[发明专利]梯度线圈及其制造方法以及磁共振成像装置

说明书

本发明涉及用于MRI(磁共振成像)装置的梯度线圈、制造用于MRI装置的梯度线圈的方法以及MRI装置，并且尤其涉及用于在它的屏蔽线圈中具有低的电损耗和低的热释放量的MRI装置的梯度线圈、制造这种线圈的方法以及MRI装置。

图11图示出传统的MRI装置中的磁体组件的示例。

磁体组件51包括磁轭20、一对用于产生静态磁场的附接于磁轭20的相互面对的永磁体1Mt和1Mb，分别设置在永磁体1Mt和1Mb的相互面对的表面上的用于改善静态磁场的均匀性的磁场调节板24和25、分别设置在磁场调节板24和25的相对的表面上的用于产生Z轴梯度磁场的上下Z轴主梯度线圈单元1Zt和1Zb、用于防止上Z轴主梯度线圈1Zt产生的磁通影响磁场调节板24的上Z轴屏蔽线圈51Zts和用于防止下Z轴主梯度线圈1Zb产生的磁通影响磁场调节板25的下Z轴屏蔽线圈51Zbs。

上Z轴屏蔽线圈51Zts、上Z轴主梯度线圈1Zt、下Z轴主梯度线圈1Zb和下Z轴屏蔽线圈51Zbs的组合构成Z轴梯度线圈51Z。

尽管在图中省略了，X和Y轴的梯度线圈也被设置在磁场调节板24和25的相对的表面上。

图12是Z轴梯度线圈51Z的透视简图。

上Z轴屏蔽线圈51Zts的绕线被设置为对应于上Z轴主梯度线圈1Zt的整个绕线区域。但是，上Z轴屏蔽线圈51Zts的绕线数目小于上Z轴主梯度线圈单元1Zt的绕线数目。

尽管传统的Z轴屏蔽线圈51Zts和51Zbs的绕线数目小于Z轴主梯度线圈单元1Zt和1Zb的绕线数目，因为Z轴屏蔽线圈51Zts和51Zbs的绕线被定位成相应于Z轴主梯度线圈1Zt和1Zb的整个绕线区域，它明显很大。这样，Z轴屏蔽线圈51Zts和51Zbs具有大的电损耗。

尤其，用于MRI装置的传统梯度线圈出现一个在它的屏蔽线圈中产生大的电损耗从而会释放大量热量的问题。

本发明的一个目标是提供一种用于在它的屏蔽线圈中具有低的损耗和低的热释放的MRI装置的梯度线圈、一种制造这种梯度线圈的方法以及MRI装置。

根据本发明的第一方面，提供一种用于MRI装置的梯度线圈，包括插在主梯度线圈和磁性构件之间的部分屏蔽线圈，该部分屏蔽线圈把它的绕线仅定位在一高绕线密度区，在该区域的一部分中主梯度线圈的绕线密度是最高的。

在用于第一方面的MRI装置的梯度线圈中，屏蔽线圈的绕线被定位成仅相应于高绕线密度区，而不是相应于主梯度线圈的整个绕线区。(为了这一原因，所述线圈被称为“部分屏蔽线圈”)。因此，可降低绕线数目，从而降低电损耗和热释放。另外，由于仍能达到要求的屏蔽性能，可防止由主梯度线圈产生的磁通影响磁性构件(诸如磁场调节板)，从而避免对磁性构件中的剩磁产生负面影响。

根据本发明的第二方面，提供一种制造用于MRI装置的梯度线圈的方法，包括把图像电流方法仅应用于一高绕线密度区，在该区域的一部分中的主梯度线圈的绕线密度是最高的，并把边界条件仅应用于同一区来确定其绕线仅被定位于高绕线密度区的部分屏蔽线圈的绕线位置的步骤。

在用于第二方面的MRI装置的梯度线圈的制造方法中，图像电流方法仅被应用于高绕线密度区并且边界条件仅被应用于同一区，而不是主梯度线圈的整个绕线区。因此，屏蔽线圈的绕线可被适当地定位于仅相应于高绕线密度区(为了这一原因，所述线圈被称为“部分屏蔽线圈”)。

根据本发明的第三方面，提供一种制造用于MRI装置的梯度线圈的方法，包括把优化面限定在部分屏蔽线圈与靠近该部分屏蔽线圈分布的磁性构件之间的步骤，该部分屏蔽线圈把它的绕线仅定位在一高绕线密度区，在该区域的一部分中的主梯度线圈的绕线密度是最高的，并且用最小平方方法优化部分屏蔽线圈的绕线位置，从而磁场在优化面内被最小化。

在用于第三方面的MRI装置的梯度线圈的制造方法中，屏蔽线圈的绕线仅被定位于高绕线密度区，而不是在主梯度线圈的整个绕线区，并且绕线位置用最小平方方法优化。因此，屏蔽线圈的绕线可被适当地定位于仅相应于高绕线密度区(为了这一原因，线圈被称为“部分屏蔽线圈”)。