專利名稱：開放式磁共振成像(mri)磁體系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開放式磁共振成像(MRI)磁體系統(tǒng)，該MRI磁體系統(tǒng)包括彼此平行延伸并相隔一定的距離并在其間形成了成像體積的第一主要環(huán)形的主線圈單元和第二主要環(huán)形的主線圈單元、分別容納第一主線圈單元和第二主線圈單元的第一殼體和第二殼體，至少第一殼體具有中央通道，該開放式MRI磁體系統(tǒng)進(jìn)一步包括分別與第一主線圈單元和第二主線圈單元關(guān)聯(lián)的第一梯度線圈單元和第二梯度線圈單元，該第一梯度線圈單元和第二梯度線圈單元分別設(shè)置在關(guān)聯(lián)的主線圈單元和成像體積之間，每個梯度線圈單元具有功能性連接。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及包括開放式磁共振成像(MRI)磁體系統(tǒng)的醫(yī)療成像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
描述如開始段落中所述的開放式MRI磁體系統(tǒng)和醫(yī)療成像系統(tǒng)公開在歐洲專利申請EP-A1-0770883中。在這個專利文獻(xiàn)中描述的開放式MRI磁體系統(tǒng)具有兩個同軸對齊的環(huán)形殼體，每個殼體容納一個浸入在低溫流體中的環(huán)形超導(dǎo)主線圈單元。一般非永久地磁化的鐵磁環(huán)位于每個關(guān)聯(lián)的殼體的內(nèi)角。兩個殼體之間的中央設(shè)有一個球形成像體積。為能夠進(jìn)行醫(yī)療診斷形成患者的圖像，這個患者應(yīng)該位于這個成像體積中。這種開放式MRI磁體系統(tǒng)的開放式結(jié)構(gòu)防止或減少了在使用所謂的封閉式磁體系統(tǒng)時患者更可能發(fā)生的幽閉恐怖癥感覺，該封閉式磁體系統(tǒng)在單個的管狀線圈組件內(nèi)具有成像體積。盡管兩個主線圈單元在成像體積內(nèi)在它們之間形成能夠產(chǎn)生目標(biāo)(比如在成像體積內(nèi)的患者)的圖像所必需的磁場，但是仍然提供一般非永久地磁化的鐵磁環(huán)以使在成像體積內(nèi)的磁場進(jìn)一步均勻化。
通常，這種開放式MRI磁體系統(tǒng)包括具有功能性連接(例如電連接)的梯度線圈單元。梯度線圈單元一般用于形成可切換的磁場，這種磁場在成像體積內(nèi)多少具有空間線性，這是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所公知的。通常，功能性連接提供在成像體積內(nèi)，結(jié)果減小了可用于患者的空間。在這方面，通過增加在主線圈單元之間的距離以便增加在成像體積中的可用的空間可以實現(xiàn)這些，但與開放式MRI磁體系統(tǒng)相關(guān)的成本也急劇地增加了。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個目的是提供一種在開始段落中所提及的類型的開放式MRI磁體系統(tǒng)和醫(yī)療成像系統(tǒng)，其中提供功能性連接以使目標(biāo)可用的空間(一般地或者更具體地說是患者可用的空間)最佳化而不需要增加在單元的主線圈之間的距離。
為了實現(xiàn)這一目的，根據(jù)本發(fā)明的開放式MRI磁體系統(tǒng)的特征在于第一梯度線圈單元的功能性連接中的至少一個功能性連接延伸通過第一殼體的中央通道。
為了實現(xiàn)這一目的，根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)療成像系統(tǒng)的特征在于在其中所使用的開放式MRI磁體系統(tǒng)是一種根據(jù)本發(fā)明的開放式MRI磁體系統(tǒng)。
這樣，第一梯度線圈單元的至少一個功能性連接不必穿過在兩個殼體之間的空間，由此給目標(biāo)(比如患者)留下了可用的最大量的空間。這在可用的空間方面和這些功能性連接可能導(dǎo)致的安全性和噪聲方面都是有利的。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，第一梯度線圈單元的至少一個功能性連接包括給第一梯度線圈單元提供電能的電連接。這樣，電連接(例如通過電力線纜實施)與主線圈單元的場線平行。這意味著在操作的過程中作用在電連接上的洛倫茲力(Lorenz force)將幾乎為零。這樣電連接在操作的過程中仍然保持靜止，這就減小了線纜連接器的機械疲勞和對為減小機械限制和噪聲而進(jìn)行的經(jīng)常性測量的需要。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，第一梯度線圈單元的至少一個功能性連接包括傳輸冷卻介質(zhì)以冷卻第一梯度線圈單元的冷卻連接。除了上文所述的非常有效地利用可用的空間的優(yōu)點之外，這還具有的附加優(yōu)點是冷卻介質(zhì)(比如水或空氣)能夠接近第一梯度線圈單元中央以使這種梯度線圈單元均勻冷卻。
為了能夠使用較短的功能性連接和盡可能有效地使用可用的空間，第一梯度線圈單元的至少一個功能性連接優(yōu)選在第一梯度線圈單元背離成像體積的側(cè)面上連接到第一梯度線圈單元。
如果第一梯度線圈單元基本關(guān)閉中央通道通向成像體積的側(cè)面，則這個第一梯度線圈單元將能夠執(zhí)行在成像體積內(nèi)以甚至更佳的方式產(chǎn)生可切換的磁場的任務(wù)，這個可切換的磁場在空間上多少是線性的。
由于某些原因，如果第一梯度線圈單元包括具有直徑小于10厘米的進(jìn)一步的中央通道則更加有利。在第一梯度線圈單元中的這種進(jìn)一步的中央通道有幾個有用的應(yīng)用。例如，激光束可以通過這個進(jìn)一步的中央通道傳輸，由此通過激光束可以指到患者身體的某一位置。另一有用的應(yīng)用涉及使用延伸通過在第一梯度線圈單元中的進(jìn)一步的中央通道的線纜等第二梯度線圈單元的機械控制。
可取的是，該中央通道具有小于50厘米的直徑。中央通道的直徑相對較小，因為其中不需要輸送患者到成像體積，如在根據(jù)EP0 770 883A1中的開放式MRI磁體系統(tǒng)。這意味著主線圈單元設(shè)置得相對接近它的環(huán)形軸線，因為在成像體積內(nèi)形成均勻的磁場更加不困難。僅提供中央通道以容納功能部件，因此它的直徑與中央通道將要容納的功能部件相適應(yīng)。
在第一梯度線圈單元為基本盤形時實現(xiàn)了在構(gòu)造上非常簡單的結(jié)構(gòu)。
可替換的是，第一梯度線圈單元可以是基本上圓錐形的。
現(xiàn)在參考附圖通過舉例描述本發(fā)明。
附

圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的開放式MRI磁體系統(tǒng)的第一優(yōu)選實施例的示意圖，附圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的開放式MRI磁體系統(tǒng)的第二優(yōu)選實施例的示意圖。
實施例的詳細(xì)描述附圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的開放式MRI磁體系統(tǒng)的第一優(yōu)選實施例。開放式MRI磁體系統(tǒng)1是根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)療成像系統(tǒng)的一個部件。醫(yī)療成像系統(tǒng)的其余部件包括框架、患者支撐單元和控制單元沒有在附圖1中示出，它們可以是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所公知的通常類型。開放式MRI磁體1在水平和垂直上基本鏡面對稱，并且包括上殼體2和下殼體3。殼體2，3為主要環(huán)形并且每個都具有中央圓柱形通道4，5。這些通道的直徑大約為30厘米。在殼體2和3之間設(shè)置具有大約40厘米的直徑的球形成像體積6。目標(biāo)比如患者可以置于在兩個殼體2和3之間的成像體積6中并能夠在其中移動以便能夠借助于開放式MRI磁體系統(tǒng)1形成目標(biāo)的圖像。為了這個目的，開放式MRI磁體系統(tǒng)1包括多個線圈單元以在成像體積6內(nèi)形成適合的磁場。在每個殼體2，3內(nèi)，設(shè)置主線圈單元，在附圖1中沒有示出這些主線圈單元。在面對的兩側(cè)上，殼體2，3每個都具有盤形凹進(jìn)部分7，8。圓柱形通道4，5與盤形凹進(jìn)部分7，8開放式連接。在每個盤形凹進(jìn)部分7，8內(nèi)，設(shè)置梯度線圈單元9，10和RF線圈單元11，12。主線圈單元、梯度線圈單元9，10和RF線圈單元11，12的功能對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說都是公知的，因此不再作任何進(jìn)一步的描述。雖然主線圈單元產(chǎn)生永久性的主磁場，但梯度線圈單元9，10仍然被通以電以形成主磁場梯度。為了這個目的，對于每個梯度線圈單元9，10，電纜13，14連接到關(guān)聯(lián)的梯度線圈單元9，10。電纜13，14連接到梯度線圈單元9，10背離成像體積6的側(cè)面上并自這些點延伸通過平行于它的中心軸線的圓柱形通道4，5。由于這種結(jié)構(gòu)的緣故，電纜平行于主磁場線進(jìn)行，由此使在操作的過程中作用在電纜上的洛倫茲力幾乎為零。這就減小了聲噪聲并使電纜13，14的機械疲勞更小。除了電纜13，14之外，冷卻流道15，16也基本同軸地延伸過平行于磁軸的圓柱形通道4，5。通過這些冷卻流道15，16，冷卻介質(zhì)比如水輸送到梯度線圈單元9，10和自梯度線圈單元9，10輸送出以進(jìn)行冷卻。連接到關(guān)聯(lián)的梯度線圈單元9，10的冷卻流道15，16也在梯度線圈單元9，10背離成像體積6的側(cè)面上。由于纜3，4和流道15，16沒有一個穿過成像體積6，因此最大量的體積可用于患者，由此允許在殼體2和3之間的相對有限的距離。在這種情況下這個距離大約是45厘米。
如附圖2所示的根據(jù)本發(fā)明的開放式MRI磁體系統(tǒng)21的第二優(yōu)選實施例在一定程度上對應(yīng)于附圖1的開放式MRI磁體系統(tǒng)1的優(yōu)選實施例。與開放式MRI磁體系統(tǒng)1類似，開放式MRI磁體系統(tǒng)21包括上殼體22和下殼體23，每個殼體具有圓柱形通道24，25。在殼體22，23之間設(shè)置成像體積26，將患者置于成像體積6中。在每個殼體22，23中設(shè)置主線圈單元(沒有示出)。此外，開放式MRI磁體系統(tǒng)21具有兩個梯度線圈單元29，30和主要包圍著梯度線圈單元29，30的兩個RF線圈單元31，32。梯度線圈單元29，30與RF線圈單元31，32的組件成圓錐形，以及為了能夠容納這些組件，殼體2，3每個都在彼此面對的殼體22，23的側(cè)面上具有圓錐形凹進(jìn)部分27，28。電纜33，34和冷卻流道35，36連接到在它的圓錐形頂部上的梯度線圈單元29，30。正如開放式MRI磁體系統(tǒng)1的盤形梯度線圈單元9，10一樣，圓錐形梯度線圈單元29，30關(guān)閉在成像體積26的側(cè)面上的中央圓柱形通道24，25。
雖然參考在附圖1和2中的具有水平取向與垂直磁場取向的開放式MRI磁體系統(tǒng)已經(jīng)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解的是具有垂直取向與水平磁場取向的MRI磁體系統(tǒng)也被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
雖然在附圖1和2中沒有示出，但應(yīng)該注意使用兩個殼體中的至少一個殼體的中央通道作為給RF線圈單元11，12提供能量的RF電纜饋送也可在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在這個通道內(nèi)也可以容納鐵墊片或補償線圈。此外中央通道能夠進(jìn)一步使能唯一附著特征以便于梯度線圈單元附著到關(guān)聯(lián)的殼體。為此在梯度線圈單元和關(guān)聯(lián)的殼體之間可以設(shè)置彈性部件。最后，注意中央通道本身也可以用作開放式MRI磁體系統(tǒng)或者更具體地說是梯度線圈單元的冷卻管路本身，或者它可以容納冷卻管道以冷卻空氣。
權(quán)利要求
1.一種開放式磁共振成像(MRI)磁體系統(tǒng)，包括彼此平行延伸并相隔一定的距離并在其間形成了成像體積的第一主要環(huán)形的主線圈單元和第二主要環(huán)形的主線圈單元、分別容納第一主線圈單元和第二主線圈單元的第一殼體和第二殼體，至少第一殼體具有中央通道，該開放式MRI磁體系統(tǒng)進(jìn)一步包括分別與第一主線圈單元和第二主線圈單元關(guān)聯(lián)的第一梯度線圈單元和第二梯度線圈單元，該第一梯度線圈單元和第二梯度線圈單元分別設(shè)置在關(guān)聯(lián)的主線圈單元和成像體積之間，每個梯度線圈單元被提供有功能性連接，其特征在于所述第一梯度線圈單元的至少一個功能性連接延伸通過第一殼體的中央通道。
2.如權(quán)利要求1所述的開放式MRI磁體系統(tǒng)，其特征在于第一梯度線圈單元的至少一個功能性連接包括給第一梯度線圈單元提供電能的電連接。
3.如權(quán)利要求1所述的開放式MRI磁體系統(tǒng)，其特征在于第一梯度線圈單元的至少一個功能性連接包括輸送冷卻介質(zhì)以冷卻第一梯度線圈單元的冷卻接連。
4.如權(quán)利要求1所述的開放式MRI磁體系統(tǒng)，其特征在于第一梯度線圈單元的至少一個功能性連接在第一梯度線圈單元背離成像體積的側(cè)面上連接到第一梯度線圈單元。
5.如權(quán)利要求1所述的開放式MRI磁體系統(tǒng)，其特征在于第一梯度線圈單元基本關(guān)閉通向成像體積的中央通道的側(cè)面。
6.如權(quán)利要求5所述的開放式MRI磁體系統(tǒng)，其特征在于第一梯度線圈單元包括直徑小于10厘米的進(jìn)一步的中央通道。
7.如權(quán)利要求1所述的開放式MRI磁體系統(tǒng)，其特征在于該中央通道具有小于50厘米的直徑。
8.如權(quán)利要求1所述的開放式MRI磁體系統(tǒng)，其特征在于第一梯度線圈單元為基本盤形。
9.如權(quán)利要求1所述的開放式MRI磁體系統(tǒng)，其特征在于第一梯度線圈單元為基本圓錐形。
10.一種包括開放式磁共振成像(MRI)磁體系統(tǒng)的醫(yī)療成像系統(tǒng)，其特征在于該開放式MRI磁體系統(tǒng)是如權(quán)利要求1，2，3，4，5，6，7，8或9所述的開放式MRI磁體系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在醫(yī)療成像系統(tǒng)中使用的開放式磁共振成像(MRI)磁體系統(tǒng)(1)。該開放式MRI磁體系統(tǒng)具有兩個主線圈單元，這兩個主線圈單元分別容納在第一殼體(2)和第二殼體(3)內(nèi)并彼此相隔一定的距離。在兩個殼體之間設(shè)置成像體積(6)，在其中放置要成像的患者。對著成像體積的梯度線圈單元(9，10)設(shè)置成靠近兩個殼體的每個殼體的一側(cè)。梯度線圈單元(9，10)的功能性連接比如電源輸送線(13，14)和冷卻流道(15，16)提供在兩個殼體中的每個殼體中設(shè)置的中央通道(4，5)中。結(jié)果，這些功能性連接不減小在成像體積中患者可用的空間。中央通道和在其中提供的電源輸送線平行于開放式MRI磁體系統(tǒng)的主磁場的方向，因此限制了施加在電源線上的洛倫茲力。
文檔編號A61B5/055GK1602431SQ02824552
公開日2005年3月30日 申請日期2002年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月10日
發(fā)明者P·R·哈維伊, J·A·奧維韋格, C·L·G·哈姆, N·B·魯澤, P·W·P·林姆佩斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司