[发明专利]用于磁共振成像的小型非均匀永磁场发生器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年12月18日提交的标题为“COMPACT INHOMOGENEOUS PERMANENT MAGNETIC FIELD GENERATOR FOR MAGNETIC RESONANCE IMAGING”的第61/138,940号美国申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

关于联邦资助的研究或开发的声明

不适用

对序列表、表格或计算机程序列表光盘附录的引用

不适用

技术领域

本发明涉及永磁体设计，该永磁体设计能够产生主要用于核磁共振(NMR)、磁共振成像(MRI)和磁共振断层成像(MRT)用途的非常强且不均匀的磁场。

背景技术

在磁共振成像(MRI)中，需要能进行优质神经病学MRI研究的小型的、非常高效及稳健的成像系统。具体地，令人期望的是这些系统能够胜任扩散研究、血管造影成像研究以及功能性成像研究。通常，MRI扫描仪在施加了多种编码脉冲梯度磁场的情况下，通过用射频磁场操纵处于大的静态均匀磁体内部的病人的氢原子核而工作。目前，需要增加基于扩散MRI的研究来对脑卒中的事态发展进行量化并且制定适当的治疗规划。强梯度的使用产生了更多提供信息的扩散加权(diffusion weighted)图像。然而，大的梯度切换磁场实际上是难实现的，而且对于磁场的变化率存在生理极限。

因此，极其需要无需梯度切换的高强度磁场梯度。这些新型系统将能够进行改良的扩散成像(对脑卒中研究是重要的)、更清晰的血管造影研究以及可能较少噪声的功能性MRI研究。本发明将具有强的、静态梯度并且因此产生具有更多提供信息的扩散加权图像。另外，通过利用主磁场内大的静态梯度，设备将会变得小巧且易于设置，从而能够获得广泛应用。

发明内容

列出下面的发明内容仅是为了介绍在下文的具体实施方式中论述的一些概念。本部分的内容不是全面的，并且没有旨在描述由权利要求书阐述的可保护的主题的范围。

基于上述考虑，本发明实施例的目标是提供一种具有大的静态梯度的磁体系统，该磁体系统主要适合于通过MRI进行的神经病学研究，并且非常小巧、轻量以及易于设置。

本发明实施例的目标是提供一种由永磁体构成的磁体系统，所述永磁体由两个主要部分构成：盘状部和环状部，二者共同产生了非常强的磁场。所述盘状部中的磁化方向是轴向的；而在环状部中，磁化方向大体上是径向的。

因此，这种永磁体组的布置具有下面的效果：使在中央产生的磁通量集中，同时使外部的磁通量最小。C型磁轭系统以及返回固定装置进一步使中心磁通量集中并使磁泄漏最少，同时还用于支撑所述永磁体。

本发明实施例的另一目的是能够产生大的静态梯度。这是通过完全移除永磁体块的对称的下半部分来实现的。

控制中央磁场的又一措施是通过上下非对称布置的磁极来实现的，以形成恒电位表面并且在二者之间产生线性静态梯度磁场。通过PM块盘状部和环状部的结合而大大降低在磁极系统内产生的磁通量，增强了磁极系统的效用。

由于降低的磁通量影响，磁轭以及返回体整个具有缩小的体积，尤其在所述磁体系统的不具有所述PM块的那一侧上具有小得多的体积。

本发明实施例的又一目标是提供一种在MRI应用中使用的磁体装置，其具有：一对磁极，所述一对磁极关于与每个磁极平行的对称平面定向，在二者中间限定了气隙区域；作为磁场源的磁体，其固定在一个磁极的与所述气隙相对的表面(远离所述气隙的一面)上；所述磁体在与所述一个磁极相对的表面(远离所述气隙的一面)上与磁轭连接，另一磁轭对称地布置在所述气隙的另一侧上，所述另一磁轭在面向所述气隙的一侧上与另一磁极连接；并且所述一对磁轭通过返回体相互连接，以便整个磁体装置能够形成闭合的磁通量回路，以大体上将磁场限制在所述气隙、磁极、磁体、磁轭以及返回体内，从而在几何形状上呈圆柱形的所述气隙形成了为检查目的而放置对象的成像区。

本发明的其它方面将通过后面的附图和具体说明变得更加清楚。

附图说明

为了了解本发明上文记载的以及其它优点和特征，将通过参考在附图中说明的本发明的具体实施方式，对上文简要描述过的本发明提供更具体的描述。在理解这些附图仅描绘了本发明的典型实施例且因此不要认为限制本发明的范围的情况下，将通过使用附图对本发明用附加特征和细节来描述和说明，其中：

图1示出了本发明一个实施例的磁体的二维(2D)有限差分轴对称模型以及主磁场通量轮廓，z轴为轴对称的轴；