[发明专利]电磁线圈结构之系统及方法

说明书

本发明提供一种生产电磁线圈之方法，其电磁线圈用于一个磁共振成像(MRI)系统。此电磁线圈是位于非均匀的外部磁场之中。所述方法包括在电磁线圈上建立一个线圈曲面之表示线圈；为电动线圈多项性能指标设定多项性能指标需求，其包括磁场形状指标，以及外部扭矩量指标和外力量指标中的至少一项，此外部扭矩量指标和外力量指标至少部地基于通过非均匀外部磁场施加在电磁线圈上的扭矩和力；为在线圈曲面上产生一个电流密度模式，而由此表示线圈及性能指标上建立一个性能泛函；与及收取线圈绕组。

发明领域

本发明与一般磁共振成像有关。进一步说，本发明与电磁线圈的结构和运行有关。

发明背景

磁共振图像(MRI)是一医学上主要的造影技术。MRI能产生各软组织的详细图像，如脑脏、肌肉、及肾脏。利用组织中含有的化合物，如水份与或脂肪，其特有的性质来创造图像。在一个强力磁场影响之下，大量拥有核自旋角动量的原子，如水份与或脂肪中所含之氢原子，此氢原子的总核磁矩矢量和会产生一个与上述磁场成一直线对准的净磁矩。这净磁矩会进一步进动于一个与磁场正比的确定频率。经由无线射频冲脉激励之后，这净磁化能便可提供一个可检测之信号。

各种电磁铁是MRI系统的组成部分。其可产生主磁场，用于把所检测信号作空间编码而形成空间图像或作任何不规则的校正。电磁铁通过产生具有预定形状的磁场来执行该功能。例如，设计主磁体去产生一尽量均匀的磁场横跨所有维度空间。另一方面，设计梯度线圈来产生磁场，其可随着沿MRI系统成像体积中三条垂直轴的恒切线来化线性变化。

去生产其可产生具期望需求的磁场(例如期望的磁场形状)的电磁体是可具挑战。具体来说，为了正常之工作，电磁体通常可根据除磁场形状之外的额外需求而去生产进行操作。例如，最好生产梯度线圈，其当通电时是具有最小的净力和扭矩。这是除了要产生磁场线性之外的额外需求。

然而,假设由MRI的主磁体所产生的外磁场在空间指向轴(z)方向是为均匀磁场的情况下，通常使用其力和扭矩平衡的梯度线圈方法。当外磁场是均匀时，只要电流是在同一位置流入和流出梯度线圈，可就不会产生梯度线圈(或其他电磁铁)上的净力。然而典型地,由梯度线圈或其他电磁体所主导的外部磁场在放置梯度线圈或电磁体的区域中是不均匀的。例如，短小的超导磁体可具有在通常放置梯度线圈的产生磁场中其显箸的径向和轴向之不均匀性。因此，即使当电流在同一的位置流入和流出梯度线圈时，梯度线圈也可能会承受显箸的净力与或扭矩。因此，需要改进电磁铁设计，生产和操作技术，以便根据指定的需求去构建电磁铁。

发明内容

本发明提供了一个对MRI扫描系统和方法的创新系统和方法去消除或减缓至少一个以上在现有技术中确认的缺点。

一种生产电磁线圈之方法，其电磁线圈用于一个磁共振成像(MRI)系统，可根据一方面而提供。此电磁线圈是位于非均匀的外部磁场之中。所述方法包括在电磁线圈上建立一个线圈曲面之表示线圈；为电动线圈多项性能指标设定多项性能指标需求，其包括磁场形状指标，以及外部扭矩量指标和外力量指标中的至少一项，此外部扭矩量指标和外力量指标至少部地基于通过非均匀外部磁场施加在电磁线圈上的扭矩和力；为在线圈曲面上产生一个电流密度模式，而由此表示线圈及性能指标上建立一个性能泛函；从性能指标需求优化此性能泛函；从此巳最小化之性能泛函，在此线圈曲面上产生一个电流密度模式；与及由此电流密度模式收取线圈绕组。

这些跟其他方域及其优点后来之可以彰显乃在于本发明之构造和操作详情，而此详情会随后完全地描述和声称。附图之引用至引用相应附图之说明部分亦构成此详情之一部分，其中相同的编号表示其相同的部件。

附图说明

图1示出一个根据实践形式的磁共振成像系统的功能子系统之框图；

图2示出一个根据一种实施方式的成像体积和相应切片，其从图1的磁共振系统扫描；

图3示出根据一种实施方式的一个脉冲序列示例；