本發(fā)明專利技術(shù)的名稱是用于平衡梯度線圈中的徑向力的系統(tǒng)和器件。一種用于磁共振成像(MRI)系統(tǒng)的梯度線圈器件(304、404)包括：內(nèi)部梯度線圈組件(324、424)和繞內(nèi)部梯度線圈組件放置的外部梯度線圈組件(326、426)。外部梯度線圈組件具有外表面、第一端(344、444)和第二端(346、446)。該梯度線圈器件還包括繞外部梯度線圈組件的外表面放置的力平衡器件。在一個(gè)實(shí)施例中，該力平衡設(shè)備包括有源力平衡線圈(352、354)，其繞外部梯度線圈組件的外表面放置。在另一實(shí)施例中，該力平衡器件包括繞外部梯度線圈組件的第一端(444)放置的第一無(wú)源傳導(dǎo)片(470)以及繞外部梯度線圈組件的第二端(444)放置的第二無(wú)源傳導(dǎo)片(472)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
用于平衡梯度線圈中的徑向力的系統(tǒng)和器件相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求2011年6月30日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)系列第61/503，401號(hào)的權(quán)益， 其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。
本專利技術(shù)通常涉及磁共振成像(MRI)系統(tǒng)，并且特別涉及用于在MRI系統(tǒng)的平衡梯 度線圈中平衡徑向力的系統(tǒng)和器件。
技術(shù)介紹
磁共振成像(MRI)是醫(yī)學(xué)成像模態(tài)，其可以生成人體內(nèi)部的圖片而不使用X射線 或其它電離輻射。MRI使用強(qiáng)大的磁體來(lái)生成強(qiáng)的、均勻的、靜態(tài)磁場(chǎng)(即“主磁場(chǎng)”)。當(dāng) 人體或人體的一部分置于主磁場(chǎng)中時(shí)，與組織水中的氫核素關(guān)聯(lián)的核自旋變?yōu)闃O化的。這 意味著與這些自旋關(guān)聯(lián)的磁矩變得優(yōu)選地沿主磁場(chǎng)的方向?qū)?zhǔn)，導(dǎo)致了沿該軸(按照慣例 為“z軸”)的小的凈組織磁化。MRI系統(tǒng)還包括稱作梯度線圈的部件，其在對(duì)它們施加電流 時(shí)產(chǎn)生較小的幅度，在空間上使磁場(chǎng)變化。典型地，設(shè)計(jì)梯度線圈以產(chǎn)生沿z軸對(duì)準(zhǔn)的磁場(chǎng) 成分，并且其隨沿X、y或z軸中的一個(gè)的位置而在幅度上線性變化。梯度線圈的效果在于 在磁場(chǎng)強(qiáng)度上以及伴隨地在核自旋共振頻率上沿單個(gè)軸生成小傾斜。具有正交的軸的三個(gè) 梯度線圈通過(guò)在體內(nèi)的每個(gè)位置生成特征共振頻率來(lái)用于“空間編碼”MR信號(hào)。射頻(RF) 線圈用于在氫核素的共振頻率處或其附近生成RF能量脈沖。RF線圈用于以受控方式對(duì)核 自旋系統(tǒng)增加能量。隨著核自旋隨后衰減回到它們的靜止能量狀態(tài)，它們以RF信號(hào)的形式 放出能量。MRI系統(tǒng)檢測(cè)到此信號(hào)，并且使用計(jì)算機(jī)和已知的重建算法將此信號(hào)變換為圖 像。MRI系統(tǒng)中使用的梯度線圈組件可以是屏蔽的梯度線圈，其由內(nèi)部和外部梯度線 圈組件通過(guò)例如環(huán)氧樹脂等材料粘合在一起而組成。典型地，內(nèi)部梯度線圈組件包括X-、 Y-和Z-線圖對(duì)或組的內(nèi)部(或主)線圈，以及外部梯度線圈組件包括X-、Y-和Z-線圈對(duì) 或組的相應(yīng)外部(或屏蔽)線圈。Z梯度線圈典型地是圓柱形的，具有呈螺旋形纏繞圓柱面 的導(dǎo)體。橫向的X-和Y-梯度線圈通常由具有絕緣墊層的銅板形成。可在梯度線圈的銅層 切割出線阻(conductor turn)圖案(例如,指紋圖案)。在MRI掃描期間，MRI系統(tǒng)可生成噪聲和振動(dòng)。噪聲和振動(dòng)對(duì)患者和掃描儀操作者 來(lái)說(shuō)都是令人不快的并且潛在有害的。在MRI系統(tǒng)中有若干噪聲源，其包括例如梯度線圈 和RF體線圈。在成像操作期間當(dāng)線圈受脈沖作用時(shí)的梯度線圈的振動(dòng)可能生成噪聲。由 于梯度線圈中用于生成期望的場(chǎng)的靜態(tài)磁場(chǎng)和電流的相互作用，由施加到梯度線圈的力生 成梯度線圈振動(dòng)。雖然梯度線圈組件上的凈徑向力可以為零，但每半個(gè)梯度線圈柱可能經(jīng) 受大的徑向力。這些徑向力導(dǎo)致了每半個(gè)梯度線圈柱的振動(dòng)，其可導(dǎo)致一些聲學(xué)模式(例 如，魚模式、香蕉模式等)的激發(fā)。此外，梯度線圈組件的振動(dòng)可導(dǎo)致磁體低溫恒溫器中的 氦沸騰。提供一種用于平衡梯度線圈中的徑向力以減少振動(dòng)和噪聲的系統(tǒng)和方法會(huì)是期望的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
根據(jù)一實(shí)施例，一種用于磁共振成像(MRI)系統(tǒng)的梯度線圈器件，包括內(nèi)部梯度 線圈組件；外部梯度線圈組件，其繞內(nèi)部梯度線圈組件放置并具有外表面；以及有源力平 衡線圈(active force balancing coil),其繞外部梯度線圈組件的外表面放置。根據(jù)另一實(shí)施例，一種用于磁共振成像(MRI)系統(tǒng)的梯度線圈器件，包括內(nèi)部梯 度線圈組件；外部梯度線圈組件，其繞內(nèi)部梯度線圈組件放置并具有外表面、第一端和第二 端；第一無(wú)源傳導(dǎo)片(passive conducting strip),其繞外部梯度線圈組件的第一端放置； 以及第二無(wú)源傳導(dǎo)片，其繞外部梯度線圈組件的第二端放置。附圖說(shuō)明從下面詳細(xì)描述并結(jié)合附圖，本專利技術(shù)將變得更加全面地理解，附圖中相似參考標(biāo) 號(hào)指代相似的部分，其中圖1是根據(jù)一實(shí)施例的示范性磁共振成像(MRI)系統(tǒng)的示意框圖2是根據(jù)一實(shí)施例的共振組件的示意側(cè)視圖3是根據(jù)一實(shí)施例的屏蔽的梯度線圈組件的示意截面?zhèn)纫晥D；以及圖4是根據(jù)一實(shí)施例的屏蔽的梯度線圈組件的示意截面?zhèn)纫晥D。具體實(shí)施方式圖1是根據(jù)一實(shí)施例的示范性磁共振成像(MRI)系統(tǒng)的示意框圖。MRI系統(tǒng)10的 操作由操作員控制臺(tái)12控制，操作員控制臺(tái)12包括鍵盤或其它輸入裝置13、控制面板14、 以及顯示器16。控制臺(tái)12通過(guò)鏈路18與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20通信并為操作員提供接口以指定 MRI掃描、顯示作為結(jié)果的圖像、對(duì)圖像進(jìn)行圖像處理、以及歸檔數(shù)據(jù)和圖像。計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 20包括多個(gè)模塊，其通過(guò)例如通過(guò)使用底板20a提供的電和/或數(shù)據(jù)連接而彼此通信。數(shù) 據(jù)連接可以是直接有線鏈路或可以是光纖連接或無(wú)線通信鏈路等。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20的模塊 包括圖像處理器模塊22、CPU模塊24和存儲(chǔ)器模塊26，該存儲(chǔ)器模塊26可以包括用于存 儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)陣列的幀緩沖器。在備選實(shí)施例中，圖像處理器模塊22可由CPU模塊24上的 圖像處理功能來(lái)取代。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20鏈接到歸檔介質(zhì)裝置、永久性或備份存儲(chǔ)器存儲(chǔ)或網(wǎng) 絡(luò)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20還可通過(guò)鏈路34與單獨(dú)的系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)32通信。輸入裝置13可包 括鼠標(biāo)、操縱桿、鍵盤、軌跡球、觸摸激活屏、光棒、語(yǔ)音控制或任何類似的或等效的輸入裝 置，并可以用作交互幾何命令。系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)32包括一組經(jīng)由電和/或數(shù)據(jù)連接32a彼此通信的模塊。數(shù)據(jù) 連接32a可以是直接有線鏈路、或可以是光纖連接或無(wú)線通信鏈路等。在備選實(shí)施例中，計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)20和系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)32的模塊可以在相同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上 實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)32的模塊包括CPU模塊36和通過(guò)通信鏈路40連接到操作員控制 臺(tái)12的脈沖發(fā)生器模塊38。脈沖發(fā)生器模塊38可備選地集成于掃描儀設(shè)備32 (例如，共 振組件52)內(nèi)。系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)32通過(guò)鏈路40從操作員接收命令以指示待進(jìn)行的掃描序列。脈沖發(fā)生器模塊38通過(guò)送出描述待產(chǎn)生的脈沖序列與RF脈沖的定時(shí)、強(qiáng)度和形狀、以 及數(shù)據(jù)采集窗的定時(shí)和長(zhǎng)度的指令、命令和/或請(qǐng)求來(lái)操作系統(tǒng)部件發(fā)出(即進(jìn)行)期望 的脈沖序列。脈沖發(fā)生器模塊38連接到梯度放大器系統(tǒng)42并產(chǎn)生稱作梯度波形的數(shù)據(jù)， 其控制在掃描期間待使用的梯度脈沖的定時(shí)和形狀。脈沖發(fā)生器模塊38還可以從生理采 集控制器44接收患者數(shù)據(jù)，該生理采集控制器44從連接到患者的多個(gè)不同的傳感器接收 信號(hào)，例如來(lái)自附著于患者的電極的ECG信號(hào)。脈沖發(fā)生器模塊38連接到掃描室接口電路 46，其從與患者以及磁體系統(tǒng)的狀態(tài)關(guān)聯(lián)的各種傳感器接收信號(hào)。患者定位系統(tǒng)48也通過(guò) 掃描室接口電路46接收命令以將患者臺(tái)移動(dòng)到對(duì)于掃描期望的位置。將由脈沖發(fā)生器模塊38產(chǎn)生的梯度波形施加到梯度放大器系統(tǒng)42，該梯度放大 器系統(tǒng)42包括Gx、Gy和Gz放大器。每個(gè)梯度放大器在一般指示為50的梯度線圈組件內(nèi)激 發(fā)對(duì)應(yīng)的物理梯度線圈，以產(chǎn)生用于空間編碼所采集信號(hào)的磁場(chǎng)梯度脈沖。梯度線圈組件 50形成了共振組件52的一部分，該共振組件52包括具有超導(dǎo)主線圈54的極化超導(dǎo)磁體。 共振組件52可以包括整體(who I e-body) RF線圈56、表面或平行成像線圈76或兩者。可 以配置RF線圈組件的線圈56、76用于傳送和接收或僅用于傳送或僅用于接收。患者或成 像對(duì)象70可以安置在共振組件52的圓柱形患者成像容積72中。系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)32中的 收發(fā)器模本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于磁共振成像(MRI)系統(tǒng)的梯度線圈器件(304)，所述梯度線圈器件包括：內(nèi)部梯度線圈組件(324)；外部梯度線圈組件(326)，繞所述內(nèi)部梯度線圈組件放置并具有外表面；以及有源力平衡線圈(352、354)，繞所述外部梯度線圈組件的所述外表面放置。
【技術(shù)特征摘要】
2011.06.30 US 61/503,401;2011.07.15 US 13/183,6471.一種用于磁共振成像(MRI)系統(tǒng)的梯度線圈器件(304)，所述梯度線圈器件包括內(nèi)部梯度線圈組件(324)；外部梯度線圈組件(326)，繞所述內(nèi)部梯度線圈組件放置并具有外表面；以及有源力平衡線圈(352、354)，繞所述外部梯度線圈組件的所述外表面放置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯度線圈器件，其中所述有源力平衡線圈(352、354)配置為消除施加到所述內(nèi)部梯度線圈組件(324)和所述外部梯度線圈組件(326)的徑向力。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯度線圈器件，其中所述有源力平衡線圈(352、354)由傳導(dǎo)材料組成。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的梯度線圈器件，其中所述有源力平衡線圈(352、354)在所述外部梯度線圈組件的所述外表面上的位置基于所述內(nèi)部梯度線圈組件和所述外部梯度線圈組件上的力分布。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯度線圈器件，其中所述外部梯度線圈組件(326)還包括第一端(344)和第二端(346)，以及所述有源力平衡線圈包括繞所述外部梯度線圈組件的所述第一端放置的第一有源力平衡線圈(352)和繞所述外部梯度線圈組件的所述第二端放置的第二有源力平衡線圈(354)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的梯度線圈器件，其中所述第一有源力平衡線圈(352)配置為消除施加到所述外部梯度線圈組件的所述第一端(344)的徑向力。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的梯度線圈器件，其中所述第二有源力平衡線圈(354)配...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：T·K·基丹，T·J·黑文斯，江隆植，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：通用電氣公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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