專利名稱：制造梯度線圈的方法、梯度線圈單元、梯度線圈和磁共振成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造梯度線圈的方法、梯度線圈單元、梯度線圈和MRI(磁共振成像)裝置，并且尤其涉及可提供不降低磁場(chǎng)產(chǎn)生效率的良好的線性的制造梯度線圈的方法、梯度單元、梯度線圈和MRI(磁共振成像)裝置。
在公開(kāi)號(hào)為No．6-14900的日本公開(kāi)專利中公開(kāi)的“制造梯度線圈的方法、梯度線圈單元和梯度線圈”中，梯度線圈的繞線模式基本上如下來(lái)確定(1)假設(shè)繞線模式具有大量弓形螺旋線，如

圖1所示，并且它在r方向上的電流分布以下面的等式(2)表示，在φ方向的電流分布以等式(3)表示
其中r是徑向位置、φ是角度方向的位置，R0是最大半徑，Sn，n，Cm和m是為優(yōu)化而控制的參數(shù)。
(2)對(duì)于Sn，n，Cm和m的優(yōu)化值在φ=0處獲得。特別是，對(duì)于Sn，n，Cm和m的適當(dāng)?shù)闹当患僭O(shè)來(lái)計(jì)算要求的區(qū)域中的磁場(chǎng)的線性誤差，并且控制Sn，n，Cm和m來(lái)使得線性誤差落入允許值的范圍內(nèi)，以得到優(yōu)化值。
(3)在φ=0線上的電流分布輪廓從等式(3)用結(jié)果得到的Sn，n，Cm和m替代而得到。作為線Jφ=0和由線Jφ=0得到的電流分布輪廓的正的部分包圍的小區(qū)域的區(qū)域之和的Ap被位置數(shù)目N分割，在這些位置處梯度線圈的繞線截?cái)嗑€φ=0，并且結(jié)果得到的值被定義為ΔAp。
(4)線Jφ=0和線Jφ=0的電流分布輪廓的正的部分包圍的整個(gè)區(qū)域被ΔAp分割為子區(qū)域。各個(gè)子區(qū)域中間的r位置被定義為各個(gè)繞線把線φ=0截?cái)嗟奈恢谩?br> (5)步驟(3)-(4)被反復(fù)進(jìn)行，同時(shí)依次在第一象限內(nèi)變化φ值以獲得第一象限內(nèi)的繞線模式，如圖2所示。
(6)結(jié)果得到的第一象限內(nèi)的繞線模式相對(duì)于X軸(線φ=0)被對(duì)稱復(fù)制以用反向的電流方向獲得第四象限內(nèi)的繞線模式。而且，考慮電流方向，增加連接第一和第四象限內(nèi)的繞線模式的模式，從而一個(gè)線圈可作為一個(gè)整體被形成。這樣得到一側(cè)上的繞線模式。
(7)一側(cè)上的繞線模式相對(duì)于Y軸(與X軸正交的軸)被對(duì)稱復(fù)制。從而得到梯度線圈單元的繞線模式。
(8)把大量梯度線圈單元組合在一起。
在上述的傳統(tǒng)的梯度線圈的繞線模式中(參見(jiàn)圖1和2)，一些相鄰的路徑在一些位置(在圖2中在4個(gè)位置上)上承載相反方向的電流流動(dòng)。
為了這一原因，盡管可得到良好的線性，產(chǎn)生磁場(chǎng)的效率被降低。
因此本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種可提供不降低磁場(chǎng)產(chǎn)生效率的良好的線性的制造梯度線圈的方法、梯度線圈單元、梯度線圈和MRI裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種制造梯度線圈的方法，包括步驟(1)假設(shè)一個(gè)半圓螺旋線的繞線模式，并且以下面的電流分布等式來(lái)表達(dá)它的X軸電流分布Jx(x)=ΣnAn·sin(π2nxR0)+ΣmBm·sin(π2mxR0)]]>這里X軸是把半圓螺旋線分為兩個(gè)相等的部分的軸，R0是最大半徑，An，n，Bm和m是為優(yōu)化而控制的參數(shù)。
(2)假設(shè)An，n，Bm和m的適當(dāng)值，從而用An，n，Bm和m值替代的以電流分布等式表達(dá)的X軸電流分布輪廓不位于正負(fù)兩極，在多個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)計(jì)算磁場(chǎng)的線性誤差，并且控制An，n，Bm和m使得線性誤差落入允許值的范圍內(nèi)，以得到對(duì)An，n，Bm和m的優(yōu)化值。
(3)把電流分布輪廓和線Jx=0包圍的區(qū)域用位置數(shù)目N去分割，在這些位置處構(gòu)成半圓螺旋線的直線部分的直線段截?cái)郮軸，并且定義結(jié)果得到的值為ΔAp；(4)把電流分布輪廓和線Jx=0包圍的整個(gè)區(qū)域通過(guò)ΔAp分割為子區(qū)域，定義各個(gè)子區(qū)域中間的X位置為半圓螺旋線的直線部分的各個(gè)直線段截?cái)郮軸的位置；(5)形成半圓螺旋線的弧形部分，以成為具有半徑R0的半圓，從而產(chǎn)生一側(cè)上的繞線模式；(6)相對(duì)于彼此相鄰的直線部分對(duì)稱復(fù)制一側(cè)上的繞線模式，從而產(chǎn)生梯度線圈單元的繞線模式；和(7)把大量梯度線圈單元組合在一起。
在第一方面的制造梯度線圈的方法中，假設(shè)了一個(gè)半圓螺旋線的繞線模式；它的電流分布以連續(xù)的函數(shù)來(lái)表達(dá)，從而X軸電流分布輪廓不都位于正負(fù)兩極；連續(xù)函數(shù)的參數(shù)被優(yōu)化從而可獲得要求的線性；并且確定構(gòu)成半圓螺旋線的直線部分的各個(gè)直線段的位置，使得實(shí)現(xiàn)了由優(yōu)化的連續(xù)函數(shù)給出的電流分布輪廓。然后，結(jié)果得到的模式被對(duì)稱地復(fù)制來(lái)產(chǎn)生梯度線圈單元，并且多個(gè)梯度線圈單元被組合來(lái)形成梯度線圈。由于使用半圓螺旋線的繞線模式僅提供兩個(gè)相鄰路徑承載相反方向的電流流動(dòng)的位置，并且該路徑是彼此遠(yuǎn)離的，從而它提供了良好的線性，并且避免了磁場(chǎng)產(chǎn)生效率的降低。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種制造與第一方面相關(guān)的梯度線圈的方法，其中多個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)是不包含電流成分的球面上的點(diǎn)。
在第二方面的制造梯度線圈的方法中，選擇不包含電流成分的球面上的點(diǎn)作為磁場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)，檢查線性，從而在球內(nèi)部也確保線性。因此，由于僅需要球面上的很小數(shù)目的磁場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)用于計(jì)算，計(jì)算時(shí)間可被減少。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種具有通常結(jié)構(gòu)的梯度線圈單元，從而其中每個(gè)形成一個(gè)半圓螺旋線的一對(duì)繞線模式被對(duì)稱地設(shè)置為使它們各自的直線部分彼此相鄰，其中，當(dāng)將把半圓螺旋線分為兩個(gè)相等的部分的軸被定義為X軸時(shí)，經(jīng)半圓螺旋線之一由通過(guò)電流產(chǎn)生的X軸電流分布基本上以不位于正負(fù)兩極的連續(xù)函數(shù)表達(dá)。
在根據(jù)本發(fā)明的第三方面的梯度線圈單元中，由于使用具有基本上以不位于正負(fù)兩極的連續(xù)函數(shù)表達(dá)的電流分布的半圓螺旋線的繞線模式，僅提供兩個(gè)相鄰路徑承載相反方向的電流流動(dòng)的位置，并且該路徑是彼此遠(yuǎn)離的，從而可避免磁場(chǎng)產(chǎn)生效率的降低。而且通過(guò)優(yōu)化連續(xù)函數(shù)的參數(shù)可獲得良好的線性，因此能得到要求的線性。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種與上述第三方面相關(guān)的梯度線圈單元，其中連續(xù)函數(shù)由正交函數(shù)的組合構(gòu)成。
在第四方面的梯度線圈單元中，由于使用正交函數(shù)的組合構(gòu)成的連續(xù)函數(shù)，計(jì)算可作為分離的過(guò)程來(lái)執(zhí)行，從而使計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種包括上面第三或第四方面所述的多個(gè)梯度線圈單元的組合的梯度線圈。
在第五方面的梯度線圈中，由于使用具有基本上以不位于正負(fù)兩極的連續(xù)函數(shù)表達(dá)的電流分布的半圓螺旋線的繞線模式，僅提供兩個(gè)相鄰路徑承載相反方向的電流流動(dòng)的位置，并且該路徑是彼此遠(yuǎn)離的，從而可避免磁場(chǎng)產(chǎn)生效率的降低。而且通過(guò)優(yōu)化連續(xù)函數(shù)的參數(shù)可獲得良好的線性，因此能得到要求的線性。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種包括上面第五方面所述的梯度線圈的MRI裝置。
在第六方面的MRI裝置中，由于使用具有半圓螺旋線的繞線模式和具有基本上以不位于正負(fù)兩極的連續(xù)函數(shù)表達(dá)的電流分布的梯度線圈，僅提供兩個(gè)相鄰路徑承載相反方向的電流流動(dòng)的位置，并且該路徑是彼此遠(yuǎn)離的，從而可避免磁場(chǎng)產(chǎn)生效率的降低，從而降低耗電量。而且由于通過(guò)優(yōu)化連續(xù)函數(shù)的參數(shù)可獲得良好的線性，因此能得到要求的線性，提高圖像質(zhì)量。
從而，根據(jù)本發(fā)明的制造梯度線圈的方法、梯度單元、梯度線圈和MRI裝置，可不降低磁場(chǎng)產(chǎn)生效率而獲得良好線性。
本發(fā)明的另外的目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖的對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述中將變得更明顯。
圖1是解釋傳統(tǒng)的梯度線圈單元的圖；圖2是解釋被優(yōu)化后的傳統(tǒng)的梯度線圈單元的圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的MRI裝置的配置框圖；圖4是表示圖3的MRI裝置中的磁體組件的主要部分的簡(jiǎn)圖；圖5是X軸梯度線圈的透視圖；圖6圖示出梯度線圈單元中的電流分布；圖7是表示梯度線圈設(shè)計(jì)過(guò)程的流程圖；圖8是一個(gè)半圓螺旋線的簡(jiǎn)圖；圖9是例示的電流分布輪廓；
圖10圖示從優(yōu)化的電流分布獲得的繞線位置；圖11圖示被優(yōu)化后的梯度線圈單元；圖12是優(yōu)化過(guò)程的流程圖。
本發(fā)明將參考在附圖中示出的幾個(gè)實(shí)施例進(jìn)行具體描述。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的MRI裝置的配置框圖。
在MRI裝置100中，磁體組件1內(nèi)具有一個(gè)受測(cè)體可插入其中的內(nèi)腔(空的部分)，并且圍繞著內(nèi)腔，磁體組件1包括用于產(chǎn)生X軸梯度磁場(chǎng)的X軸梯度線圈1X、用于產(chǎn)生Y軸梯度磁場(chǎng)的Y梯度線圈1Y、用于產(chǎn)生Z軸梯度磁場(chǎng)的Z軸梯度線圈1Z、用于應(yīng)用RF脈沖來(lái)激活受測(cè)體內(nèi)部原子核的自旋的發(fā)射線圈1T、用于檢測(cè)來(lái)自受測(cè)體的NMR信號(hào)的接收線圈1R以及用于產(chǎn)生靜態(tài)磁場(chǎng)的永磁體對(duì)1M。
應(yīng)注意超導(dǎo)磁體可被用來(lái)替代永磁體對(duì)1M。
X軸梯度線圈1X被連接于X軸梯度線圈驅(qū)動(dòng)電路3X。Y軸梯度線圈1Y被連接于Y軸梯度線圈驅(qū)動(dòng)電路3Y。Z軸梯度線圈1Z被連接于Z軸梯度線圈驅(qū)動(dòng)電路3Z。發(fā)射線圈1T被連接于RF功率放大器4。接收線圈1R被連接于前置放大器5。
序列存儲(chǔ)器電路8根據(jù)來(lái)自計(jì)算機(jī)7的指令基于自旋回轉(zhuǎn)技術(shù)等的脈沖序列操作X、Y、Z軸梯度線圈驅(qū)動(dòng)電路3X、3Y和3Z，以分另從X軸梯度線圈1X、Y軸梯度線圈1Y和Z軸梯度線圈1Z產(chǎn)生X軸梯度磁場(chǎng)、Y軸梯度磁場(chǎng)和Z軸梯度磁場(chǎng)。序列存儲(chǔ)器電路8還操作門(mén)調(diào)制電路9來(lái)把來(lái)自RF振蕩電路10的高頻輸出信號(hào)調(diào)制為具有預(yù)定時(shí)序和預(yù)定包絡(luò)線的脈沖信號(hào)，并把脈沖信號(hào)應(yīng)用于RF功率放大器4作為激活脈沖。在RF功率放大器4中被功率放大后，信號(hào)被應(yīng)用于磁體組件1中的發(fā)射線圈1T以選擇地激活目標(biāo)片區(qū)。
前置放大器5放大來(lái)自受測(cè)體的由磁體組件1中的接收線圈1R檢測(cè)的NMR信號(hào)，并把該信號(hào)輸入到相位檢測(cè)器12。相位檢測(cè)器12用來(lái)自RF振蕩電路10的輸出作為參考信號(hào)檢測(cè)來(lái)自前置放大器5的NMR信號(hào)的相位，并把檢測(cè)過(guò)相位的信號(hào)提供給A／D轉(zhuǎn)換器11。A／D轉(zhuǎn)換器11把檢測(cè)過(guò)相位的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字MR信號(hào)數(shù)據(jù)并把它輸入到計(jì)算機(jī)7。
計(jì)算機(jī)7在MR數(shù)據(jù)上執(zhí)行圖像重構(gòu)計(jì)算以產(chǎn)生目標(biāo)片區(qū)的圖像。圖像被顯示在顯示裝置6上。計(jì)算機(jī)7也負(fù)責(zé)總體控制，例如接受從操作臺(tái)13輸入的信息。
圖4是表示磁鐵組件1的主要部分(與本發(fā)明相關(guān)的)的簡(jiǎn)圖。
磁體組件1包括磁軛20、一對(duì)用于產(chǎn)生靜態(tài)磁場(chǎng)的附接于磁軛20的相互面對(duì)的永磁體1Mt和1Mb，分別設(shè)置在永磁體1Mt和1Mb的相互面對(duì)的表面上的用于改善靜態(tài)磁場(chǎng)的均勻性的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)板24和25和分別設(shè)置在磁場(chǎng)調(diào)節(jié)板24和25的相對(duì)的表面上的用于產(chǎn)生X軸梯度磁場(chǎng)的上下X軸梯度線圈單元1Xt和1Xb。
具有在Z方向上彼此面對(duì)的上下X軸梯度線圈單元1Xt和1Xb的組合的結(jié)構(gòu)構(gòu)成X軸梯度線圈1X。
盡管在圖中省略了，Y和Z軸的梯度線圈1Y和1Z也被設(shè)置在磁場(chǎng)調(diào)節(jié)板24和25的相對(duì)的表面上。
如圖5所示，上層X(jué)軸梯度線圈單元1Xt具有一般的結(jié)構(gòu)，使得具有直線部分1Xt1L和弧形部分1Xt1C的一個(gè)半圓螺旋線1Xt1和具有直線部分1Xt2L和弧形部分1Xt2C的另一個(gè)半圓螺旋線1Xt2被對(duì)稱地設(shè)置成使它們的各自的直線部分1Xt1L與1Xt2L相鄰。
下層X(jué)軸梯度線圈單元1Xb具有與上層X(jué)軸梯度線圈單元1Xt相同的結(jié)構(gòu)。
如圖6所示，在經(jīng)上層X(jué)軸梯度線圈單元1Xt通過(guò)梯度電流I中產(chǎn)生的X軸電流分布Jx基本上以不位于正負(fù)兩極的連續(xù)的函數(shù)表達(dá)。(X軸是把半圓螺旋線1Xt1和1Xt2分為兩個(gè)相等部分的軸。)換言之，直線部分1Xt1L與1Xt2L的繞線的分布(或位置)要被確定來(lái)使得可得到X軸電流分布Jx。
圖7是表示制造X軸梯度線圈1X的梯度線圈設(shè)計(jì)過(guò)程的流程圖。
在步驟S1，假設(shè)如圖8所示的一個(gè)半圓螺旋線的繞線模式，并且它的X軸電流分布以下面的電流分布等式表達(dá)Jx(x)=ΣnAn·sin(π2nxR0)+ΣmBm·sin(π2mxR0)]]>其中X軸是把半圓螺旋線分為兩個(gè)相等的部分的軸，R0是最大半徑，An，n，Bm和m是為優(yōu)化而控制的參數(shù)。
在步驟S2，假設(shè)An，n，Bm和m的適當(dāng)值(假設(shè)以電流分布等式表達(dá)的用假設(shè)的An，n，Bm和m的值來(lái)替代的X軸電流分布輪廓不位于正負(fù)兩極)；在大量磁場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)計(jì)算磁場(chǎng)的線性誤差，并且控制An，n，Bm和m使得線性誤差落入允許值的范圍內(nèi)，以得到對(duì)An，n，Bm和m的優(yōu)化值。
上述的優(yōu)化過(guò)程后面將參考圖12來(lái)描述。
在步驟S3，如圖9所示，計(jì)算以電流分布輪廓Jx(x)和線Jx=0包圍的區(qū)域面積Ap，電流分布輪廓Jx(x)以代入An，n，Bm和m的優(yōu)化值的電流分布方程表示，且面積Ap的值用位置數(shù)目N分隔，在直線部分的繞線截?cái)郮軸的位置被定義為ΔAp(即繞線數(shù)目)；在步驟S4，如圖10所示，電流分布輪廓Jx(x)和線Jx=0包圍的區(qū)域被ΔAp分開(kāi)為子區(qū)域，并且定義各個(gè)子區(qū)域中間的X位置為直線部分的各個(gè)繞線截?cái)郮軸的位置(即各個(gè)繞線位置)。
在步驟S5，如圖10所示，形成半圓螺旋線的弧形部分，以成為具有半徑R0的半圓，從而獲得一側(cè)上的半圓螺旋線的繞線模式。
在步驟S6，如圖11所示，用彼此相鄰的直線部分對(duì)稱復(fù)制一側(cè)上的半圓螺旋線以產(chǎn)生上層X(jué)軸梯度線圈單元1Xt的繞線模式。下層X(jué)軸梯度線圈單元1Xb用相同的繞線模式形成。
在步驟S7，如圖5所示，把上下X軸梯度線圈單元1Xt與1Xb在Z方向上面對(duì)面地組合在一起以形成X軸梯度線圈1X。
圖12是步驟S2中的優(yōu)化過(guò)程的流程圖。
在步驟V1，確定線性誤差的允許值。
在步驟V2，假設(shè)An，n，Bm和m的適當(dāng)值。但是，施加適當(dāng)?shù)南拗?例如，限制n和m的值)，從而用假設(shè)的An，n，Bm和m的值來(lái)代入的由電流分布等式表達(dá)的X軸電流分布輪廓不位于正負(fù)兩極。
在步驟V3，在多個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)計(jì)算由半圓螺旋線產(chǎn)生的Z方向的磁場(chǎng)Bzt。
此時(shí)，該多個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)被選擇為不包含電流成分的球面上的點(diǎn)。
Z方向的磁場(chǎng)Bzt由下面的等式計(jì)算Bzt=z-分量{Bs+Ba}(4)
其中t(1，2，....，T)是磁場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)目。
等式(5)表示從Bio-Savart定則得到的在磁場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)t處的直線部分的磁場(chǎng)矢量。符號(hào)r表示磁場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)t的位置矢量。
等式(6)表示從Bio-Savart定則得到的在磁場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)t處的弧形部分的磁場(chǎng)矢量。符號(hào)Ja表示電流密度并且是常數(shù)。
在步驟V4，在各個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)t計(jì)算理想的Z方向的磁場(chǎng)Bt=α·x(α代表梯度斜率)。
在步驟V5，得到An和Bm的值，從而通過(guò)最小平方的方法或線性或非線性規(guī)劃(programming)使下面的值E被最小化E=Σ1T[Bt-B2t(An,Bm)]2]]>在步驟V6，用在步驟V5得到的An和Bm值代入的電流分布等式Jx(x)被用來(lái)計(jì)算適當(dāng)?shù)木€上的在檢查點(diǎn)處的磁場(chǎng)，并得到線性誤差。
在步驟V7，確定是否線性誤差落入允許值范圍內(nèi)，并且如果是的，以當(dāng)前的An，n，Bm和m返回值終止過(guò)程；否則過(guò)程進(jìn)行到步驟V8。
在步驟V8，確定是否當(dāng)前線性誤差可被接受，如果是的(線性誤差被視為落入允許值范圍內(nèi))，以當(dāng)前的An，n，Bm和m返回值終止過(guò)程；否則過(guò)程進(jìn)行到步驟V9。
在步驟V9，確定是否磁場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)目被降低，并且如果是的，過(guò)程進(jìn)行到步驟V10；否則過(guò)程進(jìn)行到步驟V11。
在步驟V10，磁場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)目被降低，并且過(guò)程返回步驟V5。
在步驟V11，確定是否n和m的值是否被增加，如果是的，過(guò)程進(jìn)行到步驟V12；否則過(guò)程進(jìn)行到步驟V13。
在步驟V12，n和m的值被增加，并且過(guò)程返回步驟V2。
在步驟V13，作出不能得到解決方案的通知。然后，過(guò)程終止。
根據(jù)MRI裝置100，由于使用具有半圓螺旋線的繞線模式并具有基本上以不位于正負(fù)兩極的連續(xù)函數(shù)表達(dá)的電流分布的梯度線圈1X和1Y，僅提供兩個(gè)相鄰路徑承載相反方向的電流流動(dòng)的位置，并且該路徑是彼此遠(yuǎn)離的，磁場(chǎng)產(chǎn)生效率的降低可被避免，從而降低電消耗量。而且由于執(zhí)行優(yōu)化來(lái)得到要求的線性，和獲得良好的線性，并且圖象質(zhì)量可被改善。
在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可構(gòu)造出本發(fā)明的許多十分不同的實(shí)施例。應(yīng)理解本發(fā)明并不局限于說(shuō)明書(shū)中描述的特定實(shí)施例，而是在后面的權(quán)利要求中來(lái)限定。
權(quán)利要求
1．一種制造梯度線圈的方法，包括步驟(1)假設(shè)一個(gè)半圓螺旋線的繞線模式，并且以下面的電流分布等式來(lái)表達(dá)它的X軸電流分布Jx(x)=ΣnAn·sin(π2nxR0)+ΣmBm·sin(π2mxR0)]]>這里X軸是把半圓螺旋線分為兩個(gè)相等部分的軸，R0是最大半徑，An，n，Bm和m是為優(yōu)化而控制的參數(shù)；(2)假設(shè)An，n，Bm和m的適當(dāng)值，從而用An，n，Bm和m值代入的電流分布等式表達(dá)的X軸電流分布輪廓不位于正負(fù)兩極，在多個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)計(jì)算磁場(chǎng)的線性誤差，并且控制An，n，Bm和m使得線性誤差落入允許值的范圍內(nèi)，以得到對(duì)An，n，Bm和m的優(yōu)化值；(3)把電流分布輪廓和線Jx=0包圍的區(qū)域用位置數(shù)目N去分割，在這些位置處構(gòu)成半圓螺旋線的直線部分的直線段截?cái)郮軸，并且定義結(jié)果得到的值為ΔAp；(4)把電流分布輪廓和線Jx=0包圍的整個(gè)區(qū)域通過(guò)ΔAp分割為子區(qū)域，定義各個(gè)子區(qū)域中間的X位置為半圓螺旋線的直線部分的各個(gè)直線段截?cái)郮軸的位置；(5)形成半圓螺旋線的弧形部分，以成為具有半徑R0的半圓，從而產(chǎn)生一側(cè)上的繞線模式；(6)相對(duì)于彼此相鄰的直線部分對(duì)稱復(fù)制一側(cè)上的繞線模式，從而產(chǎn)生梯度線圈單元的繞線模式；(7)把大量梯度線圈單元組合在一起。
2．如權(quán)利要求1的制造梯度線圈的方法，其特征在于所述多個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)是不包含電流成分的球面上的點(diǎn)。
3．一種具有通常結(jié)構(gòu)的梯度線圈單元，從而其中每個(gè)形成一個(gè)半圓螺旋線的一對(duì)繞線模式被對(duì)稱地設(shè)置為使它們各自的直線部分彼此相鄰，其中，當(dāng)把半圓螺旋線分為兩個(gè)相等部分的軸被定義為X軸時(shí)，由經(jīng)半圓螺旋線之一的通過(guò)電流產(chǎn)生的X軸電流分布基本上以不位于正負(fù)兩極的連續(xù)函數(shù)表達(dá)。
4．如權(quán)利要求3的梯度線圈單元，其特征在于連續(xù)函數(shù)由正交函數(shù)的細(xì)合構(gòu)成。
5．一種包括多個(gè)權(quán)利要求3或4所述的梯度線圈單元的組合的梯度線圈。
6．一種包括權(quán)利要求5所述的梯度線圈的MRI裝置。
全文摘要
為得到良好的線性而不降低磁場(chǎng)產(chǎn)生效率,假設(shè)半圓螺旋線的繞線模式;電流分布以連續(xù)函數(shù)J
文檔編號(hào)G01R33/38GK1278422SQ0011884
公開(kāi)日2001年1月3日 申請(qǐng)日期2000年6月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月21日
發(fā)明者后藤隆男, 井上勇二 申請(qǐng)人:通用電器橫河醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社