CN109239629A - 一种梯度线圈组件以及产生梯度磁场的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种梯度线圈组件以及产生梯度磁场的方法，该线圈包括：并联连接的至少两个外部线圈和内部线圈；外部线圈的第一端作为第一输入端，第二端作为电流的第一输出端，至少两个第一输入端通过第一器件相连；至少两个第一输出端通过第二器件相连；内部线圈的第一端作为电流的第二输入端，第二端作为电流的第二输出端，至少两个第二输入端通过第三器件相连；至少两个第二输出端通过第四器件相连；各外部线圈与对应的内部线圈之间通过第五器件串联；第五连接在第二器件与第三器件之间，用于将第一输入端流出的电流通过第五器件传入第二输入端。通过采用上述方案，使得梯度线圈具有更低的电感。

Description

一种梯度线圈组件以及产生梯度磁场的方法

技术领域

本发明实施例涉及磁共振成像技术领域，尤其涉及一种梯度线圈组件以及产生梯度磁场的方法。

背景技术

梯度线圈是核磁共振波谱仪中的关键组成部分，在高分辨核磁共振实验中通过脉冲电流驱动产生特定脉冲梯度磁场从而实现诸如空间编码、扩散运动、相干选择以及抑制不需要的磁化信号等重要的梯度作用。衡量梯度线圈性能指标主要包括梯度磁场线性度、梯度切换时间(上升沿、下降沿)、梯度涡流等，因此，提高梯度线圈的性能对于改善核磁共振实验效果以及提高仪器整体水平有十分重要的意义。

传统的梯度线圈包括内部线圈和外部线圈，其中，内部线圈包括承载梯度绕组的圆柱形基板，外部线圈包括衬底和两个梯度绕组，这两个梯度绕组与内部线圈之间存在多个连接接头，且这两个梯度绕组用于接入反向电流，从而在两个梯度绕组间形成强磁场。但是上述梯度线圈的设置方式线圈电感较大，性能较差，如果将内部线圈和外部线圈的回路部分去掉，又会在内部线圈和外部线圈之间引入较多的接头，工艺复杂性增加，可靠性降低。

发明内容

本发明实施例提供一种梯度线圈组件以及产生梯度磁场的方法，以降低梯度线圈的电感，使梯度线圈上的电流具有更高的切换速度和效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种梯度线圈组件，包括：

至少两个并联连接的外部线圈，和至少两个并联连接的内部线圈，所述内部线圈位于所述外部线圈内部；其中，

并联连接的外部线圈的第一端作为电流的第一输入端，至少两个第一输入端通过第一器件相连；

并联连接的外部线圈的第二端作为电流的第一输出端，至少两个第一输出端通过第二器件相连；

并联连接的内部线圈的第一端作为电流的第二输入端，至少两个第二输入端通过第三器件相连；

并联连接的内部线圈的第二端作为电流的第二输出端，至少两个第二输出端通过第四器件相连；

各外部线圈与对应的内部线圈之间通过第五器件串联；

所述第五器件在所述第二器件与所述第三器件之间，用于将所述第一输入端流出的电流通过第五器件传导至第二输入端，并从第二输出端输出。

第二方面，本发明实施例还提供了一种梯度线圈组件，包括：

一个或多个并排设置的外部线圈；

一个或多个并排设置的内部线圈，所述内部线圈的数量大于或等于所述外部线圈的数量，且所述外部线圈或内部线圈能够被独立控制以形成梯度磁场。

第三方面，本发明实施例还提供了利用梯度线圈组件产生梯度磁场的方法，所述梯度线圈组件包括多个并排设置的外部线圈、多个并排设置的内部线圈，所述方法包括：

分别控制所述外部线圈中的电流和/或所述内部线圈中的电流，以使所述外部线圈和电流和所述内部线圈的电流流向相反，以形成梯度磁场。

本发明实施例提供了一种新型的梯度线圈，采用了将至少两个外部线圈并联，且至少两个内部线圈并联的方式，使得磁场完全由同向电流产生，提高了线圈电流的切换速度和效率。另外，内部线圈和外部线圈之间通过设定器件串联，从而在内部线圈和外部线圈上形成方向相反的电流，实现了磁场自屏蔽的效果。相对于传统的梯度线圈，本发明实施例提供的梯度线圈的外部线圈和内部线圈之间无需采用过多的连接接头进行连接，简化了线圈结构和梯度线圈设计的工艺复杂度。

附图说明

图1a为本发明实施例提供的一种单独控制的X轴梯度线圈的结构示意图；

图1b为本发明实施例提供的一种单独控制的Y轴梯度线圈的结构示意图；

图1c为本发明实施例提供的一种单独控制的Z轴梯度线圈的结构示意图；

图2a为本发明实施例一提供的一种未分组的梯度线圈的结构示意图；

图2b为本发明实施例一提供的一种分组设置的Z轴梯度线圈的结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的一种优选的X轴梯度线圈的结构示意图；

图4为本发明实施例三提供的一种梯度线圈组件的调整方法的流程图；

图5为本发明实施例四提供的一种梯度线圈组件的调整装置的结构框图；

图6为本发明实施例五提供的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

为了解决现有技术中梯度线圈内部线圈和外部线圈接头过多，工艺复杂的问题，本发明实施例提出一种梯度线圈组件，利用该梯度线圈组件可以形成梯度磁场，其包括：一个或多个并排设置的外部线圈；一个或多个并排设置的内部线圈。内部线圈和外部线圈的数量可以设置成相等，在这种情况下每个内部线圈都有对应的外部线圈；也可以设置成内部线圈的数量大于外部线圈的数量。

内部线圈或外部线圈可分别连接驱动电源，以在电流作用下产梯度磁场。当然，内部线圈和外部线圈能够电气连接以形成多个线圈单元，且多个线圈单元能够被独立控制以形成梯度磁场，这种设置可减小驱动电源的设置数量。例如，外部电流流入外部线圈，并通过外部线圈流经内部线圈，最终从内部线圈流出，通过控制电流，可形成变化的梯度磁场。需要说明的是，在本发明实施例中内部线圈中流经电流的方向和外部线圈中流经电流的方向通常设置成相反，以使得能够将梯度磁场限定的设定的范围内。

可选地，外部线圈与内部线圈可设置成如下形式:多个外部线圈形成第一回环，多个内部线圈形成第二回环。可以理解的，第一回环的直径设置成大于第二回环的直径，这样第二回环设置在第一回环的内部(或者第一回环套设在第二回环的外部)。

可选地，外部线圈可设置成如下形式，如图1a所示：外部线圈包括设置在上部的第一子线圈10和设置在下部的第二子线圈20，两子线圈上下镜像分布，第一子线圈10和第二子线圈20可设置成半环形状，两镜像分布的半环形能够组成第一环形结构，多个第一环形结构形成第一回环。内部线圈可设置成如下形式：内部线圈包括第三子线圈30和第四子线圈40，第三子线圈30和第四子线圈40上下镜像分布，第三子线圈30和第四子线圈40同样可设置成半环形状，两镜像分布的半环形能够形成第二环形结构，多个所述第二环形结构形成第二回环。当然，本发明实施例中对于内部线圈和/或外部线圈的形状并不作具体限制。在其他实施例中，内部线圈和/或外部线圈可设置成螺线管形的环路结构。按照上述方式形成的梯度线圈可作为X轴梯度线圈。

可选地，外部线圈可设置成如下形式，如图1b所示：外部线圈包括设置在左半部的第一子线圈50和设置在右半部的第二子线圈60，两子线圈左右镜像分布，第一子线圈50和第二子线圈60可设置成半环形状，两镜像分布的半环形能够组成第一环形结构，多个第一环形结构形成第一回环。内部线圈可设置成如下形式：内部线圈包括第三子线圈70和第四子线圈80，第三子线圈70和第四子线圈80左右镜像分布，第三子线圈70和第四子线圈80同样可设置成半环形状，两镜像分布的半环形能够形成第二环形结构，多个所述第二环形结构形成第二回环。当然，本发明实施例中对于内部线圈和/或外部线圈的形状并不作具体限制。在其他实施例中，内部线圈和/或外部线圈可设置成螺线管形的环路结构。按照上述方式形成的梯度线圈可作为Y轴梯度线圈。

对于上述X、Y轴梯度线圈，其内部流通电流可如下设置：多个外部线圈中的电流流向为第一方向，多个内部线圈中的电流流向为第二方向，且第一方向与第二方向相反。在实际梯度磁场的产生过程中，可独立调整外部线圈或内部线圈的电流大小以产生目标梯度磁场。

可选地，内部线圈和外部还可按照前述设置方式形成Z方向的梯度线圈。与前述形成目标梯度磁场的不同在于：如图1c所示，外部两线圈流通不同方向的电流，内部两线圈流通不同方向的电流。例如：外部线圈划分为相邻设置的第一组300和第二组400，其中：第一组外部线圈中的电流流向为第一方向，第二组线圈的电流流向为第二方向，且第一方向与所述第二方向相反。内部线圈划分为相邻设置的第一组500和第二组600，其中，第一组内部线圈的电流流向为第二方向，第二组内部线圈的电流流向为第一方向。

实施例一

本发明实施例一提供了一种新型梯度线圈组件。该梯度线圈组件包括：至少两个并联连接的外部线圈，和至少两个并联连接的内部线圈，内部线圈位于外部线圈内部。图2a为本发明实施例一提供的一种未分组的梯度线圈的结构示意图，图2a示出了六个并联的外部线圈110和六个并联的内部线圈120。

其中，并联连接的外部线圈110的第一端111作为电流的第一输入端，至少两个第一输入端通过第一器件130相连，示例性地，第一器件130上可设置连接孔，一个或多个外部线圈的输入端并排插入到第一器件130的连接孔上；

并联连接的外部线圈110的第二端112作为电流的第一输出端，至少两个第一输出端通过第二器件140相连，示例性地，第二器件140上可设置连接孔，一个或多个外部线圈的输出端并排插入到第二器件140的连接孔上；

并联连接的内部线圈120的第一端121作为电流的第二输入端，至少两个第二输入端通过第三器件150相连，示例性地，第三器件150上可设置连接孔，一个或多个内部线圈的输入端并排插入到第三器件150的连接孔上；

并联连接的内部线圈120的第二端122作为电流的第二输出端，至少两个第二输出端通过第四器件160相连，示例性地，第四器件160上可设置连接孔，一个或多个内部线圈的输出端并排插入到第四器件160的连接孔上；

各外部线圈110与对应的内部线圈120之间通过第五器件170串联；

第五器件170在第二器件140与第三器件150之间，用于将第一输入端112流出的电流通过第五器件170传导至第二输入端121，并从第二输出端122输出。

本实施例中，用于线圈连接的第一器件130、第二器件140、第三器件150第四器件160和第五器件170的属性特征，例如形状、尺寸和材质等，可以相同也可以不同，本实施例对此不作具体限定。其中，第五器件170连接在第二器件140与第三器件150之间，三者也可以设置为一体成型结构。

根据上述梯度线圈的结构可知，本实施例提供的梯度线圈简化了传统梯度线圈的制作工艺。虽然本实施例提供的梯度线圈也是采用内外结构，但相对于传统梯度线圈中内部线圈分别与外部两个梯度绕组之间以多个接头连接的方案，本实施例提供的内部线圈依次通过第二器件、第五器件和第三器件与外部线圈相连，避免了内部线圈和外部线圈之间通过多个接头进行连接，使得线圈结构更加简单，工艺复杂度得到简化。

此外，本实施例中，第五器件170用于将第一输入端流出的电流通过第五器件170传导至第二输入端，并从第二输出端输出。通过上述设置，可以使得各外部线圈上存在相同方向的电流，外部线圈的磁场完全由同向电流产生。各内部线圈上也存在相同方向的电流，内线圈的磁场也完全由同向电流产生。同时，如图2a线圈中箭头指示的方向，由于外部线圈和对应的内部线圈上的电流方向相反，从而可以起到自屏蔽效果，即外部线圈将内部线圈产生的磁场限定在一个区域内，在外部线圈外边的磁场强度为零。

示例性的，图2a所示的梯度线圈在接收到电流后可形成梯度线圈。具体实现方式可以为，外部线圈的第一输入端，用于接入第三电流，该第三电流通过外部线圈的第一输出端后，通过第五器件流入内部线圈的第二输入端，并从内部线圈的第二输出端流出，使得在内部线圈和外部线圈中形成镜像反向的电流(如图2a所示的箭头方向)，以将外部线圈和内部线圈构成Z轴梯度线圈。

进一步的，在图2a所示的梯度线圈的基础上，Z轴梯度线圈还可分组设置，图2b为本发明实施例一提供的一种分组设置的Z轴梯度线圈的结构示意图，如图2b所示，可设置相邻的第一组外部线圈1100和第二组外部线圈1200，每组外部线圈设置有对应的一组内部线圈，每组外部线圈包括至少两个并联连接的外部线圈，每组内部线圈包括至少两个并联连接的内部线圈，即将图2a所示的梯度线圈划分为两组，如图2b中箭头所指示的方向，第一组外部线圈1100和第二组外部线圈1200电流方向相反，第一组内部线圈1300和第二组内部线圈1400的电流方向相反，且第一组外部线圈1100和其对应的第一组内部线圈1300的电流方向相反，第二组外部线圈1200和其对应内部线圈1400的电流方向相反。本实施例的技术方案提供了一种新型的梯度线圈，采用了将至少两个外部线圈并联，且至少两个内部线圈并联的方式，使得磁场完全由同向电流产生，提高了线圈的切换速度和效率。另外，内部线圈和外部线圈之间通过设定器件串联，从而在内部线圈和外部线圈上形成方向相反的电流，实现了磁场自屏蔽的效果。相对于传统的梯度线圈，本发明实施例提供的梯度线圈的外部线圈和内部线圈之间无需采用过多的连接接头进行连接，简化了线圈结构和梯度线圈设计的工艺复杂度。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的一种优选的X轴梯度线圈的结构示意图，本实施例在上述实施例的基础上进行了优化，将外部线圈优化为镜像对称的第一子线圈和第二子线圈，并将内部线圈优化为镜像对称的第三子线圈和第四子线圈。其中与上述实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。参见图3，本实施例提供梯度线圈包括：

上下镜像分布的第一子线圈210和第二子线圈220，以及上下镜像分布的第三子线圈230和第四子线圈240。其中，

第一子线圈210的第一端211和第二子线圈220的第一端221，均作为电流的第一输入端，通过第一器件10相连，用于接收通过第一器件10分流后的第一电流；

第一子线圈210的第二端212和第二子线圈220的第二端222，均作为第一输出端，通过第二器件20相连，第二器件20用于汇聚从第一输出端流出的电流，并通过第五器件50，将完成汇聚的第二电流传入第三器件30；

第三子线圈230的第一端231和第四子线圈240的第一端241，均作为第二输入端，通过第三器件30相连，用于接收所述第二电流；

第三子线圈230的第二端232和第四子线圈240的第二端242，均作为第二输出端，通过第四器件40相连，第四器件40用于汇聚从第二输入端流出的电流并进行输出；

在第一电流和第二电流的作用下，图3所示出的梯度线圈可作为X轴梯度线圈。需要说明的，图3所示的梯度线圈中内部线圈和外部线圈均也可设置为左右镜像分布的环形结构，如果将该环形结构设置为左右镜像分布的形式，即将图3顺时针旋转90度后，旋转后的梯度线圈可作为Y轴梯度线圈。

如图3所示，本实施例提供的梯度线圈以半圆环为基本线圈单元，电流在半圆环内流动，产生磁场。如图3所示，外部线圈的子线圈并联连接，不仅是多个第一子线圈并联连接，多个第二子线圈并联连接，同时第一子线圈与第二子线圈也并联连接。外部线圈上流动的电流方向均相同。内部线圈也是采用同样的原理，不仅是多个第三子线圈并联连接，多个第四子线圈并联连接，同时第三子线圈与第四子线圈也并联连接。内部线圈上流动的电流方向均相同。其中，第一子线圈和第三子线圈串联形成电流回路，第二子线圈与第四子线圈串联，形成电流回路。从图3中可以看出，内部线圈与外部线圈的电流方向相反，从而可以起到自屏蔽效果，即外部线圈将内部线圈产生的磁场限定在一个区域内，在外部线圈外边的梯度磁场强度为零，以起到良好的屏蔽效果。

需要说明的是，本实施例是采用半圆环作为基本线圈单元，上述实施例是采用圆环作为基本线圈单元，但本发明实施例提供的梯度线圈中外部线圈和内部线圈的形状并不局限于半圆环或圆环两种形式，还可以螺旋线形状、椭圆、矩形或设定角度的弧线等，本实施例对其不作具体限定。

此外，本实施例也不对内部线圈和外部线圈的数量进行限定，优选的，外部线圈和内部线圈的数量均为40。相邻的两个外部线圈间隔预设距离，相应的，与相邻的两个外部线圈对应的相邻的两个内部线圈之间的距离也为预设距离，该预设距离为经验值，当然也可根据实际需求进行设置。

示例性的，本实施例的梯度线圈可包括多个驱动接口，用于连接外部对应的驱动电源。每个驱动电源用于连接一组梯度线圈，其中，一组梯度线圈由：至少两个并联的外部线圈和在外部线圈内部的至少两个并联连接的内部线圈所构成。

优选的，在与外部驱动电源连接时，可以从线圈中间引入额外抽头，作为驱动接口。

本实施例在上述实施例的基础上，将梯度线圈以半圆环为基本线圈单位进行设置，并在第一电流和第二电流作用下形成了X或Y梯度线圈。相对于现有技术提供的梯度线圈，本实施例的梯度线圈的设计具有更低的电感，线圈上流过的电流具有更高的切换速度和效率，梯度线圈的性能得到大大提升。

进一步的，需要说明的是，可利用上述梯度线圈组件产生梯度磁场，具体可以为：分别控制外部线圈中的电流和/或内部线圈中的电流，以使外部线圈和电流和内部线圈的电流流向相反，以形成梯度磁场。

示例性的，如果梯度线圈组件为X轴梯度线圈或Y轴梯度线圈，多个外部线圈中的电流流向为第一方向，多个内部线圈中的电流流向为第二方向，且所述第一方向与所述第二方向相反；

或者，如果梯度线圈组件为Z轴梯度线圈，所述多个外部线圈中一部分线圈的电流流向为第一方向，另一部分线圈的电流流向为第二方向，且所述第一方向与所述第二方向相反。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的一种梯度线圈组件的调整方法的流程图，该方法可以由一种梯度线圈的调整装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，该装置可以集成在用于对线圈调整的控制设备中，典型的是可以应用于梯度线圈出厂之前的调试阶段，设计完成之后梯度线圈的个数就确定了。在后续梯度线圈的应用过程中，如果想改变梯度场，就改变线圈里的梯度电流。如图4所示，该方法包括：

S310、当梯度线圈的当前个数为预设线圈个数时，检测梯度线圈的当前电流。

其中，预设线圈个数为经验值，是进行梯度线圈调整的初始条件。

S320、如果当前电流超出预设电流阈值范围，则调整梯度线圈的线圈个数，直到梯度线圈形成内部的磁场强度达到预设强度阈值。

其中，预设强度阈值为经验值，也可根据实际需求进行设置。由于磁场强度与电流大小和线圈个数相关，因此，可以通过调节电流大小和线圈个数调整梯度线圈的磁场强度，直到梯度线圈形成内部的磁场强度达到预设强度阈值。

示例性的，如果当前电流超过预设电流阈值范围的上限，则增加梯度线圈的数量。这样设置是因为电流过大容易烧坏线圈，并且使得功耗增大。当电流达到预设电流阈值范围的上限时，为了达到需要的目标磁场强度，可通过增加线圈个数来实现，而非采用继续增大电流的方式来增加磁场强度。本实施例这样设置可以使得梯度线圈具有更低的电感，从而可以使得梯度线圈上的电流具有更高的切换速度和效率。

示例性的，如果当前电流低于预设电流阈值范围的下限，则减少梯度线圈的数量。这样设置是因为当电流过小时，容易使得梯度线圈的性能下降，因此如果当前电流低于预设电流阈值范围的下限时，可以通过减少梯度线圈的数量来降低磁场强度，而非进一步减小电流，本实施例这样设置可以避免梯度线圈的性能下降。

需要说明的是，在对梯度线圈的电流和线圈数量进行调整的过程中，影响调整的因素还包括：成像区磁场线、边缘磁场、电磁力、电磁力矩、电感和功耗等。在调整过程中，可以基于如模拟退火算法、神经网络算法、基因算法、二次规划或线性规划算法等调整算法，并结合上述各影响因素对线圈进行设计，以优化线圈数量，提升梯度线圈的性能。

具体的，成像区(梯度线性区)越大，电感越大，驱动梯度线圈的功率也越大，功耗也越大。边缘磁场是指梯度线圈外面的磁场，通过屏蔽线圈来减小和控制，屏蔽性能越好，边缘磁场就越小，和外面的部件相互影响越小，这一措施同时也会导致梯度线圈电感的增加，增加梯度的功耗。进一步的，如果要控制梯度线圈的电磁力，需要对线圈的分布做相应限值，也会增加电感，增加功耗，但是线圈的振动会减小。

上述因素都有各自的利弊，梯度设计就是要合理的平衡这些利弊，取得最佳的费效比。由于他们之间关系比较复杂，分别遵循相关的电磁学和力学规律，因此，可通过采用现有技术提供的优化算法，利用计算机来进行寻优计算。

本实施例提供了一种梯度线圈的调整方法，在梯度线圈出厂之前，采用了将梯度线圈的电流和梯度线圈的数量相结合调整的方式。当梯度线圈的当前个数为预设线圈个数时，检测梯度线圈的当前电流。如果当前电流超出预设电流阈值范围，则调整梯度线圈的线圈个数，直到梯度线圈形成内部的磁场强度达到预设强度阈值。通过采用上述技术方案，可使得设计完成的梯度线圈的性能趋于最优。

实施例四

图5为本发明实施例四提供的一种梯度线圈组件的调整装置的结构框图，应用于梯度线圈出厂之前的设计阶段，如图5所示，该装置包括：电流检测模块410和线圈个数调整模块420，其中，

电流检测模块410，用于当梯度线圈的当前个数为预设线圈个数时，检测所述梯度线圈的当前电流；

线圈个数调整模块420，用于如果所述当前电流超出预设电流阈值范围，则调整梯度线圈的线圈个数，直到所述梯度线圈形成内部的磁场强度达到预设强度阈值。

本实施例提供了梯度线圈的调整装置，采用了将梯度线圈的电流和梯度线圈的数量相结合调整的方式。当梯度线圈的当前个数为预设线圈个数时，检测梯度线圈的当前电流。如果当前电流超出预设电流阈值范围，则调整梯度线圈的线圈个数，直到梯度线圈形成内部的磁场强度达到预设强度阈值。通过采用上述技术方案，可使得设计完成的梯度线圈的性能趋于最优。

在上述实施例的基础上，所述线圈个数调整模块420具体用于：

如果所述当前电流超过所述预设电流阈值范围的上限，则增加梯度线圈的数量；或者，

如果所述当前电流低于所述预设电流阈值范围的下限，则减少梯度线圈的数量。

本发明实施例所提供的梯度线圈的调整装置可执行本发明任意实施例所提供的梯度线圈的调整方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的梯度线圈的调整方法。

实施例五

图6为本发明实施例五提供的一种设备的结构示意图。图6示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性设备12的框图。图6显示的设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图6所示，设备12以通用计算设备的形式表现。设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。

总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。

设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图6未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图6中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该设备12交互的设备通信，和/或与使得该设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明任意实施例所提供的应用于出厂前设计阶段的梯度线圈的调整方法，该方法包括：

当梯度线圈的当前个数为预设线圈个数时，检测所述梯度线圈的当前电流；

如果所述当前电流超出预设电流阈值范围，则调整梯度线圈的线圈个数，直到所述梯度线圈形成内部的磁场强度达到预设强度阈值。

实施例六

本发明实施例六还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所提供的应用于出厂前设计阶段的梯度线圈的调整方法，该方法包括：

当梯度线圈的当前个数为预设线圈个数时，检测所述梯度线圈的当前电流；

如果所述当前电流超出预设电流阈值范围，则调整梯度线圈的线圈个数，直到所述梯度线圈形成内部的磁场强度达到预设强度阈值。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如”C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种梯度线圈组件，其特征在于，包括：至少两个并联连接的外部线圈，和至少两个并联连接的内部线圈，所述内部线圈位于所述外部线圈内部；其中，

并联连接的外部线圈的第一端作为电流的第一输入端，至少两个第一输入端通过第一器件相连；

并联连接的外部线圈的第二端作为电流的第一输出端，至少两个第一输出端通过第二器件相连；

并联连接的内部线圈的第一端作为电流的第二输入端，至少两个第二输入端通过第三器件相连；

并联连接的内部线圈的第二端作为电流的第二输出端，至少两个第二输出端通过第四器件相连；

各外部线圈与对应的内部线圈之间通过第五器件串联；

所述第五器件在所述第二器件与所述第三器件之间，用于将所述第一输入端流出的电流通过第五器件传输至第二输入端，并从第二输出端输出。

2.根据权利要求1所述的梯度线圈组件，其特征在于，

所述外部线圈包括：镜像分布的第一子线圈和第二子线圈；其中，

所述第一子线圈的第一端和所述第二子线圈的第一端分别与所述第一器件电连接；

所述第一子线圈的第二端和所述第二子线圈的第二端分别与所述第二器件电连接。

3.根据权利要求1所述的梯度线圈组件，其特征在于，所述梯度线圈包括多个驱动接口，用于连接外部对应的驱动电源；

其中，每个驱动电源用于连接一组梯度线圈，

所述一组梯度线圈由：至少两个并联的外部线圈和在所述外部线圈内部的至少两个并联连接的内部线圈所构成。

4.根据权利要求1所述的梯度线圈组件，其特征在于，所述内部线圈或所述外部线圈的形状为：

螺旋线形状、椭圆、圆形、矩形或设定角度的弧线。

5.一种梯度线圈组件，包括：

一个或多个并排设置的外部线圈；

一个或多个并排设置的内部线圈，所述内部线圈的数量大于或等于所述外部线圈的数量，且所述外部线圈或内部线圈能够被独立控制以形成梯度磁场。

6.根据权利要求5所述的梯度线圈组件，其特征在于，所述外部线圈形成第一回环，所述内部线圈形成第二回环，且所述第二回环设置在所述第一回环的内部。

7.根据权利要求5所述的梯度线圈组件，其特征在于，所述外部线圈包括上下分布或左右分布的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第二子线圈能够组成第一环形结构，多个所述第一环形结构形成第一回环。

8.根据权利要求7所述的梯度线圈组件，其特征在于，所述内部线圈包括上下镜像分布或者左右镜像分布的第三子线圈和第四子线圈，所述第三子线圈和第四子线圈形成第二环形结构，多个所述第二环形结构形成第二回环。

9.一种利用梯度线圈组件产生梯度磁场的方法，所述梯度线圈组件包括多个并排设置的外部线圈、多个并排设置的内部线圈，其特征在于，所述方法包括：

分别控制所述外部线圈中的电流和/或所述内部线圈中的电流，以使所述外部线圈和电流和所述内部线圈的电流流向相反，以形成梯度磁场。

10.根据权利要求9所述的利用梯度线圈组件产生梯度磁场的方法，其特征在于：

所述梯度线圈组件为X轴梯度线圈或Y轴梯度线圈，多个外部线圈中的电流流向为第一方向，多个内部线圈中的电流流向为第二方向，且所述第一方向与所述第二方向相反；

或者，所述梯度线圈组件为Z轴梯度线圈，所述多个外部线圈中一部分线圈的电流流向为第一方向，另一部分线圈的电流流向为第二方向，且所述第一方向与所述第二方向相反。