成像设备，包括：a.在径向上围绕样品空间设置的磁体装置，用于产生在所述磁体装置运行期间改变的磁场B，所述磁场具有在z方向上的磁场分量；b.在径向上设置在所述磁体装置之内的电路板装置(6；14)，所述电路板装置具有导电的导体电路(7；12)，所述导体电路被划分成多个导体电路区段(10)，其中，至少两个相互邻接的导体电路区段(10)形成一个结构区段(11a、11b；12a、12b)，该结构区段跨占一个表面(A1、A2)，其特征在于，对于每个导体电路(7；12)，每两个结构区段(11a、11b)形成一个结构区段对(11)，所述导体电路(7；12)设置在电路板装置(6；14)上，使得由所述磁体装置的磁场B的改变在每个结构区段对(11)的这两个结构区段(11a、11b)中感应出对称相反的电压和/或电流。由此，一方面涡流和另一方面所述导体电路板及其组件的干扰能通过感应出的电压和电流被避免或者至少被最小化。小化。小化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成像设备、用于设计电路板装置的方法和电路板装置
[0001]本专利技术涉及一种成像设备，所述成像设备包括：在径向上围绕样品空间设置的磁体装置，所述磁体装置用于产生在磁体装置运行期间变化的磁场，所述磁场具有在z方向上的磁场分量；以及在径向上设置在磁体装置之内的电路板装置，所述电路板装置具有导电的导体电路，所述导体电路被划分为多个导体电路区段，其中，至少两个相互邻接的导体电路区段形成一个结构区段，该结构区段跨占一个表面。本专利技术也涉及一种用于设计电路板装置的方法和一种这样的电路板装置。
技术介绍
[0002]在具有电路板装置和变化的磁场的成像设备中的挑战在于，禁止磁体装置和电路板装置的干涉和相互影响。因此，例如在混合成像设备中，两种成像方式的组件不允许相互影响。在正电子发射断层摄像(Positron
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Emissions
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Tomografie，PET)/磁共振(Magnetresonanz，MR)混合扫描仪中，一方面，PET电子器件组件例如与MR断层摄像机的敏感的磁场相互作用；另一方面，强的MR磁场影响PET电子器件并且因此影响PET数据采集。
[0003]然而，为了禁止与变化的磁场(例如梯度线圈的梯度场以及发射和接收线圈的高频场)的相互作用，需要另外的方法。
[0004]MR断层摄像机的发射和接收HF线圈与拉莫尔频率相协调并且生成在MHz范围内的磁场B1，所述磁场具有在μT范围内的幅值并且垂直于B0定向，以便激发自旋。由于变化的磁场的高频率而无法防止电场分量的产生。在此，功率达到kW范围并且干扰PET电子器件。
[0005]此外，HF线圈能够探测被激发的自旋的非常小的信号，其中，接收信号可以处于μV范围内。因此，MRT发射和接收线圈对噪声非常敏感，并且本身可以探测到最小的(干扰)信号，如果这些信号处于MRT扫描仪的拉莫尔频率范围内的话。因为在现代的PET/MR混合扫描仪中存在大量的电子元件，其中有FPGA、ASIC和在MHz范围内的不同的信号导线，并且在具有宽带噪声的MRT扫描仪中也可能发生PET数据的数字化，所以PET电子器件的发出的信号可能干扰或者完全地叠加HF线圈的接收信号，从而可能无法实现对MR信号的探测。
[0006]为了禁止这些相互影响，对本领域技术人员提供已知的屏蔽方法和技术[1、2]，利用所述屏蔽方法和技术可以引起高频信号的屏蔽。
[0007]然而，适用于屏蔽发射和接收线圈的高频场的屏蔽措施装置不适合于屏蔽梯度场。
[0008]梯度场是静止的磁场，所述静止的磁场可以具有在直至几百mT范围内的场强并且所述静止的磁场的梯度在每米直至几百mT的范围内变化。在检查对象中存在三个叠加的梯度场：x梯度G
x
*z(所述x梯度沿着x方向尽可能直线地延伸并且其场分量在z方向上定向)、y梯度G
y
*z(所述y梯度沿着y方向尽可能直线地延伸并且其场分量在z方向上定向)和z梯度G
z
*z(所述z梯度沿着z方向尽可能直线地变化并且其场分量在z方向上定向)。
[0009]具有梯度线圈的梯度线圈装置通常在径向上位于PET环形装置之外。梯度场引起对MRT接收信号的位置编码，其方式为，通过x、y和z梯度的相应的序列编程实现频率和相位
编码。正如B0场那样，梯度场能不被视野中的PET组件影响，因为否则干扰MRT图像的位置编码。同样的内容适用于在径向上引入梯度线圈装置之内的所有组件、包括RF发射/接收线圈。
[0010]因为梯度场涉及静止的磁场，所以梯度场此外由于基于这些梯度场在能导电的结构上感应电流而可能被改变并且因此被干扰：如果接通和关断梯度线圈(这在每次MRT检查期间发生)，则在所有能导电的结构上和尤其是在导体电路板(PCB)上的较大的导体面和屏蔽装置的屏蔽面上感应出涡流。感应出的涡流本身生成磁场，这与梯度场叠加并且因此干扰相位和频率编码并且因此最终干扰MRT图像的位置分辨率并且此外由于这些涡流可能导致非期望的放热。这对于具有所谓的高“占空比”的MRT序列(例如EPI或者扩散成像)是特别关键的，其中，梯度线圈尽可能快速且频繁相继地以高的梯度幅值接通。在这里，不仅在封闭的表面上出现涡流，而且在导体电路和其它金属的结构上也出现感应电流和电压。涡流问题尤其是出现在具有供电导线的电路板中，因为所述电路板构造为大面积的供电层(Layer)，以便确保稳定的供电电压并且避免电压差。同样地，各层在其它PCB应用中是必要的、例如在构造微波传输导线或者预先给定导线阻抗的导线的情况下。因此，在多种应用中常见的是，在电路板装置上设有大的金属面。然而，在这里出现上述涡流问题。形成的涡流干扰电子器件并且可能导致高的放热，所述高的放热同样可能引起问题或者使更昂贵的且更耗费的冷却机械装置成为必要。
[0011]在MRT中和特别是PET/MR系统开发中，由于成本原因而尝试实现尽可能紧凑的设计。MR磁体的直径越小，则用于这种MR系统的价格越低。此外，有利的是，不仅使MRT接收线圈、而且使PET探测器尽可能靠近检查对象，以便实现MRT成像的探测的最优的信噪比和PET成像的高的灵敏度以及同时节省PET探测器。在这种紧凑的成像设备中，具有电子器件和屏蔽的PET探测器靠近检查对象，从而感应电流和电压特别强烈地对MRT图像和PET电子器件产生影响。
[0012]为了防止在具有图像干扰和伪影的检查对象中梯度场的干扰性的改变并且同样防止感应电压破坏构件或者损害构件的功能，以及为了防止感应电压耦合到信号导线上，必须使用合适的方法，以便尽量禁止涡流并且以便禁止感应的信号或者电压。
[0013]抑制和减小涡流
[0014]例如在[1、2]中描述抑制和减小在屏蔽装置的导电表面上的涡流。HF屏蔽通常涉及能导电的层(例如由铜、银或者镀银的铜制成)。为了抑制涡流而嵌入缝隙。所述缝隙在正常情况下电容连接。因为所有梯度场在z方向上定向，在切换梯度时形成具有x和y定向的电场分量。为了尽可能有效地抑制涡流，各缝隙沿着z方向定向，因为电场分量因此垂直于缝隙定向。根据这种方法，缝隙也可以集成到PET屏蔽中。
[0015]为了抑制在面状的供电层上的涡流，类似于上述屏蔽装置地，供电层可以设有沿着z方向的缝隙(参见图4)。
[0016][3]描述一种MR兼容的设备，该设备具有HF屏蔽并且同时应抑制涡流。在此，作为HF屏蔽使用网或者穿孔的金属板。
[0017]也可能的是，代替由金属制成的屏蔽面而设置由具有较低的电导率的其它材料制成的屏蔽面，以便抑制涡流。在这里，例如可以使用碳作为材料。在公开文献[4]中描述一种HF屏蔽，所述HF屏蔽包括碳纤维增强的层，以便减少涡流。减小的电导率抑制感应电流，然
而碳的相对的屏蔽强度也明显更小。因此，为了达到所期望的屏蔽强度，必须设置相对较厚的屏蔽，这引起提高的空间需求。
[0018]避免感应电流和电压
[0019]为了避免在电路板装置和电气组件上的感应电流和电压，电路板的能导电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.成像设备，包括：a.在径向上围绕样品空间设置的磁体装置，所述磁体装置用于产生在所述磁体装置运行期间变化的磁场B，所述磁场具有在z方向上的磁场分量，b.在径向上设置在所述磁体装置之内的电路板装置(6；14)，所述电路板装置具有导电的导体电路(7；12)，所述导体电路被划分为多个导体电路区段(10)，其中，至少两个相互邻接的导体电路区段(10)形成一个结构区段(11a、11b；12a、12b)，该结构区段跨占一个表面(A1、A2)，其特征在于，对于每个导体电路(7；12)，每两个结构区段(11a、11b)形成一个结构区段对(11)，所述导体电路(7；12)设置在所述电路板装置(6；14)上，使得通过改变所述磁体装置的磁场B在每个结构区段对(11)的这两个结构区段(11a、11b)中感应出对称相反的电压和/或电流。2.根据权利要求1所述的成像设备，其特征在于，在每个结构区段(11a、11b)中，至少两个导体电路区段(10)关于z方向倾斜地定向，并且所述导体电路(6；14)与z轴线围成的角度的符号在所述导体电路(6；14)的走向上至少改变一次。3.根据上述权利要求中任一项所述的成像设备，其特征在于，结构区段对(11)的各结构区段(11a、11b)共同具有至少一个导体电路区段(10)。4.根据上述权利要求中任一项所述的成像设备，其特征在于，所述导体电路(6；14)锯齿状地在所述电路板装置(6；14)上延伸。5.根据上述权利要求中任一项所述的成像设备，其特征在于，结构区段(11a、11b)的导体电路区段(10)关于所述z方向成30
°
至60
°
、优选为
±
45
°
的角度地定向。6.根据上述权利要求中任一项所述的成像设备，其特征在于，由一个结构区段对(11)的结构区段(11a、11b)跨占的各表面(A1、A2)具有相同的形状和相同的面积。7.根据上述权利要求中任一项所述的成像设备，其特征在于，所述导电的导体电路(7；12)涉及用于传输电信号...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：布鲁克碧奥斯平MRI有限公司，
类型：发明
国别省市：
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