[發明專利]提高MRI系統中磁體穩定性的設備和方法

有效

• 申請號: 201010620820.2
• 申請日: 2010-12-22
• 公開（公告）號: CN102100556A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: L.蔣;J.小斯卡圖羅;W.埃恩奇格;Y.洛夫斯基;R.麥唐納;X.刁
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: A61B5/055
• 分類號: A61B5/055
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱海煜;王忠忠

技術領域

本發明的實施例一般關于MR成像系統，且更加具體地，關于調整磁體組件的超導主線圈和超導屏蔽線圈的對準以防止由于錯位造成的磁體不均勻和/或結構失效的一種設備和方法。

背景技術

MR成像系統已知地在各種應用中、最顯著地在醫療診斷及其程序中使用超導磁體。已知的超導MRI磁體設計包括那些具有多個超導主線圈的設計，其中大部分超導主線圈各載有同方向的相同電流。在某些實現中，主線圈組件里的各個線圈可能載有與主組件的大多數的相反方向的電流。這些超導主線圈在MRI成像體積內產生靜磁場，該MRI成像體積通常具有居中位于磁體膛內的球形，其中可放置被成像的對象(例如，人)。

由于在只有超導主線圈存在時雜散磁場總會從磁體產生，一些類型的屏蔽一般被用于防止由超導主線圈產生且圍繞其的高磁場對磁體附近的電子設備和其他對象產生不利影響。一種類型的屏蔽，已知為無源屏蔽(passive?shielding)，使用位于徑向地圍繞超導主線圈外圍的圓柱形的鐵屏蔽來防止雜散磁場泄露到機器外部。然而，這種無源屏蔽對很多MR系統應用不適用，因為它極大地增加了機器的尺寸和重量，使其建造、運輸和在某些醫療設施中實現變得困難。另外類型的屏蔽，已知為有源屏蔽(active?shielding)，已經被發現在現代MRI系統中有著更大的適用性。有源屏蔽使用載有的電流大致等于超導主線圈載有的電流但方向相反的多個超導屏蔽線圈。這些超導屏蔽線圈繞超導主線圈的外圍徑向地被放置，從而抵消由超導主線圈產生并圍繞其的高磁場以防止雜散磁場對電子設備或其他對象的不利相互作用。

在MR系統里，已知帶有有源屏蔽的超導磁體典型地圍繞帶有患者膛，且多個主線圈和多個屏蔽線圈固定于單個線圈架元件(former?member)上。該單個線圈架元件被配置包含在用于維持相應線圈溫度在可接受的水平的氦容器或者其他低溫液體容器的界限內。然而不幸地，建造結構上能夠支撐固定在其上的屏蔽線圈和主線圈的強反作用力的單個線圈架元件的需要，導致了昂貴和勞力密集的磁體建造過程。

為盡力減少材料和建造成本，且增加制造效率，具有兩種不同線圈架以保持相應的主線圈和屏蔽線圈的磁體已被構想出。然而，由于在建造和裝配在磁體組件內兩種不同線圈架期間的可能的缺陷，在屏蔽線圈線圈架和主線圈線圈架間的一定數量的縱向錯位成為可能，盡管這種錯位僅大約幾個毫米。這樣的錯位，不管多小，都可在軸向方向引起不可恢復的電磁力，從而在屏蔽線圈線圈架和主線圈線圈架間引起剪切效應。該電磁力隨著錯位線性增長，其進而產生自放大的正反饋。隨著錯位增加，該力持續增長。除了由錯位引起的牽連力(force?implication)，主線圈線圈架和屏蔽線圈線圈架之間的相當大的最終錯位還可導致很大的磁體不均勻性。

因此希望有一種系統和方法，其在主線圈和屏蔽線圈在超導磁組件中被保持在分離的相應線圈架上時能夠減少主線圈組件和屏蔽線圈組件間的錯位和不均勻性。

發明內容

本發明的實施例提供了一種MRI設備，其包括具有多個圍繞磁體膛放置的梯度線圈，和由脈沖模塊控制以傳送RF信號到RF線圈組件以獲得MR圖像的RF開關以及RF收發器系統的MRI系統。該磁體包括圍繞磁體膛徑向布置的主線圈線圈架，和圍繞磁體膛徑向布置的屏蔽線圈線圈架，其中屏蔽線圈線圈架的半徑大于主線圈線圈架的半徑。該磁體還包括至少一個固定于主線圈線圈架的主線圈，至少一個固定于屏蔽線圈線圈架的屏蔽線圈，及至少一個固定于主線圈線圈架和屏蔽線圈線圈架以提供結構支撐且實現主線圈線圈架和屏蔽線圈線圈架之間縱向對準調整的結構元件。

根據本發明的另一方面，構造用于MRI設備的超導磁體的方法，其中該方法包括形成具有第一半徑的主線圈線圈架，以及形成具有第二半徑的屏蔽線圈線圈架，第二半徑大于第一半徑。該方法進一步包括固定至少一個主線圈于主線圈線圈架，固定至少一個屏蔽線圈于屏蔽線圈線圈架，并且連接至少一個結構元件于主線圈線圈架和屏蔽線圈線圈架，其中該至少一個結構元件配置成允許在主線圈線圈架和屏蔽線圈線圈架間的橫向對準調整。此外，該方法包括在氦容器內安置主線圈線圈架和屏蔽線圈線圈架。

根據本發明的另一方面，超導磁體包括氦容器，具有第一半徑的主線圈組件，其中主線圈組件包括至少一個保持于其上的主線圈，和具有大于第一半徑的第二半徑的屏蔽線圈組件，其中屏蔽線圈組件包括至少一個保持于其上的屏蔽線圈。該超導磁體還包括至少一個耦合于主線圈組件和屏蔽線圈組件的支撐元件，該至少一個支撐元件配置成用于結構上支撐主線圈組件和屏蔽線圈組件且允許主線圈組件和屏蔽線圈組件之間的線性調整。