CN105473068A - 磁共振成像装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种MRI装置包括：主磁体，在空腔中形成静态磁场；梯度线圈组件，在所述静态磁场中形成磁场梯度并包括以预定间隔布置在所述梯度线圈组件中的多个垫片托盘以及被设置在所述垫片托盘之间的至少一个第一垫片牌。

Description

磁共振成像装置及其制造方法

技术领域

与示例性实施例一致的装置和方法涉及磁共振成像(MRI)装置和制造MRI装置的方法。

背景技术

MRI装置通过在向原子核施加特定的磁场的状态下向原子核提供特定频率和能量以将从原子核释放的能量转换为信号来获取人类身体内部区域的图像。

组成原子核的每个质子均具有自旋角动量和单独的磁偶极子。因此，当对原子核施加磁场时，原子核在磁场方向上对齐并执行沿着磁场方向的进动。这种进动允许通过核磁共振获取人类身体的影像。

MRI装置通过在静态磁场中形成磁场梯度来获取对象的影像，所述静态磁场由主磁体在成像区域形成。为了保持成像的精确，成像区域的静态磁场需要均匀，因此，MRI设备配置有垫片，以增加磁场的均匀度。

例如，可将垫片配置在梯度线圈组件中。然而，需要大量的垫片来提升静态磁场的均匀度，因此，梯度线圈组件在径向的厚度可能增加。由于这使MRI扫描仪的空腔的内部空间减小，所以这是有问题的。

发明内容

技术问题

示例性实施例至少解决上述问题和/或缺点，以及以上没有描述的其他缺点。此外，示例性实施例不必克服上述全部缺点，也可以不克服上述任何问题。一个或更多个示例性实施例提供磁共振成像(MRI)装置，所述MRI装置包括被设置在梯度线圈组装件中的垫片托盘之间的垫片牌，以及制造MRI装置的方法。

解决问题的方案

根据示例性实施例，一种MRI装置包括：主磁体，在空腔中形成静态磁场；梯度线圈组件，在所述静态磁场中形成磁场梯度并包括设置在所述梯度线圈组件中的多个第一垫片牌，使所述静态磁场的分布均匀。

所述第一垫片牌可被配置，使得至少一个第一垫片牌布置于多个垫片托盘之间，所述多个垫片托盘被设置在所述梯度线圈组件中。

所述第一垫片牌可被配置，使得至少一个第一垫片牌安装在垫片托盘之间的位置，所述位置与所述多个垫片托盘中的多个垫片容器中的至少一个的位置对应。

所述梯度线圈组件可包括：布置于垫片托盘之间的多个支架，所述多个垫片托盘被设置在所述梯度线圈组件中，每个支架均包括第一垫片牌。

每个支架均可在与每个垫片托盘的多个垫片容器中的至少一个的位置对应的位置容纳所述第一垫片牌。

梯度线圈组件可包括多个与所述空腔的中心轴平行并沿着所述空腔的圆周方向以预定间隔布置的多个支架，每个支架均包括第一垫片牌。

每个支架可以容纳一个或更多个以预定间隔安装在所述支架中的第一垫片牌。

所述梯度线圈组件可包括以预定间隔布置的多个冷却部件。

所述梯度线圈组件可包括被设置在所述多个冷却部件之间的至少一个第一垫片牌。

所述多个冷却部件均可以沿所述梯度线圈组件的圆周方向延伸的形状设置在所述梯度线圈组件中，并沿着所述梯度线圈组件的中心轴方向以预定间隔布置。

所述梯度线圈组件可包括以沿着所述梯度线圈组件的所述中心轴方向布置的所述多个冷却部件之间形成的至少一个第一垫片牌。

所述多个冷却部件均可以沿所述梯度线圈组件的中心轴方向延伸的形状设置在所述梯度线圈组件中，并沿着所述梯度线圈组件的圆周方向以预定间隔布置。

所述梯度线圈组件可包括形成于沿着所述梯度线圈组件的圆周方向布置的所述多个冷却部件之间的至少一个第一垫片牌。

根据示例性实施例，一种MRI装置，包括：主磁体，在空腔中形成静态磁场；梯度线圈组件，在所述静态磁场中形成磁场梯度并包括以预定间隔布置在所述梯度线圈组件中的多个垫片托盘以及多个第一垫片牌，被配置为使得至少一个第一垫片牌设置在垫片托盘之间。

所述梯度线圈组件可包括：垫片容纳部件，以与所述梯度线圈组件的中心轴平行的方向延伸使得垫片托盘能够插入垫片容纳部件中，并沿着所述梯度线圈组件的圆周方向以预定间隔布置，所述垫片托盘插入所述垫片容纳部件中并包括能够容纳第二垫片牌的多个划分的垫片容器，并且第一垫片牌组件可被配置，使得至少一个第一垫片牌沿着与所述中心轴平行的方向设置在所述垫片托盘之间。

所述第一垫片牌组件可被配置，使得第一垫片牌安装在所述垫片托盘之间的位置，所述垫片托盘之间的位置与所述垫片托盘中的多个垫片容器中的至少一个的位置对应。

梯度线圈组件可包括布置于所述垫片托盘之间的多个支架，并包括第一垫片牌，所述垫片托盘设置在梯度线圈组件中。

每个支架均可在与所述垫片托盘的多个垫片容器中的至少一个的位置对应的位置容纳相关联的第一垫片牌。

根据示例性实施例，一种制造MRI装置的方法包括：测量空腔的静态磁场分布；基于测量的结果确定第一垫片牌在梯度线圈组件中的安装位置，以提升所述静态磁场分布的均匀度；基于确定的结果在所述梯度线圈组件中的安装位置安装所述第一垫片牌。

确定第一垫片牌的安装位置可包括：基于测量的结果将所述第一垫片牌的安装位置确定为垫片托盘之间的与所述垫片托盘的垫片容器对应的位置中的至少一个位置，以提升静态磁场分布的均匀度。

所述方法还可包括，当第一垫片牌的安装位置被确定时，确定将要安装在所述确定的安装位置的所述第一垫片牌的形状、重量、数量和尺寸中的至少一个。

所述方法还可包括，当所述第一垫片牌被安装时，测量所述空腔的静态磁场分布，并基于所述测量，将设置有第二垫片牌的垫片托盘安装在所述梯度线圈组件中。

在梯度线圈组件中安装所述垫片托盘可包括：重新测量所述空腔的静态磁场分布，基于所述重新测量的结果，确定所述垫片托盘将要布置第二垫片牌的垫片容器，以提升所述静态磁场分布的均匀度；基于确定的结果，将所述第二垫片牌布置于确定的所述垫片容器中；将安装了第二垫片牌的垫片托盘安装至梯度线圈组件的垫片容纳部件。

所述方法还可包括进一步确定将要安装在所述确定的垫片容器的所述第二垫片牌的形状、重量、数量和尺寸中的至少一个。

所述方法还可包括当所述垫片托盘被安装时，测量所述空腔的静态磁场并确定测量的所述静态磁场的均匀度是否高于参考均匀度。

根据示例性实施例，一种制造MRI装置的方法包括：测量空腔的静态磁场分布；基于所述测量的结果，确定所述垫片托盘的垫片容器，其中，每个第二垫片牌布置于所述垫片容器中，以提升所述静态磁场分布的均匀度；基于测量的结果，将所述第一垫片牌的安装位置确定为垫片托盘之间的与确定的垫片容器对应的位置中的至少一个位置；基于所述确定的结果，将设置有所述第二垫片牌的垫片托盘和所述第一垫片牌安装在梯度线圈组件中。

基于测量的结果确定垫片托盘的将要布置每个第二垫片牌的垫片容器以提升静态磁场分布的均匀度可包括：基于测量的结果确定垫片托盘的将要布置每个第二垫片牌的垫片容器以提升静态磁场分布的均匀度；将要布置在确定的垫片托盘中的第二垫片牌的数量、形状、重量和尺寸中的至少一个。基于测量的结果将第一垫片牌的安装位置确定为垫片托盘之间的与确定的垫片容器对应的位置的至少一个位置可包括：基于测量的结果将第一垫片牌的安装位置确定为垫片托盘之间的与确定的垫片容器对应的位置的至少一个位置；确定将要安装在确定的安装位置的第一垫片牌的数量、形状、重量和尺寸中的至少一个。

所述方法还可包括：当所述垫片托盘和所述第一垫片牌安装在所述梯度线圈组件中时，测量所述空腔的静态磁场并确定测量的所述静态磁场的均匀度是否高于参考均匀度。

发明的有益效果

如以上描述，显而易见的是：垫片牌安装在垫片托盘之间的空间中，独立于布置在每个垫片托盘中的垫片牌，因此使垫片托盘的厚度能够减小。

因此，由于垫片托盘的厚度减小，可防止空腔的内部空间减小。

此外，由于可通过安装第一垫片牌来减小布置于垫片托盘中的垫片牌的数量，因此可使用更小的压力来执行用于进行额外匀场的垫片托盘的替换。

附图说明

上述和/或其他方面通过参照附图描述的特定的示例性实施例将更明显，其中：

图1是根据示例性实施例的MRI装置的控制框图；

图2是示意性示出MRI装置的视图；

图3是示出对象所在的空间被分成x-轴、y-轴和z-轴的视图；

图4A和图4B是示出磁体组件和梯度线圈组件的结构的视图；

图5是示出梯度线圈和与梯度线圈的操作相关的脉冲序列的示图；

图6是根据示例性实施例的梯度线圈组件的剖面图；

图7是示出根据示例性实施例的安装在梯度线圈组件中的垫片托盘和第一垫片牌的视图；

图8是示出根据示例性实施例的安装在梯度线圈组件中的垫片托盘和第一垫片牌的视图；

图9是概念性地示出根据示例性实施例的容纳第一垫片牌的支架的视图；

图10是示出梯度线圈组件中的容纳第一垫片牌的支架的安装的视图；

图11是根据示例性实施例的梯度线圈组件的剖面图；

图12是示出图11的梯度线圈组件中的支架的安装的视图；

图13至图15是示出根据示例性实施例的安装在梯度线圈组件中的第一垫片牌的结构的视图；

图16是示出根据示例性实施例的制造MRI装置的方法的流程图；

图17是示出根据示例性实施例的制造MRI装置的方法的流程图。

具体实施方式

以下参照附图更详细地描述实施例。

在以下的描述中，相似的附图标号甚至在不同的图中仍用于相似的部件。描述中定义的诸如具体结构和部件的内容，被提供以帮助对示例性实施例的全面理解。然而，显然，示例性实施例可不使用这些特定的事物来实践。同样，没有详细描述已知的功能或结构，因为它们会以非必要的细节使描述模糊不清。

图1是根据示例性实施例的MRI装置的控制框图。

参照图1，根据示例性实施例的MRI装置包括形成磁场并产生与原子核相关的共振的磁体组件150；控制磁体组件150的操作的控制器120；以及接收由原子核产生的回波信号以产生磁共振图像的图像处理器160。

磁体组件150包括在其中形成静态磁场区域的主磁体151；在静态磁场中形成磁场梯度的梯度线圈组件152；以及通过施加RF脉冲并激发原子核从原子核接收回波信号的RF线圈组件153。

控制器120包括控制由主磁体151形成的静态磁场的强度和方向的静态磁场控制器121；以及设计脉冲序列并根据所述脉冲序列控制梯度线圈组件152和RF线圈组件153的脉冲序列控制器122。

根据示例性实施例的MRI装置包括向梯度线圈组件152施加梯度信号的梯度控制器130，以及向RF线圈组件153施加RF信号的RF发送器140。MRI装置可因此允许脉冲序列控制器122控制梯度控制器130和RF发送器140，使形成于静态磁场中的磁场梯度和施加至原子核的RF能够调节。

根据示例性实施例的MRI装置包括用户操作站110。因此，MRI装置接收与MRI装置100的操作相关的控制命令，尤其可从用户接收与扫描序列相关的命令并根据该命令产生脉冲序列。

用户操作站110可包括提供以使用户可以操作系统的操作控制台111，显示控制状态和由图像处理器160产生的图像以使用户可提供关于对象200的健康的诊断信息的显示器112。

图2是示意性示出MRI装置的视图。图3是示出对象所在的空间被分成x-轴、y-轴和z-轴的视图。图4A和图4B是示出磁体组件和梯度线圈组件的结构的视图。图5是示出梯度线圈组件的梯度线圈以及与梯度线圈的操作相关的脉冲序列的示图。

以下，将参照图1更详细地描述根据示例性实施例的上述磁共振成像装置。

磁体组件150形成具有空的内部空间(即空腔158)的圆柱体形状。病床210将对象200运至空腔，以获取MR信号。

磁体组件150包括主磁体151、梯度线圈组件152以及RF线圈组件153。

主磁体151可以是缠绕空腔的线圈。当电流施加至主磁体151时，静态磁场在磁体组件150中(即空腔158)形成。

静态磁场的方向大体上与磁体组件150的相同的轴平行。

当静态磁场在空腔中形成时，组成对象200的原子，尤其是氢原子的原子核与静态磁场的方向对齐并执行沿着静态磁场方向的进动。每个原子核的进动的速率可被指示为进动频率，被称为拉莫尔(Larmor)频率的进动频率被表示为以下等式1：

[等式1]

ω＝γB₀

其中，ω是拉莫尔频率，

γ是比例常数，

B₀是外部磁场的强度。

比例常数由于不同类型的原子核而不同，外部磁场的强度的单位是特斯拉(T)或高斯(G)，进动频率的单位是Hz。

例如，由于氢质子在1T外部磁场中具有42.58MHz的进动频率，并且氢占据了组成人体的原子的绝大部分，则MR信号主要使用氢质子的进动频率获得。

梯度线圈组件152在静态磁场中产生磁场梯度。

如图3所示，与从对象200的头部至脚部的方向平行的轴是与静态磁场的方向平行的轴，并可被称为z-轴；与对象的左侧和右侧方向平行的轴可被称作x-轴；以及与x-轴和z-轴垂直并且与空腔中的向上和向下的方向平行的轴可被称为y-轴。

为了获得三维(3D)空间信息，需要x-轴、y-轴和z-轴的所有的磁场梯度。因此，梯度线圈组件152包括三对梯度线圈。

如图4A、图4B和图5所示，z-轴梯度线圈154包括一对环形线圈，y-轴梯度线圈155位于对象200的上方和下方，x-轴梯度线圈156位于对象200的左侧和右侧。

如果具有相反极性的直流电分别在两个z-轴梯度线圈154中以相反方向流动，磁场的变化在z-轴方向产生，产生了梯度磁场。图5示出了在每个z-轴梯度线圈154随脉冲序列的操作期间z-轴磁场梯度的形成。

由于z-轴方向上形成的磁场梯度的强度增加，故可选择更薄的切片(slice)，并且z-轴梯度线圈154可被用于选择切片。

当通过由z-轴梯度线圈154形成的磁场梯度来选择切片时，切片的所有自旋具有相同的频率和相位。因此，自旋不可单独区分。

在这种情况下，当磁场梯度由y-轴梯度线圈155形成于y-轴方向时，产生了相移使得构成切片的线的自旋彼此具有不同的相位。

当y-轴磁场梯度形成时，施加了大磁场梯度的线中的自旋相移至高频率，施加了小磁场梯度的线中的自旋移相至低频率。

当y-轴磁场梯度消失时，相移产生于选择的切片的每条线中，并且所述线具有彼此不同的相位。因此，所述线可彼此区分。

由y-轴梯度线圈155产生的磁场梯度被用于相位编码。图5示出了在每个y-轴梯度线圈155随脉冲序列的操作期间y-轴的磁场梯度的形成。

通过由z-轴梯度线圈154形成的磁场梯度选择切片，构成选择的切片的线通过由y-轴梯度线圈155形成的磁场梯度通过不同的相位彼此区分。然而，由于构成线的各自的自旋具有相同的频率和相位，因此自旋不可单独区分。

在这种情况下，由x-轴梯度线圈156在x-轴方向上形成的磁场梯度允许构成各自的线的自旋具有彼此不同的频率，因此，使自旋能够被彼此单独区分。同样的，由x-轴梯度线圈156产生的磁场梯度用于频率编码。

如上所述，由z-轴、y-轴和x-轴梯度线圈形成的磁场梯度分别通过切片选择、相位编码和频率编码来编码各自的自旋的空间位置。

梯度线圈组件152连接至梯度控制器130，梯度控制器130根据从脉冲序列控制器122发送的控制信号来对梯度线圈组件152施加驱动信号以产生磁场梯度。梯度控制器130可包括与三对梯度线圈154、155和156对应的三个驱动电路。

如上所述，通过外部磁场对齐的原子核根据拉莫尔频率进动，多个原子核的磁化强度的矢量和可被表示为一个网络磁化强度M。

由于不可以测量网络磁化强度的z-轴分量，仅可测量M_xy。因此，必须通过原子核的激发在X-Y平面呈现网络磁化，以获得MR信号。调谐至拉莫尔频率的原子核的RF脉冲必须被施加至静态磁场以用于原子核的激发。

RF线圈组件153包括发送RF脉冲的发送线圈和接收从激发的原子核发射的电磁波(也就是MR信号)的接收线圈。

RF线圈组件153连接至RF发送器140，RF发送器140根据从脉冲序列控制器122发送的控制信号对RF线圈组件153施加驱动信号以发送RF脉冲。

RF发送器140可包括将高频输出信号调制为脉冲信号的调制电路以及放大脉冲信号的RF电力放大器。

RF线圈组件153连接至图像处理器160。图像处理器160包括接收关于由原子核产生的MR信号的数据的数据接收器161，以及处理从数据接收器161接收的数据以产生磁共振图像的数据处理器163。

数据接收器161包括放大由RF线圈组件153的接收线圈接收的MR信号的前置放大器，从前置放大器接收MR信号以检测相位的相位检测器，以及将通过相位检测获得的模拟信号转换为数字信号的模数(A/D)转换器。数据接收器161将经数字转换的磁共振信号发送至数据存储器162。

数据存储器162具有组成二维(2D)傅里叶空间的数据空间。当完成扫描的全部数据存储于数据存储器162中时，数据处理器163使用2D傅里叶逆变换处理2D傅里叶空间中的数据以重构对象200的图像。重构的图像显示在显示器112上。

自旋回波脉冲序列用于从原子核获取MR信号。当RF线圈组件153施加RF脉冲时，RF线圈组件153在施加第一RF脉冲之后在合适的时间再次发送RF脉冲。第二RF脉冲的发送过去时间Δt时在原子核中出现强烈的横向磁化，其结果是可获得MR信号。这被称作自旋回波脉冲序列，时间回波(TE)指的是第一RF脉冲的施加之后产生MR信号所需的时间。

质子翻转的角度的等级可被表示为从质子在翻转之前所在的轴移动的角度，并且根据翻转等级被表示为90-度RF脉冲、180-度RF脉冲等。

图6是根据示例性实施例的梯度线圈组件152的剖面图。图7和图8是示出根据示例性实施例的安装在梯度线圈组件152中的垫片托盘170和第一垫片牌180的视图。

此外，梯度线圈组件152可包括屏蔽线圈(未示出)。由于屏蔽线圈被设置在梯度线圈的外侧，故屏蔽线圈具有大于梯度线圈的安装半径。

如果对梯度线圈施加脉冲电流，则涡流可在主磁体中以抑制磁场梯度的产生的方向围绕梯度线圈流动。

如果涡流在主磁体中感生，则磁场梯度的线性度在时间轴上劣化。当涡流在切片选择磁场梯度中出现时，切片轮廓劣化，导致图像的信噪比劣化。

当涡流在编码磁场梯度中出现时，在k-空间中以频率编码的方向执行非均匀采样，导致图像分辨率劣化，在边界部分产生振铃，并产生模糊，所述模糊是分辨率劣化的现象。涡流的影响根据成像技术的不同而不同地出现，并且显著地出现在磁场梯度回波图像和高速图像中。

可在梯度线圈的外侧安装屏蔽线圈，以解决由于涡流引起的问题。为了抵消向梯度线圈外发出的磁场梯度强度并降低涡流量，以与施加至梯度线圈的电流的方向相反的方向对屏蔽线圈施加电流。

根据示例性实施例的MRI装置包括设置在梯度线圈组件152中的垫片组件168，使得由主磁体形成的静态磁场保持均匀。垫片组件168包括第一垫片牌组件176和第二垫片牌组件174中的至少一个。

如图6至图8所示，第二垫片牌组件174包括垫片托盘170以及容纳于垫片托盘170中的垫片牌。以下，容纳于垫片托盘170中的垫片牌被称为第二垫片牌172以与安装在垫片托盘170之间的垫片牌区分。安装在垫片托盘170之间的垫片牌被称为第一垫片牌180，并被包括于第一垫片牌组件176中。

如图8所示，第二垫片牌组件174的每个垫片牌170在z-轴方向上具有与梯度线圈组件152的长度对应的长度，并且垫片托盘170的内部空间可被划分为多个空间，使得多个第二垫片牌172容纳于内部空间中。以下，容纳垫片牌的垫片托盘170的划分的空间被称为垫片容器171。

在梯度线圈组件的径向方向上，一个或更多个第二垫片牌172可被容纳于一个垫片容器171中。将容纳第二垫片牌172的垫片容器171的位置，或者将容纳于特定垫片容器171的第二垫片牌172的数量、重量或尺寸可使用预定算法计算，以提升静态磁场分布的均匀度。

例如，当包括磁场传感器的磁场相机位于空腔中的成像区域中并以预定角度转动时，可测量假想球面上的磁场分布。磁场相机可形成半圆形或圆形的形状。使用磁场分布的测量的数据执行使磁场分布达到目标均匀度的第二垫片牌172的最优的布置。可基于最优的结果，计算将容纳于每个垫片托盘170的垫片容器171的第二垫片牌172的布置。第二垫片牌172的布置可包括将布置第二垫片牌172的垫片容器171以及诸如将布置于垫片容器171中的第二垫片牌172的数量和重量的信息。根据第二垫片牌172的计算的布置，第二垫片牌172布置于垫片托盘170的垫片容器171中。

布置第二垫片牌172的垫片托盘170可插入以z-轴方向形成于梯度线圈组件152中的垫片容纳部件178中，并安装至梯度线圈组件152。垫片容纳部件可在制造过程中沿着梯度线圈组件152的圆周方向以预定间隔形成，其中，垫片托盘170插入垫片容纳部件中。

还可执行将每个垫片托盘170插入相关的垫片容纳部件以将垫片托盘170安装至梯度线圈组件152中的处理，以及识别通过再次使用磁场相机测量成像区域的磁场分布是否达到磁场分布的目标均匀度的处理。

垫片牌可由硅钢或钴钢制成，但示例性实施例不限于此。当将垫片牌放置在磁场区域时，垫片牌被磁化，并且，由于垫片牌的磁化产生的磁场的方向与外部磁场方向相反。即，由于垫片牌的磁化产生的磁场抵消了外部静态磁场，并降低了外部磁场的大小。通过使用这种垫片牌的性能合适地布置垫片牌，成像区域的静态磁场可均匀地分布。

参照图6至图8，第一垫片牌组件176包括沿着与梯度线圈组件152的z-轴平行的z-轴方向安装在垫片托盘170之间的一个或更多个垫片牌180，其中，垫片托盘170设置在梯度线圈组件152中。

根据示例性实施例，布置在垫片托盘170上的第二垫片牌172的数量可通过将第一垫片牌180彼此分开地安装在垫片托盘170之间的空间来减少，在径向方向上，垫片托盘170的厚度可减小。

即，通过在制造梯度线圈组件152期间安装第一垫片牌180来将匀场执行至特定程度，达到静态磁场的目标均匀度所需的剩余的匀场可通过布置在垫片托盘170的第二垫片牌172来执行。其结果是，使用垫片托盘来匀场所需的第二垫片牌172的数量减少，因此，使垫片托盘170的厚度能够降低。

每个第一垫片牌180均安装在垫片托盘170之间的空间，并且第一垫片牌180的安装位置被确定为与相邻垫片托盘170的容器171的选择的容器171对应的位置。例如，第一垫片牌180的安装位置被确定为在垫片托盘170之间与在圆周方向上的相邻垫片托盘170的第12、第16和第20个垫片容器171相同的线上的位置。

尽管在图6中第一垫片牌180示出为安装于所有垫片托盘170之间，但这仅是示例。例如，没有安装第一垫片牌180的空间也可出现在垫片托盘170之间的空间中。

图9是概念性地示出根据示例性实施例的容纳第一垫片牌180的包括支架190的第一垫片牌组件176的视图。图10是示出梯度线圈组件152中的处于容纳第一垫片牌180的状态的支架190的安装的视图。

如图9所示，由于第一垫片牌180被保留在形成有可容纳第一垫片牌180的凹槽的支架190中，第一垫片牌180可安装在梯度线圈组件152中。作为对比，如以上参照图7和图8所讨论的，第一垫片牌180可在没有支架190的情况下安装。

支架190中的容纳第一垫片牌180的凹槽191的位置可通过使用磁场分布数据使磁场分布达到目标均匀度的第一垫片牌180的最优布置来确定。即，第一垫片牌180的形成在每个支架190上的凹槽的位置可基于最优化结果计算。这可使用用于在匀场的处理中布置垫片牌的已知算法来执行。

如图10所示，每个支架190安装在垫片容纳部件之间，其中，垫片托盘170插入垫片容纳部件，并且容纳第一垫片牌180的凹槽191的位置被确定为与插入相邻的垫片容纳部件的垫片托盘170的容器171的选择的容器171对应的位置。支架190的凹槽191的位置被确定，并且将要安装在确定的凹槽191中的第一垫片牌180的数量、形状、重量或尺寸也可确定。

图11是根据示例性实施例的梯度线圈组件152的剖面图。图12是示出安装在图11的梯度线圈组件152中的支架190的视图。

在示例性实施例中，只有包括第一垫片牌180的第一垫片牌组件176安装于没有容纳第二垫片牌的垫片托盘170的梯度线圈组件152中。

如上所述，当包括磁场传感器的磁场相机位于空腔中的成像区域中并以预定角度转动时，测量假想球面上的磁场分布。然后，使用磁场分布的测量的数据执行使静态磁场分布达到目标均匀度的每个第一垫片牌180的最优布置。安装在梯度线圈组件152中的第一垫片牌180的布置可基于最优化的结果计算。第一垫片牌180的布置可包括诸如第一垫片牌180的位置、数量和重量的信息。在基于计算的信息将第一垫片牌180直接布置在梯度线圈组件152中之后，可通过模塑来制造梯度线圈组件152。

如图11和12所示，容纳第一垫片牌180的支架190可安装在梯度线圈组件152中。

如上所述，容纳每个第一垫片牌180的支架190中的凹槽191的位置可通过使用磁场分布的测量的数据使静态磁场分布达到目标均匀度的第一垫片牌180的最优布置来确定。即，在每个支架190中形成的第一垫片牌180的凹槽191的位置可基于最优化的结果使用已知的算法来计算。支架190的凹槽191的位置被确定，并且安装在凹槽191中的第一垫片牌180的数量、形状、重量和尺寸也可被确定。在容纳第一垫片牌180的支架190基于计算信息布置在梯度线圈组件152中之后，梯度线圈组件152可通过塑模来制造。

当第一垫片牌180安装至梯度线圈组件152时，还可执行识别通过再次使用磁场相机来测量成像区域的磁场分布是否达到磁场分布的目标均匀度的处理。其结果是，当需要额外的匀场时，匀场还可通过超导匀场方法来执行。在这种情况下，超导垫片线圈可被设置于梯度线圈组件152中，以执行超导匀场。

同时，当电流施加至梯度线圈170或者屏蔽线圈时，由于线圈的电阻产生了热量。产生的热量引起了垫片牌的温度上升。由于垫片牌的温度的改变是改变静态磁场的均匀度的因素，梯度线圈组件152可包括冷却部件181以冷却传导至垫片牌的热量，使得垫片牌的温度不上升。图13至图15是示出根据示例性实施例的安装在梯度线圈组件中的第一垫片牌的结构的视图，其中，所述示例性实施例是根据冷却部件的安装类型的第一垫片牌的安装的多种示例。

参照图13和图14，冷却部件181可被设置为管道的形式，并被设置在梯度线圈组件152中，同时以梯度线圈组件152的圆周方向延伸。参照图13，可具有以圆周方向延伸的圆形或环形的冷却部件181可以在梯度线圈组件152的中心轴方向上以预定间隔安装在梯度线圈组件中。如图13所示，第一垫片牌180可被设置在冷却部件181之间。在这种情况下，与冷却部件181的方式相同，第一垫片牌180也可被设置为以梯度线圈组件152的圆周方向延伸的形状。即，具有以梯度线圈组件152的圆周方向延伸的环形的第一垫片牌180可安装于冷却部件181之间。可选地，如图14所示，划分成多个进行设置的第一垫片牌180可安装于冷却部件181之间。

图15示出了冷却部件的安装的另一示例。参照图15，冷却部件可被设置在梯度线圈组件152中，同时以梯度线圈组件152的中心轴方向延伸。如图15所示，以中心轴方向延伸的每个冷却部件181可以在梯度线圈组件152的圆周方向上以预定间隔安装在梯度线圈组件152中。第一垫片牌180可设置在冷却部件181之间。参照图15，多个第一垫片牌180安装在冷却部件181之间。

图16和图17是示出根据示例性实施例的制造MRI装置的方法的流程图。

参照图16，首先测量空腔的静态磁场分布(操作500)。例如，当包括磁场传感器的磁场相机位于空腔中的成像区域中并以预定角度转动时，测量假想球面上的磁场分布。磁场相机可形成半圆形或圆形的形状。

基于测量结果确定梯度线圈组件152中的第一垫片牌180的安装位置(操作510)，将第一垫片牌180安装在确定的安装位置(操作520)。

使用磁场分布的测量的数据来执行使磁场分布达到目标均匀度的第一垫片牌180的最优布置。第一垫片牌180在每个垫片托盘170之间的空间中的安装位置可基于最优的结果来计算。这可使用用于在匀场的处理中将垫片牌布置于垫片托盘170的垫片容器171中的已知算法来执行。因此，第一垫片牌180安装在垫片容纳部件之间，其中，垫片托盘170插入垫片容纳部件，并且第一垫片牌180的安装位置被确定为与插入相邻的垫片容纳部件的垫片托盘170的容器171的选择的容器171对应的位置。例如，第一垫片牌180的安装位置可被确定为在相邻的垫片容纳部件之间的空间中的圆周方向上的垫片托盘170的第12、第16和第20个垫片容器171相同的线上的位置。第一垫片牌180的安装位置确定，并且将要安装在确定的安装位置的第一垫片牌180的数量、形状、重量或尺寸也可确定。

同样，当第一垫片牌180的安装位置以及包括将要安装在所述位置的第一垫片牌180的数量、形状、重量或尺寸的规格确定时，基于此，第一垫片牌180安装于梯度线圈组件152中。

如图6至图8所示，第一垫片牌180可直接安装于梯度线圈组件152中，或者可安装于梯度线圈组件152中，同时容纳在支架190中。

当第一垫片牌180被安装时，重新测量空腔的静态磁场分布(操作530)，并且，基于测量结果将设置有第二垫片牌172的垫片托盘170安装于梯度线圈组件152中(操作540)。

当第一垫片牌180被安装时，通过重新测量静态磁场分布来确定将要布置第二垫片牌172的垫片托盘170的垫片容器171。当包括磁场传感器的磁场相机位于空腔中的成像区域中并以预定角度转动时，重新测量假想球面上的磁场分布。使用磁场分布的重新测量的数据执行使静态磁场分布达到目标均匀度的第二垫片牌172的最优布置。容纳于每个垫片托盘170的垫片容器171中的第二垫片牌172的布置可基于最优的结果来计算。第二垫片牌172的布置可包括将要布置第二垫片牌172的垫片容器171以及诸如将要布置在垫片容器171中的第二垫片牌172的数量和重量的规格。根据第二垫片牌172的计算的布置，第二垫片牌172布置于垫片托盘170的垫片容器171中。

当第二垫片牌172布置于垫片托盘170中时，垫片托盘170插入在z-轴方向上形成于梯度线圈组件152中的垫片容纳部件中，并安装于梯度线圈组件152中。

如上所述，当通过将第一垫片牌180安装于彼此分开的垫片托盘170之间的空间中来执行匀场时，布置在垫片托盘170中的第二垫片牌172的数量可减少，因此使垫片托盘170的厚度能够降低。

即，通过在制造梯度线圈组件152期间安装第一垫片牌180，匀场被执行至特定的程度，并且达到静态磁场的目标均匀度所需的剩余的匀场通过布置于垫片托盘170中的第二垫片牌172执行。其结果是，使用垫片托盘170进行匀场所需的第二垫片牌172的数量减少，因此使垫片托盘170的厚度能够降低。因此，空腔的内径可增大。

当第一垫片牌180被完成并且包括第二垫片牌172的垫片托盘170也被安装时，还可进一步执行识别通过再次使用磁场相机来测量成像区域中的磁场分布是否达到磁场分布的目标均匀度的处理。

参照图17，首先测量空腔的静态磁场分布(操作600)。例如，当包括磁场传感器的磁场相机位于空腔中的成像区域中并以预定角度转动时，测量假想球面上的磁场分布。磁场相机可形成半圆形或圆形的形状。

基于测量结果来确定将要布置第二垫片牌172的垫片托盘170的垫片容器171(操作610)，并将第一垫片牌180的安装位置确定为与垫片容器171对应的位置中的垫片托盘170之间的至少一个位置(操作620)。

使用磁场分布的测量的数据执行使磁场分布达到目标均匀度的第一垫片牌180和第二垫片牌172的最优布置。将要容纳于每个垫片托盘170的垫片容器171的第二垫片牌172的布置可基于最优的结果来计算。第二垫片牌172的布置可包括将要布置第二垫片牌172的垫片容器171和包括将要布置在垫片容器171中的第二垫片牌172的规格(包括第二垫片牌的数量、形状、重量或尺寸)。根据第二垫片牌172的计算的布置，第二垫片牌172布置于垫片托盘170的垫片容器171中。

每个垫片托盘170之间的空间中的第一垫片牌180的安装位置可基于最优的结果计算。第一垫片牌180安装在垫片托盘170所插入的垫片容纳部件之间，并且第一垫片牌180的安装位置被确定为与插入相邻的垫片容纳部件的垫片托盘170的垫片容器171的选择的垫片容器171对应的位置。例如，第一垫片牌180的安装位置被确定为在相邻的垫片容纳部件之间的空间中与在圆周方向上的垫片托盘170的第12、第16和第20个垫片容器171相同的线上的位置。第一垫片牌180的安装位置确定，并且将要安装在确定的安装位置的第一垫片牌180的数量、形状、重量或尺寸可随之共同确定。

不同于图16中示出的示例性实施例，本示例性实施例可包含在静态磁场分布的测量之后共同计算与第一垫片牌180和第二垫片牌172的布置相关的信息，并可在梯度线圈组件152中同时安装第一垫片牌180和垫片托盘170。

基于确定的结果将设置有第二垫片牌172的垫片托盘170和第一垫片牌180安装于梯度线圈组件152中(操作630)。

当第一垫片牌180的安装位置以及包括将要安装在所述位置的第一垫片牌180的数量、形状、重量或尺寸的规格确定时，基于此，第一垫片牌180安装于梯度线圈组件152中。第二垫片牌172根据第二垫片牌172的确定的布置被布置于垫片托盘170的垫片容器171中。当第二垫片牌172布置在垫片托盘170中时，垫片托盘170插入在z-轴方向上形成于梯度线圈组件152中的垫片容纳部件中，并安装在梯度线圈组件152中。

通过在垫片托盘170之间的空间中安装第一垫片牌180并与垫片托盘170共同执行静态磁场的匀场，布置于垫片托盘170中的第二垫片牌172的数量可减少，因此使垫片托盘170的厚度能够降低。因此，空腔的内径可增大。

当第一垫片牌180被安装时，并且包括第二垫片牌172的垫片托盘170也被安装时，还可进一步执行识别通过再次使用磁场相机测量成像区域中的磁场分布是否达到磁场分布的目标均匀度的处理。上述的示例性实施例和优点仅为示例，并且不被解释为限制。示出的教导可方便地应用于其他类型的装置。同样，示例性实施例的描述意为说明性，并不限制权利要求的范围，并且许多替换、修改和变化对于本领域技术人员将是明显的。

Claims (35)

1.一种磁共振成像(MRI)装置包括：

主磁体，被配置为在空腔中形成静态磁场；

梯度线圈组件，被配置为在所述静态磁场中形成磁场梯度并包括设置在所述梯度线圈组件中的第一垫片牌组件，使所述静态磁场的分布基本均匀。

2.如权利要求1所述的MRI装置，其中，所述第一垫片牌组件包括：第一垫片牌，被布置于垫片托盘之间，所述垫片托盘被设置在所述梯度线圈组件中。

3.如权利要求2所述的MRI装置，其中，所述垫片托盘包括多个垫片容器，

所述第一垫片牌安装在所述垫片托盘之间的位置，所述位置与所述梯度线圈组件的圆周方向上的各个垫片容器的位置对应。

4.如权利要求1所述的MRI装置，其中，所述第一垫片牌组件包括：

多个支架，被布置于垫片托盘之间，所述垫片托盘被设置在所述梯度线圈组件中，

第一垫片牌，置于所述多个支架中。

5.如权利要求4所述的MRI装置，其中，各个支架在与所述垫片托盘的垫片容器的位置对应的位置容纳所述第一垫片牌。

6.如权利要求1所述的MRI装置，其中，所述第一垫片牌组件包括：

多个支架，与所述空腔的中心轴平行设置，并沿着所述空腔的圆周方向以预定间隔布置，

第一垫片牌，置于所述多个支架中。

7.如权利要求6所述的MRI装置，其中，各个支架以预定间隔容纳一个或更多个所述第一垫片牌。

8.如权利要求1所述的MRI装置，其中，所述梯度线圈组件包括以预定间隔布置的多个冷却部件。

9.如权利要求8所述的MRI装置，其中，所述梯度线圈组件包括被设置在所述多个冷却部件之间的至少一个第一垫片牌。

10.如权利要求8所述的MRI装置，其中，所述多个冷却部件均以沿所述梯度线圈组件的圆周方向延伸的形状设置在所述梯度线圈组件中，并沿着所述梯度线圈组件的中心轴方向以预定间隔布置。

11.如权利要求10所述的MRI装置，其中，所述梯度线圈组件包括形成于沿着所述梯度线圈组件的所述中心轴方向布置的所述多个冷却部件之间的至少一个第一垫片牌。

12.如权利要求8所述的MRI装置，其中，所述多个冷却部件均以沿所述梯度线圈组件的中心轴方向延伸的形状设置在所述梯度线圈组件中，并沿着所述梯度线圈组件的圆周方向以预定间隔布置。

13.如权利要求12所述的MRI装置，其中，所述梯度线圈组件包括形成在所述多个冷却部件之间的至少一个第一垫片牌，所述多个冷却部件沿着所述梯度线圈组件的所述圆周轴方向布置。

14.一种磁共振成像(MRI)装置，包括：

主磁体，被配置为在空腔中形成静态磁场；

梯度线圈组件，被配置为在所述静态磁场中形成磁场梯度并包括以预定间隔布置在所述梯度线圈组件中的多个托盘，以及置于多个垫片托盘之间的第一垫片牌组件。

15.如权利要求14所述的MRI装置，其中，所述梯度线圈组件包括：

垫片容纳部件，以与所述梯度线圈组件的中心轴平行的方向延伸，并沿着所述梯度线圈组件的圆周方向以预定间隔布置，

其中，所述多个垫片托盘插入所述垫片容纳部件中，并包括能够容纳第二垫片牌的垫片容器，

第一垫片牌组件包括沿着与所述中心轴平行的方向设置在所述多个垫片托盘之间的第一垫片牌。

16.如权利要求14所述的MRI装置，所述第一垫片牌组件包括：第一垫片牌，安装在所述多个垫片托盘之间的位置，所述位置与各个垫片托盘的垫片容器的位置对应。

17.如权利要求14所述的MRI装置，其中，所述第一垫片牌组件包括：

多个支架，布置于所述多个垫片托盘之间；

第一垫片牌，置于所述支架中。

18.如权利要求17所述的MRI装置，其中，所述支架在与所述多个垫片托盘的垫片容器的位置对应的位置容纳相关联的第一垫片牌。

19.一种制造磁共振成像(MRI)装置的方法，所述方法包括：

测量空腔的静态磁场分布；

基于测量的结果确定第一垫片牌在梯度线圈组件中的安装位置，以提升所述静态磁场分布的均匀度；

基于确定的结果在所述梯度线圈组件中的安装位置安装所述第一垫片牌。

20.如权利要求19所述的方法，其中，确定所述安装位置包括：

将所述第一垫片牌的安装位置确定为多个垫片托盘之间的与所述多个垫片托盘的垫片容器对应的位置。

21.如权利要求19所述的方法，其中，所述确定还包括：

确定将要安装在所述确定的安装位置的所述第一垫片牌的形状、重量、数量和尺寸中的至少一个。

22.如权利要求19所述的方法，还包括：

安装所述第一垫片牌之后，重新测量所述空腔的静态磁场分布，

基于所述重新测量，将设置有第二垫片牌的垫片托盘安装在所述梯度线圈组件中。

23.如权利要求22所述的方法，其中，安装所述多个垫片托盘包括：

基于所述重新测量确定垫片托盘的将要安装第二垫片牌的垫片容器，以提升所述静态磁场分布的均匀度；

将所述第二垫片牌布置于确定的所述垫片容器中；

将布置了所述第二垫片牌的所述垫片托盘安装至所述梯度线圈组件的垫片容纳部件中。

24.如权利要求23所述的方法，还包括：

确定将要安装在所述确定的垫片容器中的所述第二垫片牌的形状、重量、数量和尺寸中的至少一个。

25.如权利要求22所述的方法，还包括：

安装所述垫片托盘之后，测量所述空腔的静态磁场的均匀度并确定测量的所述静态磁场的均匀度是否高于参考均匀度。

26.一种制造磁共振成像(MRI)装置的方法，所述方法包括：

测量空腔的静态磁场分布；

基于所述测量的结果，确定垫片托盘的垫片容器，其中，第二垫片牌将要布置在所述垫片容器中，以提升所述静态磁场分布的均匀度；

将第一垫片牌的安装位置确定为垫片托盘之间的与确定的垫片容器对应的位置；

基于所述确定的结果，将设置有所述第二垫片牌的所述垫片托盘和所述第一垫片牌安装在梯度线圈组件中。

27.如权利要求26所述的方法，其中，确定所述垫片容器包括：

确定将要布置在所述确定的垫片容器中的所述第二垫片牌的形状、重量、数量和尺寸中的至少一个。

28.如权利要求26所述的方法，其中，确定所述第一垫片牌的所述安装位置包括：

确定安装在所述确定的安装位置的所述第一垫片牌的形状、重量、数量和尺寸中的至少一个。

29.如权利要求26所述的方法，还包括：

将所述垫片托盘和所述第一垫片牌安装在所述梯度线圈组件中之后，测量所述空腔的静态磁场均匀度并确定测量的所述静态磁场的均匀度是否高于参考均匀度。

30.一种磁共振成像(MRI)扫描仪，包括：

主磁体，被配置为在所述MRI扫描仪的空腔中形成静态磁场；

梯度线圈组件，在所述主磁体内部围绕所述空腔放置；

第一垫片牌组件和第二垫片牌组件，集成在所述梯度线圈组件中，并被配置为补偿所述静态磁场的非均匀度。

31.如权利要求30所述的MRI扫描仪，其中，所述第二垫片牌组件包括相邻的垫片托盘，所述相邻的垫片托盘在所述空腔的z方向上基本相互平行延伸，并被划分为多个垫片容器，所述多个垫片容器大体平行地设置在沿着所述梯度线圈组件的圆周方向的位置，

所述多个垫片容器在制造所述MRI扫描仪时是空的，

在所述制造时，第一垫片牌组件安装有多个第一垫片牌，所述多个第一垫片牌沿着所述圆周方向设置在相邻的垫片托盘的所述多个垫片容器的各个位置之间。

32.如权利要求31所述的MRI扫描仪，其中，基于第一均匀度测量来确定个别第一垫片牌的位置和重量，以补偿所述静态磁场的非均匀度。

33.如权利要求32所述的MRI扫描仪，其中，在所述制造完成后，利用多个第二垫片牌安装所述第二垫片牌组件的所述垫片托盘的所述垫片容器，基于第二均匀度测量来确定个别第二垫片牌的位置和重量，以在使用所述第一垫片牌匀场之后抵消所述静态磁场的剩余的非均匀度。

34.如权利要求33所述的MRI扫描仪，其中，所述多个第一垫片牌中的至少一个包括沿所述空腔的径向设置在所述梯度线圈组件的相同位置的第一垫片牌件，

多个第二垫片牌中的至少一个包括沿所述径向方向安装在所述垫片托盘的相同垫片容器中的第二垫片牌件。

35.如权利要求31所述的MRI扫描仪，其中，所述垫片托盘是可移除的，

在所述制造完成之后，利用多个第二垫片牌安装垫片容器，

具有安装的第二垫片牌的垫片托盘插入所述第二垫片牌组件的容纳部件中。