[其他]核磁共振断层分析仪

说明书

本发明是关于磁共振（MR）断层分析的仪器，它包括一个产生均匀稳定磁场的装置，三个通有随时间变化的电流的线圈组，它们用来产生与稳定磁场方向平行，并在三个垂直的方向上呈线性变化的磁场;还包括一个能产生一个与稳定磁场方向垂直的射频电磁场的射频线圈。由于在这个均匀稳定的磁场上叠加了一个附加磁场，从而使得合成后的磁场的磁通密度以确定的方式随空间和时间而变化。

已知有一种磁共振断层分析仪，例如专利DE-OS2849355所提出的，为了清楚起见，在图1中给出了一个部分剖断图，此核磁共振仪包括一个产生强均匀稳定磁场的装置，该磁场沿XYZ座标系中的Z方向，它由四个同轴环形线圈1组成，线圈的中心轴指向Z方向，线圈内的磁场在一个相当大的区段内（即在检查区）是均匀的，其磁通密度在0.1到2T之间，较高的磁通密度通常必须用超导线圈得到。被检查的病人4被送入检查区的病人台2上，病人台上有一个可沿Z方向移动的板面3。

核磁共振断层分析仪还包括三个线圈组，这些线圈组产生方向沿2轴，而强度在X、Y、Z三个方向上随空间位置不同呈线性变化的磁场。在文献中通常把这些线圈称为“梯度线圈”。这个产生方向沿Z轴，并呈线性降低的磁场的线圈组至少由两个相同的线圈G_Z组成，两G_Z线圈沿Z方向与线圈组1对称、间隔地排列，当电流以相反方向流过这些线圈时，在上述线圈G_Z之间产生一个沿Z方向的磁场，其强度是Z方向上空间位置的函数，呈线性变化。

还有一个线圈组，用来产生另一个也沿着Z方向，但在X方向上随空间位置而变化的磁场，此线圈组由四个同样的线圈G_X组成。这四个近似矩形的线圈安装在一园柱的柱面位置上，此园柱的中心线与Y轴平行并通过环1的中心，也即检查区的中心。同样大小的电流流过这四个线圈G_X，电流的方向是这样的：在相邻线圈的Y方向上彼此相对的部分，流过相同方向的电流。

线圈组G_y，产生在Z方向上的磁场，并且在Y方向上呈线性变化，是位置的函数，它的结构和线圈组G_X相同，不过互相旋转了90°。这就是说此线圈组也有四个矩形线圈G_y它们排列在一个园柱面上，此圆柱的中心轴与X轴平行，并通过检查区的中心。线圈组G_x和G_y所产生的磁场在Z方向的对称轴上磁通密度为O。

最后，还有一个射频线圈5，它在检查区产生一个均匀射频磁场，此磁场的频率相当于在检查区内绕Z轴核自旋的进动运动的进动频率（Larmor频率）。

在利用这种核磁共振断层分析仪的一般方法中，核自旋都在检验物的检查部位中被激发，为此，当核自旋被射频线圈5激发时，梯度线圈G_z受一个电流激励，这样，由线圈组1和G_z产生的磁场从一个线圈G_z到另一个G_z之间呈线性变化。结果，在检查部位内就激起核自旋，它的进动（Larmor）频率对应于射频场的频率（已知Larmor频率与磁场强度成正比）。然后，线圈G_x和G_y被激励，致使被检查部位内的磁场分别在X方向或Y方向上发生变化（通常是随时间连续变化，或随时间作相位变化）。结果，激发后在线圈5中感生的信号的相位与幅度都受到了影响，这样，就可以再现被激发部位中核自旋的分布。

再现的质量受以下的因素影响：梯度场随空间的变化不能精确地满足预期的变化规律，比如，它不能精确地作为空间位置的函数而线性地变化。此外，这个与预期变化规律的偏差是与时间有关的。这种现象是由于涡流引起的，涡流产生于梯度线圈中电流接通时，它产生的磁场由于其空间相关性而会偏离线圈磁场的变化规律。

为了降低这种影响，已知的方法是在其磁场已偏离预期随时间变化的梯度线圈上外加一随时间变化的电流，如，当梯度线圈的磁场突然转换到一个给定值时，将某一电流加到这个在接通瞬间超过它的正常值的梯度线圈上。因此，这一步骤只能获得有限的成功。

本发明的目的是为了降低在梯度线圈被激励时产生的涡流的影响，以及对磁场空间变化的其他不精确因素的影响。

本发明是这样达到此目的的：提供了至少一个另外的线圈组，以产生一个也沿着稳定磁场方向的磁场，它是随空间呈非线性变化的，同时又使流过线圈组的电流随时间的变化达到下述要求，即将所有线圈组的磁场叠加起来的磁通密度随时间和空间的变化符合确定的变化规律。