[發明專利]用于磁共振成像系統的磁體系統

在審

• 申請號: 202110406632.8
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113534029A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 賴納·基爾施;斯特凡·波佩斯庫
• 申請（專利權）人: 西門子醫療有限公司
• 主分類號: G01R33/385
• 分類號: G01R33/385;G01R33/38;G01R33/34;G01R33/44
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 唐京橋;董娟

本發明涉及用于磁共振成像系統的磁體系統。本發明描述了一種用于磁共振成像系統(1)的磁體系統，其包括基本場磁體(4)和梯度系統(6)，其中，該梯度系統(6)的線圈位于所述基本場磁體(4)的預定義基本磁場(B0)的區域外部。本發明還描述了相應的梯度系統和具有這樣的磁體系統的磁共振成像系統。

技術領域

本發明描述了一種用于磁共振成像(MRI)的磁體系統，優選地是梯度系統，尤其是用于牙齒和肢體MRI掃描儀的磁體系統。

背景技術

四十多年來，磁共振成像(“MRI”)的原理已經用于成像和其他測量。簡而言之，為此目的，將檢查對象定位在磁共振(MR)掃描儀中，處于相對強且均勻的靜態磁場中，也稱為B0場，其具有0.2T至7T的場強，使得對象的核自旋沿靜態磁場線取向。為了觸發核自旋共振，朝向檢查對象照射高頻激勵脈沖(HF脈沖)。所測量的核自旋共振被稱為k空間數據，并且其被用于MR圖像的重構或光譜數據的計算。

為了對測量數據進行空間編碼，動態切換的磁梯度場被疊加在靜態磁場上。記錄的測量數據被數字化，并作為復數值存儲到k空間矩陣中。例如借助于多維傅立葉變換，可以從填充有這樣的值的k空間矩陣重構相關聯的MR圖像。

傳統的MR掃描儀采用螺線管型超導磁體，在成像期間將患者置于MR掃描儀的膛內。這樣的掃描儀設計將患者限制在緊湊的空間內，并且限制了醫務人員接近患者身體，例如以執行由實時MR成像引導的介入或治療過程。

牙科MR掃描儀的大多數現有技術采用螺線管型磁體，由于需要集成外部有源屏蔽線圈以便在牙科診所內安全操作，因此該磁體往往具有大的外徑，例如，如US 2018/0199853A1中所示。此外，由于成像視場被深深地定位到螺線管的中心內部區域中，患者頭部進入磁體腔中還受到定位在磁體腔內部的圓柱形梯度線圈的限制。最終效果是磁體內腔應足夠大以允許患者肩部進入。這種解決方案大大增加了掃描儀的尺寸，并且因此也增加了成本。

其他掃描儀結構使用C形基本場磁體，其具有位于磁體的兩個磁靴之間的檢查區域。

最近，引入了一種新的掃描儀結構，其包括環形基本磁場和在產生環形磁場的磁線圈之間的多個檢查區域。

考慮所有這些掃描儀架構，它們的共同之處在于，它們包括總是位于基本磁場內部的梯度線圈。已知系統的功能結構可以與俄羅斯嵌套玩偶進行比較：在中間，存在由用于發射和接收射頻(RF)的線圈“圍繞”的檢查區域或患者。在下一個“球體”中，布置了由基本場磁體包圍的梯度線圈。

關于梯度線圈，它們的形狀適應于基本磁場。存在螺線管，但也存在可以平行或以V形布置的平面線圈。然而，通常基本場磁的形狀嚴重限制了可用于圍繞檢查區域裝配梯度線圈的空間。由于梯度線圈非常接近視場(FOV，即檢查區域的區)，并且梯度線圈尺寸受到保持磁體尺寸盡可能小的需要的限制，因此在成像區域的范圍上梯度場的可獲得的線性度產生了問題。

已知掃描儀架構的另一嚴重缺點是在測量期間由梯度線圈生成的聲學噪聲。

發明內容

本發明的目的是公開一種用于專用MR掃描儀結構的新設計，尤其是用于對特定器官或人體部分(例如患者的齒系)進行成像的新設計，該新設計一方面提供更好的梯度場，并且另一方面生成更低的聲學噪聲水平。

該目的通過根據本發明的磁體系統、梯度系統以及磁共振成像系統來實現。

根據本發明的用于磁共振成像系統的磁體系統包括基本場磁體和梯度系統(具有梯度線圈)。這些梯度線圈優選地是梯度系統的線圈對，其用于生成針對梯度系統的軸的梯度場。對于本發明的效果重要的是，梯度系統的線圈位于基本場磁體的預定義基本磁場的區域外部。還清楚的是，基本場磁體被設計成在檢查期間在預定檢查區域中施加預定基本磁場，并且梯度線圈被設計和定位成在該檢查期間在該檢查區域中施加梯度場。然而，并非梯度系統的所有線圈都必須在基本磁場的區域外部，至少梯度線圈應該被布置在外部。