【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电阻电磁体系统
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2018年5月16日提交的名称为“电阻电磁体系统和方法(Resistive Electromagnet Systems and Methods)”的美国临时申请No.62/672,525和2018年5月29日提交的名称为“电阻电磁体设计和配置(Resistive Electromagnet Design and Construction)”的美国临时申请No.62/677,546的优先权和权益,它们各自的内容由此通过引用以其整体结合进来。
技术介绍
[0003]磁共振成像(MRI)或核磁共振成像是一种非侵入性成像技术,该技术利用射频脉冲、强磁场(通过跨过其而施加的弱梯度场进行修改,以定位和编码或解码相位和频率)与身体组织之间的相互作用,来从患者体内获取投影、频谱信号以及平面或体积的图像。磁共振成像在软组织成像中特别有用,且可用于疾病的诊断。实时或电影MRI可以用于诊断需要对患者内的移动结构成像的医学状况。实时MRI也可以与介入程序(例如放射治疗或图像引导手术)结合使用,并且还可以在规划这样的程序时使用。
技术实现思路
[0004]公开了可以在磁共振成像系统中利用的电磁体设计。某些实施例可以包括用于全身MRI的电阻螺线管电磁体,其包括在电磁体的包络内的导体和铁磁材料。电磁体可以是有间隙的,铁磁材料可以是钢。在一些变型中,电磁体可以被配置为用于在电磁体内的仅一个周向方向上流动电流。
[0005]电磁体可以被配置为用于全身MRI的电阻螺线管电磁体, ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种磁共振成像(MRI)系统,包括:用于全身磁共振成像的电阻螺线管电磁体,所述电阻螺线管电磁体包括导体;和所述电磁体的包络内的铁磁材料。2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述电磁体是带隙的。3.根据权利要求2所述的系统,其中,所述铁磁材料包括钢。4.根据权利要求2所述的系统,其中,所述铁磁材料的体积为所述导体的体积的至少六分之一。5.根据权利要求2所述的系统,其中,所述铁磁材料的体积为所述导体的体积的至少二十分之一。6.根据权利要求2所述的系统,其中,所述电磁体包括多个圆柱形层,并且所述铁磁材料包括所述多个圆柱形层中的层。7.根据权利要求2所述的系统,其中,所述电磁体包括多个圆柱形层,并且所述铁磁材料包括所述多个圆柱形层中的层的一部分。8.根据权利要求2所述的系统,其中,所述电磁体包括多个圆柱形层,并且所述铁磁材料包括所述多个圆柱形层中的多个层或层的多个部分。9.根据权利要求2所述的系统,还包括在电磁体的包络外部的另外的铁磁材料,其被配置为减小所述电磁体的边缘场。10.根据权利要求2所述的系统,其中,所述电磁体被配置为仅在所述电磁体内的一个周向方向上流动电流。11.根据权利要求2所述的系统,其中,所述电磁体被配置用于小于5%的负电流。12.根据权利要求2所述的系统,其中,所述电磁体被配置用于小于10%的负电流。13.根据权利要求2所述的系统,其中,所述导体被直接冷却。14.根据权利要求13所述的系统,其中,所述导体是铜。15.根据权利要求14所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.12特斯拉的场强和小于25kW的电源。16.根据权利要求14所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.2特斯拉的场强和小于55kW的电源。17.根据权利要求13所述的系统,其中,所述导体是铝。18.根据权利要求17所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.12特斯拉的场强和小于40kW的电源。19.根据权利要求17所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.2特斯拉的场强和小于90kW的电源。20.根据权利要求2所述的系统,其中,所述导体被间接冷却。21.根据权利要求20所述的系统,其中,所述导体是铜。22.根据权利要求21所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.12特斯拉的场强和小于20kW的电源。23.根据权利要求21所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.2特斯拉的场强和小于45kW的电源。24.根据权利要求20所述的系统,其中,所述导体是铝。
25.根据权利要求24所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.12特斯拉的场强和小于35kW的电源。26.根据权利要求24所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.2特斯拉的场强和小于70kW的电源。27.根据权利要求2所述的系统,其中,所述电磁体具有两个半部,并且所述两个半部通过固定结构保持分开。28.根据权利要求27所述的系统,其中,所述固定结构基本上是非金属的。29.根据权利要求28所述的系统,其中,所述固定结构包括碳纤维。30.根据权利要求29所述的系统,其中,所述固定结构包括零CTE碳纤维。31.根据权利要求28所述的系统,还包括放射治疗装置,其中,所述系统被配置成使得所述放射治疗装置通过所述固定结构被定向以进行处理。32.一种磁共振成像(MRI)系统,包括:用于全身磁共振成像的电阻螺线管电磁体,所述电阻螺线管电磁体具有至少为0.05特斯拉的场强,包括:用于产生所述电磁体的主电磁场的导体;其中,所述主电磁场不是由导体束产生的。33.根据权利要求32所述的系统,其中,所述主电磁场是由导体层产生的。34.根据权利要求33所述的系统,其中,所述电磁体具有少于10层的导体。35.根据权利要求33所述的系统,进一步包含在所述电磁体的包络内的铁磁材料。36.根据权利要求33所述的系统,其中,所述电磁体被配置为仅在所述电磁体内的一个周向方向上流动电流。37.根据权利要求33所述的系统,其中,所述电磁体被配置为以单个供应的电流进行操作。38.根据权利要求33所述的系统,其中,所述电磁体是带隙的。39.根据权利要求33所述的系统,其中,所述电磁体利用非金属成形器来支撑导体。40.根据权利要求33所述的系统,其中,所述电磁体利用玻璃纤维成形器来支撑导体。41.根据权利要求39所述的系统,其中,所述导体层和非金属成形器被配置为形成刚性物体。42.根据权利要求41所述的系统,其中,所述导体和非金属成形器层被配置成通过利用环氧树脂固定在一起而形成刚性物体。43.根据权利要求41所述的系统,其中,所述刚性物体包括梯度线圈的至少一部分。44.根据权利要求33所述的系统,其中,所述导体具有大于0.5平方厘米的横截面积。45.根据权利要求44所述的系统,其中,所述导体包括由非金属成形器分隔的导体的至少两个螺线管层。46.根据权利要求33所述的系统,其中,所述导体被直接冷却。47.根据权利要求46所述的系统,其中,所述导体是铝。48.根据权利要求47所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.12特斯拉的场强和小于40kW的电源。49.根据权利要求47所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.2特斯拉的场强和小于
90kW的电源。50.根据权利要求33所述的系统,其中,所述导体层包括:第一层,所述第一层包括具有第一螺旋倾斜的螺旋卷绕的导体;和与所述第一层相邻的第二层,所述第二层包括具有第二螺旋倾斜的螺旋卷绕的导体;其中,所述第二螺旋倾斜与所述第一螺旋倾斜相反。51.根据权利要求33所述的系统,其中,所述导体层包括:第一层,所述第一层包括具有在第一方向上弯曲的第一S形弯曲的包绕导体;和与所述第一层相邻的第二层,所述第二层包括具有在第二方向上弯曲的第二S形弯曲的包绕导体。52.根据权利要求51所述的系统,其中,所述第一S形弯曲和所述第二S形弯曲重叠,并且所述第二方向与所述第一方向相反。53.根据权利要求33所述的系统,其中,所述导体层包括:至少一个层,所述至少一个层包括导体沿平行于螺线管电磁体的轴线的方向横穿的部分。54.根据权利要求53所述的系统,其中,在平行于所述螺线管电磁体的轴线的方向上横穿的所述导体具有大于0.5平方厘米的横截面积。55.根据权利要求33所述的系统,其中,所述电磁体具有两个半部,并且所述两个半部通过固定结构保持分开。56.根据权利要求55所述的系统,其中,所述固定结构是基本上非金属的。57.根据权利要求56所述的系统,其中,所述固定结构包括碳纤维。58.根据权利要求56所述的系统,还包括放射治疗装置,其中,所述系统被配置为使得所述放射治疗装置通过所述固定结构被定向以进行处理。59.一种磁共振成像(MRI)系统,包括:用于全身磁共振成像的电阻螺线管电磁体,所述电阻螺线管电磁体具有至少为0.05特斯拉的场强,包括:用于产生所述电磁体的主电磁场的导体;其中,所述主电磁场是由导体层产生的。60.根据权利要求59所述的系统,其中,所述电磁体具有少于10层的导体。61.根据权利要求59所述的系统,进一步包括所述电磁体的包络内的铁磁材料。62.根据权利要求59所述的系统,其中,所述电磁体被配置为仅在所述电磁体内的一个周向方向上流动电流。63.根据权利要求59所述的系统,其中,所述电磁体被配置为以单个供应的电流进行操作。64.根据权利要求59所述的系统,其中,所述电磁体是带隙的。65.根据权利要求59所述的系统,其中,所述电磁体利用非金属成形器来支撑导体。66.根据权利要求59所述的系统,其中,所述电磁体利用玻璃纤维成形器来支撑导体。67.根据权利要求65所述的系统,其中,所述导体和非金属成形器的层被配置为形成刚性物体。68.根据权利要求67所述的系统,其中,所述导体层和非金属成形器被配置成通过利用
环氧树脂固定在一起而形成刚性物体。69.根据权利要求67所述的系统,其中,所述刚性物体包括梯度线圈的至少一部分。70.根据权利要求59所述的系统,其中,所述导体具有大于0.5平方厘米的横截面积。71.根据权利要求70所述的系统,其中,所述导体包括由非金属成形器分隔的导体的至少两个螺线管层。72.根据权利要求59所述的系统,其中,所述导体被直接冷却。73.根据权利要求72所述的系统,其中,所述导体是铝。74.根据权利要求73所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.12特斯拉的场强和小于40kW的电源。75.根据权利要求73所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.2特斯拉的场强和小于90kW的电源。76.根据权利要求59所述的系统,其中,所述导体层包括:第一层,所述第一层包括具有第一螺旋倾斜的螺旋卷绕的导体;和与所述第一层相邻的第二层,所述第二层包括具有第二螺旋倾斜的螺旋卷绕的导体;其中,所述第二螺旋倾斜与所述第一螺旋倾斜相反。77.根据权利要求59所述的系统,其中,所述导体层包括:第一层,所述第一层包括具有在第一方向上弯曲的第一S形弯曲的包绕导体;和与所述第一层相邻的第二层,所述第二层包括具有在第二方向上弯曲的第二S形弯曲的包绕导体。78.根据权利要求77所述的系统,其中,所述第一S形弯曲和所述第二S形弯曲重叠,并且所述第二方向与所述第一方向相反。79.根据权利要求59所述的系统,其中,所述导体层包括:至少一个层,所述至少一个层包括导体沿平行于螺线管电磁体的轴线的方向横穿的部分。80.根据权利要求79所述的系统,其中,在平行于所述螺线管电磁体的轴线的方向上横穿的所述导体具有大于0.5平方厘米的横截面积。81.根据权利要求59所述的系统,其中,所述电磁体具有两个半部,并且所述两个半部通过固定结构保持分开。82.根据权利要求81所述的系统,其中,所述固定结构是基本上非金属的。83.根据权利要求82所述的系统,其中,所述固定结构包括碳纤维。84.根据权利要求82所述的系统,还包括放射治疗装置,其中,所述系统被配置为使得所述放射治疗装置通过所述固定结构被定向以进行处理。85.一种磁共振成像(MRI)系统,包括:用于全身磁共振成像的电阻螺线管电磁体,所述电阻螺线管电磁体具有至少为0.05特斯拉的场强,包括:用于产生所述电磁体的主电磁场的导体;其中,所述主电磁场由覆盖所述电磁体的包络的至少50%的导体产生。86.根据权利要求85所述的系统,还包括在所述电磁体的包络内的铁磁材料。87.根据权利要求85所述的系统,其中,所述电磁体被配置为仅在所述电磁体内的一个
周向方向上流动电流。88.根据权利要求85所述的系统,其中,所述电磁体被配置为以单个供应的电流进行操作。89.根据权利要求85所述的系统,还包括在平行于所述螺线管电磁体的轴线的方向上横穿的导体。90.根据权利要求85所述的系统,其中,所述电磁体是带隙的。91.根据权利要求85所述的系统,其中,所述导体具有大于0.5平方厘米的横截面积。92.根据权利要求85所述的系统,其中,所述导体被直接冷却。93.根据权利要求91所述的系统,其中,所述导体是铝。94.根据权利要求85所述的系统,其中,所述电磁体具有两个半部,并且所述两个半部通过固定结构保持分开。95.根据权利要求94所述的系统,其中,所述固定结构是基本上非金属的。96.根据权利要求95所述的系统,其中,所述固定结构包括碳纤维。97.根据权利要求95所述的系统,还包括放射治疗装置,其中,所述系统被配置为使得所述放射治疗装置通过所述固定结构被定向以进行处理。98.一种磁共振成像(MRI)系统,包括:用于全身磁共振成像的电阻电磁体,所述电阻电磁体具有至少为0.05特斯拉的场强,并且包括用于产生所述电阻电磁体的主磁场的导体;和用于为所述电阻电磁体供电的电源,所述电源在180Hz或更高的频率处具有至少万分之一的电流波动。99.根据权利要求98所述的系统,其中,所述电阻电磁体是非带隙的螺线管电磁体。100.根据权利要求98所述的系统,其中,所述系统不包括与由所述电阻电磁体本身提供的过滤分开的电流过滤器。101.根据权利要求98所述的系统,还包括与由所述电阻电磁体本身提供的过滤分开的电流过滤器,且包括电感小于2mH的电感器。102.根据权利要求98所述的系统,其中,所述电源是单通道电源。103.根据权利要求102所述的系统,其中,所述系统被配置为通过主磁场强度校正来补偿低频电流漂移或低频电压漂移。104.根据权利要求98所述的系统,其中,所述电源不包括有源电流控制。105.根据权利要求98所述的系统,还包括用于控制电压波动的过滤器。106.根据权利要求105所述的系统,其中,用于控制电压波动的所述过滤器是LC过滤器。107.根据权利要求98所述的系统,还包括电池,其中,所述电阻电磁体连接到所述电池,并且所述系统被配置为使得所述电池能够由所述电源充电。108.根据权利要求98所述的系统,还包括多个电池,其中,所述系统被配置为使得所述电阻电磁体能够连接到所述多个电池中的一个,而所述多个电池中的另一个能够由所述电源充电。109.根据权利要求98所述的系统,还包括至少三个电池,其中,所述系统被配置为使得在将第二电池充电时,所述电阻电磁体能够连接至第一电池,并且所述系统还被配置用于
所述电阻电磁体连接被切换到在所述连接切换时未被充电的第三电池。110.根据权利要求98所述的系统,还包括燃料电池,其中,所述系统被配置为使得所述燃料电池位于所述电源与所述电阻电磁体之间。111.根据权利要求98所述的系统,其中,所述电阻电磁体是螺线管的并且是带隙的,并且在所述电阻电磁体的包络内包含铁磁材料。112.根据权利要求111所述的系统,其中,所述导体被直接冷却。113.根据权利要求111所述的系统,其中,所述导体是铜。114.根据权利要求113所述的系统,其中所述电磁体具有至少0.12特斯拉的场强和小于30kW的电源。115.根据权利要求113所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.2特斯拉的场强和小于100kW的电源。116.根据权利要求113所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.3特斯拉的场强和小于210kW的电源。117.根据权利要求111所述的系统,其中,所述导体是铝。118.根据权利要求117所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.12特斯拉的场强和小于45kW的电源。119.根据权利要求117所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.2特斯拉的场强和小于155kW的电源。120.根据权利要求117所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.3特斯拉的场强和小于335kW的电源。121.根据权利要求111所述的系统,其中,所述导体被间接冷却。122.根据权利要求121所述的系统,还包括与所述导体中的至少一个导体相邻的蜿蜒冷却剂通道,以提供间接冷却。123.根据权利要求122所述的系统,所述蜿蜒冷却剂通道包括入口和出口,所述入口和出口两者均位于所述磁共振成像系统的服务端或患者端处。124.根据权利要求121所述的系统,其中,所述导体是铜。125.根据权利要求124所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.12特斯拉的场强和小于35kW的电源。126.根据权利要求124所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.2特斯拉的场强和小于105kW的电源。127.根据权利要求124所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.3特斯拉的场强和小于230kW的电源。128.根据权利要求121所述的系统,其中,所述导体是铝。129.根据权利要求128所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.12特斯拉的场强和小于50kW的电源。130.根据权利要求128所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.2特斯拉的场强和小于170kW的电源。131.根据权利要求128所述的系统,其中,所述电磁体具有至少0.3特斯拉的场强和小于365kW的电源。
132.一种磁共振成像(MRI)系统,包括:用于全身磁共振成像的电阻螺线管电磁体,所述电阻螺线管电磁体包括导体;和所述电磁体的包络内的铁磁材料。133.根据前述权利要求中的任一项所述的系统,其中,所述电磁体是带隙的。134.根据前述权利要求中的任一项所述的系统,其中,所述铁磁材料包括钢。135.根据前述权利要求中的任一项所述的系统,其中,所述铁磁材料的体积为所述导体的体积的至少六分之一。136.根据前述权利要求中的任一项所述的系统,其中,所述铁磁材料的体积是所述导体的体积的至少二十分之一。137.根据前述权利要求中的任一项所述的系统,其中,所述电磁体包括多个圆柱形层,并且所述铁磁材料包括所述多个圆柱形层中的层。138.根据前述权利要求中的任一项所述的系统,其中,所述电磁体包括多个圆柱形层,并且所述铁磁材料包括所述多个圆柱形层中的层...
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