CN2404130Y - 用于磁共振成像系统的磁体装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于磁共振成像系统的磁体装置,包括两组永磁磁性体、两组圆形极板、疏导磁轭与联接磁轭,两组永磁磁性体的极性相对而置,形成N－S、N－S的形状,其间有气隙空间;以中心高度面为对称面,磁性体、极板上下呈对称分布;所述极板包括极板体和匀场环,极板的正中心有一空心部位,在与空心部位相应的地方安装有可上下移动的铁磁滑块。本磁体装置能在较大空间内形成较强的稳定均匀磁场。

Description

用于磁共振成像系统的磁体装置

本实用新型涉及一种用于磁共振成像系统的永久磁体。

核磁共振成像基于以下原理：位于稳定的、均匀的磁场中的原子核受到某一特定频率的时变电磁场的激励时，原子核内部的粒子运动就会与外界激励谐调一致，达到共振，当移去外加交变电磁场时，原子核就会驰豫并以无线电频率信号(磁共振信号)方式释放出所吸收的能量，接收并处理这些信号就可得到发生共振的原子核的图象。由此可见，磁共振成像的一个基本要求是要形成一个磁场分布均匀的成像区域，只有病人待诊断部位定位于该区域才能形成磁共振图象。一般来说，采用大型超导磁体可以获得合适的均匀磁场区域，但是这类磁体需要用液氦等将载流导体冷却到近于绝对零度，传统的超导磁体所需的制冷剂费用高并且磁体的安装也比较复杂。如果采用永久磁体就会大大简化磁共振成像系统的安装并降低运行维护费用，问题是怎样建立一个必要强度的、在成像区域内均匀的、恒定的磁场。

本实用新型的目的就是为了解决以上问题，提供一种用永磁材料来形成能产生均匀的恒定的磁场分布的磁体装置，它有足够大的气隙空间以利于人体全身成像，磁场强度应较强，而且磁场的均匀度及稳定度较高，从而可应用于磁共振成像系统中，大大简化磁共振成像系统的安装并降低运行维护费用。

本实用新型实现上述目的的方案是：一种用于磁共振成像系统的磁体装置，包括两组永磁磁性体、两组圆形极板、疏导磁轭与联接磁轭，两组永磁磁性体的极性相对而置，形成N-S、N-S的形状，其间有气隙空间；以中心高度面为对称面，磁性体、极板上下呈对称分布；其特征是：所述极板包括极板体和匀场环，其各部分尺寸保证有：D1≥2.5D5；H1＝(0.08～0.12)Hg，其中D1为匀场环的最大外径，D5为均匀区的直径，H1为匀场环的厚度，Hg为两个极板中心的垂直距离；极板的正中心有一空心部位，在与空心部位相应的地方安装有可上下移动的铁磁滑块。

采用以上方案的有益效果：通常情况下，两个相对而置的磁性极板间的磁场分布是中间均匀而越到四周越不均匀，且四周的磁场强度较弱。本实用新型中由于增加了匀场环，使两个极板在外缘处的距离较近，加强了外缘处的磁场，选取合适的匀场环尺寸和形状，就可以使磁场得到补偿，从而趋于均匀。而在极板中心增加了可上下移动的铁磁滑块，更可进一步调小中间区域的磁场强度，从而更进一步使磁场均匀化。其可调节性保证在磁铁个体有差异的情况下仍能通过调节铁磁滑块来实现所需要的均匀磁场。由于这种磁场设计对磁场进行了优化，其均匀区大小和磁场强度都可达到磁共振要求。由于永磁材料的特点，大大简化了磁共振成像系统的安装并降低运行维护费用。

图1a、1b分别是本实用新型磁体装置的剖视和顶视示意图。

图2a、2b、2c分别是本实用新型磁体装置中极板的三种情况示意图。

图3a、3b、3c分别为四柱式联接磁轭时，疏导磁轭几种主要可能的结构型式示意图。

图4a、4b、4c、4d、4e分别为二柱式联接磁轭时，疏导磁轭几种主要可能的结构型式。

图5a、5c、5e分别为一柱式联接磁轭时，疏导磁轭和联接磁轭呈一体结构时几种主要可能的结构型式的正视图。

图5b、5d、5f分别为一柱式联接磁轭时，疏导磁轭和联接磁轭呈一体结构时几种主要可能的结构型式的俯视图。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例一：见图1a、1b，所示是一种用于磁共振成像系统的磁体装置，包括两组永磁磁性体1、两组圆形极板3、疏导磁轭4与联接磁轭5，两组永磁磁性体1的极性相对而置，形成N-S、N-S的形状，其间有气隙空间，该空间应足够大以容纳人体；以中心高度面为对称面，磁性体1、极板3上下呈对称分布；所述极板3包括极板体3-1和匀场环3-4，其各部分尺寸保证有：D1≥2.5D5；H1＝(0.08～0.12)Hg，其中D1为匀场环的最大外径，D5为均匀区的直径，H1为匀场环的厚度，Hg为两个极板中心的垂直距离。匀场环3-4的设置是为了增强边缘处的磁场强度，从而达到使磁场均匀化的目的。极板3的正中心有一空心部位3-5，在与空心部位3-5相应的地方安装有可上下移动的铁磁滑块3-6。铁磁滑块3-6是为了减小中间处的磁场强度。由于它上下可调，从而使磁场的均匀性可以微调。铁磁滑块上端通过托架3-7固定于磁体装置上。

为了进一步增加均匀性，还可在极板3表面贴永磁磁片或铁磁材料片。所说的永久磁体中的联接磁轭5沿疏导磁轭4周边以某一直线为对称轴而呈对称分布。

为了提高磁共振成像系统的成像速度和图象质量，必须抑制成像过程中感应的涡流，为此，本实用新型的结构特征对所说的极板采用复合式结构，上有一层厚度大于10mm的过滤层3-3，该过滤层3-3由高导磁率低导电率材料(所用的材料可以铁镍合金、铁钴合金、铁铝合金或硅钢片等)且相邻的两片相互绝缘的片状材料迭压而成，迭压方向可以平行于(也可以是垂直于)极板平面方向，过滤层是用制成的。它通过绝缘层3-2与极板体3-1相贴。

为了达到杂散磁场范围小的目的，设计时应使磁轭处于不饱和状态，当永磁材料采用钕铁硼时，应有下列关系成立：极板3上排列的永磁体的截面积≤4×(联接磁轭5最小截面积总和)；且极板3上排列的永磁体的截面积≤4×(疏导磁轭4最小截面积之和)；极板边缘与联接磁轭的最小距离不小于20cm。

如图2a、2b、2c所示，极板3上匀场环3-4切面上的边AB可以是斜线状、折线状或弧线状。

图3a、3b、3c所示为四根柱联接磁轭方式时疏导磁轭几种主要可能的结构型式示意图。但本实用新型不仅限于四根柱联接磁轭方式，而且三根柱、二根柱或单根柱联接磁轭方式均包含在本实用新型之中。如图4a-e图5a-f，分别为二柱式、一柱式时的情形。

联接磁轭5可以是截面为圆或多边形的柱体弧形柱体。

磁场强度的稳定性是由磁共振成像系统用永久磁体工作的环境温度是恒定的或有自恒温系统来保证的。

所说的装置磁体的磁性材料的装配工艺是：安装之前将磁性材料充磁至饱和，安装过程中要用导磁材料填充气隙使磁场有效短路以减小安装过程中磁性材料之间的相互排斥力，磁性材料安装到位固定之后将填充材料全部卸出。所说的磁性材料在安装过程中需要一个圆型装置或导轨才能保证磁性材料完好地移动到指定的位置。

本实用新型所能达到的磁感应强度不超过5000高斯，利用目前最高性能的钕铁硼材料，可以很容易地达到2000高斯、3000高斯、3500高斯。

Claims (9)

1.一种用于磁共振成像系统的磁体装置，包括两组永磁磁性体(1)、两组圆形极板(3)、疏导磁轭(4)与联接磁轭(5)，两组永磁磁性体(1)的极性相对而置，形成N-S、N-S的形状，其间有气隙空间；以中心高度面为对称面，磁性体(1)、极板(3)上下呈对称分布；其特征是：所述极板(3)包括极板体(3-1)和匀场环(3-4)，其各部分尺寸保证有：D1≥2.5D5；H1＝(0.08～0.12)Hg，其中D1为匀场环的最大外径，D5为均匀区的直径，H1为匀场环的厚度，Hg为两个极板中心的垂直距离；极板(3)的正中心有一空心部位(3-5)，在与空心部位(3-5)相应的地方安装有可上下移动的铁磁滑块(3-6)。

2.如权利1所述的用于磁共振成像系统的磁体装置，其特征是：在极板(3)表面贴有永磁磁片或铁磁材料片。

3.如权利1或2所述的用于磁共振成像系统的磁体装置，其特征是：在极板体(3-1)与匀场环(3-4)之间有过滤层(3-3)，它通过绝缘层(3-2)与极板体(3-1)相贴。

4.如权利1或2所述的用于磁共振成像系统的磁体装置，其特征是：所说的永久磁体中的联接磁轭(5)沿疏导磁轭(4)周边以某一直线为对称轴而呈对称分布；极板(3)上排列的永磁体的截面积≤4×联接磁轭(5)最小截面积总和；且极板(3)上排列的永磁体的截面积≤4×疏导磁轭(4)最小截面积之和；极板边缘与联接磁轭的最小距离不小于20cm。

5.如权利3所述的用于磁共振成像系统的磁体装置，其特征是：所说的永久磁体中的联接磁轭(5)沿疏导磁轭(4)周边以某一直线为对称轴而呈对称分布；极板(3)上排列的永磁体的截面积≤4×联接磁轭(5)最小截面积总和；且极板(3)上排列的永磁体的截面积≤4×疏导磁轭(4)最小截面积之和；极板边缘与联接磁轭的最小距离不小于20cm。

6.如权利1或2所述的用于磁共振成像系统的磁体装置，其特征是：极板(3)上匀场环(3-4)切面上的边AB可以是斜线状、折线状或弧线状。

7.如权利3所述的用于磁共振成像系统的磁体装置，其特征是：极板(3)上匀场环(3-4)切面上的边AB可以是斜线状、折线状或弧线状。

8.如权利3所述的用于磁共振成像系统的磁体装置，其特征是：极板(3)上匀场环(3-4)切面上的边AB可以是斜线状、折线状或弧线状。

9.如权利3所述的用于磁共振成像系统的磁体装置，其特征是：极板(3)上匀场环(3-4)切面上的边AB可以是斜线状、折线状或弧线状。

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