一种磁共振成像（ＭＲＩ）系统，包括检查容积、用于在该检查容积中沿Ｚ方向产生主磁场的主磁体系统、用于产生该主磁场的梯度的梯度磁体系统、以及用于减小在操作期间由机械负荷引起的该梯度磁体系统振动的抗振系统，该机械负荷是由于在该主磁场和该梯度磁体系统中的电流之间的电磁相互作用而施加在该梯度磁体系统上的，其特征在于该抗振系统包括平衡部件，其通过激励器系统和耦合装置耦合到该梯度磁体系统，该耦合装置允许该平衡部件相对于该梯度磁体系统的位移，ＭＲＩ系统具有用于以下述方式控制该激励器系统的控制系统，该方式即在操作期间，该激励器系统在该平衡部件上施加补偿机械负荷，其基本上相应于施加在该梯度磁体系统上的机械负荷。（*该技术在2023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(MRI)系统，该系统包括检查容积、用于在检查容积内沿Z方向产生主磁场的主磁体系统、用于产生主磁场的梯度的梯度磁体系统、以及用于减小在操作期间由机械负荷引起的梯度磁体系统振动的抗振系统，该机械负荷是由于主磁场和梯度磁体系统中的电流间的电磁相互作用而施加在梯度磁体系统上的。
技术介绍
在开始段中提到的这种MRI系统被披露于US-A-5617026。公知的MRI系统通过核磁共振方法用于病人的内脏器官的成像。在公知的MRI系统中，主磁体系统包括被容纳在低温容器中的多个超导电线圈。从而，由主磁体系统产生的主磁场是相对较强的，因此获得强的核磁共振效应。梯度磁体系统包括用于沿三个正交方向产生主磁场的梯度的多个电线圈。通过在病人身体的多个位置处连续观察核磁共振效应来构造病人身体的图像，这是通过改变所述梯度来连续选择的。为了获得检查必需的合格的全部时段，以相对较高的频率改变主磁场的梯度，从而也以高频率改变梯度磁体系统的线圈中的电流。在公知MRI系统操作期间，由于在主磁场和梯度磁体系统的改变的电流间的电磁相互作用，改变的机械载荷、具体为洛伦兹力被施加至梯度磁体系统。没有额外的测量，所述机械载荷将导致梯度线圈系统的机械和声振动，并且所述振动将导致由MRI系统产生的图像失真及在检查容积中和MRI系统周围的不能允许的强噪声。公知MRI系统包括用于减小梯度磁体系统的所述振动的抗振系统。所述抗振系统包括多个压电装置，这些压电装置是嵌入到梯度磁体系统的线圈的圆柱形载体中的。操作期间，以这样的方式激励所述压电装置，即通过补偿压电装置的变形来消除载体的局部变形，该载体的局部变形是由施加在梯度磁体系统的线圈上的机械负荷、具体为洛伦兹力引起的。尽管由于所述补偿变形，梯度磁体系统的机械和声振动被减小到某种程度上，但是公知MRI系统的梯度磁体系统的残余机械和声振动水平仍然相对较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在开始段中提到的磁共振成像(MRI)系统，在操作期间，由施加在梯度磁体系统上的机械负荷引起的机械和声振动被进一步减小，以尽可能多地阻止由MRI系统产生的图像的不能允许的变形和在MRI系统中及其周围的不能允许的声振动。为了实现所述目的，一种根据本专利技术的磁共振成像(MRI)系统，其特征在于抗振系统包括通过激励器系统和耦合装置耦合到梯度磁体系统的平衡部件，该耦合装置允许该平衡部件相对于该梯度磁体系统的位移，MRI系统具有用于控制激励器系统的控制系统，以使在操作期间激励器系统对平衡部件施加基本上对应于被施加在梯度磁体系统上的机械负荷的补偿机械负荷。作为所述激励器系统在所述平衡部件上施加所述补偿机械负荷的事实的结果，由于梯度磁体系统的主磁场和电流之间的电磁相互作用，所述激励器系统在梯度磁体系统上施加基本上与被施加在梯度磁体系统上的机械负荷相等但方向相反的机械反负荷。从而，由所述电磁相互作用引起的机械负荷被所述机械反负荷基本上抵消，从而有效地减小了由所述机械负荷引起的机械和声振动。耦合装置为平衡部件提供了相对于梯度磁体系统足够的活动自由，以使施加在平衡部件上的补偿机械负荷转换成平衡部件相对于梯度磁体系统的位移。平衡部件具有足够大的质量和/或转动惯量，从而尽可能多地限制了所产生的位移和平衡部件的振动。根据本专利技术的MRI系统的具体实施例，其特征在于，在操作期间，控制系统相应于补偿机械负荷施加控制信号到激励器系统，控制系统将所述控制信号确定为梯度磁体系统中的电流值的函数。由于主磁场具有预定强度和方位，以及梯度磁体系统的瞬时电流由MRI系统的脉冲序列控制单元确定，所以因主磁场和梯度磁体系统中的电流之间的电磁相互作用而被施加在梯度磁体系统的机械负荷和必需的补偿机械负荷能由控制系统精确地预测。因此，这个具体实施例提供了被施加在梯度磁体系统上的机械负荷的精确补偿，以使抗振系统的效率被进一步提高。根据本专利技术的MRI系统的又一个具体实施例，其特征在于梯度磁体系统包括传感器系统，该传感器系统在操作期间测量梯度磁体系统的残余振动，并相应于测得的残余振动而施加测量信号到控制系统，控制系统通过使测得的残余振动小于预定阈值的方式调整控制信号。在这又一个具体实施例中，例如，由于在梯度磁体系统上的实际机械负荷和由控制系统预测的机械负荷之间小的差异而产生的梯度磁体系统的残余振动，可以被结合在传感器系统中的控制系统有效地抵消。从而抗振系统的效率被进一步提高。根据本专利技术的MRI系统的具体实施例，其特征在于激励器系统包括压电激励器。由于在所述激励器中没有导电材料，所以在MRI系统中压电激励器的存在基本上不影响检查容积中的磁场。再者，用于激励压电激励器的控制信号具有相对小电流值，以致于控制信号仅引起相对小的干扰磁场。根据本专利技术的MRI系统的具体实施例，其特征在于平衡部件包括被安置在主磁体系统的一部分磁场中的导电部分。当平衡部件由于被施加在其上的补偿机械负荷而相对于梯度磁体系统位移时，通过主磁体系统的磁场在所述导电部分中产生涡电流。由于所述磁场和所述涡电流之间的电磁相互作用，洛伦兹力被以与平衡部件位移方向相反的方向施加在所述导电部分，以有效地阻尼平衡部件相对于梯度磁体系统的位移和振动。因此抗振系统的效率被进一步提高。当在主磁体系统的磁场中选择导电部分的适当尺寸和导电部分的适当方位时，所述阻尼效应可以变得相当大，从而可以减小为充分限制平衡部件的位移和振动而必需的平衡部件的质量和/或转动惯量。根据本专利技术的MRI系统的具体实施例，其特征在于MRI系统具有第一磁体单元和距第一磁体单元有一定距离的第二磁体单元，检查容积存在于第一和第二磁体单元间，其中第一和第二磁体单元分别包括主磁体系统的第一部分和第二部分以及分别梯度磁体系统的第一部分和第二部分，和其中梯度磁体系统的该第一部分和第二部分各自通过单独的激励器系统和单独耦合装置耦合到单独的平衡部件，至少允许各个平衡部件相对于梯度磁体系统的各个部分绕互相垂直并垂直于Z方向的第一和第二旋转轴旋转，该控制系统这样控制各个激励器系统以使在操作期间各个激励器系统至少施加绕该第一和第二旋转轴的补偿机械扭矩在各个平衡部件上，该补偿机械扭矩基本上对应于因主磁场和在梯度磁体系统的各个部分中的电流之间的电磁相互作用而被施加在梯度磁体系统的各个部分上的机械扭矩。在这具体实施例中，MRI系统是属于所谓的开放型，其中在主磁体系统和梯度磁体系统被容纳在两个以一距离互相分离的磁体单元的情况下，检查容积对于病人和医疗工作人员是容易进入的。本专利技术的具体实施例是基于这样的认识在开放型MRI系统中，梯度磁体系统的机械和声振动主要由机械扭矩引起，该机械扭矩是因主磁场和梯度磁体系统中的电流之间的电磁相互作用而被绕垂直于主磁场的Z方向的轴施加在梯度磁体系统的第一和第二部分上的。如在这具体实施例中，梯度磁体系统的第一和第二部分各自通过单独的激励器系统耦合到单独的平衡部件，并且各个激励器系统至少施加绕所述第一和所述第二旋转轴的补偿机械扭矩在各个平衡部件上，该补偿机械扭矩基本上对应于绕所述轴而被施加在梯度磁体系统的各个部分上的机械扭矩，所述机械扭矩基本上被由各个激励器系统施加在梯度磁体系统的各个部分上的机械反扭矩抵消。以此，梯度磁体系统的主要的机械和声振动被有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：N·B·鲁泽恩，C·L·G·哈姆，P·R·哈维伊，P·W·P·利彭斯，
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：
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