专利名称：用于磁共振系统的等轴匀场线圈的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于磁共振成像系统的等轴勻场(shim)线圈的设计。
背景技术：
作为产生患者体内图像的过程的部分，磁共振成像(MRI)扫描器使用静态磁场对准原子的核自旋。这种静态磁场被称为Btl场。众所周知，提高用于执行MRI扫描的Btl场的均勻性会提高诊断图像的质量，这将使利用MRI图像诊断患者的医师受益。为了提高Btl的均勻性，将采集磁共振成像数据的成像区带或区域内的场分解为球谐函数(spherical harmonics)。大多数磁共振成像系统都具有圆柱对称性，但球谐函数具有闭合形式。通过设计个体线圈来调整或勻场处理Btl场的球谐函数。通常使用磁场梯度线圈勻场处理球谐函数的一阶分量，并且使用专用勻场线圈勻场处理高阶项。磁场梯度线圈在磁场中创建梯度，以便对磁共振成像期间核发射的射频信号进行空间编码。磁共振成像系统中的勻场线圈占据了适于容纳受检者的高磁场区域。例如，将具有圆柱几何形状的磁共振成像磁体放置到磁体的膛内，并且每个勻场线圈占据独立的层。 因此，勻场线圈减少了磁体的可用部分。美国专利US 7427908B1公开了将标准X和ZX勻场线圈的校正功能组合到两个标准的、简化的电路和导体当中。us 7427908B1还公开了一种Y和ZY勻场线圈的类似的组合。在这些布置中线圈相互垂直重叠，这能够减小勻场处理所需的径向空间。
发明内容
本发明的实施例提供了独立权利要求中的等轴勻场线圈、勻场线圈组件、磁场勻场处理系统以及磁共振成像系统。在从属权利要求中描述了本发明的实施例。本发明的实施例通过限制各鞍形(saddle)线圈的方位角跨度减小了包含勻场线圈所需的体积。这允许使对球谐函数进行同次和同阶勻场处理的等轴勻场线圈在同一层内组合到一起，导致显著的半径缩减，从而增加了磁共振成像磁体的可用部分。本文将等轴勻场线圈限定为用于对Btl场的等轴或扇形球谐函数分量进行勻场处理的勻场线圈。尽管名称是等轴的，但还包括扇形球谐函数，因为在本领域还使用等轴勻场线圈来描述对Btl场的扇形分量进行勻场处理的线圈。在磁共振成像系统中，常常采用所谓的电高阶勻场线圈来提高主磁场的均勻性。 所述线圈要么用于补偿患者引起的磁敏感(susceptibility)伪影，要么用于补偿磁体的不均勻性。在前一种情况下，常常恰好在扫描之前或者在扫描期间执行优化过程，以确定最佳输入电流。“高阶”这一表述是指利用其相关的勒让德(Legendre)多项式对场做出的球谐函
数分解
权利要求
1.一种用于通过生成磁共振系统的磁场的正弦和余弦型球谐函数而对所述磁场进行勻场处理的等轴勻场线圈，所述等轴勻场线圈包括至少四个鞍形线圈(100、200、202、304、 406、504、600、602、700、702、704、706)，其中，所述至少四个鞍形线圈的方位角跨度之和低于360度，所述等轴勻场线圈包括第一(202、406、506、602、702、706)和第二(100、200、304、 504、600、700、704)组鞍形线圈，其中，所述第一和第二组鞍形线圈勻场处理所述磁场的相同次和阶的球谐函数，其中，第一组鞍形线圈勻场处理所述磁场的正弦型球谐函数，其中， 第二组鞍形线圈勻场处理所述磁场的余弦型球谐函数，并且所述第一和第二组勻场线圈被组合到单个线圈层内。
2.根据权利要求1所述的等轴勻场线圈，其中，所述等轴勻场线圈包括4乘以m个鞍形线圈，其中，m是由所述鞍形线圈勻场处理的球谐函数的阶，并且其中，每个鞍形线圈的方位角跨度限于90除以m度。
3.根据权利要求2所述的等轴勻场线圈，其中，所述等轴勻场线圈具有对称轴，其中， 第一类型的鞍形线圈彼此轴对称，其中，第二类型的鞍形线圈彼此轴对称，其中，所述第一类型的鞍形线圈关于所述对称轴对称分布，并且其中，所述第二类型的鞍形线圈关于所述对称轴对称分布，并且彼此不重叠。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的等轴勻场线圈，其中，所述等轴勻场线圈具有对称轴，其中，每个鞍形线圈具有带外匝的绕组，其中，所述外匝的方位角跨度等于所述等轴勻场线圈的方位角跨度，其中，每个外匝位于距所述对称轴相同的半径处。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的等轴勻场线圈，其中，所述等轴勻场线圈包括下述选项之一 ZX和ZY勻场线圈的组合以及XY和X2-Y2勻场线圈的组合。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的等轴勻场线圈，其中，所述等轴勻场线圈与下述选项中的至少一个集成磁共振成像梯度线圈和磁共振成像射频线圈。
7.一种用于磁共振成像系统的勻场线圈组件(610、710、810、910)，其中，所述勻场线圈是圆柱形的，其中，所述勻场线圈组件适于配合到圆柱形磁体(942)的膛内，其中，所述勻场线圈组件具有沿其对称轴适于容纳受检者(930)的膛，所述勻场线圈组件包括至少一个根据前述权利要求中的任一项所述的等轴勻场线圈(100、200、202、304、406、504、600、 602、700、702、704、706)，其中，所述勻场线圈组件包括针对每个等轴勻场线圈的第一圆柱层(614、714、716)，其中，所述勻场线圈组件还包括适于为每个等轴勻场线圈供应电流的第一电连接(612、712)。
8.根据权利要求7所述的勻场线圈组件，其中，所述勻场线圈组件还包括至少一个区带勻场线圈组件，其中，所述勻场线圈组件还包括针对所述区带勻场线圈的第二圆柱层，并且其中，所述勻场线圈组件还包括适于为每个区带勻场线圈供应电流的第二电连接。
9.根据权利要求7或8所述的勻场线圈组件，其中，所述勻场线圈组件包括两个圆柱片，并且其中，所述勻场线圈组件适于安装在分裂型磁体磁共振成像系统内。
10.一种用于磁共振成像系统的磁场勻场处理系统，包括-根据权利要求8到10中的任一项所述的勻场线圈组件(610、710、810、910)，-用于通过连接到所述勻场线圈组件的每个第一电连接(612、712)和每个第二电连接的第三电连接(823)，向所述勻场线圈组件供应电力的电源(820)，-适于将所述第三电连接连接至所述第一电连接和第二电连接的一组电缆(824)，-适于控制由所述电源供应的电力的第一控制系统(822、946、956)。
11. 一种适于采集磁共振图像数据的磁共振成像系统，包括 -用于生成对核的磁自旋定向的磁场的磁场生成机构(942)，-根据权利要求11所述的磁场勻场处理系统(610、710、612、712、810、820、822、823、 824、910、920)，-用于操纵原子核的取向并接收磁共振成像数据的射频系统(938、940)， -用于对所述核的磁自旋的取向进行空间编码的磁场梯度线圈(910)， -用于向所述磁场梯度线圈供应电流的磁场梯度线圈电源(920)， -用于根据所述磁共振成像数据重建图像的第二控制系统(946、954)。
全文摘要
一种用于通过生成磁共振系统的磁场的正弦和余弦型球谐函数对所述磁场进行匀场处理的等轴匀场线圈，所述等轴匀场线圈包括至少四个鞍形线圈，其中，所述至少四个鞍形线圈的方位角跨度之和低于360度。将分别生成匀场场的正弦和余弦分量的第一和第二组匀场线圈组合到单个线圈层内。
文档编号G01R33/3875GK102356330SQ201080012543
公开日2012年2月15日 申请日期2010年3月18日 优先权日2009年3月20日
发明者G·B·J·米尔德, J·科尼杰 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司