专利名称：供梯度线圈部件定位用的连接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在核自旋X射线断层摄影机的基波场磁铁部件中用于梯度线圈部件定位的连接装置。本发明还涉及一些具有类似部件的设备。例如本发明原则上也可应用于梯度线圈部件是一种由多个管状分段组成的部件的情况下。
尤其是本发明不限于那些其重要部件使用名称为“梯度线圈部件”和“基波场磁铁部件”或“核自旋X射线断层摄影机”的设备。因此本发明例如当然也涉及一种“磁共振X射线断层摄影机”。此外，本发明还涉及所述连接装置的应用。
背景技术：
核自旋X射线断层照相术的工作范畴在于中央副交感神经系统疾病的诊断。尤其在脑梗塞和多发性硬化症的初始阶段，采用这种方法能比采用计算机X线断层照相术更早地发现。其中核自旋X线断层照相术在不使用离子化射线的情况下工作。因此，尽管成本高，但核自旋X射线断层摄影机在许多大型医院和诊所中如今是标准配备仪器。
核自旋X射线断层照相术在射入电磁波的情况下利用原子核在磁场内的所谓的核自旋共振。用于激励原子核所需的电磁波由高频线圈产生，它发射脉冲波。在间断时，高频线圈接收由被激励的原子核发射的核自旋共振。
为了能用图像表示多维的身体断面，必须确定发射波的起始位置。为此人们在已存在的恒定磁场，亦即“基波(磁)场”上叠加另一个磁场，亦即“梯度(磁)场”，它在每个位置有不同的大小。此梯度磁场由梯度线圈产生。若同时射入不同能量的波，则发射的波也有不同的能量。因为每个发射波的能量取决于磁场并且该磁场在身体内各个位置是不同的，所以此发射的波便可配属于身体内一个确定的位置。
在核自旋X射线断层摄影机工作时，基波场磁铁部件产生一个数量级约为0.25至3特斯拉(T)的静态磁场。梯度线圈部件通常有多个线圈，以便产生三个互相垂直的磁场梯度。梯度线圈产生的场强的典型值为每米约60毫特斯拉(mT/m)。
每个梯度线圈中典型地流过的脉冲状电流的数量级达300安培(A)，上升时间小于1毫秒(ms)。在这种情况下，在基波磁场内，梯度线圈的导体上作用有洛伦兹力，这些力按照通过梯度线圈的电流周期性改变。这些力激励梯度线圈部件振动。在此情况下产生的力如此之大，以致在测量时对于在核自旋X射线断层摄影机内的人也形成巨大的超过100分贝(dB)的噪声干扰。
核自旋X射线断层摄影机通常有一圆柱形孔，它基本上以基波场磁铁部件为界。在此孔内可安置一梯度线圈部件并固定其位置。在这方面，尽可能准确地定位对于在借助核自旋X线断层摄影机测量时的位置分辨起重要作用。
梯度线圈部件通常有一种基本上圆柱形的形状。在内部有用于一个被检查的人的卧榻。
基于上面所阐述的原因，人们力求将梯度线圈部件尽可能准确地相对于基波场磁铁部件定位并固定在所述位置上。
由DE19722481C2已知一个核自旋X射线断层摄影机，它有一个用于减弱梯度线圈部件振动的降噪装置。按该发明的一项设计，梯度线圈部件通过多个分散的楔块相对于基波场磁铁部件固定。
由于使用多个楔块，梯度线圈部件的定位和装配比较麻烦和费时。此外，由于采用一些楔块产生分散的近似点状分布地作用在梯度线圈部件相应端侧上的力。其结果是可能引起梯度线圈部件变形和成为测量不准确度的根源。
按先有技术，另一种方案是梯度线圈部件借助螺钉连接装置相对于基波场磁铁部件固定。但在这种情况下同样产生上述缺点，因为这些力分散地作用在梯度线圈部件上。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在核自旋X射线断层摄影机的基波场磁铁部件中供一个梯度线圈部件定位用的连接装置，借助它将梯度线圈部件以这样的方式相对于基波场磁铁部件固定，即，使梯度线圈部件能简便地且尽管如此仍能在基波场磁铁内定位和固定。
上述技术问题通过一种在核自旋X射线断层摄影机的基波场磁铁部件中供梯度线圈部件定位用的连接装置来解决，其中，该梯度线圈部件具有一个基本上圆柱形的外表面，基波场磁铁部件则具有一个基本上圆柱形的孔，使得在梯度线圈部件的定位状态下，所述圆柱形外表面处于孔的内部并且由该外表面及该孔构成一个基本上管状的空隙的边界，按照本发明，所述连接装置是一个基本上封闭的带有一锥形内表面的环形夹紧件，它在梯度线圈部件的一个端侧夹紧在梯度线圈部件与基波场磁铁部件之间。
由此可见，本发明是借助一夹紧件来实现梯度线圈部件的定位的，该夹紧件设计为环状并在梯度线圈部件的一个端侧夹紧在梯度线圈部件与基波场磁铁部件之间的空隙中。
此外，该夹紧件有一个截锥状或锥形内表面。此内表面设计为，使其最大直径处或者直接处于面朝梯度线圈部件的端侧，或者无论如何都处于非常靠近此端侧的地方。
锥形内表面的最小直径处远离面朝梯度线圈部件的那一端侧，例如大体在夹紧件两个端侧之间的中部。总之，此内表面无论如何均设计为能插入梯度线圈部件与基波场磁铁部件之间的空隙内。
夹紧件在其外侧可有圆柱形的形状，所以它基本上形状封闭地与孔的内侧连接。
若现在夹紧件已夹紧在梯度线圈部件与基波场磁铁部件之间的空隙内，则通过所述两个表面造成一种楔的作用。这一作用导致增强梯度线圈部件的刚性。其结果是使梯度线圈部件减振并由此降低由梯度线圈部件振动带来的噪声。
所述夹紧件基本上是一个连贯的整体件，虽然在其上面可以有一些钻孔。这些孔可例如用于电流接线头或冷却装置接头。
所述夹紧件为了此类目的也可以具有一裂口。在这种情况下此夹紧件成为一种类型的“带缺口的手躅(Spange)”。
按本发明的另一设计，所述梯度线圈部件在面朝夹紧件的端侧有一个截锥形外表面，它与夹紧件的截锥形内表面完全一致，使夹紧件的内表面和梯度线圈部件的上述外表面构成一个共同形状封闭的接触面。
当然，此接触面也可以只包括夹紧件内表面和/或梯度线圈部件外表面的一部分。这种情况例如发生在夹紧件的内表面突伸到梯度线圈部件与基波场磁铁部件之间的空隙内时。这例如可在加工技术方面带来优点。
按本发明另一有利设计，所述夹紧件与梯度线圈部件之间的接触面是轴对称的。尤其在梯度线圈部件与接触面有一个公共对称轴时这一情况应是显而易见的。
由此带来的优点是，在梯度线圈部件装配时产生自动定心地作用在梯度线圈部件上的力。
在这种情况下比较有利的是，由接触面与对称轴构成的夹角在5与15度之间。迄今已证明这一角度范围是适宜的。但本发明不限于此角度范围的表面。
按本发明的另一有利设计，梯度线圈部件和基波场磁铁部件在梯度线圈部件背对夹紧件的那一个端侧，直接通过第二接触面形状封闭地连接。此接触面同样可以是截锥形的。
此第二接触面也可设计为轴对称的。尤其是它可与梯度线圈部件有公共的对称轴。这仍能带来在梯度线圈部件安装时梯度线圈部件能自动定心地定位这方面的优点。
第二接触面也可有利地与对称轴构成5与15度之间的夹角。本发明仍不限于此角度范围的表面。
在梯度线圈部件定位时，为了将夹紧件夹紧在两个部件之间，在夹紧件上施加一个力，通过此力将夹紧件楔紧在梯度线圈部件与基波场磁铁部件之间的空隙内的一个最终位置上。这导致上述梯度线圈部件的加固。
比较有利地是，所述夹紧件在所述最终位置借助一些螺栓和/或夹紧螺栓或类似物固定。所述螺栓可例如装在基波场磁铁部件上，并在对称设计的情况下，将固紧力平行于对称轴朝梯度线圈部件的方向作用在夹紧件上。
比较有利地是，所述夹紧件用一种不导电的材料制造。
例如，所述夹紧件可用一种以环氧树脂为基的玻璃布板制造，例如用层压胶布板Hartgewebe 2372(“HGW2372”)制造。
此外，本发明还涉及一种核自旋X射线断层摄影机，它具有按本发明的连接装置，以及涉及这样一种连接装置的应用。


下面借助附图所示实施方式对本发明予以详细说明，附图中图1表示核自旋X射线断层摄影机一部分的纵剖面，以及图2表示核自旋X射线断层摄影机相应部分的横截面。
具体实施例方式
图1用纵剖面表示核自旋X射线断层摄影机中对本发明重要的部分，图2用横截面表示这些部分。梯度线圈部件2通过按本发明的连接装置定位地固定在基波场磁铁部件1内。在梯度线圈部件2的端侧21，此梯度线圈部件2通过夹紧件3与基波场磁铁部件1接触。在梯度线圈部件2的相对端侧22，梯度线圈部件2与基波场磁铁部件1直接接触。
夹紧件3设计成环形，其中，夹紧件3的外径40与基波场磁铁部件1的内径40一致。
夹紧件3在其外侧制成圆柱形的形状，所以它可以被推入基波场磁铁部件1的孔15内。
夹紧件3在其内侧有一截锥形，亦即锥形内表面。此内表面从夹紧件3面朝梯度线圈部件2的那个端侧31起，一直延伸到在夹紧件3两个端侧31、32之间的区域内的一个高度处。但此内表面也可以一直延伸到处于相对位置的那个端侧32。
按图示实施例，此内表面的最大直径略小于夹紧件的外径40。在梯度线圈部件2的外表面与基波场磁铁部件1之间距离的典型值，例如在约5至10毫米(mm)的范围内。
在夹紧件3锥形内表面的最小直径41的所在高度与夹紧件3相对端侧32之间，按照图示实施例，夹紧件3的这一内侧设计成圆柱形的第二内表面7的形式，此第二内表面7的内径41与锥形内表面的最小直径41一致。
梯度线圈部件2基本上设计为管状。图2表示了其内径43。此内径大到足以在此梯度线圈部件2的内部找到用于安放一个要检查的人的卧榻的位置。
梯度线圈部件2在其面朝夹紧件3的端侧21有一锥形外表面，它设计为与夹紧件3的锥形内表面完全一致，使得在夹紧件3楔入梯度线圈部件2与基波场磁铁部件1之间后，形成面的形状封闭连接4。
为了能楔入夹紧件3，夹紧件3锥形内表面的最大直径大于梯度线圈部件2锥形外表面的最小直径41。
夹紧件3的锥形内表面和梯度线圈部件2的锥形外表面设计为轴对称的，使它们与梯度线圈部件2有共同的对称轴10。由此，在梯度线圈部件2装配时，在夹紧件3楔入的情况下造成自动定心的力。这尤其对于梯度线圈部件2节省时间地装配及准确定位方面是有利的。
在这里接触面4相对于对称轴10的斜度可以在5与15度之间的角度范围内。
夹紧件优选用一种不导电的具有高机械强度的材料制造，例如HGW2372。
在图1和2中没有示出夹紧件3中可能的孔，通过这些孔例如可以设置通常为梯度线圈所必需的电流接线头或冷却装置接头。
也可以设想，为了设置此类接头，夹紧件不存在一个闭合环的形式，而是一个带有一裂口的环，通过此裂口可安置这些接头。在这种情况下，夹紧件3不构成封闭的环，而是一种类型的卡箍。
在图示实施例中，如上面已提及的那样，梯度线圈部件2和基波场磁铁部件1，在梯度线圈部件2背对夹紧件3的那个端侧22，直接通过形状封闭的接触面6互相接触。此接触面同样可成形为截锥形并尤其呈轴对称，其中梯度线圈部件2与此接触面6有一公共的对称轴10。
在图示实施例中，所述接触面6与对称轴10也有一个约5至15度范围的夹角，在这里，本发明不限于这些以此角度范围为特征的接触面。接触面6采用了轴对称的形式，所以在梯度线圈部件2与基波场磁铁部件1之间构成连接时，由于一个自动定心的力矩使得准确地定位变得明显更容易。
在梯度线圈部件2定位时，首先将它插入基波场磁铁部件1的孔15中并构成接触面6。接着用一力F11将夹紧件朝梯度线圈部件2压紧，直至梯度线圈部件2基于接触面4和6的形状自动定心地定位。
在此位置的夹紧件3可比较有利地用螺栓例如夹紧螺栓固定，它们例如可安装在基波场磁铁部件1上。
本发明的优点总结如下
·通过基本上环形地夹紧管状的梯度线圈部件来加固该梯度线圈部件。
·梯度线圈部件的加固导致减振和降噪。
·与传统的方法比较，采用本发明在将梯度线圈部件安装在基波场磁铁部件中时可显著节省时间。因为基于环形楔的这种整体设计，在固定时只需较少的工序。
·采用本发明避免了像先有技术那样花费较长时间地对梯度线圈部件实行定位，因为此装置可设计为自动定心的。
权利要求
1.一种在核自旋X射线断层摄影机的基波场磁铁部件(1)中供梯度线圈部件(2)定位用的连接装置，其中，该梯度线圈部件(2)具有一个基本上圆柱形的外表面(20)，基波场磁铁部件(1)则具有一个基本上圆柱形的孔(15)，使得在梯度线圈部件的定位状态下，所述圆柱形外表面(20)处于该孔(15)的内部并且由该外表面(20)及该孔(15)构成一个基本上管状的空隙(12)的边界，其特征为所述连接装置是一个基本上封闭的带有一锥形内表面的环形夹紧件(3)，它在梯度线圈部件(2)的一个端侧(21)夹紧在梯度线圈部件(2)与基波场磁铁部件(1)之间。
2.按照权利要求1所述的连接装置，其特征为所述夹紧件(3)上具有一些钻孔和/或一个裂缝。
3.按照权利要求1或2所述的连接装置，其特征为所述梯度线圈部件(2)在面朝夹紧件(3)的那个端侧(21)有一锥形外表面，它与夹紧件(3)的锥形内表面至少局部完全一致，使具有锥形内表面的夹紧件(3)与具有锥形外表面的梯度线圈部件构成一个共同的形状封闭的第一接触面(4)。
4.按照权利要求3所述的连接装置，其特征为所述第一接触面(4)是轴对称的。
5.按照权利要求4所述的连接装置，其特征为所述第一接触面(4)与对称轴(10)的夹角在5至15度之间。
6.按照权利要求1至5之一所述的连接装置，其特征为所述梯度线圈部件(2)和基波磁铁部件(1)在梯度线圈部件(2)背对夹紧件(3)的那一个端侧，直接通过锥形的第二接触面(6)形状封闭地连接。
7.按照权利要求6所述的连接装置，其特征为所述第二接触面(6)与对称轴(10)的夹角在5至15度之间。
8.按照权利要求1至7之一所述的连接装置，其特征为所述夹紧件(3)借助螺栓和/或夹紧螺栓夹紧地固定在梯度线圈部件(2)与基波磁铁部件(1)之间。
9.按照权利要求1至8之一所述的连接装置，其特征为所述夹紧件(3)用一种不导电的材料制造。
10.按照权利要求1至9之一所述的连接装置，其特征为所述夹紧件(3)用一种以环氧树脂为基的玻璃布板制造。
11.一种核自旋X射线断层摄影机，其特征为它具有按照权利要求1至10之一所述的连接装置。
12.按照权利要求1至10之一所述的连接装置的应用。
全文摘要
本发明涉及一种在核自旋X射线断层摄影机的基波场磁铁(1)中用于定位和固定梯度线圈部件(2)的装置，其中，一个环形夹紧件(3)在梯度线圈部件(2)的一个端侧夹紧在梯度线圈部件(2)与基波场磁场(1)之间。该夹紧件(3)具有一锥形内表面，夹紧件通过它与梯度线圈部件(2)处于形状封闭接触(4)状态。该锥形内表面可设计为轴对称，所以在定位时它将自动定心的力作用在梯度线圈部件(2)上。这对于节省时间和准确地装配是有利的。通过夹紧件(3)与梯度线圈部件(2)之间的环形接触，促使夹紧梯度线圈部件(2)，这种夹紧除减少振动外还能降低噪声。
文档编号G01R33/385GK1468584SQ03148918
公开日2004年1月21日 申请日期2003年6月24日 优先权日2002年6月27日
发明者约翰·舒斯特, 斯蒂芬·斯托克, 斯托克, 约翰 舒斯特 申请人:西门子公司