[发明专利]用于磁共振成像系统的磁体系统

说明书

本发明涉及用于磁共振成像系统的磁体系统。本发明描述了一种用于磁共振成像系统(1)的磁体系统，其包括基本场磁体(4)和梯度系统(6)，其中，该梯度系统(6)的线圈位于所述基本场磁体(4)的预定义基本磁场(B0)的区域外部。本发明还描述了相应的梯度系统和具有这样的磁体系统的磁共振成像系统。

技术领域

本发明描述了一种用于磁共振成像(MRI)的磁体系统，优选地是梯度系统，尤其是用于牙齿和肢体MRI扫描仪的磁体系统。

背景技术

四十多年来，磁共振成像(“MRI”)的原理已经用于成像和其他测量。简而言之，为此目的，将检查对象定位在磁共振(MR)扫描仪中，处于相对强且均匀的静态磁场中，也称为B0场，其具有0.2T至7T的场强，使得对象的核自旋沿静态磁场线取向。为了触发核自旋共振，朝向检查对象照射高频激励脉冲(HF脉冲)。所测量的核自旋共振被称为k空间数据，并且其被用于MR图像的重构或光谱数据的计算。

为了对测量数据进行空间编码，动态切换的磁梯度场被叠加在静态磁场上。记录的测量数据被数字化，并作为复数值存储到k空间矩阵中。例如借助于多维傅立叶变换，可以从填充有这样的值的k空间矩阵重构相关联的MR图像。

传统的MR扫描仪采用螺线管型超导磁体，在成像期间将患者置于MR扫描仪的膛内。这样的扫描仪设计将患者限制在紧凑的空间内，并且限制了医务人员接近患者身体，例如以执行由实时MR成像引导的介入或治疗过程。

牙科MR扫描仪的大多数现有技术采用螺线管型磁体，由于需要集成外部有源屏蔽线圈以便在牙科诊所内安全操作，因此该磁体往往具有大的外径，例如，如US 2018/0199853A1中所示。此外，由于成像视场被深深地定位到螺线管的中心内部区域中，患者头部进入磁体腔中还受到定位在磁体腔内部的圆柱形梯度线圈的限制。最终效果是磁体内腔应足够大以允许患者肩部进入。这种解决方案大大增加了扫描仪的尺寸，并且因此也增加了成本。

其他扫描仪结构使用C形基本场磁体，其具有位于磁体的两个磁靴之间的检查区域。

最近，引入了一种新的扫描仪结构，其包括环形基本磁场和在产生环形磁场的磁线圈之间的多个检查区域。

考虑所有这些扫描仪架构，它们的共同之处在于，它们包括总是位于基本磁场内部的梯度线圈。已知系统的功能结构可以与俄罗斯嵌套玩偶进行比较：在中间，存在由用于发射和接收射频(RF)的线圈“围绕”的检查区域或患者。在下一个“球体”中，布置了由基本场磁体包围的梯度线圈。

关于梯度线圈，它们的形状适应于基本磁场。存在螺线管，但也存在可以平行或以V形布置的平面线圈。然而，通常基本场磁的形状严重限制了可用于围绕检查区域装配梯度线圈的空间。由于梯度线圈非常接近视场(FOV，即检查区域的区)，并且梯度线圈尺寸受到保持磁体尺寸尽可能小的需要的限制，因此在成像区域的范围上梯度场的可获得的线性度产生了问题。

已知扫描仪架构的另一严重缺点是在测量期间由梯度线圈生成的声学噪声。

发明内容

本发明的目的是公开一种用于专用MR扫描仪结构的新设计，尤其是用于对特定器官或人体部分(例如患者的齿系)进行成像的新设计，该新设计一方面提供更好的梯度场，并且另一方面生成更低的声学噪声水平。

该目的通过根据本发明的磁体系统、梯度系统以及磁共振成像系统来实现。

根据本发明的用于磁共振成像系统的磁体系统包括基本场磁体和梯度系统(具有梯度线圈)。这些梯度线圈优选地是梯度系统的线圈对，其用于生成针对梯度系统的轴的梯度场。对于本发明的效果重要的是，梯度系统的线圈位于基本场磁体的预定义基本磁场的区域外部。还清楚的是，基本场磁体被设计成在检查期间在预定检查区域中施加预定基本磁场，并且梯度线圈被设计和定位成在该检查期间在该检查区域中施加梯度场。然而，并非梯度系统的所有线圈都必须在基本磁场的区域外部，至少梯度线圈应该被布置在外部。