EP1425597A1 - Magnetic resonance tomography device having a noise-suppressing function by damping mechanical vibrations - Google Patents

Magnetic resonance tomography device having a noise-suppressing function by damping mechanical vibrations

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EP1425597A1
EP1425597A1 EP02760140A EP02760140A EP1425597A1 EP 1425597 A1 EP1425597 A1 EP 1425597A1 EP 02760140 A EP02760140 A EP 02760140A EP 02760140 A EP02760140 A EP 02760140A EP 1425597 A1 EP1425597 A1 EP 1425597A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tomography device
gradient coil
spin tomography
damping elements
vibrations
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02760140A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias Drobnitzky
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1425597A1 publication Critical patent/EP1425597A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/385—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using gradient magnetic field coils
    • G01R33/3854—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using gradient magnetic field coils means for active and/or passive vibration damping or acoustical noise suppression in gradient magnet coil systems

Definitions

  • FIG. It shows a superconducting basic field magnet 1 (e.g. an axial superconducting air coil magnet with active stray field shielding) which generates a homogeneous magnetic basic field in an interior.
  • the superconducting basic field magnet 1 consists of coils that are located in liquid helium.
  • the basic field magnet is surrounded by a double-shelled case 12, which is usually made of stainless steel.
  • the inner boiler which contains the liquid helium and partly also serves as a winding body for the magnetic coils, is suspended from the outer boiler, which has room temperature, via weakly heat-conducting GRP rods (rods). There is a vacuum between the inner and outer boiler.
  • the inner and outer boiler is called a magnetic vessel.
  • the path of noise generation via the inside of the MRI device i.e. Production of noise by vibration of the gradient coil and transmission of the noise to the support tube located in the gradient coil (8, 9, FIG. 2), which radiates it inwards to the patient and the interior, is, according to US Pat. No. 4,954,781, by a damping visco-elastic layer 10 (Figure 2) blocked in the double-layer interior of the support tube.
  • FIG. 3 shows a perspective illustration of the gradient coil with the three partial windings.

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Abstract

It is possible to suppress noise by intensively damping mechanical vibrations in MRT devices, especially gradient coils and magnet vessels, using compound materials containing centres of negative stiffness. The invention generally relates to core spin tomography (otherwise known as magnetic resonance tomography or MRT) as used in medicine in order to examine patients. More specifically, the invention relates to a core spin tomography device, wherein the vibrations of the components of said device, which can in many aspects have a negative effect on the entire system, can be reduced or the noise transmission paths can be reduced. The inventive core spin tomography device has a basic field magnet (1) which is surrounded by a magnet envelope (12) which surrounds and defines an inner area (15), a gradient coil system (2) being disposed inside said inner area (15). Damping elements made of a material (14) having a negative stiffness are arranged on an inner side of the magnet envelope (12) defining the inner area (15) in order to absorb acoustic vibrations which are produced during switching of the gradient coil system (2).

Description

Beschreibungdescription
Magnet-Resonanz-Tomographiegerät mit Lärmunterdrückung durch Dämpfung von mechanischen SchwingungenMagnetic resonance tomography device with noise suppression by damping mechanical vibrations
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Kernspintomographie (Synonym: Magnetresonanztomographie -MRT) wie sie in der Medizin zur Untersuchung von Patienten Anwendung findet. Dabei bezieht sich die vorliegende Erfindung insbesondere auf ein Kemspintomographiegerat, bei demThe present invention relates generally to magnetic resonance imaging (synonym: magnetic resonance tomography - MRT) as it is used in medicine for examining patients. The present invention relates in particular to a nuclear spin tomography device in which
Schwingungen von Gerätekomponenten, die sich in vielen Aspekten negativ auf das Gesamtsystem auswirken, reduziert werden.Vibrations of device components, which have a negative impact on the overall system in many aspects, are reduced.
Die MRT basiert auf dem physikalischen Phänomen der Kernspin- resonanz und wird als bildgebendes Verfahren seit über 15MRI is based on the physical phenomenon of nuclear magnetic resonance and has been used as an imaging method for over 15 years
Jahren in der Medizin und in der Biophysik erfolgreich eingesetzt. Bei dieser Untersuchungsmethode wird das Objekt einem starken, konstantem Magnetfeld ausgesetzt. Dadurch richten sich die Kernspins der Atome in dem Objekt, welche vorher re- gellos orientiert waren, aus. Hochfrequenzwellen können nun diese „geordneten" Kernspins zu einer bestimmten Schwingung anregen. Diese Schwingung erzeugt in der MRT das eigentliche Messsignal, welches mittels geeigneter Empfangsspulen aufgenommen wird. Durch den Einsatz inhomogener Magnetfelder, er- zeugt durch Gradientenspulen, kann dabei das Messobjekt in alle drei Raumrichtungen räumlich kodiert werden. Das Verfahren erlaubt eine freie Wahl der abzubildenden Schicht, wodurch Schnittbilder des menschlichen Körpers in alle Richtungen aufgenommen werden können. Die MRT als Schnittbildverfah- ren in der medizinischen Diagnostik, zeichnet sich in erster Linie als „nicht-invasive" Untersuchungsmethode durch ein vielseitiges Kontrastvermögen aus. Aufgrund der hervorragenden Darstellbarkeit des Weichgewebes hat sich die MRT zu einem der Röntgen-Computertomographie (CT) vielfach überlegenen Verfahren entwickelt. Die MRT basiert heute auf der Anwendung von Spinecho- und Gradientenecho-Sequenzen, die bei Messzeiten im Bereich von Sekunden bis Minuten eine exzellente Bildqualität ermöglichen.Years successfully used in medicine and biophysics. With this examination method, the object is exposed to a strong, constant magnetic field. This aligns the nuclear spins of the atoms in the object, which were previously randomly oriented. High-frequency waves can now excite these "ordered" nuclear spins to a certain oscillation. This oscillation generates the actual measurement signal in the MRT, which is recorded by means of suitable receiving coils. The use of inhomogeneous magnetic fields, generated by gradient coils, enables the measurement object to enter all three The method allows a free choice of the layer to be imaged, so that sectional images of the human body can be recorded in all directions. MRI as a sectional image method in medical diagnostics is primarily characterized as a "non-invasive" examination method characterized by a versatile contrast ability. Due to the excellent visualization of the soft tissue, MRI has developed into a procedure that is often superior to X-ray computed tomography (CT). The MRI today is based on the application of spin echo and gradient echo sequences Measurement times in the range from seconds to minutes enable excellent image quality.
Die ständige technische Weiterentwicklung der Komponenten von MRT-Geräten, und die Einführung schneller Bildgebungssequen- zen eröffnete der MRT immer mehr Einsatzgebiete in der Medizin. Echtzeitbildgebung zur Unterstützung der minimalinvasi- ven Chirurgie, funktioneile Bildgebung in der Neurologie und Perfussionsmessung in der Kardiologie sind nur einige wenige Beispiele.The constant technical development of the components of MRI devices and the introduction of fast imaging sequences opened up more and more areas of application in medicine. Real-time imaging to support minimally invasive surgery, functional imaging in neurology and perfusion measurement in cardiology are just a few examples.
Der grundsätzliche Aufbau eines der zentralen Teile eines solchen MRT-Gerätes ist in Figur 2 dargestellt. Sie zeigt einen supraleitenden Grundfeldmagneten 1 (z.B. ein axialer su- praleitender Luftspulenmagnet mit aktiver Streufeldabschirmung) der in einem Innenraum ein homogenes magnetisches Grundfeld erzeugt. Der supraleitende Grundfeldmagnet 1 besteht im Inneren aus Spulen die sich in flüssigem Helium befinden. Der Grundfeldmagnet ist von einem zweischaligen Kes- sei 12, der in der Regel aus Edelstahl ist, umgeben. Der innere Kessel, der das flüssige Helium beinhaltet und zum Teil auch als Windungskörper für die Magnetspulen dient, ist über schwach wärmeleitende Gfk-Stäbe (Rods) an dem äußeren Kessel, der Raumtemperatur hat, aufgehängt. Zwischen innerem und äußerem Kessel herrscht Vakuum. Den inneren und äußeren Kessel bezeichnet man als Magnetgefäß.The basic structure of one of the central parts of such an MRI device is shown in FIG. It shows a superconducting basic field magnet 1 (e.g. an axial superconducting air coil magnet with active stray field shielding) which generates a homogeneous magnetic basic field in an interior. The superconducting basic field magnet 1 consists of coils that are located in liquid helium. The basic field magnet is surrounded by a double-shelled case 12, which is usually made of stainless steel. The inner boiler, which contains the liquid helium and partly also serves as a winding body for the magnetic coils, is suspended from the outer boiler, which has room temperature, via weakly heat-conducting GRP rods (rods). There is a vacuum between the inner and outer boiler. The inner and outer boiler is called a magnetic vessel.
Mittels Tragelementen 7 ist die zylinderförmige Gradientenspule 2 in den Innenraum des Grundfeldmagneten 1 in das In- nere eines Tragrohrs konzentrisch eingesetzt. Das Tragrohr ist nach Außen durch eine äußere Schale 8, nach Innen durch eine innere Schale 9 abgegrenzt. Die Funktion der Schale 10 wird später erläutert .The cylindrical gradient coil 2 is inserted concentrically into the interior of the basic field magnet 1 into the interior of a support tube by means of support elements 7. The support tube is delimited on the outside by an outer shell 8 and on the inside by an inner shell 9. The function of the shell 10 will be explained later.
Die Gradientenspule 2 besitzt drei Teilwicklungen, die ein dem jeweils eingeprägten Strom proportionales, räumlich jeweils zueinander senkrechtes Gradientenfeld erzeugen. Wie in Figur 3 dargestellt umfaßt die Gradientenspule 2 eine x-Spule 3, eine y-Spule 4 und eine z-Spule 5, die jeweils um den Spulenkern 6 gewickelt sind und so ein Gradientenfeld zweckmäßigerweise in Richtung der kartesischen Koordinaten x, y und z erzeugen. Jede dieser Spulen ist mit einer eigenen Stromversorgung ausgestattet um unabhängige Strompulse entsprechend der in der Pulssequenzsteuerung programmierten Folge amplitu- den- und zeitgenau zu erzeugen. Die erforderlichen Ströme liegen im Bereich bis etwa 250 A.The gradient coil 2 has three partial windings which generate a gradient field which is proportional to the current impressed and is spatially perpendicular to one another. As in 3 shows the gradient coil 2 comprises an x coil 3, a y coil 4 and a z coil 5, each of which is wound around the coil core 6 and thus expediently generates a gradient field in the direction of the Cartesian coordinates x, y and z. Each of these coils is equipped with its own power supply in order to generate independent current pulses according to the sequence programmed in the pulse sequence controller with precise amplitude and timing. The required currents are in the range up to about 250 A.
Innerhalb der Gradientenspule befindet sich die Hochfrequenzspule (HF-Resonator oder Antenne) . Sie hat die Aufgabe die von einem Leistungssender abgegebenen HF-Pulse in ein elek- tro-magnetisches Wechselfeld zur Anregung der Atomkerne umzu- setzen und anschließend das von dem präzedierenden Kernmoment ausgehende Wechselfeld in eine dem Empfangszweig zugeführte Spannung zu wandeln.The high-frequency coil (RF resonator or antenna) is located within the gradient coil. It has the task of converting the RF pulses emitted by a power transmitter into an alternating electromagnetic field to excite the atomic nuclei and then converting the alternating field emanating from the precessing nuclear moment into a voltage supplied to the receiving branch.
Da die Gradientenschaltzeiten so kurz wie möglich sein sol- len, sind Stromanstiegsraten in der Größenordnung vonSince the gradient switching times are to be as short as possible, current rise rates are of the order of magnitude
250 kA/s nötig. In einem außerordentlich starken Magnetfeld wie es der Grundfeldmagnet 1 erzeugt (typischerweise zwischen 0,2 bis 1,5 Tesla) sind mit derartigen Schaltvorgängen aufgrund der dabei auftretenden Lorentzkräfte starke mechanische Schwingungen verbunden. Alle mechanisch an das Gradientensystem angekoppelten Systemkomponenten (Gehäuse, Abdeckungen, Kessel des Grundfeldmagneten bzw. Magnethülle, HF-Körperspule usw. ) werden zu erzwungenen Schwingungen angeregt.250 kA / s necessary. In an extraordinarily strong magnetic field such as that generated by the basic field magnet 1 (typically between 0.2 to 1.5 Tesla), such switching operations are associated with strong mechanical vibrations due to the Lorentz forces that occur. All system components mechanically coupled to the gradient system (housing, covers, boiler of the basic field magnet or magnetic shell, HF body coil, etc.) are excited to forced vibrations.
Da die Gradientenspule in aller Regel von leitfähigen Strukturen umgeben ist (z.B. Magnetgefäß aus Edelstahl), werden in diesen durch die gepulsten Felder Wirbelströme angeworfen, die durch Wechselwirkung mit dem Grundmagnetfeld Kraftwirkungen auf diese Strukturen ausüben und diese ebenfalls zu Schwingungen anregen. Diese Schwingungen der verschiedenen MRT-Geräte-Komponenten wirken sich in vielen Aspekten negativ auf das MRT-System aus :Since the gradient coil is generally surrounded by conductive structures (e.g. stainless steel magnetic vessel), the pulsed fields cause eddy currents in them, which interact with the basic magnetic field to exert force on these structures and also stimulate them to vibrate. These vibrations of the various MRI device components have a negative impact on the MRI system in many aspects:
1. Es wird starker Luftschall erzeugt (Lärm) der sich als1. Strong airborne sound is generated (noise) which turns out to be
Belästigung des Patienten, des Bedienpersonals und anderen Personen in der Nähe der MRT-Anlage darstellt.Harassment of the patient, the operating personnel and other people in the vicinity of the MRI system.
2. Die Vibrationen der Gradientenspule sowie des Grundfeldmagneten und deren Übertragung auf den HF-Resonator und die Patientenliege im Innenraum des Grundfeldmagneten bzw. der Gradientenspule äußern sich in unzureichender klinischer Bildqualität, die sogar zu Fehldiagnosen führen kann (z.B. bei funktioneller Bildgebung, fMRI) .2. The vibrations of the gradient coil and the basic field magnet and their transmission to the HF resonator and the patient bed in the interior of the basic field magnet or the gradient coil are manifested in inadequate clinical image quality, which can even lead to incorrect diagnoses (e.g. in the case of functional imaging, fMRI).
3. Wenn sich die Schwingungen des äußeren Kessels über die Gfk-Stäbe auf den inneren Kessel übertragen, bzw. der Supraleiter selbst zu Schwingungen angeregt wird, erfolgt - ähnlich wie bei einem Ultraschall-Zerstäuber - im Inneren des Kessels eine erhöhte Heliumabdampfung, so daß eine entsprechend größere Menge flüssigen Heliums nachgeführt werden muß, was höhere Kosten nach sich zieht.3. If the vibrations of the outer boiler are transferred to the inner boiler via the GRP rods, or the superconductor itself is excited to vibrate, an increased helium evaporation takes place in the inside of the boiler, similar to an ultrasonic atomizer, so that a correspondingly larger amount of liquid helium has to be added, which entails higher costs.
4. Hohe Kosten entstehen auch durch die Notwendigkeit einer schwingungsdämpfenden Systemaufstellung - ähnlich wie ein optischer Tisch - um eine Übertragung der Schwingungen auf den Boden bzw. umgekehrt zu unterbinden.4. High costs also arise from the need for a vibration-damping system installation - similar to an optical table - to prevent the vibrations from being transmitted to the floor or vice versa.
Im Stand der Technik wird der Übertragung von Schwingungsenergie zwischen Gradientenspule und den weiteren Komponenten des Tomographen (Magnetgefäß, Patientenliege, etc.) durch den Einsatz von mechanischen und/oder elektromechanischen Schwin- gungsdämpfern entgegengewirkt. Üblicherweise kommen passiv wirkende z.B. Gummilager zum Einsatz, oder aber z.B. in die Gradientenspule integrierte Piezo-Aktuatoren, die im geregelten Betrieb ein aktives Gegensteuern ermöglichen und so die Schwingungsamplitude der Gradientenspule vermindern. Schwin- gungen des Magnetgefäßes werden üblicherweise durch Kissen gegenüber der Gradientenspule mechanisch gedämpft. Zur Reduktion der Schwingungen werden üblicherweise auch folgende passive Maßnahmen vorgenommen:In the prior art, the transmission of vibration energy between the gradient coil and the other components of the tomograph (magnetic vessel, patient couch, etc.) is counteracted by the use of mechanical and / or electromechanical vibration dampers. Usually, passive-acting rubber bearings are used, for example, or piezo actuators integrated into the gradient coil, which enable active countermeasures in controlled operation and thus reduce the oscillation amplitude of the gradient coil. Vibrations of the magnetic vessel are usually mechanically dampened by cushions in relation to the gradient coil. The following passive measures are usually also taken to reduce the vibrations:
- Kapselung der Vibrationsquelle - Einsatz dicker und schwerer Materialien- Encapsulation of the vibration source - Use of thick and heavy materials
- von „Außen" aufgebrachte Dämpfungsschichten (z.B. Teer)- damping layers applied from "outside" (e.g. tar)
Insbesondere der Lärm-Entstehungsweg über das Innere des MRT- Gerätes, d.h. Produktion von Lärm durch Vibration der Gra- dientenspule und Übertragen des Lärms auf das in der Gradientenspule befindliche Tragrohr (8,9 Figur 2), welches diesen nach Innen an den Patienten und den Innenraum abstrahlt, wird gemäß dem US-Patent 4954781 durch eine dämpfende visko- elastische Schicht 10 (Figur 2) in dem doppellagigen Inneren des Tragrohrs blockiert.In particular, the path of noise generation via the inside of the MRI device, i.e. Production of noise by vibration of the gradient coil and transmission of the noise to the support tube located in the gradient coil (8, 9, FIG. 2), which radiates it inwards to the patient and the interior, is, according to US Pat. No. 4,954,781, by a damping visco-elastic layer 10 (Figure 2) blocked in the double-layer interior of the support tube.
Weiterhin ist es bekannt die oben genannte Blockierung des Lärm-Entstehungsweg durch Einbringen schallabsorbierender sogenannter akustischer Schäume in den Bereich zwischen Tragrohr und Gradientenspule zu erreichen.Furthermore, it is known to achieve the above-mentioned blocking of the noise generation path by introducing sound-absorbing so-called acoustic foams into the area between the support tube and the gradient coil.
Nichtsdestotrotz ist die akustische Abstrahlung eines heute üblichen MRT-Gerätes immer noch sehr hoch.Nevertheless, the acoustic radiation of an MRI device that is common today is still very high.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, dieThe object of the present invention is therefore that
Lärmübertragung beim Betrieb eines MRT-Gerätes weiter zu verringern.To further reduce noise transmission when operating an MRI machine.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.This object is achieved according to the invention by the features of the independent claim. The dependent claims further develop the central idea of the invention in a particularly advantageous manner.
Es wird also ein Kernspin-Tomographiegerät vorgeschlagen das einen Magnetkörper aufweist, umgeben von einer Magnethülle die einen Innenraum umgibt und begrenzt, wobei sich in diesem Innenraum ein Gradientenspulensystem befindet. Auf einer den Innenraum begrenzenden Innenseite der Magnethülle sind Dämpfungselemente zur Absorption akustischer Schwingungen, welche beim Umschalten des Gradientenspulensystems erzeugt werden, vorgesehen, wobei die Dämpfungselemente erfindungsgemäß ein Material umfassen, welches negative Steifigkeit aufweist.A nuclear spin tomography device is therefore proposed which has a magnetic body, surrounded by a magnetic shell which surrounds and delimits an interior, a gradient coil system being located in this interior. On one of the Damping elements for absorbing acoustic vibrations, which are generated when the gradient coil system is switched over, are provided on the inner side of the magnetic envelope, the damping elements according to the invention comprising a material which has negative rigidity.
Das zur Dämpfung vorgeschlagene Material benötigt, um dämpfend zu wirken, vorteilhafterweise keine Information über die Deformation, der entgegengewirkt werden soll - im Gegensatz wie z.B. bei aktiver Schwingungsunterdrückung insbesondere mit Piezo-Aktuatoren. Das vorgeschlagene Material wirkt rein passiv, indem die entsprechende Materialeigenschaft und nicht eine sich per Konstruktion ergebende Eigenschaft eines technisch realisierten Dämpfungsgliedes ausgenutzt wird.In order to have a damping effect, the material proposed for damping advantageously does not require any information about the deformation to be counteracted - in contrast to e.g. with active vibration suppression, especially with piezo actuators. The proposed material has a purely passive effect in that the corresponding material property and not a property of a technically implemented attenuator resulting from the construction is used.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die Möglichkeit der Herstellung des vorgeschlagenen Materials in räumlich-mechanisch passender Form. Dies erlaubt den Einsatz des Materiales auch in höchstintegrierten Baugruppen, wie z.B. im Gradien- tensystem. Da die Dämpfung mit dem vorgeschlagenen Material ohne weitere Steuerelektronik arbeitet, ist - im Gegensatz zu aktiver Schwingungsunterdrückung nach dem Stand der Technik - eine Störung des Bilderzeugungsvorgang ausgeschlossen.Another important advantage is the possibility of producing the proposed material in a form suitable in terms of space and mechanics. This allows the use of the material in highly integrated assemblies, such as in the gradient system. Since the damping works with the proposed material without additional control electronics, in contrast to active vibration suppression according to the prior art, a disturbance in the image generation process is excluded.
Vorteilhafterweise wird so die Übertragung von Schwingungen der Gradientenspule auf das Magnetgefäß sowie auf den HF-Resonator und die Patientenliege (was die oben genannten Nachteile nach sich zieht) unterdrückt.Advantageously, the transmission of vibrations of the gradient coil to the magnetic vessel as well as to the RF resonator and the patient couch (which has the disadvantages mentioned above) is suppressed.
Ebenfalls zur Absorption akustischer Schwingungen sind derartige Dämpfungselemente vorteilhafterweise zwischen Verkleidungsteilen und dem Magnetgefäß sowie zwischen dem Magnetgefäß und dem Boden angeordnet.Such damping elements are also advantageously arranged between cladding parts and the magnetic vessel and between the magnetic vessel and the floor for the absorption of acoustic vibrations.
Vorteilhafterweise bestehen die Dämpfungselemente aus zusammengesetzten Lagermaterialien. Insbesondere können dabei die Lagermaterialien Einschließungen negativer Steifigkeit besitzen.The damping elements advantageously consist of composite bearing materials. In particular, the bearing materials can have inclusions of negative rigidity.
Das Material aus dem die Dämpfungselemente bestehen wird in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zur Dämpfung der Schwingungen innerhalb der Gradientenspule selbst verwendet.The material from which the damping elements are made is used in a further embodiment of the invention for damping the vibrations within the gradient coil itself.
Die Ausführungsform der Dämpfungselemente kann durch unterschiedliche geometrische Formen gebildet sein. Denkbar sind Platten, Ringe oder Ringsegmente usw.The embodiment of the damping elements can be formed by different geometric shapes. Plates, rings or ring segments are conceivable, etc.
Weitere Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden nun anhand von Ausführungsbeispielen bezugnehmend auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert.Further advantages, features and properties of the present invention will now be explained in more detail with reference to exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.
Figur 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch den Grundfeldmagneten und den Komponenten des Innenraums die er umschließt.Figure 1 shows a schematic section through the basic field magnet and the components of the interior that it encloses.
Figur 2 zeigt eine perspektivische Darstellung des Grundfeldmagneten .Figure 2 shows a perspective view of the basic field magnet.
Figur 3 zeigt eine perspektivische Darstellung der Gradientenspule mit den drei Teilwicklungen.FIG. 3 shows a perspective illustration of the gradient coil with the three partial windings.
Figur 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch den Grundfeldmagneten 1 eines MRT-Gerätes. Im Innenraum den dieser umschließt befindet sich die Gradientenspule 2. Außerdem zeigt Figur 1 exemplarisch einige Verkleidungsteile 11 sowie den Boden 13 auf dem das MRT-Gerät steht. Der Grundfeldmagnet 1 enthält supraleitende Magnetspulen die sich in flüssigem Helium befinden und ist von einem zweischaligen Kessel 12, auch Magnetgefäß genannt, umgeben.Figure 1 shows a schematic section through the basic field magnet 1 of an MRI device. The gradient coil 2 is located in the interior of the latter. In addition, FIG. 1 shows, by way of example, some covering parts 11 and the base 13 on which the MRI device is located. The basic field magnet 1 contains superconducting magnetic coils which are in liquid helium and is surrounded by a double-shelled boiler 12, also called a magnetic vessel.
Das schematisch in Figur 1 dargestellte System hat die Gradientenspule 2 als Vibrations-Quelle. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es die Lärmübertragung durch den Einsatz von speziellen Dämpfungselementen 14 an bestimmten strategischen Stellen zu vermindern.The system shown schematically in Figure 1 has the gradient coil 2 as a vibration source. The present invention makes it possible to reduce the transmission of noise by using special damping elements 14 at certain strategic locations.
Die strategischen Stellen sind die Schnittstellen zwischen Gradientenspule 2 und dem Magnetgefäß 12 bzw. zwischen dem Magnetgefäß 12 und dem Boden 13 sowie zwischen dem Magnetgefäß 12 und den Verkleidungsteilen 11.The strategic points are the interfaces between the gradient coil 2 and the magnet vessel 12 or between the magnet vessel 12 and the base 13 and between the magnet vessel 12 and the cladding parts 11.
Es wird vorgeschlagen eine ungeregelte mechanische Dämpfung zwischen der Gradientenspule 2 und dem Magnetgefäß 12 bzw. zwischen dem Magnetgefäß 12 und dem Boden 13 sowie den Verkleidungsteilen 11 durch Verwendung von Materialien die negative Steifigkeit aufweisen zu realisieren.It is proposed to realize an uncontrolled mechanical damping between the gradient coil 2 and the magnet vessel 12 or between the magnet vessel 12 and the base 13 and the cladding parts 11 by using materials which have negative rigidity.
Ebenfalls wird vorgeschlagen, dieses Material zur Dämpfung der Schwingungen innerhalb der Gradientenspule 2 selbst zu verwenden. Vorteilhafterweise wird das Material dabei so angeordnet, daß es an dem Ort der Schwingungsbäuche angeordnet ist, um die Schwingungsamplitude zu verringern.It is also proposed to use this material for damping the vibrations within the gradient coil 2 itself. The material is advantageously arranged in such a way that it is arranged at the location of the antinodes in order to reduce the oscillation amplitude.
Negative Steifigkeit bedeutet, daß ein Material auf eine deformierende Kraft mit einer Verschiebung in Gegenrichtung reagiert. Dieser Effekt ist verschieden von der Eigenschaft mancher kompressibler Schäume, sich bei Dehnung in einerNegative stiffness means that a material reacts to a deforming force with a displacement in the opposite direction. This effect is different from the property of some compressible foams, when stretched in one
Richtung unerwarteterweise senkrecht dazu zu spreizen. Ein mechanisches Beispiel für negative Steifigkeit ist eine komprimiert eingespannte Spiralfeder, mit der in Kompressionsrichtung sodann ein Druck auf ein anderes Material ausgeübt wird.Spread unexpectedly perpendicular to it. A mechanical example of negative stiffness is a compressed spring, which is then used to apply pressure to another material in the direction of compression.
Wesentlich für die technische Verwendbarkeit ist, daß diese Eigenschaft stabil realisiert werden muß.It is essential for the technical usability that this property must be realized stably.
Die vorgeschlagene Dämpfung eignet sich aufgrund ihres rein passiven und mechanisch stabilen Funktionsprinzips besonders gut für den Einsatz in MRT-Geräten, insbesondere in Gradien- tenspulen und Magnetgefäßen. Ihre sehr hohe Dämpfungswirkung erlaubt eine effiziente Unterdrückung der mechanischen Schwingungen und trägt damit zur Unterdrückung der unerwünschten Lärmentstehung bzw. Lärmübertragung bei. Due to its purely passive and mechanically stable functional principle, the proposed damping is particularly well suited for use in MRI devices, particularly in gradients. tens coils and magnetic vessels. Their very high damping effect enables efficient suppression of mechanical vibrations and thus helps to suppress unwanted noise generation and transmission.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kernspin-Tomographiegerät aufweisend einen Grundfeldmagnet (1) umgeben von einer Magnethülle (12) die einen Innen- räum (15) umgibt und begrenzt, wobei sich in diesem Innenraum1. Nuclear spin tomography device comprising a basic field magnet (1) surrounded by a magnetic sleeve (12) which surrounds and delimits an interior space (15), in which interior space
(15) ein Gradientenspulensystem (2) befindet, wobei auf einer den Innenraum (15) begrenzenden Innenseite der Magnethülle(15) a gradient coil system (2) is located, with on an inner side (15) delimiting the inside of the magnetic shell
(12) Dämpfungselemente (14) zur Absorption akustischer Schwingungen, welche beim Umschalten des Gradientenspulensy- stems (2) erzeugt werden, vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungselemente (14) ein Material umfassen, welches negative Steifigkeit aufweist.(12) Damping elements (14) for absorbing acoustic vibrations which are generated when the gradient coil system (2) is switched over, characterized in that the damping elements (14) comprise a material which has negative rigidity.
2. Kernspin-Tomographiegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Absorption akustischer Schwingungen Dämpfungselemente (14) zwischen Verkleidungsteilen (11) und dem Magnetgefäß (12) angeordnet sind.2. Nuclear spin tomography device according to claim 1, characterized in that damping elements (14) are arranged between cladding parts (11) and the magnetic vessel (12) for absorbing acoustic vibrations.
3. Kernspin-Tomographiegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Absorption akustischer Schwingungen Dämpfungselemente (14) zwischen dem Magnetgefäß (12) und dem Boden (13) angeordnet sind.3. Nuclear spin tomography device according to claim 1 or 2, characterized in that damping elements (14) are arranged between the magnetic vessel (12) and the bottom (13) for the absorption of acoustic vibrations.
4. Kernspin-Tomographiegerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungselemente (14) aus zusammengesetzten Lager- materialien bestehen.4. Nuclear spin tomography device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the damping elements (14) consist of composite bearing materials.
5. Kernspin-Tomographiegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagermaterialien Einschließungen negativer Steifig- keit besitzen. 5. Nuclear spin tomography device according to claim 4, characterized in that the bearing materials have inclusions of negative stiffness.
6. Kernspin-Tomographiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gradientenspule (2) weitere Dämpfungselemente aus Ma- terial mit negativer Steifigkeit aufweist.6. Nuclear spin tomography device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the gradient coil (2) has further damping elements made of material with negative rigidity.
7. Kernspin-Tomographiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausführungsform der Dämpfungselemente durch unterschiedliche geometrische Formen, wie Platten, Ringe oder Ringsegmente usw., gebildet ist. 7. Nuclear spin tomography device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the embodiment of the damping elements is formed by different geometric shapes, such as plates, rings or ring segments, etc.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7345559B2 (en) * 2001-09-13 2008-03-18 General Electric Company High field open MRI magnet isolation system and method
EP1815263A1 (en) * 2004-11-17 2007-08-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Magnetic resonance system with reduced noise
JP4878174B2 (en) * 2006-02-24 2012-02-15 株式会社日立製作所 Magnetic resonance imaging system
US10220474B2 (en) 2016-12-02 2019-03-05 General Electricd Company Method and apparatus for gas turbine combustor inner cap and high frequency acoustic dampers
US10228138B2 (en) 2016-12-02 2019-03-12 General Electric Company System and apparatus for gas turbine combustor inner cap and resonating tubes
US10221769B2 (en) 2016-12-02 2019-03-05 General Electric Company System and apparatus for gas turbine combustor inner cap and extended resonating tubes
US11506382B2 (en) 2019-09-12 2022-11-22 General Electric Company System and method for acoustic dampers with multiple volumes in a combustion chamber front panel

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3410473C2 (en) * 1983-04-11 1986-02-06 Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5000 Köln Suspension system for a motor vehicle
JPH0284935A (en) * 1988-06-14 1990-03-26 Toshiba Corp Magnetic resonance imaging device
US5178357A (en) * 1989-08-16 1993-01-12 Platus David L Vibration isolation system
US5793210A (en) * 1996-08-13 1998-08-11 General Electric Company Low noise MRI scanner
DE19722481C2 (en) * 1997-05-28 2000-02-10 Siemens Ag Magnetic resonance scanner and use of a noise reduction device in a magnetic resonance scanner
DE19802359C2 (en) * 1998-01-22 2001-09-13 Oskar Bschorr Vibration damping or activation method and negative spring therefor
DE19838390A1 (en) * 1998-08-24 2000-03-02 Siemens Ag Noise reducing diagnostic magnetic resonance unit
DE19940551C1 (en) * 1999-08-26 2001-05-23 Siemens Ag Magnetic resonance imaging device with vibration-decoupled outer shell
EP1348136B1 (en) * 2000-12-05 2008-04-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Mri apparatus with a piezo actuator in a non-rigid suspension of the gradient coil carrier
US7345559B2 (en) * 2001-09-13 2008-03-18 General Electric Company High field open MRI magnet isolation system and method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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