CN113767297A - 用于超低场弛豫色散的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

描述了一种场循环磁共振系统和一种用于操作场循环磁共振系统的方法。根据各种实施例，所公开的系统包括：静态场磁体，其中该磁体配置为向给定视场提供低静态外磁场；射频线圈；以及场循环磁体。根据各种实施例，该方法包括：提供静态场磁体，该静态场磁体配置为对给定视场内的组织样本进行成像；向给定视场施加低静态外磁场；提供射频线圈，该射频线圈配置为产生循环射频场；提供场循环磁体；在给定视场内改变低静态外磁场；以及从系统收集图像。

Description

用于超低场弛豫色散的系统和方法
相关申请
本申请要求于2019年2月15日提交的标题为“SYSTEMS AND METHODS FORULTRALOW FIELD RELAXATION DISPERSION”的美国临时专利申请第62/806,664号的优先权和权益，该临时专利申请的全部内容通过引用结合于此以用于所有目的。
背景技术
本文公开的实施例一般涉及用于通过例如磁共振成像(MRI)对组织样本和患者进行成像的系统和方法。
众所周知，MRI系统的有效性可以与其在图像中产生高质量对比度的能力密切相关，从而更好地区分不同种类的组织和/或单一种类组织内的变化。不同单个体素的对比度差异越大，医师越容易做出诊断。因此，业内众所周知的愿望是开发能够尽可能提高对比度的系统。对比度取决于组织的弛豫时间。由此引申，由于不同组织的弛豫时间随着磁场的变化而变化，如果MRI系统提供变化的磁场，则可以更好地最大化图像的对比度。
同样众所周知的是，用传统手段产生磁场循环MRI通常是不可行的。因此，可以使用不同的方法来促进磁场循环。产生不同磁场的一种此类方法是自旋锁定。大多数MRI系统可以使组织的部分自旋锁定，但这样做并不总是实用的。此外，与体内相反，当前的MRI系统通常使离体组织自旋锁定。自旋锁定要求磁化受到磁场的影响大于组织可能经历的任何偏移，这可能导致大量能量沉积到组织中。在高场中，自旋锁定所需的强度可能大于比吸收率(SAR)标准所允许的，因此在MRI扫描期间会向人体暴露大量能量。
产生循环磁场的另一种方法是使用外围设备来改变视场内的静磁场。例如，这样做需要插入到传统MRI扫描仪的膛(其已经很狭窄)中。众所周知，在不破坏扫描仪的情况下，将经常使用的铁磁(铁磁芯可以增加电磁铁的强度)电磁铁放入MRI扫描仪室是很困难的。传统MRI扫描仪通常在铁磁材料上施加过多的力。即使从扫描仪上移除像钢扳手这样小的东西也很困难，并且可能需要关闭磁场，这是一个昂贵的过程。
鉴于这些缺陷，需要开发MRI系统和方法，所述MRI系统和方法通过使用例如自旋锁定和添加外围设备之类的方法(这些方法目前是不可行的)来有效地循环磁场从而最大化图像对比度。
发明内容
根据各种实施例，提供一种磁共振系统。该磁共振系统包括：静态场磁体，其中，所述磁体配置为向给定视场提供低静态外磁场；以及射频线圈，射频线圈配置为向低静态外磁场施加脉冲循环射频场。磁共振系统还包括场循环磁体，场循环磁体布置成靠近静态场磁体并且与静态场磁体同心。场循环磁体配置为用于改变低静态外磁场。该磁共振系统是单侧磁共振成像系统。
根据各种实施例，提供一种磁共振系统。该磁共振系统包括：静态场磁体，其中，所述磁体配置为向给定视场提供低静态外磁场；以及场循环磁体，场循环磁体布置成靠近静态场磁体，并且与静态场磁体同心。磁共振系统还包括射频线圈，射频线圈配置为向低静态外磁场施加脉冲循环射频场。磁共振系统是单侧磁共振成像系统。
根据各种实施例，提供一种磁共振系统。该磁共振系统包括：静态场磁体，其中，所述磁体配置为向给定视场提供低静态外磁场；射频线圈；以及场循环磁体。射频线圈配置为向低静态外磁场施加脉冲循环射频场。场循环磁体配置为在给定视场内改变低静态外磁场。该磁共振系统是单侧磁共振成像系统。
根据各种实施例，提供了一种用于操作场循环磁共振系统的方法。该方法包括：提供静态场磁体，静态场磁体配置为对给定视场内的组织样本进行成像；向给定视场施加低静态外磁场；提供射频线圈，射频线圈配置为产生循环射频场；向低静态外磁场施加脉冲循环射频场；以及从系统收集图像。该方法还包括：提供场循环磁体；以及在给定视场内改变低静态外磁场。磁共振系统是单侧磁共振成像系统。
根据各种实施例，提供了一种用于操作场循环磁共振系统的方法。该方法包括：提供静态场磁体，静态场磁体配置为对给定视场内的组织样本进行成像；向给定视场施加低静态外磁场；提供场循环磁体；在给定视场内改变低静态外磁场；以及从系统收集图像。该方法还包括：提供射频线圈，射频线圈配置为产生循环射频场；以及向低静态外磁场施加脉冲循环射频场。磁共振系统是单侧磁共振成像系统。
根据各种实施例，提供了一种用于操作场循环磁共振系统的方法。该方法包括：提供静态场磁体，静态场磁体配置为对给定视场内的组织样本进行成像；向给定视场施加低静态外磁场；提供射频线圈，射频线圈配置为产生循环射频场；提供场循环磁体；在给定视场内改变低静态外磁场；以及从系统收集图像。该方法还包括向低静态外磁场施加脉冲循环射频场。磁共振系统是单侧磁共振成像系统。
下面详细讨论这些和其他方面和实施方式。前述信息和以下详细描述包括各个方面和实施方式的说明性实例，并且提供了用于理解所要求保护的方面和实施方式的性质和特征的概观或架构。附图提供了对各个方面和实施方式的说明及进一步理解，并且被并入并构成本说明书的一部分。
附图说明
附图不是按比例绘制的。在各个附图中，相同的附图标记和名称表示相同的元件。为了清楚起见，并非每个组件都在每个附图中标注。在附图中：
图1是示出了根据各种实施例的各种组织的弛豫色散的曲线图。
图2是示出了根据各种实施例的各种组织的弛豫色散的曲线图。
图3是示出了根据各种实施例的具有各种旋转相关时间的分子的弛豫色散的曲线图。
图4是根据各种实施例的场循环磁共振系统的示意图。
图5A和图5B示出了根据各种实施例的示例性场循环磁共振系统500的透视图。
图6A示出了根据各种实施例的示例性场循环磁共振系统的侧视图。
图6B示出了根据各种实施例的图6A的示例性磁共振成像系统的前视图。
图7是根据各种实施例的用于操作场循环磁共振系统的示例性方法的流程图。
图8是根据各种实施例的用于操作场循环磁共振系统的示例性方法的另一流程图。
图9是根据各种实施例的用于操作场循环磁共振系统的示例性方法的另一流程图。
应当理解，附图不一定按比例绘制，附图中的对象相对于彼此也不一定按比例绘制。附图的描绘旨在使本文公开的装置、系统和方法的各种实施例变得清楚和能够理解。在所有附图中，尽可能使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。此外，应当理解，附图并不旨在以任何方式限制本发明的范围。
具体实施方式
以下对各种实施例的描述仅是示例性和说明性的，而不应被解释为以任何方式进行限制或限定。根据说明书和附图以及权利要求书，本发明的其他实施例、特征、目的和优点将是显而易见的。
除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与它们的各种实施例所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。
本文提及的所有出版物通过引用并入本文以用于描述和公开在该出版物中描述的并且可与本公开内容结合使用的装置、组合物、制剂和方法。
如本文所用的，术语“包括(comprise/comprises/comprising)”、“含有(contain/contains/containing)”、“具有(have/having)”、“包含(include/includes/including)”以及它们的变体不旨在是限制性的，而是包括性的或开放性的，并且不排除额外的、未列举的添加剂、组分、整数、元件或方法步骤。例如，包括一系列特征的工艺、方法、系统、组合物、成套工具或装置不必仅限于那些特征，而是可以包括未明确列出的其他特征或此类工艺、方法、系统、组合物、成套工具或装置所固有的其他特征。
同位素氢1的核磁共振(NMR)弛豫主要是感兴趣对象中的自旋之间的偶极耦合的随机调制的结果。弛豫速率将取决于所测量的弛豫类型和导致弛豫的运动。在磁共振成像(MRI)中，信号将主要由体内的水生成。表征这种水的弛豫的随机旋转扩散可以在其时间标度上变化。游离水(例如在脑脊液、尿液或血液中发现的水)将以数十皮秒数量级的相关时间旋转扩散，准确的数字随流体的粘度而变化。并非体内所有的水都是游离的，而在人体中实际上可能存在结合水。
如果水与组织接触，则水的一部分将可能与该组织相互作用。这种相互作用的形式可以是与构成组织的蛋白质结合。这些蛋白质通常具有能够接受水分子的空腔。这些空腔通常足够小，以限制结合在其中的水的运动。空腔内的水的运动可以被充分地约束以改变相关空腔内的水分子的总旋转相关时间。因此，结合水的旋转相关时间将接近它所结合的蛋白质的旋转相关时间。
该结合水的弛豫速率比游离水的弛豫速率慢得多。该结合水也将与游离水交换。该交换的时间标度是微秒数量级的。因此，在任何给定的组织样本中，都有两个水群，结合的和游离的，而这两个群正在交换。因此，缓慢弛豫的游离水不断地与快速弛豫的结合水混合。由于游离水和结合水不能在光谱上或空间上区分，所以用扫描仪测量的水将以总弛豫时间常数进行弛豫。该弛豫时间常数的特征在于与水结合的蛋白质的旋转相关时间，其范围为数十至数百纳秒。
因此，在具有数十皮秒数量级的旋转相关时间的游离水和具有数十纳秒的旋转相关时间的结合水之间存在较大的旋转相关时间差异。这种相关时间的差异影响水的弛豫色散，并因此影响组织的弛豫色散。为了进一步阐明弛豫色散的影响，以下示出的图1、图2和图3图示了例如不同组织类型和样本的弛豫色散的各种测量值。
图1是示出了根据各种实施例的各种组织的弛豫色散的曲线图100。曲线图100图示了各种组织的弛豫色散，如图所示。如图1所示，组织的弛豫时间可以随拉莫尔频率(围绕磁场的质子或电子的磁矩的进动频率)而显著变化。改变拉莫尔频率，可以区分弛豫时间相近的组织。弛豫时间随拉莫尔频率的变化被称为弛豫色散。测量样本的弛豫色散是表征其动力学特性并将其与其他样本区分开的灵敏方法。此外，如图1还示出的，虽然一些组织可能在高频(即，高磁场)下彼此非常相似，并因此难以区分，但是那些相同的组织可以在较低的频率下差异更大，因此对比度可以更大，从而更加能够在弛豫时间貌似相似的组织之间进行区分。
现在参照图2，图2是示出了根据各种实施例的各种组织的弛豫色散的曲线图200。曲线图200图示了各种组织的弛豫色散，如图所示。然而，通过对相同组织类型的健康组织与肿瘤组织进行比较，曲线图200通过在磁场频率上弛豫时间的变化来扩展这一概念。参照图2，可以比较肿瘤肌肉组织与健康肌肉组织的弛豫时间，健康脾组织和肿瘤脾组织也是如此。很明显，组织类型的松弛可以根据其健康状况(健康的对比肿瘤的)而改变，并且这些差异会在较高频率(即更高的磁场)处收敛。因此，可以通过收集较低频率或较低磁场下的磁共振图像来增强对健康组织与肿瘤组织之间的差异的识别。
图3是示出了根据各种实施例的具有各种旋转相关时间的分子的弛豫色散的曲线图300。曲线图300示出了具有不同旋转相关时间的弛豫速率，如图所示。游离水分子具有较短的相关时间，而结合水具有较长的相关时间。这导致游离水的弛豫时间长，并且该时间在磁场上是一致的。另一方面，结合水的弛豫时间对磁场的依赖性更陡。
如上所述，MRI系统的有效性可以与其在图像中产生高质量对比度的能力密切相关，从而更好地区分不同种类的组织和/或单一种类组织内的变化。不同单个体素的对比度差异越大，医师越容易做出诊断。MRI中的体素的强度例如取决于与该体素相关联的空间部分中的水的弛豫特性。取决于所选择的成像方案，具有相似弛豫时间的体素将具有相似的强度。具有不同弛豫时间的体素将彼此形成对比度。许多变量有助于使一个体素的强度不同于另一个体素。例如，每个体素的组织成分的差异将是形成对比度的重要因素。
存在许多用于测量样本和患者的弛豫色散的现有方法。这些方法可大致分为两种类型：静态场循环和有效场循环，这两种方法在传统MRI扫描仪中难以实施。
静态场循环是测量样本或患者的弛豫色散的最直接的方法。场循环是磁共振中的一种技术，其中外部场的大小在扫描的一部分中发生变化。场循环通常利用能够在感兴趣区域上产生相对均匀的场的电磁体来完成，该场能够被设置成各种大小。设备通常具有用于信号采集的单个磁场，而其他可能的场被保留用于将一些信息编码到信号上。
使用场循环光谱仪进行的示例性实验可以分几个步骤完成。首先，外磁场斜坡上升到电磁体能够达到和保持的最高值。这被认为是极化场，其增大了样本的核自旋极化并因此增大了信噪比。一旦样本被极化，外磁场就会斜坡下降到使样本达到其弛豫色散所需部分的值。一旦在那里，样本可以弛豫一段时间，足以使样本的不同部分的信号幅度由于它们的弛豫时间不同而发散。在样本已被用它们的弛豫时间进行编码后，外磁场会斜坡上升回到与磁体一起使用的谐振射频线圈被调谐到的任何频率。该过程重复数次，每次改变编码场，直到整个弛豫色散曲线被采样。然而，这种方法需要强电磁体，其被设计为使外磁场快速地上升和下降几百毫特斯拉(mT)。
还存在不需要改变外磁场而对用于弛豫编码的场的大小进行循环的方法。所有磁共振成像(MRI)和核磁共振(NMR)扫描仪具有作为扫描装置的一部分的调谐射频线圈。这些线圈向样本施加共振磁场，改变磁场的有效强度和取向。例如，传统MRI将具有等于3特斯拉(T)的静态场以及射频线圈，该射频线圈能够产生数十微特斯拉(μT)数量级的振荡磁场。然而，当射频线圈被接通并设置为产生以样本的拉莫尔频率振荡的场时，样本将经历等于射频场的大小的有效场。静态场将被脉冲射频场抵消。这可以用于测量一种弛豫色散。可以使样本或患者在由射频线圈产生的有效场下进行弛豫。可以改变射频场的大小，使该场像电磁体的场一样进行循环，从而研究样本的弛豫色散。与将电磁体安装到扫描仪相比，这需要更少的硬件更换，但场的范围也更加受限制。对于MRI扫描仪，场范围为1μT至1000μT。NMR光谱仪可达到数十mT。
存在偶尔会用到的一些其他的场循环方式。较新的NMR光谱仪通常能够将样本穿梭到磁体边缘场。用于NMR的磁体可以从7.9T变化到23T。据说与扫描仪一起出售的每块磁铁都处于一个磁场中，通常转换为质子拉莫尔频率。然而，由超导磁体产生的磁场具有较强的梯度。该梯度可以称为边缘场，其随着远离磁体的视场而从磁体的所述场变化成地球磁场。一些较新的光谱仪具有利用这种边缘场的特征。光谱仪将样本从视场穿梭到边缘场中，在边缘场中样本可以在低得多的磁场下进行弛豫。然后，将样本穿梭回视场中进行检测。
场循环的另一种方式是使用不同的扫描仪在不同的磁场下简单地执行MRI扫描。一些设施可以使用1T、3T和7T扫描仪(这些通常被认为是最常见的场)。可以用每个扫描仪收集身体的相同部分的图像，并且可以从所述图像推导出关于弛豫色散的信息。虽然可能不会识别出太多色散，但因为大部分色散发生在10MHz以下，对比度差异很明显。然而，这需要相当多的时间和成本来进行多次扫描，并且具有资源来购买和维护多个磁场强度下的多个扫描仪。
如以上所讨论的，并且如通过以上所讨论的一些已知示例性方法所证明的，用传统手段产生磁场循环MRI通常是不可行的。对于MRI系统，产生不同磁场的潜在有效方法是自旋锁定过程。
当沿着与施加的共振磁场相同的轴来保持磁化时，可以产生自旋锁定。这可以通过沿着与磁化相同的轴施加射频脉冲来实现。只要施加自旋锁定脉冲，这反过来就可以防止横向磁化获得相位。这也改变了自旋锁定磁化的弛豫特性。磁化的弛豫特性以两种方式改变，其中一种方式与低场系统有关。弛豫的相关变化是：自旋锁定磁化将进行弛豫，就好像它处于与用于自旋锁定的振荡场大小相等的静态场中一样。由于射频脉冲通常以微特斯拉(μT)为单位，并且用于极化的场通常为数十毫特斯拉(mT)至数十特斯拉，因此自旋锁定可以使组织在对比度远大于其他情况所能够达到的场中进行弛豫。用自旋锁定脉冲测量的弛豫时间称为T1rho。
大多数MRI系统可以自旋锁定组织的部分，但这样做并不总是实用的。此外，与体内组织相反，当前的MRI系统有时可以有效地自旋锁定离体组织。自旋锁定要求：磁化受到磁场的影响大于组织可能经历的任何偏移。在高场中，自旋锁定所需的强度可能大于比吸收率(SAR)标准所允许的，因此在MRI扫描期间会向人体暴露大量能量。外磁场越高，由射频线圈沉积的能量越多。SAR的标度如下所示：
Figure BDA0003301265730000071
SAR＝比吸收率
B0＝外磁场
Δf＝脉冲带宽
同样，如上所述，并且如上述一些已知的示例性方法所证明的，用传统装置产生磁场循环MRI通常是不可行的。对于MRI系统，产生不同磁场的另一种潜在有效的方法是在MRI扫描仪的膛中提供插入件(或外围设备)，例如，该膛是在扫描过程期间容纳患者的全身MRI扫描仪中的开口，或者是容纳特定身体部分的便携式或定点护理扫描仪中的开口。
申请人已经发现，为低磁场MRI扫描仪提供特定的MRI(或光谱仪)设计(例如，单侧MRI设计)可以促进场循环，以通过有效的自旋锁定来改善图像对比度。因此，可以发生自旋锁定，而无需将身体暴露于与标准MRI机器中的这种自旋锁定方法相当的大量能量，如上文所讨论的，该量通常会超过SAR标准。申请人还发现，为低磁场MRI扫描仪提供特定的MRI(或光谱仪)设计(例如，单侧MRI设计)可以允许以足够近的距离将插入件或外围设备有效地添加到所述膛中，从而也促进场循环以改善图像对比度。
图4是根据各种实施例的场循环磁共振系统400的示意图。根据各种实施例，系统400可以是单侧磁共振成像系统。根据各种实施例，系统400可以包括磁共振成像扫描仪或磁共振成像光谱仪。如图4所示，系统400包括静态场磁体420。根据各种实施例，静态场磁体420可以配置为对给定视场内的组织样本进行成像。根据各种实施例，组织样本可以是正被检查的人的任何解剖学部分。根据各种实施例，静态场磁体420可以包括呈平行配置的多个圆柱形永磁体。根据各种实施例，静态场磁体420可以包括位于其中心的孔。根据各种实施例，静态场磁体420可以不包括孔。根据各种实施例，孔的直径可以在1英寸至20英寸之间。根据各种实施例，孔的直径可以在1英寸至4英寸之间、4英寸至8英寸之间以及10英寸至20英寸之间。根据各种实施例，给定视场可以是球形或圆柱形视场。根据各种实施例，球形视场的直径可以在2英寸至20英寸之间。根据各种实施例，球形视场的直径可以在1英寸至4英寸之间、4英寸至8英寸之间以及10英寸至20英寸之间。根据各种实施例，圆柱形视场的长度大约在2英寸至20英寸之间。根据各种实施例，圆柱形视场的长度可以在1英寸至4英寸之间、4英寸至8英寸之间以及10英寸至20英寸之间。
如图4所示，系统400可以包括射频线圈440。根据各种实施例，射频线圈440可以配置为产生循环射频场。根据各种实施例，射频线圈440可以用于自旋锁定。根据各种实施例，射频线圈440可以配置为用于向低静态外磁场施加脉冲循环射频场。根据各种实施例，循环射频场的范围可以为1μT至1mT。根据各种实施例，循环射频场的范围可以为100μT至900μT。
如图4所示，系统400可以包括场循环磁体460。根据各种实施例，场循环磁体460可以布置成靠近低静态外磁场。根据各种实施例，场循环磁体460可以布置成靠近静态场磁体420。例如，场循环磁体460可以布置在静态场磁体420的前方、后方或中间。根据各种实施例，场循环磁体460可以与静态场磁体420同心。根据各种实施例，场循环磁体460可以是电磁体、配置为相对于主磁体移动的永磁体、或者包括对低静态外磁场进行调节和成形的铁磁材料或磁化(magnetizable)材料的永磁体。根据各种实施例，场循环磁体460可以是螺线管线圈，该螺线管线圈配置为产生与由静态场磁体产生的场相加或相减的场，从而允许在不同场处进行弛豫编码。
根据各种实施例，场循环磁体460可以包括位于磁体中心的开口。根据各种实施例，场循环磁体460可以是环形圈、圆柱形圈或椭圆形圈。根据各种实施例，场循环磁体460可以包括多个磁体，多个磁体设置成环形配置，或者设置成使多个磁体围绕圆周形成的任何其他合适的形状或配置。根据各种实施例，场循环磁体460的磁场强度可以为0.5mT至1T。根据各种实施例，场循环磁体460的磁场强度可以为5mT至195mT。
图5A和图5B示出了根据各种实施例的示例性场循环磁共振系统500的透视图。根据各种实施例，系统500可以是任意MRI系统，包括例如单侧磁共振成像系统，如本文所公开的，单侧磁共振成像系统包括磁共振成像扫描仪或磁共振成像光谱仪。
如图5A和图5B所示，系统500包括壳体510，壳体510可以容纳：各种组件，其包括例如但不限于，磁体、电磁体、用于产生射频场的线圈；各种电子组件，其例如但不限于用于控制、供电和/或监测系统500。根据各种实施例，壳体510可以容纳例如壳体510内的静态场磁体420、射频线圈440和/或场循环磁体460。根据各种实施例，系统500还包括位于磁性组件(例如，静态场磁体420、射频线圈440和/或场循环磁体460)的中心处的孔520。根据各种实施例，场循环磁体460可以插入孔520中。根据各种实施例，场循环磁体460可以放置成靠近孔520。例如，场循环磁体460可以放置在孔520的前方、后方或中间。根据各种实施例，场循环磁体460可以放置成靠近孔520或位于孔520的入口。根据各种实施例，孔520的直径可以在1英寸至20英寸之间。根据各种实施例，孔520的直径可以在1英寸至4英寸之间、4英寸至8英寸之间以及10英寸至20英寸之间。根据各种实施例，系统500可以不包括孔。
根据各种实施例，系统500可以配置为对给定视场530内的组织样本进行成像，如图5B所示。根据各种实施例，给定视场530是三维(3D)体积空间，在该空间中，组织样本(包括但不限于人的任何解剖学部分)受到检查、评估和/或成像。根据各种实施例，给定视场530可以是球形或圆柱形视场。根据各种实施例，球形视场的直径可以在2英寸至20英寸之间。根据各种实施例，球形视场的直径可以在1英寸至4英寸之间、4英寸至8英寸之间以及10英寸至20英寸之间。根据各种实施例，圆柱形视场的长度大约在2英寸至20英寸之间。根据各种实施例，圆柱形视场的长度可以在1英寸至4英寸之间、4英寸至8英寸之间以及10英寸至20英寸之间。根据各种实施例，磁性部件(例如静态场磁体420、射频线圈440和/或场循环磁体460)被配置为在给定视场530中的检查、评估和/或成像期间产生和/或增强。
如图5B所示，给定视场530位于表面515附近，该表面515靠近系统500的孔520或在孔520前方。根据各种实施例，表面515可以是弯曲的、平坦的、凹形的、凸形的，或者以其他方式具有曲线表面。
图6A示出了根据各种实施例的示例性场循环磁共振系统600的侧视图。图6B示出了示例性磁共振成像系统600的前视图。根据各种实施例，系统600可以是任意MRI系统，包括例如单侧磁共振成像系统，如本文所公开的，单侧磁共振成像系统包括磁共振成像扫描仪或磁共振成像光谱仪。
如图6A和图6B所示，系统600包括壳体610，该壳体610可以容纳：各种组件，其包括例如但不限于，磁体、电磁体、用于产生射频场的线圈；各种电子组件，其例如但不限于用于控制、供电和/或监测系统600。根据各种实施例，壳体610可以容纳例如壳体610内的静态场磁体420和/或射频线圈440。根据各种实施例，系统600还包括位于其中心的孔620。如图6A和图6B所示，壳体610还包括系统600的前部612、后部614和表面615。根据各种实施例，表面615可以是弯曲的、平坦的、凹形的、凸形的，或者以其他方式具有曲线表面。
根据各种实施例，系统600可以配置为对给定视场630内的组织样本进行成像，如图6B所示。根据各种实施例，给定视场630是三维(3D)体积空间，在该空间中，组织样本(包括但不限于人的任何解剖学部分)受到检查、评估和/或成像。根据各种实施例，给定视场630可以是球形或圆柱形视场。根据各种实施例，球形视场的直径可以在2英寸至20英寸之间。根据各种实施例，球形视场的直径可以在1英寸至4英寸之间、4英寸至8英寸之间以及10英寸至20英寸之间。根据各种实施例，圆柱形视场的长度大约在2英寸至20英寸之间。根据各种实施例，圆柱形视场的长度可以在1英寸至4英寸之间、4英寸至8英寸之间以及10英寸至20英寸之间。
如图6A和图6B所示，系统600包括布置在系统600的前部612和表面615附近的场循环磁体660。根据各种实施例，场循环磁体660布置成靠近系统600的前部612上的表面615的中心。根据各种实施例，场循环磁体660可以是电磁体、配置为相对于主磁体移动的永磁体、或者包括对低静态外磁场进行调节和成形的铁磁材料或磁化材料的永磁体。根据各种实施例，场循环磁体660可以是螺线管线圈，该螺线管线圈配置为产生与由静态场磁体产生的场相加或相减的场，从而允许在不同场处进行弛豫编码。
如图6B所示，给定视场630位于系统600的前部612处的表面615的中心。根据各种实施例，场循环磁体660布置在给定视场630内。根据各种实施例，场循环磁体660布置成与给定视场630同心。根据各种实施例，场循环磁体660可以插入孔620中。根据各种实施例，场循环磁体660可以放置成靠近孔620。例如，场循环磁体660可以放置在孔620的前方、后方或中间。根据各种实施例，场循环磁体660可以放置成靠近孔620或位于孔620的入口。
如图6A所示，系统600还包括：机架680，其用于容纳各种辅助组件，例如配置为用于控制系统600的计算机、一个或多个电源、数据采集设备等。如图6A所示，系统600还包括导管685，导管685用于将壳体610中的各种组件连接至容纳在机架680内部的各种组件。如图6A所示，场循环磁体660经由连接件665连接到导管685。根据各种实施例，连接件665可以是与磁体屏蔽的任何合适的电力电缆。
根据各种实施例，提供了一种磁共振系统(在本文中也称为场循环磁共振系统)，其包括配置为提供低静态外磁场的静态场磁体(例如，静态场磁体420)。对于给定视场，磁场可以从约50mT至约60mT、约45mT至约65mT、约40mT至约70mT、约35mT至约75mT、约30mT至约80mT、约25mT至约85mT、约20mT至约90mT、约15mT至约95mT和约10mT至约100mT变化。磁场也可以从约10mT至约15mT、约15mT至约20mT、约20mT至约25mT、约25mT至约30mT、约30mT至约35mT、约35mT至约40mT、约40mT至约45mT、约45mT至约50mT、约50mT至约55mT、约55mT至约60mT、约60mT至约65mT、约65mT至约70mT、约70mT至约75mT、约75mT至约80mT、约80mT至约85mT、约85mT至约90mT、约90mT至约95mT和约95mT至约100mT变化。根据各种实施例，磁场也可以从约10mT到约1T、约15mT到约900mT、约20mT到约800mT、约25mT到约700mT、约30mT到约600mT、约35mT到约500mT、约40mT到约400mT、约45mT到约300mT、约50mT至约200mT、约50mT至约100mT、约45mT至约100mT、约40mT至约100mT、约35mT至约100mT、约30mT至约100mT、约25mT至约100mT、约20mT至约100mT和约15mT至约100mT变化。
根据各种实施例，该磁共振系统是MRI扫描仪或光谱仪。
根据各种实施例，视场是球形或圆柱形视场。在各种实施例中，视场的直径大约为4英寸和/或其长度大约为4英寸。视场的直径和长度可以从约10英寸至约11英寸、约9英寸至约12英寸、约8英寸至约13英寸、约7英寸至约14英寸、约6英寸至约15英寸、约5英寸至约16英寸、约4英寸至约17英寸、约3英寸至约18英寸、约2英寸至约19英寸、约1英寸至约20英寸、约1英寸至约30英寸和约1英寸至约40英寸变化。视场的直径和长度也可从约1英寸至约2英寸、约2英寸至约3英寸、约3英寸至约4英寸、约4英寸至约5英寸、约5英寸至约6英寸、约6英寸至约7英寸、约7英寸至约8英寸、约8英寸至约9英寸、约9英寸至约10英寸、约10英寸至约11英寸、约11英寸至约12英寸、约12英寸至约13英寸、约13英寸至约14英寸、约14英寸至约15英寸、约15英寸至约16英寸、约16英寸至约17英寸、约17英寸至约18英寸、约18英寸至约19英寸、约19英寸至约20英寸、约3英寸至约5英寸、约2英寸至约6英寸、约1英寸至约7英寸、约1英寸至约5英寸和约1英寸至约4英寸变化。
根据各种实施例，该系统被配置为向由磁体发射的低静态外磁场施加场循环。在各种实施例中，该系统被配置为：通过施加自旋锁定场来向由磁体提供的低静态外磁场提供场循环，其中自旋锁定场用射频脉冲来对由磁体发射的磁化进行自旋锁定。在各种实施例中，该系统被配置为：通过进一步包括外围设备(例如，场循环磁体)来向由磁体发射的低静态外磁场提供场循环，以改变给定视场内的静态磁场。当外围设备处于不活动状态时，可以执行自旋锁定。在各种实施例中，所施加的低磁场基本上低于SAR标准。在各种实施例中，该系统是单侧MRI系统。
根据各种实施例，虽然上述指出了一种磁共振系统，该磁共振系统被配置为例如使用例如自旋锁定或向磁体(例如，静态场磁体)添加插入件(例如，外围设备，例如，如在此描述的场循环磁体)来使外磁场进行场循环，但是本公开还设想了一种用于对视场内的组织进行成像的方法。该方法可以包括例如提供磁共振系统，该磁共振系统包括磁体，该磁体提供视场内的组织样本，向给定视场施加低静态外磁场，对低静态外磁场进行场循环，并且从系统收集图像。场循环还可以包括向磁体施加自旋锁定场和/或施加插入件或外围设备。自旋锁定可以通过在激发后连续地向所需切片的拉莫尔频率施加共振场来完成。如果自旋锁定场与磁化共线，则磁化将被自旋锁定。这只需要发射线圈。
通过该系统提供的低磁场下的自旋锁定，使得场的大小和持续时间不受SAR限制到外场的低水平，磁共振系统无需循环外场即可对组织进行弛豫色散实验。虽然外场可以是静态的，但自旋锁定场的强度可以变化。系统施加自旋锁定场，其范围可以为约450μT至约550μT、约400μT至约600μT、约350μT至约650μT、约300μT至约700μT、约250μT至约750μT、约200μT至约800μT、约150μT至约850μT、约100μT至约900μT、约50μT至约950μT、约10μT至约990μT和约1μT至约1mT。自旋锁定场的范围也可以为约1μT至约50μT、约50μT至约100μT、约100μT至约150μT、约150μT至约200μT、约200μT至约250μT、约250μT至约300μT、约300μT至约350μT、约350μT至约400μT、约450μT至约500μT、约500μT至约550μT、约550μT至约600μT、约600μT至约650μT、约650μT至约700μT、约700μT至约750μT、约750μT至约800μT、约800μT至约850μT、约850μT至约900μT、约900μT至约950μT和约950μT至约1mT。根据各种实施例，系统可以施加范围为约0.5μT至约1mT的自旋锁定场。
这种自旋锁定状态允许通过改变自旋锁定场的强度来改变图像的对比度。通过进行多个自旋锁定实验，可以通过将所收集的弛豫时间拟合到简单模型来提取旋转相关时间。这允许通过在许多不同条件下研究组织来更深入地了解组织。与癌症相关的组织的变化(如细胞数量的增加)可以通过改变系统的弛豫动力学而变得可见，而无需重大硬件更换。利用自旋锁定弛豫色散，放射科医师可以得到多个弛豫时间的分布，而不是仅仅二进制时间值T1和时间值T2。
除了以上公开的之外，较低磁场下的自旋锁定有许多优点。例如，在高磁场下，在自旋锁定期间引起弛豫的至少有两个主要贡献因素：偶极耦合引起的弛豫和化学交换引起的弛豫。化学交换贡献因素随外磁场的平方而增加。所述场越强，化学交换的贡献因素越是支配T1rho弛豫(用自旋锁定脉冲测量的弛豫时间)。在较低的磁场下，化学交换对T1rho弛豫的贡献因素消失。因此，如果对使用自旋锁定来收集偶极弛豫色散感兴趣，则在高磁场下这样做将是困难的，因为色散将与化学交换对弛豫的贡献因素混合。即使在具有自旋锁定的高静态磁场下对较低场进行采样也变得极其困难，因为化学交换的贡献因素也与自旋锁定场的大小成比例。
根据各种实施例，磁共振系统还可以包括或可以配置为接收插入件或外围设备。根据各种实施例，插入件或外围设备是电磁体。例如，电磁体可以是空气芯、铁磁芯或电介质芯。如上所述，由于例如低静态磁场，用电磁体改变系统的静态场更加可行。与用于传统MRI的超导磁体不同，本文的系统具有弱得多的永久磁场。将强大的电磁体所需的硬件(可能具有铁磁性组件的硬件)靠近本文所述的系统比将类似的装置靠近超导磁体安全得多。此外，如上所述并且例如在图4、图5A、图5B、图6A和图6C中示出的，视场可以设置在磁体的表面上，而不是孔上，从而允许更容易地接近。需要将类似的装置(插入件或外围设备)放置到传统MRI的膛中，其中已经没有足够的空间，并且在许多情况下，可能被患者占据。因此，可将电磁体并入系统中以改变静态场。电磁体可以减小视场中的静态场，其中在不同组织的弛豫时间差异最大的场中对组织进行弛豫。在某些情况下，这可以允许比自旋锁定更宽范围的场。
用场循环磁体(例如，场循环磁体420)可达到的场的范围，假定它被设计成降低静态场或升高静态场。根据各种实施例，用场循环磁体可达到的场的范围可以为约95mT至约105mT、约90mT至约110mT、约85mT至约115mT、约80mT至约120mT、约75mT至约125mT、约70mT至约130mT、约65mT至约135mT、约60mT至约140mT、约55mT至约145mT、约50mT至约150mT、约45mT至约155mT、约40mT至约160mT、约35mT至约165mT、约30mT至约170mT、约25mT至约175mT、约20mT至约180mT、约15mT至约185mT、约10mT至约190mT、约5mT至约195mT和约0.5mT至约200mT。假定设计成降低静态场或升高静态场，用场循环磁体可达到的场的范围也可以为约0.5mT至约10mT、约10mT至约20mT、约20mT至约30mT、约30mT至约40mT、约40mT至约50mT、约50mT至约60mT、约60mT至约70mT、约70mT至约80mT、约80mT至约90mT、约90mT至约100mT、约100mT至约110mT、约110mT至约120mT、约120mT至约130mT、约130mT至约140mT、约140mT至约150mT、约150mT至约160mT、约160mT至约170mT、约170mT至约180mT、约180mT至约190mT和约190mT至约200mT。根据各种实施例，假定设计成降低静态场或升高静态场，用场循环磁体可达到的场的范围可以为约0.5mT至约1T、约5mT至约900mT、约10mT至约800mT、约20mT至约700mT、约30mT至约600mT、约35mT至约500mT、约40mT至约400mT、约45mT至约300mT、约50mT至约200mT、约50mT至约100mT、约40mT至约200mT、约40mT至约100mT、约30mT至约200mT、约30mT至约100mT、约20mT至约200mT、约20mT至约100mT、约10mT至约200mT和约10mT至约100mT。
根据各种实施例，场循环磁体不会产生均匀场。在场循环磁体开启时将不进行图像编码。场循环磁体将外场足够缓慢地移动以满足绝热条件。根据某些实施例，磁共振系统可以配置为通过施加自旋锁定场和接收插入件或外围设备两者来向由磁体提供的低静态外磁场提供场循环。根据某些实施例，磁共振系统可以配置为通过施加自旋锁定场或接收插入件或外围设备来向由磁体提供的低静态外磁场提供场循环。
根据各种实施例，磁场循环磁体可以是环形圈、圆柱形圈或椭圆形圈的形式，或磁体中具有开口的任何其他合适的形状或形式。根据各种实施例，场循环磁体可以包括一组磁体，所述一组磁体以环的形式设置，或者以围绕圆周的任何其他合适形状或形式设置。根据各种实施例，场循环磁体布置成靠近例如磁体的前方、后方或中间。根据各种实施例，场循环磁体与磁体同心。场循环磁体还可以放置在患者周围。
能够进行场循环的MRI扫描仪的可能的应用包括例如多模式成像。传统MRI扫描仪具有几种可用的对比度。通常，对比度的种类包括T1、T2、T1rho(在特殊情况下)和色散。场循环MRI扫描仪可以具有一系列可用的T1和T1rho对比度。如果在一个场中没有可见的对比度，则用户可以改变场并重试。该技术的另一应用是例如允许用户收集对比度色散图像的形式。对比度色散图像可以是用不同的弛豫编码场重复采集的图像。组织的特征可以在于它们的对比度如何随场而变化。然后，所分析的图像可以是这样的图像，其中每个体素值是从随场强变化的幅度变化量的拟合中提取的。该拟合的值可以大致对应于该像素中水的旋转相关时间。使用非线性重建将产生一系列图像，用于弛豫编码的每个场强使用一个图像。这些图像的每个像素的值将与一个简单的模型拟合，该模型将弛豫作为外磁场的函数描述，类似于用于描述弛豫的顺磁增强的模型。可以通过使用一种模型来做到这一点，在该模型中假设图像中的每个像素都有两个交换水池。一个池是缓慢弛豫的游离水，而另一个池是快速弛豫的结合水。这两个池以特征交换速率混合。可以通过将数据拟合到模型中来找到使用这种简单模型来描述弛豫的参数、游离水和束缚水的旋转相关时间以及它们之间的交换速率。
Figure BDA0003301265730000141
Figure BDA0003301265730000142
Pm＝水结合分数
τm＝交换时间
T1m＝结合水的弛豫时间
R1p＝增大的水弛豫速率
R1m＝结合水的弛豫速率
b＝结合水对周围自旋的偶极耦合幅度
τr＝结合水的旋转相关时间
w0＝拉莫尔频率
图7是根据各种实施例的用于操作场循环磁共振系统(例如，系统400、500或600)的示例性方法S100的流程图。根据各种实施例，磁共振系统是包括磁共振成像扫描仪或磁共振成像光谱仪的单侧磁共振成像系统。如图7所示，方法S100包括：在步骤S110处，提供静态场磁体，静态场磁体配置为对给定视场内的组织样本进行成像。根据各种实施例，组织样本可以是正被检查的人的任何解剖学部分。根据各种实施例，静态场磁体可以包括呈平行配置的多个圆柱形永磁体。根据各种实施例，静态场磁体包括位于其中心的孔。根据各种实施例，所述孔的直径可以在1英寸至20英寸之间。根据各种实施例，孔的直径可以在1英寸至4英寸之间、4英寸至8英寸之间以及10英寸至20英寸之间。根据各种实施例，给定视场可以是球形或圆柱形视场。根据各种实施例，球形视场的直径可以在2英寸至20英寸之间。根据各种实施例，球形视场的直径可以在1英寸至4英寸之间、4英寸至8英寸之间以及10英寸至20英寸之间。根据各种实施例，圆柱形视场的长度大约在2英寸至20英寸之间。根据各种实施例，圆柱形视场的长度可以在1英寸至4英寸之间、4英寸至8英寸之间以及10英寸至20英寸之间。
如图7所示，方法S100包括：在步骤S120处，向给定视场施加低静态外磁场。根据各种实施例，低静态磁场的范围可以为10mT至1T。根据各种实施例，低静态磁场的范围可以为20mT至100mT。根据各种实施例，低静态磁场的范围可以为35mT至75mT。
在步骤S130处，方法S100包括：提供射频线圈，射频线圈配置为产生循环射频场。根据各种实施例，射频线圈用于低磁场强度下的自旋锁定。
在步骤S140处，方法S100包括：向低静态外磁场施加脉冲循环射频场。根据各种实施例，循环射频场的范围可以为1μT至1mT。根据各种实施例，循环射频场的范围可以为100μT至900μT。
在步骤S150处，方法S100任选地包括：提供场循环磁体。根据各种实施例，场循环磁体可以布置成靠近低静态外磁场。根据各种实施例，场循环磁体可以布置成靠近静态场磁体(例如在静态场磁体的前方、后方或中间)，并且与静态场磁体同心。根据各种实施例，场循环磁体可以是电磁体、配置为相对于主磁体移动的永磁体、或者包括对低静态外磁场进行调节和成形的铁磁材料或磁化材料的永磁体。根据各种实施例，场循环磁体可以包括位于磁体中心的开口。根据各种实施例，场循环磁体可以为环形圈、圆柱形圈或椭圆形圈。根据各种实施例，场循环磁体可以包括多个磁体，多个磁体设置成环形配置，或者设置成使多个磁体围绕圆周形成的任何其他合适的形状或配置。根据各种实施例，场循环磁体的磁场强度为0.5mT至1T。根据各种实施例，场循环磁体的磁场强度为5mT至195mT。
在步骤S160处，方法S100任选地包括：在给定视场内改变低静态外磁场。根据各种实施例，改变低静态外磁场可以包括以下之中的至少一者：对低静态外磁场进行增大、减小或改变方向。
在步骤S170处，方法S100包括：从磁共振系统收集图像。根据各种实施例，在图像采集开始之前切换射频线圈和场循环磁体以对期望的对比度进行编码。
图8是根据各种实施例的用于操作场循环磁共振系统(例如，系统400、500或600)的示例性方法S200的流程图。根据各种实施例，磁共振系统是包括磁共振成像扫描仪或磁共振成像光谱仪的单侧磁共振成像系统。如图8所示，方法S200包括：在步骤S210处，提供静态场磁体，静态场磁体配置为对给定视场内的组织样本进行成像。根据各种实施例，组织样本可以是正被检查的人的任何解剖学部分。根据各种实施例，静态场磁体可以包括呈平行配置的多个圆柱形永磁体。根据各种实施例，静态场磁体包括位于其中心的孔。根据各种实施例，孔的直径可以在1英寸至20英寸之间。根据各种实施例，孔的直径可以在1英寸至4英寸之间、4英寸至8英寸之间以及10英寸至20英寸之间。根据各种实施例，给定视场可以是球形或圆柱形视场。根据各种实施例，球形视场的直径可以在2英寸至20英寸之间。根据各种实施例，球形视场的直径可以在1英寸至4英寸之间、4英寸至8英寸之间以及10英寸至20英寸之间。根据各种实施例，圆柱形视场的长度大约在2英寸至20英寸之间。根据各种实施例，圆柱形视场的长度可以在1英寸至4英寸之间、4英寸至8英寸之间以及10英寸至20英寸之间。
如图8所示，方法S200包括：在步骤S220处，向给定视场施加低静态外磁场。根据各种实施例，低静态磁场的范围可以为10mT至1T。根据各种实施例，低静态磁场的范围可以为20mT至100mT。根据各种实施例，低静态磁场的范围可以为35mT至75mT。
在步骤S230处，方法S200包括：提供场循环磁体。根据各种实施例，场循环磁体可以布置成靠近低静态外磁场。根据各种实施例，场循环磁体可以布置成靠近静态场磁体(例如在静态场磁体的前方、后方或中间)，并且与静态场磁体同心。根据各种实施例，场循环磁体可以是电磁体、配置为相对于主磁体移动的永磁体、或者包括对低静态外磁场进行调节和成形的铁磁材料或磁化材料的永磁体。根据各种实施例，场循环磁体可以包括位于磁体中心的开口。根据各种实施例，场循环磁体可以为环形圈、圆柱形圈或椭圆形圈。根据各种实施例，场循环磁体可以包括多个磁体，多个磁体设置成环形配置，或者设置成使多个磁体围绕圆周形成的任何其他合适的形状或配置。根据各种实施例，场循环磁体的磁场强度为0.5mT至1T。根据各种实施例，场循环磁体的磁场强度为5mT至195mT。
在步骤S240处，方法S200包括：在给定视场内改变低静态外磁场。根据各种实施例，改变低静态外磁场可以包括以下之中的至少一者：对低静态外磁场进行增大、减小或改变方向。
在步骤S250处，方法S200任选地包括：提供射频线圈，射频线圈配置为产生循环射频场。根据各种实施例，射频线圈用于低磁场强度下的自旋锁定。
在步骤S260处，方法S200任选地包括：向低静态外磁场施加脉冲循环射频场。根据各种实施例，循环射频场的范围可以为1μT至1mT。根据各种实施例，循环射频场的范围可以为100μT至900μT。
在步骤S270处，方法S200包括：从磁共振系统收集图像。
图9是根据各种实施例的用于操作场循环磁共振系统(例如，系统400、500或600)的示例性方法S300的流程图。根据各种实施例，磁共振系统是包括磁共振成像扫描仪或磁共振成像光谱仪的单侧磁共振成像系统。如图9所示，方法S300包括：在步骤S310处，提供静态场磁体，静态场磁体配置为对给定视场内的组织样本进行成像。根据各种实施例，组织样本可以是正被检查的人的任何解剖学部分。根据各种实施例，静态场磁体可以包括呈平行配置的多个圆柱形永磁体。根据各种实施例，静态场磁体包括位于其中心的孔。根据各种实施例，孔的直径可以在1英寸至20英寸之间。根据各种实施例，孔的直径可以在1英寸至4英寸之间、4英寸至8英寸之间以及10英寸至20英寸之间。根据各种实施例，给定视场可以是球形或圆柱形视场。根据各种实施例，球形视场的直径可以在2英寸至20英寸之间。根据各种实施例，球形视场的直径可以在1英寸至4英寸之间、4英寸至8英寸之间以及10英寸至20英寸之间。根据各种实施例，圆柱形视场的长度大约在2英寸至20英寸之间。根据各种实施例，圆柱形视场的长度可以在1英寸至4英寸之间、4英寸至8英寸之间以及10英寸至20英寸之间。
如图9所示，方法S300包括：在步骤S320处，向给定视场施加低静态外磁场。根据各种实施例，低静态磁场的范围可以为10mT至1T。根据各种实施例，低静态磁场的范围可以为20mT至100mT。根据各种实施例，低静态磁场的范围可以为35mT至75mT。
在步骤S330处，方法S300包括：提供射频线圈，射频线圈配置为产生循环射频场。根据各种实施例，射频线圈用于低磁场强度下的自旋锁定。
在步骤S340处，方法S200包括：提供场循环磁体。根据各种实施例，场循环磁体可以布置成靠近低静态外磁场。根据各种实施例，场循环磁体可以布置成靠近静态场磁体(例如在静态场磁体的前方、后方或中间)，并且与静态场磁体同心。根据各种实施例，场循环磁体可以是电磁体、配置为相对于主磁体移动的永磁体、或者包括对低静态外磁场进行调节和成形的铁磁材料或磁化材料的永磁体。根据各种实施例，场循环磁体可以包括位于磁体中心的开口。根据各种实施例，场循环磁体可以为环形圈、圆柱形圈或椭圆形圈。根据各种实施例，场循环磁体可以包括多个磁体，多个磁体设置成环形配置，或者设置成使多个磁体围绕圆周形成的任何其他合适的形状或配置。根据各种实施例，场循环磁体的磁场强度为0.5mT至1T。根据各种实施例，场循环磁体的磁场强度为5mT至195mT。
在步骤S350处，方法S300包括：在给定视场内改变低静态外磁场。根据各种实施例，改变低静态外磁场可以包括以下之中的至少一者：对低静态外磁场进行增大、减小或改变方向。
在步骤S360处，方法S300任选地包括：向低静态外磁场施加脉冲循环射频场。根据各种实施例，循环射频场的范围可以为1μT至1mT。根据各种实施例，循环射频场的范围可以为100μT至900μT。
在步骤S370处，方法S300包括：从磁共振系统收集图像。
实施例列举
1.一种磁共振系统，包括：静态场磁体，其中，磁体配置为向给定视场提供低静态外磁场；以及射频线圈，射频线圈配置为向低静态外磁场施加脉冲循环射频场。
2.根据实施例1所述的系统，其中，静态场磁体包括呈平行配置的多个圆柱形永磁体。
3.根据实施例1至2中任一项所述系统，其中，静态场磁体包括位于其中心的孔，孔的直径在1英寸至20英寸之间。
4.根据实施例1至3中任一项所述的系统，其中，给定视场是球形或圆柱形视场，其中，球形视场的直径在2英寸至20英寸之间，或者圆柱形视场的长度大约在2英寸至20英寸之间。
5.根据实施例1至4中任一项所述的系统，还包括：场循环磁体，场循环磁体布置成靠近静态场磁体，并且与静态场磁体同心。
6.根据实施例1至4中任一项所述的系统，还包括：场循环磁体，场循环磁体布置成靠近低静态外磁场。
7.根据实施例5至6中任一项所述的系统，其中，场循环磁体配置为在给定视场内改变低静态外磁场。
8.根据实施例7中任一项所述的系统，其中，场循环磁体配置为在不使用射频线圈时改变低静态外磁场。
9.根据实施例5至8中任一项所述的系统，其中，场循环磁体是电磁体、配置为相对于主磁体移动的永磁体、或者包括对低静态外磁场进行调节和成形的铁磁材料或磁化材料的永磁体。
10.根据实施例5至9中任一项所述的系统，其中，场循环磁体包括位于磁体中心的开口。
11.根据实施例5至10中任一项所述的系统，其中，场循环磁体为环形圈、圆柱形圈或椭圆形圈。
12.根据实施例5至11中任一项所述的系统，其中，场循环磁体包括多个磁体，多个磁体设置成环形配置，或者设置成使多个磁体围绕圆周形成的任何其他合适的形状或配置。
13.根据实施例1至12中任一项所述的系统，其中，低静态磁场的范围为10mT至1T。
14.根据实施例1至13中任一项所述的系统，其中，低静态磁场的范围为20mT至100mT。
15.根据实施例1至14中任一项所述的系统，其中，低静态磁场的范围为35mT至75mT。
16.根据实施例1至15中任一项所述的系统，其中，循环射频场的范围为1μT至1mT。
17.根据实施例1至16中任一项所述的系统，其中，循环射频场的范围为100μT至900μT。
18.根据实施例1至17中任一项所述的系统，其中，场循环磁体的磁场强度为0.5mT至1T。
19.根据实施例1至18中任一项所述的系统，其中，场循环磁体的磁场强度为5mT至195mT。
20.根据实施例1至19中任一项所述的系统，其中，磁共振系统是包括磁共振成像扫描仪或磁共振成像光谱仪的单侧磁共振成像系统。
21.一种磁共振系统，包括：静态场磁体，其中，磁体配置为向给定视场提供低静态外磁场；以及场循环磁体，场循环磁体布置成靠近静态场磁体，并且与静态场磁体同心。
22.根据实施例21所述的系统，其中，场循环磁体布置成靠近低静态外磁场。
23.根据实施例21至22中任一项所述的系统，其中，静态场磁体包括呈平行配置的多个圆柱形永磁体。
24.根据实施例21至23中任一项所述的系统，其中，静态场磁体包括位于其中心的孔，孔的直径在1英寸至20英寸之间。
25.根据实施例21至24中任一项所述的系统，其中，给定视场是球形或圆柱形视场，其中，球形视场的直径在2英寸至20英寸之间，或者圆柱形视场的长度大约在2英寸至20英寸之间。
26.根据实施例21至25中任一项所述的系统，其中，场循环磁体配置为在给定视场内改变低静态磁场。
27.根据实施例21至26中任一项所述的系统，还包括：射频线圈，射频线圈配置为向低静态外磁场施加脉冲循环射频场。
28.根据实施例26至27中任一项所述的系统，其中，场循环磁体配置为在不使用射频线圈时改变低静态外磁场。
29.根据实施例21至28中任一项所述的系统，其中，场循环磁体是电磁体、配置为相对于主磁体移动的永磁体、或者包括对低静态外磁场进行调节和成形的铁磁材料或磁化材料的永磁体。
30.根据实施例21至29中任一项所述的系统，其中，场循环磁体包括位于磁体中心的开口。
31.根据实施例21至30中任一项所述的系统，其中，场循环磁体为环形圈、圆柱形圈或椭圆形圈。
32.根据实施例21至31中任一项所述的系统，其中，场循环磁体包括多个磁体，多个磁体设置成环形配置，或者设置成使多个磁体围绕圆周形成的任何其他合适的形状或配置。
33.根据实施例21至32中任一项所述的系统，其中，低静态磁场的范围为10mT至1T。
34.根据实施例21至33中任一项所述的系统，其中，低静态磁场的范围为20mT至100mT。
35.根据实施例21至34中任一项所述的系统，其中，低静态磁场的范围为35mT至75mT。
36.根据实施例21至35中任一项所述的系统，其中，循环射频场的范围为1μT至1mT。
37.根据实施例21至36中任一项所述的系统，其中，循环射频场的范围为100μT至900μT。
38.根据实施例21至37中任一项所述的系统，其中，场循环磁体的磁场强度为0.5mT至1T。
39.根据实施例21至38中任一项所述的系统，其中，场循环磁体的磁场强度为5mT至195mT。
40.根据实施例21至39中任一项所述的系统，其中，磁共振系统是包括磁共振成像扫描仪或磁共振成像光谱仪的单侧磁共振成像系统。
41.一种磁共振系统，包括：静态场磁体，其中，磁体配置为向给定视场提供低静态外磁场；射频线圈；以及场循环磁体。
42.根据实施例41所述的系统，其中，静态场磁体包括呈平行配置的多个圆柱形永磁体。
43.根据实施例41至42中任一项所述的系统，其中，静态场磁体包括位于其中心的孔，孔的直径在1英寸至20英寸之间。
44.根据实施例41至43中任一项所述的系统，其中，给定视场是球形或圆柱形视场，其中，球形视场的直径在2英寸至20英寸之间，或者圆柱形视场的长度大约在2英寸至20英寸之间。
45.根据实施例41至44中任一项所述的系统，其中，射频线圈配置为向低静态外磁场施加脉冲循环射频场。
46.根据实施例41至45中任一项所述的系统，其中，场循环磁体布置成靠近静态场磁体，并且与静态场磁体同心。
47.根据实施例41至46中任一项所述的系统，其中，场循环磁体布置成靠近低静态外磁场。
48.根据实施例41至47中任一项所述的系统，其中，场循环磁体配置为在给定视场内改变低静态外磁场。
49.根据实施例48所述的系统，其中，场循环磁体配置为在不使用射频线圈时改变低静态外磁场。
50.根据实施例41至49中任一项所述的系统，其中，场循环磁体是电磁体、配置为相对于主磁体移动的永磁体、或者包括对低静态外磁场进行调节和成形的铁磁材料或磁化材料的永磁体。
51.根据实施例41至50中任一项所述的系统，其中，场循环磁体包括位于磁体中心的开口。
52.根据实施例41至51中任一项所述的系统，其中，场循环磁体为环形圈、圆柱形圈或椭圆形圈。
53.根据实施例41至52中任一项所述的系统，其中，场循环磁体包括多个磁体，多个磁体设置成环形配置，或者设置成使多个磁体围绕圆周形成的任何其他合适的形状或配置。
54.根据实施例41至53中任一项所述的系统，其中，低静态磁场的范围为10mT至1T。
55.根据实施例41至54中任一项所述的系统，其中，低静态磁场的范围为20mT至100mT。
56.根据实施例41至55中任一项所述的系统，其中，循环射频场的范围为1μT至1mT。
57.根据实施例41至56中任一项所述的系统，其中，循环射频场的范围为100μT至900μT。
58.根据实施例41至57中任一项所述的系统，其中，场循环磁体的磁场强度为0.5mT至1T。
59.根据实施例41至58中任一项所述的系统，其中，场循环磁体的磁场强度为5mT至195mT。
60.根据实施例41至59中任一项所述的系统，其中，磁共振系统是包括磁共振成像扫描仪或磁共振成像光谱仪的单侧磁共振成像系统。
61.一种用于操作场循环磁共振系统的方法：提供静态场磁体，静态场磁体配置为对给定视场内的组织样本进行成像；向给定视场施加低静态外磁场；提供射频线圈，射频线圈配置为产生循环射频场；向低静态外磁场施加脉冲循环射频场；以及从系统收集图像。
62.根据实施例61所述的方法，还包括：提供场循环磁体；以及在给定视场内改变低静态外磁场。
63.根据实施例61至62中任一项所述的方法，其中，改变低静态外磁场包括以下之中的至少一者：对低静态外磁场进行增大、减小或改变方向。
64.根据实施例61至63中任一项所述的方法，其中，静态场磁体包括呈平行配置的多个圆柱形永磁体。
65.根据实施例61至64中任一项所述的方法，其中，静态场磁体包括位于其中心的孔，孔的直径在1英寸至20英寸之间。
66.根据实施例61至65中任一项所述的方法，其中，给定视场是球形或圆柱形视场，其中，球形视场的直径在2英寸至20英寸之间，或者圆柱形视场的长度大约在2英寸至20英寸之间。
67.根据实施例61至66中任一项所述的方法，其中，场循环磁体布置成靠近低静态外磁场。
68.根据实施例61至67中任一项所述的方法，其中，场循环磁体布置成靠近静态场磁体，并且与静态场磁体同心。
69.根据实施例61至68中任一项所述的方法，其中，场循环磁体是电磁体、配置为相对于主磁体移动的永磁体、或者包括对低静态外磁场进行调节和成形的铁磁材料或磁化材料的永磁体。
70.根据实施例61至69中任一项所述的方法，其中，场循环磁体包括位于磁体中心的开口。
71.根据实施例61至70中任一项所述的方法，其中，场循环磁体为环形圈、圆柱形圈或椭圆形圈。
72.根据实施例61至71中任一项所述的方法，其中，场循环磁体包括多个磁体，多个磁体设置成环形配置，或者设置成使多个磁体围绕圆周形成的任何其他合适的形状或配置。
73.根据实施例61至72中任一项所述的方法，其中，低静态磁场的范围为10mT至1T。
74.根据实施例61至73中任一项所述的方法，其中，低静态磁场的范围为20mT至100mT。
75.根据实施例61至74中任一项所述的方法，其中，低静态磁场的范围为35mT至75mT。
76.根据实施例61至75中任一项所述的方法，其中，循环射频场的范围为1μT至1mT。
77.根据实施例61至76中任一项所述的方法，其中，循环射频场的范围为100μT至900μT。
78.根据实施例61至77中任一项所述的方法，其中，场循环磁体的磁场强度为0.5mT至1T。
79.根据实施例61至78中任一项所述的方法，其中，场循环磁体的磁场强度为5mT至195mT。
80.根据实施例61至79中任一项所述的方法，其中，磁共振系统是包括磁共振成像扫描仪或磁共振成像光谱仪的单侧磁共振成像系统。
81.一种用于操作场循环磁共振系统的方法：提供静态场磁体，静态场磁体配置为对给定视场内的组织样本进行成像；向给定视场施加低静态外磁场；提供场循环磁体；在给定视场内改变低静态外磁场；以及从系统收集图像。
82.根据实施例81所述的方法，其中，改变低静态外磁场包括以下之中的至少一者：对低静态外磁场进行增大、减小或改变方向。
83.根据实施例81至82中任一项所述的方法，还包括：提供射频线圈，射频线圈配置为产生循环射频场；以及向低静态外磁场施加脉冲循环射频场；
84.根据实施例81至83中任一项所述的方法，其中，场循环磁体布置成靠近低静态外磁场。
85.根据实施例81至84中任一项所述的方法，其中，场循环磁体布置成靠近静态场磁体，并且与静态场磁体同心。
86.根据实施例81至85中任一项所述的方法，其中，静态场磁体包括呈平行配置的多个圆柱形永磁体。
87.根据实施例81至86中任一项所述的方法，其中，静态场磁体包括位于其中心的孔，孔的直径在1英寸至20英寸之间。
88.根据实施例81至87中任一项所述的方法，其中，给定视场是球形或圆柱形视场，其中，球形视场的直径在2英寸至20英寸之间，或者圆柱形视场的长度大约在2英寸至20英寸之间。
89.根据实施例81至88中任一项所述的方法，其中，场循环磁体是电磁体、配置为相对于主磁体移动的永磁体、或者包括对低静态外磁场进行调节和成形的铁磁材料或磁化材料的永磁体。
90.根据实施例81至89中任一项所述的方法，其中，场循环磁体包括位于磁体中心的开口。
91.根据实施例81至90中任一项所述的方法，其中，场循环磁体为环形圈、圆柱形圈或椭圆形圈。
92.根据实施例81至91中任一项所述的方法，其中，场循环磁体包括多个磁体，多个磁体设置成环形配置，或者设置成使多个磁体围绕圆周形成的任何其他合适的形状或配置。
93.根据实施例81至92中任一项所述的方法，其中，低静态磁场的范围为10mT至1T。
94.根据实施例81至93中任一项所述的方法，其中，低静态磁场的范围为20mT至100mT。
95.根据实施例81至94中任一项所述的方法，其中，低静态磁场的范围为35mT至75mT。
96.根据实施例81至95中任一项所述的方法，其中，循环射频场的范围为1μT至1mT。
97.根据实施例81至96中任一项所述的方法，其中，循环射频场的范围为100μT至900μT。
98.根据实施例81至97中任一项所述的方法，其中，场循环磁体的磁场强度为0.5mT至1T。
99.根据实施例81至98中任一项所述的方法，其中，场循环磁体的磁场强度为5mT至195mT。
100.根据实施例81至99中任一项所述的方法，其中，磁共振系统是包括磁共振成像扫描仪或磁共振成像光谱仪的单侧磁共振成像系统。
101.一种用于操作场循环磁共振系统的方法：提供静态场磁体，静态场磁体配置为对给定视场内的组织样本进行成像；向给定视场施加低静态外磁场；提供射频线圈，射频线圈配置为产生循环射频场；提供场循环磁体；在给定视场内改变低静态外磁场；以及从系统收集图像。
102.根据实施例101所述的方法，其中，改变低静态外磁场包括以下之中的至少一者：对低静态外磁场进行增大、减小或改变方向。
103.根据实施例101至102中任一项所述的方法，还包括：向低静态外磁场施加脉冲循环射频场。
104.根据实施例101至103中任一项所述的方法，其中，静态场磁体包括呈平行配置的多个圆柱形永磁体。
105.根据实施例101至104中任一项所述的方法，其中，静态场磁体包括位于其中心的孔，孔的直径在1英寸至20英寸之间。
106.根据实施例101至105中任一项所述的方法，其中，给定视场是球形或圆柱形视场，其中，球形视场的直径在2英寸至20英寸之间，或者圆柱形视场的长度大约在2英寸至20英寸之间。
107.根据实施例101至106中任一项所述的方法，其中，场循环磁体布置成靠近低静态外磁场。
108.根据实施例101至107中任一项所述的方法，其中，场循环磁体布置成靠近静态场磁体，并且与静态场磁体同心。
109.根据实施例101至108中任一项所述的方法，其中，场循环磁体是电磁体、配置为相对于主磁体移动的永磁体、或者包括对低静态外磁场进行调节和成形的铁磁材料或磁化材料的永磁体。
110.根据实施例101至109中任一项所述的方法，其中，场循环磁体包括位于磁体中心的开口。
111.根据实施例101至110中任一项所述的方法，其中，场循环磁体为环形圈、圆柱形圈或椭圆形圈。
112.根据实施例101至111中任一项所述的方法，其中，场循环磁体包括多个磁体，多个磁体设置成环形配置，或者设置成使多个磁体围绕圆周形成的任何其他合适的形状或配置。
113.根据实施例101至112中任一项所述的方法，其中，低静态磁场的范围为10mT至1T。
114.根据实施例101至113中任一项所述的方法，其中，低静态磁场的范围为20mT至100mT。
115.根据实施例101至114中任一项所述的方法，其中，低静态磁场的范围为35mT至75mT。
116.根据实施例101至115中任一项所述的方法，其中，循环射频场的范围为1μT至1mT。
117.根据实施例101至116中任一项所述的方法，其中，循环射频场的范围为100μT至900μT。
118.根据实施例101至117中任一项所述的方法，其中，场循环磁体的磁场强度为0.5mT至1T。
119.根据实施例101至118中任一项所述的方法，其中，场循环磁体的磁场强度为5mT至195mT。
120.根据实施例101至119中任一项所述的方法，其中，磁共振系统是包括磁共振成像扫描仪或磁共振成像光谱仪的单侧磁共振成像系统。
虽然本说明书包含许多具体实施方式细节，但不应将这些细节解释为对任何实施例或所要求保护的内容的范围的限制，而应解释为对特定实施例的特定实施方式所特有的特征的描述。在本说明书中在单独实施方式的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合地实施。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实施方式中实施。此外，尽管特征可以在上面被描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此要求保护，但是在一些情况下，可以从要求保护的组合中删除该组合的一个或更多个特征，并且要求保护的组合可以针对子组合或者子组合的变体。
类似地，虽然在附图中以特定次序描绘了操作，但不应将其理解为需要以所示特定次序或以连续次序执行这些操作或执行所有示出的操作以实现所需结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施方式中的各个系统组件的分离不应被理解为在所有实施方式中都需要这种分离，并且应理解，所描述的程序组件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中或者打包成多个软件产品。
对“或”的提及可以被解释为包括性的，使得使用“或”描述的任何术语可以指示所描述的术语中的单个术语、多于一个术语和所有术语之中的任一者。标记“第一”、“第二”、“第三”等不一定意味着指示顺序，并且通常仅用于区分相似或类似的项目或元件。
对本公开中描述的实施方式的各种修改对于本领域技术人员而言可以是显而易见的，并且在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在本文中定义的一般原理可以应用于其他实施方式。因此，不希望权利要求限于本文中所示的实施方式，而是应符合与本文中所公开的公开内容、原理和新颖特征一致的最广泛范围。

Claims (120)

1.一种磁共振系统，包括：
静态场磁体，其中，所述磁体配置为向给定视场提供低静态外磁场；以及
射频线圈，所述射频线圈配置为向所述低静态外磁场施加脉冲循环射频场。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述静态场磁体包括呈平行配置的多个圆柱形永磁体。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述静态场磁体包括位于其中心的孔，所述孔的直径在1英寸至20英寸之间。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述给定视场是球形或圆柱形视场，其中，所述球形视场的直径在2英寸至20英寸之间，或者所述圆柱形视场的长度大约在2英寸至20英寸之间。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括：
场循环磁体，所述场循环磁体布置成靠近所述静态场磁体，并且与所述静态场磁体同心。
6.根据权利要求1所述的系统，还包括：
场循环磁体，所述场循环磁体布置成靠近所述低静态外磁场。
7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述场循环磁体配置为在所述给定视场内改变所述低静态外磁场。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述场循环磁体配置为在不使用所述射频线圈时改变所述低静态外磁场。
9.根据权利要求5所述的系统，其中，所述场循环磁体是电磁体、配置为相对于主磁体移动的永磁体、或者包括对所述低静态外磁场进行调节和成形的铁磁材料或磁化材料的永磁体。
10.根据权利要求5所述的系统，其中，所述场循环磁体包括位于所述磁体中心的开口。
11.根据权利要求5所述的系统，其中，所述场循环磁体为环形圈、圆柱形圈或椭圆形圈。
12.根据权利要求5所述的系统，其中，所述场循环磁体包括多个磁体，所述多个磁体设置成环形配置，或者设置成使所述多个磁体围绕圆周形成的任何其他合适的形状或配置。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述低静态磁场的范围为10mT至1T。
14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述低静态磁场的范围为20mT至100mT。
15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述低静态磁场的范围为35mT至75mT。
16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述循环射频场的范围为1μT至1mT。
17.根据权利要求1所述的系统，其中，所述循环射频场的范围为100μT至900μT。
18.根据权利要求5所述的系统，其中，所述场循环磁体的磁场强度为0.5mT至1T。
19.根据权利要求5所述的系统，其中，所述场循环磁体的磁场强度为5mT至195mT。
20.根据权利要求1所述的系统，其中，所述磁共振系统是包括磁共振成像扫描仪或磁共振成像光谱仪的单侧磁共振成像系统。
21.一种磁共振系统，包括：
静态场磁体，其中，所述磁体配置为向给定视场提供低静态外磁场；以及
场循环磁体，所述场循环磁体布置成靠近所述静态场磁体，并且与所述静态场磁体同心。
22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述场循环磁体布置成靠近所述低静态外磁场。
23.根据权利要求21所述的系统，其中，所述静态场磁体包括呈平行配置的多个圆柱形永磁体。
24.根据权利要求21所述的系统，其中，所述静态场磁体包括位于其中心的孔，所述孔的直径在1英寸至20英寸之间。
25.根据权利要求21所述的系统，其中，所述给定视场是球形或圆柱形视场，其中，所述球形视场的直径在2英寸至20英寸之间，或者所述圆柱形视场的长度大约在2英寸至20英寸之间。
26.根据权利要求21所述的系统，其中，所述场循环磁体配置为在所述给定视场内改变所述低静态磁场。
27.根据权利要求21所述的系统，还包括：
射频线圈，所述射频线圈配置为向所述低静态外磁场施加脉冲循环射频场。
28.根据权利要求27所述的系统，其中，所述场循环磁体配置为在不使用所述射频线圈时改变所述低静态外磁场。
29.根据权利要求21所述的系统，其中，所述场循环磁体是电磁体、配置为相对于主磁体移动的永磁体、或者包括对所述低静态外磁场进行调节和成形的铁磁材料或磁化材料的永磁体。
30.根据权利要求21所述的系统，其中，所述场循环磁体包括位于所述磁体中心的开口。
31.根据权利要求21所述的系统，其中，所述场循环磁体为环形圈、圆柱形圈或椭圆形圈。
32.根据权利要求21所述的系统，其中，所述场循环磁体包括多个磁体，所述多个磁体设置成环形配置，或者设置成使所述多个磁体围绕圆周形成的任何其他合适的形状或配置。
33.根据权利要求21所述的系统，其中，所述低静态磁场的范围为10mT至1T。
34.根据权利要求21所述的系统，其中，所述低静态磁场的范围为20mT至100mT。
35.根据权利要求21所述的系统，其中，所述低静态磁场的范围为35mT至75mT。
36.根据权利要求27所述的系统，其中，所述循环射频场的范围为1μT至1mT。
37.根据权利要求27所述的系统，其中，所述循环射频场的范围为100μT至900μT。
38.根据权利要求21所述的系统，其中，所述场循环磁体的磁场强度为0.5mT至1T。
39.根据权利要求21所述的系统，其中，所述场循环磁体的磁场强度为5mT至195mT。
40.根据权利要求21所述的系统，其中，所述磁共振系统是包括磁共振成像扫描仪或磁共振成像光谱仪的单侧磁共振成像系统。
41.一种磁共振系统，包括：
静态场磁体，其中，所述磁体配置为向给定视场提供低静态外磁场；
射频线圈；以及
场循环磁体。
42.根据权利要求41所述的系统，其中，所述静态场磁体包括呈平行配置的多个圆柱形永磁体。
43.根据权利要求41所述的系统，其中，所述静态场磁体包括位于其中心的孔，所述孔的直径在1英寸至20英寸之间。
44.根据权利要求41所述的系统，其中，所述给定视场是球形或圆柱形视场，其中，所述球形视场的直径在2英寸至20英寸之间，或者所述圆柱形视场的长度大约在2英寸至20英寸之间。
45.根据权利要求41所述的系统，其中，所述射频线圈配置为向所述低静态外磁场施加脉冲循环射频场。
46.根据权利要求41所述的系统，其中，所述场循环磁体布置成靠近所述静态场磁体，并且与所述静态场磁体同心。
47.根据权利要求41所述的系统，其中，所述场循环磁体布置成靠近所述低静态外磁场。
48.根据权利要求41所述的系统，其中，所述场循环磁体配置为在所述给定视场内改变所述低静态外磁场。
49.根据权利要求45所述的系统，其中，所述场循环磁体配置为在不使用所述射频线圈时改变所述低静态外磁场。
50.根据权利要求41所述的系统，其中，所述场循环磁体是电磁体、配置为相对于主磁体移动的永磁体、或者包括对所述低静态外磁场进行调节和成形的铁磁材料或磁化材料的永磁体。
51.根据权利要求41所述的系统，其中，所述场循环磁体包括位于所述磁体中心的开口。
52.根据权利要求41所述的系统，其中，所述场循环磁体为环形圈、圆柱形圈或椭圆形圈。
53.根据权利要求41所述的系统，其中，所述场循环磁体包括多个磁体，所述多个磁体设置成环形配置，或者设置成使所述多个磁体围绕圆周形成的任何其他合适的形状或配置。
54.根据权利要求41所述的系统，其中，所述低静态磁场的范围为10mT至1T。
55.根据权利要求41所述的系统，其中，所述低静态磁场的范围为20mT至100mT。
56.根据权利要求45所述的系统，其中，所述循环射频场的范围为1μT至1mT。
57.根据权利要求45所述的系统，其中，所述循环射频场的范围为100μT至900μT。
58.根据权利要求41所述的系统，其中，所述场循环磁体的磁场强度为0.5mT至1T。
59.根据权利要求41所述的系统，其中，所述场循环磁体的磁场强度为5mT至195mT。
60.根据权利要求41所述的系统，其中，所述磁共振系统是包括磁共振成像扫描仪或磁共振成像光谱仪的单侧磁共振成像系统。
61.一种用于操作场循环磁共振系统的方法：
提供静态场磁体，所述静态场磁体配置为对给定视场内的组织样本进行成像；
向所述给定视场施加低静态外磁场；
提供射频线圈，所述射频线圈配置为产生循环射频场；
向所述低静态外磁场施加脉冲循环射频场；以及
从所述系统收集图像。
62.根据权利要求61所述的方法，还包括：
提供场循环磁体；以及
在所述给定视场内改变所述低静态外磁场。
63.根据权利要求62所述的方法，其中，改变所述低静态外磁场包括以下之中的至少一者：对所述低静态外磁场进行增大、减小或改变方向。
64.根据权利要求61所述的方法，其中，所述静态场磁体包括呈平行配置的多个圆柱形永磁体。
65.根据权利要求61所述的方法，其中，所述静态场磁体包括位于其中心的孔，所述孔的直径在1英寸至20英寸之间。
66.根据权利要求61所述的方法，其中，所述给定视场是球形或圆柱形视场，其中，所述球形视场的直径在2英寸至20英寸之间，或者所述圆柱形视场的长度大约在2英寸至20英寸之间。
67.根据权利要求62所述的方法，其中，所述场循环磁体布置成靠近所述低静态外磁场。
68.根据权利要求62所述的方法，其中，所述场循环磁体布置成靠近所述静态场磁体，并且与所述静态场磁体同心。
69.根据权利要求62所述的方法，其中，所述场循环磁体是电磁体、配置为相对于主磁体移动的永磁体、或者包括对所述低静态外磁场进行调节和成形的铁磁材料或磁化材料的永磁体。
70.根据权利要求62所述的方法，其中，所述场循环磁体包括位于所述磁体中心的开口。
71.根据权利要求62所述的方法，其中，所述场循环磁体为环形圈、圆柱形圈或椭圆形圈。
72.根据权利要求62所述的方法，其中，所述场循环磁体包括多个磁体，所述多个磁体设置成环形配置，或者设置成使所述多个磁体围绕圆周形成的任何其他合适的形状或配置。
73.根据权利要求61所述的方法，其中，所述低静态磁场的范围为10mT至1T。
74.根据权利要求61所述的方法，其中，所述低静态磁场的范围为20mT至100mT。
75.根据权利要求61所述的方法，其中，所述低静态磁场的范围为35mT至75mT。
76.根据权利要求61所述的方法，其中，所述循环射频场的范围为1μT至1mT。
77.根据权利要求61所述的方法，其中，所述循环射频场的范围为100μT至900μT。
78.根据权利要求62所述的方法，其中，所述场循环磁体的磁场强度为0.5mT至1T。
79.根据权利要求62所述的方法，其中，所述场循环磁体的磁场强度为5mT至195mT。
80.根据权利要求61所述的方法，其中，所述磁共振系统是包括磁共振成像扫描仪或磁共振成像光谱仪的单侧磁共振成像系统。
81.一种用于操作场循环磁共振系统的方法：
提供静态场磁体，所述静态场磁体配置为对给定视场内的组织样本进行成像；
向所述给定视场施加低静态外磁场；
提供场循环磁体；
在所述给定视场内改变所述低静态外磁场；以及
从所述系统收集图像。
82.根据权利要求81所述的方法，其中，改变所述低静态外磁场包括以下之中的至少一者：对所述低静态外磁场进行增大、减小或改变方向。
83.根据权利要求81所述的方法，还包括：
提供射频线圈，所述射频线圈配置为产生循环射频场；以及
向所述低静态外磁场施加脉冲循环射频场。
84.根据权利要求81所述的方法，其中，所述场循环磁体布置成靠近所述低静态外磁场。
85.根据权利要求81所述的方法，其中，所述场循环磁体布置成靠近所述静态场磁体，并且与所述静态场磁体同心。
86.根据权利要求81所述的方法，其中，所述静态场磁体包括呈平行配置的多个圆柱形永磁体。
87.根据权利要求81所述的方法，其中，所述静态场磁体包括位于其中心的孔，所述孔的直径在1英寸至20英寸之间。
88.根据权利要求81所述的方法，其中，所述给定视场是球形或圆柱形视场，其中，所述球形视场的直径在2英寸至20英寸之间，或者所述圆柱形视场的长度大约在2英寸至20英寸之间。
89.根据权利要求81所述的方法，其中，所述场循环磁体是电磁体、配置为相对于主磁体移动的永磁体、或者包括对所述低静态外磁场进行调节和成形的铁磁材料或磁化材料的永磁体。
90.根据权利要求81所述的方法，其中，所述场循环磁体包括位于所述磁体中心的开口。
91.根据权利要求81所述的方法，其中，所述场循环磁体为环形圈、圆柱形圈或椭圆形圈。
92.根据权利要求81所述的方法，其中，所述场循环磁体包括多个磁体，所述多个磁体设置成环形配置，或者设置成使所述多个磁体围绕圆周形成的任何其他合适的形状或配置。
93.根据权利要求81所述的方法，其中，所述低静态磁场的范围为10mT至1T。
94.根据权利要求81所述的方法，其中，所述低静态磁场的范围为20mT至100mT。
95.根据权利要求81所述的方法，其中，所述低静态磁场的范围为35mT至75mT。
96.根据权利要求83所述的方法，其中，所述循环射频场的范围为1μT至1mT。
97.根据权利要求83所述的方法，其中，所述循环射频场的范围为100μT至900μT。
98.根据权利要求81所述的方法，其中，所述场循环磁体的磁场强度为0.5mT至1T。
99.根据权利要求81所述的方法，其中，所述场循环磁体的磁场强度为5mT至195mT。
100.根据权利要求81所述的方法，其中，所述磁共振系统是包括磁共振成像扫描仪或磁共振成像光谱仪的单侧磁共振成像系统。
101.一种用于操作场循环磁共振系统的方法：
提供静态场磁体，所述静态场磁体配置为对给定视场内的组织样本进行成像；
向所述给定视场施加低静态外磁场；
提供射频线圈，所述射频线圈配置为产生循环射频场；
提供场循环磁体；
在所述给定视场内改变所述低静态外磁场；以及
从所述系统收集图像。
102.根据权利要求101所述的方法，其中，改变所述低静态外磁场包括以下之中的至少一者：对所述低静态外磁场进行增大、减小或改变方向。
103.根据权利要求101所述的方法，还包括：
向所述低静态外磁场施加脉冲循环射频场。
104.根据权利要求101所述的方法，其中，所述静态场磁体包括呈平行配置的多个圆柱形永磁体。
105.根据权利要求101所述的方法，其中，所述静态场磁体包括位于其中心的孔，所述孔的直径在1英寸至20英寸之间。
106.根据权利要求101所述的方法，其中，所述给定视场是球形或圆柱形视场，其中，所述球形视场的直径在2英寸至20英寸之间，或者所述圆柱形视场的长度大约在2英寸至20英寸之间。
107.根据权利要求101所述的方法，其中，所述场循环磁体布置成靠近所述低静态外磁场。
108.根据权利要求101所述的方法，其中，所述场循环磁体布置成靠近所述静态场磁体，并且与所述静态场磁体同心。
109.根据权利要求101所述的方法，其中，所述场循环磁体是电磁体、配置为相对于主磁体移动的永磁体、或者包括对所述低静态外磁场进行调节和成形的铁磁材料或磁化材料的永磁体。
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112.根据权利要求101所述的方法，其中，所述场循环磁体包括多个磁体，所述多个磁体设置成环形配置，或者设置成使所述多个磁体围绕圆周形成的任何其他合适的形状或配置。
113.根据权利要求101所述的方法，其中，所述低静态磁场的范围为10mT至1T。
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118.根据权利要求101所述的方法，其中，所述场循环磁体的磁场强度为0.5mT至1T。
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