冷卻的MR線圈布置制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種磁共振線圈布置（202），其包括用于生成磁場的電導(dǎo)體，其中，所述電導(dǎo)體通過電絕緣體（204）相互電絕緣，其中，所述絕緣體（204）包括氮化物或氧化鋁作為電絕緣材料。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種磁共振線圈布置，還涉及一種磁共振成像系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
當(dāng)前，利用磁場和核自旋之間的相互作用以形成二維或三維圖像的圖像形成MR方法得到了廣泛使用，特別是在醫(yī)療診斷領(lǐng)域，因為針對軟組織的成像，該方法在很多方面優(yōu)于其他成像方法，該方法不需要電離輻射，并且通常是無創(chuàng)的。根據(jù)一般的MR方法，將患者的身體或者一般而言的檢查對象布置到強的均勻磁場Btl內(nèi)，同時該磁場的方向定義了測量所基于的坐標(biāo)系的軸,一般為z軸。 磁場產(chǎn)生各核自旋的不同能級，所述能級依賴于所施加的磁場強度，可以通過施加具有規(guī)定頻率的，即所謂的拉莫爾頻率或MR頻率的交變電磁場(RF場)激發(fā)所述自旋(自旋共振)。從宏觀的角度來看，各核自旋的分布將產(chǎn)生總體磁化，可以通過施加具有適當(dāng)頻率(RF脈沖)的電磁脈沖而使所述總體磁化偏離平衡狀態(tài)，而磁場垂直于z軸延伸，這使得所述磁化進行關(guān)于z軸的進動。可以通過接收RF天線探測所述磁化的任何變化，所述天線在MR裝置的檢查體積內(nèi)以一種方式布置和取向，即使得沿垂直于z軸的方向測量所述磁化的變化。為了實現(xiàn)體內(nèi)的空間分辨率，使沿三個主軸延伸的磁場梯度疊加到均勻磁場上，這將導(dǎo)致自旋共振頻率的線性空間依賴性。因而，所述接收天線拾取的信號將含有不同頻率的分量，可以將所述分量與體內(nèi)的不同位置相關(guān)聯(lián)。經(jīng)由接收天線獲得的信號數(shù)據(jù)對應(yīng)于空間頻率域并被稱為k空間數(shù)據(jù)。所述k空間數(shù)據(jù)通常包括采用不同的相位編碼獲取的多條線。通過收集若干樣本使每條線數(shù)字化。將k空間數(shù)據(jù)的樣本的集合轉(zhuǎn)換為MR圖像，例如，通過傅里葉變換。因而，可以總結(jié)出，線圈在磁共振成像中起著重要作用。線圈設(shè)計中的一個重要參數(shù)是線圈能夠處理的最大均方根(rms)電流。提高最大rms電流允許在更短的時間內(nèi)提供更多的流經(jīng)線圈的電流，即，其允許提供更高的功率。因此，可以減少掃描時間。限制最大rms電流,尤其是限制線圈系統(tǒng)中的最大rms電流的一個方面是線圈在工作期間所散發(fā)的熱量。MR系統(tǒng)中的(例如)梯度線圈的軸需要通過絕緣層的方式相互電絕緣。通常，在這一層中，采用玻璃布作為間隔體使所述軸就位并且通過在所述軸之間建立足夠的距離而降低這一區(qū)域內(nèi)的電場。典型地，將使用環(huán)氧樹脂灌注這一結(jié)構(gòu)，從而將所有的部分固定到一起。具有開放結(jié)構(gòu)的玻璃布旨在吸收所述軸之間的樹脂，從而將所述結(jié)構(gòu)結(jié)合到一起。對于高電壓梯度線圈而言，線圈軸之間的用以降低線圈軸之間的電場的足夠的距離對于避免局部放電變得更加重要，所述局部放電在MR系統(tǒng)中特別是指擊穿(spikes)。然而，通過(例如)提高絕緣厚度來增大所述距離同時增大了流向(例如)梯度線圈的冷卻基礎(chǔ)設(shè)施的熱流的熱障，從而降低梯度線圈的最大rms電流。存在幾種提高最大rms電流的選擇。一種選擇是簡單地提高線圈的工作溫度。然而，這種選擇需要耐受更高的溫度的環(huán)氧樹脂，并且所耗散的功率將對周圍的MR系統(tǒng)加熱，而周圍的MR系統(tǒng)的溫度也應(yīng)當(dāng)保持在一定的限度內(nèi)。提高最大rms電流的第二種選擇是降低通往冷卻基礎(chǔ)設(shè)施的熱障。這一點可以通過為這些層使用具有更高的導(dǎo)熱率的材料來實現(xiàn)。為了提高梯度線圈軸之間的層的導(dǎo)熱率，通常使用填充的環(huán)氧樹脂，其中，填充劑通常是混合到環(huán)氧樹脂內(nèi)的陶瓷粉末，其將改進機械和熱特性。然而，在線圈軸之間的開口窄的情況下，由于混合了陶瓷粉末而具有高粘性的環(huán)氧樹脂不能均勻地滲透到線圈軸之間的間隔內(nèi)，其可能導(dǎo)致環(huán)氧樹脂填充區(qū)域內(nèi)的氣泡。這些氣泡又可能導(dǎo)致(例如)電場集中，在線圈工作時，所述電場集中將促使局部放電的出現(xiàn)。US7554326B2公開了一種磁共振成像設(shè)備，其包括具有多個按照預(yù)定纏繞模式建立的線構(gòu)件的梯度磁線圈，其中，第一樹脂材料填充多個線圈之間的縫隙，并且具有比第一樹脂材料更高的導(dǎo)熱率的第二樹脂材料填充給定線圈的線構(gòu)件之間形成的縫隙。
技術(shù)實現(xiàn)思路
從上文將容易地意識到，需要一種具有提高的熱性能的改進的磁共振線圈布置以及一種改進的磁共振成像系統(tǒng)。根據(jù)本專利技術(shù)，提供了一種包括用于生成磁場的電導(dǎo)體的磁共振線圈布置，其中，所述電導(dǎo)體通過電絕緣體相互電絕緣，其中，所述絕緣體包括作為電絕緣材料的氮化物或氧化招。本專利技術(shù)的實施例的優(yōu)點在于，能夠為磁共振線圈布置提供高導(dǎo)熱率，從而降低了通往相應(yīng)的冷卻基礎(chǔ)設(shè)施的熱障。因而，避免了過熱，并且提高了線圈布置的最大rms電流。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，以“指紋”狀線圈結(jié)構(gòu)(圖樣)纏繞電導(dǎo)體，其中，絕緣體位于所述指紋狀線圈結(jié)構(gòu)的單個線圈繞組之間和/或位于不同的線圈軸之間。梯度線圈構(gòu)造通常針對X軸和y軸使用分布式的“指紋”狀線圈。在制造過程中，可以從銅片上切割或蝕刻出這些線圈。在替代的情況下，所述“指紋”線圈圖樣可以由圓形或矩形導(dǎo)體、空心導(dǎo)體或(一條或多條)導(dǎo)線所制成。通常將螺旋狀圖樣制成平的以保持適當(dāng)?shù)木€圈尺寸。在最新的制造過程中，將例如FR-4預(yù)浸潰層壓體的絕緣襯墊材料結(jié)合至所述圖樣，從而在構(gòu)建線圈和提供一部分絕緣體的進一步的處理過程中保持明確限定的繞組的位置。之后，將銅和襯墊材料卷繞成適當(dāng)?shù)男螒B(tài)，用于組裝到梯度管上，在該處，能夠?qū)⑺鼈兌询B到其他線圈結(jié)構(gòu)的頂部。通過使用氮化物或氧化鋁的熱傳遞特性，改進了分布式指紋狀線圈結(jié)構(gòu)的各個線圈層之間的熱傳輸。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，將氮化物或氧化鋁作為填充物材料包含在作為絕緣體的部分的預(yù)浸潰層壓體內(nèi)。因而，在線圈圖樣的襯墊材料內(nèi)使用作為填充物材料包含的氮化物或氧化鋁的導(dǎo)熱預(yù)浸潰體來增強熱傳輸特性。根據(jù)本專利技術(shù)的另一實施例，所述線圈布置包括堆疊在彼此頂部的單個線圈的集合，其中，所述單個線圈通過絕緣體相互分離。這種方案在針對X、y、z方向的梯度線圈堆疊在彼此頂部的情況特別合適。根據(jù)本專利技術(shù)的又一實施例，所述單個線圈通過灌注的間隔體相互分開。可以將這一間隔體與一個或多個絕緣層組合成堆疊，以形成絕緣，或者可以簡單地使用所述間隔體創(chuàng)建絕緣。對于作為絕緣的部分的間隔體而言，就像所述堆疊內(nèi)的其他絕緣層一樣，使用氮化物或氧化鋁材料同樣是有利的。就通常為布的間隔體而言，間隔體材料內(nèi)的氮化物材料將為復(fù)合材料(在用環(huán)氧樹脂進行灌注時)提供高的導(dǎo)熱率。因此，解決了混合到用于灌注的環(huán)氧樹脂內(nèi)的填充物材料可能堵塞堆疊在彼此頂部的單個線圈之間的通常較小的空間的問題。因而，仍然可以將所建立的能很好地工作的環(huán)氧樹脂用作灌注材料，但是與此同時朝向冷卻基礎(chǔ)設(shè)施的熱障也降低了。因而，不將具有高導(dǎo)熱率的材料用作環(huán)氧樹脂中的填充劑，而是將具有更好的導(dǎo)熱性的材料用作通常使用的玻璃布的替代。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，采用樹脂對所述布進行灌注，其中，所述布的介電常數(shù)與樹脂的介電常數(shù)匹配，并且/或者其中，所述氮化物為氮化硼、氮化硅或氮化鋁。在布的介電常數(shù)與樹脂的介電常數(shù)匹配的情況下，這允許也將其用到高電壓線圈布置內(nèi)，在所述高電壓線圈布置內(nèi)，除了要求高導(dǎo)熱率之外，還要求相近的介電常數(shù)以避免電場集中，因而能夠克服局部放電。 一般來講，必須指出，在低電壓線圈中這樣的介電常數(shù)匹配可能不是必須的，因而可以采用其他類型的氮化物來實現(xiàn)本專利技術(shù)。根據(jù)本專利技術(shù)的另一實施例，通過一個或多個灌注間隔體使毗鄰地堆疊在彼此頂部的線圈相互分開，所述間隔體有可能與絕緣層相結(jié)合，其中，所述絕緣層的介電常數(shù)與所述樹脂的介電常數(shù)匹配。而且，這也允許將所述線圈布置用作高電壓線圈。根據(jù)本發(fā)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：S·A·J·拉斯特，S·馬利奇，
申請(專利權(quán))人：皇家飛利浦電子股份有限公司，
類型：
國別省市：