[发明专利]用于磁共振成像系统的梯度系统

说明书

本发明描述了用于磁共振成像系统的梯度系统(6)，梯度系统(6)包括：使用公共基本磁场(B0)的至少两个检查区域(M1，M2，M3，M4，M5，M6)和在至少两个检查区域(M1，M2，M3，M4，M5，M6)中的多个梯度线圈(25x，25y，25z)；以及梯度控制单元(22)，其被设计成使得其以时间同步的方式控制流过不同检查区域(M1，M2，M3，M4，M5，M6)中的相似梯度轴的至少两个梯度线圈(25x，25y，25z)的电流。本发明还描述了控制这样的梯度系统的方法、用于磁共振成像系统的控制装置以及这样的磁共振成像系统。

技术领域

本发明描述了用于磁共振成像系统(“MRI系统”)的梯度系统(gradient system)，尤其是用于具有两个或更多个检查区域的MRI系统的梯度系统，以及这样的MRI系统。本发明还描述了控制这样的梯度系统的方法、用于MRI系统的控制装置和这样的磁共振成像系统。

背景技术

四十多年来，磁共振成像(“MRI”)的原理已经用于成像和其他测量。尽管这种测量方法的时间长且重要，但是目前仅有两种磁体设计用于临床使用的MRI系统或MRI扫描仪：C-磁体形式和螺线管。这种类型的MRI扫描仪的操作对于临床工作流程仍然是有问题的。

关于这些扫描仪周围的广泛杂散磁场，会发生最严重的问题。为了处理这个问题并避免事故和损坏，医院管理部门必须通过限制人和设备的进入来划定MRI检查室内和附近的严格控制的区域。如果金属或磁性部件被MRI扫描仪的强磁体吸引并在扫描仪体积的方向上加速，则可能发生损坏。

另一个问题是使用螺线管-磁体设计的MRI扫描仪将患者“包围”在狭窄的患者通道中，这尤其会导致幽闭恐怖症。这种幽闭恐怖症在一些患者中可能如此强烈使得不能执行MRI扫描。此外，由于检查通道狭窄，严重限制医疗人员接近患者，这对于介入或治疗过程是不利的，特别是对于实时MRI成像。

通常，MRI扫描仪使用自屏蔽的螺线管型超导磁体来减小由基本场磁体的线圈产生的泄漏磁场的强度。主动屏蔽的基本场磁体比未屏蔽的基本场磁体昂贵得多。另外，屏蔽线圈降低了可以用于检查通道中的测量的基本磁场的效率。有源(active)屏蔽磁体具有比未屏蔽磁体(约145cm)更大的直径(约220cm)。

MR扫描仪的替选设计使用C形磁体。这可以是永磁体或由两个亥姆霍兹线圈组成的电磁体。C形磁体具有两个磁极片，它们在它们的空间中产生垂直基本磁场。类似的结构是机械上更坚固的门形磁体(portal magnet)，并且在一些实施方式中也可以用超导亥姆霍兹线圈来实现。C形和门形磁体具有开放对患者的接近的优点，并且另外减少了幽闭恐怖感。然而，这样的结构需要非常坚固的机械结构来抵消两个相对的基本场磁体之间的巨大磁吸引力。为了减少杂散磁场的传播，这些磁体架构通常使用铁轭来引导和闭合成像体积外部的磁场线。铁轭是最具成本效益的屏蔽件之一。这样的轭的缺点是MR扫描仪的尺寸、重量和体积大。

短时间前已经引入了解决这些问题的一种方法。该方法基于具有环形磁场的MRI系统。与使用螺线管或亥姆霍兹对磁体线圈的MR磁体的现有技术不同，环形线圈倾向于将磁场限制在圆环内部，仅有小的且不能到达那么远的杂散磁场。该系统不仅克服了杂散磁场和轻质结构的问题，而且还提供了在一个单个MRI系统中实现两个或更多个检查区域的机会。这样的MRI系统的示例是以下基本场磁体布置，其具有三个、四个、六个或八个(例如相同的)基本场磁体段，这些基本场磁体段围绕中心轴以旋转对称(例如对于六个磁体和六个检查区域为60°)布置成星形。基本磁场具有以环形磁场的形式延伸的主方向。

短时间前也已经引入了解决这些问题的另一种方法。这种替选方法基于被“卫星扫描仪”包围的常规MRI扫描仪，“卫星扫描仪”使用常规MRI扫描仪的杂散基本磁场。附加的扫描仪当然不使用与常规MRI扫描仪内部一样强的基本磁场，然而，它们提供了实现可以进行基本检查的多个非昂贵检查区域的机会。例如，在灾难或偏僻地区的情况下，可以使用一个单个(移动)MRT系统同时检查许多患者。