專利名稱：用于柔性磁共振射頻線圈高頻封裝工藝過(guò)程的線圈保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在柔性磁共振射頻接收線圈高頻封裝生產(chǎn)過(guò)程中，用于保護(hù)線圈 不被大功率射頻電磁波損壞的保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
磁共振影像系統(tǒng)(MRI)是核磁共振(NMR)在醫(yī)學(xué)上的一個(gè)應(yīng)用。磁共振影像系統(tǒng) 的主磁系統(tǒng)產(chǎn)生一均勻強(qiáng)磁場(chǎng)(稱為MRI系統(tǒng)主磁場(chǎng)一Bj。人體中的氫原子核在Btl場(chǎng)下發(fā) 生自旋極化。磁極化的氫原子核自旋在人體中產(chǎn)生磁矩i。在沒有Btl以外的外磁場(chǎng)激勵(lì)情 況下，該磁矩處于穩(wěn)態(tài)，方向和主磁場(chǎng)Btl方向同軸向，不產(chǎn)生有用的信息。當(dāng)有外加的均勻的射頻(RF)磁場(chǎng)(稱為激發(fā)磁場(chǎng)或B1磁場(chǎng))存在時(shí)，人體內(nèi)磁矩 受激產(chǎn)生核磁共振信號(hào)，經(jīng)接受線圈采集，電子線路 和軟件整合處理后，最終獲取磁共 振影像系統(tǒng)(MRI)的數(shù)據(jù)和圖像。具體而言，射頻發(fā)射線圈在所需探測(cè)的圖像區(qū)域產(chǎn)生B1磁場(chǎng)，該射頻發(fā)射線圈由 采用功率放大器的受計(jì)算機(jī)控制的射頻發(fā)射器驅(qū)動(dòng)。在激發(fā)過(guò)程中，原子核自旋系統(tǒng)吸收 能量，使磁矩繞著主磁場(chǎng)方向進(jìn)動(dòng)。在激發(fā)后，進(jìn)動(dòng)的磁矩將經(jīng)歷自由感應(yīng)衰減(FID)，釋放 其吸收的能量并返回穩(wěn)態(tài)。自由感應(yīng)衰減(FID)過(guò)程中釋放的能量以射頻電磁場(chǎng)向周圍傳 播，在人體受激部分附近放置的接收射頻線圈會(huì)受此射頻電磁場(chǎng)感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電壓，經(jīng) 前置放大器放大后即得到核磁共振(NMR)信號(hào)。接收射頻線圈可以是發(fā)射線圈本身也可以 是專門接收射頻信號(hào)的獨(dú)立線圈。集成在主磁場(chǎng)系統(tǒng)中的梯度線圈可以產(chǎn)生附加脈沖梯度 磁場(chǎng)，選擇性地激發(fā)所需要位置的體內(nèi)的原子核，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻率編碼和相位編碼，在空 間頻率坐標(biāo)系(k空間)中建立一幅完整的核磁共振信號(hào)圖，最終經(jīng)過(guò)傅立葉變換，在尋?？?間(R空間)內(nèi)得到一幅完整的磁共振影像。由于人體釋放的核磁共振(NMR)信號(hào)極其微弱，因此在磁共振影像系統(tǒng)(MRI)中， 接收線圈的靈敏度是獲得高質(zhì)量圖像的一個(gè)關(guān)鍵因素。表面線圈的靈敏度隨之與檢查部位 距離的增加呈指數(shù)關(guān)系下降，因此，接收線圈設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)就是使其盡可能貼近人體。為 了使接收線圈適應(yīng)絕大多數(shù)患者，固定形狀接收線圈必須按較大體型患者設(shè)計(jì)外型。而實(shí) 際待檢查的患者體格差別很大，這會(huì)導(dǎo)致小體型患者成像質(zhì)量不好。柔性線圈可以自然適 應(yīng)不同體型患者，達(dá)到緊貼檢查部位的目的。加之柔性接收線圈具有的重量輕、使用方便等 諸多優(yōu)勢(shì)，使得當(dāng)今主流磁共振系統(tǒng)大量使用柔性線圈替代原有固定形狀線圈。目前，柔性線圈的封裝工藝主要分為三種1、液體塑料噴涂結(jié)皮；2、塑料膜熱壓； 3、塑料膜高頻焊接。其中塑料膜高頻焊接工藝封裝的線圈耐久性和安全性最好，但相應(yīng)的 技術(shù)難度也最大。在塑料膜高頻焊接工藝中，高頻電磁波的能量在焊接模具的工作面上被 轉(zhuǎn)化為熱能，從而將包敷線圈的塑料膜熔接成封閉的外殼。然而，射頻接收線圈的設(shè)計(jì)目的 就是接收和放大微弱的高頻電磁波信號(hào)。因此，焊接過(guò)程用的高功率電磁波很容易被線圈 內(nèi)的電子線路吸收，從而導(dǎo)致元件和線路燒毀。因此，在塑料膜高頻焊接過(guò)程中保護(hù)電器線路就成了塑料膜高頻焊接封裝工藝的關(guān)鍵技術(shù)。現(xiàn)有的塑料膜高頻焊接保護(hù)技術(shù)是將線圈調(diào)整到磁共振信號(hào)頻率而以其他頻段 的高頻電磁波能量焊接塑料膜。然而，高頻焊接時(shí)進(jìn)場(chǎng)電磁波雜散分布復(fù)雜，并且焊接模具 與接收線圈間耦合較強(qiáng)。這使得現(xiàn)有的焊接保護(hù)技術(shù)穩(wěn)定性不好，進(jìn)而導(dǎo)致焊接成品率不
尚ο

發(fā)明內(nèi)容
為解決目前柔性磁共振射頻接收線圈塑料膜高頻焊接成品率不高的問(wèn)題，本發(fā)明 使用了射頻浮動(dòng)驅(qū)動(dòng)保護(hù)技術(shù)，通過(guò)設(shè)置共模抑制器、使用電池供電的驅(qū)動(dòng)電路及在線圈 電路中接入驅(qū)動(dòng)回路，成功地解決了焊接電磁波雜散場(chǎng)不易控制的技術(shù)難題，降低了焊接 過(guò)程中線圈電路與焊接模具間的耦合，使線圈電路的保護(hù)更加有效和可靠，封裝過(guò)程導(dǎo)致 的產(chǎn)品報(bào)廢率大大降低。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，采用的技術(shù)方案是一種用于柔性磁共振 射頻線圈高頻封裝工藝過(guò)程的線圈保護(hù)裝置，其中封裝過(guò)程的工裝夾具包括焊接模具、驅(qū) 動(dòng)電路和工作平臺(tái)，封裝線圈包括線圈、前放和電纜。線圈內(nèi)有由電容和二極管構(gòu)成的諧 振回路，其中二極管起到射頻開關(guān)的作用，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路將其導(dǎo)通時(shí)，諧振回路工作在磁共振 信號(hào)頻率；當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路未將其導(dǎo)通時(shí)，諧振回路工作在磁共振信號(hào)頻率以外的某個(gè)頻率，這 個(gè)不確定的頻率隨不同的產(chǎn)品型號(hào)和該產(chǎn)品與焊接模具的耦合程度變化，若剛好諧振頻率 落在焊接頻率附近，該回路會(huì)因?yàn)榻邮沾罅亢附庸β识鵁龤?。其特征是該線圈保護(hù)裝置包 括在驅(qū)動(dòng)電路與線圈間的連接電纜上設(shè)置有一組共模抑制器，可降低線圈與焊接模具間 的耦合程度；在諧振回路的二極管兩端接入一個(gè)驅(qū)動(dòng)回路，將二極管導(dǎo)通，使得線圈回路在 焊接時(shí)工作在磁共振信號(hào)頻率而非焊接頻率，從而減低線圈回路與焊接模具的耦合，保護(hù) 線圈內(nèi)電子線路；一驅(qū)動(dòng)電路使用電池供電，沒有對(duì)地連接，可縮短驅(qū)動(dòng)線路長(zhǎng)度，避免電 子線路經(jīng)過(guò)焊接模具中電磁場(chǎng)分布最復(fù)雜區(qū)域，從而使線圈盡可能少地感應(yīng)焊接電磁波的 能量，達(dá)到保護(hù)線圈的目的。所述共模抑制器由調(diào)制到焊接頻率的巴侖和寬帶的高頻磁環(huán)兩部分組成。
所述巴侖和高頻磁環(huán)套在驅(qū)動(dòng)電路與線圈間的連接電纜上。驅(qū)動(dòng)回路由恒流電源和高頻扼流圈串聯(lián)構(gòu)成，恒流電源在為二極管提供恒流供電 的同時(shí)，高頻扼流圈阻止高頻能量耦合到驅(qū)動(dòng)回路內(nèi)部，造成二極管供電不穩(wěn)定或過(guò)載損 壞。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明使用射頻浮動(dòng)驅(qū)動(dòng)保護(hù)技術(shù)，設(shè)置共模抑制器可提 高諧振回路的等效串聯(lián)阻抗，通過(guò)降低感應(yīng)電流來(lái)控制焊接功率的耦合，達(dá)到保護(hù)線圈內(nèi) 部電路的目的；同時(shí)使用電池為驅(qū)動(dòng)電路供電，減短驅(qū)動(dòng)線路長(zhǎng)度，避免電子線路經(jīng)過(guò)焊接 模具中電磁場(chǎng)分布最復(fù)雜區(qū)域，從而使線圈盡可能少的感應(yīng)焊接電磁波的能量，達(dá)到保護(hù) 線圈的目的；使用驅(qū)動(dòng)回路將二極管導(dǎo)通，使得線圈回路在焊接時(shí)工作在磁共振信號(hào)頻率 而非焊接頻率，從而減低線圈回路與焊接模具的耦合，保護(hù)線圈內(nèi)電子線路。在上述共同作 用下，產(chǎn)品上耦合的焊接功率得到了有效的控制，進(jìn)而保證了焊接過(guò)程中產(chǎn)品的安全，成功 地解決了焊接電磁波雜散場(chǎng)不易控制的技術(shù)難題，降低了焊接過(guò)程中線圈電路與焊接模具 間的耦合，使線圈電路的保護(hù)更加有效和可靠，封裝過(guò)程導(dǎo)致的產(chǎn)品報(bào)廢率大大降低。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的柔性接收線圈封裝工藝過(guò)程結(jié)構(gòu)原理圖。圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。圖3是本發(fā)明的線圈內(nèi)電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，現(xiàn)有的線圈封裝過(guò)程由焊接模具1、線圈2、前放3、電纜4、驅(qū)動(dòng)電路 5和工作平臺(tái)6六個(gè)部件組成。其中線圈、前放和電纜封裝后成為一個(gè)完整的部件，用于整 個(gè)接收線圈的最終裝配；焊接模具、驅(qū)動(dòng)電路和工作平臺(tái)構(gòu)成封裝過(guò)程的工裝夾具用于連 續(xù)的封裝生產(chǎn)。焊接時(shí)，焊接模具和工作平臺(tái)間施加的高頻電磁波被轉(zhuǎn)化為熱能作用于包 敷在線圈、前放和電纜外的塑料膜邊緣，使該部分塑料被熔接起來(lái)。然而在焊接過(guò)程中，高頻電磁波回經(jīng)由兩個(gè)渠道作用于線圈內(nèi)的電子線路。其一 是，電磁波直接耦合到線圈中的環(huán)形回路，導(dǎo)致前放輸入過(guò)載燒毀；其二是，由于線圈、前 放、電纜和驅(qū)動(dòng)電路與工作平臺(tái)間的耦合電容使其間形成了虛擬的閉合回路。該回路感應(yīng) 到焊接電磁波后形成的能量會(huì)隨即作用于回路中最薄弱的部分并將其燒毀。由于工作平臺(tái) 與其他部件間的分布電容(圖中虛線部分)和各部件上的電感形成了一個(gè)較大的諧振回路， 該回路的諧振頻率由上述分布電感和電容決定。因此，該回路的諧振頻率隨產(chǎn)品和焊接模 具外型的不同而變化，不能通過(guò)事先設(shè)定其頻率來(lái)躲避焊接頻率。針對(duì)該封裝工藝過(guò)程的特點(diǎn)，本發(fā)明通過(guò)增加保護(hù)裝置，控制耦合能量的功率，保 護(hù)線圈內(nèi)電子線路。如圖2所示，本發(fā)明中在驅(qū)動(dòng)電路5與線圈2間的連接電纜4上設(shè)置有一組共模 抑制器7，來(lái)提高該諧振回路的等效串聯(lián)阻抗。通過(guò)降低感應(yīng)電流來(lái)控制焊接功率的耦合， 達(dá)到保護(hù)線圈內(nèi)部電路的目的。該共模抑制器由兩部分組成，分別是調(diào)制到焊接頻率的巴 侖9和寬帶的高頻磁環(huán)10。巴侖和高頻磁環(huán)套在驅(qū)動(dòng)電路與線圈間的連接電纜上。巴侖能 在焊接頻率上提供盡可能高的回路等效串聯(lián)阻抗，而高頻磁環(huán)能在較寬頻帶上提供適當(dāng)?shù)?附加回路等效串聯(lián)阻抗，從而達(dá)到了在焊接頻率上回路等效串聯(lián)阻抗最高，同時(shí)，適當(dāng)抑制 焊接頻率以外高頻諧波的目的。本發(fā)明同時(shí)使用電池供電的驅(qū)動(dòng)電路，由于沒有對(duì)地連接， 就保證了驅(qū)動(dòng)電路與工作平臺(tái)(工作平臺(tái)接地)間的耦合盡可能低。在其共同作用下，產(chǎn)品 上耦合的焊接功率得到了有效的控制，進(jìn)而保證了焊接過(guò)程中產(chǎn)品的安全。如圖3所示，線圈內(nèi)電路由電容Cl C8、Ll L4和二極管V4構(gòu)成的諧振回路工 作在磁共振信號(hào)頻率。其中二極管V4起到射頻開關(guān)的作用。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路將其導(dǎo)通時(shí)，諧振 回路工作在磁共振信號(hào)頻率；當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路未將其導(dǎo)通時(shí)，諧振回路工作在磁共振信號(hào)頻率 以外的某個(gè)頻率。這個(gè)不確定的頻率隨不同的產(chǎn)品型號(hào)和該產(chǎn)品與焊接模具的耦合程度變 化。若剛好諧振頻率落在焊接頻率附近，該回路會(huì)因?yàn)榻邮沾罅亢附庸β识鵁龤?。因此，?發(fā)明中使用驅(qū)動(dòng)回路8將二極管V4導(dǎo)通，使得線圈回路在焊接時(shí)工作在磁共振信號(hào)頻率 而非焊接頻率。從而減低線圈回路與焊接模具的耦合，保護(hù)線圈內(nèi)電子線路。該驅(qū)動(dòng)回路 由恒流電源和高頻扼流圈串聯(lián)構(gòu)成，恒流電源在為二極管V4提供恒流供電的同時(shí)，高頻扼流圈阻止高頻能量耦合到驅(qū)動(dòng)回路內(nèi)部，造成二極管供電不穩(wěn)定或過(guò)載損壞。
權(quán)利要求
1.一種用于柔性磁共振射頻線圈高頻封裝工藝過(guò)程的線圈保護(hù)裝置，其中封裝過(guò)程的 工裝夾具包括焊接模具、驅(qū)動(dòng)電路和工作平臺(tái)，封裝線圈包括線圈、前放和電纜，線圈內(nèi)有 由電容和二極管構(gòu)成的諧振回路，其特征是該線圈保護(hù)裝置包括一組共模抑制器，設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電路與線圈間的連接電纜上； 一驅(qū)動(dòng)回路，接入在諧振回路的二極管兩端，將二極管導(dǎo)通； 一使用電池供電的驅(qū)動(dòng)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于柔性磁共振射頻線圈高頻封裝工藝過(guò)程的線圈保護(hù)裝 置，其特征是所述共模抑制器由調(diào)制到焊接頻率的巴侖和寬帶的高頻磁環(huán)兩部分組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于柔性磁共振射頻線圈高頻封裝工藝過(guò)程的線圈保護(hù)裝 置，其特征是所述巴侖和高頻磁環(huán)套在驅(qū)動(dòng)電路與線圈間的連接電纜上。
4.4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于柔性磁共振射頻線圈高頻封裝工藝過(guò)程的線圈保護(hù) 裝置，其特征是所述驅(qū)動(dòng)回路由恒流電源和高頻扼流圈串聯(lián)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于柔性磁共振射頻線圈高頻封裝工藝過(guò)程的線圈保護(hù)裝置，通過(guò)在封裝驅(qū)動(dòng)電路與線圈間的連接電纜上設(shè)置一組共模抑制器、在線圈諧振回路的二極管兩端接入一驅(qū)動(dòng)回路及使用電池供電的封裝驅(qū)動(dòng)電路，使產(chǎn)品上耦合的焊接功率得到了有效控制，進(jìn)而保證了焊接過(guò)程中產(chǎn)品的安全，成功地解決了焊接電磁波雜散場(chǎng)不易控制的技術(shù)難題，降低了焊接過(guò)程中線圈電路與焊接模具間的耦合，使線圈電路的保護(hù)更加有效和可靠，封裝過(guò)程導(dǎo)致的產(chǎn)品報(bào)廢率大大降低。
文檔編號(hào)B29C65/04GK102079134SQ20101060140
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者軼楠 申請(qǐng)人:上海辰光醫(yī)療科技有限公司