[发明专利]RF屏蔽MRI扫描室的解谐

说明书

本发明涉及一种磁共振(MR)成像的系统和方法。另外，本发明涉及一种材料的用途和计算机程序。

在现有技术中已经多年熟知具有圆柱状磁体的MR成像系统。而且具有开放式磁体系统的MR成像系统已经使用了一段时间。但是，该开放式系统通常以例如0.2特斯拉的低磁场工作。这种低场系统的MR频率通常为8.2MHz。

为提高图像质量，现在提出了采用较高磁场(1特斯拉)的开放式系统。这种情况下，MR频率大概为42.3MHz。在US6,825,611B2中描述了包括这种开放式磁体系统的MR成像装置。这种开放式磁体系统由两个不同的部分(上部分和下部分)组成。待检查对象(患者)设置在那些部分之间。

由于开放式磁体系统的设计，差不多自由地将由系统RF发射器发射以激发质子自旋的磁场能量辐照至周围空间。为此，以及为了接收信号时屏蔽外部信号，将开放式磁体系统置于法拉第筒(RF筒)内。但是，如果RF筒尺寸不合适，则将引起RF共振，而RF发射器将产生RF筒内的驻波。例如在1特斯拉-MR系统中，质子-MR频率大约为42.3MHz，空气中的半波长大约为3.5m。对于RF具有“反射”壁的筒尺寸可产生驻波。

这些RF驻波将影响室内其它人(操作员、患者亲属等等)。这些人将接收不受欢迎的RF能量负荷。而且成像体积内RF场的正交性降低造成图像质量下降。此外，正交性下降将产生更为线性极化的RF磁场，对于给定的自旋激发其将对患者产生比完全圆形极化场更大的特定吸收率(SAR)。

当前的惯例是通过限制性很强的安装条件防止驻波，例如限制室内磁体系统的位置，对固定高度应用导电假平顶，或者限制RF筒尺寸(宽度和长度)。但是，改变RF筒尺寸并不实用。

在US6,825,611B2中建议在所有壁、底板和顶的内侧应用泡沫层，该泡沫用作吸收体材料。但是，已经发现采用吸收体材料对图像质量具有负面作用。

本发明的目标在于提供一种允许以非常廉价和简单的方法防止驻波的技术。

通过根据本发明的MR成像系统实现该目标。该系统包括具有开放式磁体系统的MR成像装置，其中MR成像装置的运行产生具有MR频率的磁共振场。该系统还包括配置来包围MR成像装置的RF筒，其中RF筒的壁至少部分具有覆盖物，所述覆盖物适合于减小覆盖物内MR频率的波长。

还通过MR成像方法实现本发明的目标，其中MR成像装置用于产生MR图像，所述MR成像装置包括开放式磁体系统，其中MR成像装置的运行产生具有MR频率的磁共振场，其中RF筒用于屏蔽目的，所述RF筒配置来包围MR成像装置，其中RF筒的壁至少部分具有覆盖物，所述覆盖物适合于减小覆盖物内MR频率的波长。

本发明的核心思想为以避免驻波的方法改变至少一个RF筒尺寸的有效长度(以RF波长的数量表示)。根据本发明，通过在RF筒至少部分壁内侧上提供覆盖物来实现这一点。所述覆盖物包括至少一种材料，在其中MR频率的波长远比在空气中短。

该新方法提供了一种廉价且简单的方案。通过采用廉价的覆盖物材料和相当简单的设计，可通过“延长”或“增宽”RF筒实现“波延迟”。因为可有效避免驻波，所以可尽量降低操作员等的RF能量照射。另外，图像质量提高，而不需要不必要地增加患者的SAR。没有发现对图像质量的负面影响。另一个优点在于，例如当安装或移动辅助设备时或者当操作人员在RF筒中移动时，MR成像对RF筒几何形状的变化非常不灵敏。

借助本发明，可以以下述方法“解谐”每个已有的RF筒，即将其结合开放式MR成像系统来使用。例如，当以具有不同RF特性的新型MR成像系统代替先前的MR成像系统时，本发明可用于现有的RF筒。因此可以避免必须建造新RF筒。

应当理解，可对底板或者顶部提供覆盖物。但是，为壁提供覆盖物通常为最廉价的方法。

基于从属权利要求所限定的下述实施例，可进一步详述本发明的这些及其它方面。

根据本发明优选的实施例，覆盖物包括一种或多种高介电常数ε_r和/或高磁导率μ_r的材料。换言之，在所使用材料中MR频率的波长远比在空气中小。原则上可通过改变介电常数或者磁导率或者两者同时改变来实现这一点。换言之，使用一种“延迟材料”，即ε_r和μ_r与空气不同的材料。通过两种方案(ε_r/μ_r)可达到相同的效果。

由于经济原因，不经常使用磁导率高的覆盖物材料。例如，可使用大块铁或者放入泡沫等中的小颗粒铁。