[发明专利]平面有源屏蔽梯度线圈的制作方法

摘要

本发明一种平面有源屏蔽梯度线圈的制作方法，涉及磁共振成像系统中使用的平面有源屏蔽梯度线圈技术，首先根据设计指标确定初步草案，利用梯度磁场反演计算软件进行模拟计算得到原始设计方案，然后使用大型商用电磁场仿真计算软件对原始方案进行正演验证计算，经过反演计算和正演验证反复修正设计方案，形成梯度线圈前期设计方案，依据该方案完成梯度线圈样品试制，并对相关技术指标进行测试，根据测试结果对设计方案进行进一步的改进完善，得到高性能平面有源屏蔽梯度线圈。本发明方法制作的梯度线圈，产生梯度磁场强、梯度磁场线性度均匀、磁场切换速度快、有效抑制涡流。

主权项

1.一种平面有源屏蔽梯度线圈的制作方法，制作用于低场开放型磁共振成像系统的梯度线圈，其特征在于，具体步骤为：a)根据已知的场分布，按照目标场的方法，求出主动线圈的电流分布函数；b)在主动线圈外侧各加一个屏蔽线圈，当两屏蔽线圈满足以下公式：$F_x^{\left(s1\right)}(k_x,k_z)=-\mathrm{csch}\left(2k_{y}d\right)$ $\times \{F_x^{\left(1\right)}(k_x,k_z)\sinh \left[k_y(b+d)\right]+F_x^{\left(2\right)}(k_x,k_z)\sinh \left[k_y(d-b)\right]\}$和$F_x^{\left(s2\right)}(k_x,k_z)\text{=-csch}\left(2k_{y}d\right)$ $\times \{F_x^{\left(1\right)}(k_x,k_z)\sinh \left[k_y(b-d)\right]+F_x^{\left(2\right)}(k_x,k_z)\sinh \left[k_y(d+b)\right]\}$时，屏蔽线圈外的磁场消失，从而达到屏蔽性好、减小涡流的目的；根据上述两公式中主动线圈和屏蔽线圈中电流的关系式，得出屏蔽线圈中的电流分布函数；上两式中，b为主动线圈与y＝0平面之间的距离，d为屏蔽线圈与y＝0平面之间的距离，Fx (1)(kx，kz)和Fx (2)(kx，kz)分别是两个主动线圈上电流分布函数的傅立叶变换，Fx (s1)(kx，kz)和Fx (s2)(kx，kz)分别是两个屏蔽线圈上电流分布函数的傅立叶变换，sinh()和csch()分别是正割和余割函数；c)将电感最小的约束条件代入设计中，进行电感优化的平面线圈设计，得到在电感最小的条件下的主动线圈和屏蔽线圈中的电流分布函数；d)按照c)步骤所求主动线圈和屏蔽线圈中的电流分布函数绕制线圈，计算线圈产生的磁场分布，根据该磁场与目标磁场的差别调整线圈；如此反复，直到得到满足要求的平面有源屏蔽梯度线圈；e)按照设计图用激光切割的方法得到梯度线圈，并对梯度线圈进行打磨；f)调配环氧树脂胶，对切割后的线圈进行粘接；g)用液压机压制线圈；h)裁制环氧板，加工制作成绝缘层；j)压制下梯度盘，将环氧树脂构成的绝缘层，置于任意两层梯度线圈之间：以水平设置的绝缘中间层为梯度盘支架，在中间支架上表面以任意排列顺序将X、Y、Z主动线圈和绝缘层间隔压入，在中间支架下表面，以任意排列顺序将X、Y、Z屏蔽线圈和绝缘层间隔压入；k)压制上梯度盘，上梯度盘的压制与下梯度盘相同，是对称的；l)梯度盘中各线圈的连接是，Z主动线圈和Z屏蔽线圈相连接，Y主动线圈和Y屏蔽线圈相连接，X主动线圈和X屏蔽线圈相连接。