[发明专利]用于平衡梯度线圈中的径向力的系统和器件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年6月30日提交的美国临时申请系列第61/503,401号的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明通常涉及磁共振成像(MRI)系统，并且特别涉及用于在MRI系统的平衡梯度线圈中平衡径向力的系统和器件。

背景技术

磁共振成像(MRI)是医学成像模态，其可以生成人体内部的图片而不使用x射线或其它电离辐射。MRI使用强大的磁体来生成强的、均匀的、静态磁场(即“主磁场”)。当人体或人体的一部分置于主磁场中时，与组织水中的氢核素关联的核自旋变为极化的。这意味着与这些自旋关联的磁矩变得优选地沿主磁场的方向对准，导致了沿该轴(按照惯例为“z轴”)的小的净组织磁化。MRI系统还包括称作梯度线圈的部件，其在对它们施加电流时产生较小的幅度，在空间上使磁场变化。典型地，设计梯度线圈以产生沿z轴对准的磁场成分，并且其随沿x、y或z轴中的一个的位置而在幅度上线性变化。梯度线圈的效果在于在磁场强度上以及伴随地在核自旋共振频率上沿单个轴生成小倾斜。具有正交的轴的三个梯度线圈通过在体内的每个位置生成特征共振频率来用于“空间编码”MR信号。射频(RF)线圈用于在氢核素的共振频率处或其附近生成RF能量脉冲。RF线圈用于以受控方式对核自旋系统增加能量。随着核自旋随后衰减回到它们的静止能量状态，它们以RF信号的形式放出能量。MRI系统检测到此信号，并且使用计算机和已知的重建算法将此信号变换为图像。

MRI系统中使用的梯度线圈组件可以是屏蔽的梯度线圈，其由内部和外部梯度线圈组件通过例如环氧树脂等材料粘合在一起而组成。典型地，内部梯度线圈组件包括X-、Y-和Z-线图对或组的内部(或主)线圈，以及外部梯度线圈组件包括X-、Y-和Z-线圈对或组的相应外部(或屏蔽)线圈。Z梯度线圈典型地是圆柱形的，具有呈螺旋形缠绕圆柱面的导体。横向的X-和Y-梯度线圈通常由具有绝缘垫层的铜板形成。可在梯度线圈的铜层切割出线匝(conductor turn)图案(例如，指纹图案)。

在MRI扫描期间，MRI系统可生成噪声和振动。噪声和振动对患者和扫描仪操作者来说都是令人不快的并且潜在有害的。在MRI系统中有若干噪声源，其包括例如梯度线圈和RF体线圈。在成像操作期间当线圈受脉冲作用时的梯度线圈的振动可能生成噪声。由于梯度线圈中用于生成期望的场的静态磁场和电流的相互作用，由施加到梯度线圈的力生成梯度线圈振动。虽然梯度线圈组件上的净径向力可以为零，但每半个梯度线圈柱可能经受大的径向力。这些径向力导致了每半个梯度线圈柱的振动，其可导致一些声学模式(例如，鱼模式、香蕉模式等)的激发。此外，梯度线圈组件的振动可导致磁体低温恒温器中的氦沸腾。

提供一种用于平衡梯度线圈中的径向力以减少振动和噪声的系统和方法会是期望的。

发明内容

根据一实施例，一种用于磁共振成像(MRI)系统的梯度线圈器件，包括：内部梯度线圈组件；外部梯度线圈组件，其绕内部梯度线圈组件放置并具有外表面；以及有源力平衡线圈(active force balancing coil)，其绕外部梯度线圈组件的外表面放置。

根据另一实施例，一种用于磁共振成像(MRI)系统的梯度线圈器件，包括：内部梯度线圈组件；外部梯度线圈组件，其绕内部梯度线圈组件放置并具有外表面、第一端和第二端；第一无源传导片(passive conducting strip)，其绕外部梯度线圈组件的第一端放置；以及第二无源传导片，其绕外部梯度线圈组件的第二端放置。

附图说明

从下面详细描述并结合附图，本发明将变得更加全面地理解，附图中相似参考标号指代相似的部分，其中：

图1是根据一实施例的示范性磁共振成像(MRI)系统的示意框图；

图2是根据一实施例的共振组件的示意侧视图；

图3是根据一实施例的屏蔽的梯度线圈组件的示意截面侧视图；以及

图4是根据一实施例的屏蔽的梯度线圈组件的示意截面侧视图。

具体实施方式