MRI系统中的圆形极靴技术方案

本发明专利技术的目的是将磁共振成像的一个磁路中所包含的一个圆形极靴中的剩余磁感应减到最小。圆形极靴被分成了两个部分，即一个中心区和一个边缘区。一个在给其施加一个相对小的外部磁场（例如，范围从２０Ａ／ｍ到６０Ａ／ｍ）时呈现一个高磁导率（例如１００００或更高）的软磁材料被采用作为制成一个中心区叠片体的软磁材料，一个在给其施加一个相对大的外部磁场（例如，范围从５０Ａ／ｍ到１５０Ａ／ｍ）时呈现一个高磁导率（例如６０００或更高）的软磁材料被采用作为制成的边缘区叠片体３０３ｂ的软磁材料。从而，由于能够将圆形极靴中的剩余磁感应减到最小，因此可以防止剩余磁感应引起的成像质量的下降。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磁共振成像(MRI)的磁路中所包括的圆形极靴和一个MRI系统。更具体地说，本专利技术涉及一种能将剩余磁感应降低到最小的圆形极靴和采用这种圆形极靴的MRI系统。
技术介绍
过去，磁共振成像(MRI)的磁路中所包括的圆形极靴实质上通过层叠设置叠片体(laminate block)整体上成圆形，每个叠片体具有正方形或长方形硅钢片或多晶软磁材料片，用每个多晶软磁材料填充在层叠的邻接正方形或长方形片之间的间隙中(例如见专利文献1中的附图1)。另外在其它方式中，圆形极靴实质上通过以多个同轴环的方式层叠设置叠片体使其整体上形成圆形，每个叠片体具有梯形或环状扇形的软磁材料片(例如专利文献1中的附图21)。软磁材料片例如由硅钢片制成并呈现一种磁滞现象。因此，在给圆形极靴施加一个磁场梯度后，圆形极靴中产生剩余磁感应。磁感应随磁场梯度的变化而改变。但是当圆形极靴中的剩余磁感应改变时，它将对图像产生影响。过去，曾努力设计过一个有效抑制不利影响的脉冲序列(例如参看专利文献2)。日本未审专利申请公开号No.2000-200716；日本未审专利申请公开号No.2000-185023。过去，圆形极靴中剩余磁感应的不利影响通过设计一个脉冲序列被抑制。但是，这为MRI系统强加了负担。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一个能将剩余磁感应降低到最小的圆形极靴和MRI系统。依照本专利技术的第一个方面，磁共振成像的磁路中所包括的圆形极靴至少被分为两个区，即一个包括圆形极靴中心的中心区和一个包括其边缘的边缘区。由软磁材料制成的中心区在给其施加一个外部磁场时所呈现的磁导率高于由软磁材料制成的边缘区的磁导率。磁导率越高，软磁材料中的剩余磁感应越小。因此磁导率应当尽可能地高。另一方面，施加给圆形极靴中心区的外部磁场强度不同于施加给其边缘区的磁场强度。施加给中心区的外部磁场强度的范围例如从20A/m至60A/m，同时施加给边缘区的外部磁场强度的范围例如从50A/m至150A/m。软磁材料的磁导率随所施加的磁场强度变化而改变。因此使磁导率成为最大值的外部磁场强度取决于软磁材料。在依照第一方面的圆形极靴中，软磁材料制成的中心区在给其施加一个较边缘区所施加的外部磁场弱的外部磁场时所呈现的磁导率高于软磁材料制成的边缘区在给其施加一个较中心区所施加的外部磁场强的外部磁场时所呈现的磁导率。这说明靠近成像区域的中心区中的剩余磁感应较小。尽管边缘区中的剩余磁感应大于中心区的剩余磁感应，但是由于边缘区远离成像区域，因而限制了边缘区中剩余磁感应的不利影响。依照本专利技术的第二个方面，圆形极靴具有与前述极靴相同的结构。但是制成圆形极靴各区的软磁材料的成分互不相同。在依照第二方面的圆形极靴中，制成中心区和边缘区的软磁材料按下述条件进行选择(1)制成中心区的软磁材料采用的是一种在给其施加一个相对弱的外部磁场(例如从20A/m到60A/m的范围)时呈现一个尽可能高的磁导率(例如1000或更高)的软磁材料。(2)制成边缘区的软磁材料采用的是一种在给其施加一个相对强的外部磁场(例如从50A/m到150A/m的范围)时呈现一个尽可能高的磁导率(例如6000或更高)的软磁材料。(3)制成中心区的的软磁材料在给其施加一个外部磁场时所呈现的磁导率高于制成边缘区的的软磁材料在给其施加一个外部磁场时所呈现的磁导率。本专利技术人所进行的实验证实制成中心区的的软磁材料在给其施加一个外部磁场时所呈现磁导率的最大值与制成边缘区的软磁材料所呈现磁导率的最大值相比是其两倍或更高，靠近成像区域的中心区中的剩余磁感应被降到最小。依照本专利技术的第三个方面，圆形极靴具有与前述极靴相同的结构。这里由软磁材料制成的中心区具有多个层叠的方向性磁钢片，各个方向性磁钢片的易磁化轴方向不同，这样磁钢片整体呈现无方向性的特性。软磁材料制成的边缘区由无易磁化轴的无方向性磁钢片形成。方向性磁钢片在给其施加一个相对弱的外部磁场时其中心的磁导率较高。另一方面，无方向性磁钢片在给其施加一个外部磁场时的磁导率低于方向性磁钢片中心的磁导率。然而，无方向性磁钢片便宜。因此，在依照第三方面的圆形极靴中，中心区采用方向性磁钢片，边缘区采用无方向性磁钢片。从而，能够将靠近成像区域的中心区中的剩余磁感应减到最小，并降低了圆形极靴的成本。此外，将易磁化轴方向不同的方向性磁钢片层叠，这样磁钢片整体呈现无方向性特征。因此，可以将剩余磁感应减到最小，而不考虑外部磁场的方向(特别是磁场梯度的方向)。依照本专利技术的第四个方面，圆形极靴具有与前述极靴相同的结构。这里，由软磁材料制成的中心区具有多个层叠的易磁化轴方向不同的方向性磁钢片，从而使磁钢片整体呈现无方向性特性，和一个无易磁化轴的、与方向性磁钢片层叠结合的无方向性磁钢片。软磁材料制成的边缘区由无易磁化轴的无方向性磁钢片形成。方向性磁钢片在给其施加一个相对微弱的外部磁场时其中心的磁导率较高。另一方面，无方向性磁钢片在给其施加一个外部磁场时的磁导率低于方向性磁钢片中心的磁导率。可是无方向性磁钢片便宜。在依照第四方面的圆形极靴中，方向性磁钢片和无方向性磁钢片结合形成中心区，而边缘区由无方向性磁钢片形成。从而，能够将靠近成像区域的中心区中的剩余磁感应减到最小，进一步降低了圆形极靴的成本。此外，将易磁化轴方向不同的方向性磁钢片层叠，这样磁钢片整体呈现无方向性的特性。这样可以将剩余磁感应减到最小，而不考虑外部磁场的方向(特别是磁场梯度的方向)。依照本专利技术的第五个方面，圆形极靴具有与前述极靴相同的结构。这里，由软磁材料制成的中心区具有多个层叠的方向性磁钢片，各个方向性磁钢片的易磁化轴方向不同，从而使方向性磁钢片整件呈现无方向性特性。软磁材料制成的边缘区具有多个层叠的方向性磁钢片，各个方向性磁钢片的易磁化轴方向不同，从而使磁钢片整体呈现无方向性特性，和一个无易磁化轴、与方向性磁钢片层叠结合的无方向性磁钢片。方向性磁钢片在给其施加一个相对微弱的外部磁场时其中心的磁导率较高。另一方面，无方向性磁钢片的磁导率低于方向性磁钢片中心在给其施加一个外部磁场时的磁导率。可是无方向性磁钢片便宜。在依照第五方面的圆形极靴中，中心区采用方向性磁钢片，而边缘区采用方向性磁钢片和无方向性磁钢片的组合。从而，能够将靠近成像区域的中心区中的剩余磁感应减到最小，降低了圆形极靴的成本。此外，层叠易磁化轴方向不同的方向性磁钢片，这样磁钢片整体呈现无方向性的特征。因此，可以将剩余磁感应减到最小，而不考虑外部磁场的方向(特别是磁场梯度的方向)。依照本专利技术的第六个方面，圆形极靴具有与前述极靴相同的结构。这里，由软磁材料制成的中心区和由软磁材料制成的边缘区具有多个层叠的易磁化轴方向不同的方向性磁钢片，从而使方向磁钢片整体呈现无方向性特性。方向性磁钢片在给其施加一个相对微弱的外部磁场时其中心的磁导率相对较高。在给其施加一个相对强的外部磁场时其边缘的磁导率相对较低。在依照第六方面的圆形极靴中，中心区和边缘区采用相同的方向性磁钢片。从而，能够将靠近成像区域的中心区中的剩余磁感应减到最小，避免了使用不同软磁材料的麻烦。此外，层叠的易磁化轴方向不同的方向性磁钢片，这样磁钢片整体呈现无方向性的特征。从而可以将剩余磁感应减到最小，而不考虑外部磁场的方向(特别是磁场梯度的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振成像（ＭＲＩ）中的磁路所包括的圆形极靴，该圆形极靴被分成至少两个部分，即一个包括所述圆形极靴中心的中心区和一个包括其边缘的边缘区，其中：由一种软磁材料制成的所述中心区在给其施加一个外部磁场时所呈现的磁导率高于由一种软磁材料 制成的所述边缘区的磁导率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：井上勇二，
申请(专利权)人：GE医疗系统环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]