CN110082694A - 磁场测量装置、磁共振设备及磁场测量方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种磁场测量装置、磁共振设备及磁场测量方法，所述磁场测量装置包括支架、磁场测量组件、驱动组件及控制组件，磁场测量组件由所述支架支撑且用于测量所述空间内的磁场强度；驱动组件驱动所述磁场测量组件相对所述支架转动；控制组件与所述磁场测量组件及驱动组件分别通讯连接，控制组件控制所述驱动组件且接收所述磁场测量组件的测量结果，所述控制组件对测量结果进行计算，获得所述空间的磁场均匀度。本申请中，通过控制组件控制驱动组件，驱动磁场测量组件进行测量，处理对测量结果进行计算，获得磁场均匀度，减少甚至省去人工操作，测量过程简单高效，且可以减小人工操作导致的误差。

Description

磁场测量装置、磁共振设备及磁场测量方法

技术领域

本申请涉及医疗设备领域，尤其涉及一种磁场测量装置、磁共振设备及磁场测量方法。

背景技术

高均匀度的磁场是磁共振成像的基础，匀场技术是实现高均匀度磁场的必要手段。在匀场过程中需要多次测量磁场做迭代计算。现有的测量过程中，磁场探头摆放、测量过程中的探头转动以及计算均通过人工操作，由于磁共振系统的磁体体积较大，至少需要两个操作者才能完成，测量位置调节、记录数据、转动磁场测量组件等过程也需手动完成，操作过程繁杂且测量效率较低。

发明内容

本申请提供一种高效且测量精度高的磁场测量装置、磁共振设备及磁场测量方法。

本申请提供一种磁场测量装置，用于测量磁体内的磁场均匀度，所述磁体具有空间，所述磁场测量装置包括支架、磁场测量组件、驱动组件及控制组件，所述磁场测量组件由所述支架支撑且用于测量所述空间内的磁场强度；所述驱动组件驱动所述磁场测量组件相对所述支架转动；所述控制组件与所述磁场测量组件及驱动组件分别通讯连接，所述控制组件控制所述驱动组件且接收所述磁场测量组件的测量结果，所述控制组件对测量结果进行计算，获得所述空间的磁场均匀度。

进一步的，所述驱动组件包括动力单元及与动力单元连接的第一传动机构和第二传动机构，所述支架连接于所述第一传动机构，所述磁场测量组件连接于所述第二传动机构，所述动力单元通过第一传动机构驱动所述支架及磁场测量组件相对所述磁体运动，所述动力单元通过第二传动机构驱动所述磁场测量组件相对所述支架转动。

进一步的，所述第一传动机构包括支撑杆及与支撑杆连接的第一齿传动机构，所述动力单元与第一齿传动机构动力连接，所述支撑杆支撑所述支架，所述第二传动机构包括转轴及固定于转轴的第二齿传动机构，所述动力单元与第二齿传动机构动力连接，所述磁场测量组件通过转轴可转动地安装于所述支架。

进一步的，所述第一齿传动机构可拆卸地连接于所述动力单元，所述第二齿传动机构可拆卸地连接于所述动力单元。

进一步的，所述磁场测量组件包括支撑盘及安装于支撑盘的多个所述测量探头，多个所述测量探头沿支撑盘的周向均匀排布。

本申请还提供一种磁共振设备，其特征在于：所述磁共振设备包括磁体及如前所述的磁场测量装置。

本申请还提供一种磁场测量方法，用于磁共振设备，所述磁共振设备包括控制组件、驱动组件及磁场测量组件，其特征在于，所述磁场测量方法包括：所述驱动组件驱动磁场测量组件运动至磁体的空间内的预设位置；所述驱动组件驱动磁场测量组件旋转n次，所述控制组件控制磁场测量组件测量对应的n个位置的磁场强度；所述控制组件接收n个位置的磁场强度并计算所述空间的磁场均匀度。

进一步的，所述磁场测量方法包括：在所述计算所述空间的磁场均匀度前，所述控制组件根据n个位置的磁场强度，判断所述磁场测量组件是否位于所述空间内磁场的中心；当所述磁场测量组件位于所述空间内磁场的中心时，所述控制组件控制磁场测量组件重新测量n个位置的磁场强度；当所述磁场测量组件偏离所述空间内磁场的中心时，所述控制组件根据n个位置的磁场强度计算偏离量，所述驱动组件根据所述偏离量驱动所述磁场测量组件运动至所述空间内磁场的中心后，所述控制组件控制磁场测量组件重新测量n个位置的磁场强度。

进一步的，所述磁场测量方法包括：在所述计算所述空间的磁场均匀度后，所述控制组件判断所述空间的磁场均匀度是否符合要求；当磁场均匀度不符合要求时，所述控制组件发出粘贴匀场片的提示。

进一步的，所述磁场测量方法包括：在驱动组件驱动磁场测量组件至所述空间内的预设位置后；控制组件控制磁场测量组件进行首次测量并判断首次测量的结果是否符合预设要求；当首次测量的结果符合预设要求时，驱动组件驱动磁场测量组件旋转，控制磁场测量组件测量其他位置的磁场强度；当首次测量的结果不符合预设要求时，控制磁场测量组件重新测量该位置的磁场强度。

本申请中，通过控制组件控制驱动组件，驱动磁场测量组件进行测量，处理对测量结果进行计算，获得磁场均匀度，减少甚至省去人工操作，测量过程简单高效，且可以减小人工操作导致的误差。

附图说明

图1为本申请磁场测量装置的一个实施例的结构示意图；

图2为图1所示的磁场测量装置的磁场测量组件的正视示意图；

图3为本申请磁场测量方法的一个实施例的流程示意图；

图4为本申请磁场测量方法的一个实施例的逻辑示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

请参照图1及图2所示，本申请实施提供一种磁场测量装置，用于磁共振系统，所述磁共振系统包括磁体9，所述磁体9具有空间90，所述磁场测量装置包括支架1、磁场测量组件3、驱动组件及控制组件，所述磁场测量组件3可转动地安装于所述支架1且由支架1支撑，所述磁场测量组件3用于测量空间的磁场强度；所述驱动组件驱动所述磁场测量组件3相对所述支架1转动；所述控制组件与所述磁场测量组件3及驱动组件分别通讯连接，所述控制组件控制所述驱动组件且接收所述磁场测量组件的测量结果，所述控制组件对测量结果进行计算，获得所述空间的磁场均匀度。

所述支架1包括两个底壁11及连接两个底壁11的侧壁12，所述磁场测量组件3由底壁11进行支撑。本实施例中，所述驱动组件包括动力单元5及与动力单元连接的第一传动机构及第二传动机构，所述支架1连接于第一传动机构且由第一传动机构支撑，所述磁场测量组件3连接于第二传动机构且由第二传动机构支撑。所述动力单元5通过第一传动机构驱动所述支架1及磁场测量组件3相对磁体9运动，以调整磁场测量组件相对磁体9的位置。所述动力单元5通过第二传动机构驱动所述磁场测量组件3相对所述支架1转动。所述动力单元5可以是电机，也可以是气缸，动力单元5的数量可以是一个，也可以是两个。若动力单元5的数量为两个，两个动力单元5分别与第一传动机构及第二传动机构动力连接。

所述第一传动机构包括支撑杆41、与支撑杆41连接的第一齿传动机构44及连接第一齿传动机构的第一传动带43，所述动力单元5与第一传动带43动力连接，所述支撑杆41与所述支架1连接且支撑所述支架1。所述第二传动机构包括转轴42、固定于转轴42的第二齿传动机构46及连接第二齿传动机构46的第二传动带45，所述动力单元5与第二传动带45动力连接，所述磁场测量组件3通过转轴42可转动地安装于所述支架1。所述第一齿传动机构44及第二齿传动机构46可以是锥齿轮组机构(由两个轴线垂直的锥齿轮组成)，也可以是蜗轮蜗杆机构。在其他实施例中，所述动力单元5可分别与第一齿传动机构44及第二齿传动机构46动力连接。

在一些实施例中，所述第一齿传动机构44可拆卸地连接于所述动力单元5，所述第二齿传动机构46可拆卸地连接于所述动力单元5。拆卸后的磁场测量装置所占的体积更小，动力单元5拆卸后也便于后续粘贴匀场片的工序，匀场片粘贴完成后只要安装动力单元5即可再次进行磁场测量。本实施例中，通过拆卸第一传动带43、第二传动带45及动力单元5来实现第一齿传动机构44及第二齿传动机构46的拆卸。

需要注意的是，第一传动机构及第二传动机构用于将动力单元5的运动转化为支架1和磁场测量组件3的平动及磁场测量组件3的转动，具体的结构可根据实际需求进行变化。所述第一传动机构及第二传动机构采用无磁材料形成，例如铝材、电木等，不会对磁场测量造成影响。此外，为避免动力单元5对磁场测量造成影响，动力单元5及控制组件所在位置在磁体纵长方向上与磁场中心的距离大于2.2米，在磁体半径方向上与磁体中心的距离大于2米。

所述驱动组件驱动磁场测量组件3做步进转动，本实施例中每次步进旋转15度，旋转24次完成360度圆周的旋转。磁场测量组件3测量每个位置的磁场强度，测量可以在磁场测量组件3旋转前进行，也可以在磁场测量组件3旋转后进行。在其他实施例中，还可每次旋转18度，或者每次旋转20度，这里不作限定。

所述控制组件包括控制器6及计算机7，所述控制器6通过线缆8与磁场测量组件3电性连接，用于控制磁场测量组件3测量磁场，同时控制器6接收磁场测量组件3的测量结果并将结果传送至计算机7，计算机7调用磁场均匀度计算模块，对测量结果进行计算，判断空间90的磁场均匀度是否符合要求。当磁场均匀度符合要求时，结束测量，控制器6控制驱动组件驱动支架1及磁场测量组件退出空间90；当磁场均匀度不符合要求时，可拆卸动力单元5、第一传动带43及第二传送带45，粘贴匀场片，粘贴完成后再次测量磁场强度并计算磁场均匀度，直至磁场均匀度符合要求。

计算机7还用于控制驱动组件，本实施例中，计算机7控制动力单元5，通过第一传动机构及第二传动机构驱动磁场测量组件3做转动或平动。在其他实施例中，控制组件也可仅包括计算机，由计算机直接控制磁场测量组件3测量磁场并接收磁场测量组件3的测量结果。

请结合图2，所述磁场测量组件3包括支撑盘31及安装于支撑盘31的多个测量探头32，多个所述测量探头32沿支撑盘31的周向均匀排布。本实施例中，测量探头32的数量为24个，可同时测量24个位置的磁场强度，以磁场测量组件3每次旋转15度为例，旋转360度可以获得576个测量值。支撑盘31的半径可选择22.5cm。在其他实施例中，测量探头32的数量还可以是18个、32个等，在此也不作限制。

本申请还提供一种磁共振设备，所述磁共振设备包括磁体9及前述实施例中的磁场测量装置。所述磁共振设备还包括射频系统、计算机成像系统等，本实施例不再一一细述。

此外，本申请还提供一种磁场测量方法，用于前述实施例中的磁共振设备。请结合图3及图4，所述磁场测量方法包括：

步骤S1：驱动组件驱动磁场测量组件3至空间90内的预设位置。

可选的，驱动组件驱动支架1及磁场测量组件3进入空间90，使磁场测量组件3的中心位于预设位置，预设位置可以是空间内磁场的中心，这里可近似的理解为使磁场测量组件位于空间内磁场的中心。需要注意的是，驱动组件可通过人工直接操作进行控制，也可以通过控制组件进行控制。

但实际过程中可能存在误差，因此需要判断磁场测量组件3是否位于空间90内磁场的中心。

可选的，在测量前，磁场测量装置还可以进行自检。具体地，控制组件7控制磁场测量组件3进行预设位置的磁场强度的首次测量，并将首次测量的结果发送至控制组件进行检查，当首次测量结果符合预设要求时，驱动组件驱动磁场测量组件3旋转，控制磁场测量组件3测量其他位置的磁场强度；当首次测量结果不符合预设要求时，控制磁场测量组件3重新测量该位置的磁场强度，直至符合预设要求为止。首次测量的位置可以是预设位置，也可以是首次旋转后的位置。

步骤S2：所述驱动组件驱动磁场测量组件3旋转n次，所述控制组件控制磁场测量组件测量对应的n个位置的磁场强度。

可选的，所述驱动组件驱动磁场测量组件3每次旋转360/n度，本实施例中n为24。所述控制组件控制磁场测量组件在每次完成旋转后进行测量。以支撑盘上设置24个测量探头为例，最终可获得576个测量值。n个位置的磁场强度即为前述磁场测量组件3的测量结果，n个位置与n次旋转对应，每个位置对应一次旋转。

可选的，在获得n个位置的磁场强度后，根据n个位置的磁场强度判断磁场测量组件3是否位于空间内磁场的中心。具体来说，控制组件计算多个测量值的平均值，同时根据磁体9的尺寸可计算出磁体中心(也是空间内磁场的中心)的磁场强度，若两者相等则判断磁场测量组件3位于空间内磁场的中心，控制组件控制磁场测量组件3重新测量n个位置的磁场强度；若两者不相等则判断磁场测量组件3偏离空间内磁场的中心。控制组件根据n个位置的磁场强度的平均值可以计算出磁场测量组件3相对于磁体的实际位置，并根据实际位置与空间内磁场的中心计算偏移量，所述驱动组件根据偏移量驱动所述磁场测量组件3运动至所述空间内磁场的中心后，控制组件控制磁场测量组件3重新测量n个位置的磁场强度。

步骤S3：所述控制组件接收n个位置的磁场强度并计算所述空间的磁场均匀度。

可选的，在接收n个位置的磁场强度后，控制组件调用磁场均匀度计算模块，根据测量结果计算出磁场均匀度。

在一些实施例中，计算出磁场均匀度后，可直接通过控制组件上传服务器。

步骤S4：所述控制组件判断磁场均匀度磁场是否符合要求。

可选的，将计算出的均匀度与预设值或预设范围进行比较，当计算出的均匀度等于预设值或位于预设范围内，则判断磁场均匀度符合要求，反之则不符合要求。

步骤S5：当磁场不符合要求时，所述控制组件发出粘贴匀场片的提示。

可选的，控制组件可发出声学、光学中的至少一种提示，提醒操作者粘贴匀场片。匀场片粘贴完成后，重复上述步骤。

若磁场符合要求，所述控制组件可发出提示提醒操作者，也可不执行任何操作。

当然，上述步骤可根据实际需求进行改变顺序或进行增减，这里不作限定。

本申请中，通过控制组件控制驱动组件，驱动磁场测量组件进行测量，处理对测量结果进行计算，获得磁场均匀度，减少甚至省去人工操作，测量过程简单高效，且可以减小人工操作导致的误差。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种磁场测量装置，用于测量磁体内的磁场均匀度，所述磁体具有空间，其特征在于：所述磁场测量装置包括：

支架；

磁场测量组件，由所述支架支撑且用于测量所述空间内的磁场强度；

驱动组件，驱动所述磁场测量组件相对所述支架转动；

控制组件，与所述磁场测量组件及驱动组件分别通讯连接，所述控制组件控制所述驱动组件且接收所述磁场测量组件的测量结果，所述控制组件对测量结果进行计算，获得所述空间的磁场均匀度。

2.如权利要求1所述的磁场测量装置，其特征在于：所述驱动组件包括动力单元及与动力单元连接的第一传动机构和第二传动机构，所述支架连接于所述第一传动机构，所述磁场测量组件连接于所述第二传动机构，所述动力单元通过第一传动机构驱动所述支架及磁场测量组件相对所述磁体运动，所述动力单元通过第二传动机构驱动所述磁场测量组件相对所述支架转动。

3.如权利要求2所述的磁场测量装置，其特征在于：所述第一传动机构包括支撑杆及与支撑杆连接的第一齿传动机构，所述动力单元与第一齿传动机构动力连接，所述支撑杆支撑所述支架，所述第二传动机构包括转轴及固定于转轴的第二齿传动机构，所述动力单元与第二齿传动机构动力连接，所述磁场测量组件通过转轴可转动地安装于所述支架。

4.如权利要求3所述的磁场测量装置，其特征在于：所述第一齿传动机构可拆卸地连接于所述动力单元，所述第二齿传动机构可拆卸地连接于所述动力单元。

5.如权利要求1所述的磁场测量装置，其特征在于：所述磁场测量组件包括支撑盘及安装于支撑盘的多个所述测量探头，多个所述测量探头沿支撑盘的周向均匀排布。

6.一种磁共振设备，其特征在于：所述磁共振设备包括磁体及如权利要求1至5中任一项所述的磁场测量装置。

7.一种磁场测量方法，用于磁共振设备，所述磁共振设备包括磁体、控制组件、驱动组件及磁场测量组件，所述磁体具有空间，其特征在于，所述磁场测量方法包括：

所述驱动组件驱动磁场测量组件运动至所述空间的预设位置；

所述驱动组件驱动磁场测量组件旋转n次，所述控制组件控制磁场测量组件测量对应的n个位置的磁场强度；

所述控制组件接收n个位置的磁场强度并计算所述空间的磁场均匀度。

8.如权利要求7所述的磁场测量方法，其特征在于：所述磁场测量方法包括：在所述计算所述空间的磁场均匀度前，

所述控制组件根据n个位置的磁场强度，判断所述磁场测量组件是否位于所述空间内磁场的中心；

当所述磁场测量组件位于所述空间内磁场的中心时，所述控制组件控制磁场测量组件重新测量n个位置的磁场强度；当所述磁场测量组件偏离所述空间内磁场的中心时，所述控制组件根据n个位置的磁场强度计算偏离量，所述驱动组件根据所述偏离量驱动所述磁场测量组件运动至所述空间内磁场的中心后，所述控制组件控制磁场测量组件重新测量n个位置的磁场强度。

9.如权利要求7所述的磁场测量方法，其特征在于：所述磁场测量方法包括：在所述计算所述空间的磁场均匀度后，

所述控制组件判断所述空间的磁场均匀度是否符合要求；

当磁场均匀度不符合要求时，所述控制组件发出提示。

10.如权利要求7所述的磁场测量方法，其特征在于：所述磁场测量方法包括：在驱动组件驱动磁场测量组件运动至所述空间内的预设位置后，

控制组件控制磁场测量组件进行首次测量并判断首次测量的结果是否符合预设要求；

当首次测量的结果符合预设要求时，驱动组件驱动磁场测量组件旋转，控制磁场测量组件测量其他位置的磁场强度；当首次测量的结果不符合预设要求时，控制磁场测量组件重新测量该位置的磁场强度。