專利名稱：磁共振成像磁體系統(tǒng)的無源勻場(chǎng)的制作方法
磁共振成像i茲體系統(tǒng)的無源勻場(chǎng)
例如磁共振成像(MRI )或核磁共振(麗R)成像等應(yīng)用需要具有高強(qiáng)度 和非常高均勻性的磁場(chǎng)。此類磁場(chǎng)通常由包括布置成固定布置的許多超導(dǎo)或
電阻性線圈的電磁體提供。
如此項(xiàng)技術(shù)中眾所周知的，對(duì)磁體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)投入了大量精力以使得其 能夠產(chǎn)生高強(qiáng)度均勻場(chǎng)。然而，仍無法設(shè)計(jì)出一種將在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生其所 設(shè)計(jì)均勻性的磁體。制造公差不可避免地使線圈從其設(shè)計(jì)位置偏移，且所使 用的電線的特性可能不同于設(shè)計(jì)過程中所假定的特性。此外，當(dāng)磁體安裝在 操作場(chǎng)所時(shí)，其可產(chǎn)生的磁場(chǎng)將受到周圍環(huán)境的影響。舉例來說，在醫(yī)院環(huán) 境中，建筑物的結(jié)構(gòu)將通常含有結(jié)構(gòu)鋼，且附近的其它設(shè)備將影響磁體系統(tǒng) 最終產(chǎn)生的場(chǎng)。出于這些原因，使用勻場(chǎng)(shimming)來校正實(shí)際場(chǎng)與設(shè)計(jì) 場(chǎng)的偏差，改進(jìn)實(shí)際場(chǎng)，以便實(shí)際場(chǎng)更緊密接近設(shè)計(jì)場(chǎng)。已知兩種類型的勻 場(chǎng)有源勻場(chǎng)涉及控制穿過出于此目的而添加到i茲體系統(tǒng)中的勻場(chǎng)體線圈 (shim coil)的電流。穿過每一線圈的電流經(jīng)調(diào)節(jié)以4吏得其產(chǎn)生整體上影響 磁體系統(tǒng)的場(chǎng)的磁場(chǎng)。另一方面，無源勻場(chǎng)涉及在磁場(chǎng)內(nèi)放置多片磁性材料 (通常是鋼)以使實(shí)際磁場(chǎng)變形，使得其更緊密類似于所設(shè)計(jì)的磁場(chǎng)。 本發(fā)明致力于用于成像的磁體系統(tǒng)中的無源勻場(chǎng)布置。 在用于成像的磁體系統(tǒng)中，許多線圈攜載電流以產(chǎn)生高強(qiáng)度且相對(duì)均勻 的磁場(chǎng)。此場(chǎng)可稱為主場(chǎng)或背景場(chǎng)。另外，需要梯度場(chǎng)。梯度場(chǎng)沿著主場(chǎng)的 軸線強(qiáng)度有所變化，而并非是均勻的。在中空?qǐng)A柱形^茲體系統(tǒng)中，產(chǎn)生主場(chǎng) 的線圏軸向?qū)?zhǔn)。通常，梯度線圈布置在主場(chǎng)線圈的徑向內(nèi)部的管狀空間中。 在典型的布置中，梯度線圈包括嵌入在鑄封材料(例如樹脂)中的電阻性電 線。
已知的無源勻場(chǎng)布置采用勻場(chǎng)體盤(shim tray),通常是具有矩形橫截面的長(zhǎng)方體盤，其在使用中在平行于磁體軸線的方向上容置于梯度線圈的鑄
封材料中所形成的狹槽中。勻場(chǎng)體盤沿著其長(zhǎng)度包括許多凹穴(pocket )。
勻場(chǎng)體片通常為扁平正方形或矩形鋼片，其放置在所述凹穴內(nèi)，且接著將勻 場(chǎng)體盤引入梯度線圈中。通過提供布置在梯度線圈周圍的許多勻場(chǎng)體盤，在
多種徑向和圓周位置中提供許多勻場(chǎng)體凹穴。舉例來說，可采用12個(gè)盤， 其每一者具有15個(gè)凹穴，從而給出總共180個(gè)勻場(chǎng)體凹穴。每一勻場(chǎng)體凹 穴可含有許多勻場(chǎng)體片；每一勻場(chǎng)體片可具有多種厚度中的一種。通常使用 計(jì)算機(jī)模擬來計(jì)算應(yīng)放置在每一勻場(chǎng)體凹穴中的勻場(chǎng)體片的數(shù)目。每一凹穴
中的勻場(chǎng)體材料量可通過添加恰當(dāng)量的相同勻場(chǎng)體片來調(diào)節(jié)，或可使用具有 不同厚度的勻場(chǎng)體片。
當(dāng)前的勻場(chǎng)計(jì)算技術(shù)由在經(jīng)布置穿過^f茲體開口孔徑的凹穴陣列中布置 正方形勻場(chǎng)體構(gòu)成。勻場(chǎng)體經(jīng)"堆疊"以使得對(duì)于任何給定的勻場(chǎng)體凹穴， 堆疊高度在磁場(chǎng)的徑向上，同時(shí)勻場(chǎng)體的晶粒取向(易磁化軸線)與軸向磁 場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)。實(shí)際上，這導(dǎo)致凹穴內(nèi)勻場(chǎng)體的厚度與對(duì)^茲體系統(tǒng)體積的影響之間 的近似線性關(guān)系。這允許使用多種優(yōu)化技術(shù)來解決^f茲場(chǎng)污染的可測(cè)設(shè)置。
當(dāng)前布置通常使用正方形或矩形的晶粒取向硅鐵板作為勻場(chǎng)體材料。這 些板具有經(jīng)布置為平行于主磁體軸線的易磁化軸線，且其在徑向方向上堆疊 在所述凹穴中。由于勻場(chǎng)體物質(zhì)與B。漂移(因此而得的圖像質(zhì)量)及安裝時(shí) 間兩者之間的直接關(guān)系，所以減少所使用的勻場(chǎng)體物質(zhì)的量的勻場(chǎng)方案對(duì)于 減小勻場(chǎng)布置的大小、減小B。漂移以及改進(jìn)用以在;茲體中加載勻場(chǎng)體材料的 準(zhǔn)確度和時(shí)間方面將是有利的。
第2003/0206018號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案描述用于在磁共振設(shè)備中定位勻場(chǎng) 體材料的布置，以及可裝配有勻場(chǎng)體元件的載體裝置(例如勻場(chǎng)體盤)。如 所引用的美國(guó)專利申請(qǐng)案中所描述，圖5展示放置在梯度線圈110的矩形截 面狹槽120中的勻場(chǎng)體片160的實(shí)例。
本發(fā)明解決此類用于磁體系統(tǒng)的無源勻場(chǎng)的常規(guī)布置所具有的若干技術(shù)問題，所述磁體系統(tǒng)例如為用于核磁共振或磁共振成像系統(tǒng)的超導(dǎo)電磁體 或7JC久;茲體。
明確地說，本發(fā)明解決以下問題中的一者或一者以上。
現(xiàn)有勻場(chǎng)體盤導(dǎo)致勻場(chǎng)材料在用于勻場(chǎng)的梯度線圈中所留出的空間中 占有較低體積分?jǐn)?shù)。這部分是由于需要在所有凹穴中提供充足空間以用于某 一最大數(shù)目的勻場(chǎng)體，且部分是由于需要容納勻場(chǎng)體盤本身。已作出估計(jì)， 在通常經(jīng)勻場(chǎng)的;茲體系統(tǒng)中，實(shí)際上在留出用于勻場(chǎng)的體積中僅約35 %由勻
場(chǎng)材料占據(jù)。剩余65%實(shí)際上是浪費(fèi)的空間。由于此類磁體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者設(shè) 法優(yōu)化空間使用，以便縮短或加寬中空?qǐng)A柱形》茲體的開口孔徑，所以需要避 免此類空間浪費(fèi)。為了最小化所浪費(fèi)空間，可限制勻場(chǎng)體盤的每一凹穴的容 量。然而，這又不僅限制了可加載的勻場(chǎng)體材料的體積，而且還意味著最敏 感區(qū)附近(通常朝向磁體中心)的勻場(chǎng)體凹穴被快速填滿，從而迫使將任何 另外需要的勻場(chǎng)體材料填入欠敏感區(qū)中，因而增加實(shí)現(xiàn)所需勻場(chǎng)效應(yīng)所需要 的勻場(chǎng)體材料的質(zhì)量。 '
現(xiàn)有勻場(chǎng)體盤和梯度線圈中的相應(yīng)狹槽具有矩形橫截面。這導(dǎo)致應(yīng)力集 中于狹槽的角隅處，這往往會(huì)削弱梯度線圈的結(jié)構(gòu)完整性。
放置在梯度線圈中狹槽內(nèi)的勻場(chǎng)體材料往往會(huì)在向磁體供能時(shí)變熱。此 溫度變化導(dǎo)致勻場(chǎng)體材料的磁性性質(zhì)的變化。雖然勻場(chǎng)體材料可有效地在特 定溫度下提供特定等級(jí)的^茲場(chǎng)均勻性，但勻場(chǎng)體材料的溫度變化將造成所得 磁場(chǎng)的均勻性發(fā)生變化。此效應(yīng)是眾所周知的，且通常稱為B。漂移。
以已知布置提供勻場(chǎng)體通常涉及在磁體不起作用時(shí)在每一勻場(chǎng)體盤的 恰當(dāng)凹穴中手動(dòng)放置勻場(chǎng)體片以及手動(dòng)放置和取出勻場(chǎng)體盤。此工藝是耗時(shí) 的、勞動(dòng)密集型的，且容易出錯(cuò)。已發(fā)現(xiàn)該工藝難以自動(dòng)化。
現(xiàn)有勻場(chǎng)軟件(即，計(jì)算待放置勻場(chǎng)體材料的量和位置的軟件)假設(shè)勻 場(chǎng)體材料(例如鐵)的磁化方向平行于主場(chǎng)的方向；不允許具有磁化向量的 任何徑向分量，但此類徑向分量實(shí)際上可能存在于所使用的勻場(chǎng)體材料中。本發(fā)明因此提供如所附權(quán)利要求書中所陳述的方法和設(shè)備。 通過結(jié)合附圖考慮以下對(duì)某些實(shí)施例的描述，將更容易明白本發(fā)明的以
上和另外目的、特性和優(yōu)點(diǎn)，其中
圖2說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例特征的位于梯度線圈組件中的管的布置，其 經(jīng)布置以容納勻場(chǎng)體材料；
圖3A到3B說明用于模擬勻場(chǎng)體材料的徑向和軸向磁效應(yīng)的方法的各方
面；
圖4說明本發(fā)明所提供的勻場(chǎng)體優(yōu)化方法的概述；且 圖5說明現(xiàn)有技術(shù)的勻場(chǎng)體布置的橫截面。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，免除了勻場(chǎng)體盤。此外，復(fù)數(shù)個(gè)大致平面的勻場(chǎng) 體片經(jīng)布置為垂直于中空?qǐng)A柱形》茲體的軸線。優(yōu)選地，勻場(chǎng)體片為平面的， 且更優(yōu)選為圓形的，并且梯度線圈組件具備許多圓柱形勻場(chǎng)體管以用于容納 勻場(chǎng)體片。優(yōu)選地，提供用于現(xiàn)場(chǎng)冷卻勻場(chǎng)體片的布置。
僅以實(shí)例方式，在

圖1和圖2中示意性展示本發(fā)明的某些實(shí)施例的幾何 形狀。
圖l展示根據(jù)本發(fā)明的一方面的勻場(chǎng)體布置的細(xì)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明的此實(shí) 施例，勻場(chǎng)材料盤IO布置在為此目的而提供的梯度線圈組件20 (圖2)內(nèi)， 梯度線圈組件20位于具有互補(bǔ);f黃截面的管(tube) 22中。在所說明的實(shí)施 例中，盤10是圓形的，且管22具有圓形橫截面。在替代實(shí)施例中.，盤10 可為橢圓形的，且管22可具有橢圓形橫截面。在這些實(shí)施例中，有可能將 勻場(chǎng)體片布置為整體上相對(duì)于梯度線圈組件具有一個(gè)確定的定向，這將難以
用圓形盤10進(jìn)行布置。在另外替代性布置中，盤10可為三角形、正方形、 矩形、六邊形或幾乎任何平面形狀。實(shí)施例可甚至提供大致平面的勻場(chǎng)體片， 其仍具有互補(bǔ)的上表面和下表面特征，所述特征可緊密堆疊在管22內(nèi)。這 些布置可允許勻場(chǎng)體片相對(duì)于;f皮此具有一個(gè)確定的定向。根據(jù)所說明實(shí)施例的特征，勻場(chǎng)材料盤IO具備通孔12。在使用中，通
過使攜載桿14穿過每個(gè)盤10中的通孔12來將盤10安裝在攜載桿14上。
類似于已知的勻場(chǎng)方法，使用計(jì)算機(jī)化優(yōu)化程序來計(jì)算勻場(chǎng)材料盤10 在每個(gè)管22內(nèi)的所需定位。在不需要?jiǎng)驁?chǎng)盤10的位置中使用非磁性間隔盤 16,以便確保勻場(chǎng)材料盤10在其既定位置中的正確定位和保持。 一旦計(jì)算 機(jī)程序已針對(duì)每個(gè)管22計(jì)算了所需勻場(chǎng)體位置，便以相應(yīng)的正確順序?qū)?場(chǎng)材料盤10和非磁性間隔盤16加載到相應(yīng)攜載桿14上。接著將每個(gè)具有 勻場(chǎng)材料盤和非磁性間隔盤的攜載桿加載到相應(yīng)的管22中。優(yōu)選地，在每 個(gè)管22處或每個(gè)管22的每一開放端處提供端支撐插塞18，以防止具有勻場(chǎng) 材料盤和非磁性間隔盤的攜載桿移動(dòng)。每個(gè)端支撐插塞18可具備一個(gè)通孔， 攜載桿14可穿過該通孔。或者，端支撐插塞可能不具備通孔，而每一攜載 桿14可整體保持在其管22內(nèi)。
非磁性間隔盤支撐勻場(chǎng)材料盤，且允許建立一種大致改進(jìn)主磁場(chǎng)均勻性 的勻場(chǎng)材料分布。支撐桿的每一端處的錐形插塞將桿.(和勻場(chǎng)體)牢固地保 持在梯度線圈中。梯度線圈中的勻場(chǎng)體管的軸線和管內(nèi)的盤的軸線重合并平 行于主;茲體軸線(z軸線)。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，攜載桿14可提供為一種中空管，冷卻流體 (例如水)可經(jīng)布置以穿過所述中空管。在此類布置中，勻場(chǎng)體片IO保持在 相對(duì)恒定的溫度，且將減少由于勻場(chǎng)體的溫度變化而引起的勻場(chǎng)效應(yīng)變化， 而勻場(chǎng)效應(yīng)變化會(huì)造成B。漂移。
在優(yōu)選實(shí)施例中，使用多種勻場(chǎng)體片10，其具有不同的軸向范圍，所述 軸向范圍可視為每一 勻場(chǎng)體片的厚度。不同的軸向范圍意味著某些勻場(chǎng)體片 含有比其它勻場(chǎng)體片多的勻場(chǎng)體材料，且因此具有不同的勻場(chǎng)效應(yīng)。在此實(shí) 施例中，所有勻場(chǎng)體優(yōu)選地在軸向平面中具有相同尺寸和形狀，所述尺寸和 形狀大致對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的管22的橫截面。在替代實(shí)施例中，可使用具有不同 尺寸和/或形狀的勻場(chǎng)體片10。不同尺寸和/或形狀意味著某些勻場(chǎng)體片含有比其它勻場(chǎng)體片多的勻場(chǎng)體材料，且因此具有不同的勻場(chǎng)效應(yīng)?？山Y(jié)合不同 軸向范圍(厚度)來使用不同尺寸和/或形狀，以提供各種各樣的具有不同 勻場(chǎng)效應(yīng)的勻場(chǎng)體。
這些勻場(chǎng)體片和每個(gè)勻場(chǎng)體管的橫截面優(yōu)選地為圓化的，且更優(yōu)選地為
圓形的。穿過梯度線圈20的圓化(而非矩形橫截面管)使得針對(duì)留出用于
勻場(chǎng)的相同梯度線圈體積能夠具有較剛性的梯度線圈結(jié)構(gòu)，因?yàn)楸苊饬嗽瓉?在勻場(chǎng)體盤狹槽的角隅處觀測(cè)到的應(yīng)力集中。根據(jù)本發(fā)明，安裝在中心支撐
桿14或?qū)Ч?pipe )上的勻場(chǎng)體材料盤10比加載到現(xiàn)有技術(shù)的勾場(chǎng)體盤的 凹穴中的板給出勻場(chǎng)體材料在管22中高得多的填充因數(shù)。較高的填充因數(shù) 意味著可將較多勻場(chǎng)體材料放置在最敏感區(qū)中，從而減小整體勻場(chǎng)體質(zhì)量。 提供與勾場(chǎng)體材料具有良好熱接觸的冷卻導(dǎo)管，減輕了與勻場(chǎng)體的溫度變化 相關(guān)聯(lián)的圖像質(zhì)量問題。
最后，將盤加載到桿或螺纟丈棒或?qū)Ч苌系墓に嚕犬?dāng)前將板加載到盤的 凹穴中的工藝更易于自動(dòng)化。自動(dòng)加載勻場(chǎng)體材料將比在已知方法中更快速 且更準(zhǔn)確，這不僅加速了勻場(chǎng)迭代，而且還可減少所需迭代的數(shù)目。
雖然本發(fā)明因此減輕了現(xiàn)有技術(shù)的至少一些困難，但已發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生新的困 難。發(fā)現(xiàn)具有不同軸向范圍的勻場(chǎng)材料盤具有非線性效應(yīng)。現(xiàn)有技術(shù)依賴于 改變勻場(chǎng)體在徑向方向上的方面，這被認(rèn)為具有較為線性的效應(yīng)。
在勻場(chǎng)體材料中存在磁化向量的顯著徑向分量，這在勻場(chǎng)優(yōu)化計(jì)算中？ I 入另一困難。當(dāng)前技術(shù)依賴于勻場(chǎng)體材料的晶粒取向，以迫使磁場(chǎng)越過勻場(chǎng) 體進(jìn)入軸向方向。本發(fā)明的勻場(chǎng)體片布置在徑向平面中，這具有徑向效應(yīng)。
極大增加的勻場(chǎng)體盤(可構(gòu)成具有新幾何形狀的勻場(chǎng)體分布)數(shù)目使優(yōu)化工 藝復(fù)雜化。
由于使勻場(chǎng)體布置在徑向平面中，必須考慮由勻場(chǎng)體的材料引入的非徑 向磁化效應(yīng)。磁場(chǎng)可對(duì)在徑向(r)和軸向(z)方向上對(duì)由于勻場(chǎng)體材料而引起的扭曲較為敏感——這可稱為Mr/Mz敏感性。
本發(fā)明還提供可用于計(jì)算勻場(chǎng)體材料的所需量和位置的方法。這些方法 包括以下元素。
勻場(chǎng)體敏感性
可針對(duì)具有恒定橫截面且Z變化的勻場(chǎng)體，導(dǎo)出公式，其中考慮勻場(chǎng)體 橫截面上的Mr (徑向磁化)和Mz (軸向磁化)中的變化，其中"徑向"和 "軸向"分別指的是垂直于和平行于i茲體系統(tǒng)的主軸線Z的方向。這成為優(yōu) 化方案的基礎(chǔ)，以最小化成像系統(tǒng)目標(biāo)視場(chǎng)上的不勻性(或最大化均勻性)。
圖3A-3B說明用于模擬勻場(chǎng)體材料在所得石茲場(chǎng)上的徑向和軸向^茲效應(yīng)的 方法的各方面。磁化向量描述磁場(chǎng)在某一點(diǎn)處的方向，會(huì)徑向變4匕，所以需 要在勻場(chǎng)體盤的整個(gè)表面上評(píng)估磁化向量，所述表面根據(jù)本發(fā)明位于徑向平 面中。
圖3A展示勻場(chǎng)體盤上的選定點(diǎn)的實(shí)例，所述選定點(diǎn)可用于評(píng)估本發(fā)明 的勻場(chǎng)體布置中的Mr/Mz敏感性。因?yàn)閯驁?chǎng)體盤堆疊在每一勻場(chǎng)體管內(nèi)，所 以圖3A中的每一點(diǎn)表示在管22中延伸勻場(chǎng)體的長(zhǎng)度的一維細(xì)絲。在每一點(diǎn) 處，可計(jì)算點(diǎn)敏感性，且這可計(jì)算細(xì)絲的長(zhǎng)度。為了減少所需計(jì)算的數(shù)目， 僅在可能會(huì)需要?jiǎng)驁?chǎng)體的位置處執(zhí)行對(duì)點(diǎn)敏感性的準(zhǔn)確計(jì)算?？稍诘谝槐閯?場(chǎng)優(yōu)化計(jì)算中計(jì)算此類位置?？蓪⑺糜?jì)算點(diǎn)敏感性提供回優(yōu)化器，以便計(jì) 算優(yōu)化的勻場(chǎng)體分布。
在已知的勻場(chǎng)體布置中，例如圖5所示，勻場(chǎng)體狹槽的數(shù)目可約為16。 在本發(fā)明實(shí)施例中，可釆用大約70個(gè)勻場(chǎng)體管22。由于用于勻場(chǎng)體盤的可
以及每個(gè)管中可容納的勻場(chǎng)體片數(shù)目的增加)，所以產(chǎn)生優(yōu)化的勻場(chǎng)體分布 所需要的計(jì)算總數(shù)可變得非常大。 迭代方案
在本發(fā)明的實(shí)例性實(shí)施例中，需要大約70個(gè)2. 5 cm直徑的管(見圖2)。將這些管劃分成具有與常規(guī)勻場(chǎng)體盤類似的軸向長(zhǎng)度的區(qū)給出總共1050( 70 xl5)個(gè)優(yōu)化變量，而較常規(guī)為240個(gè)變量。此離散化水平向優(yōu)化器呈現(xiàn)難 題，因?yàn)閿?shù)據(jù)集相對(duì)較大而每一凹穴的效應(yīng)相對(duì)較小。 組合勻場(chǎng)體凹穴
有可能構(gòu)建在勻場(chǎng)體管內(nèi)組合凹穴的高度準(zhǔn)確模型。相鄰盤可通過構(gòu)建 敏感性細(xì)絲的復(fù)合橫截面來組合，見圖3A和3B。 一旦所述凹穴的橫截面已 構(gòu)成，便可將所述結(jié)構(gòu)視為單個(gè)變量。
如圖3B中所說明，有可能通過組合針對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上相鄰勻場(chǎng)體管 的計(jì)算來減少計(jì)算數(shù)目，而仍實(shí)現(xiàn)令人滿意的所計(jì)算勻場(chǎng)體分布?？上蛎總€(gè) 管內(nèi)的相應(yīng)細(xì)絲應(yīng)用單個(gè)計(jì)算。
最初可優(yōu)化所組合橫截面凹穴以產(chǎn)生總方案。丟棄勻場(chǎng)體組的空白區(qū)域 且逐步精練剩余凹穴將匯總到一種方案。
根據(jù)本發(fā)明的勻場(chǎng)優(yōu)化應(yīng)在高度離散化勻場(chǎng)體組中包括以下特征的變
化
圓柱形勻場(chǎng)體的軸向范圍， -勻場(chǎng)體》茲化向量的徑向分量。
本發(fā)明因此提供用于核磁共振或磁共振成像系統(tǒng)的例如在成像系統(tǒng)中 使用的磁體(例如超導(dǎo)電磁體或永久磁體)的無源勻場(chǎng)布置。與現(xiàn)有無源勻 場(chǎng)體布置相比，本發(fā)明提供增加的梯度線圈強(qiáng)度；通常在梯度線圈內(nèi)留出 用于勻場(chǎng)的空間的增加的勻場(chǎng)材料填充因數(shù)；勻場(chǎng)體的較佳熱穩(wěn)定性；以及 經(jīng)改進(jìn)的自動(dòng)化勻場(chǎng)體加載的可能性。
ii
權(quán)利要求
1. 一種用于圓柱形磁體系統(tǒng)無源勻場(chǎng)的布置，所述布置包括一個(gè)位于所述圓柱形磁體的開口孔徑內(nèi)的梯度線圈組件(20)，所述梯度線圈組件包括在平行于所述圓柱形磁體軸線的方向上定向的復(fù)數(shù)個(gè)管(22)，所述管(22)用于容納復(fù)數(shù)個(gè)勻場(chǎng)體材料片(10)，其特征在于，所述勻場(chǎng)體材料片(10)為大致平面的，且堆疊到所述管(22)中，使得這些勻場(chǎng)體材料片大致垂直于所述圓柱形磁體的軸線放置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的布置，其中所述勻場(chǎng)體材料片(IO)為平面的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的布置，其中每個(gè)管(22)的橫截面與所述勻 場(chǎng)體材料片(10)的形狀互補(bǔ)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的布置，其中所述勻場(chǎng)體材料片(IO)是圓形的 盤，且所述管(22)具有圓形橫截面。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的布置，進(jìn)一步包括非磁性間 隔件(16)，這些非磁性間隔件(16)經(jīng)布置以將所述勻場(chǎng)體材料片(10) 支撐并保持于恰當(dāng)位置，且允許建立所需的勻場(chǎng)材料分布。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一權(quán)利要求所述的布置，其中在所述梯度線圈 組件(20)的所述管(22)的末端處提供錐形插塞(18)，進(jìn)而將所述勻場(chǎng) 體材料片(10)保持在所述梯度線圈組件(20)的所述管(")內(nèi)。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的布置，其中所述勻場(chǎng)體材料 片(10)安裝在每個(gè)管(")內(nèi)的中心桿或?qū)Ч?14)上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的布置，其中所述勻場(chǎng)體材料片(IO)安裝在中 心導(dǎo)管(14)上，所述導(dǎo)管經(jīng)布置以在其中承載冷卻介質(zhì)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7到8中任一權(quán)利要求所述的布置，其中在所述支撐桿或 導(dǎo)管(14)的每一末端處提供錐形插塞(18),進(jìn)而支撐所述支撐桿或?qū)Ч堋?以及支撐所述梯度線圈組件(20)的管(22)內(nèi)的所述勻場(chǎng)體材料片(10)。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的布置，其中所述梯度線圈組件(20)中的所述管(22)的軸線和所述管內(nèi)的所述勻場(chǎng)體材料片(10) 的軸線重合，且平行于所述圓柱形》茲體的軸線。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的布置，其中使用多種勻場(chǎng) 體材料片(10)，所述勾場(chǎng)體材料片具有不同的軸向范圍。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的布置，其中所述勻場(chǎng)體材 料片(10)在垂直于所述圓柱形》茲體軸線的平面中具有相同尺寸和形狀，所 述尺寸和形狀大致對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的管(22)的橫截面。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的布置，其中所述勻場(chǎng)體材料片(IO)在垂直 于所述圓柱形^磁體軸線的平面中具有一尺寸和形狀，采用具有不同尺寸和/ 或形狀的勻場(chǎng)體材料片(10)。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的布置，其中每個(gè)管(22) 的橫截面和所述勻場(chǎng)體材料片(IO)是圓化的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于圓柱形磁體系統(tǒng)的無源勻場(chǎng)的布置，其包括位于所述圓柱形磁體的開口孔徑內(nèi)的梯度線圈組件(20)，所述梯度線圈組件包括在平行于所述圓柱形磁體的軸線的方向上定向的復(fù)數(shù)個(gè)管(22)，所述管用于容納勻場(chǎng)體材料片(10)。所述勻場(chǎng)體10材料片(10)為大致平面的，且堆疊到所述管(22)中，使得這些勻場(chǎng)體材料片大致垂直于所述圓柱形磁體的軸線而放置。
文檔編號(hào)G01R33/3873GK101484822SQ200780024726
公開日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2007年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月6日
發(fā)明者伊恩·威爾金森, 本杰明·J·凱特馬爾, 約翰·H·托耶, 蒂莫西·巴尼斯 申請(qǐng)人:西門子磁體技術(shù)有限公司