CN1497261A - 具有梯度线圈系统的磁共振设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有梯度线圈系统的磁共振设备，为了将该梯度线圈系统固定在磁共振设备的其余部分上，在梯度线圈系统和磁共振设备的其余部分之间敷设粘着剂。

Description

具有梯度线圈系统的磁共振设备

技术领域

本发明涉及一种具有梯度线圈系统的磁共振设备。

背景技术

磁共振技术是一种公知的技术，除了其它之外，可以用于获得待检查对象身体的图像。其中，在一个由基本磁场磁铁产生的静态基本磁场上，叠加一个由梯度线圈系统产生的、快速通断的梯度场。此外，磁共振设备包括一个高频系统，其为了激励磁共振信号向待检查对象射入高频信号，并接收所激励的磁共振信号，在该磁共振信号的基础上生成磁共振图像。

为了产生梯度场，在梯度线圈系统的梯度线圈中设置相应的电流。其中，所需电流的幅度达到数百A。电流的上升和下降速率达到数百kA/s。在流过随时间变化电流的梯度线圈上，当存在基本磁场时作用有数量级为1T的洛伦兹力，它使梯度线圈振动。这种振动通过不同的传播途径传递到磁共振设备的表面。在那里该机械振动变换为声振动，声振动最终导致不希望的噪声。此外，洛伦兹力还可以引起梯度线圈系统相对于磁共振设备的其余部分的不希望的刚体运动。

在DE 19722481 A1中公开了一种磁共振设备，其中，基本磁场磁铁具有一个第一平面而梯度线圈系统具有一个第二平面，其中，两个相对的平面相互隔开设置，而与两个平面相接触地设置一个噪声减小装置，用于减弱梯度线圈系统的振动和/或用于加固梯度线圈系统。在一个实施方式中，为了在两个平面之间构成一个封闭密封的空间，该噪声减小装置包括相应的填料，其中，该空间用沙子、泡沫、一种在压力下形成的液体或者其它减振和/或加固材料填充。在另一个实施方式中，该噪声减小装置包括多个可以用上述材料之一填充的衬垫。在又一个实施方式中，在一个具有圆柱形腔体的基本磁场磁铁中通过在两个平面之间展开的楔子构成了噪声减小装置，其中，在基本磁场磁铁的腔体中设置了空心圆柱形的梯度线圈系统。

此外，在DE 10156770 A1中公开了一种具有一个梯度线圈系统的磁共振设备，其中，将一种可以导电的结构这样设置和构成，使得至少在磁共振设备的成像空间内，由梯度场通过感应效应引起的该结构的磁场与该梯度场的类似。其中，在一个实施方式中，该结构的至少一部分作为基本磁场磁铁的组成部分以桶套的形式构成。由此，除了其它的之外，可以将梯度线圈系统不用屏蔽线圈构成，因为可以通过预先的变形完全控制由于激励磁场结构的类似性造成的接通磁场不希望的结果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种改进的磁共振设备，其中，除其它外，能实现很小的噪声散射。

按照本发明，在具有梯度线圈系统的磁共振设备中，为了将该梯度线圈系统固定在磁共振设备的其余部分上，在梯度线圈系统和磁共振设备的其余部分之间敷设粘着剂。

通过该粘着剂，在作为一个接合部分的磁共振设备的其余部分和作为另一接合部分的梯度线圈系统之间，通过平面附着以及内部的坚固性，即通过粘附(Adhaesion)以及粘合(Kohaesion)实现连接，这种连接为连接的单元提供了巨大的刚性，并由此除了其它之外，使得磁共振设备噪声少地运行。

在一个优选的实施方式中，粘着剂包括具有较低熔化温度的材料，特别是一种诸如硬脂、石蜡和卡诺巴蜡(Karnaubawachs)的蜡，其熔化温度在50℃至90℃之间。由此，通过对粘着剂的简单的温度控制，可以实现可逆的且不破坏的梯度线圈系统的安装和拆除。

附图说明

本发明的其它优点、特征和细节借助于附图由下面对优选实施方式的描述给出。图中，

图1表示一个通过磁共振设备的纵向剖面，该磁共振设备中，一个包括两个空心圆柱形半部分的梯度线圈系统，通过粘着剂固定在基本磁场磁铁的具有桶套形式的中间区域的腔体内，

图2表示一个通过磁共振设备的纵向剖面，该磁共振设备中，梯度线圈系统的一个空心圆柱形支架，通过粘着剂固定在基本磁场磁铁的具有桶套形式的中间区域的腔体内，和

图3表示一个通过磁共振设备的纵向剖面，该磁共振设备中，空心圆柱形的梯度线圈系统，通过一种粘着剂可逆地固定在基本磁场磁铁的圆柱形腔体内。

具体实施方式

作为本发明的一个实施方式，图1示出了一个通过一个磁共振设备的纵向剖面。其中，该磁共振设备为了产生静态基本磁场，包括一个具有腔体的、超导的基本磁场磁铁110，该腔体在中间区域112以桶套形状突出，而在两侧与中间区域112连接的边沿区域114和115中圆柱形地构成。其中，基本磁场磁铁110例如可相应于本文开始引用的DE 10156770 A1构成。为了产生梯度场，在基本磁场磁铁110的腔体中设置了一个由两部分构成的梯度线圈系统120，其包括两个空心圆柱形的半部分122和124，在它们之间为了发送高频信号和接收磁共振信号设置了特殊构成的天线系统140。这里，半部分122和124分别包含了梯度线圈系统梯度线圈的部分线圈。

在两个空心圆柱形的半部分122和124和外壳表面与与其直接相对的基本磁场磁铁110的表面之间敷设了粘着剂150，该粘着剂通过表面附着使梯度线圈系统120与基本磁场磁铁110连接。作为粘着剂150可以使用不同类型的粘着剂，也可以使用安置泡沫，其中，适用的既可以是用于湿性粘接、接触粘接、主动粘接和附着粘接的物理连接粘着剂，也可以是用于反应粘接、包括化学固化粘着剂(例如固化树脂)的化学连接粘着剂。由此，半部分122和124这样大面积和合乎形状地固定在基本磁场磁铁110上，使得通过由此实现的梯度线圈系统120在基本磁场磁铁110上的牢固安装，保证了在很小噪声释放的同时，磁共振设备寿命更长和更可靠地运行。在此，可以在非主动屏蔽的梯度线圈系统中，例如按照DE 10156770A1对应的概念，使用上述的、实现特别高强度的、具有特殊优点的梯度线圈系统120。因为，与主动屏蔽的梯度线圈系统相比，可比的、非主动屏蔽的梯度线圈系统由于不具有屏蔽线圈，整体上看具有较低的强度，并且在大致相同的较大洛伦兹力下，在非主动屏蔽的梯度线圈系统中，如果没有这种特别牢固的安置的对应控制措施，则会有更高的噪声释放。

作为本发明的另一个实施方式，图2示出了另一个通过磁共振设备的纵向剖面。其中，该磁共振设备包括一个超导基本磁场磁铁210，其构造与图1所示磁共振设备的基本磁场磁铁110相对应。此外，图2的磁共振设备包括梯度线圈系统220，其包括两个空心圆柱形半部分222和224，与图1的梯度线圈系统120的类似。与图1对应，在图2中也在两个半部分222和224之间设置了专门构成的天线系统240。

但是，与图1中不同的是，两个半部分222和224不是直接通过粘着剂与基本磁场磁铁210连接的，而是首先将两个半部分222和224固定在梯度线圈系统220的空心圆柱形的支架226上。然后，对应于在图1中的描述，通过在支架226的外套和与此相对的基本磁场磁铁210的表面之间敷设粘着剂250而将支架226固定在基本磁场磁铁210中。通过使用机械上牢固构造的支架226，在对应于图2的实施方式中实现了一种比按照图1的实施方式更牢固的对于梯度线圈系统220的安装，由此还可以再次增强带来的优点。但是，与按照图1的实施方式相比，支架226要求额外的安装空间。

与粘接上的梯度线圈系统220相比，在梯度线圈系统的常规安装中，例如通过本文开始所述对应于DE 19722481 A1的楔子，由于在中间仅仅通过支架226构成并由此是梯度线圈系统220的薄弱之处，梯度线圈系统220会较少地减弱振动，因而有高的噪声释放。此外，这里在两个半部分222和224之间固定的天线系统240，会由于两个半部分222和224的较强相对运动受到损害甚至被破坏。

作为本发明的另一个实施方式，图3示出了一个通过另一个磁共振设备的纵向剖面。其中，该磁共振设备的超导基本磁场磁铁310具有圆柱形的腔体。在该腔体中设置了一个基本上是空心圆柱形的、浇注有热塑合成树脂的梯度线圈系统320。其中，该梯度线圈系统320从内向外包括连接的空心圆柱形区域321至333，它们同心地相互设置：第一区域321包括第一横向梯度线圈，而第二区域322包括第二横向梯度线圈。这些横向梯度线圈分别包括四个鞍形构成的部分线圈。第三区域325包括一个冷却装置，用于冷却梯度线圈。第四区域323包括一个纵向梯度线圈，其包括两个螺线管部分线圈。第五区域326包括主动和/或被动的填隙片装置和另一个冷却装置。在第六区域333设置了属于纵向梯度线圈的屏蔽线圈。第七区域331包括另一个属于第一横向梯度线圈的屏蔽线圈，而第八区域332包括另一个属于第二横向梯度线圈的屏蔽线圈。

为了控制线圈中的电流，这些线圈与梯度线圈控制单元335连接，而为了控制在冷却装置中的冷却剂流，它们与冷却控制单元337连接。其中，属于各梯度线圈的屏蔽线圈这样地构成和被供电，使得由属于梯度线圈的屏蔽线圈产生的磁场和由所属梯度线圈产生的磁场至少可以在基本磁场磁铁310的冷却盘(Kaelteschild)上产这样地补偿，即，使在冷却盘中通过流通电流的梯度线圈系统320，与没有屏蔽线圈的梯度线圈系统相比，感应出更少的涡流电流。

通过通电的梯度线圈系统320，可以在磁共振设备成像空间内在基本磁场上叠加可快速通断的磁梯度场。为了使该接通的梯度场不会由于涡流电感和由此引起的涡流磁场而变形，在梯度线圈控制单元335用对于梯度线圈和所属的屏蔽线圈电流的对应预先变形控制量进行处理。

此外，磁共振设备还包括一个天线系统340，用于向位于成像空间中的待检查对象发射高频信号，以及从该待检查对象接收磁共振信号。其中，为了屏蔽来自外界的干扰影响，在天线系统340和梯度线圈系统320之间设置了一个高频屏蔽345。

梯度线圈系统320这样固定在基本磁场磁铁310的腔体内，即在梯度线圈系统320的外部圆柱套和基本磁场磁铁310的与之直接相对的表面之间敷设了粘着剂350，该粘着剂在磁共振设备的两个提到的部件的相对表面之间实现了一种相应的表面附着，其熔化温度约在50℃和90℃之间。这里，作为粘着剂350可以使用蜡或者类似的低熔点材料。通过使用蜡的类型或者蜡的混合物确定了熔化温度，其中，硬脂、石蜡或者熔点稍高、极硬的卡诺巴蜡是合适的蜡的类型。为了建立梯度线圈系统320和基本磁场磁铁310之间的连接，将用粘着剂350填充的在磁共振设备的这两个提到的部件之间的空间密封，并通过加热处于流动聚合状态的粘着剂350进行浇注。对于浇注顺利，在浇注时至少对上述两个提到的部件的直接相对的表面进行预热。在冷却之后，在梯度线圈系统320和基本磁场磁铁310之间产生一个平面的牢固连接。

在磁共振设备的正常运行中，通过对梯度线圈控制单元335和冷却控制单元337的相应设置，保证了在梯度线圈系统320的外部圆柱套上的温度与使用的蜡的熔化温度有足够的差距。这里，为了采集温度可以使用总归要在梯度线圈系统320中设置的温度测量传感器。由于浇注有热塑合成树脂的梯度线圈系统320的重量相对高，在一个实施方式中可以确定梯度线圈系统320在基本磁场磁铁310腔体中(例如通过本文开始引用的对应于DE 19722481 A1的楔子)的额外机械可靠性，以便阻止蜡的缓慢、可能的变化。

对于从基本磁场磁铁310的腔体中没有破坏地拆卸梯度线圈系统320，仅仅需要将梯度线圈系统320外部套的温度加热超过所应用的粘着剂350的熔点。为此，梯度线圈控制单元335可以这样地运行梯度线圈控制单元335和冷却控制单元337，即在减少冷却的条件下在梯度线圈和屏蔽线圈中设置相应的电流。在另一个实施方式中，为梯度线圈系统320设置一个附加的加热装置，或者将冷却装置和冷却控制单元337这样地建造，使其可以用一种超过对应熔化温度加热的冷却剂运行。通过在梯度线圈系统320的外套上温度的提高在外套周围的粘着剂350熔化，从而形成一种可以滑动的薄膜，其使得梯度线圈系统320的拆卸更加容易。

上面结合图3描述的可以可逆和无破坏地安装和拆卸梯度线圈系统320，尤其可以具有优势的应用在置换梯度线圈系统320，例如为了加装一个相应的功率更强的梯度线圈系统和/或在用于维修和/或保养的必要的拆卸中。

Claims (17)

1.一种具有梯度线圈系统的磁共振设备，其中，为了将该梯度线圈系统固定在磁共振设备的其余部分上，在梯度线圈系统和磁共振设备的其余部分之间敷设一种粘着剂。

2.根据权利要求1所述的磁共振设备，其中，将所述粘着剂敷设在所述梯度线圈系统和所述磁共振设备的其余部分直接相对的表面之间。

3.根据权利要求1或2所述的磁共振设备，其中，所述磁共振设备的其余部分具有一个腔体，将所述梯度线圈系统固定在该腔体中。

4.根据权利要求3所述的磁共振设备，其中，所述腔体是圆柱形的。

5.根据权利要求3或4所述的磁共振设备，其中，所述腔体在中间区域以桶套形状突出。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的磁共振设备，其中，所述梯度线圈系统包括两个结构上相互分离的半部分，其至少包含所述梯度线圈系统梯度线圈的部分线圈。

7.根据权利要求6所述的磁共振设备，其中，所述半部分在腔体的中间区域相互分开地固定在该中间区域的两侧。

8.根据权利要求6或7所述的磁共振设备，其中，所述半部分相互分开地固定在所述梯度线圈系统的一个支架内。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的磁共振设备，其中，所述梯度线圈系统、所述半部分和/或所述支架被构造为空心圆柱形。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的磁共振设备，其中，所述磁共振设备的其余部分包括一个基本磁场磁铁，所述梯度线圈系统固定在该基本磁场磁铁上。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的磁共振设备，其中，所述粘着剂包括一种硬泡沫或者一种树脂。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的磁共振设备，其中，所述粘着剂具有一个低熔化温度。

13.根据权利要求12所述的磁共振设备，其中，所述熔化温度在50℃至90℃范围内。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的磁共振设备，其中，所述粘着剂包括一种蜡。

15.根据权利要求14所述的磁共振设备，其中，所述蜡包括硬脂、石蜡和/或卡诺巴蜡。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的磁共振设备，其中，所述磁共振设备具有一个控制单元，用于控制梯度线圈系统中梯度线圈和/或屏蔽线圈中的电流，和/或用于控制梯度线圈系统冷却装置中冷却剂的流动，该控制单元这样构成，即，在所述磁共振设备的获取磁共振数据的运行中，将梯度线圈系统的与粘着剂相接表面上的温度，保持在比所述熔化温度低于一个可预给定的值上。

17.根据权利要求16所述的磁共振设备，其中，所述控制单元这样构成，即，为了消除梯度线圈系统的固定，可以将所述温度调节到高于熔化温度。

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