CN108646205A - 开放式mri微型成像系统用磁体结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于介入式磁共振扫描诊断系统，提供实时扫描监视的开放式磁共振成像系统用途的磁体及配套的梯度线圈结构，磁共振磁体由多块磁性单元构成有惯通缺口的拱形圆结构而配套的梯度线圈也构成介入空间通道。优点：一是适合介入式磁共振系统扫描和介入，提供实时磁共振扫描监视；二是磁体和梯度线圈组合成短，小硬件系统，并提供介入通道；三是磁体的外漏磁场低，5高斯线安全区小于1米，对安装场地要求低；四是采用永磁材料磁性单元结构产生磁场，磁体系统维护成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于介入式磁共振扫描诊断，提供实时监视的开放式磁共振成像系统用途的磁体结构。
背景技术
典型的永磁型开放式磁共振系统用的磁场发生器包括：水平设置的上、下导磁铁芯，与以上所述的上、下水平导磁铁芯相连接的C型或H型铁轭形成部分磁回路，在水平平行间隔内放置的永磁性材料，和调整磁场均匀度的上下磁极设置的下导磁铁芯。此技术特点在于：由于使用永磁材料，大大降低了磁共振磁体系统的运营维护成本。其不足之处：由于其几何结构的影响，为了兼顾扫描空间中的磁场强度、开放空间尺度及制造成本，由于磁性材料远离扫描空间，需要使用大量的永磁磁性材料，并且由于几何结构，不可避免的产生较高的外部漏磁场，增加安全要求成本。
发明内容
设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种既能够用于适合扫描诊断和介入（如脑部手术(脑血管，神经阻断），脑植入治疗)，并提供实时扫描监视，磁体和梯度线圈组合同具有开放式和短、小尺寸的特点。
设计方案：为了实现上述设计目的。本发明在结构设计上，磁共振磁体由多块永磁单元组成并构成具有介入通道的拱形圆的设计，磁体和梯度线圈同时提供介入通道是本发明的主要技术特征。这样设计的目的在于它提供了磁共振扫描和介入治疗目的多种形式的介入通道。
本设计提供的
（1）提供单个开放通道空间的磁体结构；
（2）提供近似对称的双开放通道空间的磁体结构；
（3）提供近似对称的四个开放通道空间的磁体结构；
（4）如磁体和梯度线圈系统沿磁体轴向旋转0度，-90度，90度， 180度，单个开放通道空间磁体可提供或上介入通道，或左介入通道，或右介入通道，或下介入通道，医生利用此开放空间观察和实现手术操作；
（5）如磁体系统沿磁体轴水平方向旋转0-90度，单个开放通道空间结构磁体可提供垂直方向或前或后介入通道，医生利用此开放空间观察和实现手术操作；
（6）如磁体系统沿磁体轴向旋转0度，90度，双通道开放通道空间结构的磁体可同时提供上下或左右介入通道，医生利用此开放空间一侧观察和实现手术操作，开放空间另一侧为患者克服幽闭症；
（7）如磁体系统沿磁体轴水平方向旋转0-90度，双通道开放通道空间结构的磁体可同时提供前后或左右介入通道，医生利用此开放空间一侧观察和实现手术操作，开放空间另一侧为患者克服幽闭症；
（8）如磁体系统沿磁体轴旋转0-90度，四个开放通道空间的磁体结构可同时为医生实现手术操作，护士观察和为患者克服幽闭症；
(9) 如磁体系统沿磁体轴水平方向旋转0-90度，四个垂直开放通道空间的磁体结构可同时为医生实现手术操作，护士观察和为患者克服幽闭症；
（10）如上（1），（2），（3），（4），（6），（8）磁体及梯度线圈水平放置时，可实现对平躺式脑部扫描和介入式治疗，初生婴儿磁共振影像系统，（11）如上（5），（7），（9）磁体及梯度线圈以垂直式提供开发通道，可现实坐式头部扫描和介入式治疗影像手术系统。
其次，带有惯通缺口拱形圆采用多块磁体构成，具有外漏磁场低，安装场地要求低，5高斯线：<1米，永磁材料的特性，低系统维护成本。
技术方案：一种开放式MRI微型成像系统用磁体结构， MRI磁体由多块磁块构成有惯通缺口的拱形圆。
本发明与背景技术相比，一是适合介入式诊断，实时监视, 脑手术(脑血管，神经
阻断），脑植入治疗；二是磁体系统短，小；三是由于外漏磁场低，安装场地要求低，5高斯线：
<1米；永磁材料的特性，低系统维护成本。
| 磁体形式 | 结构形成 | 磁场强度（特斯拉） | 外部漏磁场（5高斯线）（厘米） | 安全性 |
| 背景技术 | 单边惯通开口矩形 | 0.2-0.6 | 200X200 | 可靠性低 |
| 本发明 | 惯通缺口拱形圆 | 0.5-1.5 | 50X50 | 可靠性高 |
附图说明
图1a是典型的开放式永磁型MRI成像系统用磁体，图1b是图1a的梯度线圈。
图2是封闭式磁体结构，在中心区域产生均匀磁场。磁体磁单元形成封闭式圆筒表面。
图3a是典型的圆筒型MRI成像系统用梯度线圈，图3b是图3a图X、Y、Z梯度线圈形成封闭式圆筒表面截面图。
图4-1a是本发明一种单通道上开放式磁共振用磁体,图4-1b是图4-1a单通道梯度线圈结构安排，图4-1a和图4-1b是磁体和梯度线圈同时提供开放式惯通缺口。
图4-2a是本发明另一种单通道横向开放式磁共振用磁体，图4-2b是图4-2a梯度线圈结构安排，图4-2a和图4-2b是磁体和梯度线圈同时提供开放式惯通缺口。
图4-3a是本发明另一种前（或后）单通道开放式磁共振用磁体，图4-3b是图4-3a梯度线圈结构安排，图4-3a和图4-3b是磁体和梯度线圈同时提供开放式惯通缺口。
图5-1a是本发明一种双通道上下开放式磁共振用磁体，图5-1b是图5-1a梯度线圈结构安排，图5-1a和图5-1b是磁体和梯度线圈同时提供开放式惯通缺口。
图5-2a是本发明另一种双通道左右开放式磁共振用磁体，图5-2b是梯度线圈结构安排，图5-2a和图5-2b是磁体和梯度线圈同时提供开放式惯通缺口。
图5-3是本发明另一种双通道前后开放式磁共振用磁体结构安排。
图6是梯度线圈：非标准对角线设计，避开开放口（惯通缺口），增加梯度强度。
具体实施方式
实施例1：参照附图4-1。一种开放式MRI微型成像系统用磁体结构， MRI磁体由多块磁块构成有惯通缺口的拱形圆。
拱形圆的内腔直径小于40厘米。惯通缺口的宽度小于30厘米。拱形圆内壁由多块磁块中的梯形块内窄面构成。拱形圆外壁由多块磁块中的梯形块外宽面构成。
梯度线圈：非标准对角线设计，避开开放口（惯通缺口），增加梯度强度，即：附图6。
磁场调节：方法1：永磁磁块磁性能按照磁块能级在磁体平面上调整；方法2：永磁磁块的磁化角在磁体平面上调整；方法3：永磁磁块能级沿磁体中心轴调整。
校正系统：
中心磁场和磁场均匀度粗调：
1.大磁块三维机械调整（磁体轴向和磁体平面上）；
2.磁块空间三维可调整。
磁场均匀度细调：
1.添加小磁化磁块（0，15，30，45），两种（或三种）标号磁块；
2.添加铁片。
实施例2：在实施例1的基础上，惯通缺口的拱形圆的惯通缺口为一个或多个。当惯通缺口为多个时，其多个惯通缺口的分布为对称分布或非对称分布。
需要理解到的是：虽然上述已经结合附图描述了本发明的具体实施例，但是本领域技术人员可以理解在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明作出各种改变、变形和等效替代。因此，要认识到，这些改变、修改和等效替代都意为落入随附的权利要求所限定的精神和范围之内。
Claims (8)
1.一种开放式磁共振成像系统用磁体结构，其特征是：磁共振磁体由多块磁性单元构成具有惯通缺口的拱形圆，提供介入通道。
2.根据权利要求1所述的开放式磁共振成像系统用磁体结构，其特征是：拱形圆的内腔直径小于40厘米，大于20厘米。
3.根据权利要求1所述的开放式MRI成像系统用磁体结构，其特征是：惯通缺口的宽度小于25厘米，大于5厘米。
4.根据权利要求1所述的开放式MRI微型成像系统用磁体结构，其特征是：磁体长度大于30厘米，小于80厘米。
5.根据权利要求1所述的开放式磁共振成像系统用途磁体结构，其特征是：磁块为外宽内窄的梯形块。
6.根据权利要求1或所述的开放式MRI微型成像系统用磁体结构，其特征是：拱形圆内壁由多块磁块中的梯形块内窄面构成。
7.根据权利要求1或所述的开放式磁共振成像系统用途磁体结构，其特征是：拱形圆外壁由多块磁块中的梯形块外宽面构成。
8.根据权利要求1或所述的开放式磁共振成像系统用途磁体结构，其特征是：惯通缺口的拱形圆的惯通缺口为一个或多个。
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