對於磁共振成像梯度線圈結構中聲音產生的有效控制的製作方法

2023-10-05 19:45:34 1

專利名稱：對於磁共振成像梯度線圈結構中聲音產生的有效控制的製作方法
技術領域：
本發明涉及靜聲的梯度線圈的結構設計，具體來說，本發明涉及用於磁共振成像(MRI)的靜聲的梯度線圈的結構設計。
在當代的MRI掃描設備中，為了更加快速地掃描病人，有一種增高梯度強度和加快切換時間的趨勢。增高梯度強度和加快切換時間的組合意味著產生極大的洛倫茲力，所說的洛倫茲力是在存在大的靜磁場的情況下進行切換時和電流同時產生的，並且還意味著在梯度線圈結構中產生極大的對應數量的振動，這又將產生有潛在危險的噪聲電平。我們的解決噪聲問題的第一個方案就是根據洛倫茲力的平衡。(有效的聲屏蔽在MRI中靜聲梯度線圈的結構設計原理，P.Mansfield,P.Glover和R.Bowtell,Meas Sci Technol5,1021-1025(1994)。有效的聲屏蔽通過洛倫茲力平衡減小梯度線圈中的噪聲，P.Mansfield,B L W Chapman,R.Bowtell,P.Glover,R Coxon,P R harvey,Mag-Res Med 33,276-28l(1995)。靜聲梯度線圈有效的聲和機械屏蔽的分布式橫向梯度設計，B L W Chapman和P.Mansfield,Meas Sci Technol6,349-354(1995)。橫向靜聲梯度線圈使用幾何相似原理的洛倫茲力平衡的結構設計，R.W Bowtell和P.Mansfield,Mag-Res Med 34,494-497(1995)。使用優化的、力屏蔽的、分布式的、線圈結構設計的一種靜聲梯度線圈裝置，B LW Chapman和P.Mansfield,J.Magn Reson B107,152-157(1995)。對於橫向靜聲梯度線圈的結構設計的分析方案，R.Bowtell和P.Mansfield，Prod 3rd SciMtg SMR,Nice,1,310(1995)。然而，這些方案的效率都是相當差的。
最近已經提出涉及梯度結構內有效消除噪聲的兩種方案(在MRI的靜聲梯度線圈結構設計中的有效聲控，PMansfield，英國專利申請，95068298.2，優先權日1995年4月1日，PCT WO96/31785，
公開日1996年10月10日；在梯度線圈中聲音輸出的有效控制，P.Mansfield，英國專利申請，9620138.9，優先權日1996年9月27日，PCT WO98/13821，
公開日1998年4月2日)，它們在原理上完全解決了聲音問題。然而，聲波在實心支撐結構中的傳播特徵在實踐中表明，實際上要完全消除噪聲還必須需要一些訣竅。本發明的目的就是討論這些訣竅，並且提出可演變成實際實施方案的方案。
本發明提供用於磁共振成像系統的一種靜聲線圈結構，所說的線圈包括一個或多個導體，它們置入一個傳聲材料板中，所說的板有一個或多個邊緣表面，其特徵在於，至少一個邊緣表面是倒稜的。
本發明還提供用於磁共振成像系統的一種靜聲線圈結構，所說的線圈包括置入一個板材料中的一個或多個導體，所說的板包括多孔材料的複合多孔結構，這種材料有正的和負的泊松比σ，因此總的泊松比σ基本上是0。
現在參照附圖描述本發明，其中

圖1是一個聲板的示意圖，具有傳輸電流I1的單個的長方形的電流迴路；圖2是一個示意圖，表示從寬度為d的發射體表面的發聲過程的細節。還表示出在位置x′的一個發射體表面元dx，和至一個遠點P的聲路徑長度差xsinθ，所說的P點在和原點O成一個角度θ的′平面內。對於小的角度，r≈r0是兩個平面x,x′之間的距離。圖中還表示出聲衍射圖案，峰值在沿x′軸的±c處。聲幹涉圖案的形成被認為是夫琅禾費衍射過程，儘管沒有使用透鏡將所有的成分聚焦在點P。
圖3是一個聲板，表示一個具有電流I1的外部電流迴路和一個傳輸電流I2eiφ的重新進入的內部迴路32，重新進入的內部迴路32安裝在一個剛性的非導電板上(現有技術)。此外，還有一個空氣間隙34，空氣間隙佔據穿過這個板的中間通路的大部分。板的每一端留下一小段36、38不開縫，以保持兩個半邊的完整性。
圖4是一個示意圖，表示一短段聲板，它是由交替的塑料材料條42和金屬條40製成的，聲波44在一側入射；圖5一個示意圖，表示自一個塑料板的聲波發射，所說的塑料板具有內置的導線導體，傳輸電流為I1、I2eiφ，整個組件置入一個磁場B中，磁場方向垂直於板表面。(a)平板具有激發(blazed)輸出R1、R2，以及二次激發輸出R』1、R』2，R1來源於I1、R2來源於I2。(b)為使R1和R2平行激發輸出來自在中心鉸接(hinge)的一個板。(c)來自如以上(b)中所述的鉸接板的激發聲輸出射線，但其中使用兩個小型反光鏡產生附加的反射，以使R′1、R′2和主射線R1和R2平行；圖7表示自一個垂直於磁場B的平板發射體的激發聲波輸出，其中結合一個聲的凹透鏡，以使射線R1、R2平行。還包括一個中央反射器板，這個中央反射器板反射與主輸出R1和R2平行的交替的激發輸出R′1、R′2。聲在空氣中的速度是v′，聲在聲透鏡中的速度是v″，並且，v′＜v″；圖7是傳輸電流I1、I2eiφ的聲發射器板的示意圖，其中，將表面加工成交替的楔形斷面，在圖中用1和2表示。還表示出加工的表面的側視圖。
圖8是一個可移動的發射體板，它帶有一個外部電流迴路I1和一個重新進入的內部迴路I2eiφ。結重新進入的內部迴路插入到一帶有中心縫成堞形的定子。(a)板的外側部分繞定子穿過樞軸轉動點87、88轉動。(b)側視圖表示發射體板的定子和可轉動外側部分。
圖9是用於疊層板結構的一個梯度線圈板支裝置。(a)環形支撐表示用於長方形板x梯度結構設計。可以使用相同的長方形的板裝置產生x或z梯度。Y梯度板和x或z梯度板相同，只是要轉動90度。(b)表示板沿z軸分布的板疊置的平面圖。
注意長方形板用作梯度裝置結構設計的一個例子。通過弧形板結構設計、或通過對於x和y梯度進行弧形結構設計並且對於z梯度進行圓形結構設計、或通過長方形、弧形、和圓形結構設計的混合，都可產生所有的3梯度。
圖10表示通過一個發射體板邊緣的成形部分。(a)單尖端倒稜表示出5次內部反射，最後一次反射垂直於這個單尖端表面。(b)具有和以上所述相同倒角的雙倒稜，並且表示出入射聲波的3次內部反射，第三次內部反射垂直於倒稜的邊緣。(c)可替換的喇叭口形邊緣。(d)另一個可替換的尖端頂形邊緣；圖11表示出穿過聲發射體板的邊緣的剖面圖，這個聲發射體板為單尖端倒稜形狀的倒稜，它結合到較軟的吸聲材料上。(a)聲吸收體粘結到一個尖端形表面上。(b)聲吸收材料粘結到兩個尖端形表面上。
圖12是一個示意圖，表示穿過一個發射體板的邊緣的一個剖面，這個發射體板逐漸變細，並且通過緻密材料進入聲腔；圖13是一個示意圖，表示穿過一個發射體板的邊緣的一個剖面，這個發射體板逐漸變細，並且一個雙錐體進入聲腔。(a)聲腔是稜柱形狀，並且表示出一個入射聲波的12次內部反射，最後一次反射垂直於一個稜柱表面。(b)半圓柱形聲腔表示出一個入射聲波的10次內部反射，最後一次反射垂直於半圓柱形腔的表面；圖14是穿過聲發射體板的邊緣的一個剖面圖。(a)邊緣具有多個尖端邊緣鋸齒。(b)雙尖端形齒相互鎖緊，但不接觸一個第二板。兩個板表示出傳輸電流I2eiφ和-I2eiφ；圖15(a)-(c)是示意圖，表示具有不同的邊緣頭套(cap)結構設計的倒稜邊緣的板的不同方案。(a)長方形頭套，具有載流I導線，靠近倒稜的頂部放置，但由頭套材料支撐。(b)類似於以上(a)所述的頭套裝置，但長方形各角頂成一定角度，以減少向回反射到主板材料；(c)上述(b)的另一種改進其中一些鋸齒形成在頭套材料上，以便進一步減少向回反射到主板材料；圖16是一個板的端視圖，外導體傳輸的電流為I1和I2eiφ。板的表面在一側外形如圖所示的形狀。圖中還表示出坐標軸；圖17(a)-(e)是示意圖，表示用於內和外圓柱體上的鋸齒或翅片的結構，所說的圓柱體形成成套磁屏蔽和聲屏蔽的梯度系統。(a)兩個圓柱體的端視圖的特寫部分分別表示初級線圈、初級線圈的聲屏蔽、磁屏蔽聲屏蔽、和磁屏蔽的平均半徑a、b、b』、c。(b)翅片在所有的內部和外部圓柱體表面上沿圓柱體的軸延伸。(c)切線方向結構的翅片沿內和外圓柱體的全部表面延伸。翅片可以形成單獨的槽或形成具有小間距的螺旋狀(threadlike)的結構。(d)如以上(a)中所述的內部和外部圓柱體的端視圖表示出縱向有翅片的結構的一個小的部分的細節。(e)翅片外形的細節，它可以是帶單錐度的尖端(chisel)形式或帶雙錐度的楔形形式；圖18(a)-(c)是示意圖，表示出用於在梯度線圈內運行冷卻管的3種結構。(a)冷卻板帶有插入的冷卻管，用於疊置的長方形板的梯度線圈。在弧形板設計中可以使用類似的結構。(b)冷卻管沿如圖17中所示的圓柱形梯度線圈的圓柱體軸延伸。(c)冷卻箔按螺旋方式包在如圖17所示的一個圓柱形梯度線圈的內和外兩個圓柱體的梯度板之間；圖19表示(a)具有置入的單個外部電流迴路或傳輸電流I1的初級迴路。橫嚮導線通道在板後通過，並且由一個抗振固定件支撐。平行於初級導線還要置入壓電式或磁式換能器，如圖20(b)板的端視圖所示的，其中表示橫嚮導線支撐以及初級導線和換能器在板中的位置。換能器的驅動器相對於I1有可變的幅度和相位；
圖20(a)-(c)是示意圖，表示各種換能器結構。(a)一種雙極性/雙壓電晶片陶瓷壓電型換能器的示意圖。(b)一種磁換能器，從一對由絕緣的可彎曲材料分隔開的導體形成，傳輸電流I2和-I2的導體形成一個磁偶極子。外部磁場B垂直於穿過這對導體的平面。(c)背靠背地放置如以上(b)中所示的兩對導體，從而使兩對導體中的外部的電流具有相同的電流I2並且內部的一對導體都傳輸電流-I2。可以改變I2的相位和幅度。
圖21表示(a)一個邊緣倒稜的並且具有縫隙的聲板，所說的聲板具有傳輸電流I1的單個外部迴路和具有電流I2eiφ的兩個內部二次導線，兩個內部二次導線靠近並且沿板的長軸平行於外部迴路導線放置。用於I1的橫嚮導線路徑在板的後邊通過，板由一個抗振固定件支撐。(b)板結構的端視圖，表示置入的外部導線和傳輸電流I2eiφ的二次導線，外部導線在迴路中形成電流I1的固有的返回迴路，二次導線也置入板材料中，它們的返迴路徑在導體中，導體通過在A和B以及在A′和B′的兩個支撐柱弱耦合到板上。(c)如以上(b)中所述的板結構的端視圖，但其中的導體PQ和AB以及P′Q′和A′B′已由如圖所示的兩對同軸的導體代替。還要注意的是，板的每一半可以分開支撐，如圖中示意所示的，從而使板的每一半可以自由的獨立振動。
圖22表示一個示意圖，表示聲板的一部分，包括3個疊層，每個疊層均有一個不同的聲傳播常數k1、k2、k3。組合的板可以由傳輸電流I1的單個導體驅動，或者由傳輸有3個獨立電流I11、I12、和I13的3個導體驅動；圖23表示擠壓成型的塑料管，(a)(c)表示六角形和圓形的橫斷面，它們的泊松比是正的。(b)(d)是反六角形和反圓形，它們的泊松比σxy是負的。
可以看出，放在垂直於板平面的一個大的靜磁場B中的長方形板10在受到橫向壓縮或膨脹的洛倫茲力作用時要產生板的厚度的變化，即變厚或變薄，這種板的厚度的變化要沿所加靜磁場的方向在垂直於板平面的空氣中發射聲波。壓縮型洛倫茲力的產生是由於在圖1的形成長方形迴路12的板平面中插入有導線。如果與板的長度相比板的寬度是窄的，我們將忽略沿板長軸的聲傳輸，並且我們將著重討論波在橫向方向的傳播。
進一步可以看出，由於聲在板中的傳輸性質決定，發射的聲是作為兩個激發函數出現的，這兩個激發函數以與法線成略微不同的角度±θc離開同一個板。這一狀況由下式表示|AsAP|=a[sinc b(x′-c)+sinc b(x′+c)].[1]其中近似地有sinθc≈θc=c/r0並且±c是在一個平面中平行於這個板的輻射狀輸出的峰值移動，並且移動了距板一個r0的距離。其幅度由下式給出a=ad-k-Fmr0=2Fmr0bc=1b0c0=1bc--2]]>其中Γ1由下式給出Γ1=Fm∧(ω)2στ/r0[3]並且，其中∧(ω)由下式給出=1((0/)2-1)2+K2/21/2--4]]>方程控(2)中的其它量的定義如下d是板寬度，d是板平均寬度，σ是泊松比，τ是板的半厚度，Fm是每單位長度的比洛倫茲力的最大值，v是板中的波速，v是板中的平均波速，f是所加的電流的頻率，f是平均頻率，ω=2πf，ω0是板的基本機械共振角頻率，k是板的粘性阻尼常數。在固體中的平均波傳播常數k由下式給出k=γβk.[5]分別引入因子α、β、γ是為了計及不精確知道d、v、f產生的微小的不確定性，並且將因子α、β、γ定義為α=1±d/d、β=1/(1±Δv/v)≈ 1Δv/v、γ=1±Δf/f。從誤差分析可知，形成的不確定性由下式給出αβγ=1.[6]在以下所述的大部分內容中，我們取Δf=0，所以f=f並且γ=1。在方程(2)中的其它項由下式定義b=d-k2r0p=b0p--7]]>k′是空氣中的聲波傳播常數。正弦函數圍繞衍射原點移動了±c，其中c由下式給出c=k-r0pk=c0p--8]]>項p是無量綱的，由下式給出1p=q-1--9]]>其中q由下式給出q=2kr0ad-ck--10]]>應該指出，Fm=BIsinξ/ρ，其中B是靜磁場，I是流過迴路的電流，ξ是磁場方向和電流方向之間的角度，ρ是每單位長度板材料的密度。
對於夫琅禾費衍射，我們從方程(1)注意到，當x』是0，在點O』點接收的聲幅度ASAP簡化成我們以前的結果(有效的聲屏蔽在MRI中靜聲梯度線圈的設計原理，P.Mansfield，P.Glover,R.Bowtell,Meas Sci Technol5,1021-1025(1994)。
從方程序(1)顯然可以看出，聲輸出包括有一個衍射圖案，其兩個峰值發生在x′=±c。在圖2中示意表示發射體板的結構和衍射圖案的形成。
在我們的現有技術(在MRI的靜聲梯度線圈設計中的有效聲控，P.Mansfield，英國專利申請，95068298.2，優先權日1995年4月1日，PCTWO96/31785，
公開日1996年10月10日；在梯度線圈中聲音輸出的有效控制，P.Mansfield，英國專利申請，9620138.9，優先權日1996年9月27日，PCT WO98/13821，
公開日1998年4月2日)描述的一個新的實施例中，已經提出如下的建議板應該有兩個迴路，即傳輸電流I1的一個大的外部電流迴路30和傳輸電流I2eiφ的一個重新進入的內部迴路32，所說的板應該有一個中心縫隙32，圖3。在這種結構中，兩個電流的幅度和相位是可變的。在該工作過程中，對於中心的垂直板平面的聲波進行考慮，並且表明，藉助於適當的電流和相位，有可能在x′=0這一點在極大的程度上消除聲波。
對於這裡給出的結構進一步理論研究表明，對於圖1的單迴路板，重新進入的內部迴路結構設計也產生可用正弦函數近似描述的聲輸出，在這種情況下，有4個聲輸出，每半個板組件產生兩個聲輸出，由下式給出
其中，θ是輻射狀聲輸出相對於整個板組件的中心點O的環形位移，θ0是每半個板相對於O點的環形位移。幅度A和B分別正比於外部迴路電流I1和重新進入的內部迴路電流I2。角度φ是I1和I2之間的相對相位。通過考慮聲輸出的空間分布，從以上所述的表達式在理論上我們可以得出結論對於每半個板組件，在正確的實驗條件下，完全消除聲波在理論上是可能的。在這項工作的某些細節方面對這些條件進行考察，從這些條件可以研究出一組實施例，從而實現不同程度的聲波消除。
激發(blazing)為了反覆逼近上述結果，對於圖3的重新進入的迴路設計，用方程(11)表示的4個正弦函數來描述聲輸出。這些正弦函數的形式表明，每個正弦輸出都有一個非零的激發角。為了實現完全的聲波消除，這個激發角在理想情況下應該是零。這就是說，在板材料內的聲速v應該是無窮大。對於大多數的塑料材料，v在1-3千米/秒範圍內。通過形成複合材料，如填充玻璃的環氧樹脂或填充金屬的環氧樹脂，可以顯著提高這個速度。通過如圖4所示使用交替的金屬條40和塑料條42製造板，還可以提高板中的聲波的有效速度。一個優選實施例使用編織的碳纖維或玻璃纖維織物層作為環氧樹脂中的加強部件。但一般情況下，人們必須面對這種現實v總是有限的。因此，問題就是人們是否能採取另外的措施進一步減小激發角(blaze angle)。圖5(a)示意地表示出來自圖3的通電的板10的每個半板的聲輸出射線R1、R1′。如果相對於R1來說R2的相位是180度，因為射線在空間沒有重合，所以沒有任何聲音消除。圖5(b)所示的板10發生了彎曲，從而使R1和R2平行。然而，單靠這個過程還不能產生破壞性的幹涉現象，因為二次射線R1′和R2′都有效加倍了它們的激發角。在圖5(c)中，在靠近板平面處引入小型反光鏡50、52，現在產生了完全平行的輸出。
在圖6中，表示出一個可替換實施例，其中使用一個聲透鏡62將來自平板60的發散射線變為平行輸出，在所說的聲透鏡62中的聲速v″大於空氣中的聲速v′。為使這一結構能夠工作，要從定位在中央的反光鏡64的兩側反射二次射線。
在圖7中表示出另一個固定式的結構。這裡，將發射板表面70加工形成一組相互交錯的楔形物，從而使由電流I1產生的固體中的聲波被限制在圖7中標為1的這些條上，並且以相似的方式使由I2產生的聲波限制在圖7中標為2的這些條上。這樣一種結構可能在板上產生平行的輸出，並且，破壞性的幹涉過程的效果取決於條的寬度和發射的聲波在空氣中的擴展。這個固定式的結構的一個困難是它需要知道激發角才能加工楔形物的角度。
在圖8中表示出一種可替換的結構，這種結構可以用於一個完整的雙板結構80，這個雙板結構80可實現機械方式的調節。這個結構有一個重新進入的迴路結構，具有外部和內部電流I1和12eiφ。加工發射板以產生一個中央定子82。板的外部堞形部分84、86繞樞軸87、88轉動，並且沿正確的激發方向產生波，從而可以產生消除作用，如圖8(b)所示。就圖7的討論情況而論，波消除的效果取決於定子82中指狀物部分的數目和它們的寬度。
內部反射為了進一步實現這一步驟，還必須考慮聲波在固體中傳播的細節。在至今已經研究的所有理論中，都忽略或忽視了波的內部反射。這在說明正弦函數輸出的細節方面，尤其是正弦函數的寬度方面，變為極其重要。這些考慮導致雙板組件的一個新的表達式，由下式給出 在這個表達式中的N和M是每半個板組件中的反射次數。對於相同的材料，人們期望N等於M。在聲速大於2千米／秒的大多數塑料複合材料中，觀察到許多次反射，反射次數是通過輸出的正弦函數的寬度判斷的。在與此類似的情況下，I1和I2通常接近相等，但取決於導線固定在板中的牢固程度。通常的作法是，在板中研磨出一個槽，槽中插入導線，並將導線與環氧樹脂粘結在一起。對於較軟的材料，實現兩個電流有相同的幅度是比較困難的。
從對於方程(12)的整個表達式的詳細分析，將會注意到，當I1=I2eiφ並且φ=2π，並且當k=0時，可以使整個表達式為零。k=0這一條件意味著板材料中的聲速v為無窮大。這個條件在實踐中顯然是不能實現的。為了擴充我們較早些時候的說法，通過考慮複合塑料材料是可以逼近這個無窮大的速度的，為此要在複合塑料材料中選擇填充物以增加在基本樹脂材料上總的聲速。惰性填充物材料的範圍包含玻璃和碎細的金屬。前述的一種替換方案是用交替的金屬條和塑料條製造所說的板，如圖4所示。金屬條越寬，穿過板的平均聲速越高。如果整個板都由金屬製成，則可以實現的最高速度對於鋁為5.1千米/秒，對於銅為3.6千米/秒。如果整個板都由玻璃製成，則可以實現的最高速度為5.0千米/秒。這些數字是填充玻璃的環氧樹脂為基礎的複合物的最高速度的兩倍或更高，但仍舊沒有滿足無窮大速度的要求。如果我們接受有限速度這一事實，根據以上所述就可能通過機械激發得到聲波消除的結果。
另一種可替換的方案至今，我們已經討論了在一個梯度線圈系統中的板的特定段中所發生的聲現象。對於整個梯度線圈組件，我們已經設想出許可沿著z軸適當分開的板，從而沿著所有3個軸可以產生一個均勻梯度場。在圖9a中實例表示出使用在支撐環92、94上支撐的一個長方形板90的特定的板組件。支撐板中各段的方案意味著必須能調節成各種板間隔，以實現上述的梯度均勻性。因此，在板之間將存在潛在的空氣間隙96。這種情況如圖9(b)所示。
因為對於指定的頻率存在關係λ=v/f，所以波長λ正比於聲速。因此，對於低的空氣中的聲速，波長是短的，一般情況下為11.4釐米。這就是說，存在從不同的板發出聲波沿聲的傳播軸產生建設性的或破壞性的幹涉的可能性。有兩種方案是可行的。第一種方案是適當的定位板中各段以消除在操作頻率的聲波。對於這種結構，我們假定，在線圈組件中產生的聲波穿過空氣並且穿過其它的板中各段傳播，因此，在任何有關幹涉的計算，不僅需要包括空氣中的聲速，而且包括在板的疊層中的傳播聲速。
一種可替換實施例是用具有高的聲波衰減能力的橡膠狀的材料填充空氣間隙，其目的在於在內部吸收大部分在板之間的內部聲波傳播。諸如聚苯乙烯之類的較硬的和較少的吸收材料具有約1千米/秒的聲波傳播速度，並且在3千赫將得到33釐米的波長，但衰減較少。在一般情況下，用某些固體材料填充空氣間隙似乎較好，這種材料還有助於將板中各段表面的反射減至最小。到達梯度線圈組件的端表面的聲波和同時來源於梯度線圈組件內的不同深度的聲波共同作用導致產生破壞性的幹涉，於是，可以將其加到在各個板中實現的總衰減上。對於較高的頻率這種情況得以改善，但在較低頻率由於幹涉產生的反向軸向衰減將要減小，因而，當組合的板中的段和間隔結構中的波長等於線圈長度的一半時，實質上不存在破壞性幹涉。從每個板中的段輸出的聲波，對於均勻隔開的板來說，以非破壞性幹涉方式疊加，增加了沿軸向方向輸出的噪聲，這個噪聲約為單板輸出的N倍，其中N是在每半個梯度線圈組件內的板中的段數。
正弦函數的寬度控制早些時候我們已經說過，正弦函數的寬度和聲波在前、後穿過板時遭遇反射的次數相關。當N,M=1時，產生最寬的正弦函數。這意味著沒有反射。為了實現這種情況，必須在聲波首次通過時完全吸收聲波。如果可能作到這一點，則可以看出，對於與相當小的k值對應的很大的但有限的v值來說，對於立體角接近2π弧度的雙板組件，可以在一個極大的程度上實現消除聲波。這種說法的基礎是我們使用方程(12)和值k=6的計算，值k又是基於使用編織的玻璃纖維織物填充的環氧樹脂得到的。然而，從我們較早的評論可以看出，由於板使用編織的碳纖維織物加強的塑料，可以使k值較小。應該強調的是，這個結果是基於如下的假設固體中的聲波在邊緣處不經受反射。現在我們著手討論實現這結果的方案。
內部反射的減小有幾種方案可以實現幾乎沒有或根本沒有內部反射的板結構設計。最簡單的也是最直觀的方案是由填充有合適的高彈性體的塑料樹脂製作所說的板。加入高彈性體的目的是為了吸收聲能，並且如果聲波幅度在第一次通過時就降到零，則不存在任何反射。表達式方程(12-14)如所給出的不包括波的吸收項，但也可以以簡單的方式包括這些吸收項，並且，增加能量損耗的機構的結果是來源於各個板部件的聲波的相位產生了嚴重的變化，因此，波的消除變得很困難。因此，我們要尋求一個變通的方案，既減小了內部反射，又不使用板中的損耗的機構。
為此，要對於板的邊緣進行整形或倒稜處理，並且迫使倒稜內的波經過多次內部反射，從而在板的邊緣實際上完全吸收這個聲波。在圖10中表示出這個過程。我們表示出兩種可能性，圖10(a)表示的是單倒稜，圖10(b)雙倒稜邊緣。對於單倒稜或尖端邊緣100，我們表示出，倒稜角ε與垂直反射前的內部反射次數n有關，由下式給出nε=90°[15]對於一個雙倒稜邊緣102，如圖10(b)所示，內部反射到垂直方向的次數較少，並且由下式給出 為了有效防止內部反射穿過所說的板，n≥5似乎是必要的，對於尖端邊緣，這給出18度的倒稜角。雙倒稜的形狀變形是圖10c的喇叭口形式104和圖10(d)的尖端頂形式106。為了改善在一個楔形物或其它形式邊緣內每次反射的聲波吸收，可以向如圖11(a)所示的方塊110形式的或如圖110(b)所示的薄片112形式的一個或兩個錐形表面上添加吸聲材料。
聲匹配限制或避免內部反射的另一種方案是在板的邊緣進行聲匹配。對於平直的未進行倒稜的邊緣，固體的空氣界面沒有實現聲的匹配。聲匹配的條件是穿過界面的能量通量是一個常數。如果用另一種固體代替空氣，則聲匹配的條件是a1ρ1A12V1=a2ρ2A22V2。其中，at.ρt.At.Vt分別是第t種介質橫截面積、密度、波幅度、和波速度。因此這個方程意味著，為了維持穿過界面的通量密度從高速到低速不變，必須增加在低速介質中的聲幅度和/或密度。聲阻抗Z=ρv。我們還注意到，在兩種介質之間的界面上的反射係數Γ=(Z1-Z2)/(Z1+Z2)，因此，對於Γ=0，Z1=Z2。因此，當兩種材料是阻抗匹配時，將較硬的材料形成錐度，使之與較密的低速材料平接，就可以實現聲匹配。因為已經實現了聲匹配，所以必然能夠完全吸收緻密材料中的能量。為此，既要使尖端形成錐度，又要在較低速度的材料中實現大的聲衰減。用於高速介質的合適的材料可以是疊置的玻璃纖維或碳纖維編織的用環氧樹脂浸漬的織物。低速介質可以是鉛合金或鉛錫銻合金。
聲吸收的另一種方案是讓截獲在低速介質122中的聲波輻射進入聲腔120中，如圖12所示。
在圖13中表示出幾個錐形結構和腔室。圖13(a)所示的雙錐形結構提供一個稜柱形腔130。在這種結構中，有可能實現多達12次入射聲波的反射。雙錐形結構可防止某些輸入的輻射直接進入腔內。在圖13(b)中表示一個半圓形腔132，還有一個雙錐形部分。所示的內部反射次數類似於上述圖13(a)。
上述這種腔結構的困難之一是它們延伸板的寬度只有幾個釐米。一般來說，這不是一個期望值，但可以實現的衰減卻是極高的。對於腔的結構和以及對於單尖端邊緣的結構這兩者的替換是使用如圖14(a)所示的多尖端邊緣或鋸齒邊緣140。這裡，在不擴大板寬度太多的情況下也可以實現期望的錐度角。實現鋸齒的方案是加工一個固體塊，或者按另一種方式，製作一個疊層的片結構，其中，在裝配之前在片上加工出各個尖端的錐。
可以使用帶有鋸齒的邊緣以有助於互鎖式結構，如圖14(b)中對於重新進入的內部迴路所示的。其中沒有表示出來外部電流迴路。互鎖式結構使內部迴路寬度能明顯減小。
在圖15中表示的是圖11的簡單方案的擴展。這裡，高速板10材料的帶錐度的邊緣配對裝入還容有有效的導線152的低速材料的第二邊緣狀條頭套150(陰影部分)的V形槽內。從主板進入狀條頭套150的聲波在其內部得以反射和衰減，圖15(a)。通過使狀條頭套的頂角154、156轉變角度，可以改善這個內部反射過程，圖15(b)。為了進一步改善內部反射和衰減效率，可以將狀條頭套的邊緣作成鋸齒形158，如圖15c所示。
板的外形加工在導出的方程(11)或(12)中，假定板的厚度2τ是常數。然而，如果外形加工的板的厚度τ(x)是距離的函數，從而有τ(x)sinkx=h[17]其中h是常數，則對於一個特定的k值，有(x)=hsinkx--18]]>在這種情況下可以看出，在方程(11)或(12)中的k有效地消除了，所有的激發角全都是零。這就立即將ASAP降為零。在圖16中表示出一個外形加工的板的橫斷面160。
實際的梯度線圈結構如果在支撐介質中聲速約為2.5千米/秒或更高，並且如果所有的內部反射全被上述措施抑制，則有可能提出一系列實用的線圈結構。這些結構包括組合的板結構，其中包括長方形板、圓形板、和扇形板，所有這些全可組裝成有3個軸(x、y、z)的梯度線圈組件。在我們的現有技術中(在MRI的靜聲梯度線圈設計中的有效聲控，P.Mansfield，英國專利申請，95068298.2，優先權日1995年4月1日，PCT WO96/31785，
公開日1996年10月10日；在梯度線圈中聲音輸出的有效控制，P.Mansfield，英國專利申請，9620138.9，優先權日1996年9月27日，PCTWO98/13821，
公開日1998年4月2日)，給出了使用長方形的、圓形的、或弧形結構板中各段的梯度線圈的實例。
這種類型的梯度set包含疊裝到一完整的梯度set中的上述板，通常產生相對短的梯度線圈，以及這種結構設計常用於製造頭部梯度線圈。為了利用聲控線圈整體成像，由於空間包含在例如1.0米孔徑磁鐵中，最好，考慮圓柱形的扇型分布式線圈結構。
圓柱形分布式線圈圓柱形分布式線圈在一般情況下將包括平均半徑為a的用於支撐初級線圈x、y、z的一個內部圓柱體和平均半徑為c用於支撐3個磁屏蔽線圈的外部圓柱體172。插在這些磁線圈之間的是兩組聲屏蔽線圈，每組聲屏蔽線圈有3個聲屏蔽線圈，它們分別由平均半徑為b和b′的內和外圓柱體支撐。這種結構示意地畫在圖17(a)中。為了根據這個聲控原理受益，必須確保在固體支撐介質中產生的圓柱形波完全被吸收在圓柱體表面。這就是說，必須在所有的表面上加工出如圖17(b)所示的沿圓柱體的軸延伸的各組鋸齒形槽、凹槽、滾花、或翅片174。外半徑為b、聲傳播速度為v1的內圓柱體也有鋸齒形槽或翅片176，鋸齒形槽或翅片176與在聲傳播速度為v2外圓柱體的內表面上的類似的一組鋸齒形槽178嚙合但不接觸。內和外圓柱體170、172不得輕易振動，這將要求兩個圓柱體之間有某種相當輕微的耦合支撐。合適的材料可能是軟橡膠，這種軟橡膠可粘結在關鍵點的兩個翅片之間的間隙中。在兩個圓柱體的之間的大部分間隙將留空。可在模注後將這些翅片加工成圓柱體表面，或者按另一種方式，在圓柱體放在一個形狀合適的模具內的條件下模注這些翅片。另一個可替換的方案是將翅片粘結到平滑的圓柱表面上。
在圖17(c)中表示出的一種可替換的結構是翅片171沿切線方向延伸到圓周表面，在所有的圓周表面形成一個螺旋狀結構。
在圖17(d)和17(e)表示出適合於上述(a)、(b)兩種結構的兩種翅片形狀。凹槽的角度和深度由方程(15)和(16)控制。
冷卻在所有的實際梯度線圈結構中，如果使用極大的電流，則可能必須冷卻繞組。由於聲控原理的精確性和精密性，如果使用分段疊置的板的方案，則對於所有的繞組都使用相當小直徑的銅導線。對於圓柱形分布的梯度線圈設計，實現繞組的最好方案是在相關厚度的銅的連續薄片上蝕刻、衝印、衝壓出導線的路徑。對於3個軸的銅片必須適當地使它們相互絕緣。再有，銅片要相當地薄，以便在聲學設計中調節關鍵尺寸。因此，在一般情況下，這將要求某種流體冷卻管為圓柱形盤管和疊置的板狀盤管。
最好通過使用適當的交錯插入梯度板之間的附加的冷卻板180來實現疊置的板181的冷卻，並且，其中的冷卻盤管182可以是薄的銅管，銅管的卷繞應該與實際的載流繞組密切地一致。這種結構示於圖18(a)中。
對於圓柱形的盤管結構，由3個銅片導體組成的每一個組都可以包括兩層冷卻。在一種結構中，冷卻管184可以是沿圓柱體的軸線前後延伸的銅管，如圖18(b)所示。因為有4組銅片，每一組銅片有3個衝壓的銅片，所以必須有4個冷卻盤管結構。
一種可替換的結構是有螺旋式走向但在梯度繞組之間的銅管186，圖18(c)。
定位的換能器雖然上述的有關消除聲波的構思已經證實是可行的，但正如我們已經說過的，效率的大小取決於k的值。進而，實際的消除過程是在介質k′下發生的。當這個介質是空氣時，這由於通過空氣的傳輸過程可能出現問題，並且由於存在定位的物體、反射、等可能出現擾動。
我們現在研究在包括梯度支撐系統在內的固體內真正聲消除的可能性。為了實現這一點，我們的理想要求是另有一種波，這種波和想要消除的波相比具有相同的幅度和相同的行進方向，但具有不同的相位。一種方案可以是包括第二根導線，第二根導線靠近第一根導線，但具有和第一根導線大小相等的並且方向相反的電流流動。這的確可能抵消想要消除的波，但所付出的代價可能只是梯度線圈中的零梯度強度。然而，晚些時候我們再回到這種結構。因此，我們不是討論引入一根導線，而是研究在導線的附近設置換能器(trasducer)(一個或多個)的可能性，其目的在於使換能器在固體中產生必要的消除波。
在我們的現有技術中，已經描述了結合梯度線圈設計使用壓電換能器。然而，在這項工作中，壓電換能器主要用來代替中心設置的重新進入的內部迴路結構，用於梯度線圈的聲消除。但正如以上所述，這種結構在梯度線圈組件的固體結構中事實上沒有產生聲波消除效果。
在下面，我們具體涉及在固體中聲波消除的情況。在一個梯度線圈組件中靠近梯度產生導線適當地設置壓電換能器，從原理上看，有可能產生足夠大強度的聲波以消除在固體中的波。如果這種情況發生，梯度線圈組件立即變為靜聲的。在圖19(a)中示意地表示出我們現在正在考慮的這個原理。在這種結構中，我們有兩個初級導線190，它們形成初級迴路傳輸電流I1的一部分。橫向返回導線192設置在板後方的一個單獨的抗振固定件194、195上，圖19(b)。初級導線置入在板中，在板的中央開有縫隙，並且在所有的內和外縱向邊緣都倒成斜角。略微離開初級導線機加工開出一些縫隙，這些縫隙相互平行地延伸，以容納換能器196、198。使用環氧樹脂置入這些換能器。
在圖20(a)中表示出一種適宜的壓電換能器器件196、198，包括兩個導體板1961、1962，一個中央浮動的導體1965，和兩個壓電材料板1963、1964。
雖然我們上面已經提到壓電器件196、198，如圖20的剖面圖所示，但使用也完全是可能的，並且甚至可能更好；所說的磁電流換能器包括兩個薄的銅導體條200、202，在它們的中間夾持一個可彎曲的墊片204。這種換能器由於以下的事實可能是優選的a)構造簡單，和b)在整個線圈系統連續分布，而壓電器件必須放在線圈組件內的特定的關鍵點。顯然，在圖20(b)端視圖中表示的磁電流換能器在原理上可以產生振動，這些振動有可能消除按以上所述產生的聲波，然而，如果我們考察從單根導線產生的聲波，並且然後考察從一個磁換能器產生的聲波，則我們可以看到，在置入在固體中的單根導線的情況下，所產生的前後方向的聲波連續地通過導線所在位置的原始點。這就是說，向前傳播的波總是伴隨有向後方向傳播的幅度為負的波。和磁電流換能器相比，這實際上是一個磁偶極子。在這種情況下，從換能器產生的前向和後向的波兩者全是正值。因此，靠近單根導線放置圖20(b)所示的這種類型的磁換能器，在向前的方向或在向後的方向都將產生抵消作用，但是不是在同一時間。儘管如此，如果發生向前傳輸的空間大於向後傳輸的空間，這還可能剩有某些值。可能有限制向後的波使之按較高的幅值進入支撐結構的有限體積內的效果，在支撐結構內聲波在沒有產生過大噪聲的情況下就消散掉。
這種方案的另一個實施例可以是按這樣一種方式使用兩個磁電流換能器，即它們的前和後表面傳輸相同的電流。在圖20(c)的端視圖中表示出這樣一種結構，並且清楚地表示出背靠背的磁偶極子結構。如果單根導線中的電流具有與換能器的前和後位置的電流相同的相位，由單根導線和雙換能器這兩者在固體中傳送類似的向前和向後的聲波。在這種情況下，在固體內完全抵消聲波似乎是可能的。
雙磁電流換能器的壓電等效物是簡單地利用一個雙極性器件或雙壓電晶片器件，它包括兩個背靠背的壓電陶瓷器件，在兩個內表面之間有一種導體材料。外表面應該包括導電錶面，並且與包括梯度線圈支撐在內的固體材料牢固接觸。早些時候參照圖20(a)提出的壓電器件就是這種雙極性器件。
現在我們回到使用一對次級導線，這對次級導線極其靠近單個長方形導線迴路的梯度產生初級導線，例如圖21(a)所示的結構。初級導線PQ和P′Q′置入入板內，為電流I1提供一個固有的返迴路徑。I1的橫嚮導體路徑在板的後方延伸，單獨地支撐在一個抗振支架212上，圖21(b)。次級導線AB和A′B′也置入在板中，每一個次級導線都有電流I2eiφ的返迴路徑，將這個返迴路逕取為一種在很大程度上沒有得到支撐的導體的形式，這些導體通過抗振支撐杆或柱210的形式隔開所說的板，(見圖21(b))，這樣就將與板的耦合減至最小。這後一點是通過使用抗振固定件形式的適宜部件實現的。圖21(c)表示和圖21(b)類似的一種結構，但導體PQ和AB以及導體P′Q′和A′B′由同軸的導體對214、216代替。
如果次級導線的電流返迴路徑接近所說的板，由I2eiφ產生的磁場將在梯度線圈組件的中心抵消。
考慮板的1/2，圖21。在固體內部，從導體PQ發出一個從左到右行進的平面波，這個平面波由下式給出A1=A10ei(kx+ωt). [19]類似地，從導體AB發出一個波，它具有由下式給出的幅度和相位A2=A20ei(k(x+Δx)+φ+ωt). [20]因此，在固體內總的波幅度Atot是Atot={A10+A20ei(kΔx+φ)}ei(kx+ωt)[21]其中Δx是兩根導線之間的距離。波的幅度A10和A20正比於電流的幅度I1和I2，因此可以用實驗方案得到。如果A10=A20，則在總相位kΔx+φ=2π的條件下可使Atot消失。在這些條件下，這個板應該是寧靜的。
在聲控方面的進一步改進在大多數平板設計中，都是將板的兩半相互固定到頂部和底部以維持它們的整體性。在這種結構的一種改進中，板的每一半是自由的，因此可以按自由振子方式振動。通過在一對板的後邊的頂部和底部的支撐條來維持一對板的整體性。支撐條以粘結墊的形式通過一個抗振固定件輕輕地附著到每個板上。
疊層板如果板的聲輸出和k無關，則可能改進消聲效率。圖22表示出板的一個剖面圖，所說的板包括3個或多個疊層，這些疊層形成一個複合物。每個疊層是從多層編織織物加強的塑料複合物形成的，所說的複合物具有不同的波傳播常數，即，k1k2k3…kn，其中kn=nk。對於n為奇數，可以看出，聲輸出包括描述總的板結構變形的傅立葉分量。通過選擇k值有可能改變總的板變形形狀，使其變為板坐標x的任何期望的函數。驅動板系統的電流可以是一個正弦函數或是一個餘弦函數。兩種簡單的板變形是當各傅立葉分量的和產生隨距離x的變化而變化的一個均勻的板表面的位移，或一個板表面的線性斜坡位移。在這種情況下，板外形的傅立葉變換或者給出一個正弦函數，或者給出一個微分的正弦函數，二者都和k無關。
各向異性材料我們從方程(3)注意到，聲輸出取決於泊松比σ。如果σ是零，顯然沒有任何輸出。在大多數材料中，σ不是零，並且有一類材料，它的σ可以是負的並且可以是正的。因此，可能存在其中負和正值共存的組合，從而可以使總的泊松比為零。這些材料就是多孔固體。通常在多孔固體中，σ是高度各向異性的。
考慮在多孔固體中的3個軸x、y、z的情況。在這樣一種固體中，可能有各種泊松比，即σxy、σyx、；σxz、σzx；σyz、σzy，其中σij=εi/εj，當沿i軸施加應力時，εi、εj是分別沿i和j軸的應變。對於包括多個細管的多孔固體，其中的管軸是z，我們希望σxy≈σyx=σ；σxz=σyz=0，σzx=σzy=1。
天然的多孔固體是木材。在這種材料中，多個近似的管沿樹幹軸方向A延伸。相對於樹幹軸的徑向和切向方向分別記為R和T。對於許多種類型的木材，σRA≈σTA≈0。在理論上，σAR≈σAT=σ，並且σTR=σRT=1。在實踐中，對於木材來說，σRT=0.75、σTR≈0.35、σAR≈0.45、σAT≈0.5。這就意味著，如果我們的梯度板是由木材製成的，從而使在木紋的軸向加上洛倫茲力，則σRA或σTA基本上是零。在這種情況下，方程(3)規定極大地減小了聲輸出幅度。在不加聲控的情況下，如果σRA減小10倍，則噪聲減小20分貝。使用聲控原理可實現噪聲的進一步減小。在我們的實例中，我們考慮的是木材。當然，還可以使用製造的多孔固體取而代之，並且有可能更好地逼近期望的σ=0。
製造的多孔材料可能有負的σ值。因此我們建議使用組合的多孔材料，它既包括正的σ值又包括負的σ值，從而使總的σ=0。圖23表示出4種管的橫斷面，圖23(a)和(c)具有正的σ，圖23(b)和(d)具有負的σ。包括具有這些橫斷面的管的交替層的蜂窩結構應該具有接近於零的總σ值，其中的每個層對具有一個正的σ和一個負的σ。箭頭(±F)代表產生應變的力，εx、εy，代表沿y軸的對應應變。
以上所述是展示各向異性(在這種情況下是泊松比的各向異性)的材料的特定實例。這種各向異性還能產生沿兩個或多個軸具有不同聲速的材料。聲速的各向異性在設計聲控板中可能是一個有用的特徵。可以對於這些板進行配置，使其沿一個軸有高的速度，沿垂直於這個軸的另一個軸有低得多的速度。藉助於這種材料，可以使一個板例如沿長軸方向憑藉它的低速發生共振，但沿著高聲速的短軸可使聲激發最小。
先前我們已經提到，組合材料包括多層編織玻璃纖維和編織碳纖維的塑料組合疊層，當然，這種材料沿兩個軸x和y是各向同性的，但沿垂直於層的方向大體上是各向異性的。如果要求在x-y平面是各向異性的，則可能編織出新型材料，其中經線纖維和緯線纖維是不同的材料，例如，玻璃纖維作經線導線，碳纖維作緯線導線。這種材料在x-y平面展示出極大的各向異性，從而有可能設計出沿x和y軸具有不同的聲波傳播速度的聲板。
總括泊松比的各向異性效果，我們期望的σTA=σRA=0的情況是擠壓塑料形式的管束、木材、和泡沫複合物。如果我們使用擠壓塑料情況的組合擠壓形式，則還有可能得到至少一個另外的分量σRT=0。如果考慮板的本身，則重要的設計參數是輻射因子fT=√(E/ρ3)。替換聲速，可以有ft=V/ρ。這將給出建議對於最小值ft=和指定的聲速v，則應該考察ρ。
權利要求
1．一種用於磁共振成像系統的靜聲線圈結構，所說的線圈包括一個或多個導體，它們置入一個傳聲材料板中，所說的板有一個或多個邊緣表面，其特徵在於，所說板至少一個邊緣表面是倒稜的。
2．如權利要求1所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，傳聲材料是各向異性的，它沿一個軸是高速的，沿正交軸是低速的。
3．如權利要求2所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，傳聲材料是多孔的。
4．如前述權利要求1-3中任何一個所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，所說的板包括一個多層的塑料複合物結構。
5．如權利要求4所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，多層的塑料複合物結構的所有層都是編織的玻璃纖維織物加固的塑料。
6．如權利要求4所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，多層的塑料複合物結構的所有層都是編織的碳纖維織物加固的塑料。
7．如權利要求4所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，經導線和緯導線是具有不同波傳播常數的不同的材料。
8．如權利要求7所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，經導線材料是玻璃纖維，緯導線材料是碳纖維。
9．如前述權利要求5-8中任何一個所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，多個層形成一個疊層，板是由一組疊層形成的，每個疊層都具有不同的波傳播常數k。
10．如前述權利要求1-9中任何一個所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，所說的倒稜包括單尖端邊緣倒稜。
11．如前述權利要求1-9中任何一個所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，所說的倒稜包括雙尖端邊緣倒稜。
12．如前述權利要求1-9中任何一個所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，所說的倒稜包括喇叭口形倒稜。
13．如前述權利要求1-9中任何一個所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，所說的倒稜包括尖端頂形倒稜。
14．如權利要求10所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，確定倒稜角ε，以使所說板內的聲波在垂直內部反射之前已反射n次，服從表達式nε=90°。
15．如權利要求3所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，確定雙倒稜的倒稜角ε，以使所說板內的聲波在垂直內部反射之前已內部反射n次，服從表達式(n+1)ε/2=90°。
16．如權利要求14或15所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，n大於5。
17．如前述權利要求1-16中任何一個所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，將一個或多個吸聲材料塊加到一個或多個所說倒稜邊緣上。
18．如前述權利要求1-17中任何一個所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，所說的板包括第一相對低密度材料，第一相對低密度材料在外部邊緣結合到第二相對高密度材料，第二相對高密度材料加工形成一個聲腔，所說的聲腔包括多個倒稜的表面。
19．如權利要求18所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，所說的聲腔包括大體上圓形橫斷面的腔，是從所說的高密度材材形成的。
20．如權利要求11所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，對所說的雙倒稜的窄端進行改進，以形成一個稜柱形腔，所說的稜柱形腔與所說的倒稜結合起來提供多個聲反射表面。
21．如權利要求11所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，對所說的雙倒稜的窄端進行改進，以形成一個半圓形腔，所說的半圓形腔與所說的倒稜結合起來提供多個聲反射表面。
22.如前述權利要求1-21中任何一個所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，包括多個倒稜，從而可以形成第一多尖端形狀的結構。
23．如權利要求22所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，包括另一個板，所說的另一個板包括第二多個倒稜，從而可以形成第二多尖端形狀的結構，所說的另一個邊的位置靠近所說的板，從而使第一和第二多尖端形的結構相互鎖緊。
24．如權利要求23所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，至少一個所說電導體置入在一個狀條頭套中，所說的狀條頭套附著到所說的傳聲材料板中的所說倒稜部分上，形成所說狀條頭套的材料具有比所說的板材料低的聲速。
25．如權利要求24所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，所說狀條頭套設有一個或多個倒稜的邊緣。
26.如前述權利要求中任何一個所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，對於所說的線圈進行冷卻。
27．前述權利要求1-26中任何一個所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，所說的線圈是梯度線圈。
28．如前述權利要求1-27中任何一個所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，線圈結構是從一個圓柱形的支撐材料上形成的，其表面帶有沿圓柱體軸延伸的多組鋸齒、凹槽、或切口。
29．如前述權利要求1-27中任何一個所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，線圈結構是從一個圓柱形的支撐材料上形成的，其表面帶有沿所說表面的圓周方向延伸的多組鋸齒、凹槽、或切口。
30．如前述權利要求1-29中任何一個所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，板安裝在一個抗振固定件上。
31．如權利要求1所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，所說板包括由多孔材料組成的複合多孔結構，具有正的和負的泊松比σ的值，從而使總的泊松比σ基本為0。
32．如權利要求31所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，正的和負值的材料包括六邊形的和反六邊形的管狀結構。
33．如權利要求1-32中任何一個所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，一個或多個導體包括用於產生磁場的一個第一載流導體和用於消除聲波的一個第二載流導體。
34．如權利要求33所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，兩個導體都置入在板中，而且二者略微間隔開一點並且相互平行。
35．如權利要求33所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，兩個導體都置入在板中，而且同軸地略微間隔開。
36．如權利要求34或35所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，第二導體的返迴路徑位於板的外側，並且安裝在一個抗振板上。
37．一種用於磁共振成像系統的一種靜聲線圈結構，所說的線圈包括置入板材料中的一個或多個導體，所說的板包括多孔材料的複合多孔結構，這種材料有正的和負的泊松比σ，因此總的泊松比σ基本上是0。
38．如權利要求37所述的靜聲線圈結構，其特徵在於，正和負值的材料包括六邊形的或圓形的和反六邊形的或反圓形的結構。
全文摘要
一種用於磁共振成像系統的靜聲梯度線圈結構,所說的線圈結構包括一個或多個導體,它們置入一個傳聲材料板中,所說的板有一個或多個邊緣表面,其特徵在於;所說板至少一個邊緣表面(100、102、104、106)是倒稜的。所說的板包括多孔材料的複合多孔結構,這種材料有正的和負的泊松比σ,因此總的泊松比σ基本上是0。
文檔編號G01R33/385GK1298487SQ9980543
公開日2001年6月6日 申請日期1999年3月8日 優先權日1998年3月7日
發明者彼得·曼斯菲爾德 申請人:彼得·曼斯菲爾德