带有铁辅助磁场梯度系统的磁共振成像系统技术方案

一个磁共振成像设备，包括主磁体（２０），其环绕检查区域（１８）并生成检查区域内的主磁场。磁场梯度系统（３０）被置于主磁体的外部。磁场梯度系统包括铁磁轭（３２），以及多个与铁磁轭磁耦合并有选择地生成铁磁轭内的磁通量的磁场梯度线圈（３４）。铁磁轭内的磁通量在检查区域内生成所选的磁场梯度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】以下涉及磁共振领域。发现它特别适用于磁共振成像，并将特别参考它进行描述。然而，还发现适用于磁共振光谱学以及其它核磁共振技术。在最早期的磁共振成像扫描器中，例如在《Aberdeen大学》中(Hutchison等人，J.Phys.E第13卷，947-955页(1980))使用的早期扫描器以及ProtonTM磁共振扫描器(由Philips公司制造)，很难产生一主磁场足以用于核磁共振成像。因此，在这些早期扫描器中，主磁场由具有恰好足够允许人体成像对象的狭小孔洞的螺线管电磁体产生。该狭小磁体孔洞聚集主磁场，从而提供较高的磁场强度；然而，其它组件，包括磁场梯度发生系统，不能被装配在该孔洞内，并因此被置于主磁体之外。定位于主磁体之外的梯度线圈通常是效率低下的。对于处于空气或真空环境下圆柱表面的梯度线圈来说，驱动梯度线圈的功率增长到大致相当于圆柱表面的半径的五次幂。因此，当较大功率的磁体得到发展且孔洞直径可以增大的时候，磁场梯度线圈就被插入到主磁体中。的确，实质上所有现在商用磁共振成像扫描器具有相同的传统结构，其中，大功率主磁体(通常是超导磁体)具有相对大直径的孔洞，其内设置了磁场梯度线圈和射频线圈。然而，梯度线圈被置于磁体内部的这一传统结构也具有一定缺点。梯度线圈占据了主磁体孔洞内的大量空间。因此，激发大功率主磁场内部的磁场梯度线圈产生了大的洛仑兹(Lorentz)力。结果，在进行切换时梯度线圈产生了相当大的振动和听得见的噪音，这会打扰到病人并对图像质量不利。将梯度线圈定位于主磁体外会减少噪声问题，因为主磁体会在梯度线圈与病人之间提供声学屏障。通过将梯度线圈移至主磁场之外可充分减少洛仑兹力。此外，将梯度线圈定位于磁体孔洞之外就允许主磁体具有较小的总体孔洞直径，而无需减少可用成像客积的直径。主磁体的制造成本大致相当于线性尺寸的三次幂；因此，孔洞直径的减少会充分减少磁体的制造成本。然而，在将磁场梯度线圈定位于当今的超导电磁体的孔洞外部过程中出现了障碍。正如前面提到的那样，用于驱动梯度线圈的操作功率随着距成像容积的距离增加而快速增加。主磁体的绕阻或其它组件能干扰到生成于主磁体外部的梯度场。也会涉及到外部梯度线圈和主磁体之间的感应耦合。例如本专利技术估算出外部切换所生成的磁场梯度会在主磁体内诱发10,000伏特或者更高的电压。如此高的诱发电压会对主磁体的绕阻绝缘和其它组件造成有害的影响。本专利技术设想了一种克服上述及其它缺陷的改进的设备和方法。根据一个方面，公开了一种磁共振成像设备。主磁体环绕检查区域并在检查区内生成主磁场。磁场梯度系统被置于主磁体的外部。磁场梯度系统包括铁磁轭，以及多个与铁磁轭磁耦合并选择性地在铁磁轭内生成磁通量的磁场梯度线圈。铁磁轭内的磁通量生成所选择的检查区域内的磁场梯度。根据另一方面，公开了一种磁共振成像设备。主磁体环绕检查区域并在检查区域内生成主磁场。磁场梯度系统在检查区域内生成所选择的磁场梯度。真空罩包括主磁体和磁场梯度系统中的至少一个。真空罩具有定义了成像设备的孔洞的壁。检查区域定位于孔洞中。射频线圈定位在真空罩外部的孔洞的表面上。射频屏蔽定位于真空罩内部的孔洞的表面上。一个优点在于减少了扫描器的声学噪声。另一优点在于减少了扫描器内的洛仑兹力。再一个优点在于提供了较大的可用的扫描器孔洞。又一个优点在于减少了主磁体的制造成本。许多附加的优点及利益对于本领域普通技术人员来说将通过阅读下面对优选实施例的详细描述而变得显而易见。本专利技术可由不同的组件和组件排列，以及不同的处理操作和处理操作的排列组成。附图仅仅用作示出优选实施例，且不会解释为限制本专利技术。附图说明图1示出了磁共振成像系统的透视图。图2示出了图1中的磁共振成像系统的透视图，其中真空罩及主场磁体的支撑管的部分被移除来展示主磁体线圈和磁场梯度系统。图3示出了图1和2中的磁共振成像系统的孔洞管，以及主磁体，其包括缠绕在支撑管上的六个绕组段。图4示出了图1和2中磁共振成像系统的磁场梯度系统。图5示出了图1和2中磁共振成像系统的磁场梯度系统的操作，在检查区域内生成了纵向磁场梯度。图6示出了图1和2中磁共振成像系统的磁场梯度系统的操作，在检查区域内生成了横向磁场梯度。图7示出了铁磁轭，其中省略了外部铁磁环。图8示出了铁磁轭，其中外部铁磁环被横臂(crossbar)的伸展部替代。图9示出了铁磁轭，其中外部铁磁环由横臂的伸展部形成，其彼此接触形成连续的外部铁磁环。图10示出了用于铁磁轭内的另一适合的铁磁通量分配元件，其中铁磁通量分配元件包括多个环形分布并分离放置的铁磁段。图11A和11B示出了用于缠绕主磁体的中央绕组段的两个适合的绕组模式。图11B的绕组模式包括用于减少磁体内感应电压的串联电连接。图12示出了鸟笼式射频线圈的透视图，其包括置于真空罩外部的孔洞管表面上的横档(rungs)核横向环以及置于真空罩内部的孔洞管表面上的射频屏。图13示出了改进的鸟笼式射频线圈的剖视图，其中孔洞管的轮廓形成为给射频屏提供了一个锥形。参考图1-4，磁共振成像扫描器10包括由外部通量返回防护罩12和内部孔洞管14构成的外壳。外部通量返回防护罩12和内部孔洞管14被密封在一起从而定义了真空罩16。检查区域18位于孔洞管14内部；病人或其它成像对象被定位于检查区域18内。主磁体20置于真空罩16的内部。主磁体20包括多个彼此分离的通常为环形的磁绕组段22，在图1的实施例中示出了六个段。每一绕组段22包括多匝电导体，优选为超导体。典型地，主磁体20距离孔洞管14比距离通量返回防护罩12要近。尽管六个绕组段22被包含于图1-4的实施例中，多个环形磁体绕组段22也可以改变。磁体20可以是一组水冷铜线圈或其它电阻线圈，或者使用超导技术制造，例如在大约4K时操作的铌基超导体或者在30-100K时操作的高温超导体。主磁体20的绕组段22被设计为使用电磁模拟，建模或类似方法与通量返回防护罩12连接，从而在检查区域18内生成空间上充分一致的磁场，其中主磁场向量沿轴向或平行于孔洞管14的z轴方向。孔洞管14由非磁性材料制成；然而，外部通量返回防护罩12由铁磁材料制成，并提供了通量返回路径用于完成磁通量回路。即，由主磁体20生成的磁通量跟随一个闭合回路，其通过了包含检查区域18的孔洞管14的内部，并由通过通量返回防护罩12将其闭合。因此，在真空罩16内部在主磁体20和通量返回防护罩12之间存在一低磁场区域。在图1-4的实施例中，通量返回防护罩12也作为真空罩16的外部部分使用；然而，在其它的实施例中可以提供一种分离的通量返回防护罩。磁场梯度系统30被置于存在于磁体20外部并且在通量返回防护罩12内部的低磁场区域内。磁场梯度系统30包括铁磁轭32以及多个磁场梯度线圈34。在图2和4示出的实施例中，铁磁轭32包括三个铁磁环40，42，44，置于通常为环形的磁绕组段22之间。尽管位于磁体20的外部，根据间隙附近的低磁区域的宽度以及磁场强度，轭32的铁磁环40，42，44可以可选地部分刺入主磁体段22之间的间隙中。磁场梯度线圈34包括线匝或缠绕在铁磁横臂50上的其它电导体，该横臂通常横向排列在铁磁环40，42，44上并与铁磁环40，42，44连接。磁场梯度系统30在结构上相对于置于两侧对称平面上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振成像设备，包括：主磁体（２０），它包围着检查区域（１８）并在检查区域内生成主磁场；以及磁场梯度系统（３０），其置于主磁体的外部，该磁场梯度系统包括：铁磁轭（３２），以及多个与铁磁轭磁耦合并有选择地在铁磁轭内生成磁通量的磁场梯度线圈（３４），铁磁轭内的磁通量在检查区域内生成所选择的磁场梯度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J奥弗韦格，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]