專利名稱：用于磁共振成像系統(tǒng)的磁體裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種用于磁共振成像系統(tǒng)的永久磁體。
核磁共振成像基于以下原理位于穩(wěn)定的、均勻的磁場中的原子核受到某一特定頻率的時變電磁場的激勵時，原子核內(nèi)部的粒子運動就會與外界激勵諧調(diào)一致，達到共振，當移去外加交變電磁場時，原子核就會馳豫并以無線電頻率信號(磁共振信號)方式釋放出所吸收的能量，接收并處理這些信號就可得到發(fā)生共振的原子核的圖象。由此可見，磁共振成像的一個基本要求是要形成一個磁場分布均勻的成像區(qū)域，只有病人待診斷部位定位于該區(qū)域才能形成磁共振圖象。一般來說，采用大型超導磁體可以獲得合適的均勻磁場區(qū)域，但是這類磁體需要用液氦等將載流導體冷卻到近于絕對零度，傳統(tǒng)的超導磁體所需的制冷劑費用高并且磁體的安裝也比較復雜。如果采用永久磁體就會大大簡化磁共振成像系統(tǒng)的安裝并降低運行維護費用，問題是怎樣建立一個必要強度的、在成像區(qū)域內(nèi)均勻的、恒定的磁場。
本實用新型的目的就是為了解決以上問題，提供一種用永磁材料來形成能產(chǎn)生均勻的恒定的磁場分布的磁體裝置，它有足夠大的氣隙空間以利于人體全身成像，磁場強度應較強，而且磁場的均勻度及穩(wěn)定度較高，從而可應用于磁共振成像系統(tǒng)中，大大簡化磁共振成像系統(tǒng)的安裝并降低運行維護費用。
本實用新型實現(xiàn)上述目的的方案是一種用于磁共振成像系統(tǒng)的磁體裝置，包括兩組永磁磁性體、兩組圓形極板、疏導磁軛與聯(lián)接磁軛，兩組永磁磁性體的極性相對而置，形成N-S、N-S的形狀，其間有氣隙空間；以中心高度面為對稱面，磁性體、極板上下呈對稱分布；其特征是所述極板包括極板體和勻場環(huán)，其各部分尺寸保證有D1≥2.5D5；H1＝(0.08～0.12)Hg，其中D1為勻場環(huán)的最大外徑，D5為均勻區(qū)的直徑，H1為勻場環(huán)的厚度，Hg為兩個極板中心的垂直距離；極板的正中心有一空心部位，在與空心部位相應的地方安裝有可上下移動的鐵磁滑塊。
采用以上方案的有益效果通常情況下，兩個相對而置的磁性極板間的磁場分布是中間均勻而越到四周越不均勻，且四周的磁場強度較弱。本實用新型中由于增加了勻場環(huán)，使兩個極板在外緣處的距離較近，加強了外緣處的磁場，選取合適的勻場環(huán)尺寸和形狀，就可以使磁場得到補償，從而趨于均勻。而在極板中心增加了可上下移動的鐵磁滑塊，更可進一步調(diào)小中間區(qū)域的磁場強度，從而更進一步使磁場均勻化。其可調(diào)節(jié)性保證在磁鐵個體有差異的情況下仍能通過調(diào)節(jié)鐵磁滑塊來實現(xiàn)所需要的均勻磁場。由于這種磁場設計對磁場進行了優(yōu)化，其均勻區(qū)大小和磁場強度都可達到磁共振要求。由于永磁材料的特點，大大簡化了磁共振成像系統(tǒng)的安裝并降低運行維護費用。


圖1a、1b分別是本實用新型磁體裝置的剖視和頂視示意圖。
圖2a、2b、2c分別是本實用新型磁體裝置中極板的三種情況示意圖。
圖3a、3b、3c分別為四柱式聯(lián)接磁軛時，疏導磁軛幾種主要可能的結(jié)構(gòu)型式示意圖。
圖4a、4b、4c、4d、4e分別為二柱式聯(lián)接磁軛時，疏導磁軛幾種主要可能的結(jié)構(gòu)型式。
圖5a、5c、5e分別為一柱式聯(lián)接磁軛時，疏導磁軛和聯(lián)接磁軛呈一體結(jié)構(gòu)時幾種主要可能的結(jié)構(gòu)型式的正視圖。
圖5b、5d、5f分別為一柱式聯(lián)接磁軛時，疏導磁軛和聯(lián)接磁軛呈一體結(jié)構(gòu)時幾種主要可能的結(jié)構(gòu)型式的俯視圖。
下面通過具體的實施例并結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細的描述。
實施例一見圖1a、1b，所示是一種用于磁共振成像系統(tǒng)的磁體裝置，包括兩組永磁磁性體1、兩組圓形極板3、疏導磁軛4與聯(lián)接磁軛5，兩組永磁磁性體1的極性相對而置，形成N-S、N-S的形狀，其間有氣隙空間，該空間應足夠大以容納人體；以中心高度面為對稱面，磁性體1、極板3上下呈對稱分布；所述極板3包括極板體3-1和勻場環(huán)3-4，其各部分尺寸保證有D1≥2.5D5；H1＝(0.08～0.12)Hg，其中D1為勻場環(huán)的最大外徑，D5為均勻區(qū)的直徑，H1為勻場環(huán)的厚度，Hg為兩個極板中心的垂直距離。勻場環(huán)3-4的設置是為了增強邊緣處的磁場強度，從而達到使磁場均勻化的目的。極板3的正中心有一空心部位3-5，在與空心部位3-5相應的地方安裝有可上下移動的鐵磁滑塊3-6。鐵磁滑塊3-6是為了減小中間處的磁場強度。由于它上下可調(diào)，從而使磁場的均勻性可以微調(diào)。鐵磁滑塊上端通過托架3-7固定于磁體裝置上。
為了進一步增加均勻性，還可在極板3表面貼永磁磁片或鐵磁材料片。所說的永久磁體中的聯(lián)接磁軛5沿疏導磁軛4周邊以某一直線為對稱軸而呈對稱分布。
為了提高磁共振成像系統(tǒng)的成像速度和圖象質(zhì)量，必須抑制成像過程中感應的渦流，為此，本實用新型的結(jié)構(gòu)特征對所說的極板采用復合式結(jié)構(gòu)，上有一層厚度大于10mm的過濾層3-3，該過濾層3-3由高導磁率低導電率材料(所用的材料可以鐵鎳合金、鐵鈷合金、鐵鋁合金或硅鋼片等)且相鄰的兩片相互絕緣的片狀材料迭壓而成，迭壓方向可以平行于(也可以是垂直于)極板平面方向，過濾層是用制成的。它通過絕緣層3-2與極板體3-1相貼。
為了達到雜散磁場范圍小的目的，設計時應使磁軛處于不飽和狀態(tài)，當永磁材料采用釹鐵硼時，應有下列關系成立極板3上排列的永磁體的截面積≤4×(聯(lián)接磁軛5最小截面積總和)；且極板3上排列的永磁體的截面積≤4×(疏導磁軛4最小截面積之和)；極板邊緣與聯(lián)接磁軛的最小距離不小于20cm。
如圖2a、2b、2c所示，極板3上勻場環(huán)3-4切面上的邊AB可以是斜線狀、折線狀或弧線狀。
圖3a、3b、3c所示為四根柱聯(lián)接磁軛方式時疏導磁軛幾種主要可能的結(jié)構(gòu)型式示意圖。但本實用新型不僅限于四根柱聯(lián)接磁軛方式，而且三根柱、二根柱或單根柱聯(lián)接磁軛方式均包含在本實用新型之中。如圖4a-e圖5a-f，分別為二柱式、一柱式時的情形。
聯(lián)接磁軛5可以是截面為圓或多邊形的柱體弧形柱體。
磁場強度的穩(wěn)定性是由磁共振成像系統(tǒng)用永久磁體工作的環(huán)境溫度是恒定的或有自恒溫系統(tǒng)來保證的。
所說的裝置磁體的磁性材料的裝配工藝是安裝之前將磁性材料充磁至飽和，安裝過程中要用導磁材料填充氣隙使磁場有效短路以減小安裝過程中磁性材料之間的相互排斥力，磁性材料安裝到位固定之后將填充材料全部卸出。所說的磁性材料在安裝過程中需要一個圓型裝置或?qū)к壊拍鼙ＷC磁性材料完好地移動到指定的位置。
本實用新型所能達到的磁感應強度不超過5000高斯，利用目前最高性能的釹鐵硼材料，可以很容易地達到2000高斯、3000高斯、3500高斯。
權(quán)利要求1.一種用于磁共振成像系統(tǒng)的磁體裝置，包括兩組永磁磁性體(1)、兩組圓形極板(3)、疏導磁軛(4)與聯(lián)接磁軛(5)，兩組永磁磁性體(1)的極性相對而置，形成N-S、N-S的形狀，其間有氣隙空間；以中心高度面為對稱面，磁性體(1)、極板(3)上下呈對稱分布；其特征是所述極板(3)包括極板體(3-1)和勻場環(huán)(3-4)，其各部分尺寸保證有D1≥2.5D5；H1＝(0.08～0.12)Hg，其中D1為勻場環(huán)的最大外徑，D5為均勻區(qū)的直徑，H1為勻場環(huán)的厚度，Hg為兩個極板中心的垂直距離；極板(3)的正中心有一空心部位(3-5)，在與空心部位(3-5)相應的地方安裝有可上下移動的鐵磁滑塊(3-6)。
2.如權(quán)利1所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的磁體裝置，其特征是在極板(3)表面貼有永磁磁片或鐵磁材料片。
3.如權(quán)利1或2所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的磁體裝置，其特征是在極板體(3-1)與勻場環(huán)(3-4)之間有過濾層(3-3)，它通過絕緣層(3-2)與極板體(3-1)相貼。
4.如權(quán)利1或2所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的磁體裝置，其特征是所說的永久磁體中的聯(lián)接磁軛(5)沿疏導磁軛(4)周邊以某一直線為對稱軸而呈對稱分布；極板(3)上排列的永磁體的截面積≤4×聯(lián)接磁軛(5)最小截面積總和；且極板(3)上排列的永磁體的截面積≤4×疏導磁軛(4)最小截面積之和；極板邊緣與聯(lián)接磁軛的最小距離不小于20cm。
5.如權(quán)利3所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的磁體裝置，其特征是所說的永久磁體中的聯(lián)接磁軛(5)沿疏導磁軛(4)周邊以某一直線為對稱軸而呈對稱分布；極板(3)上排列的永磁體的截面積≤4×聯(lián)接磁軛(5)最小截面積總和；且極板(3)上排列的永磁體的截面積≤4×疏導磁軛(4)最小截面積之和；極板邊緣與聯(lián)接磁軛的最小距離不小于20cm。
6.如權(quán)利1或2所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的磁體裝置，其特征是極板(3)上勻場環(huán)(3-4)切面上的邊AB可以是斜線狀、折線狀或弧線狀。
7.如權(quán)利3所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的磁體裝置，其特征是極板(3)上勻場環(huán)(3-4)切面上的邊AB可以是斜線狀、折線狀或弧線狀。
8.如權(quán)利3所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的磁體裝置，其特征是極板(3)上勻場環(huán)(3-4)切面上的邊AB可以是斜線狀、折線狀或弧線狀。
9.如權(quán)利3所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的磁體裝置，其特征是極板(3)上勻場環(huán)(3-4)切面上的邊AB可以是斜線狀、折線狀或弧線狀。
專利摘要本實用新型公開一種用于磁共振成像系統(tǒng)的磁體裝置,包括兩組永磁磁性體、兩組圓形極板、疏導磁軛與聯(lián)接磁軛,兩組永磁磁性體的極性相對而置,形成N－S、N－S的形狀,其間有氣隙空間;以中心高度面為對稱面,磁性體、極板上下呈對稱分布;所述極板包括極板體和勻場環(huán),極板的正中心有一空心部位,在與空心部位相應的地方安裝有可上下移動的鐵磁滑塊。本磁體裝置能在較大空間內(nèi)形成較強的穩(wěn)定均勻磁場。
文檔編號G01R33/383GK2404130SQ9925467
公開日2000年11月1日 申請日期1999年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月1日
發(fā)明者胡燕洲, 李建久 申請人:深圳市萬濟高科技產(chǎn)業(yè)投資發(fā)展有限公司