用於定位梯度線圈的系統和方法
2023-06-07 08:47:51
用於定位梯度線圈的系統和方法
【專利摘要】一種磁共振成像(MRI)系統包括MRI磁體(100)和梯度線圈(400)，該MRI磁體包括孔(101)並且具有磁場，該梯度線圈設置在孔內並且具有等中心。MRI磁體內的第一位置相對於MRI磁體的第一預定基準表面而被確定，該第一位置表示磁場的中心(104)。梯度線圈內的第二位置相對於梯度線圈的第二基準表面而被確定，該第二位置表示等中心。當梯度線圈被安裝在孔內的時候，第二預定基準表面鄰接第一預定基準表面。第一預定基準表面被調整到調整位置，該調整位置根據第一位置和第二位置而被確定，以及對應於第一預定基準表面的、當梯度線圈被安裝到孔內的時候第一位置與第二位置相重合的位置。
【專利說明】用於定位梯度線圈的系統和方法發明領域
[0001]本公開基本上涉及一種磁共振成像(MRI)，以及特別涉及一種用於將MRI系統的梯度線圈的等中心定位成與MRI磁體的磁性中心相重合的系統、設備、裝置、和方法。
【背景技術】
[0002]有兩種常用方法將鐵板施加到MRI磁體的磁場內部，從而獲得期望的均勻性(通常以PPM-百萬分之一-規定)。根據一種方法，鐵板能夠被直接地附接到磁體的內部核心並且圍繞著磁體的機械中心放置。這個方法能夠提供鐵板的固定位置，但是這個方法具有多種不利之處。例如，鐵板的放置通常遠離磁性等中心的位置，這需要使用更多的鐵板被用於獲得需要的均勻性。此外，如果需要更多的鐵板來獲得期望的均勻性，那麼在鐵板上支承磁性負載的外部結構則會犧牲患者的空間。
[0003]或者，鐵板能夠被放置在梯度線圈的結構內部，這通常將鐵板定位在磁場更加中心和有效的位置。然而，這些鐵板的軸向定位會被梯度線圈的軸向位置所影響。因此，如果梯度線圈的等中心以及由此鐵板的軸向位置沒能圍繞著MRI的磁性中心定位，那麼:(I)磁場均勻性會發生改變並且不會滿足設計規定；和/或(2)鐵板當前固定軸向位置在磁體的懸掛式主線圈結構上施加的軸向力會導致主磁性線圈結構發生移位，導致磁體內部的熱漲間隙關閉以及可能觸動。此外，這種由鐵板錯位的軸向位置所導致的軸向力將有可能在支承主線圈結構的懸掛系統上施加額外的負載。這些懸掛系統上的額外負載會超出支承元件的強度，導致它們失效。
【發明內容】
[0004]本公開的示例性實施例能夠提供例如一種系統、設備、裝置和方法，用於精確地定位MRI機器的磁性中心以及使梯度線圈的等中心定位成與MRI機器的磁性中心相重合。本公開的方面能夠為MRI提供更均勻的磁場以及能夠減小施加到線圈懸掛系統上的作用力。
[0005]本發明的示例性實施例能夠提供一種方法，用於根據梯度線圈的等中心來定位MRI磁體的磁性中心。這個方法包括以下步驟:(a)確定磁共振成像(MRI)磁體內相對於MRI磁體的第一預定基準表面的第一位置，該第一位置表不MRI磁體的磁場中心；(b)確定梯度線圈內相對於梯度線圈的第二預定基準表面的第二位置，該第二位置表示梯度線圈的等中心，其中當梯度線圈被安裝在MRI磁體的孔內時，該第二預定基準表面鄰接第一預定基準表面；以及(C)根據第一位置和第二位置確定對於第一預定基準表面的調整位置，該調整位置對應於第一預定基準表面的、當梯度線圈被安裝在MRI磁體的孔內時第一位置與第二位置相重合的位置。
[0006]本發明的另一個示例性實施例能夠提供一種MRI系統。該MRI系統能夠包括MRI磁體，該MRI磁體包括孔並且具有磁場；以及設置在孔內並且具有等中心的梯度線圈。MRI磁體內的第一位置被相對於MRI磁體的第一預定基準表面確定,該第一位置表不磁場的中心。梯度線圈內的第二位置被相對於梯度線圈的第二預定基準表面確定，該第二位置表示等中心。當梯度線圈被安裝到孔內時，第二預定基準表面鄰接第一預定基準表面。第一預定基準表面被調整到調整位置，該調整位置根據第一位置和第二位置而被確定並且對應於第一預定基準表面的、當梯度線圈被安裝到孔內時第一位置與第二位置相重合的位置。
[0007]本發明的另一個示例性實施例能夠提供一種計算系統，用於根據梯度線圈的等中心來定位MRI磁體的磁性中心。計算系統包括處理器和存儲器裝置。處理器確定MRI磁體內相對於MRI磁體的第一預定基準表面的第一位置，該第一位置表示MRI磁體的磁場的中心。處理器確定梯度線圈內相對於梯度線圈的第二預定基準表面的第二位置，該第二位置表示梯度線圈的等中心。當梯度線圈被安裝到MRI磁體的孔內時，第二預定基準表面鄰接第一預定基準表面。處理器根據第一位置和第二位置確定第一預定基準表面的調整位置，該調整位置對應於第一基準表面的、當梯度線圈被安裝到孔內時第一位置與第二位置相重合的位置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]在接下來的示例性實施例中以及參考附圖，本發明被進一步詳細解釋，其中相同或類似的元件部分地被相同的附圖標記所表示，以及各個示例性實施例的特徵可以組合。在附圖中:
[0009]圖1A顯示了根據本發明示例性實施例的示例性MRI磁體的簡圖。
[0010]圖1B顯示了根據本發明示例性實施例的、圖1A中示例性MRI磁體沿著剖面A_A』截取的橫截面視圖。
[0011]圖2A顯示了根據本發明示例性實施例的示例性MRI磁體的服務端的分解視圖。
[0012]圖2B顯示了根據本發明示例性實施例的示例性MRI磁體的服務端的組裝視圖。
[0013]圖3A顯示了根據本發明示例性實施例、在示例性映射程序中使用的遊標手輪組件的示例性實施例。
[0014]圖3B顯示了根據本發明示例性實施例的映射臺架的示例性實施例。
[0015]圖3C顯示了根據本發明示例性實施例的映射臺架的示例性簡圖。
[0016]圖4A顯示了根據本發明示例性實施例的示例性梯度線圈的示例性簡圖。
[0017]圖4B顯示了根據本發明示例性實施例、圖4A的示例性梯度線圈沿著剖面B-B』截取的橫截面視圖。
[0018]圖5顯示了根據本發明示例性實施例的方法，該方法用於將梯度線圈的等中心定位成與MRI磁體的磁性中心相重合。
[0019]圖6顯示了在根據本發明示例性實施例的方法中使用的映射臺架的另一個示例性實施例。
[0020]圖7顯示了根據本發明示例性實施例的示例性方法，該方法用於修正角度。
【具體實施方式】
[0021]參考接下來的描述以及附圖，示例性實施例將會被進一步理解，其中類似的元件用相同的附圖標記表示。示例性實施例涉及到用於將梯度線圈的等中心定位成於MRI磁體的磁性中心相重合的方法和系統。儘管示例性實施例針對MRI成像裝置進行描述，但是本領域技術人員可以理解，本發明示例性實施例的系統和方法可被用於任意醫療設備，例如CT、PET、CAT成像裝置，等等中。
[0022]圖1A顯示了根據本發明示例性實施例的示例性MRI磁體100的基礎簡圖。MRI磁體100包括縱向地延伸穿過MRI磁體100的長度的中心孔101。MRI磁體100還包括兩個端部:服務端102和患者端103。服務端102作為醫生或者MRI專家控制MRI程序的區域。或者，服務端102可包括與遠程地點的遠程服務站相通信的連接部。患者端103是一端部，患者通過該端部而移動到中心孔101中。MRI磁體100還包括磁性中心104。磁性中心104是由MRI磁體100所產生的磁場的中心。圖1B顯示了圖1A中的MRI磁體在剖面A-Al的橫截面視圖。此外，MRI磁體100可包括病床(未示出)，在MRI程序進行的同時患者躺在該病床上。病床通常可移動地連接到MRI磁體，用於使病床伸出到MRI磁體100的中心孔101之外以及回縮到中心孔101之中。
[0023]圖2A顯示了根據本發明示例性實施例的MRI磁體100的服務端102的分解視圖。根據本發明的示例性實施例，擋板組件200被可移除地附接到服務端102。例如，擋板組件200可通過兩個螺釘210 (如圖2A中所示)而被可移除地附接到服務端102。或者，可移除地附接可以通過粘結劑(未示出)進行。應當認識的是，這些示例僅僅是解釋性的並且示例性實施例並非受限於這種附接。擋板組件200包括擋板201和預定數目的薄墊片202。例如，擋板200可包括24個薄墊片，其中12個薄墊片被預先安裝。或者，應當理解的是，擋板組件200可包括任意數目的薄墊片202。擋板201包括面向MRI磁體100的中心孔101的基準表面203。每個薄墊片202都具有預定的厚度。例如，每個薄墊片都具有0.5mm的厚度。然而，應當理解的是，薄墊片202可以大於或者小於0.5mm並且這個示例僅僅用於解釋性目的。薄墊片202被預先安裝到擋板201和MRI磁體100的服務端102之間。由此，在上述示例中，如果12個薄墊片被預先安裝到擋板201與服務端102之間的話，那麼基準表面203將會與MRI磁體100的服務端102相隔6mm。更多的薄墊片202能夠被添加或者移除，從而將基準表面203定位成與MRI磁體100的服務端102相距期望距離。應當認識的是，具有相同寬度的薄墊片202僅僅是示例性的。根據另一個示例性實施例，薄墊片202可具有不同的寬度來適應更多的整體寬度尺寸。
[0024]圖2B顯示了在MRI磁體100服務端102的擋板組件200的組裝視圖。在這個視圖中，薄墊片202是不可見的，原因是它們位於擋板201與服務端102之間。如圖2B中所示，當聯接時，擋板201向著中心孔101的中心延伸，從而使得擋板201的上部部分與中心孔101在服務端102的開口相重疊，其中基準表面203面向著孔。
[0025]圖3A和3B顯示了用於確定MRI磁體100的磁性中心104的映射臺架300的示例。映射臺架300包括遊標手輪301，該手輪能夠被轉動而使攝像頭302 (圖3B中顯示)向著MRI磁體100的患者端103或者服務端102移動。用於確定磁性中心104的過程將會在下面詳細介紹。
[0026]圖3B顯示了被用於確定MRI磁體100的磁性中心104的攝像頭302以及映射臺架300所附接的臺架支撐件305。在用於確定磁性中心104的映射程序期間，臺架支撐件305取代擋板組件200並且被附接到服務端102。臺架支撐件305可以使用基本上類似與上面參考擋板組件200所介紹的方式而被聯接到服務端102。臺架支撐件305包括臺架基準表面303，其類似於擋板201的基準表面203。映射臺架300被用於獲得MRI磁體100的映射,從而確定磁性中心104的位置。這種映射能夠以例如具有指示器的MRI磁體100的簡圖的形式顯示給使用者，該指示器顯示出磁性中心104的位置。然而，應當認識的是，映射可通過任意其它方法包括例如一列尺寸而被顯示給使用者。
[0027]如圖3C中所示，攝像頭302被最初定位成與臺架基準表面303相距距離LI。這個距離LI可以是例如845mm。然而，應當理解的是，距離LI可以是任意距離。在映射程序期間，遊標手輪301被轉動從而將攝像頭302向著MRI磁體100的患者端103或服務端102移動。攝像頭302由於遊標手輪301的致動而走過的距離將會指示出定位在擋板201的基準表面203與MRI磁體100的服務端102之間的薄墊片202的數目。
[0028]圖4A和4B顯示了根據本發明示例性實施例的梯度線圈400。梯度線圈400被設計和成形成使得它可以被放置在MRI磁體100的中心孔101的內部。梯度線圈400具有與MRI磁體100的服務端102和患者端103相對應的服務端402和患者端403。梯度線圈400具有與位於梯度線圈400的服務端402的基準表面401相距已知距離L2(例如851mm)的等中心404。服務端402包括裝置405，其用於將梯度線圈400聯接到擋板201。本發明的示例性實施例能夠提供一種系統、設備、裝置和方法，在梯度線圈400被安裝到MRI磁體100的中心孔101內的時候使得等中心404與磁性中心104對準。這可以通過在擋板201與服務端102之間安裝預定數目的薄墊片202來實現。
[0029]圖5顯示了根據本發明的示例性實施例、用於使等中心404與磁性中心104相對準的方法500。在步驟501，MRI磁體100的磁性中心104使用映射臺架300而被確定。在這個步驟期間，擋板組件200被移除以及用映射臺架支撐件305來代替安裝。最初，攝像頭302被定位成與臺架基準表面303相距距離L3。優選地，攝像頭302被初始地定位在MRI磁體100的幾何中心。隨後執行映射程序並且MRI磁體100的磁性中心104被確定。
[0030]在步驟502，基準表面203的調整位置被確定。具體地，遊標手輪301被轉動(順時針或者逆時針)來移動攝像頭302從而將它放置在所確定的磁性中心104。例如，如果磁性中心104向著患者端103而遠離幾何中心移位了 3.5mm，那麼將遊標手輪301順時針轉動3V2圈能夠使得攝像頭302向著患者端103前進3.5mm。或者,逆時針轉動遊標手輪301能夠使攝像頭302向著服務端102移動。在這個位置，能夠進行最終的映射。在將攝像頭302放置在磁性中心104時攝像頭302所走過的最終距離(即偏移)隨後在擋板201的基準表面203上記錄下來。例如，這個偏移可被蝕刻或者雕刻到基準表面203上。然而，應當認識的是，將指示放置在表面上的任意常規方式都可被用於標識這個偏移。
[0031]在步驟503，映射臺架300和映射臺架支撐件305被移除以及擋板201被重新安裝預定數目的薄墊片202。薄墊片202的預定數目通過步驟502中確定的偏移所指示出來。由此，在上述不例中，如果每個薄墊片為0.5mm以及向著患者端103的偏移為3.5mm,那麼12個預安裝薄墊片中的7個都應當被移除從而使得基準表面203向著患者端103前進
3.5mm。應當認識的是，這些尺寸僅僅用於解釋目的並且這些尺寸將會基於所用的具體MRI磁體100以及薄墊片202的厚度而發生改變。
[0032]最後，在步驟504，梯度線圈400被放置在MRI磁體100的中心孔101內部，從而使得梯度線圈400的基準表面403與擋板200的基準表面203齊平。在這個位置，梯度線圈400的等中心404與MRI磁體100的磁性中心104重合。
[0033]圖6顯示了根據本發明另一個示例性實施例的示例性系統。如圖6中所示,映射臺架600可包括指示器610，該指示器能夠接觸基準表面603並且與其配準。例如，指示器610的末端601能夠被以距離LI定位到攝像頭602的中心，如圖6中所示。例如，這個距離能夠是844_。根據特定的示例性實施例,這種定位能夠是永久的。指示器610還能夠可以移動從而使得臺架能夠被用在安裝了梯度線圈400的MRI磁體100上。優選地存在刻度尺604，其附接到映射臺架600定位在遊標手輪606的附近。
[0034]圖7顯示了另一個示例性實施例方法，用於修正圖6中的映射臺架600的角度。方法700能夠在梯度線圈400被安裝在MRI磁體100的中心孔101中的時候被執行。然而，應當認識的是，這個方法還能夠在空的MRI磁體100 (即沒有梯度線圈400)上執行。例如，該方法700包括以下步驟。在步驟701，在將臺架支撐件305安裝到MRI磁體100的服務端102上之前，攝像頭602能夠遠離基準表面603而前進距離L4。這樣能夠確保當臺架600被緊固的時候，在指示器610和基準表面603之間不會有幹涉。在步驟702，擋板201和薄墊片202如果被安裝的話那麼可以被移除。在步驟703，臺架600能夠被安裝以及緊固到MRI磁體100的服務端102。在步驟704，攝像頭602的位置能夠被調整，從而使得指示器601的末端剛好接觸到基準表面603。這樣最好將攝像頭602放置在MRI磁體100的理論幾何中心。在步驟705，刻度尺604上的讀數能夠被注意到和記錄下來。在角度已被修正之後，磁性中心104能夠根據上面所述的示例性方法500而被定位。
[0035]儘管本發明已經參考具體示例性實施例而進行了顯示和描述，但是本領域技術人員應當理解的是，本發明沒有局限於此，而是可以在形式和細節上進行多種改變，包括各種特徵和實施例的組合，而不會脫離發明的精神和範圍。
[0036]本領域技術人員可以理解到，上面所述的示例性實施例可以以多種方式實施，包括，以單獨的軟體模塊、以硬體和軟體的組合，等等。例如，映射方法500可以是包含多行代碼的程序，該程序在編譯之後能夠在處理器上執行。程序可以嵌入到永久的計算機可讀存儲介質上。
[0037]認識到，權利要求可包括根據PCT細則6.2(b)的參考標記/標號。然而本權利要求書不應當被理解為限定為與參考標記/標號所對應的示例性實施例。
[0038]本領域技術人員而言，顯而易見的是，可以對公開的示例性實施例和方法和替換性方案進行各種變型，而不會脫離公開的精神和範圍。由此，本公開的目的是覆蓋這些變型和改變，只要它們落入到附加權利要求及其等同物的範圍內。
【權利要求】
1.一種方法，包括: 確定磁共振成像(MRI)磁體內相對於所述MRI磁體的第一預定基準表面的第一位置，所述第一位置表不所述MRI磁體的磁場中心； 確定梯度線圈內相對於所述梯度線圈的第二預定基準表面的第二位置，所述第二位置表示所述梯度線圈的等中心，其中當所述梯度線圈被安裝在所述MRI磁體的孔內時，所述第二預定基準表面鄰接所述第一預定基準表面；以及 根據所述第一位置和所述第二位置確定對於所述第一預定基準表面的調整位置，所述調整位置對應於所述第一預定參考表面的、當所述梯度線圈被安裝在所述MRI磁體的孔內的時候所述第一位置與所述第二位置相重合的位置。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述方法進一步包括: 將所述梯度線圈安裝在所述MRI磁體的孔內；以及 將所述梯度線圈經由所述第一預定基準表面和所述第二預定基準表面而聯接到所述MRI磁體。
3.如權利要求1所述的方法，其中確定所述第一位置包括: 將映射臺架安裝在所述MRI磁體的一個端部，其中所述映射臺架的攝像頭延伸到所述MRI磁體的孔內， 將所述攝像頭定位在所述MRI磁體的幾何中心，以及 確定從所述攝像頭的位置到所述磁場中心的偏移距離。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述方法進一步包括: 將所述攝像頭重新定位在所述第一位置；以及 獲得所述MRI磁體的磁場的最終映射。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，確定所述調整位置進一步包括記錄下所述調整位置。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述調整位置被標記在所述第一預定基準表面上。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，確定所述調整位置進一步包括確定修正角度。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述調整位置和所述修正角度被標記在所述第一預定基準表面上。
9.一種磁共振成像(MRI)系統，包括: MRI磁體，其包括孔並且具有磁場；以及 設置在所述孔內並且具有等中心的梯度線圈， 其中所述MRI磁體內的第一位置被相對於所述MRI磁體的第一預定基準表面確定，所述第一位置表不所述磁場的中心， 其中所述梯度線圈內的第二位置被相對於所述梯度線圈的第二預定基準表面確定，所述第二位置表示所述等中心， 其中當所述梯度線圈被安裝在所述孔內時，所述第二預定基準表面鄰接所述第一預定基準表面；以及 其中所述第一預定基準表面被調整到調整位置，所述調整位置根據所述第一位置和所述第二位置而被確定並且對應於所述第一預定參考表面的、當所述梯度線圈被安裝在所述孔內時所述第一位置與所述第二位置相重合的位置。
10.如權利要求9所述的MRI系統，其特徵在於，所述梯度線圈經由所述第一預定基準表面和所述第二預定基準表面而聯接到所述MRI磁體。
11.如權利要求9所述的MRI系統，其特徵在於，所述第一位置通過以下方式被確定: 將映射臺架安裝在所述MRI磁體的一個端部，其中所述映射臺架的攝像頭延伸到所述MRI磁體的孔內， 將所述攝像頭定位在所述MRI磁體的幾何中心，以及 確定從所述攝像頭的位置到所述磁場的中心的偏移距離。
12.如權利要求11所述的MRI系統，其特徵在於，所述第一位置通過以下方式被進一步確定: 將所述攝像頭重新定位在所述第一位置；以及 執行所述MRI磁體的磁場的最終映射。
13.如權利要求9所述的MRI系統，其特徵在於，所述第一預定基準表面包括指示所述調整位置的第一標記。
14.如權利要求13所述的MRI系統，其特徵在於，所述第一預定基準表面包括指示修正角度的第二標記。
15.一種計算系統，包括: 處理器；以及 存儲器裝置， 其中所述處理器確定MRI磁體內相對於所述MRI磁體的第一預定基準表面的第一位置，所述第一位置表不所述MRI磁體的磁場中心， 其中所述處理器確定梯度線圈內相對於所述梯度線圈的第二預定基準表面的第二位置，所述第二位置表示所述梯度線圈的等中心， 其中當所述梯度線圈被安裝在所述MRI磁體的孔內時，所述第二預定基準表面鄰接所述第一預定基準表面；以及 其中所述處理器根據所述第一位置和所述第二位置而確定所述第一預定基準表面的調整位置，所述調整位置對應於所述第一預定基準表面的、當所述梯度線圈被安裝在所述MRI磁體的孔內時所述第一位置與所述第二位置相重合的位置。
16.如權利要求15所述的計算系統，其特徵在於，確定所述調整位置進一步包括所述處理器將所述調整位置記錄在存儲器裝置中。
17.如權利要求15所述的計算系統，其特徵在於，確定所述調整位置進一步包括所述處理器確定修正角度。
【文檔編號】G01R33/24GK104246527SQ201380021095
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年4月9日 優先權日:2012年4月25日
【發明者】J·H·克拉利奇, F·巴蒂斯塔, J·E·利奇, D·A·貝克爾 申請人:皇家飛利浦有限公司