[发明专利]旋转阵列的永磁体用于便携式磁共振成像的系统和方法

说明书

提供了一种使用主磁体中的静态磁场不均匀性对核自旋的空间位置进行编码的便携式磁共振成像(“MRI”)系统。还提供了低场强、低功耗、轻质、且容易携带的MRI系统的空间编码方案。一般而言，便携式MRI系统利用极化磁场中的空间不均匀性而不是使用梯度场对图像进行空间编码。由此，不均匀的静态场用于对对象的图像进行极化、读取和编码。为了提供空间编码，磁体在对象周围旋转以生成许多不同编码的量度。接着，通过求解与数据最一致的对象来重构图像。

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年6月15日提交的且题为“使用不均匀磁场的MRI 编码(MRIEncoding with and Inhomogeneous Magnetic Field)”的美国临时专利申请序列号61/660,278的权益。

关于联邦资助研究的说明

本发明利用在美国陆军医学研究与物资司令部授予的W81XWH-11- 2-0076下的政府支持而做出。政府拥有本发明中的特定权利。

发明背景

本发明的领域是用于磁共振成像(“MRI”)的系统和方法。更具体地，本发明涉及使用不均匀的磁场用于空间编码的便携式MRI的系统和方法。

常规MRI扫描仪使用若干不同的磁场产生图像。一种场是用于极化核磁化且其中读取自由感应衰减(“FID”)信号的静态的、高度一致的磁场。另一种场是发起FID的射频(“RF”)脉冲场。同样，一个或多个梯度场用于对FID起源的空间位置进行编码，由此对所得图像进行空间编码。梯度场在空间上改变(例如，与位置呈线性)因变于位置而调制自旋相位的梯度场。作为调制自旋相位的结果，该信号的位置被编码为所采集的信号的傅立叶变换。有时，不均匀的预极化场用于启动增强(boost)磁化，接着在一致的、更低强度的场中读取该预极化场。

MRI系统的尺寸和复杂性大部分源自典型临床MRI系统需要很均匀的静态磁场和很高功率的线性梯度场的事实。由此，由于高度均匀的超导或永磁体的重量和脆弱性，当前MRI系统受限于医院设置。附加的负担是需要几百安培的电流对梯度场供电。为了使MRI系统便携，需要新型MR编码方案。简单地“缩小”电流的设计还是不够。

便携式MR系统具有在受伤地点快速地检测脑损伤的可能性。例如，出血检测对中风患者和创伤性脑损伤受害者两者是至关重要的。在中风情况下，快速区分出血和未出血事件可允许在运送到医院之前在救护车上给予诸如tPA(组织纤溶酶原激活剂)之类的凝块破裂药物，可能将该时间敏感的治疗提前高达一小时。硬膜下出血(或血肿)是创伤性脑损伤的一种形式，其中血在硬脑膜和蛛网膜(在脑膜层中)之间聚集并且有可能在粗分辨率(例如，5mm)的T1图像上可视。在现场快速地诊断出血可实质上通过留意“等和看”的方法来加速治疗。在脑手术之后，一些患者发展成必须立即治疗的出血。神经ICU中的床边MRI可允许频繁地检查这种出血的发展。

其他公开了便携式核磁共振光谱仪；然而，甚至这些系统仍然使用需要梯度的常规编码方案。

因此，可能期望一种不需要使用磁场梯度线圈来提供对磁共振信号的空间编码的便携式MRI系统。

发明内容

本发明通过提供使用其自然不均匀的磁场对磁共振信号进行空间编码的便携式磁共振成像(“MRI”)系统来克服上述缺陷。