CN103654787A - 磁共振成像装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种磁共振成像（MRI）方法和装置，其中导体安装在静磁场线圈单元和梯度线圈单元之间的空间中以消除在静磁场线圈单元中感生的涡流电流的不对称。该结构在偏离静磁场线圈单元和梯度线圈单元的同心布置时允许涡流电流的对称布置。MRI装置包括：静磁场线圈单元，配置为在目标中形成静磁场；梯度线圈单元，配置为在静磁场中形成梯度场；和一个或多个导体，安装在静磁场线圈单元和梯度线圈单元之间的空间中，并配置为使静磁场线圈单元中感生的涡流电流对称地分布。

Description

磁共振成像装置及其制造方法
技术领域
本公开涉及使用磁共振成像（MRI）诊断各种疾病的MRI装置及其制造方法。
背景技术
一般而言，医学成像系统是用于提供关于病人体内的图像信息的装置。医学成像系统包括X-射线设备、超声诊断仪器、计算机断层成像（CT）扫描仪、磁共振成像（MRI）装置等。
MRI装置在医学成像诊断领域保持重要位置，原因在于图像采集条件相对自由且MRI装置能够提供优良的可检测性并能够提供关于软组织的各种诊断信息图像。
MRI通过使用对人无害的磁场和非电离辐射的RF在人体的氢原子核中引起核磁共振（NMR），于是使原子核的密度以及物理或化学特性成像。
更详细地，在恒定磁场已经被施加到原子核的状态下，MRI装置将特定频率和能量供应至原子核，以使得原子核释放能量，并且MRI装置将从原子核释放的能量转换成信号，由此能够可见地诊断人体内部。
在施加磁场时，配置该原子核的质子因为该质子具有自旋角动量和磁偶极矩而在磁场方向布置，并且原子核进行关于磁场方向的进动。该进动导致核磁共振，使得能够通过该核磁共振获得人体的内部图像。
同时，MRI装置向目标中形成的静磁场施加梯度场，于是获得目标的图像。为了在静磁场中形成梯度场，需要向梯度线圈单元供应脉冲型电流。
如果脉冲型电流被施加到梯度线圈单元，则由于电磁感应，涡流电流流过用于在目标中形成静磁场的静磁场线圈单元。在静磁场线圈单元中感生的涡流电流还感应妨碍正常图像的获得的磁场，导致图像品质的劣化。
因此，为了避免由于流过用于在目标中形成静磁场的静磁场线圈单元的这样的涡流电流引起的图像品质劣化，在该领域中需要一种能够抑制涡流电流的影响的技术。
发明内容
因此，本发明的一方面提供一种磁共振成像（MRI）装置和该MRI装置的制造方法，其中导体安装在静磁场线圈单元和梯度线圈单元之间的空间中以消除在静磁场线圈单元中感生的涡流电流的不对称，使得涡流电流具有对称分布。
本发明的额外方面将在以下的描述中被部分地阐述，且可以通过对本发明的实践而习知。
根据本发明的一个示例性方面，磁共振成像（MRI）装置可以包括：静磁场线圈单元，配置为在目标中形成静磁场；梯度线圈单元，配置为在静磁场中形成梯度场；和一个或多个导体，安装在静磁场线圈单元和梯度线圈单元之间的空间中，并配置为使静磁场线圈单元中感生的涡流电流对称地分布。
一个或多个导体可以安装在不对称空间中，由此调整在静磁场线圈单元中感生的涡流电流的幅度，该不对称空间是在梯度线圈单元偏离参考状态时形成的，其中在参考状态中梯度线圈单元与静磁场线圈单元形成同心体。换言之，当梯度线圈从与静磁场线圈单元形成同心体的位置（参考状态）移动时，在静磁场线圈单元中的涡流电流的幅度被调整。
一个或多个导体可以安装在过度空间中，由此调整在静磁场线圈单元的一部分（该部分与过度空间相应）中感生的涡流电流的幅度，该过度空间是在梯度线圈单元偏离参考状态时形成的，其中在参考状态中梯度线圈单元与静磁场线圈单元形成同心体。
此外，静磁场线圈单元的与过度空间相应的部分可以包括一区域，在所述区域中，梯度线圈单元和静磁场线圈单元之间的空间在梯度线圈单元偏离参考状态时变宽。
一个或多个导体可以安装在用于对称地分布在静磁场线圈单元中感生并且在x轴、y轴和z轴方向当中的至少一个方向上不对称分布的涡流电流的幅度的位置处。
一个或多个导体可以由铜（Cu）、铝（Al）和不锈钢（SUS）当中的至少一种材料构成。
静磁场线圈单元可以包括在其中安装导体的一个或多个安装单元。
导体的尺寸和数量的至少一个可以基于对静磁场线圈单元中感生的涡流电流的测量结果而被确定。
一个或多个导体可以安装在静磁场线圈单元的一区域中，在该区域中所测量的涡流电流的幅度小于在静磁场线圈单元的另一区域测量的涡流电流的幅度，并且在所述区域中测量的涡流电流的较小幅度或所述区域的较大尺寸导致安装在所述区域中的一个或多个导体的较大尺寸或者较大量的所述导体。
一个或多个导体的形状可以基于其中安装导体的区域的形状而被决定。
根据本发明的另一示例性方面，一种磁共振成像（MRI）装置的制造方法可以包括：测量在静磁场线圈单元中形成的涡流电流；基于该测量结果，确定一个或多个导体将被安装从而形成在静磁场线圈单元中感生的涡流电流的对称分布的位置；和在所确定的位置中安装导体。
导体的安装位置可以包括在梯度线圈单元偏离参考状态时产生的不对称空间，在参考状态梯度线圈单元与静磁场线圈单元形成同心体。
导体的安装位置可以包括在梯度线圈单元和静磁场线圈单元之间的过度空间，该过度空间在梯度线圈单元偏离参考状态时产生，在参考状态梯度线圈单元与静磁场线圈单元形成同心体。
过度空间可以包括一区域，在所述区域中，梯度线圈单元和静磁场线圈单元之间的空间在梯度线圈单元偏离参考状态时变宽。
一个或多个导体的安装位置可以包括静磁场线圈单元的一区域，在该区域中测得在静磁场线圈单元的涡流电流的不对称分布中的较小幅度的涡流电流，所述不对称分布出现在x轴、y轴和z轴方向当中的至少一个方向上。
导体可以由诸如铜（Cu）、铝（Al）和不锈钢（SUS）当中的至少一种材料构成。
静磁场线圈单元可以包括在其中安装导体的一个或多个安装单元，在所确定的位置中安装导体可以包括在静磁场线圈单元的安装单元中安装导体，该安装单元安装在所确定的安装位置中。
用于形成在静磁场线圈单元中感生的涡流电流的对称分布的导体的尺寸和数量的至少一个可以基于测量结果被决定。
在基于测量结果确定的导体的安装位置中测得较小幅度的涡流电流时，或者在安装位置被确定为较大区域时，确定导体的尺寸和数量的至少一个可以包括增加在安装位置中安装的所述导体的尺寸或数量。
MRI装置的制造方法可以包括根据基于测量结果确定的导体的安装位置的形状而确定导体的形状。
根据本发明的一示例性方面，通过在测得小涡流电流幅度的区域中安装导体以增加在所述区域中的涡流电流，由于静磁场线圈单元的表面处理错误或静磁场线圈单元和梯度线圈单元的安装误差而产生的涡流电流分布的不对称可以被消除，使得涡流电流可以对称地分布。
此外，因为在静磁场线圈单元中感生的涡流电流通过在静磁场线圈单元和梯度线圈单元之间安装导体而具有对称分布，所以不能弥补不对称涡流电流分布影响的现有的预加重方法的效率或者通过图像后处理而去除涡流电流的产物（artifact）的方法的效率可以被提高。
此外，本发明有利地防止由于涡流电流的影响而引起的图像品质劣化。
附图说明
本发明的上述和/或其它示例性方面将通过结合附图对本发明的以下描述变得更明显，并且被本领域的普通技术人员更好地理解，其中：
图1是根据本发明一示例性实施方式的磁共振成像（MRI）装置的控制方块图；
图2示出MRI装置的外观的透视图；
图3显示了躺在被分成x、y和z轴的空间中的目标；
图4示出了磁体组件和梯度线圈单元的结构；
图5显示了配置梯度线圈单元的各个梯度线圈和与各个梯度线圈的操作相关的脉冲序列；
图6是详细地显示图1的磁体组件的截面的视图；
图7是截面图，其概念性地显示其中静磁场线圈单元和梯度线圈单元形成同心体的参考状态；
图8是截面图，其概念性地显示其中梯度线圈单元的位置偏离图7所示的参考状态的状态；
图9是截面图，其概念性地显示在梯度线圈单元偏离参考状态时产生的不对称空间；
图10是截面图，其概念性地显示其中导体设置在MRI装置的静磁场线圈单元和梯度线圈单元之间的不对称空间中的结构；
图11是透视图，其概念性地显示其中静磁场线圈单元和梯度线圈单元形成同心体的参考状态；
图12是透视图，其概念性地显示其中梯度线圈单元偏离图11所示的参考状态的状态；
图13是透视图，其概念性地显示在梯度线圈单元偏离参考状态时形成的不对称空间；
图14是透视图，其概念性地显示其中导体安装在MRI装置的静磁场线圈单元和梯度线圈单元之间的不对称空间中的结构；
图15是透视图，其概念性地显示其中导体布置在MRI装置的静磁场线圈单元上的结构；和
图16是流程图，其显示根据本发明一示例性实施方式的MRI装置的制造方法的示例性操作。
具体实施方式
现在，将更详细参考本发明的一些示例性实施方式，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终表示相同的元件。
图1是根据本发明一示例性实施方式的磁共振成像（MRI）装置100的控制方块图。
现在参考图1，根据本发明的该示例性实施方式的MRI装置100包括：磁体组件150，用于形成在原子核中引起共振的磁场；控制器120，用于控制磁体组件150的操作；以及图像处理器160，用于接收从原子核产生的回波信号以产生磁共振图像。
磁体组件150包括用于在其内部形成静磁场的静磁场线圈单元151、用于在静磁场中形成梯度场的梯度线圈单元152、在静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152之间的空间中布置的一个或多个导体157、以及用于施加RF脉冲以激发原子核并从该原子核接收回波信号的RF线圈单元153。
控制器120在该示例中包括：静态控制器121，用于控制通过静磁场线圈单元151形成的静磁场的强度和方向；和脉冲序列控制器122，用于设计脉冲序列并根据该脉冲序列控制梯度线圈单元152和RF线圈单元153。
此外，图1所示的MRI装置100包括：梯度施加单元130，用于向梯度线圈单元152施加梯度信号；和RF施加单元140，用于向RF线圈单元153施加RF信号，使得脉冲序列控制器122控制梯度施加单元130和RF施加单元140以调整在静磁场中形成的梯度场和被施加到原子核的RF。
此外，MRI装置100可以包括使用者操作单元110，该使用者操作单元110从使用者接收与MRI装置100的操作有关的控制命令，具体地，使用者操作单元110可以从使用者接收与扫描序列有关的命令以根据该控制命令产生脉冲序列。
使用者操作单元110还可以包括：操作控制台111，用于允许使用者操作MRI装置100；和显示器112，用于显示控制状态并显示由图像处理器160产生的图像，以便使用者诊断目标200（图2中示出）的健康状态。
图2示意性地显示了MRI装置100的外观，图3显示了躺在被划分为x、y和z轴的空间中的目标，图4显示了磁体组件150和梯度线圈单元152的结构，图5显示了配置梯度线圈单元152的各个梯度线圈和与各个梯度线圈的操作相关的脉冲序列。
在下文中，现在将参考图1至图5更详细地描述MRI装置100的操作。
磁体组件150构造为空心圆筒形状，磁体组件150的内部空间被称为“空腔”。传送单元210将躺在其上的目标200移到空腔中以便获得磁共振信号。
如上所述，磁体组件150优选地包括静磁场线圈单元151、梯度线圈单元152和RF线圈单元153。
静磁场线圈单元151可以具有其中线圈围绕磁体组件的空腔缠绕的结构，如果电流被施加到静磁场线圈单元151，则静磁场形成在磁体组件150的内部，即，空腔的内部。
静磁场的方向一般平行于磁体组件150的同心轴。
当静磁场形成在空腔中时，配置目标200的原子（具体地，氢原子）的原子核在静磁场方向布置，并进行关于该静磁场的方向的进动。原子核的进动速度可以被表示为进动频率，其被称为拉莫尔频率，并且可以由下面的方程式1表示。
ω=γB0,(1)
其中ω是拉莫尔频率，γ是比例常数，B0是外部磁场的强度。该比例常数γ取决于原子核的种类，外部磁场的强度B0以特斯拉（T）或高斯（G）为单位计算，进动频率以Hz为单位计算。
例如，氢质子在1T的外部磁场中具有42.58MHz的进动频率。因为氢原子组成配置人体的原子的主要部分，所以MRI利用氢质子的进动获得磁共振信号。
梯度线圈单元152在空腔中形成的静磁场中产生梯度以形成梯度场。
如图3所示，与目标200的从头到脚的上下方向平行的轴，也就是，与静磁场的方向平行的轴可以被确定为z轴，与目标200的左右方向平行的轴可以被确定为x轴，与3维（3D）空间中的上下方向平行的轴可以被确定为y轴。
为了获得3D空间信息，需要关于所有的x轴、y轴和z轴的梯度场。因此，梯度线圈单元152包括三对梯度线圈。
如图4和图5所示，z轴梯度线圈154配置有一对环状的线圈，y轴梯度线圈155位于目标200上方和下方。此外，x轴梯度线圈156位于目标200的左侧和右侧。
如果具有相反极性的直流电流流过相应的z轴梯度线圈154，则发生在z轴方向上的磁场的变化，从而形成梯度场。图5显示了与z轴梯度线圈154运行时形成的z轴梯度场相应的脉冲序列。因为在z轴方向上形成的梯度场的更大的梯度使得能够选择更薄的成像层面（slice），所以z轴梯度线圈154被用于选择成像层面。
如果成像层面通过由z轴梯度线圈154形成的梯度场选择，则配置相应的成像层面的自旋具有相同的频率和相位，使得各个自旋不能彼此区别开。
在其中成像层面通过由z轴梯度线圈形成的梯度场选择且配置相应的成像层面的自旋具有相同的频率和相位的状态下，如果在y轴方向上的梯度场由y轴梯度线圈155形成，则y轴梯度场导致相移使得成排的成像层面具有不同的相位。
换言之，如果形成y轴梯度场，则较大梯度场被施加到其上的成像层面排的自旋的相位转变为更高频率，较小梯度场被施加到其上的成像层面排的自旋的相位转变为更低频率。其后，如果y轴梯度场消失，则在被选择的成像层面的各个排中产生相移，以使得成像层面排具有不同的相位，从而成像层面排可以彼此区别开。因而，由y轴梯度线圈155形成的梯度场用于相位编码。图5还显示了与y轴梯度线圈155运行时形成的y轴梯度场相应的脉冲序列。
总之，成像层面通过由z轴梯度线圈154形成的梯度场选择，配置被选成像层面的排通过由y轴梯度线圈155形成的梯度场而以具有不同相位的方式区别开。然而，配置每排的自旋仍然不能被区分开，因为它们具有相同的频率和相位。
在该状态下，如果在x轴方向上的梯度场通过x轴梯度线圈156形成，则x轴梯度场导致配置每排的自旋具有不同的频率，使得自旋可以彼此区分开。因而，由x轴梯度线圈156形成的梯度场用于频率编码。
如上所述，分别由z轴、y轴和x轴梯度线圈形成的梯度场通过成像层面选择、相位编码和频率编码空间地编码各个自旋的空间位置。
继续参考至少图4和图5，梯度线圈单元152连接到梯度施加单元130，梯度施加单元130根据从脉冲序列控制器122接收的控制信号而施加驱动信号到梯度线圈单元152，以产生梯度场。梯度施加单元130可以包括与配置梯度线圈单元152的三种梯度线圈154、155和156相应的三个驱动电路。
如上所述，通过外部磁场排列的原子核以拉莫尔频率执行进动，一些原子核的磁化矢量的和可以表示为净磁化“M”。
净磁化M的z轴分量不能被测量，仅Mxy能够被检测。因此，为了获得磁共振信号，原子核应该被激发，使得净磁化M存在于xy平面上。为了激发原子核，需要向静磁场施加被调至原子核的拉莫尔频率的RF脉冲。
RF线圈单元153包括用于传输RF脉冲的传输线圈和用于接收电磁波（换言之，从被激发的原子核释放的磁共振信号）的接收线圈。
参考图1，RF线圈单元153连接到RF施加单元140，RF施加单元140根据从脉冲序列控制器122接收的控制信号而向RF线圈单元153施加驱动信号，以驱动RF线圈单元153从而传输RF脉冲。
RF施加单元140能够包括用于将高频输出信号调制为脉冲型信号的调制电路和用于放大该脉冲型信号的RF功率放大器。
此外，RF线圈单元153连接到图像处理器160，图像处理器160可以包括：数据收集单元161，用于接收与从原子核产生的磁共振信号相关的数据；和数据处理器163，用于处理由数据收集单元161收集的数据以产生磁共振图像。上述处理器包含诸如集成电路的电路。
数据收集单元161包括：前置放大器，用于放大由RF线圈单元153的接收线圈接收的磁共振信号；相位检测器，用于从前置放大器接收磁共振信号以检测磁共振信号的相位；和A/D转换器，用于将通过相位检测获得的模拟信号转换成数字信号。此外，数据收集单元161将数字化的磁共振信号传输至数据存储单元162。
在包括非短暂性的机器可读介质的数据存储单元162中，形成配置2D傅里叶空间的数据空间，在扫描的数据全被存储在数据存储单元162中之后，数据处理器163对2D傅里叶空间中的数据执行2D反转傅里叶变换以重构关于目标200的图像。重构的图像被显示在显示器112上。
作为一种用于从原子核获得磁共振信号的方法，自旋回波脉冲序列已经被广泛使用。例如，如果RF线圈单元153顺序地施加在其间具有预定时间间隔“Δt”的两个RF脉冲，则在再次经过时间间隔Δt时，在原子核中发生强横向磁化，并且可以通过该强横向磁化获得磁共振信号。该方法被称为自旋回波脉冲序列。从施加第一RF脉冲直到产生磁共振信号所经过的时间周期是时间回波（TE）。
质子反转的程度可以被表示为质子从在反转之前所处的轴上离开的角度，相应的RF脉冲可以根据反转的程度表示为90°RF脉冲、180°RF脉冲等。
图6是详细地显示图1的磁体组件150的视图。
现在参考图6，MRI装置100（见图1）包括在静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152之间的空间中安装的导体157。
在驱动梯度线圈单元152时，在与梯度线圈单元152相邻的导体157中通过电磁感应而感生涡流电流。该涡流电流主要被感生在静磁场线圈单元151中，更具体而言，被感生在静磁场线圈单元151的热屏蔽或真空室（vacuum vessel）中。
在静磁场线圈单元中感生的涡流电流通过电磁感应形成磁场，并且该磁场影响在目标中形成的静磁场，特别是在作为目标的图像采集区域的视场（FOV）中形成的静磁场。
为了获得关于目标的可读图像，静磁场必须形成在FOV中。然而，由涡流电流感应的磁场影响静磁场，因而使关于目标的图像的品质劣化。
为了抑制这样的涡流电流的影响，传统上使用预加重（pre-emphasis）方法。预加重方法预先调整脉冲序列以抵消涡流电流的影响。
因为预加重方法是在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流在上、下、左、右的所有方向上对称地分布的假设下被设计的，所以当存在静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152的安装误差，或当在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流由于表面处理错误（其可能在制造静磁场线圈单元151时产生）而具有非对称分布时，预加重方法没有有效地抵销涡流电流的影响。
然而，通过在静磁场线圈单元151与梯度线圈单元152之间的空间158（见图7）中安装导体157使得在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流对称地分布，根据本示例性实施方式的MRI装置100能够通过预加重方法有效地抵销涡流电流的影响。在下文中，这将参考图7至图15被更详细地描述。
图7是截面图，其概念性地显示其中静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152形成同心体的参考状态；图8是截面图，其概念性地显示其中梯度线圈单元152偏离图7所示的参考状态并因而参考状态不再构成精确的同心体的状态；图9是截面图，其概念性地显示当梯度线圈单元152偏离参考状态时产生的不对称空间；图10是截面图，其概念性地显示其中导体157安装在MRI装置100（见图1）的静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152之间的不对称空间中以校正参考状态中的偏差的效应的结构。
图11至图14是透视图，其分别3维地显示图7至图10所示的截面图；图15是透视图，其概念性地显示导体157布置在根据本发明的该示例性实施方式的MRI装置100的静磁场线圈单元151上的结构。
现在参考图7，静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152形成同心体，该同心体的中心轴共用空腔的中心轴“C”。在以下的描述中，静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152形成同心体的状态将被称为参考状态。此外，为了便于描述，磁体组件150的除了静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152的其它组件（例如，RF线圈单元153）没有被显示。
在理想结构中，如图7所示，梯度线圈单元152应该安装在静磁场线圈单元151内部使得其与静磁场线圈单元151形成完美的同心体从而被保持在参考状态。然而，因为相当难以形成并保持完全同心的形状而没有误差，在这样的结构中常常存在误差。
继续参考图7，这是在静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152之间的空间158中，当静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152形成图7所示的同心体使得它们处于参考状态时，在该具体示例中，空间158的宽度大约是5mm。
图8显示了一种状态，在该状态中因为梯度线圈单元152偏离参考状态以致其不能与静磁场线圈单元151形成同心体，所以静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152具有不同的中心轴C151和C152。
图8显示了其中梯度线圈单元152的中心轴C152位于静磁场线圈单元151的中心轴C151下面的情形，然而，该布置仅是示例性的。换言之，梯度线圈单元152可以位于不能与静磁场线圈单元151形成同心体的任意位置。此外，为了描述方便，梯度线圈单元152偏离参考状态的状态被或多或少地夸张显示，但是静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152之间的安装误差实际上可以比图8所示的小得多。
在图8中，在其处于参考状态时，梯度线圈单元152的位置由虚线显示，在偏离参考状态之后，梯度线圈单元152的位置由实线显示。
图8是截面图，其显示了在xy平面上的磁体组件150，并且为了便于描述，当梯度线圈单元152的中心轴C152移动得低于静磁场线圈单元151的中心轴C151时，梯度线圈单元152的在向上方向上被提高的后部分没有被示出，其将在随后描述的相应的透视图（见图12）中被看到。
因而，如果梯度线圈单元152偏离参考状态，则在静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152之间的空间158的形状也改变。
如还在图8中示出的，如果梯度线圈单元152偏离同心结构并且在向下方向上移动，则下部空间变得比在参考状态中的空间158窄，并且上部空间变得比参考状态中的空间158宽，从而形成不对称空间。
在图9中，为了容易地理解不对称空间，变宽的空间用暗灰色遮住，以与变窄的空间区分开。为了容易地描述不对称空间中的变宽的空间，变宽的空间将被称为“过度空间”159。
当静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152处于图7所示的参考状态时，在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流的幅度对称地分布在x轴、y轴和z轴方向上。对称分布的原因是因为静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152形成同心体使得静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152之间的距离是均一的。
然而，如果静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152如图8和图9所示地偏离参考状态，则静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152之间的距离变得不均一。换言之，该距离在过度空间159中较长，而在另一空间中较短。因此，在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流的幅度是不对称分布的。
换言之，与在参考状态中感生的涡流电流相比，较小幅度的涡流电流在静磁场线圈单元151的与过度空间159相应的部分中感生，并且与在参考状态中感生的涡流电流相比，较大幅度的涡流电流在静磁场线圈单元151的与另一空间相应的另一部分中感生。
涡流电流幅度的不对称分布使得预加重方法不能有效地抵销涡流电流，因为预先调整脉冲序列的预加重方法是在涡流电流幅度的空间分布是对称的假设下被设计的。
为此，根据本发明的该示例性实施方式的MRI装置100在静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152之间的空间158中安装导体157，如图10所示，使得在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流具有对称分布。
图10显示了其中三个导体157安装在不对称空间中的结构。
在下文中，静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152的布置的空间不均匀性将被描述为导致涡流电流分布的不对称的一示例性因素。然而，存在导致涡流电流分布的不对称的各种其它因素。
此外，图10所示的导体157的数量和位置仅是示例性的，不同量的导体157可以布置在静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152之间的不对称空间中的不同位置。
如上所述，如果静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152偏离参考状态，则与在参考状态中感生的涡流电流相比，较小幅度的涡流电流在静磁场线圈单元151的与过度空间159相应的部分中感生，并且与在参考状态中感生的涡流电流相比，较大幅度的涡流电流在静磁场线圈单元151的与另一空间相应的另一部分中感生，导致涡流电流分布的不对称，并因而导致缺少如在参考状态中存在的涡流电流的抵消。
涡流电流分布不对称的问题能够通过调整因不对称空间而不对称分布的涡流电流的幅度而被克服。例如，可以通过增加在静磁场线圈单元151的与不对称空间的过度空间159相应的部分中感生的涡流电流的幅度而恢复涡流电流分布的对称性。
换言之，如果导体157设置在图10所示的过度空间159中，则涡流电流由于电磁感应而在导体157中感生，并且在导体157中感生的涡流电流被增加到在静磁线圈单元151的与其中设置导体157的区域相应的部分中感生的涡流电流，于是提高了在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流的幅度。
因此，如果导体157被安装在过度空间159中，则在静磁场线圈单元151的与过度空间159相应的部分中感生的涡流电流的幅度增加，使得过度空间159的涡流电流能够与在另一空间中感生的涡流电流具有对称分布。
在测量涡流电流并获得涡流电流的分布时，导体157布置的位置可以被确定为在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流不对称分布的位置处。
例如，如果在某些区域测量的涡流电流的幅度小于在与所述区域对称的另一区域处测量的涡流电流的幅度，则所述相应的区域可以被确定为是必须设置导体157的区域。该区域可以属于在静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152偏离参考状态时产生的过度区域159。如上所述，因为涡流电流的不对称分布不一定仅在静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152偏离参考状态时产生，所以导体157可以安装在静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152之间的不对称空间中的任意位置以及过度空间159处，只要涡流电流分布的不对称能够由在该位置安装导体157而被消除。
此外，所使用的导体157的量（数量）可以取决于涡流电流不对称分布的位置的数量。如果已经在静磁场线圈单元151的多个位置处检测到了涡流电流的不对称分布，则与所检测的位置的数量相应的导体157可以被安装在相应的位置处从而将在相应位置处涡流电流的不对称分布恢复为对称分布。
在确定导体157的位置和数量之后，将被安装在每个位置处的导体157的数量或尺寸可以被确定。
因为涡流电流的较小幅度在将安装导体157的位置处被测得，所以较高的涡流电流必须被添加到相应的位置处，将被安装在一位置处的导体157的尺寸可以根据在相应位置处测量的涡流电流的幅度被确定。
根据测试结果，当导体157的厚度（a）是1mm且导体157的长度（b）是30mm（见图10和图14）时，涡流电流在导体157中感生，其被测量为是在静磁场线圈单元151的热屏蔽中感生的涡流电流的4到5倍高。因此，如果必须被添加以恢复涡流电流的对称分布的涡流电流的幅度被算出，则导体157的尺寸能够基于根据该测试结果获得的数据被确定。
此外，导体157的尺寸或形状可以根据导体157将被安装在其上的区域而确定，或者将被安装在各个区域处的导体157的数量可以被确定。
为了覆盖每个区域，单个导体157可以安装在相应的位置处，然而，还可以将每个均具有预定尺寸的多个导体157定位在每个位置处，从而分配性地覆盖相应位置的区域。
此外，导体157能够根据导体157安装在其上的区域的形状而形成为平板形状或弯曲结构的形状。在当前示例性实施方式中，因为静磁场线圈单元151是圆筒形状，所以如果导体157安装在宽区域上，则每个导体157可以被制造成具有等于或类似于静磁场线圈单元151的曲率且布置在静磁场线圈单元151上的弯曲结构的形状。
如上所述，如果静磁场线圈单元151的涡流电流被测量，并且涡流电流不对称分布的区域被确定，则导体157的安装位置、尺寸、形状、数量等被确定为使得涡流电流分布的对称性能够通过导体的安装而被恢复。
导体157可以由例如铝（Al)、铜（Cu）、不锈钢（SUS）等制成。然而，能被用于制造导体157的材料不限于上述材料，上述材料只是优选的。
此外，为了容易地安装导体157，其中能够安装导体157的安装单元170可以形成在静磁场线圈单元151上。在以下文中，将参考图15更详细地描述安装单元170。
图11至图14，其是分别与图7至图10所示的截面图相应的透视图，显示了从侧面看时磁体组件（图4的150）的结构。
现在参考图11，静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152形成同心体，其中心轴共用空腔的中心轴“C”，使得它们处于参考状态。
理想地，如图7所示，梯度线圈单元152应该安装在静磁场线圈单元151内部，使得其与静磁场线圈单元151形成同心体从而被保持在参考状态。然而，有时在结构中存在误差，因为相当难以形成没有误差的完全同心的形状。
图12显示了一种状态，在该状态中因为梯度线圈单元152偏离参考状态以致梯度线圈单元没有与静磁场线圈单元151形成同心体，所以静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152具有不同的梯度线圈单元中心轴C151和C152。
图12显示了其中梯度线圈单元152的中心轴C152在y轴方向上倾斜的示例性情形。然而，本领域的技术人员应该理解和明白，倾斜的方向和角度二者仅是用于示出目的的示例性的，要求保护的发明不根据用于显示非同心布置的该图示而受到限制。换言之，梯度线圈单元152可以位于不能与静磁场线圈单元151形成同心体的任何任意位置，且该偏离可以与所示和所描述的不同。此外，为了描述的方便，梯度线圈单元152偏离参考状态的状态被或多或少地夸大用于说明性目的，但是静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152之间的安装误差实际上可以比图8（和图12）所示的小得多。
图8是截面图，显示了在xy平面上的磁体组件150，且为了描述的方便，梯度线圈单元152的后部分没有被示出，其中当梯度线圈单元152的中心轴C152移动得低于静磁场线圈单元151的中心轴C151时，梯度线圈单元152的该后部分在向上方向上被提高。梯度线圈单元152的后部分可以从图12中看到。
因而，在其中梯度线圈单元152偏离参考状态的情形下，在静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152之间的空间158的形状也改变。
如图12所示，在梯度线圈单元152偏离同心体并且在向下方向上移动的情形下，在左部分的下部空间变得比参考状态中的空间158（图11）窄，且朝向右变宽，而在左部分的上部空间变得比参考状态中的空间158宽，且朝向右变窄。
现在参考图13，为了易于理解不对称空间，变宽的空间，也就是，过度空间159用暗灰色遮住以与变窄的空间区别开。
当静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152处于图11所示的参考状态时，在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流的幅度对称地分布在x轴、y轴和z轴方向上。涡流电流对称分布的原因是因为静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152形成同心体使得静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152之间的距离是均一的。
然而，在静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152如图12和图13所示地偏离参考状态的情形下，静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152之间的距离变得不均一，由此形成不对称空间。换言之，该距离在过度空间159中较长，而在其他空间中较短。因此，在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流的幅度是不对称分布的。
因此，与在参考状态中感生的涡流电流的幅度相比，较小幅度的涡流电流在静磁场线圈单元151的与过度空间159相应的部分中感生，并且与在参考状态中感生的涡流电流的幅度相比，较大幅度的涡流电流在静磁场线圈单元151的与其他空间相应的部分中感生。
图14显示了其中三个导体157安装在每个不对称空间中的非限制示例。
然而，与图10类似，图14所示的导体157的数量和位置仅是示例性的，不同数量的导体157可以安装在静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152之间的不对称空间中的不同位置处。
如上所述，如果静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152偏离参考状态，则与在参考状态中感生的涡流电流相比，较小幅度的涡流电流在静磁场线圈单元151的与过度空间159相应的部分中感生，并且与在参考状态中感生的涡流电流相比，较大的幅度的涡流电流在静磁场线圈单元151的与其他空间相应的其他部分中感生，导致涡流电流分布的不对称。
涡流电流分布不对称的问题能够通过调整因不对称空间而不对称分布的涡流电流的幅度而被克服。例如，本发明认识到，可以通过提高在静磁场线圈单元151的与不对称空间的过度空间159相应的部分中感生的涡流电流的幅度而恢复涡流电流分布的对称性。
更具体而言，如果导体157如图14所示安装在过度空间159中，则涡流电流由于电磁感应而在导体157中感生，并且在导体157中感生的涡流电流被添加到在静磁线圈单元151的与其中安装导体157的区域相应的部分中感生的涡流电流，于是增加了在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流的幅度。
因而，如果导体157安装在过度空间159中，则在静磁场线圈单元151的与过度空间159相应的部分中感生的涡流电流的幅度增加，使得过度空间159的涡流电流能够与在其他空间中感生的涡流电流具有对称分布，而与梯度线圈和静磁场线圈的非同心布置无关。
以上已经描述了导体157的安装位置、数量、尺寸和形状，因此，将省略其详细描述。
图15显示了其中导体157布置在静磁场线圈单元151上的示例，为了描述的方便，没有显示梯度线圈单元152。
现在参考图15，导体157布置在梯度线圈单元152和静磁场线圈单元151之间的空间中，特别是在静磁场线圈单元151的内壁上，以提高在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流的幅度。
根据测试结果，当导体157的厚度（a）是例如1mm且导体157的长度（b）是例如30mm（见图10和图14）时，测得在导体157中感生的涡流电流是在静磁场线圈单元151的热屏蔽中感生的涡流电流的4到5倍高。因此，如果必须被添加以恢复涡流电流的对称分布的涡流电流的幅度被算出，则导体157的尺寸能够基于根据该测试结果获得的数据而被确定。
此外，为了易于安装导体157，能够在其中安装导体157的安装单元170（图15）可以形成在静磁场线圈单元151上。如在图15的放大部分中所示，安装单元170可以形成为具有“┗┛”形状的截面的插入凹槽，导体157能够被插入其中并且其能够在暴露导体157的同时支撑导体157。然而，该布置仅是示例性的，安装单元170可以被实施为各种其它结构。在图15中，为了描述的方便并为了便于清晰地显示安装单元170，安装单元170仅在放大部分中被显示。
图16是流程图，其显示根据本发明一示例性实施方式的MRI装置100（见图1）的制造方法的示例性操作。
现在参考图1和图16，首先，在（S500），测量在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流。
如果梯度线圈单元152被驱动，则在与梯度线圈单元152相邻的导体157中通过电磁感应而感生涡流电流，该涡流电流主要在静磁场线圈单元151中感生。
通过测量在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流，计算在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流的幅度的分布。
在（S500）测量涡流电流以计算涡流电流的幅度的分布之后，然后在（S510），确定所测量的涡流电流是否具有对称分布。
如果在（S520），确定涡流电流不具有对称分布，则然后在（S520），基于测量的结果确定导体157的安装位置，并确定将被安装在所确定的安装位置中的导体157的尺寸、形状和数量。
当梯度线圈单元152和静磁场线圈单元151如上所述地偏离参考状态时，梯度线圈单元152和静磁场线圈单元151之间的空间形成不对称空间，使得在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流具有不对称分布。例如，与在参考状态感生的涡流电流相比，较小幅度的涡流电流在静磁场线圈单元151的与过度空间159（见图13）相应的部分中感生，并且与在参考状态中感生的涡流电流相比，较大幅度的涡流电流在静磁场线圈单元151的与其他空间相应的其他部分中感生，从而导致涡流电流分布的不对称。
根据本发明，涡流电流分布不对称的问题能够通过调整因不对称空间而不对称分布的涡流电流的幅度而被克服。例如，涡流电流分布的对称性能够通过提高在静磁场线圈单元151的与不对称空间的过度空间159相应的部分中感生的涡流电流的幅度而被恢复（或一开始就被实现）。
换言之，如果导体157安装在如图10和图14所示的过度空间159中，则涡流电流由于电磁感应而在导体157中感生，并且在导体157中感生的涡流电流被添加到在静磁线圈单元151的与其中安装导体157的区域相应的部分中感生的涡流电流，于是提高了在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流的幅度。
因而，如果导体157设置在过度空间159中，则在静磁场线圈单元151的与过度空间159相应的部分中感生的涡流电流的幅度增加，使得过度空间159的涡流电流的幅度能够与在其他空间中感生的涡流电流具有对称分布。
在测量涡流电流并且获得涡流电流的分布时，导体157设置的位置可以被确定为在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流不对称分布的位置。
例如，如果在某些区域测量的涡流电流的幅度小于在与所述区域对称的另一区域处测量的涡流电流的幅度，则所述相应的区域可以被确定为是必须设置/布置/定位导体157的区域。该区域可以属于在静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152偏离参考状态时产生的过度区域159。如上所述，因为涡流电流的不对称分布不一定仅在静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152偏离参考状态时产生，所以导体157可以安装在静磁场线圈单元151和梯度线圈单元152之间的不对称空间中的任意位置以及过度空间159处，只要涡流电流分布的不对称能够通过在该位置安装导体157而被消除。
此外，导体157的数量可以取决于涡流电流不对称分布的位置的数量。如果已经从静磁场线圈单元151上的多个位置处检测到了涡流电流的不对称分布，则与所检测的位置的数量相应的导体157可以被安装在所述相应的位置处，从而将在所述相应位置处的涡流电流的不对称分布恢复为对称分布。
在确定导体157的位置和数量之后，将被设置在每个位置处的导体157的数量或尺寸可以被确定。
因为较小幅度的涡流电流在将安装导体157的位置处被测得，所以较高幅度的涡流电流必须被添加到所述相应的位置处，将被安装在一位置处的导体157的尺寸可以根据在相应位置处测量的涡流电流的幅度而被确定。
根据测试结果，当导体157的厚度（a）是例如1mm且导体157的长度（b）是例如30mm（见图10和图14）时，在导体157中感生的涡流电流被测得是在静磁场线圈单元151的热屏蔽中感生的涡流电流的4到5倍高。因此，如果必须被添加以恢复涡流电流的对称分布的涡流电流的幅度被算出，则导体157的尺寸可以基于根据该测试结果获得的数据被确定。
此外，导体157的尺寸或形状可以根据导体157将被安装在其上的区域而确定，或者将被设置在各个区域处的导体157的数量可以被确定。
为了覆盖每个区域，单个导体157可以设置在相应的位置处。然而，以下也在本发明的精神和范围内：将每个具有预定尺寸的多个导体157定位在每个位置处从而分配性地覆盖相应位置的区域。
此外，导体157可以根据导体157安装在其上的区域的形状而形成为平板形状或弯曲结构的形状。在当前示例性实施方式中，因为静磁场线圈单元151是圆筒的形状，所以如果导体157设置在宽区域上，则每个导体157可以被制造成具有等于或类似于静磁场线圈单元151的曲率且布置在静磁场线圈单元151上的弯曲结构的形状。
如上所述，如果静磁场线圈单元151的涡流电流被测量，并且涡流电流不对称分布的区域被确定，则导体157的安装位置、尺寸、形状、数量等被确定为使得涡流电流分布的对称性能够被恢复。
如果导体157的安装位置、数量、尺寸和形状基于对静磁场线圈单元151中感生的涡流电流的测量结果而被确定，则满足所确定条件的导体157设置在安装位置处（530）。
如上所述，如果测量了静磁场线圈单元151的涡流电流，并且确定了涡流电流不对称分布的区域，则导体157的安装位置、尺寸、形状、数量等被确定，并且导体157根据所确定的条件而设置在安装位置处，从而能够恢复或实现涡流电流分布的对称性。
如果涡流电流恢复了对称分布，则预加重方法或用于抵消涡流电流影响的另一现有方法可以被用于抵消涡流电流的影响。
导体157可以由铝（Al)、铜（Cu）、不锈钢（SUS）等制成。然而，能被用于制造导体157的材料不限于以上提及的材料。
如果在安装位置处设置了导体157，则再次测量静磁场线圈单元151的涡流电流，并确定涡流电流是否具有对称分布。也就是说，该工艺返回到操作500以测量在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流并计算在静磁场线圈单元151中感生的涡流电流的幅度的分布。通过测量涡流电流并计算涡流电流的幅度的分布，确定涡流电流是否具有对称分布，如果确定涡流电流具有对称分布，则该工艺终止。
根据本发明的上述方法能够在硬件、固件中被执行或者能够被执行为配置硬件的软件或计算机代码以用于运行，并且被存储在非瞬时性的机器可读介质诸如CD ROM、DVD、RAM、软盘、硬盘或磁光盘上，诸如光软盘上，或被存储在经网络下载并被存储在本地非瞬时性记录介质上的计算机代码上，其中该计算机代码最初被存储在远程记录介质或非瞬时性的机器可读介质上，使得此处描述的方法能够被装载到硬件诸如通用计算机或专用处理器或被装载到可编程或专用的硬件中，诸如ASIC或FPGA。如本领域的技术人员将理解的，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储器组件，例如RAM、ROM、闪存等，在被计算机访问和执行时，处理器或硬件执行此处描述的处理方法。此外，将理解，当通用计算机访问用于执行此处显示的处理的代码时，代码的执行将通用计算机转换成专用计算机以执行此处显示的处理。此外，技术人员了解并理解“处理器”或“微处理器”包含在要求保护的发明中的硬件。在最宽的合理解释下，权利要求组成法定的内容。如此处使用的术语“单元”或“模块”将在最宽的合理解释下被理解为包括硬件且自身不构成软件的法定内容。当单元或模块包括机器可执行的代码时，将理解，非瞬时性的机器可读介质包含被装载到用于执行的硬件诸如处理器或控制器中的机器可执行代码，并配置处理器或控制器用于运行。
虽然已经显示并描述了本发明的若干示例性实施方式，但是本领域的技术人员将认识并理解，可以对这些示例性实施方式进行各种改变而不脱离本发明的原理和精神，本发明的范围由权利要求书及其等效物限定。

Claims (16)

1.一种磁共振成像装置，包括：
静磁场线圈单元，配置为在目标中形成静磁场；
梯度线圈单元，配置为在所述静磁场中形成梯度场；和
一个或多个导体，安装在所述静磁场线圈单元和所述梯度线圈单元之间的空间中，并且被配置为使所述静磁场线圈单元中感生的涡流电流对称地分布。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其中所述一个或多个导体安装在不对称空间中并且被配置用于调整在所述静磁场线圈单元中感生的所述涡流电流的幅度，该不对称空间是在所述梯度线圈单元偏离参考状态时形成的，其中在参考状态中所述梯度线圈单元与所述静磁场线圈单元形成同心体。
3.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其中所述一个或多个导体安装在过度空间中并且被配置用于调整在所述静磁场线圈单元的与所述过度空间相应的部分中感生的所述涡流电流的幅度，该过度空间是在所述梯度线圈单元在位置上偏离参考状态时而形成的，其中在参考状态中所述梯度线圈单元与所述静磁场线圈单元形成同心体，
其中所述过度空间包括一区域，在该区域中，所述梯度线圈单元和所述静磁场线圈单元之间的所述空间在所述梯度线圈单元偏离所述参考状态时变宽。
4.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其中所述一个或多个导体安装在用于对称地分布在所述静磁场线圈单元中感生并且在x轴、y轴和z轴方向当中的至少一个方向上不对称分布的所述涡流电流的幅度的位置。
5.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其中所述静磁场线圈单元包括在其中安装所述导体的一个或多个安装单元。
6.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其中所述导体的尺寸和数量的至少一个基于对所述静磁场线圈单元中感生的所述涡流电流的一个或多个测量结果而被确定。
7.根据权利要求6所述的磁共振成像装置，其中所述导体安装在所述静磁场线圈单元的一区域中，在所述区域中所测量的涡流电流的幅度小于在所述静磁场线圈单元的另一区域测量的涡流电流的幅度，并且在所述区域中测量的所述涡流电流的较小幅度或所述区域的较大尺寸导致安装在所述区域中的所述导体的较大尺寸或者较大量的所述导体。
8.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其中所述导体的所述形状基于其中安装所述导体的区域的形状而被确定。
9.一种磁共振成像装置的制造方法，包括：
测量在静磁场线圈单元中形成的涡流电流；
基于所述测量的结果而确定一个或多个导体将被安装的位置，从而形成在所述静磁场线圈单元中感生的所述涡流电流的对称分布；和
在所确定的位置中安装所述一个或多个导体。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其中所述一个或多个导体的所述安装位置包括当所述梯度线圈单元偏离参考状态的位置时而形成的不对称空间，其中在参考状态，所述梯度线圈单元与所述静磁场线圈单元形成同心体。
11.根据权利要求9所述的制造方法，其中所述一个或多个导体的所述安装位置包括在所述梯度线圈单元和所述静磁场线圈单元之间的过度空间，所述过度空间在所述梯度线圈单元偏离参考状态时形成，在参考状态中所述梯度线圈单元与所述静磁场线圈单元形成同心体，其中所述过度空间包括一区域，在该区域中所述梯度线圈单元和所述静磁场线圈单元之间的所述空间在所述梯度线圈单元偏离所述参考状态时变宽。
12.根据权利要求9所述的制造方法，其中所述一个或多个导体的所述安装位置包括所述静磁场线圈单元的一区域，在该区域中测得在所述静磁场线圈单元的涡流电流的不对称分布中的较小幅度的涡流电流，所述不对称分布出现在x轴、y轴和z轴方向当中的至少一个方向上。
13.根据权利要求9所述的制造方法，其中所述静磁场线圈单元包括其中安装所述一个或多个导体的一个或多个安装单元，和
在所确定的位置中安装所述一个或多个导体包括在所述静磁场线圈单元的所述安装单元中安装所述导体，所述安装单元被安装在所确定的安装位置中。
14.根据权利要求9所述的制造方法，其中用于形成在所述静磁场线圈单元中感生的所述涡流电流的所述对称分布的所述一个或多个导体的尺寸和数量的至少一个基于所述测量结果被确定。
15.根据权利要求14所述的制造方法，其中当较小幅度的涡流电流在基于所述测量结果确定的所述导体的安装位置中测得时，或者当所述安装位置被确定为较大区域时，所述确定所述一个或多个导体的尺寸和数量的至少一个包括增加在所述安装位置中安装的所述导体的尺寸或数量。
16.根据权利要求9所述的制造方法，还包括根据基于所述测量结果确定的所述导体的所述安装位置的形状而确定所述一个或多个导体的所述形状。
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