Mri裝置的有源電阻補(bǔ)償?shù)闹谱鞣椒?br> 【專利摘要】在磁共振成像(MRI)系統(tǒng)中可以使用有源電阻勻場線圈組件(208)，以降低成像容積中磁場的非均勻性。公開的實(shí)施例可以與連續(xù)系統(tǒng)、豁開的圓柱形系統(tǒng)或者垂直豁開系統(tǒng)一起使用。公開的實(shí)施例還可以與開放式MRI系統(tǒng)一起使用和可以和在MRI系統(tǒng)的缺口(102)中布置的儀器(104)一起使用。本公開的有源電阻勻場線圈組件的示范性實(shí)施例包括有源電阻勻場線圈,每個(gè)有源電阻勻場線圈都可操作以便由穿過多個(gè)電源通道的分開的電流激勵(lì)。在一些實(shí)施例中，公開的有源電阻勻場線圈組件允許以各種自由度以補(bǔ)償場非均勻性。
【專利說明】MRI裝置的有源電阻補(bǔ)償
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本PCT申請要求2011年12月13日提交的、名稱為“MRI裝置的有源電阻補(bǔ)償(resistive shimming) ”的、申請序列號為N0.13/324, 850的美國專利申請的優(yōu)先權(quán),在此通過引用將其全部公開并入本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本申請涉及用于磁共振成像(“MRI”)的系統(tǒng)和方法，尤其涉及MRI系統(tǒng)的有源補(bǔ)
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【背景技術(shù)】
[0004]磁共振成像，或者核磁共振成像是在放射學(xué)中最常用的使身體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能可見的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。例如，E.MARK HAACKE等人的磁共振成像:特性原理及序列設(shè)計(jì)(MAGNETIC RESONANCE IMAGING:PHYSICAL PRINCIPLES AND SEQUENCE DESIGN)(Wiley-Liss，1999)描述了 MRI方法和技術(shù)，在此通過引用將其并入本文。本公開涉及磁共振技術(shù)。發(fā)現(xiàn)了與醫(yī)學(xué)磁共振成像結(jié)合的特定應(yīng)用并將以此為特定的參考進(jìn)行描述。然而，應(yīng)該意識到，本公開還發(fā)現(xiàn)了結(jié)合其它類型磁共振成像系統(tǒng)、磁共振光譜學(xué)系統(tǒng)等的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]磁共振成像(MRI)系統(tǒng)的不范性實(shí)施例包括第一磁體,在第一磁體和MRI系統(tǒng)的縱軸之間布置的第一梯度線圈，和在第一磁體的外部且鄰近第一梯度線圈布置的有源電阻勻場線圈組件。該有源電阻勻場線圈組件包括多個(gè)勻場線圈，且該多個(gè)勻場線圈每個(gè)都連接到多個(gè)電源通道，并且可操作以便由通過多個(gè)電源通道的分開的電流激勵(lì)。
[0006]有源電阻勻場線圈組件的示范性實(shí)施例包括包含四個(gè)象限(quadrant)的有源X勻場線圈，其中X勻場線圈的四個(gè)象限的第一對關(guān)于中心平面對稱地布置中心平面，并且X勻場線圈的四個(gè)象限的第二對也關(guān)于中心平面對稱地布置中心平面。有源電阻勻場線圈組件可以進(jìn)一步包括包含四個(gè)象限的有源Y勻場線圈，其中Y勻場線圈的四個(gè)象限的第一對關(guān)于中心平面對稱地布置中心平面，并且Y勻場線圈的四個(gè)象限的第二對也關(guān)于中心平面對稱地布置中心平面。有源電阻勻場線圈組件可以進(jìn)一步包括有源Z勻場線圈，有源Z勻場線圈包含關(guān)于中心平面對稱布置的一對半部分(half)的中心平面。在實(shí)施例中，有源X勻場線圈、有源Y勻場線圈和有源Z勻場線圈每個(gè)都可操作以便由通過多個(gè)電源通道的分開的電流激勵(lì)，并且有源勻場線圈組件不包括二階或者更高階的勻場線圈。
[0007]磁共振成像(MRI)系統(tǒng)的另一示范性實(shí)施例包括磁體，在該磁體和MRI系統(tǒng)的縱軸之間布置的梯度線圈，和在該磁體外部且鄰近梯度線圈布置的有源電阻勻場線圈組件。該有源電阻勻場線圈組件包括多個(gè)勻場線圈，并且該多個(gè)勻場線圈包括:1)包含四個(gè)象限的有源X勻場線圈，其中有源X勻場線圈的四個(gè)象限的第一對關(guān)于MRI系統(tǒng)的中心平面對稱地布置，并且X勻場線圈的四個(gè)象限的第二對也關(guān)于該中心平面對稱地布置；2)包含四個(gè)象限的有源Y勻場線圈，其中Y勻場線圈的四個(gè)象限的第一對關(guān)于該中心平面對稱地布置，并且Y勻場線圈的四個(gè)象限的第二對也關(guān)于該中心平面對稱地布置；和3)有源Z勻場線圈，有源Z勻場線圈包含關(guān)于中心平面對稱布置的一對半部分(half)中心平面。有源X勻場線圈、有源Y勻場線圈和有源Z勻場線圈每個(gè)都可操作以便由通過多個(gè)電源通道的分開的電流激勵(lì)，并且有源電阻勻場線圈組件不包括二階或者更高階的勻場線圈。
[0008]進(jìn)一步公開了補(bǔ)償磁共振成像(MRI)系統(tǒng)中的場非均勻性(fieldinhomogeneity)的方法的示范性實(shí)施例,該磁共振成像系統(tǒng)包含磁體、梯度線圈和在該磁體的外部且鄰近該梯度線圈布置的有源電阻勻場線圈組件，該有源電阻勻場線圈組件包括勻場線圈，該勻場線圈可操作以便由通過多個(gè)電源通道提供的電流激勵(lì)。該公開的示范性方法包括保持磁場，確定成像容積中的場非均勻性，確定要提供給有源電阻勻場線圈組件的勻場線圈的電流，將該電流施加于勻場線圈上，其中由該電流激勵(lì)的勻場線圈可操作以便補(bǔ)償(shim out)場非均勻性的至少一些，和重復(fù)保持磁場并且在確定電流并施加電流之后至少確定場非均勻性一次。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]結(jié)合附圖描述了該公開的各種特征、方面和實(shí)施例，其中:
[0010]圖1示出了可以與本公開的一些實(shí)施例一起使用的在其中心缺口區(qū)域設(shè)置有儀器的水平開放式MRI系統(tǒng)的透視圖；
[0011]圖2A示出了圖1所示的系統(tǒng)的實(shí)施例的簡化截面圖；
[0012]圖2B不出了根據(jù)本公開的MRI系統(tǒng)的實(shí)施例的簡化截面圖；
[0013]圖3A-3C示出了本公開的X勻場線圈、Y勻場線圈和Z勻場線圈的一些實(shí)施例的示范性電流模式；
[0014]圖4示出了圖1所示的系統(tǒng)的實(shí)施例的簡化圖的透視圖；
[0015]圖5A示出了用于X勻場線圈或者Y勻場線圈的多個(gè)象限的第一電源連接方案；
[0016]圖5B示出了用于X勻場線圈或者Y勻場線圈的多個(gè)象限的第二電源連接方案；
[0017]圖5C示出了用于X勻場線圈或者Y勻場線圈的多個(gè)象限的第三電源連接方案；
[0018]圖示出了用于X勻場線圈或者Y勻場線圈的多個(gè)象限的第四電源連接方案；
[0019]圖6是示出在根據(jù)本公開的MRI系統(tǒng)中用于補(bǔ)償場非均勻性的方法的示意流程圖；
[0020]圖7示出了在使用自由度為10的有源勻場線圈進(jìn)行有源補(bǔ)償之前和之后的第一示范性實(shí)施例中峰到峰非均勻性相對臺架位置的比較。
[0021]圖8示出了在使用自由度為6的有源勻場線圈進(jìn)行有源補(bǔ)償之前和之后的第一示范性實(shí)施例中峰到峰非均勻性相對臺架位置的比較。
[0022]圖9示出了在使用自由度為10的有源勻場線圈進(jìn)行有源補(bǔ)償之前和之后的第二示范性實(shí)施例中峰到峰非均勻性相對臺架位置的比較。
[0023]圖10示出了在使用自由度為6的有源勻場線圈有源補(bǔ)償之前和之后的第二示范性實(shí)施例中峰到峰非均勻性相對臺架位置的比較。
[0024]圖11示出了在進(jìn)行有源補(bǔ)償之前和之后的第三示范性實(shí)施例中的場非均勻性的比較。

【具體實(shí)施方式】
[0025]在磁共振成像中，線性磁場梯度用于空間編碼。使用梯度線圈來產(chǎn)生這些線性磁場梯度。水平圓筒狀MRI系統(tǒng)具有跨越該裝置長度的水平圓筒狀梯度線圈組件。開放式水平MRI系統(tǒng)在中心具有缺口的分裂開的(split)主磁體，并且其還可以具有分裂開的梯度線圈。最近以來，希望包括結(jié)合MRI系統(tǒng)和開放式MRI系統(tǒng)的各種治療和成像模式，如放射治療裝置、活檢針、消融裝置、外科手術(shù)裝置、超聲波、PET、SPECT、CT、LINAC以及其它等等。例如，希望在開放式MRI系統(tǒng)的缺口區(qū)域中放置此類儀器。
[0026]MRI圖像的質(zhì)量會(huì)受到成像容積內(nèi)的主磁場的場非均勻性的不利影響。在一些MRI系統(tǒng)中，諸如連續(xù)的圓筒狀或者垂直豁開(gapped)的系統(tǒng)，將超導(dǎo)勻場線圈安置在主磁場的內(nèi)部并使其用于降低因磁體缺陷而產(chǎn)生的場非均勻性。對于連續(xù)的圓筒狀磁體(非豁開磁體)，超導(dǎo)勻場可以包括諸如X勻場線圈、Y勻場線圈及Z勻場線圈的一階勻場線圈，和連續(xù)地跨越MRI系統(tǒng)的中心軸平面的更高階的勻場線圈。在有源超導(dǎo)勻場過程期間每次對這些勻場線圈中的一個(gè)激勵(lì)。
[0027]在施加超導(dǎo)勻場之后還可以使用無源勻場技術(shù)以在某種程度上補(bǔ)償剩余的非均勻性。該無源勻場，其通常包括鐵磁金屬條，被安置在梯度線圈的內(nèi)部或者主磁體的內(nèi)孔表面上?？赡苄枰舾纱沃貜?fù)組合有源超導(dǎo)勻場和無源勻場，以獲得期望的非均勻性水平。
[0028]然而，由于主磁體內(nèi)部的超導(dǎo)勻場線圈的位置防止進(jìn)一步接近(access to)勻場線圈，一旦通過電流為超導(dǎo)勻場線圈激勵(lì)，則電源通道將會(huì)被關(guān)閉。同樣，連續(xù)改變每個(gè)勻場線圈是不可能的。如果希望調(diào)整超導(dǎo)勻場線圈的電流，則不得不開放對主磁體中的勻場開關(guān)的接近以達(dá)到超導(dǎo)勻場線圈的接近。
[0029]有源電阻勻場線圈可以用于補(bǔ)償病人引起的非均勻性。這些勻場線圈可以包括零階、一階和諸如Z0、Z2、XZ、YZ、XY和Χ2-Υ2類型的二階勻場線圈，或者甚至更高階的勻場線圈。這些勻場線圈可以是在Golay的美國專利N0.3，569，823中描述的Golay型線圈，在此通過引用將該專利并入本文，或者可以是分布式線圈。上述系統(tǒng)中與有源勻場線圈結(jié)構(gòu)相關(guān)的一個(gè)缺點(diǎn)是每個(gè)勻場線圈的所有部分都是串聯(lián)的并且由同一電源通道控制。勻場線圈各部分的串聯(lián)連接限制了補(bǔ)償非均勻性的自由度。
[0030]本公開的有源電阻勻場線圈組件可以用于任意類型的MRI系統(tǒng)。本公開的有源電阻勻場線圈組件不同于常規(guī)有源勻場線圈的一方面在于，本有源電阻勻場線圈組件的每個(gè)勻場線圈都可以連接到多個(gè)電源通道并由多個(gè)電源通道控制。這種結(jié)構(gòu)允許在激勵(lì)有源電阻勻場線圈時(shí)實(shí)現(xiàn)各種附加的自由度，并允許產(chǎn)生能更有效補(bǔ)償非均勻性的諧波。
[0031]與常規(guī)的有源勻場線圈不同，本公開的有源電阻勻場線圈組件的另一方面可以包括，用于容納分裂式的螺線管水平“開放式”MRI系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，該MRI系統(tǒng)包括在兩個(gè)水平MRI磁體半部分之間的缺口。在常規(guī)的水平系統(tǒng)中，通常有五種勻場線圈:Ζ0、Ζ2、ΧΖ、TL、XY和Χ2-Υ2。在這種情況下，該XZ和YZ勻場線圈關(guān)于中心平面對稱地布置中心平面并越過中心平面延伸，這對于分裂式系統(tǒng)是不可能的。在示范性實(shí)施例中，為了在開放式MRI系統(tǒng)中容納缺口，本公開的有源勻場線圈組件可以僅具有分裂式的X型、Y型及Z型有源勻場線圈，而不是二階或者更高階的勻場線圈。經(jīng)由多個(gè)電源通道給X型、Y型及Z型有源勻場線圈提供對應(yīng)的電流，能夠產(chǎn)生所有zo、Z2、XZ、TL、XY和X2-Y2勻場線圈的諧波以及更高階的勻場。
[0032]在此公開的勻場線圈組件還進(jìn)一步很好地適合用于水平開放式MRI系統(tǒng)，該水平開放式MRI系統(tǒng)與被在其缺口內(nèi)部操作的附加的醫(yī)療儀器一起使用。圖1描述了具有缺口區(qū)域102的水平開放式MRI系統(tǒng)100的這種布置。儀器104安裝在臺架110上的缺口區(qū)域102中。還描述了病人106和病人診察臺(couch) 108。在一些實(shí)施例中，臺架110可以用于在病人106附近重新定位儀器104 (即，在圖1所示的Z軸周圍)。
[0033]圖1的實(shí)施例可以包括Dempsey的、名稱為“在成像軟組織的同時(shí)提供共形放身寸治療的系統(tǒng)(System for Delivering Conformal Radiat1n Therapy WhileSimultaneously Imaging Soft Tissue) ” 的美國專利申請公開 2005/0197564 (下文“Dempsey ‘564”)中部分描述的當(dāng)前申請的受讓人ViewRay公司的系統(tǒng)的元件,通過應(yīng)用將該公開并入本文。例如，儀器104可以包括放射治療裝置和相關(guān)的多葉準(zhǔn)直器(MLC)，結(jié)合快速成像水平開放式MRI系統(tǒng)，其允許在處理期間解決目標(biāo)位置的改良的放射治療，如Dempsey ‘564所述的。雖然僅單一組件被示出為圖1中的儀器104，但一些實(shí)施例可以包括與儀器104相關(guān)的多個(gè)組件。例如，一些實(shí)施例可以包括在缺口 102中安裝、分布在Z軸周圍且能圍繞臺架110上的Z軸旋轉(zhuǎn)的三個(gè)輻射頭組件(圖1中未示出)。雖然關(guān)于Dempsey ‘564公開的ViewRay系統(tǒng)描述了在此公開的實(shí)施例的一些方面，但這些方面不需要于該公開的勻場線圈組件一起使用?？梢灶A(yù)期，在此公開的勻場線圈組件可以用于使用或者不使用相關(guān)儀器104的任意類型的MRI系統(tǒng)中。另外，對于使用儀器104的系統(tǒng)，這種儀器不限制于放射治療裝置如輻射源或者LINAC，而是可以包括與MRI系統(tǒng)一起使用的任意類型的儀器。
[0034]圖2a是圖1所示系統(tǒng)的示意性截面。圖2a的實(shí)施例描述了包括被缺口 102分開的一對主磁體200的水平開放式MRI系統(tǒng)100。應(yīng)該意識到，對于有關(guān)無缺口 MRI系統(tǒng)的實(shí)施例，根據(jù)本公開的原理可以將該MRI系統(tǒng)100設(shè)計(jì)為僅包括一個(gè)主磁體200。該MRI系統(tǒng)用于對病人診察臺108上方的感興趣區(qū)域202進(jìn)行成像。MRI系統(tǒng)100包括未示出的附加常規(guī)組件，例如，包括射頻(RF)線圈的RF系統(tǒng)。圖中和貫穿該公開使用的坐標(biāo)系統(tǒng)將穿過MRI孔的縱軸稱為Z軸。X軸垂直于Z軸延伸并從MRI系統(tǒng)100的一邊到另一邊；Y軸垂直于Z軸延伸并從MRI系統(tǒng)100的底部到頂部。
[0035]圖2a還描述了布置在磁體200和穿過MRI孔(Z軸)的縱軸206之間的第一梯度線圈204。MRI系統(tǒng)100包括在磁體200的外部布置的且鄰近第一梯度線圈204的有源電阻勻場線圈組件208。該有源勻場線圈組件208可以包括每個(gè)都被連接到至少一個(gè)放大器220中的多個(gè)電源通道(未示出)的多個(gè)勻場線圈。該多個(gè)勻場線圈每個(gè)都可操作以便由通過至少一個(gè)放大器220中的多個(gè)電源通道提供的分開的電流激勵(lì)。
[0036]在實(shí)施例中，可以在包括其它梯度線圈和/或如美國專利申請N0.12/951,976中所述的屏蔽線圈的梯度線圈組件207中布置第一梯度線圈204，該申請由本 申請人:共同擁有并且通過引用并入本文。
[0037]應(yīng)該意識到，磁體200外部的有源電阻勻場線圈組件208的位置可改變。有源電阻勻場線圈組件208可以在徑向方向上布置在第一梯度線圈204的任何一側(cè)。在實(shí)施例中，有源電阻勻場線圈組件208可以布置在磁體200和第一梯度線圈204之間。在另一實(shí)施例中，有源電阻勻場線圈組件208可以布置在第一梯度線圈204和縱軸206之間。有源電阻勻場線圈組件208可以布置在梯度線圈組件207的內(nèi)部或者外部。在圖2a所示的示范性實(shí)施例中，有源電阻勻場線圈組件208布置在梯度線圈組件207的內(nèi)部。MRI系統(tǒng)100的冷卻裝置209可以為有源電阻勻場線圈組件208和第一梯度線圈204兩者提供冷卻。圖2b示出的是MRI系統(tǒng)150，其除有源電阻勻場線圈組件208的位置以外基本類似于MRI系統(tǒng)100。在MRI系統(tǒng)150中，有源電阻勻場線圈組件208布置在梯度線圈組件207的外部。有源電阻勻場線圈組件208布置在磁體200和梯度線圈組件207之間。在該實(shí)施例中，為了冷卻有源電阻勻場線圈組件208，可以在MRI系統(tǒng)150中包括專用的冷卻裝置210。
[0038]應(yīng)該意識到，通過在磁體200的外部布置有源電阻勻場線圈組件208，可以最優(yōu)化經(jīng)由多個(gè)電源通道給有源電阻勻場線圈組件208的每個(gè)勻場線圈提供電流的有益效果。有源電阻勻場線圈組件的這種位置不需要在為有源電阻勻場線圈組件208的勻場線圈功能之后關(guān)閉電源通道。這樣，可以實(shí)現(xiàn)使每個(gè)有源勻場線圈的電流的簡單且持續(xù)的變化。
[0039]在實(shí)施例中，本公開的有源電阻勻場線圈組件208可以包括有源電阻勻場線圈的各種組合，如有源X勻場型線圈(下文中“X勻場線圈”)、有源Y勻場型線圈(下文中“Y勻場線圈”)和有源Z勻場型線圈(下文中“Z勻場線圈”)。在示范性實(shí)施例中，X勻場線圈、Y勻場線圈和Z勻場線圈可以是Golay型線圈。在另一實(shí)施例中，這些線圈可以是分布式線圈。在實(shí)施例中，有源電阻勻場線圈組件208可以進(jìn)一步包括零階勻場線圈。應(yīng)該意識至IJ，有源電阻勻場線圈組件208中的有源勻場線圈的選擇和布置可以根據(jù)成像容積中的磁場的期望的非均勻性和期望的自由度來改變。
[0040]在實(shí)施例中，有源勻場線圈組件208可以包括X型、Y型和Z型有源勻場線圈而不包括二階或者更高階勻場線圈。通過經(jīng)由多個(gè)電源通道給這些X型、Y型和Z型有源勻場線圈提供電流，能夠產(chǎn)生ZO、Z2、TL、TL、XY和X2-Y2勻場線圈的諧波，以及更高階的勻場。
[0041]適合包含在有源電阻勻場線圈組件208中的有源電阻勻場線圈可以包括允許各種自由度的各種電流模式和與不同電源通道的各種連接數(shù)量。參考圖3A，在示范性實(shí)施例中，X勻場線圈的電流模式可以被配置為包括至少四個(gè)象限。在實(shí)施例中，X勻場線圈可以包括關(guān)于圖4所示的中心平面400對稱地布置的第一和第二象限對302a和302b。圖4是MRI系統(tǒng)100的簡化的示意圖，且如所示，與縱軸206正交的中心平面400可以用X軸和Y軸來限定。在水平開放式MRI系統(tǒng)中，中心平面400位于磁體200之間的缺口 102內(nèi)部的中心。轉(zhuǎn)到圖3B，在實(shí)施例中，Y勻場線圈也可以包括至少四個(gè)象限，第一和第二象限對304a和304b關(guān)于中心平面400對稱地布置，如圖4所示。Z勻場型線圈的電流模式可以包括關(guān)于中心平面400對稱地布置的至少兩個(gè)半部分306a、306b，如圖3C所示。X勻場線圈、Y勻場線圈和Z勻場線圈的福射階(radial order)可以由X維通常大于Y維且Z勻場線圈比X線圈和Y線圈更有效的事實(shí)來確定。
[0042]在示范性實(shí)施例中，為了在補(bǔ)償成像容積中的各種場非均勻性時(shí)允許更大的自由度，有源X勻場線圈、有源Y勻場線圈和有源Z勻場線圈每個(gè)都可以包括多個(gè)象限，多個(gè)象限可操作以便由來自分開的電源通道的電流激勵(lì)。例如，Z勻場線圈的兩個(gè)半部分可以是可操作的以便由來自兩個(gè)各自電源通道的電流激勵(lì)，允許兩個(gè)自由度。存在用于連接有源X勻場線圈和有源Y勻場線圈的各個(gè)象限的多個(gè)方式，會(huì)導(dǎo)致不同的自由度。在圖5A所示的示范性實(shí)施例中，X勻場線圈和Y勻場線圈的每個(gè)象限502都可以連接到分開的電源通道503，導(dǎo)致X勻場線圈和Y勻場線圈每個(gè)有四個(gè)自由度。在圖5B所示的實(shí)施例中，X勻場線圈的第一和第二象限504a、504b串聯(lián)連接到第一電源通道505，且X勻場線圈的第三和第四象限506a、506b串聯(lián)連接到第二電源通道506?？梢灶愃频卦O(shè)置Y勻場線圈以使其包括串聯(lián)連接到第一電源通道505的第一和第二象限504a、504b和串聯(lián)連接到第二電源通道506的第三和第四象限506a、506b。圖5C-?示出了串聯(lián)連接第一和第二象限504a、504b和串聯(lián)連接第三和第四象限506a、506b的其它示范性方案。除了圖5A-?所示的示范性電源通道布置之外，也可以使用其它的布置，包括允許一個(gè)電源通道給X勻場線圈或者Y勻場線圈的三個(gè)或者四個(gè)象限提供電流的各種連接。
[0043]X勻場線圈、Y勻場線圈和Z勻場線圈的上述結(jié)構(gòu)允許各種自由度。在示范性實(shí)施例中，有源Z勻場線圈的兩個(gè)半部分可操作以便由來自兩個(gè)各自電源通道的電流激勵(lì)，且每個(gè)X勻場線圈和Y勻場線圈的四個(gè)象限可操作以便由來自四個(gè)各自電源通道的電流激勵(lì)，存在用于有源補(bǔ)償?shù)?0個(gè)自由度。在另一示范性實(shí)施例中，勻場線圈可以配置如下:1)Z勻場線圈的兩個(gè)象限可操作以便由來自兩個(gè)各自電源通道的電流激勵(lì)；2)Y勻場線圈的第一和第二象限串聯(lián)連接并可操作以便由來自兩個(gè)各自電源通道的電流激勵(lì)，且Y勻場線圈的第三和第四象限串聯(lián)連接并可操作以便由來自兩個(gè)各自電源通道的電流激勵(lì)，和3)Χ勻場線圈的第一和第二象限串聯(lián)連接并可操作以便由來自兩個(gè)各自電源通道的電流激勵(lì)，且X勻場線圈的第三和第四象限串聯(lián)連接并可操作以便由來自兩個(gè)各自電源通道的電流激勵(lì)。這種結(jié)構(gòu)允許用于有源補(bǔ)償?shù)牧鶄€(gè)自由度。
[0044]在另一示范性實(shí)施例中，MRI系統(tǒng)可以包括具有二階或者更高階電阻勻場線圈的有源勻場線圈組件208。示范性的有源勻場線圈組件208可以包括Ζ2、ΖΧ、ΖΥ、ΧΖ和Χ2-Υ2勻場線圈。ZX和ZY電阻勻場線圈可以關(guān)于中心平面400對稱地布置。ZX電阻勻場線圈可以包括在方位角方向上被分開180度的兩個(gè)半部分，且ZY電阻勻場線圈也可以包括從ZX勻場線圈旋轉(zhuǎn)90度的兩個(gè)半部分。XY電阻勻場線圈可以包括8個(gè)象限:關(guān)于中心平面400對稱地布置且在方位角方向上被分開90度的兩組四個(gè)象限。Χ2-Υ2電阻勻場線圈也可以包括關(guān)于中心平面400對稱地布置且從YZ勻場線圈旋轉(zhuǎn)90度的兩組四個(gè)象限。
[0045]與上述示范性的開放式MRI系統(tǒng)的勻場線圈類似，MRI系統(tǒng)的Ζ2、TL、T1、XZ和Χ2-Υ2勻場線圈每個(gè)都可以包括可操作以便由來自分開的電源通道的電流激勵(lì)的象限和/或半部分的各種組合。ZX和ZY勻場線圈的半部分中的每個(gè)都可以由來自分開的電源通道的電流激勵(lì)且允許每個(gè)勻場線圈的自由度為二。XY和Χ2-Υ2勻場線圈的象限每個(gè)都可以由來自分開的電源通道的電流激勵(lì)且允許每個(gè)勻場線圈的自由度為八。同樣，與僅包含X勻場線圈、Y勻場線圈和Z勻場線圈的有源勻場線圈組件相比，包含Ζ2、ΖΧ、ΖΥ、ΧΖ和Χ2-Υ2勻場線圈的有源勻場線圈組件可以具有更大的自由度。另外，可以組合Ζ2、ZX、ZY、XZ和Χ2-Υ2勻場線圈的電源通道，以允許自由度范圍從至少4到20個(gè)自由度的各種自由度。
[0046]在MRI系統(tǒng)中，X勻場線圈、Y勻場線圈的每個(gè)象限，和Z勻場線圈的每個(gè)半部分都可以在成像容積中產(chǎn)生各種球面諧波。下面的表I中列出的是在DSV為45cm的范圍內(nèi)Y勻場線圈的Yl象限可以產(chǎn)生的球面諧波的實(shí)例。
[0047]

【權(quán)利要求】
1.一種磁共振成像MRI系統(tǒng)，包括 第一磁體； 布置在所述第一磁體和MRI系統(tǒng)的縱軸之間的第一梯度線圈；和 在所述第一磁體的外部且鄰近所述第一梯度線圈布置的有源電阻勻場線圈組件，其中所述有源電阻勻場線圈組件包括多個(gè)勻場線圈； 其中所述多個(gè)勻場線圈的每個(gè)都連接到多個(gè)電源通道，并是可操作的以便由通過多個(gè)電源通道的分開的電流激勵(lì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MRI系統(tǒng)，還包括通過缺口與所述第一磁體隔開的第二磁體，所述缺口被配置為用以接收儀器，其中所述第一梯度線圈是分裂開的梯度線圈且所述多個(gè)勻場線圈是分裂開的勻場線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MRI系統(tǒng)，其中所述多個(gè)勻場線圈中的至少一個(gè)包括包含四個(gè)象限的分裂開的電阻勻場線圈，其中所述分裂開的電阻勻場線圈的四個(gè)象限中的第一對關(guān)于中心平面對稱地布置，且所述分裂開的電阻勻場線圈的四個(gè)象限中的第二對也關(guān)于所述中心平面對稱地布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MRI系統(tǒng)，其中所述多個(gè)勻場線圈中的至少一個(gè)包括分裂開的電阻勻場線圈，所述分裂開的電阻勻場線圈包括關(guān)于中心平面對稱地布置的一對半部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MRI系統(tǒng)，其中所述多個(gè)有源勻場線圈包括X勻場線圈、Y勻場線圈和Z勻場線圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的MRI系統(tǒng)，其中所述多個(gè)勻場線圈還包括零階勻場線圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的MRI系統(tǒng)，其中所述X勻場線圈包括四個(gè)象限，所述四個(gè)象限可操作以便由來自四個(gè)各自的電源通道的電流激勵(lì)，Y勻場線圈包括四個(gè)象限，所述四個(gè)象限可操作以便由來自四個(gè)各自的電源通道的電流激勵(lì)，和Z勻場線圈包括兩個(gè)半部分，所述兩個(gè)半部分可操作以便由來自兩個(gè)各自的電源通道的電流激勵(lì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的MRI系統(tǒng)，其中所述有源X勻場線圈包括四個(gè)象限，所述有源Y勻場線圈包括四個(gè)象限，所述Z勻場線圈包括兩個(gè)半部分，其中所述有源X勻場線圈的象限中的兩對是可操作的以便由來自兩個(gè)各自的電源通道的電流激勵(lì)，所述有源Y勻場線圈的象限中的兩對是可操作的以便由來自兩個(gè)各自的電源通道的電流激勵(lì)，和所述有源Z勻場線圈的兩個(gè)半部分是可操作的以便由來自兩個(gè)各自的電源通道的電流激勵(lì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MRI系統(tǒng)，還包括無源補(bǔ)償器件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MRI系統(tǒng)，其中所述有源電阻勻場線圈組件和所述第一梯度線圈布置在單個(gè)模塊的內(nèi)部。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MRI系統(tǒng)，其中所述有源電阻勻場線圈組件布置在所述第一磁體和所述第一梯度線圈之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MRI系統(tǒng)，其中所述有源電阻勻場線圈組件布置在所述第一梯度線圈和所述縱軸之間。
13.一種有源電阻勻場線圈組件，包括: 包含四個(gè)象限的有源X勻場線圈，其中所述X勻場線圈的四個(gè)象限中的第一對關(guān)于中心平面對稱地布置，并且所述X勻場線圈的四個(gè)象限中的第二對也關(guān)于所述中心平面對稱地布置； 包含四個(gè)象限的有源Y勻場線圈，其中所述Y勻場線圈的四個(gè)象限中的第一對關(guān)于所述中心平面對稱地布置，并且所述Y勻場線圈的四個(gè)象限中的第二對關(guān)于所述中心平面對稱地布置；和 包含一對半部分的有源Z勻場線圈，所述一對半部分關(guān)于所述中心平面對稱地布置； 其中所述有源X勻場線圈、有源Y勻場線圈和有源Z勻場線圈的每個(gè)都是可操作的以便由通過多個(gè)電源通道的分開的電流激勵(lì)；并且 其中所述有源勻場線圈組件不包括二階或者更高階的勻場線圈。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的有源電阻勻場線圈組件，其中所述X勻場線圈的象限是可操作的以便由來自四個(gè)各自的電源通道的電流激勵(lì)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的有源電阻勻場線圈組件，其中所述X勻場線圈的第一象限和第二象限串聯(lián)連接并且是可操作的以便由來自第一電源通道的電流激勵(lì)，和所述X勻場線圈的第三象限和第四象限串聯(lián)連接并且是可操作的以便由來自第二電源通道的電流激勵(lì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的有源電阻勻場線圈組件，其中所述Y勻場線圈的象限是可操作的以便由來自四個(gè)各自的電源通道的電流激勵(lì)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的有源電阻勻場線圈組件，其中所述Y勻場線圈的第一象限和第二象限串聯(lián)連接 并且是可操作的以便由來自第一電源通道的電流激勵(lì)，和所述Y勻場線圈的第三象限和第四象限串聯(lián)連接并且是可操作的以便由來自第二電源通道的電流激勵(lì)。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的有源電阻勻場線圈組件，其中所述Z勻場線圈的半部分是可操作的以便由來自兩個(gè)各自的電源通道的電流激勵(lì)。
19.一種磁共振成像MRI系統(tǒng)，包括: 磁體； 布置在所述磁體和MRI系統(tǒng)的縱軸之間的梯度線圈；和 在所述磁體的外部且鄰近所述梯度線圈布置的有源電阻勻場線圈組件，其中所述有源電阻勻場線圈組件包括多個(gè)勻場線圈； 其中所述多個(gè)勻場線圈包括: 包含四個(gè)象限的有源X勻場線圈，其中所述X勻場線圈的四個(gè)象限中的第一對關(guān)于MRI系統(tǒng)的中心平面對稱地布置，并且所述X勻場線圈的四個(gè)象限中的第二對關(guān)于所述中心平面對稱地布置； 包含四個(gè)象限的有源Y勻場線圈，其中所述Y勻場線圈的四個(gè)象限中的第一對關(guān)于所述中心平面對稱地布置，并且所述Y勻場線圈的四個(gè)象限中的第二對關(guān)于所述中心平面對稱地布置；和 包含一對半部分的有源Z勻場線圈，所述一對半部分關(guān)于所述中心平面對稱地布置； 其中所述有源X勻場線圈、有源Y勻場線圈和有源Z勻場線圈的每個(gè)都是可操作的以便由通過多個(gè)電源通道的分開的電流激勵(lì)；和其中所述有源電阻勻場線圈組件不包括二階或者更高階的勻場線圈。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的MRI系統(tǒng)，其中所述X勻場線圈的象限是可操作的以便由來自四個(gè)各自的電源通道的電流激勵(lì)，所述Y勻場線圈的象限是可操作的以便由來自四個(gè)各自的電源通道的電流激勵(lì)，和所述Z勻場線圈的兩個(gè)半部分是可操作的以便由來自兩個(gè)各自的電源通道的電流激勵(lì)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的MRI系統(tǒng)，其中所述X勻場線圈的象限中的兩對是可操作的以便由來自兩個(gè)各自的電源通道的電流激勵(lì)，所述Y勻場線圈的象限中的兩對是可操作的以便由來自兩個(gè)對應(yīng)的電源通道的電流激勵(lì)，和所述Z勻場線圈的兩個(gè)半部分是可操作的以便由來自兩個(gè)各自的電源通道的電流激勵(lì)。
22.—種補(bǔ)償磁共振成像MRI系統(tǒng)中的場非均勻性的方法，所述磁共振成像系統(tǒng)包括磁體、梯度線圈和布置在所述磁體的外部且鄰近所述梯度線圈的有源電阻勻場線圈組件，所述有源電阻勻場線圈組件包括可操作以便由通過多個(gè)電源通道提供的電流激勵(lì)的勻場線圈，該方法包括: 保持磁場； 確定成像容積中的場非均勻性； 確定要提供給所述有源電阻勻場線圈組件的勻場線圈的電流； 將所述電流施加到所述勻場線圈，其中由所述電流激勵(lì)的勻場線圈是可操作的以便至少補(bǔ)償一些場非均勻性；和 在確定所述電流并施加所述電流之后重復(fù)保持磁場和確定場非均勻性的過程至少一 次。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中確定場非均勻性包括測量表面上方的磁場并基于測量到的所述表面上方的磁場數(shù)學(xué)地確定成像容積中的磁場。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述表面為磁攝像機(jī)的表面。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中測量磁場包括在物體被布置在成像容積中時(shí)測量磁場，所述物體具有已經(jīng)被預(yù)先確定的密度輪廓，以及其中確定場非均勻性包括測量成像容積中的磁場并將測量到的磁場和針對所述物體預(yù)先確定的參考磁場進(jìn)行比較。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，還包括重復(fù)確定電流以及將所述電流施加到所述勻場線圈的過程至少一次，以及其中不止一次重復(fù)測量磁場和確定場非均勻性的過程。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中在MRI系統(tǒng)的磁體保持閉合時(shí)進(jìn)行重復(fù)。
【文檔編號】G01R33/3875GK104204837SQ201280069285
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月13日
【發(fā)明者】施瑪瑜·M·施瓦特斯曼, 詹姆士·F·登普西, 高登·戴米斯特 申請人:優(yōu)瑞公司