磁共振成像系统用的B0磁体方法和设备技术方案

一种用于提供磁共振成像系统用的B0磁场的设备。所述设备包括被构造为产生对磁共振成像系统用的B0磁场做贡献的第一磁场的至少一个第一B0磁体，该至少一个第一B0磁体包括第一多个永磁体环，该第一多个永磁体环包括具有各自不同高度的至少两个环。自不同高度的至少两个环。自不同高度的至少两个环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁共振成像系统用的B0磁体方法和设备
[0001]相关申请的引用
[0002]根据美国法典第35条第119款，本申请要求于2018年5月21日提交的题为“磁共振系统用的B0磁体方法和设备”的美国临时申请No.62/674,482和于2018年7月2日提交的题为“磁共振系统用的B0磁体方法和设备”美国临时申请No.62/693,044的优先权，其全部内容均通过引用合并于此。

技术介绍

[0003]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使用以产生人体内部的图像。通常地，MRI基于检测磁共振(MR)信号，该信号是原子响应于所施加的电磁场导致的状态变化而发射的电磁波。例如，核磁共振(NMR)技术涉及检测在被成像体中的原子(例如人体组织中的原子)的核自旋重新排列或弛豫时从受激原子核发出的MR信号。所检测的MR信号可以被处理以产生图像，该图像在医疗应用的背景下允许出于诊断、治疗和/或研究目的而研究体内的内部结构和/或生物学过程。
[0004]MRI由于能够产生具有较高分辨率和对比度的非侵入性图像而提供用于生物学成像的具有吸引力的成像模式并且没有其它模式的安全顾虑(例如，无需将被测者暴露于例如X射线等电离辐射，或者将放射性物质引入身体)。此外，MRI特别适合提供软组织对比度，可以利用它来对其它成像模式无法令人满意地成像的主题成像。另外，MR技术能够捕获有关其它模式无法获取的结构和/或生物过程的信息。然而，对于给定的成像应用，MRI存在许多缺点，可能涉及装备的较高成本、有限可用性(例如，难以获得对临床MRI扫描仪的访问权限)和/或图像采集过程的长度。
[0005]临床MRI的趋势是增加MRI扫描仪的场强，以改善扫描时间、图像分辨率和图像对比度中的一项或多项，这进而继续增加成本。绝大多数已安装的MRI扫描仪以1.5或3特斯拉(T)操作，这是指主磁场B0的场强。临床MRI扫描仪的粗略成本估算约为每特斯拉一百万美元，这不包括操作这种MRI扫描仪所涉及的大量操作、服务和维护成本。
[0006]此外，传统的高场MRI系统通常需要大的超导磁体和相关的电子器件，以产生对被成像体(例如，患者)成像的强的均匀静磁场(B0)。对于包括用于磁体、电子器件、热管理系统和控制台区域的多个室的典型MRI设施，这种系统的尺寸相当大。MRI系统的尺寸和费用通常将它们的用途限制在诸如医院和学术研究中心等的设施，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扫描仪的有限可用性。这样，存在许多这种临床情况：MRI扫描将是有益的，但是由于上述的一个或多个限制，MRI扫描不实用或不可能，如下面进一步详细说明的。

技术实现思路

[0007]一些实施方式包括用于提供磁共振成像系统用的B0磁场的设备，该设备包括：至少一个第一B0磁体，其被构造为产生对磁共振成像系统用的B0磁场做贡献的第一磁场，至少一个第一B0磁体包括第一多个永磁体环，第一多个永磁体环包括具有各自不同的高度的至
少两个环。
[0008]一些实施方式包括用于提供磁共振成像系统用的B0磁场的设备，该设备包括：至少一个第一B0磁体，其被构造为产生对磁共振成像系统用的B0磁场做贡献的第一磁场；至少一个第二B0磁体，其被构造为产生对磁共振成像系统用的B0磁场做贡献的第二磁场，至少一个第一B0磁体和至少一个第二B0磁体相对于彼此配置成使得在至少一个第一B0磁体和至少一个第二B0磁体之间设置成像区域；和磁轭，其被构造为俘获并引导由至少一个第一B0磁体和至少一个第二B0磁体产生的至少一些磁通量，以增大成像区域内的磁通量密度，磁轭包括：第一板，其包括铁磁材料并且联接到至少一个第一B0磁体；第二板，其包括铁磁材料并且联接到至少一个第二B0磁体；框架，其包括铁磁材料并且联接到第一板和第二板；第一附加铁磁材料联接到第一板以补偿在第一板中感应的磁饱和；和第二附加铁磁材料联接到第二板以补偿在第二板中感应的磁饱和。
[0009]一些实施方式包括用于提供磁共振成像系统用的B0磁场的设备，该设备包括：至少一个第一B0磁体，其被构造为产生对磁共振成像系统用的B0磁场做贡献的第一磁场；至少一个第二B0磁体，其被构造为产生对磁共振成像系统用的B0磁场做贡献的第二磁场，至少一个第一B0磁体和至少一个第二B0磁体相对于彼此配置成使得在至少一个第一B0磁体和至少一个第二B0磁体之间设置成像区域；和磁轭，其被构造为俘获并引导由至少一个第一B0磁体和至少一个第二B0磁体产生的至少一些磁通量，以增大成像区域内的磁通量密度，磁轭包括：第一板，其包括铁磁材料并且联接到至少一个第一B0磁体和第一组一个或多个孔以补偿在第一板中感应的磁饱和；第二板，其包括铁磁材料并且联接到至少一个第二B0磁体和第二组一个或多个孔以补偿在第二板中感应的磁饱和；框架，其包括铁磁材料并联接到第一板和第二板。
[0010]一些实施方式包括用于提供磁共振成像系统用的B0磁场的设备，该设备包括：至少一个第一B0磁体，其被构造为产生对磁共振成像系统用的B0磁场做贡献的第一磁场；至少一个第二B0磁体，其被构造为产生对磁共振成像系统用的B0磁场做贡献的第二磁场，至少一个第一B0磁体和至少一个第二B0磁体相对于彼此配置成使得在至少一个第一B0磁体和至少一个第二B0磁体之间设置成像区域；和磁轭，其被构造为俘获并引导由至少一个第一B0磁体和至少一个第二B0磁体产生的至少一些磁通量，以增大成像区域内的磁通量密度，所述磁轭包括：第一板，其包括铁磁材料并且联接到至少一个第一B0磁体，第一板的厚度变化以补偿在第一板中感应的磁饱和；第二板，其包括铁磁材料并且联接到至少一个第二B0磁体，第二板的厚度变化以补偿在第二板中感应的磁饱和；和框架，其包括铁磁材料并联接到第一板和第二板。
附图说明
[0011]将参照以下附图说明所公开的技术的各个方面和实施方式。应当理解的是，附图不一定按比例绘制。
[0012]图1示出了根据本文说明的技术的一些实施方式的磁共振成像系统的示例性部件。
[0013]图2示出了根据本文说明的技术的一些实施方式的包括多个同心永磁体环的B0磁体，其中各环均包括永磁体段。
[0014]图3示出了根据本文说明的技术的一些实施方式的部分地形成图2所示的B0磁体的永磁体环的示例性构造的俯视图。
[0015]图4A示出了根据本文说明的技术的一些实施方式的具有高度均匀的多个永磁体环的永磁B0磁体。
[0016]图4B示出了根据本文说明的技术的一些实施方式的永磁B0磁体和磁轭的截面侧视图，其中B0磁体具有高度均匀的多个永磁体环。
[0017]图5示出了根据本文说明的技术的一些实施方式的永磁B0磁体和磁轭的截面侧视图，其中形成永磁B0磁体的永磁体环的高度是变化的。
[0018]图6A-图6C分别示出了根据本文说明的技术的一些实施方式的永磁B0磁体的截面侧视图、俯视图和等轴测图。
[0019]图7A-图7C分别示出了根据本文说明的技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于提供磁共振成像系统用的B0磁场的设备，所述设备包括：至少一个第一B0磁体，其被构造为产生对所述磁共振成像系统用的所述B0磁场做贡献的第一磁场，所述至少一个第一B0磁体包括第一多个永磁体环，所述第一多个永磁体环包括具有各自不同的高度的至少两个环。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一多个永磁体环均具有各自不同的高度。3.根据权利要求1或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括至少一个第二B0磁体，所述至少一个第二B0磁体被构造为产生对所述磁共振成像系统用的所述B0磁场做贡献的第二磁场，所述至少一个第一B0磁体包括第二多个永磁体环，所述第二多个永磁体环包括具有各自不同的高度的至少两个环。4.根据权利要求1或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第二多个永磁体环均具有各自不同的高度。5.根据权利要求3或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述至少一个第一B0磁体和所述至少一个第二B0磁体相对于彼此配置成使得在所述至少一个第一B0磁体和所述至少一个第二B0磁体之间设置成像区域，并且所述第一多个永磁体环的不同高度和所述第二多个永磁体环的不同高度被选择为在所述成像区域中的第一视场内获得比在将所述第一多个永磁体环配置为具有相等高度且将所述第二多个永磁体环配置为具有相等高度的情况下在所述第一视场内获得的第二磁场均匀性水平小的第一磁场均匀性水平。6.根据权利要求5或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一视场包括直径处于17cm至23cm范围内的球体，并且所述第一磁场均匀性水平比所述第二磁场均匀性水平小至少两倍。7.根据权利要求3或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述至少一个第一B0磁体和所述至少一个第二B0磁体相对于彼此配置成使得在所述至少一个第一B0磁体和所述至少一个第二B0磁体之间设置成像区域，所述第一多个永磁体环的不同高度和所述第二多个永磁体环的不同高度被选择为在所述成像区域中获得具有第一体积和第一磁场均匀性的第一视场，并且所述第一体积大于如果所述第一多个永磁体环的高度相等且所述第二多个永磁体环的高度相等将获得的具有所述第一磁场均匀性的第二视场的第二体积。8.根据权利要求7或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一体积比所述第二体积大至少百分之十。9.根据权利要求1或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一多个永磁体环关于共同中心同心。10.根据权利要求9或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一多个永磁体环包括比第二永磁体环靠近所述共同中心的第一永磁体环，并且所述第一永磁体环中的永磁体段的第一高度小于所述第二永磁体环中的永磁体段的第二高度。11.根据权利要求10或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一多个永磁体环包括比所述第二永磁体环远离所述共同中心的第三永磁体环，并且所述第三永磁体环中的永磁体段的第三高度大于所述第二永磁体环中的永磁体段的所述第二高度。12.根据权利要求11或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一多个
永磁体环包括比所述第三永磁体环远离所述共同中心的第四永磁体环，并且所述第四永磁体环中的永磁体段的第四高度大于所述第三永磁体环中的永磁体段的所述第三高度。13.根据权利要求10或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一永磁体环中的多个永磁体段具有所述第一高度，并且所述第二永磁体环中的多个永磁体段具有所述第二高度。14.根据权利要求10或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一永磁体环中的各永磁体段均具有所述第一高度，并且所述第二永磁体环中的各永磁体段均具有所述第二高度。15.根据权利要求10或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一永磁体环中的永磁体段包括圆弧段。16.根据权利要求10或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一永磁体环中的永磁体段包括矩形块。17.根据权利要求10或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一永磁体环中的永磁体段包括梯形块。18.根据权利要求3或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第二多个永磁体环关于共同中心同心。19.根据权利要求18或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一多个永磁体环和所述第二多个永磁体环具有相同数量的环，使得所述第一多个永磁体环中的各永磁体环具有在所述第二多个永磁体环中的对应的永磁体环，并且各对对应的永磁体环具有相同高度的永磁体段。20.根据权利要求3或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述至少一个第一B0磁体和所述至少一个第二B0磁体对所述磁共振成像系统用的B0磁场做贡献，所述B0磁场的场强小于或等于大约.2T且大于或等于大约.1T。21.根据权利要求3或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述至少一个第一B0磁体和所述至少一个第二B0磁体对所述磁共振成像系统用的B0磁场做贡献，所述B0磁场的场强小于或等于大约.1T且大于或等于大约50mT。22.根据权利要求3或前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述至少一个第一B0磁体和所述至少一个第二B0磁体对所述磁共振成像系统用的B0磁场做贡献，所述B0磁场的场强小于或等于大约50mT且大于或等于大约20mT。23.一种用于提供磁共振成像系统用的B0磁场的设备，所述设备包括：至少一个第一B0磁体，其被构造为产生对所述磁共振成像系统用的所述B0磁场做贡献的第一磁场；至少一个第二B0磁体，其被构造为产生对所述磁共振成像系统用的所述B0磁场做贡献的第二磁场，所述至少一个第一B0磁体和所述至少一个第二B0磁体相对于彼此配置成使得在所述至少一个第一B0磁体和所述至少一个第二B0磁体之间设置成像区域；和磁轭，其被构造为俘获并引导由所述至少一个第一B0磁体和所述至少一个第二B0磁体产生的至少一些磁通量，以增大所述成像区域内的磁通量密度，所述磁轭包括：第一板，其包括铁磁材料并且联接到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
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：