CN215678731U - 一种超导磁体组件及磁共振设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及医疗器械技术领域，公开了一种超导磁体组件及磁共振设备。所述超导磁体组件包括超导磁体和超导磁体匀场结构，超导磁体上设置有通孔，所述超导磁体匀场结构包括支撑组件和匀场条组件，支撑组件环绕设置在所述通孔内，所述支撑组件与所述超导磁体的内壁连接并形成容纳腔，所述支撑组件的内壁被配置为支撑梯度线圈，匀场条组件设置在所述容纳腔内。本实用新型的超导磁体组件产生的磁场均匀性好、且稳定性好。本实用新型的磁共振设备，通过设置上述的超导磁体组件，能够保证稳定地进行扫描，成像质量好。

Description

一种超导磁体组件及磁共振设备

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种超导磁体组件及磁共振设备。

背景技术

随着生物医学工程及医学影像学的发展，磁共振成像(Magnetic ResonanceImaging，MRI)作为继电子计算机X射线断层扫描技术后的又一重要医学诊断技术，在医学诊断方面发挥着越来越重要的作用。磁共振成像的原理是利用在均匀的主磁场(B0场)中拉莫尔进动的氢原子，在射频场的激励下发生磁共振现象，运用梯度场的空间编码定位来实现磁共振成像。

在磁共振成像系统中，超导磁体提供了主磁场，主磁场的均匀性是磁共振成像的质量重要因素，而由于加工制作安装及低温收缩带来的误差使得主磁场的均匀度不可能达到理论设计的期望值，所以需要额外的匀场操作。现有技术中，为了改善主磁场的均匀性，通常将硅钢等具有软磁性的材料制成的匀场条固定在梯度线圈内，通过改变匀场条的数量和分布来实现对主磁场均匀性的调节。但是在实际工作中，梯度磁场通电后，一方面，主磁场对其会产生磁场力，使梯度线圈产生一定的震动，尤其在超高场系统中，因此梯度线圈内的匀场条也会随着震动，导致匀场条的匀场效果差；另一方面，梯度磁场本身在工作时散热，匀场条吸热后磁导率发生变化，也会影响其匀场效果。

因此，亟需对现有磁共振设备中匀场条的结构进行改进。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的在于提出一种超导磁体组件，产生的磁场均匀性好、稳定性好。

本实用新型的第二个目的在于提出一种磁共振设备，通过设置上述的超导磁体组件，扫描稳定、成像质量好。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种超导磁体组件，包括超导磁体和超导磁体匀场结构，所述超导磁体上设置有通孔，所述超导磁体匀场结构包括：

支撑组件，环绕设置在所述通孔内，所述支撑组件与所述超导磁体的内壁连接并形成容纳腔，所述支撑组件还被配置为支撑梯度线圈；

匀场条组件，设置在所述容纳腔内。

可选的，所述支撑组件包括：

支撑筒，同轴设置在所述通孔内，所述支撑筒能支撑所述梯度线圈；

支撑条，沿所述通孔的轴向延伸，所述支撑条分别与所述支撑筒的外壁和所述超导磁体的内壁连接，以使所述支撑筒和所述超导磁体间形成所述容纳腔。

可选的，所述支撑组件包括多个所述支撑条，多个所述支撑条沿所述通孔的周向间隔设置。

可选的，所述支撑组件还包括阻尼垫，所述阻尼垫连接于所述支撑筒的内壁。

可选的，所述超导磁体匀场结构还包括第一端环，所述第一端环连接于所述支撑组件的一端，所述匀场条组件的一端与所述第一端环连接。

可选的，所述超导磁体匀场结构还包括第二端环，所述第二端环连接于所述支撑组件的另一端，所述匀场条组件的另一端与所述第二端环连接。

可选的，所述匀场条组件包括主匀场条和至少两个辅匀场条，至少两个所述辅匀场条分别位于所述主匀场条的两侧，所述主匀场条的尺寸大于所述辅匀场条。

一种磁共振设备，包括：

超导磁体，所述超导磁体上设置有通孔；

梯度线圈，设置在所述通孔内；

超导磁体匀场结构，包括支撑组件和匀场条组件，所述支撑组件设置在所述超导磁体和所述梯度线圈之间，且所述支撑组件与所述超导磁体的内壁相配合并形成容纳腔，所述匀场条组件可拆卸的设置于所述容纳腔内。

可选的，所述梯度线圈朝向所述支撑组件的表面设置有冷却通道。

可选的，所述超导磁体匀场结构还包括相对设置的第一端环和第二端环，所述支撑组件从所述第一端环延伸至所述第二端环。

本实用新型有益效果为：

本实用新型的超导磁体组件，通过支撑组件能够将匀场条组件限位于超导磁体和梯度线圈之间，故在工作过程中，梯度线圈产生的震动不会直接传递到匀场条组件上，使得匀场条组件的位置稳定性好，提高其对超导磁体产生磁场的匀场均匀性和稳定性；且梯度线圈产生的热量也不会直接传递至匀场条组件上，使匀场条组件的磁导率保持稳定，进一步保证匀场的稳定性。本实用新型的超导磁体组件产生的磁场均匀性好、且稳定性好。

本实用新型的磁共振设备，通过设置上述的超导磁体组件，能够保证稳定地进行扫描，成像质量好。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的磁共振设备未安装匀场条组件时的端面图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的超导磁体的部分结构示意图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的磁共振设备未安装第一端环时的端面图；

图4是图1中的A-A剖视图；

图5是本实用新型具体实施方式提供的磁共振设备的端面图；

图6是本实用新型具体实施方式提供的磁共振设备在匀场条组件处的局部结构示意图；

图7是本实用新型具体实施方式提供的主匀场条的结构示意图。

图中：

1-超导磁体；

2-支撑组件；21-支撑筒；22-支撑条；23-阻尼垫；

3-匀场条组件；31-主匀场条；311-第一连接部；312-第二连接部；32-辅匀场条；

4-容纳腔；

5-梯度线圈；

6-第一端环；

7-第二端环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供了一种超导磁体组件及磁共振设备，其中磁共振设备可以是单模态的核磁共振成像设备，也可集成有正电子发射型计算机断层显像(positron emissioncomputed tomography，PET)仪或放射治疗(radiation therapy)仪。磁共振设备包括超导磁体组件和梯度线圈5，超导磁体组件能够产生均匀的主磁场，梯度线圈5产生梯度磁场，梯度磁场和主磁场配合作用以使磁共振设备形成成像区域。

优选地，如图1-图4所示，超导磁体组件包括超导磁体1和超导磁体匀场结构，超导磁体匀场结构包括支撑组件2和匀场条组件3，超导磁体1上设置有通孔，支撑组件2环绕设置在通孔内，支撑组件2与超导磁体1的内壁连接并形成容纳腔4，梯度线圈5支撑设置于支撑组件2的内壁，匀场条组件3设置在容纳腔4内。

本实施例的超导磁体组件，通过支撑组件2能够将匀场条组件3限位于超导磁体1和梯度线圈5之间，故在工作过程中，梯度线圈5产生的震动不会直接传递到匀场条组件3上，使得匀场条组件3的位置稳定性好，提高其对超导磁体1产生磁场的匀场均匀性和稳定性；支撑组件2将梯度线圈5和匀场条组件3隔离开，使梯度线圈5产生的热量不会直接传递至匀场条组件3上，使匀场条组件3的磁导率保持稳定，进一步保证匀场的稳定性。本实施例的超导磁体组件产生的磁场均匀性好、且稳定性好，磁共振设备通过设置上述的超导磁体组件，能够保证稳定地进行扫描，成像质量好。本实施例中，超导磁体1、支撑组件2及梯度线圈5均为筒状结构，且同心设置。

优选地，梯度线圈5内开设有冷却通道，在梯度线圈5工作过程中，可以向冷却通道循环通入冷却液，以对梯度线圈5进行降温。在一实施例中，梯度线圈5朝向支撑组件2的表面设置有冷却通道，从而进一步减少梯度线圈5产生的热量传递至匀场条组件3上，保证匀场条组件3匀场效果的稳定性。

具体地，如图2和图3所示，支撑组件2包括支撑筒21和支撑条22，其中支撑筒21同轴设置在通孔内，梯度线圈5支撑于支撑筒21的内壁，支撑条22沿通孔的轴向延伸，支撑条22分别与支撑筒21的外壁和超导磁体1的内壁连接，从而使支撑筒21和超导磁体1间形成容纳腔4。每个容纳腔4内可容纳单组匀场条组件3，或者多组匀场条组件3。整个支撑组件2的结构简单，便于实现。可选地，支撑条22可以是一体成型的条状件，也可以是由多个分段拼接组成，在此不做具体限定。进一步地，支撑条22可以通过焊接、螺纹紧固件连接等方式实现与超导磁体1的连接，在此不做限定。

优选地，如图3所示，支撑条22可以有不锈钢、铝等刚性材料支撑，也可由环氧树脂、聚氨酯、电木等高分子材料制成，还可由弹簧钢，橡胶等弹性材料或阻尼材料支撑，亦或者以上多种材料形成的复合材料。在此实施例中，支撑条22选择弹性材料，支撑条22可以产生一定的变形来吸收梯度线圈5产生的震动，从而进一步降低梯度线圈5的震动传递至匀场条组件3上，保证匀场条组件3稳定的匀场效果。当然，其他实施例中，支撑条22也可以是由金属或复合材料制成，或者支撑条22的不同分段由不同的材料制成，在此不做具体限定。

优选地，支撑组件2包括多个支撑条22，多个支撑条22沿支撑筒21的周向布置，多个支撑条22共同对支撑筒21进行支撑，使得支撑筒21对梯度线圈5的支撑稳定性更好。可选地，多个支撑条22在支撑筒21的周向非均匀的布置，且支撑条22在靠近超导磁体1下方的范围内分布更为密集，从而共同来平衡梯度线圈5的重力，保证支撑的稳定性。当然，其他实施例中，多个支撑条22也可以是沿支撑筒21的周向均匀布置，在此不做限定。

优选地，如图3和图4所示，支撑组件2还包括阻尼垫23，阻尼垫23连接于支撑筒21的内壁，即位于梯度线圈5和支撑筒21之间，阻尼垫23能够吸收梯度线圈5的震动，进一步削弱从梯度线圈5传递至匀场条组件3上的震动。本实施例中，阻尼垫23可以是由橡胶材料制成，阻尼效果佳。可选地，阻尼垫23包括多个条状垫体，条状垫体沿支撑筒21的轴向延伸，多个条状垫体沿支撑筒21的周向间隔设置，多个条状垫体的具体分布可以根据实际需要选择设置，在此不做限定。其他实施例中，阻尼垫23也可以呈筒状结构，阻尼垫23完全覆盖支撑筒21的内壁，从而进行全方位减震。

优选地，如图5-图7所示，匀场条组件3包括若干主匀场条31和若干辅匀场条32，主匀场条31以及辅匀场条32中可容纳磁性物质。在此实施例中，通过在主匀场条31中设置与辅匀场条32数量不同和/或表面积不同的匀场片，从而形成具有不同匀场效果的匀场条，可以更灵活地进行组合，以对超导磁体1产生的磁场进行均匀性调节。主匀场条31、辅匀场条32中设置的匀场片可以是硅钢、钴钢等铁磁性材料。在此实施例中，主匀场条31的横向尺寸可大于辅匀场条32的横向尺寸。

由于主匀场条31的产生的磁场较大，通常在超导磁体1未通电不产生主磁场的条件下进行安装，辅匀场条32产生的较小，可以在超导磁体1产生主磁场的条件下进行安装，便于根据实际情况多次调试，以使磁场的均匀性达到预期的标准。本实施例中，主匀场条31和辅匀场条32的长度方向与支撑筒21的轴向平行，且若干主匀场条31和若干辅匀场条32沿支撑筒21的周向布置。进一步地，一个主匀场条31的两侧各设置一个辅匀场条32，一个主匀场条31和两个辅匀场条32构成一个匀场条小组，相邻两个支撑条22之间的容纳腔4内可以设置一组或者多组匀场条小组，在此不做限定，根据实际匀场需要选择设置即可。

优选地，如图2和图4所示，超导磁体匀场结构还包括第一端环6，第一端环6连接于支撑组件2的一端，匀场条组件3的一端与第一端环6连接。匀场条组件3放入容纳腔4内后，端部与第一端环6固定，从而实现位置的固定，避免匀场条组件3在容纳腔4内发生晃动。本实施例中，第一端环6分别与多个支撑条22连接，其中，第一端环6可以是与多个支撑条22的端面连接，也可以是与支撑条22远离超导磁体1的侧壁连接，在此不做限定。当然，第一端环6也可以是与支撑筒21进行连接固定。可选地，第一端环6可以是由多段弧形件拼接而成，也可以是一个完整的环形件。

进一步地，如图2、图6、图7所示，第一端环6沿周向设置有多个安装孔，主匀场条31和辅匀场条32的一端均设置有第一连接部311，第一连接部311上设置通孔，实际使用时，可以通过紧固件依次穿设第一端环6上的连接孔和第一端环6上的安装孔，实现将匀场条的固定，拆卸方便、便于进行调试。当然，在另外的方案中，还可以是主匀场条31的第一连接部311与第一端环6连接，辅匀场条32不与第一端环6连接，而是固定在主匀场条31上以实现固定。

其他实施例中，超导磁体组件也可以不设置第一端环6，匀场条组件3直接固定在梯度线圈5或者超导磁体1上，以实现位置的固定，根据需要选择设置即可，在此不做具体限定。

进一步地，本实施例中，如图2和图4所示，超导磁体匀场结构还包括第二端环7，第二端环7连接于支撑组件2的另一端，匀场条组件3的另一端与第二端环7连接。第一端环6和第二端环7分别固定匀场条组件3的两端，可以使匀场条组件3在容纳腔4内的位置更加稳定。本实施例中，第二端环7连接在多个支撑条22的端面上，匀场条组件3放入容纳腔4内后，端部与第二端环7抵接，以对匀场条组件进行限位。进一步地，第二端环7沿周向设置有多个安装孔，主匀场条31的另一端和辅匀场条32的另一端均设置有第二连接部312，第二连接部312上设置沉孔，实际使用时，可以通过紧固件依次穿设第二端环7上的安装孔和第二连接部312上的沉孔，实现将匀场条另一端的固定。

在前述超导磁体匀场结构的基础上，本申请还提出一种磁共振设备。磁共振设备包括：超导磁体1、梯度线圈5以及超导磁体匀场结构。其中，超导磁体1可包括如图1-3所示的低温容器和设置在低温容器内部的超导线圈，超导线圈可通过支架支撑设置在低温容器内部，低温容器环绕形成通孔。梯度线圈5设置在通孔内，超导磁体匀场结构包括支撑组件2和匀场条组件3，支撑组件2设置在超导磁体1和梯度线圈5之间，且支撑组件2与超导磁体1的内壁相配合形成容纳腔4，即容纳腔4朝向超导磁体1的内壁，匀场条组件3可拆卸的设置于容纳腔4内。进一步的，支撑组件2朝向梯度线圈5的一侧能够支撑梯度线圈5。本申请实施例中，通过支撑组件2能够将匀场条组件3限位于超导磁体1和梯度线圈5之间，故在工作过程中，梯度线圈5产生的震动不会直接传递到匀场条组件3上，使得匀场条组件3的位置稳定性好，提高其对超导磁体1产生磁场的匀场均匀性和稳定性。

进一步地，梯度线圈5朝向支撑组件2的表面设置有冷却通道。冷却通道具体可设置为缠绕在梯度线圈5表面的环形管道，该环形管道内可通入水、氮气等冷却介质。本申请实施例中，梯度线圈5与匀场条组件3分别位于支撑组件2的两侧，梯度线圈5产生的热量不会直接传递至匀场条组件3上，使匀场条组件3的磁导率保持稳定，进一步保证匀场的稳定性。梯度线圈5与支撑组件2接触的一侧设置冷却通道，可进一步降低梯度线圈5产生的热量向周围其他部件的传递。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超导磁体组件，包括超导磁体(1)和超导磁体匀场结构，所述超导磁体(1)上设置有通孔，其特征在于，所述超导磁体匀场结构包括：

支撑组件(2)，环绕设置在所述通孔内，所述支撑组件(2)与所述超导磁体(1)的内壁连接并形成容纳腔(4)，所述支撑组件(2)还被配置为支撑梯度线圈(5)；

匀场条组件(3)，设置在所述容纳腔(4)内。

2.如权利要求1所述的超导磁体组件，其特征在于，所述支撑组件(2)包括：

支撑筒(21)，同轴设置在所述通孔内，所述支撑筒(21)能支撑所述梯度线圈(5)；

支撑条(22)，沿所述通孔的轴向延伸，所述支撑条(22)分别与所述支撑筒(21)的外壁和所述超导磁体(1)的内壁连接，以使所述支撑筒(21)和所述超导磁体(1)间形成所述容纳腔(4)。

3.如权利要求2所述的超导磁体组件，其特征在于，所述支撑组件(2)包括多个所述支撑条(22)，多个所述支撑条(22)沿所述通孔的周向间隔设置。

4.如权利要求2所述的超导磁体组件，其特征在于，所述支撑组件(2)还包括阻尼垫(23)，所述阻尼垫(23)连接于所述支撑筒(21)的内壁。

5.如权利要求1-4任一项所述的超导磁体组件，其特征在于，所述超导磁体匀场结构还包括第一端环(6)，所述第一端环(6)连接于所述支撑组件(2)的一端，所述匀场条组件(3)的一端与所述第一端环(6)连接。

6.如权利要求5所述的超导磁体组件，其特征在于，所述超导磁体匀场结构还包括第二端环(7)，所述第二端环(7)连接于所述支撑组件(2)的另一端，所述匀场条组件(3)的另一端与所述第二端环(7)连接。

7.如权利要求1-4任一项所述的超导磁体组件，其特征在于，所述匀场条组件(3)包括主匀场条(31)和至少两个辅匀场条(32)，至少两个所述辅匀场条(32)分别位于所述主匀场条(31)的两侧，所述主匀场条(31)和所述辅匀场条(32)沿所述通孔的周向布置，所述主匀场条(31)的尺寸大于所述辅匀场条(32)。

8.一种磁共振设备，其特征在于，包括：

超导磁体(1)，所述超导磁体(1)上设置有通孔；

梯度线圈(5)，设置在所述通孔内；

超导磁体匀场结构，包括支撑组件(2)和匀场条组件(3)，所述支撑组件(2)设置在所述超导磁体(1)和所述梯度线圈(5)之间，且所述支撑组件(2)与所述超导磁体(1)的内壁相配合形成容纳腔(4)，所述匀场条组件(3)可拆卸的设置于所述容纳腔(4)内。

9.如权利要求8所述的磁共振设备，其特征在于，所述梯度线圈(5)朝向所述支撑组件(2)的表面设置有冷却通道。

10.如权利要求8或9所述的磁共振设备，其特征在于，所述超导磁体匀场结构还包括相对设置的第一端环(6)和第二端环(7)，所述支撑组件(2)从所述第一端环(6)延伸至所述第二端环(7)。

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