CN101878433A

CN101878433A - 产生电流的mri系统装置

Info

Publication number: CN101878433A
Application number: CN2008801181149A
Authority: CN
Inventors: T·E·K·瓦尔约; I·A·J·科斯凯拉; M·P·于利霍塔拉
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2010-11-03
Also published as: JP2011505188A; US20110009730A1; WO2009069098A3; EP2217940A2; RU2010126638A; WO2009069098A2

Abstract

磁共振成像系统(10)包括生成穿过检查区域(14)的B₀磁场的主场磁体(12)。将一个或多个电功率发生器(30)设置在B₀磁场中。每个电功率发生器包括可旋转地安装以便相对于B₀磁场运动的至少一个绕组或线圈(34)。诸如叶片或推进器(62)、与流体泵(72)结合的涡轮(74)或与驱动轴(76)结合的电动机(78)和齿轮箱(74)的机械机构(60)驱动至少一个绕组(34)以这样的方式运动，即绕组(34)与B₀磁场相互作用，从而生成电流。

Description

产生电流的MRI系统装置

技术领域

本申请涉及磁共振技术。本申请特别应用于与诊断成像结合并且将特别参考诊断成像来描述。然而，将意识到，本申请还可以应用于与光谱学、放射治疗等结合。

背景技术

在磁共振成像中，局部或表面线圈往往直接放在患者上，以接收磁共振信号。电导线从局部或表面线圈延伸至远程信号及数据处理装备。然而，由于这些导线穿过磁共振成像区域延伸，因而在磁共振成像序列期间，这些导线经受RF和梯度磁场脉冲。在某些情况下，这些脉冲可能在导线上感应高电流或电压，这些高电流或电压可能对患者有害。

已提出各种建议来解决该问题。例如，已沿着导线放置带通滤波器。然而，在某些情况下，这样的滤波器可能通过电流。

其他人建议使用光纤通信。然而，仍然需要向线圈提供功率，以操作前置放大器、模数转换器以及用于将模拟电信号转换成适当的格式的其他装备，以便通过光纤传输。

电功率导线又容易受到可能伤害患者或损害电子器件的电流和电压尖峰的影响。

其他人提议电池。然而，充电电池不方便，并且电池寿命可能是个问题。

WO 2006/067682提议在RF源和局部线圈之间感应地传递功率。

本申请提供一种克服上面所提到的问题及其他的新的改进的方法和装置。

发明内容

根据一个方面，提供一种磁共振系统。磁体生成主磁场，该主磁场也被称为B₀磁场。系统感应共振并接收所感应的共振信号。将电功率发生器设置在B₀场中。电功率发生器包括：至少一个绕组；用于安装局部或表面线圈以便相对于B₀磁场运动的机构；以及驱动至少一个绕组运动，使得绕组与B₀磁场相互作用从而生成电流的机构。

根据另一方面，用于在生成B₀磁场的磁共振系统中使用的电功率发生器包括：至少一个绕组；用于安装绕组以便相对于B₀磁场运动的机构；以及驱动至少一个绕组运动，使得绕组与B₀磁场相互作用，从而生成电流的机械机构。

根据另一方面，提供一种磁共振方法。生成穿过检查区域的B₀磁场，B₀磁场用于对检查区域中的受试者进行检查。使至少一个绕组相对于B₀磁场运动，以生成电流。所生成的电流用于给与磁共振检查相关联的电子设备供电。

一个优点在于使用长导线的电连接的消除。

另一优点在于其对磁共振装备中的电子器件和磁共振装备附近的电子器件这两者的广泛适用性。

在阅读并理解下列详细描述的基础上，更进一步的优点和好处将对本领域普通技术人员变得显而易见。

附图说明

本发明可以具体化为各种部件和部件的布置，并且可以具体化为各种步骤和步骤的布置。附图仅用于图示说明优选实施例的目的，并不应当解释为限制本发明。

图1是与多个电流生成单元结合的磁共振装置的示意性图示；

图2图解说明安装有局部接收线圈的发生器单元和相关联的电路；

图3图解说明电流发生器的另一实施例；以及

图4图解说明特别适合于放置在患者支撑或台中的电流发生器。

具体实施方式

参考图1，磁共振装置10包括多个主磁场线圈12，例如，设置在低温冷却系统的杜瓦瓶中的用于生成穿过成像区域14的静态B₀磁场的超导线圈。当然，还预期电阻性磁体。此外，尽管图示说明了孔型扫描器，但还可以利用C型扫描器、开放扫描器等。梯度线圈组件16包括多个用于典型地沿三个正交方向生成梯度磁场的梯度线圈绕组。全身RF线圈18发射用于在检查区域14中的对象(例如，患者或其他受试者)中激励并操纵磁共振的射频脉冲。任选地，RF线圈18还可以用作接收线圈，以在磁共振激励之后接收对象所发射的共振信号。

受试者或患者台或支撑20可纵向地移动至检查区域中并且可纵向地从检查区域移出，以将患者或其他受试者的一个区域移动至检查区域14中。将诸如头部线圈(图解说明)、膝盖或其他关节线圈、表面线圈、导管可插入的线圈等的局部线圈22与患者或受试者一起移动至检查区域中。在某些成像序列中，使用全身线圈18在检查区域14中激励共振，并且，由局部线圈22接收所得到的受激共振。由重建处理器24重建所接收的共振信号，以生成一个或多个二维或三维磁共振图像，以便在图像存储器26中存储。在监测器28上显示来自存储在图像存储器26中的图像表示的人类可读图像。当然，还预期所重建的图像表示的其他类型的读出。

一个或多个电流发生器30安装在检查区域14中或检查区域14附近。在图1的图解说明的位置，电流发生器30₁安装在局部线圈22上，以向局部线圈22供应功率。安装在患者支撑20中的另一电流发生器30₂可以例如向患者台中的电源插座供应电功率，在该电源插座中可以插入局部线圈、患者监测器、患者娱乐设备或其他功率消耗设备。从发生器至电子设备的短电导线(例如，在通过磁共振技术询问的核的共振频率下少于四分之一波长)通常将不支持感应电流或电压脉冲。另一电流发生器30₃图解说明为安装在孔中，并且，又一发生器30₄图解说明为安装在孔的外部，例如，在磁共振扫描器的内部工作部分中，诸如在与梯度线圈16相邻的全身RF线圈18后面。电流发生器30₃和30₄还可以配置为与局部线圈、显示器、患者娱乐及其他电子设备互相连接。电流发生器30₅图解说明为合并至诸如用于监测患者的生理状况的患者监测器、诸如音频或视频播放器的患者娱乐设备等的电子设备32中。电流发生器30₆图解说明为安装在孔的外部但仍在主磁场内。电流发生器30还可以用于为监测患者台位置、为fMRI探头等提供功率。

参考图2，每个电流发生器30包括线圈绕组34，该线圈绕组34安装在轴承36上，以便相对于B₀场旋转。随着绕组切割B₀场，在绕组中生成电流。预期用于生成电流的如本领域所公知的诸如环、8s的图形、超环面等的各种绕组模式。如果所要求的电流是DC，则绕组与AC至DC转换器40和电压调节器42连接。电压调节器42为所供电的电子部件提供适当的幅值的电压。在图2的示例中，局部线圈22的绕组与放大器44连接，放大器44由来自电压调节器42的电压供电。局部线圈所接收的经放大的信号由模数转换器46转换为数字信号，并由电光转换器48转换为光信号。所得到的数字光信号由光纤50输送至磁共振重建处理器24(在图1中示出)或其他远程电子器件。当然，由所生成的电流或电压供电的电子器件的确切性质将随着应用而变化。任选地，诸如电容器或可再充电电池的电功率存储设备52与电压调节器连接。在功率未被电子部件使用或完全消耗时，可以对电功率存储设备进行充电，并且在需要时，电功率存储设备进行放电以供应功率。以这种方式，对于激增使用功率的装备，可以利用更小的电流发生器。

预期各种机构60，以便驱动绕组34以相对于B₀场旋转。在图2的实施例中，该机构包括通过传递空气以旋转绕组34而被推进的叶片或推进器62。可以由扫描器的通风系统或补充的风扇来供应移动的空气。在图3的实施例中，用于旋转绕组34的机构60包括流体涡轮64。

如图1所图示说明的，流体冷却器70连接至泵72，泵72泵出穿过磁共振系统10的梯度线圈16、RF线圈18或其他部件的冷却流体。冷却流体不仅泵出穿过扫描器10的部件，而且还穿过涡轮64，以转换成旋转力而旋转绕组34。冷却流体可以包括液体、气体等。如果冷却流体是空气，则空气无需穿过冷却器而再循环。而是，空气可以泵自环境大气并排放至环境大气。冷却流体还可以用于冷却其他部件，诸如结合的PET/MR成像系统中的PET探测器。尽管图1和3图解说明了驱动涡轮64的流体执行驱动涡轮和提供冷却的双重功能的实施例，但预期可以出于驱动一个或多个电流发生器30的涡轮64的唯一目的而提供流体。

在另一实施例中，诸如设置在患者床20中的电流发生器30₂的电流发生器30由机械联动装置驱动。可旋转的绕组34通过齿轮箱74与旋转的驱动轴76相互连接。驱动轴穿过患者支撑或MR磁共振扫描器10的其他结构而延伸至驱动电动机78。为了方便进入，诸如电子电动机、气动电动机、液压电动机等的驱动电动机78可以设置在检查区域14的外部。还可以利用链驱动、带驱动或其他机械联动，而不是驱动轴。

还预期如本领域普通技术人员所公知的提供动力以旋转绕组穿过B₀场从而生成电功率的许多其他机构。还预期以除了圆形旋转模式以外的模式使绕组运动。

由于电流发生器30可以设置在成像区域14中或成像区域14附近，因而电流发生器30优选由不被磁共振成像系统成像或并不足以干扰B₀磁场、梯度磁场或RF场以致于引起图像失真或劣化的材料构成。预期诸如铝、不锈钢的各种磁共振惰性材料、不在磁共振扫描器10的共振频率附近共振的各种塑料、绝缘油等。为了避免在磁共振成像序列中干扰RF信号，有利地利用法拉第屏蔽或RF屏蔽来屏蔽电流发生器30。

已参考优选实施例来描述本发明。在阅读并理解先前的详细的说明书的基础上，可以修改和变更为其他。意在将本发明解释为包括所有这样的修改和变更，只要它们落在所附权利要求书及其等同物的范围内。在权利要求书中，放在括号之间的任何参考符号不应当解释为限制权利要求书。词语“包括”不排除除了权利要求书中列出的元件或步骤以外的元件或步骤的存在。元件前面的词语“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。所公开的方法可以通过包括若干个不同的元件的硬件实现，并且通过适当地编程的计算机实现。在列举若干个装置的系统权利要求书中，这些装置的若干个装置可以由计算机可读软件或硬件的同一个项目实施。在互不相同的从属权利要求中引述某些措施的这一事实并不指示不能使用这些措施的组合来获益。

Claims

1.一种磁共振系统(10)，包括：

磁体(12)，其生成B₀磁场；

系统(18、22)，其用于感应共振并接收所感应的共振信号；

电功率发生器(30)，其设置在所述B₀磁场中，所述电功率发生器包括：

至少一个绕组(34)，

机构(36)，其用于安装所述绕组(34)，以便相对于所述B₀磁场运动，

机械机构(60；62、64、72、74、76、78)，其驱动所述至少一个绕组(34)运动，使得所述绕组与所述B₀磁场相互作用，从而生成电流。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述机械机构(60)包括风扇或叶轮叶片(62)。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述机械机构(60)包括流体驱动涡轮(64)。

4.如权利要求1所述的系统，其中，所述驱动机构(60)包括机械驱动(74、76、78)。

5.如权利要求1所述的系统，其中，所述用于感应共振并接收所感应的共振信号的系统包括局部接收线圈(22)，所述电功率发生器(30)安装到所述局部接收线圈(22)或与所述局部接收线圈相邻的患者支撑(20)中的至少一个。

6.如权利要求5所述的系统，其中，所述局部接收线圈(22)包括下列至少一个：

放大器(44)，其与所述电流发生器(30)连接，以从所述电流发生器(30)接收运行功率；和/或

模数转换器(46)，其与所述电流发生器(30)连接，以从所述电流发生器(30)接收运行功率。

7.如权利要求1所述的系统，还包括电子设备(32)，其配置为选择性地部署到所述B₀场中，所述电流发生器(30)与所述电子设备(32)耦合以向所述电子设备(32)提供运行功率。

8.如权利要求7所述的系统，其中，所述电子设备包括生理监测器、患者娱乐设备、音乐播放器、视频播放器、fMRI探头或患者台位置监测器中的至少一个。

9.如权利要求1所述的系统，还包括：

受试者支撑(20)，其用于将受试者移动至检查区域(14)中或从所述检查区域移出，所述电流发生器(30)安装在所述受试者支撑(20)中。

10.如权利要求1所述的系统，还包括：

流体冷却系统(70、72)，其使冷却流体循环至热生成部件，并且其中，所述电流发生器驱动机构(60)包括与所述流体冷却系统(70、72)连接的流体驱动涡轮(64)。

11.如权利要求1所述的系统，其中，所述磁共振系统(10)是生成检查区域(12)中的受试者的一部分的磁共振图像的磁共振成像系统，并且其中，将所述电流发生器(30)设置在所述检查区域(14)外部和所述B₀磁场中。

12.一种在生成B₀磁场的磁共振系统中使用的电发生器(30)，所述电发生器(30)包括：

至少一个绕组(34)；

机构(36)，其用于安装所述绕组(34)，以便相对于所述B₀磁场运动；以及

13.一种磁共振方法，包括：

生成穿过检查区域(14)的B₀磁场，用于对所述检查区域中的受试者进行磁共振检查；以及

使所述B₀磁场中的至少一个绕组(34)相对于所述B₀磁场运动，以生成电流。

14.如权利要求13所述的方法，包括使用所生成的电流给与所述磁共振检查相关联的电子设备(22、32)供电。

15.如权利要求13所述的方法，其中，使所述绕组(34)运动包括驱动所述绕组以与流动流体或机械机构中的至少一个一起旋转。