CN2534973Y - 一种热磁合金补偿磁共振成像磁体 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于医疗诊断用磁共振成像(MRI)磁体，涉及一种热磁合金补偿MRI磁体。为克服现有MRI磁体设有加热、保温层，有效空间小，浪费磁体，磁场不匀等，提供一种热磁合金补偿MRI磁体，其特征是：在防涡流层外侧设有匀场环，其外侧为镶嵌有钕铁硼永磁体的聚磁环；防涡流层下部为极板，其下为由磁条组成的主磁系磁体；该磁条由层状主磁系磁块及其相邻二主磁系磁块间、外侧主磁系磁块的外侧各设有热磁合金片；主磁系磁体下部为导磁垫板，该导磁垫板与主磁系磁体外侧设有固定套环，该固定套环分别固定在磁轭铁上、下轭板上；在主磁系磁体、导磁垫板及磁轭铁的上、下轭板中心部位设有调整丝杆。提高了工作稳定性，磁场均匀性等。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新型医疗诊断设备——磁共振成像(以下用英文字头简称MRI)磁体，特别是涉及一种热磁合金补偿的MRI磁体。
背景技术
MRI作为一种医疗诊断设备，它可以无创伤地获取人体各部位任意断层的图像，可以完整的获取人体解剖学信息。对软组织病变极为敏感，对癌症、肿瘤、脑血管及神经系统的诊断非常准确、有效。
MRI技术自八十年代问世以来，在世界各国普遍得到关注并得到迅速发展。
第一代MRI磁体是常规电磁体，采用大线圈产生磁场。其缺点是体积大、耗电大、用水进行冷却、工作稳定性差、日常维修量大。第二代MRI磁体是超导磁体，采用超导材料制成线圈产生磁场。其缺点是制造成本高，需要配置低温系统，液氦和液氮的供应与使用需要专门知识精心管理，随时处理低温系统故障，因此使用成本极高。第三代MRI磁体是永磁磁体，初期采用的是铁氧体永磁，但由于磁场性能低，体积庞大，现在一般采用的是钕铁硼稀土永磁体，形成高均匀磁场。它的最大优势是不耗水不耗液氦和液氮，不耗电或少耗电，基本不需要维修，使用成本很低。
采用钕铁硼稀土永磁体制做MRI磁体的实例较多，已公开的中国专利有：CN85.1.03498，CN1042795，CN2296694等等。
美国专利有4,777,464和4.943,774。日本在中国公开的专利有CN1246320，CN1240122，CN1168475等等。
众多已公开的MRI磁体专利所揭示的是框式MRI磁体，有两柱和四柱的，还有单柱C型的。应当说采用钕铁硼永磁体制成MRI磁体在不断的创新和进步。但是从已公开的众多MRI磁体专利看，存在以下问题：其一是磁体没有进行时效处理，工作稳定性差。其二是有加热层和保温层，这样便造成有效空间小，无用空间大，磁体用量和体积也大，磁极距增大。同时在使用时，为了取得温度稳定性加热时间很长，一般在10小时以上。这就造成使用上的不方便。其三是在匀场时都使用了很厚的A3钢(或纯铁)的匀场环，这必然加大了磁极之间的空间，从而浪费了磁块。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种磁通利用率高，永磁体及其材料使用合理、磁路工作稳定、更具均匀场的MRI磁体。
为实现上述目的，本实用新型的MRI磁体采用如下技术方案：
一种热磁合金补偿磁共振成像磁体，包括磁轭铁，防涡流层，均场环和导磁垫板，其特征在于：
①在防涡流层外侧设有匀场环，该匀场环外侧为镶嵌有钕铁硼永磁体的聚磁环；
②在上述的防涡流层下部设有极板；
③在所述的极板下部为由磁条组成的主磁系磁体，该磁条由层状主磁系磁块及其相邻二主磁系磁块之间、外侧主磁系磁块的外侧分别设有热磁合金片；
④在主磁系磁体下部设有导磁垫板；
⑤在上述的极板和主磁系磁体外侧设有固定套环；
⑥上述的固定套环固定在磁轭铁的上、下轭板上；
⑦在上述的主磁系磁体、导磁垫板、磁轭铁的上轭板和下轭板中心部位设有调整丝杠。
上述的热磁合金补偿磁共振成像磁体，在磁轭铁的上轭板及与其平行的下轭板，同磁轭铁的竖直支撑轭板之间，各设有支撑角架。
MRI磁体采用的是钕铁硼脉磁体。钕铁硼永磁体的导电率较高，温度系数大，不可逆损失严重，在组装MRI磁体时必然要进行防涡流处理，并增加加热层和保温层。本实用新型技术方案在组装MRI磁体前，其一对钕铁硼永磁体统一进行不小于100℃，保温2小时返复次数不小于1次的时效处理。其二，在组装磁条时加热磁合金片进行温度补偿。目的在于既去掉了加热层和保温层，又实现了自动温度补偿，使MRI磁体的磁场强度更高更具均匀性。同时在使用时不用加温，减少了麻烦，方便了患者。用热磁合金补偿的方法，表面上看增加了磁块的用量，但由于减少了加热层和保温层，从而降低了无效空间。这样就相对的减少了MRI磁体的直径，从而使总的磁块需要量减少。
本实用新型技术采用了聚磁环，这样有利于提高磁场的均匀性，又可减少匀场环的高度，还可缩短无用空间，从而减少磁块的使用量。本实用新型技术的匀场环使用的是铁铝合金，这对减少涡流的影响起到作用。
本实用新型技术的防涡流层采用高电阻率、高BS的铁氧体材料制作，BS不小于5000GS。目的在于克服已公开专利技术所采用的铁硅铝合金作防涡流层存在的电阻率低，防涡流效果差的缺点。这样既提高了防涡流效果，又降低了材料成本，更具适用性。
综上所述，与已公开的专利技术相比本发明有如下的技术先进性：
(1)MRI磁体所用的钕铁硼永磁体均实施了时效处理，有利于永磁体温度特性的一致性，使MRI磁体工作稳定性，磁场均匀性大大提高。
(2)钕铁硼永磁体在组装磁条时加装了热磁合金片，可实现自动温度补偿。省去了已公开专利的加热层和保温层，使MRI磁体磁极间的空间缩小，有效空间相对增大，去掉了无用空间。MRI磁体的永磁体用量相对减少，结构更紧凑，有利于降低成本，使结构简单化，便于制造。也更有利于MRI磁体的工作区域的均匀性与温度特性。
(3)采用聚磁环上镶嵌钕铁硼永磁体，既实现了高磁场强度，又使磁场均匀，还实现了半堵漏磁。
(4)匀场环采用了铁铝合金，增加了电阻率，减少了涡流影响。
(5)采用高BS的铁氧体材料作防涡流层，因其材料的高电阻率，明显优于铁硅铝材料，因此防涡流效果十分显著。适应MRI快速成像要求，有效地抑制梯度脉冲电流的涡流效应，提高了MRI成像速度与效果。
附图说明
图1是本实用新型实施例的纵向剖示图；
图2是图1的A-A的剖视图；
图3是本实用新型实施例的磁条加热磁合金片补偿的立体示意图；
图4是本实用新型实施例主磁系磁体的平面分布图；
图5是图4的B-B剖视图；
图中，1-支撑角架 2-磁轭铁 3-防涡流层 4-匀场环 5-聚磁环 6-极板7-主磁系磁块 8-热磁合金片 9-固定套环 10-导磁垫板 11-调整丝杠
具体实施方式
以下是图1-图5所示的本实用新型实施例1的主要技术参数及说明。
实施例1：
MRI成像区工作磁感应强度BO＝0.35特斯拉(3500GS)。
主磁极永磁体材料：N45钕铁硼稀土永磁体
使用间距尺寸：440mm
主磁极直径：1150mm
单个主磁体总高度：210mm
极板厚度：35mm
聚磁环高度：20mm
磁体总重量：3111kg
热磁合金重量：210kg
实测最大磁场强度：大于等于0.35特斯拉(3500GS)
实测磁场均匀度：30PPm(300mm球域)
现结合附图对本实用新型的具体实施方案进一步说明如下：
从图1-图5可见，本实用新型的热磁合金补偿磁共振成像磁体，在磁轭铁2的上轭板及与其平行的下轭板，同磁轭铁2的竖直支撑轭板之间，各设有支撑角架1。在防涡流层3外侧设有匀场环4，该匀场环4外侧为镶嵌有钕铁硼永磁体的聚磁环5；在防涡流层3下部设有极板6；在极板6下部为由磁条组成的主磁系磁体，该磁条由层状主磁系磁块7及其相邻二主磁系磁块7之间、外侧主磁系磁块7的外侧分别设有热磁合金片8；在主磁系磁体下部设有导磁垫板10；在极板6和主磁系磁体外侧设有固定套环9；该固定套环9固定在磁轭铁2的上、下轭板上；主磁系磁体、导磁垫板10、磁轭铁2的上轭板和下轭板中心部位设有调整丝杠11。
从附图1中看出磁轭铁2的上下轭板内侧为精确加工的平面，而且相互平行配置在磁轭铁2竖直支撑轭板上，上下轭板由高强度螺栓连接，并在上下直角处设1Cr18Ni9Ti(不锈钢)材料制成支撑角架1，用高强度螺栓分别将上下轭板，分别固定在竖直支撑轭板上构成C型主结构，与传统技术不同的是支撑角架1有利于增加机械强度，节省了导磁材料并有减少漏磁的作用。此种设计加强了C型结构的稳定性。防涡流层3采用高电阻率，高BS铁氧体材料取代传统的铁硅铝材料，既提高了防涡流效果又降低了材料成本，更具适用性。匀场环4与聚磁环5(钕铁硼)的搭配结合使用，既实现了高均匀度场，又实现了半堵漏磁。极板6采用工业纯铁组装主磁极主磁系磁块7，与防涡流层3和匀场环4及聚磁环5的合理的分布组装，获得更有效的磁场均匀度效果，而且起到半堵漏磁作用。从图1图3图4图5可以看出热磁合金片8的组装位置和具体的组合方法。如此进行热磁合金补偿的目的是充分对永磁体进行温度补偿，MRI磁体整体组装后实现在工作状态下的自动温度补偿，充分的改善了钕铁硼永磁体的温度特性，使MRI磁体整机工作有高度的稳定性。固定套环9将主磁极精确的固定在磁轭铁2的上、下轭板上，将导磁垫板10装配到主磁系磁块7的中心部位，调整丝杠11通过导磁垫板10进入到主磁系磁块7中心部位，有效的实施磁场强度的调整达到磁场均匀的目的。
Claims (2)
1、一种热磁合金补偿磁共振成像磁体，包括磁轭铁(2)，防涡流层(3)，均场环(4)和导磁垫板(10)，其特征在于：
①在防涡流层(3)外侧设有匀场环(4)，该匀场环(4)外侧为镶嵌有钕铁硼永磁体的聚磁环(5)；
②在上述的防涡流层(3)下部设有极板(6)；
③在所述的极板(6)下部为由磁条组成的主磁系磁体，该磁条由层状主磁系磁块(7)及其相邻二主磁系磁块(7)之间、外侧主磁系磁块(7)的外侧分别设有热磁合金片(8)；
④在主磁系磁体下部设有导磁垫板(10)；
⑤在上述的极板(6)和主磁系磁体外侧设有固定套环(9)；
⑥上述的固定套环(9)固定在磁轭铁(2)的上、下轭板上；
⑦在上述的主磁系磁体、导磁垫板(10)、磁轭铁(2)的上轭板和下轭板中心部位设有调整丝杠(11)。
2、根据权利要求1所述的热磁合金补偿磁共振成像磁体，其特征在于在磁轭铁(2)的上轭板及与其平行的下轭板，同磁轭铁(2)的竖直支撑轭板之间，各设有支撑角架(1)。
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