CN103837849A - 一种匀场条及其装卸装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种匀场条及其装卸装置，所述装卸装置包括一导向保护机构和一手柄，所述导向保护机构用于将所述匀场条引导入匀场槽中，所述手柄用于控制所述匀场条在所述导向保护机构中的运动。其中，所述导向保护机构具有一连接结构，所述连接结构位于所述导向保护机构的一端用于与所述匀场槽连接；所述手柄与所述导向保护机构配合形成一自锁结构。通过本发明，本领域技术人员无需进行降场/升场的操作即可快速简便安全地安装与拆卸匀场条从而改善并保持系统磁场的均匀性，并且，根据本发明的具体实施例的装卸装置结构简单、易于实现且安全方便。

Description

一种匀场条及其装卸装置

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术，特别涉及一种匀场条及其装卸装置。

背景技术

现有磁共振成像系统中，利用磁体产生磁场，进而利用该磁场进行磁共振成像。具体而言，在磁共振系统中需要磁体在图像采集区域（FOV）中产生一个高度均匀的磁场从而进行磁共振成像。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。被动匀场的方法包括，将铁片作为铁磁材料安装与拆卸于匀场条中，匀场条布置在设计好的位置上用于调整磁场。匀场条通常分布在径向方向上并插在梯度线圈的插槽中。

现有技术中，超导磁体的磁场发生装置包括磁体，至少一个匀场条，梯度线圈和体线圈，其中，匀场条集成在梯度线圈当中。当使用匀场条来调节超导磁体的磁场均匀性时，需将装载匀场片的匀场条插入梯度线圈上设置的匀场槽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。

现有技术中，超导磁体的匀场条通常是长方体并且插入梯度线圈上设置的通孔中，匀场条也可以是其他长条柱状结构。沿通孔的长度方向，匀场条设有多个用于放置匀场片的单元格。当使用匀场条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中。

匀场过程，非常耗时。具体而言：在调节磁场均匀性时，首先，通过计算确定出为调节磁场均匀性匀场片应放入的匀场条以及所需匀场片的数量；然后，调节放入相应的匀场条中的匀场片的数量；最后，将相应的匀场条插入相应的通孔中。上述过程称为一次匀场迭代。按照这种方式处理一次后，如果磁场的均匀性仍不符合要求，那么可将插入匀场槽中的匀场条抽出，再次进行匀场迭代，甚至多次进行匀场迭代，直至磁场均匀性符合要求为止。在这个过程当中，昂贵的液体氦会有所损失。磁体在这个过程当中也可能发生改变，而且这也是一个耗时的过程。

因此如何无需升场和降场即可安全完成匀场迭代是业界亟待解决的问题。现有技术提出一种夹具，该夹具可以在无需升场和降场的情况下安装与拆卸匀场条。该夹具安装与拆卸在梯度线圈上并且可以旋转用于配合不同梯度线圈上的匀场糟。用于安装与拆卸匀场条的是一个无磁的长导向件，该导向件包含一个由传送带和轮组驱动的机械结构。该结构可以解决加载和减载磁场的问题，但是这个夹具结构复杂、操作繁琐而且体积庞大不易维护。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种匀场条的装卸装置，利用该装卸装置，本领域技术人员无需进行降场/升场的操作即可快速简便安全地安装与拆卸匀场条从而改善并保持系统磁场的均匀性。

本发明的具体实施例提供一种匀场条的装卸装置，包括一导向保护机构和一手柄，所述导向保护机构用于将所述匀场条引导入匀场槽中，所述手柄用于控制所述匀场条在所述导向保护机构中的运动。其中，所述导向保护机构具有一连接结构，所述连接结构位于所述导向保护机构的一端用于与所述匀场槽连接；所述手柄与所述导向保护机构配合形成一自锁结构。

本发明的具体实施例还提供一种匀场条，包括所述匀场条包括至少一个滚轮，所述滚轮的轴垂直于所述匀场条的长度方向并且位于所述匀场条与匀场槽的接触面上。

本发明的具体实施例还提供一种磁共振成像系统，包括如上所述的匀场条。

通过上述技术方案，当经过长时间使用后系统磁场发生变化时，本领域技术人员无需进行降场/升场的操作即可安全快速简便地通过调节匀场片来保持并改善系统磁场的均匀性，利用该装卸装置，本领域技术人员无需进行降场/升场的操作即可快速简便安全地安装与拆卸匀场条从而改善并保持系统磁场的均匀性，并且，该装卸装置结构简单、易于实现且操作方便。因此，本领域技术人员可以进行多次匀场迭代来改进高磁场系统的均匀性，从而使其符合更加严格的要求；节约降场/升场所耗液氦从而降低成本；节约调节磁场均匀性稳定所需时间；上述技术方案可应用于高磁场强度系统，甚至3T超导磁体。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1A为根据本发明的具体实施例的装卸装置的手柄向右运动时的侧截面示意图。

图1B为根据本发明的具体实施例的装卸装置的手柄向右运动时的横截面示意图。

图2为根据本发明的具体实施例的装卸装置的手柄向左运动时的侧截面示意图。

图3为根据本发明的具体实施例的装卸装置自锁时的侧截面示意图。

图4为根据本发明的具体实施例的装卸装置、匀场条以及磁体的立体示意图。

图5为根据本发明的具体实施例的装卸装置的导向保护机构和磁体的侧截面示意图。

附图标记

装卸装置100

梯度线圈200           插槽201          匀场条202

导向保护机构101       齿条1011

手柄102               弹性片1021       两条定位筋1022           推动条1023

具体实施方式

针对背景技术所述的现有技术中的问题，本发明提出一种匀场条装卸装置，这种装置包括一导向保护机构和一手柄，所述导向保护机构用于将所述匀场条引导入磁共振成像系统的匀场槽中，并避免匀场片脱离匀场条，所述手柄用于控制所述匀场条在所述导向保护机构中的运动，其中，所述导向保护机构具有一连接结构，所述连接结构位于所述导向保护机构的一端用于与所述匀场槽连接；所述手柄与所述导向保护机构配合形成一自锁结构。以下通过具体实施例详细介绍本发明。

针对现有技术中存在的问题，本发明提出根据具体实施例的一种匀场条的装卸装置。图1A为根据本发明的具体实施例的装卸装置的手柄向左运动时的侧截面示意图。图1B为根据本发明的具体实施例的装卸装置的手柄向左运动时的横截面示意图。图2为根据本发明的具体实施例的装卸装置的手柄向右运动时的侧截面示意图。图3为根据本发明的具体实施例的装卸装置的手柄静止时的侧截面示意图。

根据本发明的具体实施例的装卸装置提供了一种自锁结构使得在具有磁场的情况下，匀场条不能够随意滑动，由此为安装与拆卸人员提供了保护机制。具体而言，图1A为根据本发明的具体实施例的装卸装置的手柄向左运动时的侧截面示意图。图1B为根据本发明的具体实施例的装卸装置的手柄向左运动时的横截面示意图。如图1A和1B所示，根据本发明的具体实施例的装卸装置100包括导向保护机构101和手柄102，导向保护机构101与手柄102装配在一起形成自锁结构。

具体地，如图1A和1B所示，导向保护机构101呈条状C型槽，所述手柄102呈工字型并且与所述C型槽的开口匹配，导向保护机构101和手柄102还可以设置成各种相互匹配的形状。导向保护机构101包括齿条1011，手柄102包括弹性片1021、两条定位筋1022和推动条1023。导向保护盖101起到防止调整铁片从匀场条202中掉出的作用。弹性片1021、两条定位筋1022和推动条1023分别设置在手柄102的内部，其中弹性片1021和推动条1023分别设置具有一定的运动空间。弹性片1021具备两个弧形端，两个弧形端具有一定的柔性和强度；弹性片的厚度可根据实际受力设计，一般为0.5-2mm；弹性片1021可以由不锈钢或者铜等其他金属制成。定位筋1022分别位于弹性片1021的上下两侧，从而对弹性片1021起到一个简单的固定作用。推动条1023位于弹性片1021的下方，用于为弹性片1021的运动提供助力。

具体而言，在如图1A所示，由于用户向右移动手柄102，因此在手柄102受到向右作用力FR而带动推动条1023右移而向右运动，此时，推动条1023将弹性片1021的右侧弧形端顶出的齿根，此时弹性片1021的右侧弧形端与齿顶相切，左侧弧形端则与齿根相抵；由于弹性片1021具备弹性，因此弹性片1021的左侧弧形端会从齿根滑过齿顶，从而向右滑动。同理，图2为根据本发明的具体实施例的装卸装置的手柄向左运动时的侧截面示意图，如图2所示，手柄102受到向左作用力FL而带动推动条1023左移而向左运动，此时，推动条1023将弹性片1021的左侧弧形端顶出的齿根，此时弹性片1021的左侧弧形端与齿顶相切，右侧弧形端则与齿根相抵；由于弹性片1021具备弹性，因此弹性片1021的右侧弧形端会从齿根滑过齿顶，从而向左滑动。图3为根据本发明的具体实施例的装卸装置自锁时的侧截面示意图，如果磁场对匀场条202有向左的吸引力，且不再施加向右的作用力，弹性片1021的左侧弧形端会掉入齿根，从而限制弹性片1021向左移动，形成自锁结构，如图3所示。本具体实施例采用弹片和齿条配合形成的自锁结构，但是自锁结构并不仅限于此，自锁结构还可以有多种方式，螺纹、螺杆、锥面等可以实现摩擦自锁；凸轮、定位销、涡轮、涡杆等可以实现机械自锁。

图4为根据本发明的具体实施例的装卸装置、匀场条以及梯度线圈的立体示意图。如图4所示，导向保护机构101可拆卸地安装在梯度线圈200的一端，比如通过固定销、燕尾榫等结构。具体而言，如图4所示，导向保护机构101通过燕尾榫可拆卸地安装在梯度线圈200的一端，具有插槽201的梯度线圈200在一端有一个沟槽，导向保护机构101一端具有燕尾榫，利用该燕尾榫，导向保护机构101被该沟槽锁紧不能左右运动。导向保护机构101的另一端由安装与拆卸技术人员手持，因此在该具体实施例中，导向保护机构101可以非常方便稳定的把持。匀场条202安装与拆卸完成之后，需要安装一个高强度螺钉以把匀场条202固定在梯度线圈上，然后将导向保护机构101从梯度线圈200中移除。另外，手柄102可以与匀场条202可拆卸地固定，从而便于手柄102带动匀场条202操作，固定方式包括螺钉或定位销等等。

同时，导向保护机构101还包括滚轮，所述滚轮位于导向保护机构101与匀场条202接触的表面并且滚轮的轴垂直于与导向保护机构101的长度方向。由于在导向保护机构101的内表面内设有如上所述的滚轮，因此匀场条202和导向保护机构101之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，也就是减小了匀场条和导向保护机构之间的摩擦，使得安装与拆卸人员能够更方便的在强磁场下安装与拆卸匀场条。在导向保护机构的两侧也可以装入这样的装置，以便进一步降低摩擦系数。同理，匀场条也可以安装与拆卸滚轮，其中滚轮位于匀场条和匀场槽接触的表面并且滚轮的轴垂直于匀场条的长度方向；或者匀场槽也可以安装与拆卸滚轮，其中滚轮位于匀场条和匀场槽接触的表面并且滚轮的轴垂直于匀场槽的长度方向。匀场条和匀场槽的各条边都可以装入这样的滚轮进一步降低摩擦。在具有上述滚轮的情况下，根据本发明的具体实施例的装卸装置的必要性非常明显，因为通过滚轮降低摩擦后，匀场条更容易移动，根据本发明的具体实施例的装卸装置能够控制装卸的进程并且保证工作人员的安全。

根据本发明的具体实施例的装卸装置由塑料如ABS、PC以及其他非磁材料制成。滚轮的两端有轴，装入导向保护机构、匀场条或匀场槽的凹部中即可进行滑动。

综上所述，通过具体实施例，本领域技术人员无需进行降场/升场的操作即可快速简便安全地安装与拆卸匀场条从而改善并保持系统磁场的均匀性，并且，根据本发明的具体实施例的装卸装置结构简单、易于实现且安全方便。因此，本领域技术人员可以经过更多迭代来改进高磁场系统的均匀性，并且可以使磁场均匀性符合更加严格的磁场均匀性要求；节约降场/升场所耗液氦从而降低成本；节约降场/升场后磁场稳定所需时间。

上述实施例仅用于举例说明，并不用于限制本发明的技术方案。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种匀场条的装卸装置，包括一导向保护机构和一手柄，所述导向保护机构用于将所述匀场条引导入匀场槽中，所述手柄用于控制所述匀场条在所述导向保护机构中的运动，其中，所述导向保护机构具有一连接结构，所述连接结构位于所述导向保护机构的一端用于与所述匀场槽连接；所述手柄与所述导向保护机构配合形成一自锁结构。

2.如权利要求1所述的装卸装置，其特征在于，所述手柄包括一弹片，所述导向保护机构包括一齿条，所述弹片包括两个弧形端，所述弧形端分别与所述齿条的两个齿相抵。

3.如权利要求2所述的装卸装置，其特征在于，所述手柄进一步包括两个定位筋和一推动条，所述弹片的两个弧形端之间的部分位于所述两个定位筋之间，所述推动条位于所述弹片的两个弧形端之间的部分的定位筋的下方并且长于定位筋。

4.如权利要求1所述的装卸装置，其特征在于，所述自锁结构是凸轮自锁结构、定位销自锁结构、螺纹自锁结构、螺杆自锁结构、锥面自锁结构、涡轮自锁结构和涡杆自锁结构之一。

5.如权利要求1所述的装卸装置，其特征在于，所述导向保护机构呈条状C型槽，所述手柄呈工字型并且与所述C型槽的开口匹配。

6.如权利要求1所述的装卸装置，其特征在于，所述手柄与所述匀场条可拆卸的固定。

7.如权利要求6所述的装卸装置，其特征在于，所述手柄通过螺钉或定位销与所述匀场条可拆卸的固定。

8.如权利要求1所述的装卸装置，其特征在于，所述连接结构与所述匀场槽可拆卸的连接。

9.如权利要求8所述的装卸装置，其特征在于，所述连接结构是定位销结构或燕尾榫结构。

10.如权利要求1所述的装卸装置，其特征在于，所述导向保护机构包括至少一个滚轮，所述滚轮的轴垂直于所述导向保护机构的长度方向并且位于所述导向保护机构与所述匀场条的接触面上。

11.一种匀场条，包括所述匀场条包括至少一个滚轮，所述滚轮的轴垂直于所述匀场条的长度方向并且位于所述匀场条与匀场槽的接触面上。

12.一种磁共振成像系统，包括如权利要求11所述的匀场条。

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