专利名称：能使膺象减少的磁共振成象设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及产生并检测磁共振信号用的磁共振成象设备，它包括用来产生固定磁场的磁铁，用来产生梯度磁场的梯度线圈组，以及用来矫正由于局部磁场变形引起膺象的装置。
这种磁共振成象设备，可以从美国专利US.4，591，789中了解到。在其所公开的设备中，对于磁场变形进行过测量，并在其基础上，使根据被测目标点的局部磁场确定的位置(随后被称之为磁场位置)，被移动至适当的几何位置。因而就可以对被检验空间内精确几何位置上的单调的梯度场变形进行矫正。但是对于场梯度的非均匀性来说，例如由于均匀性的问题使得同样的场强无意识地出现在若干个几何位置上，按这种方式进行矫正就不可能。这是因为被测目标的若干区域随后都会成象在唯一的成象区域内，囿于它们的局部场强一样。图象缺陷又称之为膺象，还可由以下原因产生，例如来自处于被检验体积外部的目标分区域的共振信号对于成象作了不适当的贡献，囿于它们的磁场位置与处在被检验体积内的目标区域相同。在由磁铁系统构成的成象设备中，当磁铁系统的横向尺寸比被检验目标小，以致于外围目标区域与线圈系统的电流绕组之间的距离比较小时，将特别会产生前面提到的现象。类似的误差还可由于靠近磁铁轴向端部的主磁场内场强偏差产生。譬如可以对加在(磁场变形)面上的梯度场进行部补偿，其结果是使磁场位置的确定变为徒劳。这些膺象将特别会在具有比较小的轴向尺寸的磁铁系统中产生。
以上存在的上述膺象的一部分，可以通过提供一套磁铁系统的横向尺寸大而且长度又比被测量目标(例如被检验的病人)长的磁共振成象设备来防止。然而特别大尺寸的磁铁系统是非常令人讨厌的，因为需要大功率;当使用的是超导主磁带时，功率对所对应用的梯度场是特别重要的。长长的磁铁又会使此磁共振成象设备变得昂贵，而且对于病人也是不相宜的。
本发明的目的在于减少上述缺点。为了达到此目的，根据本发明提出的这种磁共振成象设备，其特征在于该磁铁系统包括一个用来产生磁场的较为高级的多极系统，其所产生的磁场在靠近此磁铁系统的电流导体附近比较强，而在半径方向测出的距其较大距离处的磁场只微弱到可以忽略不计。
由于借助本发明所述的磁共振成象设备中的多极系统能够局部性产生强磁场，所以在此面上收集到的共振信号频率，很容易就能提高到超出被测量的频率范围。
在本发明的最佳实施例中，此多极系统是由一些在圆柱形磁铁系统中基本上是沿着圆形路线伸展的电流导体组成。这些电流导体的间距，适于感应出所需要的场强。多极系统中的电流导体，是以交错的方式按相反的方向特别绕制的。在最佳实施例中，此电流导体适合于基本上为卵形的病人，而且仅以处于直径方向上的两个弧形角伸展，例如约从30°至45°。
在进一步的实施例中，此多极系统在受激励时是能被有选择性地激活的，以致于在干扰场面上不会产生共振信号。在自旋-回波测量技术的情况下，在预制相位(Preparation Phase)在90°的射频脉冲之间时，此多极系统特别能被激活;而在随后的180°射频再聚焦脉冲之后，此系统不能被激活。这种有选择性的激活，还可以作为具有不同的相性和/或不同的幅值的激活来履行。这种多极系统在预制相位在90°的射频脉冲和180°的射频脉冲之间时特别能被激活，而在180°的射频脉冲之后，此系统不能被激活。
以下将参照附图对于本发明的若干实施例作详细描述，其中，
图1表示本发明的磁共振成象设备;
图2a及2b表示相应的多极系统;
图3示意性表示相应的线圈系统。
如图1中表示的磁共振成象设备，它包括用来产生固定磁场的磁铁系统2，用来产生梯度磁场的磁铁系统4，以及为磁铁系统4供电用的电源8。射频磁铁线圈10用来产生如在美国专利US.4，737，718中所描述的射频交变电磁场，并且与射频电源12相连接。为了检测由被检查目标中的射频发射场感生的磁共振信号，其中使用的还是线圈10，并为此目的将其接在信号放大器14上。为了进行检测，可以交替地使用分开的线圈组，例如由一个或者多个表面线圈构成的线圈组，信号放大器14接在相敏检波器16上，而相敏检波器16又接在中央控制装置18上，还用来控制射频电源12用的调制器20，梯度线圈用的电源8以及诸如图象显示用的监视器22。射频振荡器24则用来控制调制器20以及对于测量信号进行处理的相敏检波器16。如果有冷却的话，则装备有包括冷却管道27的冷却装置26。这类冷却装置可以由水冷系统构成，用来冷却有功的欧姆线圈;或者由含有液氮及液氮或只有液氮的杜瓦系统构成，用来冷却超导线圈。被安装在磁铁系统2及4内部的射频线圈10，围起一块测量空间28，在该设备用作医学诊断测量的情况下，能为所接纳的病人提供足够的场地。这样就能在测量空间28中，产生出对于被选定成象部分位置的固定磁场、梯度磁场以及空间均匀的交替射频场。
产生梯度磁场用的磁铁系统4，是按照传统方式相对于径向对称平面30对称安装的，并且还由上述平面30将该测量空间对称性划分为两个部分，而且从该磁铁系统的横向Z轴31的Z＝0的点起始。在现有情况下，由固定磁铁系统产生的固定磁场，是沿着Z轴取向的。磁共振成象设备中的梯度磁铁系统，通常包括每一座标方向上的线圈组，上述线圈受到激活便在前述每一方向上产生出梯度场，从而就可以形成被测目标的视频图象。
按照本发明的多极系统32，是按在受控于中央控制单元的供电源34上的。作为对称性的磁铁系统来说，多极通常还具有对称性结构。于是多极就可以为是包括四个象限。
图2表示多极系统的一些象限，它包括沿着圆形路线41伸展的一些电流导体40;在图2a中的电流导体基本上是以180°的弧形角伸展的，而在图2b中的电流导体仅以较小的弧形角伸展，在此情况下是30°。使用沿轴向相互延伸的连接器42，图2b表明由极性交替的绕组构成的多极系统是如何简单实现的。图2a中表示的多极性，使用金属薄片就完全能够实现，尤其是能够变成需要形状以便嵌入梯度线圈的线圈骨架中的印刷电路板材。平面36经过这些电流导体的方位角中心，然后平行于病人安放台的支撑面伸展，而且平面37和39间构成一定角度，例如约从30°至45°。
图3表示嵌入梯度线圈组52的线圈骨架50中的多极系统，在这种情况下所表示的环形电流线匝，是收容在该骨架内的。多极系统的电流绕组420表示，上述绕组基本上处在与梯度线圈组中电流线匝相反的位置上。在绕组420与420之间配备有按相反方向绕制的绕组421，用来补偿由于绕组420距离骨架壁更远而产生的磁场。由绕组420和421结合在一起，便构成了图2中表示的绕组42。
权利要求
1.一种产生和检测磁共振信号用的磁共振成象设备，它包括用来产生固定磁场的磁铁，用来产生梯度磁场的梯度线圈组，以及用来矫正由于局部磁场变形引起膺象的装置，其特征在于该磁铁系统包括一用来产生磁场的较为高级的多极系统，其所产生的磁场在靠近此磁铁系统的电流导体附近比较强，而在半径方向测出的距其较大距离处基本上微弱到可以忽略不计。
2.如权利要求1所述的磁共振成象设备，其特征在于此多极系统是由一些在圆柱形磁铁系统中基本上是沿着圆形路线伸展的电流导体组成，这些电流导体的间距，适于感应出所需要的场强。
3.如权利要求2所述的磁共振成象设备，其特征在于此多极系统中的电流导体，是按相反的方向交错绕制的。
4.如权利要求1-3中任一项权利要求所述的磁共振成象设备，其特征在于此多极系统中的导体，是以处于直径方向上的两个弧形角伸展的，约从30°至45°。
5.如上述权利要求中任一项权利要求所述的磁共振成象设备，其特征在于此多极系统中电流绕组相互间所处的距离，适合于梯度线圈的磁场分配。
6.如上述权利要求中任一权利要求所述的磁共振成象设备，其特征在于该成象设备的控制装置，适合于以与射频激励同步的方式对此多极系统产生激活。
7.如权利要求6所述的磁共振成象设备，其特征在于该控制装置适合于在有射频激励脉冲存在时对此多极系统产生激活。
8.如权利要求6或7所述的磁共振成象设备，其特征在于该控制装置适用于自旋-回波测量技术，而且适合于只有90°的激励脉冲存在时或者只有后续的180°再聚焦脉冲存在时，对此多极系统产生激活。
9.如权利要求6或7所述的磁共振成象设备，其特征在于该控制装置适合于预制相位在90°的射频激励脉冲和180°的射频激励脉冲之间时，对此多极系统产生激活;而且在180°之后的射频激励脉冲，对此多极系统不能激活。
10.如权利要求6-9中任一项权利要求所述的磁共振成象设备，其特征在于该控制装置适合于以不同的电流强度和电流方向对此多极系统产生激活。
全文摘要
为了避免产生膺象，在磁共振成象设备中装有多极系统，被用于在主磁场和/或梯度磁场的磁场变形面上产生这样一个附加的局部性磁场变形，以便来自这种变形面的共振信号对图象的影响能被减少。通过让激活与产生共振信号的激励脉冲同步，就可作到使上述减少最优化。
文档编号A61B5/055GK1052554SQ9010992
公开日1991年6月26日 申请日期1990年12月11日 优先权日1989年12月14日
发明者约翰内斯·A·奥弗韦格 申请人:菲利浦光灯制造公司