专利名称：用于限定用于成像体积的磁场的磁组件和方法
技术领域：
本发明总体上涉及具有预定的特别期望的特性的磁场，更具体地涉及用于限定用 于成像体积的磁场的磁组件和方法。
背景技术：
磁共振成像(或MRI)是公知的成像技术，其间，诸如病人的对象被置于MRI机器 内，并且承受由在MRI机器内容纳的极化磁体产生的均勻磁场。由在MRI机器内容纳的RF 线圈产生的射频(RF)脉冲用于扫描病人的目标组织。在连续的RF脉冲之间的间隔中通过 目标组织中受激励的原子核来辐射MRI信号，并且通过RF线圈来感测MRI信号。在MRI信 号感测期间，精细地控制的磁场梯度被迅速地转换以改变局部区域的均勻的磁场，从而允 许由选择的目标组织的切片辐射的MRI信号的空间局域化。继而使用多种已知技术之一来 数字化和处理所感测的MRI信号，以重建目标组织切片的图像。在能够执行MRI的系统中，需要强的均勻静态磁场，以便在特定的成像体积内对 齐对象的核自旋。这个均勻的静态磁场通常由永久或线圈磁组件产生，并且在成像体积内 具有大约0. 1至4. 7特斯拉的磁场强度。在感测期间，在成像体积中施加的精细控制的磁 场梯度允许不同位置的核自旋之间的区分。然而，在图像获取期间，成像体积内的静态磁场 中的不均勻与磁场梯度密不可分，并且直接地导致获得的图像中的几何失真。当MRI系统 要与依赖于获取的图像的几何精度的另一个过程(诸如但不限于放射治疗)结合使用时， 这些失真特别有害。因此，大大地降低静态磁场不均勻性极其重要，以便获得高质量的并且 具有高的几何精度的图像。例如，当不均勻性的水平大约为成像体积内的IOppm时，能够实 现可接受的图像质量。已知使用诸如无源勻场的技术来减小轴对称和非轴对称的静态磁场不均勻性。在 制造了磁组件后执行无源勻场，并且无源勻场包含在策略上将额外的磁材料布置到成像 体积之内和周围。额外的磁材料通常具有各种形状，包括环、环段、柱和棱柱。虽然在一些 应用中勻场在限制在成像体积中的不均勻方面有效，但是其效果受到在制造后存在初始场 不均勻的程度的限制。因此，在磁组件的设计上存在较大的约束，并且该约束是由于正在检 查的对象要求在磁组件内保持适当大和可进入的空间而导致的。通过改善制造的磁组件的设计以便减少固有的轴对称场不均勻性已经进行了避 免无源勻场技术的限制的尝试。在双平面磁体的现有技术中，形成磁极的相对表面的等高 线使得磁极的形状为围绕通常向相对的磁极表面延伸的轴轴对称。例如，最常见的这样的 磁极设计已知为玫瑰环设计，其中最接近成像体积的磁极的表面完全平坦，除了沿着所述 磁极表面的周围布置的磁材料的环之外。更具体地，沿着轴的磁极表面的轴距离与距离该轴的径向距离的图形是零斜率的线，并且在玫瑰环的径向位置具有单个垂直台阶。在美国专利No. 5，539，366中公开的一种磁组件设计由轴对称形状的磁极构成， 对于轴对称形状的磁极而言，沿着轴的磁极表面的轴距离与距离轴的径向距离的图形是分 段线性曲线，或是存在两个符号反转的具有连续斜率的非线性曲线。这两种设计的限制在 于位于距离轴相同径向距离的磁极的表面区域上的点也位于沿着轴的共同的轴距离上， 因此，在勻场之前仅能够减小轴对称的磁场不均勻。而且，这些系统巨大，并且是不可移动 的，因为磁极尺寸必要很大，因此不适合于相对于被检查的主体的移动。其他对象和/或装置常常位于MRI装置附近。例如，在i^llone等的PCT专利申 请公布WO 2007/045076 Al中描述了集成的外部波束放射治疗和MRI系统，其内容通过引 用整体包含在此，其中，线性加速器(Iinac)耦合到MRI设备以提供同时的成像和治疗。不 幸的是，现有技术的磁组件设计没有涉及下述效果在磁组件内或磁组件附近包括对象或 额外的治疗或诊断装置，同时提供具有特定的磁场的可接受地均勻成像体积和/或其他体 积，并且确保磁组件的大小是可管理的。这样的额外的装置的操作会受到它们的位置处的 磁场的存在和/或特性的影响，并且本身会改变成像体积中的磁场的特性。而且，在磁组件 之内或附近包含这样的对象或装置可能要求磁组件中的特定体积的自由空间，诸如穿过磁 体结构的大孔，用于布置对象或装置或用于提供对象或装置本身的性能方面的益处。例如， 可能有益的是，将由磁组件产生的磁场与在线性加速器波导内的电子(或由用于质子治疗 的线性加速器产生的质子)的方向对齐以用于图像引导的放射治疗，特别是减小病人放射 剂量中的后续的扰动。通常，这样的空出的体积大大影响了由磁组件产生的磁场，并且导致 成像体积中的高度不均勻磁场。因此，本发明的目的是提供用于限定成像体积的磁场的磁组件和方法，其减轻或 消除现有技术的上述缺点的至少一个。
发明内容
根据一个方面，提供了一种磁组件，包括至少两个磁体，其以彼此固定的间隔关系进行布置，从而在所述磁体之间限定包 含成像体积的空间，所述磁体中的每一个在其向内的表面上产生多个磁场强度，所述多个 磁场强度以组合的方式产生所述成像体积内的基本上均勻的磁场。所述磁体的向内的表面上的多个磁场使得能够在不需要使用很大的磁体的情况 下产生对于在成像体积内成像来说是可接受的基本上均勻的磁场，并且所述基本上均勻的 磁场具有足够的大小。因此，所述磁体的向内的表面上的多个磁场的产生提供了对于给定 的成像体积使能更紧凑的磁组件的构造。根据另一个方面，提供了一种磁共振成像(MRI)装置，包括如上所述的磁组件；以及检测器，其检测当在扰动后重新与基本上均勻的磁场对齐时由在所述成像体积内 的质子发射的射频信号，其中成像基于检测的射频信号。根据另一个方面，提供了一种限定用于成像体积的磁场的方法，所述方法包括产生磁组件的初始模型；基于模型来估计用于成像体积的磁场；
计算估计的磁场和用于成像体积的目标磁场之间的偏差；以及通过修改磁组件以产生多个磁场强度来更新模型以减少偏差，多个磁场强度以组 合的方式基本上产生目标磁场。在一个实施例中，目标磁场是可接受地均勻的磁场，初始模型基于指定磁组件的 参数，并且修改包括修改表示磁组件的两个磁体的一个或两个向内的表面的表面几何形 状的一个或多个参数。根据另一个方面，提供了一种计算机可读介质，其上具有计算机可读程序，用于限 定成像体积的磁场，所述计算机程序包括产生磁组件的初始模型的计算机程序代码；基于模型来估计用于成像体积的磁场的计算机程序代码；计算估计的磁场和用于成像体积的目标磁场之间的偏差的计算机程序代码；以及通过修改磁组件以产生多个磁场强度来更新模型以减少偏差的计算机程序代码， 多个磁场强度以组合的方式基本上产生成像体积中的目标磁场。根据另一个方面，提供了一种磁组件，包括至少两个磁体，其被以彼此固定的间隔关系进行布置，从而在其间限定空间，磁体 中的每一个在其向内的表面上产生多个磁场强度，所述多个磁场强度以组合的方式产生目 标体积内的目标磁场。根据另一个方面，提供了一种限定用于目标体积的磁场的方法，所述方法包括产生磁组件的初始模型；基于模型来估计用于目标体积的磁场；计算估计的磁场和用于目标体积的目标磁场之间的偏差；以及通过修改磁组件以产生多个磁场强度来更新模型以减少偏差，所述多个磁场强度 以组合的方式基本上产生目标体积中的目标磁场。根据另一个方面，提供了一种计算机可读介质，包含用于限定用于目标体积的磁 场的计算机程序，所述计算机程序包括产生磁组件的初始模型的计算机程序代码；基于模型来估计用于目标体积的磁场的计算机程序代码；计算估计的磁场和用于目标体积的目标磁场之间的偏差的计算机程序代码；以及通过修改磁组件以产生多个磁场强度来更新模型以减少偏差的计算机程序代码， 所述多个磁场强度以组合的方式基本上产生目标体积中的目标磁场。在此描述的方法能够被应用到用于在医疗应用中，特别是包含磁共振成像(MRI) 的医疗应用中使用的磁组件的基于计算机的设计，在磁共振成像中将采用双平面磁体构造 (例如，亥姆霍兹型)。这样的双平面磁组件包括具有隔开的第一和第二磁极的磁组件，并 且该第一和第二磁极具有通常相对的第一和第二磁极面，所述具有隔开的第一和第二磁极 的磁组件诸如但是不限于C形磁体、两柱磁体或四柱磁体。在这样的应用中，所述方法可以 用于产生下述磁组件，该磁组件通过减少轴对称和/或非轴对称磁场不均勻而在特定的成 像体积中产生基本上均勻的磁场。更一般地，在此描述的方法可以用于在可能受到磁场的 存在和/或特性的影响的其中放置额外的对象或装置的磁组件之内或附近的特定区域中 产生具有特别想要的特性的磁场。这样的对象或装置可以是X射线管、医疗线性加速器波导(Iinac)、平板成像器、核医疗或超声波成像器或其他装置。这样的装置可以位于在两个 磁极之间的开放空间的端部。在此描述的方法也适用于用于磁组件的成像体积中的磁场的 定义，该成像体积包括中心或任何位置处的一个磁极或两个磁极中的开口，用于将任何装 置定位在该位置。这样的布置可以被提供用于设计或操作的优点，诸如尺寸的减小和/或 减小集成有成像系统和/或产生特定的磁场的治疗系统中的病人剂量中的干扰。例如，一 种具体的构造是将线性加速器(Iinac)定位在磁结构内的位置，其中，波导内的电子或由 它们产生的质子的方向与由磁体产生的磁场平行，因此减少了病人辐射剂量中的随后的干 扰。在此公开的方法的另一个益处是其适用于多种用途。例如，虽然在许多应用中期 望成像体积中的基本上均勻的磁场，但是在特定的应用中，成像体积中的磁场可以期望为 例如具有特定的期望梯度的基本上不均勻的磁场。更一般地，本发明可以用于限定并不用 于成像的体积中的磁场。例如，可以期望限定用于体积的磁场，其用于定向/引导/改变电 子或质子的路径，诸如当前使用偏转磁体实现的那样。在此描述的磁组件和方法可以被应用在集成外部束放射治疗的系统和MRI系统， 并且甚至可应用于被构造为用于在旋转模式中使用的这样的系统，诸如在hllone等的 PCT专利申请公布No. WO 2007/045076 Al和WO 2007/045075 Al中描述的系统，这些专利 申请中的每一个的内容通过引用被整体包含在此。
现在参考附图更完全地描述实施例，其中图1是根据一个实施例的开放紧凑磁组件的透视图；图2是本发明的开放紧凑磁组件的截面图，其包括磁极组件表面和表示磁极组件 表面上的位置的可变设计参数的分布的直接视图；图3是绘制磁极组件表面上的位置的可变设计参数分布的径向位置与角位置的 图；图4是根据一个实施例的单独的非轴对称磁极组件的等高线的透视图；图5是替代的开放紧凑磁组件的透视图，该开放紧凑磁组件特别地具有穿过整个 磁组件的两个大孔；图6是磁组件的初始模型中的平面的铁磁体磁极以及由可变设计参数表示的表 面位置的分布的透视图，该磁组件具有穿过其中的大孔。图7是通过将方法应用于包含图6的磁极的磁组件获得的轴对称的铁磁体磁极的 等高线的透视图；图8是示出根据一个实施例的用于限定用于成像体积的磁场的步骤的流程图；图9是更好地示出如图8中所示的用于产生磁组件的初始模型的步骤的流程图； 以及图10是更好地示出如图8中所示的用于以目标函数形式计算相对于目标磁场的 偏差的步骤的流程图。
具体实施例方式现在参见附图，其中，在全部附图中，相似的附图标记表示相似的元件，图1-4示 出根据一个实施例的磁组件1。在这个实施例中，磁组件1包括第一铁磁体磁极组件2和第 二铁磁体磁极组件3。第一和第二铁磁体磁极组件2、3以彼此固定的间隔关系进行布置，作 为“双平面”磁体，从而在其间限定空间，该空间包含成像体积17，并且足够大以容纳要在成 像体积17处成像的对象(未示出)。磁组件1是“开放的”，因为要成像的对象可以在磁极 组件2、3之间移动以定位在成像体积17处。在这个实施例中，第一和第二铁磁体磁极组件2、3中的每一个包括柱状永磁体 6(7)和基本上柱状的铁磁体8 (9)。永磁体6 (7)和基本上柱状的铁磁体8 (9)被布置为铁 磁体8(9)位于成像体积17和永磁体6 (7)之间。向内的表面或“磁极表面” 4、5邻近第一 和第二铁磁体磁极组件2、3之间的空间。如在此更详细地描述的，第一和第二铁磁体磁极 组件2、3的每一个在它们的向内表面4、5上产生多个磁场强度，以在成像体积中产生可接 受地均勻的磁场。在这个实施例中，可接受地均勻的磁场是包括大约IOppm或更小的磁场 不均勻性的磁场。这种不均勻水平被认为对于在磁共振成像(MRI)装置中使用来说是可接 受的，所述MRI装置是诸如当在干扰后重新与大致均勻的磁场对齐时基于成像体积17中由 质子发射并且由检测器50检测的射频信号而成像的MRI装置。铁磁体8、9被称为“基本上”柱体，这与严格的柱体相对，因为在这个实施例中，虽 然当在图1中从上(或下)看时铁磁体8、9是圆形的，但是各向内的或“相对”的表面或磁 极表面4、5并不是严格意义上的平面。而是，每一个铁磁体8、9被成形为具有磁性材料的 多个厚度(当截面地看时)，从而在向内的表面4和5上产生多个磁场强度。在这个实施例中，磁组件1还包括轭结构10，其具有与四个柱13-16连接的第一和 第二轭板11和12。第一磁极组件2连接到最接近第二轭板12的第一轭板11的向内的表 面。类似地，第二磁极组件2连接到第二轭板12的向内的表面。可以理解的是，在诸如MRI的具体的磁应用中，在成像体积17中需要高的整体磁 场强度。在这个实施例中，为了实现这个高磁场强度，永磁体6和7由钕铁硼复合物形成。 在替代实施例中，可以使用另外的材料或被永久磁化并且具有高的最大能积的材料。此外， 铁磁体8、9和轭结构10的每一个由诸如钢的含铁材料形成。如上所述，特别对于MRI应用 来说有利的是，在成像体积中具有良好的磁场均勻性。然而，在现有的已知磁组件中，特别 是具有平面磁极表面的磁组件中，由磁组件产生的磁场一般具有较差的均勻水平。此外，在 先前已知的磁组件中，由于整个磁组件的非轴对称形状，特别由于轭结构的非轴对称形状， 导致成像体积中的磁场不均勻因此为轴对称和非轴对称的。结果，与需要很大的磁体来实 现足够大小的成像体积的磁组件的整体大小相比，这样的现有的已知的磁组件中的任何包 含可接受地均勻的磁场(即，适合于成像)的空间的体积很小。在此参考图8描述用于限定用于成像体积的磁场的方法。在所述方法中，产生磁 组件1的初始模型(步骤100)，并且基于该模型来确定用于成像体积的磁场(步骤200)。 计算用于成像体积的磁场和目标磁场之间的偏差(步骤300)，并且，通过修改磁组件1以产 生多种磁场强度来更新模型以减小偏差，所述多种磁场强度以组合的方式基本上产生成像 体积中的目标磁场(步骤400)。如果在步骤400的更新后确定需要再循环(迭代)(步骤500)，则再一次执行估计、计算和更新步骤。
在这个实施例中，目标磁场是均勻的磁场，使得基本上产生成像体积中的目标磁场。图9更详细地示出了用于产生磁组件1的初始模型的步骤，如上面的步骤100中 所示。首先，选择限定表示磁体组件1的形状、尺寸和材料的用于成像体积1的设计参数 (步骤110)。然后限定约束条件(步骤112)，使得为参数提供初始值，并且将参数指定为可变 的或不可变的。可以以包括经验地、任意地或随机地的任何方式来选择或预定设计参数的 初始值，假设它们满足指定的约束条件。例如，在这个实施例中，磁组件1的材料被初始定 义为表示如上所述的钢和钕铁硼复合物的磁属性，但是被指定为不变的，使得在模型的更 新期间，可以不改变材料。另一方面，在这个实施例中，表示磁体的向内的表面的表面几何 形状的参数被初始定义为表示平面或“平坦”的向内的表面，但是被指定为可变的使得可 以在更新期间对其进行修改以优化它们的形状，以产生如图1中所示的非平面的向内的表在已经限定了参数化的参数初始值和约束条件以产生磁组件的初始模型的情况 下(步骤114)，然后使用采用有限元方法(FEM)或边界元素方法(BEM)的模拟技术来估计 由初始磁组件产生的磁场，特别是用于感兴趣的成像体积的磁场(步骤300)。在已经估计了磁场的情况下，然后计算目标磁场和由初始模型表示的磁组件产生 的磁场之间的偏差。要减小并且优选被最小化的偏差被定义为目标函数Ψ (步骤310)，其 能够由一组设计参数来确切地或隐含地确定。在这个实施例中，目标函数Ψ包含用于其中 要优化磁场的每一个区域的至少一项Wi (使用下标i = 1，2，...来标注)。因此，至少存 在一项Ψ”其在这个实施例中是实际磁场与成像体积17上的优选地均勻的磁场的偏差的 计算，如以下等式(1)中所示
权利要求
1.一种磁组件，包括至少两个磁体，所述至少两个磁体以彼此固定的间隔关系进行布置，由此在所述磁体 之间限定包含成像体积的空间，所述磁体中的每一个在其向内的表面上产生多个磁场强 度，所述多个磁场强度以组合的方式在所述成像体积内产生可接受地均勻的磁场。
2.根据权利要求1所述的磁组件，其中，所述可接受地均勻的磁场具有大约IOppm或更 小的磁场不均勻性。
3.一种磁共振成像(MRI)装置，包括根据权利要求1所述的磁组件；以及检测器，所述检测器检测当在扰动后重新与基本上均勻的磁场对齐时由在所述成像体 积内的质子发射的射频信号，其中成像基于检测的射频信号。
4.根据权利要求1所述的磁组件，其中，每一个磁体被成形为具有多个厚度的磁材料， 从而产生所述多个磁场强度。
5.根据权利要求1所述的磁组件，其中，每一个磁体包括线圈磁体，每一个线圈磁体具 有各自的属性，从而产生所述多个磁场强度。
6.根据权利要求5所述的磁组件，其中，所述线圈磁体的属性包括线圈匝数、线圈线 径、线圈形状、线圈位置和线圈电流中的至少一种。
7.一种限定用于成像体积的磁场的方法，所述方法包括产生磁组件的初始模型；基于所述模型来估计用于所述成像体积的磁场；计算估计的磁场和用于所述成像体积的目标磁场之间的偏差；以及通过修改所述磁组件以产生多个磁场强度来更新所述模型以减少所述偏差，所述多个 磁场强度以组合的方式基本上产生所述成像体积中的所述目标磁场。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述目标磁场是均勻的磁场。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述初始模型基于指定所述磁组件的参数，并且 所述更新包括修改所述参数中的一个或多个。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述磁组件包括至少两个磁体，所述至少两个 磁体以彼此固定的间隔关系进行布置，从而在所述至少两个磁体之间限定包含目标体积的 空间。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，通过轭组件来将所述至少两个磁体保持在所 述固定的间隔关系，并且所述轭组件是所述初始模型的一部分。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述轭组件包括与各磁体相关联的两个轭板， 以及连接所述两个轭板的柱。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述磁体每一个包括与所述两个磁体之间的 空间相邻的向内的表面。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述更新包括修改表示所述向内的表面之一或两者的表面几何形状的一个或多个参数。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，表示所述向内的表面之一或两者的表面几何 形状的可变参数包括向内的表面上的各点的沿着所述磁组件的纵轴的位置。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，修改所述可变参数以轴对称地修改所述表面几何形状。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，修改所述可变参数以非轴对称地修改所述表 面几何形状。
18.根据权利要求9所述的方法，其中，指定所述磁组件的参数包括用于指定以下至少 一种的参数磁体形状、磁体尺寸、磁体材料和可允许的磁组件大小的范围。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，在所述修改期间能够修改至少所述磁体形状 和磁体尺寸。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，在所述修改期间，至少所述可允许的磁组件大 小的范围保持不变。
21.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述初始模型中，所述参数指定所述磁体的 向内的表面是平的，并且在所述修改期间，修改所述参数以指定所述磁体的向内的表面中 的至少一个不是平的。
22.根据权利要求8所述的方法，进一步包括产生更新的模型，所述更新的模型除了所述磁组件之外还包括一个或多个对象，所述 一个或多个对象能够以使得所述成像体积中的磁场成为不可接受地不均勻的方式干扰所 述成像体积中的磁场；以及基于更新的模型来执行所述估计、计算和更新。
23.根据权利要求8所述的方法，进一步包括产生更新的模型，所述更新的模型除了所述磁组件之外还包括一个或多个装置，所述 一个或多个装置能够以下述方式干扰所述成像体积中的磁场和/或受到所述成像体积中 的磁场的干扰，所述方式为引起所述一个或多个装置不可接受地运行并且/或者使得所述 成像体积中的磁场成为不可接受地不均勻；基于更新的模型来修改所述目标磁场，以减少所述磁场与所述一个或多个装置的干 扰；以及基于更新的模型来执行所述估计、计算和更新。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，修改所述成像体积包括修改所述成像体积的 形状。
25.根据权利要求23所述的方法，其中，修改所述目标磁场包括修改不均勻性的可接 受阈值。
26.根据权利要求23所述的方法，其中，所述一个或多个对象包括线性加速器。
27.根据权利要求8所述的方法，其中，所述目标磁场在不均勻性的阈值水平处或之下。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述偏差是在确定的磁场和目标磁场的均勻 性水平中的偏差。
29.根据权利要求观所述的方法，其中，更新所述模型以减少所述偏差包括更新所述 模型以减少所述磁场的轴对称不均勻性。
30.根据权利要求观所述的方法，其中，更新所述模型以减少所述偏差包括更新所述 模型以减少所述磁场的非轴对称不均勻性。
31.根据权利要求8所述的方法，其中，循环地执行估计、计算和更新。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，以阈值次数循环执行所述估计、计算和更新。
33.根据权利要求31所述的方法，其中，循环地执行所述估计、计算和更新，直到所述 偏差的大小落在阈值水平之下。
34.根据权利要求31所述的方法，其中，循环地执行所述估计、计算和更新，直到在连 续的循环之间所述偏差的大小的改变不超过阈值量。
35.根据权利要求8所述的方法，其中，所述基本上均勻的磁场具有大约IOppm或更小 的磁场不均勻性。
36.根据权利要求22所述的方法，其中，所述一个或多个对象中的至少一个被引入到 模型内位于一个或多个磁体中的孔内。
37.根据权利要求23所述的方法，其中，所述一个或多个装置中的至少一个被引入到 模型内位于一个或多个磁体中的孔内。
38.一种计算机可读介质，其上具有计算机可读程序，用于限定用于成像体积的磁场， 所述计算机程序包括产生磁组件的初始模型的计算机程序代码；基于所述模型来估计用于所述成像体积的磁场的计算机程序代码；计算估计的磁场和用于所述成像体积的目标磁场之间的偏差的计算机程序代码；以及通过修改所述磁组件以产生多个磁场强度来更新所述模型以减少所述偏差的计算机 程序代码，所述多个磁场强度以组合的方式基本上产生所述成像体积中的所述目标磁场。
39.根据权利要求7所述的方法，其中，所述目标磁场是期望的不均勻磁场。
40.根据权利要求39所述的方法，其中，所述期望的不均勻磁场具有带有预定斜率和 方向的磁场梯度。
41.一种磁组件，包括至少两个磁体，所述至少两个磁体以彼此固定的间隔关系进行布置，由此在其间限定 空间，所述磁体中的每一个在其向内的表面上产生多个磁场强度，所述多个磁场强度以组 合的方式产生目标体积内的目标磁场。
42.根据权利要求41所述的磁组件，其中，所述至少两个磁体是不同的。
43.根据权利要求41所述的磁组件，其中，所述目标磁场偏转通过所述目标体积的粒 子束。
44.根据权利要求41所述的磁组件，其中，所述目标磁场是期望的不均勻磁场。
45.根据权利要求44所述的磁组件，其中，所述期望的不均勻磁场具有带有预定斜率 和方向的磁场梯度。
46.根据权利要求45所述的磁组件，其中，所述目标体积是成像体积。
47.一种限定用于目标体积的磁场的方法，所述方法包括产生磁组件的初始模型；基于所述模型来估计用于所述目标体积的磁场；计算估计的磁场和用于所述目标体积的目标磁场之间的偏差；以及通过修改所述磁组件以产生多个磁场强度来更新所述模型以减少所述偏差，所述多个 磁场强度以组合的方式基本上产生所述目标体积中的所述目标磁场。
48.根据权利要求47所述的方法，其中，所述磁组件包括至少两个磁体，所述至少两个磁体彼此以固定的间隔关系进行布置，由此在所述至少两个磁体之间限定空间。
49.根据权利要求48所述的方法，其中，所述至少两个磁体之间的空间包含所述目标 体积。
50.根据权利要求48所述的方法，其中，在所述初始模型中所述至少两个磁体是类似的。
51.根据权利要求50所述的方法，其中，在更新模型中所述至少两个磁体是不同的。
52.根据权利要求50所述的方法，其中，在更新模型中所述至少两个磁体是类似的。
53.根据权利要求48所述的磁组件，其中，所述目标磁场被限定以偏转通过所述目标 体积的粒子束。
54.根据权利要求41所述的磁组件，其中，所述目标磁场是期望的不均勻磁场。
55.根据权利要求44所述的磁组件，其中，所述期望的不均勻磁场具有带有预定斜率 和方向的磁场梯度。
56.根据权利要求55所述的磁组件，其中，所述目标体积是成像体积。
57.根据权利要求47所述的磁组件，其中，所述目标体积是成像体积。
58.一种计算机可读介质，包含用于限定用于目标体积的磁场的计算机程序，所述计算 机程序包括产生磁组件的初始模型的计算机程序代码； 基于所述模型来估计用于所述目标体积的磁场的计算机程序代码； 计算估计的磁场和用于所述目标体积的目标磁场之间的偏差的计算机程序代码；以及 通过修改所述磁组件以产生多个磁场强度来更新所述模型以减少所述偏差的计算机 程序代码，所述多个磁场强度以组合的方式基本上产生所述目标体积中的所述目标磁场。
全文摘要
在此公开了一种磁组件，所述磁组件包括至少两个磁体，它们以彼此固定的间隔关系进行布置，从而在磁体之间限定包含成像体积的空间。磁体中的每一个在其向内的表面上产生多个磁场强度，该多个磁场强度以组合的方式所述成像体积内产生可接受地均匀的磁场。还公开了一种限定用于成像体积的磁场的方法。所述方法包括产生磁组件的初始模型；基于模型来估计用于成像体积的磁场；计算估计的磁场和用于成像体积的目标磁场之间的偏差；以及通过修改磁组件以产生多个磁场强度来更新模型以减少偏差，多个磁场强度以组合的方式基本上产生成像体积中的目标磁场。
文档编号H01F41/02GK102150222SQ200980124177
公开日2011年8月10日 申请日期2009年6月25日 优先权日2008年6月24日
发明者吉诺·B·法洛内, 布雷德·穆雷, 托尼·塔迪奇 申请人:艾伯塔健康服务中心