[发明专利]电磁线圈结构与运行之系统及方法

说明书

本发明提供一种生产电磁线圈之方法，其电磁线圈用于一个磁共振成像(MRI)系统。该方法包括在电磁线圈上建立一个线圈曲面之表示线圈；为此电磁线圈多项性能指标成立多项性能指标需求，其包括一个磁场形状指标及一个涡流指标；为在线圈曲面上产生一个电流密度模式，而由此表示线圈及此多项性能指标上建立一个性能泛函；从多项性能指标需求优化此性能泛函；从此巳最小化之性能泛函，在此线圈曲面上产生一个电流密度模式；与及由此电流密度模式收取线圈绕组。

发明领域

本发明与一般磁共振成像有关。进一步说，本发明与电磁线圈的结构和运行有关。

发明背景

磁共振图像(MRI)是一医学上主要的造影技术。MRI能产生各软组织的详细图像，如脑脏、肌肉、及肾脏。利用组织中含有的化合物，如水份与或脂肪，其特有的性质来创造图像。在一个强力磁场影响之下，大量拥有核自旋角动量的原子，如水份与或脂肪中所含之氢原子，此氢原子的总核磁矩矢量和会产生一个与上述磁场成一直线对准的净磁矩。这净磁矩会进一步进动于一个与磁场正比的确定频率。经由无线射频冲脉激励之后，这净磁化能便可提供一个可检测之信号。

各种电磁铁是MRI系统的组成部分。其可产生主磁场,用于把所检测信号作空间编码而形成空间图像或作任何不规则的校正。电磁铁通过产生具有预定形状的磁场来执行该功能。例如，设计主磁体去产生一尽量均匀的磁场横跨所有维度空间。另一方面，设计梯度线圈来产生磁场,其可随着沿MRI系统成像体积中三条垂直轴的恒切线来化线性变化。

制造电磁铁其可产生所需要求的磁场(例如磁场形状),可呈挑战。具体来说，通常电磁铁会依据除磁场形状外的附加要求制成用以正常功能操作。例如，制造其通电后可产生最小涡流的理想梯度线圈。这是一个加于磁场线性之外的要求。然而，当梯度线圈在纵向(z)上呈不对称时，如可产生的涡流和净扭矩力会去扰乱MRI系统的操作。因此，在可产生相应理想场形之磁场之同时,亦需要改良电磁铁的制造和操作的技术来构成更好地满足期望中的要求。

发明内容

本发明提供了一个对MRI扫描系统和方法的创新系统和方法去消除或减缓至少一个以上在现有技术中确认的缺点。

一种生产电磁线圈之方法，其电磁线圈用于一个磁共振成像(MRI)系统，可根据一方面而提供。该方法包括建立电磁线圈的一个线圈曲面的线圈表示；为此电磁线圈多项性能指标成立多项性能指标要求，其包括一个磁场形状指标及一个涡流指标；为在线圈曲面上产生一个电流密度模式，而由此线圈表示及此多项性能指标上建立一个性能泛函；从多项性能指标要求优化此性能泛函；从此已最小化之性能泛函，在此线圈曲面上产生一个电流密度模式；与及由此电流密度模式获取线圈绕组。

这些跟其他方域及其优点后来之可以彰显乃在于本发明之构造和操作详情，而此详情会随后完全地描述和声称。附图之引用至引用相应附图之说明部分亦构成此详情之一部分，其中相同的编号表示其相同的部件。

附图说明

图1示出一个根据实践形式的磁共振成像系统的功能子系统之框图；

图2示出一个根据一种实施方式的成像体积和相应切片，其从图1的磁共振系统扫描；

图3示出根据一种实施方式的一个脉冲序列示例；

图4示出个根据一种实施方式的k空间示意图，真包含一条接收线；

图5示出根据一种实施方式的梯度线圈线图案，其在纵向不对称，而每层有一个螺旋；

图6示出根据一种实施方式的线性涡流轮廓(a)及其已补偿形式(b)示例；

图7示出根据一种实施方式的非线性涡流轮廓示例；

图8示出根据一种实施方式的数字化圆柱形曲面示例；

图9示出根据一种实施方式的数字化圆柱形曲面示例，其有流函数模式和相应的线圈线模式；以及