医学成像设备和用于确定匀场单元的装配的方法技术

本发明专利技术涉及一种医学成像设备和用于确定匀场单元的装配的方法。用于对检查对象进行组合的磁共振成像和照射的医学成像系统具有磁共振成像单元和辐射产生单元，其彼此机械地连接，使得辐射产生单元与磁共振成像单元在结构上集成并且围绕用于安置检查对象的患者开口，磁共振成像单元具有主磁体，并且辐射产生单元具有辐射源，其中，成像系统由静态部分和能够旋转的部分构成，使得以能够围绕静态的辐射产生单元旋转的方式布置至少一个可转动的主磁体，或者以围绕至少一个静态的主磁体能够旋转的方式布置可转动的辐射产生单元，其中，成像系统具有至少两个无源匀场单元，静态匀场单元是固定的，并且可转动的匀场单元与能够旋转的部分固定地连接。

【技术实现步骤摘要】
医学成像设备和用于确定匀场单元的装配的方法
本专利技术涉及一种用于对检查对象进行组合的磁共振成像和照射的医学成像系统以及用于确定具有匀场元件的匀场单元的装配的方法。
技术介绍
如果磁共振断层成像系统与集成的辐射源、即例如与X射线源或者LINAC(线性粒子加速器(linearparticleaccelerator)；放射治疗源)组合运行，则由于临床原因，在大多数情况下希望设置辐射相对于患者的施加角度。为此，(a)将MR磁体围绕其纵轴旋转，或者(b)将其余部件围绕静态MR磁体旋转。此外，集成的辐射源必须能够相对于检查对象取不同的角度。在进行磁共振成像时，需要尽可能均匀的磁场B0。所需的场均匀性通常处于几ppm和更低的数量级。在技术上不可能产生具有完美场均匀性的磁体，尤其是由于制造时的限制、制造过程中的大量变量以及机械上和电气上的公差。附加地，周围结构会影响磁场并产生场畸变。在磁体技术中，为了补偿通常存在于磁场中的小的不均匀，使用所谓的匀场(shimming)，其中，区分有源匀场和无源匀场。对于无源匀场，通常在安装磁体期间在MR扫描仪的特定位置处布置磁化材料。对于有源匀场，使用特制的载流线圈(与梯度线圈类似)。可以相应地改变电流，以对磁场的均匀性进行微调。通过进行匀场，与期望的质量对应地改善要显示的体积内部的场均匀性。在此，在进行无源匀场时，以规则的图案在沿着磁体的内部开口的特殊位置处以分布的方式布置铁磁材料、一般为铁或者钢。用于圆柱形超导扫描仪的常见布置包含12至24个载体抽屉，即所谓的“托盘”，其围绕磁体的周围对称地分布。每个载体抽屉沿着扫描仪的z轴被容纳在一种通道中并且包含隔室，在隔室中可以插入期望的数量的铁磁匀场元件。已知的MR成像系统通常同时使用有源和无源匀场。有源匀场仅用于屏蔽低阶的、一般为一阶和二阶的场畸变谐波。更高阶通过无源匀场来抑制。有源匀场的优点在于，可以对流过线圈的电流进行动态调整。由此可以匹配于相应的检查对象。在现代MR系统中，在检查之前的准备中常规地执行快速的自动化匀场。无源匀场的缺点在于，其是静态的解决方案。当确实改变或替换了磁体时，或者当磁体的环境发生改变时，磁场一般变得更不均匀。因此，当磁体围绕其纵轴围绕其环境旋转时，或者当环境围绕静磁体旋转时，也必须调整匀场。在SjoerdCrijns和BasRaaymakers的文章“Fromstatictodynamic1.5TMRI-linacprototype:impactofgantrypositionrelatedmagneticfieldvariationonimagefidelity”,Phys.Med.Biol.59,第3241–3247页,2014中，研究了在机架上围绕固定的MR磁体旋转的粒子治疗LINAC的磁场变化。在此，通过与角度有关地控制用于进行有源匀场的线圈来减小场不均匀。仅使用一阶的有源匀场(线性梯度)，而不涉及更高阶的不均匀。在K.Wachowicz、T.Tadic和B.G.Fallone的文章“GeometricdistortionandshimmingconsiderationsinarotatingMR-linacdesignduetotheinfluenceoflow-levelexternamagneticfields”,Med.Phys.39(5),第2659-2668页,2012中，讨论了旋转的MR-LINAC系统中的针对匀场的理论解决方案。所描述的解决方案提到了与旋转的磁体连接的无源匀场单元并且附加地提到了针对一阶和二阶畸变的有源匀场单元。研究了不同的方案，即例如针对单个旋转角度优化的无源匀场单元，或者为整个角度范围提供平均覆盖的无源匀场单元。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种用于对检查对象进行组合的磁共振成像和照射的医学成像设备，其中，在部件部分旋转的情况下，也尽可能有效地屏蔽磁场畸变，尤其是高阶的磁场畸变；此外，本专利技术要解决的技术问题是，提供一种用于装配匀场单元的方法，以便在部件部分旋转的情况下对磁场畸变进行补偿。根据本专利技术，上述技术问题通过根据本专利技术的用于对检查对象进行组合的磁共振成像和照射的医学成像系统以及根据本专利技术的用于确定具有匀场元件的匀场单元的装配的方法来解决。相应地给出本专利技术的有利实施方式。通过用于对检查对象进行组合的磁共振成像和照射的医学成像系统，可以特别有效地对磁场畸变进行补偿，该医学成像系统具有磁共振成像单元和辐射产生单元，其彼此机械地连接，使得辐射产生单元与磁共振成像单元在结构上集成在一起，并且这两个单元围绕用于安置检查对象的患者开口，其中，磁共振成像单元具有用于产生磁场的至少一个主磁体，并且其中，辐射产生单元具有用于产生辐射的辐射源，其中，成像系统以如下方式由静态部分和可以以一定的旋转角度旋转的部分构成：以围绕静态的辐射产生单元可旋转的方式布置至少一个可转动的主磁体，或者以围绕至少一个静态的主磁体可旋转的方式布置可转动的辐射产生单元，其中，成像系统具有至少两个无源匀场单元，其中至少一个静态匀场单元是固定的，并且至少一个可转动的匀场单元与可旋转部分固定地连接。在此，至少两个无源匀场单元中的每一个承担对磁场畸变的补偿的一部分。因此，合适的划分可以实现最佳的补偿结果。磁场畸变本身最初部分是由于(主)磁体的质量的限制、部分是由于成像系统的其它构件或者环境而产生的。根据本专利技术的一个实施方式，至少两个无源匀场单元分别具有多个匀场元件，并且匀场元件布置并且分布在匀场单元中，使得其至少部分地补偿磁场畸变，尤其是至少补偿95％的磁场畸变。特别地，两个无源匀场单元被构造为用于补偿至少二阶和/或更高阶的磁场畸变。根据本专利技术的一个实施方式，至少一个静态匀场单元被构造为，其至少部分地补偿磁场畸变的与旋转角度无关的第一分量，并且至少一个可转动的匀场单元被构造为，至少部分地补偿磁场畸变的与旋转角度有关的第二分量。将要补偿的磁场畸变划分为与旋转角度有关和与旋转角度无关的磁场畸变的这种划分以及通过相应的匀场单元的补偿作为结果保证特别均匀的磁场B0。由此可以实现质量特别高的MR成像。根据本专利技术的一个实施方式，辐射产生单元由X射线成像单元形成，并且X射线成像单元具有用于产生X射线辐射的X射线源。组合的磁共振成像和X射线成像设备特别适合于提供可用于不同的疾病的诊断的骨骼、器官和组织的全面和互补的显示。此外，X射线成像单元有利地具有用于将辐射转换为图像数据的X射线检测器。为了补偿其它磁场畸变、特别是低阶的磁场畸变，以有利的方式附加地设置至少一个具有多个线圈的有源匀场单元，其中，线圈被构造为关于其通过电流是可控的。此外，本专利技术包括一种用于确定在上面提到的医学成像系统中的具有匀场元件的匀场单元的装配的方法，其具有如下步骤：特别是在患者开口内部与旋转角度有关地测量磁共振成像单元的磁场的场分布，并且根据其确定磁场畸变，确定磁场畸变的与旋转角度无关的第一分量和与旋转角度有关的第二分量，确定用于补偿磁场畸变的第一分量的匀场元件在静态匀场单元中的分布，以及确定用于补偿磁场畸变的第二分量的匀场元件在可转动的匀场单元中的分布。特别地，确定或者计算匀场单元中的匀场元件的数量、大小和位置，以便随后可以以简单的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对检查对象进行组合的磁共振成像和照射的医学成像系统，其具有磁共振成像单元和辐射产生单元，磁共振成像单元和辐射产生单元彼此机械地连接，使得辐射产生单元与磁共振成像单元在结构上集成并且这两个单元围绕用于安置检查对象的患者开口，其中，磁共振成像单元具有用于产生磁场的至少一个主磁体，并且其中，辐射产生单元具有用于产生辐射的辐射源，其中，成像系统由静态部分和能够旋转一定的旋转角度的部分构成，使得以能够围绕静态的辐射产生单元旋转的方式布置至少一个可转动的主磁体，或者以围绕至少一个静态的主磁体能够旋转的方式布置可转动的辐射产生单元，其中，成像系统具有至少两个无源匀场单元，其中至少一个静态匀场单元是固定的，并且至少一个可转动的匀场单元与能够旋转的部分固定地连接。

【技术特征摘要】
2017.09.26 EP 17193198.31.一种用于对检查对象进行组合的磁共振成像和照射的医学成像系统，其具有磁共振成像单元和辐射产生单元，磁共振成像单元和辐射产生单元彼此机械地连接，使得辐射产生单元与磁共振成像单元在结构上集成并且这两个单元围绕用于安置检查对象的患者开口，其中，磁共振成像单元具有用于产生磁场的至少一个主磁体，并且其中，辐射产生单元具有用于产生辐射的辐射源，其中，成像系统由静态部分和能够旋转一定的旋转角度的部分构成，使得以能够围绕静态的辐射产生单元旋转的方式布置至少一个可转动的主磁体，或者以围绕至少一个静态的主磁体能够旋转的方式布置可转动的辐射产生单元，其中，成像系统具有至少两个无源匀场单元，其中至少一个静态匀场单元是固定的，并且至少一个可转动的匀场单元与能够旋转的部分固定地连接。2.根据权利要求1所述的医学成像设备，其中，所述至少两个无源匀场单元分别具有多个匀场元件，并且其中，匀场元件布置在匀场单元中，使得其至少部分地补偿磁场畸变，尤其是至少补偿磁场畸变的95％。3.根据权利要求2所述的医学成像设备，其中，要补偿的磁场畸变至少是二阶的和/或更高阶的。4.根据上述权利要求中任一项所述的医学成像设备，其中，至少一个静态匀场单元被构造为，其至少部分地...

【专利技术属性】
技术研发人员：M莱吉萨，
申请(专利权)人：西门子保健有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE