專利名稱：在開式mr裝置中的噪聲抑制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種MR裝置，其具有開式檢查容積，以便于也可從側(cè)面接近檢查容積；具有主線圈設(shè)備，用于產(chǎn)生被放置在檢查容積的兩個相對側(cè)上面的主磁場；具有用于激勵質(zhì)子進動的至少一個高頻線圈設(shè)備；以及具有被放置在檢查容積相對側(cè)上面的至少一個兩段梯度線圈，用于質(zhì)子進動激勵的位置編碼。
背景技術(shù)：
主線圈設(shè)備要被理解成意味著傳統(tǒng)的線圈設(shè)備以及超導(dǎo)線圈設(shè)備，所述超導(dǎo)線圈被冷卻到低溫，且其熱絕緣的外殼在下面也被稱為致冷器。
在典型的磁共振成像方法的范圍內(nèi)，借助于例如1.5特斯拉(Tesla)的強靜止磁場，質(zhì)子的磁矩被排列在一個空間方向上。單獨質(zhì)子借助于短電磁、高頻脈沖被激勵以產(chǎn)生進動，且然后根據(jù)外部的強磁場再次自我排列。關(guān)于這一點，尤其地，激勵和馳豫的次數(shù)以及進動的頻率是組織相關(guān)的，并且在測量的范圍內(nèi)與激勵的位置編碼一道提供有關(guān)各種組織的空間設(shè)置信息。位置編碼利用進動激勵的位置相關(guān)的頻率和相位并且借助于被測量MR信號的傅立葉變換使得出有關(guān)相應(yīng)發(fā)射位置的結(jié)論成為可能。
用于質(zhì)子進動激勵的線圈通常位于由剩余線圈所環(huán)繞的檢查空間中。
已知MR裝置的檢查容積通常被設(shè)計成圓筒管，患者從軸端被引入到所述圓筒管內(nèi)。在傳統(tǒng)的MR裝置中，檢查期間封閉的且狹窄的條件給許多患者帶來令人不愉快且不舒服的感覺以及給一些患者幽閉恐怖癥型的反應(yīng)。為此，最新的研究志在提供一種開式MR裝置?；颊咛稍诎€圈或磁設(shè)備的檢查臺上，所述線圈和磁設(shè)備與大約離臺頂半米遠處的頂部上段內(nèi)的線圈設(shè)備或磁設(shè)備相互作用。支持區(qū)域及頂部上段作為整體部件具有用于排列質(zhì)子而提供的主磁體，用于位置編碼而提供的梯度線圈以及用于激勵的高頻線圈。
強磁場在各個線圈及磁體下面產(chǎn)生必須要加以支持的強力。除了所述靜力以外，也出現(xiàn)動態(tài)變化的力且這些可引起嚴重的振蕩及高的噪聲水平。由于封閉MR裝置的復(fù)合管在開式型中是不必要的，所以支持高的靜態(tài)及動態(tài)力尤其成問題。
在現(xiàn)有技術(shù)中，借助于在指向檢查容積方向的主線圈設(shè)備表面上的適宜附著元件，梯度線圈通常被以平面配置安裝。在操作期間動態(tài)地出現(xiàn)的洛倫茲(Lorentz)力導(dǎo)致在這種附著類型中的高振蕩水平，因為梯度線圈因它們附著到主線圈或其外殼上引起整個MR裝置振動。尤其地關(guān)于這一點，由通常被使用且被形成真空室的外殼所圍繞的致冷器的振蕩激勵產(chǎn)生高的噪聲水平。在外殼設(shè)計中的主要重點通常是避免熱橋，為此外殼對振蕩極為敏感。振蕩不僅負面地影響患者的健康狀態(tài)，而且它們還損害磁場的質(zhì)量，其伴隨著圖像質(zhì)量的嚴重損失。

發(fā)明內(nèi)容
源于現(xiàn)有技術(shù)的所述缺陷及問題，本發(fā)明的目的是提供一種開式MR裝置，其具有側(cè)向可接近性且甚至在高的磁場強度和快速切換序列下具有僅非常低的振蕩水平和低噪聲發(fā)射。
根據(jù)本發(fā)明，通過在開頭所提到類型的MR裝置則獲得所述目的，其中在檢查容積至少一側(cè)上中央凹進部分通過主線圈設(shè)備從檢查容積延伸，并且在所述凹進部分中支撐元件被放置，梯度線圈設(shè)備被排他地附著到所述支撐元件面對檢查容積的那側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的梯度線圈設(shè)備的附著的決定性優(yōu)點在于主線圈設(shè)備的極其深遠影響的機械去耦。因此，主線圈設(shè)備可以不再通過梯度線圈設(shè)備的振蕩和振動被激勵而振蕩。因而MR裝置的操作顯著地變得安靜，其有利于待檢查患者的健康狀態(tài)并且降低患者幽閉恐怖癥狀態(tài)的危險。
此外，根據(jù)本發(fā)明的MR裝置的低振蕩水平還具有這樣的優(yōu)點，即可以產(chǎn)生用于成像所需要的沒有干擾且高質(zhì)量的磁場，其改善了開式MR裝置的圖像質(zhì)量。
本發(fā)明有利的進一步開發(fā)實現(xiàn)了支撐元件被設(shè)計成柱狀物。在這種情況下，便利地是將梯度線圈設(shè)備附著到面對檢查容積的支撐元件的軸端上。支撐元件的柱狀物型設(shè)計與主線圈設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和主線圈設(shè)備內(nèi)中央凹進部分的設(shè)置相配合，因為在中央凹進部分區(qū)域中主磁場的形成并沒有必要需要主線圈設(shè)備的部件。
有利地，在這種情況下支撐元件貫穿主線圈設(shè)備的全部長度而延伸并且或者被附著到堅固的支持框架上或被附著到中央凹進部分中的主線圈設(shè)備上。如果支撐元件被附著在主線圈設(shè)備的中央凹進部分中，那么如果主線圈設(shè)備或主線圈設(shè)備的外殼被適當(dāng)?shù)丶訌娂凹庸袒蛑骶€圈設(shè)備的外殼被連到支撐元件上的接合加以加強，則是便利的。如果主線圈設(shè)備被由例如鋼制成的外殼所環(huán)繞，則借助于中央凹進部分的形成以及外殼到中央凹進部分的連續(xù)，外殼的剛性得到增加。增加的剛性帶來對振蕩激勵的較低敏感性。
如果支撐元件被設(shè)計成錐形柱狀物且支撐元件的較寬端被附著到外部支持框架上，則梯度線圈設(shè)備的附著變得對振蕩尤其魯棒且具有免疫力。因此使柱狀物的阻力矩優(yōu)化地適合于出現(xiàn)的撓矩負荷。
為了進一步降低振蕩水平及噪聲的形成，如果壓電或液壓激勵器位于支撐元件和梯度線圈設(shè)備之間則是有利的，借助于所述激勵器振蕩水平可以被有效地加以控制。
取決于相應(yīng)操作狀態(tài)的激勵器的激勵使補償出現(xiàn)的大部分振蕩成為可能。在這一點上，通過事先借助于仿真或通過實驗優(yōu)化激勵器的激勵頻率，各種操作條件可以事先被匹配于最佳的振蕩性能。在這種情況下，激勵器還可被提供在朝向離開梯度線圈設(shè)備的支撐元件一端處，例如在支撐元件與堅固的支持框架或主線圈設(shè)備之間。
本發(fā)明有利的進一步研究用于激勵器作為梯度線圈設(shè)備中線圈電流的函數(shù)被激勵。在這一點上，便利地是作為針對單獨的空間方向被適當(dāng)加權(quán)的梯度線圈設(shè)備中電流和的函數(shù)，配置單獨的激勵器的相應(yīng)位置。
尤其地，在主線圈設(shè)備的外殼是由金屬或鋼制成的情況下，如果梯度線圈設(shè)備的至少一部分雜散場，但優(yōu)選地整個雜散場被屏蔽線圈有源地屏蔽，則是便利的。在這種情況下，屏蔽線圈優(yōu)選地被構(gòu)造成梯度線圈設(shè)備的整體部件。通過這種方法，可以避免由于磁場所產(chǎn)生的洛倫茲力而導(dǎo)致的主線圈設(shè)備外殼的激勵。
本發(fā)明有利的進一步研究在于至少一個空間方向的梯度線圈被共同地附著到支持框架上。在這種情況下，如果支持框架沒有到主線圈設(shè)備的直接機械耦合則是便利的。通過這種方法，主線圈設(shè)備保持不受來自梯度線圈設(shè)備的機械振蕩激勵的影響并且圖像質(zhì)量以及噪聲水平被決定性地提高。
根據(jù)本發(fā)明MR裝置的同等廉價且壽命長且魯棒的設(shè)計打算阻尼元件被放置在支撐元件與主線圈設(shè)備之間的凹進部分中。彈性測量材料的圓柱形或環(huán)形三維造型可例如作為阻尼元件被提供。
尤其地，如果支撐元件被附著在主線圈設(shè)備的中央凹進部分中，則便利地是如果主線圈設(shè)備在中央凹進部分區(qū)域內(nèi)是加強型設(shè)計。例如，主線圈設(shè)備外殼的加肋或加強所述凹進部分的套可起到加強的作用。


從此后所說明的實施例本發(fā)明的這些及其它方面是顯然的且參考所述實施例將被加以闡述。
在附圖中圖1至3中示出穿過MR裝置的橫斷面，所述MR裝置具有借助于在主線圈設(shè)備外殼上支撐元件的根據(jù)本發(fā)明的梯度線圈設(shè)備的附著，圖4示出穿過具有被附著到根據(jù)本發(fā)明支撐元件的梯度線圈的MR裝置較低部分的橫斷面，所述支撐元件被附著到主線圈設(shè)備的外殼上，圖5至7示出具有根據(jù)本發(fā)明的支撐元件的MR裝置，所述支撐元件上面被附著著梯度線圈且其被安裝在外部支持平面上面。
具體實施例方式
在圖1至7的每個圖中，MR裝置1被整體地由參考符號1來指示。MR裝置1的基本部件是兩個被耦合的致冷器3，其每個容納具有產(chǎn)生所需要磁場的各種線圈2a的主線圈設(shè)備2。出于排列質(zhì)子的目的，單獨線圈2a被提供用于產(chǎn)生在最大可能的范圍上是恒定的強有力磁場，并且借助于致冷器3被冷卻到適合于超導(dǎo)的溫度。致冷器3的每個被外殼8所環(huán)繞。位于致冷器3的內(nèi)部且在每種情況下相鄰于外殼壁的是真空室3a，其起到熱隔離在低溫下操作的主線圈設(shè)備2的作用。
鄰接檢查容積6的梯度線圈設(shè)備4產(chǎn)生局部可變化的磁場用于質(zhì)子激勵的位置編碼，并且高頻線圈設(shè)備5提供質(zhì)子進動的激勵。兩個主線圈設(shè)備2位于從側(cè)面可進入的檢查容積6的底下。兩個主線圈設(shè)備2的每個具有中央凹進部分7，其總體上垂直地穿過整個主線圈設(shè)備2而延伸。主線圈設(shè)備2的每個位于致冷器3的外殼8內(nèi)，在每種情況下它呈環(huán)狀地圍繞中央凹進部分。位于上方和下方的每個中央凹進部分中的是相應(yīng)的支撐元件9。
在檢查容積6的最近鄰處，平直設(shè)計的高頻線圈設(shè)備5位于每次的檢查容積6和中央凹進部分7之間。最近鄰于每個高頻線圈設(shè)備5而放置的是梯度線圈設(shè)備4，其是平直設(shè)計用于使表面指向檢查容積6的方向以及是成圓錐形設(shè)計用于使表面指向離開檢查容積6。為了匹配梯度線圈設(shè)備4的圓錐形形狀，致冷器3的外殼8在中央凹進部分7進入檢查容積6的開孔處也是圓錐形設(shè)計。
主線圈設(shè)備2或環(huán)繞致冷器3的外殼8在每種情況下是由大約8mm厚的鋼板制造，其確保適合的堅固性用于吸收真空負荷。
梯度線圈設(shè)備4的每個被附著到位于中央凹進部分7中的支撐元件9上。
在圖1中所示的示范性實施例中，支撐元件9被設(shè)計成柱狀物且借助于阻尼元件10被安裝在致冷器3的外殼8上。所述安裝排他地發(fā)生在剛性得到增加的致冷器3外殼8的區(qū)域中。阻尼元件10在此被構(gòu)建成由適合于阻尼的彈性材料所組成的環(huán)。柱狀物形狀的支撐元件9的每個被提供有具有平行于中央凹進部分7的縱向延伸的中央芯11。支撐元件9是模塊結(jié)構(gòu)，以便于在每種情況下螺旋接合12使分成兩部分9a，9b成為可能。位于梯度線圈設(shè)備4側(cè)處的支撐元件9的那個部分9a在每種情況下被牢固地接合到梯度線圈設(shè)備4上。螺旋接合12的螺栓13穿過梯度線圈設(shè)備4在檢查容積6的方向上延伸，并且在每種情況下被接合到致冷器3上。
在每種情況下在梯度線圈設(shè)備4和致冷器3之間提供至少2cm的間隙，以為了可靠地避免機械耦合或振蕩的傳輸。為了確保在每種情況下在高頻線圈設(shè)備5和梯度線圈設(shè)備4之間沒有振蕩可以被傳輸，在這兩個部件之間還提供間隙15。
在每種情況下支撐元件9僅借助于兩個環(huán)形阻尼元件10被接合到致冷器3的外殼8上，并且距中央凹進部分7的邊界壁具有足夠的間隔，以便于在此也不可以出現(xiàn)任何類型的機械耦合。
在圖2中所示的示范性實施例中，支撐元件9的每個是模塊結(jié)構(gòu)，且當(dāng)被拆卸時，被分成面對檢查容積6的部分9a以及處于進一步遠離檢查容積9的部分9b。
在圖3中的示范性實施例建議支撐元件9的類似設(shè)計。在此，支撐元件9的每個同樣地被分成兩部分9a，9b，在每種情況下進一步遠離檢查容積的支撐元件9的部分9b每次被設(shè)計成致冷器3的外殼8的整體部件。在此再次地，每個梯度線圈設(shè)備4連同致冷器5借助于螺旋接合12被附著到距檢查容積6較近的支撐元件9的那個部分9a。致冷器3的外殼8的每個借助于支撐元件9的部分9b被加強，所述部分9b在進一步遠離檢查容積6的中央凹進部分7的那個區(qū)域中。
在圖4所示的示范性實施例情況下，支撐元件9借助于環(huán)形插座20被附著到主線圈設(shè)備2的下部外殼8上，其中所述環(huán)形插座的每個具有用于阻尼的環(huán)形彈性插頭21。支撐元件9每次通過未被示出的徑向螺栓被附著到致冷器3上。
出于能量供應(yīng)和冷卻梯度線圈設(shè)備4的目的，支撐元件9被通過芯孔23而行的各種導(dǎo)線22穿過，所述芯孔23在支撐元件9的縱向方向上延伸。在指向檢查容積6方向上的支撐元件9的那側(cè)上，導(dǎo)線22通向?qū)?yīng)于梯度線圈設(shè)備4上面的電接觸25的電接觸24。梯度線圈設(shè)備4借助于螺旋接合12和徑向?qū)?6被附著到支撐元件9上。
在圖5，6和7所示的MR裝置示范性實施例中，根據(jù)本發(fā)明的用于兩個梯度線圈設(shè)備4的支撐元件9被附著到外部支持框架27上。所述支持框架27被提供有其自己的安裝元件28，這樣在致冷器3和梯度線圈設(shè)備4之間沒有出現(xiàn)任何類型的直接機械耦合。
在圖5中，遠離外部支持框架27且具有較陡錐角的被截去頂端的圓錐被梯度線圈設(shè)備4部分地環(huán)繞。位于梯度線圈設(shè)備4和致冷器之間區(qū)域內(nèi)的是用于支持梯度線圈4的平衡元件35。
在圖6的簡圖中，可以清楚地看出外部支持框架27從結(jié)構(gòu)上被與致冷器3的支持結(jié)構(gòu)分開。
在每種情況下為柱狀物形狀設(shè)計的支撐元件9在一個區(qū)域中是圓錐形設(shè)計并且通過一個端29被附著到外部支持框架27上。在這種情況下支撐元件9具有借助于它們的窄端彼此站在一起的兩個被截去頂端的圓錐形狀，被接合到外部支持框架27的被截去頂端的圓錐呈較小銳利的圓錐形狀。
在圖5和7的每個MR裝置中，在梯度線圈設(shè)備4和支撐元件9之間放置起到有效地控制振蕩水平作用的壓電激勵器30。所述激勵器30作為梯度線圈設(shè)備4操作狀態(tài)的函數(shù)而被激勵并且被設(shè)計用于最小的振蕩水平。
在圖6所示的實施例中，梯度線圈設(shè)備借助于多個螺栓31被附著到支撐元件9上。所述支撐元件9幾乎在其整個縱向延伸上為圓錐形設(shè)計。
在圖7中所示的支撐元件延伸進入具有錘頭形狀橫斷面的頭部的梯度線圈設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種MR裝置(1)，具有開式檢查容積(6)，以便于檢查容積(6)從側(cè)面也可進入；具有主線圈設(shè)備(2)，用于產(chǎn)生被放置在檢查容積(6)的兩個相對側(cè)上面的主磁場；具有用于激勵質(zhì)子進動的至少一個高頻線圈設(shè)備(5)；以及具有被放置在檢查容積(6)相對側(cè)上面的至少一個兩段梯度線圈設(shè)備(4)，用于質(zhì)子進動激勵的位置編碼，其特征在于中央凹進部分(7)在檢查容積(6)至少一側(cè)上通過主線圈設(shè)備(2)從檢查容積(6)延伸，并且在所述凹進部分(7)中支撐元件(9)被放置，梯度線圈設(shè)備(4)被排他地附著到所述支撐元件(9)面對檢查容積(6)的那側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的MR裝置(1)，其特征在于所述支撐元件(9)被設(shè)計為柱狀物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的MR裝置(1)，其特征在于所述支撐元件(9)被設(shè)計為圓錐形柱狀物并且支撐元件(9)的較寬端被附著到外部支持框架(27)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的MR裝置(1)，其特征在于壓電或液壓激勵器(30)被放置在所述支撐元件(9)和所述梯度線圈設(shè)備(4)之間，借助于所述激勵器(30)振蕩水平可以得到有效控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的MR裝置(1)，其特征在于梯度線圈設(shè)備(4)的至少一部分雜散場借助于屏蔽線圈被有源地屏蔽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的MR裝置(1)，其特征在于至少一個空間方向的梯度線圈被共同地附著到其中沒有到主線圈設(shè)備(2)的直接機械耦合的支持框架(27)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的MR裝置(1)，其特征在于阻尼元件被放置在支撐元件(9)和主線圈設(shè)備(2)之間的凹進部分(7)處。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的MR裝置(1)，其特征在于所述支撐元件(9)被附著到中央凹進部分(7)內(nèi)的主線圈設(shè)備(2)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的MR裝置(1)，其特征在于所述主線圈設(shè)備(2)在中央凹進部分(7)的區(qū)域內(nèi)是加強型設(shè)計。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種MR裝置(1)，其具有開式檢查容積(6)，以便于檢查容積(6)從側(cè)面也可接近；具有主線圈設(shè)備(2)，用于產(chǎn)生被放置在檢查容積(6)的兩個相對側(cè)上面的主磁場；具有用于激勵質(zhì)子進動的至少一個高頻線圈設(shè)備(5)；以及具有被放置在檢查容積(6)相對側(cè)上面的至少一個兩段梯度線圈，用于質(zhì)子進動激勵的位置編碼。動態(tài)洛倫茲力至今已經(jīng)導(dǎo)致高的振蕩水平。本發(fā)明的目的是提供一種僅具有低振蕩水平的MR裝置(1)。本發(fā)明建議，在檢查容積(6)的至少一側(cè)上，中央凹進部分(7)從所述檢查容積(6)延伸并且通過主線圈設(shè)備(2)，在所述凹進部分(7)中支撐元件(9)被放置，梯度線圈設(shè)備(4)被排他地附著到所述支撐元件(9)面對檢查容積(6)的那側(cè)。
文檔編號A61B5/055GK1606699SQ02825832
公開日2005年4月13日 申請日期2002年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月20日
發(fā)明者P·R·哈維, J·A·奧弗維格, A·H·范奧門 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司