| 主权项 |
1.一种空间上缩小的整合微线圈结构(IMCS, Integrated Micro Coil Structure)之批量制造阵列,其中各IMCS具有 多个多层梯度线圈及一组高解析度核磁共振影像 用之多层射频(RF, Radio Frequency)线圈,以捕捉一对象 之三度空间影像之时间演进,此IMCS包含(以x-y-z笛 卡儿座标制表示): x-梯度线圈组,当以x-梯度线圈电流供给能量时,产 生具有均匀x梯度之磁场B1; y-梯度线圈组,与该x-梯度线圈组共同设置,当以y- 梯度线圈电流供给能量时,该y-梯度线圈组产生具 有均匀y梯度之磁场B2且大致重叠该磁场B1的均匀 空间; z-梯度线圈组,与该x-梯度线圈组及该y-梯度线圈组 共同设置,当以z-梯度线圈电流供给能量时,该z-梯 度线圈组产生具有均匀z梯度之磁场B3且大致重叠 该磁场B1及该磁场B2的均匀空间,因而界定分析室 为该磁场B1、B2及B3之该均匀梯度空间之重叠空间 区域; RF线圈组,当与外部RF电力驱动器及外部RF接收器结 合时,产生及导入RF激发至该分析室内,并侦测自该 分析室发散的RF讯号;及 遮蔽线圈组,用以补偿磁场元件以使该分析室外达 到理想磁场形式;其中: 该x-、y及z-梯度线圈组、该RF线圈组、及该遮蔽线 圈组的线圈路径系由导电材料制成,且主要缩小几 何参数具有下列范围: 该x-、y及z-梯度线圈组、该RF线圈组及该遮蔽线圈 组之最大电线大小范围为约10微米至50微米; 最小层厚度约20微米; 该分析室大小为范围约25微米至100微米;及 该IMCS之总大小(就最大总直线尺寸而言)为小于或 等于约10毫米。 2.如申请专利范围第1项之空间上缩小的整合微线 圈结构之批量制造阵列,其中该线圈路径用之导电 材料系由铜、高导磁合金、Invar合金、镍及金组 成的族群选出。 3.如申请专利范围第1项之空间上缩小的整合微线 圈结构之批量制造阵列,其中该x-梯度线圈组及该y -梯度线圈组的详细几何形状及排列为葛雷(Golay) 线圈。 4.如申请专利范围第1项之空间上缩小的整合微线 圈结构之批量制造阵列,其中该z-梯度线圈组的详 细几何形状及排列为赫姆霍兹对(Helmholtz pair)。 5.如申请专利范围第1项之空间上缩小的整合微线 圈结构之批量制造阵列,其中该RF线圈组的详细几 何形状及排列为RF鞍线圈。 6.如申请专利范围第1项之空间上缩小的整合微线 圈结构之批量制造阵列,其中该捕捉的三度空间影 像具有高空间解析度,为等于或小于一微米。 7.如申请专利范围第1项之空间上缩小的整合微线 圈结构之批量制造阵列,其中于该分析室内产生高 度均匀(于约5%内)至少约10T/m(特斯拉每米)之高磁 场梯度。 8.如申请专利范围第1项之空间上缩小的整合微线 圈结构之批量制造阵列,其中该x-、y及z-梯度线圈 组仅需不大于一安培之低操作电流。 9.一种空间上缩小的IMCS之阵列之批量微制造方法, 其中各IMCS具有最大总直线尺寸小于或等于约10毫 米且具有以x-y-z笛卡儿座标制表示的x-梯度线圈组 、y-梯度线圈组及z-梯度线圈组且为空间上排列界 定一分析室,将其与一组多层RF线圈及高解析MRI用 之遮蔽线圈组结合,其中该x-、y及z-梯度线圈组、 该RF线圈组及该遮蔽线圈组具有最大电线大小范 围为约10微米至50微米,该制造方法包含步骤有: (a)以下列步骤制造细胞载体盘: (a1)提供并钝化基板以使其电绝缘; (a2)于钝化基板上形成金属结构层,预定形成该z-梯 度线圈组的第一个线圈及该x-及y-梯度线圈组的返 回路径之一部份,藉由电化学形成法于光蚀刻界定 的电镀模型内; (a3)将与步骤(a2)相关之电镀种子层移除; (a4)以聚合物层及利用反应性离子蚀刻(RIE, Reactive Ion Etching)、研磨或化学机械抛光(CMP, Chemical Mechanical Polishing)将上表面平坦化; (a5)沉积两蚀刻停止层直到该x-及y-梯度线圈组的 主要线圈路径加上所有其返回路径及该RF线圈组 完全形成; (a6)形成该RF线圈的返回路径; (a7)蚀回该聚合物层,自动停在该两蚀刻停止层之 第一个处以形成许多对齐凹槽边; (a8)利用金属硬遮罩以另一蚀刻制程形成细胞孔, 其中蚀刻深度系由该两蚀刻停止层之第二个所界 定; (a9)沉积钝化层,其为氮化矽、二氧化矽或聚合物; 及 (a10)电镀及制成一图形化的薄焊接层于上表面以 准备之后装配; (b)以下列步骤制造上盖盘: (b1)提供并钝化基板以使其电绝缘; (b2)于钝化基板上形成金属结构层,预定形成该z-梯 度线圈组的第二个线圈及该x-及y-梯度线圈组的返 回路径之另一部份,藉由电化学形成法于光蚀刻界 定的电镀模型内; (b3)将与步骤(b2)相关之电镀种子层移除; (b4)利用RIE、研磨或CMP将上表面平坦化; (b5)重复步骤(b2)至(b4)直到该x-及y-梯度线圈组的主 要线圈路径加上所有其返回路径及该RF线圈组完 全形成; (b6)形成该x-及y-梯度线圈组的返回路径; (b7)电镀及制成一图形化的薄焊接层于上表面以准 备之后装配,其图案配合步骤(a10)的图案; (b8)利用薄膜金属硬遮罩蚀刻一中央开口通过基板 ; (b9)去除该薄膜金属硬遮罩;及 (b10)沉积钝化层,其为氮化矽、二氧化矽或聚合物; 及 (c)以下列步骤装配该细胞载体盘与该上盖盘: (c1)将来自步骤(b)的上盖盘翻转并对齐翻转的上盖 盘与来自步骤(a)的细胞载体盘; (c2)利用自动排列焊接回流制程,基于步骤(a10)及 (b7)中相配合之薄焊接图案,将对齐的上盖盘及细 胞载体盘结合在一起;及 (c3)视情况,可将上盖盘的基板移开以便简易进入 。 10.如申请专利范围第9项之空间上缩小的IMCS之阵 列之批量微制造方法,其中该基板系由玻璃、氧化 铝或其他陶瓷制成。 11.如申请专利范围第9项之空间上缩小的IMCS之阵 列之批量微制造方法,进一步包含有: 制造一射出成形的薄微盘,及于步骤(c)之前将该薄 微盘夹于该细胞载体盘与该上盖盘之间。 12.如申请专利范围第9项之空间上缩小的IMCS之阵 列之批量微制造方法,其中该步骤(a1)及(b1)使用氮 化矽、二氧化矽或聚合物以产生电绝缘作用。 13.如申请专利范围第9项之空间上缩小的IMCS之阵 列之批量微制造方法,其中步骤(a9)及(b10)的该钝化 层系由电浆增强式化学气相沈积(PECVD, Plasma- EnhancedChemical Vapor Deposition)所形成。 14.一种具有磁矩且位于空间上缩小的IMCS内之小磁 性物体的驱动(引发相对应轨道运动)方法,其中各 IMCS具有最大总直线尺寸小于或等于约10毫米且具 有以x-y-z笛卡儿座标制表示的x-梯度线圈组、y-梯 度线圈组及z-梯度线圈组且为空间上排列界定一 分析室,将其与一组多层RF线圈及高解析MRI用之遮 蔽线圈组结合,其中该x-、y及z-梯度线圈组、该RF 线圈组及该遮蔽线圈组具有最大电线大小范围为 约10微米至50微米,该方法包含步骤有: (a)将小的磁性物体导入该分析室中; (b)对于x分力,视需要,以预定极性及量之x-梯度线 圈电流供给该x-梯度线圈组能量,因而产生具有x梯 度之磁场Bz1造成该x分力,为正比于该x-梯度,施加 于该磁性物体上; (c)对于y分力,视需要,以预定极性及量之y-梯度线 圈电流供给该z-梯度线圈组能量,因而产生具有y梯 度之磁场Bz2造成该y分力,为正比于该y-梯度,施加 于该磁性物体上; (d)对于z分力,视需要,以预定极性及量之z-梯度线 圈电流供给该z-梯度线圈组能量,因而产生具有z梯 度之磁场Bz3造成该x分力,为正比于该z-梯度,施加 于该磁性物体上。 15.如申请专利范围第14项之具有磁矩且位于空间 上缩小的IMCS内之小磁性物体的驱动(引发相对应 轨道运动)方法,进一步包含有: 预备磁性标记步骤,将标的非磁性物体与具有磁矩 之磁性载体结合以形成该小磁性物体,以便该标的 非磁性物体经该小磁性物质间接驱动。 16.如申请专利范围第15项之具有磁矩且位于空间 上缩小的IMCS内之小磁性物体的驱动(引发相对应 轨道运动)方法,其中该磁性载体为磁性奈米颗粒 。 17.如申请专利范围第16项之具有磁矩且位于空间 上缩小的IMCS内之小磁性物体的驱动(引发相对应 轨道运动)方法,其中该磁性奈米颗粒为亚铁盐超 顺磁颗粒。 18.如申请专利范围第15项之具有磁矩且位于空间 上缩小的IMCS内之小磁性物体的驱动(引发相对应 轨道运动)方法,其中该标的非磁性物体为生物分 子或生物分子之集合。 19.如申请专利范围第18项之具有磁矩且位于空间 上缩小的IMCS内之小磁性物体的驱动(引发相对应 轨道运动)方法,其中该生物分子为寡聚体、适合 体或抗体。 图式简单说明: 图1a为用于习见MRI系统中一组磁场梯度线圈之透 视图; 图1b为根据本发明提议将MRI磁场梯度线圈组之整 合形式小形化之横剖面图; 图2a及2b显示本发明MRI磁场梯度线圈及射频线圈组 之整合形式之制造顺序概要(除了最后装配步骤); 图3说明本发明MRI磁场梯度线圈及射频线圈组之整 合形式之制造顺序之最后装配步骤; 图4说明本发明之整合形式的阵列之一特定实施例 ; 图5说明本发明之整合形式的阵列与外部MRI电子驱 动及射频讯号取得系统结合运作之略图;及 图6说明利用3部分模组法之本发明MRI磁场梯度线 圈及射频线圈组之整合形式之制造之另一实施例 。 |
