包括附加涡流屏蔽系统的有源屏蔽梯度线圈系统技术方案

本发明专利技术涉及磁共振成像（ＭＲＩ）系统。所述ＭＲＩ系统的基本部件是主磁体系统、梯度系统、ＲＦ系统和信号处理系统。梯度系统通常包括３个正交的初级线圈和３个正交的屏蔽线圈。梯度系统的屏蔽线圈通常被设计成用于使主磁体系统内的涡流产生最小化。但是，这种被设计成用于最小化涡流产生的所述梯度系统相对于梯度系统内的机械振动不是最优的。也可以按照某种方式设计梯度系统的屏蔽线圈，以最小化梯度系统内的机械振动。但是，这种梯度系统相对于涡流最小化不是最优的。本发明专利技术提供一种磁共振成像系统，至少包括：主磁体系统；梯度系统，所述梯度系统包括初级线圈状元件和屏蔽线圈状元件，所述屏蔽线圈状元件用于为初级线圈状元件提供洛仑兹力补偿，从而最小化、优选消除梯度系统内的机械振动；和位于所述主磁体系统和所述梯度系统之间的涡流屏蔽系统，所述涡流屏蔽系统被从主磁体系统和／或梯度系统机械退耦。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种磁共振成像系统，该系统至少包括一个在磁共振成像系统的测量空间中产生稳定磁场的主磁体系统，在所述测量空间中产生梯度磁场的梯度系统，所述梯度系统包括初级线圈状元件和屏蔽线圈状元件，所述屏蔽线圈状元件被设计成用于为初级线圈状元件提供力补偿，从而最小化、优选消除梯度系统内的机械振动和/或噪音。磁共振成像(MRI)系统的基本部件是主磁体系统、梯度系统、RF系统和信号处理系统。主磁体系统包括一个限定测量空间并且使MRI系统待分析对象能够进入的镗孔。主磁场系统产生均匀的强静磁场，使被分析对象内的原子核自旋极化。梯度系统用于产生受制空间不均匀性的时变磁场。因为梯度场对信号定位是必不可少的，所以梯度系统是MRI系统的关键部分。RF系统主要由发射线圈和接收线圈组成，其中发射线圈能够产生使自旋系统受到激励的旋转磁场，并且其中接收线圈将处理磁化强度(processing magnetization)转换为电信号。信号处理系统根据上述电信号产生图像。梯度系统通常包括三个正交的初级线圈状部件，即所谓的X、Y和Z初级线圈。术语X、Y和Z是指在描述MRI系统中使用的虚构正交轴，其中Z轴是和主磁体系统的镗孔共轴的轴，其中X轴是从磁场中心延伸的垂直轴，其中Y轴是与Z轴和X轴正交的相应的水平轴。除了这三个初级线圈状元件外，梯度系统还可以包括三个正交的屏蔽线圈状元件，即所谓的X、Y和Z屏蔽线圈。梯度系统的屏蔽线圈状元件通常设计为最小化从梯度系统径向朝外的初级线圈状元件的杂散场，从而最小化在主磁体系统内产生或感生的涡流。所述梯度系统能够被称为“涡流最优化”梯度系统。但是，因为施加到屏蔽线圈状元件上的洛仑兹力要小于施加到初级线圈状元件上的洛仑兹力，仅导致洛仑兹力的部分补偿，所以这种被设计用于最小化或消除主磁体系统内涡流产生或感应的梯度系统相对于梯度系统内的机械振动和/或噪声而言并不是最优的。也可以按照某种方式将梯度系统的屏蔽线圈状元件设计成为初级线圈状元件提供洛仑兹力的力补偿，从而最小化、优选消除梯度系统内的机械振动和/或噪声。这种梯度系统能够被称为“洛仑兹力最优化”梯度系统。但是，这种被设计成用于最小化或消除梯度系统内机械振动和/或噪声的梯度系统，相对于最小化或消除主磁体系统内涡流的产生或感应，不是最优的。现有技术文献US6,147,494公开了一种包括“洛仑兹力最优化”梯度系统的磁共振成像(MRI)系统。在US6,147,494所述的系统中，在主磁体系统的内部辐射屏蔽层中涡流被梯度系统感应。内部辐射屏蔽层具有很大的涡流衰减时间常数。因为辐射屏蔽层被放置在真空中，所以由这些涡流导致的振动不会引起噪声。该方案的实施需要价格很贵的带有绝缘腔的磁体。此外，涡流会导致在主磁体系统中出现不希望的温度升高，这会增加在主磁体系统中使用的低温流体的蒸发。应当注意在本专利申请中使用的术语“线圈”和“线圈状元件”应当涵盖所有类型的线圈，例如，鞍形线圈、折叠线圈、在前/后方向和/或顶/底方向上不对称的不对称线圈和所有其它类型的线圈。本专利技术的一个目的是提供一种在开头段落提及的磁共振成像系统，该系统包括“洛仑兹力最优化”梯度系统，但是没有已知磁共振系统的缺点。为了实现上述目的，根据本专利技术的磁共振成像系统至少包括在磁共振系统的测量空间内产生稳定磁场的主磁体系统；在上述测量空间中产生梯度磁场的梯度系统，所述梯度系统包括初级线圈状元件和屏蔽线圈状元件，所述屏蔽线圈状元件被设计成用于为初级线圈状元件提供洛仑兹力补偿，从而最小化、优选消除梯度系统内的机械振动和/或噪声；和被放置在所述主磁体系统和所述梯度系统之间的涡流屏蔽系统，所述涡流屏蔽系统被从主磁体系统和/或梯度系统机械退耦。根据本专利技术的优选实施方案，涡流屏蔽系统包括一组有源元件(例如，屏蔽线圈状元件)，或至少一个无源元件(例如，导电柱体)，或至少一个有源和至少一个无源元件的组合。根据本专利技术进一步的经过改进的优选实施方案，涡流屏蔽系统被设计成约束层结构和/或穿孔结构。优选地，约束层结构由下述涡流屏蔽系统提供，该涡流屏蔽系统包括一组放置在至少两个载波管(carrier tube)上的一组屏蔽线圈状元件，其中粘弹性层被放置在至少两个载波管之间，并且其中屏蔽线圈状元件被附着到外部载波管上。作为另一种选择，约束层结构也能够由下述涡流屏蔽系统提供，该涡流屏蔽系统包括至少两个导电管(conductive tube)和粘弹性层，所述粘弹性层被放置在至少两个导电管之间。优选地，穿孔结构由包括至少一个导电管的涡流屏蔽系统提供，其中所述或每一个导电管包括指向径向的孔。在下述描述中，将参考附图更详细描述根据本专利技术的磁共振成像系统的实施方案，其中附图说明图1显示了根据现有技术的MRI系统；图2显示了通过根据本专利技术的MRI系统的部分横截面视图；图3显示了根据本专利技术第一实施方案的MRI系统的涡流屏蔽系统的横截面视图；图4显示了根据本专利技术第二实施方案的MRI系统的涡流屏蔽系统的横截面视图；图5显示了图4的涡流屏蔽系统的俯视图；和图6显示了根据本专利技术第三实施方案的MRI系统的涡流屏蔽系统的横截面视图。图1显示了根据现有技术的磁共振成像(MRI)系统1，该系统包括产生稳定磁场的主磁体系统2和提供梯度系统3的若干梯度线圈，所述梯度系统3用于产生在X、Y、Z方向上具有梯度的附加磁场。按照惯例，所示坐标系的Z方向相当于在主磁体系统2中稳定磁场的方向。Z轴是和主磁体系统2的镗孔轴共轴的轴，其中X轴是从磁场中心延伸的垂直轴，并且其中Y轴是与Z轴和X轴正交的相应的水平轴。梯度系统3的梯度线圈由供电单元4提供能量。RF发射线圈5用于产生RF磁场，并且被连接到RF发射器和调制器6。接收线圈用于接收由被检对象7(例如，人体或动物体)体内的RF场产生磁共振信号。该线圈可以和RF发射线圈5是同一个线圈。此外，主磁体系统2围起一个大小足以容纳一部分被检体7的检测空间。在该检测空间中，RF线圈5围绕一部分被检体7排列或被放置在一部分被检体7上。RF发射线圈5通过发射/接收电路9被连接到信号放大器和解调单元10。控制单元11控制RF发射器和调制器6及供电单元4，以便产生包含RF脉冲和梯度的特定脉冲序列。从解调单元10获取的相位和幅度被应用到处理单元12。处理单元12处理所提供的信号值，以便通过转换形成图像。例如借助监视器8，所述图像能够被可视化。根据本专利技术，磁共振成像系统1的梯度系统3包括3个正交的初级线圈(即X初级线圈、Y初级线圈和Z初级线圈)和3个正交的屏蔽线圈(即X屏蔽线圈、Y屏蔽线圈和Z屏蔽线圈)。梯度系统3的3个正交初级线圈和3个正交屏蔽线圈在图中没有被示出。梯度系统3的屏蔽线圈用于在梯度系统3内提供洛仑兹力补偿。为了提供具有洛仑兹力补偿的梯度系统3，梯度系统3的3个正交屏蔽线圈的绕组数目和所述绕组的位置被修改成所述梯度系统3的3个正交初级线圈的绕组数目和所述绕组的位置。使用这种洛仑兹力补偿梯度系统3，梯度系统3内的机械振动和噪声能够被最小化，优选被消除。具有被设计成提供洛仑兹力补偿的屏蔽线圈的上述梯度系统3，对于屏蔽来自初级线圈的杂散场和在主磁体系统2内使涡流产生或感应最小化的屏蔽属性而言，并不是最优的。为了在提供洛仑兹力补偿属性之外提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振成像系统，至少包括：ａ）在磁共振成像系统的测量空间中产生稳定磁场的主磁体系统（２），ｂ）在所述测量空间中产生梯度磁场的梯度系统（３），所述梯度系统包括初级线圈状元件和屏蔽线圈状元件，所述屏蔽线圈状元件被设计成为初级线圈状元件提供力补偿，从而最小化、优选消除梯度系统内的机械振动和／或噪声，ｃ）在所述主磁体系统和所述梯度系统之间放置的涡流屏蔽系统（１３），所述涡流屏蔽系统被从主磁体系统（２）和／或梯度系统（３）中机械退耦。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：CLG哈姆，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]