[发明专利]一种产生非球形匀场区磁场的磁共振成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于医学诊断的磁共振成像装置。

背景技术

磁共振成像方法是一种广泛用于医学临床诊断和医学研究的影像技术。磁共振成像系统工作时，将人体置于一个强的静磁场中，通过向人体发射射频脉冲使人体部分区域的原子核受到激发。射频场撤除后，这些被激发的原子核辐射出射频信号，由天线接收。由于在这一过程中，加入了梯度磁场，因此通过射频信号可以获得人体的空间分布信息，从而重建出人体的二维或三维图像。

磁共振成像系统中，用于产生静磁场的磁体技术是其中的核心技术之一，静磁场一般都是由超导线圈或永磁铁产生，因此磁体又分为超导磁体和永磁体。磁共振成像系统中，现有的方法都是在成像区有一个非常均匀的磁场，这个均匀磁场的区域为一个球形，将成像部位置于这个球形区域后，通过扫描可以获取被成像部位的图像。显然，这种方式可以对成像部位选取任意方向的切层，具有大的扫描自由度。

然而，现有的这种磁体结构，由于要产生球形的磁场均匀区，导致磁体的磁极面必须为圆形，或者正多边形，对于螺线管形式的超导磁体，其线圈长度也必须为其直径的一定的倍数，比如1.5倍。这种磁体结构导致磁体的体积庞大，成本高昂，患者的幽闭感强烈，并且难以实施实时的导航介入成像。为改变这种状态，有多种所谓开放式磁共振成像系统出现，它的磁体不再是封闭结构，比如中国专利94115507.2公开了一种开放度很大的C型结构的磁体，可用于MRI系统，如图6所示。它由上下两磁极面形成静磁场，两磁极面通过上下铁轭和位于一侧的垂直的铁轭连接，形成磁路。这种结构的磁体能够使病人从一侧的开口进入，解除病人的幽闭感，同时，医生可以从三面接近病人，为介入治疗提供了方便。

然而，这种磁体的开放度还是不够，由于人体在这种磁体中所受的压迫感主要来自磁体的两个极面方向。目前的磁体结构由于极面为圆形或者正多边形，极面尺寸很大，人体进入后磁极面位于患者的上下方向，由于受磁体间隙的限制，使得患者进去后，磁极面距离身体很近，依然有很强的压抑感。同时，由于极面尺寸的巨大，导致实行介入成像极为不便。

为此，一种可行的方法就是缩减磁体极面的尺寸，从而解决上述的问题。但是缩小磁体极面的尺寸会同时缩小磁场的均匀区域，对于现有扫描方式不适用。有一种扫描方法是，在扫描时仅仅扫描某一固定方向的层面，并且每次所扫描的层面数不必很多，而其他方向的层面图像通过图像后处理的方式生成，比如常用的多平面重建的方法，则并不需要磁场的均匀区为一球形，仅仅在这一固定方向的层面少保持较大的磁场均匀区即可，而在垂直于该层面的方向其均匀区的尺寸可以减小。这样，磁体的磁极面就可以在一个方向上减小，使得磁场的均匀区变成一个椭球区域，其中椭球的两个长轴尺寸相同，而另一个短轴的尺寸可以显著缩小，每次的扫描层面的选取在两个长轴所在的平面内，这样可获得符合医学要求的扫描图像，其他层面方位的图像可以通过检查床的移动来定位患者的扫描部位，多次扫描患者不同位置，通过图像后处理的方式重建出任意方位的图像。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种能够产生非球形均匀区磁场的磁共振成像装置。

本发明采用以下技术方案：

本发明磁共振成像装置由磁体、梯度系统，射频系统，数据采集和脉冲发生器，检查床等构成。所述的脉冲发生器控制梯度系统和射频系统，产生所需的梯度磁场和射频场。梯度系统中的梯度线圈和射频系统中的射频线圈安装在磁体上。射频线圈用来激发和获取磁共振信号，梯度线圈用来对磁共振信号进行空间编码。所述的数据采集系统从射频系统中接收磁共振信号。检查床位于磁体的两磁极头之间，用于承载患者。

所述的磁体包括一对正向导磁铁轭，一对正向导磁铁轭相互平行布置。在这对正向导磁铁轭的内侧各有一个与正向导磁铁轭相连的磁极头，所述磁极头产生的磁场方向与两个磁极头的中心连线平行，并且在两个磁极头之间的间隙中产生均匀的静磁场。在这对正向导磁铁轭的距磁极头较远的端部有一个与其垂直的侧向导磁铁轭，所述的侧向导磁铁轭位于这对正向导磁铁轭之间，并分别与两个正向导磁铁轭的端部连成一体，这三个铁轭与磁极头一起构成磁路。

本发明的磁共振成像装置的另外一种磁体仅有一对磁极头，一对磁极头安装在支撑架上，与支撑架在机械上紧密贴合，在两磁极头之间的间隙中产生均匀的静磁场。