專利名稱：具有梯度線圈系統(tǒng)的磁共振設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有梯度線圈系統(tǒng)的磁共振設備。
背景技術：
磁共振技術是一種公知的技術，除了其它之外，可以用于獲得待檢查對象身體的圖像。其中，在一個由基本磁場磁鐵產(chǎn)生的靜態(tài)基本磁場上，疊加一個由梯度線圈系統(tǒng)產(chǎn)生的、快速通斷的梯度場。此外，磁共振設備包括一個高頻系統(tǒng)，其為了激勵磁共振信號向待檢查對象射入高頻信號，并接收所激勵的磁共振信號，在該磁共振信號的基礎上生成磁共振圖像。
為了產(chǎn)生梯度場，在梯度線圈系統(tǒng)的梯度線圈中設置相應的電流。其中，所需電流的幅度達到數(shù)百A。電流的上升和下降速率達到數(shù)百kA/s。在流過隨時間變化電流的梯度線圈上，當存在基本磁場時作用有數(shù)量級為1T的洛倫茲力，它使梯度線圈振動。這種振動通過不同的傳播途徑傳遞到磁共振設備的表面。在那里該機械振動變換為聲振動，聲振動最終導致不希望的噪聲。此外，洛倫茲力還可以引起梯度線圈系統(tǒng)相對于磁共振設備的其余部分的不希望的剛體運動。
在DE 19722481 A1中公開了一種磁共振設備，其中，基本磁場磁鐵具有一個第一平面而梯度線圈系統(tǒng)具有一個第二平面，其中，兩個相對的平面相互隔開設置，而與兩個平面相接觸地設置一個噪聲減小裝置，用于減弱梯度線圈系統(tǒng)的振動和/或用于加固梯度線圈系統(tǒng)。在一個實施方式中，為了在兩個平面之間構(gòu)成一個封閉密封的空間，該噪聲減小裝置包括相應的填料，其中，該空間用沙子、泡沫、一種在壓力下形成的液體或者其它減振和/或加固材料填充。在另一個實施方式中，該噪聲減小裝置包括多個可以用上述材料之一填充的襯墊。在又一個實施方式中，在一個具有圓柱形腔體的基本磁場磁鐵中通過在兩個平面之間展開的楔子構(gòu)成了噪聲減小裝置，其中，在基本磁場磁鐵的腔體中設置了空心圓柱形的梯度線圈系統(tǒng)。
此外，在DE 10156770 A1中公開了一種具有一個梯度線圈系統(tǒng)的磁共振設備，其中，將一種可以導電的結(jié)構(gòu)這樣設置和構(gòu)成，使得至少在磁共振設備的成像空間內(nèi)，由梯度場通過感應效應引起的該結(jié)構(gòu)的磁場與該梯度場的類似。其中，在一個實施方式中，該結(jié)構(gòu)的至少一部分作為基本磁場磁鐵的組成部分以桶套的形式構(gòu)成。由此，除了其它的之外，可以將梯度線圈系統(tǒng)不用屏蔽線圈構(gòu)成，因為可以通過預先的變形完全控制由于激勵磁場結(jié)構(gòu)的類似性造成的接通磁場不希望的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種改進的磁共振設備，其中，除其它外，能實現(xiàn)很小的噪聲散射。
按照本發(fā)明，在具有梯度線圈系統(tǒng)的磁共振設備中，為了將該梯度線圈系統(tǒng)固定在磁共振設備的其余部分上，在梯度線圈系統(tǒng)和磁共振設備的其余部分之間敷設粘著劑。
通過該粘著劑，在作為一個接合部分的磁共振設備的其余部分和作為另一接合部分的梯度線圈系統(tǒng)之間，通過平面附著以及內(nèi)部的堅固性，即通過粘附(Adhaesion)以及粘合(Kohaesion)實現(xiàn)連接，這種連接為連接的單元提供了巨大的剛性，并由此除了其它之外，使得磁共振設備噪聲少地運行。
在一個優(yōu)選的實施方式中，粘著劑包括具有較低熔化溫度的材料，特別是一種諸如硬脂、石蠟和卡諾巴蠟(Karnaubawachs)的蠟，其熔化溫度在50℃至90℃之間。由此，通過對粘著劑的簡單的溫度控制，可以實現(xiàn)可逆的且不破壞的梯度線圈系統(tǒng)的安裝和拆除。


本發(fā)明的其它優(yōu)點、特征和細節(jié)借助于附圖由下面對優(yōu)選實施方式的描述給出。圖中，圖1表示一個通過磁共振設備的縱向剖面，該磁共振設備中，一個包括兩個空心圓柱形半部分的梯度線圈系統(tǒng)，通過粘著劑固定在基本磁場磁鐵的具有桶套形式的中間區(qū)域的腔體內(nèi)，圖2表示一個通過磁共振設備的縱向剖面，該磁共振設備中，梯度線圈系統(tǒng)的一個空心圓柱形支架，通過粘著劑固定在基本磁場磁鐵的具有桶套形式的中間區(qū)域的腔體內(nèi)，和圖3表示一個通過磁共振設備的縱向剖面，該磁共振設備中，空心圓柱形的梯度線圈系統(tǒng)，通過一種粘著劑可逆地固定在基本磁場磁鐵的圓柱形腔體內(nèi)。
具體實施例方式
作為本發(fā)明的一個實施方式，圖1示出了一個通過一個磁共振設備的縱向剖面。其中，該磁共振設備為了產(chǎn)生靜態(tài)基本磁場，包括一個具有腔體的、超導的基本磁場磁鐵110，該腔體在中間區(qū)域112以桶套形狀突出，而在兩側(cè)與中間區(qū)域112連接的邊沿區(qū)域114和115中圓柱形地構(gòu)成。其中，基本磁場磁鐵110例如可相應于本文開始引用的DE 10156770 A1構(gòu)成。為了產(chǎn)生梯度場，在基本磁場磁鐵110的腔體中設置了一個由兩部分構(gòu)成的梯度線圈系統(tǒng)120，其包括兩個空心圓柱形的半部分122和124，在它們之間為了發(fā)送高頻信號和接收磁共振信號設置了特殊構(gòu)成的天線系統(tǒng)140。這里，半部分122和124分別包含了梯度線圈系統(tǒng)梯度線圈的部分線圈。
在兩個空心圓柱形的半部分122和124和外殼表面與與其直接相對的基本磁場磁鐵110的表面之間敷設了粘著劑150，該粘著劑通過表面附著使梯度線圈系統(tǒng)120與基本磁場磁鐵110連接。作為粘著劑150可以使用不同類型的粘著劑，也可以使用安置泡沫，其中，適用的既可以是用于濕性粘接、接觸粘接、主動粘接和附著粘接的物理連接粘著劑，也可以是用于反應粘接、包括化學固化粘著劑(例如固化樹脂)的化學連接粘著劑。由此，半部分122和124這樣大面積和合乎形狀地固定在基本磁場磁鐵110上，使得通過由此實現(xiàn)的梯度線圈系統(tǒng)120在基本磁場磁鐵110上的牢固安裝，保證了在很小噪聲釋放的同時，磁共振設備壽命更長和更可靠地運行。在此，可以在非主動屏蔽的梯度線圈系統(tǒng)中，例如按照DE 10156770A1對應的概念，使用上述的、實現(xiàn)特別高強度的、具有特殊優(yōu)點的梯度線圈系統(tǒng)120。因為，與主動屏蔽的梯度線圈系統(tǒng)相比，可比的、非主動屏蔽的梯度線圈系統(tǒng)由于不具有屏蔽線圈，整體上看具有較低的強度，并且在大致相同的較大洛倫茲力下，在非主動屏蔽的梯度線圈系統(tǒng)中，如果沒有這種特別牢固的安置的對應控制措施，則會有更高的噪聲釋放。
作為本發(fā)明的另一個實施方式，圖2示出了另一個通過磁共振設備的縱向剖面。其中，該磁共振設備包括一個超導基本磁場磁鐵210，其構(gòu)造與圖1所示磁共振設備的基本磁場磁鐵110相對應。此外，圖2的磁共振設備包括梯度線圈系統(tǒng)220，其包括兩個空心圓柱形半部分222和224，與圖1的梯度線圈系統(tǒng)120的類似。與圖1對應，在圖2中也在兩個半部分222和224之間設置了專門構(gòu)成的天線系統(tǒng)240。
但是，與圖1中不同的是，兩個半部分222和224不是直接通過粘著劑與基本磁場磁鐵210連接的，而是首先將兩個半部分222和224固定在梯度線圈系統(tǒng)220的空心圓柱形的支架226上。然后，對應于在圖1中的描述，通過在支架226的外套和與此相對的基本磁場磁鐵210的表面之間敷設粘著劑250而將支架226固定在基本磁場磁鐵210中。通過使用機械上牢固構(gòu)造的支架226，在對應于圖2的實施方式中實現(xiàn)了一種比按照圖1的實施方式更牢固的對于梯度線圈系統(tǒng)220的安裝，由此還可以再次增強帶來的優(yōu)點。但是，與按照圖1的實施方式相比，支架226要求額外的安裝空間。
與粘接上的梯度線圈系統(tǒng)220相比，在梯度線圈系統(tǒng)的常規(guī)安裝中，例如通過本文開始所述對應于DE 19722481 A1的楔子，由于在中間僅僅通過支架226構(gòu)成并由此是梯度線圈系統(tǒng)220的薄弱之處，梯度線圈系統(tǒng)220會較少地減弱振動，因而有高的噪聲釋放。此外，這里在兩個半部分222和224之間固定的天線系統(tǒng)240，會由于兩個半部分222和224的較強相對運動受到損害甚至被破壞。
作為本發(fā)明的另一個實施方式，圖3示出了一個通過另一個磁共振設備的縱向剖面。其中，該磁共振設備的超導基本磁場磁鐵310具有圓柱形的腔體。在該腔體中設置了一個基本上是空心圓柱形的、澆注有熱塑合成樹脂的梯度線圈系統(tǒng)320。其中，該梯度線圈系統(tǒng)320從內(nèi)向外包括連接的空心圓柱形區(qū)域321至333，它們同心地相互設置第一區(qū)域321包括第一橫向梯度線圈，而第二區(qū)域322包括第二橫向梯度線圈。這些橫向梯度線圈分別包括四個鞍形構(gòu)成的部分線圈。第三區(qū)域325包括一個冷卻裝置，用于冷卻梯度線圈。第四區(qū)域323包括一個縱向梯度線圈，其包括兩個螺線管部分線圈。第五區(qū)域326包括主動和/或被動的填隙片裝置和另一個冷卻裝置。在第六區(qū)域333設置了屬于縱向梯度線圈的屏蔽線圈。第七區(qū)域331包括另一個屬于第一橫向梯度線圈的屏蔽線圈，而第八區(qū)域332包括另一個屬于第二橫向梯度線圈的屏蔽線圈。
為了控制線圈中的電流，這些線圈與梯度線圈控制單元335連接，而為了控制在冷卻裝置中的冷卻劑流，它們與冷卻控制單元337連接。其中，屬于各梯度線圈的屏蔽線圈這樣地構(gòu)成和被供電，使得由屬于梯度線圈的屏蔽線圈產(chǎn)生的磁場和由所屬梯度線圈產(chǎn)生的磁場至少可以在基本磁場磁鐵310的冷卻盤(Kaelteschild)上產(chǎn)這樣地補償，即，使在冷卻盤中通過流通電流的梯度線圈系統(tǒng)320，與沒有屏蔽線圈的梯度線圈系統(tǒng)相比，感應出更少的渦流電流。
通過通電的梯度線圈系統(tǒng)320，可以在磁共振設備成像空間內(nèi)在基本磁場上疊加可快速通斷的磁梯度場。為了使該接通的梯度場不會由于渦流電感和由此引起的渦流磁場而變形，在梯度線圈控制單元335用對于梯度線圈和所屬的屏蔽線圈電流的對應預先變形控制量進行處理。
此外，磁共振設備還包括一個天線系統(tǒng)340，用于向位于成像空間中的待檢查對象發(fā)射高頻信號，以及從該待檢查對象接收磁共振信號。其中，為了屏蔽來自外界的干擾影響，在天線系統(tǒng)340和梯度線圈系統(tǒng)320之間設置了一個高頻屏蔽345。
梯度線圈系統(tǒng)320這樣固定在基本磁場磁鐵310的腔體內(nèi)，即在梯度線圈系統(tǒng)320的外部圓柱套和基本磁場磁鐵310的與之直接相對的表面之間敷設了粘著劑350，該粘著劑在磁共振設備的兩個提到的部件的相對表面之間實現(xiàn)了一種相應的表面附著，其熔化溫度約在50℃和90℃之間。這里，作為粘著劑350可以使用蠟或者類似的低熔點材料。通過使用蠟的類型或者蠟的混合物確定了熔化溫度，其中，硬脂、石蠟或者熔點稍高、極硬的卡諾巴蠟是合適的蠟的類型。為了建立梯度線圈系統(tǒng)320和基本磁場磁鐵310之間的連接，將用粘著劑350填充的在磁共振設備的這兩個提到的部件之間的空間密封，并通過加熱處于流動聚合狀態(tài)的粘著劑350進行澆注。對于澆注順利，在澆注時至少對上述兩個提到的部件的直接相對的表面進行預熱。在冷卻之后，在梯度線圈系統(tǒng)320和基本磁場磁鐵310之間產(chǎn)生一個平面的牢固連接。
在磁共振設備的正常運行中，通過對梯度線圈控制單元335和冷卻控制單元337的相應設置，保證了在梯度線圈系統(tǒng)320的外部圓柱套上的溫度與使用的蠟的熔化溫度有足夠的差距。這里，為了采集溫度可以使用總歸要在梯度線圈系統(tǒng)320中設置的溫度測量傳感器。由于澆注有熱塑合成樹脂的梯度線圈系統(tǒng)320的重量相對高，在一個實施方式中可以確定梯度線圈系統(tǒng)320在基本磁場磁鐵310腔體中(例如通過本文開始引用的對應于DE 19722481 A1的楔子)的額外機械可靠性，以便阻止蠟的緩慢、可能的變化。
對于從基本磁場磁鐵310的腔體中沒有破壞地拆卸梯度線圈系統(tǒng)320，僅僅需要將梯度線圈系統(tǒng)320外部套的溫度加熱超過所應用的粘著劑350的熔點。為此，梯度線圈控制單元335可以這樣地運行梯度線圈控制單元335和冷卻控制單元337，即在減少冷卻的條件下在梯度線圈和屏蔽線圈中設置相應的電流。在另一個實施方式中，為梯度線圈系統(tǒng)320設置一個附加的加熱裝置，或者將冷卻裝置和冷卻控制單元337這樣地建造，使其可以用一種超過對應熔化溫度加熱的冷卻劑運行。通過在梯度線圈系統(tǒng)320的外套上溫度的提高在外套周圍的粘著劑350熔化，從而形成一種可以滑動的薄膜，其使得梯度線圈系統(tǒng)320的拆卸更加容易。
上面結(jié)合圖3描述的可以可逆和無破壞地安裝和拆卸梯度線圈系統(tǒng)320，尤其可以具有優(yōu)勢的應用在置換梯度線圈系統(tǒng)320，例如為了加裝一個相應的功率更強的梯度線圈系統(tǒng)和/或在用于維修和/或保養(yǎng)的必要的拆卸中。
權利要求
1.一種具有梯度線圈系統(tǒng)的磁共振設備，其中，為了將該梯度線圈系統(tǒng)固定在磁共振設備的其余部分上，在梯度線圈系統(tǒng)和磁共振設備的其余部分之間敷設一種粘著劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的磁共振設備，其中，將所述粘著劑敷設在所述梯度線圈系統(tǒng)和所述磁共振設備的其余部分直接相對的表面之間。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的磁共振設備，其中，所述磁共振設備的其余部分具有一個腔體，將所述梯度線圈系統(tǒng)固定在該腔體中。
4.根據(jù)權利要求3所述的磁共振設備，其中，所述腔體是圓柱形的。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的磁共振設備，其中，所述腔體在中間區(qū)域以桶套形狀突出。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的磁共振設備，其中，所述梯度線圈系統(tǒng)包括兩個結(jié)構(gòu)上相互分離的半部分，其至少包含所述梯度線圈系統(tǒng)梯度線圈的部分線圈。
7.根據(jù)權利要求6所述的磁共振設備，其中，所述半部分在腔體的中間區(qū)域相互分開地固定在該中間區(qū)域的兩側(cè)。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的磁共振設備，其中，所述半部分相互分開地固定在所述梯度線圈系統(tǒng)的一個支架內(nèi)。
9.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的磁共振設備，其中，所述梯度線圈系統(tǒng)、所述半部分和/或所述支架被構(gòu)造為空心圓柱形。
10.根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的磁共振設備，其中，所述磁共振設備的其余部分包括一個基本磁場磁鐵，所述梯度線圈系統(tǒng)固定在該基本磁場磁鐵上。
11.根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的磁共振設備，其中，所述粘著劑包括一種硬泡沫或者一種樹脂。
12.根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的磁共振設備，其中，所述粘著劑具有一個低熔化溫度。
13.根據(jù)權利要求12所述的磁共振設備，其中，所述熔化溫度在50℃至90℃范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權利要求1至13中任一項所述的磁共振設備，其中，所述粘著劑包括一種蠟。
15.根據(jù)權利要求14所述的磁共振設備，其中，所述蠟包括硬脂、石蠟和/或卡諾巴蠟。
16.根據(jù)權利要求12至15中任一項所述的磁共振設備，其中，所述磁共振設備具有一個控制單元，用于控制梯度線圈系統(tǒng)中梯度線圈和/或屏蔽線圈中的電流，和/或用于控制梯度線圈系統(tǒng)冷卻裝置中冷卻劑的流動，該控制單元這樣構(gòu)成，即，在所述磁共振設備的獲取磁共振數(shù)據(jù)的運行中，將梯度線圈系統(tǒng)的與粘著劑相接表面上的溫度，保持在比所述熔化溫度低于一個可預給定的值上。
17.根據(jù)權利要求16所述的磁共振設備，其中，所述控制單元這樣構(gòu)成，即，為了消除梯度線圈系統(tǒng)的固定，可以將所述溫度調(diào)節(jié)到高于熔化溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有梯度線圈系統(tǒng)的磁共振設備，為了將該梯度線圈系統(tǒng)固定在磁共振設備的其余部分上，在梯度線圈系統(tǒng)和磁共振設備的其余部分之間敷設粘著劑。
文檔編號G01R33/385GK1497261SQ20031010072
公開日2004年5月19日 申請日期2003年10月8日 優(yōu)先權日2003年10月8日
發(fā)明者沃爾夫?qū)惼? 約翰·舒斯特, 斯蒂芬·斯托克, 斯托克, 沃爾夫?qū)?倫茲, 舒斯特 申請人:西門子公司