降低涡电流磁场的系统和方法技术方案

本发明专利技术揭示一种降低涡电流磁场的系统和方法，其包括主磁体，第一梯度线圈以及第二梯度线圈。主磁体用于产生主磁场。该第一梯度线圈与第一支撑件相关联设置，该第一梯度线圈被设置在主磁体之内，第一梯度线圈施加至少一个梯度磁场在该主磁场上，以进行空间编码。第二梯度线圈与第二支撑件相关联设置，第二梯度线圈也被设置在主磁体之内，第二梯度线圈抵消第一梯度线圈产生的边缘磁场，以使得在主磁场内所产生的涡电流磁场最小化。第一梯度线圈和第二梯度线圈中的任一者被特意地进行调节，以使得第一梯度线圈和第二梯度线圈之间具有非零的偏移值，该非零的偏移值补偿至少一个制造偏差所引起的涡电流磁场。本发明专利技术还揭示工具和方法。

【技术实现步骤摘要】
降低涡电流磁场的系统和方法
本专利技术公开的实施方式涉及系统和方法，特别涉及一种用于降低涡电流磁场的系统和方法。
技术介绍
在至少一些已知的磁共振成像系统中使用的梯度线圈组件包括内梯度线圈单元和外梯度线圈单元。该内梯度线圈单元和外梯度线圈单元一起在被该磁共振成像系统中的主磁体所环绕的成像区域内产生至少一个梯度磁场，例如沿Z轴方向的梯度磁场（也称Z通道梯度磁场）。该至少一个梯度磁场用于至少在X轴、Y轴、Z轴之一方向上，对由主磁体产生的稳恒主磁场进行空间编码，通过空间编码可以确定从病人或者目标对象内部经激励产生的射频回波信号的物理位置。除了叠加在主磁场上的该至少一个梯度磁场之外，该内梯度线圈和该外梯度线圈还可以一起在主磁体环绕的成像区域内引发涡电流磁场。如果不设法去除或者降低该涡电流磁场，则会使的成像的品质降低。造成该涡电流磁场的一种原因是该内梯度线圈和该外梯度线圈之间在物理上没有对齐或者对准。更具体而言，当该内梯度线圈和该外梯度线圈之间存在着物理偏移时，在脉冲电流的作用下，该内梯度线圈和外梯度线圈产生的边缘磁场会向外泄露。该泄露边缘磁场与环绕该内梯度线圈和外梯度线圈的一个或者多个金属结构（例如，热屏蔽层，低温冷却容器壁，以及真空容器壁等）相互作用，从而在该一个或者多个金属结构内感应出涡电流，该涡电流转而会在主磁场上叠加不期望的涡电流磁场。为了去除或者降低该涡电流磁场所产生的负面作用，至少一些已知的解决方案是在制造该梯度线圈组件的过程中，设法使该内梯度线圈和该外梯度线圈的物理中心（isocenters）尽量对齐。然而，通过机械方法调整该内梯度线圈和该外梯度线圈之间的对齐关系效果有限，因为机械调整方法存在着精确度的限制，并且，还存在其他因素会造成在成像区域内产生涡电流磁场，一种因素为制造梯度线圈组件过程中产生的制造偏差。因此，有必要提供一种改善的系统和方法来解决现有系统和方法存在的技术问题。
技术实现思路
有鉴于上文提及之技术问题，本专利技术的一个方面在于提供一种梯度线圈调整方法技术方案。该方法至少包括如下步骤：测量与仿真磁体相关的至少在X轴、Y轴和Z轴之一方向上的第一涡电流磁场，该第一涡电流磁场根据作用到第一梯度线圈和第二梯度线圈的脉冲电流而产生，该第一梯度线圈和该第二梯度线圈被设置成具有第一偏移值，该第一梯度线圈被第一支撑件支撑，该第二梯度线圈被第二支撑件支撑，该第一支撑件和该第二支撑件定义至少一个制造偏差；将测量到的第一涡电流磁场分解成与该仿真磁体相关的偏移型涡电流磁场和制造偏差型涡电流磁场，该偏移型涡电流磁场与该第一梯度线圈和该第二梯度线圈之间的该第一偏移值相对应，该制造偏差型涡电流磁场与该第一支撑件和该第二支撑件所定义的该至少一个制造偏差相对应；至少根据分解得到的该偏移型涡电流磁场、该制造偏差型涡电流磁场以及与真实磁体相关的多个参数计算与该真实磁体相关的优化的偏移型涡电流磁场，该优化的偏移型涡电流磁场对应该第一梯度线圈和该第二梯度线圈的第二偏移值，以及在该仿真磁体上以一定的方式将该第一梯度线圈和该第二梯度线圈调整成具有该第二偏移值。在提供的梯度线圈调整方法技术方案中，该将该第一梯度线圈和该第二梯度线圈调整成具有该第二偏移值的步骤包括：至少根据该第二偏移值和该至少一个制造偏差计算与仿真磁体相关的参考涡电流磁场；测量与仿真磁体相关的第二涡电流磁场，该第二涡电流磁场根据作用到该第一梯度线圈和第二梯度线圈的脉冲电流而产生；以及判断该测量到的第二涡电流磁场是否与该计算的参考涡电流磁场相匹配。在提供的梯度线圈调整方法技术方案中，该方法还包括如下步骤：在判断出该测量到的第二涡电流磁场与该计算的参考涡电流磁场相匹配时，在该第一梯度线圈和该第二梯度线圈之间引入可固化的物质，使该第一梯度线圈和该第二梯度线圈固定在一起。在提供的梯度线圈调整方法技术方案中，该测量第一涡电流磁场的步骤包括测量该第一涡电流磁场的分量，其中该第一涡电流磁场的分量的方向与由主磁体产生的主磁场的方向一致。在提供的梯度线圈调整方法技术方案中，该制造偏差包括锥度型制造偏差，该将测量到的第一涡电流磁场分解成与该仿真磁体相关的偏移型涡电流磁场和制造偏差型涡电流磁场的步骤包括使用最小二乘法将该测量到的第一涡电流磁场分解成偏移型涡电流磁场和锥度型涡电流磁场。在提供的梯度线圈调整方法技术方案中，该第二偏移值为非零值，该第一梯度线圈和该第二梯度线圈通过该非零的第二偏移值在至少一个梯度场产生的区域内产生基本为零的涡电流磁场。在提供的梯度线圈调整方法技术方案中，该第一梯度线圈为Z轴梯度线圈，该第二梯度线圈为Z轴屏蔽梯度线圈。本专利技术的另一个方面在于提供一种系统技术方案。该系统包括主磁体，第一梯度线圈以及第二梯度线圈。该主磁体用于产生主磁场，该第一梯度线圈与第一支撑件相关联设置，该第一梯度线圈被设置在该主磁体之内，该第一梯度线圈被配置成作用至少一个梯度磁场在该主磁场上，以进行空间编码。该第二梯度线圈与第二支撑件相关联设置，该第二梯度线圈也被设置在该主磁体之内，该第二梯度线圈被配置成抵消该第一梯度线圈产生的边缘磁场，以使得在该主磁场内所产生的涡电流磁场最小化。该第一梯度线圈和该第二梯度线圈中的任一者被特意地进行调节，以使得该第一梯度线圈和该第二梯度线圈之间具有非零的偏移值，该非零的偏移值补偿至少一个制造偏差所引起的涡电流磁场。在提供的系统技术方案中，该至少一个制造偏差包括锥度型偏差。在提供的系统技术方案中，该系统包括仿真磁体，第一磁探测元件和第二磁探测元件。该仿真磁体被配置成收容该第一梯度线圈和该第二梯度线圈。该第一磁探测元件和该第二磁探测元件设置于由该第一梯度线圈定义的空间区域内，该第一磁探测元件和该第二磁探测元件被配置成测量与该仿真磁体相关的第一涡电流磁场。该第一涡电流磁场根据作用到该第一梯度线圈和该第二梯度线圈的第一脉冲电流而产生，并且在作用该第一脉冲电流之前，该第一梯度线圈和该第二梯度线圈之间进行物理位置的粗调节。该第一磁探测元件和该第二磁探测元件还被配置成测量与该仿真磁体相关的第二涡电流磁场，该第二涡电流磁场根据作用到该第一梯度线圈和该第二梯度线圈的第二脉冲电流而产生，并且在作用该第二脉冲电流之前，该第一梯度线圈和该第二梯度线圈之间进行物理位置的细调节。在提供的系统技术方案中，该第一梯度线圈为Z轴梯度线圈，该第二梯度线圈为Z轴屏蔽梯度线圈。本专利技术的另一个方面在于提供一种工具。该工具用于调整由内支撑件支撑的内梯度线圈和由外支撑件支撑的外梯度线圈之间的物理位置关系。该工具包括仿真磁体，至少第一磁探测元件和第二磁探测元件。该仿真磁体用于将该内梯度线圈和该外梯度线圈收容于其内。该第一磁探测元件和该第二磁探测元件被设置于该内梯度线圈内部空间内，该第一磁探测元件和该第二磁探测元件被配置成用于测量该内梯度线圈和该外梯度线圈在脉冲电流作用下所引发的涡电流磁场，以至少通过测量到的涡电流磁场获得与真实磁体相关的优化的涡电流磁场，该优化的涡电流磁场对应该内梯度线圈和该外梯度线圈之间的优化偏移值。该优化偏移值具有非零的数值以补偿由制造该内支撑件和该外支撑件所产生的引发涡电流磁场的制造偏差。本专利技术的另一个方面在于提供一种方法，该方法用于计算内梯度线圈和外梯度线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种梯度线圈调整方法，其特征在于：该方法至少包括如下步骤：测量与仿真磁体相关的至少在X轴、Y轴和Z轴之一方向上的第一涡电流磁场，该第一涡电流磁场根据作用到第一梯度线圈和第二梯度线圈的脉冲电流而产生，该第一梯度线圈和该第二梯度线圈被设置成具有第一偏移值，该第一梯度线圈被第一支撑件支撑，该第二梯度线圈被第二支撑件支撑，该第一支撑件和该第二支撑件定义至少一个制造偏差；将测量到的第一涡电流磁场分解成与该仿真磁体相关的偏移型涡电流磁场和制造偏差型涡电流磁场，该偏移型涡电流磁场与该第一梯度线圈和该第二梯度线圈之间的该第一偏移值相对应，该制造偏差型涡电流磁场与该第一支撑件和该第二支撑件所定义的该至少一个制造偏差相对应；至少根据分解得到的该偏移型涡电流磁场、该制造偏差型涡电流磁场以及与真实磁体相关的多个参数计算与该真实磁体相关的优化的偏移型涡电流磁场，且该优化的偏移型涡电流磁场与该第一梯度线圈和该第二梯度线圈的第二偏移值相对应，以及在该仿真磁体上以一定的方式将该第一梯度线圈和该第二梯度线圈调整成具有该第二偏移值。

【技术特征摘要】
1.一种梯度线圈调整方法，其特征在于：该方法至少包括如下步骤：测量与仿真磁体相关的至少在X轴、Y轴和Z轴之一方向上的第一涡电流磁场，该第一涡电流磁场根据作用到第一梯度线圈和第二梯度线圈的脉冲电流而产生，该第一梯度线圈和该第二梯度线圈被设置成具有第一偏移值，该第一梯度线圈被第一支撑件支撑，该第二梯度线圈被第二支撑件支撑，该第一支撑件和该第二支撑件定义至少一个制造偏差；将测量到的第一涡电流磁场分解成与该仿真磁体相关的偏移型涡电流磁场和制造偏差型涡电流磁场，该偏移型涡电流磁场与该第一梯度线圈和该第二梯度线圈之间的该第一偏移值相对应，该制造偏差型涡电流磁场与该第一支撑件和该第二支撑件所定义的该至少一个制造偏差相对应；至少根据分解得到的该偏移型涡电流磁场、该制造偏差型涡电流磁场以及与真实磁体相关的多个参数计算与该真实磁体相关的优化的偏移型涡电流磁场，且该优化的偏移型涡电流磁场与该第一梯度线圈和该第二梯度线圈的第二偏移值相对应，以及在该仿真磁体上以一定的方式将该第一梯度线圈和该第二梯度线圈调整成具有该第二偏移值。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：该将该第一梯度线圈和该第二梯度线圈调整成具有该第二偏移值的步骤包括：至少根据该第二偏移值和该至少一个制造偏差计算与仿真磁体相关的参考涡电流磁场；测量与该仿真磁体相关的第二涡电流磁场，该第二涡电流磁场根据作用到该第一梯度线圈和第二梯度线圈的脉冲电流而产生；以及判断该测量到的第二涡电流磁场是否与该计算的参考涡电流磁场相匹配。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：该方法还包括如下步骤：在判断出该测量到的第二涡电流磁场与该计算的参考涡电流磁场相匹配时，在该第一梯度线圈和该第二梯度线圈之间引入可固化的物质，使该第一梯度线圈和该第二梯度线圈固定在一起。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：该测量第一涡电流磁场的步骤包括测量该第一涡电流磁场的分量，其中该第一涡电流磁场的分量的方向与由主磁体产生的主磁场的方向一致。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：该制造偏差包括锥度型制造偏差，该将测量到的第一涡电流磁场分解成与该仿真磁体相关的偏移型涡电流磁场和制造偏差型涡电流磁场的步骤包括使用最小二乘法将该测量到的第一涡电流磁场分解成偏移型涡电流磁场和锥度型涡电流磁场。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：该第二偏移值为非零值，该第一梯度线圈和该第二梯度线圈通过该非零的第二偏移值在产生至少一个梯度磁场的区域内产生基本为零的涡电流磁场。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：该第一梯度线圈为Z轴梯度线圈，该第二梯度线圈为Z轴屏蔽梯度线圈。8.一种降低涡电流磁场的系统，其特征在于：该系统包括主磁体，第一梯度线圈以及第二梯度线圈；该主磁体用于产生主磁场，该第一梯度线圈与第一支撑件相关联设置，该第一梯度线圈被设置在该主磁体之内，该第一梯度线圈被配置成作用至少一个梯度磁场在该主磁场上，以进行空间编码；该第二梯度线圈与第二支撑件相关联设置，该第二梯度线圈也被设置在该主磁体之内，该第二梯度线圈被配置成抵消该第一梯度线圈产生的边缘磁场，以使得在该主磁场内所产生的涡电流磁场最小化；其中，该第一梯度线圈和该第二梯度线圈中的任一者被特意地进行调节，以使得该第一梯度线圈和该第二梯度线圈之间具有非零的偏移值，该非零的偏移值补偿至少一个制造偏差所引起的涡电流磁场。9.如权利要求8所述的系统，其特征在于：该至少一个制造偏差包括锥度型偏差。10.如权利要求8所述的系统，其特征在于：该系统包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：华夷和，TJ霍利斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US