[发明专利]一种梯度线圈及梯度线圈制造方法

说明书

本发明属于磁共振成像及应用技术领域，公开了一种梯度线圈及梯度线圈制造方法。该梯度线圈包括：相互连接的主梯度线圈和屏蔽梯度线圈，主梯度线圈和屏蔽梯度线圈中每层线圈均通过导体缠绕形成，主梯度线圈和屏蔽梯度线圈中至少一层线圈为双层导体结构。该梯度线圈用双层导体结构，其产生的梯度场的耦合叠加，可以实现在相同电流情况下，比单层线圈高出1.5倍‑2倍的梯度强度，从而可以用于磁共振成像的一些高级序列应用。另外，可以提供了更多线圈设计自由度,通过优化的设计算法，双层导体结构分布可以更精确地逼近理想梯度电流分布,产生更准确的梯度磁场，可以实现更高的梯度线性度，从而使磁共振扫描图像更清楚准确。

技术领域

本发明涉及磁共振成像及应用技术领域，尤其涉及一种梯度线圈及梯度线圈制造方法。

背景技术

磁共振成像及应用领域的科学研究对梯度性能提出了越来越高的需求。在磁共振系统中，传统梯度线圈包括有三组主梯度线圈GX，GY，GZ和三组屏蔽梯度线圈SX，SY，SZ，梯度功率放大器驱动三组主梯度线圈GX，GY，GZ，从而产生X、Y及Z三个方向的梯度磁场，用于满足磁共振系统成像要求，三组屏蔽梯度线圈SX，SY，SZ分别在X、Y及Z三个方向的屏蔽梯度线圈。其中X、Y线圈为指纹状线圈，Z线圈为螺旋管状线圈。这六组线圈制作为圆筒形结构并同轴装配，然后通过环氧树脂封装在一起，形成一个圆柱筒状的线圈。

目前，这六组线圈都是由铜线绕制固定在一个支撑板上制成，线圈为单层结构，铜线的截面积约50mm²，铜线可以流通约500A电流。由于线圈尺寸的限制，在这一有限面积上能布置的铜线数量是一定的，使得铜线的匝密度是有限的，这限制了梯度线圈性能的提升。另外，受到成本和技术条件的限制，目前可用的梯度线圈最大梯度强度约100mT/m,最大爬升率约200T/m/s。采用这种结构，如果想进一步提升性能将会遇到严重的发热问题，导致线圈可用性下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种梯度线圈及梯度线圈制造方法，增大线圈匝密度，从而提高梯度线圈性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种梯度线圈，包括：相互连接的主梯度线圈和屏蔽梯度线圈，所述主梯度线圈和所述屏蔽梯度线圈中每层线圈均通过导体缠绕形成，所述主梯度线圈和所述屏蔽梯度线圈中至少一层所述线圈为双层导体结构。

作为优选，所述双层导体结构包括第一线圈层、第二线圈层及固定板，所述第一线圈层和所述第二线圈层分别设置于所述固定板的两侧。

作为优选，所述第一线圈层和所述第二线圈层正对设置或者错位设置。

作为优选，所述梯度线圈还包括冷却管路，所述冷却管路设置于所述主梯度线圈内。

作为优选，所述梯度线圈中相邻两个所述导体之间设置有所述冷却管路。

作为优选，相邻所述冷却管路和所述导体之间相互抵接，和/或相邻两个所述冷却管路之间相互抵接。

为达上述目的，本发明还提供了一种梯度线圈制造方法，所述梯度线圈制造方法用于制造上述的梯度线圈，所述梯度线圈制造方法包括：

制备具有双层导体结构的主梯度线圈，和/或制备具有双层导体结构的屏蔽梯度线圈；

将完成制备的主梯度线圈和屏蔽梯度线圈组装形成整体结构。

作为优选，所述制备具有双层导体结构的主梯度线圈步骤包括：

制备主梯度线圈的第一线圈层；

制备主梯度线圈的第二线圈层；

将主梯度线圈的固定板的两侧分别涂覆有粘接剂并将其设置于第一线圈层和第二线圈层之间，通过热压机将第一线圈层、第二线圈层及固定板热压成型。