磁共振設備電磁屏蔽方法和相應被屏蔽的裝置製造方法

2023-05-14 10:39:36

磁共振設備電磁屏蔽方法和相應被屏蔽的裝置製造方法
【專利摘要】本發明一方面涉及一種用於磁共振設備（10）的裝置（1）的電磁屏蔽方法，其中，裝置（1）藉助導電層（6）屏蔽，導電層圍繞裝置（1）的內裝件（8），使電流路徑可完全圍繞內裝件（8）在層（6）內形成。其中，層（6）設計在裝置（1）圍繞內裝件（8）的外殼（5）與內部（8）之間。本發明另一方面涉及一種用於磁共振設備（10）的裝置（1）的電磁屏蔽方法，其中，裝置（1）藉助導電層（4）屏蔽，它圍繞裝置（1），使電流路徑可完全圍繞裝置（1）形成。其中，裝置（1）將層（4）藉助凸塊（2）固定在磁共振設備（10）上。每個凸塊（2）有與層（4）的接觸面，各凸塊（2）在各自接觸面與層（4）接觸。
【專利說明】磁共振設備電磁屏蔽方法和相應被屏蔽的裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種為磁共振設備內部的裝置屏蔽電磁射線的方法，以及一種相應設計的裝置。
【背景技術】
[0002]磁共振設備內部的電子電路必須屏蔽磁共振設備產生的電磁射線，以防止電子電路的負面影響，以及反過來防止由磁共振設備產生的磁場受電子電路的負面影響。為此，按現有技術電子電路藉助薄金屬層(大多是銅層)屏蔽。
[0003]按現有技術在這方面存在的疑難問題是，通過尤其基於接通磁場梯度通過磁共振設備產生的振動，在屏蔽裝置中形成裂紋。這些裂紋在屏蔽裝置與支座接觸的地方形成，電子電路通過上述支座固定在磁共振設備中。

【發明內容】

[0004]因此本發明所要解決的技術問題在於，改進用於磁共振設備的裝置的電磁屏蔽，至少緩解按現有技術已知的疑難問題。
[0005]所述技術問題通過一種用於磁共振設備的裝置的電磁屏蔽方法解決，其中，所述裝置藉助導電層屏蔽，該導電層這樣圍繞所述裝置的內裝件，使得電流路徑可完全圍繞內裝件在層內形成，以及其中，所述層設計在所述裝置圍繞內裝件的外殼與內裝件之間。所述技術問題還通過另一種用於磁共振設備的裝置的電磁屏蔽方法、以及用於磁共振設備的裝置以及磁共振設備解決。
[0006]在本發明的範圍內提供一種磁共振設備裝置的電磁屏蔽方法。其中，裝置藉助導電層屏蔽，它圍繞裝置的內裝件，使電流路徑可完全圍繞內裝件在層內形成。換句話說，通過感應可產生迴路電流，它圍繞內裝件的周邊在層內流動。所述層在這裡設置在(尤其完全)圍繞內裝件的外殼與內裝件之間。
[0007]導電層在這裡尤其是指金屬層，例如銅層。該層圍繞內裝件，使層內基於要屏蔽的磁場可形成電流路徑，它圍繞內裝件流動，因而在一定程度上環繞內裝件流動。在這裡所述層可以完全圍繞內裝件。但該層也可以只部分圍繞內裝件。因為所述層設置在外殼與內裝件之間，所以可以說外殼圍繞該層。換句話說，該層處於外殼內部。
[0008]因為所述層為了屏蔽被裝置的外殼圍繞，所以外殼保護屏蔽裝置或該層，所以裝置(並因而外殼)通過它固定在磁共振設備上的支座不會對屏蔽裝置或該層造成傷害，因為屏蔽裝置或該層受外殼保護。
[0009]按本發明的屏蔽方法也可以看作裝置的製造方法，其中，製造具有處於外殼內部用於電磁屏蔽的導電層的裝置。
[0010]在這方面有利的是，在導電層與內裝件之間設計電絕緣層。
[0011]因為導電層內通過要屏蔽的磁場感應電流，所以有利的是，尤其電子電路處於其中的內裝件相對於所述層電絕緣。[0012]在本發明的範圍內提供另一種磁共振設備裝置的電磁屏蔽方法。在此另一種方法中，裝置也藉助導電層屏蔽，它圍繞裝置，使電流路徑可完全圍繞裝置形成，如前面已說明的那樣。其中，被所述層圍繞的裝置藉助凸塊支承或固定在磁共振設備上。每個這種凸塊有與層的接觸面，在這裡，通過各凸塊在各自接觸面與所述層接觸確定接觸面。換句話說，裝置藉助一個或多個支座固定在磁共振設備上。一個或多個支座在這裡有多個凸塊，要固定的裝置只與這些凸塊(而不與支座其它部分)接觸。
[0013]按現有技術的屏蔽層與裝置通過它固定在磁共振設備上的支座沿裝置的幾乎全部長度接觸，而按本發明的屏蔽層只在多個凸塊處接觸，由此通過磁共振設備的振動造成的裂紋限制在這些接觸面的尺寸內。
[0014]所述另一種按本發明的方法也可以看作裝置在磁共振設備上的固定方法，在此裝置外部為了屏蔽塗敷導電層。在這裡所述固定通過提及的凸塊實現。
[0015]接觸面的尺寸並因此所形成裂紋的大小可根據頻率選擇，磁共振設備的磁場(例如在接通磁場梯度時)隨頻率改變。在接通磁場梯度時出現的磁場噪聲有在IOOkHz至若干MHz範圍內的頻率。為了帶有裂紋的導電層也屏蔽這種磁場噪聲，裂紋不應大於3cm，所以凸塊設計為，使形成的與導電層的接觸面具有的最大的長度尺寸最大為3cm。換句話說，接觸面中不存在大於3cm的長度尺寸。因此當接觸面例如是圓形時，圓的直徑最大3cm，以及當接觸面例如是矩形時，矩形的對角線最大3cm長。
[0016]按現有技術通過固定在屏蔽中形成的、幾乎掠過整個通過屏蔽實現電磁屏蔽的、幾乎完全處於外力作用下的裝置的裂紋，是一種對於上述頻率仍幾乎完全有效的有最大3cm直徑的孔的屏蔽。而在按本發明優選的實施形式中，凸塊有修圓的形狀或球狀，所以形成半徑小的圓形接觸面，它也可以看作點狀。
[0017]因此在這種實施形式中，通過磁共振設備的振動在屏蔽裝置內最多形成一些小孔(直徑比Icm小得多)，所以即使形成這些孔，仍能有效屏蔽磁場。
[0018]按本發明的方法可以與按本發明的另一種方法組合。在這種組合中，其中(設有裝置的電子電路的)裝置的內裝件，一方面通過位於外殼外部的導電層和另一方面通過位於外殼內部的導電層電磁屏蔽。
[0019]將其中通過兩個導電層構成電磁屏蔽的組合與按本發明的方案之一相比，在這種方案中屏蔽只通過一個(位於外殼內部或外部的)導電層形成，所述組合的導電層厚度之和，可以基本上與其中一個僅有一個導電層的方案的導電層厚度相應。換句話說，例如在組合中兩層的每一層的層厚，當將此層厚與其中只用一個導電層實現屏蔽的那種方案的層厚相比時，只設計為一半那麼厚。
[0020]—個(多個)導電層的層厚有利地根據磁共振設備的磁場這樣選擇，一方面顯著消除，尤其在接通磁場梯度時，涉及設置在裝置內裝件內電子電路的磁場的影響，但另一方面儘可能不通過在一層或在多層內感應的電流，衰減由磁共振設備產生的磁場，尤其磁場梯度。換句話說，屏蔽必須設計為如此(薄)，使屏蔽對於由用於MR照相的磁共振設備產生的磁場梯度場(亦即對於涉及磁場小於IOOkHz的變化頻率)幾乎是透明的。
[0021]在當今的磁共振設備中，當層厚小於50 μ m時，它們滿足對一個(多個)導電層的層厚的要求。在這種情況下，為了能屏蔽磁場，在屏蔽內感應的電流應足夠大，但基於小的尺寸或小的層厚又不能如此大，以致在各導電層內形成的渦流對由磁共振設備產生的磁場的特性造成負面影響。
[0022]要屏蔽的裝置涉及的是PET探測器。
[0023]PET探測器有沿磁共振設備z方向的長度約30cm，以及在垂直於z方向的平面內部的尺寸在達IOcm的範圍內。因此，當屏蔽設計為大體圓柱形時這就足夠了。圓柱體的底面或頂面不一定非要有屏蔽裝置。
[0024]在本發明的範圍內還提供一種用於磁共振設備的裝置。其中，所述裝置包括內裝件、外殼和導電層。所述導電層為了電磁屏蔽圍繞內裝件設置為，使電流路徑可完全圍繞內裝件在層內形成。外殼圍繞該層，使該層設置在內裝件與外殼之間。
[0025]在本發明的範圍內還提供另一種用於磁共振設備的裝置。這另一種裝置包括導電層和凸塊。導電層圍繞裝置其餘部分(亦即沒有導電層和凸塊的裝置部分)，使電流路徑可完全圍繞裝置其餘部分形成。裝置藉助凸塊固定在磁共振設備上。其中每個凸塊在接觸面與導電層接觸。
[0026]涉及另一種裝置的基本發明思想還以一種系統的形式實現，它包括一個具有處於外部的導電層和一個或多個支座的裝置(例如PET探測器(PET「Positronen-Emissions-Tomographie」))。藉助一個(多個)支座將裝置固定在磁共振設備上。所述(多個)支座有多個凸塊，為了固定裝置它們分別在接觸面與導電層接觸。
[0027]不僅按本發明的裝置，而且按本發明的另一種裝置，均可以涉及一種PET探測器。
[0028]在本發明的範圍內還提供一種磁共振設備，它包括一種按本發明的裝置或另一種按本發明的裝置。
[0029]本發明尤其適合使用於組合式MR/PET系統。當然本發明不限於這些優選的應用範圍，因為本發明例如也可以使用於屏蔽沒有PET系統的磁共振設備的電子電路。此外本發明還可以用於屏蔽不是通過磁共振設備產生的磁場。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]下面參見附圖藉助按本發明優選的實施形式詳細說明本發明。
[0031]圖1表示組合式MR/PET系統。
[0032]圖2示意表示組合式MR/PET系統的局部。
[0033]圖3表示PET探測器按本發明的固定。
[0034]圖4表示按本發明有兩個屏蔽層的PET探測器。
【具體實施方式】
[0035]圖1表示組合式MR/PET系統10，其中在磁共振設備10內部，在所謂中心支承管9內，安裝PET探測器(圖1中沒有表示)。
[0036]圖2詳細表示這種組合式MR/PET系統10的結構。其中沿圓的圓周排列例如56個PET探測器I的支承管9，處於磁共振設備10的體線圈16外部。支承管9被梯度場18繞組、初級磁場19繞組以及用於屏蔽磁場21的繞組按此順序圍繞。
[0037]在這裡表示的、沒有按本發明的屏蔽裝置的單獨的PET探測器1，包括激勵器印刷電路板11、前置放大器印刷電路板12、高壓印刷電路板13、雪崩光敏二極體14和LSO晶體15 (Lutetiumoxyorthosilicat)作為探測器材料。[0038]圖3表示各PET探測器I如何按本發明固定在支承管9 (見圖1或2)內部的槽3內。可以看出，通過槽3實現的固定，只通過支座的凸塊2觸點接通。由此存在接觸面，凸塊2在接觸面與PET探測器I接觸，以及接觸面相應於一個直徑為幾毫米的圓面。即使當凸塊2在其屏蔽裝置或薄導電層4上與PET探測器I接觸，對於在屏蔽裝置4內基於磁共振設備10的振動在接觸面中形成一些小尺寸孔的情況，也幾乎不影響屏蔽裝置4的效果。
[0039]圖4表示按本發明的PET探測器1，它有兩個屏蔽裝置4、6。PET探測器I的含有電子電路11-15 (見圖2)的內裝件8被絕緣層7包圍。內部銅層6包圍該絕緣層7，該內部同層6構成第一個防電磁波的屏蔽結構。絕緣層7防止通過感應在內部銅層6中產生的電流流入內裝件8的電子電路11-15內。內部銅層6被PET探測器I的外殼5包圍，在外殼5上施加外部銅層4，用作另一個電磁屏蔽裝置。
[0040]應當指出，尤其內部和外部銅層4、6不是按比例表示的，因為這些銅層4、6的厚度處於30至50 μ m的範圍內。
【權利要求】
1.一種用於磁共振設備(10)的裝置(I)的電磁屏蔽方法，其中，所述裝置(I)藉助導電層(6)屏蔽，該導電層這樣圍繞裝置(I)的內裝件(8)，使電流路徑可完全圍繞內裝件(8)地在所述導電層(6 )內形成，以及其中，所述導電層(6 )設計在裝置(I)的圍繞所述內裝件(8)的外殼(5)與內裝件(8)之間。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵為，在導電層(6)與內裝件(8)之間設計電絕緣層⑴。
3.一種用於磁共振設備(10)的裝置(I)的電磁屏蔽方法，其中，所述裝置(I)藉助導電層(4)屏蔽，該導電層這樣圍繞所述裝置(1)，使電流路徑可完全圍繞裝置(I)形成，其中，所述裝置(I)將導電層(4)藉助凸塊(2)固定在磁共振設備(10)上，以及其中，每個凸塊(2)具有與導電層(4)的接觸面，各凸塊(2)的接觸面與導電層(4)接觸。
4.按照權利要求3所述的方法，其特徵為，所述接觸面最大的長度尺寸小於3cm。
5.按照權利要求3或4所述的方法，其特徵為，所述接觸面是圓形。
6.按照權利要求3-5之一所述的方法，其特徵為，本方法與按照權利要求1或2所述的方法組合。
7.按照權利要求6所述的方法，其特徵為，兩個導電層(4、6)厚度之和與所述裝置(I)僅通過這兩個導電層(4 ；6)之一屏蔽的工作情況相比，基本上相當於這一個導電層(4 ；6)的厚度。
8.按照前列諸權利要求之一所述的方法，其特徵為，導電層(4；6)的厚度根據磁共振設備(10)的磁場選擇為，一方面顯著消除涉及接通磁共振設備(10)磁場梯度的磁場影響，但另一方面磁場梯度自身幾乎不被在導電層(4 ；6)內感應的電流衰減。
9.按照前列諸權利要求之一所`述的方法，其特徵為，導電層(4；6)的厚度小於50 μ m。
10.按照前列諸權利要求之一所述的方法，其特徵為，導電層(4;6)用銅製造。
11.一種用於磁共振設備(10)的裝置，其中，裝置(I)包括內裝件(8)、圍繞內裝件(8)的外殼(5)和導電層(6)，其中，導電層(6)為了電磁屏蔽磁共振設備(10)圍繞內裝件(8)，使電流路徑可完全圍繞內裝件(8 )地在導電層(6 )內形成，以及其中，導電層(6 )設計在內裝件(8)與外殼(5)之間。
12.一種用於磁共振設備(10)的裝置，其中，所述裝置(I)包括圍繞裝置(I)其餘部分的導電層(4)和凸塊(2)，藉助所述凸塊將裝置(I)固定在磁共振設備(10)上，其中，導電層(4)為了電磁屏蔽磁共振設備(10)圍繞裝置(I)的其餘部分，使電流路徑可完全圍繞內裝件(8)地在導電層(4)內形成，其中，裝置(I)藉助凸塊(2)固定在磁共振設備(10)上，以及其中，每個凸塊(2)具有與導電層(4)的接觸面，各凸塊(2)的接觸面與導電層(4)接觸。
13.按照權利要求11或12所述的裝置，其特徵為，所述裝置包括PET探測器(I)。
14.按照權利要求11-13之一所述的裝置，其特徵為，所述裝置(I)設計用於實施按照權利要求ι-?ο之一所述的方法。
15.一種具有按照權利要求11-14之一所述裝置(I)的磁共振設備。
【文檔編號】G01R33/28GK103576112SQ201310301686
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月15日 優先權日:2012年7月18日
【發明者】J.L.科貝爾, R.拉德貝克, S.斯託克 申請人:西門子公司, 美國西門子醫療解決公司