一種用于磁共振成像中的梯度線圈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于磁共振成像中的梯度線圈，其特征在于：它包括第一和第二主線圈，第一和第二主線圈均包括第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz、主動勻場線圈Cs和絕緣層，第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs在同一豎直平面內(nèi)依次間隔平行設(shè)置，第一線圈Cx與第二線圈Cy之間、第二線圈Cy與第三線圈Cz之間以及第三線圈Cz與主動勻場線圈Cs之間均設(shè)置絕緣層；第一和第二主線圈配合安裝在磁體上時，第一和第二主線圈中相同線圈串聯(lián)，第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs的形狀均設(shè)置為橢圓形，第一和第二主線圈配合獲得橢球形的成像區(qū)域。
【專利說明】一種用于磁共振成像中的梯度線圈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種梯度線圈，特別是關(guān)于一種用于磁共振成像中的梯度線圈。

【背景技術(shù)】
[0002]磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)設(shè)備是上世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，幾乎能用于人體各個部位的掃描，對人體沒有電離輻射損傷，軟組織結(jié)構(gòu)顯示清晰，可用于全身各部位疾病診斷。梯度線圈是MRI設(shè)備一個重要的組成部分，主要用來產(chǎn)生三個方向的線性梯度磁場，對MRI信號進行選層、相位編碼以及頻率編碼，為圖像重建提供定位依據(jù)。MRI技術(shù)的發(fā)展對梯度線圈的性能提出了更高的要求，因此對梯度線圈的設(shè)計、結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化是非常有意義的。
[0003]如圖1所示，由于人體類似于長圓柱體結(jié)構(gòu)，因此在使用體線圈對體部和椎體進行成像時，對Y軸方向成像范圍的需求要比X軸方向和Z軸方向大一些?，F(xiàn)有MRI系統(tǒng)的成像區(qū)設(shè)計成圓形，這樣雖然能夠滿足Y方向上成像范圍的需求，但在X方向上有一部分空間被浪費掉，增加了制造成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠有效適應(yīng)人體結(jié)構(gòu)特點、產(chǎn)生橢圓形成像區(qū)域的用于磁共振成像中的梯度線圈。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種用于磁共振成像中的梯度線圈，其特征在于:它包括第一主線圈和第二主線圈，所述第一主線圈和第二主線圈均包括第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz、主動勻場線圈Cs和絕緣層，所述第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs在同一豎直平面內(nèi)依次間隔平行設(shè)置，所述第一線圈Cx與第二線圈Cy之間、所述第二線圈Cy與第三線圈Cz之間以及所述第三線圈Cz與主動勻場線圈Cs之間均設(shè)置絕緣層；所述第一主線圈和第二主線圈配合安裝在磁體上時，所述第一主線圈中的所述第一線圈Cx與所述第二主線圈中的所述第一線圈Cx串聯(lián)，所述第一主線圈中的所述第二線圈Cy與所述第二主線圈中的所述第二線圈Cy串聯(lián)，所述第一主線圈中的所述第三線圈Cz與所述第二主線圈中的所述第三線圈Cz串聯(lián)，所述第一主線圈中的所述主動勻場線圈Cs與所述第二主線圈中的所述主動勻場線圈Cs串聯(lián)；所述第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs的形狀均設(shè)置為橢圓形，所述第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz分別用于產(chǎn)生X方向、Y方向和Z方向的梯度場，所述第一主線圈和第二主線圈配合獲得橢球形的成像區(qū)域。
[0006]所述第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs均采用銅線繞制或銅板加工而成，銅線或銅板的兩端分別安裝一接線端子。
[0007]對于所述第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs,各線圈Y方向的長度Ly均大于其X方向的長度Lx。
[0008]對于所述第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs,各線圈Y方向的長度Ly與其X方向的長度Lx的比值范圍設(shè)置為l〈Ly/Lx< 1.3。
[0009]對于所述第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs,各線圈Y方向的長度Ly與其X方向的長度Lx的比值為1.14。
[0010]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:1、本發(fā)明由于包括第一和第二主線圈，第一和第二主線圈均包括第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz、主動勻場線圈Cs和絕緣層，第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs的形狀均設(shè)置為橢圓形，且各線圈Y方向的長度Ly均大于其X方向的長度Lx，第一和第二主線圈配合安裝在磁體中時，第一和第二主線圈中的相同線圈串聯(lián)，因此本發(fā)明能夠獲得橢球形的成像區(qū)域，適應(yīng)人體結(jié)構(gòu)特點，從而能夠有效地防止成像區(qū)域外的梯度信號被疊加進圖像形成壓縮偽影。2、本發(fā)明由于將第一和第二主線圈中的各線圈Y方向的長度與其X方向的長度Lx的比值范圍設(shè)置為l〈Ly/Lx ( 1.3，因此本發(fā)明在有效滿足人體掃描需求的同時，能夠最大程度的降低制造成本，并為磁共振成像設(shè)備應(yīng)用范圍的拓展奠定基礎(chǔ)?；谝陨蟽?yōu)點，本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于磁共振成像系統(tǒng)中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是采用磁共振系統(tǒng)掃描的狀態(tài)示意圖
[0012]圖2是本發(fā)明梯度線圈的結(jié)構(gòu)示意圖
[0013]圖3是本發(fā)明梯度線圈在磁體中的位置結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]圖4是本發(fā)明梯度線圈中各線圈的形狀示意圖
[0015]圖5是第二線圈Cy的拉伸示意圖
[0016]圖6是第二線圈Cy的結(jié)構(gòu)示意圖
[0017]圖7是第一線圈Cx的結(jié)構(gòu)示意圖
[0018]圖8是第三線圈Cz的結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]圖9是實施例中第一線圈Cx的測試結(jié)果曲線
[0020]圖10是實施例中第二線圈Cy的測試結(jié)果曲線
[0021]圖11是實施例中第三線圈Cz的測試結(jié)果曲線

【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)的描述。
[0023]如圖2所示，本發(fā)明用于磁共振成像中的梯度線圈包括第一主線圈I和第二主線圈2，其中，第一主線圈I和第二主線圈2均包括第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz、主動勻場線圈Cs和絕緣層，第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs在同一豎直平面內(nèi)依次間隔平行設(shè)置，第一線圈Cx與第二線圈Cy之間、第二線圈Cy與第三線圈Cz之間以及第三線圈Cz與主動勻場線圈Cs均設(shè)置絕緣層。
[0024]如圖2和圖3所示，第一主線圈I和第二主線圈2配合安裝在磁體上，獲得橢球形的成像區(qū)域。第一主線圈I和第二主線圈2配合使用時，第一主線圈I中的第一線圈Cx與第二主線圈2中的第一線圈Cx串聯(lián)，第一主線圈I中的第二線圈Cy與第二主線圈2中的第二線圈Cy串聯(lián)，第一主線圈I中的第三線圈Cz與第二主線圈2中的第三線圈Cz串聯(lián)，第一主線圈I中的主動勻場線圈Cs與第二主線圈2中的主動勻場線圈Cs串聯(lián)。第一線圈Cx、第二線圈Cy和第三線圈Cz分別用于產(chǎn)生X方向、Y方向和Z方向的梯度場。
[0025]如圖4所示，根據(jù)人體結(jié)構(gòu)的特點，第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs的形狀均設(shè)置為橢圓形，各線圈Y方向的長度Ly均大于其X方向的長度Lx，從而使第一線圈Cx、第二線圈Cy和第三線圈Cz形成的成像范圍均呈橢圓形。
[0026]上述實施例中,第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs均采用銅線繞制或銅板加工而成，銅線或銅板的兩端分別安裝一接線端子。
[0027]上述實施例中，對于第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs,根據(jù)人體結(jié)構(gòu)、與該梯度線圈配合的磁體的結(jié)構(gòu)以及梯度線圈的效率等因素，基于實用性和經(jīng)濟性，各線圈Y方向的長度Ly與其X方向的長度Lx的比值范圍設(shè)置為l〈Ly/Lx< 1.3。
[0028]實施例:首先，采用電流密度法設(shè)計得到一傳統(tǒng)梯度線圈，其成像區(qū)域Y方向的長度等于X方向的長度。其次，以第一主線圈I和第二主線圈2中第二線圈Cy為例，如圖5所示，將第二線圈Cy的長度均沿其Y方向進行拉伸，該線圈Y方向的長度Ly與其X方向的長度Lx的比值為1.14。最后，利用分離導(dǎo)線法計算第二線圈Cy拉伸后梯度場的變化情況，根據(jù)梯度場的變化情況對第二線圈Cy進行微調(diào)，得到如圖6所示的線圈。對于第一線圈Cx、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs，均采用與第二線圈Cy相同的方法進行處理。其中，第一線圈Cx、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs的線圈尺寸均與第二線圈Cy的尺寸相同。線圈Y方向的長度為1018mm, X方向的長度為890mm, Z方向的長度為20mm。第一線圈Cx與第二線圈Cy之間、第二線圈Cy與第三線圈Cz之間以及第三線圈Cz與主動勻場線圈Cs之間均設(shè)置一 0.5mm的絕緣層。
[0029]如圖7所示，第一線圈Cx的匝數(shù)為40，電感為954μΗ，電阻157.85πιΩ ;如圖6所示，第二線圈Cy的匝數(shù)為40，電感為955 μ H，電阻為140.82mΩ ;如圖8所示，第三線圈Cz的匝數(shù)為36，電感為595.4 μ H，電阻為77.43m Ω。對第一主線圈I和第二主線圈2構(gòu)成的梯度線圈進行測試，第一線圈Cx在Y = 0、Z = O時X方向上磁感應(yīng)強度的測試結(jié)果如圖9所示，其中橫軸表示測試點到第一線圈Cx中心的距離，縱軸表示第一線圈Cx加電時測試點的磁感應(yīng)強度；第二線圈Cy在X = O、Z = O時Y方向上磁感應(yīng)強度的測試結(jié)果如圖10所示，其中橫軸表示測試點到第二線圈Cy中心的距離，縱軸表示第二線圈Cy加電時測試點的磁感應(yīng)強度；第三線圈Cz在X = 0、Y = O時Z方向上磁感應(yīng)強度的測試結(jié)果如圖11所示，其中橫軸表示測試點到第三線圈Cz中心的距離，縱軸表示第三線圈Cz加電時測試點的磁感應(yīng)強度。圖9?圖11所示的三條曲線線性區(qū)域的尺寸表示該梯度線圈成像區(qū)域的尺寸。從測試結(jié)果可以看出，該梯度線圈成像區(qū)域的范圍LxXLyXLz大于400mmX500mmX320mm,因此該梯度線圈的各項指標(biāo)符合要求，且Y方向的成像范圍明顯擴大，從而能夠有效地防止成像區(qū)域外的梯度信號被疊加進圖像形成壓縮偽影。
[0030]上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和方法步驟等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種用于磁共振成像中的梯度線圈，其特征在于:它包括第一主線圈和第二主線圈，所述第一主線圈和第二主線圈均包括第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz、主動勻場線圈Cs和絕緣層，所述第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs在同一豎直平面內(nèi)依次間隔平行設(shè)置，所述第一線圈Cx與第二線圈Cy之間、所述第二線圈Cy與第三線圈Cz之間以及所述第三線圈Cz與主動勻場線圈Cs之間均設(shè)置絕緣層；所述第一主線圈和第二主線圈配合安裝在磁體上時，所述第一主線圈中的所述第一線圈Cx與所述第二主線圈中的所述第一線圈Cx串聯(lián)，所述第一主線圈中的所述第二線圈Cy與所述第二主線圈中的所述第二線圈Cy串聯(lián)，所述第一主線圈中的所述第三線圈Cz與所述第二主線圈中的所述第三線圈Cz串聯(lián)，所述第一主線圈中的所述主動勻場線圈Cs與所述第二主線圈中的所述主動勻場線圈Cs串聯(lián)；所述第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs的形狀均設(shè)置為橢圓形，所述第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz分別用于產(chǎn)生X方向、Y方向和Z方向的梯度場，所述第一主線圈和第二主線圈配合獲得橢球形的成像區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于磁共振成像中的梯度線圈，其特征在于:所述第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs均采用銅線繞制或銅板加工而成，銅線或銅板的兩端分別安裝一接線端子。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種用于磁共振成像中的梯度線圈，其特征在于:對于所述第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs,各線圈Y方向的長度Ly均大于其X方向的長度Lx。
4.如權(quán)利要求3所述的一種用于磁共振成像中的梯度線圈，其特征在于:對于所述第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs，各線圈Y方向的長度Ly與其X方向的長度Lx的比值范圍設(shè)置為l〈LyLx ( 1.3。
5.如權(quán)利要求4所述的一種用于磁共振成像中的梯度線圈，其特征在于:對于所述第一線圈Cx、第二線圈Cy、第三線圈Cz和主動勻場線圈Cs，各線圈Y方向的長度Ly與其X方向的長度Lx的比值為1.14。
【文檔編號】G01R33/385GK104267359SQ201410556863
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】王振, 劉景順, 孟洪衛(wèi), 楊杰 申請人:包頭市稀寶博為醫(yī)療系統(tǒng)有限公司