用于磁场匀场的方法和设备技术

根据一些方面，提供了一种产生永磁体垫片的方法，该永磁体垫片被配置成改进由B0磁体产生的B0磁场的分布。该方法包括：确定B0磁场与所需B0磁场的偏差；确定磁性图案，当该磁性图案被应用到磁性材料时产生用于校正所确定偏差中的至少一些的校正磁场；以及将磁性图案应用到磁性材料以产生永磁体垫片。根据一些方面，提供了一种用于改进由B0磁体产生的B0磁场的分布的永磁体垫片。该永磁体垫片包括具有应用到磁性材料的预定磁性图案的磁性材料，该预定磁性图案产生用于改进B0磁场的分布的校正磁场。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于磁场匀场的方法和设备
技术介绍
磁共振成像(MRI)为许多应用提供了重要的成像模式，并且在临床和研究环境中被广泛用于产生人体内部的图像。作为概论，MRI基于检测磁共振(MR)信号，MR信号是由原子响应于所施加的电磁场引起的状态变化而发出的电磁波。例如，核磁共振(NMR)技术涉及在被成像的对象(例如，人体组织中的原子)的原子核自旋的重新对准或弛豫时检测从受激原子的核发射的MR信号。可以处理检测到的MR信号以产生图像，该图像在医学应用的背景下允许研究体内的内部结构和/或生物过程以用于诊断、治疗和/或研究目的。由于能够产生具有相对高分辨率和对比度的非侵入性图像而没有其他模式的安全性问题(例如，无需将被成像的对象暴露于例如X射线的电离辐射，或者向身体引入放射性物质)，MRI提供了用于生物成像的有吸引力的成像模式。另外，MRI能够捕获关于其他模式不太适合获取或不能获取的结构和/或生物过程的信息。例如，MRI特别适合于提供软组织之间的对比。然而，对于给定的成像应用，常规的MRI技术存在许多缺点，这些缺点可能包括：设备的成本相对较高、可用性有限(例如，在获得对临床MRI扫描仪的访问时的困难和费用)、图像获取过程长等。临床MRI的趋势是增加MRI扫描仪的场强，以改进扫描时间、图像分辨率和图像对比度中的一个或更多个，这又进而增加了MRI成像的成本。绝大多数安装的MRI扫描仪使用至少1.5或3特斯拉(T)(指扫描仪的主磁场B0的场强)来工作。临床MRI扫描仪的粗略成本估计在每特斯拉一百万美元，这甚至不包括操作这种MRI扫描仪所涉及的实质操作、服务和维护成本。另外，常规的高场MRI系统通常需要大的超导磁体和相关联的电子器件，以产生在其中对对象(例如，患者)进行成像的强的均匀静磁场(B0)。超导磁体还需要低温设备以使导体保持在超导状态。这种系统的尺寸相当大，通常的MRI装置包括用于磁性部件、电子器件、热管理系统和控制台区域的多个空间，包括用于隔离MRI系统的磁性部件的特殊屏蔽室。MRI系统的大小和费用通常将其使用限制在诸如医院和学术研究中心之类的设施中，这些设施具有足够的空间和资源来购买和维护它们。高场MRI系统的高成本和大量空间需求导致MRI扫描仪的可用性有限。因此，经常存在下述临床情况：MRI扫描将是有益的，但由于上述限制而导致这是不切实际或不可能的，下面将对此做进一步详细的讨论。
技术实现思路
一些实施方式包括一种产生永磁体垫片的方法，该永磁体垫片被配置成改进由B0磁体产生的B0磁场的分布，该方法包括：确定B0磁场与所需B0磁场的偏差；确定磁性图案，当该磁性图案被应用到磁性材料时产生用于校正所确定偏差中的至少一些的校正磁场，以及将磁性图案应用到磁性材料以产生永磁体垫片。一些实施方式包括一种用于改进由B0磁体产生的B0磁场的分布的永磁体垫片，该永磁体垫片包括具有预定磁性图案的磁性材料，当该预定磁性图案被应用到磁性材料时产生用于改进B0磁场的分布的校正磁场。一些实施方式包括低场磁共振成像系统，低场磁共振成像系统包括：B0磁体，该B0磁体被配置成产生场强小于或等于约0.2T的B0磁场；以及至少一个永磁体垫片，其包括具有预定磁性图案的磁性材料，当该预定磁性图案被应用到所述磁性材料时产生用于改进B0磁场的分布的校正磁场。一些实施方式包括一种用于产生用于改进由B0磁体产生的B0磁场的分布的永磁体垫片的系统，该系统包括：支承框架，其被配置成容纳待磁化以产生永磁体垫片的磁性材料；至少一个磁化头，其能够产生足以磁化磁性材料的被逻辑划分的区域的磁场；以及至少一个控制器，其被配置成根据产生用于改进B0磁场的分布的校正磁场的所需的磁性图案在连续位置处将磁化头自动定位在磁性材料附近，以磁化磁性材料。一些实施方式包括用于调节由B0磁体产生的B0磁场的永磁体垫片，该永磁体垫片包括在逻辑上被划分成多个区域的至少一片磁性材料，其中，根据预定图案选择性地磁化所述多个区域，以产生用于调节由B0磁体产生的B0磁场的磁场。一些实施方式包括一种用磁性材料产生垫片以调节由B0磁体产生的B0磁场的方法，该方法包括：测量由B0磁体产生的B0磁场；确定用于改进B0磁场的分布的校正磁场；确定当应用到磁性材料时至少部分地产生校正磁场的磁性图案；以及根据磁性图案来磁化磁性材料的区域。一些实施方式包括一种用于产生永磁体垫片以调节由B0磁体产生的B0磁场的系统，该系统包括：支承框架，该支承框架被配置成容纳待磁化的磁性材料以产生永磁体垫片；至少一个磁化头，其能够产生足以磁化磁性材料区域的磁场；以及至少一个控制器，其被配置成根据所需图案在连续位置处将磁化头自动定位在磁性材料附近，以磁化磁性材料。附图说明将参照附图描述所公开技术的各个方面和实施方式。应该理解的是，附图不一定按比例绘制。图1A和图1B分别示出了根据一些实施方式的用于根据所需图案来对材料进行磁化的自动化装置的侧视图和俯视图。图2示出了根据一些实施方式的用于根据所需图案对材料进行磁化的自动化装置的另一配置；图3示出了根据一些实施方式的用于根据所需图案对材料进行磁化的自动化装置的另一配置；图4示出了根据一些实施方式的用于根据所需图案对材料进行磁化的自动化装置的另一配置；图5A和图5B示出了根据一些实施方式的用于根据所需图案对材料进行磁化的具有双磁化头的自动化装置。图6示出了根据一些实施方式的产生被配置成改进B0磁场的分布的永磁体垫片的方法。图7A至图7D示出了根据一些实施方式的用于测量B0磁体的B0磁场的技术；图8示出了根据一些实施方式的用于测量B0磁体的B0磁场的另一技术；图9A至图9C示出了根据一些实施方式的用于将磁性材料逻辑划分成多个区域的示例性技术；图10A至图10C示出了根据一些实施方式的用于将磁性材料逻辑划分成多个区域的示例性技术；图11是示出根据一些实施方式的用于确定应用到磁性材料以提供永磁体垫片的磁性图案的方法的流程图；图12A示出了根据一些实施方式的磁性材料的模型的细分逻辑划分的示例；图12B示出了至少部分地通过执行图11中所示的方法确定的示例性磁性图案；图13是示出根据一些实施方式的使用自适应逻辑划分来确定磁性图案的方法的流程图；图14A示出了根据一些实施方式的磁性材料的示例性逻辑划分；图14B示出了根据一些实施方式的在第一次迭代期间使用第一逻辑划分确定的磁性图案；图14C示出了图14B中所示的磁性图案的已基于所确定的磁性图案被重新划分的部分；图14D示出了通过增加由图14B中所示的磁性图案指示为对校正磁场有贡献的区域中的逻辑划分的分辨率而产生的自适应逻辑划分；图15A至图15E示出了根据一些实施方式的在多次迭代中的每一次迭代中确定的磁性图案，所述磁性图案基于在先前迭代中确定的磁性图案来对逻辑划分进行细化；图16示出了根据一些实施方式的使用最大化对校正磁场有贡献的区域的数目的优化来确定的磁性图案；图17A和图17B示出了根据一些实施方式的可以产生永磁体垫片的B0电磁体；图18示出了根据一些实施方式的可以产生永磁体垫片的示例性永久B0磁体；图19示出了根据一些实施方式的可以产生永磁体垫片的另一示例性永久B0磁体；图20示出了根据一些实施方式的磁体图案，当该磁体图案被应用到磁性材料时产生校正磁场，该校正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种产生永磁体垫片的方法，所述永磁体垫片被配置成改进由B0磁体产生的B0磁场的分布，所述方法包括：确定所述B0磁场与所需B0磁场的偏差；确定磁性图案，当所述磁性图案被应用到磁性材料时，产生用于校正所确定偏差中的至少一些偏差的校正磁场；以及将所述磁性图案应用到所述磁性材料，以产生所述永磁体垫片。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.22 US 62/311,8211.一种产生永磁体垫片的方法，所述永磁体垫片被配置成改进由B0磁体产生的B0磁场的分布，所述方法包括：确定所述B0磁场与所需B0磁场的偏差；确定磁性图案，当所述磁性图案被应用到磁性材料时，产生用于校正所确定偏差中的至少一些偏差的校正磁场；以及将所述磁性图案应用到所述磁性材料，以产生所述永磁体垫片。2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述磁性图案包括：将所述磁性材料逻辑地划分成多个区域。3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述磁性图案包括：确定指示所述多个区域中的哪些区域对所述校正磁场有贡献的磁性图案。4.根据权利要求3所述的方法，其中，确定所述磁性图案包括：确定指示被指示为对所述校正磁场有贡献的区域的磁化极性的磁性图案。5.根据权利要求3所述的方法，其中，确定所述磁性图案包括：确定指示被指示为对所述校正磁场有贡献的区域的磁化强度的磁性图案。6.根据权利要求3所述的方法，其中，确定所述磁性图案包括：确定指示所述多个区域中的哪些区域对所述校正磁场没有贡献的磁性图案。7.根据权利要求6所述的方法，其中，应用所述磁性图案包括：执行至少一个减成处理，所述减成处理去除与被指示为对所述校正磁场没有贡献的区域对应的磁性材料。8.根据权利要求7所述的方法，其中，应用所述磁性图案包括：切割所述磁性材料以去除被指示为对所述校正磁场没有贡献的区域。9.根据权利要求3所述的方法，其中，应用所述磁性图案包括：执行至少一个加成处理，所述加成处理将磁性材料提供给被指示为对所述校正磁场有贡献的区域。10.根据权利要求3所述的方法，其中，应用所述磁性图案包括：用磁化头横贯所述磁性材料，所述磁化头磁化被指示为对所述校正磁场有贡献的每个区域。11.根据权利要求5所述的方法，其中，应用所述磁性图案包括至少一个加成处理，所述加成处理以与相应指示的磁化强度对应的量将磁性材料提供给被指示为对所述校正磁场有贡献的区域。12.根据权利要求3所述的方法，其中，确定所述磁性图案包括：获得所述磁性材料的模型，并且其中，逻辑地划分所述磁性材料包括：将所述模型逻辑地划分成所述多个区域。13.根据权利要求12所述的方法，其中，确定所述磁性图案包括：使用确定所述磁性图案的模型来执行优化。14.根据权利要求13所述的方法，其中，逻辑地划分所述模型包括：对所述模型进行细分。15.根据权利要求14所述的方法，其中，确定所述磁性图案包括：经由多次迭代重复所述优化，并且其中，对于每次迭代，以比先前迭代更高的分辨率对所述模型的至少一部分进行细分。16.根据权利要求15所述的方法，其中，在每次迭代中确定中间磁性图案，并且其中，对由相应的中间图案指示为对所述校正磁性图案有贡献的区域以更高的分辨率进行细分以用于下一次迭代。17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述校正磁场校正由制造所述B0磁体时的可变性导致的至少一些非均匀性。18.根据权利要求1所述的方法，其中，所述校正磁场校正所述B0磁体的设计中固有的和/或引入的至少一些非均匀性。19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述校正磁场校正由于存在铁磁轭而导致的至少一些非均匀性。20.根据权利要求1所述的方法，其中，所述校正磁场至少部分地校正B0偏移。21.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述磁性图案应用到所述磁性材料导致所述多个区域中的至少一个区域具有第一极性的磁化并且所述多个区域中的至少一个区域具有第二极性的磁化。22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述第一极性与所述第二极性相反。23.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述磁性图案应用到所述磁性材料导致所述多个区域中的至少一个区域以与所述多个区域中的至少另一个区域不同的场强被磁化。24.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述磁性图案应用到所述磁性材料导致所述多个区域中的至少一个区域在基本上平行于所述B0磁场的方向上被磁化。25.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述磁性图案应用到所述磁性材料导致所述多个区域中的至少一个区域在与所述B0磁场基本上对准的方向上被磁化。26.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述磁性图案应用到所述磁性材料导致所述多个区域中的至少一个区域在与所述B0磁场基本上相反的方向上被磁化。27.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述磁性图案应用到所述磁性材料导致所述多个区域中的至少一个区域在与所述B0磁场基本上相反的方向上被磁化并且所述多个区域中的至少一个区域在与所述B0磁场基本上对准的方向上被磁化。28.根据权利要求2所述的方法，其中，所述磁性材料包括在逻辑上被划分成所述多个区域的基本上平坦的表面，并且其中，将所述磁性图案应用到所述磁性材料导致所述多个区域中的至少一个区域在基本上垂直于所述平坦的表面的方向上被磁化。29.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述磁性图案应用到所述磁性材料导致所述多个区域中的至少一个区域在基本上垂直于所述B0磁场的方向上被磁化。30.根据权利要求2所述的方法，其中，所述磁性材料包括在逻辑上被划分成所述多个区域的基本上平坦的表面，并且其中，将所述磁性图案应用到所述磁性材料导致所述多个区域中的至少一个区域在基本上平行于所述平坦的表面的方向上被磁化。31.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述磁性图案应用到所述磁性材料导致所述多个区域中的至少一个区域在基本上平行于所述B0磁场的方向上被磁化并且所述多个区域中的至少一个区域在基本上垂直于所述B0磁场的方向上被磁化。32.根据权利要求2所述的方法，其中，所述磁性材料包括在逻辑上被划分成所述多个区域的基本上平坦的表面，并且其中，将所述磁性图案应用到所述磁性材料导致所述多个区域中的至少一个区域在基本上平行于所述平坦的表面的方向上被磁化并且所述多个区域中的至少一个区域在基本上垂直于所述平坦的表面的方向上被磁化。33.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述磁性图案包括：确定使对所述校正磁场有贡献的磁性材料的体积最小化的磁性图案。34.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述磁性图案包括：确定使对所述校正磁场有贡献的磁性材料的体积最大化的磁性图案。35.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述B0磁场的偏差包括：测量由所述B0磁体产生的B0磁场。36.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述B0磁场的偏差包括：基于所述B0磁体的属性来计算所述偏差。37.一种用于改进由B0磁体产生的B0磁场的分布的永磁体垫片，所述永磁体垫片包括：磁性材料，预定磁性图案被应用至所述磁性材料，所述预定磁性图案产生用于改进所述B0磁场的分布的校正磁场。38.根据权利要求37所述的永磁体垫片，其中，所述校正磁场校正由制造所述B0磁体时的可变性导致的至少一些非均匀性。39.根据权利要求37所述的永磁体垫片，其中，所述校正磁场校正所述B0磁体的设计中固有的和/或引入的至少一些非均匀性。40.根据权利要求39所述的永磁体垫片，其中，所述校正磁场校正由于存在铁磁轭而导致的至少一些非均匀性。41.根据权利要求37所述的永磁体垫片，其中，所述校正磁场至少部分地校正B0偏移。42.根据权利要求37所述的永磁体垫片，其中，所述磁性材料在逻辑上被划分成多个区域。43.根据权利要求42所述的永磁体垫片，其中，所述多个区域中的至少一个区域具有第一极性的磁化，并且所述多个区域中的至少一个区域具有第二极性的磁化。44.根据权利要求43所述的永磁体垫片，其中，所述第一极性与所述第二极性相反。45.根据权利要求42所述的永磁体垫片，其中，所述多个区域中的至少一个区域被磁化，以产生与所述多个区域中的至少另一个区域不同的场强。46.根据权利要求42所述的永磁体垫片，其中，所述多个区域中的至少一个区域在基本上平行于所述B0磁场的方向上被磁化。47.根据权利要求42所述的永磁体垫片，其中，所述多个区域中的至少一个区域在与所述B0磁场基本上对准的方向上被磁化。48.根据权利要求42所述的永磁体垫片，其中，所述多个区域中的至少一个区域在与所述B0磁场基本上相反的方向上被磁化。49.根据权利要求42所述的永磁体垫片，其中，所述多个区域中的至少一个区域在与所述B0磁场基本上对准的方向上被磁化，并且所述多个区域中的至少一个区域在与所述B0磁场基本上相反的方向上被磁化。50.根据权利要求42所述的永磁体垫片，其中，所述磁性材料包括在逻辑上被划分成所述多个区域的基本上平坦的表面，并且其中，所述多个区域中的至少一个区域在基本上垂直于所述平坦的表面的方向上被磁化。51.根据权利要求42所述的永磁体垫片，其中，所述多个区域中的至少一个区域在基本上垂直于所述B0...

【专利技术属性】
技术研发人员：锡德里克·胡贡，迈克尔·斯蒂芬·普尔，泰勒·S·拉尔斯顿，
申请(专利权)人：海珀菲纳研究股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US