本發(fā)明有關(guān)一種磁共振成像設(shè)備，尤其涉及一種頭部磁共振成像設(shè)備。

背景技術(shù)：

頭部梯度線圈組件廣泛地用來成像患者的頭部。現(xiàn)有的頭部梯度線圈組件在掃描患者頭部的時候插入全身磁共振成像設(shè)備。頭部梯度線圈組件主要包括主梯度線圈、屏蔽梯度線圈和支撐主梯度線圈和屏蔽梯度線圈的支架。主梯度線圈用來產(chǎn)生主梯度場以產(chǎn)生頭部的成像視場。屏蔽梯度線圈用來產(chǎn)生屏蔽梯度場來抵消頭部梯度線圈組件外的主梯度場。

支架的尺寸較小，從而可以被容納在全身磁共振成像設(shè)備內(nèi)，且主梯度線圈和屏蔽梯度線圈纏繞在支架上的距離較近。如此在頭部梯度線圈組件外的主梯度場較強，因此屏蔽梯度線圈需要纏繞支架更多圈來產(chǎn)生較強的屏蔽梯度場，從而完全抵消頭部梯度線圈組件外的主梯度場。屏蔽梯度線圈產(chǎn)生的屏蔽梯度場擴散至成像視場，抵消成像視場內(nèi)的主梯度場，因此最大梯度強度減弱。為了彌補抵消的主梯度場，主梯度線圈需要增加更多的匝數(shù)，如此導(dǎo)致整體電感增大，而且進一步需要增加屏蔽梯度線圈的匝數(shù)來抵消主梯度線圈產(chǎn)生的主梯度場。如此又減弱了成像視場內(nèi)的主梯度場的最大梯度強度。

因此，有必要提供一種解決方案來解決至少一個上面提及的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個方面在于提供一種頭部磁共振成像設(shè)備。頭部磁共振成像設(shè)備包括：主磁體，具有中心腔體；及頭部梯度線圈組件，位于所述中心腔體中，且包括頭大小的主線圈層、屏蔽線圈層和絕緣支架，所述主線圈層用來產(chǎn)生主梯度場以產(chǎn)生頭大小的成像視場，所述屏蔽線圈層用來產(chǎn)生屏蔽梯度場以抵消所述頭部梯度線圈組件外的所述主梯度場，所述絕緣支架用來支撐所述主線圈層和所述屏蔽線圈層，所述屏蔽線圈層的尺寸設(shè)置為可環(huán)繞患 者的肩部。

本發(fā)明的另一個方面在于提供一種頭部梯度線圈組件。頭部梯度線圈組件包括：頭大小的主線圈層，用來產(chǎn)生主梯度場以產(chǎn)生頭大小的成像視場；屏蔽線圈層，用來產(chǎn)生屏蔽梯度場以抵消所述頭部梯度線圈組件外的所述主梯度場，所述屏蔽線圈層的尺寸設(shè)置為可環(huán)繞患者的肩部；及絕緣支架，用來支撐所述主線圈層和所述屏蔽線圈層。

本發(fā)明的再一個方面在于提供一種頭部梯度線圈組件。頭部梯度線圈組件包括：絕緣支架，包括外徑和內(nèi)徑；主線圈層，位于所述絕緣支架的內(nèi)徑，用來產(chǎn)生主梯度場，所述主線圈層的尺寸設(shè)置為可環(huán)繞患者的頭部且使得患者的肩部在主線圈層的外面；及屏蔽線圈層，位于所述絕緣支架的外徑，用來產(chǎn)生屏蔽梯度場以抵消所述頭部梯度線圈組件外的所述主梯度場，所述屏蔽線圈層的尺寸設(shè)置為可環(huán)繞患者的肩部。

附圖說明

通過結(jié)合附圖對于本發(fā)明的實施方式進行描述，可以更好地理解本發(fā)明，在附圖中：

圖1所示為本發(fā)明頭部磁共振成像設(shè)備的一個實施例的剖面示意圖；

圖2所示為頭部磁共振成像設(shè)備的主線圈層和屏蔽線圈層產(chǎn)生梯度場的一個實施例的示意圖；

圖3所示為本發(fā)明頭部磁共振成像設(shè)備的另一個實施例的剖面示意圖；

圖4所示為本發(fā)明頭部磁共振成像設(shè)備的另一個實施例的剖面示意圖；

圖5所示為本發(fā)明頭部磁共振成像設(shè)備的另一個實施例的剖面示意圖；

圖6所示為本發(fā)明頭部磁共振成像設(shè)備的另一個實施例的剖面示意圖；

圖7所示為本發(fā)明頭部磁共振成像設(shè)備的另一個實施例的剖面示意圖。

具體實施方式

除非另作定義，此處使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本發(fā)明專利申請說明書以及權(quán)利要求書中使用的“第一”“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分。同樣，“一個”或者“一”等類似詞語也不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個。除非另行指出，“前部” “后部”“下部”和/或“上部”等類似詞語只是為了便于說明，而并非限于一個位置或者一種空間定向。另外，“連接”或者“相連”等類似的詞語并非用來區(qū)分兩個元件之間的直接或間接連接。當(dāng)然，除非另行說明，此元件間可以直接或間接連接。

圖1所示為一個實施例的頭部磁共振成像設(shè)備10的剖面示意圖。頭部磁共振成像設(shè)備10用來掃描或檢查患者的頭部100。在本實施例中，頭部磁共振成像設(shè)備10可獨立工作，無需插入全身磁共振成像設(shè)備中。頭部磁共振成像設(shè)備10包括主磁體12、磁體線圈14和頭部梯度線圈組件16。

主磁體12支撐磁體線圈14且具有可收容頭部梯度線圈組件16的中心腔體18。較典型地，主磁體12為圓筒形。磁體線圈14用來產(chǎn)生沿中心腔體18的長度方向和Z軸方向的磁場。磁體線圈14可被收容在低溫的罐體中來保持磁體線圈14在超導(dǎo)溫度下。

頭部梯度線圈組件16位于中心腔體18內(nèi)。在一個實施例中，頭部梯度線圈組件16固定在中心腔體18內(nèi)，頭部梯度線圈組件16不易從中心腔體18中移除。在另一個實施例中，頭部梯度線圈組件16可移除地插入中心腔體18內(nèi)。頭部梯度線圈組件16的尺寸設(shè)置為頭部梯度線圈組件16可基本上占據(jù)中心腔體18的全部空間。

梯度線圈組件16包括頭大小(Head-sized)的主線圈層22、屏蔽線圈層24和用來支撐主線圈層22和屏蔽線圈層24的絕緣支架26。主線圈層22用來產(chǎn)生主梯度場以產(chǎn)生頭大小的成像視場(Field-of-View，F(xiàn)OV)30。“頭大小”表示尺寸略大于頭。主線圈層22的尺寸設(shè)置為主線圈層22可環(huán)繞患者的頭部100且使得患者的肩部200在主線圈層22外。主線圈層22盡可能地靠近患者的頭部100，主線圈層22的直徑略大于患者頭部100的寬度。球形的成像視場略比頭部100大。

主線圈層22包括纏繞絕緣支架26的X軸梯度主線圈(未圖示)、Y軸梯度主線圈(未圖示)和Z軸梯度主線圈(未圖示)。Z軸梯度主線圈可以是對稱結(jié)構(gòu)的，也可以是非對稱結(jié)構(gòu)的。主線圈可以由導(dǎo)電的線、棒或板纏繞或切成線圈形狀形成。主線圈層22位于絕緣支架26的內(nèi)徑。在一個實施例中，主線圈層22可以包括多層X軸梯度主線圈(未圖示)、Y軸梯度主線圈(未圖示)和/或Z軸梯度主線圈。

屏蔽線圈層24用來產(chǎn)生屏蔽梯度場以抵消頭部梯度線圈組件16外的主 梯度場。屏蔽線圈層24的尺寸設(shè)置為可環(huán)繞患者的肩部200。屏蔽線圈層24的直徑大于主線圈層22的直徑和患者的肩寬。在絕緣支架26的長度方向上屏蔽線圈層24比主線圈層22長。在一個實施例中，在長度方向上屏蔽線圈層24和主磁體12一樣長，來消減或避免主線圈層22產(chǎn)生的主梯度場對主磁體12和磁體線圈14的影響。在長度方向上屏蔽線圈層24可延伸至患者頭部和肩部，在一個實施例中，乃至整個身體。屏蔽線圈層24在主磁體12和主線圈層22之間形成屏蔽。

在本實施例中，屏蔽線圈層24位于絕緣支架26的外徑，主線圈層位于絕緣支架26的內(nèi)徑。在直徑方向上屏蔽線圈層24和主線圈層22之間間隔很大的距離。在一個實施例中，屏蔽線圈層24和主線圈層22之間的間距不小于8厘米。在一個典型的實施例中，該間距在大約8厘米和大約28厘米之間。典型地，主線圈層22的直徑大約為44厘米，屏蔽線圈層24的直徑大約為74厘米，屏蔽線圈層24和主線圈層22之間的間距為大約15厘米。屏蔽線圈層24和主線圈層22之間的間距、主線圈層22的直徑和屏蔽線圈層24的直徑可以根據(jù)用戶的需求調(diào)整。

屏蔽線圈層24包括纏繞絕緣支架26的X軸梯度屏蔽線圈(未圖示)、Y軸梯度屏蔽線圈(未圖示)和Z軸梯度屏蔽線圈(未圖示)。Z軸梯度屏蔽線圈可以是對稱結(jié)構(gòu)的，也可以是非對稱結(jié)構(gòu)的。屏蔽線圈可以由導(dǎo)電的線、棒或板纏繞或切成線圈形狀形成。在一個實施例中，X軸梯度線圈折疊形成X軸梯度主線圈和X軸梯度屏蔽線圈，和/或Y軸梯度線圈折疊形成Y軸梯度主線圈和Y軸梯度屏蔽線圈。

絕緣支架26支撐主線圈層22和屏蔽線圈層24。絕緣支架26安裝在主磁體12的中心腔體18中，絕緣支架26的外徑符合中心腔體18使得絕緣支架26可以占據(jù)中心腔體18的基本全部空間。絕緣支架26的尺寸設(shè)置為可以容納患者的頭部100和肩部200，在一個實施例中，乃至整個身體。在一個實施例中，絕緣支架26的長度基本等于主磁體12的長度。在一個實施例中，絕緣支架26為圓筒形。在一個實施例中，絕緣支架26包括內(nèi)腔28，內(nèi)腔28具有可收容患者頭部100的第一內(nèi)徑36和可收容患者肩部200的比第一內(nèi)徑36大的第二內(nèi)徑38。第一內(nèi)徑36為頭大小，其略大于頭部100，且主線圈層22形成在絕緣支架26的第一內(nèi)徑36上。在圖示實施例中，絕緣支架26具有在絕緣支架26的患者端34形成的切口32，從而形成第二內(nèi)徑38并在 第一內(nèi)徑36和第二內(nèi)徑38之間形成階梯結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)肩部200的形狀。在另一個實施例中，在患者端34形成多個階梯結(jié)構(gòu)來適應(yīng)肩部200的形狀。

絕緣支架26包括一種或多種絕緣材料，例如玻璃纖維。在一個實施例中，絕緣支架26進一步含有聲音阻尼材料和振動阻尼材料中的至少一種。在一個實施例中，絕緣支架26含有聲音阻尼材料，例如一些發(fā)泡類材料和柔性樹脂，可吸收線圈產(chǎn)生的噪聲。在另一個實施例中，絕緣支架26含有振動阻尼材料，例如一些發(fā)泡類材料和柔性樹脂，可吸收振動，降低振幅。在再一個實施例中，絕緣支架26含有聲音阻尼材料和振動阻尼材料，聲音阻尼材料和振動阻尼材料可以是兩種材料，也可以是一種同時具有聲阻尼和振動阻尼的材料，例如橡膠、一些發(fā)泡類材料和柔性樹脂。在一個實施例中，聲阻尼材料和/或振動阻尼材料可以以顆粒狀混合在絕緣材料中。

圖1僅僅示出頭部磁共振成像設(shè)備10的一個示例。圖1僅示出頭部磁共振成像設(shè)備10的部分元件，頭部磁共振成像設(shè)備10還包括除圖1所示的元件外的其他元件，例如射頻(Radio Frequency，RF)線圈。射頻線圈安裝在頭部梯度線圈組件16的內(nèi)側(cè)，來產(chǎn)生射頻脈沖。

圖2所示為頭部磁共振成像設(shè)備10的主線圈層22和屏蔽線圈層24產(chǎn)生梯度場的一個實施例的示意圖。圖中所示的主梯度場40為主梯度線圈層22產(chǎn)生的梯度線圈，屏蔽梯度場42為屏蔽線圈層24產(chǎn)生的梯度線圈。越遠離主線圈層22，主梯度場40的幅度大幅降低。越遠離屏蔽線圈層24，屏蔽梯度場42的幅度明顯減小。由于主線圈層22和屏蔽線圈層24之間的間隔較大，因此靠近屏蔽線圈24和主磁場12處的主線圈層22產(chǎn)生的主梯度場40較弱，如此屏蔽線圈層24設(shè)計為可產(chǎn)生相應(yīng)的較弱的屏蔽梯度場42來抵消主磁體12處的主梯度場40，以最小化主線圈層22對主磁體12的影響。屏蔽線圈層24可具有較少的匝數(shù)來產(chǎn)生較弱的屏蔽梯度場42。而且，屏蔽梯度場42在成像視場30處明顯減弱，該處的屏蔽梯度場42可以被主梯度場40抵消，因此主線圈層22增加較少的匝數(shù)即可抵消成像視場30處的屏蔽梯度場42。因此，頭部梯度線圈組件16的總體電感降低，對成像視場30的消極影響降低。如此，主梯度場42的梯度場強度和轉(zhuǎn)換速率提高。

圖3所示為另一個實施例的頭部磁共振成像設(shè)備10的剖面示意圖。圖3所示的頭部磁共振成像設(shè)備10和圖1所示的頭部磁共振成像設(shè)備10類似。相比較于圖1所示的頭部磁共振成像設(shè)備10，圖3所示的頭部磁共振成像設(shè) 備10的絕緣支架26在患者端34具有錐臺形的切口44，絕緣支架26外的開口比絕緣支架26內(nèi)的開口大，如此絕緣支架26具有較大的收容空間來容納患者的肩部和臂部。圖1和圖3僅示出非限制的絕緣支架26的結(jié)構(gòu)的示例，在一些實施例中，絕緣支架26可具有其他結(jié)構(gòu)來提供大的空間給患者的肩部、臂部、甚至整個身體。

圖4所示為另一個實施例的頭部磁共振成像設(shè)備10的剖面示意圖。圖4所示的頭部磁共振成像設(shè)備10和圖1所示的頭部磁共振成像設(shè)備10類似。相比較于圖1所示的頭部磁共振成像設(shè)備10，圖4所示的頭部磁共振成像設(shè)備10具有更多的一個主線圈層50。該主線圈層50由絕緣支架26支撐，用來產(chǎn)生主梯度場。主線圈層22和50共同產(chǎn)生主梯度場，提高主梯度場的強度。主線圈層50靠近主線圈層22，且與屏蔽線圈層24之間具有間隔。在一個實施例中，該間隔不小于8厘米。屏蔽線圈層24產(chǎn)生的屏蔽梯度場也抵消主線圈層50產(chǎn)生的在頭部磁共振成像設(shè)備10外的主梯度場。在一個實施例中，主線圈層50可具有與主線圈層22相似的結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，三個或更多個主線圈層被用來產(chǎn)生主梯度場。

圖5所示為另一個實施例的頭部磁共振成像設(shè)備10的剖面示意圖。圖5所示的頭部磁共振成像設(shè)備10和圖1所示的頭部磁共振成像設(shè)備10類似。相比較于圖1所示的頭部磁共振成像設(shè)備10，圖5所示的頭部磁共振成像設(shè)備10進一步包括由絕緣支架26支撐的中介層52，用來使得磁場均勻。在圖5所示的實施例中，中介層52位于主線圈層22和屏蔽線圈層24之間。中介層52包括若干中介線圈。主線圈層22和屏蔽線圈層24之間的較大的間隔允許中介層52插入兩者之間且不受主線圈層22和屏蔽線圈層24產(chǎn)生的熱量的影響。

圖6所示為另一個實施例的頭部磁共振成像設(shè)備10的剖面示意圖。圖6所示的頭部磁共振成像設(shè)備10和圖5所示的頭部磁共振成像設(shè)備10類似。相比較于圖5所示的頭部磁共振成像設(shè)備10，圖6所示的中介層52靠近屏蔽線圈層24位于其內(nèi)側(cè)。

圖7所示為另一個實施例的頭部磁共振成像設(shè)備10的剖面示意圖。圖7所示的頭部磁共振成像設(shè)備10和圖5所示的頭部磁共振成像設(shè)備10類似。相比較于圖5所示的頭部磁共振成像設(shè)備10，圖7所示的中介層52位于絕緣支架26的外徑，屏蔽線圈層24位于中介層52的內(nèi)側(cè)且靠近中介層52。 圖5至圖7示出中介層52的非限制的示例，在其他實施例中，中介層52可以以其他方式排布。

雖然結(jié)合特定的實施方式對本發(fā)明進行了說明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，對本發(fā)明可以作出許多修改和變型。因此，要認(rèn)識到，權(quán)利要求書的意圖在于涵蓋在本發(fā)明真正構(gòu)思和范圍內(nèi)的所有這些修改和變型。