用于定位梯度线圈的系统和方法

文档序号:6214193阅读:575来源:国知局
用于定位梯度线圈的系统和方法
【专利摘要】一种磁共振成像(MRI)系统包括MRI磁体(100)和梯度线圈(400),该MRI磁体包括孔(101)并且具有磁场,该梯度线圈设置在孔内并且具有等中心。MRI磁体内的第一位置相对于MRI磁体的第一预定基准表面而被确定,该第一位置表示磁场的中心(104)。梯度线圈内的第二位置相对于梯度线圈的第二基准表面而被确定,该第二位置表示等中心。当梯度线圈被安装在孔内的时候,第二预定基准表面邻接第一预定基准表面。第一预定基准表面被调整到调整位置,该调整位置根据第一位置和第二位置而被确定,以及对应于第一预定基准表面的、当梯度线圈被安装到孔内的时候第一位置与第二位置相重合的位置。
【专利说明】用于定位梯度线圈的系统和方法发明领域
[0001]本公开基本上涉及一种磁共振成像(MRI),以及特别涉及一种用于将MRI系统的梯度线圈的等中心定位成与MRI磁体的磁性中心相重合的系统、设备、装置、和方法。

【背景技术】
[0002]有两种常用方法将铁板施加到MRI磁体的磁场内部,从而获得期望的均匀性(通常以PPM-百万分之一-规定)。根据一种方法,铁板能够被直接地附接到磁体的内部核心并且围绕着磁体的机械中心放置。这个方法能够提供铁板的固定位置,但是这个方法具有多种不利之处。例如,铁板的放置通常远离磁性等中心的位置,这需要使用更多的铁板被用于获得需要的均匀性。此外,如果需要更多的铁板来获得期望的均匀性,那么在铁板上支承磁性负载的外部结构则会牺牲患者的空间。
[0003]或者,铁板能够被放置在梯度线圈的结构内部,这通常将铁板定位在磁场更加中心和有效的位置。然而,这些铁板的轴向定位会被梯度线圈的轴向位置所影响。因此,如果梯度线圈的等中心以及由此铁板的轴向位置没能围绕着MRI的磁性中心定位,那么:(I)磁场均匀性会发生改变并且不会满足设计规定;和/或(2)铁板当前固定轴向位置在磁体的悬挂式主线圈结构上施加的轴向力会导致主磁性线圈结构发生移位,导致磁体内部的热涨间隙关闭以及可能触动。此外,这种由铁板错位的轴向位置所导致的轴向力将有可能在支承主线圈结构的悬挂系统上施加额外的负载。这些悬挂系统上的额外负载会超出支承元件的强度,导致它们失效。


【发明内容】

[0004]本公开的示例性实施例能够提供例如一种系统、设备、装置和方法,用于精确地定位MRI机器的磁性中心以及使梯度线圈的等中心定位成与MRI机器的磁性中心相重合。本公开的方面能够为MRI提供更均匀的磁场以及能够减小施加到线圈悬挂系统上的作用力。
[0005]本发明的示例性实施例能够提供一种方法,用于根据梯度线圈的等中心来定位MRI磁体的磁性中心。这个方法包括以下步骤:(a)确定磁共振成像(MRI)磁体内相对于MRI磁体的第一预定基准表面的第一位置,该第一位置表不MRI磁体的磁场中心;(b)确定梯度线圈内相对于梯度线圈的第二预定基准表面的第二位置,该第二位置表示梯度线圈的等中心,其中当梯度线圈被安装在MRI磁体的孔内时,该第二预定基准表面邻接第一预定基准表面;以及(C)根据第一位置和第二位置确定对于第一预定基准表面的调整位置,该调整位置对应于第一预定基准表面的、当梯度线圈被安装在MRI磁体的孔内时第一位置与第二位置相重合的位置。
[0006]本发明的另一个示例性实施例能够提供一种MRI系统。该MRI系统能够包括MRI磁体,该MRI磁体包括孔并且具有磁场;以及设置在孔内并且具有等中心的梯度线圈。MRI磁体内的第一位置被相对于MRI磁体的第一预定基准表面确定,该第一位置表不磁场的中心。梯度线圈内的第二位置被相对于梯度线圈的第二预定基准表面确定,该第二位置表示等中心。当梯度线圈被安装到孔内时,第二预定基准表面邻接第一预定基准表面。第一预定基准表面被调整到调整位置,该调整位置根据第一位置和第二位置而被确定并且对应于第一预定基准表面的、当梯度线圈被安装到孔内时第一位置与第二位置相重合的位置。
[0007]本发明的另一个示例性实施例能够提供一种计算系统,用于根据梯度线圈的等中心来定位MRI磁体的磁性中心。计算系统包括处理器和存储器装置。处理器确定MRI磁体内相对于MRI磁体的第一预定基准表面的第一位置,该第一位置表示MRI磁体的磁场的中心。处理器确定梯度线圈内相对于梯度线圈的第二预定基准表面的第二位置,该第二位置表示梯度线圈的等中心。当梯度线圈被安装到MRI磁体的孔内时,第二预定基准表面邻接第一预定基准表面。处理器根据第一位置和第二位置确定第一预定基准表面的调整位置,该调整位置对应于第一基准表面的、当梯度线圈被安装到孔内时第一位置与第二位置相重合的位置。

【专利附图】

【附图说明】
[0008]在接下来的示例性实施例中以及参考附图,本发明被进一步详细解释,其中相同或类似的元件部分地被相同的附图标记所表示,以及各个示例性实施例的特征可以组合。在附图中:
[0009]图1A显示了根据本发明示例性实施例的示例性MRI磁体的简图。
[0010]图1B显示了根据本发明示例性实施例的、图1A中示例性MRI磁体沿着剖面A_A’截取的横截面视图。
[0011]图2A显示了根据本发明示例性实施例的示例性MRI磁体的服务端的分解视图。
[0012]图2B显示了根据本发明示例性实施例的示例性MRI磁体的服务端的组装视图。
[0013]图3A显示了根据本发明示例性实施例、在示例性映射程序中使用的游标手轮组件的示例性实施例。
[0014]图3B显示了根据本发明示例性实施例的映射台架的示例性实施例。
[0015]图3C显示了根据本发明示例性实施例的映射台架的示例性简图。
[0016]图4A显示了根据本发明示例性实施例的示例性梯度线圈的示例性简图。
[0017]图4B显示了根据本发明示例性实施例、图4A的示例性梯度线圈沿着剖面B-B’截取的横截面视图。
[0018]图5显示了根据本发明示例性实施例的方法,该方法用于将梯度线圈的等中心定位成与MRI磁体的磁性中心相重合。
[0019]图6显示了在根据本发明示例性实施例的方法中使用的映射台架的另一个示例性实施例。
[0020]图7显示了根据本发明示例性实施例的示例性方法,该方法用于修正角度。

【具体实施方式】
[0021]参考接下来的描述以及附图,示例性实施例将会被进一步理解,其中类似的元件用相同的附图标记表示。示例性实施例涉及到用于将梯度线圈的等中心定位成于MRI磁体的磁性中心相重合的方法和系统。尽管示例性实施例针对MRI成像装置进行描述,但是本领域技术人员可以理解,本发明示例性实施例的系统和方法可被用于任意医疗设备,例如CT、PET、CAT成像装置,等等中。
[0022]图1A显示了根据本发明示例性实施例的示例性MRI磁体100的基础简图。MRI磁体100包括纵向地延伸穿过MRI磁体100的长度的中心孔101。MRI磁体100还包括两个端部:服务端102和患者端103。服务端102作为医生或者MRI专家控制MRI程序的区域。或者,服务端102可包括与远程地点的远程服务站相通信的连接部。患者端103是一端部,患者通过该端部而移动到中心孔101中。MRI磁体100还包括磁性中心104。磁性中心104是由MRI磁体100所产生的磁场的中心。图1B显示了图1A中的MRI磁体在剖面A-Al的横截面视图。此外,MRI磁体100可包括病床(未示出),在MRI程序进行的同时患者躺在该病床上。病床通常可移动地连接到MRI磁体,用于使病床伸出到MRI磁体100的中心孔101之外以及回缩到中心孔101之中。
[0023]图2A显示了根据本发明示例性实施例的MRI磁体100的服务端102的分解视图。根据本发明的示例性实施例,挡板组件200被可移除地附接到服务端102。例如,挡板组件200可通过两个螺钉210 (如图2A中所示)而被可移除地附接到服务端102。或者,可移除地附接可以通过粘结剂(未示出)进行。应当认识的是,这些示例仅仅是解释性的并且示例性实施例并非受限于这种附接。挡板组件200包括挡板201和预定数目的薄垫片202。例如,挡板200可包括24个薄垫片,其中12个薄垫片被预先安装。或者,应当理解的是,挡板组件200可包括任意数目的薄垫片202。挡板201包括面向MRI磁体100的中心孔101的基准表面203。每个薄垫片202都具有预定的厚度。例如,每个薄垫片都具有0.5mm的厚度。然而,应当理解的是,薄垫片202可以大于或者小于0.5mm并且这个示例仅仅用于解释性目的。薄垫片202被预先安装到挡板201和MRI磁体100的服务端102之间。由此,在上述示例中,如果12个薄垫片被预先安装到挡板201与服务端102之间的话,那么基准表面203将会与MRI磁体100的服务端102相隔6mm。更多的薄垫片202能够被添加或者移除,从而将基准表面203定位成与MRI磁体100的服务端102相距期望距离。应当认识的是,具有相同宽度的薄垫片202仅仅是示例性的。根据另一个示例性实施例,薄垫片202可具有不同的宽度来适应更多的整体宽度尺寸。
[0024]图2B显示了在MRI磁体100服务端102的挡板组件200的组装视图。在这个视图中,薄垫片202是不可见的,原因是它们位于挡板201与服务端102之间。如图2B中所示,当联接时,挡板201向着中心孔101的中心延伸,从而使得挡板201的上部部分与中心孔101在服务端102的开口相重叠,其中基准表面203面向着孔。
[0025]图3A和3B显示了用于确定MRI磁体100的磁性中心104的映射台架300的示例。映射台架300包括游标手轮301,该手轮能够被转动而使摄像头302 (图3B中显示)向着MRI磁体100的患者端103或者服务端102移动。用于确定磁性中心104的过程将会在下面详细介绍。
[0026]图3B显示了被用于确定MRI磁体100的磁性中心104的摄像头302以及映射台架300所附接的台架支撑件305。在用于确定磁性中心104的映射程序期间,台架支撑件305取代挡板组件200并且被附接到服务端102。台架支撑件305可以使用基本上类似与上面参考挡板组件200所介绍的方式而被联接到服务端102。台架支撑件305包括台架基准表面303,其类似于挡板201的基准表面203。映射台架300被用于获得MRI磁体100的映射,从而确定磁性中心104的位置。这种映射能够以例如具有指示器的MRI磁体100的简图的形式显示给使用者,该指示器显示出磁性中心104的位置。然而,应当认识的是,映射可通过任意其它方法包括例如一列尺寸而被显示给使用者。
[0027]如图3C中所示,摄像头302被最初定位成与台架基准表面303相距距离LI。这个距离LI可以是例如845mm。然而,应当理解的是,距离LI可以是任意距离。在映射程序期间,游标手轮301被转动从而将摄像头302向着MRI磁体100的患者端103或服务端102移动。摄像头302由于游标手轮301的致动而走过的距离将会指示出定位在挡板201的基准表面203与MRI磁体100的服务端102之间的薄垫片202的数目。
[0028]图4A和4B显示了根据本发明示例性实施例的梯度线圈400。梯度线圈400被设计和成形成使得它可以被放置在MRI磁体100的中心孔101的内部。梯度线圈400具有与MRI磁体100的服务端102和患者端103相对应的服务端402和患者端403。梯度线圈400具有与位于梯度线圈400的服务端402的基准表面401相距已知距离L2(例如851mm)的等中心404。服务端402包括装置405,其用于将梯度线圈400联接到挡板201。本发明的示例性实施例能够提供一种系统、设备、装置和方法,在梯度线圈400被安装到MRI磁体100的中心孔101内的时候使得等中心404与磁性中心104对准。这可以通过在挡板201与服务端102之间安装预定数目的薄垫片202来实现。
[0029]图5显示了根据本发明的示例性实施例、用于使等中心404与磁性中心104相对准的方法500。在步骤501,MRI磁体100的磁性中心104使用映射台架300而被确定。在这个步骤期间,挡板组件200被移除以及用映射台架支撑件305来代替安装。最初,摄像头302被定位成与台架基准表面303相距距离L3。优选地,摄像头302被初始地定位在MRI磁体100的几何中心。随后执行映射程序并且MRI磁体100的磁性中心104被确定。
[0030]在步骤502,基准表面203的调整位置被确定。具体地,游标手轮301被转动(顺时针或者逆时针)来移动摄像头302从而将它放置在所确定的磁性中心104。例如,如果磁性中心104向着患者端103而远离几何中心移位了 3.5mm,那么将游标手轮301顺时针转动3V2圈能够使得摄像头302向着患者端103前进3.5mm。或者,逆时针转动游标手轮301能够使摄像头302向着服务端102移动。在这个位置,能够进行最终的映射。在将摄像头302放置在磁性中心104时摄像头302所走过的最终距离(即偏移)随后在挡板201的基准表面203上记录下来。例如,这个偏移可被蚀刻或者雕刻到基准表面203上。然而,应当认识的是,将指示放置在表面上的任意常规方式都可被用于标识这个偏移。
[0031]在步骤503,映射台架300和映射台架支撑件305被移除以及挡板201被重新安装预定数目的薄垫片202。薄垫片202的预定数目通过步骤502中确定的偏移所指示出来。由此,在上述不例中,如果每个薄垫片为0.5mm以及向着患者端103的偏移为3.5mm,那么12个预安装薄垫片中的7个都应当被移除从而使得基准表面203向着患者端103前进
3.5mm。应当认识的是,这些尺寸仅仅用于解释目的并且这些尺寸将会基于所用的具体MRI磁体100以及薄垫片202的厚度而发生改变。
[0032]最后,在步骤504,梯度线圈400被放置在MRI磁体100的中心孔101内部,从而使得梯度线圈400的基准表面403与挡板200的基准表面203齐平。在这个位置,梯度线圈400的等中心404与MRI磁体100的磁性中心104重合。
[0033]图6显示了根据本发明另一个示例性实施例的示例性系统。如图6中所示,映射台架600可包括指示器610,该指示器能够接触基准表面603并且与其配准。例如,指示器610的末端601能够被以距离LI定位到摄像头602的中心,如图6中所示。例如,这个距离能够是844_。根据特定的示例性实施例,这种定位能够是永久的。指示器610还能够可以移动从而使得台架能够被用在安装了梯度线圈400的MRI磁体100上。优选地存在刻度尺604,其附接到映射台架600定位在游标手轮606的附近。
[0034]图7显示了另一个示例性实施例方法,用于修正图6中的映射台架600的角度。方法700能够在梯度线圈400被安装在MRI磁体100的中心孔101中的时候被执行。然而,应当认识的是,这个方法还能够在空的MRI磁体100 (即没有梯度线圈400)上执行。例如,该方法700包括以下步骤。在步骤701,在将台架支撑件305安装到MRI磁体100的服务端102上之前,摄像头602能够远离基准表面603而前进距离L4。这样能够确保当台架600被紧固的时候,在指示器610和基准表面603之间不会有干涉。在步骤702,挡板201和薄垫片202如果被安装的话那么可以被移除。在步骤703,台架600能够被安装以及紧固到MRI磁体100的服务端102。在步骤704,摄像头602的位置能够被调整,从而使得指示器601的末端刚好接触到基准表面603。这样最好将摄像头602放置在MRI磁体100的理论几何中心。在步骤705,刻度尺604上的读数能够被注意到和记录下来。在角度已被修正之后,磁性中心104能够根据上面所述的示例性方法500而被定位。
[0035]尽管本发明已经参考具体示例性实施例而进行了显示和描述,但是本领域技术人员应当理解的是,本发明没有局限于此,而是可以在形式和细节上进行多种改变,包括各种特征和实施例的组合,而不会脱离发明的精神和范围。
[0036]本领域技术人员可以理解到,上面所述的示例性实施例可以以多种方式实施,包括,以单独的软件模块、以硬件和软件的组合,等等。例如,映射方法500可以是包含多行代码的程序,该程序在编译之后能够在处理器上执行。程序可以嵌入到永久的计算机可读存储介质上。
[0037]认识到,权利要求可包括根据PCT细则6.2(b)的参考标记/标号。然而本权利要求书不应当被理解为限定为与参考标记/标号所对应的示例性实施例。
[0038]本领域技术人员而言,显而易见的是,可以对公开的示例性实施例和方法和替换性方案进行各种变型,而不会脱离公开的精神和范围。由此,本公开的目的是覆盖这些变型和改变,只要它们落入到附加权利要求及其等同物的范围内。
【权利要求】
1.一种方法,包括: 确定磁共振成像(MRI)磁体内相对于所述MRI磁体的第一预定基准表面的第一位置,所述第一位置表不所述MRI磁体的磁场中心; 确定梯度线圈内相对于所述梯度线圈的第二预定基准表面的第二位置,所述第二位置表示所述梯度线圈的等中心,其中当所述梯度线圈被安装在所述MRI磁体的孔内时,所述第二预定基准表面邻接所述第一预定基准表面;以及 根据所述第一位置和所述第二位置确定对于所述第一预定基准表面的调整位置,所述调整位置对应于所述第一预定参考表面的、当所述梯度线圈被安装在所述MRI磁体的孔内的时候所述第一位置与所述第二位置相重合的位置。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括: 将所述梯度线圈安装在所述MRI磁体的孔内;以及 将所述梯度线圈经由所述第一预定基准表面和所述第二预定基准表面而联接到所述MRI磁体。
3.如权利要求1所述的方法,其中确定所述第一位置包括: 将映射台架安装在所述MRI磁体的一个端部,其中所述映射台架的摄像头延伸到所述MRI磁体的孔内, 将所述摄像头定位在所述MRI磁体的几何中心,以及 确定从所述摄像头的位置到所述磁场中心的偏移距离。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括: 将所述摄像头重新定位在所述第一位置;以及 获得所述MRI磁体的磁场的最终映射。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,确定所述调整位置进一步包括记录下所述调整位置。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述调整位置被标记在所述第一预定基准表面上。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,确定所述调整位置进一步包括确定修正角度。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述调整位置和所述修正角度被标记在所述第一预定基准表面上。
9.一种磁共振成像(MRI)系统,包括: MRI磁体,其包括孔并且具有磁场;以及 设置在所述孔内并且具有等中心的梯度线圈, 其中所述MRI磁体内的第一位置被相对于所述MRI磁体的第一预定基准表面确定,所述第一位置表不所述磁场的中心, 其中所述梯度线圈内的第二位置被相对于所述梯度线圈的第二预定基准表面确定,所述第二位置表示所述等中心, 其中当所述梯度线圈被安装在所述孔内时,所述第二预定基准表面邻接所述第一预定基准表面;以及 其中所述第一预定基准表面被调整到调整位置,所述调整位置根据所述第一位置和所述第二位置而被确定并且对应于所述第一预定参考表面的、当所述梯度线圈被安装在所述孔内时所述第一位置与所述第二位置相重合的位置。
10.如权利要求9所述的MRI系统,其特征在于,所述梯度线圈经由所述第一预定基准表面和所述第二预定基准表面而联接到所述MRI磁体。
11.如权利要求9所述的MRI系统,其特征在于,所述第一位置通过以下方式被确定: 将映射台架安装在所述MRI磁体的一个端部,其中所述映射台架的摄像头延伸到所述MRI磁体的孔内, 将所述摄像头定位在所述MRI磁体的几何中心,以及 确定从所述摄像头的位置到所述磁场的中心的偏移距离。
12.如权利要求11所述的MRI系统,其特征在于,所述第一位置通过以下方式被进一步确定: 将所述摄像头重新定位在所述第一位置;以及 执行所述MRI磁体的磁场的最终映射。
13.如权利要求9所述的MRI系统,其特征在于,所述第一预定基准表面包括指示所述调整位置的第一标记。
14.如权利要求13所述的MRI系统,其特征在于,所述第一预定基准表面包括指示修正角度的第二标记。
15.一种计算系统,包括: 处理器;以及 存储器装置, 其中所述处理器确定MRI磁体内相对于所述MRI磁体的第一预定基准表面的第一位置,所述第一位置表不所述MRI磁体的磁场中心, 其中所述处理器确定梯度线圈内相对于所述梯度线圈的第二预定基准表面的第二位置,所述第二位置表示所述梯度线圈的等中心, 其中当所述梯度线圈被安装在所述MRI磁体的孔内时,所述第二预定基准表面邻接所述第一预定基准表面;以及 其中所述处理器根据所述第一位置和所述第二位置而确定所述第一预定基准表面的调整位置,所述调整位置对应于所述第一预定基准表面的、当所述梯度线圈被安装在所述MRI磁体的孔内时所述第一位置与所述第二位置相重合的位置。
16.如权利要求15所述的计算系统,其特征在于,确定所述调整位置进一步包括所述处理器将所述调整位置记录在存储器装置中。
17.如权利要求15所述的计算系统,其特征在于,确定所述调整位置进一步包括所述处理器确定修正角度。
【文档编号】G01R33/24GK104246527SQ201380021095
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年4月9日 优先权日:2012年4月25日
【发明者】J·H·克拉利奇, F·巴蒂斯塔, J·E·利奇, D·A·贝克尔 申请人:皇家飞利浦有限公司
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