CN115137344A - 具有不对称的场生成单元的磁共振成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有不对称的场生成单元的磁共振成像设备，该磁共振成像设备包括用于生成至少一个磁梯度场的场生成单元，其中，场生成单元包括第一磁体和第二磁体，第一磁体和第二磁体在两个空间方向上限制磁共振成像设备的成像体积，并且其中，第一磁体和第二磁体相对于成像体积不对称地布置。本发明还涉及一种用于使用根据本发明的磁共振成像设备来获取患者的诊断相关的身体区域的图像的方法。

Description

具有不对称的场生成单元的磁共振成像设备

技术领域

本发明涉及磁共振成像设备，该磁共振成像设备包括用于生成至少一个磁梯度场的场生成单元，其中，场生成单元包括第一磁体和第二磁体，第一磁体和第二磁体在两个空间方向上限制磁共振成像设备的成像体积，并且其中，第一磁体和第二磁体相对于成像体积不对称地布置。本发明还涉及用于使用根据本发明的磁共振成像设备来获取患者的诊断相关的身体区域的图像的方法。

背景技术

磁共振断层摄影表示用于获取检查对象的内部的图像的重要成像方法。为了执行磁共振测量，检查对象通常位于磁共振成像设备的强且均匀的静态磁场(B0场)中。静态磁场可以包括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态磁场对准。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的磁化以偏离静态磁场一定量，该一定量被称为翻转角度。射频激励脉冲可以包括交变(电)磁场，该交变(电)磁场的频率与相应的静态磁场强度下的拉莫尔频率相对应。受激励的核自旋可能表现出旋转的且衰减的磁化(核磁共振)，这可以使用专用的射频天线来检测。对于测量数据的空间编码，快速切换的磁梯度场叠加在静态磁场上。

所接收到的核磁共振通常被数字化并作为复数值储存在k空间矩阵中。该k空间矩阵可以用作用于磁共振图像重建以及用于确定光谱数据的基础。磁共振图像通常借助于k空间矩阵的多维傅立叶变换来重建。

在成像检查期间，患者通常被包围在磁共振成像设备的孔中或一对磁体之间。由于孔内或一对磁体之间的空间内的空间限制，磁共振成像对于外科手术或活组织检查的使用有限。由于患者需要定位在磁共振成像设备内部，因此磁共振成像设备的孔的尺寸以及其他尺寸由人体的尺寸决定。从成本和/或空间利用的角度来看，这可能是令人不满意的，尤其是如果检查仅限于患者的显著小于由磁共振成像设备提供的成像体积的身体区域。此外，患有幽闭恐惧症状况的患者或儿童可能无法忍受通常与磁共振测量相关联的延长的检查时间。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种具有增强的开放性和/或可进入性的用于对患者的专用身体区域进行成像的磁共振成像设备。

这个目的通过根据本发明的磁共振成像设备来实现。从属权利要求中详细说明了更多的有利实施方式。

本发明的磁共振成像设备包括场生成单元，其中，场生成单元包括第一磁体和第二磁体，第一磁体和第二磁体从两个空间方向限制磁共振成像设备的成像体积，并且其中，场生成单元配置成在成像体积内提供静态磁场。

第一磁体可以表示在成像体积内提供磁场的主磁体。静态磁场可以是磁共振成像设备的B0场，该B0场包括成像体积内的基本上均匀的磁场或预定的磁梯度场。第二磁体可以小于第一磁体。可以设想的是，第二磁体主要配置成改善成像体积内的由第一磁体提供的磁场的特性，比如磁场强度、磁场方向和/或磁场均匀性。还可以设想的是，与单侧磁体设计相比，第二磁体提高了场生成单元的效率。第一磁体和第二磁体可以由支撑结构承载。支撑结构可以机械地连接至第一磁体和第二磁体，以保持第一磁体和第二磁体的预定的相对位置。

在优选实施方式中，第一磁体和第二磁体沿着公共轴线定位。第一磁体和/或第二磁体可以是旋转对称的，并且公共轴线可以是第一磁体和第二磁体的旋转对称轴线。场生成单元的成像体积可以沿着第一磁体与第二磁体之间的公共轴线定位。然而，第一磁体和第二磁体也可以定位成使得第一磁体的旋转对称轴线相对于第二磁体的旋转对称轴线成角度。可以设想的是，由第一磁体在成像体积的方向上的投影的质心限定的轨迹对应于第一磁体的旋转对称轴线。同样地，由第二磁体在成像体积的方向上的投影的质心限定的轨迹可以对应于第二磁体的旋转对称轴线。然而，第一磁体和/或第二磁体不需要包括旋转对称。还可以设设想的是，第一磁体的磁场轴线对应于第二磁体的磁场轴线或者相对于第二磁体的磁场轴线成角度。

可以设想的是，穿过第一磁体和/或第二磁体以及成像体积的中心的轴线由第一磁体和/或第二磁体在成像体积的中心的方向上的投影的质心的轨迹来表征。第一磁体和第二磁体在两个空间方向上限制成像体积。在一个示例中，第一磁体可以在第一空间方向上限制成像体积，并且第二磁体可以在不同于第一空间方向的第二空间方向上限制成像体积。第一空间方向和第二空间方向可以平行地定向。特别地，第一空间方向和第二空间方向能够以180°的角度在相反的方向上定向。然而，两个空间方向还能够以小于180°或大于180°的角度定向。

成像体积可以由预定的磁场方向和/或磁场强度来表征。例如，成像体积可以包括具有基本上一致的磁场方向和/或一致的磁场强度的体积。这种体积可以是磁共振成像设备的等中心。还可以设想的是，成像体积包括预定的磁梯度场。这样的磁梯度场可以用于对从定位在成像体积内的检查对象获取的磁共振信号进行空间编码。

第一磁体和第二磁体相对于成像体积不对称地布置。例如，第一磁体和第二磁体可以关于沿着第一磁体和/或第二磁体在成像体积的方向上的投影的轨迹正交地定向的任何平面不对称地布置。术语“投影”可以解释为第一磁体和/或第二磁体在二维平面上的假想的图像。第一磁体和第二磁体的不对称布置也可以表示第一磁体的尺寸、形状、磁性材料的量、磁场强度和/或任意的其他属性不同于第二磁体。还可以设想的是，第一磁体与成像体积之间的绝对距离不同于第二磁体与成像体积之间的绝对距离。特别地，第一磁体和第二磁体可以包括不同的形状和/或几何结构。

第一磁体和第二磁体布置成使得沿着至少两个垂直的空间方向提供通向成像体积的通路，其中，通向成像体积的通路的方向相对于所述成像体积中的磁场的主磁场方向成角度。

如上所述，第一磁体和第二磁体可以由支撑结构承载，并且成像体积可以定位在第一磁体与第二磁体之间的自由体积或间隙中。可以设想的是，沿着将检查室中任意选择的位置与成像体积的中心连接的任何无阻碍的线提供通向成像体积的通路。检查室可以是其中供定位磁共振成像设备和/或其中供执行磁共振测量的室。在一个示例中，通向成像体积的第一通路方向可以基本上垂直于第一磁体和/或第二磁体的旋转对称轴线定向。第二通路方向可以基本上垂直于第一通路方向以及第一磁体和/或第二磁体的旋转对称轴线定向。然而，第一通路方向和/或第二通路方向也可以相对于第一磁体和/或第二磁体的旋转对称轴线成任意角度。优选地，可以经由多个通路方向进入成像体积。在一个实施方式中，经由至少两个基本上垂直的空间方向可以进入成像体积。然而，也可以经由三个基本上垂直的空间方向进入成像体积。三个垂直的空间方向可以对应于笛卡尔坐标系的轴线，笛卡尔坐标系的原点位于成像体积的中心。

在一个实施方式中，磁共振成像设备包括射频系统，该射频系统包括用于发射和/或接收射频辐射的至少一个射频天线。所述至少一个射频天线可以由第一磁体、第二磁体和/或支撑结构承载。例如，射频天线可以定位在第一磁体和/或第二磁体的极面上或凹入到第一磁体和/或第二磁体的极面中。然而，所述至少一个射频天线也可以构造为局部线圈。这种局部线圈可以附接至检查对象，例如人或动物。特别地，射频天线可以相对于磁共振成像设备安置在不同的位置。

与常规的磁共振成像设备相比，在提供具有第一磁体和第二磁体的不对称布置的磁共振成像设备时，可以增强磁共振成像设备的可进入性和/或开放性。例如，可以有利地增加患者的肢体和/或医疗器械的运动空间。因此，可以增加磁共振成像设备用于外科手术和/或治疗干预的适用性。

作为另一优点，与常规的磁共振成像设备相比，可以显著地减少磁共振成像设备的孔或场生成单元对患者的视野的阻碍。因此，可以减少幽闭恐惧症患者的磁共振测量的中止，并且可以在成像检查期间保持父母与儿童之间的目光接触。

由于增强的可进入性和/或开放性，本发明的磁共振成像设备可以容易地与其他成像模式结合，其他成像模式比如为平板扫描仪或C形臂X光扫描仪、超声扫描仪以及光学成像设备。特别地，其他成像模式可以有利地提供高分辨率导航数据，该导航数据可以用于提高磁共振成像检查的效率以及所获取的磁共振图像的质量。

与可能易受由环境中的振动和/或由冷的头部而引起的振荡影响的已知的C型磁体布置相比，本发明的场生成单元的不对称布置还会对动态场变化不太敏感。因此，可以使用支撑结构的更轻的构造，从而降低成本并且进一步增强磁共振成像设备的可进入性和/或开放性。

根据本发明的磁共振成像设备的实施方式，第一磁体包括超导磁体，并且第二磁体包括永磁体或电磁体。

永磁体可以由任何适合的磁性材料比如铝镍钴(铝-镍-钴)、NeFeB(钕-铁-硼)或SmCo(钐-钴)构成。此外，永磁体可以包括任何期望的形状。在一个实施方式中，永磁体包括棒形形状。棒形形状可以包括长方体棒形形状、圆柱体棒形形状或者具有多边形横截面的棒形形状比如棱柱形。棒形形状的永磁体为在成像体积内生成磁场提供了低成本的解决方案。在另一实施方式中，永磁体可以由较小的堆叠的永磁体构成。永磁体的使用可以有利地避免了通常与超导磁体和电磁体相关联的冷却装置所需的成本和空间。

电磁体可以是非超导磁体。特别地，电磁体可以包括围绕由例如铁磁材料或亚铁磁材料制成的磁性芯部缠绕的电导体。电磁体的磁性芯部可以包括圆柱体形状、长方体形状、棱柱形状或任何其他期望的形状。与同等尺寸的永磁体相比，通过使用电磁体，可以有利地增加磁场强度。更高的磁场强度可以有利地增强经由磁共振成像设备获取的磁共振图像的质量和/或信噪比。

超导磁体可以包括超导导线的线圈和/或管状磁体区段。超导导线可以连接至低温恒温器，以保持超导导线的温度低于预定值。在一个示例中，液氦可以用作冷却剂，从而确保超导导线的温度低于4K。超导导线的线圈可以布置成多种形状，比如螺线管、基本上平面的环形或管状磁体区段。与同等尺寸的永磁体或电磁体相比，通过使用超导磁体，可以有利地增加磁场强度。

在优选实施方式中，第一磁体大于第二磁体，并且第一磁体包括超导磁体。第二磁体可以包括永磁体，作为用于更好地控制由第一磁体提供的磁场特性的低成本的解决方案。

根据磁共振成像设备的另一实施方式，第一磁体包括多个磁体区段，其中，每个磁体区段包括磁场轴线，并且其中，多个磁体区段的磁场轴线平行于第一磁体的磁场轴线定向。

磁体区段可以彼此分开地定位或彼此相邻地定位。磁场轴线可以与穿过第一磁体的南极和北极的轴线相对应。特别地，北极可以与第一磁体的其中磁场的方向以基本上线性的方式远离第一磁体定向的表面上的点相关。同样地，南极可以与第一磁体的其中磁场的方向以基本上线性的方式朝向第一磁体定向的表面上的点相关。可以设想的是，第一磁体的磁场轴线对应于第一磁体的旋转对称轴线。第一磁体的该表面可以是第一磁体的极面。在优选实施方式中，多个磁体区段的磁场轴线基本上对应于第一磁体的磁场轴线。

在一个示例中，第一磁体包括具有多个管状磁体区段的超导磁体，其中，每个管状磁体区段包括以提供管状形状的方式盘绕的导线。优选地，多个管状磁体区段包括圆形的轴向横截面。然而，多个管状磁体区段的横截面也可以呈椭圆形、卵形或多边形。在这种情况下，第一磁体可以包括n>1的更高阶的离散旋转对称。这可能意味着第一磁体围绕旋转对称轴线旋转360°/n的角度不会改变第一磁体。管状磁体区段可以表示超导导线的基本上平面的或扁平的环或线圈。特别地，管状磁体区段可以包括由超导导线形成的一个或几个绕组。由导线形成的基本上平面的或扁平的环或线圈的特征在于，管状磁体区段的直径或周长显著地超过管状磁体区段沿着第一磁体的旋转对称轴线的宽度。然而，也可以设想的是，管状磁体区段包括多个绕组，从而包括沿着第一磁体的旋转对称轴线延伸的更多三维形状。

每个管状磁体区段的旋转对称轴线可以沿着第一磁体的磁场轴线和/或旋转对称轴线定位。多个管状磁体区段可以沿着第一磁体的旋转对称轴线以一致的间隔或任意的间隔定位。还可以设想的是，具有不同直径的两个或更多个管状磁体区段同心地布置在第一磁体的旋转对称轴线上的基本上相同的位置处。优选地，多个管状磁体区段经由专用的电桥或导线电连接。这种电桥或导线可以包括高导电金属，比如金、铜或铝，也可以包括超导材料。

在磁共振成像设备的另一实施方式中，第二磁体包括多个磁体区段，其中，每个磁体区段包括磁场轴线，并且其中，多个磁体区段的磁场轴线平行于第二磁体的磁场轴线定向。

在提供沿着第一磁体的磁场轴线布置的多个磁体区段时，成像体积内的磁场的特性可以有利地适用于特定的成像应用。例如，多个磁体区段可以布置成使得第一磁体与第二磁体之间的磁场的位置、磁场强度和/或磁场均匀性被优化以用于对患者的眼睛区域或牙齿区域进行成像。

根据本发明的磁共振成像设备的一个实施方式，每个磁体区段包括管状形状，其中，多个磁体区段中的至少第一磁体区段的直径不同于多个磁体区段中的至少第二磁体区段的直径。还可以设想的是，至少第三磁体区段、至少第四磁体区段或至少第五磁体区段的直径不同于第一磁体区段、第二磁体区段和/或其他磁体区段的直径。在一个实施方式中，多个磁体区段中的每个磁体区段具有不同的直径。然而，还可以设想的是，多个磁体区段中的两个、三个、四个或更多个磁体区段具有相同的直径。

多个磁体区段中的每个磁体区段的磁场轴线沿着第一磁体的磁场轴线定位成使得第一磁体的整体形状对应于锥形、截头锥形、盘形、圆柱形或其序列。每个磁体区段的磁场轴线可以对应于每个磁体区段的旋转对称轴线。然而，由于磁体区段包括盘绕的导线，所以磁体区段并且因此第一磁体可能不是完全地旋转对称的。第一磁体的总体形状可以由周向地包围第一磁体的多个磁体区段的虚拟的包络面的形状或者虚拟的包络曲线的形状来表征。

在一个示例中，第一磁体可以包括具有多个管状磁体区段的超导磁体。每个管状磁体区段可以包括以提供管状形状的方式盘绕的导线。多个管状磁体区段中的若干个管状磁体区段可以沿着第一磁体的旋转对称轴线布置成使得所述若干个管状磁体区段的直径在一个方向上增大或减小，从而提供锥形或截头锥形的总体形状。在另一示例中，在一个方向上以直径减小的方式布置的多个管状磁体区段之后可以是在所述方向上直径增加的多个管状磁体区段，从而提供盘形或沙漏形的整体形状。当然，第一磁体的任意形状可以通过具有不同直径或一致直径的管状磁体区段的适当排列来提供。

经由多个磁体区段沿着第一磁体的磁场轴线的适当排列，成像体积的位置和/或形状可以有利地适于匹配目标解剖结构，比如患者的前列腺或心脏。因此，与常规的磁共振成像设备相比，可以提供专用的磁共振成像设备，专用的磁共振成像设备使得能够实现目标解剖结构的定制的覆盖范围且同时增强可进入性和/或开放性。此外，与常规的设备相比，这种专用的磁共振成像设备的尺寸和/或系统成本会降低。

根据磁共振成像设备的另一实施方式，第一磁体和/或第二磁体包括下述各者中的至少两者的组合：

·永磁体，

·电磁体，

·高温超导导线，

·低温超导导线和/或

·感应磁体。

在优选的实施方式中，第一磁体或第二磁体包括上述的磁体中的至少两者的组合。还可以设想的是，第一磁体和第二磁体各自包括上述的磁体中的至少两者的组合。低温超导导线可以在大约4K的温度处具有超导特性，然而高温超导材料可以在30K至90K的温度范围内具有超导特性。高温超导体或具有高温超导特性的材料的示例有钡铜氧化物(例如YBCO、ReBCO)、钙铜氧化物(例如BSCCO)以及掺杂的富勒烯化合物(例如Cs₂RbC₆₀)、二硼化镁等。在一个实施方式中，超导磁体的一个或更多个管状磁体区段可以沿着第二磁体的旋转对称轴线布置成使得所述一个或更多个管状磁体区段沿着旋转对称轴线的至少一部分而至少部分地包围永磁体、电磁体或感应磁体。在另一示例中，第一磁体包括螺线管电磁体或超导磁体，所述螺线管电磁体或超导磁体沿着第一磁体的旋转对称轴线的至少一部分周向地包围永磁体。可以设想的是，永磁体、电磁体、感应磁体或超导磁体充当杂散场容纳单元，杂散场容纳单元构造成以预定方式使场生成单元的磁杂散场对准或对场生成单元的磁杂散场进行修改。感应磁体可以是铁磁极，该铁磁体在另一磁体存在的情况下被磁化。当然，也可以设想上述磁体类型的其他组合和/或布置。

在使用不同类型的磁体的组合和/或布置时，磁场的特性可以有利地针对特定的成像应用进行优化。优化的磁场可以减少磁共振成像设备的成本，还可以改善图像质量、图像获取持续时间和/或患者体验。

根据磁共振成像设备的另一实施方式，第一磁体包括超导磁体，并且第二磁体包括超导磁体，其中，磁共振成像设备包括下述各者中的一者：

·连接至第一磁体和第二磁体的组合的低温恒温器，或

·连接至第一磁体的第一低温恒温器以及连接至第二磁体的第二低温恒温器。

低温恒温器可以包括与第一磁体和/或第二磁体热耦合的冷却剂。第一磁体和第二磁体可以包括高温超导材料和/或低温超导材料，所述高温超导材料和/或低温超导材料可以经由低温恒温器在相应的温度处冷却。低温恒温器可以是构造成在第一磁体和/或第二磁体的超导温度处储存或保存冷却剂的任何种类的容器。低温恒温器可以包括热绝缘件，热绝缘件构造成减少来自磁共振成像设备的部件和/或磁共振成像设备的环境的热能量的输入。在优选的实施方式中，低温恒温器容纳具有低沸点的流体，比如氩、氮、氖、氦等。可以设想的是，低温恒温器还包括构造成维持低温恒温器中的冷却剂的预定温度的脉冲管制冷机、吉福德-麦克马洪制冷机、斯特林低温冷却机、焦耳-汤姆逊冷却器等。

可以设想的是，第一磁体和第二磁体连接至组合的低温恒温器。为此目的，组合的低温恒温器的部分可以包含第一磁体的至少一部分以及第二磁体的至少一部分。然而，承载第一磁体和第二磁体的支撑结构也可以包括流体通道，流体通道构造成导引冷却剂并使得冷却剂与第一磁体和/或第二磁体的超导导线之间能够进行热交换。冷却剂可以经由压缩机或类似的设备被输送通过流体通道。

在一个实施方式中，第一磁体可以连接至第一低温恒温器，并且第二磁体可以连接至第二低温恒温器。可以设想的是，第一磁体包括低温超导磁体，而第二磁体包括高温超导磁体，因此需要不同的温度水平以及经由第一低温恒温器和第二低温恒温器的相应的冷却剂的分离。然而，冷却剂也可以穿过第一磁体的流体通道，并且随后穿过第二磁体的流体通道。因此，在穿过具有更高的超导温度的高温超导磁体之前，冷却剂的温度水平可以从低温超导磁体的超导温度增加。在这种情况下，组合的低温恒温器可能足以充分地冷却第一磁体和第二磁体两者。

在提供用于使用组合的低温恒温器或者第一低温恒温器和第二低温恒温器来对第一磁体和第二磁体进行冷却的适合的构思时，与常规的磁共振成像设备相比，冷却设备的空间要求以及/或者与磁共振成像设备的冷却相关联的能量成本可以有利地降低。

根据另一实施方式，本发明的磁共振成像设备包括支撑结构，支撑结构构造成用于向场生成单元提供结构支撑，其中，支撑结构包括定位单元，定位单元构造成在至少一个空间方向上对场生成单元的位置和/或取向进行调整。

定位单元可以构造成使磁共振设备沿着笛卡尔坐标系的一个轴线或两个垂直的轴线定位。优选地，定位单元构造成使磁共振成像设备沿着笛卡尔坐标系的三个垂直轴线定位。例如，定位单元可以包括构造成沿着预定的轨迹输送磁共振成像设备的轨道系统和/或伸缩系统。定位单元还可以包括构造成用于对磁共振成像设备的取向进行调整的铰链和/或可移动接头。例如，磁共振成像设备可以经由定位单元相对于患者的诊断相关的身体区域进行定位和/或定向。当磁共振成像设备相对于患者进行定位和/或定向时，患者可以以预定的姿势(比如卧姿、坐姿或站姿)休息。磁共振成像设备的位置和/或取向的调整可以包括调整成像体积的位置以覆盖诊断相关的身体区域的至少一部分。患者还可以被置于患者定位设备上，该患者定位设备构造成用于将患者定位在相对于磁共振成像设备的期望的取向上。

在一个实施方式中，磁共振成像设备构造为移动单元，其中，支撑结构和/或定位单元构造成使得能够调整磁共振成像设备的位置和/或取向，并且其中，支撑结构和/或定位单元从磁共振成像设备定位在其中的检查室中分离。移动单元可以包括轮以及/或者能够对磁共振成像设备的位置和/或取向进行调整的其他装置。可以设想的是，轮机械地连接至支撑结构以及/或者表示定位单元的至少一部分，该定位单元构造成在至少一个空间方向上对场生成单元的位置和/或取向进行调整。检查室可以是医院中的专用的空间或者构造成用于执行磁共振测量的任何种类的厅或室。

在提供定位单元时，磁共振成像设备的成像体积可以有利地适用于不能移动的或移动受限制的患者的身体区域的位置。通过场生成单元的不对称的布置为操纵患者和/或磁共振成像设备提供了更多空间，从而有利地促进了将成像体积与患者的诊断相关的身体区域相匹配的过程。

在本发明的磁共振成像设备的另一实施方式中，第一磁体和/或第二磁体包括指向成像体积的极面，其中，第一磁体和/或第二磁体的指向成像体积的极面包括非平面的表面。

极面可以由第一磁体和/或第二磁体的终止表面来表征。可以设想的是，第一磁体和/或第二磁体的极面处的磁场强度特别高。极面也可以表示第一磁体和/或第二磁体的指向成像体积或远离成像体积的侧面。在永磁体的情况下，极面可以是北极和/或南极的终止表面。在包括盘绕导线的磁体的情况下，极面可以涉及周向地包围磁体的假想的膜的表面、假想的包络面或假想的包络曲面的表面。例如，超导磁体的管状磁体区段可以在其管状形状的每个端部处包括平面的圆形的极面。然而，在将具有不同直径的多个管状磁体区段沿着公共的旋转对称轴线堆叠或串在一起时，周向地包围多个管状磁体区段的假想的包络曲面可以包括具有弯曲表面的极面。极面的曲率或形状可以与管状磁体区段的序列以及管状磁体区段的各自的直径相关。极面的非平面的表面可以通过极面的弯曲的、拱形的、凹陷的和/或凸起的表面来表征。

在一个实施方式中，第一磁体和/或第二磁体的指向成像体积的极面包括锥形、截头锥形或半球体的形状。

在另一实施方式中，第一磁体的指向成像体积的极面和/或第二磁体的指向成像体积的极面包括具有不规则或复杂的三维形状的凸起和/或凹陷部。可以设想的是，极面的非平面的表面成形为使得与平面的极面相比，增强了对成像体积的可进入性。

在优选的实施方式中，第一磁体和/或第二磁体的指向成像体积的极面的非平面的表面包括切口和/或凹陷部，所述切口和/或凹陷部构造成容纳患者的位于第一磁体与第二磁体之间的间隙中的身体部分。

在提供具有非平面的表面的第一磁体和/或第二磁体时，会有利地增强对第一磁体与第二磁体之间的成像体积的可进入性。因此，可以便于将患者的身体区域定位在成像体积内。例如，磁共振成像设备可以是专用的牙齿扫描仪。因此，当患者的头部区域定位在第一磁体与第二磁体之间时，非平面的表面可以成形为有利地容纳患者肩部的锥形。此外，在提供具有构造成容纳患者的身体部分的切口和/或凹陷部的极面时，第一磁体与第二磁体之间的距离可以有利地减小，使得对患者的损害较小。因此，成像体积中的磁场强度和/或磁场均匀性可以有利地增加。

在优选的实施方式中，本发明的磁共振成像设备还包括杂散场容纳单元，所述杂散场容纳单元构造成使场生成单元的磁杂散场对准，使得成像体积的中心中的磁场强度和/或磁场均匀性增加，其中，杂散场容纳单元包括下述各者中的至少一者：

·背板，该背板附接至第一磁体以及/或者附接至第二磁体，其中，背板包括铁磁材料，并且其中，背板附接至第一磁体和/或第二磁体的背向成像体积的极面，

·轭，该轭附接至第一磁体和第二磁体，其中，轭包括铁磁材料，

·屏蔽线圈，该屏蔽线圈附接至第一磁体和/或第二磁体，其中，屏蔽线圈包括圆形形状，并且其中，屏蔽线圈的中心沿着由第一磁体和/或第二磁体在成像体积的中心的方向上的投影的质心限定的轨迹定位。

铁磁材料的示例有铁、钴、镍，还有镧系元素、钆等。铁磁材料可以作为固体材料或流体使用。例如，背板和/或轭可以由铁或铁合金制成。

轭可以表示支撑结构或支撑结构的至少一部分。因此，轭可以向场生成单元提供结构支撑，并保持第一磁体与第二磁体之间的预定距离。特别地，轭可以构造成抵消第一磁体与第二磁体之间的磁吸引力。可以设想的是，轭附接至第一磁体和第二磁体的背向成像体积的极面。轭可以包括基本上C形或U形的臂或柱，以避免横过或限制成像体积附近的自由体积。轭的臂或柱可以包括围绕第一磁体和第二磁体均匀地分布的一个或更多个单独的元件。然而，臂或柱的一个或更多个单独的元件也可以分布在场生成单元的一侧上。

背板附接至第一磁体和/或第二磁体的背向成像体积的侧面或极面。优选地，背板沿着第一磁体和/或第二磁体的旋转对称轴线居中。背板也可以沿着第一磁体和/或第二磁体的磁场轴线居中。可以设想的是，背板的轴向横截面与第一磁体和/或第二磁体的轴向横截面相匹配。背板和/或轭也可以包括铁磁性流体，比如溶液、悬浮液或乳液中的铁磁性纳米颗粒。在这种情况下，铁磁性流体可以被封装在背板和/或轭内的专用容器或通道中。

屏蔽线圈可以包括电阻性导线，该电阻性导线包括高导电金属，比如金、铜或铝。然而，屏蔽线圈也可以包括超导材料，比如高温超导体或低温超导体。屏蔽线圈可以由第一磁体和/或第二磁体承载。例如，屏蔽线圈可以机械地附接至第一磁体和/或第二磁体。优选地，基本上圆形的屏蔽线圈的中心沿着第一磁体和/或第二磁体的旋转对称轴线定位。

在一个实施方式中，第一磁体包括第一屏蔽线圈，并且第二磁体包括第二屏蔽线圈。在另一示例中，第一磁体包括铁背板，而第二磁体包括屏蔽线圈。在又一示例中，第一磁体和第二磁体由铁轭承载。然而，第一磁体和/或第二磁体仍然可以包括屏蔽线圈，以用于磁杂散场的更好的对准。当然，可以设想第一磁体、第二磁体和杂散场容纳单元的其他组合和/或布置。

在提供根据上述实施方式的杂散场容纳单元时，磁杂散场的对准可以有利地实现，而不限制或损害成像体积的可进入性。作为另一优点，成像体积内的磁场的特性可以有利地改善。此外，连接第一磁体和第二磁体的轭可以有利地用于磁场通量优化，而且提供机械支撑、振动阻尼、热桥和/或与低温恒温器的连接。

根据本发明的磁共振成像设备的另一实施方式，场生成单元包括具有至少一个梯度线圈的梯度场系统，所述至少一个梯度线圈用于生成至少一个磁梯度场，其中，第一磁体和/或第二磁体包括指向成像体积的极面，并且其中，梯度系统的至少一个梯度线圈如下述：

·定位在第一磁体和/或第二磁体的指向成像体积的极面附近，以及/或者

·至少部分地凹入到第一磁体和/或第二磁体的指向成像体积的极面中。

优选地，至少一个梯度线圈定位在第一磁体的指向成像体积的极面上，从而覆盖所述极面的至少一部分。特别地，至少一个梯度线圈的表面可以基本上与指向成像体积的磁极面的非平面的表面相匹配。然而，还可以设想的是，第一磁体的指向成像体积的极面包括凹陷部或切口，至少一个梯度线圈定位在所述凹陷部或切口中。因此，至少一个梯度线圈可以至少部分地凹入到第一磁体的所述极面中。

在一个实施方式中，第二磁体可以包括第二梯度线圈。类似于所述至少一个梯度线圈，第二梯度线圈可以覆盖第二磁体的指向成像体积的极面。还可以设想的是，第二梯度线圈至少部分地凹入到第二磁体的所述极面中以及/或者与第二磁体的所述极面的非平面的表面匹配。

磁共振成像设备还可以包括第三梯度线圈。第三梯度线圈可以由第一磁体和/或第二磁体承载。然而，第三梯度线圈也可以由支撑结构承载。在一个实施方式中，第三梯度线圈可以是射频系统的TRASE(发射阵列空间编码)线圈。这种TRASE线圈可以提供射频激励脉冲相位梯度，而不是由第一磁体和第二磁体提供的静态梯度场。TRASE线圈可以例如由第一磁体、第二磁体和/或支撑结构承载。

在磁共振成像设备的又一实施方式中，第三梯度线圈被省去。在这种情况下，可以经由通过第一磁体和第二磁体生成的预定的磁场梯度来提供在一个空间方向上的空间编码。

在将至少一个梯度线圈定位在第一磁体和/或第二磁体的指向成像体积的极面上时，可以有利地提供梯度系统的空间有效的布置。

根据本发明的磁共振成像设备的另一实施方式，第一磁体和第二磁体布置成使得限定通向成像体积的通路的角度超过60°、75°、90°或105°，其中，所述角度由成像体积的中心、第一磁体和第二磁体围成。

限定通向成像体积的通路的角度可以由第一磁体的穿过成像体积的中心的第一切线以及第二磁体的穿过成像体积的中心的第二切线构成，不包括第一磁体和第二磁体的旋转对称轴线。第一切线和第二切线可以位于平行于第一磁体和/或第二磁体的旋转对称轴线定向的公共平面中。

在优选的实施方式中，限定通向成像体积的通路的角度超过75°、90°或105°。可以通过减小第一磁体和/或第二磁体的尺寸来增大该角度。还可以设想的是，可以通过提供具有如上所述的非平面的极面的第一磁体和/或第二磁体来实现增大该角度。

由于场生成单元的不对称布置，与常规的C型磁共振成像设备相比，本发明的磁共振成像设备可以包括由成像体积的中心、第一磁体和第二磁体围成的增大的角度，从而改善了成像体积的可进入性。例如，患者的肢体的磁共振成像检查可能需要将患者的主体置于成像体积外部。在增大由成像体积的中心、第一磁体和第二磁体围成的角度时，可以有助于在磁共振成像检查期间采取舒适的姿势。此外，特别是对于有运动损害或疼痛的患者，可以有利地便于进入第一磁体与第二磁体之间的空间。

根据本发明的磁共振成像设备的一个实施方式，成像体积的中心与第二磁体的指向成像体积的极面上的最近点之间的第二距离超过成像体积的中心与第一磁体的指向成像体积的极面上的最近点之间的第一距离，并且其中，第二距离与第一距离的比率范围在1.5与8之间。

第一磁体的指向成像体积的极面上的最近点可以定位在第一磁体的旋转对称轴线和/或磁场轴线上。同样地，第二磁体的指向成像体积的极面上的最近点可以沿着第二磁体的旋转对称轴线和/或磁场轴线定位。可以设想的是，第二磁体的旋转对称轴线和/或磁场轴线平行于第一磁体的旋转对称轴线和/或磁场轴线定向。在优选的实施方式中，第二磁体的旋转对称轴线与第一磁体的旋转对称轴线一致。因为第一磁体和第二磁体相对于成像体积不对称地布置，所以第二距离超过第一距离。优选地，第二距离超过第一距离至少1.5倍、至少2倍、至少3倍、至少4倍或更多倍。

当选择不对称的水平时，可以考虑成像体积的大小与第一磁体和第二磁体之间的位置之间的适当平衡。较大的成像体积通常更靠近第一磁体定位，而较小的体积通常可以设置在距第一磁体较大的距离处。因此，成像体积的尺寸以及/或者成像体积与第一磁体之间的距离可以经由第一磁体的尺寸和第二磁体的尺寸进行调整。

成像体积的尺寸和/或成像体积与第一磁体之间的距离可以由患者体内与诊断相关的身体区域的位置来限定。例如，第一距离可能必须超过患者的身体内的诊断相关的身体区域的深度。同时，第一磁体与第二磁体之间的距离可能必须超过需要置于第一磁体与第二磁体之间的身体部分的尺寸。

在提供第一磁体和第二磁体的不对称的布置时，与常规的C型磁共振成像设备相比，成像体积与第一磁体之间的距离可以减小。因此，相对于患者身体的主轴线偏心定位的身体区域，比如眼睛和/或牙齿，可以使用更紧凑的不对称的场生成单元来有利地成像。与常规的磁共振成像设备相比，在减小磁共振成像设备的整体尺寸时，系统成本可以有利地减小。

根据本发明的磁共振成像设备的一个实施方式，成像体积包括椭圆体、盘形、星形、多面体、圆环体或其组合的形状。

可以通过对第一磁体和/或第二磁体的尺寸和/或形状以及第一磁体与第二磁体之间的相对位置进行修改来调整成像体积的形状。在一个示例中，第一磁体包括具有指向成像体积的锥形形状的极面的超导磁体。可以经由超导磁体的多个管状磁体区段的布置和/或直径来对锥形形状的极面的长度和/或倾斜度进行调整。然而，也可以经由第二磁体以及磁场容纳单元的形状和/或位置来调整成像体积的形状。

在一个实施方式中，成像体积包括U形形状、C形形状或半圆环形的形状。具有这种形状的成像体积可以有利地与患者的牙齿区域、比如颚骨或牙弓相匹配。在另一实施方式中，成像体积包括椭圆体形状或卵形形状以包围患者的两只眼睛。在优选的实施方式中，成像体积的形状与专用的磁共振成像设备的目标解剖结构的形状相匹配。

在提供与目标解剖结构的形状相匹配的成像体积时，磁共振图像数据的获取可以有利地限于目标解剖结构，从而提高成像检查的效率。此外，与常规的磁共振成像设备相比，在提供具有匹配的成像体积的专用的磁共振成像设备时，磁共振成像设备的尺寸可以有利地减小。

根据本发明的磁共振成像设备的实施方式，第一磁体包括下述孔：该孔沿着第一磁体的旋转对称轴线指向，从而提供从第一磁体与第二磁体之间的自由体积穿过第一磁体的无阻碍的视野。

根据本发明的磁共振成像设备的替代性实施方式，第一磁体包括输出单元，其中，输出单元定位在第一磁体的指向成像体积的极面上，并且其中，输出单元包括显示器，该显示器在成像体积的方向上定向成使得：当患者适当地定位以在第一磁体与第二磁体之间的自由体积内进行成像检查时，患者的至少一只眼睛与输出单元的显示器对准。

优选地，显示器配置成在成像检查期间向患者提供视觉内容。视觉内容可以包括能够经由输出单元或检查室的专用的扬声器输出的视频和/或图像材料以及相关联的音频。在一个示例中，经由输出单元以及定位在第一磁体的背离成像体积的背侧部上的照相机来模拟穿过第一磁体的自由视野。为此目的，输出单元的显示器的输出可以包括由定位在第一磁体的背侧部上的相机捕获的视频信号。因此，可以给患者留下能够穿过第一磁体观看的印象。然而，可以提供其他合适的视觉内容以娱乐患者、告知患者以及/或者使患者放松。输出单元和/或第一磁体可以包括机械框架，该机械框架构造成使患者的头部停在预定的位置和/或取向。还可以设想的是，输出单元至少部分地凹入到第一磁体的指向成像体积的极面中。

在提供具有沿着旋转对称轴线的孔的第一磁体或输出单元时，位于第一磁体与第二磁体之间的患者可以有利地保持与位于第一磁体后面的家庭成员和/或医务人员的视觉接触。此外，特别是在幽闭恐惧症患者和/或儿童的情况下，可以通过经由输出单元提供娱乐性或信息性的内容来分散患者对成像检查的注意力，从而降低成像检查中止的风险。

用于使用根据上述磁共振成像设备的实施方式的磁共振成像设备来获取患者的诊断相关的身体区域的图像的本发明的方法包括以下步骤：

·将患者的诊断相关的身体区域中的至少一部分与成像体积对准，

·执行第一磁共振测量以从诊断相关的身体区域获取第一磁共振图像数据，

·经由磁共振成像设备和/或患者定位设备的旋转来对磁共振成像设备和患者的相对位置和/或取向进行调整，

·执行第二磁共振测量以从诊断相关的身体区域获取第二磁共振图像数据，

·根据第一磁共振图像数据和第二磁共振图像数据对患者的诊断相关的身体区域的图像进行重建，

·将患者的诊断相关的身体区域的图像输出。

将患者的诊断相关的身体区域的至少一部分与成像体积对准可以包括将磁共振成像设备和/或患者定位设备的位置和/或取向调整成使得将诊断相关的身体区域的至少一部分定位在第一磁体与第二磁体之间的成像体积内(或被成像体积覆盖)。由于第一磁体和第二磁体不对称地布置，所以诊断相关的身体区域的一部分可以定位成距第一磁体比距第二磁体更近。患者的诊断相关的身体区域可以是颌区域、眼睛区域、前列腺、心脏等。然而，也可以设想其他的身体区域。

执行第一磁共振测量包括从诊断相关的身体区域的被成像体积覆盖的部分获取第一磁共振图像数据。

对磁共振成像设备和患者的相对位置和/或取向进行调整可以包括经由定位单元使磁共振成像设备围绕患者旋转。还可以设想的是，患者经由患者定位单元旋转。在优选的实施方式中，患者定位设备包括用于患者就坐的椅子或者用于患者以基本上直立的姿势倚靠的站立辅助器。患者定位设备可以包括调整装置，调整装置用于对患者相对于磁共振成像设备的取向和/或空间位置进行调整。使磁共振成像设备和/或患者定位设备旋转可以致使成像体积相对于诊断相关的身体区域沿着基本上圆形的或弯曲的轨迹移动，从而覆盖诊断相关的身体区域的至少另一部分。磁共振成像设备和/或患者的旋转可能涉及不连续的或准连续的运动。

执行第二磁共振测量包括从诊断相关的身体区域的另一部分获取第二磁共振图像数据。当执行第二磁共振测量时，磁共振成像设备的成像体积可能已经覆盖了诊断相关的身体区域的另一部分或者沿着基本上圆形的或弯曲的轨迹移动。可以设想的是，以类似的方式执行至少第三磁共振测量、至少第四磁共振测量、至少第五磁共振测量或者甚至更多的磁共振测量，以从患者的诊断相关的身体区域的多个部分获取磁共振图像数据。

根据第一磁共振图像数据和第二磁共振图像数据对诊断相关的身体区域的图像进行重建。在优选的实施方式中，根据从患者的诊断相关的身体区域的多个部分获取的磁共振图像数据对诊断相关的身体区域的图像进行重建。在一个示例中，对诊断相关的身体区域的图像进行重建可以包括根据第一磁共振图像数据重建第一图像，以及根据第二磁共振图像数据重建第二图像。可以通过将第一图像和第二图像拼接在一起来创建诊断相关的身体区域的图像。然而，也可以设想的是，在从图像空间对诊断相关的身体区域的图像进行重建之前，在图像空间(k空间)中将第一磁共振图像数据和第二磁共振图像数据合并。当然，可以使用用于根据第一磁共振成像数据和第二磁共振图像数据对诊断相关的身体区域的图像进行重建的其他方法。

将患者的诊断相关的身体区域的图像输出可以包括将诊断相关的身体区域的图像保存在磁共振成像设备的存储单元、医疗信息系统和/或云上。然而，还可以设想的是，将诊断相关的身体区域的图像经由磁共振成像设备的输出单元输出。

在使用本发明的方法时，可以有利地从超过本发明的磁共振成像设备的成像体积的体积来获取磁共振图像数据。

附图说明

可以从下面描述的实施方式和附图来认识本发明的其他优点和细节。附图示出了：

图1是本发明的磁共振成像设备的实施方式的示意性图示，

图2是本发明的磁共振成像设备的实施方式的示意性图示，

图3是本发明的磁共振成像设备的实施方式的示意性图示，

图4是本发明的磁共振成像设备的实施方式的图示，

图5是本发明的磁共振成像设备的实施方式的图示，

图6是本发明的磁共振成像设备的实施方式的图示，

图7是本发明的磁共振成像设备的实施方式的示意性图示，

图8是本发明的磁共振成像设备的实施方式的图示，

图9是本发明的方法的实施方式的流程图。

具体实施方式

图1描绘了本发明的磁共振成像设备10的示意性图示，磁共振成像设备10构造成对患者15的颌区域和/或眼睛区域执行磁共振成像检查。磁共振成像设备10用于对患者15的颌区域和/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还可以构造成对患者15执行心脏成像、乳房造影成像、神经成像、泌尿成像、矫形术成像、前列腺成像或其他身体区域的成像。对于这些成像应用，磁共振成像设备10的场生成单元12可以经由定位单元29相对于患者15的诊断相关的身体区域进行定位和/或定向。

磁共振成像设备10包括场生成单元12，场生成单元12具有第一磁体13和第二磁体14。在本示例中，第一磁体13和第二磁体14由支撑结构11承载，支撑结构11保持第一磁体13与第二磁体14之间的预定距离。支撑结构11也可以实施为铁轭18。第一磁体13与第二磁体14之间的自由体积表示图像获取区域17，图像获取区域17构造成接纳检查对象15，例如患者15的身体区域。图像获取区域17由场生成单元12在两个空间方向上限制。患者15可以借助于患者定位设备16而定位在图像获取区域17内。然而，磁共振成像设备10还可以包括定位单元29，定位单元29用于对场生成单元12相对于患者15的位置和/或取向进行调整。例如，定位单元29可以包括转动接头，该转动接头构造成使场生成单元12沿着旋转方向WX和/或旋转方向WY旋转。可以经由机械地连接至支撑结构11的适合的伸缩系统和/或轨道系统来对场生成单元12沿着Y方向和/或Z方向的位置进行调整。当然，支撑结构11和定位单元29的其他的实施方式是可设想到的。特别地，定位单元29还可以构造成使场生成单元12沿着X方向定位以及/或者使场生成单元12沿着WZ方向(未示出)旋转。

第一磁体13构造成在图像获取区域17中生成磁场，而第二磁体14可以主要构造成对由第一磁体13提供的磁场的特性进行增强。场生成单元12还包括具有至少一个梯度线圈28的梯度场系统27，所述至少一个梯度线圈28用于生成用于对在磁共振成像检查期间所获取的磁共振信号进行空间编码的磁梯度场。优选地，场生成单元12包括具有至少一个射频天线(未示出)的射频系统，所述至少一个射频天线构造成在图像获取区域17中发射射频激励脉冲。所述至少一个射频天线还可以构造成从图像获取区域17、特别是从成像体积30接收磁共振信号。所述至少一个射频天线也可以构造为局部线圈。

为了对场生成单元12以及至少一个射频天线进行控制，磁共振成像设备10包括控制单元20。控制单元20构造成控制磁共振成像设备10以执行成像检查。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。还可以设想的是，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可以包括处理单元24，处理单元24配置成对磁共振图像数据的获取和/或从成像体积30获取的磁共振图像数据的重建进行协调。可以设想的是，处理单元24还配置成评估数据并处理数据，比如磁共振信号和/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，比如CPU、GPU等。还可以设想的是，控制单元20和/或处理单元24包括存储器和/或内部储存装置，比如RAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、闪存存储器以及HDD、SSD等。

控制信心比如成像参数和/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测器，所述至少一个监测器配置成向磁共振成像设备10的操作者显示经由磁共振成像设备10所获取的控制信息和/或图像。磁共振成像设备10还可以包括输入单元26，输入单元26配置成接收由操作者在成像检查期间输入的信息和/或参数。

所图示的磁共振成像设备10当然可以包括磁共振成像设备10通常包含的其他部件。磁共振成像设备10的一般的操作模式对于技术人员来说是众所周知的。因此，对一般的部件或者成像检查的顺序的进一步描述被认为是不必要的。

图2示出了本发明的磁共振成像设备10的实施方式的截面图。在本示例中，限定通向成像体积30的通路的角度33由成像体积的中心31、第一磁体13和第二磁体14围成。角度33由第一磁体13的穿过成像体积的中心31的第一切线41以及第二磁体14的穿过成像体积的中心31的第二切线42构成。角度33不包括由第一磁体13在成像体积30的方向上的投影的质心的轨迹所限定的轴线32。轴线32可以对应于磁共振成像设备10的旋转对称轴线。在优选的实施方式中，角度33超过60°、75°、90°或105°。可以通过减小第一磁体13和/或第二磁体14的尺寸来增大角度33。然而，也可以设想的是，增大角度33可以通过提供具有如图7中所示出的非平面的极面的第一磁体13和/或第二磁体14来实现。

在所描绘的实施方式中，第二磁体14的梯度线圈28b定位在第二磁体14的指向成像体积30的极面上，使得梯度线圈28b从该极面突出。相反地，第一磁体13的梯度线圈28a凹入到第一磁体13的指向成像体积30的极面中。磁共振成像设备可以包括未在图2中描绘出的至少第三梯度线圈28。

在图3中，磁共振成像设备10构造成对患者15的前列腺执行成像检查。患者定位设备16可以是构造成容纳处于侧卧姿势的患者15的患者床。第一磁体13和第二磁体14相对于成像体积30的不对称布置可以便于将患者15定位在图像获取区域17中，尤其对于残疾和/或超重的患者15。由于通过磁共振成像设备10提供的成像体积30的增强的可进入性，便于对成像体积30和患者15的前列腺的相对位置进行调整。还可以设想的是，与常规的磁共振成像设备或C型磁共振成像设备相比，局部线圈(比如直肠内线圈或表面线圈)的放置是容易的。

图4示出了磁共振成像设备10的另一实施方式。在本示例中，第一磁体13包括具有多个管状磁体区段34的超导磁体。相反地，第二磁体14包括永磁体。第二磁体14的指向成像体积30的极面的形状呈截头锥形。第一磁体13的指向成像体积30的极面的形状呈锥形，这是因为管状磁体区段34的直径在成像体积30的方向上减小。管状磁体区段34的磁场轴线沿着第一磁体13的磁场轴线定向。在所示出的示例中，第一磁体13包括旋转对称轴线32。管状磁体区段34平行定向，并且每个管状磁体区段34的旋转对称轴线定位在第一磁体13的旋转对称轴线32上。

在本示例中，磁共振成像设备10还包括铁轭18。铁轭18连接至第一磁体13和第二磁体14的远离成像体积30定向的极面。为了提高可视性，铁轭18与第一磁体13的连接在图4中未示出。

磁共振成像设备10还包括至少一个梯度线圈28，所述至少一个梯度线圈28凹入到第二磁体14的指向成像体积30的极面中。所述至少一个梯度线圈28嵌入到所述极面的截头体形状部段中，使得提供了基本上平坦的表面。然而，所述至少一个梯度线圈也可以包括非平面的表面以及/或者从第二磁体14的指向成像体积30的极面突出。第一磁体13和第二磁体14的成形的极面增加了患者15对成像体积30的可进入性。例如，患者15可以容易地从两个垂直的空间方向、比如X方向和Y方向进入成像体积30。同时，成像体积30由场生成单元12在沿着Z方向朝向第一磁体13定向的第一方向上和沿着Z方向朝向第二磁体14定向的第二方向上限制。此外，当患者15的颌区域定位在成像体积30内时，第一磁体13和第二磁体14的成形的极面防止与患者15的肩部(未示出)发生碰撞。

第二磁体14的截头锥形部段可以是构成第二磁体14的永磁体的渐缩端部件。然而，还可以设想的是，截头锥形部段由连接或安装至第二磁体14的感应磁体、优选地铁构成。

图5示出了本发明的磁共振成像设备10的另一实施方式。在本示例中，第二磁体14是连接至铁轭18的铁磁极。由于铁磁极相对于第一磁体13的磁场的定位，铁磁极充当感应磁体。铁轭18连接至背板36，背板36覆盖第一磁体14的背向成像体积30的极面。可以设想的是，与具有相似尺寸的永磁体相比，铁磁极增加了成像体积的中心31中的磁场强度和/或磁场均匀性。使用小的铁磁极还可以增加对成像体积30的可进入性。

图6示出了本发明的磁共振成像设备10的实施方式，其中，第二磁体14包括屏蔽线圈35。根据图5中所显示的实施方式，第一磁体13包括作为磁杂散场容纳单元的背板36。然而，也由铁磁极构成的第二磁体14包括作为杂散场容纳单元的屏蔽线圈35。屏蔽线圈35可以附接至第二磁体14(未示出)，使得屏蔽线圈35的基本上圆形的导线的中心沿着第二磁体14的旋转对称轴线或第二磁体14在成像体积30的方向上的投影的质心的轨迹定位。如图6中所描绘的，屏蔽线圈35和背板36的使用可以改善由第一磁体13提供的磁场的特性、比如磁场均匀性。可以设想的是，图6中所示出的磁共振成像设备10还包括支撑结构11，以向第一磁体13和第二磁体14提供结构支撑。

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和第二磁体14两者均包括超导磁体。磁共振成像设备10还包括旋转对称轴线32，旋转对称轴线32与第一磁体13在成像体积30的方向上的投影的质心的轨迹一致。

在所描绘的示例中，成像体积30包括基本上球形的形状。然而，成像体积30也可以包括不同的形状，比如卵形形状、椭圆体形状、盘形形状、星形形状或多面体形状。

患者15的上身在第一磁体13与第二磁体14之间定位成使得患者15的颌区域的位置与成像体积30的位置一致。第二磁体14的指向成像体积30的极面可以在成像检查期间容纳患者15的背部或肩部，从而增加患者的舒适度以及成像体积30的可进入性。在本实施方式中，通过使第二磁体14的指向成像体积30的极面渐缩，限定成像体积30的可进入性的角度33(见图2)增大。

第一磁体13和第二磁体14的超导磁体两者包括沿着旋转对称轴线32平行地定向的多个管状磁体区段34a和管状磁体区段34b。第二磁体14的管状磁体区段34b的直径在成像体积30的方向上减小，从而提供锥形形状的极面。第一磁体13的管状磁体区段34a布置成使得第一组管状磁体区段的直径在背离成像体积30的方向上减小。第一组管状磁体区段由距成像体积30更远距离的具有较大直径的第二组管状磁体区段排列。超导磁体的整体形状因此可以对应于由短的筒形部段排列的截头锥形。第一磁体13的指向成像体积30的极面包括平面表面。第一磁体13和第二磁体14的这种布置可能特别适合于容纳处于站立或直立姿势的患者15。

第一磁体13还可以包括沿着旋转对称轴线32的孔37，以使患者15能够观察第一磁体13后面的区域。然而，也可以设想的是，具有显示器的输出单元(未示出)凹入到第一磁体13的指向成像体积30的极面中。输出单元的显示器可以向患者15提供娱乐性或信息性的视觉内容和/或定位在第一磁体13背侧部上的照相机(未示出)的视频流。

图8示出了本发明的磁共振成像设备10的另一实施方式，该磁共振成像设备10包括作为第二磁体14的永磁体以及作为第一磁体13的超导磁体。在本示例中，第一磁体13包括超导导线的线圈，其中，与较深颜色部段相比，第一磁体13的较浅颜色部段可以对应于反向的线圈。成像体积30可以定位在第一磁体13附近。在用于眼科成像的专用的磁共振成像设备10的情况下，指向成像体积30的极面与成像体积的中心31之间的距离可以基本上对应于患者15的鼻梢与眼睛的中心之间的距离。成像体积30可以呈如图8中所示出的球形，或者呈椭圆形。还可以设想的是，成像体积30包括椭圆体、盘形、星形、多面体、圆环面或其组合的形状。

第二磁体14的旋转对称轴线可以与第一磁体13的旋转对称轴线32一致。然而，也可以设想的是，第二磁体14的旋转对称轴线相对于第一磁体13的旋转对称轴线以平行的方式移位。在另一实施方式中，第二磁体14的旋转对称轴线相对于第一磁体13的旋转对称轴线32成角度。

图9示出了用于使用根据上述实施方式的磁共振成像设备10来获取患者15的诊断相关的身体区域的图像的本发明的方法的流程图。

在步骤S1中，将患者15的诊断相关的身体区域的至少一部分与成像体积30对准。将患者15的诊断相关的身体区域与成像体积30对准可以包括经由如图1或图3中所示出的患者定位设备16对患者15的位置和/或取向进行调整。可以自动地、半自动地或手动地执行对患者15的定位和/或定向。在优选的实施方式中，将患者15的诊断相关的身体区域与成像体积30对准包括经由定位单元29和/或支撑结构11对磁共振成像设备10的位置和/或取向进行调整。还可以设想的是，经由患者定位设备16来实现对患者15的诊断相关的身体区域与成像体积30的第一对准(例如粗略对准)，并且经由磁共振成像设备10的定位单元来实现对患者15的诊断相关的身体区域与成像体积30的第二对准(例如微调)，或者反之亦然。将成像体积30与诊断相关的身体区域对准可以包括将成像体积30的位置调节成与患者15的诊断相关的身体区域的至少一部分的位置相匹配。

可以设想的是，患者15的诊断相关的身体区域大于磁共振成像设备10的成像体积30。因此，在将患者15的诊断相关的身体区域与成像体积30对准之后，患者15的诊断相关的身体区域中的仅一部分可以被成像体积30覆盖。

由于场产生单元12的不对称布置，可以通过将患者面向第一磁体13或第二磁体14地放置在第一磁体13与第二磁体14之间的间隙中来对患者15的某些诊断相关的身体区域进行评估。

在步骤S2中，执行第一磁共振测量以从诊断相关的身体区域获取第一磁共振图像数据。磁共振测量可以包括任意的成像序列，比如UTE(超短回波时间)、ZTE(零回波时间)、TSE(涡轮自旋回波)、GRE(梯度回波)序列或者适于对患者15的诊断相关的身体区域执行成像检查的任何其他已知的成像序列。可以将第一磁共振图像数据限制于患者15的诊断相关的身体区域的由磁共振成像设备10的成像体积30所覆盖的部分。

步骤S3包括经由磁共振成像设备10和/或患者定位设备16的旋转来对磁共振成像设备10和患者15的相对位置和/或取向进行调整。如上所述，可以将磁共振成像设备10和/或患者定位设备16的位置和/或取向调整成将诊断相关的身体区域的另一部分与成像体积30对准。在优选的实施方式中，第一磁体13和第二磁体14围绕患者15旋转，使得成像体积30覆盖患者15的诊断相关的身体区域的不同部分。诊断相关的身体区域的另一部分可以不包括诊断相关的身体区域的下述部分：已经从该部分获取了第一磁共振图像数据。然而，诊断相关的身体区域的另一部分也可以包括诊断相关的身体区域的下述至少一部分：已经从所述至少一部分获取了第一磁共振图像数据。

在步骤S4中，执行第二磁共振测量，以从诊断相关的身体区域获取第二磁共振图像数据。优选地，第二磁共振测量包括用于第一磁共振测量的相同类型的成像序列。根据步骤S3，可以将第二磁共振图像数据限制于诊断相关的身体区域的由调整后的成像体积30覆盖的另一部分。然而，第二磁共振图像数据也可以包括诊断相关的身体区域的已经包含在第一磁共振图像数据中的部分。

在一个实施方式中，将步骤S3和步骤S4重复进行多次，每次通过对磁共振成像设备10和/或患者定位设备16的位置和/或取向进行调整来将诊断相关的身体区域的另一部分与成像体积30对准。优选地，将磁共振成像设备10相对于患者15旋转成使得成像体积的中心31沿着基本上圆形的或弯曲的轨迹定位。

在步骤S5中，根据第一磁共振图像数据和第二磁共振图像数据对患者15的诊断相关的身体区域的图像进行重建。例如，对诊断相关的身体区域的图像进行重建可以包括借助于处理单元24从第一磁共振图像数据重建第一图像以及从第二磁共振图像数据重建第二图像。然后，可以通过将第一图像和第二图像拼接在一起来创建诊断相关的身体区域的图像。还可以设想的是，第一图像和第二图像包括诊断相关的身体区域内的相同的解剖结构的部分。因此，解剖结构可以用于将第一图像与第二图像配准。然而，也可以设想的是，在对诊断相关的身体区域的图像进行重建之前，在图像空间(k空间)中将第一磁共振图像数据和第二磁共振图像数据合并。

可以设想的是，将成像体积30和诊断相关的身体区域的相对位置选择成使得获得覆盖诊断相关的身体区域的连续成像区域。例如，在颚骨和/或牙弓的情况下，成像区域可以依循U形或C形的形状，并且包括沿着U形或C形的轮廓定位的多个成像体积。与在单个位置或在对称的成像体积构型(例如，患者15在第一磁共振测量期间面向第一磁体13，并且在第二磁共振测量期间面向第二磁体14)中相比，通过随后在磁共振成像设备10相对于患者15的不同取向上获取诊断相关的身体区域的各部分的磁共振图像数据，可以覆盖患者15的较大体积。通过使磁共振成像设备10相对于患者15连续地旋转且同时获取磁共振图像数据，可以实现类似的效果。

在步骤S6中，将患者15的诊断相关的身体区域的图像输出。输出可以包括将诊断相关的身体区域的图像保存在磁共振成像设备10的存储单元、医疗信息系统和/或云上。然而，也可以将诊断相关的身体区域的图像经由输出单元25和/或定位在第一磁体13或第二磁体14的面向患者15的极面上的输出单元而输出至磁共振成像设备10的操作者。

上述实施方式被认为是示例。各个实施方式可以通过其他实施方式的特征来扩展。特别地，本发明方法的步骤的序列应被理解为示例性的。各个步骤也可以以不同的顺序执行，或者在时间上部分地或完全地重叠。

Claims (15)

1.一种磁共振成像设备，所述磁共振成像设备包括场生成单元，其中，所述场生成单元包括第一磁体和第二磁体，所述第一磁体和所述第二磁体在两个空间方向上限制所述磁共振成像设备的成像体积，并且其中，所述场生成单元配置成在所述成像体积内提供静态磁场，

其特征在于，所述第一磁体和所述第二磁体相对于所述成像体积不对称地布置，并且其中，所述第一磁体和所述第二磁体布置成使得沿着至少两个垂直的空间方向提供通向所述成像体积的通路，其中，通向所述成像体积的通路的方向相对于所述成像体积中的磁场的主磁场方向成角度。

2.根据权利要求1所述的磁共振成像设备，其中，所述第一磁体包括超导磁体，并且所述第二磁体包括永磁体或电磁体。

3.根据权利要求1或2所述的磁共振成像设备，其中，所述第一磁体包括多个磁体区段，其中，每个磁体区段包括磁场轴线，并且其中，所述多个磁体区段的所述磁场轴线平行于所述第一磁体的磁场轴线定向。

4.根据权利要求3所述的磁共振成像设备，其中，每个磁体区段包括管状形状，并且其中，

·所述多个磁体区段中的至少第一磁体区段的直径不同于所述多个磁体区段中的至少第二磁体区段的直径，并且

·所述多个磁体区段中的每个磁体区段的磁场轴线沿着所述第一磁体的所述磁场轴线定位，

以这种方式，使得所述第一磁体的整体形状对应于锥形、截头锥形、盘形、圆柱形或它们的序列。

5.根据权利要求1所述的磁共振成像设备，其中，所述第一磁体和/或所述第二磁体包括下述各者中的至少两者的组合：

·永磁体，

·电磁体，

·高温超导导线，

·低温超导导线和/或

·感应磁体。

6.根据前述权利要求中的一项所述的磁共振成像设备，其中，所述第一磁体包括超导磁体，并且所述第二磁体包括超导磁体，其中，所述磁共振成像设备包括下述各者中的一者：

·连接至所述第一磁体和所述第二磁体的组合的低温恒温器，或

·连接至所述第一磁体的第一低温恒温器以及连接至所述第二磁体的第二低温恒温器。

7.根据前述权利要求中的一项所述的磁共振成像设备，还包括支撑结构，所述支撑结构构造成用于向所述场生成单元提供结构支撑，其中，所述支撑结构包括定位单元，所述定位单元构造成在至少一个空间方向上对所述场生成单元的位置和/或取向进行调整。

8.根据前述权利要求中的一项所述的磁共振成像设备，其中，所述第一磁体和/或所述第二磁体包括指向所述成像体积的极面，其中，所述第一磁体和/或所述第二磁体的指向所述成像体积的所述极面包括非平面的表面。

9.根据权利要求8所述的磁共振成像设备，其中，所述第一磁体和/或所述第二磁体的指向所述成像体积的所述极面包括锥形、截头锥形或半球形的形状。

10.根据前述权利要求中的一项所述的磁共振成像设备，还包括杂散场容纳单元，所述杂散场容纳单元构造成使所述场生成单元的磁杂散场对准，使得所述成像体积的中心中的磁场强度和/或磁场均匀性增加，其中，所述杂散场容纳单元包括下述各者中的至少一者：

·背板，所述背板附接至所述第一磁体以及/或者附接至所述第二磁体，其中，所述背板包括铁磁材料，并且其中，所述背板附接至所述第一磁体和/或所述第二磁体的背向所述成像体积的极面，

·轭，所述轭附接至所述第一磁体和所述第二磁体，其中，所述轭包括铁磁材料，

·屏蔽线圈，所述屏蔽线圈附接至所述第一磁体和/或所述第二磁体，其中，所述屏蔽线圈包括圆形形状，并且其中，所述屏蔽线圈的中心沿着由所述第一磁体和/或所述第二磁体在所述成像体积的所述中心的方向上的投影的质心限定的轨迹定位。

11.根据前述权利要求中的一项所述的磁共振成像设备，其中，所述场生成单元包括具有至少一个梯度线圈的梯度场系统，所述至少一个梯度线圈用于生成至少一个磁梯度场，其中，所述第一磁体和/或所述第二磁体包括指向所述成像体积的极面，并且其中，所述梯度场系统的所述至少一个梯度线圈如下述：

·邻近所述第一磁体和/或所述第二磁体的指向所述成像体积的所述极面定位，以及/或者

·至少部分地凹入到所述第一磁体和/或所述第二磁体的指向所述成像体积的所述极面中。

12.根据前述权利要求中的一项所述的磁共振成像设备，其中，所述第一磁体和所述第二磁体布置成使得限定通向所述成像体积的通路的角度超过60°、75°、90°或105°，其中，所述角度由所述成像体积的中心、所述第一磁体和所述第二磁体围成。

13.根据权利要求12所述的磁共振成像设备，其中，所述成像体积的中心与所述第二磁体的指向所述成像体积的极面上的最近点之间的第二距离超过所述成像体积的中心与所述第一磁体的指向所述成像体积的极面上的最近点之间的第一距离，并且其中，所述第二距离与所述第一距离的比率范围在1.25与8之间。

14.根据前述权利要求中的一项所述的磁共振成像设备，其中，所述成像体积包括椭圆体、盘形、星形、多面体、圆环体或它们的组合的形状。

15.一种用于使用根据前述权利要求中的一项所述的磁共振成像设备来获取患者的诊断相关的身体区域的图像的方法，所述方法包括以下步骤：

·将所述患者的所述诊断相关的身体区域的至少一部分与所述成像体积对准(S1)，

·执行(S2)第一磁共振测量以从所述诊断相关的身体区域获取第一磁共振图像数据，

·经由所述磁共振成像设备和/或患者定位设备的旋转来对所述磁共振成像设备和所述患者的相对位置和/或取向进行调整(S3)，

·执行(S4)第二磁共振测量以从所述诊断相关的身体区域获取第二磁共振图像数据，

·根据所述第一磁共振图像数据和所述第二磁共振图像数据对所述患者的所述诊断相关的身体区域的图像进行重建(S5)，

·将所述患者的所述诊断相关的身体区域的所述图像输出(S6)。

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