CN103713269A - 用于磁体的匀场片、匀场条以及磁体和磁共振系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于磁体的匀场片、匀场条、磁体和磁共振系统。所述匀场片（1）包括一框体（11）和一个或多个磁片（12）。所述框体（11）用于固定所述磁片（12）。采用本发明的用于磁共振系统的匀场片在应用于匀场条时，能够克服磁片规格不同时造成的操作繁琐、易出错等问题。

Description

用于磁体的匀场片、匀场条以及磁体和磁共振系统

技术领域

本发明涉及磁共振系统，更特别地，本发明涉及一种用于磁体的匀场片和用于磁体的匀场条以及磁体和磁共振系统。 

背景技术

在现有磁共振系统中，可利用超导磁体产生磁场，进而利用该磁场进行磁共振成像。超导磁体通常为环形柱状结构，由于距离超导磁体中心远近不同等原因，不同区域的磁场强度通常是不同的，因此，需要采取一定的措施，来对不同区域的磁场均匀性进行校正，以便获得成像质量更好的磁共振图像。 

现有技术中，通常采用被动匀场的方法使磁场具有较好的均匀性。图1为现有技术中的超导磁体的磁场发生装置的截面示意图，如图1所示，磁场发生装置包括磁体101，至少一个匀场条102，梯度线圈（Gradient Coil）103和体线圈（Body Coil）104，其中，匀场条102集成在梯度线圈当中。当使用匀场条102来调节超导磁体的磁场均匀性时，需将承载匀场片的匀场条102插入梯度线圈103上设置的通孔中从而对磁场的均匀性进行校正，其中，通孔的长度方向平行于环形柱状的超导磁体的轴线；本领域技术人员应当理解可以围绕超导磁体的轴线根据需要设置一个或多个匀场条；在实际使用中，匀场条中的匀场片的数量和位置可以在高斯计或场强仪测量得出有关数据后通过计算得出。 

图2为现有技术中的超导磁体的匀场条的示意图，如图2所示，匀场条102通常是长方体插入梯度线圈103上设置的通孔中，匀场条102也可以是其他长条柱状结构。沿通孔的长度方向，匀场条102设有多个用于放置匀场片的单元格201。当使用匀场条102来调节超导磁体的磁场均匀性时，将匀场片置入匀场条的单元格201中。 

通常来讲，将匀场片置于匀场条的单元格中的过程是非常繁琐的。一般情况下，需要将多个不同规格的匀场片放入单元格中。这一工作通常需要花 费很长时间和人工。 

而且，如果使用的匀场片的规格不同，那么这些匀场片无法在单元格中稳定地固定住，如果多个匀场片堆叠起来，甚至会出现整个堆叠体外周参差不齐的情况，导致无法形成均匀的磁场。同时，规格不同的匀场片也会增加设置匀场片的工作的复杂度。另外，当所有种类的匀场片都是用相同材料时，这些匀场片也会具有相同的颜色，这又会使操作人员在工作过程中产生误操作。 

然而，匀场片的铺设都具有很严格的要求，即使微小的错误也会导致严重的问题。另外，体积大的匀场片不能设置在体积小的匀场片上，所以在必要时，还需要预先将体积小的匀场片移走或处理掉。 

因此，工作人员必须反复检查匀场片以确保匀场片铺设正确。这是一项十分消耗时间和精力的工作。由此，需要为匀场片设置新式的结构以减少铺设匀场片所需的人工，降低匀场片铺设的复杂度，同时缩短操作时间。 

发明内容

本发明的目的是提供一种能够方便且容易地铺设到磁共振系统的匀场条中的匀场片。该种匀场片能够在磁片尺寸不同时仍然确保将磁片稳固地铺设到匀场条中。 

根据本发明的一个方面，提供一种用于磁体的匀场片，所述匀场片包括一框体和一个或多个磁片，所述框体用于固定所述磁片。采用这种匀场片，可以通过使用具有相同规格的框体使本身具有不同规格的磁片都形成同一的尺寸和规格，从而方便且稳固地安放或叠置在匀场条的单元格中。 

根据本发明的另一方面，所述框体的内壁的形状与所述磁片的形状相同，所述框体的内壁与所述磁片无间隙。采用本发明的框体与磁片配合的结构，不论磁片的形状与框体的形状是否相同，只要磁片的形状与框体的内壁的形状彼此相同，可以确保磁片稳固地装设到框体中，由此通过将具有相同形状的框体套装在磁片上而克服磁片的规格不同而造成的磁片大小不同的问题。 

根据本发明的另一方面，所述框体通过摩擦力固定所述磁片。通过所述框体和所述磁片的过盈配合或接触面的摩擦系数增大所述摩擦力。通过摩擦作用可以借助磁片和框体本身的摩擦接触而使磁片和框体保持在一起， 由此减轻整个匀场片的重量和成本。 

根据本发明的另一方面，所述框体通过粘合力固定所述磁片。所述磁片与所述框体的内壁相互接触的表面涂有粘合剂，通过粘合剂的粘性作用将所述磁片保持在所述框体中。通过粘合剂的作用可以确保磁片和框体牢固地固定在一起，进一步加强整个匀场片本身的强度。 

根据本发明的另一方面，所述框体还包括底壁，所述磁片安置于所述底壁上。当框体包括底壁时，整个框体形成一个槽，将磁片安置于该槽中可以更稳定地保持该磁片。 

根据本发明的另一方面，针对不同规格的所述磁片，所述框体具有不同颜色或形状。带有不同颜色的匀场片使得操作人员能够容易地检查匀场片在匀场条中的分布，极大地减小铺设错误的情况具有不同色彩的匀场片使得操作人员在工作时的趣味性增加，提高工作的热情和舒适度，由此也能提高铺设匀场片的精确度并加快工作进程 

根据本发明的一个方面，提供一种用于磁共振系统的匀场条，所述匀场条包括至少一个单元格，至少一个所述匀场片安放在所述单元格中，所述单元格用于固定所述匀场片。由于匀场片的尺寸都相同，所以当多个匀场片叠置在一起时，匀场片仍然能够稳定地形成柱体，由此稳固地处于单元格中。 

根据本发明的另一方面，所述单元格的内壁的形状与所述匀场片形状相同。所述单元格通过摩擦力固定所述匀场片。由此确保匀场片尺寸适合地处于单元格中并且稳定地保持固定在单元格中。 

根据本发明的另一方面，通过所述单元格和所述匀场片的过盈配合或接触面的摩擦系数增大所述摩擦力。由此能够调节单元格与匀场片之间的固定的稳定程度。 

根据本发明的另一方面，所述单元格通过粘合力固定所述匀场片。通过粘合剂的作用可以确保单元格和匀场片牢固地固定在一起，进一步加强整个匀场片本身的强度。 

本发明还提供一种磁体，所述磁体包括上述匀场条。根据本发明的磁体的组装过程简单、快速，并且确保磁体的组装的精确度和正确性。 

本发明还提供一种磁共振系统，所述磁共振系统包括上述磁体。根据本发明的磁共振系统，能够容易地组装多个磁体，并且确保组装的精 确度和正确性。 

下文将以明确易懂的方式通过对优选实施例的说明并结合附图来对本发明的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。 

附图说明

图1为现有技术中的超导磁体的磁场发生装置的截面示意图。 

图2为现有技术中的超导磁体的匀场条的示意图。 

图3（a）示出根据本发明的用于磁共振系统的匀场片的第一实施例的立体图，图3（b）示出根据本发明的用于磁共振系统的匀场片的第二实施例的立体图。 

图4示出根据本发明的用于磁共振系统的匀场片的横截面剖视图。 

图5示出根据本发明的用于磁共振系统的匀场片的俯视图。 

图6示出根据本发明的用于磁共振系统的匀场片的第一实施例的多种规格的立体图。 

图7示出根据本发明的用于磁共振系统的匀场片的第二实施例的多种规格的立体图。 

附图标记列表 

101-磁体  102-匀场条  103-梯度线圈  104-体线圈 

1-匀场片  11-框体  12-磁片  22-内壁 

具体实施方式

下面将结合附图对根据本发明的用于磁共振系统的匀场片的多个实施例进行说明。

图3（a）示出根据本发明的用于磁共振系统的匀场片的第一实施例的立体图。如图3（a）所示，根据本发明的第一实施例的用于磁共振系统的匀场片1包括框体11和一个或多个磁片12，框体11用于固定磁片12。这种固定方式可以采用例如下述结构实现，该框体11围绕磁片12设置，磁片12的外壁与框体11的内壁22接触，从而使框体11的内壁22包围磁片12。在该第一实施例中，框体11的形状形成为圆形，框体11的内壁22也为圆形。框体11的宽度可以根据需要进行设定。 

在该第一实施例中，磁片12采用圆形磁片，将该圆形的磁片12设置在 圆形的框体11的内壁22中，从而使磁片12与框体11组合为一体，由此构成完整的匀场片1。 

也就是说，在该第一实施例中，框体11的内壁22的形状与磁片12的形状完全相同，使磁片12无间隙地配合入框体11中。当磁片12无间隙地配合入框体11时，框体11的内壁22与磁片12的外壁相互接触，这一相互接触的表面为摩擦面。由此，通过上述两个表面之间的摩擦作用，磁片12得以保持或固定在框体11中。也就是说，框体11通过摩擦力固定磁片12。 

另外，也可以通过框体11和磁片12的过盈配合或粗糙的接触面增大摩擦力，这样能够对框体11和磁片12之间的摩擦力进行调节，使磁片12按照需要而更稳定地保持在框体11中。 

对于框体11与磁片12之间的保持或固定方式，也可以采用除了摩擦接触的其他方式。作为该第一实施例的变形方案，还可以使框体11通过粘合力固定磁片12。例如，在磁片12的外周表面和框体11的内壁上涂布有粘合剂，通过粘合剂的粘性作用将磁片12保持或固定在框体11中。可选择地，但不局限于这种选择，该粘合剂可以采用普通胶水或502胶。 

另外，作为另一变形方案，还可以将磁片12的尺寸形成为稍微或略微大于框体11的内壁22的尺寸，由此通过磁片12与框体11之间的过盈配合而将磁片12保持或固定在框体11中。 

如第一实施例所描述的，磁片12的形状为圆形，同时框体11的形状也形成为圆形。因此，作为第一实施例的变形方案，还可以将磁片12的形状形成为四边形或多边形，而仍然将框体11的形状形成为圆形。在这种情况下，框体11的内壁的形状需要与磁片12的四边形形状相同，由此使得磁片12能够插入或嵌入该框体11的内壁中。也就是说，圆形的框体11中形成有四边形或多边形的内壁22。在该变形方案中，磁片12仍然可以无间隙地配合至该内壁22，使框体11无间隙地将磁片12套装到其中。 

在该第一实施例中，框体11可以采用塑料或树脂材料形成。 

图3（b）示出根据本发明的用于磁共振系统的匀场片的第二实施例的立体图。如图3（b）所示，该第二实施例中的框体11形成为四边形，框体11的内壁22也为四边形。框体11的宽度可以根据需要进行设定。 

在该第二实施例中，磁片12也设置为四边形磁片，将该四边形的磁片12设置在四边形的内壁22中，从而使磁片12与框体11组合为一体，由此 构成完整的匀场片1。 

除上述变化之外，第二实施例的其他方面与第一实施例完全相同，例如，磁片12仍然无间隙地装入框体11，并且这种彼此配合的方式也同样可以使用第一实施例中提到的粗糙的摩擦面、粘合剂固定和过盈配合等。 

另外，作为第二实施例的变形方案，还可以将磁片12的形状形成为圆形，而仍然将框体11的形状形成为四边形。在这种情况下，框体11的内壁的形状需要与磁片12的圆形形状相同，由此使得磁片12能够插入或嵌入该框体11的内壁中。也就是说，四边形的框体11形成有圆形的内壁。在该变形方案中，磁片12仍然可以无间隙地装入框体11的内壁。 

图6示出根据本发明的用于磁共振系统的匀场片的横截面剖视图。从该剖面图可以看出，磁片12可以完全设置在该框体11中，磁片12的上表面与框体11的上表面处于同一平面，磁片12的下表面与框体11的下表面处于同一平面。也就是说，磁片12的高度与框体11的高度相同。 

根据图6中从上到下四种规格的磁片的比较可以，虽然磁片12的大小不同，但是其外部套装的框体11的大小是相同的。不同大小的磁片12套装到相同大小的框体11中以形成相同尺寸的匀场片。当沿竖直方向叠置这些匀场片时，可以克服磁片12大小不同带来的叠置不稳定的问题。例如，小磁片不能位于大磁片的下方，否则会导致多个磁片铺设不稳的问题，而且磁片的尺寸不同，还会造成操作人员辨认、挑选等操作不方便的问题。当沿竖直方向叠置这些匀场片时，可以使多个本身规格不同的磁片借助外部套装的框体而叠置为外周壁光顺的柱体。 

因此，不管磁片12的形状如何，只要磁片12外部套装的框体11的大小相同，就可以非常方便地将多个用于磁共振系统的匀场片叠置为呈柱状的叠置结构。 

另外，图6虽然示出了磁片与框体部分高度相同的实施例，但是作为该实施例的变形，也可以将其构造为磁片高度小于框体高度的实施例。 

具体地说，框体11还包括底壁，相当于在框体11中开设一个槽，磁片12设置在框体11的该槽中，此时磁片12的上表面仍然与框体11的上表面处于同一平面，但是磁片12的下表面与框体11的底壁的表面接触。这种变形方案主要适用于磁片的高度比较小，并且小于框体11的高度的情况。 

当然，在磁片高度小于框体的高度的情况下，仍然可以按照第一和第二 实施例那样，将磁片无间隙地插入框体中。 

图7示出根据本发明的磁片12与框体11的匀场片的俯视图。从该图可以看出，不同规格的磁片12都可以设置到框体11中，但是框体的形状不会变化。这主要是为了应用在将多个匀场片沿竖直方向叠置起来的情况。只有在框体的形状一致的情况下，将多个匀场片叠置起来才能形成外表顺滑的柱状叠置结构。 

另外，如果磁片规格不同，那么为了更方便地区分不同的磁片构成的匀场片，也可以将不同磁片的匀场片涂上不同的颜色。这样在工作人员铺设多个匀场片时，可以高效且方便地进行区分。而且，在叠置不同颜色的磁片形成叠置结构之后，也可以方便地检查具有不同规格的磁片的匀场片的分布，降低了产生错误铺设的可能性。 

作为一种应用，至少两个根据本发明的用于磁共振系统的匀场片可以安放在用于磁共振系统的匀场条的单元格中。在这种匀场条中，每个匀场片1都具有相同的形状和大小。因此，多个匀场片1可以稳定地安放在匀场条的单元格中。 

另外，匀场片1的框体11的外壁的尺寸与单元格的内壁的尺寸相同，使所述匀场片1无间隙地安放在单元格中。可选择地，单元格可以通过摩擦力固定匀场片1。也可以在需要调节单元格与匀场片1之间的摩擦力的情况下，通过增加单元格和匀场片1的接触面的压力或接触面的摩擦系数来调节摩擦力，从而满足不同情况的要求来固定单元格和匀场片。 

可选择地，单元格通过粘合力固定匀场片1。这一点也与将磁片粘接至框体的实例类似，在此不再赘述。 

在匀场片的形状最终由框体的形状决定的情况下，当框体为圆形时，多个匀场片的框体的直径都相等，由匀场片叠置形成的叠置结构的外形可以形成为圆柱体；当框体为多边形时，多个匀场片的框体部分的边的大小都相等，由匀场片叠置形成的叠置结构的外形可以形成为多边形柱状体。 

采用根据本发明的匀场片的匀场条可以设置在磁共振系统中，从而提供均匀的磁场。 

图6和图7分别示出根据本发明的用于磁共振系统的匀场片的第一实施例和第二实施例的多种规格的立体图。该图6和7进一步示出了四种规格的磁片与框体的配合结构。包括四种不同规格的圆形磁片和四种不同规格 的四边形磁片。同时，从图6和7中也可以看出不同规格的磁片和框体涂布有不同的颜色。 

在上述各个实施例中，磁片可以采用磁铁等磁性部件。所采用的磁铁的形状并没有限制，可以采用圆形、椭圆形、正方形、异形、片状等多种形式，只要其能够满足与框体组合到一起形成匀场片的目的即可。并且，该匀场片可以作为匀场片使用。 

本发明的用于磁共振系统的匀场片能够带来下述优势：（1）将不同规格的磁片通过其外部套装的框体而形成为具有同一形状的匀场片，由此可以容易地将匀场片铺设到匀场条中；（2）由于匀场片的尺寸都相同，所以不需要如之前的操作那样，在设置大磁片时先将小磁片移除，节省了操作时间，简化了操作过程，并且能够保持匀场片稳定地固定在匀场条的单元格中；（3）带有不同颜色的匀场片使得操作人员能够容易地检查匀场片在匀场条中的分布，极大地减小铺设错误的情况；以及（4）具有不同色彩的匀场片使得操作人员在工作时的趣味性增加，提高工作的热情和舒适度，由此也能提高铺设匀场片的精确度并加快工作进程。 

上文通过附图和优选实施例对本发明的用于磁共振系统的匀场片进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，本领域技术人员从中推导出来的其他方案也在本发明的保护范围之内。 

此外，本领域技术人员应当理解，在此采用的措辞和术语以及概要是为了描述的目的，而不是对本发明的用于磁共振系统的匀场片进行任何限定。如在这里使用的，“一”和“所述”可以意在包括多个，除非上下文另有清楚说明。术语“包括”、“具有”是开放式的，因此指定声称的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或者加入。在这里描述的方法步骤、工艺和操作不应理解为必须需要它们以讨论或者示出的特定的顺序来执行，除非特别说明了执行顺序。还可以理解，其它或者替代的步骤也可以采用。 

虽然术语第一、第二、第三等可以在此用于描述各元件、部件、区域、层和/或部分，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受到这些术语的限制。这些术语可以仅用于区分一个元件、部件、区域、层和/或部分与另一区域、层或者部分。例如“第一”、“第二”的术语以及其它数值术语 当在此使用时并不意味着次序和/或顺序，除非上下文另有清楚说明。这样，在下面讨论的第一元件、部件、区域、层或者部分可以表示为第二元件、部件、区域层或者部分，而不会脱离示例性实施例的教导。 

空间相对性术语，例如“内”、“外”、“之下”、“下面”、“下”、“上方”、“上”等在这里可以为了便于描述而使用以描述一个元件或者特征相对于如图所示的另一元件或特征的关系。空间相对性术语可以意在包括除了图中描述的方向之外的在使用或者操作中不同的装置方向。例如，如果在图中的装置被倒过来，描述为在其它元件或者特征“下面”或者“之下”的元件将然后取向为在其它元件或者特征“上方”。这样，示例性的术语“下面”可以包括上方和下面两种方向。装置可以其它取向（旋转90度或者在其它的方向），在此使用的空间相对性描述语言将进行相应的解释。 

Claims (14)

1.一种用于磁体的匀场片，其中，所述匀场片（1）包括一框体（11）和一个或多个磁片（12），所述框体（11）用于固定所述磁片（12）。

2.根据权利要求1所述的匀场片，其中，所述框体（11）的内壁（22）的形状与所述磁片（12）的形状相同，所述框体的内壁与所述磁片无间隙。

3.根据权利要求2所述的匀场片，其中，所述框体（11）通过摩擦力固定所述磁片（12）。

4.根据权利要求3所述的匀场片，其中，通过所述框体（11）和所述磁片（12）的过盈配合或粗糙的接触面来增大所述摩擦力。

5.根据权利要求1所述的匀场片，其中，所述框体（11）通过粘合力固定所述磁片（12）。

6.根据权利要求1所述的匀场片，其中，所述框体（11）还包括一底壁，所述磁片（12）位于所述底壁上。

7.根据权利要求1所述的匀场片，其中，针对不同规格的所述磁片，所述框体具有不同颜色或形状。

8.一种用于磁体的匀场条，其中，所述匀场条包括至少一个单元格和至少一个根据权利要求1-7中任一所述的匀场片（1），所述单元格用于固定所述匀场片（1）。

9.根据权利要求8所述的匀场条，其中，所述单元格的内壁的形状与所述匀场片（1）形状相同。

10.根据权利要求9所述的匀场条，其中，所述单元格通过摩擦力固定所述匀场片（1）。

11.根据权利要求10所述的匀场条，其中，通过所述单元格和所述匀场片（1）的过盈配合或粗糙的接触面来增大所述摩擦力。

12.根据权利要求9所述的匀场条，其中，所述单元格通过粘合力固定所述匀场片（1）。

13.一种磁体，其中，所述磁体包括根据权利要求8所述的匀场条。

14.一种磁共振系统，其中，所述磁共振系统包括根据权利要求13所述的磁体。

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