèi)部的原子按規(guī)則排列；梯度線圈模塊由至少三個梯度線圈構(gòu)成，用于產(chǎn)生梯度場；主控制模塊發(fā)出各種信號，協(xié)調(diào)各模塊的工作，電力控制模塊根據(jù)主控制模塊的信號用于為各模塊提供電源；接收線圈模塊用于接收被測物品的磁共振信號；SQUID用于獲得來自接收線圈模塊的磁共振信號，并將磁共振信號轉(zhuǎn)化為電信號；數(shù)據(jù)獲取模塊包括依次電連接的預(yù)放大器、鎖相放大器、后放大器和A/D轉(zhuǎn)換器，在鎖相放大器處還連接有振蕩器，數(shù)據(jù)獲取模塊將電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號； 接口模塊通過局域網(wǎng)將數(shù)字信號傳送給智能手持設(shè)備。數(shù)據(jù)獲取模塊、主控制模塊、電力控制模塊和接口模塊可以設(shè)置在探頭外殼的外部，并封裝在一起。優(yōu)選將數(shù)據(jù)獲取模塊、主控制模塊、電力控制模塊和接口模塊均設(shè)置在探頭外殼的內(nèi)部。接口模塊可以是有線網(wǎng)絡(luò)接口，也可以是無線網(wǎng)絡(luò)接口，在設(shè)置為無線網(wǎng)絡(luò)接口的情況下，在探頭外殼內(nèi)部還應(yīng)設(shè)置一個為無線網(wǎng)絡(luò)接口供電的電池模塊。優(yōu)選接口模塊包括有線網(wǎng)絡(luò)接口和無線網(wǎng)絡(luò)接口，既可以通過有線方式與智能手持設(shè)備連接，也可以通過無線方式與智能手持設(shè)備連接。比對模塊將采集到的磁共振特征信息與預(yù)設(shè)的磁共振特征信息閾值進(jìn)行匹配和比較。在無法匹配的情況下，激發(fā)報警模塊，使報警裝置發(fā)出安全物品的信息提示；在匹配其中一組的情況下，進(jìn)一步比較，在超出磁共振特征信息閾值時，激發(fā)報警模塊，使報警裝置發(fā)出可疑危險物品的信息提示，在低于磁共振特征信息閾值時，激發(fā)報警模塊，使報警裝置發(fā)出安全物品的信息提示。報警模塊接收比對模塊的信號，并使報警裝置發(fā)出相應(yīng)的信息提示。SQUID (Superconducting Quantum Interference Device,超導(dǎo)量子干涉器)作為目前世界上靈敏度最高的磁通量探測器，體積非常小，適合用于制成手持式超低場MRI系統(tǒng)，但目前由于仍需要采用液氦作為制冷劑制冷對SQUID進(jìn)行冷卻，其冷卻結(jié)構(gòu)比較龐大， 無法和SQUID封裝在一起。本發(fā)明的手持式超低場MRI系統(tǒng)采用SQUID作為磁通量探測器， 在激勵原理及磁共振信號獲取上均與現(xiàn)有技術(shù)相同，所不同的是將極化線圈模塊、梯度線圈模塊、接收線圈模塊、冷卻模塊和SQUID均封裝在探頭外殼里面，再用磁屏蔽罩將接收線圈模塊、冷卻模塊和SQUID罩起來，構(gòu)成探測頭，采用冷卻模塊為SQUID提供超低溫的工作環(huán)境，無需采用液氦冷卻，實現(xiàn)超低場MRI系統(tǒng)在硬件上的手持化。在一種具體方案中，上述冷卻模塊包括冷卻頭、冷卻導(dǎo)管和供冷裝置，冷卻頭與 SQUID接觸，冷卻頭通過冷卻導(dǎo)管與供冷裝置連接。為了達(dá)到結(jié)構(gòu)簡單的目的，在一種更為具體的方案中上述供冷裝置包括外部制冷裝置，外部制冷裝置與冷卻導(dǎo)管連接。通過現(xiàn)有的外部制冷裝置進(jìn)行制冷，需要封裝在探頭外殼里面的只是冷卻頭和部分冷卻導(dǎo)管，結(jié)構(gòu)簡單。上述外部制冷裝置可采用美國 Cryomech公司的PT405或歐洲的Thales Cryogenics公司的UP系列等，這兩款超低溫制冷器很適合為SQUID提供超低溫的工作環(huán)境。為了達(dá)到使用方便的目的，在一種更為具體的方案中上述供冷裝置包括冷卻膠囊安裝腔和冷卻膠囊；冷卻膠囊包括膠囊接口模塊模塊、冷卻劑注入口閥門、膠囊腔體和冷卻劑輸出口閥門，膠囊腔體設(shè)有絕熱層，冷卻劑注入口閥門和冷卻劑出口閥門分設(shè)于膠囊腔體兩端；冷卻劑注入口閥門和冷卻劑出口閥門通過膠囊接口模塊與主控制模塊連接；冷卻膠囊處于冷卻膠囊安裝腔中，冷卻劑輸出口閥門與冷卻導(dǎo)管連接。膠囊接口模塊與MRI 的主控制模塊連接，接受主控制模塊的指令，使冷卻劑注入口閥門和冷卻劑出口閥門關(guān)閉或開啟?？梢酝ㄟ^冷卻劑注入口閥門向膠囊腔體中注入液氦、液氮等冷卻劑，通過冷卻劑輸出口閥門釋放冷卻劑經(jīng)冷卻頭為SQUID冷卻。將冷卻膠囊與冷卻膠囊安裝腔做成插拔式， 將充滿冷卻劑的冷卻膠囊插入冷卻膠囊安裝腔中，由冷卻膠囊釋放冷卻劑為SQUID冷卻， 注入冷卻膠囊中的冷卻劑維持在能夠滿一次成像的劑量為準(zhǔn)，因此冷卻膠囊可以做得非常小，可以全部封裝在探頭外殼里面，使用方便，更適合MRI系統(tǒng)的手持化要求；冷卻膠囊在失去冷卻作用的情況下，通過外部制冷裝置，使冷卻膠囊中的冷卻劑重新液化，從而使冷卻膠囊可以循環(huán)使用。為了達(dá)到方便使用及循環(huán)使用的目的，在一種更為具體的方案中上述供冷裝置包括外部制冷裝置、冷卻膠囊安裝腔和冷卻膠囊；外部制冷裝置與冷卻導(dǎo)管連接；冷卻膠囊包括膠囊接口模塊、冷卻劑注入口閥門、膠囊腔體和冷卻劑輸出口閥門，膠囊腔體設(shè)有絕熱層，冷卻劑注入口閥門和冷卻劑出口閥門分設(shè)于膠囊腔體兩端；冷卻劑注入口閥門和冷卻劑出口閥門通過膠囊接口模塊與主控制模塊連接；冷卻膠囊處于冷卻膠囊安裝腔中，冷卻劑輸出口閥門與冷卻導(dǎo)管連接。在沒有開啟外部制冷裝置的情況下，可以將充滿冷卻劑的冷卻膠囊插入冷卻膠囊安裝腔中，由冷卻膠囊釋放冷卻劑為SQUID冷卻，注入冷卻膠囊中的冷卻劑維持在能夠滿一次成像的劑量為準(zhǔn)，因此冷卻膠囊可以做得非常小，更適合MRI 系統(tǒng)的手持化要求；而在不使用冷卻膠囊冷卻的情況下，可以通過外部制冷裝置、冷卻導(dǎo)管和冷卻頭來冷卻；在外部制冷裝置開啟的情況下，可以將使用過的冷卻膠囊(已失去冷卻作用)插入到冷卻膠囊安裝腔中，通過外部制冷裝置，使冷卻膠囊中的冷卻劑重新液化，從而使冷卻膠囊可以循環(huán)使用。作為本發(fā)明進(jìn)一步的另一種優(yōu)選方案，其特征是所述手持式超低場MRI系統(tǒng)包括硬件部分和軟件部分；硬件部分包括智能手持設(shè)備、激勵線圈模塊、極化線圈模塊、梯度線圈模塊、接收線圈模塊、接收線圈模塊檢測器、數(shù)據(jù)獲取模塊、主控制模塊、電力控制模塊、接口模塊、報警裝置、探頭外殼和磁屏蔽罩；接口模塊通過局域網(wǎng)與智能手持設(shè)備連接； 報警裝置與智能手持設(shè)備連接；磁屏蔽罩設(shè)于探頭外殼中，磁屏蔽罩的底部設(shè)有開口，開口與探頭外殼的底部連接；接收線圈模塊、接收線圈模塊檢測器均設(shè)于磁屏蔽罩中，接收線圈模塊安裝在磁屏蔽罩的開口處；極化線圈模塊和梯度線圈模塊均設(shè)于探頭外殼內(nèi)部，并分布于磁屏蔽罩的外側(cè)；軟件部分設(shè)于智能手持設(shè)備上，軟件部分包括比對模塊和報警模塊。 在本方案中，采用接收線圈模塊檢測器作為磁通量探測器，收線圈模塊檢測器由多個線圈組成，其精度相對較低，無需冷卻，故不用設(shè)置冷卻模塊，本方案的手持式超低場MRI系統(tǒng)適合在精度要求不高的一般安檢場合使用，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。更優(yōu)選所述激勵線圈模塊設(shè)于探頭外殼中。因為封裝了極化線圈模塊、梯度線圈模塊和接收線圈模塊的探測頭，其大小跟B超探頭差不多，可以近距離接近被測物品，所以激勵線圈模塊設(shè)于探頭外殼中，并不會影響激勵作用，而使得手持化MRI系統(tǒng)更加一體化。作為本發(fā)明更進(jìn)一步的優(yōu)選方案，其特征是所述手持式超低場MRI系統(tǒng)的軟件部分還包括磁場參數(shù)變換模塊和圖像重建模塊。為了解決將極化線圈模塊、梯度線圈模塊、 接收線圈模塊和SQUID(或接收線圈模塊檢測器)封裝在一起，造成極化場和梯度場不規(guī)則，導(dǎo)致無法使用現(xiàn)有的磁共振成像算法重建圖像這一問題，本發(fā)明的解決方法是基于封裝后極化線圈模塊、梯度線圈模塊和接收線圈模塊的位置固定，所產(chǎn)生的極化場、梯度場便確定這一原理，在軟件部分設(shè)置磁場參數(shù)變換模塊，通過磁場參數(shù)變換模塊將由SQUID (或接收線圈模塊檢測器)探測到的不規(guī)則磁場參數(shù)變換為適合使用現(xiàn)有磁共振成像算法(規(guī)則磁場情況下的磁共振成像算法)的磁場參數(shù)，圖像重建模塊采用變換后的磁場參數(shù)及現(xiàn)有磁共振成像算法重建圖像。一般情況下的安檢，通過其磁共振特征信息(T1、T2和質(zhì)子密度)進(jìn)行比對，并及時通過報警裝置發(fā)出相應(yīng)的信息提示，無需通過被測物品的圖像進(jìn)行辨認(rèn)。但在高精度要求的安檢場合，對于被測物品比較可疑的情況下，進(jìn)一步對被測物品進(jìn)行成像，并通過被測物品的圖像確定被測物品究竟屬于何種物質(zhì)，進(jìn)一步確認(rèn)被測物品的安全性。為了達(dá)到變換簡單的目的，作為本發(fā)明再更進(jìn)一步的優(yōu)選方案，其特征是在所述磁場參數(shù)變換模塊中，將梯度場中的被測物品劃分為η個正方體體素，用點Pn代表，坐標(biāo) (X，1，ζ)η ；接收由SQUID所獲得的η個正方體體素經(jīng)激勵后時刻t磁通總量B(t)；根據(jù)拉莫公式C^= y. ^求出各點的進(jìn)動頻率ωη;根據(jù)傅立葉變換，將B(t)和《 代入公式
OO
B (t) =X(5 Sin(^V))中，得到各個點的磁通瞬時值Bn。在另一種方案中，上述SQUID由
n=\
接收線圈模塊檢測器所代替。因為極化線圈模塊和梯度線圈模塊的位置確定，其產(chǎn)生的磁場空間位置就唯一確定，所以，在傅立葉的變換范圍內(nèi)，將SQUID (或接收線圈模塊檢測器) 探測到的不規(guī)則磁場參數(shù)變換為適合使用現(xiàn)有磁共振成像算法的磁場參數(shù)。具體變換方法如下將梯度場中的被測物品劃分為η個正方體體素，用點Pn代表，坐標(biāo)(X，y, z)n ；通過梯度線圈空間排布，使各點外部場強(qiáng)β各不相同；經(jīng)激勵后時刻t沿測量方向磁通瞬時值為 &，進(jìn)動頻率為ωη，根據(jù)拉莫(Larmor)公式= Υ . β ^(其中G^ 進(jìn)動頻率；、:旋磁比； ^ 外磁場強(qiáng)度；Y由物質(zhì)的特性決定，為固定值；β ο可以通過磁通計測出)，求出各點的進(jìn)動頻率ωη ；由SQUID所獲得的η個正方體體素經(jīng)激勵后時刻t磁通總量B (t)，根據(jù)傅立
OO
葉變換可得，B(t) =Z(5 sin(^V))，將已計算出η個點的ωη代和已測出的B(t)入上
γι=\
式，可得到各個點的Bn，其唯一對應(yīng)于Pn的坐標(biāo)(X，y, z)n。只要知道各點進(jìn)動頻率ωη，且 ωη和空間坐標(biāo)(x，y，z)n唯一對應(yīng)，BnK映該點上物質(zhì)的磁共振特性(如質(zhì)子密度、T1、T2等)。不規(guī)則磁場和規(guī)則磁場獲得各點Bn的公式相同，區(qū)別只在于規(guī)則磁場每點的外部場強(qiáng)β可根據(jù)坐標(biāo)(X，1，ζ)η直接通過簡單幾何比例關(guān)系獲得，而不規(guī)則磁場每點的外部場強(qiáng)β通過直接計算比較繁瑣，簡化的方法可以通過磁通計，在機(jī)器安裝好后把測量區(qū)域內(nèi)各點的不同的β，標(biāo)定一次保存起來，用于以后多次測量的計算。本發(fā)明的安檢方法，采用手持式超低場MRI系統(tǒng)作為安檢的檢測裝置，根據(jù)任何物質(zhì)的磁共振特征信息都不相同，通過磁共振特征信息能夠確認(rèn)物質(zhì)的種類及含量這一原理，在手持式超低場MRI系統(tǒng)的軟件部分中，根據(jù)危險物品的種類及體積允許量預(yù)設(shè)磁共振特征信息閾值，通過激勵被測物品，使被測物品產(chǎn)生磁共振信號，再將采集到的被測物品的磁共振特征信息與磁共振特征信息閾值進(jìn)行比對，如果超出磁共振特征信息閾值，則被測物品中含有超過體積允許量的危險物質(zhì)，判定為可疑的危險物品，并發(fā)出相應(yīng)的信息提示。這種安檢方法，一方面解決了以前因傳統(tǒng)MRI系統(tǒng)體積龐大而無法應(yīng)用于安檢的問題； 另一方面能夠分辨任何物質(zhì)的種類及含量，解決了 X射線安檢方法難以檢測出危險液體的問題；還有只要根據(jù)磁共振特征信息閾值就可以判斷是否為可疑的危險物品，無需通過成像來判斷，安檢快捷方便，更滿足通常情況下，大部分安全的物品快速通過的要求；并且采用磁共振技術(shù)，無輻射危害。


圖1本發(fā)明優(yōu)選實施方式中手持式超低場MRI系統(tǒng)硬件部分的結(jié)構(gòu)示意2是數(shù)據(jù)獲取模塊的結(jié)構(gòu)示意3是冷卻模塊的結(jié)構(gòu)示意4是冷卻膠囊的結(jié)構(gòu)示意5是軟件部分中比對模塊的流程6圖像重建模塊的流程圖下面結(jié)合附圖和本發(fā)明的優(yōu)選實施方式做進(jìn)一步的說明。這種基于手持式超低場MRI系統(tǒng)的安檢方法，采用手持式超低場MRI系統(tǒng)作為安檢的裝置。如圖1所示，上述手持式超低場MRI系統(tǒng)包括硬件部分和軟件部分；硬件部分包括智能手持設(shè)備1、激勵線圈模塊2、極化線圈模塊3、梯度線圈模塊4、接收線圈模塊5、 SQUID6、冷卻模塊7、數(shù)據(jù)獲取模塊8、主控制模塊9、電力控制模塊10、接口模塊11、報警裝置12、探頭外殼13和磁屏蔽罩14 ；接口模塊11通過局域網(wǎng)與智能手持設(shè)備1連接；報警裝置12與智能手持設(shè)備1連接；磁屏蔽罩14設(shè)于探頭外殼13中，磁屏蔽罩14的底部設(shè)有開口，開口與探頭外殼13的底部連接；接收線圈模塊5、SQUID6和冷卻模塊7均設(shè)于磁屏蔽罩 14中，接收線圈模塊5安裝在磁屏蔽罩14的開口處，冷卻模塊7與SQUID6接觸；激勵線圈模塊2、極化線圈模塊3和梯度線圈模塊4均設(shè)于探頭外殼13內(nèi)部，并分布于磁屏蔽罩14 的外側(cè)；軟件部分設(shè)于智能手持設(shè)備1上；軟件部分包括比對模塊、報警模塊、磁場參數(shù)變換模塊和圖像重建模塊。激勵線圈模塊2、極化線圈模塊3和梯度線圈模塊4均與電力控制模塊10電連接； 電力控制模塊10與數(shù)據(jù)獲取模塊8、主控制模塊9和SQUID6都電連接，接收線圈模塊5與 SQUID6的輸入端連接，SQUID6的輸出端與數(shù)據(jù)獲取模塊8的輸入端連接，數(shù)據(jù)獲取模塊8的輸出端與主控制模塊9的輸入端連接，主控制模塊9的輸出端與接口模塊11連接。激勵線圈模塊2由多個激勵線圈構(gòu)成，用于對被測物體產(chǎn)生激勵信號；極化線圈模塊3由多個極化線圈構(gòu)成，用于產(chǎn)生極化場，使被測物體內(nèi)部的原子按規(guī)則排列；梯度線圈模塊4由三個梯度線圈構(gòu)成，用于產(chǎn)生梯度場；主控制模塊9發(fā)出各種信號，協(xié)調(diào)各模塊的工作，電力控制模塊10根據(jù)主控制模塊9的信號用于為各模塊提供電源；接收線圈模塊 5用于接收被測物體的磁共振信號；SQUID6用于獲得來自接收線圈模塊5的磁共振信號，并將磁共振信號轉(zhuǎn)化為電信號；如圖2所示，數(shù)據(jù)獲取模塊8包括依次電連接的預(yù)放大器15、 鎖相放大器16、后放大器17和A/D轉(zhuǎn)換器18，在鎖相放大器16處還連接有振蕩器19，數(shù)據(jù)獲取模塊8將電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；接口模塊11通過局域網(wǎng)將數(shù)字信號傳送給智能手持設(shè)備1。數(shù)據(jù)獲取模塊8、主控制模塊9、電力控制模塊10和接口模塊11均設(shè)置在探頭外殼12的內(nèi)部。如圖1所示，接口模塊11包括有線網(wǎng)絡(luò)接口 20、無線網(wǎng)絡(luò)接口 21和電池模塊22， 電池模塊22為無線網(wǎng)絡(luò)接口 21供電。如圖3和圖4所示，冷卻模塊7包括冷卻頭23、冷卻導(dǎo)管M和供冷裝置，冷卻頭 23與SQUID6接觸，冷卻頭23通過冷卻導(dǎo)管M與供冷裝置連接；供冷裝置包括外部制冷裝置25、冷卻膠囊安裝腔沈和冷卻膠囊27 ；外部制冷裝置25與冷卻導(dǎo)管M連接；冷卻膠囊 27包括膠囊接口模塊觀、冷卻劑注入口閥門四、膠囊腔體30和冷卻劑輸出口閥門31，膠囊腔體設(shè)有絕熱層，冷卻劑注入口閥門四和冷卻劑出口閥門31分設(shè)于膠囊腔體30兩端；冷卻劑注入口閥門四和冷卻劑出口閥門31通過膠囊接口模塊觀與主控制模塊9連接；冷卻膠囊27處于冷卻膠囊安裝腔沈中，冷卻劑輸出口閥門31與冷卻導(dǎo)管M連接。在采用上述手持式超低場MRI系統(tǒng)進(jìn)行安檢時，包括如下步驟(1)、根據(jù)危險物品的種類和體積允許量，在手持式超低場MRI系統(tǒng)的軟件部分中預(yù)設(shè)多組磁共振特征信息閾值；磁共振特征信息包括Tl、T2和質(zhì)子密度；(2)、通過手持式超低場MRI系統(tǒng)的極化線圈模塊3和梯度線圈模塊4在被測物品所處空間產(chǎn)生規(guī)則的磁場，使被測物品中的原子核極化，按規(guī)則排列，再通過手持式超低場 MRI系統(tǒng)的激勵線圈模塊2對被測物品發(fā)出激勵信號，使被測物品中規(guī)則排列的原子產(chǎn)生自旋而發(fā)出磁共振信號；(3)、通過手持式超低場MRI系統(tǒng)的接收線圈模塊5和SQUID6采集被測物品發(fā)出的磁共振信號，并提取磁共振信號中的磁共振特征信息；(4)、如圖5所示，在手持式超低場MRI系統(tǒng)的比對模塊中進(jìn)行比對，在采集到的被測物品的磁共振特征信息中的Tl和T2無法匹配于預(yù)設(shè)的其中一組磁共振特征信息閾值的 Tl和T2的情況下，則說明被測物品不列入危險物品的種類，激發(fā)手持式超低場MRI系統(tǒng)的報警模塊，使手持式超低場MRI系統(tǒng)的報警裝置12發(fā)出安全物品的信息提示；在采集到的被測物品的磁共振特征信息中的Tl和T2能夠匹配于預(yù)設(shè)的其中一組磁共振特征信息閾值的Tl和T2的情況下，進(jìn)一步比較，當(dāng)采集到的磁共振特征信息中的質(zhì)子密度超出預(yù)設(shè)的磁共振特征信息閾值的質(zhì)子密度時，激發(fā)手持式超低場MRI系統(tǒng)的報警模塊，使手持式超低場MRI系統(tǒng)的報警裝置12發(fā)出可疑危險物品的信息提示；當(dāng)采集到的磁共振特征信息的質(zhì)子密度低于預(yù)設(shè)的磁共振特征信息閾值的質(zhì)子密度時，激發(fā)手持式超低場MRI系統(tǒng)的報警模塊，使手持式超低場MRI系統(tǒng)的報警裝置12發(fā)出安全物品的信息提示。上述安檢方法中，如果需要對可疑危險物品作進(jìn)一步確認(rèn)時，可通過成像來進(jìn)一步辨認(rèn)可疑危險物品。在軟件部分中，磁場參數(shù)變換模塊采用傅立葉公式進(jìn)行變換，將 SQUID6探測到的不規(guī)則磁場參數(shù)變換為適合使用現(xiàn)有磁共振成像算法的磁場參數(shù)，圖像重建模塊采用變換后的磁場參數(shù)及現(xiàn)有磁共振成像算法重建圖像重建被測物體的圖像。具體變換方法如下如圖6所示，將梯度場中的被測物體劃分為η個正方體體素，用點Pn代表，坐標(biāo)(X，1，ζ)η;通過梯度線圈空間排布，使各點外部場強(qiáng)β各不相同；經(jīng)激勵后時刻t沿測量方向磁通瞬時值為Bn，進(jìn)動頻率為ωη，根據(jù)拉莫(Larmor)公式ω^ = Υ . β ^(其中ω^ 進(jìn)動頻率；Y 旋磁比；β “外磁場強(qiáng)度；Y由物質(zhì)的特性決定，為固定值；β C1可以通過磁通計測出)，求出各點的進(jìn)動頻率ωη ；由SQUID所獲得的η個正方體體素經(jīng)激勵后時刻t磁
OO
通總量B⑴，根據(jù)傅立葉變換可得，Μ。= [(Asin(6V))，將已計算出η個點的ωη代和
D ⑴ =1
已測出的B(t)入上式，可得到各個點的Bn，其唯一對應(yīng)于Pn的坐標(biāo)(x，y，z)n。在其它實施方式中，手持式超低場MRI系統(tǒng)包括硬件部分和軟件部分；硬件部分包括智能手持設(shè)備、激勵線圈模塊、極化線圈模塊、梯度線圈模塊、接收線圈模塊、接收線圈模塊檢測器、數(shù)據(jù)獲取模塊、主控制模塊、電力控制模塊、接口模塊、報警裝置、探頭外殼和磁屏蔽罩；接口模塊通過局域網(wǎng)與智能手持設(shè)備連接；報警裝置與智能手持設(shè)備連接；磁屏蔽罩設(shè)于探頭外殼中，磁屏蔽罩的底部設(shè)有開口，開口與探頭外殼的底部連接；接收線圈模塊、接收線圈模塊檢測器均設(shè)于磁屏蔽罩中，接收線圈模塊安裝在磁屏蔽罩的開口處；極化線圈模塊和梯度線圈模塊均設(shè)于探頭外殼內(nèi)部，并分布于磁屏蔽罩的外側(cè)；軟件部分設(shè)于智能手持設(shè)備上；軟件部分包括比對模塊和報警模塊。這種實施方式采用接收線圈模塊檢測器作為磁通量探測器，精度不高，但無需冷卻，適用于精度要求不高的一般安檢場合。
權(quán)利要求
1.一種基于手持式超低場MRI系統(tǒng)的安檢方法，其特征在于包括如下步驟(1)、根據(jù)危險物品的種類和體積允許量，預(yù)設(shè)多組磁共振特征信息閾值；O)、在被測物品所處空間產(chǎn)生規(guī)則的磁場，使被測物品中的原子極化，再對被測物品發(fā)出激勵信號，使被測物品發(fā)出磁共振信號；(3)、采集被測物品發(fā)出的磁共振信號，并提取其中的磁共振特征信息；G)、采集到的被測物品的磁共振特征信息依次與預(yù)設(shè)的其中一組磁共振特征信息閾值進(jìn)行比對，并發(fā)出提示信息。
2.如權(quán)利要求1所述的安檢方法，其特征是所述磁共振特征信息包括Tl、T2和質(zhì)子也/又。
3.如權(quán)利要求1或2所述的安檢方法，其特征是所述手持式超低場MRI系統(tǒng)包括硬件部分和軟件部分；硬件部分包括智能手持設(shè)備、激勵線圈模塊、極化線圈模塊、梯度線圈模塊、接收線圈模塊、SQUID、冷卻模塊、數(shù)據(jù)獲取模塊、主控制模塊、電力控制模塊、接口模塊、報警裝置、探頭外殼和磁屏蔽罩；接口模塊通過局域網(wǎng)與智能手持設(shè)備連接；報警裝置與智能手持設(shè)備連接；磁屏蔽罩設(shè)于探頭外殼中，磁屏蔽罩的底部設(shè)有開口，開口與探頭外殼的底部連接；接收線圈模塊、SQUID和冷卻模塊均設(shè)于磁屏蔽罩中，接收線圈模塊安裝在磁屏蔽罩的開口處，冷卻模塊與SQUID接觸；極化線圈模塊和梯度線圈模塊均設(shè)于探頭外殼內(nèi)部，并分布于磁屏蔽罩的外側(cè)；軟件部分設(shè)于智能手持設(shè)備上，軟件部分包括比對模塊和報警模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的安檢方法，其特征是所述冷卻模塊包括冷卻頭、冷卻導(dǎo)管和供冷裝置，冷卻頭與SQUID接觸，冷卻頭通過冷卻導(dǎo)管與供冷裝置連接；供冷裝置包括外部制冷裝置、冷卻膠囊安裝腔和冷卻膠囊；外部制冷裝置與冷卻導(dǎo)管連接；冷卻膠囊包括膠囊接口模塊、冷卻劑注入口閥門、膠囊腔體和冷卻劑輸出口閥門，膠囊腔體設(shè)有絕熱層，冷卻劑注入口閥門和冷卻劑出口閥門分設(shè)于膠囊腔體兩端；冷卻劑注入口閥門和冷卻劑出口閥門通過膠囊接口模塊與主控制模塊連接；冷卻膠囊處于冷卻膠囊安裝腔中，冷卻劑輸出口閥門與冷卻導(dǎo)管連接。
5.如權(quán)利要求1或2所述的安檢方法，其特征是所述手持式超低場MRI系統(tǒng)包括硬件部分和軟件部分；硬件部分包括智能手持設(shè)備、激勵線圈模塊、極化線圈模塊、梯度線圈模塊、接收線圈模塊、接收線圈模塊檢測器、數(shù)據(jù)獲取模塊、主控制模塊、電力控制模塊、接口模塊、報警裝置、探頭外殼和磁屏蔽罩；接口模塊通過局域網(wǎng)與智能手持設(shè)備連接；報警裝置與智能手持設(shè)備連接；磁屏蔽罩設(shè)于探頭外殼中，磁屏蔽罩的底部設(shè)有開口，開口與探頭外殼的底部連接；接收線圈模塊、接收線圈模塊檢測器均設(shè)于磁屏蔽罩中，接收線圈模塊安裝在磁屏蔽罩的開口處；極化線圈模塊和梯度線圈模塊均設(shè)于探頭外殼內(nèi)部，并分布于磁屏蔽罩的外側(cè)；軟件部分設(shè)于智能手持設(shè)備上，軟件部分包括比對模塊和報警模塊。
6.如權(quán)利要求3所述的安檢方法，其特征是所述手持式超低場MRI系統(tǒng)的軟件部分還包括磁場參數(shù)變換模塊和圖像重建模塊。
7.如權(quán)利要求4所述的安檢方法，其特征是所述手持式超低場MRI系統(tǒng)的軟件部分還包括磁場參數(shù)變換模塊和圖像重建模塊。
8.如權(quán)利要求5所述的安檢方法，其特征是所述手持式超低場MRI系統(tǒng)的軟件部分還包括磁場參數(shù)變換模塊和圖像重建模塊。
9.如權(quán)利要求7所述的安檢方法，其特征是在所述磁場參數(shù)變換模塊中，將梯度場中的被測物品劃分為η個正方體體素，用點Pn代表，坐標(biāo)(X，y，z)n ；接收由SQUID所獲得的η 個正方體體素經(jīng)激勵后時刻t磁通總量B (t)；根據(jù)拉莫公式COtl= γ. 求出各點的進(jìn)動OO頻率ωη;根據(jù)傅立葉變換，將B(t)和《 代入公式B(t) =Z(Xsin(^V))中，得到各個n=\點的磁通瞬時值Bn。
10.如權(quán)利要求8所述的安檢方法，其特征是在所述磁場參數(shù)變換模塊中，將梯度場中的被測物品劃分為η個正方體體素，用點Pn代表，坐標(biāo)(X，1，ζ)η;接收由接收線圈模塊檢測器所獲得的η個正方體體素經(jīng)激勵后時刻t磁通總量B(t)；根據(jù)拉莫公式％ = Y. ^求出各點的進(jìn)動頻率ωη;根據(jù)傅立葉變換，將B(t)和《 代入公式OOB(t)中，得到各個點的磁通瞬時值Bn。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于手持式超低場MRI系統(tǒng)的安檢方法，其特征在于包括如下步驟(1)、根據(jù)危險物品的種類和體積允許量，預(yù)設(shè)多組磁共振特征信息閾值；(2)、在被測物品所處空間產(chǎn)生規(guī)則的磁場，使被測物品中的原子極化，再對被測物品發(fā)出激勵信號，使被測物品發(fā)出磁共振信號；(3)、采集被測物品發(fā)出的磁共振信號，并提取其中的磁共振特征信息；(4)、采集到的被測物品的磁共振特征信息依次與預(yù)設(shè)的其中一組磁共振特征信息閾值進(jìn)行比對，并發(fā)出提示信息。這種安檢方法，解決了以前因傳統(tǒng)MRI系統(tǒng)體積龐大而無法應(yīng)用于安檢的問題；能夠分辨包括液體在內(nèi)的任何物質(zhì)的種類及含量；安檢快捷方便；采用磁共振技術(shù)，無輻射危害。
文檔編號G01R33/32GK102253417SQ20111010296
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月23日
發(fā)明者李德來, 林國臻 申請人:汕頭市超聲儀器研究所有限公司