專利名稱：產(chǎn)生不對稱雜散場的磁共振成像磁體的系統(tǒng)、方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及磁共振成像系統(tǒng)，并且特別涉及用于整形外科解剖肢體成像的磁共振成像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
整形外科是關(guān)于矯正骨骼系統(tǒng)、特別是肢體和脊骨以及相關(guān)結(jié)構(gòu)，諸如肌肉和韌帶的缺陷或功能障礙的醫(yī)學專業(yè)。例如，手骨骨折的診斷和治療是整形外科中的常規(guī)技術(shù)。因為許多矯形健康問題是皮下的，所以皮下影像解剖是整形外科中的重要功能。磁共振成像(MRI)是在整形外科診斷中實施的一種成像技術(shù)。
常規(guī)MRI系統(tǒng)并不適合許多肢體成像，諸如手、肘和膝成像的獨特要求。更具體地，常規(guī)MRI系統(tǒng)的形狀和大小并不容易進行手、腕、肘、踝或膝的成像。特別地，常規(guī)MRI系統(tǒng)的形狀和大小設(shè)計適合于容納較大的目標物，諸如容納整個成人的軀體。
因為常規(guī)MRI系統(tǒng)的尺寸較大，所以相當難以進入該MRI系統(tǒng)中出現(xiàn)成像的區(qū)域。通常要求患者在成像期間擺出不舒服的姿勢，并且成像的持續(xù)時間可以長達20分鐘。即使在較小的帶有活動屏蔽的常規(guī)形狀的矯形MRI中，該MRI系統(tǒng)的正面也相當大。為了將膝放入該成像區(qū)域的孔中，就是放入所熟知的視場中，患者的另一只腿必須放在下面的位置、稍微向后的位置，或者離開一側(cè)的位置中。這些位置通常讓人不舒服，并且會惡化病情，產(chǎn)生小的健康問題，對于受傷嚴重的患者通常會比較困難和/或痛苦，并且在某些情況下身體不能做到或?qū)ι眢w有害。
更具體地，常規(guī)形狀的矯形MRI系統(tǒng)的大小和形狀的問題是MRI系統(tǒng)的正面太寬。患者將腿放在MRI孔中就在MRI系統(tǒng)的方向上沒有向前的地方或空間放置他們的另一只腿，因為該MRI系統(tǒng)的寬度占據(jù)了該空間。常規(guī)MRI系統(tǒng)的大小和形狀的另一個問題是正面與視場之間的距離小到足以，如果足夠的話，讓患者將他們的胳膊從MRI系統(tǒng)的外面伸入到視場中。因此，在常規(guī)全尺寸MRI系統(tǒng)中，即使對于臂的矯形成像，患者也必須出MRI系統(tǒng)的中心。對于有幽閉恐怖癥的患者，這可能是創(chuàng)傷性的經(jīng)歷。
另外，常規(guī)MRI系統(tǒng)的大尺寸需要大的占地面積來容放該MRI系統(tǒng)。需要較大的占地面積是醫(yī)療機構(gòu)不太喜歡常規(guī)MRI系統(tǒng)的一方面，因為每一平方的占地面積都需要較高的成本。
另外，必須控制進入高于5高斯的磁場，這也需要醫(yī)院的占地面積。常規(guī)MRI系統(tǒng)對稱形狀的大的雜散場在磁體后面需要大的占地面積容放該MRI系統(tǒng)。常規(guī)MRI系統(tǒng)需要較大的占地面積是醫(yī)療機構(gòu)不太喜歡的一方面，因為每一平方的占地面積都需要較高的成本。
由于上述原因，并且由于下面所述的其它原因，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)對本說明的閱讀和理解可以清楚看到這些原因，因此在本領(lǐng)域中需要一種在對患者的肢體成像期間，其大小和形狀可以更舒服接近患者的MRI系統(tǒng)。也需要減少MRI系統(tǒng)對占地面積的要求。

發(fā)明內(nèi)容
在這里可以解決上述不足、缺點和問題，通過閱讀和研究下面的說明可以理解這一點。
在一方面中，提供一種對目標物進行成像的設(shè)備，包括外殼和設(shè)置在該外殼中的至少一個不對稱磁體。該不對稱磁體提供不對稱的雜散場，其將一部分的雜散場進一步向前投射到患者進入該MRI的成像內(nèi)孔的位置，從而解決了本領(lǐng)域中所需要的MRI系統(tǒng)，其在對患者的肢體成像期間可以讓患者更舒服地進入，同時減少了對醫(yī)院的占地面積要求。在某些進一步的實施例中，多個磁線圈的不對稱形狀的陣列進一步包括延長的形狀，其中該延長形狀的延伸部分距離在操作該磁共振成像設(shè)備期間患者所處的位置最遠，其進一步減小了對占地面積的要求。
在另一方面中，提供一種對目標物進行成像的設(shè)備，包括具有圓錐形外圓周的外殼，該外殼具有內(nèi)孔，以及位于該外殼內(nèi)非?？拷搩?nèi)孔的多個磁線圈。圓錐形外圓周的窄部分更加靠近患者進入該MRI的成像內(nèi)孔的位置，從而解決了本領(lǐng)域中所需要的MRI系統(tǒng)，其在對患者的肢體成像期間可以讓患者更舒服地進入。該圓錐形的形狀使得外殼的體積更小，其解決了本領(lǐng)域中對MRI系統(tǒng)減少占地面積的要求。
在再一方面中，提供一種使用磁共振對目標物進行成像的設(shè)備，包括具有內(nèi)孔的外殼，該內(nèi)孔限定該外殼的內(nèi)徑，其中該內(nèi)徑進一步包括階狀半徑，其中該內(nèi)徑的較寬部分包括梯度線圈，并且該較寬部分距離在操作該磁共振成像設(shè)備期間患者所能夠進入該內(nèi)孔的位置最遠。該階狀內(nèi)徑提供一種支持從磁體的一端插入梯度線圈的設(shè)備，同時提高了超導(dǎo)體和雜散場的長度。
這里描述變動范圍的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。除了在該概述中所述的方面和優(yōu)點之外，通過參照附圖和閱讀下面的詳細說明可以清楚本發(fā)明進一步的方面和優(yōu)點。


圖1的側(cè)視截面方框圖，所提供的是具有圓錐形外圓周的使用磁共振對目標物進行成像的設(shè)備的系統(tǒng)級概述；圖2的側(cè)視截面方框圖，所提供的是具有階狀內(nèi)徑的使用磁共振對目標物進行成像的設(shè)備的系統(tǒng)級概述；圖3的側(cè)視截面方框圖，所提供的是具有不對稱磁體對目標物進行成像的設(shè)備的系統(tǒng)級概述；圖4為具有錐形夾角外圓周的使用磁共振對目標物進行成像的設(shè)備的側(cè)視截面方框圖；圖5為具有雙階內(nèi)徑的實施例的、使用磁共振對目標物進行成像的設(shè)備的側(cè)視截面方框圖；圖6為具有不對稱磁體對目標物進行成像的設(shè)備的側(cè)視截面方框圖；圖7為具有不對稱磁體對目標物進行成像的設(shè)備的側(cè)視截面方框圖；圖8為根據(jù)實施例的雜散場的簡圖；圖9為對目標物進行成像的設(shè)備的側(cè)視截面方框圖，其具有不對稱磁體、階狀半徑以及錐形外圓周；圖10為對目標物進行成像的設(shè)備的側(cè)視截面方框圖，其具有不對稱磁體、階狀半徑以及錐形和環(huán)形外圓周；圖11為圖2、5和9中設(shè)備的前視截面方框圖；圖12為根據(jù)實施例通過不對稱雜散場感生的電磁共振產(chǎn)生圖像的方法的流程圖；圖13為硬件和操作環(huán)境的方框圖，其中可以實施不同的實施例。
具體實施例方式
在下面的描述中，對形成說明書一部件的附圖進行參考，并且其中通過說明的方式顯示了可以實施的具體實施例。這些實施例的描述足夠詳細，使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)這些實施例，并且需要理解的是，可以利用其它實施例，并且不脫離這些實施例的范圍可以做出邏輯、機械、電氣和其它改變。因此，下面的詳細描述并沒有限制的意思。
該詳細描述分為5個部分。在第一部分中描述了系統(tǒng)級的概述。在第二部分中描述了設(shè)備的實施例。在第三部分中描述了方法的實施例。在第四部分中描述了與實施例的實施相關(guān)聯(lián)的硬件和操作環(huán)境。最后，在第五部分中提供了該詳細說明的結(jié)論。
系統(tǒng)級概述圖1的側(cè)視截面方框圖所提供的是具有圓錐形外圓周的使用磁共振對目標物進行成像的系統(tǒng)的系統(tǒng)級概述。系統(tǒng)100解決了現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于在對患者的肢體成像期間，患者能夠更舒服地進入MRI系統(tǒng)的要求。系統(tǒng)100也解決了現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于減少MRI系統(tǒng)的底面空間需求的要求。
系統(tǒng)100包括具有圓錐形外圓周104的外殼102。該外殼102的圓錐形外圓周104使得外殼102在系統(tǒng)100最靠近患者的端部具有較小的外徑。在患者的膝蓋放置在系統(tǒng)100中用于對膝蓋成像時，小外徑可以提高患者的舒適度。在對肢體進行矯形診斷成像期間，較小的外徑使得患者能夠更容易地進入該MRI系統(tǒng)內(nèi)部的視場(FOV)中，因為大多數(shù)成人患者能夠?qū)⑺麄兊牧硪恢煌确旁谠撓到y(tǒng)的旁邊。于是，該系統(tǒng)100解決了本領(lǐng)域?qū)颊叩闹w成像期間能夠讓患者更舒服地進入MRI系統(tǒng)的要求。
另外，外殼102在系統(tǒng)100最靠近患者的端部具有較小的外徑使得外殼102在該外殼102中具有減小的容積，其又解決了本領(lǐng)域?qū)p小MRI系統(tǒng)占地面積的要求。而且，較小的尺寸使得對于矯形醫(yī)療成像并不需要進入整個系統(tǒng)的中心，這樣更加便于適合有幽閉恐怖癥的患者。
系統(tǒng)100也包括外殼102的內(nèi)孔106。多個磁性主線圈108在該外殼102中位于非常靠近內(nèi)孔106的地方。
在詳細描述的該部分中已經(jīng)描述了實施例操作的系統(tǒng)級概述。系統(tǒng)100包括圓錐形外殼外圓周104，其改善了對患者的膝蓋成像期間患者的舒適度，這又使得在成像期間患者能夠更舒服地進入MRI系統(tǒng)。
下面的設(shè)備400是具有錐形角外圓周的系統(tǒng)100的一個實施例。雖然該系統(tǒng)100并不限于任何特定的外殼102、圓錐形的外圓周104、內(nèi)孔106、或磁性主線圈108，但是為了簡明，已經(jīng)描述的是一種簡化的外殼102、圓錐形的外圓周104、內(nèi)孔106、磁性主線圈108。
圖2的側(cè)視截面方框圖所提供的是具有階狀內(nèi)徑的使用磁共振對目標物進行成像的設(shè)備的系統(tǒng)級概述。系統(tǒng)200解決了本領(lǐng)域在對患者的肢體成像期間能夠讓患者更舒服地進入MRI系統(tǒng)的要求。
系統(tǒng)200包括具有內(nèi)孔202的外殼102。該內(nèi)孔202定義外殼的內(nèi)徑204。該內(nèi)徑204進一步包括階狀半徑206。
該內(nèi)孔202的內(nèi)徑204的階狀半徑206的第一部分208比第二部分210更靠近患者進入該系統(tǒng)的地方。該第一部分208進一步包括梯度線圈212。該較小的內(nèi)徑204使得磁體更小，并且在該內(nèi)徑所位于的系統(tǒng)的端部需要更少或減少的屏蔽。
該階狀半徑提供磁體108的雜散場，其靠近磁體108中。該靠近的雜散場使得系統(tǒng)200的尺寸更加緊湊，其最終解決了本領(lǐng)域?qū)RI系統(tǒng)減小占地面積的要求的需求。在將患者的一只腿或胳膊放置在系統(tǒng)中成像時，系統(tǒng)200的緊湊尺寸改善了患者的舒適度。于是，系統(tǒng)200解決了本領(lǐng)域在對患者的肢體成像期間能夠讓患者更舒服地進入MRI系統(tǒng)的需求。
系統(tǒng)200還包括多個磁性主線圈108，其在該外殼102中位于非?？拷鼉?nèi)孔202的階狀半徑206的地方。
在詳細描述的該部分中已經(jīng)描述了實施例操作的系統(tǒng)級概述。系統(tǒng)200包括內(nèi)孔202的階狀半徑206，其提供用于梯度線圈的空間，同時在距離患者最遠的端部具有最小的雜散場，減小了對醫(yī)院占地面積的要求。
雖然該系統(tǒng)200并不限于任何特定的外殼102、磁體108、內(nèi)孔202、內(nèi)徑204和階狀半徑206，但是為了簡明，已經(jīng)描述的是一種簡化的外殼102、磁體108、內(nèi)孔202、內(nèi)徑204和階狀半徑206。
圖3的側(cè)視截面方框圖所提供的是具有不對稱磁體對目標物進行成像的設(shè)備的系統(tǒng)級概述。系統(tǒng)300解決了本領(lǐng)域?qū)υ趯颊叩闹w成像期間能夠讓患者更舒服地進入MRI系統(tǒng)的需求。
系統(tǒng)300包括外殼102和設(shè)置在該外殼102中的至少一個不對稱磁體302。該不對稱磁體302產(chǎn)生不對稱雜散場，其沿著縱向Z軸304的負部分延伸的要比沿著縱向Z軸的正部分延伸的更遠。具有雜散場的不對稱磁體302在最靠近患者的端部具有增加的長度，其使得成像容積、也就是已知的視場(FOV)保持與患者靠近，以能夠最理想的進入，以進行肘和膝的成像，同時對醫(yī)院的占地面積具有最小的要求。于是，系統(tǒng)300解決了本領(lǐng)域?qū)τ谠趯颊叩闹w成像期間能夠讓患者更舒服地進入MRI系統(tǒng)的需求。
在詳細描述的該部分中已經(jīng)描述了實施例操作的系統(tǒng)級概述。雖然該系統(tǒng)300并不限于任何特定的外殼102或不對稱磁體302，但是為了簡明，已經(jīng)描述的是一種簡化的外殼102和不對稱磁體302。
實施例的設(shè)備在前一部分中，所描述的是實施例操作的系統(tǒng)級概述。在本部分中，通過參照附圖將要描述這種實施例的特定設(shè)備。
圖4為具有錐形夾角外圓周的使用磁共振對目標物進行成像的設(shè)備的側(cè)視截面方框圖。系統(tǒng)400解決了本領(lǐng)域?qū)τ谠趯颊叩闹w成像期間能夠讓患者更舒服地進入MRI系統(tǒng)的需求。系統(tǒng)400也解決了本領(lǐng)域?qū)τ跍p少MRI系統(tǒng)對占地面積的要求的需求。設(shè)備400是系統(tǒng)100的一個實施例。
在設(shè)備400中，內(nèi)孔106定義穿過該內(nèi)孔106的縱軸304。該內(nèi)孔106定義該外殼102的內(nèi)徑402。在設(shè)備400的一些實施例中，該內(nèi)徑402進一步包括大約17厘米的徑向距離。
通過外殼102進一步定義錐形夾角的外圓周404，其在該內(nèi)孔106的第一端408包括正面406。在一些實施例中，正面406近似或大約垂直于縱軸304。該正面406與外殼102的內(nèi)徑402相距正面徑向距離410。
在一些實施例中，該錐形夾角的外圓周404進一步在該內(nèi)孔106的第二端414包括背面412。該背面412大約垂直于縱軸304。該背面412與該內(nèi)徑402相距背面徑向距離416。
該錐形夾角的外圓周404進一步包括與正面406接合的第一中間面418。第二中間面420與第一中間面418和背面412接合。第一中間面418和第二中間面420從該內(nèi)徑402至第一中間面418與第二中間面420的結(jié)合點424之間有中間徑向距離422。
中間徑向距離422進一步包括比正面徑向距離410更大的距離，其使得該外殼102具有圓錐行的形狀。
在設(shè)備400的一些實施例中，該正面徑向距離410大約等于背面徑向距離416，諸如大約等于25厘米。在設(shè)備400的一些實施例中，該背面徑向距離416大約等于中間徑向距離422，諸如大約等于40厘米。
圖5為具有雙階內(nèi)徑的實施例的、使用磁共振對目標物進行成像的設(shè)備的側(cè)視截面方框圖。系統(tǒng)500解決了本領(lǐng)域?qū)τ谠趯颊叩闹w成像期間能夠讓患者更舒服地進入MRI系統(tǒng)的需求。
該系統(tǒng)500的內(nèi)孔202的內(nèi)徑204的階狀半徑206包括該內(nèi)孔202的第一部分208。該第一部分具有第一半徑502。在一些實施例中，第一半徑502繞縱軸304具有大約17厘米的徑向距離。在一些實施例中，該第一半徑502大約為45厘米。
該階狀半徑206進一步包括該內(nèi)孔202的第二部分210。該第二部分210的第二半徑504不等于第一半徑502。在一些實施例中，該第二半徑504繞縱軸304具有大約12厘米的徑向距離。在一些實施例中，該第二半徑504大約為32.5厘米。
該雙階狀半徑提供磁體108的雜散場，其包含在該磁體108附近。該靠近的雜散場使得系統(tǒng)500的尺寸更加緊湊，這又解決了本領(lǐng)域?qū)τ贛RI系統(tǒng)減小的對占地面積的要求的需求。在將患者的一只腿或胳膊放置在系統(tǒng)中成像時，系統(tǒng)500的緊湊尺寸改善了患者的舒適度。于是，系統(tǒng)500解決了本領(lǐng)域?qū)τ谠趯颊叩闹w成像期間能夠讓患者更舒服地進入MRI系統(tǒng)的需求。
圖6為具有不對稱磁體對目標物進行成像的設(shè)備的側(cè)視截面方框圖。系統(tǒng)600解決了本領(lǐng)域?qū)τ谠趯颊叩闹w成像期間能夠讓患者更舒服地進入MRI系統(tǒng)的需求。
系統(tǒng)600包括外殼102以及設(shè)置在該外殼102中的至少一個不對稱磁體。該磁體包括一個或多個能夠在起電(electrification)時產(chǎn)生磁場的線圈。系統(tǒng)600包括線圈602、603、604、605和606。該一個或多個線圈不對稱地設(shè)置在該外殼102中非?？拷搩?nèi)孔106的地方。在一些實施例中，該多個磁線圈的不對稱形狀的陣列進一步包括延長的形狀，其中該延長形狀的延伸部分距離在操作該磁共振成像設(shè)備期間患者所能夠處于的位置最遠。線圈的位置作為結(jié)構(gòu)、配置和/或陣列也已知。
線圈的電磁場通過電磁屏蔽608和610的不對稱位置形成不對稱雜散場。特別地，屏蔽610使得該雜散場保持與第二端414靠近。而第一端408具有較少或減少的屏蔽，或者沒有屏蔽。第二端414上的屏蔽610以及第一端408上減少的屏蔽產(chǎn)生雜散場，其是偏斜的或者在第一端408的方向上伸長-在操作該磁共振成像設(shè)備期間患者所能夠處于的位置的方向。該雜散場沿著縱向Z軸304的負部分延伸的要比沿著縱向Z軸的正部分延伸的更遠。這就使得視場(FOV)更加靠近患者，從而患者能夠更容易地將肢體放置在用于成像的FOV中。于是，系統(tǒng)600解決了本領(lǐng)域?qū)τ谠趯颊叩闹w成像期間能夠讓患者更舒服地進入MRI系統(tǒng)的需求。這樣也提供一種減少對醫(yī)院空間要求的系統(tǒng)，并且具有包含5高斯不對稱雜散場的包絡(luò)，如圖8中所示。
在一些實施例中，設(shè)備600沿著縱向Z軸304的長度大約為55厘米。該雜散場的5高斯線在該縱向Z軸304的負方向上延伸大約3.0米，在縱向Z軸304的正方向上延伸大約1.0米，并且在沿著R軸距Z軸的任何方向上、或者在徑向方向上延伸大約2.1米。
雖然該設(shè)備600并不限于任何特定的線圈602、603、604、605和/或606屏蔽608和610，但是為了簡明，已經(jīng)描述的是一種簡化的線圈602、603、604、605和/或606屏蔽608和610。
圖7為具有不對稱磁體對目標物進行成像的設(shè)備的側(cè)視截面方框圖。系統(tǒng)700解決了本領(lǐng)域?qū)τ谠趯颊叩闹w成像期間能夠讓患者更舒服地進入MRI系統(tǒng)的需求。
系統(tǒng)700包括外殼102以及設(shè)置在該外殼102中的至少一個不對稱磁體。該磁體包括一個或多個能夠在起電(electrification)時產(chǎn)生磁場的線圈。系統(tǒng)700包括線圈702、704和606。該一個或多個線圈不對稱地設(shè)置在該外殼102中非?？拷搩?nèi)孔106的地方。在一些實施例中，該多個磁線圈的不對稱形狀的陣列進一步包括延長的形狀，其中該延長形狀的延伸部分距離在操作該磁共振成像設(shè)備期間患者所能夠處于的位置最遠。線圈的位置作為結(jié)構(gòu)、配置和/或陣列也已知。
線圈的電磁場通過電磁屏蔽706和708的不對稱位置形成不對稱雜散場。特別地，屏蔽708使得該雜散場保持與第二端414靠近。而第一端408具有較少或減少的屏蔽，或者沒有屏蔽。第二端414上的屏蔽708以及第一端408上減少的屏蔽產(chǎn)生雜散場，其是偏斜的或者在第一端408的方向上伸長-在操作該磁共振成像設(shè)備期間患者所能夠處于的位置的方向。該雜散場沿著縱向Z軸304的負部分延伸的要比沿著縱向Z軸304的正部分延伸的更遠。這樣就使得視場(FOV)更加靠近患者，從而患者能夠更容易地將肢體放置在用于成像的FOV中。于是，系統(tǒng)700解決了本領(lǐng)域?qū)τ谠趯颊叩闹w成像期間能夠讓患者更舒服地進入MRI系統(tǒng)的需求。這樣也提供一種具有減少的對醫(yī)院空間要求的系統(tǒng)，并且具有包含5高斯不對稱雜散場的包絡(luò)，如圖8中所示。
在一些實施例中，設(shè)備700沿著縱向Z軸304的長度大約為60厘米。從該磁視場的中心，該雜散場的5高斯線在該縱向Z軸304的負方向上延伸大約2.8米，在縱向Z軸304的正方向上延伸大約1.0米，并且在沿著R軸距Z軸的任何方向上延伸大約2.0米。從該視場的中心，該雜散場在負方向上的長度大約比該雜散場在正方向上的長度多約1.8米。從該視場的中心，該雜散場在負方向上的長度與該雜散場在正方向上的長度之比大約為2.8。繞組中最大的磁場大約為5.5T，所采用的是12555cc的超I線，并且磁場同質(zhì)性為16厘米上5ppm。
雖然該設(shè)備700并不限于任何特定的線圈702、704和/或606或屏蔽706和708，但是為了簡明，已經(jīng)描述的是一種簡化的線圈702、704和/或606和屏蔽706和708。
圖8為根據(jù)實施例的雜散場800的示圖。雜散場800解決了本領(lǐng)域?qū)τ卺t(yī)院中減小的占地面積的要求，以控制進入5高斯的雜散場。通過系統(tǒng)300、600、700和900、1000、1100以及方法1200產(chǎn)生雜散場800。
雜散場800是不對稱的并且是橢圓形的。外圓周802定義了雜散場800的5高斯線?？v向Z軸304的負部分是用于患者進入的空間，該雜散場800沿著該負部分的延伸比沿著不是用于患者進入的空間的縱向Z軸304的正部分的延伸更遠。圖8所示的雜散場從沿著Z軸304上大約-283厘米延伸到沿著Z軸304大約102厘米。橢圓形的5高斯線沿著Z軸的偏移比該成像容積在該對稱磁體中的偏移更多。
圖9為對目標物進行成像的設(shè)備的側(cè)視截面方框圖，其具有不對稱磁體、階狀半徑以及錐形外圓周。系統(tǒng)900解決了本領(lǐng)域?qū)τ谠趯颊叩闹w成像期間能夠讓患者更舒服地進入MRI系統(tǒng)的需求。設(shè)備900也解決了本領(lǐng)域?qū)τ跍p少MRI系統(tǒng)對占地面積的要求的需求。
設(shè)備900包括系統(tǒng)100、200和300以及設(shè)備400、500和600的特征，并且設(shè)備900也產(chǎn)生雜散場800。夾角的外徑在患者進入設(shè)備900的內(nèi)部(內(nèi)孔106)的一側(cè)408上比設(shè)備上更加靠后的較大外徑要窄，這樣能夠提高患者的舒適度，并且提高了設(shè)備900距離患者414最遠的一端的雜散場屏蔽。
圖10為對目標物進行成像的設(shè)備的側(cè)視截面方框圖，其具有不對稱磁體、階狀半徑以及錐形和環(huán)形外圓周。系統(tǒng)1000解決了本領(lǐng)域?qū)τ谠趯颊叩闹w成像期間能夠讓患者更舒服地進入MRI系統(tǒng)的需求。設(shè)備1000也解決了本領(lǐng)域所需要的減少MRI系統(tǒng)對占地面積的要求。
設(shè)備1000包括系統(tǒng)100、200和300以及設(shè)備400、500和700的特征，并且設(shè)備1000產(chǎn)生雜散場800。夾角的外徑在患者進入設(shè)備1000的內(nèi)部(內(nèi)孔106)的一側(cè)408上比設(shè)備上更加靠后的較大外徑要窄，這樣能夠提高患者的舒適度，并且提高了設(shè)備1000距離患者414最遠的一端的雜散場屏蔽。
設(shè)備600、700、900和100的某些實施例包括線圈之間的鐵磁屏蔽以及電磁屏蔽。
圖11為圖2、5和9中設(shè)備的前視截面方框圖。
圖11所示為與R軸1102交叉的內(nèi)孔106中的設(shè)備中心中的縱向Z軸304。該階狀半徑206的第二部分的內(nèi)圓周具有小于階狀半徑206的第一部分小的直徑。梯度線圈212從該階狀半徑的第一部分208向內(nèi)延伸。該正面406與外圓周418的中間面在結(jié)合1104處相接。該外圓周418的中間面與背面(未示出)在結(jié)合1106處相接，其是該外圓周的最大徑向尺寸的標記。
實施例的方法在前一部分中，描述了實施例的操作的設(shè)備。在本部分中，通過磁共振(MRI)系統(tǒng)的處理器執(zhí)行特定的方法，通過參照一系列的流程圖描述這種實施例。
圖12為根據(jù)實施例通過具有不對稱雜散場的磁體感生的電磁共振產(chǎn)生圖像的方法1200的流程圖。
方法1200包括使用產(chǎn)生不對稱雜散場的不對稱磁體在目標物中感生1202電磁共振。方法1200包括驅(qū)動1204梯度線圈以對圖像進行空間編碼。方法1200還包括驅(qū)動1206該MRI中的梯度渦旋電流修正線圈。該線圈對系統(tǒng)200、設(shè)備500、900和1000中的梯度線圈所產(chǎn)生的不對稱渦旋電流進行補償。
方法1200進一步包括接收1208使用梯度渦旋電流修正線圈進行修正的梯度編碼的圖像的射頻信號。方法1200還包括在對不對稱磁渦旋電流進行修正之后根據(jù)梯度編碼圖像的射頻信號產(chǎn)生1210圖像。
在一些實施例中，方法1200作為體現(xiàn)在載波中的計算機數(shù)據(jù)信號實施，其表示一系列指令，當通過處理器、諸如通過圖13中的處理器1304執(zhí)行這些指令時，使得處理器執(zhí)行相應(yīng)的方法。在其它實施例中，方法1200作為具有可執(zhí)行指令的計算機可訪問的介質(zhì)實施，其指引處理器、諸如指引圖13中的處理器1304執(zhí)行相應(yīng)的方法。在不同的實施例中，該介質(zhì)是磁介質(zhì)、電子介質(zhì)、或光學介質(zhì)。
硬件以及操作環(huán)境圖13為硬件和操作環(huán)境1300的方框圖，其中可以實踐不同的實施例。圖13的描述提供了計算機硬件以及結(jié)合其可以實施某些實施例的適當計算環(huán)境的概況。按照執(zhí)行計算機可執(zhí)行指令的計算機描述實施例。然而，一些實施例可以完全通過計算機硬件實施，其中計算機可執(zhí)行的指令實現(xiàn)在只讀存儲器中。一些實施例也可以在客戶機/服務(wù)器計算環(huán)境中實施，其中通過通信網(wǎng)絡(luò)連接執(zhí)行任務(wù)的遠程裝置。在分布計算環(huán)境中，程序模塊可以位于本地和遠程存儲器的存儲裝置中。
計算機1302包括處理器1304，其可以從Intel、Motorola、Cyrix和其它廠家購買到。計算機1302還包括隨機存取存儲器(RAM)1306、只讀存儲器(ROM)1308以及一個或多個大容量存儲裝置1310和系統(tǒng)總線1312，其用于將各種系統(tǒng)部件與該處理單元1304耦合。存儲器1306、1308以及大容量存儲裝置1310是計算機可存取介質(zhì)的各種類型。大容量存儲裝置1310是更具體類型的非易失性計算機可存取介質(zhì)，并可以包括一個或多個硬盤驅(qū)動、軟盤驅(qū)動、光盤驅(qū)動以及磁帶盒驅(qū)動。該處理器1304執(zhí)行存儲在計算機可存取介質(zhì)上的計算機程序。
計算機1302可以通過通信裝置1316與互聯(lián)網(wǎng)1314通信連接?；ヂ?lián)網(wǎng)1314的連接能力是本領(lǐng)域所熟知的。在一個實施例中，通信裝置1316是調(diào)制解調(diào)器，其響應(yīng)于通信驅(qū)動器通過本領(lǐng)域所熟知的“撥號連接”與互聯(lián)網(wǎng)連接。在另一個實施例中，通信裝置1316是連接局域網(wǎng)(LAN)的Ethernet或類似的硬件網(wǎng)絡(luò)卡，該局域網(wǎng)本身通過本領(lǐng)域所熟知的“直接連接”(例如T1線等)與互聯(lián)網(wǎng)連接。
用戶通過輸入裝置，諸如通過鍵盤1318或指點裝置1320將命令和信息輸入到計算機1302中。鍵盤1318允許向計算機1302中輸入文本信息，如本領(lǐng)域中所熟知的，并且這些實施例并不限于任何特定類型的鍵盤。指點裝置1320允許通過操作系統(tǒng)，諸如通過各個版本的Microsoft Windows的圖形用戶接口(GUI)提供對屏幕指針的控制。這些實施例并不限于任何特定類型的指點裝置1320。這些指點裝置包括鼠標、觸摸墊、軌跡球、遠程控制和點桿。其它輸入裝置(未示出)可以包括麥克風、游戲桿、游戲墊、圓盤式衛(wèi)星電視天線、掃描器等。
在一些實施例中，計算機1302用于與顯示裝置1322可操作地耦合。顯示裝置1322與系統(tǒng)總線1312連接。顯示裝置1322能夠顯示用于由計算機用戶查看的信息，包括計算機、視頻和其它信息。這些實施例并不限于任何特定的顯示裝置1322。這種顯示裝置包括陰極射線管(CRT)顯示器(監(jiān)視器)以及平板顯示器，諸如液晶顯示器(LCD)。除了監(jiān)視器之外，計算機典型地包括其它外圍輸入/輸出裝置，諸如打印機(未示出)。揚聲器1324和1326提供信號的音頻輸出。揚聲器1324和1326也與系統(tǒng)總線1312連接。
計算機1302還包括操作系統(tǒng)(未示出)，其存儲在計算機可存取介質(zhì)RAM 1306、ROM1308、和大容量存儲裝置1310上，并且可以通過處理器1304執(zhí)行。操作系統(tǒng)的范例包括Microsoft Windows、Apple MacOS、Linux、UNIX。這些實例并不限于任何特定的操作系統(tǒng)，然而這些操作系統(tǒng)的構(gòu)建和使用是本領(lǐng)域所熟知的。
計算機1302的實施例并不限于任何類型的計算機1302。在各種實施例中，計算機1302包括PC兼容的計算機、MacOS兼容的計算機、Linux兼容的計算機或UNIX兼容的計算機。這些計算機的構(gòu)建和使用是本領(lǐng)域所熟知的。
計算機1302可使用至少一個操作系統(tǒng)操作，以提供圖形用戶接口(GUI)，包括用戶可控制的指針。計算機1302可以具有在至少一個操作系統(tǒng)中執(zhí)行的至少一個網(wǎng)頁瀏覽器應(yīng)用程序，以允許計算機1302的用戶訪問內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、外聯(lián)網(wǎng)，或按照統(tǒng)一資源定位器(URL)地址定位的互聯(lián)網(wǎng)的world-wide-web頁面。瀏覽器應(yīng)用程序的實例包括Netscape Navigator和Microsoft Internet Explorer。
計算機1302可以工作于使用與一個或多個遠程計算機、諸如與遠程計算機1328邏輯連接的聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中。這些邏輯連接通過與計算機1302或其一部分耦合的通信裝置實現(xiàn)。這些實施例并不限于特定類型的通信裝置。該遠程計算機1328可以是另一個計算機、服務(wù)器、路由器、網(wǎng)絡(luò)PC、客戶機、對等裝置或其它普通的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。圖13中所示的邏輯連接包括局域網(wǎng)(LAN)1330和廣域網(wǎng)(WAN)1330。這種聯(lián)網(wǎng)環(huán)境是辦公室、企業(yè)級計算機網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、外聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)中很普通的。
當在LAN聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中使用時，計算機1302和遠程計算機1328通過是一種類型的通信裝置1316的網(wǎng)絡(luò)接口或適配器1334與本地網(wǎng)絡(luò)1330連接。遠程計算機1328也包括網(wǎng)絡(luò)裝置1336。當在常規(guī)的WAN聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中使用時，計算機1302和遠程計算機1328通過調(diào)制解調(diào)器(未示出)與WAN1332通信。該調(diào)制解調(diào)器可以是內(nèi)置的或外置的，其與系統(tǒng)總線1312連接。在聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境中，所描述的與計算機1302相關(guān)的程序模塊或者其部分可以存儲在遠程計算機1328中。
計算機1302也包括電源1338。每一電源可以是電池。
結(jié)論已經(jīng)描述了一種改進的磁共振成像系統(tǒng)。雖然在這里已經(jīng)描述和說明了具體的實施例，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會理解的是，考慮用來實現(xiàn)相同目的的任何設(shè)置都可以替換所示的具體實施例。本申請意欲覆蓋任何修改和變化。例如，雖然本發(fā)明是按照程序的方式描述的，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會理解的是，可以按照設(shè)計方法學或提供所需功能的任何其它方法學做出實施方式。
特別地，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員直接會理解的是，該方法和設(shè)備的名稱并不意欲限制實施例。而且，可以向部件中加入另外的方法和設(shè)備，可以在部件中重新設(shè)置功能，不脫離實施例的范圍可以引入對應(yīng)于會在實施例中所使用的未來的增強和物理裝置的新組件。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員直接會理解的是，這些實施例可以應(yīng)用于將來的MRI裝置、不同的磁線圈以及新的磁屏蔽。
在本申請中所使用的關(guān)于系統(tǒng)和設(shè)備的術(shù)語的意義包括可以提供與此處所描述的功能相同的所有MRI環(huán)境和替換技術(shù)。
部件列表100磁共振成像系統(tǒng)的系統(tǒng)級概述，以提供非?？拷倪M入102外殼104內(nèi)孔106孔徑108孔徑110一個或多個磁屏蔽線圈112不對稱磁雜散場200根據(jù)實施例提供非?？拷倪M入的設(shè)備202不對稱形狀并且不對稱地位于該外殼中的磁主線圈204不對稱的屏蔽線圈206內(nèi)孔的第一部分208具有比第一部分更小半徑的內(nèi)孔的第二部分210磁視場212縱向Z軸300具有磁屏蔽線圈的實施例的設(shè)備302位置不與所包圍的內(nèi)表面非?？拷拇牌帘尉€圈304該外殼所包圍的內(nèi)表面306距內(nèi)表面的距離308磁屏蔽線圈310磁屏蔽線圈312磁屏蔽線圈314磁屏蔽線圈316主磁線圈的形狀和位置是不對稱的400根據(jù)磁屏蔽線圈的實施例的設(shè)備，其在距離階狀孔窄半徑部分的外部分中沒有外徑屏蔽線圈402外殼的表面406該外殼內(nèi)沿著表面并在該內(nèi)孔內(nèi)部周圍之外的區(qū)域500根據(jù)實施例的設(shè)備，其具有位于沿著該外殼的內(nèi)徑的屏蔽和連續(xù)直徑的孔502沿著該內(nèi)孔與外殼的內(nèi)表面靠近放置的磁屏蔽線圈504沿著該內(nèi)孔的外殼的內(nèi)表面
506主磁線圈的形狀和位置是不對稱的600根據(jù)實施例的設(shè)備，其在外殼的內(nèi)徑與外徑之間具有磁屏蔽線圈602位置不非?？拷刂搩?nèi)孔的外殼的內(nèi)表面的磁屏蔽線圈以及位置不非常靠近與該內(nèi)孔相對的外殼的內(nèi)表面的磁屏蔽線圈700根據(jù)實施例的設(shè)備，其在展開的外殼的內(nèi)徑與外徑之間具有磁屏蔽線圈702朝向該內(nèi)孔的一個孔徑展開的端704位置不非常靠近沿著該內(nèi)孔的外殼的內(nèi)表面的磁屏蔽線圈以及位置不非?？拷c該內(nèi)孔相對的外殼的內(nèi)表面的磁屏蔽線圈800方法的流程圖，根據(jù)實施例由具有雜散場的磁體感生的電磁共振產(chǎn)生圖像802使用在距離磁屏蔽線圈大約0.5米的地方產(chǎn)生5高斯強度的不對稱雜散場的不對稱磁體在目標物中感生電磁共振804驅(qū)動梯度線圈以對該圖像進行空間編碼806驅(qū)動該MRI中的梯度渦旋電流修正線圈808接收具有通過該梯度渦旋電流修正線圈進行的修正的梯度編碼圖像的射頻信號810在進行不對稱磁渦旋電流修正之后根據(jù)梯度編碼圖像的射頻信號產(chǎn)生圖像900其中可以實施不同實施例的硬件和操作環(huán)境902計算機904處理器906隨機存取存儲器(RAM)908只讀存儲器(ROM)910一個或多個大容量存儲裝置912系統(tǒng)總線914互聯(lián)網(wǎng)916通信裝置918鍵盤
920指點裝置922顯示裝置924揚聲器926揚聲器928遠程計算機930局域網(wǎng)(LAN)932廣域網(wǎng)(WAN)934網(wǎng)絡(luò)接口936網(wǎng)絡(luò)接口938供電電源
權(quán)利要求
1.一種對目標物進行成像的磁共振成像的設(shè)備(100)，該磁共振成像設(shè)備(100)包括外殼(102)，其具有內(nèi)孔(106)；多個磁主線圈(108)，其位于該外殼(102)中不對稱形狀的陣列(302)中，與該內(nèi)孔(106)非?？拷灰约岸鄠€磁屏蔽線圈(608和610)，其位于該外殼中不對稱形狀的陣列(302)中，徑向地朝向主線圈(108)的外面；其中該多個磁線圈(108)的不對稱形狀的陣列(302)在一端進一步包括減少的屏蔽。
2.權(quán)利要求1的磁共振成像設(shè)備(100)，其中在一端(408)的減少屏蔽有利于改善患者與磁主線圈(108)的接口，并且有利于改善在第二端(414)的屏蔽；和其中磁主線圈(108)的橢圓形5高斯線(802)沿著Z軸(304)的偏移多于成像容積在該不對稱磁體中的偏移。
3.權(quán)利要求1的磁共振成像設(shè)備(100)，其中該多個磁主線圈的不對稱形狀的陣列(302)進一步包括延長的形狀，其中該延長形狀的延長部分距離在操作該磁共振成像設(shè)備期間患者將處于的位置(408)最遠。
4.一種對目標物進行成像的設(shè)備(100)，該設(shè)備包括外殼(102)，其具有圓錐形的外圓周(104)，該外殼(102)具有內(nèi)孔(106)；和多個磁主線圈(108)，其位于該外殼(102)中與該內(nèi)孔(106)非?？拷牡胤?。
5.一種使用磁共振對目標物進行成像的設(shè)備(200)，該設(shè)備包括外殼(102)，其具有限定該外殼(102)的內(nèi)徑(204)的內(nèi)孔(106)，其中該內(nèi)徑(204)進一步包括階狀半徑(206)；和多個磁線圈(108)，其位于該外殼(102)中與該階狀內(nèi)徑(206)非?？拷牡胤?；其中該內(nèi)孔(106)的內(nèi)徑(204)的階狀半徑(206)進一步包括具有第一半徑(502)的內(nèi)孔(106)的第一部分(208)，其中梯度線圈(212)附在該第一部分(208)上；和具有比第一半徑(502)小的第二半徑的內(nèi)孔(106)的第二部分(210)。
6.一種計算機可存取介質(zhì)(1304、1306、1308和1310)，其具有的可執(zhí)行指令能夠指引處理器(1304)執(zhí)行驅(qū)動(1204)梯度線圈(212)以對該磁共振圖像進行空間編碼；驅(qū)動(1206)該磁共振成像系統(tǒng)中的梯度渦旋電流修正線圈，以對該不對稱磁體(108)中的梯度線圈(212)所產(chǎn)生的不對稱渦旋電流進行修正；和接收(1208)包括由梯度渦旋電流修正線圈進行的修正的梯度編碼的圖像的射頻信號。
7.一種方法，包括驅(qū)動(1204)磁共振成像系統(tǒng)(100)中的梯度線圈(212)，以對該磁共振圖像進行空間編碼；驅(qū)動(1206)該磁共振成像系統(tǒng)中的梯度渦旋電流修正線圈，以對由該不對稱磁體(108)中的梯度線圈(212)所產(chǎn)生的不對稱渦旋電流進行修正；和根據(jù)梯度編碼圖像的射頻信號產(chǎn)生(1210)圖像。
8.權(quán)利要求7的方法，進一步包括使用產(chǎn)生不對稱雜散場(802)的不對稱磁體(108)，在目標物中感生(1202)電磁共振。
9.一種磁共振成像系統(tǒng)中的計算機可存取介質(zhì)，該介質(zhì)包括梯度線圈(212)的驅(qū)動器(1204)，用于對磁共振圖像進行空間編碼；磁共振成像系統(tǒng)中的梯度渦旋電流修正線圈的啟動器(1206)；和射頻信號的接收器(1208)，其表示包括由梯度渦旋電流修正線圈進行的修正的梯度編碼圖像。
10.權(quán)利要求9的計算機可存取介質(zhì)，其中該介質(zhì)進一步包括目標物中的電磁共振電感器(1202)，其使用產(chǎn)生不對稱雜散場(802)的不對稱磁體(108)。
全文摘要
提供系統(tǒng)、方法和設(shè)備，在一些實施例中，磁共振成像系統(tǒng)(100)包括不對稱磁體(108)，產(chǎn)生特別適合于對肢體進行成像的不對稱雜散場(802)。在其它的實施例中，MRI系統(tǒng)(100)包括圓錐形的外殼(104)，其能夠讓患者在成像期間更容易地進入MRI系統(tǒng)(100)內(nèi)部的視場(FOV)中。在一些實施例中，MRI系統(tǒng)(200)包括階狀內(nèi)孔(202)，其所具有的階狀形狀將該MRI系統(tǒng)內(nèi)孔中的FOV聚焦在較小的區(qū)域上，其更加靠近患者進入MRI中的FOV的地方，其尤其特別適合于在該FOV中對肢體進行成像。
文檔編號G01R33/28GK1736329SQ20051009208
公開日2006年2月22日 申請日期2005年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月19日
發(fā)明者T·J·哈文斯 申請人:通用電氣公司