专利名称：具有空腔和设置在该空腔内的梯度线圈系统的磁共振设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有空腔和设置在该空腔内的梯度线圈系统的磁共振设备设置。
背景技术：
磁共振技术是一种公知的用于获得检查对象体内图像的技术。其方式是将磁共振设备内梯度线圈系统产生的快速交变的梯度场，与基本磁场磁铁产生的静态基本磁场叠加在一起。这种磁共振设备还有一个高频天线，为了触发磁共振信号该天线将高频信号射入检查对象内并接收所触发的磁共振信号，然后以此为基础产生磁共振图像。
在DE 44 14 371 A1中介绍了一种磁共振设备，在这种磁共振设备中在磁共振设备的高频天线与梯度线圈系统之间设置了一个高频屏蔽层，其作用是允许梯度线圈系统产生的低频区电磁场通过，同时阻止高频天线产生的高频区电磁场通过。在此高频屏蔽层包括有导电能力的两层，第一层和第二层相对设置在一起，这两层通过电介质彼此隔开，屏蔽层内含有并排设置的印刷电路，电路通过绝缘槽彼此隔开，第一层内的绝缘槽与第二层内的绝缘槽相对错开设置且至少一个屏蔽层内相邻的印刷电路通过传导高频电流的、经过特殊设置的电桥，例如广泛使用的电容器彼此连接在一起。
在DE 34 45 724 A1中介绍了磁共振设备的一种空腔圆柱形梯度场线圈结构，在其内侧和/或外侧有一个屏蔽层用于屏蔽高频天线产生的高频电磁场。梯度场线圈结构作为一个部件基本上覆盖了磁共振设备的整个基本磁场磁铁。高频天线集中设置在梯度场线圈结构内。
在DE 43 44 287 C1中则介绍了一种带有一个超导基本磁场磁铁的磁共振设备。在磁铁的开口内在一个支撑管上安装了梯度线圈系统和高频天线。基本磁场磁铁做成空腔圆柱形，这样开口也为圆柱形。支撑管作为一个部件安装在开口内并全部插入。
最后在DE 101 56 770 A1中介绍了带有梯度线圈系统的磁共振设备，该系统的导电结构是这样设置和构成的，即至少在磁共振设备的成像空间内，由梯度场通过感应效应在导电结构上引起的磁场与梯度场相似。在一个实施例中至少有一部分导电结构作为基本磁场磁铁的组成部分形成桶罩状。这样利用这个优点即可组成不带梯度屏蔽线圈的梯度线圈系统，因为根据导电结构引起的磁场的相似性，通过预失真处理可以几乎完全控制交变梯度场的非期望结果，从而不会因为梯度屏蔽线圈而削弱梯度场的强度。
在US 4 864 241中介绍了一种可抵消涡流的磁共振设备。这通过梯度线圈的具体控制实现，这些线圈组装在一个空腔圆柱形单元内。为产生高频磁场，在梯度线圈单元内设置了一个同样是空腔圆柱形的小半径高频天线。
由于有高强度电流通过，因此梯度线圈单元将承受很强的感应力。这些单元通常固定在基本磁场磁铁的壳体上。为便于接近，例如为了更换梯度线圈单元，固定机构设计为可松开的。因为基本磁场磁铁是磁共振设备中最贵的组件之一，而且应尽可能不作为易损备用组件使用，所以非常有必要采用可松开的固定机构。

发明内容
本发明的目的是提供一种具有改善的高频技术特性的磁共振设备。
按照本发明的磁共振设备，包含一个基本磁场磁铁和一个梯度线圈系统，其中，该基本磁场磁铁具有一个空腔，该空腔由基本磁场磁铁的导电限定面限定，梯度线圈系统设置在该空腔中，其特征在于-所述梯度线圈系统至少包括两个结构上彼此分离并保持一定距离的单元，其中，每一个单元都由高频屏蔽层所包围；-该高频屏蔽层与限定面之间的距离很短，使得由于高频屏蔽层与限定面之间的电容耦合，而使高频屏蔽层与限定面之间以高频方式产生短路，从而使限定面成为供高频电流回流的表面。
由此高频屏蔽层可通过限定面例如高频接地并由此不具有高频电位，也就是说，可以具有优点地例如通过梯度连接电缆防止接触电压和/或电位传输。此外由于扩大了围绕限定面的供高频电流回流的表面，所以还改善了高频天线的品质。由此通过限定面和与限定面相对的部分高频屏蔽层限定了高频场回流空间。
为了在高频屏蔽层和限定面上能够重新产生和控制高频电流，还可以在高频屏蔽层与限定面之间设置一些短路带。例如，可以将16个短路带按方位角分布设置在空腔圆柱形基本磁场磁铁的每个侧面上。
除了采用圆柱形对称结构外，还可以按类似方式在具有板式梯度线圈系统的公开的磁共振设备上实现本发明。
高频屏蔽层与限定面之间以高频方式短路的必要性首先是由于分开构成的梯度线圈系统以及与此相关地将梯度线圈单元与基本磁场磁铁之间的空间用作高频场回流空间。在本文开始引用的文章中没有描述这个空间的应用，也没有描述这类结构。相应地这些梯度线圈系统通常固定在一个托架上，该托架在整个长度上延伸，就是说，这些梯度线圈系统都为单件构成的，并且如果有这样的情况，也只作为单个部件由高频屏蔽层包围(DE 34 45 724 A1)。因此高频磁场无法穿过梯度线圈系统，而且从确定的高频电路角度来看，也不必形成特定的场回流空间。


本发明的其它优点、特征和细节将从本发明的下述实施例和结合附图的说明中呈现出来。其中图1示出磁共振设备上半部分的纵向剖视图，其具有一个通道式容纳病人的空间，具有一个带有桶罩形凸起空腔的基本磁场磁铁，同时具有一个由高频屏蔽层围绕的梯度线圈系统，该高频屏蔽层通过短路带与有导电能力的空腔限定面连接。
图2示出短路带纵向剖视图，其具有一个串连电容器。
具体实施例方式
作为本发明的一个实施例，图1中描绘了磁共振设备上半部分及一个通道式病人容纳空间的纵向剖视图。为了在病人容纳空间内产生尽可能均匀的静态基本磁场，磁共振设备具有一个基本上为空腔圆柱形的超导基本磁场磁铁，为了实施本文开始处提及的DE 101 56 770 A1中的概念，基本磁场磁铁的导电真空腔12在空腔区域内成桶罩形凸起。在基本磁场磁铁的空腔内设置了一个时间可变磁场的产生装置，其包括一个非主动屏蔽的梯度线圈系统和一个高频天线。在此，该产生装置这样与基本磁场磁铁连接，即用物质60来浇注该两个部件之间的隔腔，物质60具有低介电高频损失并且能加固整个装置以降低机械振动和摆动，这样可抵消在磁共振设备运行期间产生的噪音。
梯度线圈系统包括两个彼此隔开、空腔圆柱形的单元21和22，为产生可快速通断的梯度场，这些单元包含第一和第二横向梯度线圈，以及一个纵向梯度线圈。在此，两个单元21和22中的每一个基本上都由高频屏蔽层40包围。在两个单元21和22之间的高频屏蔽层40之间设置有高频天线部件30，这些部件包括用于构成低通鸟笼形高频天线的天线杆和共振电容器。在此高频屏蔽层40的一部分还是高频天线电流通路的一部分，为此所述高频天线的部件30以高频传导的方式与高频屏蔽层40连接。
在此，高频屏蔽层40这样与真空腔12近距离地设置，使得高频屏蔽层40由于由此产生的电容耦合而以高频方式与真空腔12形成短路。从而通过真空腔朝向梯度线圈系统的一侧、通过高频屏蔽层朝向真空腔的一侧以及通过高频天线限定了一个高频场回流空间。相应地，这些导电表面构成了一个高频共振器，在这个共振器上流过产生高频磁场的电流。真空腔以延迟的方式达到接地电位，从而也使高频屏蔽层40接地。这样可具有优点地例如通过梯度连接电缆来防止接触电压和电位传输。还可以通过借助于一些(例如16个)分布设置在外围方向上的短路带50将高频屏蔽层40与真空腔12导电连接来改善高频天线的品质。这样就会在高频共振器内形成稳定的高频电流，这些电流在高频屏蔽层40与真空腔12之间的过渡区域内受干扰的影响很小。
在本发明的另一个实施例中，图1中的短路带50由图2中的短路带50’所取代，这些短路带配有串连电容器52’，用于补偿短路带50’的自感应。
以上描述的内容也相应地适用于带有不具有凸起的圆柱形空腔的基本磁场磁铁、主动屏蔽式梯度线圈系统和/或未从结构上彼此隔成两部分的梯度线圈系统。
有关与常规解决方案相比包含有单元21和22以及设置在其中间的高频天线的梯度线圈系统，以及将梯度线圈的导线分布在两个单元21和22上的优点，描述在本申请人的后续公开的DE 103 13 229中。
权利要求
1.一种磁共振设备，其包含一个基本磁场磁铁和一个梯度线圈系统，其中，该基本磁场磁铁具有一个空腔(A4)，该空腔(A4)由基本磁场磁铁的导电限定面来限定，该梯度线圈系统设置在该空腔(A4)中，其特征在于-所述梯度线圈系统至少包括两个结构上彼此分离并保持一定距离的单元，其中，每一个单元都由高频屏蔽层所包围；-该高频屏蔽层与限定面之间的距离很短，使得由于高频屏蔽层与限定面之间的电容耦合，而使高频屏蔽层与限定面之间以高频方式产生短路，从而使限定面成为供高频电流回流的表面。
2.如权利要求1所述的磁共振设备，其特征在于，所述高频屏蔽层借助于多个短路带与所述限定面连接。
3.如权利要求1或2中任意一项所述的磁共振设备，其特征在于，至少有一个短路带带有一个串连电容器，用于补偿短路带的自感应。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的磁共振设备，其特征在于，所述磁共振设备的基本磁场磁铁是超导基本磁场磁铁，其真空腔构成限定面。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的磁共振设备，其特征在于，在各单元之间设置有磁共振设备高频天线的部件。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的磁共振设备，其特征在于，所述梯度线圈系统和/或各单元构成为空腔圆柱形。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的磁共振设备，其特征在于，所述限定面是这样实现的，使得至少部分由于梯度线圈系统中的至少一个梯度线圈中的电流的改变而触发的涡流磁场，至少对磁共振设备成像空间内由梯度线圈产生的梯度场的非线性部分进行补偿。
8.如权利要求7所述的磁共振设备，其特征在于，所述梯度线圈与限定面这样彼此调谐设置，使得在成像空间内所述涡流磁场与梯度场相似。
9.如权利要求1至8中任意一项所述的磁共振设备，其特征在于，所述限定面至少在中间区域构成为桶罩形。
全文摘要
本发明涉及一种磁共振设备，其包含一个基本磁场磁铁和一个梯度线圈系统，其中，该基本磁场磁铁具有一个空腔，该空腔由基本磁场磁铁的导电限定面限定，梯度线圈系统设置在该空腔中，其特征在于所述梯度线圈系统至少包括两个结构上彼此分离并保持一定距离的单元，其中，每一个单元都由高频屏蔽层所包围；该高频屏蔽层与限定面之间的距离很短，使得由于高频屏蔽层与限定面之间的电容耦合，而使高频屏蔽层与限定面之间以高频方式产生短路，从而使限定面成为供高频电流回流的表面。
文档编号G01R33/34GK1657969SQ20041009420
公开日2005年8月24日 申请日期2004年9月30日 优先权日2003年10月1日
发明者于尔根·尼斯特勒, 斯蒂芬·斯托克尔, 马库斯·维斯特尔 申请人:西门子公司