超導磁共振成像裝置用的梯度線圈製作方法
2023-04-28 06:10:01
專利名稱：超導磁共振成像裝置用的梯度線圈製作方法
技術領域：
本發明涉及磁共振成像系統，具體而言，涉及一種超導磁共振成像系統所用梯度線圈的製作方法。
背景技術：
磁共振成像是應用科學領域的一門新興學科，也是醫學影像領域中的一種新型成像方法。它利用特定的射頻脈衝激勵主磁場中成像物體的磁性核(氫核)產生共振，通過梯度磁場對信號進行空間編碼，採集共振信號後經計算機重建獲得圖像，這一切都是在主磁場對樣品的極化、射頻場對樣品的激發和梯度場對成像位置精確定位的基礎上實現的，磁共振成像過程中測量的信號來自於特定頻率的頻脈衝和自旋核磁矩之間的共振，由於主磁場的不均勻性對自由衰減信號的共振峰寬度影響極大，而共振峰的寬度又嚴重影響著成像的質量。因此，所有磁共振成像系統都會涉及到主磁場的勻場問題。 磁共振成像技術不僅要求有較高的恆定磁場，還要求恆定磁場具有較高的均勻性。因為較高的主磁場均勻度有利於提高圖像的信噪比，磁場的均勻性是保證磁共振成像信號空間定位準確性的前提；磁場的均勻性還可以減小偽影，特別是磁化率偽影；高度均勻的磁場還有利於大視野的掃描，尤其是肩關節等偏中心位置的磁共振成像檢查，因為只有高度均勻的磁場才能充分利用脂肪飽和技術進行脂肪抑制掃描。傳統的超導磁共振成像裝置用的梯度線圈製作有如下幾種方法(I)通過五軸數控加工中心在彎折成馬鞍型的鋁板上直接刻繞線導槽，然後將多股銅絞線或扁銅線順序嵌入繞線導槽內，然後在銅絞線表面刷樹脂，覆蓋一層較厚環氧板，加壓固化成型，最後取下已成型的鞍形線圈待用。(2)利用數控工具機在平面板材上刻繞線導槽，然後將多股銅絞線或扁銅線順序嵌入平面繞線導槽內，然後在銅絞線表面刷樹脂，覆蓋一層較厚環氧板，先熱壓後冷壓後固化成型，然後將固化後的平面線圈送入卷板機進行相應弧度的卷板，以形成所需的鞍形梯度線圈。在這兩種製作方法中，由於多股銅絞線的直徑限制和扁銅線的彎折強度限制，使導線的載流截面積很難增大，進而導致形成的線圈電阻較大，從而很難提高梯度線圈梯度場的強度，而且對後期的梯度線圈冷卻提出了更高的要求。
發明內容
為了克服現有的超導磁共振成像裝置用的梯度線圈製作方法對梯度場強度進一步提高的限制和對後期梯度線圈冷卻的苛刻要求的問題，本發明提供了一種全新的超導磁共振成像裝置用的梯度線圈的製作方法。由本方法製作的導線能夠實現最大的載流截面積，從而大大提高了梯度場強度，並大大降低了後期對梯度線圈冷卻的苛刻要求。本發明所採用的技術方案是一種用於超導磁共振成像裝置用的梯度線圈製作方法，包括下列步驟(I)利用切割機將紫銅板上切割出指紋形線圈；(2)在紫銅板中取下線圈並清洗風乾；
(3)在線圈表面噴刷熱固性樹脂，樹脂的導熱係數大於IW/(m · K)；(4)將噴刷樹脂的線圈粘接在環氧板上並按壓環氧板使線圈與其固定成型。進一步,所述的紫銅板厚度≥3_。進一步,所述的指紋形線圈的線寬為≥8mm。進一步，所述環氧板厚度為O. 2mm。進一步，所述的切割機為水刀切割機。本發明的有益效果是利用水刀切割工具機加工指紋線圈，與傳統的線圈採用銅絞線和扁銅線手工繞制相比，其繞制精度更為準確，誤差更小，從而可相應縮小指紋線圈的場均勻度差；同時，在相同的徑向空間尺寸的限制下，紫銅板切割方法可以實現最大的載流截面積，從而大大提高了梯度場強度，並大大降低了後期對梯度線圈冷卻的苛刻要求。
圖I是本發明超導磁共振成像裝置用的梯度線圈製作的結構示意圖。圖中1為薄層環氧板，2為梯度線圈。
具體實施例方式以下通過具體實施方式
和製作方法示意圖對本發明作進一步的描述。本發明超導磁共振成像裝置用的梯度線圈製作的結構示意圖如圖I所示，其具體製作方法包括有下列步驟(I)利用切割機將紫銅板上切割出指紋形線圈；(2)在紫銅板中取下線圈並清洗風乾；(3)在線圈表面噴刷熱固性樹脂，樹脂的導熱係數大於IW/(m · K);採用熱固性樹脂可使噴刷在線圈上的樹脂即時凝固，便於線圈與環氧板的固定粘接；(4)將噴刷樹脂的線圈粘接在環氧板上並按壓環氧板使線圈與其固定成型。利用切割機切割紫銅板來製作指紋形線圈，與傳統的線圈採用銅絞線和扁銅線手工繞制相比，其繞制精度更為準確，誤差更小，從而可相應縮小指紋線圈的場均勻度差；同時，還可根據需要隨時調整指紋線圈的導電截面積，如增加紫銅板的厚度和切割寬度就可，與銅絞線和扁銅線相比，具有更大的載流截面積並且電阻更小。在本實施例中，所述的紫銅板厚度> 3mm，優選3mm，紫銅板的厚度可根據實際需要而定，如需要更大的載流截面積，就可以加厚紫銅板；如需要減小紫銅板的載流截面積，就可將紫銅板的厚度減小，但由於設置3_便可滿足設備的需求，因此，本實施例的實施方式為優選實施方式。在本實施例中，所述的指紋形線圈的線寬為> 8mm,優選8mm,線圈的線寬可根據實際需要而定，如需要更大的載流截面積，就可以加厚紫銅板；如需要減小紫銅板的載流截面積，就可將紫銅板的厚度減小，但由於設置8_便可滿足設備的需求，因此，本實施例的實施方式為優選實施方式。在本實施例中，所述環氧板厚度為O. 2mm。在本實施例中，所述的切割機為水刀切割機。本發明的製作流程如下
I、選取一塊厚度為3mm且尺寸大於I. IOm X I. 50m的高純度紫銅板，並將其固定在水刀切割工具機的切割平臺上；2、將梯度線圈理論設計數據導入水刀切割工具機的計算機控制系統中，設定完成各項切割參數，其中紫銅條切割寬度為8mm ;運行水刀切割工具機，使水刀切割機按設定程序在紫銅板上切割指紋線圈；3、將切割完成的3mm厚8mm寬的指紋線圈2取下進行清洗並風乾，線圈導電截面積為3X8 = 24mm2，相比於多股銅導線纏繞的線圈，具有更大的載流截面積，具體數據如表
Io4、在切割實現的指紋線圈2表面刷一層導熱係數大於IW/(m ·Κ)的聚醯亞胺樹脂，然後在其上覆蓋一層O. 2mm厚度的薄環氧板I ;5、在環氧板I上面利用平板重物進行平均施壓，使指紋線圈2與薄環氧板I牢固粘接，固化成型。利用水刀切割獲得的梯度線圈與其他方法獲得的線圈各項參數對比如下表I :
權利要求
1.一種用於超導磁共振成像裝置用的梯度線圈製作方法，包括下列步驟 (1)利用切割機將紫銅板上切割出指紋形線圈； (2)在紫銅板中取下線圈並清洗風乾； (3)在線圈表面噴刷熱固性樹脂，樹脂的導熱係數大於IW/(m K)； (4)將噴刷樹脂的線圈粘接在環氧板上並按壓環氧板使線圈與其固定成型。
2.如權利要求I所述的超導磁共振成像裝置用的梯度線圈製作方法，其特徵在於所述的紫銅板厚度彡3mm。
3.如權利要求I所述的超導磁共振成像裝置用的梯度線圈製作方法，其特徵在於所述 的指紋形線圈的線寬為> 8mm。
4.如權利要求I所述的超導磁共振成像裝置用的梯度線圈製作方法，其特徵在於所述環氧板厚度為0. 2mm。
5.如權利要求I所述的超導磁共振成像裝置用的梯度線圈製作方法，其特徵在於所述的切割機為水刀切割機。
全文摘要
本發明涉及一種超導磁共振成像裝置用的梯度線圈製作方法。包括有下列步驟(1)利用切割機將紫銅板上切割出指紋形線圈；(2)在紫銅板中取下線圈並清洗風乾；(3)在線圈表面噴刷樹脂，樹脂的導熱係數大於1W/(m·K)；(4)將噴刷樹脂的線圈粘接在環氧板上並按壓環氧板使線圈與其固定成型。本發明的有益效果是利用水刀切割工具機加工指紋線圈，與傳統的線圈採用銅絞線和扁銅線手工繞制相比，其繞制精度更為準確，誤差更小，從而可相應縮小指紋線圈的場均勻度差；同時，在相同的徑向空間尺寸的限制下，紫銅板切割方法可以實現最大的載流截面積，從而大大提高了梯度場強度，並大大降低了後期對梯度線圈冷卻的苛刻要求。
文檔編號G01R33/385GK102736044SQ20121025538
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月19日 優先權日2012年7月19日
發明者劉光樹, 龐宗強 申請人:南京麥菲電子科技有限公司