CN108303664A - 用于测量患者的头部区域的mri机器和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测量患者（3）的头部区域（2）的MRI机器（1），包括至少一个主磁场单元（4）、至少一个梯度线圈总成（5）、闭合患者开口（7）、至少一个激发线圈（6）和至少一个接收器线圈。在第一区（8）中，所述MRI机器（1）的闭合患者开口（7）包括垂直于所述MRI机器（1）的中心轴线（12）的第一内径（9），以及在第二区（10）中的第二内径（11），所述第二内径（11）平行于所述第一内径（9）布置。所述第一内径（9）小于所述第二内径（11），其中所述第一区（8）至少部分包括所述患者的所述头部区域（2），其中所述第二区（10）至少部分包括所述患者的躯干区域（14）。所述MRI机器（1）倾斜地布置，其中，在相对于重力方向（15）的z方向中，所述MRI机器（1）的所述中心轴线（12）包括20°和75°之间的角（16）。

Description

用于测量患者的头部区域的MRI机器和方法

技术领域

本发明涉及一种用于测量患者的头部区域的MRI机器，包括至少一个主磁场单元、至少一个梯度线圈总成、患者开口、至少一个激发线圈和至少一个接收器线圈。

背景技术

现有技术已知用于测量患者的若干MRI机器。

DE 10 2009 027119 B4揭示一种用于头部区域的成像获取的MRI系统，其具有永久磁体、梯度线圈和至少一个高频线圈，其中磁场单元的高度可在垂直布置的立件上调整。磁场单元可额外相对于立件的纵向轴线枢转达45°的角。患者在测量期间采取坐姿，其中患者的头部借助于前额支撑件和耳机相对于立件定位。

利用此MRI系统，患者相对于MRI机器的定位以繁琐的方式执行，因为患者被移动到圆柱形患者开口中。为此，手动地调整高度可调整座椅和MRI系统的垂直可调整立件使得可测量患者的头部。

DE 197 34 138 B2揭示一种包括梯度线圈总成和MRI主线圈的MRI机器。

US 2013/0023418 A1揭示一种具有由第一级和第二级组成的冷却系统的MRI机器。

因此，本发明的目标是提供一种能够测量患者的头部区域的MRI机器，其中所述MRI机器的尺寸尽可能紧凑且实现患者相对于MRI机器的舒适定位。

发明内容

本发明涉及一种用于测量患者的头部区域的MRI机器，包括至少一个主磁场单元、至少一个梯度线圈总成、患者开口、至少一个激发线圈和至少一个接收器线圈。在第一区中，MRI机器的闭合患者开口包括垂直于MRI机器的中心轴线的第一内径，以及在第二区中的平行于第一内径布置的第二内径，其中第一内径小于第二内径。第一区至少部分包括患者的头部区域，而第二区至少部分包括患者的躯干区域。MRI机器倾斜地布置，其中MRI机器的中心轴线包括相对于重力方向在20°和75°之间的角。

所述MRI机器（磁共振成像机器）是用于测量头部的常规MRI机器。MRI机器包括测量体积，其中对象的对象体积布置在测量体积内以便测量所述对象。

在常规MRI机器中，在对象体积内通过将在时间上变化的x、y和z梯度场叠加到主磁场上来实行测量。对象中的磁场可借助于梯度场而空间上变化，其结果是：对象中的质子的拉莫尔频率变得在相同程度上位置相依。利用由激发线圈产生的激发脉冲对质子的激发的空间编码和/或由质子发射且由接收器线圈测量的测量信号的空间编码因此是可能的。

在常规MRI机器中，通过向个别体积要素（体素）分配选定信号来执行测量体积的体素的空间编码，其中以线性位置相依磁场（梯度场）产生所述空间编码。这利用以下事实：对于一个特定粒子，拉莫尔频率取决于磁通量密度（垂直于粒子的角动量方向的场分量越大，则拉莫尔频率越高）。

此处使用梯度场用于空间编码的一个选择是，在激发期间施加第一梯度，使得对象的仅一个切片拥有恰当拉莫尔频率，即仅此切片的自旋偏转（切片选择梯度）。

横切于第一梯度的第二梯度在激发之后短暂接通且实行自旋的受控散相，使得具有不同相位位置的自旋在每一排图像中进动（相位编码梯度）。

在测量期间，第三梯度在线性独立于其它两个方向的方向上切换。第三梯度确保每一列图像的自旋具有不同进动速度，即发射不同拉莫尔频率（读出梯度、频率编码梯度）。

因此，三个梯度一起产生三个空间平面中信号的编码。所接收信号属于对象的特定切片且含有频率和相位编码的组合，计算机可具有傅里叶变换将所述组合转换为二维图像。

梯度线圈总成因此由第一x梯度线圈、第二y梯度线圈和第三z梯度线圈组成，其中梯度的梯度轴线彼此独立线性地布置。

主磁场单元产生主磁场，且可例如由至少一个永久磁体、至少一个磁性线圈或至少一个超导磁性线圈组成。

患者开口可按需要整形，且可例如包括圆形形状、椭圆形形状或矩形形状。患者开口必须足够大，使得确切地说患者的头部区域可配合到MRI机器的测量区中。

激发线圈和接收器线圈可以是单独线圈，或其可组合在一个射频线圈中。

MRI机器的中心轴线可例如与大体上圆柱形z梯度线圈的轴线一致。中心轴线还可与患者开口的对称轴一致。MRI机器的中心轴线还可与主磁场单元的主磁场的对称轴一致，或其可平行于主磁场的对称轴定向。

垂直于中心轴线的第一区的第一内径平行于第二区的第二内径安置。第一内径可选择为足够大以使例如患者的头部配合在内部，而第二内径可选择为使得确切地说患者的肩部区域或躯干区域配合在内部。

MRI机器倾斜地布置，其中MRI机器的中心轴线包括相对于重力方向在20°和75°之间的角。因此，患者呈坐姿且以倾斜角移动到MRI机器中。

当前MRI机器的一个优点是，倾斜就座的患者可以舒适的方式定位在患者座椅上且可完全自动地移动到MRI机器中。这是因为患者可位于患者座椅上处于对于患者来说舒适的躺倚就座位置，且移动到MRI机器中。

当前MRI机器的另一优点是，患者开口的多级配置允许以较紧凑设计实现MRI机器。这是因为患者的肩部区域和躯干区域可容纳在具有较大内径的第二区中。此允许MRI机器的外部尺寸较紧凑且较短，而不必限制肩部区域中患者开口的尺寸。

另一优点是，防止患者移动到机器中时MRI机器的下表面与患者的大腿或膝部碰撞，因为归因于MRI布局的倾斜布置，膝部未弯曲如患者的竖直位置中一般多，且尽管系统的外部尺寸相同，归因于头部下方患者开口的较大内径，有较大空间可用于大腿和膝部。

第二区的第二内径可有利地沿着患者的躯干区域的冠向安置的肩部轴线而安置。

冠状面是额状面且指代当从前方检视人时可见的运动平面。

第二区的第二内径因此选择为沿着躯干区域的肩部轴线足够大以便还容纳较大患者的躯干区域。

第一区中患者开口的第一截面和/或第二区中的第二截面可有利地包括圆形形状、椭圆形形状或矩形形状。

第一区的第一截面和第二区的第二截面因此经选择使得患者的头部区域配合到第一区中，且患者的躯干区域配合到第二区中。

第一区中，患者开口可有利地包括250 mm和650 mm之间的第一内径，以及在第二区中500 mm和800 mm之间的第二内径。

由于第一内径和第二内径的这些尺寸的选择，普通患者可移动到患者开口中。

梯度线圈总成可有利地布置在MRI机器内在患者开口周围，其中梯度线圈总成包括患者开口的第一区中的第一梯度线圈内径和患者开口的第二区中的第二梯度线圈内径，所述第二梯度线圈内径平行于所述第一梯度线圈内径安置，其中第一梯度线圈内径小于第二梯度线圈内径。

梯度线圈总成可因此由x梯度线圈、y梯度线圈和z梯度线圈组成，其中x梯度线圈和y梯度线圈可被设计为鞍形线圈，且其中z梯度线圈可包括圆柱形缠绕的线圈绕组。梯度线圈总成可因此直接安装在患者开口的包层后方。

第一区的第一梯度线圈内径因此小于第二区的第二梯度线圈内径，正如患者开口的情况，使得患者的头部区域定位成较接近梯度线圈总成的第一区，且因此，在电压供应的相同输出下，个别梯度线圈的梯度场较强。

梯度线圈总成可有利地仅安置在第一区中，即在患者的头部区域中，使得第二区（即躯干区域）不含梯度线圈总成。

梯度线圈总成因此仅安置在患者的头部区域中，因此允许借助于MRI机器仅在患者的头部区域中测量患者。

患者开口的第一区可有利地包括至少150 mm的长度。

因此，沿着MRI机器的中心轴线的第一区的长度足够长以容纳头部区域。

梯度线圈总成有利地包括针对z方向的z梯度线圈，其中z梯度线圈包括以圆柱形方式缠绕的线圈绕组，其中线圈绕组之间的距离在z方向上z梯度线圈的长度上变化。

因此，圆柱形缠绕的线圈绕组的绕组密度沿着主磁场的z方向变化。

z梯度线圈的线圈绕组的绕组密度可有利地相对于z梯度线圈的平面对称地配置，所述z梯度线圈的平面垂直于MRI机器的中心轴线而布置。

z梯度线圈的z梯度场因此同样相对于此平面对称地布置。

z梯度线圈的线圈绕组的绕组密度可有利地不对称，其中z梯度线圈的线圈绕组包括导向患者的躯干的一侧上比导向患者的头部的对置侧上更高的绕组密度。

归因于躯干区域中的较高绕组密度，躯干区域中梯度线圈总成的下表面相对于成像中心之间的距离可短于头部区域中梯度线圈总成的上表面相对于成像中心的距离。因此，MRI机器可以较紧凑方式构造。

安置于患者的头部区域和患者的躯干区域之间的过渡区可有利地形成于患者开口的第一区和第二区之间。

第一区和第二区之间的过渡区可例如采取阶梯的形式，乃至相对于z-MRI机器具有30°和60°之间的角的倾斜过渡区的形式。

MRI机器可有利地包括x梯度线圈和/或y梯度线圈，其可被设计为鞍形线圈。

此允许x方向和y方向中的精确空间编码。

主磁场单元可有利地包括至少一个超导磁性线圈，其借助于产生磁性线圈的超导性所需的温度的冷却系统冷却。

超导磁性线圈使得例如达11特斯拉的较高主磁场成为可能。

冷却系统可有利地包括具有氦作为冷却剂的低温恒温器。

借此使冷却系统的有效冷却成为可能。

主磁场单元可有利地包括至少一个永久磁体或至少一个磁性线圈，而无冷却。

因此，不需要冷却系统，其结果是：MRI机器不太复杂且因此可更具成本效益地生产。

有利的是，患者开口可额外包括第三区，所述第三区具有第三截面和垂直于MRI机器的中心轴线的第三内径，所述第三内径平行于第一内径安置，且其中第三内径大于第二区的第二内径。

第三区可安置在第二区下方和第一区下方，使得患者开口整形为类似于阶梯角锥形。以此方式，第一区可包围患者的头部，第二区包围患者的肩部区域，且第三区包围患者的腹部区域和髋部区域。

本发明进一步涉及一种用于相对于前述MRI机器定位患者的方法，其中患者座椅附接到MRI机器，且其中患者座椅包括调整构件。患者定位在患者座椅上且通过借助于调整构件沿着行进轴线将患者至少部分移动到MRI机器中而使患者处于成像位置，直至患者的头部至少部分布置在MRI机器的患者开口的第一区中。

患者座椅固定地附接到MRI机器，且借助于调整构件允许患者的精确定位，确切地说患者的头部在MRI机器的患者开口的第一区中。

此方法的一个优点是，患者借助于调整构件移动到MRI机器中，且确切地说患者的头部以受控方式定位在MRI机器的第一区中。因此防止例如可能由于错误的手动操作引起的患者在MRI机器内的定位误差。

MRI机器倾斜地布置，借此行进轴线可包括相对于MRI机器的中心轴线的角，其安置于相对于MRI机器的中心轴线在+10°和-10°之间的容差角范围内。

这确保当患者移动到MRI机器中时患者不会与患者开口的内壁碰撞。

为了使患者座椅处于成像位置，用户可有利地以机械方式调整患者座椅的调整构件。

因此，不需要电马达或电子控制件来调整患者座椅。

为使患者座椅处于成像位置，患者座椅的调整构件可有利地通过至少一个电马达驱动且借助于控制单元来控制。

患者座椅可因此自动调整直至患者的头部到达患者开口的第一区。

附图说明

参看图式阐述本发明。图式展示：

图1用于测量头部区域的MRI机器。

具体实施方式

图1展示用于测量患者3的头部区域2的MRI机器1，包括至少一个主磁场单元4、至少一个梯度线圈总成5、充当激发线圈和接收器线圈的高频线圈6，和闭合患者开口7。闭合患者开口7包括具有第一内径9的第一区8，和具有第二内径11的第二区10。第一内径9和第二内径11彼此平行地且垂直于中心轴线12而安置，中心轴线12由点划线表示。同时，中心轴线12也是患者开口7的两个圆柱形区8和10的对称轴。在所展示的情况下，患者3已经定位在MRI机器内使得患者3的头部2位于第一区8中，且肩部区域13和部分躯干区域14位于患者开口7的第二区10中。还对应于未描绘的z梯度线圈的z方向的MRI机器1的中心轴线12包括相对于重力方向15在20°和75°之间的角16。在当前情况下，患者开口7的第一区8和第二区10为圆柱形。如果第二区具有椭圆形截面，那么将沿着肩部区域13的冠向安置的肩部轴线17测量第二区的第二内径，所述冠向安置的肩部轴线17表示为十字叉。第一内径9可例如在250 mm和650 mm之间，且第二内径11可在500 mm和800 mm之间。当前情况下的梯度线圈总成5直接安置在患者开口7的包层18后方，使得第一区8中的梯度线圈总成5具有比第二区10中的第二梯度线圈内径20小的梯度线圈内径19。

患者开口7的第一区8的长度21为至少150 mm。患者座椅22固定地附接到MRI机器1，其中患者座椅22包括可沿着行进轴线24移动患者座椅22的调整构件23。患者3因此定位在患者座椅22上且通过借助于调整构件23沿着行进轴线24将患者3至少部分移动到MRI机器1的患者开口7中而使患者3处于所描绘的成像位置，直至患者3的头部2至少部分布置在第一区8中。当前情况下的调整构件23包括驱动患者座椅的电马达，其中电马达相应地借助于控制单元控制以使患者座椅22进入成像位置。在当前情况中，行进轴线24的定向平行于MRI机器1的中心轴线12。MRI机器1的倾斜布置的一个优点是，碰撞的概率减小。这是因为患者可在患者座椅上位于躺倚就座位置且移动到MRI机器中。因此，由于MRI布局1的倾斜布置，膝部25未弯曲如患者的竖直坐姿中一般多，因此防止当患者移动到机器中时MRI机器1的下表面26与患者3的大腿27或患者3的膝部25碰撞。

参考符号

1 MRI机器

2 头部区域

3 患者

4 主磁场单元

5 梯度线圈总成

6 高频线圈

7 患者开口

8 第一区

9 第一内径

10 第二区

11 第二内径

12 中心轴线

13 肩部区域

14 躯干区域

15 方向

16 角

17 肩部轴线

18 包层

19 梯度线圈内径

20 第二梯度线圈内径

21 长度

22 患者座椅

23 调整构件

24 行进轴线

25 膝部

26 下表面

27 大腿。

Claims (13)

1.一种用于测量患者（3）的头部区域（2）的MRI机器（1），包括至少一个主磁场单元（4）、至少一个梯度线圈总成（5）、闭合患者开口（7）、至少一个激发线圈（6）和至少一个接收器线圈，特征在于，在第一区（8）中，所述MRI机器（1）的闭合患者开口（7）包括垂直于所述MRI机器（1）的中心轴线（12）的第一内径（9），以及在第二区（10）中的第二内径（11），所述第二内径（11）平行于所述第一内径（9）布置，其中所述第一内径（9）小于所述第二内径（11），其中所述第一区（8）至少部分包括所述患者的所述头部区域（2），其中所述第二区（10）至少部分包括所述患者的躯干区域（14），其中所述MRI机器（1）倾斜地布置，其中所述MRI机器（1）的所述中心轴线（12）包括相对于重力方向（15）在20°和75°之间的角（16）。

2.根据权利要求1所述的MRI机器（1），特征在于，所述第二区（10）的所述第二内径（11）沿着所述患者的所述躯干区域（14）的肩部轴线（17）安置，所述肩部轴线（17）以冠状方式布置。

3.根据权利要求1或2所述的MRI机器（1），特征在于，所述第一区（8）中所述患者开口（7）的第一截面和/或所述第二区（10）中的第二截面包括圆形形状、椭圆形形状或矩形形状。

4. 根据权利要求1到3中任一权利要求所述的MRI机器（1），特征在于，在所述第一区（8）中，所述患者开口（7）包括250 mm和650 mm之间的所述第一内径（9），以及在所述第二区（10）中的500 mm和800 mm之间的所述第二内径（11）。

5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的MRI机器（1），特征在于，所述梯度线圈总成（5）布置在所述MRI机器（1）内在所述患者开口（7）周围，其中所述梯度线圈总成（5）包括所述患者开口（7）的所述第一区（8）中的第一梯度线圈内径（19）和所述患者开口（7）的所述第二区（10）中的第二梯度线圈内径（20），所述第二梯度线圈内径（20）平行于所述第一梯度线圈内径（19）安置，其中所述第一梯度线圈内径（19）小于所述第二梯度线圈内径（20）。

6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的MRI机器（1），特征在于，所述梯度线圈总成（5）仅安置在所述第一区（8）中，即包括所述患者的所述头部区域（2），且包括所述躯干区域（14）的所述第二区（10）不含所述梯度线圈总成（5）。

7. 根据权利要求1到6中任一权利要求所述的MRI机器（1），特征在于，所述患者开口（7）的所述第一区（8）包括至少150 mm的长度。

8.根据权利要求1到8中任一权利要求所述的MRI机器（1），特征在于，所述梯度线圈总成（5）包括针对z方向的z梯度线圈，其中所述z梯度线圈包括以圆柱形方式缠绕的线圈绕组，其中所述线圈绕组之间的距离在所述z方向上在所述z梯度线圈的长度上变化。

9.根据权利要求8所述的MRI机器（1），特征在于，所述z梯度线圈的所述线圈绕组的绕组密度相对于所述z梯度线圈的平面对称地配置，所述z梯度线圈的平面垂直于所述MRI机器的所述中心轴线而布置。

10.根据权利要求8所述的MRI机器（1），特征在于，所述z梯度线圈的所述线圈绕组的所述绕组密度不对称，其中所述z梯度线圈的所述线圈绕组包括导向所述患者的躯干的一侧上比导向所述患者的头部的对置侧上更高的绕组密度。

11.一种用于相对于根据权利要求1到10中任一权利要求所述的MRI机器（1）定位患者的方法，特征在于，患者座椅（22）附接到所述MRI机器（1），其中所述患者座椅（22）包括调整构件（23），其中所述患者（3）定位在所述患者座椅（22）上且通过借助于所述调整构件（23）沿着行进轴线（24）将所述患者（3）至少部分移动到所述MRI机器（1）中而使所述患者（3）处于成像位置，直至所述患者（3）的所述头部（2）至少部分布置在所述MRI机器（1）的所述患者开口（7）的所述第一区（8）中。

12.根据权利要求11所述的方法，特征在于，由用户以机械方式调整所述患者座椅（22）的所述调整构件（23）以便使所述患者座椅（22）进入所述成像位置。

13.根据权利要求11所述的方法，特征在于，所述患者座椅（22）的所述调整构件（23）由至少一个电马达驱动且借助于控制单元来控制，以便使所述患者座椅（22）进入所述成像位置。