专利名称：用于磁共振成像系统的平直化梯度线圈的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及用于磁共振成像系统的平直化梯度线圈(flattened gradient coil)ο
背景技术：
磁共振成像(MRI)是一种可不使用χ射线或其它电离辐射而产生人体内部影像的 医学成像方法。MRI使用强磁体以产生强大、一致、恒定的磁场。当将人体或人体的一部分 置于主磁场中时，与组织水或脂肪中的氢原子核相关的原子核自旋变得极化。这意味着与 这些自旋相关的磁矩会变得优先沿主磁场的方向排列，导致沿着该轴线产生小的净组织磁 化(small net tissue magnetization)。MRI系统还包括被称为梯度线圈的部件，当施加电 流给它们时，该梯度线圈会产生具有较小振幅、在空间上变化的磁场。通常，梯度线圈被设 计成产生沿ζ轴排列的磁场分量，并且该磁场分量的振幅沿Χ轴、y轴或ζ轴中一根轴的位 置而线性改变。梯度线圈的作用是在磁场强度上产生小的渐变(ramp)，从而在沿单一轴线 的原子核自旋的共振频率上产生小的渐变。具有正交轴线的三个梯度线圈用来通过在身体 中的各个位置处产生特征共振频率(signature resonance frequency)而将MRI信号“空 间编码”。射频(RF)线圈用来在处于或接近氢原子核的共振频率处产生RF能量脉冲。RF 线圈用来以受控的方式给原子核自旋增加能量。随着原子核自旋随后衰减回到其静能状态 (rest energy state)，它们以RF信号的形式放出能量。这样的信号被MRI系统检测，并使 用计算机和已知的重构算法转换成影像。梯度线圈的设计通常涉及许多妥协(compromise)。例如，需要具有产生高度线 性的磁场但从电源中使用最少的电流量的梯度线圈。另外，需要具有快速转换速度(fast slew rate)的梯度线圈，这意味着梯度线圈能产生高变化速率(rate-of-change)的磁场。 还需要具有大的视场(field-of-view) (FOV)的梯度线圈。如本领域中的技术人员所公知 的那样，增加常规梯度线圈的直径必然会产生更强的梯度线圈。为了产生更强的场，梯度线 圈将需要更多匝的导体和/或更多来自电源的电流。而且，如果梯度线圈更强，将更难得到 高转换速度。因为这些和其它原因，需要具有改善了性能的梯度线圈。

发明内容
本文解决了上面提到的缺点、不利之处以及问题，其可通过阅读并理解下面的说
明来理解。在一个实施例中，用于磁共振成像系统的梯度线圈包括主线圈。主线圈包括上侧 主线圈部分与下侧主线圈部分，下侧主线圈部分在横截面上比上侧主线圈部分的弯曲度更 小。梯度线圈还包括设置在主线圈外侧的屏蔽线圈。屏蔽线圈包括上侧屏蔽线圈部分与下 侧屏蔽线圈部分，下侧屏蔽线圈部分在横截面上比上侧屏蔽线圈部分的弯曲度更小。在一个实施例中，用于磁共振成像系统的梯度线圈包括限定了患者腔(patient bore)的主线圈。主线圈具有在χ方向上比在y方向上更大的第一形状。梯度线圈还包括设置在主线圈外侧的屏蔽线圈。屏蔽线圈设置成在屏蔽线圈外侧的区域中减小由主线圈所 产生的磁场。屏蔽线圈具有在χ方向上比在y方向上更大的第二形状。在另一实施例中，用于磁共振成像系统的插入式梯度线圈包括主线圈。主线圈包 括上侧主线圈部分与下侧主线圈部分，下侧主线圈部分在横截面上比上侧主线圈部分的弯 曲度更小。该插入式梯度线圈还包括设置在主线圈外侧的屏蔽线圈。屏蔽线圈包括上侧屏 蔽线圈部分与下侧屏蔽线圈部分，下侧屏蔽线圈部分在横截面上比上侧屏蔽线圈部分的弯 曲度更小。从附图及其详细描述中，本发明的许多其它特征、对象和优点对本领域中的技术 人员而言将是显而易见的。


图1是根据一个实施例的梯度线圈的示意图；图2是根据一个实施例的梯度线圈的截面图；图3是主χ线圈、主y线圈和主ζ线圈的示意图；图4是根据一个实施例的磁共振成像系统中的插入式梯度线圈的示意图；图5是根据一个实施例的插入式梯度线圈的示意图；图6是根据一个实施例的主梯度线圈的截面图的示意图；和图7是根据另一实施例的主梯度线圈的截面图的示意图。零部件清单
权利要求
1.一种用于磁共振成像系统(52)的梯度线圈(10)，所述梯度线圈(10)包括 包括上侧主线圈部分04)与下侧主线圈部分06)的主线圈(12)，所述下侧主线圈部分06)在横截面上比所述上侧主线圈部分04)的弯曲度更小；以及设置在所述主线圈(12)外侧的屏蔽线圈(14)；所述屏蔽线圈(14)包括上侧屏蔽线圈 部分G2)与下侧屏蔽线圈部分(44)，所述下侧屏蔽线圈部分04)在横截面上比所述上侧 屏蔽线圈部分G2)的弯曲度更小。
2.根据权利要求1所述的梯度线圈(10)，其特征在于，所述主线圈(12)限定了患者腔 (18)和纵向轴线(20)。
3.根据权利要求2所述的梯度线圈(10)，其特征在于，所述横截面垂直于所述纵向轴 线 OO)。
4.根据权利要求1所述的梯度线圈(10)，其特征在于，所述主线圈(12)包括设置成产 生视场的非对称主线圈，所述视场在ζ方向上偏离所述梯度线圈(10)的中心。
5.根据权利要求1所述的梯度线圈(10)，其特征在于，所述主线圈(12)与所述屏蔽线 圈(14)设置成基本抵消由操作所述梯度线圈(10)而引起的任何净推力。
6.根据权利要求1所述的梯度线圈(10)，其特征在于，所述主线圈(12)与所述屏蔽线 圈(14)设置成基本抵消由操作所述梯度线圈(10)而引起的任何净力矩。
7.根据权利要求1所述的梯度线圈(10)，其特征在于，所述主线圈(12)与所述屏蔽线 圈(14)中的至少一个包括设置成传输冷却剂的中空导体(102)。
8.根据权利要求1所述的梯度线圈(10)，其特征在于，所述梯度线圈(10)还包括设置 在所述主线圈(1 中的管道(112)，所述管道(11 设置成传输冷却剂。
9.一种用于磁共振成像系统(52)的梯度线圈(10)，所述梯度线圈(10)包括 限定了患者腔(18)的主线圈(12)，所述主线圈(12)包括在χ方向上比在y方向上更大的第一形状；和设在所述主线圈(12)外侧的屏蔽线圈(14)，所述屏蔽线圈(14)设置成在所述屏蔽线 圈(14)外侧的区域中减小由所述主线圈(12)产生的磁场，所述屏蔽线圈(14)包括在χ方 向上比在y方向上更大的第二形状。
10.根据权利要求9所述的梯度线圈(10)，其特征在于，所述屏蔽线圈(14)与所述主 线圈(12)分开一段基本一致的距离。
11.根据权利要求9所述的梯度线圈(10)，其特征在于，所述屏蔽线圈(14)在所述梯 度线圈(10)的下侧处更靠近所述主线圈(12)。
12.一种用于磁共振成像系统(52)的插入式梯度线圈(50)，所述插入式梯度线圈(50) 包括包括上侧主线圈部分04)与下侧主线圈部分06)的主线圈(56)，所述下侧主线圈部 分06)在横截面上比所述上侧主线圈部分04)的弯曲度更小；以及设置在所述主线圈(64)外侧的屏蔽线圈(58)；所述屏蔽线圈(58)包括上侧屏蔽线圈 部分G2)与下侧屏蔽线圈部分(44)，所述下侧屏蔽线圈部分04)在横截面上比所述上侧 屏蔽线圈部分G2)的弯曲度更小。
13.根据权利要求12所述的插入式梯度线圈(50)，其特征在于，所述下侧屏蔽线圈部 分G4)包括限定了基本平直底面0 的形状。
14.根据权利要求13所述的插入式梯度线圈(50)，其特征在于，所述插入式梯度线圈 (50)适于容纳患者的头部。
15.根据权利要求14所述的插入式梯度线圈(50)，其特征在于，所述主线圈(56)与所 述屏蔽线圈(58)成形为在所述插入式梯度线圈(50)的患者接受端(72)上形成上侧突出 部(68)和下侧突出部(70)，所述上侧突出部(68)与所述下侧突出部(70)设置成适应患者 的肩部。
全文摘要
本发明涉及用于磁共振成像系统的平直化梯度线圈。具体而言，披露了包括主线圈(12)的梯度线圈(10)。主线圈(12)包括上侧主线圈部分(24)与下侧主线圈部分(26)，下侧主线圈部分(26)在横截面上比上侧主线圈部分(24)的弯曲度更小。梯度线圈(10)还包括设置在主线圈(12)外侧的屏蔽线圈(14)。屏蔽线圈(14)包括上侧屏蔽线圈部分(42)与下侧屏蔽线圈部分(44)，下侧屏蔽线圈部分(44)在横截面上比上侧屏蔽线圈部分(42)的弯曲度更小。
文档编号G01R33/385GK102090891SQ201010604219
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月15日 优先权日2009年12月15日
发明者B·C·C·艾姆, C·M·西雷, M·B·塞勒斯, N·克拉克, T·J·霍尔里斯 申请人:通用电气公司