CN207752130U - 磁共振成像设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及磁共振成像技术领域，特别是涉及一种磁共振成像设备，包括梯度线圈和体线圈，以及真空隔离层；梯度线圈设有沿梯度线圈轴向延伸的收容腔，体线圈安装于收容腔内；真空隔离层设置于梯度线圈与体线圈之间，用于将梯度线圈与体线圈真空隔离。该磁共振成像设备，在梯度线圈和体线圈设置真空隔离层，将梯度线圈与体线圈真空隔离。这样，切断了梯度线圈和体线圈之间的声音传播途径，有效防止梯度切换产生的噪音传递到体线圈，从而削弱了位于患者通道内的患者能够感知的声音强度，达到了降低噪音的效果。

Description

磁共振成像设备

技术领域

本实用新型涉及磁共振成像技术领域，特别是涉及一种磁共振成像设备。

背景技术

在传统的磁共振成像(MRI)设备中，梯度线圈位于主磁场内。由于梯度线圈中通有交变电流，根据电磁学的左手定律，梯度线圈中的通电金属丝受洛伦兹力的作用。当电流急剧变化时，梯度线圈中的金属丝受力也相应变化，从而产生剧烈的震动，这就是梯度切换产生噪声的原因。在磁共振***中，噪声主要有两种传播途径：通过空气传播和通过结构件传播。在空气传播途径中，与梯度线圈相邻的空气将产生振动，并将振动传播到邻近的部件，例如外壳和体线圈。在通过结构件传播的途径中，在梯度线圈中产生的振动通过与梯度线圈直接接触的固态结构件，传递到邻近的其它部件。上述固态结构件包括与梯度线圈接触的各种部件，例如磁体和固定在磁体上的体线圈、外壳等。

由于患者位于体线圈内侧的病床上，故对患者而言，其所能感知到的声音主要来源于通过体线圈直接传播的声音。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统的磁共振设备中，体线圈受梯度线圈振动影响较大的问题，提供一种能够削弱梯度线圈振动向体线圈传递的磁共振成像设备。

上述目的通过以下技术方案实现：

一种磁共振成像设备，包括梯度线圈和体线圈，以及真空隔离层；梯度线圈设有沿梯度线圈轴向延伸的收容腔，体线圈安装于收容腔内；

真空隔离层设置于梯度线圈与体线圈之间，用于将梯度线圈与体线圈真空隔离。

在其中一个实施例中，梯度线圈与体线圈之间设置有隔音筒，隔音筒与梯度线圈之间具有间隔；梯度线圈与隔音筒之间的间隔能够被抽成真空，以形成真空隔离层；

或者梯度线圈与体线圈之间具有间隔，且该间隔能够被抽成真空，以形成真空隔离层。

在其中一个实施例中，当真空隔离层由梯度线圈与隔音筒之间的间隔所形成时，梯度线圈的两端均设置有第一连接法兰，隔音筒的两端均设置有第二连接法兰，每个第一连接法兰与对应的第二连接法兰利用第一密封板密封连接。

在其中一个实施例中，梯度线圈的两端端面上均设有贯穿梯度线圈的端面的第一环形嵌入槽，第一连接法兰远离第一密封板的一端插设于第一环形嵌入槽内。

在其中一个实施例中，隔音筒的两端端面上均设有贯穿隔音筒的端面的第二环形嵌入槽，第二连接法兰远离第一密封板的一端插设于第二环形嵌入槽内。

在其中一个实施例中，当真空隔离层由梯度线圈与体线圈之间的间隔所形成时，梯度线圈的两端均设置有第三连接法兰，体线圈的两端均设置有第四连接法兰，每个第三连接法兰与对应的第四连接法兰利用第二密封板密封连接。

在其中一个实施例中，梯度线圈的两端端面上均设有贯穿梯度线圈的端面的第三环形嵌入槽，第三连接法兰远离第二密封板的一端插设于第三环形嵌入槽内。

在其中一个实施例中，体线圈的两端端面上均设有贯穿体线圈的端面的第四环形嵌入槽，第四连接法兰远离第二密封板的一端插设于第四环形嵌入槽内。

一种磁共振成像设备，包括梯度线圈和体线圈，以及隔离层；梯度线圈设有沿梯度线圈轴向延伸的收容腔，体线圈安装于收容腔内；

隔离层设置于梯度线圈与体线圈之间，且邻近隔离层的端部处设有管道或开口，且通过该管道或开口可将隔离层内部抽真空，或通过该管道或开口可将隔离层内部的部分区域抽真空。

在其中一个实施例中，隔离层为环状结构，且隔离层与梯度线圈直接接触或者间隔设置。

上述磁共振成像设备至少具有以下技术效果：在梯度线圈和体线圈设置真空隔离层或至少部分区域为真空的隔离层，切断了梯度线圈和体线圈之间的声音传播途径，防止梯度切换产生的噪音传递到体线圈，从而有效降低噪声。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的磁共振成像设备的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例提供的磁共振成像设备的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的磁共振成像设备的原理示意图。

其中：

001-磁共振成像设备；

100-主磁体；

105-成像区域；111-脉冲控制单元；112-梯度信号产生单元；

113、114、115-梯度放大器；116-射频脉冲产生单元；117-开关控制单元；

118-射频接收单元；121-图像重建单元；122-处理器；123-显示单元；

124-输入/输出设备；125-存储单元；126-通信端口；127-通信总线；

200-梯度线圈；

201-收容腔；

210-第一连接法兰；220-第一环形嵌入槽；

230-第三连接法兰；240-第三环形嵌入槽；

300-体线圈；

310-第四连接法兰；320-第四环形嵌入槽；

400-真空隔离层；

410-隔音筒；411-第二连接法兰；412-第二环形嵌入槽；

420-第一密封板；

430-第二密封板；

500-成像对象；

600-扫描床；

700-局部线圈。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型的磁共振成像设备进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

磁共振成像(MRI)设备已广泛应用于医疗诊断领域，其基本原理是利用磁体产生均匀的强磁场，在由梯度线圈产生特定的梯度场的配合下，将诊断对象体内的氢原子极化，然后由体射频线圈发射无线电射频脉冲激发氢原子核，引起核共振，并吸收能量。在停止射频脉冲后，氢原子核按特定频率发出射电信号，并将吸收的能量释放出来，被体外的接收器收录，经电子计算机处理后获得图像。

当前常用的磁体为超导磁体，所述超导磁体通常为环形筒状结构。而体射频线圈、梯度线圈与超导磁体一样，都是环形筒状结构，且三者基本同轴。三者的空间方位为：体射频线圈在最内层，梯度线圈在体射频线圈外层，超导磁体在梯度线圈外层。体射频线圈内部的中空内腔即为检测空间(或称患者通道)。

如图1和图2所示，本实用新型一实施例提供的磁共振成像设备001，包括梯度线圈200和体线圈300，以及真空隔离层400。梯度线圈200内侧设有沿梯度线圈200轴向延伸的收容腔201，体线圈300安装于收容腔201内；真空隔离层400设置于梯度线圈200与体线圈300之间，用于将梯度线圈200与体线圈300真空隔离。

其中，梯度线圈200包括三组子梯度线圈组，其分别记为Gx梯度线圈、Gy梯度线圈和Gz梯度线圈。上述三组子梯度线圈组各自产生的梯度磁场方向在空间中相互正交，通常与空间坐标系中垂直于磁共振设备扫描床头脚方向的水平方向、铅垂方向和扫描床头脚方向一致，也与脉冲序列中三个逻辑轴的梯度磁场方向一致。可以理解，三组子梯度线圈可以单独运行，也可任意两组线圈同时运行，也可三组线圈同时运行，即按需求合成任意方向的梯度磁场。可以理解，梯度线圈200的三组子梯度线圈被用树脂材料或其他绝缘材料注塑成型后成为一个整体式结构，其大致呈圆筒状。梯度线圈200的外周壁可以由绝缘材料形成，并且密闭、不透气。梯度线圈200的内侧具有沿其轴向延伸的收容腔201。

体线圈300即为前述的体射频线圈，其安装于收容腔201内。具体地说，体线圈300安装于梯度线圈200内侧形成的收容腔201内。而体线圈300内侧的中空腔为用于检测的患者通道。在梯度线圈200与体线圈300之间设置真空隔离层400，将梯度线圈200与体线圈300真空隔离。这样，切断了梯度线圈200和体线圈300之间的声音传播途径，有效防止梯度切换产生的噪音传递到体线圈300，从而削弱了位于患者通道内的患者能够感知的声音强度，达到了降低噪音的效果。

真空隔离层400的结构形式可以为多种。参见图1，作为一种可实施的方式，梯度线圈200与体线圈300之间设置有隔音筒410，隔音筒410与梯度线圈200之间具有间隔；梯度线圈200与隔音筒410之间的间隔能够被抽成真空，以形成真空隔离层400。

其中，隔音筒410采用绝缘材料，例如玻璃钢、亚克力、ABS等。可选择地，隔音筒410的两端分别与梯度线圈200的两端密封连接。

一实施例中，梯度线圈200的两端均设置有第一连接法兰210，隔音筒410的两端均设置有第二连接法兰411，每个第一连接法兰210与对应的第二连接法兰411利用第一密封板420密封连接。其中，第一连接法兰210可以采用金属或者非金属材料，例如不锈钢、亚克力等。第二连接法兰411可以采用不锈钢、亚克力等材料制成。第一连接法兰210的一端与梯度线圈200密封连接，另一端通过第一密封板420与第二连接法兰411的一端密封连接，第二连接法兰411的另一端与隔音筒410密封连接。

进一步地，梯度线圈200的两端端面上均设有贯穿梯度线圈200的端面的第一环形嵌入槽220，第一连接法兰210远离第一密封板420的一端插设于第一环形嵌入槽220内。第一连接法兰210的一端通过第一环形嵌入槽220以部分嵌入梯度线圈端部的方式，与梯度线圈200实现了可靠的密封连接。在第一连接法兰210的一端***第一环形嵌入槽220后，可利用硅胶或者树脂等填充在第一连接法兰210与第一环形嵌入槽220之间的缝隙处，以实现密封固定。

在一些实施例中，还可以在梯度线圈200用树脂材料或其他绝缘材料注塑成型的过程中，将第一连接法兰210的一端***梯度线圈200的端部，最后固化，使得第一连接法兰210与梯度线圈200一体固化成型。

可选择地，隔音筒410的两端端面上均设有贯穿隔音筒410的端面的第二环形嵌入槽412，第二连接法兰411远离第一密封板420的一端插设于第二环形嵌入槽412内。第二连接法兰411的一端通过第二环形嵌入槽412以部分嵌入隔音筒端部的方式，与隔音筒410实现了可靠的密封连接。在第二连接法兰411的一端***第二环形嵌入槽412后，可利用硅胶或者树脂等填充在第二连接法兰411与第二环形嵌入槽412之间的缝隙处，以实现密封固定。

在一些实施例中，还可以在隔音筒410注塑成型的过程中，将第二连接法兰411的一端***隔音筒410的端部，最后固化，使得第二连接法兰411与隔音筒410一体固化成型。

而第一连接法兰210、第二连接法兰411与第一密封板420的连接，可以采用焊接或者螺栓连接等方式，形成密封连接。

本实施例中，将梯度线圈200和隔音筒410通过刚性连接为一个整体，能够有效降低原梯度线圈的固有频率，在一定程度上也能够降低噪声。

参见图2，作为另一种可实施的方式，梯度线圈200与体线圈300之间具有间隔，且该间隔能够被抽成真空，以形成真空隔离层400。本实施例中，无需额外设计隔音筒结构，而是直接将体线圈300的主体结构作为隔音筒结构。直接对梯度线圈200与体线圈300之间的间隔进行抽真空处理，而形成用于切断梯度切换产生的噪音传递到体线圈300的真空隔离层400。如此，有助于简化磁共振成像设备001的整体结构。

一实施例中，体线圈300的两端分别与梯度线圈200的两端密封连接。

可选择地，梯度线圈200的两端均设置有第三连接法兰230，体线圈300的两端均设置有第四连接法兰310，每个第三连接法兰230与对应的第四连接法兰310利用第二密封板430密封连接。其中，第三连接法兰230可以采用金属或者非金属材料，例如不锈钢、亚克力等。第四连接法兰310可以采用不锈钢、亚克力等材料制成。第三连接法兰230的一端与梯度线圈200密封连接，另一端通过第二密封板430与第四连接法兰310的一端密封连接，第四连接法兰310的另一端与体线圈300密封连接。

进一步地，梯度线圈200的两端端面上均设有贯穿梯度线圈200的端面的第三环形嵌入槽240，第三连接法兰230远离第二密封板430的一端插设于第三环形嵌入槽240内。第三连接法兰230的一端通过第三环形嵌入槽240以部分嵌入梯度线圈端部的方式，与梯度线圈200实现了可靠的密封连接。在第三连接法兰230的一端***第三环形嵌入槽240后，可利用硅胶或者树脂等填充在第三连接法兰230与第三环形嵌入槽240之间的缝隙处，以实现密封固定。

在一些实施例中，还可以在梯度线圈200用树脂材料或其他绝缘材料注塑成型的过程中，将第三连接法兰230的一端***梯度线圈200的端部，最后固化，使得第三连接法兰230与梯度线圈200一体固化成型。

进一步地，体线圈300的两端端面上均设有贯穿体线圈300的端面的第四环形嵌入槽320，第四连接法兰310远离第二密封板430的一端插设于第四环形嵌入槽320内。第四连接法兰310的一端通过第四环形嵌入槽320以部分嵌入体线圈端部的方式，与体线圈300实现了可靠的密封连接。在第四连接法兰310的一端***第四环形嵌入槽320后，可利用硅胶或者树脂等填充在第四连接法兰310与第四环形嵌入槽320之间的缝隙处，以实现密封固定。

在一些实施例中，还可以在体线圈300注塑成型的过程中，将第四连接法兰310的一端***体线圈300的端部，最后固化，使得第四连接法兰310与体线圈300一体固化成型。

而第三连接法兰230、第四连接法兰310与第二密封板430的连接，可以采用焊接或者螺栓连接等方式，形成密封连接。

本实施例中，直接将梯度线圈200和体线圈300之间的间隙抽成真空，以形成真空隔离层400，而无需设置其他隔离结构，使得磁共振成像设备001的结构更加简单紧凑，且同时噪音也明显降低。

在其他一些实施例中，梯度线圈200与体线圈300之间设有密封筒，密封筒具有相对间隔的两个筒壁，两个筒壁之间的空间能够被抽真空，以形成真空隔离层400。本实施例中，在梯度线圈200和体线圈300之间设置一个能抽真空的密封筒结构，将所述梯度线圈200与所述体线圈300真空隔离，切断了梯度线圈200和体线圈300之间的声音传播途径，防止梯度切换产生的噪音传递到体线圈300，从而有效降低噪声。

参见图1和图2，本实用新型另一实施例还提供了一种磁共振成像设备，包括梯度线圈200和体线圈300，以及隔离层(未示出)；梯度线圈200设有沿梯度线圈轴向延伸的收容腔201，体线圈300安装于收容腔201内；隔离层设置于梯度线圈200与体线圈300之间，且邻近隔离层的端部处设有管道或开口，且通过该管道或开口可将隔离层内部抽真空，或通过该管道或开口可将隔离层内部的部分区域抽真空。

本实施例中，在梯度线圈200和体线圈300之间设置隔离层，将梯度线圈200和体线圈300之间的声音传播途径隔断，防止梯度切换产生的噪音传递到体线圈300，从而有效降低噪声。

其中，隔离层可以是其内部完全被抽真空的真空隔离层，通过隔离层端部的管道或开口连接抽真空机实现隔离层内部抽真空。隔离层也可以是部分被抽真空，其余部分可以是由消声棉等材料填充。

在其他实施例中，隔离层也可以不具有被抽真空的部分，而是隔离层全部由消声棉等材料填充，只要能够实现将梯度线圈200与体线圈300之间的声音传播阻断的目的即可。

一实施例中，隔离层为环状结构，环状结构的隔离层可以完全包裹体线圈300，从而将体线圈300与梯度线圈200完全隔离。此外，隔离层与梯度线圈200可以是直接接触。或者隔离层与梯度线圈200间隔设置，例如隔离层与梯度线圈200之间还可设置一些其他的结构。

本实用新型实施例提供的磁共振成像设备001应用时，如图3所示，磁共振成像设备001通常还包括磁共振机架。磁共振机架内有主磁体100。主磁体100可以是由超导线圈构成，用来产生主磁场。可以理解，在一些情况下主磁体100也可以采用永磁体。主磁体100可以用来产生0.2特斯拉、0.5特斯拉、1.0特斯拉、1.5特斯拉、3.0特斯拉或者更高的主磁场强度。在磁共振成像时，成像对象500会由扫描床600进行承载，随着床板的移动，将成像对象500移入主磁场磁场分布较为均匀的成像区域105内。通常对于磁共振成像设备001，如图3所示，空间坐标系(即设备的坐标系)的z方向设置为与机架的轴向相同，通常将患者的身长方向与z方向保持一致进行成像，磁共振设备的水平平面设置为xz平面，x方向与z方向垂直，y方向与x和z方向均垂直。

在磁共振成像时，脉冲控制单元111控制射频脉冲产生单元116产生射频脉冲，射频脉冲由放大器放大后，经过开关控制单元117，最终由体线圈300或者局部线圈700发出，对成像对象500进行射频激发。成像对象500根据射频激发，会由共振产生相应的射频信号。在接收成像对象500根据激发产生的射频信号时，可以是由体线圈300或者局部线圈700进行接收，射频接收链路可以有很多条，射频信号发送到射频接收单元118后，进一步发送到图像重建单元121进行图像重建，形成磁共振图像。

磁共振成像设备001还包括梯度线圈200。梯度线圈200可以用来在磁共振成像时对射频信号进行空间编码。脉冲控制单元111控制梯度信号产生单元112产生梯度信号。梯度信号通常会分为三个相互正交方向的信号：x方向、y方向和z方向，不同方向的梯度信号经过梯度放大器(113、114、115)放大后，由梯度线圈200发出，在成像区域105内产生梯度磁场。

脉冲控制单元111、图像重建单元121与处理器122、显示单元123、输入/输出设备124、存储单元125、通信端口126之间可以通过通信总线127进行数据传输，从而实现对磁共振成像过程的控制。其中，处理器122可以由一个或多个处理器组成。显示单元123可以是提供给用户用来显示图像的显示器。输入/输出设备124可以是键盘、鼠标、控制盒等相关设备，支持输入/输出相应数据流。存储单元125可以是只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘等，存储单元125可以用来存储需要处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器所执行的可能的程序指令。通信端口126可以实现与其他部件例如：外接设备、图像采集设备、数据库、外部存储以及图像处理工作站等之间进行数据通信。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种磁共振成像设备，其特征在于，包括梯度线圈和体线圈，以及真空隔离层；所述梯度线圈设有沿梯度线圈轴向延伸的收容腔，所述体线圈安装于所述收容腔内；

所述真空隔离层设置于所述梯度线圈与所述体线圈之间，用于将所述梯度线圈与所述体线圈真空隔离。

2.根据权利要求1所述的磁共振成像设备，其特征在于，所述梯度线圈与所述体线圈之间设置有隔音筒，所述隔音筒与所述梯度线圈之间具有间隔；所述梯度线圈与所述隔音筒之间的间隔能够被抽成真空，以形成所述真空隔离层；

或者所述梯度线圈与所述体线圈之间具有间隔，且该间隔能够被抽成真空，以形成所述真空隔离层。

3.根据权利要求2所述的磁共振成像设备，其特征在于，当所述真空隔离层由所述梯度线圈与所述隔音筒之间的间隔所形成时，所述梯度线圈的两端均设置有第一连接法兰，所述隔音筒的两端均设置有第二连接法兰，每个所述第一连接法兰与对应的所述第二连接法兰利用第一密封板密封连接。

4.根据权利要求3所述的磁共振成像设备，其特征在于，所述梯度线圈的两端端面上均设有贯穿所述梯度线圈的端面的第一环形嵌入槽，所述第一连接法兰远离所述第一密封板的一端插设于所述第一环形嵌入槽内。

5.根据权利要求3所述的磁共振成像设备，其特征在于，所述隔音筒的两端端面上均设有贯穿所述隔音筒的端面的第二环形嵌入槽，所述第二连接法兰远离所述第一密封板的一端插设于所述第二环形嵌入槽内。

6.根据权利要求2所述的磁共振成像设备，其特征在于，当所述真空隔离层由所述梯度线圈与所述体线圈之间的间隔所形成时，所述梯度线圈的两端均设置有第三连接法兰，所述体线圈的两端均设置有第四连接法兰，每个所述第三连接法兰与对应的所述第四连接法兰利用第二密封板密封连接。

7.根据权利要求6所述的磁共振成像设备，其特征在于，所述梯度线圈的两端端面上均设有贯穿所述梯度线圈的端面的第三环形嵌入槽，所述第三连接法兰远离所述第二密封板的一端插设于所述第三环形嵌入槽内。

8.根据权利要求6所述的磁共振成像设备，其特征在于，所述体线圈的两端端面上均设有贯穿所述体线圈的端面的第四环形嵌入槽，所述第四连接法兰远离所述第二密封板的一端插设于所述第四环形嵌入槽内。

9.一种磁共振成像设备，其特征在于，包括梯度线圈和体线圈，以及隔离层；所述梯度线圈设有沿梯度线圈轴向延伸的收容腔，所述体线圈安装于所述收容腔内；

所述隔离层设置于所述梯度线圈与所述体线圈之间，且邻近所述隔离层的端部处设有管道或开口，且通过该管道或开口可将所述隔离层内部抽真空，或通过该管道或开口可将所述隔离层内部的部分区域抽真空。

10.根据权利要求9所述的磁共振成像设备，其特征在于，所述隔离层为环状结构，且所述隔离层与所述梯度线圈直接接触或者间隔设置。