專利名稱：用于磁共振成像系統(tǒng)的非對(duì)稱超短梯度線圈的制作方法
以下內(nèi)容涉及磁共振領(lǐng)域。它在磁共振成像中得到具體的應(yīng)用，并且將具體參考其來(lái)進(jìn)行描述。然而，它在磁共振分光術(shù)(spectroscopy)和其它磁共振技術(shù)中也得到應(yīng)用。
具有在軸方向或z方向上短的磁體腔(magnet bore)的磁共振成像掃描儀減小了病人幽閉恐怖感并且可以提供對(duì)病人的改進(jìn)的接觸以用于介入性過(guò)程。短腔磁體例如可以具有1.0米或更小的腔長(zhǎng)度。
在短腔磁體中，腔直徑不能隨腔的縮短而縮小。最小的腔直徑受成像對(duì)象的橫截面影響。而且，減小的腔直徑促成病人幽閑恐怖感。因此，短腔磁體優(yōu)選地具有小的長(zhǎng)度-直徑比。例如，在短腔磁體中一個(gè)短于腔直徑的腔長(zhǎng)度可以是有利的。
如果梯度線圈組件的長(zhǎng)度被做成更小的，特別是如果長(zhǎng)度-直徑比是1.1或更小，則橫向梯度線圈的效率變得更差。這是因?yàn)橛脕?lái)做成這些線圈的鞍狀線圈的回路導(dǎo)線必須定位為更靠近線圈的工作容積；這導(dǎo)致磁場(chǎng)集中到梯度線圈的導(dǎo)線附近，因此導(dǎo)致線圈的磁儲(chǔ)存能量的增加。要被傳遞到線圈以便在一定的時(shí)間內(nèi)生成一定的梯度場(chǎng)振幅的峰值功率直接正比于線圈的儲(chǔ)存能量。因此，為了限制梯度放大器的尺寸和成本，重要的是最小化線圈的磁貯存能量。對(duì)于生成z方向的梯度場(chǎng)的梯度線圈而言，減小長(zhǎng)度所帶來(lái)的效率的減小遠(yuǎn)沒(méi)有對(duì)橫向線圈那樣嚴(yán)重。
本發(fā)明設(shè)想了一種克服上述的局限性等的改進(jìn)的設(shè)備和方法。
按照一方面，公開(kāi)了用于短腔磁共振成像掃描儀的磁場(chǎng)梯度線圈。上部和下部磁場(chǎng)梯度線圈繞組限定了對(duì)象接納腔，且生成一個(gè)橫向磁場(chǎng)梯度，施加在通常沿通過(guò)腔的縱向取向的相關(guān)聯(lián)靜磁場(chǎng)上。上部梯度線圈繞組具有橫截于縱向的弧形曲率(Cupper)和沿縱向的縱向長(zhǎng)度(Lupper)，該縱向長(zhǎng)度小于下部梯度線圈繞組的縱向長(zhǎng)度(Llower)。
按照另一個(gè)方面，公開(kāi)了磁共振成像掃描儀。外殼具有(i)由掃描儀成像的成像容積，和(ii)布置在成像容積下面的成像對(duì)象支撐部分。成像對(duì)象支撐部分延伸到磁體腔的長(zhǎng)度以外。射頻線圈被安排成把射頻信號(hào)注入到掃描儀腔中。磁場(chǎng)梯度線圈包括被布置在外殼的成像對(duì)象支撐部分中的下面部分和一個(gè)上面部分，該上面部分連同下面部分一起來(lái)限定包含成像容積的線圈腔。上面部分具有弧形曲率和跨越第一長(zhǎng)度的線圈繞組。下面部分具有跨越大于第一長(zhǎng)度的第二長(zhǎng)度的線圈繞組。
按照再一個(gè)方面，提供了磁共振成像的方法。在對(duì)象接納腔中生成主磁場(chǎng)。通過(guò)組合(i)具有短于腔直徑(Dbore)的第一縱向長(zhǎng)度(Lupper)的上部梯度線圈和(ii)長(zhǎng)于腔直徑的第二縱向長(zhǎng)度(Llower)的下部梯度線圈，跨該腔而生成磁場(chǎng)梯度。第一縱向長(zhǎng)度(Lupper)通常短于腔的長(zhǎng)度以及第二縱向長(zhǎng)度(Llower)基本上等于或長(zhǎng)于腔的長(zhǎng)度。
一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，提供了一種磁共振成像設(shè)備，其具有由病人看來(lái)減小的腔長(zhǎng)度，但與用于現(xiàn)有技術(shù)的、允許在病人支架上方的可比腔形狀的短腔梯度線圈的相比，具有高得多的梯度效率。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，對(duì)短腔磁共振成像系統(tǒng)的水平延伸底部部分中空間的有效使用。
再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于提供非對(duì)稱的短的梯度線圈，它在兩個(gè)橫截的平面內(nèi)方向上提供對(duì)稱的梯度。
在閱讀以下的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白許多附加優(yōu)點(diǎn)和好處。
本發(fā)明可以采取各種部件和部件的安排、以及各種處理操作和處理操作的安排的形式。附圖僅僅用于示例優(yōu)選實(shí)施例，而不被看作為限制本發(fā)明。


圖1A和1B分別示意地顯示包括短的非對(duì)稱磁場(chǎng)梯度線圈的磁共振成像系統(tǒng)的側(cè)視圖和端視圖。
圖2顯示圖1的、短的非對(duì)稱磁場(chǎng)梯度線圈的線圈支架的線框表示的透視圖。
圖3顯示圖2的線框表示的透視圖，其具有被疊加在其上的初級(jí)(primary)和屏蔽(shield)線圈設(shè)計(jì)。
圖4顯示圖2的線圈支架的端視圖，其具有被配置成產(chǎn)生兩個(gè)橫向梯度的線圈繞組，該橫向梯度被相對(duì)于磁場(chǎng)梯度線圈的左右對(duì)稱性(bilateral symmetry)而被對(duì)稱地安排。
參照?qǐng)D1A和1B，磁共振成像掃描儀8包括外殼10，限定由病人見(jiàn)到的通常圓柱形的掃描儀腔。主磁場(chǎng)生成線圈12限定磁體腔14包含掃描儀成像容積16(由畫(huà)陰影線的區(qū)域示意地表示)，在該容積之上磁共振成像掃描儀8被配置以便成像。外殼包括被布置在成像容積16的下面的成像對(duì)象支撐部分20。人或其它成像對(duì)象被引入到掃描儀腔中來(lái)進(jìn)行成像，這典型地是在一個(gè)平板架22或者其它支架上，該平板架或者支架在限定腔底部的、該成像對(duì)象支撐部分20的上部基本平坦的表面上滑入該掃描儀腔中。磁體腔14具有沿縱向的腔長(zhǎng)度Lbore，和橫截于該縱向的直徑Dbore。在優(yōu)選實(shí)施例中，腔長(zhǎng)度Lbore與腔直徑Dbore大約相同或者比其短。也就是，對(duì)于短腔掃描儀，Lbore/Dbore的比值小于或約為單位1。
對(duì)象支撐部分20具有大于腔長(zhǎng)度Lbore的縱向長(zhǎng)度Lsupport。較短的腔長(zhǎng)度Lbore減小病人幽閉恐怖感，以及便于在成像期間插入和操縱介入工具，諸如導(dǎo)管。外殼10包含或支撐射頻線圈28(以點(diǎn)狀虛線表示)、磁場(chǎng)梯度線圈30(以短劃虛線表示)、和主磁場(chǎng)生成線圈12，它們典型地是低溫掩蔽的(cryoshrouded)超導(dǎo)線圈。磁場(chǎng)梯度線圈30被使用來(lái)生成橫向梯度，諸如在x-y平面上的梯度。附加的z梯度線圈(圖1A和1B上未示出)提供沿縱向或z方向的磁場(chǎng)梯度。
主磁場(chǎng)生成線圈12生成時(shí)間上靜止的和基本上均勻的主B0磁場(chǎng)，其通常定向?yàn)閳D1A和1B的笛卡爾坐標(biāo)系中的z方向。射頻線圈28被選擇地供應(yīng)能量，在成像容積16中激勵(lì)磁共振。磁場(chǎng)梯度線圈30被選擇地供應(yīng)能量，在成像容積16中產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)選擇的磁場(chǎng)梯度，以空間地編碼磁共振。磁共振信號(hào)由梯度場(chǎng)產(chǎn)生并且空間地編碼。磁共振信號(hào)由射頻線圈28或由另一個(gè)線圈接收，以及通過(guò)使用基于傅立葉變換的重建算法、基于濾波的后投影重建、或另一個(gè)適當(dāng)?shù)闹亟ㄋ惴ǘ恢亟?。重建的圖像被顯示、打印、存儲(chǔ)或另外地被利用。
射頻線圈28在所顯示的實(shí)施例中是非對(duì)稱線圈或具有基本上平坦的下面部分281和圓弧形的上面部分282的線圈陣列。射頻線圈28的下面和上面部分281，282適合于腔的非對(duì)稱性，和使得線圈28能夠布置成靠近成像容積16。適當(dāng)?shù)姆菍?duì)稱射頻線圈例如在Overweg等的美國(guó)專利No.6,462,636中和在Leussler的國(guó)際公布號(hào)WO 02/095435 A1中加以描述。替換地，可以利用諸如圓柱形鳥(niǎo)籠式線圈那樣的對(duì)稱線圈。而且，局部線圈可以結(jié)合或替代整體射頻線圈28被使用。在一個(gè)實(shí)施例中，例如整體線圈28被使用來(lái)激勵(lì)磁共振，以及一個(gè)或多個(gè)局部接收線圈被使用來(lái)接收磁共振信號(hào)。
通過(guò)繼續(xù)參考圖1A和1B和進(jìn)一步參考圖2，磁場(chǎng)梯度線圈30的機(jī)械線圈支架被劃分成上面部分40和下面部分42。上面部分40具有沿縱向(即，在使用圖1A，1B和2的笛卡爾坐標(biāo)系的水平腔磁體的情形下沿z方向)的長(zhǎng)度Lupper。下面部分42具有大于上面部分40的縱向長(zhǎng)度Lupper的長(zhǎng)度Llower。上面和下面部分40，42協(xié)作地限定其中的線圈腔44。
線圈支架的上面部分40具有橫截于縱向的弧形曲率Cupper(圖2上由彎曲的雙頭箭頭表示)，以及在縱向基本上無(wú)曲率，雖然它可以向外端張開(kāi)。上面部分40限定外表面50和內(nèi)部的線圈腔限定的表面52。線圈支架的下面部分42還限定外表面54和內(nèi)部的線圈腔限定的表面56。下面部分42的外表面54具有與上面部分40的弧形曲率Cupper基本上相同的曲率，這樣，梯度線圈30的外表面50、54具有圓形、橢圓形、或其它平滑的截面。然而，下面部分42的內(nèi)部的線圈腔限定的表面56是更平坦的，例如與病人平板架22的下表面56是保形的(conformal)，使得與下表面56具有弧形曲率Cupper的情況中的情形相比，該下表面56被放置成更加靠近成像容積16。所顯示的線圈30具有相對(duì)于平行于y-z平面的對(duì)稱平面58(線圈對(duì)稱平面58被標(biāo)記在圖1B上)的左右對(duì)稱性。
雖然下面部分42的內(nèi)部線圈腔限定的表面56是基本上平坦的，但它可以具有某一曲率，如圖1B和2所示，然而該曲率大大地小于上面部分40的弧形曲率Cupper。在另一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)部的線圈腔限定的表面56具有弧形曲率Cupper，這樣，線圈的內(nèi)部線圈腔限定的表面56具有圓形、橢圓形、或其它平滑的截面?；⌒蔚纳厦娌糠?0的上表面和下表面50、52通過(guò)一個(gè)張開(kāi)的(flared)連接面60進(jìn)行連接，該連接面具有相對(duì)于線圈腔限定的表面52的、除90°之外的角度。在所顯示的實(shí)施例中，張開(kāi)的連接面60相對(duì)于線圈腔限定的表面52具有約45°的角度。下面部分50的上表面和下表面54、56通過(guò)一個(gè)連接面62進(jìn)行連接，該連接面具有相對(duì)于線圈腔限定的表面56的90°的角度。所顯示的實(shí)施例使用用于弧形上面部分40的張開(kāi)的連接面60并且易于使得掃描儀腔在腔的末端附近向外張開(kāi)。這樣的張開(kāi)還可通過(guò)使得掃描儀腔似乎更“開(kāi)放”而減小病人幽閉恐怖感，因此可以改進(jìn)接入。然而，也打算為兩個(gè)部分都使用正交連接面，或?yàn)閮蓚€(gè)部分都使用張開(kāi)的連接面，或?yàn)樯厦娌糠质褂谜贿B接面而為下面部分使用張開(kāi)的連接面。
繼續(xù)參考圖1A、1B和2，以及進(jìn)一步參考圖3，磁場(chǎng)梯度線圈30包括線圈繞組。具體地，初級(jí)線圈繞組70、72分別被布置在上面部分和下面部分40、42的線圈腔限定的表面52、56上。屏蔽線圈繞組74、76分別被布置在上面部分和下面部分40、42的外表面50、54上。被布置在上面部分40上的初級(jí)和屏蔽繞組70、74在縱向分布上被限制到上面部分40的縱向長(zhǎng)度Luuper。被布置在下面部分42上的初級(jí)和屏蔽繞組72、76被縱向分布為基本跨下面部分42的縱向長(zhǎng)度Llower。各個(gè)初級(jí)繞組70、74中的至少某些可以通過(guò)位于張開(kāi)的連接面60上的場(chǎng)生成導(dǎo)線而被連接到某些屏蔽繞組72、76。
雖然線圈繞組70、72、74、76被描述為被布置在線圈支架上面部分和下面部分40、42的外部和內(nèi)部線圈腔限定的表面上，但將會(huì)意識(shí)到，這些繞組可以用樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂封裝或密封，可以用電介質(zhì)外罩覆蓋或密封，等等。在諸如垂直和水平橫向梯度繞組那樣的一個(gè)以上的梯度繞組被布置在同一個(gè)表面的情形下，電介質(zhì)外罩或其它絕緣分隔器被適當(dāng)?shù)夭贾迷诖怪焙退嚼@組之間，以確保電絕緣。而且，打算把某些或所有的繞組布置在線圈支架內(nèi)。再者，雖然在顯示的實(shí)施例中，初級(jí)和屏蔽繞組被包括在單個(gè)線圈支架上，但也打算省略該屏蔽繞組或者把該屏蔽繞組移到分開(kāi)的線圈支架上。
初級(jí)線圈繞組70、72被串聯(lián)地或以另外的電構(gòu)形被電連接，以限定一個(gè)或多個(gè)橫向梯度線圈，這樣當(dāng)加上能量時(shí)，在由主磁場(chǎng)生成線圈12產(chǎn)生的主B0磁場(chǎng)上加上一個(gè)或多個(gè)橫向梯度。屏蔽繞組74通過(guò)連接導(dǎo)線80而與在張開(kāi)的連接面60上的相應(yīng)的初級(jí)繞組70相連接。同樣地，下面部分42的初級(jí)和屏蔽繞組72、76通過(guò)連接導(dǎo)線82而被連接到連接面62，使得給初級(jí)線圈70、72加上能量便也給屏蔽線圈74、76加上能量，從而在掃描儀成像容積16中產(chǎn)生磁場(chǎng)梯度，在梯度線圈30的外面只產(chǎn)生有限的雜散磁場(chǎng)。
與被限于線圈支架上面部分40的縱向長(zhǎng)度Lupper的、上部線圈繞組70、74的分布的縱向長(zhǎng)度相比較，基本上與線圈支架下面部分42的縱向長(zhǎng)度Llower同延地分布的、下部線圈繞組72、76的分布的更大縱向長(zhǎng)度具有某些優(yōu)點(diǎn)。在伸展的長(zhǎng)度部分72、76中的鞍形線圈的回路導(dǎo)線遠(yuǎn)離梯度線圈的工作容積，并且產(chǎn)生較小的與想要的梯度場(chǎng)相反的較小的場(chǎng)。對(duì)于在一定的工作電流下某個(gè)梯度強(qiáng)度所需要的匝數(shù)因此可以減小。這減小了在導(dǎo)線處的磁場(chǎng)且從而減小線圈的總的磁儲(chǔ)存能量。與恒定長(zhǎng)度的短的梯度圓柱形線圈相比較，這種儲(chǔ)存能量的減小可以是2-4倍。線圈30的上面部分被限于線圈支架的上面部分40的縱向長(zhǎng)度Lupper。在所顯示的實(shí)施例中，縱向長(zhǎng)度Lupper基本上等于磁體腔14的腔長(zhǎng)度Lbore。梯度線圈30因此正好適配于外殼10的上面部分，如圖1A所示。線圈30的下面部分42的較長(zhǎng)縱向長(zhǎng)度Llower易于被布置在成像容積16下面的縱向較長(zhǎng)的成像對(duì)象支撐部分20所容納，該支撐部分具有長(zhǎng)度Lsuppot＞Lbore。
磁梯度場(chǎng)生成繞組的縱向伸展對(duì)于其中磁體腔14的截面與腔長(zhǎng)度Lbore是大約相同的尺寸或大于它的尺寸的掃描儀特別有利。在這樣的短腔結(jié)構(gòu)中，因?yàn)槎痰奶荻染€圈的固有低效率，很難生成強(qiáng)的和快速切換的梯度場(chǎng)。下面部分42的縱向長(zhǎng)度Llower典型地延伸到超過(guò)磁體腔14的長(zhǎng)度Lbore。在具有較長(zhǎng)腔的掃描儀中，減小梯度線圈的上面部分的長(zhǎng)度以便增加系統(tǒng)的開(kāi)放性可能是有利的。具有增加的下面長(zhǎng)度的梯度線圈對(duì)于僅僅頭部的掃描儀也可能是有用的，這里梯度線圈的直徑如此之小，以致病人的肩部不適合于該腔。
磁場(chǎng)梯度線圈30在垂直方向或y方向是非對(duì)稱的，在縱向上在頂部比在底部短。這種垂直的非均勻性會(huì)引入在垂直方向上的梯度的非均勻性。這樣的梯度的非均勻性通過(guò)使用被布置在線圈支架的較短弧形上面部分40上的線圈繞組70、74的相對(duì)較高繞組密度和被布置在線圈支架的較長(zhǎng)下面部分42上的線圈繞組72、76的相對(duì)較低繞組密度而被適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償。具體地參照?qǐng)D1B，在用于提高磁場(chǎng)梯度線圈30效率的再一個(gè)方法中，繞組70、72、74、76被設(shè)計(jì)成產(chǎn)生相對(duì)于成像容積16被垂直向上移位的、垂直(y)磁場(chǎng)梯度的零點(diǎn)86(圖1B上用十字叉表示的)。也就是，梯度線圈繞組70、72、74、76被設(shè)計(jì)成在通過(guò)零點(diǎn)86的水平平面上提供該場(chǎng)的零z分量，該零點(diǎn)在掃描儀成像容積16的幾何中心的上方。通過(guò)移動(dòng)零點(diǎn)86來(lái)相對(duì)更加接近于短的上面部分40和相對(duì)更加遠(yuǎn)離長(zhǎng)的下面部分42，梯度線圈30的上面部分40的相對(duì)貢獻(xiàn)，以及因而是線圈的這個(gè)部分對(duì)于總的磁儲(chǔ)存能量的貢獻(xiàn)被進(jìn)一步減小。線圈30的更有效的下面部分42必須生成更多的場(chǎng)，但零場(chǎng)平面的移動(dòng)的總的效果是線圈的效率的提高。
在設(shè)計(jì)線圈繞組70、72、74、76時(shí)，包括在頂部處相對(duì)底部使用更高密度的繞組和/或垂直地向上移動(dòng)零點(diǎn)的、以上技術(shù)的任何組合，可以在有限元模型最佳化期間或線圈繞組70、72、74、76的其它設(shè)計(jì)中被使用。在設(shè)計(jì)線圈繞組70、72、74、76時(shí)，線圈支架的上面部分和下面部分40、42的物理的幾何形狀和尺度也被輸入到有限元模型最佳化或其它設(shè)計(jì)最佳化。
通過(guò)使用在G.N.Peeren，“Stream function approach fordetermining optimal surface currents”，Journal of ComputationalPhysics，vol.191，No.1，pp.305-321(2003)中描述的方法，可以對(duì)于磁場(chǎng)梯度線圈30進(jìn)行仿真。示例的仿真參數(shù)包括0.7的內(nèi)部梯度線圈繞組的長(zhǎng)度-直徑比，這適用于具有小于1的磁體腔長(zhǎng)度/直徑比(在圖1A和1B上的Lbore/Dbore)的短腔磁共振成像掃描儀。仿真的垂直橫向梯度通道的儲(chǔ)存能量約為2焦耳，以及仿真的水平橫向梯度通道的儲(chǔ)存能量約為4焦耳。這些仿真結(jié)果是對(duì)線圈30而言，其中下部縱向長(zhǎng)度Llower大于上部縱向長(zhǎng)度Lupper。為了比較起見(jiàn)，當(dāng)線圈仿真通過(guò)減小Llower到等于Lupper和設(shè)置線圈的內(nèi)部形狀為圓柱形而進(jìn)行修改時(shí)，對(duì)于垂直和水平兩個(gè)通道，仿真的橫向梯度通道的儲(chǔ)存能量增加到約7焦耳。
參照?qǐng)D4，在另一個(gè)實(shí)施例中，適當(dāng)?shù)匕ň€圈支架40、42的磁場(chǎng)梯度線圈100具有第一梯度線圈組102、104，被安排成產(chǎn)生第一磁場(chǎng)梯度106。線圈100還具有第二梯度線圈組112、114，被安排成產(chǎn)生第二磁場(chǎng)梯度116。第一磁場(chǎng)梯度106被定向?yàn)橄鄬?duì)于左右對(duì)稱的線圈支架40、42的對(duì)稱平面58的45°角。同樣地，第二磁場(chǎng)梯度116也被定向?yàn)橄鄬?duì)于該對(duì)稱平面58的45°角。磁場(chǎng)梯度106、116是互相橫截的。
圖4的實(shí)施例有利地具有相對(duì)于左右對(duì)稱平面58對(duì)稱地取向的兩個(gè)橫向磁場(chǎng)梯度106、116。結(jié)果，在仿真中，兩個(gè)磁場(chǎng)梯度106、116的每個(gè)磁場(chǎng)梯度的儲(chǔ)存能量是相同的，具體地對(duì)于包括0.7的長(zhǎng)度-直徑比的示例性仿真參數(shù)，約為3.3焦耳。
圖2和3的比較結(jié)果表明，第一梯度線圈組的線圈102和第二線圈組的線圈112被布置在線圈支架的上面部分40的內(nèi)部線圈腔限定的表面52上。也就是，對(duì)于生成對(duì)稱的橫向梯度106、116的實(shí)施例，這些線圈是初級(jí)線圈繞組70的一部分。另一方面，第一梯度線圈組的線圈104和第二線圈組的線圈114被布置在線圈支架的上面部分和下面部分40、42的內(nèi)部線圈腔限定的表面52，56上。也就是，對(duì)于利用對(duì)稱橫向梯度106、116的實(shí)施例，線圈104、114是初級(jí)線圈繞組70、72的一部分。
雖然在這里描述了水平腔掃描儀，但通過(guò)重新取向線圈以使得縱向(相應(yīng)于水平掃描儀中的z方向)被取向?yàn)榇怪狈较?，磁?chǎng)梯度線圈30、100便易于適合于在垂直磁掃描儀中使用。
本發(fā)明是參照優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述的。顯然，在閱讀和了解前面的詳細(xì)說(shuō)明后其它人可以想到修改和改變。旨在使本發(fā)明被看作為包括屬于所附權(quán)利要求及其等價(jià)物范圍的所有的這樣的修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種用于短腔磁共振成像掃描儀的磁場(chǎng)梯度線圈，該梯度線圈包括上部和下部磁場(chǎng)梯度線圈繞組(70，72，74，76，102，104，112，114)，其限定對(duì)象接納腔(44)，以及生成橫向磁場(chǎng)梯度，施加在通常沿腔縱向取向的相關(guān)靜磁場(chǎng)上，上部梯度線圈繞組(70，74)具有橫截于縱向的弧形曲率(Cupper)和沿縱向的縱向長(zhǎng)度(Lupper)，該縱向長(zhǎng)度小于下部梯度線圈繞組(72，76)的縱向長(zhǎng)度(Llower)。
2.如權(quán)利要求1中要求的梯度線圈，還包括線圈支架，包括支撐上部磁場(chǎng)梯度線圈繞組(70，74)的上面部分(40)和支撐下部磁場(chǎng)梯度線圈繞組(72，76)的下面部分(42)。
3.如權(quán)利要求2中要求的梯度線圈，其中上部和下部磁場(chǎng)梯度線圈繞組(70，72，74，76)包括被布置在線圈支架的上面和下面部分(40，42)的線圈腔限定表面(52，56)上的初級(jí)線圈繞組(70，72)；以及被布置在線圈支架的上面和下面部分(40，42)的外表面(50，54)上的屏蔽線圈繞組(74，76)。
4.如權(quán)利要求3中要求的梯度線圈，還包括連接導(dǎo)線(82)，其延伸跨過(guò)在線圈腔限定的表面(56)與外表面(54)之間的下面部分(40)的邊緣(62)，該連接導(dǎo)線(82)電連接初級(jí)和屏蔽線圈繞組(72，76)。
5.如權(quán)利要求1中要求的梯度線圈，其中上部梯度線圈繞組(70，74)的弧形曲率通常沿圓形或橢圓形截面的一部分延伸；以及下部梯度線圈繞組(72，76)包括初級(jí)繞組(72)，該初級(jí)繞組與上部梯度線圈繞組(70，74)的弧形曲率(Cupper)相比較基本上是平的。
6.如權(quán)利要求5中要求的梯度線圈，其中下部梯度線圈繞組(72，76)還包括屏蔽線圈繞組(76)通常沿與上部線圈繞組(70，74)的弧形曲率(Cupper)相匹配的弧形曲率延伸，以使得上部梯度線圈繞組(70，74)和下部梯度線圈繞組(72，76)的屏蔽線圈繞組(76)具有圓形截面和橢圓形截面之一。
7.如權(quán)利要求6中要求的梯度線圈，其中上部線圈繞組(70，74)還包括初級(jí)線圈繞組(70)和屏蔽線圈繞組(74)，每個(gè)限定具有弧形曲率(Cupper)的曲面，該限定的曲面在橫截于縱向的方向上間隔開(kāi)一個(gè)分開(kāi)的距離；連接導(dǎo)線(80)，被布置在上部線圈繞組(70，74)的縱向末端處，和通過(guò)沿張開(kāi)的環(huán)形連接面(60)跨越該分開(kāi)的距離而電連接初級(jí)線圈繞組(70)和屏蔽線圈繞組(74)，該環(huán)形連接面具有相對(duì)于縱向的、不同于90°的角度。
8.如權(quán)利要求1中要求的梯度線圈，其中上部梯度線圈繞組(70，74)的縱向長(zhǎng)度(Lupper)與線圈腔(44)沿橫截于縱向的方向的尺度大約相同或者比該尺度小。
9.如權(quán)利要求8中要求的梯度線圈，其中上部梯度線圈繞組(70，74)的縱向長(zhǎng)度(Lupper)與線圈腔(44)沿橫截于縱向的方向的尺度的比值小于或約為0.7。
10.如權(quán)利要求1中要求的梯度線圈，其中磁場(chǎng)梯度線圈繞組(70，72，74，76)包括該繞組的第一子組，當(dāng)被加上能量時(shí)產(chǎn)生沿橫截于縱向的方向取向和平行于梯度線圈繞組(70，72，74，76)的左右對(duì)稱性的平面(58)的第一磁場(chǎng)梯度；以及該繞組的第二子組，當(dāng)被加上能量時(shí)產(chǎn)生沿橫截于縱向的方向取向和橫截于梯度線圈繞組(70，72，74，76)的左右對(duì)稱性的平面(58)的第二磁場(chǎng)梯度。
11.如權(quán)利要求10中要求的梯度線圈，其中第一磁場(chǎng)梯度具有相對(duì)于由梯度線圈包圍的成像容積(16)向上部梯度線圈繞組(70，74)移位的零場(chǎng)點(diǎn)(86)。
12.如權(quán)利要求1中要求的梯度線圈，其中磁場(chǎng)梯度線圈繞組(102，104，112，114)包括該繞組的第一子組(102，104)，當(dāng)被加上能量時(shí)產(chǎn)生沿橫截于縱向的方向取向的第一方向和與梯度線圈繞組(70，72，74，76)的左右對(duì)稱性的平面(58)成45°角的磁場(chǎng)梯度(106)；以及該繞組的第二子組(112，114)，當(dāng)被加上能量時(shí)產(chǎn)生沿橫截于縱向和橫截于該第一方向的第二方向的磁場(chǎng)梯度。
13.一種磁共振成像掃描儀，包括外殼(10)，具有(i)由掃描儀成像的成像容積(16)，和(ii)布置在該成像容積(16)下面的成像對(duì)象支撐部分(20)，成像對(duì)象支撐部分(20)延伸到磁體腔的長(zhǎng)度(Lbore)以外；射頻線圈(28)，被安排成把射頻信號(hào)注入到該成像容積中(16)；以及磁場(chǎng)梯度線圈(30，100)，包括被布置在外殼(10)的成像對(duì)象支撐部分(20)中的下面部分(42)和一個(gè)上面部分(40)，該上面部分連同下面部分(42)一起限定包含成像容積(16)的線圈腔，該上面部分(40)具有弧形曲率(Cupper)和跨越第一長(zhǎng)度(Lupper)的線圈繞組(70，74)，該下面部分(42)具有跨越大于第一長(zhǎng)度(Lupper)的第二長(zhǎng)度(Llower)的線圈繞組(72，76)。
14.如權(quán)利要求13中要求的成像掃描儀，其中磁場(chǎng)梯度線圈(30)的線圈繞組(70，72，74，76)包括第一組繞組，當(dāng)被加上能量時(shí)產(chǎn)生被施加到至少在成像容積(16)中的相關(guān)聯(lián)通常水平的磁場(chǎng)上的垂直磁場(chǎng)梯度。
15.如權(quán)利要求14中要求的成像掃描儀，其中垂直磁場(chǎng)梯度具有相對(duì)于成像容積(16)垂直地向上移位的零場(chǎng)點(diǎn)(86)。
16.如權(quán)利要求14中要求的成像掃描儀，其中磁場(chǎng)梯度線圈繞組(70，72，74，76)還包括第二組繞組，當(dāng)被加上能量時(shí)產(chǎn)生被施加到至少在成像容積(16)中的相關(guān)聯(lián)通常水平的磁場(chǎng)上的水平磁場(chǎng)梯度。
17.如權(quán)利要求13中要求的成像掃描儀，其中磁場(chǎng)梯度線圈繞組(70，72，74，76)當(dāng)被加上能量時(shí)產(chǎn)生被施加到至少在成像容積(16)中的相關(guān)聯(lián)通常水平的磁場(chǎng)上的一個(gè)或多個(gè)磁場(chǎng)梯度，該磁場(chǎng)梯度線圈繞組至少包括第一組繞組(102，104)，當(dāng)被加上能量時(shí)產(chǎn)生與水平方向成45°角取向的第一磁場(chǎng)梯度(106)；以及第二組繞組(112，114)，當(dāng)被加上能量時(shí)產(chǎn)生與水平方向成45°角取向且橫截于該第一磁場(chǎng)梯度(106)取向的第二磁場(chǎng)梯度(116)。
18.如權(quán)利要求13中要求的成像掃描儀，其中由下面部分(42)的線圈繞組跨越的第二長(zhǎng)度(Llower)大于腔長(zhǎng)度(Lbore)。
19.如權(quán)利要求13中要求的成像掃描儀，其中射頻線圈(28)包括通常平坦的下面部分(281)，被布置在外殼(10)的成像對(duì)象支撐部分(20)中；以及弧形上面部分(282)，連同該下面部分(281)一起限定包含成像容積(16)的射頻線圈腔。
20.一種磁共振成像的方法，該方法包括生成通過(guò)對(duì)象接納腔(14)的主磁場(chǎng)；通過(guò)以下項(xiàng)的組合而生成跨腔(14)的磁場(chǎng)梯度，即(i)具有短于腔(14)直徑(Dbore)的第一縱向長(zhǎng)度(Lupper)的上部梯度線圈(70，74)和(ii)長(zhǎng)于腔(14)直徑的第二縱向長(zhǎng)度(Llower)的下部梯度線圈(72，76)。
全文摘要
磁場(chǎng)梯度線圈包括上面部分和下面部分(40，42)，它們限定在其間的線圈腔(40)。上面部分(40)具有橫截于縱向的弧形曲率(C
文檔編號(hào)G01R33/385GK1926442SQ200580006625
公開(kāi)日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2005年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月3日
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