[发明专利]具有受照孔的成像磁体

说明书

在诸如核磁共振(NMR)或磁共振成像(MRI)中使用的成像磁体中的患 者接纳孔的直径不断增大，对于该问题应用了大量花费和技术资源，主要是 为了解决患者舒适度和手术接受性的问题。对于3T磁体来说，单单在电线 成本方面(包含额外开销)，当前估计患者孔直径增加1mm会使磁体成本增 加400英镑。

成像期间的不适和紧张可能会导致若干问题，其中包含：

患者的移动致使图像降级到必须重复序列的程度，这在老年和儿童患 者中尤其常见。

较快的脉冲速率和肾上腺素释放可使患者难以屏住呼吸并持续延长 的周期，而这对胸腔/躯干成像很重要。

最后，不舒适的体验可导致患者拒绝进入所述孔进行反复扫描，这对 患者和扫描进度造成影响。

在一些情形下，已发现患者由于幽闭恐怖症而拒绝成像，这与由于肥胖 而实际上不能成像相比是一个更加严重的问题。

因此，便利的是，将患者孔制造得尽可能合理地宽，同时适当考虑最终 的系统成本。因而，最大化的孔通常内部被“注视”罩覆盖，所述“注视” 罩通常近似6mm厚。患者被接纳在“注视”罩的内表面内。提供“注视” 罩是为了改进患者所看到的孔的美学外观，并且还提供隔热和隔音。然而， 在使用此类罩的典型螺线管磁体布置中，会使可用的孔直径减小约12mm。

图1展示一种典型螺线管MRI磁体布置的轴向半横截面，所述布置围绕 轴A-A呈大致圆柱形的。超导磁体10包括缠绕在一线圈架14上的若干超导 线圈12。磁体容纳在一冷却剂器皿16内，且通过部分浸没在例如液态氦等 冷却剂中或通过所属领域的技术人员已知的其它方法中的任一者而冷却到 可能实现超导性的温度。一个外真空室18围绕冷却剂器皿16，并提供冷却 剂器皿16的热隔离。外真空容器18的内圆柱形表面20称为暖孔。此暖孔 容纳梯度线圈22和体线圈组件24。必须在体线圈内提供患者台，且必须在 体线圈的孔内保持足够的空间以使患者舒适地容纳于患者孔25中。

图2展示图1的磁体系统的径向横截面。如图所示，患者床26由体线 圈组件24部分地支撑27。

“注视”罩可提供在体线圈组件的内孔上，以改进患者所看到的患者孔 的外观。或者，可向体线圈组件的内孔应用表面处理，为患者孔25的表面 提供有吸引力的外观。

图3A到3B在径向(图3A)和轴向(图3B)横截面中更详细展示一种 典型的体线圈组件24。提供体线圈线圈架28，其通常为圆柱形且由玻璃加 强树脂或其它合成材料组成。其它材料当然可用于体线圈线圈架，但所选择 的材料应当为非磁性的且具有相对较低的导热性。其通常为几毫米厚。在某 些已知布置中，为约6mm厚。复数个电线线圈30提供在体线圈线圈架的外 表面上。在其它已知布置中，线圈30嵌入例如两部分树脂等结构材料内， 所述结构材料保持线圈30，并且还充当体线圈线圈架。

正是体线圈线圈架28支撑用于支撑患者台26的轨道27。体线圈线圈架 充当线圈30与患者之间的热屏障。出于安全性原因，有必要维持线圈30与 患者之间的一定间隔。体线圈线圈架28因此可相对较厚，例如厚度为20mm。

在使用中，超导磁体10在成像区32内提供相对较高强度的同质磁场。 梯度线圈22通常为电阻性线圈，其提供受脉冲作用的磁场，所述磁场的强 度沿着磁体的孔的长度通常为线性变化。梯度线圈用以将精确强度的磁场施 加到被成像物体的某一“片层”，所述“片层”处于由梯度线圈所产生的磁 场的强度和梯度决定的某一轴向位置。体线圈24操作以发射高频率(通常 为射频(RF))磁脉冲，所述磁脉冲在被成像物体(通常是人体的一部分) 的所述“片层”的某些原子中建立共振。

体线圈30还充当RF天线，并拾取由共振原子发射的RF信号。这些RF 信号通常由计算机分析以便构建所述“片层”的图像。

梯度线圈通常消耗大量电功率(几十千瓦)，其接着作为热量被消散。 已知能够移除此热量的各种布置，例如水冷却。