用于磁共振成像的铁磁框架制造技术

用于为磁共振成像系统(100、700)提供B0磁场的设备(200、300、600、900)。设备(200、300、600、900)包括至少一个永久B0磁体(122、210、910)和铁磁框架(220)，其中，至少一个永久B0磁体(122、210、910)用于向MRI系统(100、700)的B0磁场贡献磁场，铁磁框架(220)被配置为捕获和引导由B0磁体(122、210、910)生成的磁场中的至少一些磁场。铁磁框架(220)包括具有第一端(223a)和第二端(223b)的第一柱(222a、922)、与第一端(223a)耦接的第一多叉构件(224a、924)以及与第二端(223b)耦接的第二多叉构件(224b、924)，其中，第一多叉构件和第二多叉构件(224a、224b、924)支撑至少一个永久B0磁体(122、210、910)。910)。910)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于磁共振成像的铁磁框架
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年12月10日提交的名称为“FERROMAGNETIC FRAME FOR MAGNETIC RESONANCE IMAGING”的美国临时专利申请序列号62/946,000在美国法典第35编第119(e)款下的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

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态，并且广泛用于临床和研究环境中以产生人体内部的图像。通常，MRI是基于检测磁共振(MR)信号，其中磁共振(MR)信号是由原子响应于由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)技术涉及检测在被成像的对象中的原子(例如，人体组织中的原子)的核自旋的重新对准或弛豫时从激发态原子的核发出的MR信号。可以处理检测到的MR信号以产生图像，其中该图像在医学应用的背景下允许调查身体内的内部结构和/或生物过程以用于诊断、治疗和/或研究目的。

技术实现思路

[0004]一些实施例涉及一种用于为磁共振成像系统即MRI系统提供B0磁场的设备。所述设备包括：至少一个永久B0磁体，其向所述MRI系统的B0磁场贡献磁场；以及铁磁框架，其被配置为捕获和引导由至少一个永久B0磁体生成的磁场中的至少一些磁场。所述框架包括：第一柱，其具有第一端和第二端；第一多叉构件，其与所述第一端耦接；以及第二多叉构件，其与所述第二端耦接，其中，所述第一多叉构件和所述第二多叉构件支撑所述至少一个永久B0磁体。
[0005]一些实施例涉及一种方法，所述方法包括：使用磁共振成像系统即MRI系统对患者成像。所述MRI系统包括：至少一个永久B0磁体，其向所述MRI系统的B0磁场贡献磁场；以及铁磁框架，其被配置为捕获和引导由所述至少一个永久B0磁体生成的磁场中的至少一些磁场。所述铁磁框架包括：第一柱，其具有第一端和第二端；第一多叉构件，其与所述第一端耦接；以及第二多叉构件，其与所述第二端耦接，其中，所述第一多叉构件和所述第二多叉构件支撑所述至少一个永久B0磁体。
[0006]一些实施例涉及一种用于捕获和引导B0磁场中的至少一些磁场的框架，所述B0磁场由磁共振成像系统即MRI系统生成。所述框架包括：铁磁框架，其被配置为捕获和引导由至少一个永久B0磁体生成的所述B0磁场中的至少一些。所述铁磁框架包括：第一柱，其具有第一端和第二端；第一多叉构件，其与所述第一端耦接；以及第二多叉构件，其与所述第二端耦接，其中，所述第一多叉构件和所述第二多叉构件支撑所述至少一个永久B0磁体。
[0007]一些实施例涉及一种用于为磁共振成像系统即MRI系统提供B0磁场的设备。所述设备包括：至少一个永久B0磁体，其向所述MRI系统的B0磁场贡献磁场；以及铁磁框架，其被配置为捕获和引导由B0磁体生成的磁场中的至少一些磁场。所述框架包括：第一板，其被配置为支撑至少一个永久B0磁体；以及第一柱，其使用第一连接装配件附接至所述第一板，其
中，所述第一连接装配件包括：第一连接件，其将所述第一柱与所述第一板连接；以及第二连接件，其附接至所述第一连接件。
[0008]一些实施例涉及用于捕获和引导由磁共振成像(MRI)系统生成的B0磁场中的至少一些磁场的框架。框架包括被配置为捕获和引导由至少一个永久B0磁体生成的B0磁场中的至少一些磁场的铁磁框架。铁磁框架包括：第一柱，其包括主体部分、第一端和第二端，第一端和第二端中的各个包括与第一柱的主体部分耦接的分层汇合部(layered junction)；以及第一板，其与所述第一柱的所述第一端耦接，其中，所述第一板支撑所述至少一个永久B0磁体。
附图说明
[0009]将参考以下附图描述各种方面和实施例。应当理解，附图不一定按比例绘制。在图中，在各种附图中示出的各个相同或几乎相同的组件由相同的附图标记表示。为了清楚起见，并非每个组件都可以在每个图中进行标记。
[0010]图1示出根据本文所描述的技术的一些实施例的示例磁共振成像(MRI)系统的示例性组件；
[0011]图2示出根据本文所描述的技术的一些实施例的用于为MRI系统提供B0磁场的设备的示例性实施例；
[0012]图3示出根据本文所描述的技术的一些实施例的装配件包括径向叶片的用于为MRI系统提供B0磁场的设备的示例性实施例；
[0013]图4A至图4C示出根据本文所描述的技术的一些实施例的用作图3所示的示例设备的一部分的叶片的不同实施例；
[0014]图5示出根据本文所描述的技术的一些实施例的用于为MRI系统提供B0磁场的设备的不同实施例模拟的随时间的梯度场衰减；
[0015]图6A至图6C示出根据本文所描述的技术的一些实施例的用于为MRI系统提供B0磁场并且包括非导电支撑结构的设备的图；
[0016]图7示出根据本文所描述的技术的一些实施例的包括图3的设备的便携式MRI系统；
[0017]图8示出根据本文所描述的技术的一些实施例的使用图7的便携式MRI系统来捕获患者头部的磁共振图像；
[0018]图9A至图9D示出根据本文所描述的技术的一些实施例的装配件包括铁磁连接件和叶片的用于为MRI系统提供B0磁场的设备的图；以及
[0019]图10A至图10B示出根据本文所描述的技术的一些实施例的装配件包括铁磁板和连接装配件的用于为MRI系统提供B0磁场的设备的图。
具体实施方式
[0020]常规的磁共振成像(MRI)系统绝大多数是高场系统，特别是用于医学或临床MRI应用。医学成像的大体趋势已经是生产具有越来越大的场强的MRI扫描仪，其中绝大多数临床MRI扫描仪在1.5T或3T下操作，在研究环境中使用7T和9T的更高场强。尽管在0.5T和1.5T之间操作的临床系统通常也被表征为“高场”，但是如本文所使用的，“高场”通常是指目前在
临床环境中使用的MRI系统，并且更具体地，是指在1.5T或高于1.5T的主磁场(即，B0场)下操作的MRI系统。相比之下，尽管具有在0.2T和约0.3T之间的B0场的系统有时因高场区(high
‑
field regime)的高端处场强增加而被表征为低场，但是“低场”通常是指在小于或等于约0.2T的B0场下操作的MRI系统。
[0021]一些低场MRI系统通过采用具有C形设计的磁体装配件来增加对成像区的可接近性。这样的设计使用C形钢框架来支撑MRI系统的磁性组件，其中单个柱连接MRI系统的两个半部，成像区位于这两个半部之间。在2019年7月16日授权的题为“Low
‑
Field Magnetic Resonance Imaging Methods and Apparatus”的美国专利10,353,030中描述了这样的C形设计的示例，该专利的全部内容通过引用并入本文。然而，专利技术人已经认识到，使用具有附加支撑件的设计存在益处(例如，减小的系统重量和/或增加的场效率)。
[0022]因此，专利技术人开发了比C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】1.一种用于为磁共振成像系统即MRI系统提供B0磁场的设备，所述设备包括：至少一个永久B0磁体，其向所述MRI系统的B0磁场贡献磁场；以及铁磁框架，其被配置为捕获和引导由至少一个永久B0磁体生成的磁场中的至少一些磁场，所述框架包括：第一柱，其具有第一端和第二端；第一多叉构件，其与所述第一端耦接；以及第二多叉构件，其与所述第二端耦接，其中，所述第一多叉构件和所述第二多叉构件支撑所述至少一个永久B0磁体。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述铁磁框架还包括：第二柱，其具有第三端和第四端；第三多叉构件，其与所述第三端耦接；以及第四多叉构件，其与所述第四端耦接。3.根据权利要求2或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一柱和所述第二柱通过至少一个铁磁连接件而彼此固定。4.根据权利要求3或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述至少一个铁磁连接件包括至少一个铁磁条。5.根据权利要求4或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述至少一个铁磁条还包括至少一个叶片，所述至少一个叶片具有沿着与所述至少一个铁磁条的长度基本上垂直的方向延伸的长度。6.根据权利要求5或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述至少一个铁磁条还包括第一条和第二条。7.根据权利要求6或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一条基本上平行于所述第二条布置。8.根据权利要求7或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一条的一部分与所述第二条的一部分通过间隙而分开。9.根据权利要求8或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述间隙具有比所述第一多叉构件与所述第二多叉构件之间的间隔的四分之一更小的宽度。10.根据权利要求8或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述间隙具有在从75mm至100mm的范围内的宽度。11.根据权利要求2或任意其他前述权利要求所述的设备，还包括至少一个间隔件，所述至少一个间隔件将所述第一多叉构件固定至所述第三多叉构件并且将所述第二多叉构件固定至所述第四多叉构件。12.根据权利要求11或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述至少一个间隔件包括塑料。13.根据权利要求1或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一柱、所述第一多叉构件和所述第二多叉构件各自包括铁磁材料。14.根据权利要求2或任意前述权利要求所述的设备，其中，所述第二柱、所述第三多叉构件和所述第四多叉构件各自包括铁磁材料。15.根据权利要求1或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一多叉构件包
括柄和与所述柄耦接的两个叉，其中，所述两个叉通过间隙而彼此间隔开。16.根据权利要求15或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述两个叉中的各个是弯曲的。17.根据权利要求2或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一多叉构件与所述第三多叉构件相对地布置，在所述第一多叉构件与所述第三多叉构件之间具有间隙。18.根据权利要求17或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述间隙是气隙。19.根据权利要求17或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第二多叉构件与所述第四多叉构件相对地布置，在所述第二多叉构件与所述第四多叉构件之间具有间隙。20.根据权利要求2或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述至少一个永久B0磁体是包括第一同心永磁体环和第二同心永磁体环的双平面磁体。21.根据权利要求20或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一多叉构件和所述第三多叉构件支撑所述第一同心永磁体环，以及所述第二多叉构件和所述第四多叉构件支撑所述第二同心永磁体环。22.根据权利要求20或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一多叉构件和所述第三多叉构件与第一非导电组件耦接，并且所述第一同心永磁体环布置在所述第一非导电组件的表面上，以及所述第二多叉构件和所述第四多叉构件与第二非导电组件耦接，并且所述第二同心永磁体环布置在所述第二非导电组件的表面上。23.根据权利要求22或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一非导电组件和所述第二非导电组件基本上是平面的。24.根据权利要求2或任意其他前述权利要求所述的设备，还包括第一多个铁磁叶片。25.根据权利要求24或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一多个铁磁叶片中的各个铁磁叶片的端与所述第一多叉构件或所述第三多叉构件耦接。26.根据权利要求24或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一多个铁磁叶片中的各个铁磁叶片的端布置在所述第一多叉构件或所述第三多叉构件内所形成的槽内。27.根据权利要求24或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一多个铁磁叶片中的铁磁叶片被排列成从共同中心径向延伸。28.根据权利要求27或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一多个铁磁叶片中的叶片不接触所述共同中心。29.根据权利要求24或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一多个铁磁叶片中的各个铁磁叶片的高度沿着所述各个铁磁叶片的长度而变化。30.根据权利要求24或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一多个铁磁叶片中的各个铁磁叶片的宽度沿着所述各个铁磁叶片的长度而变化。31.根据权利要求24或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一多个铁磁叶片包括至少16个叶片且至多24个叶片。32.根据权利要求24或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一多个铁磁叶片由10个至30个之间的叶片所组成。33.根据权利要求24或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一多个铁磁叶片中的各个铁磁叶片包括硅钢。
34.根据权利要求24或任意其他前述权利要求所述的设备，还包括第二多个铁磁叶片。35.根据权利要求34或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第二多个铁磁叶片中的各个铁磁叶片的端与所述第二多叉构件或所述第四多叉构件耦接。36.根据权利要求24或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一多个铁磁叶片中的各个铁磁叶片被排列成沿着基本上平行于x梯度磁场和y梯度磁场中的一个梯度磁场的方向延伸。37.根据权利要求36或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一多个铁磁叶片由2个至8个之间的叶片所组成。38.根据权利要求24或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一柱和所述第二柱通过至少一个条彼此固定，并且其中，所述第一多个铁磁叶片中的各个铁磁叶片被排列成沿着与所述至少一个条的长度基本上垂直的方向延伸。39.根据权利要求2或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一柱和所述第二柱以180
°
的角度布置，使得所述至少一个永久B0磁体布置在所述第一柱和所述第二柱之间。40.根据权利要求2或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一柱和所述第二柱以从100
°
至180
°
范围内的角度布置。41.根据权利要求2或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述第一柱和所述第二柱以从120
°
至145
°
范围内的角度布置。42.根据权利要求2或任意其他前述权利要求所述的设备，还包括与所述第一柱的内表面耦接的至少一个永磁体。43.根据权利要求42或任意其他前述权利要求所述的设备，其中，所述至少一个永磁体包括至少一个圆柱形永磁体。44.根据权利要求43或任意前述权利要求所述的设备，其中，所述至少一个永磁体包括第一永磁体和第二永磁体，所述第一永磁体与所述第一柱的第一端相邻布置，并且所述第二永磁体与所述第一柱的第二端相邻布置。45.根据权利要求44或任意前述权利要求所述的设备，其中，所述第一永磁体具有第一极化，并且所述第二永磁体具有与所述第一极化相反的第二极化。46.根据权利要求45或任意前述权利要求所述的设备，其中，所述第一极化和所述第二极化中的一个指向所述第一柱的内表面。47.根据权利要求43或任意前述权利要求所述的设备，还包括与所述第二柱的内表面耦接的至少一个永磁体。48.根据权利要求47或任意前述权利要求所述的设备，其中，与所述第二柱的内表面耦接的至少一个永磁体包括第三永磁体和第四永磁体，所述第三永磁体与所述第二柱的第三端相邻布置，并且所述第四永磁体与所述第二柱的第四端相邻布置。49.根据权利要求48或任意前述权利要求所述的设备，其中，所述第三永磁体具有第三极化，并且所述第二永磁体具有与所述第三极化相反的第四极化。50.根据权利要求49或任意前述权利要求所述的设备，其中，所述第三极化和所述第四极化中的一个指向所述第二柱的内表面。51.一种磁共振成像系统，包括：
根据权利要求1所述的设备；多个梯度线圈，其被配置为在被操作时生成磁场以提供对所发出的磁共振信号的空间编码；至少一个射频发射线圈；以及电力系统，其被配置为向所述多个梯度线圈和所述至少一个射频发射线圈提供电力。52.一种方法，包括：使用磁共振成像系统即MRI系统对患者成像，所述MRI系统包括：至少一个永久B0磁体，其向所述MRI系统的B0磁场贡献磁场；以及铁磁框架，其被配置为捕获和引导由所述至少一个永久B0磁体生成的磁场中的至少一些磁场，所述铁磁框架包括：第一柱，其具有第一端和第二端；第一多叉构件，其与所述第一端耦接；以及第二多叉构件，其与所述第二端耦接，其中，所述第一多叉构件和所述第二多叉构件支撑所述至少一个永久B0磁体。53.一种用于捕获和引导B0磁场中的至少一些磁场的框架，所述B0磁场由磁共振成像系统即MRI系统生成，所述框架包括：铁磁框架，其被配置为捕获和引导由至少一个永久B0磁体生成的所述B0磁场中的至少一些，所述铁磁框架包括：第一柱，其具有第一端和第二端；第一多叉构件，其与所述第一端耦接；以及第二多叉构件，其与所述第二端耦接，其中，所述第一多叉构件和所述第二多叉构件支撑所述至少一个永久B0磁体。54.根据权利要求53所述的框架，其中，所述铁磁框架还包括：第二柱，其具有第三端和第四端；第三多叉构件，其与所述第三端耦接；以及第四多叉构件，其与所述第四端耦接。55.根据权利要求54或任意其他前述权利要求所述的框架，其中，所述第一柱和所述第二柱通过至少一个铁磁连接件而彼此固定。56.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：海珀菲纳运营有限公司，
类型：发明
国别省市：