專利名稱：用于補(bǔ)償主磁體的場(chǎng)漂移的磁共振成像設(shè)備、方法和計(jì)算機(jī)程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁共振成像設(shè)備，包括-主磁體(main magnet)，用于生成在成像容積中的基本上均質(zhì)(homogenous)的磁場(chǎng)，所述主磁體包括被安排在電路中的多個(gè)電連接的線圈區(qū)段(coil section)，由此在工作時(shí)所述線圈區(qū)段被安排來(lái)生成各自的磁場(chǎng)；-可磁化體(magnetizab1e body)，被安排在線圈區(qū)段的磁場(chǎng)中。
本發(fā)明還涉及到減小在磁共振成像設(shè)備中的場(chǎng)漂移(field drift)的方法，磁共振成像設(shè)備包括主磁體，用于生成在成像容積中的基本上均質(zhì)的磁場(chǎng)，所述主磁體包括被安排在一電路中的多個(gè)電連接的線圈區(qū)段，其被設(shè)計(jì)為在工作時(shí)生成各自的磁場(chǎng)；可磁化體，被安排在線圈區(qū)段的磁場(chǎng)中。
本發(fā)明還涉及到用于減小在磁共振成像設(shè)備中的場(chǎng)漂移的計(jì)算機(jī)程序。
磁共振設(shè)備本身是已知的。如在開(kāi)頭段落中闡述的磁共振設(shè)備的實(shí)施例是從US 2004/0169513 A1獲知的。主磁場(chǎng)是藉助于在設(shè)計(jì)為接納對(duì)象-尤其是要被成像的病人-的成像容積中的主磁體生成的。為了選擇在相關(guān)的對(duì)象中要被成像的區(qū)域，提供了一個(gè)或多個(gè)梯度線圈，以便把磁場(chǎng)梯度疊加到主磁場(chǎng)上。按照慣例，梯度場(chǎng)線圈產(chǎn)生主磁場(chǎng)沿直角坐標(biāo)系的x，y，和z軸的線性變化。為了在要被成像的所選擇身體區(qū)域中達(dá)到核共振，提供了一個(gè)或多個(gè)RF線圈，該RF線圈被安排來(lái)接收從經(jīng)受磁共振成像的對(duì)象發(fā)出的信號(hào)。
對(duì)這種類型的成像設(shè)備所加的一個(gè)重要條件在于，在工作時(shí)主磁場(chǎng)在激勵(lì)和獲取成像數(shù)據(jù)期間應(yīng)當(dāng)是盡可能均勻和恒定的。主磁場(chǎng)的起伏對(duì)于磁共振設(shè)備的成像準(zhǔn)確度具有負(fù)面的影響。眾所周知，為了達(dá)到均質(zhì)的主磁場(chǎng)，利用了無(wú)源墊補(bǔ)(shim)系統(tǒng)，傳統(tǒng)上稱為墊補(bǔ)鐵(shimiron)，它被使用于墊補(bǔ)主磁體。還認(rèn)識(shí)到，在磁共振成像設(shè)備運(yùn)行期間，墊補(bǔ)鐵的溫度改變，導(dǎo)致通過(guò)墊補(bǔ)鐵的場(chǎng)力線數(shù)量的改變。所以，墊補(bǔ)鐵溫度的改變將擾動(dòng)主磁場(chǎng)，這是不可接受的。
在已知的文獻(xiàn)中，提出一種補(bǔ)償由于墊補(bǔ)鐵的溫度相關(guān)的性狀而造成的主磁場(chǎng)中的這種改變的設(shè)備。具體地，已知設(shè)備被使用來(lái)確定作為墊補(bǔ)鐵的溫度相關(guān)磁性的特征的量，且根據(jù)所述量來(lái)確定要加到補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償信號(hào)。已知設(shè)備的補(bǔ)償裝置包括必須被安排在主磁體中的輔助線圈。補(bǔ)償信號(hào)根據(jù)場(chǎng)漂移對(duì)主磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的影響來(lái)確定，并對(duì)于給定的量和墊補(bǔ)鐵的配置來(lái)計(jì)算。
已知的磁共振成像設(shè)備的缺點(diǎn)在于，為了補(bǔ)償可磁化體的溫度漂移需要復(fù)雜的設(shè)備，其中設(shè)備的準(zhǔn)確度和可靠性依賴于磁共振設(shè)備整體的系統(tǒng)特征的知識(shí)。
本發(fā)明的目的是提供磁共振成像設(shè)備，由此由于可磁化體的溫度相關(guān)性狀所造成的主磁場(chǎng)的場(chǎng)漂移通過(guò)使用簡(jiǎn)單的裝置被可靠地補(bǔ)償。
為此，按照本發(fā)明的磁共振成像設(shè)備的特征在于，它包括一對(duì)電分路(electric shunt)，橋接電路的相應(yīng)部分，該對(duì)分路包括第一分路和第二分路，由此第一分路被連接在電路上的第一連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)之間，以及第二分路被連接在電路上的第三連接點(diǎn)與第四連接點(diǎn)之間，每個(gè)電分路包括可操作的開(kāi)關(guān)，該對(duì)電分路以互相交錯(cuò)的次序被安排，包括在第三連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)之間的重疊區(qū)域，由此，所述重疊區(qū)域被安排成覆蓋線圈區(qū)段的至少一部分，基本上與可磁化體的位置相匹配。
本發(fā)明的技術(shù)措施是基于對(duì)以下事實(shí)的認(rèn)識(shí)，即主磁體，尤其是超導(dǎo)磁體，具有將封閉的磁通保持為恒定值的特性。構(gòu)成無(wú)源墊補(bǔ)系統(tǒng)，尤其是墊補(bǔ)鐵或提升器(booster)，的可磁化體的一部分沒(méi)有被線圈區(qū)段封閉。封閉的磁通的改變將由超導(dǎo)磁體通過(guò)改變它的電流而進(jìn)行補(bǔ)償，以保持總的封閉的磁通恒定。所以，被定位在線圈區(qū)段的直接鄰近區(qū)域中的可磁化體的場(chǎng)漂移將被磁體放大，因此存在正反饋。
本發(fā)明的技術(shù)措施顛倒了主磁體的正反饋，所以補(bǔ)償了可磁化體的場(chǎng)漂移。事實(shí)上，當(dāng)重疊區(qū)域被定位成相對(duì)于線圈區(qū)段的至少一部分、基本上與可磁化體的位置相匹配時(shí)，處于重疊區(qū)域內(nèi)的線圈區(qū)段的那個(gè)部分將改變它的極性，從而導(dǎo)致負(fù)反饋的建立，因此補(bǔ)償可磁化體中的場(chǎng)漂移。必須指出，重要的是電分路具有一定的電阻，否則將有不可接受的電流量流過(guò)分路，而不是流過(guò)線圈。適用于分路的線本身可以是常慣類型。替換地，僅僅在超導(dǎo)線之間的連接可被實(shí)施為一段常規(guī)的線。分路的時(shí)間常數(shù)是分路的電阻與處于重疊區(qū)域內(nèi)的這組線圈區(qū)段的自感的組合。電分路在4開(kāi)爾文的溫度下將具有非常低的電阻，導(dǎo)致非常長(zhǎng)的時(shí)間常數(shù)，典型地＞24小時(shí)。可控制的開(kāi)關(guān)被使用來(lái)增加分路的電阻，產(chǎn)生約1分鐘的時(shí)間常數(shù)。這個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)將參照?qǐng)D3a和3b進(jìn)行討論。另外，由于其簡(jiǎn)單性，本發(fā)明的技術(shù)措施幾乎不需要維護(hù)、校準(zhǔn)和調(diào)諧。
必須指出，僅僅在主磁體的線圈區(qū)段的電路中安排電分路本身是已知的。例如，從US 5,426,366可以知道，一對(duì)分路可被安排在超導(dǎo)線圈系統(tǒng)中，用于改進(jìn)對(duì)抗外部場(chǎng)起伏的屏蔽。US 5,426,366的教導(dǎo)未解決由于被定位在主磁體的直接鄰近區(qū)域中的可磁化體的溫度變化而造成的主場(chǎng)場(chǎng)漂移的問(wèn)題。另外，按照本教導(dǎo)，可以提供橋接磁鐵系統(tǒng)的單獨(dú)的分路，它被連接在線圈系統(tǒng)的至少一端之間。任選地，第二分路可以在主磁體的線圈系統(tǒng)內(nèi)連接，由此此分路的連接點(diǎn)被連接到主磁體的線圈系統(tǒng)的第一端與第二端。所以，結(jié)論是US 5,426,366的技術(shù)措施沒(méi)有公開(kāi)去預(yù)備被交錯(cuò)的(interleaved)成對(duì)的分路。已知的分路確實(shí)具有重疊區(qū)域，然而，即使它被偶然地定位于墊補(bǔ)鐵的位置上方，在它工作時(shí)，它也決不會(huì)達(dá)到負(fù)反饋效果，這構(gòu)成本發(fā)明的核心領(lǐng)悟。
第二，US 6,777,938 B2描述在磁共振設(shè)備的主磁體的線圈系統(tǒng)內(nèi)超導(dǎo)分路的一種安排。按照US 6,777,938 B2，多個(gè)超導(dǎo)分路可被提供在多個(gè)分離的線圈區(qū)段上，所述超導(dǎo)分路配備有開(kāi)關(guān)，這些開(kāi)關(guān)在磁共振成像設(shè)備運(yùn)行期間通過(guò)激活裝置來(lái)分開(kāi)地短路被分離的線圈區(qū)段而可操作。按照這個(gè)技術(shù)措施，由于剩余電阻造成的工作電流的漂移可以被抵消。同樣關(guān)于此公開(kāi)內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)?shù)贸鼋Y(jié)論它沒(méi)有得出本發(fā)明的解決方案，因?yàn)樯踔潦窃诠ぷ髦袃蓚€(gè)開(kāi)關(guān)都被閉合時(shí)它們被偶然地定位于墊補(bǔ)鐵的上方，這樣形成的分路也將不被以交錯(cuò)的方式排序，因此對(duì)于由墊補(bǔ)鐵的溫度相關(guān)的性狀所造成的場(chǎng)漂移將沒(méi)有所尋求的負(fù)反饋效果。
第三，US 2002/0171520公開(kāi)在磁共振成像設(shè)備的主磁體中的分路系統(tǒng)，其包括至少兩個(gè)分路，由此分路以重疊的、但沒(méi)有交錯(cuò)的方式被排序。與上面的論述相一致，在這種情形下也得出結(jié)論這樣的安排將不導(dǎo)致對(duì)墊補(bǔ)鐵的溫度相關(guān)的性狀所造成的場(chǎng)漂移的負(fù)反饋。
在按照本發(fā)明的磁共振設(shè)備的實(shí)施例中，第三連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)被安排在各個(gè)線圈區(qū)段之間。
應(yīng)當(dāng)看到，在大多數(shù)情形下，由于可磁化體(尤其是墊補(bǔ)鐵)的有限尺度-這通常是在1.0到1.2米的范圍內(nèi)，它將足以包圍被定位在墊補(bǔ)鐵上方的一個(gè)或兩個(gè)線圈區(qū)段。然而，對(duì)于最佳工作，優(yōu)選地是在重疊區(qū)域中包圍更多的線圈區(qū)段，見(jiàn)圖4a和4b。
在按照本發(fā)明的磁共振設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例中，第三連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)被安排在相應(yīng)的線圈區(qū)段上。
優(yōu)選地，為了對(duì)稱的目的，第三連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)被安排在相應(yīng)線圈區(qū)段的中間。這種安排允許補(bǔ)償沒(méi)有被整個(gè)線圈區(qū)段覆蓋的通量的改變。這些實(shí)施例示意地顯示于圖5a和5b。然而，應(yīng)當(dāng)提到，第三連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)可被定位在相應(yīng)線圈區(qū)段內(nèi)的任何地方，不一定是在它們各自的中點(diǎn)。
應(yīng)當(dāng)指出，各個(gè)分路的許多可能的連接都是有可能的，而不背離本發(fā)明的范圍。
按照本發(fā)明的方法包括以下步驟一安排一對(duì)電分路，橋接電路的相應(yīng)部分，該對(duì)分路包括第一分路和第二分路，由此第一分路被連接在電路上的第一連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)之間，以及第二分路被連接在電路上的第三連接點(diǎn)與第四連接點(diǎn)之間，每個(gè)電分路包括可操作的開(kāi)關(guān)，該對(duì)電分路以互相交錯(cuò)的次序被安排，包括在第三連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)之間的重疊區(qū)域，由此，所述重疊區(qū)域被安排成覆蓋線圈區(qū)段的至少一部分，基本上與可磁化體的位置相匹配。
優(yōu)選地，按照本發(fā)明的方法還包括以下步驟--在主磁體斜升(ramp-up)期間打開(kāi)可操作的開(kāi)關(guān)；--在磁共振成像設(shè)備運(yùn)行期間閉合該可操作的開(kāi)關(guān)。
在啟動(dòng)按照本發(fā)明的分路系統(tǒng)之前，可操作的開(kāi)關(guān)必須在主磁體斜升期間保持為打開(kāi)，從而允許線圈區(qū)段獲得工作極性。在持久狀態(tài)(persistent mode)下，可操作的開(kāi)關(guān)要被閉合，以便創(chuàng)建按照本發(fā)明的自動(dòng)場(chǎng)漂移補(bǔ)償系統(tǒng)。優(yōu)選地，可操作的開(kāi)關(guān)被實(shí)施為被連接到適當(dāng)?shù)募訜崞鞯臒衢_(kāi)關(guān)。這樣的開(kāi)關(guān)本身在本領(lǐng)域中是已知的，例如從US2002/0171520可知。
再優(yōu)選地，在按照本發(fā)明的方法中為可操作的開(kāi)關(guān)選擇計(jì)算機(jī)控制的開(kāi)關(guān)，該方法還包括以下步驟
--使用計(jì)算機(jī)命令在數(shù)據(jù)獲取步驟之前閉合可操作的開(kāi)關(guān)；--執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取步驟。
這個(gè)具體的實(shí)施例是優(yōu)選的，因?yàn)樗捎谝韵率聦?shí)而節(jié)省功率，即僅僅在磁共振設(shè)備進(jìn)入數(shù)據(jù)獲取模式時(shí)才對(duì)加熱器提供能量。優(yōu)選地，加熱器的工作模式且因而是開(kāi)關(guān)的工作模式由處理器控制。處理器又由按照權(quán)利要求9或權(quán)利要求10的計(jì)算機(jī)程序控制。計(jì)算機(jī)程序可以被實(shí)施為一掃描啟動(dòng)例程的一部分，由此構(gòu)想一命令來(lái)增加對(duì)加熱器的供電，以便閉合可操作的開(kāi)關(guān)和將分路的時(shí)間常數(shù)設(shè)置為約1分鐘的值。在可操作的開(kāi)關(guān)這樣閉合后，計(jì)算機(jī)程序把磁共振成像設(shè)備設(shè)置為準(zhǔn)備好實(shí)施適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)獲取序列。
將參照附圖更詳細(xì)地討論本發(fā)明的這些和其它方面，其中相似的參考符號(hào)代表相似的項(xiàng)。


圖1示意地顯示按照本發(fā)明的磁共振設(shè)備的實(shí)施例。
圖2示意地顯示配備有墊補(bǔ)鐵的主磁體的等效電方案。
圖3a示意地顯示按照本發(fā)明的、配備有一對(duì)電分路的主磁體的等效電路。
圖3b示意地顯示處于重疊區(qū)域內(nèi)的線圈區(qū)段上場(chǎng)改變的效果。
圖4a示意地顯示具有拉長(zhǎng)的重疊區(qū)域的、按照本發(fā)明的、配備有一對(duì)電分路的主磁體的等效電路。
圖4b示意地顯示處于拉長(zhǎng)的重疊區(qū)域內(nèi)的線圈區(qū)段上場(chǎng)改變的效果。
圖5a示意地顯示其中連接點(diǎn)位于線圈區(qū)段上的、配備有一對(duì)電分路的主磁體的等效電路。
圖5b示意地顯示處于相應(yīng)的重疊區(qū)域內(nèi)的線圈區(qū)段上場(chǎng)改變的效果。
圖1示意地顯示按照本發(fā)明的磁共振設(shè)備的實(shí)施例。在本實(shí)施例中，磁共振成像設(shè)備10包括近似圓柱形的電磁的內(nèi)部線圈系統(tǒng)1，包括多個(gè)線圈分段(未示出)，它包圍一個(gè)接納空間3，該接納空間通常也具有圓柱形的中心部分和近似球形的中心部分，其用作為測(cè)量容積5，并用虛線表示。必須指出，雖然，為了說(shuō)明起見(jiàn)，顯示了膛型(bore-type)磁共振成像設(shè)備，但本發(fā)明也可以在其中內(nèi)部線圈系統(tǒng)1不是圓柱形成型的、所謂的開(kāi)放系統(tǒng)(open system)中實(shí)施。病人(未示出)可以被引入到接納空間3中，這樣，要被成像的病人的一部分被局限于測(cè)量容積5中。內(nèi)部線圈系統(tǒng)1由外部線圈系統(tǒng)7包圍。兩個(gè)線圈系統(tǒng)1，7和接納空間3相對(duì)于中心軸9是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的，如由點(diǎn)虛線11表示的。
本實(shí)施例的內(nèi)部線圈系統(tǒng)1包括一對(duì)內(nèi)部線圈13、一對(duì)中心線圈15和一對(duì)外部線圈17。所述線圈對(duì)13，15，17相對(duì)于對(duì)稱平面11對(duì)稱地設(shè)置，即，設(shè)置于對(duì)稱平面的兩側(cè)的同一對(duì)的兩個(gè)線圈包括相同匝數(shù)，以及在匝的形狀和分布方面是互相鏡相的圖像。為了使得由內(nèi)部線圈系統(tǒng)1產(chǎn)生的磁場(chǎng)均質(zhì)化，引入包括可磁化材料的無(wú)源墊補(bǔ)系統(tǒng)，在本領(lǐng)域中稱為墊補(bǔ)鐵20。應(yīng)當(dāng)指出，墊補(bǔ)鐵相對(duì)于內(nèi)部線圈系統(tǒng)1的位置為了清晰起見(jiàn)而被夸大了。另外，通常墊補(bǔ)鐵由一組鐵片，或任何其它適當(dāng)?shù)目纱呕牧辖M成，片組被設(shè)置在軌上。這些軌被安裝到磁體的內(nèi)膛。替換地，墊補(bǔ)鐵20的片可被集成到梯度線圈中。在兩種情形下，墊補(bǔ)鐵20都位于線圈區(qū)段13，15，17的直接鄰近區(qū)域，其中在磁共振成像設(shè)備運(yùn)行時(shí)它被定位在由各個(gè)線圈區(qū)段生成的磁場(chǎng)中。為了簡(jiǎn)化的原因，墊補(bǔ)鐵20被顯示為具有夸大尺度的單個(gè)塊。在線圈區(qū)段13，15，17與可磁化體20之間的距離也被夸大。均勻性提升器(為了清晰起見(jiàn)未示出)通常位于梯度線圈內(nèi)或是在體發(fā)送與接收線圈內(nèi)。本發(fā)明的技術(shù)措施也可應(yīng)用于均勻性提升器，以便抵消由組成均勻性提升器的可磁化材料的溫度改變?cè)斐傻膱?chǎng)漂移。內(nèi)部線圈系統(tǒng)1的線圈13，15，17被提供在第一公共支撐19上。外部線圈系統(tǒng)7包括一對(duì)線圈23，它們也是相對(duì)于對(duì)稱平面11對(duì)稱的。外部線圈系統(tǒng)的線圈23被容納在第二公共支撐25上。
兩個(gè)線圈系統(tǒng)1，7被容納在杜瓦瓶(Dewar vessel)27中，其中可以經(jīng)由入口29被填充以適當(dāng)?shù)睦鋮s液體，例如液氦。組成線圈系統(tǒng)1，7的線圈由在冷卻液體的溫度下呈現(xiàn)超導(dǎo)性的材料制成。
圖2示意地顯示配備有墊補(bǔ)鐵的主磁體的等效電方案。內(nèi)部線圈系統(tǒng)的等效電方案30可以由多個(gè)電感線圈32a，32b，31，31b，31c，31d，31e，31f的串聯(lián)連接來(lái)代表，其中在墊補(bǔ)鐵20的鄰近區(qū)域中的線圈分段具有正的場(chǎng)分布。墊補(bǔ)鐵20被放在電磁線圈30內(nèi)，以及例如由于磁共振成像設(shè)備的梯度線圈的切換和/或由于環(huán)境溫度的漂移而可以改變它的溫度。結(jié)果，通過(guò)墊補(bǔ)鐵20的場(chǎng)力線34，36的量改變，導(dǎo)致成像容積中磁場(chǎng)的改變。超導(dǎo)磁體具有將封閉的通量保持為恒定值的屬性。因此，當(dāng)通過(guò)墊補(bǔ)鐵20的通量由于墊補(bǔ)鐵20的溫度漂移而改變時(shí)，超導(dǎo)磁體將改變它的電流，以保持總的封閉的通量恒定。通常，墊補(bǔ)鐵對(duì)于場(chǎng)具有負(fù)的貢獻(xiàn)，因此當(dāng)溫度增加時(shí)，場(chǎng)也將增加。由此，超導(dǎo)磁體與墊補(bǔ)鐵之間的相互作用具有直接的影響，放大了墊補(bǔ)鐵的場(chǎng)漂移。這種影響通過(guò)圖3a-5b所示的本發(fā)明的技術(shù)措施被抵消，正如對(duì)于多個(gè)實(shí)施例所闡述的。
圖3a示意地顯示按照本發(fā)明的、配備有一對(duì)電分路的主磁體的等效電路。分路位于致冷器內(nèi)，致冷器是超導(dǎo)線圈區(qū)段的容器。按照本發(fā)明的技術(shù)措施，為了抵消在超導(dǎo)磁體與墊補(bǔ)鐵之間的正反饋，一對(duì)交錯(cuò)的電分路37，38被提供有重疊區(qū)域38a-37b，其基本上匹配于磁鐵系統(tǒng)40a內(nèi)的墊補(bǔ)鐵20的位置。讓我們假設(shè)，墊補(bǔ)鐵20位于線圈分段31c，31d的下面。這樣，具有其連接點(diǎn)37a，37b的第一電分路37和具有其連接點(diǎn)38a，38b的第二電分路38在包含線圈分段31c，31d且從而包括墊補(bǔ)鐵20的區(qū)域中重疊。電分路37，38配備有可操作的開(kāi)關(guān)35，36，這些開(kāi)關(guān)在主磁體斜升期間必須保持為打開(kāi)。在磁體達(dá)到持久狀態(tài)后，可操作的開(kāi)關(guān)35，36在磁共振成像設(shè)備的整個(gè)工作時(shí)間內(nèi)可保持為閉合。優(yōu)選地，可操作的開(kāi)關(guān)被實(shí)施為本身已知的、可連接到適當(dāng)?shù)募訜崞?5a，36a的熱開(kāi)關(guān)。優(yōu)選地，加熱器35a，36a藉助于被安排來(lái)操作處理器39的計(jì)算機(jī)程序39a來(lái)被計(jì)算機(jī)控制。在這種情形下，作為替換實(shí)施例，最好是計(jì)算機(jī)程序39a包括指令，以增加被引導(dǎo)到可操作的開(kāi)關(guān)35，36的熱量，使得開(kāi)關(guān)在磁共振設(shè)備的數(shù)據(jù)獲取序列之前被閉合。有可能計(jì)算機(jī)程序39a作為掃描啟動(dòng)序列的一部分來(lái)實(shí)施。優(yōu)選地，超導(dǎo)分路37，38的時(shí)間常數(shù)通過(guò)設(shè)計(jì)而被設(shè)置為與傳統(tǒng)的分路電路不同的數(shù)值，正如被使用于外部場(chǎng)改變的。那些外部場(chǎng)改變具有1-10秒量級(jí)的時(shí)間特性(例如，由正經(jīng)過(guò)的汽車造成)。分路電路37，38的時(shí)間常數(shù)應(yīng)當(dāng)大于這個(gè)時(shí)間，例如是30秒。內(nèi)部場(chǎng)改變的典型改變速率(例如，鐵的溫度改變)是3-30分鐘的量級(jí)。具有成對(duì)的捷徑(shortcut)的電路應(yīng)當(dāng)具有大于這個(gè)時(shí)間的時(shí)間常數(shù)，例如是60分鐘。圖3b示意地顯示處于重疊區(qū)域內(nèi)的線圈區(qū)段上場(chǎng)改變的效果。將會(huì)看到，由于重疊區(qū)域，線圈分段33a，33b相對(duì)于原始數(shù)值而已改變它們的極性，這有效地抵消了由于墊補(bǔ)鐵20的溫度漂移而由墊補(bǔ)鐵20引入的場(chǎng)改變。
圖4a示意地顯示具有拉長(zhǎng)的重疊區(qū)域的、按照本發(fā)明的、配備有一對(duì)電分路的主磁體的等效電路。正如早先指出的，圖3a的實(shí)施例對(duì)于直接處在線圈分段31c，31d之下的墊補(bǔ)鐵工作得很好。實(shí)際上，墊補(bǔ)鐵通常取比那兩個(gè)中間分段更長(zhǎng)的磁體的部分，它們的長(zhǎng)度典型地是在1.0到1.2米的范圍內(nèi)。對(duì)于最佳操作，優(yōu)選地在重疊區(qū)域38a-37b中包括更多的線圈分段，用于更好地補(bǔ)償墊補(bǔ)鐵20的場(chǎng)漂移。在圖4a的實(shí)施例中，四個(gè)線圈分段被重疊區(qū)域52a-51b包圍。其它技術(shù)細(xì)節(jié)，包括可操作的開(kāi)關(guān)、加熱器和計(jì)算機(jī)程序被保持為與參照?qǐng)D3b討論的那些類似。因此，處在重疊區(qū)域52a-51b內(nèi)的四個(gè)線圈分段改變它們的極性，見(jiàn)圖4b，圖上示意地顯示處于拉長(zhǎng)重疊區(qū)域內(nèi)的線圈區(qū)段上場(chǎng)改變的效果。
圖5a示意地顯示配備有一對(duì)電分路的主磁體的等效電路，其中連接點(diǎn)位于線圈區(qū)段上，其它技術(shù)細(xì)節(jié)是與圖3a相同的。在這個(gè)實(shí)施例中，限定重疊區(qū)域63a和61b的連接點(diǎn)被定位為在相應(yīng)線圈區(qū)段31a 31f的中途分接。結(jié)果，處在重疊區(qū)域63a-61b內(nèi)的線圈區(qū)段相對(duì)于原始數(shù)值改變它們的極性，見(jiàn)圖5b，圖上示意地顯示處于相應(yīng)重疊區(qū)域內(nèi)的線圈區(qū)段上場(chǎng)改變的效果。
權(quán)利要求
1.一種磁共振成像設(shè)備(10)，包括-主磁體(1，7)，用于生成在成像容積(5)中的基本上均質(zhì)的磁場(chǎng)，所述主磁體包括被安排在電路中的多個(gè)電連接的線圈區(qū)段(13，15，17)，由此在工作時(shí)所述線圈區(qū)段被安排來(lái)生成各自的磁場(chǎng)；-可磁化體(20)，被安排在線圈區(qū)段(31c，31d)的磁場(chǎng)中，其特征在于，該磁共振成像設(shè)備還包括-一對(duì)電分路(37，38)，橋接該電路的相應(yīng)部分，該對(duì)分路包括第一分路(37)和第二分路(38)，由此第一分路(37)被連接在該電路上的第一連接點(diǎn)(37a)與第二連接點(diǎn)(37b)之間，以及第二分路(38)被連接在該電路上的第三連接點(diǎn)(38a)與第四連接點(diǎn)(38b)之間，每個(gè)電分路包括可操作的開(kāi)關(guān)(35，36)，該對(duì)電分路以互相交錯(cuò)的次序被安排，包括在第三連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)之間的重疊區(qū)域(38a-37b)，由此所述重疊區(qū)域被安排成覆蓋線圈區(qū)段(31c，31d)的至少一部分，基本上與可磁化體的位置相匹配。
2.按照權(quán)利要求1的磁共振成像設(shè)備(10)，其特征在于，第三連接點(diǎn)(38a)與第二連接點(diǎn)(37b)被安排在相應(yīng)的線圈區(qū)段(31b-31c，31d-31e)之間。
3.按照權(quán)利要求1的磁共振成像設(shè)備(10)，其特征在于，第三連接點(diǎn)(63a)與第二連接點(diǎn)(61b)被安排在相應(yīng)的線圈區(qū)段(31a，31f)上。
4.按照前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的磁共振成像設(shè)備(10)，其特征在于，可操作的開(kāi)關(guān)(35，36)是可連接到加熱器電源(35a，36a)的熱開(kāi)關(guān)。
5.按照權(quán)利要求4的磁共振成像設(shè)備(10)，其特征在于，可操作的開(kāi)關(guān)(35，36)是計(jì)算機(jī)控制的。
6.一種減小磁共振成像設(shè)備中的場(chǎng)漂移的方法，該磁共振成像設(shè)備包括主磁體，用于生成在成像容積中的基本上均質(zhì)的磁場(chǎng)，所述主磁體包括被安排在電路中的、且被設(shè)計(jì)為在工作時(shí)生成各自磁場(chǎng)的多個(gè)電連接的線圈區(qū)段；可磁化體，被安排在線圈區(qū)段的磁場(chǎng)中，所述方法包括以下步驟-安排一對(duì)電分路，橋接該電路的相應(yīng)部分，該對(duì)分路包括第一分路和第二分路，由此第一分路被連接在該電路上的第一連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)之間，以及第二分路被連接在該電路上的第三連接點(diǎn)與第四連接點(diǎn)之間，每個(gè)電分路包括可操作的開(kāi)關(guān)，該對(duì)電分路以互相交錯(cuò)的次序被安排，包括在第三連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)之間的重疊區(qū)域，由此所述重疊區(qū)域被安排成覆蓋線圈區(qū)段的至少一部分，基本上與可磁化體的位置相匹配。
7.按照權(quán)利要求6的方法，其中所述方法還包括以下步驟--在主磁體斜升期間打開(kāi)可操作的開(kāi)關(guān)；--在磁共振成像設(shè)備運(yùn)行期間閉合該可操作的開(kāi)關(guān)。
8.按照權(quán)利要求7的方法，由此為該可操作的開(kāi)關(guān)選擇計(jì)算機(jī)控制的開(kāi)關(guān)，所述方法還包括以下步驟--使用計(jì)算機(jī)命令在數(shù)據(jù)獲取步驟之前閉合該可操作的開(kāi)關(guān)；--執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取步驟。
9.一種用于減小在磁共振成像設(shè)備中的場(chǎng)漂移的計(jì)算機(jī)程序(39a)，所述計(jì)算機(jī)程序包括用于使得處理器(39)實(shí)行以下步驟的指令--在數(shù)據(jù)獲取步驟之前閉合該可操作的開(kāi)關(guān)。
10.按照權(quán)利要求9的計(jì)算機(jī)程序，還包括用于使得處理器實(shí)行以下步驟的指令--執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取步驟。
全文摘要
按照本發(fā)明的技術(shù)措施，為了抵消在超導(dǎo)磁體與墊補(bǔ)鐵之間的正反饋，一對(duì)超導(dǎo)分路(37，38)被提供給與磁鐵系統(tǒng)(40a)內(nèi)的墊補(bǔ)鐵(20)的位置基本相匹配的重疊區(qū)域(38a－37b)。對(duì)于被定位在線圈分段(31c，31d)下面的墊補(bǔ)鐵(20)，重疊的區(qū)域必須包括線圈分段(31c，31d)。這樣，具有其連接點(diǎn)(37a，37b)的第一超導(dǎo)分路(37)和具有其連接點(diǎn)(38a，38b)的第二超導(dǎo)分路(38)在包括線圈分段(31c，31d)且從而包括墊補(bǔ)鐵(20)的區(qū)域重疊。超導(dǎo)分路(37，38)配備有可操作的開(kāi)關(guān)(為了清晰起見(jiàn)，未示出)，它在磁鐵斜升期間必須被保持為打開(kāi)。在磁鐵達(dá)到持久狀態(tài)后，可操作的開(kāi)關(guān)在磁共振成像設(shè)備的整個(gè)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)必須保持為閉合。優(yōu)選地，可操作的開(kāi)關(guān)被實(shí)施為可連接到適當(dāng)?shù)募訜崞鞯?、本身已知的熱開(kāi)關(guān)。
文檔編號(hào)G01R33/3873GK101080644SQ200580042961
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2005年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月14日
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