[发明专利]一种降低梯度线圈振动噪声的磁共振成像设备

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振成像领域，尤其是一种降低梯度线圈振动噪声的磁共振成像设备。

背景技术

磁共振成像(MRI)扫描仪普遍的应用于临床研究和医学诊断中。常见的高达3特斯拉的磁场强度，允许使用快速扫描序列进行高分辨率成像。然而,随着磁场强度的增加, 扫描时所产生的声学噪音也在增加。扫描序列的电流快速切换使梯度线圈产生振动,可能会导致糟糕的图像质量和高分贝噪声。

Price 等^[1]给出了商用MRI系统磁场强度从0.2特斯拉到3特斯拉变化时，声学噪声的概述。在使用快速扫描序列时，噪声级别因场强而变化，由0.2 - 0.5特斯拉系统的85分贝到3T系统的115分贝，他们指出如果增加梯度强度和梯度爬升速率，噪音级别会更高，甚至3特斯拉磁体系统可以达到130分贝。毫无疑问，必须降低噪声，以避免医疗工作人员和病人的不适。

Mannsfield等^[2]提出了一个革命性的梯度线圈设计、使用额外的线圈来抵消梯度线圈载体的振动。这个技术在一个较窄的频带范围内，在给定的线圈载体材料下，降低噪音的最大值达到了50分贝^[3]。该技术申请了美国专利，专利号为US2003155174A1。

Katsunuma 等^[4]提出了一个振动隔绝的梯度线圈设计方案，将梯度线圈密封于一个真空腔中，噪音减少值超过10分贝，如果梯度线圈独立支撑，噪音减少值达到23分贝。该技术申请了美国专利，专利号为US2005156595。

Mechefske等^[5]在4特斯拉磁体系统的梯度线圈内表面安装优化设计后的吸声衬垫，降低噪声最大值达17分贝。

磁共振成像(MRI)扫描仪在医学成像中广泛应用。梯度扫描序列电流的快速切换使梯度线圈产生振动,会导致图像质量不够清晰并且产生高分贝噪声。本文用有限元方法模拟了多种工况下的梯度线圈的振动和噪声，分析结果认为阻尼特性是影响梯度线圈振动噪声性能的关键特性，并在此基础上提出了一种降低梯度线圈振动噪声的磁共振成像设备。

参考文献：

[1] Price, DeWilde, Papadaki, Curran, and Kitney, “Investigation of acoustic noise on 15 mri scanners from 0.2t to 3t,” Journal of magnetic resonance imaging, vol. 13, pp. 288–293, 2001.

[2] P. Mansfield, P. Glover, and R. Bowtell, “Active acoustic screening： design principles for quiet gradient coils in mri,” Meas Sci. Technol., vol. 5, pp. 1021–1025, 1994.

[3] B. L. W. Chapman, B. Haywood, and P. Mansfield, “Optimized gradient pulse for use with epi employing active acoustic control,” Magnetic Resonance in Medicine, vol. 50, p. 931935, 2003.

[4] A. Katsunuma, H. Takamori, Y. Sakakura, Y. Hamamure, Y. Ogo, and R. Katayama, “Quiet mri with novel acoustic noise reduction,” MagneticResonance Materials in Physics,  iology and Medicine, vol. 13, pp. 139–144, 2002.

[5] Chris K. Mechefske；Ryan Geris；Joseph S. Gati；Brian K. Rutt；Magnetic resonance materials in physics, biology, and medicine ； 1352-8661 ； 2002 ； vol.13 ； no.3 ； p.172-176