專利名稱：射頻磁場(chǎng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及適合于和成像系統(tǒng)與/或波譜系統(tǒng)結(jié)合使用的射頻磁場(chǎng)裝置。
背景技術(shù)：
射頻磁場(chǎng)裝置，例如容積線圈，和成像系統(tǒng)與/或波譜系統(tǒng)結(jié)合使用，例如但不限于磁共振成像系統(tǒng)、核磁共振成像系統(tǒng)、功能磁共振成像系統(tǒng)以及電子自旋共振系統(tǒng)。
許多圓柱形容積線圈的一個(gè)問題是，所述線圈容積具有有限的進(jìn)入。這些圓柱形容積線圈只能通過圓柱的端部或者在射頻(RF)電流承載棒或者電流承載環(huán)之間進(jìn)入。當(dāng)線圈被屏蔽時(shí)，“棒之間”或者橫向進(jìn)入還被限制。例如，在鳥籠上的法拉第屏蔽一般用銅包層、刻蝕的電路板材料完全掩蓋住線圈圓柱體的橫向壁。結(jié)果形成一個(gè)“銅罐”。類似地，橫向電磁(TEM)線圈電路由導(dǎo)體棒構(gòu)成的圓柱形對(duì)稱陣列構(gòu)成，所述導(dǎo)體棒由銅共振腔包圍著，并和銅共振腔形成并聯(lián)共振。由端部進(jìn)入或者“棒之間”進(jìn)入對(duì)線圈容積提供的有限的進(jìn)入影響約束在線圈容積內(nèi)的受診治者和醫(yī)師或技師對(duì)受診治者進(jìn)行治療或者和受診治者進(jìn)行相互作用。一些受診治者具有幽閉恐怖癥，不能忍受被關(guān)閉在容積線圈內(nèi)，而一些治療過程，例如腦外科手術(shù)，需要在成像期間接近受診治者。因此，需要作出本發(fā)明。


圖1A表示包括按照本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)成的射頻磁場(chǎng)裝置的設(shè)備的一些實(shí)施例；圖1B表示包括按照本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)成的射頻磁場(chǎng)裝置的成像設(shè)備的一些實(shí)施例；圖2A表示包括按照本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)成的射頻磁場(chǎng)裝置的設(shè)備的另一種實(shí)施方案的一些實(shí)施例；圖2B表示包括按照本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)成的射頻磁場(chǎng)裝置的成像設(shè)備的另一些實(shí)施例；圖2C表示被配置用于醫(yī)療現(xiàn)場(chǎng)的包括圖2A所示的射頻磁場(chǎng)裝置的設(shè)備的一些實(shí)施例；圖3A-3D表示按照本發(fā)明的教導(dǎo)的容積線圈的結(jié)構(gòu)的一些實(shí)施例；以及圖4表示適用于和本發(fā)明的射頻磁場(chǎng)裝置結(jié)合使用的電流元件的一個(gè)實(shí)施例。
詳細(xì)說明在下面的本發(fā)明的詳細(xì)說明中，參考作為說明書的一部分的附圖，其中以舉例方式示出了可以實(shí)施的本發(fā)明的特定實(shí)施例。在所有的附圖中，相似的標(biāo)號(hào)表示基本上相同的元件。對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行了足夠詳細(xì)的說明，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。不脫離本發(fā)明的構(gòu)思，可以利用其它的實(shí)施例，并且可以作出在結(jié)構(gòu)、邏輯和電氣方面的改變。下面的詳細(xì)說明沒有限制的意義，本發(fā)明的范圍只由所附權(quán)利要求以及所述權(quán)利要求被賦予權(quán)利的等效物的全部范圍限定。
這里說明了包括基本上無障礙的并且位于射頻磁場(chǎng)裝置內(nèi)的開口的射頻磁場(chǎng)裝置和包括側(cè)開口的射頻磁場(chǎng)裝置。當(dāng)和成像系統(tǒng)結(jié)合使用包括基本上無障礙的第一開口的射頻磁場(chǎng)裝置時(shí)，和利用成像系統(tǒng)相關(guān)的醫(yī)療好處可以擴(kuò)展到幽閉恐懼癥受診治者。當(dāng)和成像系統(tǒng)結(jié)合使用具有側(cè)開口的射頻磁場(chǎng)裝置時(shí)，和使用成像系統(tǒng)相關(guān)的醫(yī)療好處可以擴(kuò)展到難于進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)的射頻磁場(chǎng)裝置的受診治者。還說明了用于把沒有基本上無障礙的開口的射頻磁場(chǎng)裝置改變成具有基本上無障礙的開口的射頻磁場(chǎng)裝置的方法，以及用于把沒有側(cè)開口的射頻磁場(chǎng)裝置改變成具有側(cè)開口的射頻磁場(chǎng)裝置的方法。
此外，在射頻磁場(chǎng)裝置例如線圈中包括開口使得人體的部分(例如鼻子或手臂)能夠從線圈中伸出。這使得線圈的其余部分的體積能夠小得多，并且更能夠靠近受診治者。小的、緊密配合的線圈改善了圖像信號(hào)效率，使得能夠利用較少的時(shí)間和較小的功率獲得較高清晰度的圖像。
圖1A表示包括按照本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)成的射頻磁場(chǎng)裝置102的設(shè)備100的一些實(shí)施例。射頻磁場(chǎng)裝置102包括第一開口104和第二開口106。
射頻磁場(chǎng)裝置102產(chǎn)生所需的磁場(chǎng)108。所需的磁場(chǎng)108不限于具有特定幅值和方向的磁場(chǎng)。具體地說，所需的磁場(chǎng)108具有適合于在成像系統(tǒng)中對(duì)對(duì)象例如人的頭部進(jìn)行成像的幅值和方向，所述成像系統(tǒng)例如是但不限于磁共振成像系統(tǒng)、磁共振波譜系統(tǒng)、功能磁共振成像系統(tǒng)或者電子自旋共振系統(tǒng)。
射頻磁場(chǎng)裝置102不限于具體類型的射頻磁場(chǎng)裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，射頻磁場(chǎng)裝置102是TEM腔體共振器。TEM腔體共振器包括具有可控元件的一個(gè)或幾個(gè)電流元件，例如電感器和電容器，它們被改變，從而調(diào)諧傳輸線共振器。在一些實(shí)施例中，TEM腔體共振器包括兩個(gè)開口端。在另外的實(shí)施例中，TEM腔體共振器包括一個(gè)開口端和一個(gè)封閉端。
射頻磁場(chǎng)裝置102不限于特定數(shù)量的電流元件(圖4)。在圖1A中只示出了電流元件110-115，并且不打算表示電流元件的細(xì)節(jié)。在一些實(shí)施例中，射頻磁場(chǎng)裝置102包括電流元件110-115。電流元件110-115最好被這樣設(shè)置，使得電流元件110-115不會(huì)妨礙第二開口106，但是電流元件110-115不限于特定的排列。在一些實(shí)施例中，電流元件110-115不對(duì)稱地排列，在物理上相互分開，并且呈電抗性耦合。在另外的實(shí)施例中，電流元件110-115被排列成能“包圍”一個(gè)大致圓柱形的容積。在一些實(shí)施例中，每個(gè)電流元件110-115是一個(gè)和電流元件110-115的至少一個(gè)其它的電流元件呈電感性耦合的共振電流元件。在另外的實(shí)施例中，每個(gè)電流元件110-115是一個(gè)和電流元件110-115的至少一個(gè)其它電流元件呈電容性耦合的諧振電流元件。當(dāng)和成像系統(tǒng)結(jié)合使用時(shí)(圖1B)，磁場(chǎng)裝置102被調(diào)諧到適合于對(duì)特定的對(duì)象或受診治者成像的頻率。
射頻磁場(chǎng)裝置102不限于特定的形狀或容積。最好是，射頻磁場(chǎng)裝置102的形狀和容積近似于要被成像的對(duì)象或受診治者的形狀和體積。在一個(gè)實(shí)施例中，射頻磁場(chǎng)裝置102具有基本上呈圓柱形的形狀，其具有足以接收人的頭部的直徑和長度。在另外的實(shí)施例中，射頻磁場(chǎng)裝置102具有基本上呈圓柱形的形狀，其包括縱軸116和基本上平行于所述縱軸116的表面118。表面118不必是連續(xù)的。電流元件110-115基本上平行于所述縱軸排列。
第一開口104提供用于把對(duì)象或受診治者引入射頻磁場(chǎng)裝置102內(nèi)的入口。例如，人的頭部(未示出)可以在第一開口104被引入射頻磁場(chǎng)裝置102中。所述頭部在射頻磁場(chǎng)裝置102內(nèi)的方位最好使得眼睛朝向第二開口106。這樣，受診治者能夠避免幽閉恐怖癥效應(yīng)，這種效應(yīng)是受診治者被引入沒有基本上無障礙的第二開口的射頻磁場(chǎng)裝置時(shí)要經(jīng)受的。第一開口104不限于和射頻磁場(chǎng)裝置102特定對(duì)準(zhǔn)的開口。在一個(gè)實(shí)施例中，第一開口104具有基本上和縱軸116對(duì)準(zhǔn)的質(zhì)量中心點(diǎn)120。這種對(duì)準(zhǔn)能容易把受診治者引入射頻磁場(chǎng)裝置102內(nèi)。第一開口104在射頻磁場(chǎng)裝置102的一端被形成。射頻磁場(chǎng)裝置102的端部位于電流元件110-115的端部。
第一開口104最好和第二開口106鄰接。鄰接的第二開口106使得受診治者能夠相當(dāng)容易地進(jìn)入射頻磁場(chǎng)裝置102內(nèi)，并且借助于提供包括第一開口104和第二開口106的鄰接的開口的空間，減少在成像期間使受診治者經(jīng)受幽閉恐怖癥的效應(yīng)的可能性。第二開口106還能夠使受診治者看到射頻磁場(chǎng)裝置102的外部，并且使得醫(yī)師或者技師能夠接近受診治者的眼睛、鼻子和口。
第二開口106包括具有無障礙區(qū)域124和可能有障礙的區(qū)域126。如果一個(gè)區(qū)域基本上是透明的，則該區(qū)域是無障礙的。如果一個(gè)區(qū)域基本上是不透明的，則該區(qū)域是有障礙的。最好是，區(qū)域122不包括有障礙的區(qū)域。區(qū)域122不限于特定的尺寸。
第二開口106具有質(zhì)量中心點(diǎn)130(未按比例繪制)和第一開口軸線132。在一個(gè)實(shí)施例中，第一開口軸線132通過質(zhì)量中心點(diǎn)130，和縱向通道116相交，并且基本上垂直于縱向通道116。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)由第一開口的軸線132圍繞縱軸118轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第二開口106對(duì)著弧134，其弧長大約在0度和90度之間。第二開口106對(duì)著弧長大于0度大約為90度的弧長136使得能夠減少受診治者的幽閉恐怖癥效應(yīng)。不過，大于90度的弧長136將使得產(chǎn)生所需的磁場(chǎng)108更加困難。
第二開口106使得能夠制造和具有大的鼻子的人類受診治者的頭部緊密配合的射頻磁場(chǎng)裝置102。沒有第二開口106的射頻磁場(chǎng)裝置必須具有能夠容納受診治者的大的鼻子的尺寸，因此不能被設(shè)計(jì)使得和具有大的鼻子的人類受診治者的頭部緊密配合。因?yàn)槟軌蚓o密配合，和松配合的射頻磁場(chǎng)裝置相比，這種射頻磁場(chǎng)裝置能夠產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像，因此，具有第二開口106的射頻磁場(chǎng)裝置102比沒有第二開口106的射頻磁場(chǎng)裝置產(chǎn)生較高質(zhì)量的圖像。
成像裝置139可以安裝在射頻磁場(chǎng)裝置102上，以便為第二開口106提供通信鏈路。成像裝置139相對(duì)于第二開口106被這樣定位，使得成像裝置139對(duì)其頭部位于射頻磁場(chǎng)裝置102中的受診治者提供通信鏈路。成像裝置139不限于特定類型的成像裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，成像裝置139包括反射鏡。在另一個(gè)實(shí)施例中，成像裝置139包括棱鏡。在另一個(gè)實(shí)施例中，成像裝置139包括投影系統(tǒng)。
在一些實(shí)施例中，在射頻磁場(chǎng)裝置102的側(cè)部形成一個(gè)或幾個(gè)開口144和145，使得能夠接近受診治者的耳朵。這些開口可以通過從射頻磁場(chǎng)裝置上除去電流元件來形成。在其它實(shí)施例中，聽覺通信裝置146連附于一個(gè)或幾個(gè)開口144和145，用于和受診治者進(jìn)行通信或者對(duì)受診治者提供聽覺保護(hù)。通信裝置146最好能夠提供有源(positive)的或無源(negative)的聽覺保護(hù)。
沒有第二開口的射頻磁場(chǎng)裝置可以被改變成具有第二開口106的射頻磁場(chǎng)裝置102。在把沒有第二開口的射頻磁場(chǎng)裝置改變成具有第二開口106的射頻磁場(chǎng)裝置102的方法的一個(gè)實(shí)施例中，從沒有第二開口的射頻磁場(chǎng)裝置中除去一個(gè)電流元件，從而形成具有第二開口106的射頻磁場(chǎng)裝置102。從沒有第二開口的射頻磁場(chǎng)裝置中除去一個(gè)電流元件便在沒有第二開口的射頻磁場(chǎng)裝置中產(chǎn)生一個(gè)空間。所述空間提供一個(gè)用于形成第二開口106的區(qū)域。在從沒有第二開口的射頻磁場(chǎng)裝置除去電流元件之后，計(jì)算剩余的電流元件的用于產(chǎn)生所需磁場(chǎng)108的電流。在一個(gè)另外的實(shí)施例中，從沒有第二開口的射頻磁場(chǎng)裝置中除去兩個(gè)或多個(gè)相鄰的電流元件，從而形成具有第二開口106的射頻磁場(chǎng)裝置102。從沒有第二開口的射頻磁場(chǎng)裝置除去兩個(gè)或多個(gè)電流元件便在沒有第二開口的射頻磁場(chǎng)裝置產(chǎn)生一個(gè)空間。所述空間提供用于形成射頻磁場(chǎng)裝置102的第二開口106的區(qū)域。在從沒有第二開口的射頻磁場(chǎng)裝置除去兩個(gè)或多個(gè)電流元件之后，計(jì)算剩余的電流元件的用于產(chǎn)生所需磁場(chǎng)108的電流。
圖1B表示包括按照本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)成的射頻磁場(chǎng)裝置的成像設(shè)備的一些實(shí)施例。成像裝置140包括靜止場(chǎng)磁場(chǎng)裝置142和位于靜止場(chǎng)磁場(chǎng)裝置142內(nèi)的射頻磁場(chǎng)裝置102。優(yōu)選地，靜止場(chǎng)磁場(chǎng)裝置142產(chǎn)生具有高的磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)。高的磁場(chǎng)強(qiáng)度能夠使成像裝置140產(chǎn)生高清晰度的圖像。不過，射頻磁場(chǎng)裝置102不限于和產(chǎn)生特定的磁場(chǎng)強(qiáng)度的特定的靜磁場(chǎng)或靜止場(chǎng)磁場(chǎng)裝置結(jié)合使用。射頻磁場(chǎng)裝置102適合于和任何與成像裝置結(jié)合使用的靜止場(chǎng)磁體結(jié)合使用。
圖2A表示包括按照本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)成的射頻磁場(chǎng)裝置202的設(shè)備200的一些實(shí)施例。射頻磁場(chǎng)裝置202包括一對(duì)端開口204和205、第一側(cè)開口206和第二側(cè)開口208。
射頻磁場(chǎng)裝置202產(chǎn)生所需的磁場(chǎng)210。所需的磁場(chǎng)210不限于具有額定幅值和方向的磁場(chǎng)。優(yōu)選地，所需的磁場(chǎng)210具有適用于對(duì)在成像系統(tǒng)中的對(duì)象例如人體進(jìn)行成像的幅值和方向，所述成像系統(tǒng)是例如但不限于磁共振成像系統(tǒng)、功能磁共振成像系統(tǒng)或者電子自選共振成像系統(tǒng)。
射頻磁場(chǎng)裝置202不限于特定類型的射頻磁場(chǎng)裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，射頻磁場(chǎng)裝置202是TEM空腔共振器。TEM空腔共振器包括具有可控元件的一個(gè)或幾個(gè)電流元件，它們可被改變，以便調(diào)整諧振線共振器。在一個(gè)實(shí)施例中，射頻磁場(chǎng)裝置202包括第一組電流元件212和第二組電流元件214。在一個(gè)實(shí)施例中，第一組電流元件212包括至少一個(gè)電流元件，例如電流元件216-218，第二組電流元件214包括至少一個(gè)電流元件，例如電流元件220-222。第一組電流元件212和第二組電流元件214最好被這樣設(shè)置，使得電流元件216-218或者電流元件220-222都不會(huì)妨礙第一側(cè)開口206或第二側(cè)開口208。在一個(gè)實(shí)施例中，第一組電流元件212和第二組電流元件214離開一個(gè)大約15厘米到大約30厘米的隔開距離，這是可以形成第一側(cè)開口206和第二側(cè)開口208的區(qū)域。小于大約15厘米的隔開距離便不足以允許受診治者的四肢例如臂或腿，或者多余的身體部分被置于第一側(cè)開口206和第二側(cè)開口208內(nèi)。大于大約30厘米的隔開距離228將形成具有大大超過用于接收人體所需的容積的射頻磁場(chǎng)裝置202。當(dāng)和成像系統(tǒng)結(jié)合使用時(shí)(如圖2B所示)，磁場(chǎng)裝置202被調(diào)諧到適合于對(duì)特定的對(duì)象或受診治者成像的頻率。
當(dāng)受診治者位于射頻磁場(chǎng)裝置202內(nèi)部時(shí)，第一側(cè)開口206和第二側(cè)開口208使得受診治者的四肢或者多余的身體部分(未示出)位于射頻磁場(chǎng)裝置202的外部。第一側(cè)開口206和第二側(cè)開口208基本上平行于第一組電流元件212和第二組電流元件214。第一側(cè)開口206和第二側(cè)開口208最好沒有物理障礙。物理障礙是一種結(jié)構(gòu)，其阻止受診治者的四肢或者身體的多余部分進(jìn)入或通過第一側(cè)開口206或第二側(cè)開口208。第一側(cè)開口206和第二側(cè)開口208還使得射頻磁場(chǎng)裝置202能夠接收大于射頻磁場(chǎng)裝置202的內(nèi)徑230的受診治者，而不用增加射頻磁場(chǎng)裝置202的內(nèi)徑230。對(duì)于許多受診治者，當(dāng)他們被置于射頻磁場(chǎng)裝置202內(nèi)部時(shí)，通過使其四肢或者身體的多余部分伸到射頻磁場(chǎng)裝置202的外部，第一側(cè)開口206和第二側(cè)開口208能夠增加受診治者的舒適度。舒服的受診治者在成像期間移動(dòng)較少，因而需要較少的圖像重拍，并且當(dāng)對(duì)受診治者成像時(shí)能夠獲得高質(zhì)量的圖像。而且，較小的、更緊湊的線圈能顯著改善體線圈的圖像質(zhì)量可以使得線圈的尺寸較小，從而以高的效率以高的頻率實(shí)現(xiàn)諧振，滿足高的磁場(chǎng)強(qiáng)度成像的需要。
射頻磁場(chǎng)裝置202不限于特定的形狀或容積。最好是，射頻磁場(chǎng)裝置202的形狀和容積和要被成像的對(duì)象或受診治者的形狀和體積近似。例如，具有大約100厘米長232和大約60厘米直徑230的基本上圓柱形的射頻磁場(chǎng)裝置具有近似人體的形狀。在一個(gè)實(shí)施例中，射頻磁場(chǎng)裝置202具有近似圓柱的形狀，具有足夠接收成年人體的直徑和長度。
在另一個(gè)實(shí)施例中，射頻磁場(chǎng)裝置202具有基本上是圓柱的形狀，其具有縱軸234和最好是彎曲的并且基本上平行于縱軸234的表面236和238。表面234和236不必是連續(xù)的。具有至少三個(gè)電流元件216-218的第一組電流元件212和具有至少三個(gè)電流元件220-222的第二組電流元件214被這樣設(shè)置成基本上“包圍”一個(gè)基本上是圓柱形的容積。
端部開口204提供使對(duì)象或受診治者進(jìn)入射頻磁場(chǎng)裝置202的進(jìn)出口。例如，人體(未示出)可以在端部開口204進(jìn)入射頻磁場(chǎng)裝置202。端部開口204不限于和射頻磁場(chǎng)裝置202精確地對(duì)準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施例中，端部開口204包括質(zhì)量中心240，其基本上和縱軸234對(duì)準(zhǔn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一側(cè)開口206和第二側(cè)開口208和端部開口204鄰接。在第一側(cè)開口206、第二側(cè)開口208和端部開口204之間的鄰接關(guān)系使得受診治者容易進(jìn)入射頻磁場(chǎng)裝置202中。第一側(cè)開口206具有寬度或隔開距離228，第二側(cè)開口208具有寬度或隔開距離244。寬度或隔開距離228最好大約等于寬度或隔開距離244。
在一些實(shí)施例中，射頻磁場(chǎng)裝置202包括半個(gè)頂247和半個(gè)底248，半個(gè)頂247能夠在第一側(cè)開口206或第二側(cè)開口208在機(jī)械上和半個(gè)底248相連或拆開。在一個(gè)實(shí)施例中，連接裝置249，例如鉸鏈或者可彎曲的支架把半個(gè)頂247連接到半個(gè)底248上。
沒有第一側(cè)開口和第二側(cè)開口的射頻磁場(chǎng)裝置可以被改變成具有第一側(cè)開口206和第二側(cè)開口208的射頻磁場(chǎng)裝置202。在用于把沒有第一側(cè)開口和第二側(cè)開口的射頻磁場(chǎng)裝置改變成具有第一側(cè)開口206和第二側(cè)開口208的射頻磁場(chǎng)裝置202的方法的一個(gè)實(shí)施例中，從沒有第一側(cè)開口和第二側(cè)開口的射頻磁場(chǎng)裝置中除去兩個(gè)不相鄰的電流元件。最好是，兩個(gè)不相鄰的電流元件的位置彼此相對(duì)。從沒有第一側(cè)開口和第二側(cè)開口的射頻磁場(chǎng)裝置除去兩個(gè)不相鄰的電流元件在射頻磁場(chǎng)裝置中形成兩個(gè)空隙。這些空隙提供了用于形成第一側(cè)開口206和第二側(cè)開口208的區(qū)域。在從沒有第一側(cè)開口和第二側(cè)開口的射頻磁場(chǎng)裝置除去兩個(gè)不相鄰的電流元件之后，計(jì)算剩余的電流元件產(chǎn)生所需的磁場(chǎng)210所需的電流。
圖2B表示包括按照本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)成的射頻磁場(chǎng)裝置202的成像設(shè)備250的一些實(shí)施例。成像設(shè)備250包括靜止場(chǎng)磁場(chǎng)裝置252和位于靜止場(chǎng)磁場(chǎng)裝置252內(nèi)部的射頻磁場(chǎng)裝置202。最好是，靜止場(chǎng)磁場(chǎng)裝置252產(chǎn)生具有大的磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)。大的磁場(chǎng)強(qiáng)度能夠利用成像設(shè)備250產(chǎn)生高清晰度的圖像。不過，射頻磁場(chǎng)裝置202不限于和靜止場(chǎng)磁場(chǎng)裝置或者產(chǎn)生特定的磁場(chǎng)強(qiáng)度的靜止場(chǎng)磁場(chǎng)裝置結(jié)合使用。射頻磁場(chǎng)裝置202適用于和任何可以和成像設(shè)備結(jié)合使用的靜止場(chǎng)磁場(chǎng)裝置結(jié)合使用。
圖2C表示被配置用于醫(yī)療現(xiàn)場(chǎng)的包括圖2A所示的射頻磁場(chǎng)裝置202的設(shè)備的一些實(shí)施例。由圖2C可見，受診治者輕松而舒服地位于緊配合的射頻磁場(chǎng)裝置202內(nèi)，這使得射頻磁場(chǎng)裝置202很好地適用于對(duì)心臟、肺部和乳房進(jìn)行成像。
雖然上述的實(shí)施例是用于對(duì)人的頭部和身體成像的射頻磁場(chǎng)裝置進(jìn)行了說明，但是射頻磁場(chǎng)裝置102和202不限于用于成像人的頭部和身體。射頻磁場(chǎng)裝置102和202適用于對(duì)受診治者的廣泛的范圍進(jìn)行成像，包括但不限于人的四肢，例如手臂、腿、關(guān)節(jié)、手、腳、非人受診治者，例如狗、貓、老鼠、馬、以及靈長類和這些非人受診治者的四肢。
圖3A-3D表示按照本發(fā)明的教導(dǎo)的容積線圈300的結(jié)構(gòu)的一些實(shí)施例。所述容積線圈300包括腔體壁301，其沒有畫上陰影以便可以看到容積線圈300的下面的結(jié)構(gòu)。在圖3A-3D中所示的容積線圈300包括電流元件302-308。在圖3A中所示的容積線圈300包括射頻傳導(dǎo)前端環(huán)310和射頻傳導(dǎo)背板312。射頻傳導(dǎo)前端環(huán)310和射頻傳導(dǎo)背板312和電流元件302-308相連。
圖3B所示的容積線圈300包括具有缺口316的射頻傳導(dǎo)前端環(huán)314和截短至電流元件302、308的射頻傳導(dǎo)背板318。射頻傳導(dǎo)前端環(huán)314和射頻傳導(dǎo)背板318和電流元件302-308相連。
圖3C所示的容積線圈300包括射頻傳導(dǎo)前端環(huán)310和射頻傳導(dǎo)后端環(huán)319。射頻傳導(dǎo)前端環(huán)310和射頻傳導(dǎo)后端環(huán)319與電流元件302-308相連。
圖3D所示的容積線圈300包括具有缺口316的射頻傳導(dǎo)前端環(huán)314和具有缺口322的射頻傳導(dǎo)后端環(huán)320。射頻傳導(dǎo)前端環(huán)314和射頻傳導(dǎo)后端環(huán)320與電流元件302-308相連。
如圖3A3D可見，容積線圈300包括在電流元件302和308之間形成的開口324。此外，由圖3A-3D可以看出，開口324是通過從包括電流元件302-308和電流元件326(用虛線表示)的規(guī)則的或?qū)ΨQ的電流元件的結(jié)構(gòu)中除去電流元件326而形成的。在另一個(gè)實(shí)施例中，電流元件326從容積線圈300的頂部328被除去。在另一個(gè)實(shí)施例中，電流元件326被移動(dòng)(而不是被除去)而形成開口324。
每個(gè)端環(huán)310、314、319和320包括容積線圈300的開口端330，每個(gè)背板312和318包括容積線圈300的包圍端332。
容積線圈300具有阻抗。在一個(gè)實(shí)施例中，在每個(gè)電流元件302-308中具有可調(diào)阻抗，在一個(gè)實(shí)施例中，所述可調(diào)阻抗是電容。在另一個(gè)實(shí)施例中，可調(diào)阻抗是電感。
在一個(gè)實(shí)施例中，腔體壁301包括電流元件302-308的返回元件。在另一個(gè)實(shí)施例中，腔體壁301包括有縫的屏蔽。由圖3A-3D可見，腔體壁301包括通過去除或者移動(dòng)電流元件326而形成的開口。
容積線圈300適用于范圍廣泛的對(duì)象和受診治者的成像，包括但不限于頭部、腳踝、足部和其它的肢體。
上述的每個(gè)射頻磁場(chǎng)裝置102和202以及容積線圈300適合用作雙調(diào)諧線圈、多調(diào)諧線圈、圓形極化線圈、由沃恩方法雙調(diào)諧的線圈和有源解諧線圈。雙調(diào)諧線圈由兩個(gè)頻率驅(qū)動(dòng)。多調(diào)諧線圈由多個(gè)頻率驅(qū)動(dòng)。圓形極化線圈被驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生圓形極化射頻磁場(chǎng)。用于對(duì)線圈進(jìn)行雙解諧的沃恩方法在名稱為“High Frequency Volume coils forNuclear magnetic Resonance Applications”的美國專利5557247中說明了，該專利被包括在此作為參考。每個(gè)射頻磁場(chǎng)裝置102和202以及容積線圈300可以通過調(diào)節(jié)包括在線圈內(nèi)的電流元件以有源方式進(jìn)行解諧和再調(diào)諧，以便供局部(local)接收線圈使用。通過改變電流元件的阻抗來調(diào)節(jié)電流元件。
圖4表示適用于和本發(fā)明的射頻磁場(chǎng)裝置結(jié)合使用的電流元件400的一個(gè)實(shí)施例。電流元件400包括和導(dǎo)體404諧振的屏蔽或腔體壁部分402。腔體壁部分402由導(dǎo)電材料制成，導(dǎo)體404由導(dǎo)電材料制成。在一個(gè)實(shí)施例中，腔體壁部分402由導(dǎo)電網(wǎng)制成。可以設(shè)置多個(gè)電流元件400而形成一個(gè)“圍壁”。在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置多個(gè)電流元件400而形成一個(gè)圓柱形的圍壁(未示出)。在圓柱形的圍壁中，屏蔽或者腔體壁部分402的方位朝向圍壁的外部，導(dǎo)體404的方位朝向圍壁的內(nèi)部。電流元件，例如電流元件400在美國專利5557247中披露了，該專利被包括在此作為參考。
雖然上面說明了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本說明應(yīng)當(dāng)理解，任何能夠?qū)崿F(xiàn)同樣目的的布置都可以用來代替所示的特定實(shí)施例。本申請(qǐng)旨在覆蓋本發(fā)明的任何改變和改型。因此，本發(fā)明只由所附權(quán)利要求及其等效物限定。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，包括具有多個(gè)電流元件的容積線圈，所述容積線圈具有通過從呈規(guī)則或?qū)ΨQ型式或布置的多個(gè)電流元件中除去或移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)電流元件而形成的開口。
2.一種設(shè)備，包括射頻磁場(chǎng)裝置，其包括不對(duì)稱布置的多個(gè)電流元件，一些電流元件在物理上被相互斷開，并且電抗性耦合。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中一個(gè)或多個(gè)電流元件的一端或幾端在物理上被斷開。
4.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中多個(gè)電流元件被不對(duì)稱地設(shè)置成基本上呈圓柱形。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中多個(gè)電流元件中的每一個(gè)包括一個(gè)諧振電流元件。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，還包括具有一個(gè)開口的靜止場(chǎng)磁場(chǎng)裝置，所述射頻磁場(chǎng)裝置被插入所述開口中，從而形成一個(gè)成像裝置。
7.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中多個(gè)電流元件中的每一個(gè)與多個(gè)電流元件中的至少一個(gè)電感性地耦合。
8.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中多個(gè)電流元件中的每一個(gè)與多個(gè)電流元件中的至少一個(gè)成電容性地耦合。
9.一種設(shè)備，包括射頻磁場(chǎng)裝置，用于產(chǎn)生所需的磁場(chǎng)，所述射頻磁場(chǎng)裝置具有被形成在其端部的第一開口和基本上無障礙的第二開口，其中所述第一開口和所述第二開口鄰接。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述第二開口具有弧長大約在0度和90度之間的弧。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，還包括具有一個(gè)開口的靜止場(chǎng)磁場(chǎng)裝置，所述射頻磁場(chǎng)裝置被插入所述開口中，從而形成一個(gè)成像裝置。
12.一種設(shè)備，包括射頻磁場(chǎng)裝置，其具有第一側(cè)開口、第二側(cè)開口和一對(duì)端開口，所述第一側(cè)開口和第二側(cè)開口和所述一對(duì)端開口中的每一個(gè)鄰接。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述射頻磁場(chǎng)裝置包括基本上為圓柱形的容積，具有彎曲設(shè)置的電流元件，使得第一側(cè)開口和第二側(cè)開口沿著所述彎曲的電流元件設(shè)置，并且所述第一側(cè)開口基本上位于與所述第二側(cè)開口相對(duì)的位置。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述第一側(cè)開口具有第一寬度，第二側(cè)開口具有大約等于第一寬度的第二寬度。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，還包括具有一開口的靜止場(chǎng)磁場(chǎng)裝置，所述射頻磁場(chǎng)裝置被插入所述開口中，從而形成一個(gè)成像裝置。
16.一種方法，包括從第一射頻磁場(chǎng)裝置除去一個(gè)電流元件，從而形成具有一開口的第二射頻磁場(chǎng)裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括計(jì)算并實(shí)現(xiàn)用于在第二射頻磁場(chǎng)裝置中產(chǎn)生所需磁場(chǎng)的一組電流值。
18.一種方法，包括從第一射頻磁場(chǎng)裝置除去兩個(gè)或多個(gè)電流元件，從而形成具有一開口的第二射頻磁場(chǎng)裝置。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括計(jì)算并實(shí)現(xiàn)用于在第二射頻磁場(chǎng)裝置中產(chǎn)生所需磁場(chǎng)的一組電流值。
20.一種方法，包括從第一射頻磁場(chǎng)裝置除去兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的電流元件電路，從而形成具有第一開口和第二開口的第二射頻磁場(chǎng)裝置。
21.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中電流元件的剩余的型式或布置能夠產(chǎn)生所需的磁場(chǎng)，并且所述所需磁場(chǎng)通過調(diào)節(jié)在多個(gè)電流元件中的電流被恢復(fù)、補(bǔ)償、或者利用別的方式被影響。
22.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述容積線圈包括頂部，并且從所述頂部除去一個(gè)或多個(gè)呈規(guī)則或者對(duì)稱型式或結(jié)構(gòu)的電流元件，從而改進(jìn)從所述頂部的進(jìn)入，并恢復(fù)所需的磁場(chǎng)。
23.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述容積線圈包括開口端和封閉端，并且所述封閉端由導(dǎo)電板封閉。
24.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中容積線圈包括兩個(gè)開口端。
25.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中所述容積線圈能夠用于頭部成像。
26.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中所述容積線圈能夠用于頭部成像。
27.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述容積線圈能夠用于頭部成像。
28.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述容積線圈能夠用于頭部成像。
29.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述容積線圈能夠用于四肢成像。
30.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述容積線圈能夠用于腳和踝成像。
31.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中容積線圈具有阻抗，并且調(diào)節(jié)所述阻抗來控制多個(gè)電流元件中的電流。
32.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中所述阻抗通過調(diào)節(jié)電容來調(diào)節(jié)。
33.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中所述阻抗通過調(diào)節(jié)電感來調(diào)節(jié)。
34.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，還包括和多個(gè)電流元件耦聯(lián)的射頻傳導(dǎo)前端環(huán)和與多個(gè)電流元件耦聯(lián)的射頻傳導(dǎo)后板。
35.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，還包括具有缺口的射頻傳導(dǎo)前端環(huán)，所述射頻傳導(dǎo)前端環(huán)與多個(gè)電流元件耦聯(lián)，而射頻傳導(dǎo)后板與多個(gè)電流元件耦聯(lián)。
36.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，還包括和多個(gè)電流元件耦聯(lián)的射頻傳導(dǎo)前端環(huán)和與多個(gè)電流元件耦聯(lián)的射頻傳導(dǎo)后端環(huán)。
37.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，還包括具有缺口的射頻傳導(dǎo)前端環(huán)和具有缺口的射頻傳導(dǎo)后端環(huán)，所述射頻傳導(dǎo)前端環(huán)和所述射頻傳導(dǎo)后端環(huán)與多個(gè)電流元件耦聯(lián)。
38.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，還包括與所述多個(gè)射頻電流元件耦聯(lián)的有縫的屏蔽或者或腔體壁。
39.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，還包括屏蔽或腔體中的與除去或被移動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)電流元件大致成直線的窗口或開口。
40.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，所述容積線圈包括開口端和封閉端，所述封閉端利用導(dǎo)電板被封閉。
41.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中容積線圈包括兩個(gè)開口端。
42.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中包括一頂部，并且從所述頂部除去一個(gè)或多個(gè)呈規(guī)則或者對(duì)稱型式或布置的電流元件，從而改進(jìn)由所述頂部的進(jìn)入。
43.如權(quán)利要求40所述的設(shè)備，其中所述容積線圈能夠用于頭部成像。
44.如權(quán)利要求41所述的設(shè)備，其中所述容積線圈能夠用于頭部成像。
45.如權(quán)利要求42所述的設(shè)備，其中所述容積線圈能夠用于頭部成像。
46.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中所述容積線圈能夠用于身體成像。
47.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中所述容積線圈能夠用于四肢成像。
48.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中所述容積線圈能夠用于腳和踝成像。
49.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中容積線圈具有阻抗，并且調(diào)節(jié)所述阻抗來控制多個(gè)電流元件中的電流。
50.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中通過調(diào)節(jié)電容來調(diào)節(jié)所述阻抗。
51.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中通過調(diào)節(jié)電感來調(diào)節(jié)所述阻抗。
52.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，還包括與多個(gè)電流元件耦聯(lián)的射頻傳導(dǎo)前端環(huán)和與多個(gè)電流元件耦聯(lián)的射頻傳導(dǎo)后板。
53.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，還包括與多個(gè)電流元件耦聯(lián)的開口前端環(huán)和與多個(gè)電流元件耦聯(lián)的射頻傳導(dǎo)后板。
54.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，還包括與多個(gè)電流元件耦聯(lián)的射頻傳導(dǎo)前端環(huán)和與多個(gè)電流元件耦聯(lián)的射頻傳導(dǎo)后端環(huán)。
55.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，還包括具有缺口的前端環(huán)與多個(gè)電流元件耦聯(lián)，以及具有缺口的后端環(huán)與多個(gè)電流元件耦聯(lián)。
56.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，還包括有縫隙的屏蔽或者腔體壁。
57.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，還包括用于有源地解調(diào)/重調(diào)諧容積線圈以用于局部接收器線圈的裝置。
58.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述容積線圈是雙調(diào)諧的或者是多調(diào)諧的。
59.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述容積線圈利用沃恩方法實(shí)現(xiàn)雙調(diào)諧。
60.一種包括電流元件的橫向電磁線圈腔體，所述橫向電磁線圈具有在電流元件之間切割的窗口或者開口，因而能夠通過所述電流元件進(jìn)入。
61.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，還包括被安裝在所述窗口或開口的上方的反射鏡或棱鏡。
62.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，還包括被安裝在所述窗口或開口的上方的反射鏡或棱鏡。
63.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，還包括形成在射頻磁場(chǎng)裝置的側(cè)部上的一個(gè)或多個(gè)開口，從而可以能夠到達(dá)受診治者的耳朵。
64.如權(quán)利要求63所述的設(shè)備，還包括聽覺通信裝置，用于通過所述一個(gè)或多個(gè)開口進(jìn)行通信。
65.如權(quán)利要求64所述的設(shè)備，其中所述通信裝置提供有源或無源聽覺保護(hù)。
66.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述射頻磁場(chǎng)裝置包括半個(gè)頂和半個(gè)底，所述半個(gè)底能夠在第一側(cè)開口或者第二側(cè)開口與所述半個(gè)底機(jī)械地連接或脫開。
全文摘要
一種設(shè)備，包括射頻磁場(chǎng)裝置，用于產(chǎn)生所需的磁場(chǎng)。在一個(gè)實(shí)施例中，射頻磁場(chǎng)裝置包括基本上無障礙的第一開口和與所述第一開口鄰接的第二開口。在另一個(gè)實(shí)施例中，射頻磁場(chǎng)裝置包括第一側(cè)開口、第二側(cè)開口和一個(gè)或幾個(gè)端開口。在方法的一個(gè)實(shí)施例中，從射頻磁場(chǎng)裝置中除去電流元件而形成具有開口的磁場(chǎng)裝置。在另一個(gè)實(shí)施例中，除去射頻磁場(chǎng)裝置中的相對(duì)位置上的兩個(gè)電流元件，從而形成具有第一側(cè)開口和第二側(cè)開口的磁場(chǎng)裝置。
文檔編號(hào)G01R33/34GK1466691SQ01816620
公開日2004年1月7日 申請(qǐng)日期2001年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月31日
發(fā)明者T·J·沃漢, G·阿德里爾尼, K·烏古爾比爾, T J 沃漢, 呂鋃, 哦 榷 申請(qǐng)人:明尼蘇達(dá)大學(xué)評(píng)議會(huì)