磁共振成像梯度线圈、磁体组件以及系统技术方案

一种磁共振成像磁体组件（100）包括：-磁体（102），其适于产生主磁场以使位于成像体积（504）内的对象（502）的磁性核自旋对准；-梯度线圈（103），其用于产生梯度磁场以对成像体积内的核自旋发射的磁共振信号进行空间编码，其中，该梯度线圈适于被安装在磁体中，其中，该梯度线圈包括：第一梯度线圈区段（112），其中，该第一梯度线圈区段包括第一刚性元件（113），第二梯度线圈区段（114），其中，该第二梯度线圈区段还包括第二刚性元件（115），连接元件（116、300、302、304、400），其用于联接两个半部分的梯度线圈，其中，该连接元件包括弹性材料（116），其中，该弹性材料与第一刚性元件和第二刚性元件相接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及磁共振成像系统，具体而言，涉及对用于该系统的梯度线圈的设计。
技术介绍
作为产生对象内图像的程序的一部分，磁共振成像(MRI)系统使用静态磁场对准原子核自旋。该静态磁场被称为Btl场或主场。磁场梯度线圈用于产生时空变化的磁场，其用于对被成像核自旋进行空间编码。这种空间编码是允许从磁共振成像信号重建图像的一部分。 但是，磁共振成像通常在大磁场中执行。当电流流过磁场梯度线圈时，线圈上的洛伦兹力可能是巨大的。梯度线圈通常安装在刚性载体上或嵌入其中，上述这些力被转移给刚性载体。在操作期间，由洛伦兹力施加的大的力可在梯度线圈和刚性载体中引起声振动。在磁共振成像系统的使用期间，这些声振动听起来如同大的敲击声、重击声或点击声。普遍公知增强用于执行磁共振成像扫描的Btl场的强度提供使诊断图像的空间分辨率和对比分辨率增强的机会。这种分辨率和对比度的增强令使用磁共振图像诊断患者的医师受益。但是，随着Btl场强度的增强，在使用期间作用在梯度线圈上的洛伦兹力同样随之增强。随着Btl场的增强，在操作期间由梯度线圈产生的噪声同样随之增强。Michael Poole、Richard Bowtell在期刊文章Concepts in Magnetic ResonancePart B (31B(3)卷，第162-175页，2007年)中公开了一种使用边界元设计梯度线圈的方法。公开了设计过程中强加梯度线圈的扭矩平衡的函数的最小化。在美国专利US 5764059中公开了一种适于安置在静态磁场中的声学屏蔽的磁性线圈。本质上公开了一种用于梯度线圈的主动磁性屏蔽的组合。载有电流的梯度线圈的闭合回路被布置成使得该回路的两个不同部分被机械耦合、尺寸设计并被布置成使得使磁器材经受的洛伦兹力充分降低并优选被消除。美国专利US 2004/0113618示出了具有两个结构独立的子线圈的梯度线圈系统。这些子线圈相互分立附接，从而能够在其间布置(RF)天线系统。
技术实现思路
本专利技术在独立权利要求中提供了一种磁共振成像磁体组件、一种磁共振成像系统以及一种梯度线圈。从属权利要求给出了实施例。磁共振梯度线圈展示出机械共振模式。这导致在特定操作频率下声噪声增加。通常，梯度线圈并不展示出很多的机械阻尼，从而提高了共振时的振动幅度。因此需要抑制这种共振。抑制共振的尝试大部分不成功，因为整体结构被优化成承受大的洛伦兹力而不出现机械故障。例如，在美国专利US 5764059的第10栏第20到21行中写到“因而与直觉相反，需要高强度的轻耦合结构。”US5764059中所述的设计教导了一种平衡线圈之间的力的方法，但是并未解决与机械结构中的声共振相关联的问题。US 5764059中的轻耦合结构的使用教导了与本专利技术的实施例用以抑制共振的方案不同的解决方案根据本专利技术的一些实施例，可将机械阻尼结构引入线圈中的不传递大的力并且发生显著相对运动的区域，以使阻尼材料有效。优选阻尼层不由导体桥联，因为阻尼层的机械刚度将消除阻尼材料的效果。对于圆柱形梯度线圈，阻尼层的自然位置是线圈的Z=O中平面，但是常规梯度线圈经受施加在该中平面上的大的弯曲力。Z方向被定义为与圆柱形磁体的对称轴对准。在一些实施例中，能够通过合并机械阻尼材料或弹性材料降低梯度线圈的声噪声发射，所述机械阻尼材料或弹性材料降低结构的机械质量因子。在一些实施例中，圆柱形梯度线圈在Z=O的中平面中被机械分开并且两个半部分使用弹性或有损耗材料联接。这种机械分开的先决条件是梯度线圈的每个半部分在主磁场磁体的场中不经受净磁平移力或旋转力。此要求能够通过线圈系统的适当磁设计来满足。根据本专利技术构建的梯度线圈具有如下特征 I、当将线圈在约Z=O平面分开时，每个半线圈在线圈匹配的磁体的场中操作时应当是力平衡并且扭矩平衡的，2、使用机械有损耗或弹性材料联接线圈的两半部分，以抑制线圈的机械共振模式。这种有损耗或弹性材料可以相对薄的橡胶层的形式合并。通过在梯度设计软件中合并合适的设计约束条件能够实现梯度线圈上的净平移力平衡。以相似的方式，如果将线圈模制成独立的两半，能够约束净旋转力。如果线圈的长度通常等于或大于超导主磁场磁体的长度，能够找到展示出零扭矩的解决方案。如果允许将导体安置在梯度线圈的末端法兰和中平面法兰上，解决方案的范围增加。甚至能够为具有不对称横截面的线圈找到零扭矩解决方案。在两个线圈之间的联接处的阻尼层可以是橡胶状材料层。预加压或压缩可提高阻尼层的效果。或者，能够使用用于线圈和联接柱体之间的搭接处的有损耗或弹性材料，通过安置在线圈结构外侧上或在其内侧上的薄壁的短圆柱联接线圈的两半。处理器是能够执行程序或机器可执行指令的电子部件。对包括“一种处理器”的计算设备的引用应当解释为可能含有一个以上的处理器。术语计算设备应当同样解释为可能指计算设备的集合或网络，其中每个计算设备都包括处理器。很多程序具有由多个处理器执行的指令，其中所述多个处理器可位于相同计算设备内，或者甚至可分布在多个计算设备中。本文所用的计算机可读存储介质是能够存储可由计算机或计算设备的处理器执行的指令的任何存储介质。该计算机可读存储介质可能是计算机可读非临时性存储介质。该计算机可读存储介质亦可能是实体计算机可读存储介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质亦能够存储可由计算设备的处理器存取的数据。计算机可读存储介质的示例包括但不局限于软盘、磁性硬盘驱动器、固态硬盘、闪存、USB拇指驱动器、随机存取存储器(RAM)存储器、只读存储器(ROM)存储器、光盘、磁光盘，以及处理器的寄存器堆。光盘的示例包括压缩光盘(CD)和数字通用光盘(DVD)，例如CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-Rff,或DVD-R的光盘。术语计算机可读存储介质亦指可由计算机设备经由网络或通信链路访问的各种记录媒体。例如能够通过调制解调器、因特网或局域网检索数据。计算机存储器是计算机可读存储介质的示例。计算机存储器是可直接访问处理器的任何存储器。计算机存储器的示例包括但不局限于RAM存储器、寄存器以及寄存器堆。计算机存储是计算机可读存储介质的示例。计算机存储是任何非易失性计算机可读存储介质。计算机存储的示例包括但不局限于硬盘驱动器、USB拇指驱动器、软盘驱动器、智能卡、DVD、CD-ROM以及固态硬盘驱动器。在一些实施例中计算机存储同样能够是计算机存储器，或反之亦然。—方面，本专利技术提供一种磁共振成像磁体。该磁体适于产生主磁场以使位于成像体积内的对象的磁性核自旋对准。磁体可能是超导磁体、永磁体或电阻(resistive)电磁体，或上述三者的任意组合。磁体组件还包括用于产生磁场以对成像体积内的核自旋的磁共振信号进行空间编码的梯度线圈。该梯度线圈适于被安装在磁体中。梯度线圈包括第一梯度线圈区段。梯度线圈还包括第二梯度线圈区段。第一梯度线圈区段包括第一刚性元件并且第二梯度线圈区段包括第二刚性元件。对于圆柱体形状的梯度线圈，第一刚性元件和第二刚性元件可为刚性管。梯度线圈还包括用于联接两个半梯度线圈的连接元件。连接元件包括弹性材料。该弹性材料与第一和第二元件两者相接触。弹性材料的示例是橡胶。梯度线圈可能包括三 组分立的线圈。每组线圈在三个空间方向中的一个方向中产生梯度磁场。三个空间方向是本文档来自技高网...

【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：J·A·奥弗韦格，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：
国别省市：