專利名稱：用于磁共振系統(tǒng)的等軸勻場線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于磁共振成像系統(tǒng)的等軸勻場(shim)線圈的設(shè)計。
背景技術(shù)：
作為產(chǎn)生患者體內(nèi)圖像的過程的部分，磁共振成像(MRI)掃描器使用靜態(tài)磁場對準(zhǔn)原子的核自旋。這種靜態(tài)磁場被稱為Btl場。眾所周知，提高用于執(zhí)行MRI掃描的Btl場的均勻性會提高診斷圖像的質(zhì)量，這將使利用MRI圖像診斷患者的醫(yī)師受益。為了提高Btl的均勻性，將采集磁共振成像數(shù)據(jù)的成像區(qū)帶或區(qū)域內(nèi)的場分解為球諧函數(shù)(spherical harmonics)。大多數(shù)磁共振成像系統(tǒng)都具有圓柱對稱性，但球諧函數(shù)具有閉合形式。通過設(shè)計個體線圈來調(diào)整或勻場處理Btl場的球諧函數(shù)。通常使用磁場梯度線圈勻場處理球諧函數(shù)的一階分量，并且使用專用勻場線圈勻場處理高階項。磁場梯度線圈在磁場中創(chuàng)建梯度，以便對磁共振成像期間核發(fā)射的射頻信號進(jìn)行空間編碼。磁共振成像系統(tǒng)中的勻場線圈占據(jù)了適于容納受檢者的高磁場區(qū)域。例如，將具有圓柱幾何形狀的磁共振成像磁體放置到磁體的膛內(nèi)，并且每個勻場線圈占據(jù)獨(dú)立的層。 因此，勻場線圈減少了磁體的可用部分。美國專利US 7427908B1公開了將標(biāo)準(zhǔn)X和ZX勻場線圈的校正功能組合到兩個標(biāo)準(zhǔn)的、簡化的電路和導(dǎo)體當(dāng)中。us 7427908B1還公開了一種Y和ZY勻場線圈的類似的組合。在這些布置中線圈相互垂直重疊，這能夠減小勻場處理所需的徑向空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供了獨(dú)立權(quán)利要求中的等軸勻場線圈、勻場線圈組件、磁場勻場處理系統(tǒng)以及磁共振成像系統(tǒng)。在從屬權(quán)利要求中描述了本發(fā)明的實施例。本發(fā)明的實施例通過限制各鞍形(saddle)線圈的方位角跨度減小了包含勻場線圈所需的體積。這允許使對球諧函數(shù)進(jìn)行同次和同階勻場處理的等軸勻場線圈在同一層內(nèi)組合到一起，導(dǎo)致顯著的半徑縮減，從而增加了磁共振成像磁體的可用部分。本文將等軸勻場線圈限定為用于對Btl場的等軸或扇形球諧函數(shù)分量進(jìn)行勻場處理的勻場線圈。盡管名稱是等軸的，但還包括扇形球諧函數(shù)，因為在本領(lǐng)域還使用等軸勻場線圈來描述對Btl場的扇形分量進(jìn)行勻場處理的線圈。在磁共振成像系統(tǒng)中，常常采用所謂的電高階勻場線圈來提高主磁場的均勻性。 所述線圈要么用于補(bǔ)償患者引起的磁敏感(susceptibility)偽影，要么用于補(bǔ)償磁體的不均勻性。在前一種情況下，常常恰好在掃描之前或者在掃描期間執(zhí)行優(yōu)化過程，以確定最佳輸入電流。“高階”這一表述是指利用其相關(guān)的勒讓德(Legendre)多項式對場做出的球諧函
數(shù)分解
權(quán)利要求
1.一種用于通過生成磁共振系統(tǒng)的磁場的正弦和余弦型球諧函數(shù)而對所述磁場進(jìn)行勻場處理的等軸勻場線圈，所述等軸勻場線圈包括至少四個鞍形線圈(100、200、202、304、 406、504、600、602、700、702、704、706)，其中，所述至少四個鞍形線圈的方位角跨度之和低于360度，所述等軸勻場線圈包括第一(202、406、506、602、702、706)和第二(100、200、304、 504、600、700、704)組鞍形線圈，其中，所述第一和第二組鞍形線圈勻場處理所述磁場的相同次和階的球諧函數(shù)，其中，第一組鞍形線圈勻場處理所述磁場的正弦型球諧函數(shù)，其中， 第二組鞍形線圈勻場處理所述磁場的余弦型球諧函數(shù)，并且所述第一和第二組勻場線圈被組合到單個線圈層內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等軸勻場線圈，其中，所述等軸勻場線圈包括4乘以m個鞍形線圈，其中，m是由所述鞍形線圈勻場處理的球諧函數(shù)的階，并且其中，每個鞍形線圈的方位角跨度限于90除以m度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等軸勻場線圈，其中，所述等軸勻場線圈具有對稱軸，其中， 第一類型的鞍形線圈彼此軸對稱，其中，第二類型的鞍形線圈彼此軸對稱，其中，所述第一類型的鞍形線圈關(guān)于所述對稱軸對稱分布，并且其中，所述第二類型的鞍形線圈關(guān)于所述對稱軸對稱分布，并且彼此不重疊。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的等軸勻場線圈，其中，所述等軸勻場線圈具有對稱軸，其中，每個鞍形線圈具有帶外匝的繞組，其中，所述外匝的方位角跨度等于所述等軸勻場線圈的方位角跨度，其中，每個外匝位于距所述對稱軸相同的半徑處。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的等軸勻場線圈，其中，所述等軸勻場線圈包括下述選項之一 ZX和ZY勻場線圈的組合以及XY和X2-Y2勻場線圈的組合。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的等軸勻場線圈，其中，所述等軸勻場線圈與下述選項中的至少一個集成磁共振成像梯度線圈和磁共振成像射頻線圈。
7.一種用于磁共振成像系統(tǒng)的勻場線圈組件(610、710、810、910)，其中，所述勻場線圈是圓柱形的，其中，所述勻場線圈組件適于配合到圓柱形磁體(942)的膛內(nèi)，其中，所述勻場線圈組件具有沿其對稱軸適于容納受檢者(930)的膛，所述勻場線圈組件包括至少一個根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的等軸勻場線圈(100、200、202、304、406、504、600、 602、700、702、704、706)，其中，所述勻場線圈組件包括針對每個等軸勻場線圈的第一圓柱層(614、714、716)，其中，所述勻場線圈組件還包括適于為每個等軸勻場線圈供應(yīng)電流的第一電連接(612、712)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的勻場線圈組件，其中，所述勻場線圈組件還包括至少一個區(qū)帶勻場線圈組件，其中，所述勻場線圈組件還包括針對所述區(qū)帶勻場線圈的第二圓柱層，并且其中，所述勻場線圈組件還包括適于為每個區(qū)帶勻場線圈供應(yīng)電流的第二電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的勻場線圈組件，其中，所述勻場線圈組件包括兩個圓柱片，并且其中，所述勻場線圈組件適于安裝在分裂型磁體磁共振成像系統(tǒng)內(nèi)。
10.一種用于磁共振成像系統(tǒng)的磁場勻場處理系統(tǒng)，包括-根據(jù)權(quán)利要求8到10中的任一項所述的勻場線圈組件(610、710、810、910)，-用于通過連接到所述勻場線圈組件的每個第一電連接(612、712)和每個第二電連接的第三電連接(823)，向所述勻場線圈組件供應(yīng)電力的電源(820)，-適于將所述第三電連接連接至所述第一電連接和第二電連接的一組電纜(824)，-適于控制由所述電源供應(yīng)的電力的第一控制系統(tǒng)(822、946、956)。
11. 一種適于采集磁共振圖像數(shù)據(jù)的磁共振成像系統(tǒng)，包括 -用于生成對核的磁自旋定向的磁場的磁場生成機(jī)構(gòu)(942)，-根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁場勻場處理系統(tǒng)(610、710、612、712、810、820、822、823、 824、910、920)，-用于操縱原子核的取向并接收磁共振成像數(shù)據(jù)的射頻系統(tǒng)(938、940)， -用于對所述核的磁自旋的取向進(jìn)行空間編碼的磁場梯度線圈(910)， -用于向所述磁場梯度線圈供應(yīng)電流的磁場梯度線圈電源(920)， -用于根據(jù)所述磁共振成像數(shù)據(jù)重建圖像的第二控制系統(tǒng)(946、954)。
全文摘要
一種用于通過生成磁共振系統(tǒng)的磁場的正弦和余弦型球諧函數(shù)對所述磁場進(jìn)行勻場處理的等軸勻場線圈，所述等軸勻場線圈包括至少四個鞍形線圈，其中，所述至少四個鞍形線圈的方位角跨度之和低于360度。將分別生成勻場場的正弦和余弦分量的第一和第二組勻場線圈組合到單個線圈層內(nèi)。
文檔編號G01R33/3875GK102356330SQ201080012543
公開日2012年2月15日 申請日期2010年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者G·B·J·米爾德, J·科尼杰 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司