[發明專利]基本場磁體裝置、磁共振斷層造影系統和測量方法

在審

• 申請號: 202010386300.3
• 申請日: 2020-05-09
• 公開（公告）號: CN111913142A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 斯特凡·波佩斯庫;馬庫斯·韋斯特
• 申請（專利權）人: 西門子醫療有限公司
• 主分類號: G01R33/381
• 分類號: G01R33/381;G01R33/385;G01R33/48;A61B5/055
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;周濤

本發明涉及一種用于磁共振斷層造影系統(1)的基本場磁體裝置(40)，所述基本場磁體裝置(40)具有多個在空間上彼此分離的基本場磁體部段(44)，以便分別產生具有限定的部段主場方向(R1)的預期磁場，其中，所述基本場磁體部段(44)中的至少兩個基本場磁體部段設置成，使得所述至少兩個基本場磁體部段的預期磁場的部段主場方向(R1)彼此成偏轉角地伸展，使得所述基本場磁體部段(44)的預期磁場合成預期基本磁場(B0)，其中，所述基本磁場(B0)具有帶有環形分布形狀的基本磁體主場方向(R0)。本發明還涉及一種磁共振斷層造影系統(1)、一種用于測量的方法以及一種環形基本磁場(B0)的應用。

技術領域

本發明涉及一種用于磁共振斷層造影系統的基本場磁體裝置、一種相應的磁共振斷層造影系統以及一種用于測量磁共振斷層造影拍攝的原始數據的方法。

背景技術

四十多年來，使用磁共振斷層造影(“MR”)的原理來成像和進行其他測量。盡管有這樣長的時間和該測量方法在這期間已達到的重要性，但是至今僅有兩種磁體設計用于臨床使用的MR系統或MR掃描儀：C型磁體形狀和螺線管。這種類型的MR掃描儀的運行仍舊始終給臨床MR工作流程帶來問題。

在圍繞所述掃描儀伸至遠處的雜散磁場的方面，出現了最嚴重的問題。為了規避所述限制并且避免事故以及損傷，醫院管理部門必須通過限制人和設備的接觸的方式在MR檢查室之內和附近隔開嚴格檢查的區域。如果金屬部件或磁性部件被MR掃描儀的強磁體吸引并且朝向掃描儀體積加速，則可能出現損傷。

另一問題在于，使用螺線管磁體設計的MR掃描儀將患者“鎖”在狹窄的患者通道中，這由于狹窄尤其可能引起恐懼感。所述恐懼在一些患者中可能達到無法執行MR掃描的強度。此外，由于患者通道狹窄，醫療人員對患者身體的接觸受到極大限制，這對于執行介入的或治療的方法、尤其在實時MR成像方面是不利的。

此外，傳統的MR掃描儀由于其尤其因磁軛或磁場的屏蔽件引起的質量只能艱難地從一個位置移動到另一位置。尤其在醫院機構或醫院部門內或借助于卡車或飛機的運輸是成問題的。因此，在偏僻地方或在面對自然災害或軍事沖突的地理地區中，借助于磁共振斷層造影系統(“MR系統”)掃描患者是困難的。必須始終將患者帶至MR系統，因為至今無法在沒有問題的情況下將MR系統快速運送至一個地方。

通常，MR掃描儀使用自屏蔽的螺線管型的超導磁體，以便降低由基本場磁體的線圈逸出的雜散磁場的強度。主動屏蔽的基本場磁體在此比未屏蔽的基本場磁體昂貴得多。

此外，屏蔽線圈降低了在患者通道中可用于測量的基本磁場的效率。與未屏蔽的磁體相比，主動屏蔽的磁體具有更大的直徑，其中外直徑從非屏蔽情況下的典型地145厘米增加至屏蔽情況下的超過220厘米。然而，在屏蔽情況下，不能完全消除雜散磁場，而是僅減小雜散磁場，使得在屏蔽的基本場磁體的情況下，在檢查室中也始終存在具有高強度的強雜散磁場。所述雜散場還始終具有使得根據當今法規不允許在檢查室內使用磁性設備或醫學器械的強度。

MR掃描儀的替選設計使用C形磁體。這要么能夠是永磁體，要么能夠是由兩個亥姆霍茲線圈組成的電磁體。C形磁體具有兩個極靴，所述極靴在其間隔中產生豎直的基本磁場。相似結構是門架式磁體(Portalmagnet)，其在機械上更穩固并且在一些實施方式中也能夠借助于超導亥姆霍茲線圈實現。C形和門架式磁體具有至患者身體的開放通道的優點并且同時減小了患者的幽閉恐懼感。然而，這種結構需要非常穩固的機械構造，以便抵抗兩個相對置的基本場磁體之間的巨大磁吸引力。為了減少雜散磁場的擴散，所述磁體架構典型地使用鐵軛來在成像體積之外引導磁場線。所述鐵軛是成本最低的屏蔽中的一種屏蔽。這種軛的缺點是，相當大地提升MR掃描儀的尺寸、重量和體積。

在較高的場強度的情況下，由于材料的飽和和非線性特性會降低鐵軛的磁屏蔽效果。對于由超導線圈或電磁體構成的磁體，能夠通過具有與主線圈相反極性的附加的外部線圈來實現雜散場的主動屏蔽。所述主動屏蔽的解決方案類似于在螺線管的情況下的基本場磁體工作，并且也具有對應的缺點。