[发明专利]调整磁体产生的磁场的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于改进由在磁共振成像(MRI)系统中所利用的磁体装置产生的磁场的均匀性的设备和改进由在磁共振成像(MRI)系统中所利用的磁体装置产生的磁场的均匀性的方法，并且虽然不是专有地，本发明仍特别是涉及用于开放式磁体MRI系统的这种设备和方法。本发明也包括提供被并入这种设备中和在这种方法中所利用的垫片。

背景技术

众所周知的是，为了在MRI系统的视场(FOV)上实现所采用的强大磁场需要的高度场均匀性，需要采用校正措施，因为如由磁体所产生的场趋于在不可接受的程度上不均匀。

常见和有效的校正措施包括：测量场特性，以显示该场的空间均匀性的程度；在规定的程度上校正不均匀性所必需的场畸变的计算；以及在相对于磁体结构和MRI系统的FOV的便利位置处，提供具有不同的铁磁特性的单片铁磁材料(诸如钢板或铁皮)的分布阵列，以便提供所需的场畸变。这些成片的铁磁材料被称为“垫片”，并且这些成片的铁磁材料的不同的铁磁特性可以例如由使用厚度变化的垫片引起。在任何情况下，选择具有用于实现期望的空间场畸变的适当的铁磁特性的垫片，并将这种垫片放置，以便在某种意义上使所产生的磁场变形，从而改进跨越FOV的磁场的均匀性；校正过程作为整体被称为“调整”。

通常在实践中，如上面所述地那样(并且根据期望的校正过程)选择的垫片被放置在盘中的相应凹处内，该盘被称为“垫片盘”，该盘滑入接收槽，直至如所期望的那样被定位，并且在相应接收槽中通常配置若干个盘，以便围绕FOR。例如在WO 2005/114242 A2中公开了这种装置，该专利申请引起读者的注意，并且在此将该专利申请的公开内容并入作为参考。

调整过程遇到的通常的困难是确保将具有合适的铁磁特性的垫片装载到垫片盘中的合适的凹处位置中，并且本发明的一个目标是减小或消除这种困难。

然而，本发明的主要目标是解决在开放式磁体MRI系统中是特别有问题的困难，该开放式磁体MRI系统与在前面提到的国际专利申请中所描述的种类的MRI系统中所利用的闭合的、螺线管磁体系统相反。在这方面中，闭合磁体系统为垫片盘提供相对直接的接入接收槽，因为可以方便地布置接收槽，并且使这些接收槽出现在MRI系统的前部或后部。在图1中示意性地示出这种系统，其中超导磁体和低温恒温器组件1围绕一组梯度线圈2，并且在3处示出垫片盘的位置。

然而，在利用开放式磁体结构的MRI系统中实现这种调整过程中出现特定的困难，其中所使用的磁体是非螺线管形的并且具有基本上平坦的极片。图2、3和4以横截面图并且以总平面图示出了各种开放式磁体系统。特别地，图2示意性示出利用“C”磁体的系统11，该系统具有电阻性线圈装置12作为场发生器；在3a处示出垫片盘位置。

图3示出了一种系统，其中通过永磁材料的圆盘13产生场，如在3b处示出的那样布置垫片盘，而图4示出了一种系统，其中通过诸如被支撑在适当的线圈架上的14的超导线圈产生磁场；在3c处示出垫片盘位置。

所有这些开放式磁体系统利用所谓的“玫瑰环(Rose Ring)”15，或者用以控制磁体系统的外围处的场均匀性的可替换特征，环或特征禁止(或至少提供困难和消耗时间)径向接入垫片盘3a、3b或3c。

在系统的梯度线圈与相应的极面之间通常定位垫片盘3a、3b、3c，所以开放式磁体MRI系统中的调整过程需要去除梯度线圈组；该梯度线圈组的显著重量产生处理困难，并且此外需要采取额外措施来确保能实现梯度线圈的准确和可重复重新定位。

在图5中示出穿过典型的平面梯度线圈组的横截面。梯度线圈由所谓的初级线圈组51组成，该初级线圈组51包括：一个X方向梯度线圈组、一个Y方向梯度线圈和一个Z方向梯度线圈组。这个初级梯度线圈组的杂散场将与极面或低温恒温器中的传导表面交互作用。为了限制这些场，可以针对X方向、Y方向或Z方向中的一些方向或所有方向包括所谓的次级梯度线圈组52，该次级梯度线圈组52包括针对具有最混乱的(perturbing)初级梯度线圈的梯度线圈的至少次级线圈组。优选地，为了限制相对运动和便于装配，初级和次级梯度线圈组51、52被浸渍和密封在树脂密封剂53内。

在初级与次级梯度线圈之间需要某个空间54，以便使被屏蔽的梯度线圈在可接受的功率电平处工作，因为除非提供足够的空间，线圈开始以高耗散为代价而相互竞争功率。在线圈浸渍过程期间，这个空间通常充满固态密封剂的区域。