CN110646755A - 一种静态磁场控制方法和磁共振成像装置 - Google Patents

一种静态磁场控制方法和磁共振成像装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及磁共振成像技术领域，且公开了一种磁共振成像装置，包括磁共振主体、主磁场装置、射频线圈、接收装置及移动床，磁共振主体内部设置滑动主体，滑动主体左侧壁面与磁共振主体内部左侧壁面固定连接，磁共振主体内部上下侧面分别固定安装主磁场装置，磁共振主体内部设置两个补偿线圈，本发明，通过在移动床上固定安装电磁层和设置有拉力柱，磁共振装置开启，补偿线圈产生磁力，吸引电磁层靠近从而带动移动床向磁共振装置主体内部移动将患者带入检测装置中，避免了使用电机等电气设备带动患者移动，解决了使用电气设备时电流通过会产生微弱的电磁场，可能会影响到磁共振装置中的静态磁场，使磁共振成像装置扫描出的图像有误差的问题。

Description

一种静态磁场控制方法和磁共振成像装置
技术领域
本发明涉及磁共振成像技术领域，具体为一种静态磁场控制方法和磁共振成像装置。
背景技术
核磁共振成像又称自旋成像，也称磁共振成像，中国台湾又称磁振造影，香港又称磁力共振成像，是利用核磁共振原理，依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，即可得知构成这一物体原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的结构图像，将这种技术用于人体内部结构的成像，就产生出一种革命性的医学诊断工具。快速变化的梯度磁场的应用，大大加快了核磁共振成像的速度，使该技术在临床诊断、科学研究的应用成为现实，极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展。目前磁共振成像装置在使用时可以带动患者进入检测装置内的移动床都是使用电机驱动的，磁共振装置在使用时会产生高强度的磁场，电机等电气设备在高强度磁场中容易出现磁化和被磁场影响从而导致电机需要经常进行检测维修，同是使用电机等电气设备电流通过会产生微弱的电磁场，可能会影响到磁共振装置中的静态磁场，使磁共振成像装置扫描出的图像有误差。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种静态磁场控制方法和磁共振成像装置，具备不使用任何电气设备等优点，解决了使用电气设备时电流通过会产生微弱的电磁场，可能会影响到磁共振装置中的静态磁场，使磁共振成像装置扫描出的图像有误差的问题。
(二)技术方案
为实现上述不使用任何电气设备的目的，本发明提供如下技术方案：一种磁共振成像装置，包括磁共振主体、主磁场装置、射频线圈、接收装置及移动床，磁共振主体是一个空心圆柱，磁共振主体右侧壁面开设检测入口，磁共振主体内部设置滑动主体，滑动主体是一个长方体，滑动主体左侧壁面与磁共振主体内部左侧壁面固定连接，滑动主体右端通过检测入口伸出磁共振主体，磁共振主体内部上下侧面分别固定安装主磁场装置，磁共振装置内部设置射频线圈，射频线圈前后壁面分别与磁共振主体内部侧面固定连接，射频线圈位于滑动主体上方，磁共振主体内侧设置接收线圈，滑动主体下方壁面固定安装接收装置，磁共振主体内部设置两个补偿线圈，补偿线圈是圆环型电磁线圈，两个补偿线圈左右对应，且两个补偿线圈位于上下两个主磁场装置中间，滑动主体位于两个补偿线圈内侧，补偿线圈侧面分别与磁共振主体内侧前后壁面固定连接，磁共振主体内部固定安装过线管，过线管外部后方壁面与磁共振主体内部后方壁面固定连接，过线管右侧端口穿过磁共振主体左侧壁面；
滑动主体上方壁面开设有两个滑槽，滑槽是长方形槽，两条滑槽前后对应，滑动主体上方设置移动床，移动床下方壁面固定安装四个固定柱，四个固定柱下方分别活动安装滚轮，四个滚轮分别活动卡合在两条滑槽内侧，移动床前后左侧面均固定安装电磁层，右侧前后两个固定柱右侧壁面分别固定安装拉力柱，两个拉力柱分别位于前后两个滑槽内侧，两个拉力柱右侧壁面分别与两个滑槽内部右侧壁面固定连接，滑动主体下方壁面固定安装支脚，支脚是一个长方体，支脚位于磁共振主体右侧；
磁共振主体侧面及左侧壁面内部固定安装冷却水管，磁共振主体左侧壁面固定安装进水管，且进水管与冷却水管连通。
一种静态磁场控制方法，包括：S1：设置电磁线圈，设置对应的两个电磁线圈，电磁线线圈是由导线缠绕形成；
S2：电磁线圈通电，给两个电磁线圈导入同向的电流，使两个电测线圈分别产生磁场，通过右手螺旋定理确定需要的磁场方向来确定电磁线圈的电流通入方向，且两个电磁线圈产生的磁场方向相同；
S4：调节磁场强度，使用计算机和电流控制设备调整通过两个电磁线圈的电流大小，使两个电磁线圈产生的磁场强度达到磁共振需要的强度，磁场强度使用Boit-Savart定律，由电流强度推算出磁场强度；
S5：形成静态磁场，调整两个电磁线圈产生的磁场强度相同时，两个电磁线圈产生的磁场线重合，两个电磁线圈中间的空间遍布高度均匀的磁场，形成可控制的静态磁场。
优选的，所述磁共振主体是使用硬度高的无磁塑料制成，磁共振主体不会受到磁场影响。
优选的，所述主磁场装置时一个空心箱体，主磁场装置内部固定安装电磁线圈，上下两个主磁场装置通过接入电流产生磁场，且上下两个主磁场装置产生的磁场方向相同，两个主磁场之间形成静磁场，且两个主磁场装置之间的静磁场保持高度均匀的磁场强度，两个主磁场装置之间的磁场强度通过施加到两个主磁场装置的电流强度进行控制调节。
优选的，所述射频线圈是用于向人体辐射出指定频率和一定功率的射频电磁波，用以激励器原子核的共振的，射频线圈为现有结构在此不做赘述。
优选的，所述接收线圈将接收到的微弱衰减信号通过导线传输给接收装置，接收装置将受到的信号进行放大处理再传送给计算机处理生成图像来观察患者的身体状况。
优选的，所述补偿线圈是用来补偿主磁场线圈，使其产生的静磁场逼近理想均匀磁场，补偿线圈由于精度要求高而且校准工作极其繁琐，需要计算机辅助工作，需要多次测量、多次计算和修正才能达到要求。
优选的，所述过线管是一个使用可以屏蔽磁场材料制成的管道。
优选的，所述电磁层是一层带有磁性的铁片制成当磁共振装置开启时，补偿线圈产生磁力，吸引电磁层靠近从而带动移动床向磁共振装置主体内部移动。
优选的，所述拉力柱是一个带有弹性的圆柱。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种静态磁场控制方法和磁共振成像装置，具备以下有益效果：
1、该一种静态磁场控制方法和磁共振成像装置，通过在移动床上固定安装电磁层和设置有拉力柱，磁共振装置开启补偿线圈及电磁层产生磁力，吸引电磁层靠近从而带动移动床向磁共振装置主体内部移动，当移动床位于装置主体内侧时，电磁层产生的磁场会与补偿线圈一起对主磁场进行补偿，当患者检查完成后，关闭磁共振装置，补偿线圈及电磁层带有的磁性缓慢消失，对电磁层的吸力缓慢消失，移动床在两个拉力柱的拉动下缓慢移出磁共振装置主体，让检查完毕的患者离开，避免了使用电机等电气设备带动患者移动，解决了使用电气设备时电流通过会产生微弱的电磁场，可能会影响到磁共振装置中的静态磁场，使磁共振成像装置扫描出的图像有误差的问题。
2、该一种静态磁场控制方法和磁共振成像装置，通过在磁共振主体内部固定安装可以屏蔽磁场的过线管，磁共振主体内部的各种导线均通过过线管进行布线，避免使用时导线内通过电流影响主磁场的稳定使磁共振成像不准确。
3、该一种静态磁场控制方法和磁共振成像装置，使用两个电磁线圈作为主磁场发生装置，通过静态磁场控制方法对静态磁场进行控制，更加容易调节静态磁场的强度，避免了使用两个永磁体进行充磁来发生静态磁场不易调节控制静态磁场的问题，本方法在磁共振装置工作时只需要调节电流即可，使用更加简单。
附图说明
图1为磁共振成像装置主视图；
图2为磁共振成像装置正视的剖视图。
图中：1磁共振主体、2冷却水管、3主磁场装置、4射频线圈、5接收线圈、6补偿线圈、7接收装置、8检测入口、9过线管、10进水管、11滑动主体、12滑槽、13移动床、14固定柱、15滚轮、16拉力柱、17电磁层、18支脚。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，一种磁共振成像装置，包括磁共振主体1、主磁场装置3、射频线圈4、接收装7置及移动床13，磁共振主体1是一个空心圆柱，且磁共振主体1是使用硬度高的无磁塑料制成，磁共振主体1不会受到磁场影响，磁共振主体1右侧壁面开设检测入口8，患者通过检测入口8进入磁共振主体 1内部进行磁共振检查，磁共振主体1内部设置滑动主体11，滑动主体11是一个长方体，滑动主体11左侧壁面与磁共振主体1内部左侧壁面固定连接，滑动主体11右端通过检测入口8伸出磁共振主体1，磁共振主体1内部上下侧面分别固定安装主磁场装置3，主磁场装置3时一个空心箱体，主磁场装置 3内部固定安装电磁线圈，上下两个主磁场装置3通过接入电流产生磁场，且上下两个主磁场装置3产生的磁场方向相同，两个主磁场之间形成静磁场，且两个主磁场装置3之间的静磁场保持高度均匀的磁场强度，两个主磁场装置3之间的磁场强度通过施加到两个主磁场装置3的电流强度进行控制调节，磁共振装置内部设置射频线圈4，射频线圈4是用于向人体辐射出指定频率和一定功率的射频电磁波，用以激励器原子核的共振的，射频线圈4为现有结构在此不做赘述，射频线圈4前后壁面分别与磁共振主体1内部侧面固定连接，射频线圈4位于滑动主体11上方，磁共振主体1内侧设置接收线5圈，接收线5圈用来收人体反映出来的自由感应衰减信号，滑动主体11下方壁面固定安装接收装置7，接收线5圈将接收到的微弱衰减信号通过导线传输给接收装置7，接收装置7将受到的信号进行放大处理再传送给计算机处理生成图像来观察患者的身体状况，磁共振主体内部设置两个补偿线圈6，补偿线圈6 是圆环型电磁线圈，两个补偿线圈6左右对应，且两个补偿线圈6位于上下两个主磁场装置3中间，滑动主体11位于两个补偿线圈6内侧，补偿线圈6 侧面分别与磁共振主体1内侧前后壁面固定连接，补偿线圈6是用来补偿主磁场线圈，使其产生的静磁场逼近理想均匀磁场，补偿线圈6由于精度要求高而且校准工作极其繁琐，需要计算机辅助工作，需要多次测量、多次计算和修正才能达到要求，磁共振主体1内部固定安装过线管9，过线管9是一个使用可以屏蔽磁场材料制成的管道，过线管9外部后方壁面与磁共振主体1 内部后方壁面固定连接，过线管9右侧端口穿过磁共振主体1左侧壁面，磁共振主体1内部的各种导线均通过过线管9进行布线，避免使用时导线内通过电流影响主磁场的稳定使磁共振成像不准确；
滑动主体11上方壁面开设有两个滑槽12，滑槽12是长方形槽，两条滑槽12前后对应，滑动主体11上方设置移动床13，移动床13是一个长方体，且移动床13时用消磁的塑料制成，移动床13下方壁面固定安装四个固定柱 14，固定柱14是一个下方固定安装方形框的长方体，四个固定柱14下方分别活动安装滚轮15，四个滚轮15分别活动卡合在两条滑槽12内侧，移动床 13通过四个滚轮15在滑槽12内移动可以将躺在移动床13上患者送入磁共振主体1中进行检测，移动床13前后左侧面均固定安装电磁层17，电磁层17 是一层通电会产生磁性的电磁装置，当患者躺在移动床上，磁共振装置开启补偿线圈6及电磁层17产生磁力，吸引电磁层17靠近从而带动移动床13向磁共振装置主体内部移动，当移动床13位于装置主体内侧时，电磁层17产生的磁场会与补偿线圈6一起对主磁场进行补偿，右侧前后两个固定柱14右侧壁面分别固定安装拉力柱16，拉力柱16是一个带有弹性的圆柱，两个拉力柱16分别位于前后两个滑槽12内侧，两个拉力柱16右侧壁面分别与两个滑槽12内部右侧壁面固定连接，当患者检查完成后，关闭磁共振装置，补偿线圈6带有的磁性缓慢消失，对电磁层17的吸力缓慢消失，移动床13在两个拉力柱16的拉动下缓慢移出磁共振装置主体，让检查完毕的患者离开，滑动主体11下方壁面固定安装支脚18，支脚是18是一个长方体，支脚18位于磁共振主体1右侧；
磁共振主体1侧面及左侧壁面内部固定安装冷却水管2，磁共振主体1左侧壁面固定安装进水管10，且进水管10与冷却水管2连通，在磁共振装使用前通过进水管10向冷却水管2内注入大量的水，当磁共振装置使用时主磁场装置3通过电流会产生大量的热，如果不进行降温会使磁共振主体1内侧温度过高，影响整个磁共振成像装置的使用寿命。
使用时，在磁共振装使用前通过进水管10向冷却水管2内注入大量的水，磁共振装置开启补偿线圈6及电磁层17产生磁力，吸引电磁层17靠近从而带动移动床13向磁共振装置主体内部移动，当移动床13位于装置主体内侧时，电磁层17产生的磁场会与补偿线圈6一起对主磁场进行补偿，两个主磁场装置3通过接入电流产生磁场，两个主磁场之间形成静磁场，且两个主磁场装置3之间的静磁场保持高度均匀的磁场强度，补偿线圈6产生磁场补偿主磁场装置3，使主磁场装置3产生的静磁场逼近理想均匀磁场，射频线圈4 是用于向人体辐射出指定频率和一定功率的射频电磁波，用以激励器原子核产生共振，接收线5圈将接收到的微弱衰减信号通过导线传输给接收装置7，接收装置7将受到的信号进行放大处理再传送给计算机处理生成图像来观察患者的身体状况。
一种静态磁场控制方法，包括：S1：设置电磁线圈，设置对应的两个电磁线圈，电磁线线圈是由导线缠绕形成；
S2：电磁线圈通电，给两个电磁线圈导入同向的电流，使两个电测线圈分别产生磁场，通过右手螺旋定理确定需要的磁场方向来确定电磁线圈的电流通入方向，且两个电磁线圈产生的磁场方向相同；
S4：调节磁场强度，使用计算机和电流控制设备调整通过两个电磁线圈的电流大小，使两个电磁线圈产生的磁场强度达到磁共振需要的强度，磁场强度使用Boit-Savart定律，由电流强度推算出磁场强度；
S5：形成静态磁场，调整两个电磁线圈产生的磁场强度相同时，两个电磁线圈产生的磁场线重合，两个电磁线圈中间的空间遍布高度均匀的磁场，形成可控制的静态磁场。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种磁共振成像装置，包括磁共振主体(1)、主磁场装置(3)、射频线圈(4)、接收装置(7)及移动床(13)，其特征在于：所述磁共振主体(1)是一个空心圆柱，磁共振主体(1)右侧壁面开设检测入口(8)，磁共振主体(1)内部设置滑动主体(11)，滑动主体(11)是一个长方体，滑动主体(11)左侧壁面与磁共振主体(1)内部左侧壁面固定连接，滑动主体(11)右端通过检测入口(8)伸出磁共振主体(1)，磁共振主体(1)内部上下侧面分别固定安装主磁场装置(3)，磁共振主体(1)内部设置射频线圈(4)，磁共振主体(1)内侧设置接收线圈(5)，滑动主体(11)下方壁面固定安装接收装置(7)，磁共振主体内部设置两个补偿线圈(6)；
所述滑动主体(11)上方壁面开设有两个滑槽(12)，两条滑槽(12)前后对应，滑动主体(11)上方设置移动床(13)，移动床(13)下方壁面固定安装四个固定柱(14)，四个固定柱(14)下方分别活动安装滚轮(15)，四个滚轮(15)分别活动卡合在两条滑槽(12)内侧，移动床(13)前后左侧面均固定安装电磁层(17)，右侧前后两个固定柱(14)右侧壁面分别固定安装拉力柱(16)，两个拉力柱(16)分别位于前后两个滑槽(12)内侧，两个拉力柱(16)右侧壁面分别与两个滑槽(12)内部右侧壁面固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种磁共振成像装置，其特征在于：所述补偿线圈(6)是圆环型电磁线圈，两个补偿线圈(6)左右对应，且两个补偿线圈(6)位于上下两个主磁场装置(3)中间，滑动主体(11)位于两个补偿线圈(6)内侧，补偿线圈(6)侧面分别与磁共振主体(1)内侧前后壁面固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种磁共振成像装置，其特征在于：所述磁共振主体(1)内部固定安装过线管(9)，过线管(9)外部后方壁面与磁共振主体(1)内部后方壁面固定连接，过线管(9)右侧端口穿过磁共振主体(1)左侧壁面。
4.根据权利要求1所述的一种磁共振成像装置，其特征在于：所述滑动主体(11)下方壁面固定安装支脚(18)，支脚是(18)是一个长方体，支脚(18)位于磁共振主体(1)右侧。
5.根据权利要求1所述的一种磁共振成像装置，其特征在于：所述磁共振主体(1)侧面及左侧壁面内部固定安装冷却水管(2)，磁共振主体(1)左侧壁面固定安装进水管(10)，且进水管(10)与冷却水管(2)连通。
6.一种静态磁场控制方法，包括：S1：设置电磁线圈；
S2：电磁线圈通电；
S3：调节磁场强度；
S4：形成静态磁场。
7.根据权利要求7所述的一种静态磁场控制方法，其特征在于：所述S1设置电磁线圈具体有以下步骤：设置对应的两个电磁线圈，电磁线线圈是由导线缠绕形成。
8.根据权利要求7所述的一种静态磁场控制方法，其特征在于：所述S2电磁线圈通电具体有以下步骤：给两个电磁线圈导入同向的电流，使两个电测线圈分别产生磁场，通过右手螺旋定理确定需要的磁场方向来确定电磁线圈的电流通入方向，且两个电磁线圈产生的磁场方向相同。
9.根据权利要求7所述的一种静态磁场控制方法，其特征在于：所述S3调节磁场强度具体有以下步骤：使用计算机和电流控制设备调整通过两个电磁线圈的电流大小，使两个电磁线圈产生的磁场强度达到磁共振需要的强度，磁场强度使用Boit-Savart定律，由电流强度推算出磁场强度。
10.根据权利要求7所述的一种静态磁场控制方法，其特征在于：所述S4形成静态磁场具体有以下步骤：调整两个电磁线圈产生的磁场强度相同时，两个电磁线圈产生的磁场线重合，两个电磁线圈中间的空间遍布高度均匀的磁场，形成可控制的静态磁场。
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