CN115128531A - 具有弯曲场产生单元的磁共振成像设备 - Google Patents
具有弯曲场产生单元的磁共振成像设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115128531A CN115128531A CN202210301485.2A CN202210301485A CN115128531A CN 115128531 A CN115128531 A CN 115128531A CN 202210301485 A CN202210301485 A CN 202210301485A CN 115128531 A CN115128531 A CN 115128531A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnet
- imaging volume
- magnetic resonance
- imaging
- volume
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/3806—Open magnet assemblies for improved access to the sample, e.g. C-type or U-type magnets
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/34—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/34—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
- G01R33/34015—Temperature-controlled RF coils
- G01R33/34023—Superconducting RF coils
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/3808—Magnet assemblies for single-sided MR wherein the magnet assembly is located on one side of a subject only; Magnet assemblies for inside-out MR, e.g. for MR in a borehole or in a blood vessel, or magnet assemblies for fringe-field MR
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/383—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using permanent magnets
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/385—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using gradient magnetic field coils
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/42—Screening
- G01R33/421—Screening of main or gradient magnetic field
- G01R33/4215—Screening of main or gradient magnetic field of the gradient magnetic field, e.g. using passive or active shielding of the gradient magnetic field
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/483—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy
- G01R33/4833—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy using spatially selective excitation of the volume of interest, e.g. selecting non-orthogonal or inclined slices
- G01R33/4835—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy using spatially selective excitation of the volume of interest, e.g. selecting non-orthogonal or inclined slices of multiple slices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
- G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/381—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets
- G01R33/3815—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets with superconducting coils, e.g. power supply therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
本发明公开了具有弯曲场产生单元的磁共振成像设备。本发明涉及包括场产生单元的磁共振成像设备,该场产生单元被配置成在磁共振成像设备的成像体中提供磁场,其中,场产生单元包括至少一个磁体,其中,至少一个磁体在至少一个空间方向上限制成像体,并且其中,至少一个磁体以如下方式弯曲,该方式使得沿着到成像体的接近方向取向的线与至少一个磁体的朝向成像体定向的表面之间的垂直距离在到成像体的接近方向上变化。
Description
技术领域
本发明涉及磁共振成像设备,其包括场产生单元,该场产生单元包括至少一个磁体,其中,场产生单元被配置成在磁共振成像设备的成像体中提供磁场。
背景技术
磁共振断层扫描代表一种用于获取检查对象内部的图像的著名的成像方法。为了进行磁共振测量,检查对象通常被定位在磁共振成像设备的强且均匀的静磁场(B0场)中。静磁场可以包括0.2特斯拉至7特斯拉的磁场强度,从而使检查对象内部的核自旋沿着静磁场对齐。为了触发所谓的核自旋共振,射频激励脉冲被发射到检查对象中。每个射频激励脉冲导致检查对象内的核自旋磁化,从而偏离静磁场一定量,其被称为翻转角。射频激励脉冲可以包括交变(电)磁场,其频率在相应的静磁场强度下对应于拉莫尔(Larmor)频率。激发的核自旋可能会表现出旋转和衰减的磁化(核磁共振),这可以使用专用射频天线进行检测。对于测量数据的空间编码,快速切换的磁梯度场叠加在静磁场上。
接收到的核磁共振通常被数字化并作为复数值存储在k空间矩阵中。该k空间矩阵可以用作重建磁共振图像和确定光谱数据的基础。磁共振图像通常通过k空间矩阵的多维傅里叶变换来重建。
在成像检查期间,患者通常被封闭在磁共振成像设备的孔中(例如,在螺线管扫描仪中)或一对磁体之间(例如,在C型扫描仪中)。由于孔内的空间限制或磁体对之间的空间,磁共振成像为外科手术或活检提供了有限的用途。由于患者通常需要被定位在磁共振成像设备内,因此孔的大小以及磁共振成像设备的其他尺寸由人体的大小决定。从成本和/或空间利用的角度来看,这可能是不令人满意的,特别是如果检查限于患者的明显小于磁共振成像设备提供的成像体的身体区域。此外,患有幽闭恐惧症的患者或儿童可能无法忍受通常与磁共振测量相关的长的检查时间。
此外,必须建立磁共振成像设备的场产生,以确保所包含磁体的固定的相对位置,例如以抵消出现的磁力。由于不同大小的患者必须在不与任何硬件部件物理干涉的情况下适配在磁共振成像设备内,因此磁体通常定位在距磁共振成像设备的成像体相当远的位置。这可能会降低场产生单元的效率(例如,其特征在于所需磁性材料的体积与成像体中可用磁场强度的比率)以及磁共振成像设备的电力和/或冷却基础设施的效率。当使用常规的螺线管或C型扫描仪时,即使适用于患者的特定身体区域的专用扫描仪也可能遇到此问题。
发明内容
因此,本发明的一个目的是提高磁共振成像设备的场产生单元的效率。
该目的通过根据本发明的磁共振成像设备来实现。在本发明的技术方案中指定了另外的有利实施方式。
本发明的磁共振成像设备包括场产生单元,该场产生单元被配置成在磁共振成像设备的成像体中提供磁场,其中,场产生单元包括至少一个磁体,其中,至少一个磁体在至少一个空间方向上限制成像体。
场产生单元可以包括用于执行磁共振测量所需的多个磁体。例如,场产生单元可以包括至少一个磁体,该至少一个磁体被配置成在磁共振成像设备的成像体内产生静磁场。静磁场可以是磁共振成像设备的B0场,包括基本上均匀的磁场或预定的磁梯度场。在另一示例中,场产生单元包括用于在成像体内产生临时磁梯度场的至少一个梯度线圈。也可以设想,场产生单元包括用于将在磁共振测量的功率和频率范围内的射频激励脉冲发射到磁共振成像设备的图像采集区域中的至少一个射频天线。至少一个射频天线还可以被配置成从图像采集区域接收磁共振信号(核磁共振)。
成像体可以通过预定义的磁场方向和/或磁场强度来表征。例如,成像体可以包括具有基本上均匀的磁场方向和/或均匀的磁场强度的体积。这样的体积可以是磁共振成像设备的等中心。还可以设想,成像体包括预定义的磁梯度场。这样的磁梯度场可以用于对从定位在成像体内的检查对象获取的磁共振信号进行空间编码。
至少一个磁体可以以如下方式在至少一个空间方向上限制成像体,该方式使得从基本上对应于至少一个空间方向的方向接近或进入成像体是不切实际或不可能的。例如,至少一个磁体可以阻止或阻挡在与至少一个方向基本一致的任何方向上接近成像体。
至少一个磁体以如下方式弯曲,该方式使得沿着到成像体的接近方向取向的线与至少一个磁体的朝向成像体定向的表面之间的垂直距离在到成像体的接近方向上变化。
至少一个磁体可以被配置为用于在成像体内产生静磁场的主磁体。然而,至少一个磁体也可以对应于磁共振成像设备的梯度线圈、梯度线圈组和/或射频天线。在一个示例中,至少一个磁体以如下方式弯曲,该方式使得至少一个磁体的朝向成像体定向的表面包括非平面形状。在优选实施方式中,至少一个磁体的朝向成像体定向的表面包括圆锥体或截头锥体的形状。然而,其他形状,例如半球、或在朝向成像体的方向上锥化的任何复杂的三维形状也是可以设想的。在设置具有朝向成像体定向的曲面或在朝着成像体的方向上锥化的至少一个磁体时,可以有利地提供用于适应患者的身体区域的间隙。例如,当将患者的眼部区域、颌部区域或心脏定位在成像体内时,至少一个磁体的朝向成像体定向的锥形表面可以有利地适应患者的肩部或腹部区域。
到成像体的接近方向可以由从环境或检查室内的任意点通向成像体的基本直线来表征。该线沿着到成像体的接近方向被取向。优选地,由线限定的轨迹不受磁共振成像设备的部件的阻碍。接近方向与患者可以沿其进入成像体的轨迹有关。
线与至少一个磁体的朝向成像体定向的表面之间的垂直距离可以沿着到成像体的接近方向以如下方式变化,该方式使得垂直距离在朝向成像体的方向上减小。例如,线与至少一个磁体的朝向成像体定向的表面之间的垂直距离可以在成像体的方向上以线性、非线性、双曲线、抛物线、指数或类似方式减小。垂直距离可以被理解为在线上任意选择的点与至少一个磁体的朝向成像体定向的表面上的最近点之间的距离。特别地,垂直距离可以由将线上任意选择的点与至少一个磁体的朝向成像体定向的表面上的最近点连接起来的线的法向量的长度来表征。
在设置具有朝向成像体定向的曲面的至少一个磁体时,可以减小成像体的中心与至少一个磁体之间的平均距离,同时仍然设置用于在磁共振成像设备的图像采集区域内适应患者的身体和/或身体区域的足够间隙。因此,与具有相当磁场强度的常规螺线管和/或C型磁共振成像设备相比,可以有利地增加场产生单元的效率。
根据本发明的磁共振成像设备的另一实施方式,场产生单元包括第二磁体,其中,至少一个磁体和第二磁体以如下方式被布置,该方式使得提供沿至少两个垂直空间方向对成像体的接近。
例如,至少一个磁体可以在第一空间方向上限制成像体,并且第二磁体可以在与第一空间方向不同的第二空间方向上限制成像体。第一空间方向和第二空间方向可以平行地取向。特别地,第一空间方向和第二空间方向可以以180°的角度在相反的方向上取向。然而,两个空间方向也可以以低于180°或高于180°的角度来取向。至少一个磁体和第二磁体可以由磁共振成像设备的支撑结构承载和/或保持分开,并且成像体可以被定位在至少一个磁体与第二磁体之间的自由体或间隙中。可以设想,沿着将检查室中任意选择的位置与成像体的中心连接起来的任何通畅的线提供对成像体的接近。检查室可以是其中定位磁共振成像设备和/或其中可以执行磁共振测量的房间。
至少一个磁体和/或第二磁体可以包括旋转对称轴。在一个实施方式中,到成像体的第一接近方向可以被取向成基本上垂直于至少一个磁体和/或第二磁体的旋转对称轴。第二接近方向可以被取向成基本上垂直于第一接近方向和至少一个磁体和/或第二磁体的旋转对称轴。然而,第一接近方向和/或第二接近方向还可以包括相对于至少一个磁体和/或第二磁体的旋转对称轴的角度。旋转对称轴的特征可以在于,在将至少一个磁体和/或第二磁体围绕旋转对称轴转动一圈的至少一部分之后,至少一个磁体和/或第二磁体看起来相同。还可以设想,至少一个磁体和/或第二磁体包括n>1的更高阶的离散旋转对称性。这可以表示,至少一个磁体和/或第二磁体的围绕旋转对称轴旋转360°/n的角度不会改变至少一个磁体和/或第二磁体。
优选地,可以通过多个接近方向接近成像体。在一个实施方式中,可以通过至少两个基本上垂直的空间方向接近成像体。然而,也可以通过三个基本上垂直的空间方向接近成像体。三个垂直的空间方向可以对应于笛卡尔坐标系的轴,笛卡尔坐标系的原点位于成像体的中心。
沿至少两个垂直空间方向中的每一个的到成像体的接近方向相对于成像体内的磁场线的主方向成角度。
优选地,至少两个垂直空间方向中的每一个与成像体内的磁场线的主方向之间的角度为非零角度。例如,至少两个垂直空间方向中的每一个与成像体内的磁场线的主方向之间的角度可以包括在1°至180°、10°至170°或30°至150°的范围内的值。然而,与相对于成像体内的磁场线的主方向基本平行的取向不同的任何角度都是可以设想的。
在一个实施方式中,至少一个磁体和第二磁体可以被屏蔽线圈分开。屏蔽线圈可以被配置成屏蔽至少一个磁体和/或第二磁体免受电磁干扰和/或由其他磁体提供的磁场的影响(例如,至少一个磁体可以被屏蔽免受第二磁体和/或环境中的电磁干扰的影响)。例如,屏蔽线圈可以被定位成与至少一个磁体的远离成像体定向的表面相邻。然而,屏蔽线圈也可以被定位成与至少一个磁体的朝向成像体定向的表面相邻。在优选实施方式中,至少一个磁体包括被定位成与至少一个磁体相邻的第一屏蔽线圈。同样,第二磁体可以包括被定位成与第二磁体相邻的第二屏蔽线圈。
在以这样的方式布置至少一个磁体和第二磁体以提供沿至少两个垂直空间方向对成像体的接近时,可以在保持或减小至少一个磁体和/或第二磁体与成像体之间的距离的同时有利地增强对成像体的可接近性。因此,与常规的磁共振成像设备相比,可以有利地提供场产生单元的效率与成像体的可接近性之间的更好的折衷。
根据本发明的磁共振成像设备的另一个实施方式,第二磁体的朝向成像体定向的表面以如下方式弯曲,该方式使得沿着到成像体的接近方向取向的线与第二磁体的朝向成像体定向的表面之间的垂直距离在到成像体的接近方向上变化。
第二磁体的朝向成像体定向的表面的曲率可以对应于至少一个磁体的朝向成像体定向的表面的曲率。例如,至少一个磁体和第二磁体可以相对于成像体对称地布置。在这种情况下,成像体的中心与至少一个磁体的表面上的最近点之间的第一距离可以对应于成像体的中心与第二磁体的表面上的最近点之间的第二距离。还可以设想,至少一个磁体和第二磁体相对于贯穿成像体中心的对称平面对称地布置。在本实施方式中,至少一个磁体的形状可以基本上对应于第二磁体的形状。然而,至少一个磁体和第二磁体也可以包括不同的形状。例如,至少一个磁体的朝向成像体定向的表面的曲率可以包括与第二磁体的朝向成像体定向的表面不同的形状、斜率和/或表面积。特别地,至少一个磁体和第二磁体可以相对于成像体不对称地布置。在一个实施方式中,第一距离可以不同于第二距离。可以设想,至少一个磁体和第二磁体从两个相对侧限制成像体。
在设置具有朝向成像体定向的曲面的第二磁体时,磁共振成像设备的图像采集区域可以有利地适于从多于一侧更好地容纳患者和/或匹配患者身体区域的轮廓(例如,患者的腹部、肩部和/或颈部)。因此,可以提供具有场产生单元的高效率和增加的患者舒适度的专用扫描仪。
在磁共振成像设备的另一实施方式中,第二磁体的朝向成像体定向的表面以如下方式被定形,该方式使得沿着到成像体的接近方向取向的线与第二磁体的朝向成像体定向的表面之间的垂直距离在到成像体的接近方向上是恒定的。
例如,第二磁体的朝向成像体定向的表面可以是基本上平坦的或平面的。在这种情况下,到成像体的接近方向可以被取向成平行于第二磁体的平坦或平面表面。可以设想,第二磁体的朝向成像体定向的表面的第二表面积不同于至少一个磁体的朝向成像体定向的表面的第一表面积。第二表面积可以超过第一表面积或小于第一表面积。然而,也可以设想第一表面积与第二表面积基本匹配。
在设置具有朝向成像体定向的基本平面或平坦表面的第二磁体时,可以有利地降低场产生单元的制造成本,同时仍然设置具有朝向成像体定向的曲面的至少一个磁体以提高场产生单元的效率。在一个示例中,第二磁体的朝向成像体定向的平坦或平面表面可以有利地用于适应患者的背部,背部通常具有比患者的前侧更平坦或均匀的拓扑结构。
在本发明的磁共振成像设备的另一实施方式中,至少一个磁体和/或第二磁体被配置成在成像体中产生静磁场,其中,静磁场在整个成像体中是均匀的,或者其中,静磁场包括在整个成像体上的预定义的磁场梯度。
至少一个磁体和/或第二磁体可以代表被配置成提供B0磁场的场产生单元的主磁体。可以设想,通过至少一个磁体和/或第二磁体提供的B0磁场是具有特别高的磁均匀性的静磁场。然而,通过至少一个磁体提供的B0磁场也可以包括预定义的磁场梯度。该预定义的磁场梯度可以用于对从图像采集区域采集的磁共振信号进行空间编码。
在一个实施方式中,至少一个磁体和第二磁体被布置在成像体的两个相对侧上并且代表组合磁体的两个磁极或磁体段,以用于提供均匀的B0磁场。为此目的,至少一个磁体和第二磁体的磁场强度可以基本一致。然而,至少一个磁体和第二磁体的磁场强度也可以不同,从而提供在整个成像体上的预定义的磁场梯度。还可以设想,至少一个磁体被配置为周向地包围成像体的螺线管。在这种情况下,可以省略第二磁体。
在设置具有朝向成像体定向的曲面的至少一个磁体用于产生B0磁场时,场产生单元的主要部件可以以如下方式被定形,该方式使得更好地适应患者的特定身体区域和/或提高磁共振成像设备的效率。此外,至少一个磁体的朝向成像体定向的曲面可以增强成像体内磁场线的聚拢,从而提供更强的磁梯度场。
在优选实施方式中,至少一个磁体包括梯度线圈组,其中,该梯度线圈组被配置成在成像体中产生磁梯度场。
至少一个磁体被配置为包括梯度线圈组的梯度磁体。梯度线圈组可以包括一个或更多个梯度线圈。例如,该梯度线圈组可以包括一个、两个、三个或更多个梯度线圈。梯度线圈可以由以提供基本平面形状、弯曲形状或管状形状的这样的方式卷绕的线组成。管状梯度线圈的轴向截面可以是圆形、卵形或多边形。在一个实施方式中,至少一个磁体的梯度线圈组可以包括沿到成像体的接近方向周向地包围成像体的一个梯度线圈。梯度线圈可以被配置为管状螺线管并且管状螺线管的直径可以沿着到成像体的接近方向变化。
然而,该梯度线圈组也可以包括被定位在成像体的相对侧的至少两个梯度线圈。梯度线圈组可以以如下方式被定位,该方式使得到成像体的接近方向被取向成基本上垂直于梯度线圈组的旋转对称轴。还可以设想,梯度线圈组被定位在成像体的一侧。例如,梯度线圈组中的第一梯度线圈和第二梯度线圈可以被定位成彼此相邻并且在基本上一个空间方向上限制成像体。
在本发明的磁共振成像设备的另一个实施方式中,场产生单元包括第二磁体,其中,第二磁体包括第二梯度线圈组。
第二梯度线圈组可以包括一个或更多个梯度线圈。第二梯度线圈组可以沿着至少一个磁体和/或第二磁体的旋转对称轴布置。特别地,第二梯度线圈组的旋转对称轴可以与至少一个磁体的旋转对称轴一致。在一个实施方式中,至少一个磁体的旋转对称轴与到成像体的接近方向一致。然而,根据另一实施方式,至少一个磁体的旋转对称轴被取向成基本上正交于到成像体的接近方向。在后一种情况下,梯度线圈组和第二梯度线圈组可以被定位在成像体的相对侧上。然而,也可以设想,至少一个磁体的第一梯度线圈和第二梯度线圈被定位在成像体的相对侧上,并且第二磁体的第一梯度线圈和第二梯度线圈被定位在成像体的相对侧上。至少一个磁体的第一梯度线圈可以被定位成与第二磁体的第一梯度线圈和/或第二磁体的第二梯度线圈相邻。
第二梯度线圈组被配置成在成像体中产生第二磁梯度场,其中,第二磁梯度场被取向成垂直于通过至少一个磁体提供的磁梯度场。
在另一实施方式中,本发明的磁共振成像设备的场产生单元包括第三磁体,其中,第三磁体包括第三梯度线圈组,并且其中,第三梯度线圈组被配置成在成像体中产生第三磁梯度场,其中,第三磁梯度场被取向成垂直于通过至少一个磁体提供的磁梯度场。还可以设想,第一磁体、第二磁体和第三磁体的梯度场被取向成基本上彼此垂直。优选地,第三磁体包括与第一磁体和/或第二磁体的曲面相似或不同的曲面。
在设置根据本发明的具有曲面的梯度线圈组时,与常规的磁共振成像设备相比,梯度系统的效率可以有利地提高。与常规的磁共振成像设备相比,梯度系统的增强效率的可能优势可以是梯度线圈或梯度线圈组的切换率增加。
在磁共振成像设备的另一实施方式中,第二磁体以如下方式弯曲,该方式使得沿着到成像体的接近方向取向的线与第二磁体的朝向成像体定向的表面之间的垂直距离在到成像体的接近方向上变化,其中,第二磁体的曲率不同于至少一个磁体的曲率。
如上所述,至少一个磁体和/或第二磁体可以代表磁共振成像设备的主磁体或梯度磁体。第二磁体的朝向成像体定向的表面的曲率不同于至少一个磁体的朝向成像体定向的表面的曲率。例如,至少一个磁体的朝向成像体定向的表面的曲率可以包括与第二磁体的朝向成像体定向的表面不同的形状、斜率和/或表面积。至少一个磁体和第二磁体可以被定位成彼此相邻。在这种情况下,至少一个磁体和第二磁体可以有利地以如下方式被布置,该方式使得便于患者的特定身体区域接近成像体和/或适应定位在成像体内的患者的特定身体区域。在替选实施方式中,至少一个磁体和第二磁体在基本上两个相对的空间方向上限制成像体。
至少一个磁体和第二磁体的朝向成像体定向的表面的不同曲率可以有利地使得能够减小至少一个磁体的至少一部分与成像体和/或第二磁体的至少一部分与成像体之间的距离,从而提高场产生单元的效率。
在替选实施方式中,第二磁体的朝向成像体定向的表面以如下方式被定形,该方式使得沿着到成像体的接近方向取向的线与第二磁体的朝向成像体定向的表面之间的垂直距离在到成像体的接近方向上是恒定的。
例如,第二磁体的朝向成像体定向的表面可以是基本上平面的或平坦的。还可以设想,第二磁体的朝向成像体定向的表面被取向成平行于到成像体的接近方向。此外,至少一个磁体和第二磁体可以被定位成彼此相邻。因此,可以有利地提供至少一个磁体和第二磁体的特别紧凑或节省空间的布置。在这种情况下,至少一个磁体优选地被定位成比第二磁体更靠近成像体。然而,至少一个磁体和第二磁体也可以以如下方式被布置,该方式使得成像体被至少一个磁体和第二磁体在基本上两个相对的空间方向上限制。
在设置具有朝向成像体定向的基本平坦或平面的表面的第二磁体时,可以有利地降低制造成本和/或用于组装场产生单元的工作,同时仍然能够使至少一个磁体被定位成靠近成像体。因此,磁共振成像设备的成本效率比可以根据患者特定身体区域的需要而有利地进行调整。
在本发明的磁共振成像设备的一个实施方式中,至少一个磁体被配置成沿着沿到成像体的接近方向取向的线的至少一部分包围成像体的至少一部分,其中,到成像体的接近方向被取向成平行于成像体内的磁场线的主方向。
至少一个磁体可以代表主磁体或包括梯度线圈组的梯度磁体。至少一个磁体可以包围假想的圆柱体的表面的至少一部分,该假想的圆柱体的旋转对称轴与沿着到成像体的接近方向取向的线一致。具体地,至少一个磁体可以沿着成像体的方向包围假想的圆柱体的弧。例如,定义弧的角度可以超过60°、90°、120°、150°或180°。
优选地,至少一个磁体以这样的方式被定形,即沿着到成像体的接近方向取向的线与至少一个磁体的朝向成像体定向的表面之间的最小垂直距离位于成像体的中心。例如,沿到成像体的接近方向取向的线与至少一个磁体的朝向成像体定向的表面之间的第一垂直距离位于距成像体的第一距离处,并且沿着到成像体的接近方向取向的线与至少一个磁体的朝向成像体定向的表面之间的第二垂直距离位于距成像体的第二距离处。至少一个磁体可以以如下方式弯曲,该方式使得第一垂直距离超过第二垂直距离,并且第一距离超过第二距离。还可以设想,沿到成像体的接近方向取向的线与至少一个磁体的朝向成像体定向的表面之间的垂直距离在沿着沿到成像体的接近方向取向的线背离成像体中心的方向上增加。至少一个磁体的整体形状可以基本上对应于沙漏、双圆锥体、双截头锥体等。
根据本发明的磁共振成像设备的一个实施方式,场产生单元包括第二磁体,其中,第二磁体被配置成沿着沿到成像体的接近方向取向的线的至少一部分包围成像体的至少一部分,其中,第二磁体以如下方式弯曲,该方式使得沿着到成像体的接近方向取向的线与第二磁体的朝向成像体定向的表面之间的垂直距离在到成像体的接近方向上变化。
第二磁体的朝向成像体定向的表面的曲率的斜率可以沿到成像体的接近方向在场产生单元的一个或更多个截面处对应于至少一个磁体的朝向成像体定向的表面的曲率的斜率。然而,至少一个磁体和第二磁体的曲率的斜率也可以沿到成像体的接近方向在场产生单元的一个或更多个截面处不同。在优选实施方式中,至少一个磁体和第二磁体包括相同的形状但不同的尺寸。例如,至少一个磁体的直径和/或长度可以不同于第二磁体的直径和/或长度。然而,第二磁体的形状也可以不同于第二磁体。
与至少一个磁体类似,第二磁体可以代表主磁体或包括第二梯度线圈组的梯度磁体。第二磁体可以包围假想的圆柱体的表面区域的至少一部分,该假想的圆柱体的旋转对称轴与沿着到成像体的接近方向取向的线一致。特别地,第二磁体可以沿成像体的方向包围假想的圆柱体的至少一个弧。例如,定义弧的角度可以超过60°、90°、120°、150°或180°。
在设置沿着沿到成像体的接近方向取向的线的至少一部分包围成像体的至少一部分的磁体时,可以有利地增强使用磁性材料对成像体的包围。因此,与常规的C型或偶极磁共振成像设备相比,可以增加成像体内的均匀性和/或磁场强度。
在优选实施方式中,至少一个磁体和/或第二磁体沿着沿到成像体的接近方向取向的线周向地包围成像体。
优选地,至少一个磁体被配置为包括管形状的螺线管磁体。至少一个磁体可以包括任意截面,例如圆形、卵形、椭圆形或多边形截面。成像体的中心可以沿着管的旋转对称轴定位,特别是管的几何中心。在一个示例中,至少一个磁体可以是在成像体内提供静磁场的主磁体。在另一个示例中,至少一个磁体可以是包括梯度线圈组的梯度磁体,所述梯度线圈组沿着沿到成像体的接近方向取向的线周向地包围成像体。
同样地,第二磁体可以被配置为沿着沿到成像体的接近方向取向的线周向地包围成像体的螺线管磁体。类似于至少一个磁体,第二磁体可以包括具有任意形状截面的管状形状。第二磁体可以沿着沿到成像体的接近方向取向的线的至少一部分包围至少一个磁体的至少一段。然而,在替选实施方式中,第二磁体也可以沿着沿到成像体的接近方向取向的线的至少一部分被至少一个磁体至少部分地包围。
至少一个磁体和/或第二磁体的直径可以在到成像体的接近方向上变化。在一个实施方式中,至少一个磁体和/或第二磁体的具有最小直径的截面基本上与成像体的沿着沿到成像体的接近方向取向的线的中心的位置一致。在另一个示例中,位于距成像体第一距离处的至少一个磁体和/或第二磁体的第一直径超过位于距成像体第二距离处的至少一个磁体和/或第二磁体的第二直径,其中,第一距离超过第二距离。在优选实施方式中,至少一个磁体和/或第二磁体的直径在沿着沿到成像体的接近方向取向的线的背离成像体的中心的方向上增加。
在设置具有沿着沿到成像体的接近方向取向的线的变化的直径的螺线管磁体时,与常规螺线管磁共振成像设备相比,可以有利地提高场产生单元的效率。此外,与现有的螺线管磁共振成像设备相比,在磁体的开口或端部处增大的磁体直径可以有利地便于患者或患者的身体区域接近成像体。
根据本发明的磁共振成像设备的一个实施方式,至少一个磁体和/或第二磁体包括以下中至少一种:
·永磁体,
·电磁体,
·高温超导磁体,
·低温超导磁体。
至少一个磁体和/或第二磁体可以由线圈和/或管状磁体段组成。线圈和/或管状磁体段可以包括由具有超导特性的材料制成的线。线可以连接至低温恒温器以将线的温度保持在预定值(例如超导温度)以下。在低温超导磁体的情况下,可以使用液氦作为冷却剂,确保线的温度在4K以下。低温超导磁体可以包括诸如铌钛、铌锡、铌锗的材料及其合金。相比之下,高温超导磁体在30K到90K的温度范围内表现出超导特性。高温超导磁体可以包含诸如钡铜氧化物、铜钙氧化物、二硼化镁的材料,但也包括富勒烯等。线可以被卷绕和/或布置成各种形状,例如螺线管,作为基本上平面的环或管状磁体段。优选地,高温超导磁体和/或低温超导磁体的线嵌入在由诸如铜、铝、金等导电体制成的基体中。
通过使用高温超导磁体和/或低温超导磁体,与尺寸相当的永磁体或电磁体相比,通过至少一个磁体和/或第二磁体提供的磁场强度可以有利地增加。
永磁体可以由任何合适的磁性材料,例如铝-镍-钴、钕-铁-硼或钐-钴合金组成。此外,永磁体的朝向成像体定向的表面可以包括圆锥体或截头锥体的形状。在一个实施方式中,永磁体可以由较小的、堆叠的永磁体组成。永磁体有利地提供用于在成像体内产生磁场的低成本解决方案。使用永磁体可以有利地避免通常与超导磁体和电磁体相关的冷却设备所需的成本和空间。
电磁体可以是非超导磁体。特别地,电磁体可以包括以预定图案卷绕的电导体。电导体可以围绕由例如铁磁或亚铁磁材料制成的磁芯卷绕。电磁体的磁芯可以包括圆柱形形状、长方体形状、棱柱形状或任何其他期望的形状。通过使用电磁体,与尺寸相当的永磁体相比,可以有利地增加磁场强度。较高的磁场强度可以有利地提高通过磁共振成像设备采集的磁共振图像的质量和/或信噪比。
根据一个实施方式,至少一个磁体和第二磁体在彼此成180°的角度取向的两个空间方向上限制成像体,其中,至少一个磁体与成像体的中心之间的最小距离等于或不等于第二磁体与成像体的中心之间的最小距离。
在成像体的中心与至少一个磁体之间的最小距离等于成像体的中心与第二磁体之间的最小距离的情况下,至少一个磁体和第二磁体可以相对于成像体对称地布置。在至少一个磁体和第二磁体相对于成像体的对称布置中,至少一个磁体和第二磁体的朝向成像体定向的表面的体积、尺寸、形状和/或曲率可以基本上一致。在设置至少一个磁体和第二磁体相对于成像体的对称布置中,可以有利地避免为场产生单元提供不同磁体的设计和/或制造工作。
在成像体的中心与至少一个磁体之间的最小距离不等于成像体的中心与第二磁体之间的最小距离的情况下,至少一个磁体和第二磁体相对于成像体不对称地布置。至少一个磁体和第二磁体相对于成像体的不对称布置可以通过至少一个磁体和第二磁体的朝向成像体定向的表面的不同体积、尺寸、形状和/或曲率来表征。还可以设想,至少一个磁体和第二磁体包括不同的磁场强度和/或不同的磁性材料。在这种情况下,可能需要不同体积的磁性材料和/或不同形状来匹配至少一个磁体和第二磁体。因此,成像体的中心与至少一个磁体之间的最小距离可以等于成像体的中心与第二磁体之间的最小距离。然而,由于至少一个磁体和第二磁体的朝向成像体定向的表面的体积、尺寸、形状和/或曲率的差异,至少一个磁体和第二磁体可以相对于成像体不对称地布置。
在设置至少一个磁体和第二磁体相对于成像体的不对称布置时,至少一个磁体和第二磁体的朝向成像体定向的表面的曲率可以分别与患者的特定身体区域的几何形状匹配。因此,可以优化至少一个磁体和第二磁体之间的间隙尺寸和/或到成像体的接近方向以用于特定身体区域的成像。此外,通过考虑特定身体区域的几何形状,至少一个磁体和第二磁体两者都可以有利地被定位成更靠近成像体,从而提高场产生单元的效率。
附图说明
本发明的其他优点和细节可以从下面描述的实施方式以及附图中认识到。附图示出:
图1是本发明的磁共振成像设备的实施方式的示意图,
图2是本发明的磁共振成像设备的实施方式的示意图,
图3是本发明的磁共振成像设备的实施方式的示意图,
图4是本发明的磁共振成像设备的实施方式的示意图,
图5是本发明的磁共振成像设备的实施方式的示意图,
图6是本发明的磁共振成像设备的实施方式的示意图,
图7是本发明的磁共振成像设备的实施方式的示意图,以及
图8表示本发明的场产生单元的切换率与本发明的磁共振成像设备的孔的间隙之间的关系。
具体实施方式
图1描绘了本发明的磁共振成像设备10的示意图,其被配置成对患者15的下颌区域和/或眼睛区域进行磁共振测量。磁共振成像设备10的用于对患者15的下颌区域和/或眼睛区域进行成像的应用应被理解为示例。本发明的磁共振成像设备10还可以被配置成执行患者15的心脏成像、乳房X线照相成像、神经学成像、泌尿学成像、骨科成像、前列腺成像或其他身体区域的成像。
在所描绘的实施方式中,磁共振成像设备10包括具有第一磁体13和第二磁体14的场产生单元12。第一磁体13和第二磁体14由支撑结构11承载,该支撑结构11使第一磁体13和第二磁体14之间保持预定距离。支撑结构11可以被实现为铁轭18。第一磁体13与第二磁体14之间的自由体表示被配置成容置检查对象15(例如,患者15的身体区域)的图像采集区域17。图像采集区域17由第一磁体13和第二磁体14在两个相对的空间方向上限定。
患者15可以以直立或站立姿势定位在图像采集区域17内。然而,患者15也可以以坐姿或卧姿定位在图像采集区域17中。在后一种情况下,可以通过专用的患者定位设备(未示出)来定位患者15。然而,磁共振成像设备10还可以包括用于调整场产生单元12相对于患者15的位置和/或取向的定位单元29。例如,定位单元29可以包括被配置成使场产生单元12沿旋转方向WX和/或旋转方向WY旋转的转动接头。场产生单元12沿Y方向和/或Z方向的位置可以通过机械连接至支撑结构11的合适的望远镜系统和/或轨道系统来调整。当然,可以设想支撑结构11和/或定位单元29的其他实施方式。特别地,定位单元29还可以被配置成使场产生单元12沿至少一个空间方向定位和/或使场产生单元12在至少一个旋转方向上旋转(未示出)。
第一磁体13和第二磁体14的朝向成像体30定向的表面以如下方式弯曲,该方式使得沿着到成像体30的接近方向16取向的线与第一磁体14的朝向成像体30定向的表面之间的垂直距离沿到成像体30的接近方向16变化。在所描绘的实施方式中,第一磁体13和第二磁体14相对于成像体30对称地布置。第一磁体13和第二磁体14的朝向成像体30定向的表面包括圆锥体或圆顶的形状。由于第一磁体13和第二磁体14的曲率,为患者15的肩部提供了间隙。因此,第一磁体13与成像体30之间的最小距离以及第二磁体14与成像体30之间的最小距离与常规的C型磁共振成像设备相比可以减小,同时仍然为患者15的肩部提供足够的间隙。
在所示示例中,第一磁体13和第二磁体14是被配置成在图像采集区域17中产生静磁场的主磁体。场产生单元12还可以包括具有至少一个梯度线圈28的梯度场系统27(参见图4和图5),该梯度线圈28用于产生磁梯度场,磁梯度场用于对在磁共振测量期间采集的磁共振信号进行空间编码。优选地,场产生单元12还包括具有至少一个射频天线(未示出)的射频系统,该射频天线被配置成将射频激励脉冲发射到图像采集区域17中。至少一个射频天线还可以被配置成接收来自图像采集区域17、特别是成像体30的磁共振信号。在一个实施方式中,至少一个射频天线可以被配置为局部线圈。
为了控制场产生单元12以及至少一个射频天线,磁共振成像设备10包括控制单元20。控制单元20被配置成控制磁共振成像设备10对患者15的定位在成像体30内的身体区域进行磁共振测量。为此目的,控制单元20可以包括与梯度控制单元21和射频天线控制单元22的信号连接。还可以设想,梯度控制单元21和射频天线控制单元22集成在控制单元20内。此外,控制单元20可以包括被配置成协调磁共振图像数据的采集和/或从成像体30获取的磁共振图像数据的重建的处理单元24。可以设想,处理单元24也被配置成评估和/或处理数据,例如磁共振信号和/或磁共振图像数据。控制单元20可以包括控制器、微控制器、模拟电路、逻辑单元等。处理单元24可以包括处理器,例如CPU、GPU等。还可以设想,控制单元20和/或处理单元24包括存储器和/或内部存储装置,例如RAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、闪存,以及HDD、SSD等。
控制信息(例如,成像参数和/或磁共振图像数据)可以显示在输出单元25上。输出单元25可以包括至少一个监视器,该监视器被配置成向磁共振成像设备10的操作者显示通过磁共振成像设备10获取的控制信息和/或图像。磁共振成像设备10还可以包括输入单元26,该输入单元26被配置成接收操作者在成像检查期间输入的信息和/或参数。
所示的磁共振成像设备10当然可以包括磁共振成像设备10通常包括的其他部件。磁共振成像设备10的一般操作模式对于本领域技术人员来说是公知的。因此,一般部件或磁共振测量的先后顺序的另外的描述被认为是不必要的。
图2描绘了本发明的磁共振成像设备10的实施方式,其中,第一磁体13和第二磁体14相对于成像体30不对称地布置。在所示示例中,第一磁体14的体积和高度超过第二磁体14的体积和高度。第一磁体13还可以包括比第二磁体14更高的磁场强度。因此,通过第一磁体13和第二磁体14提供的成像体30可以朝向第一磁体13的朝向成像体30定向的表面偏移。此外,成像体31的中心与第一磁体13之间的最小距离和成像体31的中心与第二磁体14之间的最小距离不相等。
在所描绘的示例中,第二磁体14的朝向成像体30定向的表面以如下方式弯曲,该方式使得适应患者15的颈部区域以及上背部区域。相反,第一磁体13的朝向成像体30定向的表面以如下方式弯曲,该方式使得为患者15的乳房区域提供间隙。从图2中可以看出,提供了足够的间隙以便于患者15沿至少两个垂直的空间方向接近成像体30。例如,患者15可以沿着Y方向以及X方向接近成像体30。接近成像体30的两个垂直方向被取向成垂直于成像体30中的磁场线的主方向,该主方向与Z方向基本一致。
图3示出了本发明的磁共振成像设备10的另一实施方式,其中,第二磁体14的朝向成像体30定向的表面以如下方式弯曲,该方式使得沿到成像体30的接近方向16取向的线与第二磁体14的朝向成像体30定向的表面之间的垂直距离37(例如37a、37b和37c)沿到成像体30的接近方向16是恒定的。相比之下,第一磁体13的朝向成像体30定向的表面以如下方式弯曲,该方式使得沿着到成像体30的接近方向16取向的线与第一磁体13的朝向成像体30定向的表面之间的垂直距离37(例如,37d、37e和37f)沿着到成像体30的接近方向16变化。在所示示例中,第一磁体13和第二磁体14代表场产生单元12的主磁体,它们相对于成像体30不对称地布置。然而,也可以设想,第一磁体13和第二磁体14是梯度系统的梯度磁体。在这种情况下,第一磁体13和第二磁体14可以各自包括梯度线圈组,该梯度线圈组被配置成在成像体30中产生磁梯度场。
可以设想,第一磁体13和第二磁体14包括旋转对称轴,该旋转对称轴穿过成像体31的中心并且被取向成基本上平行于Z方向。
图4示出了本发明的磁共振成像设备10的另一实施方式,其包括梯度系统27,该梯度系统27包括梯度线圈组28a和28b。在所描绘的示例中,第一磁体13包括在成像体30的一侧上的第一梯度线圈组28a和在成像体30的另一侧上以基本上相反的方向定位的第一梯度线圈组28b。第一梯度线圈组28a和第一梯度线圈组28b可以被配置为具有指纹绕组图案的(镜像)横向梯度线圈。然而,其他绕组图案也是可以设想的。例如,第一梯度线圈组28a和第一梯度线圈组28b的绕组图案可以包括根据图4中描绘的线的基本圆形或环形形状的线的布置。特别地,根据图4所示的实施方式的第一磁体13可以被配置成产生沿Z方向取向的磁梯度场。在替选实施方式中,元件28a可以被解释为第一磁体13并且元件28b可以被解释为第二磁体14。
在图4所示的实施方式中,第一梯度线圈组28a和屏蔽线圈34a被定位成彼此相邻。以类似的方式,第一梯度线圈组28a和第二梯度线圈组(未示出)可以被定位成彼此相邻。在替选实施方式中,第一梯度线圈组28a可以被定位成与第一梯度线圈组28b相邻。在优选实施方式中,第一梯度线圈组28a被定位成与屏蔽线圈34a相邻,并且第一梯度线圈组28b被定位成与屏蔽线圈34b相邻。屏蔽线圈34a和34b可以被配置成屏蔽第一梯度线圈组28a和第一梯度线圈组28b免受电磁干扰和/或由另外的磁体(例如,被定位成与第一梯度线圈组28a和/或第一梯度线圈组28b相邻的磁体)提供的磁场的影响。如图4中所描绘的,屏蔽线圈34a可以被定位成与第一梯度线圈组28a的远离成像体30定向的表面相邻。同样,屏蔽线圈34b可以被定位成与第一梯度线圈组28b的远离成像体30定向的表面相邻。然而,屏蔽线圈34a和34b也可以被定位成与第一梯度线圈组28a和第一梯度线圈组28b的朝向成像体30定向的表面相邻。
根据替选实施方式,图4中描绘的磁共振成像设备10可以包括被定位成与第一磁体13相邻的第二磁体14。例如,第二磁体14可以包括被定位成与第一梯度线圈组28a相邻的第二梯度线圈组28c(见图5)和被定位成与第一梯度线圈组28b相邻的第二梯度线圈组28d。第二梯度线圈组28c和28d可以被定位成邻近屏蔽线圈34a和34b并且包括相似的形状。优选地,屏蔽线圈34a被定位在第一梯度线圈组28a和28b与第二梯度线圈组28c和28d之间。然而,屏蔽线圈34a也可以被定位成与第二梯度线圈组28c和28d的远离成像体定向的表面相邻,以便将第一磁体13和第二磁体14与在成像体30内产生静磁场的主磁体(未示出)屏蔽。
图5示出了本发明的磁共振成像设备10的另一实施方式,其包括梯度系统27,其中第一磁体13被配置为梯度磁体。第一磁体13包括第一梯度线圈组28a和第一梯度线圈组28b。第一梯度线圈组28a和第一梯度线圈组28b以如下方式布置,该方式使得它们在两个基本上相对的空间方向上限制成像体30。在所描绘的实施方式中,第一磁体13的第一梯度线圈组28a和第一梯度线圈组28b的布线图案可以被配置成提供沿Y方向取向的磁梯度场。
根据一个实施方式,本发明的磁共振成像设备10还可以包括第二磁体14,第二磁体14包括布置在成像体30的两个相对侧的第二梯度线圈组28c和28d。第二梯度线圈组28c和28d可以被配置成沿X方向提供磁梯度场。为此目的,第二梯度线圈组28c和28d的绕组图案可以基本上对应于第一梯度线圈组28a和第一梯度线圈组28b的绕组图案,但是旋转了90°或270°的角度。
本发明的磁共振成像设备10还可以包括第三磁体(未示出)。第三磁体可以包括具有绕组图案的第三梯度线圈组(未示出),该绕组图案由如图4所示的基本上圆形或环形形状的线(例如,第一梯度线圈组28a)组成。特别地,第三磁体可以表示被配置成提供沿Z方向取向的磁梯度场的梯度磁体。本发明的磁共振成像设备10还可以包括被定位成与第一磁体13、第二磁体14和/或第三磁体相邻的屏蔽线圈34a和34b。例如,屏蔽线圈34a和34b可以被定位成与第一梯度线圈组28a和28b、第二梯度线圈组28c和28d和/或第三磁体的梯度线圈组的远离成像体30定向的表面相邻。在优选实施方式中,屏蔽线圈34a和34b可以被配置成将第一磁体13、第二磁体14和/或第三磁体与用于在成像体30内产生静磁场的主磁体屏蔽。
可以设想,第一磁体13的第一梯度线圈组28a和28b的朝向成像体30定向的表面的曲率不同于第二磁体14的第二梯度线圈组28c和28d的朝向成像体定向的表面的曲率。例如,第一梯度线圈组28a的曲率可以不同于第二梯度线圈组28c的曲率。然而,第一梯度线圈组28a和28b以及第二梯度线圈组28c和28d的朝向成像体30定向的表面的曲率也可以基本相同。
图6示出了本发明的磁共振成像设备10的实施方式,其中,第一磁体13和第二磁体14相对于成像体30对称布置。因此,成像体31的中心与第一磁体13的朝向成像体30定向的表面之间的最小距离可以与成像体31的中心与第二磁体14的朝向成像体30定向的表面之间的最小距离一致。第一磁体13和第二磁体14可以表示场产生单元12的主磁体(或主磁体的部分),主磁体被配置成在成像体30中提供静磁场。然而,第一磁体13和第二磁体14也可以表示梯度磁体,每个梯度磁体包括梯度线圈组,梯度线圈组被配置成在成像体30内提供磁梯度场。
图7描绘了本发明的磁共振成像设备10的实施方式,其中,第一磁体13被配置成沿着到成像体30的接近方向16的至少一部分包围成像体30的至少一部分,并且其中,到成像体30的接近方向16被取向成平行于成像体30内的磁场线的主方向。第一磁体13可以是包括梯度线圈组28a的梯度磁体,梯度线圈组28a包围假想的圆柱体(未示出)的弧,该圆柱体的圆柱轴线对应于沿到成像体30的接近方向16取向的线。同样,第二磁体14可以是包括梯度线圈组28b的梯度磁体,梯度线圈组28b沿着到成像体30的接近方向16包围假想的圆柱体的弧。例如,限定由第一磁体13和/或第二磁体14包围的假想的圆柱体的弧的角度可以包括如图7所示的大约180°。然而,限定假想的圆柱体的弧的角度也可以包括低于180°或高于180°的值。在优选实施方式中,第一梯度磁体13和第二梯度磁体14以如下方式周向地包围成像体30,该方式使得限定假想的圆柱体的弧的角度包括基本上360°的值。第一磁体13的梯度线圈组28a和第二磁体14的梯度线圈组28b可以被配置成在成像体30内提供基本上垂直的磁梯度场。第一梯度磁体13和/或第二梯度磁体14可以包括在横向方向上取向的指纹状绕组图案。
在优选实施方式中,第一磁体13和第二磁体14被配置为管状螺线管磁体,其沿着到成像体30的接近方向16的至少一部分周向地包围成像体30。例如,梯度线圈组28a和梯度线圈组28b可以沿着沿到成像体30的接近方向16取向的线周向地包围成像体30和/或患者15。梯度线圈组28a和/或梯度线圈组28b的直径33可以沿着到成像体30的接近方向16变化。特别地,梯度线圈组28a和/或梯度线圈组28b的最小直径33可以位于成像体31的中心处。
在替选实施方式中,第二磁体14可以被配置为具有圆柱形形状的常规螺线管,其沿着到成像体30的接近方向16周向地包围第一磁体13。本发明的磁共振成像设备10还可以包括用于在成像体30内产生静磁场的主磁体(未示出)。根据第一磁体13,主磁体可以包括常规的圆柱形形状或管形状。如上所述,本发明的磁共振成像设备10还可以包括被定位成与第一磁体13和/或第二磁体14相邻的屏蔽线圈34。
在另外的实施方式中,元件13和14代表被配置成在成像体30内提供静磁场的主磁体的区段。例如,元件13和14可以代表主磁体的外表面14和内表面13。还可以设想,第一磁体13包括屏蔽线圈34,其被定位成与第一磁体13的远离成像体30定向或朝向成像体30定向的表面相邻。
图8中的图描绘了根据本发明的磁成像设备10的实施方式的具有朝向成像体30定向的曲面的梯度磁体的切换率与患者孔的间隙之间的相关性。如图1至图6所示,患者孔的间隙可以与第一磁体13和第二磁体14的朝向成像体30定向的表面之间的最小距离有关。根据图8,当成像体30处的第一磁体13和第二磁体14之间的距离减小时,梯度系统的切换率增加。因此,根据上述实施方式,当使用朝向成像体30定向的曲面时,场产生单元12的效率(如由切换率表示)增加。在一个示例中,常规磁共振成像设备的患者孔的间隙可以是大约44cm,而根据本发明的磁共振成像设备10的实施方式的患者孔的间隙可以是大约26cm,因此将切换率从大约100mT/m/ms增加到超过750mT/m/ms。
上述实施方式应被视为示例。个别实施方式可以通过其他实施方式的特征来扩展。
Claims (15)
1.一种磁共振成像设备(10),所述磁共振成像设备(10)包括场产生单元(12),所述场产生单元(12)被配置成在所述磁共振成像设备(10)的成像体(30)中提供磁场,其中,所述场产生单元(12)包括至少一个磁体(13),其中,所述至少一个磁体(13)在至少一个空间方向上限制所述成像体(30),
其特征在于,所述至少一个磁体(13)以如下方式弯曲,该方式使得沿着到所述成像体(30)的接近方向(16)取向的线与所述至少一个磁体(13)的朝向所述成像体(30)定向的表面之间的垂直距离在到所述成像体(30)的接近方向(16)上变化。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像设备(10),其中,所述至少一个磁体(13)的朝向所述成像体(30)定向的表面包括圆锥体或截头锥体的形状。
3.根据前述权利要求中的一项所述的磁共振成像设备(10),其中,所述场产生单元(12)包括第二磁体(14),其中,所述至少一个磁体(13)和所述第二磁体(14)以如下方式被布置,该方式使得提供沿至少两个垂直空间方向对所述成像体(30)的接近,并且其中,沿所述至少两个垂直空间方向中的每一个方向的到所述成像体(30)的接近方向(16)相对于所述成像体(30)内的磁场线的主方向成角度。
4.根据权利要求3所述的磁共振成像设备(10),其中,所述第二磁体(14)的朝向所述成像体(30)定向的表面以如下方式弯曲,该方式使得沿到所述成像体(30)的接近方向(16)取向的线与所述第二磁体(14)的朝向所述成像体(30)定向的表面之间的垂直距离在到所述成像体(30)的接近方向(16)上变化。
5.根据权利要求3所述的磁共振成像设备(10),其中,所述第二磁体(14)的朝向所述成像体(30)定向的表面以如下方式被定形,该方式使得沿到所述成像体(30)的接近方向(16)取向的线与所述第二磁体(14)的朝向所述成像体(30)定向的表面之间的垂直距离在到所述成像体(30)的接近方向(16)上是恒定的。
6.根据前述权利要求中的一项所述的磁共振成像设备(10),其中,所述至少一个磁体(13)和/或所述第二磁体(14)被配置成在所述成像体(30)中产生静磁场,其中,所述静磁场在整个成像体(30)中是均匀的,或者其中,所述静磁场包括在整个所述成像体(30)上的预定义的磁场梯度。
7.根据前述权利要求中的一项所述的磁共振成像设备(10),其中,所述至少一个磁体(13)包括梯度线圈组(28),并且其中,所述梯度线圈组(28)被配置成在所述成像体(30)中产生磁梯度场。
8.根据权利要求7所述的磁共振成像设备(10),其中,所述场产生单元(12)包括第二磁体(14),其中,所述第二磁体(14)包括第二梯度线圈组(28),并且其中,所述第二梯度线圈组(28)被配置成在所述成像体(30)中产生第二磁梯度场,其中,所述第二磁梯度场被取向成垂直于通过所述至少一个磁体(13)提供的磁梯度场。
9.根据权利要求3或8所述的磁共振成像设备(10),其中,
所述第二磁体(14)以如下方式弯曲,该方式使得沿着到所述成像体(30)的接近方向(16)取向的线与所述第二磁体(14)的朝向所述成像体(30)定向的表面之间的垂直距离在到所述成像体(30)的接近方向(16)上变化,其中,所述第二磁体(14)的曲率不同于所述至少一个磁体(13)的曲率,或者其中,
所述第二磁体(14)的朝向所述成像体(30)定向的表面以如下方式被定形,该方式使得沿到所述成像体(30)的接近方向(16)取向的线与所述第二磁体(14)的朝向所述成像体(30)定向的表面之间的垂直距离在到所述成像体(30)的接近方向(16)上是恒定的。
10.根据权利要求9所述的磁共振成像设备(10),其中,所述至少一个磁体(13)和所述第二磁体(14)被定位成彼此相邻。
11.根据权利要求1或7所述的磁共振成像设备(10),其中,所述至少一个磁体(13)被配置成沿着沿到所述成像体(30)的接近方向(16)取向的线的至少一部分包围所述成像体(30)的至少一部分,其中,到所述成像体(30)的接近方向(16)被取向成平行于所述成像体(30)内的磁场线的主方向。
12.根据权利要求11所述的磁共振成像设备(10),其中,所述场产生单元(12)包括第二磁体(14),其中,所述第二磁体(14)被配置成沿着沿到所述成像体(30)的接近方向(16)取向的线的至少一部分包围所述成像体(30)的至少一部分,并且其中,所述第二磁体(14)以如下方式弯曲,该方式使得沿着到所述成像体(30)的接近方向(16)取向的线与所述第二磁体(14)的朝向所述成像体(30)定向的表面之间的垂直距离在到所述成像体(30)的接近方向(16)上变化。
13.根据权利要求11或12所述的磁共振成像设备(10),其中,所述至少一个磁体(13)和/或所述第二磁体(14)沿着沿到所述成像体(30)的接近方向(16)取向的线周向地包围所述成像体(30)。
14.根据前述权利要求中的一项所述的磁共振成像设备(10),其中,所述至少一个磁体(13)和/或所述第二磁体(14)包括以下中至少之一:
永磁体,
电磁体,
高温超导磁体,
低温超导磁体。
15.根据权利要求3、4或8中的一项所述的磁共振成像设备(10),其中,所述至少一个磁体(13)和所述第二磁体(14)在两个空间方向上限制所述成像体(30),所述两个空间方向被取向成彼此成180°的角度,其中,所述至少一个磁体(13)与所述成像体(31)的中心之间的最小距离等于或不等于所述第二磁体(14)与所述成像体(31)的中心之间的最小距离。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP21165607.9A EP4067925A1 (en) | 2021-03-29 | 2021-03-29 | Magnetic resonance imaging device with asymmetric field generation unit |
EP21165607.9 | 2021-03-29 | ||
EP21182676.3 | 2021-06-30 | ||
EP21182676.3A EP4067926A1 (en) | 2021-03-29 | 2021-06-30 | Magnetic resonance imaging device with a curved magnetic field generation unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115128531A true CN115128531A (zh) | 2022-09-30 |
Family
ID=75277874
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210301485.2A Pending CN115128531A (zh) | 2021-03-29 | 2022-03-25 | 具有弯曲场产生单元的磁共振成像设备 |
CN202210318638.4A Pending CN115137344A (zh) | 2021-03-29 | 2022-03-29 | 具有不对称的场生成单元的磁共振成像设备 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210318638.4A Pending CN115137344A (zh) | 2021-03-29 | 2022-03-29 | 具有不对称的场生成单元的磁共振成像设备 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US11921176B2 (zh) |
EP (2) | EP4067925A1 (zh) |
CN (2) | CN115128531A (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4067925A1 (en) * | 2021-03-29 | 2022-10-05 | Siemens Healthcare GmbH | Magnetic resonance imaging device with asymmetric field generation unit |
EP4113146A1 (en) | 2021-06-30 | 2023-01-04 | Siemens Healthcare GmbH | Magnetic resonance imaging device with a concave-shaped field generation unit |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63241905A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-07 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 磁界発生装置 |
US5307039A (en) * | 1992-09-08 | 1994-04-26 | General Electric Company | Frustoconical magnet for magnetic resonance imaging |
US5304930A (en) * | 1993-02-01 | 1994-04-19 | Panacea Medical Laboratories | Remotely positioned MRI system |
EP0766094B1 (de) * | 1995-09-28 | 2002-05-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetanordnung für ein diagnostisches Magnetresonanzgerät |
US6265959B1 (en) * | 1998-04-29 | 2001-07-24 | New York University | Open unipolar magnetic structure |
KR20020070984A (ko) * | 2000-09-26 | 2002-09-11 | 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 주 자석내에 위치된 원뿔형 공동을 가진 수직 필드 형태mri장치 |
JP2003102699A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-08 | Hitachi Medical Corp | 開放型磁気共鳴イメージング装置 |
US6707363B1 (en) * | 2003-01-06 | 2004-03-16 | Brk Wireless Company, Inc. | NMR head imaging system |
DE102004005278B4 (de) * | 2004-02-03 | 2008-09-11 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung transversaler nichtzylindrischer Gradientenspulen mit zumindest einem divergenten Abschnitt |
US7498810B2 (en) * | 2004-09-11 | 2009-03-03 | General Electric Company | Systems, methods and apparatus for specialized magnetic resonance imaging with dual-access conical bore |
WO2007004109A1 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-11 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Asymmetric magnet for mri |
GB201114045D0 (en) * | 2011-08-15 | 2011-09-28 | Emscan Ltd | Magnet |
DE102013214880A1 (de) * | 2013-07-30 | 2015-02-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetresonanzgerät |
CN205514601U (zh) * | 2016-02-03 | 2016-08-31 | 汪红志 | 一种半开放式核磁共振成像系统 |
EP3899565A2 (en) * | 2018-12-19 | 2021-10-27 | Hyperfine, Inc. | System and methods for grounding patients during magnetic resonance imaging |
US11675034B2 (en) | 2020-05-04 | 2023-06-13 | Siemens Healthcare Gmbh | Magnetic resonance scanner and magnetic resonance imaging system |
EP4067925A1 (en) * | 2021-03-29 | 2022-10-05 | Siemens Healthcare GmbH | Magnetic resonance imaging device with asymmetric field generation unit |
-
2021
- 2021-03-29 EP EP21165607.9A patent/EP4067925A1/en active Pending
- 2021-06-30 EP EP21182676.3A patent/EP4067926A1/en active Pending
-
2022
- 2022-03-25 CN CN202210301485.2A patent/CN115128531A/zh active Pending
- 2022-03-28 US US17/705,871 patent/US11921176B2/en active Active
- 2022-03-28 US US17/705,839 patent/US11899084B2/en active Active
- 2022-03-29 CN CN202210318638.4A patent/CN115137344A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115137344A (zh) | 2022-10-04 |
US20220308142A1 (en) | 2022-09-29 |
US20220308139A1 (en) | 2022-09-29 |
US11899084B2 (en) | 2024-02-13 |
EP4067926A1 (en) | 2022-10-05 |
EP4067925A1 (en) | 2022-10-05 |
US11921176B2 (en) | 2024-03-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN115128531A (zh) | 具有弯曲场产生单元的磁共振成像设备 | |
AU2010336013B2 (en) | Open-bore magnet for use in magnetic resonance imaging | |
JP2012139547A (ja) | 高磁場mriコイル用の電磁場シールディング | |
JPH0951886A (ja) | 磁気共鳴装置 | |
JP2003527187A (ja) | 磁気共鳴撮像装置及び方法 | |
EP1113287A2 (en) | Magnetic resonance imaging head coil | |
CN110235013B (zh) | 用于利用核磁共振方法拍摄图像的偶极天线组件 | |
US5646530A (en) | Surface coil for high resolution imaging using a magnetic resonance imaging apparatus | |
CN111904420A (zh) | 磁共振断层扫描系统 | |
KR102357840B1 (ko) | 나선형 볼륨 이미징을 위한 시스템 및 방법 | |
JP3702498B2 (ja) | 磁気共鳴撮像装置用の傾斜コイル機構 | |
CN110412492B (zh) | 用于磁共振设备的梯度线圈单元 | |
JPH0824240A (ja) | 磁気共鳴撮像装置 | |
US20160124059A1 (en) | Subject-loaded helical-antenna radio-frequency coil for magnetic resonance imaging | |
US11422214B2 (en) | Gradient coil system | |
US6538442B2 (en) | MRI system having RF shielding gradient coil structure | |
US7432709B2 (en) | Planar RF resonator for open MRI systems | |
US6982553B2 (en) | Radio frequency coil with two parallel end conductors | |
JP4045769B2 (ja) | 磁場発生装置及びこれを用いるmri装置 | |
EP1051636A1 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
US20240219494A1 (en) | Magnetic resonance imaging systems and components thereof | |
US20240069132A1 (en) | Gradient Coil Unit for Interventional MR Imaging | |
US20230375648A1 (en) | Static field magnet and mri apparatus | |
US20240230803A1 (en) | Static field magnet and mri apparatus | |
WO2023205771A2 (en) | System and method for hybrid magnet design for magnetic resonance imaging systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |