專利名稱：射頻屏蔽和磁共振成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于磁共振成像(MRI)系統(tǒng)的射頻(RF)屏蔽以及MRI系統(tǒng)。更詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及能防止因在RF屏蔽中引發(fā)的渦流而導(dǎo)致MRI圖像質(zhì)量下降的RF屏蔽以及采用所述RF屏蔽的MRI系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
MRI系統(tǒng)在RF線圈和梯度線圈之間插入有RF屏蔽，以防止RF線圈和梯度線圈之間的耦合。但是，在RF屏蔽中會(huì)感應(yīng)出由磁場(chǎng)梯度導(dǎo)出的渦流，所述渦流降低了MRI的圖像質(zhì)量。
在過去，將RF屏蔽分成數(shù)個(gè)部分，以盡量減少渦流的負(fù)面效應(yīng)(例如，參閱專利文件1)。
此外，要避免RF屏蔽的變形，以防止可能引發(fā)的非對(duì)稱渦流(例如，參閱專利文件2)。
〔專利文件1〕日本未審查的專利申請(qǐng)公開No.8-252234〔專利文件2〕日本未審查的專利申請(qǐng)公開No.2000-333929.
當(dāng)RF屏蔽接地時(shí)，RF線圈的性能可以穩(wěn)定。但X軸的梯度線圈、Y軸的梯度線圈和Z軸的梯度線圈相對(duì)于RF屏蔽的幾何結(jié)構(gòu)各不相同。所以，X軸的梯度線圈、Y軸的梯度線圈和Z軸的梯度線圈之間在RF屏蔽中引發(fā)的渦流是不同的。僅將RF屏蔽接地，渦流并不能均勻釋放。這導(dǎo)致MRI圖像質(zhì)量的下降。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種能防止因RF屏蔽中所引發(fā)的渦流導(dǎo)致MRI圖像質(zhì)量下降的RF屏蔽以及采用所述RF屏蔽的MRI系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種通過電容器接地的用于MRI系統(tǒng)的RF屏蔽。
在各種構(gòu)成特征之中，所述電容器必需能夠提供與高頻電流有關(guān)的低阻抗。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，RF屏蔽不是直接接地而是通過電容器接地。在RF屏蔽中一個(gè)位置與其中其它位置的差異由電容器提供的阻抗所吸收。結(jié)果，可以均勻地釋放由X軸的梯度線圈、Y軸的梯度線圈和Z軸的梯度線圈分別在RF屏蔽中引發(fā)的渦流。最終，防止了在RF屏蔽中引發(fā)的渦流使MRI圖像質(zhì)量下降。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于MRI系統(tǒng)的RF屏蔽。所述RF屏蔽在兩個(gè)或兩個(gè)以上點(diǎn)通過具有相同電容量的電容器接地。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，RF屏蔽不是直接接地而是通過電容器接地。在RF屏蔽中一個(gè)位置與其中其它位置的差異由電容器提供的阻抗所吸收。而且，由于RF屏蔽在兩個(gè)或兩個(gè)以上點(diǎn)通過電容器接地，所以RF屏蔽的位置與其它位置的差異可以忽略不計(jì)。結(jié)果，可以均勻地釋放由X軸的梯度線圈、Y軸的梯度線圈和Z軸的梯度線圈分別在RF屏蔽中引發(fā)的渦流。最終，防止了在RF屏蔽中引發(fā)的渦流使MRI圖像質(zhì)量下降。
此外，由于采用的是具有相同電容量的電容器，所以制造和維護(hù)都很容易。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于MRI系統(tǒng)的RF屏蔽。所述RF屏蔽在兩個(gè)或兩個(gè)以上點(diǎn)通過根據(jù)其電容量獨(dú)立地選擇的電容器接地。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，RF屏蔽不是直接接地而是通過電容器接地。因此，在RF屏蔽中一個(gè)位置與其中其它位置的差異由電容器提供的阻抗所吸收。而且，RF屏蔽是在兩個(gè)或兩個(gè)以上點(diǎn)通過電容器接地，且每個(gè)電容器是考慮接地點(diǎn)在RF屏蔽中的位置而根據(jù)其電容量來選擇的。從而，在RF屏蔽中一個(gè)位置與其中其它位置的差異可以忽略不計(jì)。因此，可以均勻地釋放由X軸的梯度線圈、Y軸的梯度線圈和Z軸的梯度線圈分別在RF屏蔽中引發(fā)的渦流。最終，防止了在RF屏蔽中引發(fā)的渦流使MRI圖像質(zhì)量下降。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，RF屏蔽具有與上述屏蔽相同的構(gòu)成特征。此處，將連接到最靠近大地的接地點(diǎn)的電容器的電容量設(shè)定到最小值。
根據(jù)第四方面，將連接到最靠近大地的接地點(diǎn)的電容器的電容量設(shè)定到最小值。因此，沿接地連接線(包括最靠近大地的接地點(diǎn))所提供的阻抗被設(shè)定到最大值。結(jié)果，沿接地連接線(包括距大地最遠(yuǎn)的接地點(diǎn))所提供的阻抗的差異就很小。這就意味著在RF屏蔽中一個(gè)位置與其中其它位置的差異可以忽略不計(jì)。因此，可以均勻地釋放由X軸的梯度線圈、Y軸的梯度線圈和Z軸的梯度線圈分別在RF屏蔽中引發(fā)的渦流。最終，防止了在RF屏蔽中引發(fā)的渦流使MRI圖像質(zhì)量下降。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種用于垂直磁場(chǎng)型MRI系統(tǒng)的RF屏蔽。此處，上RF屏蔽在4個(gè)或4個(gè)以上點(diǎn)通過電容器接地，這些點(diǎn)的方向各不相同，彼此相差相等的角度。下RF屏蔽在4個(gè)或4個(gè)以上點(diǎn)通過電容器接地，這些點(diǎn)的方向各不相同，彼此相差相等的角度。
根據(jù)第五方面，上RF屏蔽和下RF屏蔽都不是直接接地而是通過電容器接地。在每個(gè)RF屏蔽中一個(gè)位置與其中其它位置的差異由電容器提供的阻抗所吸收。此外，每個(gè)RF屏蔽在4個(gè)或4個(gè)以上點(diǎn)通過電容器接地，這些點(diǎn)的方向各不相同，彼此相差相等的角度。結(jié)果，在每個(gè)RF屏蔽中一個(gè)位置與其中其它位置的差異就可忽略不計(jì)。因此，可以均勻地釋放由X軸的梯度線圈、Y軸的梯度線圈和Z軸的梯度線圈分別在RF屏蔽中引發(fā)的渦流。最終，防止了在RF屏蔽中引發(fā)的渦流使MRI圖像質(zhì)量下降。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種用于垂直磁場(chǎng)型MRI系統(tǒng)的RF屏蔽。此處，上RF屏蔽通過電容器連接到接地的上磁體或磁極片，或連接到上磁體或磁極片的接地外殼。下RF屏蔽通過電容器連接到接地的下磁體或磁極片，或連接到下磁體或磁極片的接地外殼。
根據(jù)第六方面，上RF屏蔽和下RF屏蔽都不是直接接地而是通過電容器接地。因此，在每個(gè)RF屏蔽中一個(gè)位置與其中其它位置的差異由電容器提供的阻抗所吸收。結(jié)果，在每個(gè)RF屏蔽中一個(gè)位置與其中其它位置的差異就可忽略不計(jì)。因此，可以均勻地釋放由X軸的梯度線圈、Y軸的梯度線圈和Z軸的梯度線圈分別在RF屏蔽中引發(fā)的渦流。最終，防止了在RF屏蔽中引發(fā)的渦流使MRI圖像質(zhì)量下降。此外，由于每個(gè)RF屏蔽連接到最靠近的磁體或磁極片，或連接到最靠近的磁體或磁極片的外殼，因此可以有小的布線尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種用于垂直磁場(chǎng)型MRI系統(tǒng)的RF屏蔽。此處，RF屏蔽通過電容器連接到接地的支柱。
根據(jù)第七方面，RF屏蔽不是直接接地而是通過電容器接地。因此，在RF屏蔽中一個(gè)位置與其它位置的差異由電容器提供的阻抗所吸收。結(jié)果，在RF屏蔽中一個(gè)位置與其它位置的差異就可忽略不計(jì)。因此，可以均勻地釋放由X軸的梯度線圈、Y軸的梯度線圈和Z軸的梯度線圈分別在RF屏蔽中引發(fā)的渦流。最終，防止了在RF屏蔽中引發(fā)的渦流使MRI圖像質(zhì)量下降。由于RF屏蔽連接到其最靠近的支柱，所以可以有小的布線尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，RF屏蔽具有與上述屏蔽相同的構(gòu)成特征。此處，電容器的電容量為1000pF或更大。
根據(jù)第八方面，所提供的與在RF屏蔽中引發(fā)的例如10kHz的渦流有關(guān)的阻抗為160Ω或更小。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，RF屏蔽通過電容器接地。
根據(jù)第九方面的MRI系統(tǒng)采用根據(jù)第一方面的RF屏蔽。結(jié)果，防止了在RF屏蔽中引發(fā)的渦流使MRI圖像質(zhì)量下降。
根據(jù)本發(fā)明的第十方面，RF屏蔽在兩個(gè)或兩個(gè)以上點(diǎn)通過具有同樣電容量的電容器接地。
根據(jù)第十方面的MRI系統(tǒng)采用根據(jù)第二方面的RF屏蔽。結(jié)果，防止了在RF屏蔽中引發(fā)的渦流使MRI圖像質(zhì)量下降。
根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，提供一種MRI系統(tǒng)，其中RF屏蔽在兩個(gè)或兩個(gè)以上點(diǎn)通過按照其電容量獨(dú)立選擇的電容器接地。
根據(jù)第十一方面的MRI系統(tǒng)采用根據(jù)第三方面的RF屏蔽。結(jié)果，防止了在RF屏蔽中引發(fā)的渦流使MRI圖像質(zhì)量下降。
根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，MRI系統(tǒng)具有與上述系統(tǒng)相同的構(gòu)成特征。此處，把連接到最靠近大地的接地點(diǎn)的電容器的電容量設(shè)定到最小值。
根據(jù)第十二方面的MRI系統(tǒng)采用根據(jù)第四方面的RF屏蔽。結(jié)果，防止了在RF屏蔽中引發(fā)的渦流使MRI圖像質(zhì)量下降。
根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，提供一種垂直磁場(chǎng)型MRI系統(tǒng)。此處，上RF屏蔽在4個(gè)或4個(gè)以上點(diǎn)通過電容器接地，這些點(diǎn)的方向各不相同，彼此相差相等的角度。下RF屏蔽在4個(gè)或4個(gè)以上點(diǎn)通過電容器接地，這些點(diǎn)的方向各不相同，彼此相差相等的角度。
根據(jù)第十三方面的MRI系統(tǒng)采用根據(jù)第五方面的RF屏蔽。結(jié)果，防止了在RF屏蔽中引發(fā)的渦流使MRI圖像質(zhì)量下降。
根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，提供一種垂直磁場(chǎng)型MRI系統(tǒng)。此處，上RF屏蔽通過電容器連接到接地的上磁體或磁極片，或連接到上磁體或磁極片的接地外殼。下RF屏蔽通過電容器連接到接地的下磁體或磁極片，或連接到下磁體或磁極片的接地外殼。
根據(jù)第十四方面的MRI系統(tǒng)采用根據(jù)第六方面的RF屏蔽。結(jié)果，防止了在RF屏蔽中引發(fā)的渦流使MRI圖像質(zhì)量下降。
根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，提供一種垂直磁場(chǎng)型MRI系統(tǒng)。此處，RF屏蔽通過電容器連接到接地的支柱。
根據(jù)第十五方面的MRI系統(tǒng)采用根據(jù)第七方面的RF屏蔽。結(jié)果，防止了在RF屏蔽中引發(fā)的渦流使MRI圖像質(zhì)量下降。
根據(jù)本發(fā)明的第十六方面，MRI系統(tǒng)具有與上述系統(tǒng)相同的構(gòu)成特征。此處，電容器的電容為1000pF或更大。
根據(jù)第十六方面的MRI系統(tǒng)采用根據(jù)第八方面的RF屏蔽。結(jié)果，防止了在RF屏蔽中引發(fā)的渦流使MRI圖像質(zhì)量下降。
根據(jù)本發(fā)明適合于其中的RF屏蔽和MRI系統(tǒng)，可以借助感應(yīng)把由X軸的梯度線圈、Y軸的梯度線圈和Z軸的梯度線圈分別在RF屏蔽中引發(fā)的渦流同時(shí)均勻地釋放到大地。結(jié)果，防止了在RF屏蔽中引發(fā)的渦流使MRI圖像質(zhì)量下降。
從以下對(duì)在附圖中圖解說明的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)可一目了然。


圖1是顯示根據(jù)第一實(shí)施例的MRI系統(tǒng)的側(cè)視圖。
圖2為圖1所示MRI系統(tǒng)的A-A’截面圖。
圖3是顯示根據(jù)第一實(shí)施例的RF屏蔽中的接地點(diǎn)的示意圖。
圖4是顯示根據(jù)第二實(shí)施例的MRI系統(tǒng)的側(cè)視圖。
附圖中符號(hào)說明圖1100MRI系統(tǒng)；YBa，YBb基座磁軛；PPa，PPb磁極片；GC梯度線圈；Gp大地；YP支撐磁軛；Ma、Mb磁體；RCRF線圈；1a、1b電容器；10bRF屏蔽；圖2100MRI系統(tǒng)；YBb基座磁軛；2b、1b、4b電容器；PPb磁極片；Gp大地；YP支撐磁軛；RCRF線圈；10bRF屏蔽；Mb磁體；圖310bRF屏蔽；Mb磁體；1b、2b、3b、4b電容器；gp大地；圖4
200MRI系統(tǒng)；Ma、Mb磁體；PPa，PPb磁極片；3a、3b、1a、1b電容器；GC梯度線圈；YBa，YBb基座磁軛；YP支撐磁軛；RCRF線圈；10bRF屏蔽；gP大地；具體實(shí)施方式
將聯(lián)系以下舉例說明的實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。
第一實(shí)施例圖1是顯示根據(jù)第一實(shí)施例的MRI系統(tǒng)100的側(cè)視圖。圖2是圖1所示MRI系統(tǒng)的A-A’截面圖。
MRI系統(tǒng)100是開放式MRI系統(tǒng)。此處，磁路包括彼此在垂直方向上相對(duì)的磁體Ma和Mb；基座磁軛YBa和YBb；支撐磁軛YP；以及磁極片PPa和PPb；所述磁路用來在磁極片Ppa和PPb之間引發(fā)垂直方向上的靜態(tài)磁場(chǎng)。
梯度線圈(分別包括X軸，Y軸和Z軸)GC、銅箔RF屏蔽10a和RF線圈RC層疊在上磁極片PPa的下側(cè)。
此外，梯度線圈(分別包括X軸，Y軸和Z軸)GC、銅箔RF屏蔽10b和RF線圈RC層疊在下磁極片PPb的上側(cè)。
下磁體Mb在一個(gè)點(diǎn)連接到大地gp。因此，電連接到下磁體Mb的下基座磁軛Ypa、支撐磁軛YP、上基座磁軛YPa以及上磁體Ma都接地。
順帶指出，大地gp是一個(gè)概念點(diǎn)，并不指示實(shí)際的位置。
上RF屏蔽10a在四個(gè)點(diǎn)通過電容器1a、2a、3a和4a連接到上磁體Ma，這四個(gè)點(diǎn)的角度彼此相差90°。
下RF屏蔽10b在四個(gè)點(diǎn)通過電容器1b、2b、3b和4b連接到下磁體Mb，這四個(gè)點(diǎn)的角度彼此相差90°。
圖3是說明由于磁場(chǎng)梯度的緣故在下RF屏蔽10b中位置Si處引發(fā)的渦流通過電容器1b、2b、3b和4b釋放到大地gp的狀態(tài)的示意圖。
渦流的頻率例如是10kHz，電容器1b、2b、3b和4b的電容量例如是1000pF。此時(shí)在各電容器1b、2b、3b和4b處提供的阻抗大約為160Ω。此阻抗大大高于從位置Si到各電容器1b、2b、3b和4b的向電流p1、p2、p3和p4所提供的阻抗。向任一電流p1、p2、p3和p4所提供的阻抗與向其它電流提供的阻抗之差由在各電容器1b、2b、3b和4b處提供的阻抗所吸收。結(jié)果，分別流經(jīng)電容器1b、2b、3b和4b的電流I1、I2、I3和I4彼此相等。換句話說，在RF屏蔽10b中引發(fā)的渦流可以均勻地釋放到大地gp。
簡言之，甚至在RF屏蔽10b中由X軸梯度線圈、Y軸梯度線圈和Z軸梯度線圈不均勻引發(fā)的渦流都可以均勻地釋放到大地gp。而且，甚至在上RF屏蔽10a中以不均勻方式引發(fā)的渦流都可以均勻地釋放到大地gp。
根據(jù)MRI系統(tǒng)100，在RF屏蔽10a和10b的每一個(gè)屏蔽中引發(fā)的渦流都可以均勻地釋放到大地gp。從而防止了因渦流的負(fù)面影響導(dǎo)致的MRI圖像質(zhì)量的下降。
第二實(shí)施例圖4是顯示根據(jù)第二實(shí)施例的MRI系統(tǒng)200的側(cè)視圖。
在MRI系統(tǒng)200中，上RF屏蔽10a在四個(gè)點(diǎn)通過電容器1a、2a、3a和4a(電容器2a和4a在圖4中未示出)連接到支撐磁軛YP，這四個(gè)點(diǎn)的角度彼此相差90°。另外，下RF屏蔽10b在四個(gè)點(diǎn)通過電容器1b、2b、3b和4b(電容器2b和4b在圖4中未示出)連接到支撐磁軛YP，這四個(gè)點(diǎn)的角度彼此相差90°。
按照MRI系統(tǒng)200，在RF屏蔽10a和10b的每一個(gè)屏蔽中引發(fā)的渦流都可以均勻地釋放到大地gp。從而防止了因渦流的負(fù)面影響導(dǎo)致的MRI圖像質(zhì)量的下降。
第三實(shí)施例上RF屏蔽10a可以通過電容器連接到上磁體Ma的外殼、磁極片PPa或磁極片PPa的外殼。同理，下RF屏蔽10b可以通過電容器連接到下磁體Mb的外殼、磁極片PPb或磁極片PPb的外殼。
第四實(shí)施例RF屏蔽通過其接地的電容器的數(shù)目可以是一個(gè)或多個(gè)。例如，RF屏蔽可以在六個(gè)點(diǎn)通過六個(gè)電容器接地，這六個(gè)點(diǎn)的角度彼此相差60°。
第五實(shí)施例當(dāng)采用兩個(gè)或多個(gè)電容器時(shí)，電容器的電容量可以是彼此不等而互不相同的。
當(dāng)使所有的電容器的電容量彼此相等時(shí)，這樣確定每個(gè)電容量，使得向從每個(gè)電容器到大地的電流所提供的阻抗與其它阻抗的差能夠利用在電容器處提供的阻抗來吸收。通常，電容器的電容大約為1000pF。
當(dāng)電容器的電容量各不相等時(shí)，這樣確定每個(gè)電容，使得沿著從RF屏蔽和每個(gè)電容器之間的節(jié)點(diǎn)到大地的接地連接線所提供的阻抗與其它阻抗的差減到最小。通常，將連接到最靠近大地gp的接地點(diǎn)的電容器的電容量設(shè)定到最小值，連接到距大地gp最遠(yuǎn)的接地點(diǎn)的電容器的電容量設(shè)定到最大值。通常，電容器的電容量可大于1000pF。
其它實(shí)施例(1)本發(fā)明可適用于超導(dǎo)MRI系統(tǒng)。
(2)本發(fā)明可適用于水平磁場(chǎng)型MRI系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種用于磁共振成像系統(tǒng)的射頻屏蔽，其中，所述射頻屏蔽通過電容器接地。
2.如權(quán)利要求1所述的射頻屏蔽，其特點(diǎn)在于把連接到最靠近大地的接地點(diǎn)的所述電容器的電容量設(shè)定為最小值。
3.如權(quán)利要求1所述的射頻屏蔽，其特點(diǎn)在于所述電容器的電容量為1000pF或更大。
4.一種具有通過電容器接地的射頻屏蔽的磁共振成像系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求4所述的磁共振成像系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于把連接到最靠近大地的接地點(diǎn)的電容器的電容設(shè)定為最小值。
6.一種垂直磁場(chǎng)型磁共振成像系統(tǒng)，其中，上射頻屏蔽在4個(gè)或4個(gè)以上點(diǎn)通過電容器接地，這些點(diǎn)的方向各不相同，彼此相差相等的角度；下射頻屏蔽在4個(gè)或4個(gè)以上點(diǎn)通過電容器接地，這些點(diǎn)的方向各不相同，彼此相差相等的角度。
7.如權(quán)利要求5或6所述的磁共振成像系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于所述電容器的電容為1000pF或更大。
全文摘要
在RF屏蔽中由X軸的梯度線圈、Y軸的梯度線圈和Z軸的梯度線圈分別引發(fā)的渦流借助感應(yīng)均勻地同時(shí)釋放到大地。RF屏蔽在四個(gè)點(diǎn)通過電容器連接到磁體，四個(gè)點(diǎn)的角度彼此相差90°。磁體連接到大地?？梢苑乐乖赗F屏蔽中引發(fā)的渦流降低MRI的圖像質(zhì)量。
文檔編號(hào)A61B5/055GK1522663SQ20041000766
公開日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2004年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月21日
發(fā)明者鈴木恒素, 加藤康司, 植竹望, 司 申請(qǐng)人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司