CN2203585Y - 核磁共振成像仪磁体匀场极板 - Google Patents

Abstract

本实用新型核磁共振成像仪磁体匀场极板属于 磁体领域。其主要特征在于采用整块板、小块板或条 状板制做匀场极板。在结构形式上有八种结构的匀 场极板：整板叠加式、条状板叠加式、条状板竖放横排 叠加式、条状板竖放纵排叠加式、框架式小块板横向 叠加式、框架式小块板纵向叠加式、框架式整板叠加 式和框架式条状板叠加式。且板与板之间互绝缘。 该匀场极板的涡流小。

Description

本实用新型属于磁体领域。主要适用于医用核磁共振成像仪主磁体。

在已往的研究中，人们利用核磁共振现像研究物质的分子结构；后来发现在人体中的恶性肿瘤内的氢核与正常组织内的氢核具有不同的核磁共振波谱和不同的弛豫时间。利用病变组织与正常组织的核磁共振波谱已开发成功核磁共振成像仪（简称MRI）。该仪器已成为医疗上诊断人体各种疾病，特别是癌症、肿瘤、脑血管、中枢神经系统以及肌肉骨骼系统疾病的有力工具。

核磁共振成像仪由主磁场系统、梯度磁场系统、成像波谱系统、计算机控制系统、图像重建及处理系统五个部分组成。

主磁场系统在结构上主要有超导式、电磁式和永磁式三大类。附图1为永磁式主磁场磁体结构示意图。图中，磁轭1用低碳钢或电工纯铁制成，它构成磁体的磁路，同时，又作为磁屏蔽，防止磁力线分散在空间。主磁钢2采用硬磁铁氧体或钕铁硼永磁材料制成，它通过磁轭1在磁体空隙中产生均匀磁场。辅助磁钢3也是由硬磁铁氧体或钕铁硼永磁材料做成，其作用是将气隙中的磁场均匀区扩大，并提高均匀度。匀场极板4一般用低碳钢或电工纯铁制造，它复盖在主磁钢2的上面，具有均匀磁场的作用。梯度线圈5复盖在匀场极板4的上面，其作用是当它通以交变电流或脉冲电流时，在磁体气隙中产生交变的或间断的梯度磁场；与此同时，在匀场极板4中产生涡流，该涡流又导致产生磁场。由于涡流产生的磁场的影响，使得核磁共振频谱发生畸变，导致图像不清晰，影响图像质量。

消除或减弱匀场极板4上产生的涡流是提高图像质量的主要措施之一。

在现有技术中，匀场极板均采用整体材料制成。解决匀场极板涡流影响的途径主要有如下两种。

（1）改用匀场极板材料。如采用高电阻率的特殊材料制成匀场极板，虽能减少涡流影响，但该材料价格贵，使成本上升。

（2）补偿法（日本专利 平4－189344）。该方法需要安装一组经严格计算后而特殊设计、制造的有源屏蔽梯度线圈。这样，一要增加投资；二是占用空间；三提高了设备的运营费用；四是要求梯度线圈和有源屏蔽梯度的中心必须一致，否则将有残余涡流磁场，制做困难，且成本上升。

本实用新型的目的在于提供一种采用一般铁磁材料制成的，且能大大减少涡流的核磁共振成像仪磁体匀场极板。

针对上述目的，本实用新型采用了如下技术措施：

（1）采用磁导率较高的一般的铁磁材料制做匀场极板。即可采用硅铁合金、铁铝合金、铁铬合金、低碳钢或纯铁中任一种制作匀场极板。所用材料均为板状。材料厚度为0.1～50mm。

（2）调整匀场极板的结构形式。

匀场极板一般为扁平长方体。通常，在几何尺寸相同的条件下，匀场极板的磁导率越高，则均匀磁场的效果越好。在永磁式磁体中，梯度线圈产生的磁场是在匀场极板平面垂直方向磁化极板。如果极板底边长为a，厚度为h的长方体，并且是均匀磁化，即在极板内产生的涡流为：

i＝ (4KfBmh)/(8ρ) a²……（1）

式中，i为涡流电流（A），K为波形因素，f为磁化频率（H），Bm为磁感应强度峰值（T），h为极板厚度（m），ρ为极板材料电阻率（Ω.m），a为极板底边长（m）。

由公式（1）看出，涡流大小除与磁化条件有关外，还与匀场极板材料的电阻率ρ成反比，与极板的几何尺寸（极板厚度h和底面积a²）成正比。

根据公式（1），本实用新型以整板、条状板和小块板板状的磁性合金（极板）材料为原料，采用多种结构形式制成匀场极板。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

（1）由于采用电阻率ρ较高的磁性材料板，同时将板材剪成条状，粘接叠加制成匀场极板，各条片、各层间互相绝缘。这种极板相当于多块面积很小（面积为板材厚度乘宽度或条片板材面积）的板材粘接成大块极板。根据公式（1）这种极板的涡流将比常规用的极板小。

（2）采用一般的铁磁材料制造匀场极板，将降低制造成本。

（3）没有附加有源梯度补偿线圈，减小体积，降低成本，降低运营费用。

现结合附图，对本实用新型所设计的匀场极板的几种结构形式作详细说明。

A、整板叠加式

附图2为整板叠加式匀场极板结构示意图。图中，6为一片片的整块极板材料板。将一片片整块极板材料板粘接叠加一起，即制成匀场极板。各层板之间相互绝缘。

B、条状板叠加式

附图3为条状板叠加式匀场极板的结构示意图。图中7为条状板，8为上、下盖板。上、下盖板8为整块板。将极板材料剪成条状，条状板7沿匀场极板长度或宽度方向，一条条一层层粘接叠加，上、下再加整块盖板8，也可不加盖板8，则制成匀场极板。条与条之间，层与层之间互相绝缘。

C、条状板竖放横排叠加式

附图4为条状竖放横排叠加式匀场极板示意图。图中7为条状板，8为上、下盖板，9为插排整板。首先将极板材料板剪成条状板，条状板7垂直于盖板平面，且沿着垂直于极板的长度方向排列，并粘接叠加，上、下两面可加整块盖板，或不加盖板，几层条状板之间可插排整块板9。条状板之间互相绝缘。

D、条状板竖放纵排叠加式

附图5为条状板竖放纵排叠加式匀场极板结构示意图。图中7为条状板，8为上、下盖板，9为中间插排整板。首先将极板材料板剪成条状，然后将条状板沿极板长度方向垂直盖板平面排放，并粘接叠加，下、上两面可以加整块盖板或不加盖板，几层条状板之间可插排整块板，板与板之间互相绝缘。

E、框架式小块板横向叠加式

附图6为框架式小块板横向叠加式匀场极板结构示意图。图中7为小块条板，8为上、下盖板，9为中间插排整块板，10为框架。首先将极板材料板剪成小条板7，并用整块极板材料板制成四周相围的框架10，框架10下有盖板8，将小块条状板竖着沿垂直极板长度方向排放，并在框架10内排满，中间可插排整块板9。其上可有整块盖板，也可没有上、下盖板8。板之间互相绝缘。

F、框架式小块条状板纵向叠加式

附图7为框架式小块条状板纵向叠加式匀场极板结构示意图。图中7为小块条状板，8为上下盖板，9为中间插排整块板，10为框架。首先将板状极板材料剪成小块条状板7，并用整块极板材料板制成四周相围的框架10，框架10下有盖板8，然后将小块条状板竖着沿平行极板长度方向排放，并将框架排满，中间可插排整块板，其上有整块盖板8，也可没有上、下盖板，板之间互相绝缘。

G、框架式整板叠加式

图8为框架式整板叠加式匀场极板结构示意图。图中6为整块板，8为上、下盖板，10为框架。先用板状极板材料制成四周相围的框架10，框架10下有盖板，也可以没有盖板，整板一块块放在框架中，直至放满，板之间互相绝缘。

H、框架式条状板叠加式

图9为框架式条状板叠加式匀场极板结构示意图。图中7为条状板，8为盖板，10为框架。首先将整块的极板材料板制成四周相围的框架10，框架10下有盖板8，条状板7沿极板的长度或宽度方向一块块排放在框架10内，直至排放满。其上有盖板8，也可以没有上下盖板。板与板之间互相绝缘。

Claims (3)

1、一种核磁共振成像仪磁体匀场极板，由磁性材料制成，其特征在于采用整块板、条状板或小块板制做匀场极板，其结构形式有如下8种：

(1)整板叠加式：将一片片整块极板材料板粘接叠加一起，各层板之间相互绝缘；

(2)条状板叠加式：将条状板沿匀场极板长度或宽度方向，一条条一层层粘接叠加，上、下两面可加整块盖板，也可不加盖板，条与条之间、层与层之间相互绝缘；

(3)条状板竖放横排叠加式：将条状板垂直于盖板平面，沿垂直于极板长度方向排列，并粘接叠加，上、下两面可加整块盖板，或不加盖板；几层条状板之间可插排整块板，板与板之间相互绝缘；

(4)条状板竖放纵排叠加式：将条状板沿极板长度方向、垂直于盖板平面排放，并粘接叠加，上下两面盖上整块盖板或不加盖板，几层条状板之间可插排整块板，板与板之间相互绝缘；

(5)框架式小块板横向叠加式：先用整块的极板材料板制成四周相围的框架，框架下有盖板，小块板竖着沿垂直极板长度方向排放，并将框架排满，中间可插排整块板，其上有整块盖板，各小块板之间相互绝缘；

(6)框架式小块板纵向叠加式：先用整块的极板材料板制成四周相围的框架，框架下有盖板，小块板竖着沿平行于极板长度方向排放，并将框架排满，中间可插排整块板，其上盖有整板，板与板之间相互绝缘；

(7)框架式整板叠加式：先用整块的极板材料板制成四周相围的框架，整块板一块一块放入框架内直至排满，板与板之间相互绝缘；

(8)框架式条状板叠加式：先用整块的极板材料板制成四周相围的框架，框架下有盖板，条状板沿平行或垂直于极板长度方向排放，直至排满，板与板之间互相绝缘。

2、根据权利要求1所述的匀场极板，其特征在于匀场极板材料可采用硅铁合金、铁铝合金、铁铬合金、低碳钢或纯铁中任一种。

3、根据权利要求2所述的匀场极板，其特征在于匀场极板材料均为板状，板厚为0.1～50mm。

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