[发明专利]用于磁共振设备的梯度线圈单元

说明书

本发明涉及一种梯度线圈单元，所述梯度线圈单元包含布置在具有第一半径的第一圆柱体的表面上的第一导体结构、布置在具有第二半径的第二圆柱体的表面上的第二导体结构以及布置在具有第三半径的第三圆柱体的表面上的第三导体结构，其中第一半径小于第二半径并且第二半径小于第三半径。

技术领域

本发明涉及一种包含第一导体结构、第二导体结构、第三导体结构的梯度线圈单元和一种磁共振设备。

背景技术

在磁共振设备中，通常借助主磁体使患者容纳区域中的检查对象、特别是患者的待检查的身体暴露于相对高的主磁场，例如1.5、3或者7特斯拉。附加地，借助梯度线圈单元发射梯度脉冲。然后经由高频天线单元借助合适的天线装置发射高频的高频脉冲(HF-脉冲)，特别是激励脉冲，这导致，通过该HF脉冲共振激励的特定原子的核自旋相对于主磁场的磁场线倾斜限定的翻转角。在核自旋弛豫时发射高频信号，即所谓的磁共振信号，然后借助合适的高频天线接收并且进一步处理该信号。根据由此获得的原始数据最终可以重建所期望的图像数据。

梯度线圈单元通常被设计为用于在至少一个空间方向上产生磁场梯度。在此，利用电流控制梯度线圈单元，该电流的幅值达到几百安培并且要承受上升和下降速率为几百kA/s的频率且快速的电流方向变化。由于梯度线圈单元定位在磁共振设备的主磁体内部，从而形成了作用于梯度线圈单元的大的力。转矩与该力相关联，该转矩可能导致梯度线圈单元的运动和/或弯曲。这可能在梯度线圈单元运行时导致振动。

更强的磁场梯度和/或上升和下降速率通常可以实现原始数据的更快记录和/或实现图像数据的更高分辨率。特别是在对检查对象的头部进行检查时，特别是在进行扩散加权地记录时和/或在使用主磁场大于3特斯拉的磁共振设备时，期望具有高达1000T/s/m(在特殊情况下高达2000T/s/m)上升和下降速率的、高达250mT/m的特别强的磁场梯度。除了增长的梯度线圈单元的振动之外，梯度线圈的这种规格还受到与检查对象的相互作用的限制。因此，例如在使用集成到磁共振设备中的主梯度线圈单元的情况下，在具有100T/s/m上升率的20mT/m以上的磁场梯度中会出现检查对象的末梢神经刺激。已知的是，由梯度线圈单元包围的检查区域和/或梯度线圈单元的径向直径越小，就可以越有效地实现更高的磁场梯度和/或上升和下降速率。

特别是针对头部检查，已知一种梯度线圈单元，其在需要时可以定位在患者容纳区域内部。对此的示例在DE19829298C2、DE10151668B4和DE102005033955A1中公开。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种低振动的梯度线圈单元，其用于产生具有在检查对象躯干中的减少的末梢神经刺激并且具有在患者容纳区域外部的减少的电磁相互作用的磁场梯度。该技术问题通过本发明的特征来解决。在本发明中描述了有利的设计方案。

本发明涉及一种梯度线圈单元，该梯度线圈单元包含布置在具有第一半径的第一圆柱体的表面上的第一导体结构、布置在具有第二半径的第二圆柱体的表面上的第二导体结构以及布置在具有第三半径的第三圆柱体的表面上的第三导体结构，其中第一半径小于第二半径并且第二半径小于第三半径。

导体结构通常包含电气导体。电气导体的几何布置可以被称为导体结构。布置在圆柱体上的导体结构通常被设计为鞍形。在此，圆柱体的半径通常确定导体结构在径向方向上的曲率。因此，根据本发明的梯度线圈单元被设计为三层，其中第一导体结构、第二导体结构和第三导体结构分别鞍形地布置在不同的层上。梯度线圈单元还可以包含布置在具有第四半径的第四圆柱体表面上的第四导体结构，其中第四半径小于第一半径或者大于第三半径。第一导体结构和第二导体结构通常电气导通地彼此连接。第二导体结构和第三导体结构通常电气导通地彼此连接。