声阻尼梯度线圈
阅读：385发布：2020-05-11
专利汇可以提供声阻尼梯度线圈专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及声阻尼 梯度线圈 。提供梯度线圈组件。该梯度线圈组件包括圆柱形元件。该圆柱形元件具有内表面和外表面。至少一个第一隔离材料设置在该圆柱形元件的该外表面之上。传导材料设置在该隔离材料之上。还提供形成该梯度线圈组件的方法。，下面是声阻尼梯度线圈专利的具体信息内容。
1.一种梯度线圈组件，包括：
圆柱形元件，所述圆柱形元件具有内表面和外表面；
设置在所述圆柱形元件的所述外表面之上的第一隔离材料；
设置在所述第一隔离材料之上的第二隔离材料；
设置在所述第二隔离材料之上的传导材料；以及
设置在所述传导材料之上的第三隔离材料，其中所述传导材料设置在所述第二隔离材料和所述第三隔离材料之间。
2.如权利要求1所述的组件，其中所述第二隔离材料采用套管的形式设置在所述传导材料之上。
3.如权利要求1所述的组件，其中多个槽设置在所述圆柱形元件的所述外表面上；其中所述槽包括交替设置的凸起和凹陷。
4.如权利要求1所述的组件，其中所述第一隔离材料包括具有在从大约0.1毫米每牛顿至大约1毫米每牛顿的范围中的柔量的材料。
5.如权利要求1所述的组件，其中所述第二隔离材料包括具有在从大约1毫米每牛顿至大约10毫米每牛顿的范围中的柔量的材料。
6.如权利要求5所述的组件，其中所述第三隔离材料包括具有在从大约0.1毫米每牛顿至大约1毫米每牛顿的范围中的柔量的材料。
7.一种磁共振成像装置，包括：
磁体；
位于所述磁体内的梯度线圈组件；其中所述梯度线圈组件包括
圆柱形元件，所述圆柱形元件具有内表面和外表面；
圆柱形元件，所述圆柱形元件具有内表面和外表面；
至少一个设置在所述圆柱形元件的所述外表面之上的至少一个第一隔离材料；以及设置在所述隔离材料之上的传导材料。
8.如权利要求7所述的装置，进一步包括设置在所述传导材料之上的第二隔离材料；
其中所述传导材料设置在所述至少一个隔离材料和所述第二隔离材料之间。
9.如权利要求7所述的装置，进一步包括设置在所述第二隔离材料之上的第三隔离材料。
10.一种形成梯度线圈组件的方法，包括
提供具有内表面和外表面的圆柱形元件；其中多个槽设置在所述圆柱形元件的所述外表面上，其中所述槽包括交替设置的凸起和凹陷；
在所述圆柱形元件的所述外表面之上设置第一隔离材料，其中所述第一隔离材料与所述圆柱形元件的所述凹陷对准；
在所述圆柱形元件的所述表面之上设置第二隔离材料，其中所述第二隔离材料覆盖所述圆柱形元件的所述外表面上的所述凸起并且所述第一隔离材料与所述圆柱形元件的所述凹陷对准；
在所述第二隔离材料之上设置传导材料，其中所述传导材料与所述圆柱形元件的所述凹陷对准；以及
在所述传导材料之上设置第三隔离材料；其中所述传导材料设置在所述第二隔离材料和所述第三隔离材料之间。
声阻尼梯度线圈
技术领域
背景技术
[0002] 磁共振成像(MRI)是用于采集检查对象的体内的图像的已知技术。在MRI装置中，由梯度线圈组件产生的快速切换梯度场叠加在由基本场磁体系统产生的静态基本磁场上。该MRI装置还具有射频系统，其发出射频信号进入该检查对象以用于触发磁共振信号并且拾取该所得磁共振信号(磁共振图像由此产生)。
[0003] 为了产生梯度场，必须在梯度线圈系统的梯度线圈中设置适合的电流。需要的电流的振幅共计高达几百安培。电流上升和衰减率可以高达每秒几百千安培。假定大约1特斯拉大小的基本磁场，导致梯度线圈系统的震荡的洛伦兹力作用在梯度线圈中的这些时变电流上。这些震荡经由各种传播路径传送到MRI装置的表面。在Z梯度线圈的情况下，由于静态基本磁场的弯曲，这些洛伦兹力在方向上主要是径向的，且具有一些轴向分量。在表面处，机械震荡转换成声震荡，其最终导致可能超过环境背景噪声的不需要噪声。在MRI程序期间产生的该过多噪声对于患者可能是使人不安的并且对于医师和技术人员可能是使人不快的。
[0005] 具有不同于当前可获得的那些装置的具有降低的噪声的改进MRI装置可是可取的。具有不同于当前可获得的那些方法的用于MRI装置的噪声降低的方法可是可取的。
发明内容
[0006] 根据本发明的实施例，提供梯度线圈组件。该梯度线圈组件包括圆柱形元件。该圆柱形元件具有内表面和外表面。至少一个第一隔离材料设置在该圆柱形元件的该外表面之上。传导材料(conductingmaterial)设置在该隔离材料之上。
[0007] 根据本发明的实施例，提供梯度线圈组件。该梯度线圈组件包括圆柱形元件。该圆柱形元件具有内表面和外表面。第一隔离材料设置在该圆柱形元件的该外表面之上。传导材料设置在该第一隔离材料之上。第二隔离材料设置在该传导材料之上。该传导材料设置在该第一隔离材料和该第二隔离材料之间。
[0008] 根据本发明的实施例，提供梯度线圈组件。该梯度线圈组件包括圆柱形元件。该圆柱形元件具有内表面和外表面。第一隔离材料设置在该圆柱形元件的该外表面之上。第二隔离材料设置在该第一隔离材料之上。传导材料设置在该第二隔离材料之上。第三隔离材料设置在该传导材料之上。该传导材料设置在该第二隔离材料和该第三隔离材料之间。
[0009] 根据本发明的实施例，提供设备。该设备包括至少一个有助于机械震荡的产生的部件。该部件包括圆柱形元件、至少一个第一隔离材料和传导材料。该圆柱形元件具有内表面和外表面。该隔离材料设置在该圆柱形元件的该外表面之上。该传导材料设置在该隔离材料之上。
[0010] 根据本发明的实施例，提供磁共振成像装置。该装置包括磁体和位于该磁体内的梯度线圈组件。该梯度线圈组件包括圆柱形元件。该圆柱形元件具有内表面和外表面。至少一个第一隔离材料设置在该圆柱形元件的该外表面之上。传导材料设置在该隔离材料之上。
[0011] 根据本发明的实施例，提供梯度线圈组件。该梯度线圈组件包括圆柱形元件。该圆柱形元件具有内表面和外表面。多个槽设置在该圆柱形元件的该外表面上；其中这些槽包括交替设置的凸起和凹陷。包括硅酮、橡胶或柔顺环氧树脂(具有在从大约0.1毫米每牛顿至大约1毫米每牛顿的范围中的柔量)的第一隔离材料设置在该圆柱形元件的该外表面之上，使得该第一隔离材料与该圆柱形元件的这些凹陷对准。包括硅酮、橡胶或柔顺环氧树脂(具有在从大约1毫米每牛顿至大约10毫米每牛顿的范围中的柔量(compliance))的第二隔离材料设置在该圆柱形元件的该外表面之上。该第二隔离材料覆盖该圆柱形元件的该外表面上的这些凸起并且该第一隔离材料与该圆柱形元件的这些凹陷对准。传导材料设置在该第二隔离材料之上。该传导材料与该圆柱形元件的这些凹陷对准。包括硅酮、橡胶或柔顺环氧树脂(具有在从大约0.1毫米每牛顿至大约1毫米每牛顿的范围中的柔量)的第三隔离材料设置在该传导材料之上。该传导材料设置在该第二隔离材料和该第三隔离材料之间。
[0012] 根据本发明的实施例，提供方法。该方法包括提供具有内表面和外表面的圆柱形元件的第一步骤。第一步骤包括在该圆柱形元件的该外表面之上设置至少一个第一隔离材料。第二步骤包括在该隔离材料之上设置传导材料。
[0013] 根据本发明的实施例，提供方法。该方法包括提供具有内表面和外表面的圆柱形元件的第一步骤。多个槽设置在该圆柱形元件的该外表面上。这些槽包括交替设置的凸起和凹陷。第二步骤包括在该圆柱形元件的该外表面之上设置第一隔离材料，使得该第一隔离材料与该圆柱形元件的这些凹陷对准。第三步骤包括在该圆柱形元件的该外表面之上设置第二隔离材料。该第二隔离材料覆盖该圆柱形元件的该外表面上的这些凸起并且该第一隔离材料与该圆柱形元件的这些凹陷对准。第四步骤包括在该第二隔离材料之上设置传导材料。该传导材料与该圆柱形元件的这些凹陷对准。第五步骤包括在该传导材料之上设置第三隔离材料。该传导材料设置在该第二隔离材料和该第三隔离材料之间。附图说明
[0014] 图1是示出根据本发明的一个实施例的梯度线圈组件的示意图。
[0015] 图2是示出根据本发明的一个实施例的梯度线圈组件的示意图。
[0016] 图3是示出根据本发明的一个实施例的梯度线圈组件的示意图。
[0017] 图4是示出根据本发明的一个实施例的梯度线圈组件的示意图。
[0018] 图5是示出根据本发明的一个实施例的梯度线圈组件的示意图。
[0019] 图6是示出根据本发明的一个实施例的梯度线圈组件的示意图。
[0020] 图7是示出根据本发明的一个实施例的圆柱形元件的示意图。
[0021] 图8是示出根据本发明的一个实施例的梯度线圈组件的示意图。
[0022] 图9是示出根据本发明的一个实施例的梯度线圈组件的示意图。
[0023] 图10是示出根据本发明的一个实施例的MRI装置的等距视图。
[0024] 图11是根据本发明的一个实施例的形成梯度线圈组件的方法。
[0025] 图12是根据本发明的一个实施例的形成梯度线圈组件的方法。
[0026] 图13是根据本发明的实施例的圆柱形元件的示意图。
[0027] 图14是根据本发明的实施例的圆柱形元件的示意图。
[0028] 图15是根据本发明的实施例的圆柱形元件的示意图。
[0029] 图16是根据本发明的实施例的圆柱形元件的示意图。
[0030] 图17是根据本发明的实施例的圆柱形元件的示意图。
[0031] 图18是根据本发明的实施例的圆柱形元件的示意图。
[0032] 图19是根据本发明的实施例的圆柱形元件的示意图。
[0033] 图20是根据本发明的实施例的圆柱形元件的示意图。
[0034] 图21是图示在根据本发明的实施例的梯度线圈组件的共振的振动的曲线图。
[0035] 图22是图示根据本发明的实施例的梯度线圈组件的空气传播噪声的曲线图。
具体实施方式
[0036] 本发明包括涉及例如在磁共振成像装置中使用的梯度线圈的实施例。本发明包括涉及制造用于在磁共振成像装置中使用的梯度线圈的方法的实施例。
[0037] 如上文论述的，在MRI装置的操作期间引起的振动导致空中噪声的产生，空中噪声可构成使患者、操作人员和在该MRI装置附近的其他人烦躁。梯度线圈的振动和磁体的振动，以及它们到梯度线圈和/或磁体的内部的RF谐振器(RF resonator)和患者诊察台的传送表现在不足的临床图像质量中，这甚至可以导致误诊，尤其在功能性成像fMRI的情况下是如此。还招致费用以用于提供振动隔离系统设置来防止振动到地面的传送，或反之亦然。
[0038] 本文描述的本发明的实施例解决目前技术发展水平的指出的缺点。本文描述的梯度线圈组件通过提供改进的振动导体声振隔离满足上文描述的需要。这些梯度线圈可以潜在地提供具有降低的噪声水平的MRI装置并且因此提供MRI装置，其提供更好的图像。梯度线圈内的导体经受由于AC电流与磁体的静态场的相互作用而引起的大洛伦兹力。本文公开的实施例提供梯度线圈组件，其中传导材料与圆柱形元件(其上缠绕该传导材料)机械隔离。该隔离通过使用隔离材料层完成，使得当这些导体在洛伦兹力的影响下挠曲(deflect)时较少的振动将被传送到该结构。该方式的优势是它降低源处的结构传播噪声，而不是自己处理噪声。本文公开的该梯度线圈组件通过在形成该梯度线圈组件的圆柱形元件的表面上设置至少一层隔离材料形成。传导材料设置在该第一隔离材料之上。在某些实施例中第二隔离材料设置在该传导材料之上使得该传导材料设置在该第一隔离材料和该第二隔离材料之间。第三隔离材料可设置在第二隔离材料之上。在某些实施例中，该第二隔离材料可设置在该第一隔离材料之上，该传导材料设置在该第二隔离材料之上，并且该第三隔离材料可采用使得该传导材料设置在该第二隔离材料和该第三隔离材料之间的方式设置在该传导材料之上。沉积这些隔离材料层并且在这些隔离材料之上或之间沉积该传导材料允许该传导材料在该隔离材料之上振动，而不进一步从该梯度线圈组件传送振动到该装置的设备的其他部件。
[0039] 本发明的一个或多个特定实施例将在下文描述。为了提供这些实施例的简洁说明，可不在该说明书中描述实际实现的所有特征。应该意识到在任何这样的实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多实现特定的决定以达到开发者的特定目标，例如遵守系统相关和业务相关的可在实现之间变化的约束等。此外，应该意识到这样的开发努力可是复杂并且耗时的，但对于享受到该公开的利益的那些普通技术人员仍将是设计、制作和制造的例行任务。
[0040] 当介绍本发明的各种实施例的元件时，冠词“一”、“该”和“所述”意在表示存在元件中的一个或多个。术语“包括”、“包含”和“具有”意为包括的并且表示除了列出的元件可存在另外的元件。此外，术语“顶部”、“底部”、“上面”、“下面”和这些术语的变化形式的使用为了方便做出，而不要求部件的任何特别取向，除非另外陈述。如本文使用的，术语“设置在之上”或“沉积在之上”或“设置在之间”指直接接触地和通过在其之间具有插入层而间接地固定或设置。
[0041] 如本文使用的，短语“隔离材料”指高度柔顺的高弹性材料，其用于允许振动元件关于它们周围的事物自由移动并且不传送它们的振动能。如本领域内技术人员已知的，在某个极限内，在施加于材料的力(F)和该材料变形(D)的程度之间存在线性关系。胡克定律提供方程
[0042] D/F＝C...I
[0043] 其中C是常数，并且限定为按毫米每牛顿的该材料的柔量。例如，如果绳索需要1256牛顿(F)伸长20毫米(D)，C等于大约0.016毫米每牛顿(20/1256)，或16微米每牛顿。为了在该应用中有效，该隔离材料应该具有周围材料的至少10倍的机械柔量值。该隔离材料可另外还拥有阻尼性质来进一步靠自身从这些振动元件移除能量。包括至少0.02的阻尼损耗因数的柔顺隔离材料在该应用中将是额外有效的。
[0044] 如本文在说明书和权利要求中使用的近似语言可应用于修改任何定量表示，其可以可准许地改变而不导致它可能大约有关的基本功能中的变化。因此，由例如“大约”等术语修饰的值不限于指定的精确值。在一些实例中，该近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精确度。
[0045] 在一个实施例中，提供梯度线圈组件100。参照图1，提供该梯度线圈组件100的示意顶视图110和剖视图112。该梯度线圈组件100包括圆柱形元件114。该圆柱形元件114具有内表面116和外表面118。至少一个第一隔离材料120设置在该圆柱形元件114的该外表面118之上。传导材料122设置在该隔离材料120之上从而隔离该传导材料122免于与该圆柱形元件114的该外表面118直接接触。在一个实施例中，保护覆层(没有在图中示出)可设置在第二隔离材料之上。在一个实施例中，绝缘覆层(没有在图中示出)可设置在该保护覆层之上。在一个实施例中，该圆柱形元件110可包括本领域内技术人员已知的对于梯度线圈组件中的圆柱形元件有用的任何材料。在一个实施例中，该圆柱形元件110包括环氧树脂或玻璃纤维。
[0046] 在一个实施例中，提供梯度线圈组件200。参照图2，提供该梯度线圈组件200的示意顶视图210和剖视图212。该梯度线圈组件200包括圆柱形元件214。该圆柱形元件214具有内表面216和外表面218。至少一个第一隔离材料220设置在传导材料222之上。
该隔离材料220采用使得该隔离材料220在该传导材料222之上形成套管或封装的方式设置。封装在该隔离材料220中的该传导材料222然后围绕该圆柱形元件214缠绕。该隔离材料220从而隔离该传导材料222免于与该圆柱形元件214的该外表面218直接接触。在一个实施例中，保护覆层(没有在图中示出)可设置在第二隔离材料之上。在一个实施例中，绝缘覆层(没有在图中示出)可设置在该保护覆层之上。
该隔离材料220采用使得该隔离材料220在该传导材料222之上形成套管或封装的方式设置。封装在该隔离材料220中的该传导材料222然后围绕该圆柱形元件214缠绕。该隔离材料220从而隔离该传导材料222免于与该圆柱形元件214的该外表面218直接接触。在一个实施例中，保护覆层(没有在图中示出)可设置在第二隔离材料之上。在一个实施例中，绝缘覆层(没有在图中示出)可设置在该保护覆层之上。
[0047] 在一个实施例中，提供梯度线圈组件300。参照图3，提供该梯度线圈组件300的示意剖视图310。该梯度线圈组件300包括圆柱形元件312。该圆柱形元件312具有内表面314和外表面316。第一隔离材料318设置在该圆柱形元件312的该外表面316之上。传导材料320设置在该第一隔离材料318之上。第二隔离材料322设置在该传导材料320之上使得该传导材料320设置在该第一隔离材料318和该第二隔离材料322之间。该第一隔离材料318和该第二隔离材料322一起有助于隔离该传导材料320免于与该圆柱形元件
312的该外表面316直接接触。在一个实施例中，保护覆层(没有在图中示出)可设置在该第二隔离材料之上。在一个实施例中，电绝缘覆层(没有在图中示出)可设置在该保护覆层之上。
312的该外表面316直接接触。在一个实施例中，保护覆层(没有在图中示出)可设置在该第二隔离材料之上。在一个实施例中，电绝缘覆层(没有在图中示出)可设置在该保护覆层之上。
[0048] 在一个实施例中，提供梯度线圈组件400。参照图4，提供该梯度线圈组件400的示意剖视图410。该梯度线圈组件400包括圆柱形元件412。该圆柱形元件412具有内表面414和外表面416。第一隔离材料418设置在该圆柱形元件412的该外表面416之上。第二隔离材料422采用使得该第二隔离材料422在该传导材料420之上形成套管或封装的方式设置在传导材料420之上。封装在该第一隔离材料418中的该传导材料420然后围绕该第一隔离材料418缠绕。该第一隔离材料418和该第二隔离材料422从而隔离该传导材料
420免于与该圆柱形元件412的该外表面416直接接触。在一个实施例中，保护覆层(没有在图中示出)可设置在该第二隔离材料之上。在一个实施例中，绝缘覆层(没有在图中示出)可设置在该保护覆层之上。
420免于与该圆柱形元件412的该外表面416直接接触。在一个实施例中，保护覆层(没有在图中示出)可设置在该第二隔离材料之上。在一个实施例中，绝缘覆层(没有在图中示出)可设置在该保护覆层之上。
[0049] 在一个实施例中，提供梯度线圈组件500。参照图5，提供该梯度线圈组件500的示意剖视图510。该梯度线圈组件500包括圆柱形元件512。该圆柱形元件512具有内表面514和外表面516。第一隔离材料518设置在该圆柱形元件512的该外表面516之上。第二隔离材料520设置在该第一隔离材料518之上。传导材料522设置在该第二隔离材料
520之上。第三隔离材料524设置在该传导材料522之上使得该传导材料522设置在该第二隔离材料520和该第三隔离材料524之间。该第一隔离材料518、该第二隔离材料520和该第三隔离材料524一起有助于隔离该传导材料522免于与该圆柱形元件512的该外表面
516直接接触。在一个实施例中，保护覆层(没有在图中示出)可设置在该第二隔离材料之上。在一个实施例中，绝缘覆层(没有在图中示出)可设置在该保护覆层之上。
520之上。第三隔离材料524设置在该传导材料522之上使得该传导材料522设置在该第二隔离材料520和该第三隔离材料524之间。该第一隔离材料518、该第二隔离材料520和该第三隔离材料524一起有助于隔离该传导材料522免于与该圆柱形元件512的该外表面
516直接接触。在一个实施例中，保护覆层(没有在图中示出)可设置在该第二隔离材料之上。在一个实施例中，绝缘覆层(没有在图中示出)可设置在该保护覆层之上。
[0050] 在一个实施例中，提供梯度线圈组件600。参照图3，提供该梯度线圈组件600的示意剖视图610。该梯度线圈组件600包括圆柱形元件612。该圆柱形元件612具有内表面614和外表面616。第一隔离材料618设置在该圆柱形元件612的该外表面616之上。传导材料620设置在该第一隔离材料618之上。第二隔离材料622设置在该传导材料620之上使得该第二隔离材料622在该传导材料620之上形成套管，如上文在图2中描述的。第三隔离材料624然后设置在该第二隔离材料622和该传导材料620之上。该第一隔离材料
618、该第二隔离材料622和该第三隔离材料624一起有助于隔离该传导材料620免于与该圆柱形元件612的该外表面616直接接触。在一个实施例中，保护覆层(没有在图中示出)可设置在该第二隔离材料之上。在一个实施例中，绝缘覆层(没有在图中示出)可设置在该保护覆层之上。
618、该第二隔离材料622和该第三隔离材料624一起有助于隔离该传导材料620免于与该圆柱形元件612的该外表面616直接接触。在一个实施例中，保护覆层(没有在图中示出)可设置在该第二隔离材料之上。在一个实施例中，绝缘覆层(没有在图中示出)可设置在该保护覆层之上。
[0051] 在一个实施例中，圆柱形元件700包括多个设置在该圆柱形元件700的外表面上的槽710。参照图7，提供圆柱形元件700的横截面的示意图。多个槽710设置在该圆柱形元件700的外表面712上。这些槽包括交替设置的凸起714和凹陷716。
[0052] 在一个实施例中，提供梯度线圈组件800。参照图8，提供该梯度线圈组件800的横截面的示意视图。该梯度线圈组件800包括圆柱形元件810。该圆柱形元件810具有内表面812和外表面814。第一隔离材料816设置在该圆柱形元件810的该外表面814之上。第二隔离材料818设置在该第一隔离材料816之上。传导材料820设置在该第二隔离材料
818之上。第三隔离材料822设置在该传导材料820之上。该传导材料820设置在该第二隔离材料818和该第三隔离材料822之间。
818之上。第三隔离材料822设置在该传导材料820之上。该传导材料820设置在该第二隔离材料818和该第三隔离材料822之间。
[0054] 在各种实施例中，在上文论述的梯度线圈组件100、200、300、400、500、600、800中采用的第一隔离材料120、220、318、418、518、618、816、第二隔离材料322、422、522、622、818和第三隔离材料524、624、822包括可以有助于振动的机械隔离的高度柔顺材料。在一个实施例中，第一隔离材料包括具有大于大约0.1毫米的柔量的材料。在另一个实施例中，第一隔离材料包括具有大于大约0.2毫米的柔量的材料。在再另一个实施例中，第一隔离材料包括具有大于大约0.3毫米的柔量的材料。在一个实施例中，第一隔离材料包括具有在从大约0.1毫米每牛顿至1.0毫米每牛顿的范围中的柔量的材料。在另一个实施例中，第一隔离材料包括具有在从大约0.2毫米每牛顿至0.9毫米每牛顿的范围中的柔量的材料。
在再另一个实施例中，第一隔离材料包括具有在从大约0.3毫米每牛顿至0.8毫米每牛顿的范围中的柔量的材料。在一些实施例中，第一隔离材料包括具有在由如上文描述的上限和下限的任何组合划界的范围中的柔量的材料。
在再另一个实施例中，第一隔离材料包括具有在从大约0.3毫米每牛顿至0.8毫米每牛顿的范围中的柔量的材料。在一些实施例中，第一隔离材料包括具有在由如上文描述的上限和下限的任何组合划界的范围中的柔量的材料。
[0055] 在一个实施例中，第一隔离材料包括硅酮、橡胶或环氧树脂。在一个实施例中，第一隔离材料包括具有大于大约0.1毫米的柔量的硅酮。在一个实施例中，第一隔离材料包括具有在从大约0.1毫米每牛顿至1.0毫米每牛顿的范围中的柔量的硅酮。在一个实施例中，第一隔离材料可采用绳索或薄片的形式成形。
[0056] 在一个实施例中，第二隔离材料322、422、522、622、818包括具有大于大约1毫米的柔量的材料。在另一个实施例中，第二隔离材料包括具有大于大约2毫米的柔量的材料。在再另一个实施例中，第二隔离材料包括具有大于大约3毫米的柔量的材料。在一个实施例中，第二隔离材料包括具有在从大约1毫米每牛顿至10毫米每牛顿的范围中的柔量的材料。在另一个实施例中，第二隔离材料包括具有在从大约2毫米每牛顿至9毫米每牛顿的范围中的柔量的材料。在再另一个实施例中，第二隔离材料包括具有在从大约3毫米每牛顿至8毫米每牛顿的范围中的柔量的材料。在一些实施例中，第一隔离材料包括具有在由如上文描述的上限和下限的任何组合划界的范围中的柔量的材料。
[0057] 在一个实施例中，第二隔离材料包括橡胶。在一个实施例中，第二隔离材料包括具有在从大约1毫米每牛顿至10毫米每牛顿的范围中的柔量的橡胶。在一个实施例中，第二隔离材料可采用薄片的形式成形。
[0058] 在一个实施例中，第三隔离材料524、624、822包括具有大于大约0.1毫米的柔量的材料。在另一个实施例中，第三隔离材料包括具有大于大约0.2毫米的柔量的材料。在再另一个实施例中，第三隔离材料包括具有大于大约0.3毫米的柔量的材料。在一个实施例中，第三隔离材料包括具有在从大约0.1毫米每牛顿至1.0毫米每牛顿的范围中的柔量的材料。在另一个实施例中，第三隔离材料包括具有在从大约0.2毫米每牛顿至0.9毫米每牛顿的范围中的柔量的材料。在再另一个实施例中，第三隔离材料包括具有在从大约0.3毫米每牛顿至0.8毫米每牛顿的范围中的柔量的材料。在一些实施例中，第三隔离材料包括具有在由如上文描述的上限和下限的任何组合划界的范围中的柔量的材料。
[0059] 在一个实施例中，第三隔离材料包括硅酮、橡胶或环氧树脂。在一个实施例中，第三隔离材料包括具有在从大约0.1毫米每牛顿至1毫米每牛顿的范围中的柔量的硅酮。在一个实施例中，第三隔离材料可采用绳索或薄片的形式成形。
[0060] 在一个实施例中，梯度线圈组件900可用保护覆层924覆盖。在一个实施例中，绝缘覆层926可设置在该保护覆层924之上。该保护覆层924起到将设置在圆柱形元件910之上的传导材料920与隔离材料916、918和922的层保持在适当的位置的作用。参照图9，提供该梯度线圈组件900的横截面的示意图。该梯度线圈组件900包括圆柱形元件910。该圆柱形元件910具有内表面912和外表面914。第一隔离材料916设置在该圆柱形元件
910的该外表面914之上。第二隔离材料918设置在该第一隔离材料916之上。传导材料
920设置在该第二隔离材料918之上。第三隔离材料922设置在该传导材料920之上。该传导材料920设置在该第二隔离材料918和该第三隔离材料922之间。保护覆层924设置在该梯度线圈组件900的表面之上，使得该保护覆层覆盖该圆柱形元件和设置在该圆柱形元件之上的这些隔离材料和传导材料。绝缘覆层926然后设置在该保护覆层之上。在一个实施例中，该保护覆层924包括聚合物材料。在一个实施例中，该绝缘覆层926包括环氧树脂层。在一个实施例中，该绝缘覆层926包括玻璃纤维。在一个实施例中，该保护覆层922被提供来防止在例如环氧树脂或玻璃纤维覆层的该绝缘覆层处于粘性液体状态时的最初硬化工艺期间该绝缘覆层926与这些隔离材料916、918、922或该传导材料920接触。在各种实施例中，用于形成该绝缘覆层926的材料可具有比这些隔离材料916、918和922低得多的柔量，并且如果该绝缘覆层与该传导材料接触的话则可因此导致降低这些隔离材料的效果。
910的该外表面914之上。第二隔离材料918设置在该第一隔离材料916之上。传导材料
920设置在该第二隔离材料918之上。第三隔离材料922设置在该传导材料920之上。该传导材料920设置在该第二隔离材料918和该第三隔离材料922之间。保护覆层924设置在该梯度线圈组件900的表面之上，使得该保护覆层覆盖该圆柱形元件和设置在该圆柱形元件之上的这些隔离材料和传导材料。绝缘覆层926然后设置在该保护覆层之上。在一个实施例中，该保护覆层924包括聚合物材料。在一个实施例中，该绝缘覆层926包括环氧树脂层。在一个实施例中，该绝缘覆层926包括玻璃纤维。在一个实施例中，该保护覆层922被提供来防止在例如环氧树脂或玻璃纤维覆层的该绝缘覆层处于粘性液体状态时的最初硬化工艺期间该绝缘覆层926与这些隔离材料916、918、922或该传导材料920接触。在各种实施例中，用于形成该绝缘覆层926的材料可具有比这些隔离材料916、918和922低得多的柔量，并且如果该绝缘覆层与该传导材料接触的话则可因此导致降低这些隔离材料的效果。
[0061] 一个实施例是包括梯度线圈组件的MRI装置1000。该梯度线圈组件可包括梯度线圈100-600、800和900中的任何线圈。参照图10，提供MRI装置的等距视图。该MRI装置1000包括围绕梯度线圈组件1012的磁体组件1010和射频(RF)线圈组件1014。该RF线圈组件可沿设置在该MRI装置1000内的管道分开排列。患者安置区1016限定通过纵向轴线1018通过该MRI装置1000。该梯度线圈组件1012包括具有内表面1022和外表面1024的圆柱形元件1020。至少一个第一隔离材料120和传导材料122设置在该圆柱形元件1020的该外表面1024上。在该MRI装置1000的操作期间，该磁体组件1010提供静态磁场，而该梯度线圈组件1012产生用于在产生磁共振图像中使用的磁场梯度。该RF线圈组件1014传送射频脉冲并且检测从正成像的对象感生的多个MR信号。特别地，该隔离材料120有助于降低在成像程序期间由该梯度线圈组件1012的振动产生的声振能量，并且因此降低声噪声。该降低的由该MRI装置1000产生的声噪声量提供更加患者友好的MRI系统和方法。
[0062] 根据本发明的实施例，提供磁共振成像装置1000。该装置1000包括磁体1010和位于该磁体内的梯度线圈组件1012。该梯度线圈组件1012包括圆柱形元件114。该圆柱形元件114具有内表面116和外表面118。第一隔离材料120设置在该圆柱形元件114的该外表面118之上。传导材料122设置在该隔离材料120之上。该传导材料122由该隔离材料120与该圆柱形元件114的该外表面118隔离。
[0063] 根据本发明的实施例，提供设备。在一个实施例中，该设备包括MRI装置1000。该设备包括至少一个有助于机械震荡的产生的部件。该部件包括圆柱形元件114。该圆柱形元件114具有内表面116和外表面118。第一隔离材料120设置在该圆柱形元件114的该外表面118之上。传导材料122设置在该隔离材料120之上。该传导材料122由该隔离材料120与该圆柱形元件114的该外表面118隔离。该部件包括梯度线圈组件，其可包括梯度线圈100-600、800和900中的任何梯度线圈。
[0064] 根据本发明的实施例，提供形成根据本发明的一个实施例的梯度线圈组件的方法1100。参照图11，该方法包括提供具有内表面116和外表面118的圆柱形元件的第一步骤
1110。第二步骤1112包括在该圆柱形元件114的该外表面118之上设置第一隔离材料120。
第三步骤1114包括在该第一隔离材料120之上设置传导材料122。第四步骤1116包括在该圆柱形元件114的表面上设置一层保护覆层924。第五步骤包括在该保护覆层924之上设置一层绝缘覆层926。
1110。第二步骤1112包括在该圆柱形元件114的该外表面118之上设置第一隔离材料120。
第三步骤1114包括在该第一隔离材料120之上设置传导材料122。第四步骤1116包括在该圆柱形元件114的表面上设置一层保护覆层924。第五步骤包括在该保护覆层924之上设置一层绝缘覆层926。
[0065] 根据本发明的实施例，提供形成根据本发明的一个实施例的梯度线圈组件的方法1200。参照图12，该方法包括提供具有内表面912和外表面914的圆柱形元件910的第一步骤1210。多个槽710设置在该圆柱形元件910的该外表面914上。这些槽710包括交替设置的凸起714和凹陷716。第二步骤1212包括在该圆柱形元件910的该外表面114之上设置第一隔离材料916，使得该第一隔离材料916与该圆柱形元件910的这些凹陷716对准。第三步骤1214包括在该圆柱形元件910的该外表面914和该第一隔离材料916之上设置第二隔离材料918，使得该第二隔离材料918覆盖该圆柱形元件910的该外表面914上的这些凸起714和该第一隔离材料916。第四步骤1216包括在该第二隔离材料918之上设置传导材料920。该传导材料920与该圆柱形元件910的这些凹陷716对准。第五步骤1218包括在该传导材料920之上设置第三隔离材料922。该传导材料920设置在该第二隔离材料918和该第三隔离材料922之间。第六步骤1218包括在该圆柱形元件912的表面上设置一层保护覆层924。第七步骤包括在该保护覆层924之上设置一层绝缘覆层926。
如本文使用的，术语“第一步骤”、“第二步骤”等仅表示区别这些步骤并且不暗指步骤的强制排序。这些术语也不暗指在列举的步骤之间不可以插入中间步骤。
如本文使用的，术语“第一步骤”、“第二步骤”等仅表示区别这些步骤并且不暗指步骤的强制排序。这些术语也不暗指在列举的步骤之间不可以插入中间步骤。
[0066] 参照图13，提供圆柱形元件1300。该圆柱形元件1310具有内表面(没有在图中示出)和外表面1312。多个槽1314设置在该圆柱形元件的该外表面上。这些槽包括交替设置的凸起1316和凹陷1318。例如具有2毫米的厚度和4毫米的宽度的硅酮绳索的第一隔离材料1320设置在该圆柱形元件1310之上。该第一隔离材料1320设置成使得该材料对准在该圆柱形元件1300的该外表面上的这些凹陷1318。参照图14，第二隔离材料1410设置在该圆柱形元件1300之上。该第二隔离材料1410设置成使得它覆盖包括这些凸起1316和设置在这些凹陷1318中的该第一隔离材料1320的该圆柱形元件的整个外表面1312。参照图15，传导材料1510设置在该第二隔离材料1410之上。该传导材料1510设置在该圆柱形元件之上使得该传导材料1510对准这些凹陷1318。该传导材料1510缠绕在该第二隔离材料1410之上并且对准设置在这些凹陷1318中的该第一隔离材料1320。参照图16，第三隔离材料1610设置在该传导材料1510之上，使得该第三隔离材料对准该传导材料1510、该第一隔离材料1320和这些凹陷1318。参照图17，提供具有第一、第二和第三隔离材料(其封装设置在该圆柱形元件之上的该传导材料)的该圆柱形元件1300的完成表面1700。该完成表面1700图示该第三隔离材料1610和覆盖该圆柱形元件的该外表面上的这些凸起的第二隔离材料1410的一部分的交替带。该第一隔离材料1320、覆盖这些凹陷的第二隔离材料的一部分和该传导材料遮盖在该第三隔离材料1610下面。参照图18，提供梯度线圈组件1800。保护覆层1810设置在该圆柱形元件1300的该完成表面1700之上。参照图19，提供梯度线圈组件1900。绝缘覆层1910设置在该圆柱形元件1300的该保护覆层1810之上。
[0067] 梯度线圈组件1900通过放置在GE Signa 750MR磁体内在3特斯拉场中测试。如上文论述的，在Z梯度线圈的情况下，由于静态基本磁场的弯曲，洛伦兹力在方向上主要是径向的，且具有一些轴向分量。基于洛伦兹力的强度和方向，隔离材料(即，第一和第二隔离材料)的大部分施加在径向上而第二隔离材料在轴向上提供隔离。
[0068] 如在图20中图示的那样测量振动和噪声。图20提供梯度线圈组件2000的示意图。该组件包括圆柱形元件2010。该圆柱形元件具有内表面2012和外表面2014。加速计2016、2018、2020和2022放置在该内表面2012上。轴线2024在该圆柱形元件的中心示出，其表示在操作的MRI装置中的患者位点。麦克风放置在该轴线处。结果与采用常规方式建造的相似线圈相比。常规建造的线圈由相似的有槽圆柱体构成，其中导体直接嵌入槽中而没有隔离材料的存在，并且用一层低柔量环氧树脂/玻璃纤维保持在适当的位置。在该常规建立的线圈的情况下，导体与该圆柱体紧密并且密实地接触。记录处于共振的振动和处于施加的0赫兹和3200赫兹之间的频率的结构传播噪声。
[0069] 参照图21，提供图示与常规线圈相比的梯度线圈组件1810处于共振的振动的曲线图2100。该曲线图2100包括在Y轴线2110上按加速度g每安培的振幅，和在X轴线2112上按赫兹的频率。曲线2114表示梯度线圈组件1810的处于共振的振动，并且曲线2116表示常规梯度线圈组件的处于共振的振动。在施加的频率当与曲线2116相比时，曲线2114的处于共振的振动降低到10倍。
[0070] 参照图22，提供图示与常规线圈相比的梯度线圈组件1810空气传播噪声的曲线图2200。该曲线图2200包括在Y轴线210上按帕斯卡每安培的声音，和在X轴线2212上按赫兹的频率。曲线2214表示梯度线圈组件1810的处于共振的声音，并且曲线2216表示常规梯度线圈组件的处于共振的声音。当在2100和2700赫兹之间的频率与曲线2216相比时，对于曲线2214的空气传播噪声降低20分贝。发现剩余频率中的声音由MRI的其他功能产生并且没有发现与梯度线圈的振动有关。
[0071] 根据本发明的实施例，提供梯度线圈组件1900。该梯度线圈组件包括圆柱形元件。该圆柱形元件具有内表面和外表面。多个槽设置在该圆柱形元件的该外表面上；其中这些槽包括交替设置的凸起和凹陷。包括具有在从大约0.1毫米每牛顿至1.0毫米每牛顿的范围中的柔量的硅酮绳索的第一隔离材料设置在该圆柱形元件的该外表面之上，使得该第一隔离材料与该圆柱形元件的这些凹陷对准。包括具有在从大约1毫米每牛顿至10毫米每牛顿的范围中的柔量的橡胶薄片的第二隔离材料设置在该圆柱形元件的该外表面上的这些凸起和该第一隔离材料之上。传导材料设置在该第二隔离材料之上。该传导材料与该圆柱形元件的这些凹陷对准。包括具有在从大约0.1毫米每牛顿至1.0毫米每牛顿的范围中的柔量的硅酮绳索的第三隔离材料设置在该传导材料之上。该传导材料设置在该第二隔离材料和该第三隔离材料之间。
[0072] 尽管本发明已经连同许多实施例详细描述，本发明不限于这样公开的实施例。相反，本发明可以修改以包含任意数量在此之前没有描述的变化、改动、替代或等同设置，但是其与本发明的范围相当。另外，尽管已经描述本发明的各种实施例，要理解本发明的方面可仅包括这些哦描述的实施例中的一些。因此，本发明将不被视为由之前的说明限制，而仅由附上的权利要求的范围限制。
[0073] 部件列表
[0074]
[0075]
[0076]
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种用于生物医学成像系统的梯度线圈设计方法及梯度线圈 | 2020-05-13 | 353 |
| 一种专用MRI梯度线圈 | 2020-05-11 | 594 |
| 分离式梯度线圈及使用该梯度线圈的PET/MRI混合系统 | 2020-05-13 | 402 |
| 射频梯度线圈和均磁线圈 | 2020-05-12 | 543 |
| 自屏蔽梯度线圈 | 2020-05-11 | 508 |
| 梯度线圈的装入装置 | 2020-05-12 | 73 |
| 制造梯度线圈的方法、梯度线圈单元、梯度线圈和磁共振成像装置 | 2020-05-13 | 225 |
| 梯度线圈测量中心的定位方法和梯度线圈线性度测量方法 | 2020-05-13 | 803 |
| 一种梯度线圈设计方法 | 2020-05-12 | 368 |
| 梯度线圈 | 2020-05-11 | 604 |
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