[发明专利]用于磁场匀场的方法和设备

说明书

根据一些方面，提供了一种产生永磁体垫片的方法，该永磁体垫片被配置成改进由B₀磁体产生的B₀磁场的分布。该方法包括：确定B₀磁场与所需B₀磁场的偏差；确定磁性图案，当该磁性图案被应用到磁性材料时产生用于校正所确定偏差中的至少一些的校正磁场；以及将磁性图案应用到磁性材料以产生永磁体垫片。根据一些方面，提供了一种用于改进由B₀磁体产生的B₀磁场的分布的永磁体垫片。该永磁体垫片包括具有应用到磁性材料的预定磁性图案的磁性材料，该预定磁性图案产生用于改进B₀磁场的分布的校正磁场。

背景技术

磁共振成像(MRI)为许多应用提供了重要的成像模式，并且在临床和研究环境中被广泛用于产生人体内部的图像。作为概论，MRI基于检测磁共振(MR)信号，MR信号是由原子响应于所施加的电磁场引起的状态变化而发出的电磁波。例如，核磁共振(NMR)技术涉及在被成像的对象(例如，人体组织中的原子)的原子核自旋的重新对准或弛豫时检测从受激原子的核发射的MR信号。可以处理检测到的MR信号以产生图像，该图像在医学应用的背景下允许研究体内的内部结构和/或生物过程以用于诊断、治疗和/或研究目的。

由于能够产生具有相对高分辨率和对比度的非侵入性图像而没有其他模式的安全性问题(例如，无需将被成像的对象暴露于例如X射线的电离辐射，或者向身体引入放射性物质)，MRI提供了用于生物成像的有吸引力的成像模式。另外，MRI能够捕获关于其他模式不太适合获取或不能获取的结构和/或生物过程的信息。例如，MRI特别适合于提供软组织之间的对比。然而，对于给定的成像应用，常规的MRI技术存在许多缺点，这些缺点可能包括：设备的成本相对较高、可用性有限(例如，在获得对临床MRI扫描仪的访问时的困难和费用)、图像获取过程长等。

临床MRI的趋势是增加MRI扫描仪的场强，以改进扫描时间、图像分辨率和图像对比度中的一个或更多个，这又进而增加了MRI成像的成本。绝大多数安装的MRI扫描仪使用至少1.5或3特斯拉(T)(指扫描仪的主磁场B₀的场强)来工作。临床MRI扫描仪的粗略成本估计在每特斯拉一百万美元，这甚至不包括操作这种MRI扫描仪所涉及的实质操作、服务和维护成本。

另外，常规的高场MRI系统通常需要大的超导磁体和相关联的电子器件，以产生在其中对对象(例如，患者)进行成像的强的均匀静磁场(B₀)。超导磁体还需要低温设备以使导体保持在超导状态。这种系统的尺寸相当大，通常的MRI装置包括用于磁性部件、电子器件、热管理系统和控制台区域的多个空间，包括用于隔离MRI系统的磁性部件的特殊屏蔽室。MRI系统的大小和费用通常将其使用限制在诸如医院和学术研究中心之类的设施中，这些设施具有足够的空间和资源来购买和维护它们。高场MRI系统的高成本和大量空间需求导致MRI扫描仪的可用性有限。因此，经常存在下述临床情况：MRI扫描将是有益的，但由于上述限制而导致这是不切实际或不可能的，下面将对此做进一步详细的讨论。

发明内容

一些实施方式包括一种产生永磁体垫片的方法，该永磁体垫片被配置成改进由B₀磁体产生的B₀磁场的分布，该方法包括：确定B₀磁场与所需B₀磁场的偏差；确定磁性图案，当该磁性图案被应用到磁性材料时产生用于校正所确定偏差中的至少一些的校正磁场，以及将磁性图案应用到磁性材料以产生永磁体垫片。

一些实施方式包括一种用于改进由B₀磁体产生的B₀磁场的分布的永磁体垫片，该永磁体垫片包括具有预定磁性图案的磁性材料，当该预定磁性图案被应用到磁性材料时产生用于改进B₀磁场的分布的校正磁场。