CN203811790U - 一种超导磁体及磁共振成像系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施方式公开了一种超导磁体和磁共振成像系统。该超导磁体包括：一内部线圈，一外部线圈和一支柱结构，其中，所述支柱结构呈柱状，所述支柱结构的轴向垂直于所述内部线圈和外部线圈的轴向；所述外部线圈包括一开口，所述支柱结构的一第一端穿过所述开口并与所述外部线圈的内表面连接；所述支柱结构包括一孔洞，所述内部线圈穿过所述孔洞并连接在所述支柱结构上。根据本实用新型的具体实施例的超导磁体使得悬挂外部线圈产生的负重可以直接传导至地面而无须使用连接到低温容器进而连接到外部真空容器的悬挂元件；并由此带来诸多有益效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及磁共振成像(MRI)技术领域，特别涉及一种超导磁体以及应用该超导磁体的磁共振成像系统。
背景技术
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是利用磁共振现象进行成像的一种技术。磁共振现象的原理主要包括：包含单数质子的原子核，例如人体内广泛存在的氢原子核，其质子具有自旋运动，犹如一个小磁体，并且这些小磁体的自旋轴没有一定的规律，如果施加外在磁场，这些小磁体将按外在磁场的磁力线重新排列，具体为在平行于或反平行于外在磁场磁力线的两个方向排列，将上述平行于外在磁场磁力线的方向称为正纵向轴，将上述反平行于外在磁场磁力线的方向称为负纵向轴；原子核只具有纵向磁化分量，该纵向磁化分量既具有方向又具有幅度。用特定频率的射频(Radio Frequency，RF)脉冲激发处于外在磁场中的原子核，使这些原子核的自旋轴偏离正纵向轴或负纵向轴，产生共振，这就是磁共振现象。上述被激发的原子核的自旋轴偏离正纵向轴或负纵向轴之后，该原子核就具有了横向磁化分量。停止发射射频脉冲后，被激发的原子核发射回波信号，将吸收的能量逐步以电磁波的形式释放出来，其相位和能级都恢复到激发前的状态，将原子核发射的回波信号经过空间编码等进一步处理即可重建图像。
现有技术中，磁共振成像系统的超导磁体通常包括一内部线圈以及集成安装或分离安装的一列外部线圈(或称屏蔽线圈)。此超导磁体位于一低温容器内，该低温容器位于一绝热层内，该绝热层位于一外部真空容器(Outer Vacuum Container，OVC)内，在任何情况下，病患都必须相对于超导磁体中心点的位置来保证高质量的磁共振图像。具体而言，通过将超导磁体支架固定于低温容器的孔径的方式将超导磁体支撑在低温容器内部，低温容器的外表面具有悬架元件，该悬架元件的室温端连接在外部真空容器上。
西门子专利(公开号WO2008032110A1)公开了一种悬架支柱，其中超导磁体被一悬架支柱所支撑，同时该悬架支柱还支撑着隔热层和低温容器或外部真空容器；在西门子专利(公开号WO2008032110A1)的技术方案中，外部线圈(屏蔽线圈)通过一机械支撑结构安装在内部线圈上，从而保证内部线圈和外部线圈之间的位置关系。
但是上述现有技术中超导磁体的外部线圈和内部线圈的空间精度还可以进一步提高，同时现有技术的加工制造成本也特别昂贵。
实用新型内容
为了提高超导磁体的内部线圈和外部线圈的空间精度，根据本实用新型的具体实施例提供一种超导磁体，包括：一内部线圈，一外部线圈和一支柱结构，其中，所述支柱结构呈柱状，所述支柱结构的轴向垂直于所述内部线圈和外部线圈的轴向；所述外部线圈包括一开口，所述支柱结构的一第一端穿过所述开口并与所述外部线圈的内表面连接；所述支柱结构包括一孔洞，所述内部线圈穿过所述孔洞并连接在所述支柱结构上。
优选地，所述开口与所述支柱结构的外表面连接。
优选地，所述外部线圈包括一个或多个加工开口。
优选地，所述支柱结构是一体成型的或是由多个组件组装成型的。
优选地，所述支柱结构包括一支架和一基座，其中，所述支架位于所述外部线圈内部，所述基座位于所述外部线圈外部。
一种磁共振成像系统，其特征在于，包括任一上述的超导磁体。
优选地，还包括一低温容器，所述低温容器包括一第一安装开口，所述第一安装开口与所述支柱结构的外表面匹配。
优选地，还包括一绝热层，所述绝热层包括一第二安装开口，所述第二安装开口与所述支柱结构的外表面匹配。
优选地，还包括一外部真空容器，所述外部真空容器包括一第三安装开口，所述第三安装开口与所述支柱结构的外表面匹配。
附图说明
图1是根据本实用新型的具体实施例的超导磁体的组装立体图。
图2是根据本实用新型的具体实施例的超导磁体的组装端面图。
图3a是根据本实用新型的具体实施例的超导磁体的支柱结构的示意图。
图3b是根据本实用新型的具体实施例的超导磁体的内部线圈的示意图。
图3c是根据本实用新型的具体实施例的超导磁体的外部线圈的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以阐述性说明本实用新型，并不用于限定本实用新型的保护范围。
根据本实用新型的具体实施例提供一种超导磁体，包括：一内部线圈，一外部线圈和一支柱结构，其中，所述支柱结构呈柱状，所述支柱结构的轴向垂直于所述内部线圈和外部线圈的轴向；所述外部线圈包括一开口，所述支柱结构的一第一端穿过所述开口并与所述外部线圈的内表面连接；所述支柱结构包括一孔洞，所述内部线圈穿过所述孔洞并连接在所述支柱结构上。
图1是根据本实用新型的具体实施例的超导磁体的组装立体图；图2是根据本实用新型的具体实施例的超导磁体的组装端面图；图3a是根据本实用新型的具体实施例的超导磁体的支柱结构的示意图；图3b是根据本实用新型的具体实施例的超导磁体的内部线圈的示意图；图3c是根据本实用新型的具体实施例的超导磁体的外部线圈的示意图。
根据本实用新型的具体实施例的超导磁体包括一内部线圈200，一外部线圈300和一支柱结构100。具体而言，如图1、图2所示，所述支柱结构100呈圆柱状或其他柱状结构，所述支柱结构100的轴向垂直于所述内部线圈200和外部线圈300的轴向；一方面，如图3a和3c所示，外部线圈300包括一开口301，所述开口位于所述外部线圈300的下方，所述开口301的大小和形状匹配于所述支柱结构100的外表面，所述支柱结构100的上端可以穿过所述开口301，因此所述支柱结构100的第一端(上端)与所述外部线圈300的内表面连接从而支撑所述外部线圈300；另一方面，如图3a和3b所示，所述支柱结构100包括一个孔洞101，该孔洞101的大小和形状匹配于所述内部线圈200的外径，因此所述内部线圈200可以穿过该孔洞101被支撑在所述支柱结构100上；如图3a所示，所述支柱结构100的一第二端(下端)抵靠一表面(例如地面或低温容器的底面或OVC的底面)，从而支撑根据本实用新型的具体实施例的超导磁体。
所述支柱结构100一体成型或组装成型。具体而言，该超导磁体的所述支柱结构100是由多个组件组装成型的，其中，所述支柱结构100包括一基座和一支架，其中，所述支架103包括所述孔洞101和支柱结构100的第一端，其中，所述第一端(上端)与所述外部线圈300的内表面连接从而支撑所述外部线圈300，因此所述内部线圈200可以穿过该孔洞101被支撑在所述支架上；所述基座包括所述第二端，所述第二端(下端)抵靠一表面(例如地面或低温容器的底面或OVC的底面)，从而支撑根据本实用新型的具体实施例的超导磁体。
组装成型的所述支柱结构100可以提高其与所述内部线圈200和所述外部线圈300之间的连接性能以及导热性能，另外可以降低超导磁体的组装难度。另外，所述内部线圈200和外部线圈300(包括线圈本体和线圈支架)可由现有技术中任意方式制造。
所述超导磁体的组装方法包括：首先，将支柱结构100的上端穿过外部线圈300的开口301进而将支柱结构100的上端与外部线圈300的与开口301相对的内表面固定，固定的方式包括多种已知方式：黏着接合、紧固件、联锁结构等等，而使外部线圈300准确地固定并保持与支柱结构100的相对位置；然后，将内部线圈200穿过支柱结构100的孔洞101并与支柱结构100固定，固定的方式包括多种已知方式：黏着接合、紧固件、联锁结构等等，而使内部线圈200与外部线圈300同轴地安装。
为了能够接触到内部线圈，外部线圈还包括一个或多个加工开口，通过所述加工开口可以方便完成内部线圈的制作。
根据本实用新型的具体实施例的磁共振成像系统，除了包括根据本实用新型的具体实施例的超导磁体，还包括低温容器或绝热层或外部真空容器。其中所述超导磁体的内部线圈和外部线圈完全位于所述低温容器内，该低温容器位于所述绝热层内，所述绝热层位于所述外部真空容器(Outer Vacuum Container，OVC)内；所述低温容器、所述绝热层和所述外部真空容器都包括一安装开口，所述安装开口与所述支柱结构的外表面匹配，使得所述支柱结构可以穿过所述低温容器、所述绝热层和所述外部真空容器与外部线圈连接，进而将内部线圈安装进入外部线圈之内。
根据本实用新型的具体实施例的超导磁体使得悬挂外部线圈产生的负重可以直接传导至地面而无须使用连接到低温容器进而连接到外部真空容器的悬挂元件。第一，根据本实用新型的具体实施例的超导磁体可以应用在无需低温容器的磁共振成像系统中，这是一个优点；第二，在使用低温容器的磁共振成像系统中，也可以利用根据本实用新型的具体实施例的超导磁体使得低温容器无需支撑超导磁体的重量，由此可以采用壳体更薄的低温容器从而减少材料费用；第三，支柱结构同时支撑内部线圈和外部线圈，因此无需内部线圈和外部线圈之间的专门支撑部件；第四，由于根据本实用新型的具体实施例的超导磁体的支柱结构与内部线圈和外部线圈的接触面积较大，因此其间的接触压力减少，所以支柱结构与内部线圈和外部线圈接触位置损坏的风险也相应降低，而现有技术的悬架方式则由于接触位置的接触压力较大而容易损坏；第五，根据本实用新型的具体实施例的超导磁体可以显著降低加工制造难度并且因此降低加工制造成本。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超导磁体，其特征在于，包括：一内部线圈，一外部线圈和一支柱结构，其中，
所述支柱结构呈柱状，所述支柱结构的轴向垂直于所述内部线圈和外部线圈的轴向；
所述外部线圈包括一开口，所述支柱结构的一第一端穿过所述开口并与所述外部线圈的内表面连接；
所述支柱结构包括一孔洞，所述内部线圈穿过所述孔洞并连接在所述支柱结构上。
2.如权利要求1所述的超导磁体，其特征在于，所述开口与所述支柱结构的外表面连接。
3.如权利要求1所述的超导磁体，其特征在于，所述外部线圈包括一个或多个加工开口。
4.如权利要求1所述的超导磁体，其特征在于，所述支柱结构是一体成型的或是由多个组件组装成型的。
5.如权利要求1所述的超导磁体，其特征在于，所述支柱结构包括一支架和一基座，其中，所述支架位于所述外部线圈内部，所述基座位于所述外部线圈外部。
6.如权利要求1所述的超导磁体，其特征在于，所述支柱结构是圆柱、棱柱或轴向截面为梯形的柱体。
7.一种磁共振成像系统，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一所述的超导磁体。
8.如权利要求7所述的磁共振成像系统，其特征在于，还包括一低温容器，所述低温容器包括一第一安装开口，所述第一安装开口与所述支柱结构的外表面匹配。
9.如权利要求7所述的磁共振成像系统，其特征在于，还包括一绝热层，所述绝热层包括一第二安装开口，所述第二安装开口与所述支柱结构的外表面匹配。
10.如权利要求7所述的磁共振成像系统，其特征在于，还包括一外部真空容器，所述外部真空容器包括一第三安装开口，所述第三安装开口与所述支柱结构的外表面匹配。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112858971A (zh) * | 2019-11-26 | 2021-05-28 | 西门子(深圳)磁共振有限公司 | 磁共振成像装置的超导磁体及磁共振成像装置 |
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2014
- 2014-03-31 CN CN201420152583.5U patent/CN203811790U/zh not_active Expired - Lifetime
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