磁共振成像系统中用于局部拉长视场的系统、方法和设备技术方案

提供了系统、方法和设备，通过它们，由非对称初级线圈（１０４）或者具有辅助高奇数阶垫片（５００和６００）的常规对称初级线圈在磁共振成像系统中产生局部拉长的视场（３０２），所述辅助高奇数阶垫片将视场朝着孔的一端拉长。为了显著提高效率，按照需要，通过注入附加电流和／或从特定绕组减去电流，所述高奇数阶垫片可以激发所述初级线圈的特定部分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般而言涉及产生磁场，更特别地涉及改变产生的磁场。
技术介绍
磁共振成像(MRI)是一种将对象放在磁场中并使其受一定频率的电磁场脉冲作用的技术。该脉冲在对象中引起核磁共振，从而对所获得的频谱进行数值处理，以形成该对象的横断面图像。MRI成像对于医学或者兽医应用尤其有用，因为不同的活组织发出不同特征的共振信号，从而使得能够在获得的图像中可视化不同的活组织。因而，MRI设备一般通过在存在其他磁场时施加射频(RF)电磁场并且随后探测和分析在体内诱发的所产生的核磁共振来进行工作。常规MRI系统包括主磁体，该主磁体在进行成像的视场(FOV)内产生具有高时间稳定性和高空间均匀性的强静态磁场。常规MRI系统还包括梯度线圈组件，其位于在主磁体和RF线圈之间的孔内，并产生空间变化的场。该梯度线圈组件使病人身体的核子的响应频率和相位取决于在FOV内的位置，从而提供身体发出的信号的空间编码。常规MRI系统进一步包括布置在孔内的RF线圈/线圈组，其发出RF波并接收来自身体的共振信号。超导主磁体典型地用于获得高场强；超导主磁体包括多个置于低温恒温器内的同轴线圈，该低温恒温器被设计成来为超导线圈提供低温工作环境。MRI扫描器的孔的有限空间经常引起病人的不适和幽闭恐怖的感觉。为了试图减少病人的不适和幽闭恐怖的感觉，磁体设计者典型地设法将磁体长度最小化或者缩短。遗憾的是，减小磁体长度也减小了均匀场区的长度，并且损害成像功能。与在较长磁体上的球形FOV相比，短磁体典型地具有对称的椭球FOV。各种成像类型的FOV要求在下面的表1中进行了说明，在这个表中可以看到，许多扫描要求40厘米(cm)的FOV长度。整个脊椎和外围脉管的研究需要甚至更长的大约45cm-50cm长度的均匀场区。表1 如表1所示，具有缩短的FOV的MRI系统不提供需要大FOV的解剖成像，比如整个脊椎的成像或者外围脉管研究的成像。克服缩短的FOV影响的常规解决方案包括使用多重扫描系统，其中病人的身体在扫描之间沿孔移动。然而，多重扫描系统会遭受增加的扫描持续时间以及对于制造和维护而言昂贵的机械复杂性。由于上述原因，以及由于对于本领域的技术人员而言一旦阅读和理解本说明书将变得显而易见的下面描述的其他原因，在现有技术中需要一种磁共振成像系统，它对病人来说更加舒适，不大可能引起病人幽闭恐怖感，不会减小均匀场区的长度，并且不损害成像功能而不用增加机械复杂性。
技术实现思路
在此解决上述的不足、缺点和问题，这将通过阅读和研究后面的说明书来进行理解。一方面，一种高奇数阶的垫片(shim)在一个方向上延长视场。另一方面，注入电流和/或从特定磁体线圈减去电流以改变视场的形状。再一方面，一种有源屏蔽的视场延长线圈或电路延长视场。又一方面，一种扫描视场从一端延伸到另一端。在此描述了改变范围的设备、系统和方法。除了在本概要中描述的方面和优点外，通过参考附图和通过阅读后面的详细说明，更多的方面和优点将变得显而易见。附图说明图1是产生磁共振成像视场的系统的概观的截面框图；图2是根据几何非对称的初级磁体线圈的实施例的设备的截面框图；图3是根据实施例的非对称磁视场的轮廓图；图4是根据具有短磁体的实施例的设备的截面框图，其具有绝缘高奇数阶垫片；图5是具有永久开关的绝缘高奇数阶垫片线圈的电路图；图6是具有外部电源的绝缘高奇数阶垫片线圈的电路图；图7是根据具有短磁体的实施例的设备的截面框图，其具有辅助视场延伸电路；以及图8是根据具有短磁体的实施例的电路图，其具有视场延伸电路。具体实施例方式在后面的详细说明中对附图作了参考，附图构成了此详细说明的一部分，并且其中通过图解示出了可以实施的特定实施例。对这些实施例进行了足够详细的描述，以使本领域的技术人员能够实施这些实施例，并且应当理解，可以利用其他实施例，并且可以作出逻辑的、机械的、电的和其他改变，而不背离这些实施例的范围。因此，后面的详细说明并不是在限制的意义上被采用。本详细说明分为四个部分。在第一部分中描述了系统级概观。在第二部分中描述了设备的实施例。在第三部分中描述了方法的实施例。最后，在第四部分中提供了本详细说明的结论。系统级概观图1是产生磁共振成像视场的系统的概观的截面框图。系统100解决了现有技术中对于下述磁共振成像系统的需要，该磁共振成像系统对病人来说更加舒适，不大可能引起病人幽闭恐怖感，不减小均匀场区的长度，并且不损害成像功能而不用增加机械复杂性。系统100包括低温容器102和磁体线圈104，该磁体线圈沿纵轴106具有非对称的几何形状。因为一端的线圈不是另一端线圈的严格镜像，所以该磁体线圈是非对称的。端部108或110可以是传统上所指的病人端或者服务端。图1中所示的磁体线圈104的非对称几何形状是非对称几何形状的一个例子。其他非对称几何形状在系统100的非对称几何形状的范围内。该磁体线圈104被安装在低温容器102中。该低温容器102还包括孔112。病人在成像期间被移入该孔中。当向几何非对称磁体线圈104通电时，该几何非对称磁体线圈104产生具有视场(FOV)的均匀场区的磁场，该视场在一端被轻微拉长，如下面在图3中所示。拉长的FOV增加了FOV的大小。这样，该几何非对称磁体线圈104解决了在现有技术中对于在不减小均匀场区的长度的情况下减小磁体长度的需要。相反，该几何非对称磁体线圈104增加了FOV的大小，包括该均匀场区的长度。此外，该几何非对称磁体线圈104的机械复杂性也不显著，并且不损害成像功能。该几何非对称磁体线圈104还不需要附加的高奇数阶垫片。在一些实施例中，该磁(FOV)朝着或者在病人进入孔的方向被拉长。在这些实施例中，该磁FOV朝着病人延伸，从而减少了病人需要移入孔中以处于磁FOV内的程度。减少病人需要移入孔中的程度特别有助于易引发幽闭恐怖的病人，因为更多的病人身体能够保持在该系统内部的外面，并且他们更少的身体在系统内部。这样，易引发幽闭恐怖的病人很可能因经历在系统100中被成像而感到受威胁或恐慌。这样，系统100就解决了减小病人幽闭恐怖感的需要。降低将病人移入孔中的需要对许多病人来说还更舒适。许多病人在将他们身体的部分置入孔中进行成像时具有身体或者机械上的困难。通常这些困难是受伤的结果，比如作为成像的原因的受伤。或者这些困难是需要对四肢比如腿进行成像的结果，其中其他的四肢将伸入低温容器102的表面，因此不进行成像的腿必须在膝盖处弯曲或者放在低温容器的该侧的外面，无论哪种情况对于即使短的时间周期可能都是不舒服的，并且对于在成像期间延长量的时间更是如此。然而，在许多情况下，比如头部成像，延长的FOV减小了向病人身体必须移入孔112中的程度，并且减少了对病人身体弯曲的需要。在对头部成像的实例中，延长的FOV减小了将身体放入孔中的程度，这减少了易引发幽闭恐怖病人的幽闭恐怖反应的可能性或程度。因此，系统100改善了病人的舒适度，而无论病人是否易引发幽闭恐怖。系统100解决了现有技术中对于下述磁共振成像系统的需要，该磁共振成像系统对病人来说更加舒适，不过分引起病人的幽闭恐怖感，不减小均匀场区的长度，并且不损害成像功能而不用增加机械复杂性。虽然系统100不限于任何特定的低温容器102、几何非对称磁体线圈104、纵轴106、端部10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生医学磁共振视场的设备（２００），所述设备包括：　　　　低温容器（１０２）；　　　　磁体线圈（２０２，２０４，２０６，２０８，２１０，２１２，２１４，２１６，２１８和２２０），其被安装在所述低温容器（１０２）中；以及　　　　屏蔽线圈（２１８和２２０），其被安装在所述低温容器中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：TJ霍利斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]