[发明专利]分离式梯度线圈及使用该梯度线圈的PET/MRI混合系统

说明书

技术领域

下文涉及成像技术。下文找到混合磁共振扫描和正电子发射断层摄影 (PET)系统的例证性应用，并且具体参考这些应用加以描述。下文找到使 用或不使用用于PET成像的集成辐射探测器的磁共振扫描系统的更一般的 应用。

背景技术

一些已有的磁共振扫描器包括一般为圆柱形的一组主磁场绕组，其在 位于被主磁体绕组形成的圆柱体内的至少一个检查区域中产生主磁场 (B₀)。一般为圆柱形的梯度线圈组件被同轴地置于主磁场绕组内以有选择 地在主磁场上叠加磁场梯度。一个或多个射频线圈被置于梯度线圈组件内。 这些射频线圈能够采用各种形式，其复杂程度从单环表面线圈到复杂的鸟 笼型线圈。在一些实施例中，提供了全身鸟笼型线圈，该线圈是被同轴地 置于梯度线圈组件内部的圆柱形线圈。梯度线圈组件和射频线圈组件都是 被以不同径向位置放置的全身圆柱形结构并且它们本身占据很大的圆柱孔 空间。

Heid等人在6,930,482号美国专利中公开了一种梯度线圈，其具有被其 上没有绕组通过的中心空隙分开的两个分开的半部分。短的共径射频线圈 被置于该中心空隙中，以便于梯度线圈和射频线圈具有大概相同的半径， 因此使得宝贵的孔空间被更加有效地使用。但是，梯度线圈组件的效率随 着中心空隙的宽度的增加而降低。对于超过约10厘米的中心空隙，效率下 降得很大。较小的可获得的空隙相应地提供了较短的射频线圈棒或棍，这 减小了射频线圈的视场。

还对既包括磁共振又包括正电子发射断层摄影(PET)能力的多模或混 合扫描器感兴趣。例如，Fiedler等人在WO2006/111869中公开了多种混合 成像系统。在那份参考文献中公开的一些混合系统实施例中，固态PET探 测器元件被置于全身鸟笼型线圈的棍之间以有效地使用可用的圆柱形孔空 间。Heid等人的具有中心空隙的梯度线圈组件也可以被作为有希望在混合 成像系统中使用的候选。但是，使用Heid等人的梯度线圈组件可获得的较 小的中心空隙可能太小，以至于不能容纳PET探测器元件的实际组件。这 个已经很小的空隙的可用部分会由于在线圈和PET探测器之间需要用来容 忍线圈的半部分在洛仑兹力影响下的机械运动的间隔空隙而被进一步减 小。

下文提供了新的和经过改进的设备和方法以克服上述问题或其他问 题。

发明内容

根据一个方面，公开了一种磁场梯度线圈，包括：整体为圆柱形的一 组线圈绕组，其定义了轴向方向并且包括初级线圈绕组和在比所述初级线 圈绕组大的径向位置处的屏蔽线圈绕组，整体为圆柱形的该组线圈绕组具 有不存在线圈绕组的弧形或环形中心空隙，所述中心空隙具有至少10厘米 的轴向尺寸并跨越至少180°角度区间，整体为圆柱形的该组线圈绕组还包 括被置于所述中心空隙的每个边缘处且电连接选定的初级线圈绕组和屏蔽 线圈绕组的连接导体；整体为圆柱形的该组线圈绕组响应于整体为圆柱形 的该组线圈绕组的通电，在感兴趣区域中的轴向定向的静态磁场上叠加横 向磁场梯度，所述感兴趣区域是由整体为圆柱形的该组线圈绕组所包围的。

根据另一方面，公开了一种磁共振扫描器，包括：整体为圆柱形的一 组线圈绕组，其定义了轴向方向并且包括初级线圈绕组和在比所述初级线 圈绕组大的径向位置处的屏蔽线圈绕组，整体为圆柱形的该组线圈绕组具 有不存在线圈绕组的弧形或环形中心空隙，所述中心空隙具有至少10厘米 的轴向尺寸并跨越至少180°角度区间，整体为圆柱形的该组线圈绕组还包 括被置于所述中心空隙的每个边缘处且电连接选定的初级线圈绕组和屏蔽 线圈绕组的连接导体；以及主磁体，其位于整体为圆柱形的该组线圈绕组 外部，并且在由整体为圆柱形的该组线圈绕组所围绕的感兴趣区域中产生 轴向定向的静态磁场，整体为圆柱形的该组线圈绕组在所述感兴趣区域中 的所述轴向定向的静态磁场上叠加横向磁场梯度。