專利名稱：橫向折疊的梯度線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所公開的主題涉及磁共振成像系統(tǒng)，更具體地涉及用于在這種系統(tǒng)中產(chǎn)生大 致線性的橫向磁場的橫向折疊梯度線圈(gradientcoil)。
背景技術(shù)：
磁共振成像系統(tǒng)可包括一個或多個磁場梯度線圈，其構(gòu)造成在激勵時產(chǎn)生預(yù)定的 磁場。在現(xiàn)有技術(shù)中已知提供主動屏蔽的橫向線圈裝置10，諸如示于圖1的簡化示意圖中。 線圈裝置10包括外部線圈區(qū)段11和布置在外部線圈區(qū)段11內(nèi)的內(nèi)部線圈區(qū)段21。外部 線圈區(qū)段11和內(nèi)部線圈區(qū)段21均為大致圓柱形表面。外部線圈區(qū)段11和內(nèi)部線圈區(qū)段 21示出為在縱向軸線19上同心定位，該縱向軸線19通常稱作梯度軸線并且通常在相關(guān)技 術(shù)中規(guī)定為笛卡爾坐標(biāo)系的z軸。線圈裝置10通常包括多個梯度線圈，用于當(dāng)由電流供能 時在成像體積20中產(chǎn)生所希望的主要磁場。在所示實例中，內(nèi)部線圈區(qū)段21包括在此示出為布置在x_y平面左側(cè)的第一內(nèi)部 梯度線圈23和在此示出為布置在x-y平面右側(cè)的第二內(nèi)部梯度線圈25。每個內(nèi)部梯度線 圈23和25大致跨過內(nèi)部線圈區(qū)段21的圓周的一半延伸，在此示出為位于y_z平面上方。 在典型構(gòu)造中，內(nèi)部線圈區(qū)段21包括布置在內(nèi)部線圈區(qū)段21的下表面上(S卩，在y-z平面 下方)的第三內(nèi)部梯度線圈和第四內(nèi)部梯度線圈(為了清楚地說明而未示出)。四個內(nèi)部 梯度線圈中的每個包括折疊環(huán)路電流路徑(為了清楚地說明而未示出)，其構(gòu)造成使得當(dāng) 供能時每個折疊環(huán)路電流路徑在成像體積20中生成相應(yīng)的磁場梯度分量。外部線圈區(qū)段11包括布置在第一內(nèi)部梯度線圈23徑向外部的第一外部梯度線圈 13和布置在第二內(nèi)部梯度線圈25徑向外部的第二外部梯度線圈15。每個外部梯度線圈13 和15大致跨過外部線圈區(qū)段11的圓周的一半延伸，以便抵消或屏蔽由內(nèi)部梯度線圈23和 25生成的主要磁場的原本可能徑向延伸超過外部線圈區(qū)段11的部分。這種屏蔽通過由設(shè) 于每個外部梯度線圈23和25上的折疊環(huán)路電流路徑(為了清楚說明而未示出)生成的相 對磁場分量來實現(xiàn)。在每個外部折疊環(huán)路電流路徑中的電流與相鄰內(nèi)部折疊環(huán)路電流路徑 中的電流流動相反地流動。外部線圈區(qū)段11還包括在位于y_z平面下方的外部線圈區(qū)段 11上并布置在相應(yīng)的第三內(nèi)部梯度線圈23和第四內(nèi)部梯度線圈25徑向外部的第三外部梯 度線圈和第四外部梯度線圈(未示出)。電流返回路徑(未示出)提供成用于在外部梯度 線圈13和內(nèi)部梯度線圈23中流動的電流的傳輸或連續(xù)性，以在線圈區(qū)段的表面上產(chǎn)生閉 合線圈圖案(pattern)。美國專禾lj No. 5，349，381 "Double type coil for generating slantmagnetic field for MRI”例如公開了一種梯度線圈，其包括形成在具有共同軸線的雙半圓柱形表面 上的螺旋形電流路徑圖案。電流路徑串聯(lián)以形成單個電流路徑，所公開的設(shè)計在主要表面 與屏蔽表面之間提供折疊返回電流路徑。美國專利No. 5，512，828 “Actively shielded transversegradient coil for nuclear magnetic resonance tomography apparatus，，公 開了一種主動屏蔽的橫向梯度線圈布置，其具有在主要線圈(primary coil)與次級線圈之間的電流路徑的縱向折疊。然而，盡管電流折疊可提高線圈效率并改進(jìn)屏蔽，但是也可能會增加制造復(fù)雜性。 此外，折疊構(gòu)造限制從梯度線圈的端部到主要表面與屏蔽表面之間的空間的物理接近。意 圖改進(jìn)這些缺點的一種構(gòu)造公開在美國專利No. 5,886,548 "Crescent gradient coils” 中，其中，電流導(dǎo)體卷繞成新月形布置。新月形軸向?qū)R的線圈也可結(jié)合高雷(Golay)型線 圈使用。然而，這種橫向纏繞的線圈可能不能滿足成像應(yīng)用所規(guī)定的某些梯度線性、均勻性 或漏磁場要求。需要的是一種分布電流橫向梯度線圈設(shè)計，其產(chǎn)生線性橫向梯度磁場并克服現(xiàn)有 技術(shù)的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個方面中，公開一種梯度線圈，其包括第一梯度線圈單元和第二梯 度線圈單元，它們布置成以便在它們之間封閉梯度軸線，每個梯度線圈單元包括梯度線圈 基板，其具有主要線圈區(qū)段、屏蔽線圈區(qū)段、第一返回路徑區(qū)段以及第二返回路徑區(qū)段，該 主要線圈區(qū)段布置在梯度軸線與屏蔽線圈區(qū)段之間，主要線圈區(qū)段構(gòu)造成當(dāng)傳導(dǎo)電流時在 梯度軸線處產(chǎn)生磁場梯度；該第一返回路徑區(qū)段可折疊地連接在主要線圈區(qū)段與屏蔽線圈 區(qū)段之間，該第二返回路徑區(qū)段可折疊地連接在屏蔽線圈區(qū)段與主要線圈區(qū)段之間，使得 梯度線圈基板形成圓柱形表面，該圓柱形表面具有與梯度軸線大致對齊的縱向軸線；以及 多個大致平行的傳導(dǎo)路徑，其在橫向于梯度軸線的方向上跨過圓柱形表面布置。在本發(fā)明的另一方面中，公開了一種磁共振成像系統(tǒng)，其包括主磁體，其封閉成 像體積；RF線圈，其布置在主磁體內(nèi)；以及梯度線圈組件，其布置在RF線圈內(nèi)，該梯度線圈 組件具有一對梯度線圈基板，每個梯度線圈基板包括主要線圈區(qū)段，其構(gòu)造成在梯度軸線 處產(chǎn)生磁場梯度；屏蔽線圈區(qū)段，其與主要線圈區(qū)段可折疊地連接，該屏蔽線圈區(qū)段還布置 在主要線圈區(qū)段與主磁體之間；以及多個大致平行的傳導(dǎo)路徑，其在橫向于梯度軸線的方 向上跨過梯度線圈基板布置；以及梯度放大器，其用于向梯度線圈組件供能。在本發(fā)明的又一方面中，用于制作產(chǎn)生磁場梯度的梯度線圈的方法包括獲得磁 場梯度的線性、均勻性和漏磁要求中的至少一個；選擇二維級數(shù)函數(shù)用于確定將實施于具 有主要線圈區(qū)段和屏蔽線圈區(qū)段的梯度線圈基板上的電流圖案；選擇表面流函數(shù)系數(shù)； 創(chuàng)建具有格式F = E i E jAijU.Vj的表面流函數(shù)；計算每個流函數(shù)系數(shù)主要線圈區(qū)段 和屏蔽線圈區(qū)段的影響；驗證每個流函數(shù)系數(shù)&彳滿足至少一個線性、均勻性和漏磁要求； 將流函數(shù)離散成主要傳導(dǎo)路徑圖案和屏蔽傳導(dǎo)路徑圖案；以及根據(jù)主要傳導(dǎo)路徑圖案和屏 蔽傳導(dǎo)路徑圖案在梯度線圈基板上形成主要傳導(dǎo)路徑和屏蔽傳導(dǎo)路徑。通過閱讀下文的附圖和詳細(xì)描述，根據(jù)本公開實施例的其它裝置和/或方法對于 本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見。預(yù)期所有這些額外的裝置和方法在本發(fā)明的范圍內(nèi)并且受到 所附權(quán)利要求書保護(hù)。


圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的包括外部線圈區(qū)段和內(nèi)部線圈區(qū)段的線圈裝置的簡化說 明；
圖2是根據(jù)本發(fā)明方面的包括梯度線圈的磁共振單元的簡化表示；圖3是圖2的梯度線圈的橫向截面圖解說明；圖4是圖3的梯度線圈的縱向截面圖解說明；圖5是橫向折疊梯度線圈的簡化等距圖解說明，該橫向折疊梯度線圈包括圍繞梯 度軸線布置的上部梯度線圈單元和下部梯度線圈單元；圖6是圖5的上部梯度線圈單元的象限部分的簡化等距圖解說明，該上部梯度線 圈單元包括由橫向返回路徑區(qū)段連接到屏蔽線圈區(qū)段的主要線圈區(qū)段；圖7是圖6的主要線圈區(qū)段的簡化圖解視圖，其示出在梯度基板上的主要線圈傳 導(dǎo)路徑和橫向傳導(dǎo)路徑。圖8是圖6的屏蔽線圈區(qū)段的簡化圖解視圖，其示出在梯度基板上的屏蔽線圈傳 導(dǎo)路徑；圖9是處于非折疊狀態(tài)的圖6的上部梯度線圈單元的簡化圖解說明，其示出在梯 度線圈基板上的主要線圈傳導(dǎo)路徑、屏蔽線圈傳導(dǎo)路徑和橫向傳導(dǎo)路徑；以及圖10是說明根據(jù)本發(fā)明方面的用于得到橫向折疊梯度線圈的圖9的主要線圈傳 導(dǎo)路徑、屏蔽線圈傳導(dǎo)路徑和橫向傳導(dǎo)路徑的方法的流程圖。
具體實施例方式公開了一種橫向折疊梯度線圈，其具有屏蔽梯度設(shè)計，并且構(gòu)造成主動抵消生成 和包含磁場的原本將在線圈裝置外部延伸的部分。橫向折疊梯度線圈包括沿著大體上平行 于梯度軸線的表面在主要線圈表面與屏蔽線圈表面之間延伸的折疊電流返回路徑。這種構(gòu) 造改進(jìn)了到位于主要線圈與屏蔽線圈之間的區(qū)域的物理接近并進(jìn)一步改進(jìn)了梯度性能和 線性，并且通過減小路徑導(dǎo)體長度來減小線圈電感。本發(fā)明還提供用于確定對于橫向折疊梯度線圈的、滿足磁梯度的線性、均勻性和 漏磁場要求所需的電流路徑。該方法使用流函數(shù)來確定電流密度，其中流函數(shù)利用在梯度 線圈的電流環(huán)路方向和軸線方向上級數(shù)展開的外積。添加另外的約束以確保電流保持在相 應(yīng)線圈區(qū)段的表面邊界的內(nèi)部。流函數(shù)系數(shù)可使用線性或二次編程方法來計算。選擇線圈 區(qū)段之間的電流返回路徑的特定位置，以便于制作線圈裝置而不會招致對所希望的主要磁 場圖案有害的電流路徑。磁共振單元30的簡化表示提供在圖2中。磁共振單元30可包括固定在外殼40 內(nèi)的主磁體32、梯度線圈34和RF線圈36。成像體積或腔室42可構(gòu)造在外殼40中以接收 例如經(jīng)歷檢查的患者44。主磁體32用于在腔室42中生成大致恒定的磁場。梯度線圈34 可由系統(tǒng)控制器48操作的梯度放大器單元46供能。如圖3和圖4的簡化說明所示，腔室 42可為具有梯度軸線38的大體上圓柱形的體積，腔室42由RF線圈36、梯度線圈34以及 主磁體32封閉。梯度線圈34用于在腔室42中所希望的視場上產(chǎn)生磁場梯度，并且RF線 圈36用于生成RF磁場。在圖5中示出適用于磁共振單元30中的橫向折疊梯度線圈組件50的示范性實施 例的圖解等距說明。在本發(fā)明的一方面中，橫向折疊梯度線圈組件50可包括第一梯度線圈 單元52和第二梯度線圈單元54，梯度線圈單元52和54均繞封閉的梯度軸線56布置。第 一梯度線圈單元52可看作包括在橫向折疊梯度線圈組件50的“第一象限”中的第一象限線圈62和在橫向折疊梯度線圈組件50的“第二象限”中的第二象限線圈64。第二象限線 圈64可大致為第一象限線圈62的鏡像。應(yīng)了解的是，第一象限線圈62和第二象限線圈64可形成在共同的梯度線圈基板 70上并且可為或可不為物理上分開的單元。然而，第一象限線圈62和第二象限線圈64在 此區(qū)分為線圈“象限”，主要是便于描述示范性實施例。繼續(xù)這種觀察橫向折疊梯度線圈組 件50的方法，第二梯度線圈單元54可看作包括第三象限線圈66和第四象限線圈68，其中 第三象限線圈66大致是第二象限線圈64的鏡像，第四象限線圈68大致是第一象限線圈62 的鏡像。因而，第二梯度線圈單元54可看作大致為第一梯度線圈單元52的鏡像。象限線 圈62、64、66和68各可如下文更詳細(xì)描述地構(gòu)造成在磁共振單元30內(nèi)產(chǎn)生所希望的磁視 場。圖6是沿著梯度軸線56的大致方向觀察的第一梯度線圈單元52的圖解表示。為 了清楚地說明，僅僅示出第一梯度線圈單元52的“第一象限”部分，但是應(yīng)了解的是，下文 的描述適用于整個第一梯度線圈單元52以及第二梯度線圈單元54。第一梯度線圈單元52 包括主要線圈區(qū)段72和屏蔽線圈區(qū)段74，其中(i)主要線圈區(qū)段72和屏蔽線圈區(qū)段74 通過第一返回路徑區(qū)段76可折疊地連接；以及(ii)主要線圈區(qū)段72和屏蔽線圈區(qū)段74 還通過第二返回路徑區(qū)段78可折疊地連接。在示范性實施例中，主要線圈區(qū)段72和屏蔽線圈區(qū)段74可限定具有共同縱向軸 線60的大致圓形或橢圓形圓柱形弧。第一返回路徑區(qū)段76和第二返回路徑區(qū)段78可限 定穿過縱向軸線60的相應(yīng)徑向平面。屏蔽線圈區(qū)段74大致平行于主要線圈區(qū)段72并與 主要線圈區(qū)段72間隔開。屏蔽線圈區(qū)段74與主要線圈區(qū)段72之間的間距可與第一返回 路徑區(qū)段76或第二返回路徑區(qū)段78的寬度大致相同。因此，在主要線圈區(qū)段72、第一返回 路徑區(qū)段76、屏蔽線圈區(qū)段74和第二返回路徑區(qū)段78中的梯度線圈基板70可看作形成閉 合圓柱形表面80，其中縱向軸線60與梯度軸線56大致對齊。因此，屏蔽線圈區(qū)段74用于 屏蔽并包含在磁共振單元30操作期間由主要線圈區(qū)段72生成的磁場。如在圖7和圖8中最佳地看出，第一梯度線圈單元52的第一象限線圈62部分包 括多個主要線圈傳導(dǎo)路徑82和多個屏蔽線圈傳導(dǎo)路徑84。第一梯度線圈單元52的第一象 限線圈62部分還包括跨過主要線圈區(qū)段72、第一返回路徑區(qū)段76、屏蔽線圈區(qū)段74和第 二返回路徑區(qū)段78延伸的、在梯度線圈基板70上的多個橫向傳導(dǎo)路徑86，如圖所示。傳導(dǎo) 路徑82、84和86可形成為在具有所示的大體構(gòu)造的梯度線圈基板70上的多個嵌套閉合彎 曲電跡線或?qū)w。應(yīng)了解的是，第一梯度線圈單元52的第二象限線圈64部分(未示出) 相似地包括多個主要線圈傳導(dǎo)路徑82、多個屏蔽線圈傳導(dǎo)路徑84和多個橫向傳導(dǎo)路徑86。跨過主要線圈區(qū)段72和屏蔽線圈區(qū)段74的橫向傳導(dǎo)路徑86是大致平行的路徑， 并且大致橫向于梯度軸線56。在示范性實施例中，橫向傳導(dǎo)路徑86可包括當(dāng)穿過主要線 圈區(qū)段76與屏蔽線圈區(qū)段78之間時發(fā)散或會聚的傳導(dǎo)路徑。具體而言，橫向傳導(dǎo)路徑86 當(dāng)進(jìn)入第一返回路徑區(qū)段76或第二返回路徑區(qū)段78時發(fā)散，如圖所示。這種傳導(dǎo)路徑發(fā) 散性用于保證磁場梯度在梯度軸線56處的所希望的線性和均勻性。可在柔性絕緣印刷電 路板上使用例如導(dǎo)電材料來制作主要線圈區(qū)段72、屏蔽線圈區(qū)段74、第一返回路徑區(qū)段76 和第二返回路徑區(qū)段78。在本文所公開的橫向折疊梯度線圈構(gòu)造中，橫向傳導(dǎo)路徑86的“匝”在大體上橫向于梯度軸線56的方向上(即在圖4的x-y平面中的徑向方向上)伸展，而不是形成諸如 主要線圈傳導(dǎo)路徑82和屏蔽線圈傳導(dǎo)路徑84的閉合彎曲電跡線或?qū)w。這種橫向傳導(dǎo)路 徑構(gòu)造提供梯度線圈效率的提高。因此，下文所述的方法可用于計算提供這種橫向傳導(dǎo)路 徑構(gòu)造的主要線圈和屏蔽線圈電跡線或?qū)w，其中所公開的方法還滿足磁梯度的線性、均 勻性和漏磁場要求。當(dāng)橫向折疊梯度線圈組件50由梯度放大器46供能時，例如，主要線圈 區(qū)段72在圍繞梯度軸線56的區(qū)域中產(chǎn)生所希望的主要磁場，并且屏蔽線圈區(qū)段74產(chǎn)生相 對的磁場，以抵消或屏蔽主要磁場的原本可能會在橫向折疊梯度線圈組件50外部延伸的 部分。橫向折疊梯度線圈組件50的橫向折疊構(gòu)造提供從大致平面的梯度線圈基板70有 利地制作第一梯度線圈單元52和第二梯度線圈單元54。圖9示出處于非折疊構(gòu)造的第一 梯度線圈單元52，其中圓柱體80在虛擬“虛線”88處“打開”，以便能進(jìn)行非折疊觀察。在 梯度線圈基板70上的導(dǎo)電跡線或?qū)w的圖案可從在如圖所示地定向的u-v坐標(biāo)系中限定 的積分曲面(solution surface)得到，其中u軸表示橫向方向，v軸表示縱向方向。應(yīng)了 解的是，梯度線圈基板70包括跨過虛線88連續(xù)的表面，并且在此為了清楚地說明而示出為 平面圖。第一梯度線圈單元52包括縱向布置在主要線圈區(qū)段72中的兩個主要線圈傳導(dǎo)路 徑82和縱向布置在屏蔽線圈區(qū)段74中的兩個屏蔽傳導(dǎo)路徑84。由第一縱向折疊線92和第二縱向折疊線94限定的第一返回路徑區(qū)段76將主要 線圈區(qū)段72和屏蔽線圈區(qū)段74分開。由第三縱向折疊線96和第四縱向折疊線98限定的 第二返回路徑區(qū)段78將主要線圈區(qū)段72和屏蔽線圈區(qū)段74分開。第一梯度線圈單元52 還包括多個橫向傳導(dǎo)路徑86，其跨過基板在主要線圈傳導(dǎo)路徑82之間和屏蔽線圈傳導(dǎo)路 徑84之間延伸。如可以看出的那樣，橫向傳導(dǎo)路徑86在第一返回路徑區(qū)段76和第二返回 路徑區(qū)段78的區(qū)域中發(fā)散和會聚?？梢粤私獾降氖牵捎谡郫B的橫向方向具有恒定度量，故在平面的非折疊梯度基 板70上的尺寸與第一梯度線圈單元52上的相應(yīng)尺寸大致相同。梯度基板70可在繞支承 結(jié)構(gòu)(未示出)的預(yù)定位置和方位上折疊和卷繞，以形成所希望的橢圓形或圓柱形表面，其 中的每一個可以以大約180度的角度對向(subtend)，如圖5所示。在替代示范性實施例 (未示出)中，梯度線圈單元可構(gòu)造成以小于180度、甚至小至45度的角度對向，使得橫向 折疊梯度線圈組件可包括三個或更多個梯度線圈單元。圖10的流程圖100示出確定用于梯度電路基板70的電跡線或?qū)w圖案的示范性 方法。在步驟102中，獲得對于梯度線圈單元52中電流路徑的預(yù)先確立的線性、均勻性和 漏磁場要求?？商砑恿硗獾募s束以確保電流保持在相應(yīng)的線圈區(qū)段的表面邊界的內(nèi)部。在 步驟104中，二維流函數(shù)(F)可用于確定電流密度，其中流函數(shù)(F)利用在梯度線圈單元52 的電流環(huán)路u方向和軸向v方向上的級數(shù)展開的外積。局部u軸線和v軸線到實空間的映射使得u映射到圍繞展開方向(橫向于r和 小)的路徑，V映射到Z方向。在U方向和V方向上選擇適當(dāng)?shù)囊痪S級數(shù)函數(shù)。在示范性實 例中，可在U方向上選擇傅里葉級數(shù)并且可在V方向上選擇多項式級數(shù)。然后，在步驟106 中，將表面的二維流函數(shù)計算為F =E i E其中是ij項的流函數(shù)系數(shù)，u,是傅 里葉級數(shù)的第i項，Vj是多項式級數(shù)的第j項?？墒褂镁€性或二次編程方法來計算流函數(shù) 系數(shù)Au。
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在步驟108中，對成像體積和應(yīng)限制或最小化漏磁場的任何表面上的目標(biāo)場點集 合計算每個&」系數(shù)的通量密度(線性和漏磁)和通量密度梯度(均勻性)。如果未滿足 所希望的線性、均勻性和漏磁值的要求，在決策方塊112處，可在步驟114由線性、二次或其 它優(yōu)化方案來優(yōu)化流函數(shù)系數(shù)Au，以便滿足所希望的線性、均勻性和漏磁值，并且過程返回 到步驟108用于計算新的流函數(shù)F' =E i E jAijUiVj。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可向優(yōu)化添加 其它量，諸如電感、功率、力或扭矩。也可能必須向在v方向的映射表面邊緣添加約束，以確 保在基板片上不存在電流。在u方向上，電流路徑是自閉合的。如果在決策方塊112處滿足所希望的線性、均勻性和漏磁值的要求，在步驟116 中，流函數(shù)(F)可離散成主要線圈傳導(dǎo)路徑82、屏蔽線圈傳導(dǎo)路徑84和橫向傳導(dǎo)路徑86。 所示方法也可適用于制作第二梯度線圈單元54或用于磁共振單元30的類似梯度線圈單兀。雖然參考各種示范性實施例描述本發(fā)明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解的是，在不 偏離本發(fā)明范圍的情況下，可對本發(fā)明做出各種變化，并且等效物可代替本發(fā)明的元件。本 發(fā)明的專利保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實例。如 果這些其它的實例具有與權(quán)利要求書的字面語言并無不同的結(jié)構(gòu)元件或者如果這些實例 包括與權(quán)利要求書的字面語言并無實質(zhì)不同的等效結(jié)構(gòu)元件，這些其它實例預(yù)期在權(quán)利要 求書的范圍內(nèi)。特別地，在不偏離本發(fā)明范圍的情況下，可以對本發(fā)明的教導(dǎo)內(nèi)容做出某些 修改以適應(yīng)特定情況。因此，預(yù)期本發(fā)明不限于上文所公開的用于實施本發(fā)明的實施例，而 是本發(fā)明包括屬于所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的所有實施例。
權(quán)利要求
一種梯度線圈(50)，其包括第一梯度線圈單元(52)和第二梯度線圈單元(54)，它們布置成以便在它們之間封閉梯度軸線(56)，所述梯度線圈單元(54)各包括梯度線圈基板(70)，其具有主要線圈區(qū)段(72)、屏蔽線圈區(qū)段(74)、第一返回路徑區(qū)段(76)和第二返回路徑區(qū)段(78)，所述主要線圈區(qū)段(72)布置在所述梯度軸線(56)與所述屏蔽線圈區(qū)段(72)之間，所述主要線圈區(qū)段(72)構(gòu)造成在傳導(dǎo)電流時在所述梯度軸線(56)處產(chǎn)生磁場梯度；所述第一返回路徑區(qū)段(76)可折疊地連接在所述主要線圈區(qū)段(72)與所述屏蔽線圈區(qū)段(74)之間，所述第二返回路徑區(qū)段(78)可折疊地連接在所述屏蔽線圈區(qū)段(74)與所述主要線圈區(qū)段(72)之間，使得所述梯度線圈基板(70)形成圓柱形表面(80)，所述圓柱形表面(80)具有與所述梯度軸線(56)大致對齊的縱向軸線(60)；以及多個大致平行的橫向傳導(dǎo)路徑(86)，其在橫向于所述梯度軸線(56)的方向上跨過所述圓柱形表面(80)布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯度線圈系統(tǒng)，其特征在于，所述主要線圈區(qū)段(72)包括第 一主要線圈傳導(dǎo)路徑和第二主要線圈傳導(dǎo)路徑(82)，每個所述主要線圈傳導(dǎo)路徑(82)包 括多個嵌套的大致閉合彎曲傳導(dǎo)跡線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的梯度線圈系統(tǒng)，其特征在于，所述多個大致平行的橫向傳導(dǎo) 路徑(86)布置在所述第一主要傳導(dǎo)路徑(82)與所述第二主要傳導(dǎo)路徑(82)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的梯度線圈系統(tǒng)，其特征在于，所述屏蔽線圈區(qū)段(74) 包括第一屏蔽線圈傳導(dǎo)路徑和第二屏蔽線圈傳導(dǎo)路徑(84)，每個所述屏蔽線圈傳導(dǎo)路徑 (84)包括多個嵌套的大致閉合彎曲傳導(dǎo)跡線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中任一項所述的梯度線圈系統(tǒng)，其特征在于，所述多個大致平 行的橫向傳導(dǎo)路徑(86)包括當(dāng)進(jìn)入所述第一返回路徑區(qū)段(76)時發(fā)散的傳導(dǎo)路徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4至5中任一項所述的梯度線圈系統(tǒng)，其特征在于，所述屏蔽線 圈區(qū)段(74)構(gòu)造成屏蔽由所述主要線圈區(qū)段(72)產(chǎn)生的所述磁場梯度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的梯度線圈系統(tǒng)，其特征在于，所述屏蔽線圈區(qū)段構(gòu)造成屏蔽 所述磁場梯度的原本可能徑向延伸超過所述第一梯度線圈單元的部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4至6中任一項所述的梯度線圈系統(tǒng)，其特征在于，所述第一梯 度線圈單元以大約45度至大約180度的角度對向。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4至6中任一項所述的梯度線圈系統(tǒng)，其特征在于，所述主要線 圈區(qū)段包括布置在柔性絕緣印刷電路板上的導(dǎo)電材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4至6或8至9中任一項所述的梯度線圈系統(tǒng)，其特征在于，所 述主要線圈區(qū)段(72)包括根據(jù)具有格式F = E i E jAijU.Vj的多個二維流函數(shù)(F)和流函 數(shù)系數(shù)(Au)得到的電流圖案。
全文摘要
本文公開了一種橫向折疊的梯度線圈，其包括一對梯度線圈單元，其布置成以便封閉梯度軸線，每個梯度線圈單元包括梯度線圈基板，其具有主要線圈區(qū)段、屏蔽線圈區(qū)段、第一返回路徑區(qū)段和第二返回路徑區(qū)段，該主要線圈區(qū)段布置在梯度軸線與屏蔽線圈區(qū)段之間，該主要線圈區(qū)段構(gòu)造成在傳導(dǎo)電流時在梯度軸線處產(chǎn)生磁場梯度；該第一返回路徑區(qū)段可折疊地連接在主要線圈區(qū)段與屏蔽線圈區(qū)段之間，該第二返回路徑區(qū)段可折疊地連接在屏蔽線圈區(qū)段與主要線圈區(qū)段之間，使得該梯度線圈基板形成圓柱形表面，該圓柱形表面具有與梯度軸線大致對齊的縱向軸線；以及多個大致平行的傳導(dǎo)路徑，其在橫向于梯度軸線的方向上跨過圓柱形表面布置。
文檔編號G01R33/385GK101876692SQ20101017372
公開日2010年11月3日 申請日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者B·C·阿姆, B·阿克塞爾, K·A·萬格林 申請人:通用電氣公司