一种磁共振成像装置的匀场方法和匀场系统的制作方法
【专利摘要】本发明实施方式公开了一种磁共振成像装置的匀场方法和匀场系统。方法包括：探测磁共振成像装置的主磁场不均匀性；计算补偿所述主磁场不均匀性的匀场机构的3D结构信息以及匀场机构的位置信息；利用3D打印方式打印出符合该3D结构信息的匀场机构；根据所述匀场机构位置信息将所述匀场机构布置在磁共振成像装置的磁体周围。本发明实施方式匀场效果更好，通常不需要多次匀场，而且匀场机构中的铁磁性和绝缘材料可以任意混合以减少涡流。
【专利说明】一种磁共振成像装置的匀场方法和匀场系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及磁共振(181)【技术领域】，特别是涉及一种磁共振成像装置的匀场方法和匀场系统。
【背景技术】
[0002]磁共振成像1^6801181106加叫丨叩，謝1)是随着计算机技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展起来的一种生物磁学核自旋成像技术。它利用磁场与射频脉冲使人体组织内进动的氢核(即肝)发生章动产生射频信号，经计算机处理而成像。当把物体放置在磁场中，用适当的电磁波照射它，使之共振，然后分析它释放的电磁波，就可以得知构成这一物体的原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的精确立体图像。比如，可以通过磁共振成像扫描人类大脑获得的一个连续切片的动画，由头顶开始，一直到基部。
[0003]由于环绕磁铁的铁磁物质以及制造误差的影响，在磁共振成像装置中通常会有主磁场不均勻(11121111 ^161(1 11111011108611611:7)问题。在现有技术中，一般通过在磁铁周围布置恰当数量的铁磁性物质来补偿主磁场的不均匀性。这些铁磁性材料通常为片状或其它易于安装的规则形状，而且铁磁性材料一般会有几种不同的厚度和大小。当测量出主磁场的不均匀性后，可以计算出不同大小/厚度的铁磁性材料的数目以及放置位置，以对主磁场进行补偿。而且，一般在铁磁性材料之间用绝缘材料隔开以防止梯度场切换时形成大涡流。
[0004]然而，为方便安装工程师进行安装，匀场使用的铁磁性材料和绝缘材料的尺寸不可以太小，其表面积通常为数十个平方厘米或以上的尺度，这就限制了匀场的精度，难以补偿主磁场细微的不均匀性，也因此导致需要多次匀场才能达到要求。
[0005]而且，磁共振系统所用的梯度磁场进行切换时，磁体内的金属材料(包括匀场用的铁磁性材料)内部会产生涡流。而且铁磁性材料不可以太小导致其内部产生的涡流不可忽视。
[0006]还有，在将匀场材料(包括铁磁性和绝缘材料)装配到磁共振成像装置上的时候，操作人员要小心计数，以确保每个间隔里面放置的匀场材料的大小和数目均正确，而这个过程是极易出错的。
【发明内容】
[0007]本发明实施方式提出一种磁共振成像装置的匀场方法，提高补偿主磁场不均匀性的精度。
[0008]本发明实施方式提出一种磁共振成像装置的匀场系统，提高补偿主磁场不均匀性的精度。
[0009]本发明实施方式的技术方案如下:
[0010]一种磁共振成像装置的匀场方法，该方法包括:
[0011〕探测磁共振成像装置的主磁场不均匀性；
[0012]计算补偿所述主磁场不均匀性的匀场机构的30结构信息以及匀场机构的位置信息；
[0013]利用30打印方式打印出符合该30结构信息的匀场机构；
[0014]根据所述匀场机构位置信息将所述匀场机构布置在磁共振成像装置的磁体周围。
[0015]所述匀场机构包括铁磁性物质。
[0016]所述匀场机构包括绝缘性物质。
[0017]所述铁磁性物质为包括金属或金属化合物的线或粉。
[0018]所述绝缘性物质为包括塑胶材料的线或粉。
[0019]所述塑胶材料为树脂。
[0020]一种磁共振成像装置的匀场系统，该系统包括一磁场探测器、一计算单元和一 30打印机，其中:
[0021]所述磁场探测器，用于探测磁共振成像装置的主磁场不均匀性；
[0022]所述计算单元，用于计算补偿所述主磁场不均匀性的匀场机构的30结构信息以及匀场机构的位置信息；
[0023]所述30打印机，用于打印出符合该30结构信息的匀场机构；
[0024]根据所述匀场机构的位置信息，所述匀场机构位于磁共振成像装置的磁体周围。
[0025]所述磁场探测器具有多个分布于磁共振成像装置之中的磁场探测头。
[0026]所述30打印机，用于通过立体光刻造型方式、熔融沉积成型方式或选择性激光烧结方式打印出符合该30结构信息的勻场机构。
[0027]进一步包括布置单元，
[0028]该布置单元，用于根据所述匀场机构位置信息将所述匀场机构布置在磁共振成像装置的磁体周围。
[0029]所述匀场机构包括铁磁性物质和丨或绝缘性物质。
[0030]从上述技术方案可以看出，在本发明实施方式中，探测磁共振成像装置的主磁场不均匀性；计算补偿所述主磁场不均匀性的匀场机构的30结构信息以及匀场机构位置信息；利用30打印方式打印出符合该30结构信息的匀场机构；根据所述匀场机构位置信息将所述匀场机构布置在磁共振成像装置的磁体周围。本发明的30结构信息以及匀场机构位置信息相比现有技术可以更加精密，匀场效果也会更好，通常不需要多次匀场。
[0031]而且，在本发明实施方式中，匀场机构中的铁磁性和绝缘材料可以任意混合以减少涡流，而且通过30自动打印匀场机构，可以显著降低人工成本和提高安装效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1为根据本发明实施方式磁共振成像装置的匀场方法流程图。
[0033]图2为根据本发明实施方式磁共振成像装置的匀场系统结构图。
【具体实施方式】
[0034]为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以阐述性说明本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
[0035]图1为根据本发明实施方式磁共振成像装置的匀场方法流程图。
[0036]如图1所示，该方法包括:
[0037]步骤101:探测磁共振成像装置的主磁场不均匀性。
[0038]在这里，可以利用各种磁场探测器探测磁共振成像装置的主磁场不均匀性。磁场探测器优选具有多个分布于磁共振成像装置之中的磁场探测头。每个磁场探测头分别探测自身所在位置的磁场。磁场探测器可以基于各个磁场探测头所汇聚的磁场信息，确定主磁场不均匀性。
[0039]步骤102:计算补偿所述主磁场不均匀性的匀场机构的30结构信息以及匀场机构位置信息。
[0040]在这里，可以基于步骤101中所确定的主磁场不均匀性，从理论上计算补偿所述主磁场不均匀性的匀场机构的30结构信息以及匀场机构位置信息。
[0041]30结构信息包含:匀场机构中铁磁性物质及绝缘材料的颗粒级尺寸，以及铁磁性物质与绝缘材料的相互位置信息；匀场机构位置信息包含匀场机构与磁铁的相对位置。
[0042]在30结构信息的计算结果中，铁磁性物质和绝缘材料的尺寸可以非常小，因此30结构信息的计算结果可以达到非常高的精度，而且铁磁性和绝缘性材料还可以任意的混合以减少涡流。比如，铁磁性材料和绝缘性材料可以以远小于现有技术的尺寸(比如各种细小颗粒形状)相混合，而且由于铁磁性材料和绝缘性材料的尺寸较小，铁磁性材料和绝缘性材料在匀场机构中的分布范围也可以更为广泛和精确。30打印技术已经可以支持每个体素为0.1皿3或者更高的精度，该颗粒级尺度远小于传统的匀场片/块，因此本发明的30结构信息以及匀场机构位置信息相比现有技术可以更加精密，匀场效果也会更好。
[0043]匀场机构可以由铁磁性物质和绝缘性物质构成，其中铁磁性物质可以为由金属或金属化合物所构成的线或粉，而绝缘性物质可以为由塑胶材料构成的线或粉。
[0044]以上详细罗列了铁磁性物质和绝缘性物质的组成实例，本领域人员可以意识到，这种罗列仅仅是示范性的，并不用于对本发明实施方式进行限定。
[0045]步骤103:利用30打印方式打印出符合该30结构信息的匀场机构。
[0046]在这里，可以利用30打印方式打印出符合该30结构信息的匀场机构。
[0047]30打印技术是以30结构信息为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体广品。
[0048]在这里，可以利用立体光刻造型方式、熔融沉积成型方式或选择性激光烧结方式，等多种打印方式打印出符合该30结构信息的匀场机构。
[0049]在立体光刻造型方式中，优点是精度高，可以表现准确的表面和平滑的效果，精度可以达到每层厚度0.05毫米到0.15毫米。
[0050]在熔融沉积成型方式中，把材料用高温熔化成液态，然后通过喷嘴挤压出一个个很小的球状颗粒，这些颗粒在喷出后立即固化，通过这些颗粒在立体空间的排列组合形成实物。
[0051]在选择性激光烧结方式中，利用粉末状材料成形的。将材料粉末铺洒在已成形零件的上表面，并刮平；用高强度的(1)2激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面；材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一起，得到零件的截面，并与下面已成形的部分粘接；当一层截面烧结完后，铺上新的一层材料粉末，选择地烧结下层截面。
[0052]以上详细罗列了具体30打印方式的实例，本领域人员可以意识到，这种罗列仅仅是示范性的，并不用于对本发明实施方式进行限定。
[0053]步骤104:根据所述匀场机构位置信息将所述匀场机构布置在磁共振成像装置的磁体周围。
[0054]在这里，可以利用人工将匀场机构布置在对应于匀场机构位置信息的磁体周围，也可以由受控机械自动化将匀场机构布置在对应于匀场机构位置信息的磁体周围。
[0055]可以在多种情形中对磁共振成像装置执行上述匀场操作。比如，在磁共振成像装置的生产过程中，或磁共振成像装置的具体使用过程中都可以执行上述匀场操作。磁共振成像装置出厂前不论是否已经匀场，在运到医院等现场环境后，由于场地环境(温度或者磁性物质的存在)的变化，使得磁场的均匀度造变差，因此为了达到要求的磁场均匀度，通常需要针对磁共振成像装置再次匀场。只有达到要求的磁场均匀度，磁共振成像装置才能成清晰成像。
[0056]基于上述详细分析，本发明实施方式还提出了一种磁共振成像装置的匀场系统。
[0057]图2为根据本发明实施方式磁共振成像装置的匀场系统结构图。
[0058]如图2所示，该系统包括磁场探测器201、计算单元202和30打印机203，其中:
[0059]磁场探测器201，用于探测磁共振成像装置的主磁场不均匀性；
[0060]计算单元202，用于计算补偿所述主磁场不均匀性的匀场机构的30结构信息以及匀场机构位置信息；
[0061]30打印机203，用于打印出符合该30结构信息的勻场机构；该勻场机构根据所述匀场机构位置信息被布置在磁共振成像装置的磁体周围。
[0062]在一个实施方式中，磁场探测器201具有多个分布于磁共振成像装置之中的磁场探测头。每个磁场探测头分别探测自身所在位置的磁场。磁场探测器201可以基于各个磁场探测头所汇聚的磁场信息，确定主磁场不均匀性。
[0063]30结构信息包含:匀场机构中铁磁性物质及绝缘性物质的颗粒级尺寸，以及铁磁性物质与绝缘性物质的相互位置信息；匀场机构位置信息包含匀场机构与磁铁的相对位置。而且，匀场机构包括铁磁性物质和绝缘性物质。
[0064]计算单元202可以是任意具有计算能力的终端，比如个人电脑、智能手机、平板电脑、个人数字助理或位于云端的计算系统，等等。
[0065]在一个实施方式中，30打印机203，用于通过立体光刻造型方式、熔融沉积成型方式或选择性激光烧结方式打印出符合该30结构信息的匀场机构。而且，30打印机203可以利用铁磁性和绝缘材料打印匀场结构，所用的铁磁性材料可以是金属或金属化合物构成的线或者粉末，而且所用的绝缘材料可以是树脂等易于加工的塑胶材料线或者粉末。
[0066]在一个实施方式中，该系统进一步包括布置单元204。
[0067]该布置单元204，用于根据所述匀场机构位置信息将所述匀场机构布置在磁共振成像装置的磁体周围。
[0068]综上所述，在本发明实施方式中，探测磁共振成像装置的主磁场不均匀性；计算补偿所述主磁场不均匀性的匀场机构的30结构信息以及匀场机构位置信息；利用30打印方式打印出符合该30结构信息的匀场机构；根据所述匀场机构位置信息将所述匀场机构布置在磁共振成像装置的磁体周围。本发明的30结构信息以及匀场机构位置信息相比现有技术可以更加精密，匀场效果也会更好，通常不需要多次匀场。
[0069]而且，在本发明实施方式中，匀场机构中的铁磁性和绝缘材料可以任意混合以减少涡流。比如，铁磁性材料和绝缘性材料可以以远小于现有技术的尺寸(比如各种细小颗粒形状)相混合，而且由于铁磁性材料和绝缘性材料的尺寸较小，铁磁性材料和绝缘性材料在匀场机构中的分布范围也可以更为广泛和精确。而且通过30自动打印匀场机构，可以显著降低人工成本和提高安装效率。
[0070]以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种磁共振成像装置的匀场方法，其特征在于，该方法包括: 探测磁共振成像装置的主磁场不均匀性； 计算补偿所述主磁场不均匀性的匀场机构的3D结构信息以及匀场机构的位置信息； 利用3D打印方式打印出符合该3D结构信息的匀场机构； 根据所述匀场机构位置信息将所述匀场机构布置在磁共振成像装置的磁体周围。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像装置的匀场方法，其特征在于，所述匀场机构包括铁磁性物质。
3.根据权利要求1所述的磁共振成像装置的匀场方法，其特征在于，所述匀场机构包括绝缘性物质。
4.根据权利要求2所述的磁共振成像装置的匀场方法，其特征在于，所述铁磁性物质为包括金属或金属化合物的线或粉。
5.根据权利要求3所述的磁共振成像装置的匀场方法，其特征在于，所述绝缘性物质为包括塑胶材料的线或粉。
6.根据权利要求5所述的磁共振成像装置的匀场方法，其特征在于，所述塑胶材料为树脂。
7.—种磁共振成像装置的匀场系统，其特征在于，该系统包括一磁场探测器、一计算单元和一 3D打印机，其中: 所述磁场探测器，用于探测磁共振成像装置的主磁场不均匀性； 所述计算单元，用于计算补偿所述主磁场不均匀性的匀场机构的3D结构信息以及匀场机构的位置信息； 所述3D打印机,用于打印出符合该3D结构信息的勻场机构； 根据所述匀场机构的位置信息，所述匀场机构位于磁共振成像装置的磁体周围。
8.根据权利要求7所述的磁共振成像装置的匀场系统，其特征在于，所述磁场探测器具有多个分布于磁共振成像装置之中的磁场探测头。
9.根据权利要求7所述的磁共振成像装置的匀场系统，其特征在于，所述3D打印机，用于通过立体光刻造型方式、熔融沉积成型方式或选择性激光烧结方式打印出符合该3D结构信息的匀场机构。
10.根据权利要求7所述的磁共振成像装置的匀场系统，其特征在于，进一步包括一布置单元， 该布置单元，用于根据所述匀场机构的位置信息将所述匀场机构布置在磁共振成像装置的磁体周围。
11.根据权利要求7所述的磁共振成像装置的匀场系统，其特征在于，所述匀场机构包括铁磁性物质和/或绝缘性物质。
【文档编号】G01R33/3873GK104375106SQ201310353966
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年8月14日 优先权日:2013年8月14日
【发明者】尹海平, 黄志俊 申请人:西门子(深圳)磁共振有限公司