核磁共振成像系统的梯度线圈技术方案

本发明专利技术公开了一种核磁共振成像系统的梯度线圈，包括：射频屏蔽层；初级绕组层，包围在射频屏蔽层的外部，初级绕组层包括三个目标轴初级绕组，三个目标轴初级绕组分别为X目标轴初级绕组、Y目标轴初级绕组以及Z目标轴初级绕组，各个目标轴初级绕组均具有多层初级线圈，且同一目标轴初级绕组中的多层初级线圈沿梯度线圈的径向层叠设置；屏蔽绕组层，包围在初级绕组层的外部，屏蔽绕组层包括三个目标轴屏蔽绕组，三个目标轴屏蔽绕组分别为X目标轴屏蔽绕组、Y目标轴屏蔽绕组以及Z目标轴屏蔽绕组；被动匀场层，设于初级绕组层和屏蔽绕组层之间。本发明专利技术可以同时满足高性能梯度线圈的小型化、轻量化、阻抗值小的要求。阻抗值小的要求。阻抗值小的要求。

【技术实现步骤摘要】
核磁共振成像系统的梯度线圈


[0001]本专利技术涉及核磁共振成像
，尤其涉及一种核磁共振成像系统的梯度线圈。

技术介绍

[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
[0003]梯度线圈是磁共振成像系统中用于产生梯度磁场的一个核心装置。传统的梯度线圈为圆柱筒状对称结构，为了实现全身成像扫描需求，其内径、外径、长度等尺寸较大，重量和成本也随之较高；另外传统全身梯度线圈的阻抗值较大，为了输出较高的梯度磁场指标，需要消耗大量的电能，并且产生大量的发热，需要较强的供电设备和辅助散热设备。可见传统全身型梯度线圈对安装场地的要求较高，购置和运行成本较大，不利于在中小规模医疗机构中的临床应用。
[0004]在保证梯度线圈良好性能指标的前提下，实现线圈的小型化、轻量化设计，同时减少线圈的阻抗值，可以较好的解决上述问题。而目前缺乏一种同时满足小型化、轻量化、线圈的阻抗值小的高性能梯度线圈。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种核磁共振成像系统的梯度线圈，以解决目前的高性能梯度线圈无法同时满足小型化、轻量化、线圈的阻抗值小的要求的技术问题。
[0006]本专利技术的上述目的可采用下列技术方案来实现：
[0007]本专利技术提供的一种核磁共振成像系统的梯度线圈，包括：射频屏蔽层；初级绕组层，包围在所述射频屏蔽层的外部，所述初级绕组层包括三个目标轴初级绕组，三个所述目标轴初级绕组分别为用于产生沿X方向的梯度磁场的X目标轴初级绕组、用于产生Y方向的梯度磁场的Y目标轴初级绕组以及用于产生Z方向的梯度磁场的Z目标轴初级绕组，其中所述Z方向沿所述梯度线圈的轴向设置，所述X方向、所述Y方向以及所述Z方向两两相互正交设置，各个所述目标轴初级绕组均具有多层初级线圈，且同一所述目标轴初级绕组中的多层所述初级线圈沿所述梯度线圈的径向层叠设置；屏蔽绕组层，包围在所述初级绕组层的外部，所述屏蔽绕组层包括三个目标轴屏蔽绕组，三个所述目标轴屏蔽绕组分别为X目标轴屏蔽绕组、Y目标轴屏蔽绕组以及Z目标轴屏蔽绕组，所述X目标轴屏蔽绕组与所述X目标轴初级绕组对应设置，所述Y目标轴屏蔽绕组与所述Y目标轴初级绕组对应设置，所述Z目标轴屏蔽绕组与所述Z目标轴初级绕组对应设置，各个所述目标轴屏蔽绕组均具有至少一层屏蔽线圈；被动匀场层，设于所述初级绕组层和所述屏蔽绕组层之间。
[0008]本专利技术的实施方式中，每个所述目标轴初级绕组的每层初级线圈均包括至少一初级线圈单元，且每个目标轴初级绕组中相邻两层初级线圈所对应的两个所述初级线圈单元之间具有关系：绕线方向相反并同向串行连接，或者绕线方向相同并反向串行连接。
[0009]本专利技术的实施方式中，每个所述目标轴屏蔽绕组的每层所述屏蔽线圈均包括至少一屏蔽线圈单元，且每个所述目标轴屏蔽绕组的每层所述屏蔽线圈的所述屏蔽线圈单元与对应的所述目标轴初级绕组中同一层所述初级线圈的所述初级线圈单元一一对应；其中，每个所述目标轴屏蔽绕组的每层所述屏蔽线圈的所述屏蔽线圈单元与对应的所述目标轴初级绕组中最外层所述初级线圈的对应的所述初级线圈单元之间具有关系：绕线方向相同并同向串行连接，或者绕线方向相反并反向串行连接。
[0010]本专利技术的实施方式中，所述梯度线圈的内径沿其轴向逐级递增而形成阶梯状排布的第一扫描空间和第二扫描空间，所述第一扫描空间内设有有效成像区域，且所述有效成像区域的中心偏离所述梯度线圈在所述Z方向上的中心并靠近所述第二扫描空间设置，受试者的扫描部位穿过所述第二扫描空间伸入所述第一扫描空间的有效成像区域内。
[0011]本专利技术的实施方式中，所述Z目标轴初级绕组的各层初级线圈在所述Z方向上具有线圈中心，所述线圈中心与所述有效成像区域的中心重合，所述X目标轴初级绕组的各层初级线圈和所述Y目标轴初级绕组的各初级线圈在所述Z方向上具有绕制中心，各绕制中心均位于所述有效成像区域的远离所述第二扫描空间的一侧，且所述X目标轴初级绕组和所述Y目标轴初级绕组的各初级线圈均相对于其绕制中心非对称设置。
[0012]本专利技术的实施方式中，所述射频屏蔽层的外壁面具有阶梯状排布的第一台阶面和第二台阶面，所述第一扫描空间与所述第二扫描空间之间通过至少一过渡空间相连通，所述第一台阶面与所述第一扫描空间相对应，所述第二台阶面与至少一所述过渡空间相对应；所述X目标轴初级绕组的多层初级线圈和所述Y目标轴初级绕组的多层初级线圈逐层铺设在所述第一台阶面的外围；所述Z目标轴初级绕组的多层初级线圈逐层铺设在所述第二台阶面的外围并部分延伸至所述Y目标轴初级绕组的外围。
[0013]本专利技术的实施方式中，所述射频屏蔽层的外壁面还具有第三台阶面，所述第三台阶面通过连接面与所述第二台阶面相连接，且所述第三台阶面的内径大于所述第二台阶面的内径；所述被动匀场层的一端插接在所述连接面上，所述被动匀场层铺设在所述第二台阶面和所述第一台阶面的外围并覆盖所述X目标轴初级绕组、所述Y目标轴初级绕组以及所述Z目标轴初级绕组的设置区域；所述屏蔽绕组层的三个所述目标轴屏蔽绕组逐层铺设在所述第三台阶面的外围并覆盖所述所述被动匀场层的设置区域。
[0014]本专利技术的实施方式中，所述X目标轴初级绕组的每层初级线圈包括多个第一初级线圈单元，所述Y目标轴初级绕组的每层初级线圈包括多个第二初级线圈单元，所述Z目标轴初级绕组的每层初级线圈包括第三初级线圈单元，多个所述第一初级线圈单元在所述X方向上相对设置于所述射频屏蔽层的外部，多个所述第二初级线圈单元在所述Y方向上相对设置于所述射频屏蔽层的外部，所述第三初级线圈单元沿所述Z方向套设在所述射频屏蔽层的外部。
[0015]本专利技术的实施方式中，所述X目标轴屏蔽绕组的每层屏蔽线圈包括多个第一屏蔽线圈单元，所述Y目标轴屏蔽绕组的每层屏蔽线圈包括多个第二屏蔽线圈单元，所述Z目标轴屏蔽绕组的每层屏蔽线圈包括多个第三屏蔽线圈单元，多个所述第一屏蔽线圈单元分别与所述X目标轴初级绕组的同一层初级线圈的多个第一初级线圈单元相对应，多个所述第二屏蔽线圈单元分别与所述Y目标轴初级绕组的同一层初级线圈的多个第二初级线圈单元相对应，所述第三屏蔽线圈单元分别与所述Z目标轴初级绕组的同一层初级线圈的所述第
三初级线圈单元相对应。
[0016]本专利技术的实施方式中，所述第一初级线圈单元、所述第二初级线圈单元、所述第一屏蔽线圈单元以及所述第二屏蔽线圈单元均为马鞍形，所述第三初级线圈单元和所述第三屏蔽线圈单元均为螺线管形。
[0017]本专利技术的实施方式中，所述被动匀场层包括多条匀场条，多条所述匀场条沿所述梯度线圈的周向均匀分布；每条所述匀场条内沿所述梯度线圈的轴向设有多个匀场垫片。
[0018]本专利技术的实施方式中，所述梯度线圈还包括封装层，所述射频屏蔽层、所述初级绕组层以及屏蔽绕组层被封装在所述封装层内，所述封装层由玻璃纤维和环氧树脂填充制成。
[0019]本专利技术的实施方式中，所述初级绕组层和所述屏蔽绕组层均采用铜或铝制成的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核磁共振成像系统的梯度线圈，其特征在于，包括：射频屏蔽层；初级绕组层，包围在所述射频屏蔽层的外部，所述初级绕组层包括三个目标轴初级绕组，三个所述目标轴初级绕组分别为用于产生沿X方向的梯度磁场的X目标轴初级绕组、用于产生Y方向的梯度磁场的Y目标轴初级绕组以及用于产生Z方向的梯度磁场的Z目标轴初级绕组，其中所述Z方向沿所述梯度线圈的轴向设置，所述X方向、所述Y方向以及所述Z方向两两相互正交设置，各个所述目标轴初级绕组均具有多层初级线圈，且同一所述目标轴初级绕组中的多层所述初级线圈沿所述梯度线圈的径向层叠设置；屏蔽绕组层，包围在所述初级绕组层的外部，所述屏蔽绕组层包括三个目标轴屏蔽绕组，三个所述目标轴屏蔽绕组分别为X目标轴屏蔽绕组、Y目标轴屏蔽绕组以及Z目标轴屏蔽绕组，所述X目标轴屏蔽绕组与所述X目标轴初级绕组对应设置，所述Y目标轴屏蔽绕组与所述Y目标轴初级绕组对应设置，所述Z目标轴屏蔽绕组与所述Z目标轴初级绕组对应设置，各个所述目标轴屏蔽绕组均具有至少一层屏蔽线圈；被动匀场层，设于所述初级绕组层和所述屏蔽绕组层之间。2.如权利要求1所述的核磁共振成像系统的梯度线圈，其特征在于，每个所述目标轴初级绕组的每层初级线圈均包括至少一初级线圈单元，且每个目标轴初级绕组中相邻两层初级线圈所对应的两个所述初级线圈单元之间具有关系：绕线方向相反并同向串行连接，或者绕线方向相同并反向串行连接。3.如权利要求2所述的核磁共振成像系统的梯度线圈，其特征在于，每个所述目标轴屏蔽绕组的每层所述屏蔽线圈均包括至少一屏蔽线圈单元，且每个所述目标轴屏蔽绕组的每层所述屏蔽线圈的所述屏蔽线圈单元与对应的所述目标轴初级绕组中同一层所述初级线圈的所述初级线圈单元一一对应；其中，每个所述目标轴屏蔽绕组的每层所述屏蔽线圈的所述屏蔽线圈单元与对应的所述目标轴初级绕组中最外层所述初级线圈的对应的所述初级线圈单元之间具有关系：绕线方向相同并同向串行连接，或者绕线方向相反并反向串行连接。4.如权利要求1所述的核磁共振成像系统的梯度线圈，其特征在于，所述梯度线圈的内径沿其轴向逐级递增而形成阶梯状排布的第一扫描空间和第二扫描空间，所述第一扫描空间内设有有效成像区域，且所述有效成像区域的中心偏离所述梯度线圈在所述Z方向上的中心并靠近所述第二扫描空间设置，受试者的扫描部位穿过所述第二扫描空间伸入所述第一扫描空间的有效成像区域内。5.如权利要求4所述的核磁共振成像系统的梯度线圈，其特征在于，所述Z目标轴初级绕组的各层初级线圈在所述Z方向上具有线圈中心，所述线圈中心与所述有效成像区域的中心重合，所述X目标轴初级绕组的各层初级线圈和所述Y目标轴初级绕组的各初级线圈在所述Z方向上具有绕制中心，各绕制中心均位于所述有效成像区域的远离所述第二扫描空间的一侧，且所述X目标轴初级绕组和所述Y目标轴初级绕组的各初级线圈均相对于其绕制中心非对称设置。6.如权利要求5所述的核磁共振成像系统的梯度线圈，其特征在于，所述射频屏蔽层的外壁面具有阶梯状排布的第一台阶面和第二台阶面，所述第一扫描空间与所述第二扫描空间之间通过至少一过渡空间相连通，所述第一台阶面与所述第一扫
描...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘河生，陈铁铮，陈卓玉，赵岩，马锐，刘旋，
申请(专利权)人：北京昌平实验室，
类型：发明
国别省市：