向的返回場(chǎng)的重要結(jié)果在于，當(dāng)經(jīng)由回路膛-端部_凸緣1-外卷曲-端部_凸緣2繞系統(tǒng)一次時(shí)，輻射屏蔽不應(yīng)當(dāng)形成閉合回路。該要求也適用于在冷物質(zhì)之內(nèi)的內(nèi)部線路。
[0165]圖11示出對(duì)如圖5中所示的線圈幾何配置的可視化。在圖11中，梯度內(nèi)徑為370_，夕卜徑為425_，磁體內(nèi)徑443_。
[0166]在圖12和圖13中示出了對(duì)應(yīng)于該線圈的扁平導(dǎo)線圖樣。即使利用非常小量的匝數(shù)，外部場(chǎng)也準(zhǔn)確地遵循在連續(xù)電流分布中建立的輪廓。利用對(duì)操作電流的該選擇，該線圈的電感將為155微亨。
[0167]圖12示出導(dǎo)電層500的導(dǎo)線圖樣1200。導(dǎo)電層500為圓柱形，因此圖12示出平面布局的導(dǎo)線圖樣1200。類似地，圖13示出外導(dǎo)電層502的導(dǎo)線圖樣1300。
[0168]3.5、凹入的初級(jí)線圈選項(xiàng)
[0169]線圈的內(nèi)徑的進(jìn)一步增大將驅(qū)動(dòng)可能比期望的更高的耗散。進(jìn)一步增大患者膛的一種方式將是在初級(jí)線圈中提供凹陷，并將RF線圈定位在該凹陷中。圖9和圖10也包含針對(duì)具有內(nèi)層凹陷的梯度線圈的一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，該內(nèi)層凹陷將允許患者膛空間的進(jìn)一步增大。凹陷具有20mm的深度和600mm的總長度(允許長的且良好質(zhì)量的RF線圈)。大體上，有源屏蔽成形概念能夠與所有其他方法進(jìn)行組合(包括非圓柱形和/或不對(duì)稱橫截面的內(nèi)層膛)以改善梯度效率。
[0170]3.6、Z-梯度線圈
[0171]z-梯度線圈一般要遠(yuǎn)比橫向線圈更為有效，因此優(yōu)化其效率的試圖較不緊迫。已完成了幾個(gè)簡(jiǎn)單的模擬來看看不完全的屏蔽對(duì)該通道是否也有效。針對(duì)這些線圈放松外部場(chǎng)必須小心進(jìn)行，因?yàn)閦-梯度能夠變得感應(yīng)耦合到主磁體的節(jié)段。如果梯度線圈引起在主線圈的節(jié)段中的任一個(gè)中的凈通量，則這能夠?qū)е略谔荻染€圈被切換時(shí)大的感應(yīng)電壓。因此，除了使在主磁體繞組的場(chǎng)最小化之外，具有放松的外部場(chǎng)屏蔽的z-梯度系統(tǒng)也必須滿足與每個(gè)磁體節(jié)段的互感接近于零的要求。在與具有內(nèi)徑370mm、外徑425mm以及磁體直徑435mm的橫向磁體的相同的網(wǎng)格上生成部分屏蔽的z-梯度線圈。在圖10中示出得到的線圈。輪廓線示出場(chǎng)的模數(shù)，輪廓步長大小0.lmT(ilOmT/m)。該線圈將具有為2.8J的儲(chǔ)存的能量(在10mT/m@250A時(shí)90微亨)。所預(yù)測(cè)的磁體中的耗散小于100mW。這足夠好以具有能夠?qū)⒑线m的z-梯度并入該概念的置信，而不引入任意額外的技術(shù)困難。
[0172]4、針對(duì)實(shí)際實(shí)施的考慮
[0173]主要差異將出現(xiàn)在超導(dǎo)磁體中以及在磁體與梯度線圈之間的界面中。為了方便概念工作，磁體節(jié)段優(yōu)選地在z-方向上短，提供在其之間的最大自由空間。磁體的支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)選地不支持渦流。由于將總是存在有一些殘留的外部梯度場(chǎng)，因此磁體繞組需要銅或鋁襯墊(其將有可能無論如何都在那里)以保持磁體節(jié)段處于操作溫度。導(dǎo)電襯墊優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)完全包圍線圈。
[0174]輻射屏蔽和磁體膛管必須被做成使得它們不支持渦流。針對(duì)室溫的膛，這能夠使用可獲得的技術(shù)來完成:在1989年之前我們擁有的全部磁體都具有玻璃纖維增強(qiáng)的塑料膛管。針對(duì)該壁的一個(gè)選項(xiàng)將是利用梯度線圈的外圓筒作為外真空容器的內(nèi)壁。前一章的參數(shù)分析顯示，較厚的壁的膛管之內(nèi)分開的梯度線圈的不利后果并不明顯。非傳導(dǎo)性磁體膛的有益的副作用在于，其中不能夠感應(yīng)渦流。這有可能減小由系統(tǒng)生成的聲學(xué)噪聲。
[0175]在軸向方向上具有良好的導(dǎo)熱率但在方位角方向上具有高的熱阻和電阻的狹縫輻射屏蔽能夠由兩個(gè)2-3mm厚板的狹縫模式制成，它們以這樣的方式被膠粘在一起，使得傳導(dǎo)性元件主要取向在軸向方向上。然后將傳導(dǎo)性帶交替地連接到一個(gè)端部凸緣或者當(dāng)它們?cè)谘亻L度的某處具有中斷時(shí)連接到兩個(gè)端部凸緣。
[0176]盡管已經(jīng)在附圖和前文的描述中詳細(xì)圖示并描述了本發(fā)明，但要將這樣的圖示和說明視為說明性或示范性的，而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例。
[0177]本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)踐要求保護(hù)的發(fā)明時(shí)，通過研究附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求，能夠理解并實(shí)現(xiàn)對(duì)所公開的實(shí)施例的其他變型。在權(quán)利要求書中，詞語“包括”不排除其他元件或步驟，并且詞語“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。單個(gè)處理器或其他單元可以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求中記載的若干項(xiàng)的功能。盡管在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載了特定措施，但是這并不指示不能有利地使用這些措施的組合。計(jì)算機(jī)程序可以被存儲(chǔ)/分布在合適的介質(zhì)上，例如與其他硬件一起或作為其他硬件的部分供應(yīng)的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但是也可以被分布為其他形式，例如經(jīng)由因特網(wǎng)或者其他有線或無線電信系統(tǒng)。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記均不應(yīng)當(dāng)被解釋為對(duì)范圍的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于磁共振成像系統(tǒng)(100、200)的磁梯度線圈(110)，其中，所述磁梯度線圈為有源屏蔽式的，其中，所述磁梯度線圈能生成磁場(chǎng)(504)，其中，所述磁場(chǎng)具有圓柱形對(duì)稱軸(130)，其中，所述梯度線圈具有與所述圓柱形對(duì)稱軸平行的長度(132)，其中，所述磁梯度線圈具有外表面(134)，其中，所述磁場(chǎng)包括在所述外表面之外的外部磁場(chǎng)，并且其中，所述外部磁場(chǎng)具有沿所述長度的至少四個(gè)降低場(chǎng)區(qū)域(136、138、140、142)，所述磁場(chǎng)在所述降低場(chǎng)區(qū)域中的模數(shù)小于所述磁場(chǎng)沿所述長度的模數(shù)的平均。2.如權(quán)利要求1所述的磁梯度線圈，其中，沿所述長度測(cè)量的所述降低場(chǎng)區(qū)域中的每個(gè)的線性范圍為在兩個(gè)相鄰的降低場(chǎng)區(qū)域之間的距離的至少10%。3.如權(quán)利要求1或2所述的磁梯度線圈，其中，以下中的任一種: 所述外部磁場(chǎng)在所述降低場(chǎng)區(qū)域中的任一個(gè)內(nèi)的模數(shù)比所述磁場(chǎng)沿所述長度的模數(shù)的平均小至少2.5倍的因子， 所述外部磁場(chǎng)在所述降低場(chǎng)區(qū)域中的任一個(gè)內(nèi)的模數(shù)比所述磁場(chǎng)沿所述長度的模數(shù)的平均小至少5倍的因子， 所述外部磁場(chǎng)在所述降低場(chǎng)區(qū)域中的任一個(gè)內(nèi)的模數(shù)比所述磁場(chǎng)沿所述長度的模數(shù)的平均小至少10倍的因子，以及 所述外部磁場(chǎng)在所述降低場(chǎng)區(qū)域中的任一個(gè)內(nèi)的模數(shù)比所述磁場(chǎng)沿所述長度的模數(shù)的平均小至少20倍的因子。4.如權(quán)利要求1、2或3所述的磁梯度線圈，其中，所述梯度線圈具有內(nèi)導(dǎo)電層(500)和外導(dǎo)電層(502)，其中，所述內(nèi)導(dǎo)電層包括串聯(lián)連接的第一組分立的電流回路(1200)，并且其中，所述外導(dǎo)電層包括串聯(lián)連接的第二組分立的電流回路(1300)，并且其中，所述第一組被串聯(lián)連接到所述第二組。5.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的磁梯度線圈，其中，所述梯度線圈包括三個(gè)正交的梯度線圈，其中，所述正交的梯度線圈的所述降低場(chǎng)區(qū)域與超導(dǎo)磁體的線圈中的至少一些的典型位置相符合。6.—種用于磁共振成像系統(tǒng)(100、200)的磁體組件(102、110)，所述磁體組件包括前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的有源屏蔽式梯度線圈(110)以及磁體，其中，所述磁體為帶有多個(gè)超導(dǎo)線圈的超導(dǎo)磁體，并且其中，存在從關(guān)于每個(gè)降低場(chǎng)區(qū)域以同軸為中心的多個(gè)超導(dǎo)線圈中選擇的超導(dǎo)線圈。7.如權(quán)利要求6中的任一項(xiàng)所述的磁體組件，其中，所述磁體包括暖膛管(206)和輻射屏蔽(204)，并且其中，所述輻射屏蔽包括在所述暖膛管與所述多個(gè)超導(dǎo)線圈之間的所述輻射屏蔽的內(nèi)圓筒(208)。8.如權(quán)利要求7所述的磁性組件，其中，所述暖膛管和所述輻射屏蔽的所述內(nèi)圓筒為非導(dǎo)電性的或者在所述圓筒的方位角方向上比在所述圓筒的軸方向上具有更高的電阻抗，和/或其中，所述內(nèi)圓筒由電介質(zhì)形成。9.如權(quán)利要求8所述的磁性組件，其中，所述輻射屏蔽的所述內(nèi)圓筒由帶有溝槽的導(dǎo)電材料形成，所述溝槽能阻擋由所述磁梯度線圈的所述外部磁場(chǎng)生成的渦流，或者所述輻射屏蔽的所述內(nèi)圓筒由電介質(zhì)形成。10.如權(quán)利要求7至9中的任一項(xiàng)所述的磁體組件，其中，所述暖膛管包括所述磁梯度線圈。11.如權(quán)利要求10所述的磁體組件，其中，所述磁體為無致冷劑磁體。12.如權(quán)利要求6至11中的任一項(xiàng)所述的磁體組件，其中，所述磁梯度線圈能產(chǎn)生所述外部磁場(chǎng)，使得所述外部磁場(chǎng)在每個(gè)超導(dǎo)線圈之間擴(kuò)展(504)。13.一種包括權(quán)利要求6至12中的任一項(xiàng)所述的磁體組件的磁共振成像系統(tǒng)。14.一種使用磁性設(shè)計(jì)軟件來設(shè)計(jì)用于磁共振成像系統(tǒng)(100、200)的磁梯度線圈(110)的方法，所述方法包括: A.限定(300)對(duì)應(yīng)于所述梯度線圈的內(nèi)導(dǎo)電層(502)和外導(dǎo)體層(504)的圓柱形表面，并且任選地限定連接所述內(nèi)導(dǎo)電層與所述外導(dǎo)電層的傳導(dǎo)性凸緣區(qū)域； B.限定(302)將具有預(yù)定線性度的磁梯度場(chǎng)強(qiáng)制在所述梯度線圈之內(nèi)的成像體積(114)內(nèi)的約束，其中，所述磁梯度線圈具有外表面(134); C.限定(304)限制圍繞所述外表面的外磁場(chǎng)的約束，使得存在有對(duì)應(yīng)于超導(dǎo)磁體的超導(dǎo)線圈的位置的至少四個(gè)降低場(chǎng)區(qū)域(136、138、140、142)， 和/或 限定(304)在所述降低場(chǎng)區(qū)域的位置處充當(dāng)無源傳導(dǎo)性環(huán)的表面，并且限定針對(duì)在這些環(huán)中感生的電流或由這些感生的電流引起的耗散的約束，其中，步驟A、B和C限定用于找到所述內(nèi)導(dǎo)電層和所述外導(dǎo)電層的電流分布的優(yōu)化問題； D.求解(306)所述優(yōu)化問題以計(jì)算連續(xù)流函數(shù)，其中，所述連續(xù)流函數(shù)描述對(duì)所述優(yōu)化問題的解；并且 E.將作為所述優(yōu)化的結(jié)果獲得的所述連續(xù)流函數(shù)轉(zhuǎn)化(308)成分立的電流回路(1200,1300)的模式，其中，所述流以及串聯(lián)連接這些分立的電流回路來限定梯度線圈設(shè)i+o15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述方法還包括根據(jù)所述梯度線圈設(shè)計(jì)來制造所述梯度線圈。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于磁共振成像系統(tǒng)(100、200)的磁梯度線圈(110)。所述磁梯度線圈為有源屏蔽式的，其中，所述磁梯度線圈能生成磁場(chǎng)(504)。所述磁場(chǎng)具有圓柱形對(duì)稱軸(130)。所述梯度線圈具有與所述圓柱形對(duì)稱軸平行的長度(132)。所述磁梯度線圈具有外表面(134)。所述磁場(chǎng)包括在所述外表面之外的外部磁場(chǎng)。所述外部磁場(chǎng)具有沿所述長度的至少四個(gè)區(qū)域(136、138、140、142)，其中，所述磁場(chǎng)在所述降低場(chǎng)區(qū)域中的模數(shù)小于所述磁場(chǎng)沿所述長度的模數(shù)的平均。
【IPC分類】G01R33/421, G01R33/385
【公開號(hào)】CN105308472
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480034497
【發(fā)明人】J·A·奧弗韋格
【申請(qǐng)人】皇家飛利浦有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2014年6月16日
【公告號(hào)】EP3011355A1, US20160139221, WO2014202514A1