CN109196341A - 使用永磁体阵列的mri成像系统 - Google Patents
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Abstract
一种组织成像系统(10)，包括：布置成产生不均匀的主磁场(B0)的固定磁体阵列(12)，组织保持架(16)，该组织保持架与磁体阵列(12)相邻并且可操作的使放置在其中的组织(14)围绕和/或沿着坐标轴移动，与组织保持架(16)和磁体(12)相邻的一个或多个RF接收线圈(20)，以及与磁体(12)、RF接收线圈(20)和组织保持架(16)通信的MRI处理器。针对组织(14)的由于被组织保持架(16)相对于磁体移动而产生的不同空间取向，通过利用由磁体(12)和RF接收线圈(20)产生的磁共振信号的空间编码来创建组织(14)的图像。主磁场中的空间不均匀性在空间上调制每个磁共振信号的相位。
Description
技术领域
本发明总体涉及用于对组织，诸如切除的肿瘤或其他组织，进行成像的装置和方法，尤其涉及使用永磁体作为主磁场对组织进行成像的磁共振成像(MRI)系统。
背景技术
乳腺癌通常采用手术进行治疗，并且然后有可能进行化疗或放射治疗，或者进行这两种治疗。存有两种手术方式：乳房切除术(切除整个乳房)和乳房肿瘤切除术(仅切除肿块)。乳房肿瘤切除术是目前最常见的治疗方法，适合于至少60％的患有乳腺癌的女性。
在乳房肿瘤切除术中重要的是取出所有的癌组织，以最小化癌症复发的风险。然而，外科医生避免切除不必要的大组织体积，因为这会对美容效果产生负面影响。为了验证所有的癌组织已被移除，对肿块进行病理检查，以检查肿块的外边缘是否包含癌组织(阳性边缘或阴性边缘)。如果在病理期间在肿块上可追溯地检测到阳性边缘，则在许多情况下需要进行重复手术，以便取出额外的组织。
在外科手术过程中，存在的一个未满足的临床需求就是为乳腺癌外科医生提供能够指示被切除的乳房肿块(包括乳房组织的任何额外的“增强”片)的边缘状态的系统，从而如果需要的话，能够切除额外的组织，直到所有边缘被指示为阴性。
PCT专利申请PCT/US2011/023101描述了用于确认在切除的肿瘤周围存在健康组织的清晰边缘的系统和方法。该系统包括由成像控制单元控制的成像扫描仪和用于保持切除的组织样本的离体样本架。将样品架的尺寸设计成使得被切除组织的切除的肿块边缘被压在样品架的表面上，使得边缘改变形状，以便具有预定的几何形状。将成像扫描仪相对于样品架定位，使得成像扫描仪获取的不是所有组织的图像(或测量值)，而是具有预定的几何形状并且处于延伸到组织的周向边缘内的敏感区域中的边缘的图像(或测量值)。
美国专利申请US20140111202描述了一种便携式磁共振成像(MRI)系统，该系统利用静态极化磁场中的空间非均匀性而不是利用梯度场对图像进行了空间编码。非均匀的静态场用于极化、读出并且编码物体的图像。为了提供空间编码，将磁体围绕物体旋转，以产生许多被不同编码的测量值。
发明内容
本发明同样旨在提供一种MRI系统，该系统使用永磁体进行组织的体积映射和成像，如下面进一步详细描述的那样。本发明被描述为一种2D成像系统，但其可作为3D体积成像系统的一部分使用。
本发明不局限于在组织周边对清晰的组织边缘进行成像；而是，本发明也能够以快速的图像采集来提供组织样本的体积映射。这与PCT/US2011/023101的较慢并且仅能提供组织周边图像的系统形成了对比。
因此，根据本发明的实施例提供了一种组织成像系统，该系统包括被布置成产生非均匀主磁场(B0)的固定磁体阵列，与磁体阵列相邻并且可操作地使放置在其中的组织围绕和/或沿着坐标轴移动的组织保持架，与组织保持架和磁体相邻的一个或多个RF接收线圈，以及与RF接收线圈和组织保持架通信的MRI处理器，并且对于组织的由于组织保持架相对于磁体移动而产生的不同空间取向，MRI处理器可操作地通过使用由磁体和RF接收线圈产生的磁共振信号的空间编码来构建组织图像，其中主磁场中的空间非均匀性在空间上调制每个磁共振信号的相位。
磁体可以以Halbach阵列的方式布置，或者可以是铁芯。RF接收线圈可以是固定的，或者在主磁场内是可移动的。
根据本发明的一个实施例，磁体可以包括磁轭。
根据本发明的另一个实施例，磁体包括连接到Halbach阵列的永磁体的磁轭。
根据本发明的另一个实施例，磁体包括永磁体和一个或多个夹片(shim)。
根据本发明的一个实施例，一种用于磁共振成像的方法，包括：a)将物体布置在固定磁体阵列内；b)向物体产生射频(RF)场，以便在其中激发自旋；c)从物体接收响应于所产生的RF场的磁共振信号；d)将物体相对于所述磁体移动到不同的取向；e)重复步骤b)-d)多次，以便在多个不同的取向上接收来自物体的磁共振信号；以及f)从接收的磁共振信号中重建物体的图像。
附图说明
结合附图，从以下的详细描述中将更加全面地了解和理解本发明，其中：
图1是组织成像系统的简化示意图，该系统是根据本发明的一个非限制性实施例构造和操作的；
图2是根据本发明的一个实施例的用于成像的全局坐标系的简化图；
图3是组织成像系统的简化示意图，该系统是根据本发明的另一个非限制性实施例构造和操作的，其中采用了一对磁轭和永磁体(例如，“铁芯”拓扑结构)；
图4是组织成像系统的简化示意图，该系统是根据本发明的另一个非限制性实施例构造和操作的，其中磁轭连接到Halbach阵列的永磁体；
图5是组织成像系统的简化示意图，该系统是根据本发明的另一个非限制性实施例构造和操作的，添加了一个或多个匀场(shimming)磁体(例如，永磁体)或其他磁性材料(例如，铁片)；以及
图6是根据本发明的一个实施例的利用PATLOC成像并且通过相对的旋转或位移来解析模糊空间编码磁场的方法的简化图，图6是PATLOC采集的图解说明，示出了CPMG自旋-回波序列以及从中构建的图像。
具体实施方式
现在参考图1，该图示出了根据本发明的一个非限制性实施例构造和操作的组织成像系统10。
系统10包括被布置成产生主磁场的固定磁体阵列12，该主磁场是静态磁场(B0)。主磁场的方向由箭头13指示。虽然本发明可采用任何种类的磁体进行，例如电磁元件或者永磁体和超导磁体的组合，但在优选的实施例中，磁体12是永磁体，例如但不限于铁或稀土(例如，钕-铁-硼或钐-钴)或其组合，具有或不具有磁性材料的芯。在一个实施例中，磁体12是永磁体，其磁场可以由诸如以其他磁性材料(例如，诸如铁的软磁性材料)为芯的Mu金属(镍-铁软磁性合金)的材料成形，这导致非均匀的极化场(主磁场)。
在图1所示的实施例中，磁体12是以Halbach阵列(例如，圆柱形阵列)方式布置的永磁体。图3示出了另一个实施例，其中一对磁轭12A放置在组织14的任一侧上，并且永磁体12B放置在磁轭12A之间，磁轭可以由以其他磁性材料(例如，诸如铁的软磁性材料)为芯的诸如Mu金属(镍-铁软磁性合金)之类的高透磁率材料制成。图4示出了又一个实施例，其中磁轭12A连接到Halbach阵列的永磁体12。这里使用的术语“轭”包括任何具有气隙的磁体布置(例如H形、C形和其他形状，有或没有添加磁性材料芯)。
现在参考图2，其示出了用于成像的全局坐标系。2D成像平面是x-y平面，并且沿z轴取每个组织切片。组织样本14放置在组织保持架16中，组织保持架16可围绕诸如保持架16的对称轴的旋转轴18旋转，并且/或者可沿着任何坐标轴位移。
再次参照图1，可以在组织14和磁体12附近安装一个或多个RF接收线圈20。在示出的实施例中，具有比RF接收线圈20更多的磁体12，但在其他实施例中，可以具有与磁体相同数量的RF接收线圈，或者可选地，可以具有比磁体更多的RF接收线圈。在一个实施例中，每个RF接收线圈20可以被安装在组织14和一个磁体12之间。在另一个实施例中，RF接收线圈20中的一个或多个可以被安装在磁体12之间。
RF接收线圈20收集垂直于B0场的时变RF(B1)磁场，例如指向组织样本14的中心。RF接收线圈20相对于样本高度而言可以是足够大的，使得B1场的强度在整个样品高度上是相对恒定的。如本领域技术人员所公知的，RF接收线圈20感测用于磁共振的组织样本中的核自旋(其可以由发射线圈激励，未示出)。该系统对如图1中由箭头15指示的视场(FOV)进行成像。磁共振成像处理器30与RF接收线圈20和组织保持架16通信。
与PCT/US2011/023101的系统形成对比，本发明不需要采用梯度线圈来产生MR图像。而是，在该实施例中，空间编码是基于主磁场的图像的非均匀性，其用于极化、读出和编码组织14。如果主磁场是非线性的，则为了解析非线性的空间编码，将被成像的组织14在静态的主磁场内旋转和/或位移，并且从RF接收线圈20收集信号。RF接收线圈20可以是静止的，或者可以在静态的磁场内旋转或位移。这与美国专利申请US20140111202的系统是相反的，在该系统中磁体被旋转，并且被成像的物体是静止的，且不能旋转。
磁体12的非均匀磁场用于使待成像的组织14极化并且读出磁共振信号。在每次图像采集之后移动(旋转和/或位移)组织14，使得组织14对于每次图像采集具有不同的空间取向。例如，第一次采集可以使B0场被定向成从左到右横穿组织14。然后，组织14随后被移动到不同的空间取向，每个空间取向具有独特的磁场取向。由磁体12产生的磁场中的空间不均匀性在空间上调制磁共振信号相位，使得结合旋转和/或位移一起提供可用于构建组织14的图像的信号的空间编码。磁体的Halbach阵列配置自然地形成一个非线性磁场，其在拉莫尔频率(可在FOV上变化大约50-100KHz)的变化可用于空间编码，如本领域中已知的。
通过使用RF接收线圈20来改善磁共振信号的空间定位。来自RF接收线圈20的信息可用于在类似于常规MRI中的并行成像的过程中重建图像。在图像构建期间，空间变化的线圈灵敏度被直接结合到编码矩阵中。还可以通过限制所使用的RF激励脉冲的带宽来实现进一步的图像编码。在这种情况下，激发被限制到空间区域的受约束的“洋葱壳”，这对于成像清晰的组织边缘是有用的。
现在参考图5，其示出了图1的实施例，但是增加了一个或多个夹片22，夹片22可以是铁或Mu金属片或永磁体。在该MRI系统中，主磁场由夹片22填充的一组永磁体12产生，使得以利用静态磁场的永久均匀梯度来编码核自旋的空间位置的方式来获得线性场。该均匀梯度能够使用均匀的梯度相关的MRI对比度参数(例如ADC(表观扩散系数))来成像。空间编码可以基于作为读出梯度的主磁场的永久梯度，而永久梯度和成像组织之间的相对旋转则是针对极性相位编码梯度执行的。为了解析极性空间编码，在“投影重建”方案中，从位于组织14的不同旋转角度处的一个或多个RF接收线圈20收集MR信号。
磁场在z方向上可以是均匀的，使得仅在2D成像平面中只存在永久梯度。这是通过使用在z方向上通常恒定的永磁体12和夹片22获得的。
x-y平面中的磁场可以在FOV中具有单个矢量分量(或者至少具有其他可忽略的分量)，使得在不借助于复杂的处理技术的情况下进行成像是可能的。
匀场的目的是提供尽可能线性的场，即局部梯度在幅度和方向上几乎是恒定的。实际上，应当理解存在一定量的残余不均匀性。
梯度值考虑了T2*-ADC关系，以使得到的值能够为每个像素提供合理的T2*拟合(零梯度禁用扩散表达)。可以测量精确的局部“有效梯度”，使得针对每个像素获得的T2*图可以被转换为仅取决于组织微结构的均匀的ADC值。
切片选择可以基于发射线圈的z轴灵敏度。替代地，切片选择可以基于z方向梯度或者其他的切片编码方案。
现在参考图6，其示出了根据本发明的一个实施例的利用PATLOC进行成像并且通过相对旋转或位移来解析模糊的空间编码磁场的方法。
PATLOC(使用局部梯度的并行成像技术)是一种在非均匀的编码场中获得MR图像的方法，其中在整个成像域中不存在单个的均匀梯度，而是存在针对每个空间点的“局部”梯度。可以通过非均匀的极化场或者通过非线性的梯度线圈响应来创建非均匀的编码区域。非均匀的编码区域可能具有不唯一的空间编码，因此必须解决这种模糊编码。在PATLOC中，空间编码磁场(SEM)本质上是模糊的，这是因为它们在k-空间和图像域之间产生了非双射的相关。
为了解决模糊性，在现有技术中，多重接收器RF线圈阵列通常用于数据采集。通常，RF线圈阵列中的接收器元件的数量等于或大于SEM中存在的模糊程度。
在本发明的一个实施例中，一种解决模糊空间编码的方法包括利用多个接收器RF线圈记录接收的信号，并且相对于编码区域来旋转或移动被成像的物体。再次与美国专利申请US20140111202的系统形成对比，在该发明中，编码区域和物体相对于彼此而旋转或位移(物体同样移动)，并且MR图像对比机制是受梯度影响的(例如，扩散加权的MRI)。
在此实施例中，编码的磁场采用了多个磁体(永久的或其他的)，可能是与梯度线圈结合在一起的，以便产生在场与其梯度之间具有特定关系的非均匀磁场(编码的磁场)。(这可以如上面在图1-5中所描述的那样完成，其中磁体12的非均匀磁场用于使待成像的组织14极化并且读出磁共振信号。)场与其梯度之间的关系在某种程度上特征在于具有特定场幅度的所有空间位置共享相似的梯度水平(最佳地，它们应该是相等的，但某种梯度变化是自然的，并且变化越大，校正误差越大)。
空间编码可以基于主磁场的不均匀性或者通过使用不均匀的梯度场(一起包括SEM)。因此，非均匀场用于极化、读出和编码物体的图像。
为了解析非线性的空间编码，可以将被成像的物体在编码磁场内旋转或位移，并且从多个RF接收器线圈中收集信号(再次如上面针对图1-5所描述的)。来自每个旋转/位移步骤的接收信号可以如下所述进行校正(局部梯度校正方法)。接收线圈可以是静止的，或者可以在编码磁场内旋转或位移。
局部梯度校正方法——对于某个样本体素，在每个旋转步骤中经历不同的局部梯度，梯度对MR实验的影响可以根据对应于场幅度的预定义梯度计算(通过纯计算、测量、校准等)通过对每个频率分量(对应于每个编码场的幅度)应用不同的校正来进行归一化。考虑到如上所述的场与其梯度之间的特殊关系，这是可能的。对于每个频率分量，可以根据梯度值影响图像对比度的方式来执行校正(参见下面的表观扩散系数示例)，并可应用在梯度值可以以图像对比度表征(例如通过分析公式、迭代校正等对比加权)的任何情况下。从样本的不同旋转/位移收集的数据可以被归一化并且与基于梯度的对比度组合，以便从在同一样本体素经历不同局部梯度时所发生的不同采集中重建图像。
表观扩散系数(ADC)示例
回顾Bloch方程中扩散项的时间衰减公式(在MRI中，Bloch方程是一组用于计算核磁化M＝(Mx，My，Mz)的宏观方程中的一员，当存在弛豫时间T1和T2时作为时间的函数)，磁化移相时间常数(T2*)、表观扩散系数和梯度之间的分析关系由下式给出：
其中，G是局部梯度(一般情况下，局部梯度可以是频率相关的，因为它可能对应于某个编码场幅度)，T2是自旋-自旋弛豫时间常数，γ是旋磁比，τ是回波时间，并且D是ADC。为了获得ADC加权的T2*对比度，选择回波时间，使得T2在T2*的公式中是可忽略不计的。在该示例中，通过拟合来自CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill)序列的回波来获得T2*，这是通过单独评估每个像素的时间衰减来进行的(分别针对每个像素计算T2*和ADC)。对于在不均匀的编码区域中执行的获取，在旋转的每个步骤处执行CPMG序列MR实验。每个回波的频谱被归一化(通过预定义的频率相关校正函数，考虑到梯度和频率之间的关系，例如上述方程的倒数)。然后，利用PATLOC方案为每个回波重建独立的图像。
图6是PATLOC采集的图解说明，示出了CPMG自旋-回波序列以及从中构建的图像。
然后，可以针对(取自多个图像的)每个像素执行(梯度归一化T2*的)“类T2*”计算，最终形成归一化的T2*(或ADC加权的)映射。
Claims (9)
1.一种组织成像系统(10)，包括：
固定磁体阵列(12)，所述固定磁体阵列(12)被布置成产生不均匀的主磁场(B0)；
组织保持架(16)，所述组织保持架(16)与所述磁体阵列(12)相邻并且可操作地使放置在其中的组织(14)围绕和/或沿着坐标轴移动；
一个或多个RF接收线圈(20)，所述一个或多个RF接收线圈(20)与所述组织保持架(16)和所述磁体(12)相邻；以及
MRI处理器(30)，所述MRI处理器(30)与所述RF接收线圈(20)和所述组织保持架(16)通信，并且对于所述组织(14)的由于所述组织保持架(16)相对于所述磁体(12)移动而产生的不同空间取向，可操作地通过使用由所述磁体(12)和所述RF接收线圈(20)产生的磁共振信号的空间编码来构建所述组织(14)的图像，其中所述主磁场中的空间不均匀性在空间上调制每个磁共振信号的相位。
2.根据权利要求1所述的组织成像系统(10)，其中，所述磁体(12)被布置在Halbach阵列中。
3.根据权利要求1所述的组织成像系统(10)，其中，所述RF接收线圈(20)是固定的。
4.根据权利要求1所述的组织成像系统(10)，其中，所述RF接收线圈(20)在所述主磁场内是可移动的。
5.根据权利要求1所述的组织成像系统(10)，其中，所述磁体包括磁轭(12A)。
6.根据权利要求1所述的组织成像系统(10)，其中，所述磁体包括连接到Halbach阵列的永磁体(12B)的磁轭(12A)。
7.根据权利要求1所述的组织成像系统(10)，其中，所述磁体包括永磁体(12)和一个或多个夹片(22)。
8.一种用于磁共振成像的方法，包括：
a)将物体布置在固定磁体阵列(12)内；
b)向所述物体产生射频(RF)场，以便在其中激发自旋；
c)从所述物体接收响应于所产生的RF场的磁共振信号；
d)将所述物体相对于所述磁体移动到不同的取向；
e)重复步骤b)-d)多次，以便从处于多个不同取向的所述物体接收磁共振信号；以及
f)从接收的磁共振信号中重建所述物体的图像。
9.一种用于磁共振成像的方法，包括：
a)将物体布置在非均匀的磁场(SEM)内；
b)向所述物体产生射频(RF)场，以便在其中激发自旋；
c)从所述物体接收响应于所产生的RF场的磁共振信号；
d)引起所述物体和SEM之间的相对运动；
e)重复步骤b)-d)多次，以便从处于多个不同取向的所述物体接收磁共振信号；以及
f)从接收的磁共振信号中重建所述物体的图像，同时执行局部梯度校正方法，所述校正方法包括：其中对于每个体素，在所述物体的每次移动时经历不同的局部梯度，根据对应于SEM的幅度的预定义梯度计算，通过对每个频率分量应用对应于每个SEM的幅度的不同校正，将所述梯度对所述磁共振图像对比度的影响进行归一化。
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|---|---|---|---|---|
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| US11656308B2 (en) * | 2019-12-10 | 2023-05-23 | Hyperfine Operations, Inc. | Permanent magnet assembly for magnetic resonance imaging with non-ferromagnetic frame |
| WO2021119063A1 (en) | 2019-12-10 | 2021-06-17 | Hyperfine Research, Inc. | Ferromagnetic frame for magnetic resonance imaging |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1500441A (zh) * | 2002-11-14 | 2004-06-02 | GEҽҩϵͳ����Ƽ���˾ | 静磁场发生装置和磁共振成像装置 |
| WO2008065389A1 (en) * | 2006-11-28 | 2008-06-05 | Plant Bioscience Limited | Magnetic resonance imaging scanner with radially inhomogeneous magnetic field |
| CN101430371A (zh) * | 2008-12-19 | 2009-05-13 | 中国科学院电工研究所 | 一种磁共振成像的方法及其装置 |
| CN104507386A (zh) * | 2012-06-15 | 2015-04-08 | 通用医疗公司 | 使用旋转阵列的永磁体用于便携式磁共振成像的系统和方法 |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4305036A (en) * | 1979-07-09 | 1981-12-08 | Gesellschaft Fur Biotechnologische Forschung Mbh | Method and apparatus for high resolution nuclear magnetic resonance spectroscopy |
| US4301410A (en) * | 1979-09-28 | 1981-11-17 | International Business Machines Corporation | Spin imaging in solids using synchronously rotating field gradients and samples |
| USH1218H (en) * | 1992-05-06 | 1993-08-03 | NMR imaging with varying spatial coupling | |
| DE4442742C1 (de) * | 1994-12-01 | 1996-05-23 | Bruker Analytische Messtechnik | Probenkopf für die Kernresonanz-Spektroskopie |
| US20050054910A1 (en) * | 2003-07-14 | 2005-03-10 | Sunnybrook And Women's College Health Sciences Centre | Optical image-based position tracking for magnetic resonance imaging applications |
| GB2425842A (en) * | 2005-05-05 | 2006-11-08 | Plant Bioscience Ltd | Magnetic resonance sensor with rotatable magnetic rods placed around the sample |
| US8604787B2 (en) * | 2006-04-27 | 2013-12-10 | Stefan Posse | Magnetic resonance spectroscopy with real-time correction of motion and frequency drift, and real-time shimming |
| US7683615B2 (en) * | 2006-12-20 | 2010-03-23 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus to improve NMR spectral resolution in an inhomogeneous magnetic field |
| US8198607B2 (en) * | 2008-05-22 | 2012-06-12 | Vladimir Balakin | Tandem accelerator method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system |
| WO2010008478A2 (en) * | 2008-06-23 | 2010-01-21 | The Regents Of The University Of California, Berkeley | Improved techniques for magnetic particle imaging |
| US9310450B2 (en) * | 2010-02-01 | 2016-04-12 | Clear-Cut Medical Ltd. | Margin assessment of ex-vivo sample |
| DE102011083898B4 (de) * | 2011-09-30 | 2013-04-11 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg | Erfassen von Magnetresonanzdaten am Rande des Gesichtsfelds einer Magnetresonanzanlage |
| US9689817B2 (en) * | 2012-03-21 | 2017-06-27 | Clear-Cut Medical Ltd. | MRI system for margin assessment of ex-vivo sample |
| US9910115B2 (en) | 2012-10-22 | 2018-03-06 | The General Hospital Corporation | System and method for portable magnetic resonance imaging using a rotating array of magnets |
| US9720128B2 (en) * | 2013-02-15 | 2017-08-01 | Schlumberger Technology Corporation | Rotating frame pulsed nuclear magnetic resonance spectroscopy |
| GB2529785B (en) * | 2013-06-03 | 2018-02-14 | Nanalysis Corp | Magnet Assemblies |
| US9651687B2 (en) * | 2014-10-22 | 2017-05-16 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Positron attenuation tomography |
| US10194829B2 (en) * | 2015-07-07 | 2019-02-05 | Q Bio, Inc. | Fast scanning based on magnetic resonance history |
| US9958521B2 (en) * | 2015-07-07 | 2018-05-01 | Q Bio, Inc. | Field-invariant quantitative magnetic-resonance signatures |
| US10222441B2 (en) * | 2016-04-03 | 2019-03-05 | Q Bio, Inc. | Tensor field mapping |
| DE102016113138B4 (de) * | 2016-07-15 | 2018-02-15 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | System, insbesondere Magnetresonanzsystem, zum Erzeugen von Bildern |
| EP3557276A1 (de) * | 2018-04-16 | 2019-10-23 | Siemens Healthcare GmbH | Verfahren und steuereinrichtung zur erzeugung von magnetresonanzaufnahmen innerhalb und ausserhalb des b0-homogenitätsvolumens |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1500441A (zh) * | 2002-11-14 | 2004-06-02 | GEҽҩϵͳ����Ƽ���˾ | 静磁场发生装置和磁共振成像装置 |
| WO2008065389A1 (en) * | 2006-11-28 | 2008-06-05 | Plant Bioscience Limited | Magnetic resonance imaging scanner with radially inhomogeneous magnetic field |
| CN101430371A (zh) * | 2008-12-19 | 2009-05-13 | 中国科学院电工研究所 | 一种磁共振成像的方法及其装置 |
| CN104507386A (zh) * | 2012-06-15 | 2015-04-08 | 通用医疗公司 | 使用旋转阵列的永磁体用于便携式磁共振成像的系统和方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| COOLEY ET AL.: "Two-Dimensional Imaging in a Lightweight Portable MRI Scanner without Gradient Coils", 《MAGNETIC RESONANCE IN MEDICINE》 * |
| WANG ET AL.: "Binder distribution in Si3N4 ceramic green bodies studied by stray-field NM R imaging", 《JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE》 * |
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