一种平板式梯度线圈制造技术

一种平板式梯度线圈，涉及开放式磁共振系统的梯度线圈技术领域；所述的一种平板式梯度线圈，由一对上下对称的子线圈（7）组成，每个子线圈（7）由内至外依次为X线圈（1）、Z线圈（3）、Y线圈（2）和屏蔽线圈（4），和设置在X线圈（1）、Y线圈（2）、Z线圈（3）和屏蔽线圈（4）周围的绝缘层（5）；具有增强梯度磁场的线性度，增加有效容积，减小梯度线圈的厚度，增大竖直开放空间的特点。

A plate type gradient coil

A planar gradient coil, open magnetic resonance system relates to the technical field of gradient coils; a flat gradient of the coil, by a pair of asymmetric stator coil (7), each sub coil (7) from the inside to the outside in turn X coil, Z coil ((1) 3), Y (2) and a shield coil coil (4), and X (1) is arranged in the coil, Y coil and Z coil (2) (3) (4) and a shield coil around the insulating layer (5); can enhance the linearity of the gradient magnetic field, increase the effective volume, reduce the gradient coil the thickness, increasing vertical open space.

【技术实现步骤摘要】
一种平板式梯度线圈
本技术涉及磁共振成像（MRI）系统的梯度线圈领域，特别涉及一种平板式梯度线圈

技术介绍
梯度线圈是MRI系统的主要部件之一，主要作用是产生三个正交方向的梯度磁场对MRI信号进行空间定位、相位编码及频率编码，性能指标主要包括梯度场强、磁场线性度、有效容积、梯度场切换率和涡流问题，其性能的好坏直接影响到MRI的成像速度和质量。现有平板梯度线圈的制作主要有两种方式：矩形铜线绕制和铜板切割。平板梯度线圈形状的不规则，不宜用矩形铜线绕制。这两种方式都存在梯度线圈的外接线问题，外接导线需要进行焊接，不仅制作复杂，而且焊接处电阻变大，容易发热，影响梯度线圈性能。铜板切割技术还需考虑最外圈线圈的处理，切割后的线圈影响梯度场的线性度，从而减小了有效容积。平板线圈的制作及外接导线的连接成为难题。
技术实现思路
为解决上述
技术介绍
存在的问题，本技术提供一种平板式梯度线圈，解决了现有技术平板线圈外接导线制作复杂、影响线圈性能和产热高的问题，同时增大了梯度线圈有效容积。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种平板式梯度线圈，由一对上下对称的子线圈组成，每个子线圈由内至外依次为X线圈、Z线圈、Y线圈和屏蔽线圈，和设置在X线圈、Y线圈、Z线圈和屏蔽线圈周围的绝缘层。作为优选，所述的X线圈、Y线圈、Z线圈和屏蔽线圈均为螺旋分布的变宽铜环状结构；所述的绝缘层填充在X线圈、Y线圈、Z线圈和屏蔽线圈的自身间隙，以及X线圈、Y线圈、Z线圈和屏蔽线圈之间的间隙内，使得所述的X线圈、Y线圈、Z线圈和屏蔽线圈之间保持固定的相对距离，所述的绝缘层在Z线圈所在的平面设有供X线圈、Y线圈、Z线圈和屏蔽线圈导入和引出的通孔，所述的绝缘层为环氧树脂材料。作为优选，所述的X线圈、Y线圈、Z线圈和屏蔽线圈均分别延伸出一个外接导线接头、一个梯度放大器接头和内部导线，所述的外接导线接头和梯度放大器接头均为扁平铜环状结构，均通过内部导线与X线圈、Y线圈、Z线圈和屏蔽线圈连接；所述的Z线圈设有为X、Y线圈的内部导线放置的中心通孔；所述的X线圈、Y线圈、Z线圈和屏蔽线圈通过外接导线接头连接外部导线，实现与上下对称的X线圈、Y线圈、Z线圈和屏蔽线圈的电气连接，所述的X线圈、Y线圈、Z线圈和屏蔽线圈通过的梯度放大器接头与梯度放大器连接。作为优选，所述的X线圈、Y线圈、Z线圈和屏蔽线圈，所述的外接导线接头，所述的梯度放大器接头，以及所述的内部导线均分别为形状不同的一次成型的整体铜组件；所述的X线圈、Y线圈、Z线圈和屏蔽线圈的外接导线接头和梯度放大器接头，以及所述的内部导线均为金属3D打印专用的紫铜材料。采用上述技术方案带来的有益效果：本技术通过直接采用3D打印技术，直接3D打印一次成型整体的导电线圈和其外接导线，避免了线圈与外接导线之间、外接导线与外接导线之间和外接导线与梯度放大器之间接头的制作过程中制作复杂、焊点发热的问题，节省了制作时间，提高了梯度磁场的线性度。本技术采用3D打印技术，梯度线圈制作的可重复性好，性能稳定，适用于批量制作，进而提高了制作效率。本技术通过合理的结构设计，去掉外接导线层，减小了梯度线圈的厚度，从而增大了竖直开放空间，增大了有效容积。附图说明图1为本技术一种平板式梯度线圈结构示意图。图2为本技术一种平板式梯度线圈的局部放大图。图3为本技术一个具体实施方式的X线圈平面展开图。图4为本技术一个具体实施方式的Y线圈平面展开图。图5为本技术一个具体实施方式的Y线圈示意图。图6为图5中Ⅰ的局部放大图。图7为图5中Ⅱ的局部放大图。图8为图5中Ⅲ的局部放大图。图9为本技术一个具体实施方式的Z线圈平面展开图。图10为本技术一个具体实施方式的屏蔽线圈平面展开图。图11为本技术一个具体实施方式的屏蔽线圈示意图。图12为图11中Ⅰ的局部放大图。图13为图11中Ⅱ的局部放大图。图14为本技术一种平板式梯度线圈的子线圈径向切面剖视图。图15为图14中Ⅰ的局部放大图。图16为图14中Ⅱ的局部放大图。图17为图14中Ⅲ的局部放大图。图中：1、X线圈；2、Y线圈；3、Z线圈；4、屏蔽线圈；5、绝缘层；6、外部导线；7、子线圈；8、开放式磁体；11、X线圈的外接导线接头；12、X线圈的梯度放大器接头；13、X线圈的内部导线；21、Y线圈的外接导线接头；22、Y线圈的梯度放大器接头；23、Y线圈的内部导线；31、Z线圈的外接导线接头；32、Z线圈的梯度放大器接头；33、Z线圈的内部导线；34、Z线圈中心通孔；41、屏蔽线圈的外接导线接头；42、屏蔽线圈的梯度放大器接头；43、屏蔽线圈的内部导线。具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和优点有更加清晰地认识，以下参阅附图，对本技术的技术方案进行详细说明。如图1和图2所示，本技术一种平板式梯度线圈，所述的平板式梯度线圈设置在一个开放式磁体8内，中间为成像区域（DSV），包括沿开放式磁体中心线上下对称的一对子线圈7，所述的一对子线圈7通过外部导线6相互连接，所述的子线圈7包括由内至外依次设置的X线圈1、Z线圈3、Y线圈2和屏蔽线圈4，和设置在X线圈1、Y线圈2、Z线圈3和屏蔽线圈4周围的绝缘层5。如图2所示，本技术一种平板式梯度线圈，所述的绝缘层5填充在X线圈、Y线圈、Z线圈和屏蔽线圈的自身间隙，以及X线圈、Y线圈、Z线圈和屏蔽线圈之间的间隙内，使得所述的X线圈1、Y线圈2、Z线圈3和屏蔽线圈4之间保持固定的相对距离，所述的绝缘层5在Z线圈所在的平面设有供X线圈、Y线圈、Z线圈和屏蔽线圈导入和引出的通孔，所述的绝缘层5为环氧树脂材料。如图3所示，本技术一种平板式梯度线圈的X线圈1为螺旋分布的变宽铜环状结构，X线圈1自身留有填充绝缘层5的间隙，用于导电线圈之间的绝缘和固定；X线圈1延伸出一个外接导线接头11和一个梯度放大器接头12；导线13为X线圈的内部导线。如图4和图5所示，本技术一种平板式梯度线圈的Y线圈2为螺旋分布的变宽铜环状结构，Y线圈2自身留有填充绝缘层5的间隙，用于导电线圈之间的绝缘和固定；Y线圈2延伸出一个外接导线接头21和一个梯度放大器接头22；导线23为Y线圈的内部导线。如图5和图14所示，Y线圈2的电流由在Z线圈层面的梯度放大器接头22开始进入，由预留的孔流入X线圈所在层面，经过X线圈所在层面的属于Y线圈2的内部导线23，由预留的孔流入进入Z线圈所在层面，再由预留的孔流入X线圈所在层面，经过X线圈所在层面的属于Y线圈2的内部导线23，由预留的孔流入Y线圈2层面，经过Y线圈2后，由预留的孔流入在Z线圈层面的外接导线接头21导出。另外，其他线圈的电流流向类似，在此不再赘述。如图9所示，本技术一种平板式梯度线圈的Z线圈3为螺旋分布的变宽铜环状结构，Z线圈3自身留有填充绝缘层5的间隙，用于导电线圈之间的绝缘和固定；Z线圈3延伸出一个外接导线接头31和一个梯度放大器接头32；导线33为Z线圈的内部导线，Z线圈3的中心通孔34为X、Y线圈内部导线31、32的预留空隙。如图10和图11所示，本技术一种平板式梯度线圈的屏蔽线圈4为螺旋分布的变宽铜环状结构，屏蔽线圈4自身留有填充绝缘层5的间隙，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平板式梯度线圈，由一对上下对称的子线圈（7）组成，其特征在于，每个子线圈（7）由内至外依次为X线圈（1）、Z线圈（3）、Y线圈（2）和屏蔽线圈（4），和设置在X线圈（1）、Y线圈（2）、Z线圈（3）和屏蔽线圈（4）周围的绝缘层（5）。

【技术特征摘要】
1.一种平板式梯度线圈，由一对上下对称的子线圈（7）组成，其特征在于，每个子线圈（7）由内至外依次为X线圈（1）、Z线圈（3）、Y线圈（2）和屏蔽线圈（4），和设置在X线圈（1）、Y线圈（2）、Z线圈（3）和屏蔽线圈（4）周围的绝缘层（5）。2.根据权利要求1所述的一种平板式梯度线圈，其特征在于，所述的X线圈（1）、Y线圈（2）、Z线圈（3）和屏蔽线圈（4）均为螺旋分布的变宽铜环状结构；所述的绝缘层（5）填充在X线圈、Y线圈、Z线圈和屏蔽线圈的自身间隙，以及X线圈、Y线圈、Z线圈和屏蔽线圈之间的间隙内，使得所述的X线圈（1）、Y线圈（2）、Z线圈（3）和屏蔽线圈（4）之间保持固定的相对距离，所述的绝缘层（5）在Z线圈所在的平面设有供X线圈、Y线圈、Z线圈和屏蔽线圈导入和引出的通孔，所述的绝缘层（5）为环氧树脂材料。3.根据权利要求1所述的一种平板式梯度线圈，其特征在于，所述的X线圈（1）、Y线圈（2）、Z线圈（3）和屏蔽线圈（4）均分别延伸出一个外接导线接头（11、21、31、41）、一个梯度放大器接头（12、22、32、42）和内部导线（13、23、33、43），所述的外接导线接头（11、21、31、41）和梯度放大器接...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建明，窦建辉，陈一炜，蔡江，俞道生，
申请(专利权)人：杭州图锐科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33