CN1097584A - 用于核磁共振成像的磁性装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种为核磁共振成像产生一均匀磁 场的磁性装置，它带有一对在中心有孔的永久磁铁盘 和一个将磁铁盘相对地固定的叉架结构。叉架结构 带有一个与磁铁盘上的孔对齐的孔。一对极板分别 安装在磁铁盘的相对表面上。为观察在所述空间内 的成像对象，例如人体头部，各极板上加工有一个与 磁铁盘上的孔对齐的孔。也可使用一摄像机。如需 要可在带孔的极板上安装小极片以保持磁场的均匀 性。

Description

本发明涉及一种在核磁共振成像（MRI）中所用的产生一磁场的磁性装置。此类装置带有两个相对设置的永久磁铁。

MRI是一种形成生物组织（它置于一均匀磁场中）断层图像的方法。在现行医疗过程中，此方法作为一诊断工具是很有用的，以便获得人体所选部位的断层图像。

一台MRI设备带有一磁性单元，以便在设备内有限但足够宽的空间中产生一个均匀的磁场，并且为此目的几种磁性单元是已知的。

某些MRI设备采用了一对永久磁铁盘，它们各沿厚度方向被磁化。在叉架结构中，两磁铁盘通常沿垂直方向相互平行且相对地设置，这样一个磁铁盘的磁极表面面对另一磁铁盘的相对的磁极表面。例如，叉架结构带有分别固定两磁铁盘的顶板和底板，以及连接顶板和底板的一组支柱。为了在两磁铁盘间的圆柱状空间内产生一均匀磁场，在各磁铁盘的磁极表面上设置一个在周边区域有一环形凸起的盘形极板（极片）。该极板由软铁之类的铁磁材料制成。在某些情况下，各永磁铁盘在其中心区域带有一个孔，并与各永久磁铁对应叉架带有一个与磁铁盘上的孔对齐的孔。为了用这种MRI设备进行诊断，将人体部分地并水平地通过叉架结构上的通道插在两磁铁盘之间的空间内。

在操作上述类型的MRI设备时，一个MRI工程师不易观察到对象的状态。例如，当成像的对象是人体头部时，工程师必须沿躺着的患者的方向观察设备中的成像空间，但由于设备中两磁铁盘之间的间距只是约50cm，所以很难观察头部的状态及患者的表现。如果通过加宽两磁铁盘之间的间距来解决这一不便，产生的问题就是降低了设备中磁场的强度和均匀性。如果通过采用大尺寸永久磁铁盘来解决这一问题，所产生的另一问题就是MRI设备的生产成本很高并且尺寸很大。

本发明的目的是提供一种上述类型的MRI磁性装置，可方便地目视成像的对象，例如插在设备中的人体头部，而不扩大磁铁盘的尺寸和加宽相对之磁铁盘之间的间距。

根据本发明，提供了一种在磁共振成像中所用的产生一磁场的磁性装置，该装置带有一对永久磁铁盘，它们各沿厚度方向被磁化并在中心区域都带有一个孔;一叉架结构，它将所述一对永久磁铁盘相互平行并相对地保持在其内并相应于各永久磁铁盘带有一个与各永久磁铁盘上的孔对齐的孔;和一对分别置于两永久磁铁盘的相对表面上的极板，以在两永久磁铁盘间的一空间内产生一均匀的磁场。根据本发明的装置的特征在于各永久磁铁盘上的极板上都加有一个与各永久磁铁盘上的孔对齐的孔，这样可以通过其中一个极板上的孔目视置于所述空间内的成像的对象。

这样，根据本发明，就可利用一种很简单的手段方便地观察设备的内部，而不用扩大设备的尺寸或增加生产成本。当患者的头部插在本发明的设备（其中两永久磁铁盘沿垂直方向隔开）中时，一位MRI工程师就可以通过对齐的上磁铁盘上的孔和极板上的孔从患者面部的正上方方便且很好地观察患者头部。此外，通过一个适当定位于叉架结构外侧的摄像机，可利用这些孔来监视成像的对像。而且，患者也可通过这些孔向外看。

为了观察目的，在两磁铁盘之一上的极板上加工一个孔就足够了，但在另一极板上也加工了一类似的孔，以便保持设备的对称性并产生一均匀的磁场。极板上的孔有可能降低磁场的均匀性，但通过在两极板的相对表面上适当地安装一组小的极片，可以恢复磁场的均匀性。

图1是一顶视图，示出了根据本发明的用于一台MRI设备的磁性装置;

图2是沿图1中2-2线所取的主视剖面图;和

图3以类似于图2的剖面图示出了一种已知磁性装置。

作为本发明的一个实施例，图1和2示出了一种磁性装置，用以为MRI产生一个均匀的磁场。该装置带有一对永久磁铁盘10a和10b，它们各自都沿厚度方向被磁化并在中心区域有一个孔12。两个磁铁盘10a和16b以一种叉架结构被保持相互相对且平行，该叉架结构由顶板和底板14a，14b以及四个支柱16a，16b，16c和16d构成。在此实施例如中，叉架的顶板和底板14a和14b是一对相互相对且平行地设置的矩形板，并且四个支柱16a，16b，16c和16d分别在四个角处连接顶板和底板14a，14b。四个支柱的每一个都为一种刚性的圆柱状零件。尽管如此，叉架的顶板和底板14a和14b并不一定是平板的形式，并可以选择各种不同设计的叉架来连接顶板和底板14a，14b。例如，可以用一对壁板零件来代替所示的四个支柱。

永久磁铁盘10a固定在叉架顶板14a的底面上，而另一永久磁铁盘10b则固定在底板14b的顶面上。在两个矩形板14a和14b之间的圆柱状空间的中心，两个磁铁盘10a和10b被设置成恰好相互相对，并且磁铁盘10a的南极面对相对之磁铁盘10b的北极。叉架的各顶板和底板14a，14b都带有一个孔17，该孔与各磁铁盘10a，10b的孔12对齐。孔17的直径通常与各磁铁盘10a，10b的孔12相同。

在磁铁盘10a的底面上，有一个圆形极板（极片）18a，它由软铁之类的铁磁材料制成并且其直径与磁铁盘10a相同。极板18a在其周边区域具有一个环形凸起20，这样在其周边区域就适当地增加了厚度。在相对之磁铁盘10b的顶面上安装有一个类似的极板18b。这样设计极板18a，18b，即在两极板之平的较大区域之间的一圆柱状或球状空间内，可以产生一均匀的磁场。

根据本发明，安装在上磁铁盘10a上的极板18a在其中心区域加工有一个孔22，该孔22与磁铁盘10a和叉架顶板14a上的孔12和17对齐。孔22的直径通常与磁铁盘10a的孔12相同。也即，通过对齐的孔22，12，17，叉架组件的内部与外部连通。孔22被用来观察MRI的对象，例如人体30的头部。为了保持磁性装置的对称性以便在装置中产生一均匀的磁场，在下磁铁盘10b上的极板18b也加工有一个孔22，该孔22与磁铁盘10b的孔12对齐并且其直径与上极板18a上的孔22相同。

为了比较，图3示出了一种已知的磁性装置，其结构基本上与图1和2所示的装置相同。在此装置中，两磁铁盘10a和10b的每一个在中心区域都带有一孔12，各自各磁铁盘上的叉架板14a，14b都带有一个与磁铁盘上的孔12对齐的孔17，但极板18a，18b没有孔。所以从顶侧不可能观察到磁性装置的内部。

采用本发明的磁性装置，可以很容易地通过上极板18a上的孔22看到装置的内部，以便观察MRI对象的状态。此外，有可能在叉架板14a的上方及对齐的孔17，12，22的上方设置一摄像机28，以便在一远处位置（如控制室）监测MRI的对象。此外，当患者的头部插入装置中时，患者可透过孔22，12，17向外着，这样就可以消除患者有被限制于一封闭空间内的不舒适感觉。

如果采用极板18a，18b上的孔22过分地降低了装置中磁场的均匀性，则可以通过在各极板18a，18b的表面上以适当模式安装一组小极片（在图2中以24示意性示出）而调节磁场，来恢复均匀性。由于通过在一磁性装置之相对极板上安装小极片来调节一磁场是众所周知的技术，所以在本发明中不必详细描述小极片24。

在图1和2所示之装置的一个例子中，永久磁铁10a，10b的材料是Nd-Fe-B磁铁，具有13.2KG的剩余磁通密度和42MGOe的最大能积。磁铁盘10a，10b的直径是1100mm，厚度是100，孔12的直径是80mm。各叉架板14a，14b的孔17和各极板18a和18b的孔22在直径上均为80mm。两极板18a和18b之间的垂直距离均为500mm。在两极板18a和18b间的中部，在直径300mm的球形空间内。检测磁场的均匀性。当极板18a，18b没有孔（如图3所示）时，磁场的不均匀性程度是45ppm。当极板18a，18b上都加工有孔22时，通过在各极板18a，18b的表面上安装小极片24来重新调整磁场，结果磁场的不均匀性程度变为49ppm。也就是说，从实际观点出发，可以在极板18a上设置孔或窗口20，而不会明显降低磁场的均匀性。

Claims (7)

1、一种在核磁共振成像中所用的产生一磁场的磁性装置，该装置带有一对永久磁铁盘，它们各沿厚度方向被磁化并在中心区域都带有一个孔；一叉架结构，它将所述一对永久磁铁盘相互平行并相对地保持在其内并相应于各永久磁铁盘带有一个与各永久磁盘上的所述孔对齐的孔；和一对分别置于所述一对永久磁铁盘的相对表面上的极板，以在两永久磁铁盘间的空间内产生一均匀的磁场，

其特征是所述一对极板中的各极板上都加工有一个与各永久磁铁盘上的所述孔对齐的孔，这样可以通过其中一个极板上的孔目视置于所述空间内的成像的对象。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于进一步包括一个位于叉架结构外面的摄像机，以便通过其中一个所述极板上的所述孔观察成像的对象。

3、如权利要求1所述的装置，其特征在于进一步包括安装在各极板表面上的一组小极片，以便恢复因在各极板上加工所述孔而降低的磁场均匀性。

4、如权利要求1所述的装置，其特征在于各极板上的所述孔的直径与各永久磁铁盘上的孔相同。

5、如权利要求1所述的装置，其特征在于各极板是直径与永久磁盘相同的圆形板，并在周边区域具有一环形凸起。

6、如权利要求1所述的装置，其特征在于所述一对永久磁铁盘相互垂直地相对。

7、如权利要求6所述的装置，其特征在于所述叉架结构包括一对板件，所述一对永久磁铁盘即分别地固定于其上，和一组支柱，它们位于永久磁铁盘的圆周的外侧并连接所述一对板件。

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