CN204808987U - 磁共振成像系统的超导磁体和磁共振成像系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种磁共振成像系统的超导磁体和磁共振成像系统。包括：一主体，呈圆筒状；以及一个或多个牵引装置，沿径向分布于所述主体的端面，分别用于牵引所述超导磁体的匀场块沿径向移动。本实用新型可简化客户现场安装程序，避免重复升场/降场从而节约安装现场的时间同时降低由此产生的致冷剂的消耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及磁共振成像技术领域，特别是磁共振成像系统的超导磁体。
背景技术
磁共振成像(MagneticResonanceImaging，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(RadioFrequency，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。
主磁场的均匀性是磁共振图像质量的关键因素。特定范围内的主磁场的不均匀性所导致的磁共振图像的几何变形与该不均匀性成比例。通常采用匀场措施对特定范围内的磁场均匀性进行改善。
在MRI系统安装阶段期间，通常经过设计，将小片铁磁性材料(例如软钢板)放置在围绕成像区域周围的匀场通道中的经过计算得出的特定位置，以在本领域所称的无源匀场过程中补偿由磁体产生的磁场中的不均匀性。无源匀场过程需要重复进行升场/降场的操作，此类操作不仅花费大量时间并会导致致冷剂(液氦)消耗。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种磁共振成像系统的超导磁体，包括：一主体，呈圆筒状；一个或多个牵引装置，沿径向分布于所述主体的端面，分别用于牵引所述超导磁体的匀场块沿径向移动。
优选地，所述牵引装置，包括：一个或多个导轨，沿径向分布于所述端面；一个或多个匀场部，一一可移动地安装于所述导轨上，分别用于承载一个或多个匀场块；一个或多个传动部，一一匹配于所述导轨或所述匀场部，分别用于传动所述匀场部沿所述导轨移动。
优选地，所述传动部包括一齿轮，所述匀场部包括一第一齿条，所述第一齿条与所述齿轮匹配安装。
优选地，所述传动部包括一第一螺杆，所述匀场部的外壁包括一外壁螺纹，所述匀场部套装于所述导轨，所述外壁螺纹与所述第一螺杆匹配。
优选地，所述导轨包括一第二螺杆，所述传动部是一螺母，所述匀场部的内壁包括一内壁螺纹，所述匀场部套装于所述第二螺杆，所述内壁螺纹与所述第二螺杆匹配。
优选地，所述牵引装置，还包括：一个或多个驱动部，一一匹配于所述传动部设置，分别用于驱动所述传动部。
优选地，所述驱动部是一手柄或一电机。
优选地，所述牵引装置，还包括：一个或多个锁定部，一一匹配于所述匀场部设置，分别用于在导轨上锁定所述匀场部。
优选地，还包括：一个或多个匀场块，固定于所述牵引装置，所述匀场块呈条状或扇形或梯形。
本实用新型还提供一种磁共振成像系统，包括如上任一所述的超导磁体。
根据本实用新型的具体实施例的磁共振成像系统的超导磁体，可简化客户现场安装程序，避免重复升场/降场从而节约安装现场的时间同时降低由此产生的致冷剂的消耗。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：
图1A是根据本实用新型的具体实施例的超导磁体的端面轴向视图。
图1B是根据本实用新型的具体实施例的超导磁体的侧面径向视图。
图2是根据本实用新型的具体实施例之一的超导磁体的端面轴向视图。
图3是根据本实用新型的具体实施例之二的超导磁体的端面轴向视图。
图4是根据本实用新型的具体实施例之三的超导磁体的端面轴向视图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举具体实施例对本实用新型进一步详细说明。
本实用新型旨在提供用于对超导磁体(圆筒状)进行匀场同时避免频繁升场/降场的设备。
图1A是根据本实用新型的具体实施例的磁共振成像系统的超导磁体的端面轴向视图。图1B是根据本实用新型的具体实施例的超导磁体的侧面径向视图。如图1A和图1B所示，根据本实用新型的具体实施例的磁共振成像系统的超导磁体100，包括：一主体101，呈圆筒状，所述主体101包括一前端面1011和一后端面1012；一个或多个牵引装置102，沿径向分布于所述主体101的所述前端面1011和所述后端面1012，分别用于牵引所述超导磁体100的匀场块沿径向移动。
如图1A和图1B所示，匀场块布置在磁体的前端面1011与后端面1012上，例如，其具有50*50*10mm的大小，在径向上匀场块可移动240mm从而调整磁场均匀性，每一匀场块上的最大力在轴向上为约454N且在径向上为77N，可通过对牵引装置进行固化设置来保持结构稳定。发明人基于对磁场各阶谐波变化的比较及分析，得出以下结论：通过一个匀场块或多个匀场块的组合在超导磁体的前端面和后端面上的移动，可补偿所有1至2次谐波并可用于补偿更高次项的谐波。在实施根据本实用新型的具体实施例的磁共振成像系统的超导磁体的过程中，可对匀场块的大小及形状、匀场块的数量和位置、移动距离等进行调整，从而进一步提高效率。
具体而言，本实用新型的具体实施例的磁共振成像系统的超导磁体还包括多个匀场块，所述匀场块固定在磁体的前端及/或后端的牵引装置上且可以在牵引装置上沿主体的前端面或后端面的径向移动。
匀场块由软钢板制成，具有矩形、扇形、梯形或其他适当形状，其厚度小于其长度和宽度。匀场块安装在对应的牵引装置上，且仅可在径向方向上移动。基于现场测量和匀场计算的结果，可通过各种方法(齿轮及齿条机构、螺杆及螺母机构)手动地或自动地(通过液压作动器、压电陶瓷电机)准确地移动至指定位置。
超导磁体在致冷剂环境(例如，液氦)下工作，其中在磁体组装过程中由于从室温到致冷剂温度，超导磁体的超导线圈的几何结构会收缩改变，从而导致超导磁体最终的均匀性与设计值产生差异。为补偿这种均匀性的差异，必须在制造工艺期间对超导线圈进行调整。根据本实用新型的具体实施例的磁共振成像系统的超导磁体通过将匀场块固定于牵引装置并通过牵引装置调整匀场块的位置来补偿由于收缩所致的均匀性差异，从而避免制造工艺期间进行复杂的调整并提高生产率。
利用本实用新型的具体实施例的超导磁体，可通过使用以下匀场方法，避免在客户安装现场进行现有技术的“无源匀场”过程，从而简化客户安装现场的匀场过程：A)出厂前，对超导磁体利用“无源匀场”过程进行预匀场以达到均匀性规格；B)在客户安装现场，利用本实用新型的具体实施例的超导磁体的牵引装置调整匀场块的位置以补偿由环境改变导致的磁场的不均匀性。
利用本实用新型的具体实施例的超导磁体的匀场方法可简化客户现场安装程序，避免重复升场/降场从而节约安装现场的时间同时降低由此产生的致冷剂的消耗。利用本实用新型的具体实施例的超导磁体的匀场方法还可避免制造期间的超导磁体的调整过程来增加超导磁体的制造效率。同时，本实用新型的具体实施例的超导磁体还可减少匀场通道的体积从而节省空间，进而扩大扫描孔径为患者提供更舒适的感觉。
图2是根据本实用新型的具体实施例之一的超导磁体的端面轴向视图。如图2所示，根据本实用新型的具体实施例之一的超导磁体200的牵引装置202，包括：一个或多个导轨2021，沿径向分布于所述主体201的端面；一个或多个匀场部2022，一一可移动地安装于所述导轨2021上，分别用于固定一个或多个匀场块；一个或多个传动部2023，一一匹配于所述导轨或所述匀场部2022设置，分别用于传动所述匀场部2022沿所述导轨2021移动。
具体而言，所述导轨2021包括一滑杆或一凸缘，所述传动部2023包括一齿轮，所述匀场部2022的外壁包括一第一齿条，所述第一齿条与所述齿轮匹配安装。利用本实用新型的具体实施例之一的超导磁体，通过使用一手柄转动齿轮即可移动第一齿条从而调整匀场部的位置，由此固定于匀场部的匀场块即可沿导轨平滑移动。利用本实用新型的具体实施例之一的超导磁体还包括一锁定部，可通过锁定部锁定匀场部相对于导轨的位置。利用本实用新型的具体实施例之一的超导磁体可通过齿轮的转动匝数准确控制移动距离。
图3是根据本实用新型的具体实施例之二的超导磁体的端面轴向视图。如图3所示，根据本实用新型的具体实施例之二的超导磁体300的牵引装置302，包括：一个或多个导轨3021，沿径向分布于所述主体301的端面；一个或多个匀场部3022，一一可移动地安装于所述导轨3021上，分别用于固定一个或多个匀场块；一个或多个传动部3023，一一匹配于所述导轨或所述匀场部3022设置，分别用于传动所述匀场部3022沿所述导轨3021移动。
具体而言，所述导轨3021包括一滑杆或一凸缘，所述传动部3023包括一第一螺杆，所述匀场部3022的外壁包括一外壁螺纹，所述匀场部3022套装于所述滑杆或所述凸缘，所述外壁螺纹与所述第一螺杆匹配。
利用本实用新型的具体实施例之二的超导磁体，通过使用一电机303驱动第一螺杆从而带动第一套管即可调整匀场部的位置，由此固定于匀场部的匀场块即可沿导轨平滑移动。具体而言，基于磁场测量的结果，匀场软件3031可判定每一匀场块的新位置并控制电机驱动第一螺杆以相应地沿导轨移动匀场块。
图4是根据本实用新型的具体实施例之三的超导磁体的端面轴向视图。如图4所示，根据本实用新型的具体实施例之三的超导磁体400的牵引装置402，包括：一个或多个导轨4021，沿径向分布于所述主体401的端面；一个或多个匀场部4022，一一可移动地安装于所述导轨4021上，分别用于固定一个或多个匀场块；一个或多个传动部4023，一一匹配于所述导轨或所述匀场部4022设置，分别用于传动所述匀场部4022沿所述导轨4021移动。
具体而言，所述导轨4021包括一第二螺杆，所述传动部4023是一螺母，所述匀场部4022包括一内壁螺纹，所述匀场部4022套装于所述第二螺杆，所述内壁螺纹与所述第二螺杆匹配。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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)
1.一种磁共振成像系统的超导磁体，其特征在于，包括：
一主体，呈圆筒状；
一个或多个牵引装置，沿径向分布于所述主体的端面，分别用于牵引所述超导磁体的匀场块沿径向移动。
2.如权利要求1所述的超导磁体，其特征在于，所述牵引装置，包括：
一个或多个导轨，沿径向分布于所述端面；
一个或多个匀场部，一一可移动地安装于所述导轨上，分别用于承载一个或多个匀场块；
一个或多个传动部，一一匹配于所述导轨或所述匀场部，分别用于传动所述匀场部沿所述导轨移动。
3.如权利要求2所述的超导磁体，其特征在于，所述传动部包括一齿轮，所述匀场部的外壁包括一第一齿条，所述第一齿条与所述齿轮匹配安装。
4.如权利要求2所述的超导磁体，其特征在于，所述传动部包括一第一螺杆，所述匀场部的外壁包括一外壁螺纹，所述匀场部套装于所述导轨，所述外壁螺纹与所述第一螺杆匹配。
5.如权利要求2所述的超导磁体，其特征在于，所述导轨包括一第二螺杆，所述传动部是一螺母，所述匀场部的内壁包括一内壁螺纹，所述匀场部套装于所述第二螺杆，所述内壁螺纹与所述第二螺杆匹配。
6.如权利要求2所述的超导磁体，其特征在于，所述牵引装置，还包括：一个或多个驱动部，一一匹配于所述传动部设置，分别用于驱动所述传动部。
7.如权利要求6所述的超导磁体，其特征在于，所述驱动部是一手柄或一电机。
8.如权利要求2所述的超导磁体，其特征在于，所述牵引装置，还包括：一个或多个锁定部，一一匹配于所述匀场部设置，分别用于在导轨上锁定所述匀场部。
9.如权利要求1-8任一所述的超导磁体，其特征在于，还包括：一个或多个匀场块，固定于所述牵引装置，所述匀场块呈条状或扇形或梯形。
10.一种磁共振成像系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的超导磁体。
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2015
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