CN1702473B - 控制静态磁场的方法和磁共振成像装置 - Google Patents

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Abstract

为了抑制泄漏而向主磁体(1u，1b)外周扩展的磁场，将多个辅助磁体(3u，3b)放置在主磁体(1u，1b)周围，以分别调节主磁体和辅助磁体(3u，3b)之间的间隔。

Description

控制静态磁场的方法和磁共振成像装置
技术领域
本发明涉及静态磁场的控制方法和MRI(磁共振成像)装置，更具体的说，涉及能充分获得形成静态磁场效果和防止漏磁通量效果的静态磁场的控制方法和磁共振成像装置。
背景技术
已知有一种磁场发生器，其防漏磁通量的辅助磁体是配置在静态磁场发生磁体的主磁体相对表面上的磁板之外(见专利文件1)。
〔专利文件1〕日本未审查专利出版物号2003-168604
在常规的磁场发生器中，在主磁体的相对表面上提供有磁板，由磁板在一定程度上形成静态磁场，且磁板上提供有辅助磁体以防止漏磁通量。
但问题在于为了简化磁场发生器的配置而取下磁板时，如果仅有辅助磁体，就不能充分获得形成静态磁场的效果和防止漏磁通量的效果。
发明内容
所以，本发明的一个目的就是提供一种静态磁场控制方法和磁共振成像装置，即使在取下磁板时，这种方法和这种装置仍能充分获得形成静态磁场的效果和防止漏磁通量的效果。
按照第一方面，本发明提供一种静态磁场控制方法，所包括的步骤为：在静态磁场发生磁体的一对主磁体周围放置多个辅助磁体，设置成与主磁体相斥的方向，其中主磁体的其中一个具有圆盘形状，所述圆盘形状包括中心部分和从中心部分向主磁体之间的空间凸出的外周边缘部分，其中外周边缘部分与主磁体的其中一个结合在一起；分别调节主磁体和辅助磁体之间的间隔从而形成静态磁场；以及抑制泄漏到主磁体外周的磁场。
在按照第一方面的静态磁场控制方法中，将多个辅助磁体放置在静态磁场发生磁体的主磁体周围，取与主磁体相斥的方向。然后，调节主磁体和辅助磁体之间的间隔，调节方式应使静态磁场形成并扩展到主磁体的外周，且漏磁通量可被消除。这样，就可充分获得形成静态磁场的效果和防止漏磁通量的效果。
按照第二方面，本发明提供一种静态磁场控制方法，其特点在于在具有上述配置的静态磁场控制方法中，将隔离片分别插到主磁体和辅助磁体之间。
在按照第二方面的静态磁场控制方法中，将隔离片分别插到主磁体和辅助磁体之间，以便于在调节间隔之后易于固定辅助磁体的位置。
按照第三方面，本发明提供一种静态磁场控制方法，其特点在于在具有上述配置的静态磁场控制方法中，每个隔离片都不含有磁体。
在按照第三方面的静态磁场控制方法中，隔离片不影响磁场。
按照第四方面，本发明提供一种静态磁场控制方法，其特点在于在具有上述配置的静态磁场控制方法中，每个隔离片都含有磁体。
在按照第四方面的静态磁场控制方法中，磁场甚至可以由隔离片来调节。
按照第五方面，本发明提供一种静态磁场控制方法，其特点在于在具有上述配置的静态磁场控制方法中，在主磁体和辅助磁体之间定义一个间隙。
在按照第五方面的静态磁场控制方法中，对间隙可以自由进行再调节。
按照第六方面，本发明提供一种磁共振成像装置，它包括：一对主磁体，其正表面相互面对，二者之间插有间隙，其中置放对象，主磁体的其中一个具有圆盘形状，所述圆盘形状包括中心部分和从中心部分向主磁体之间的空间凸出的外周边缘部分，其中外周边缘部分与主磁体的其中一个结合在一起；磁连接主磁体背表面的磁轭；分别放置在主磁体周围且方向与主磁体相斥的多个辅助磁体；以及可分别调节主磁体和辅助磁体之间间隔的间隔控制装置。
在按照第六方面的磁共振成像装置中，将主磁体和辅助磁体之间的间隔调节成：静态磁场能够形成且泄漏而扩展到主磁体外周的磁场能被抑制。
按照第七方面，本发明提供一种磁共振成像装置，其特点在于在具有上述配置的磁共振成像装置中，每个主磁体具有前外周边缘部分，所述前外周边缘部分具有比其中心部分凸出的形状。
在按照第七方面的磁共振成像装置中，静态磁场的均匀度可以因主磁体的形状而增强。
按照第八方面，本发明提供一种磁共振成像装置，其特点在于在具有上述配置的磁共振成像装置中，一个主磁体的正表面具有的磁极对应于S极，另一主磁体的正表面具有的磁极对应于N极。
在按照第八方面的磁共振成像装置中，静态磁场可以在对象进入的空间中适当产生。
按照第九方面，本发明提供一种磁共振成像装置，其特点在于在具有上述配置的磁共振成像装置中，主磁体的磁化方向对应于该对主磁体互相面对的方向。
在按照第九方面的磁共振成像装置中，静态磁场可以在对象进入的空间中适当产生。
按照第十方面，本发明提供一种磁共振成像装置，其特点在于在具有上述配置的磁共振成像装置中，放置在正表面具有S极的相应主磁体周围的每个辅助磁体外部具有的磁极对应于N极，且放置在正表面具有N极的相应主磁体周围的每个辅助磁体外部具有的磁极对应于S极。
按照第十方面的磁共振成像装置能够按照主磁体的磁场方向和每个辅助磁体的磁场方向形成主磁体内的静态磁场并适当抑制主磁体周围的磁场泄漏。
按照第十一方面，本发明提供一种磁共振成像装置，其特点在于在具有上述配置的磁共振成像装置中，辅助磁体的磁化方向对应于向空间中心倾斜的方向，对象从与该对主磁体的相对方向成正交的方向进入该空间。
在按照第十一方面的磁共振成像装置中辅助磁体的磁化方向倾斜，从而能形成主磁体内的静态磁场并适当抑制主磁体周围的磁场泄漏。
按照第十二方面，本发明提供一种磁共振成像装置，其特点在于在具有上述配置的磁共振成像装置中，辅助磁体的磁化方向对应于与该对主磁体的相对方向成正交的方向。
按照第十二方面的磁共振成像装置易于操纵，因为辅助磁体的磁化方向易于确定。
按照第十三方面，本发明提供一种磁共振成像装置，其特点在于在具有上述配置的磁共振成像装置中，将隔离片插到相应的主磁体及其周围的辅助磁体之间。
在按照第十三方面的磁共振成像装置中，将隔离片插到相应的主磁体及其周围的辅助磁体之间，这样在调节间隔后辅助磁体的位置易于固定。
按照第十四方面，本发明提供一种磁共振成像装置，其特点在于在具有上述配置的磁共振成像装置中，间隔片不含有磁体。
在按照第十四方面的磁共振成像装置中，间隔片不影响磁场。
按照第十五方面，本发明提供一种磁共振成像装置，其特点在于在具有上述配置的磁共振成像装置中，间隔片含有磁体。
在按照第十五方面的磁共振成像装置中，磁场甚至可以由隔离片来调节。
按照第十六方面，本发明提供一种磁共振成像装置，其特点在于在具有上述配置的磁共振成像装置中，在主磁体及其周围放置的辅助磁体之间分别定义一个间隙。
在按照第五方面的静态磁场控制方法中，对间隙可以自由进行再调节。
按照本发明的静态磁场控制方法和磁共振成像装置，泄漏而扩展到主磁体外周的磁场可以被抑制。
按照本发明的静态磁场控制方法和磁共振成像装置可以用于MR图像的摄影。
从如附图所示的对本发明优选实施例的以下说明就可对本发明的其它目的和优点一目了然。
附图说明
图1示出按照实施例1的磁共振成像装置的静态磁场发生磁体的正视图。
图2示出沿图1中线A-A’的截面图。
图3示出沿图1中线B-B’的截面图。
图4示出由主磁体形成的磁场的说明视图。
图5示出由辅助磁体使磁场均匀化的效果的说明视图。
图6示出由辅助磁体抑制泄漏磁场的效果的说明视图。
图7示出按照实施例3的磁共振成像装置的静态磁场发生磁体的正视图。
图8示出沿图7中线A-A’的截面图。
图9示出按照实施例4的磁共振成像装置的辅助磁体的磁化方向的说明视图。
具体实施方式
以下用附图中所示的实施例更加详细的说明本发明。顺便说一下，这些并不限制本发明。
〔实施例1〕
图1示出按照实施例1的磁共振成像装置100的静态磁场发生磁体部分的正视图。图2示出沿图1中线A-A’的截面图。图3示出沿图1中线B-B’的典型剖面图。
磁共振成像装置100配备有：上主磁体1u和下主磁体1b，二者的正面在垂直方向上互相面对，其中的空间放入对象；上磁轭2u、右磁轭2r、下磁轭2b和左磁轭2l，它们磁连接主磁体1u和1b的背面；多个上辅助磁体3u，放置在上主磁体1u的周围；上支架台4u用于固定每个上辅助磁体3u相对上磁轭2u的高度；多个下辅助磁体3b，放置在下主磁体1b的周围；下支架台4b用于固定每个下辅助磁体3b相对下磁轭2b的高度；为每个辅助磁体提供的间隔调节机件10，用于调节上主磁体1u和每个上辅助磁体3u的间隔以及下主磁体1b和每个下辅助磁体3b的间隔；上隔离片14u，插放在上主磁体1u和上辅助磁体3u之间，以及下隔离片14b，插放在下主磁体1b和下辅助磁体3b之间。
每个主磁体1u和1b均形成为圆盘形，其正表面的外周边缘部分从其中心部分凸出来。
如图3通常所示(将L形件11、螺栓12和压板13省略)，主磁体1u和1b的磁化方向为垂直方向。上主磁体1u的正表面具有的磁极对应于S极，且下主磁体1b的正表面具有的磁极对应于N极。
辅助磁体3u和3b取分段环形。
如图3所示，辅助磁体3u和3b的磁化方向对应于向空间中心倾斜的方向，对象从水平方向进入该空间。上辅助磁体3u的外部具有的磁极对应于N极，下辅助磁体3b的外部具有的磁极对应于S极。
主磁体1u和1b以及辅助磁体3u和3b的材料是，例如：钕(Nd-Fe-B)磁体材料，钐钴(SmCo)磁体材料，铝镍钴合金(MK钢)磁体材料或铁氧体磁体材料。
支架台4u和4b的材料是塑料，例如以下任何一种：聚丙烯、聚丁烯对苯二酸盐、ABS树脂、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基戊烯、聚乙醛、聚氯乙烯、聚苯醚，或其中两种或多种的组合。
每个间隔调节机件10包括L形件11、螺栓12和压板13。
如图1和2所示，对应于每个下辅助磁体3b的部分L形件11嵌入到其对应的下支架台4b中。螺栓12与L形件11保持啮合。下辅助磁体3b通过磁力拒斥下主磁体1b，但由下支架台4b通过压板13、螺栓12和L形件11对抗该拒斥力地进行支撑。由于下主磁体1b和下支架台4b的位置是固定的，转动螺栓12就可以调节下辅助磁体3b相对下主磁体1b的位置。
上主磁体1u，上支架台4u和上辅助磁体3u之间的关系也类似于以上所述。
上隔离片14u和下隔离片14b的形成方法是：调节上辅助磁体3u相对上主磁体1u的位置以及下辅助磁体3b相对下主磁体1b的位置，然后装入粘接剂(例如，环氧树脂)。
顺便说一下，可以将对应于非磁性材料或物体的填充料(例如塑料珠)混合到粘接剂中。
图4中的黑色箭头表示主磁体1u和1b所形成的磁场。
主磁体1u和1b在对象进入的空间中心形成垂直延伸的静态磁场BO。但磁场Bn和Bm延伸到主磁体1u和1b周围的外部。
辅助磁体3u和3b所形成的磁场在图5中用白色箭头表示。
由于辅助磁体3u和3b在主磁体1u和1b内所形成的磁场Bb在方向上和主磁体1u和1b所形成的磁场Bn一致，它们将欲向外扩展的磁场Bn带回到它们的内侧。如果对上主磁体1u和每个上辅助磁体3u之间的间隔以及下主磁体1b和每个下辅助磁体3b之间的间隔加以调节，磁场Bn的均匀度就可改善。
而且，虽然辅助磁体3u和3b在主磁体1u和1b周围所形成的磁场Ba扩展到外部，如图6所示，其扩展方式类似于主磁体1u和1b的磁场Bm，但它们的极性是相反的。所以，辅助磁体3u和3b在外部所形成的磁场Ba抵消了主磁体1u和1b的磁场Bm。如果对上主磁体1u和每个上辅助磁体3u之间的间隔以及下主磁体1b和每个下辅助磁体3b之间的间隔加以调节，泄漏而向主磁体1u和1b的外周扩展的磁场Bm就可被抑制。
〔实施例2〕
隔离片14u和14b可以用与磁性物体相对应的混有填充料(例如铁氧体珠)的粘接剂制成。
改变磁性物体的材料及其混合的数量就可以控制辅助磁体3u和3b的效果。
〔实施例3〕
图7和8分别示出按照实施例3的磁共振成像装置200。
磁共振成像装置200具有在上主磁体1u和上辅助磁体3u之间所定义的间隙g和在下主磁体1b和下辅助磁体3b之间所定义的间隙g。
〔实施例4〕
如图9所示，辅助磁体3u和3b的磁化方向可以设置为水平方向。
可以配置许多本发明的不同实施例而不背离本发明的精神和范围。应理解：除在所附权利要求书中所定义的之外，本发明不限于说明书中所述的具体实施例。

Claims (18)

1.一种静态磁场控制方法，它包括以下步骤：
在静态磁场发生磁体的一对主磁体周围放置多个辅助磁体，使得一对主磁体的正面相互面对而在所述一对主磁体之间形成空间，所述一对主磁体包括上主磁体和下主磁体，其中所述多个辅助磁体被设置成分别与上主磁体和下主磁体的每一个相斥的方向，其特征在于，所述上主磁体和下主磁体的每一个具有圆盘形状，所述圆盘形状包括中心部分和从所述中心部分向所述一对主磁体的正面之间的空间凸出的外周边缘部分，其中外周边缘部分分别与所述上主磁体和下主磁体的每一个结合在一起；
通过使用磁轭磁连接所述一对主磁体的背面；
通过使用支架台固定所述多个辅助磁体的每一个相对于至少一个磁轭的高度；
分别调节所述主磁体和辅助磁体之间的间隔从而形成静态磁场；以及
抑制泄漏到所述主磁体外周的磁场。
2.如权利要求1所述的静态磁场控制方法，其特征在于，将隔离片分别插到所述主磁体和所述辅助磁体之间。
3.如权利要求2所述的静态磁场控制方法，其特征在于，每个隔离片不含有磁体。
4.如权利要求2所述的静态磁场控制方法，其特征在于，每个隔离片包括磁体。
5.如权利要求2所述的静态磁场控制方法，其特征在于，其中一个隔离片包括粘接剂和粘接剂与填充料组合的至少其中一个。
6.如权利要求1所述的静态磁场控制方法，其特征在于，间隙在所述主磁体和所述辅助磁体之间被定义。
7.如权利要求1所述的静态磁场控制方法，还包括在所述一对主磁体的正面之间的空间中放入对象。
8.一种磁共振成像装置，它包括：
一对主磁体，所述一对主磁体包括上主磁体和下主磁体，其中所述一对主磁体的正面相互面对而在所述一对主磁体之间形成空间，其特征在于，所述上主磁体和下主磁体的每一个具有圆盘形状，所述圆盘形状包括中心部分和从所述中心部分向所述一对主磁体的正面之间的空间凸出的外周边缘部分，其中外周边缘部分分别与所述上主磁体和下主磁体的每一个结合在一起；
磁轭，它们磁连接所述一对主磁体的背面；
多个辅助磁体，它们放置在所述一对主磁体周围且方向与所述上主磁体和下主磁体相斥；以及
支架台，其固定所述多个辅助磁体的每一个相对于至少一个磁轭的高度；
间隔控制装置，它分别调节所述主磁体和所述辅助磁体之间的间隔。
9.如权利要求8所述的磁共振成像装置，其特征在于，其中所述上主磁体的正面具有的磁极对应于S极，所述下主磁体的正面具有的磁极对应于N极。
10.如权利要求9所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述主磁体的磁化方向对应于所述这对主磁体互相面对的方向。
11.如权利要求8所述的磁共振成像装置，其特征在于，放置在所述上主磁体周围的每个所述辅助磁体外部具有的磁极对应于N极，且放置在所述下主磁体周围的每个所述辅助磁体外部具有的磁极对应于S极。
12.如权利要求11所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述辅助磁体的所述磁化方向对应于向空间中心倾斜的方向，对象从与所述该对主磁体的相对方向成正交的方向进入所述空间。
13.如权利要求11所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述辅助磁体的所述磁化方向对应于与所述该对主磁体的相对方向成正交的方向。
14.如权利要求8所述的磁共振成像装置，其特征在于，将隔离片插到所述相应的主磁体及放置在所述相应的主磁体周围的所述辅助磁体之间。
15.如权利要求14所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述隔离片不含有磁体。
16.如权利要求14所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述隔离片包括磁体。
17.如权利要求8所述的磁共振成像装置，其特征在于，间隙分别在所述主磁体和位于所述主磁体周围的所述辅助磁体之间被定义。
18.如权利要求8所述的磁共振成像装置，其特征在于，对象被放入所述一对主磁体的正面之间的空间中。
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