【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电工理论与新，具体涉及一种梯度匀场装置，用于磁共振成像检测。
技术介绍
1、梯度匀场线圈是磁共振成像系统中的重要部件，相应目标磁场位形一般是通过球谐波分解得到。其中梯度线圈是磁场位形为线性梯度形式的一阶线圈，用于对成像空间进行编码，以此来鉴别磁共振信号来源，其他阶数的线圈一般作为匀场线圈，譬如零阶线圈、二阶线圈等，称为主动匀场线圈，当然上述一阶线圈还可以兼具一阶匀场能力。由于一阶线圈主要扮演梯度编码的功能，其设计需要产生高强度梯度磁场，在编码过程中还需要梯度磁场反复切换，为了避免交变磁场在周围导体上产生涡流次级效应，梯度线圈一般需要进行屏蔽，而且为了抑制其自身的焦耳热，还需要高性能水冷系统进行线圈冷却。为了进一步提高匀场性能，通常在梯度匀场线圈中再嵌入被动匀场杆，整体构成梯度匀场装置。
2、中国专利技术专利zl202110565739.7公布了一种并联结构的梯度线圈，包含三套梯度线圈，采用主动屏蔽方式来屏蔽杂散磁场，不包含匀场线圈和被动匀场槽，也未公布卷圆误差校正方法及回线控制方法，从其图3和图4的设计案例可以看到，该梯度线圈尺寸较大，其卷圆误差和回线问题尚不突出，中国专利zl202310178125.2公布了一种磁共振成像专用梯度线圈，包含主动屏蔽的三轴梯度线圈，线圈整体呈球形或椭球形，而未提及匀场线圈为圆柱形的情况，两者在设计方法和空间结构上也存在显著差异。
技术实现思路
1、梯度匀场线圈在卷圆过程中往往会引入形态误差，甚至对于一些线圈设计，在构造电流
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种梯度匀场装置，该装置整体成圆柱形，该装置的线圈排列顺序从内到外为：z主线圈、x主线圈、y主线圈、z0线圈、z2线圈、zx线圈、zy线圈、x2-y2线圈、xy线圈、z屏蔽线圈、x屏蔽线圈、y屏蔽线圈，被动匀场槽位于xy线圈和z屏蔽线圈之间；z主线圈的带切槽的z主线圈骨架和z屏蔽线圈的带切槽的z屏蔽线圈骨架作为支撑骨架；x主线圈粘贴在x主线圈带胶环氧板上，y主线圈粘贴在y主线圈带胶环氧板上，z0线圈绕制在z0线圈切槽环氧板上，z2线圈绕制在z2线圈切槽环氧板上，zx线圈粘贴在zx线圈带胶环氧板上，zy线圈粘贴在zy线圈带胶环氧板上，x2-y2线圈粘贴在x2-y2线圈带胶环氧板上，xy线圈粘贴在xy线圈带胶环氧板上，x屏蔽线圈粘贴在x屏蔽线圈带胶环氧板上，y屏蔽线圈粘贴在y屏蔽线圈带胶环氧板上。
4、进一步，线圈中需要外卷圆的线圈包括x主线圈、y主线圈、zx线圈、zy线圈、x2-y2线圈、xy线圈，梯度匀场线圈中需要内卷圆的线圈包括x屏蔽线圈、y屏蔽线圈；
5、对卷圆误差的校正分为外卷圆和内卷圆两种情形，所需卷圆的线圈粘贴在带胶环氧板上，在外卷圆时，线圈在上部，带胶环氧板在下部，如此卷圆形成外层线圈内层带胶环氧板的弧状结构，在内卷圆时，带胶环氧板在上部，线圈在下部，如此卷圆形成外层带胶环氧板内层线圈的弧状结构线圈卷圆误差校正方法如下：
6、假设线圈厚度为t，线圈中心面所处的径向位置为r，那么外卷圆线圈导线圆柱面所处的位置修正为r-t/2，内卷圆线圈导线圆柱面所处的位置修正为r+t/2。
7、进一步，将线圈的导线圆柱面的360度全包围结构分离成两部分非全包围结构，预留回线间隙宽度为w，导线圆柱面所处的位置为r1，那么非全包围结构的夹层空间角度为w/r1/π×180，两部分非全包围结构中的每部分所占据的角度为180-w/r1/π×180；然后根据非全包围结构的导线圆柱面进行数学建模，逆向求解得到线圈导线分布。
8、进一步，采用线圈配对的形式使得相邻两层线圈的夹层空间得到彼此利用，其配对线圈为x主线圈和y主线圈，zx线圈和zy线圈，x2-y2线圈和xy线圈，x屏蔽线圈和y屏蔽线圈；其中第一个配对线圈的回线嵌入到第二个配对线圈的夹层空间，第二个配对线圈的回线嵌入到第一个配对线圈的夹层空间。
9、进一步，z0线圈为零阶调频线圈，z屏蔽线圈、x屏蔽线圈、y屏蔽线圈为一阶主动屏蔽梯度线圈以及z2线圈、zx线圈、zy线圈、x2-y2线圈、xy线圈为二阶匀场线圈，其中z0线圈、z主线圈、z屏蔽线圈、z2线圈用导线绕制形成螺线管结构，其他线圈用铜板雕刻后通过卷圆的方法弯曲成弧状，以z主线圈和z屏蔽线圈骨架作为整体支撑骨架，中间嵌入被动匀场槽，所有线圈层层排列后形成整套梯度匀场装置。
10、进一步，z主线圈、z屏蔽线圈用空心铜管绕制，z0线圈、z2线圈用实心铜线绕制。
11、本专利技术具有以下有益技术效果：
12、本专利技术所涉及到的梯度匀场装置包含梯度线圈、匀场线圈、被动匀场槽，尤其是在小孔径时，提出的卷圆误差校正方法及回线控制方法效果十分显著。该梯度匀场装置消除了线圈卷圆带来的形态偏差，合理布置了线圈电流回路，据此给出了高可靠性的梯度线圈工程方案，有效整合了梯度线圈、匀场线圈、水冷通路、被动匀场等多个部件，形成高性能梯度装置。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种梯度匀场装置，其特征在于：该装置整体成圆柱形，该装置的线圈排列顺序从内到外为：Z主线圈、X主线圈、Y主线圈、Z0线圈、Z2线圈、ZX线圈、ZY线圈、X2-Y2线圈、XY线圈、Z屏蔽线圈、X屏蔽线圈、Y屏蔽线圈，被动匀场槽位于XY线圈和Z屏蔽线圈之间；Z主线圈的带切槽的Z主线圈骨架和Z屏蔽线圈的带切槽的Z屏蔽线圈骨架作为支撑骨架；X主线圈粘贴在X主线圈带胶环氧板上，Y主线圈粘贴在Y主线圈带胶环氧板上，Z0线圈绕制在Z0线圈切槽环氧板上，Z2线圈绕制在Z2线圈切槽环氧板上，ZX线圈粘贴在ZX线圈带胶环氧板上，ZY线圈粘贴在ZY线圈带胶环氧板上，X2-Y2线圈粘贴在X2-Y2线圈带胶环氧板上，XY线圈粘贴在XY线圈带胶环氧板上，X屏蔽线圈粘贴在X屏蔽线圈带胶环氧板上，Y屏蔽线圈粘贴在Y屏蔽线圈带胶环氧板上。
2.根据权利要求1所述的一种梯度匀场装置，其特征在于，线圈中需要外卷圆的线圈包括X主线圈、Y主线圈、ZX线圈、ZY线圈、X2-Y2线圈、XY线圈，梯度匀场线圈中需要内卷圆的线圈包括X屏蔽线圈、Y屏蔽线圈；
3.根据权利要求1所述的一种梯度匀场装置，其
4.根据权利要求3所述的一种梯度匀场装置，其特征在于：采用线圈配对的形式使得相邻两层线圈的夹层空间得到彼此利用，其配对线圈为X主线圈和Y主线圈，ZX线圈和ZY线圈，X2-Y2线圈和XY线圈，X屏蔽线圈和Y屏蔽线圈；其中第一个配对线圈的回线嵌入到第二个配对线圈的夹层空间，第二个配对线圈的回线嵌入到第一个配对线圈的夹层空间。
5.根据权利要求1所述的一种梯度匀场装置，其特征在于：Z0线圈为零阶调频线圈，Z屏蔽线圈、X屏蔽线圈、Y屏蔽线圈为一阶主动屏蔽梯度线圈以及Z2线圈、ZX线圈、ZY线圈、X2-Y2线圈、XY线圈为二阶匀场线圈，其中Z0线圈、Z主线圈、Z屏蔽线圈、Z2线圈用导线绕制形成螺线管结构，其他线圈用铜板雕刻后通过卷圆的方法弯曲成弧状，以Z主线圈和Z屏蔽线圈骨架作为整体支撑骨架，中间嵌入被动匀场槽，所有线圈层层排列后形成整套梯度匀场装置。
6.根据权利要求5所述的一种梯度匀场装置，其特征在于：Z主线圈、Z屏蔽线圈用空心铜管绕制，Z0线圈、Z2线圈用实心铜线绕制。
...【技术特征摘要】
1.一种梯度匀场装置，其特征在于：该装置整体成圆柱形，该装置的线圈排列顺序从内到外为：z主线圈、x主线圈、y主线圈、z0线圈、z2线圈、zx线圈、zy线圈、x2-y2线圈、xy线圈、z屏蔽线圈、x屏蔽线圈、y屏蔽线圈，被动匀场槽位于xy线圈和z屏蔽线圈之间；z主线圈的带切槽的z主线圈骨架和z屏蔽线圈的带切槽的z屏蔽线圈骨架作为支撑骨架；x主线圈粘贴在x主线圈带胶环氧板上，y主线圈粘贴在y主线圈带胶环氧板上，z0线圈绕制在z0线圈切槽环氧板上，z2线圈绕制在z2线圈切槽环氧板上，zx线圈粘贴在zx线圈带胶环氧板上，zy线圈粘贴在zy线圈带胶环氧板上，x2-y2线圈粘贴在x2-y2线圈带胶环氧板上，xy线圈粘贴在xy线圈带胶环氧板上，x屏蔽线圈粘贴在x屏蔽线圈带胶环氧板上，y屏蔽线圈粘贴在y屏蔽线圈带胶环氧板上。
2.根据权利要求1所述的一种梯度匀场装置，其特征在于，线圈中需要外卷圆的线圈包括x主线圈、y主线圈、zx线圈、zy线圈、x2-y2线圈、xy线圈，梯度匀场线圈中需要内卷圆的线圈包括x屏蔽线圈、y屏蔽线圈；
3.根据权利要求1所述的一种梯度匀场装置，其特征在于，将线圈的导线圆柱面的360度全包围结构分离成两部分非全包围结构，预留回线间隙宽度为w，导线圆柱面所处的位置为r1...
【专利技术属性】
技术研发人员：王耀辉，王秋良，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。