CN103202695B - 核磁共振成像系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种核磁共振成像系统及其方法，该系统包括独立设置的主磁体，连接于病床上的梯度线圈以及射频线圈，所述主磁体的中央设有供所述病床、梯度线圈以及射频线圈伸入的空间。本发明用独立于所述主磁体的梯度线圈和射频线圈的分离式结构代替主磁体、梯度线圈以及射频线圈一体式成型的结构，避免过于狭窄的空间使病人产生封闭恐惧感。同时本发明减少了现有的核磁共振成像系统对磁体材料和屏蔽空间的要求，从而进一步降低了相应的成本及维护费用。

Description

核磁共振成像系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种具有独立主磁体结构的核磁共振成像系统及其方法。

背景技术

磁共振成像（MRI，英文全称：magnetic resonance imaging）系统常被用于医疗卫生领域，即利用人体组织中氢原子核（质子）在磁场中受到射频脉冲的激励而发生核磁共振现象，产生磁共振信号，经过电子计算机处理，重建出人体某一层面的图像的成像技术。

在磁共振成像应用中，如图1所示，病人身体1（或目标物）放在一个成像区域2中，成像区域2由核磁共振成像系统部件的设计和位置布局决定。现有常规的一体化系统结构包含了从外向内依次固定的主磁体3、梯度线圈4和射频线圈5，其中一个问题是用于放置病人身体1的中心空间非常有限，由于同时还放置有病床6，因此躺下的病人容易产生封闭恐惧感。为了将病人身体1待成像部位恰当地放在成像区域2内，一些肢体成像，如肩膀，会非常困难，对于体型大的病人甚至是不可能的。

因此，如何提供一种放置病人身体的中心空间较大，且成像区域更加灵活的核磁共振成像系统及其方法是本领域的技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明提供一种核磁共振成像系统及其方法，以扩大放置病人身体的中心空间，并提高成像区域的灵活性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种核磁共振成像系统，包括独立设置的主磁体，连接于病床上的梯度线圈以及射频线圈，所述主磁体中央设有供所述病床、梯度线圈以及射频线圈伸入的空间。

较佳地，还包括匀场部件，所述匀场部件连接于所述病床上。

较佳地，所述梯度线圈、射频线圈以及匀场部件与所述病床可拆卸式或可移动式连接。

较佳地，所述梯度线圈、射频线圈以及匀场部件的大小和位置与病人各身体部位相对应。

较佳地，所述主磁体为一体式成型的中空的圆柱体。

本发明还提供了一种核磁共振成像方法，应用于如上所述的核磁共振成像系统，其步骤包括：

S1：将病人身体放置于病床上；

S2：将所述梯度线圈和射频线圈置于病人身体的带测试部位；

S3：将病床推入所述主磁体中央的空间中，进行核磁共振成像。

相比于现有技术，本发明提供的核磁共振成像系统及其方法具有如下优点：

1.本发明用独立于所述主磁体的梯度线圈和射频线圈的分离式结构代替主磁体、梯度线圈以及射频线圈一体式成型的结构，所述主磁体为病人和放射师提供了更多可以利用的空间，它可以使有封闭恐惧症的病人得到放松，还可以开辟新的临床应用，比如核磁共振成像对于需要更多空间的身体运动成像中的应用；

2.在为病人提供一个同等大小成像区域的同时，该发明可以减小主磁体尺寸并显著地缩小5高斯线，从而进一步降低磁铁的成本和屏蔽空间代价；

3.在高场情况下，该发明使用相对较小的主磁体，减轻了重量增加的担忧并减少在更高磁场强度时对于制冷剂的消耗。

附图说明

图1为现有技术的核磁共振成像系统的结构示意图；

图2为本发明一具体实施方式的核磁共振成像系统的结构示意图（头部成像）；

图3为本发明一具体实施方式的核磁共振成像系统的结构示意图（脚部成像）。

图1中：1-病人身体、2-成像区域、3-主磁体、4-梯度线圈、5-射频线圈、6-病床；

图2～3中：10-病人身体、20-成像区域、30-主磁体、40-梯度线圈、50-射频线圈、60-病床。

具体实施方式

为了更详尽的表述上述发明的技术方案，以下列举出具体的实施例来证明技术效果；需要强调的是，这些实施例用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。

本发明提供的核磁共振成像系统，如图2至图3所示，包括独立设置的主磁体30，连接于病床60上的梯度线圈40以及射频线圈50，所述主磁体30中央设有供所述病床60、梯度线圈40以及射频线圈50伸入的空间。本发明用独立于所述主磁体30的梯度线圈40和射频线圈50的分离式结构代替主磁体30、梯度线圈40以及射频线圈50一体式成型的结构，具体地，本实施例中，在成像区域20大小不变的情况下，所述主磁体30中央的空间的内直径由600mm扩大至700～900mm，避免了过于狭窄的空间使病人产生的封闭恐惧感，且本发明无需在整个主磁体30内铺设射频线圈50，对病人全身进行射频检测，确保人体组织每单位质量对功率吸收率处于安全限度以下。

较佳地，请继续参考图2和图3，所述核磁共振成像系统还包括匀场部件（图中未示出），所述匀场部件连接于所述病床60上，所述射频线圈50与主磁体30产生磁场；所述梯度线圈40可以增加或减弱主磁体30产生的磁场强度，使沿梯度方向的自旋质子具有不同的磁场强度，因而有不同类型的共振频率；所述匀场部件用于均匀磁场。

较佳地，请继续参考图2和图3，所述梯度线圈40、射频线圈50以及匀场部件与所述病床60可拆卸式或可移动式连接，较佳地，所述梯度线圈40、射频线圈50以及匀场部件的大小和位置与病人各身体部位相对应，如图2所示的头部成像和图3所示的脚部成像，这样，采用局部的、较小的与病人身体各部位相对应的梯度线圈40、射频线圈50以及匀场部件，由于局部的梯度线圈40在更小的空间内具备良好的线性度，因此减少了磁场强度变化率(dB/dt)在安全性上对生理的约束，可实现在高场核磁共振成像的高效梯度应用；同时，相对于现有技术，本发明所引入的声学噪音显著地减弱，由于梯度线圈40上的机械力和磁场强度成比例，本发明将主磁体30和梯度线圈40分离，限制了声学噪音的强度，从而改善了病人的舒适度和机械稳定性，特别是在高场磁共振成像应用时效果更加明显；而且，本发明采用局部的射频线圈50和匀场部件，有效地补偿了伴随高磁场强度增加的磁感效应，没有了全身的射频线圈50，与主磁体30分离的射频线圈50与身体部位共形性更好，作为衡量人体组织对能量吸收的指标，每单位质量对功率吸收率（SAR），可以更好地控制在安全限度下；另外，所述主磁体30、梯度线圈40和射频线圈50在工程上的好处为：有效地降低了高场核磁共振成像的一些基本限制，如安全性、功率损耗和维护成本，因此可以降低工程问题中的权衡，从而进一步地探索新的脉冲序列设计，获得新技术和硬件设计。故本发明展现了空间的灵活性，并保证了好的成像质量。

需要说明的是，本发明中的梯度线圈40、射频线圈50以及匀场部件的结构及形状不定，图2仅为示意图，也就是说，所述梯度线圈40、射频线圈50以及匀场部件分别以所述病床60为支撑铺设即可，对其具体的铺设方式此处不做限定。

较佳地，请继续参考图2和图3，所述主磁体30为一体式成型的中空的圆柱体。本发明中，临床医生可以在病床60被推入所述主磁体30中央的空间中之前，对梯度线圈40、射频线圈50以及匀场部件的位置进行调整，使其更加贴合病人身体10，从而扩大临床医生的活动空间范围。

本发明还提供了一种核磁共振成像方法，请结合图2和图3，应用于如上所述的核磁共振成像系统，其步骤包括：

S1：将病人身体10放置于病床60上；

S2：将所述梯度线圈40和射频线圈50置于病人身体10的待测试部位，当然，将所述匀场部件也置于病人身体10的待测试部位；

S3：将病床60推入所述主磁体30中央的空间中，进行核磁共振成像。

综上所述，本发明提供的核磁共振成像系统及其方法，该系统包括独立设置的主磁体30，连接于病床60上的梯度线圈40以及射频线圈50，所述主磁体30中央设有供所述病床60、梯度线圈40以及射频线圈50伸入的空间。本发明用独立于所述主磁体30的梯度线圈40和射频线圈50的分离式结构代替主磁体30、梯度线圈40以及射频线圈50一体式成型的结构，避免过于狭窄的空间使病人产生封闭恐惧感。同时本发明减少了现有的核磁共振成像系统对磁体材料和屏蔽空间的要求，从而进一步降低了相应的成本及维护费用。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种核磁共振成像系统，其特征在于，包括独立设置的主磁体，连接于病床上的梯度线圈以及射频线圈，所述主磁体的中央设有供所述病床、梯度线圈以及射频线圈伸入的空间，还包括匀场部件，所述匀场部件连接于所述病床上，所述梯度线圈、射频线圈以及匀场部件与所述病床可拆卸式或可移动式连接。

2.如权利要求1所述的核磁共振成像系统，其特征在于，所述梯度线圈、射频线圈以及匀场部件的大小和位置与病人各身体部位相对应。

3.如权利要求1所述的核磁共振成像系统，其特征在于，所述主磁体为一体式成型的中空的圆柱体。

4.一种核磁共振成像方法，其特征在于，应用于如权利要求1～3中任一项所述的核磁共振成像系统，其步骤包括：

S1：将病人身体放置于病床上；

S2：将所述梯度线圈和射频线圈置于病人身体的待测试部位；

S3：将病床推入所述主磁体中央的空间中，进行核磁共振成像。