[实用新型]一种用于核磁共振成像的新型自屏蔽纵向梯度线圈

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种磁共振成像技术领域，尤其涉及一种用于核磁共振成像的新型自屏蔽纵向梯度线圈。

背景技术

现有技术的核磁共振成像的纵向梯度线圈的绕制复杂，由不规则线圈组成，性能不高，对成像速度和分辨率有较大影响，同时系统涡流拟制梯度磁场的快速变化，会使空间的定位线性度变差，影响分辨率和对比度，发生图像畸变和伪影，现有技术对涡流的屏蔽采用无涡流复合板和铝壳等技术，效果很差，本实用新型采用分离导线法和自屏蔽涡流线圈方法设计的纵向梯度线圈，结构简单，绕组方便，为规则的圆形，自屏蔽线圈与纵向梯度线圈使用同一电源，实现同时等量(同等强度)屏蔽涡流影响。克服了现有技术的不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于核磁共振成像的新型自屏蔽纵向梯度线圈，合理地解决了现有技术纵向梯度线圈的绕制复杂，由不规则线圈组成，性能不高，同时系统涡流影响分辨率和对比度，发生图像畸变和伪影，现有技术对涡流的屏蔽采用无涡流复合板和铝壳等技术，效果很差的问题。

本实用新型的技术方案：

1、本实用新型采用如下技术理论：

本实用新型采用公知的分离导线法逆向推演设计原理，根据电磁学原理计算结构简单、圆环形状规则的线圈磁场，然后将磁场按级数方法展开，在多线圈结构中按照抵消高阶级数构建目标优化函数，通过优化算法确定满足目标函数的线圈绕组的位置。永磁型磁共振系统中，纵向梯度线圈的特征为每组线圈关于X轴、Y轴对称，因此可以选择对称性结构的线圈绕组，如垂直于Z轴的圆形线圈来构成拓扑结构。简单的线圈结构和组合能产生梯度磁场，但性能很差，很难达到核磁共振系统的要求，因而要采用多线圈结构进行更复杂的组合，多个线圈的位置要根拉系统性要求进行计算得到。确定了线圈的位置也就确定了线圈组合产生的合成磁场，根据目标梯度磁场强度可以算出各梯度线圈的匝数。利用毕奥-萨伐尔定律计算出简单规则结构线圈在空间区域内产生的磁场，经过叠加开可获得线圈组合的总磁场。根据磁场强度建立一定的束条件，通过指定搜索函数在定义域内搜索，如果满足指定条件则结束搜索，获得最优解集合。这就是分离导线法原理。

纵向梯度线圈的基础是公知的亥姆霍兹(Helmholtz)线圈和麦克斯韦(Maxwell)线圈，亥姆霍兹(Helmholtz)线圈结构如图1所示，它由两个半径均为R的同轴圆线圈组成，并通以同相电流，将两线圈距离调整为R时，两线圈所得磁场的泰勒级数展开式的Z²相互抵消，剩下的最低项是Z⁴，这样在中心点附近得到均匀磁场。经过对亥姆霍兹(Helmholtz)线圈进行改进就可得到能产生梯度磁场的线圈结构麦克斯韦(Maxwell)线圈，是由一对等同的同轴线圈，相距并通以反向电流，如图2所示，可得Z轴上磁场的纵向分量为：