专利名称:用于永磁型医用磁共振成像系统的360度大开放磁体的制作方法1946年,美国哈佛大学的Purcell和斯坦福大学的Bloch各自独立地发现了核磁共振现象,他们凭借这个在物理与化学上有重大意义的成果摘取了 1952年的诺贝尔物理奖。随着人们对磁共振应用研究的不断发展,终于在上世纪八十年代初成功推出了用于人体成像的商品机,为人体医学诊断提供了一个先进技术手段。医用磁共振成像系统主要由磁体系统、谱仪系统、梯度系统、射频发射与接收系 统、计算机系统(包括界面、应用软件、扫描序列)、屏蔽房等主要部分组成。磁体为磁共振系统提供一个恒定的磁场,它的各项指标(如场强、均匀度、稳定度、周边开放度、上下磁极净空间等)直接决定了成像质量与使用的便利性。而磁体的特征又被用于划分磁共振系统的类别,如按磁体制造材料特征可分为超导型系统、常导型系统、永磁型系统;按磁体的场强特征可分为低场系统、中场系统、闻场系统;按磁体构造特征可分为开放式与非开放式系统。当前开放式磁体大多为C型或双柱型,宽厚的C型后背或粗大的双柱很大程度地遮挡住了开放视野,病床无法实现大范围的平移与大角度的旋转,因此目前安装医用磁共振成像系统的屏蔽房仅能用于成像诊断,医生无法在上下磁极间便利地开展医治活动。比如中国发明专利CN101191828B就公开了一种全开放式磁共振成像用永磁磁体,该永磁磁体包括由两个左右对称布置的竖向轭铁和两个上下对称布置的横向轭铁构成的呈扁宽的口字型结构的全开放式主结构,该永磁磁体的气隙区位于所述全开放式主结构的中部;上下两个平行相对的主磁极位于上下两个横向轭铁靠近气隙区一侧且分别与上下两个横向轭铁连接在一起;上下两组平行相对的上下极板组位于上下两个主磁极靠近气隙区一侧且分别与上下两个主磁极连接在一起;其中,该全开放式主结构从正面看呈扁宽的口字型,上下两个横向轭铁平行相对布置,左右两个竖向轭铁平行相对布置;两个横向轭铁为左右对称、前后对称且上下对称的结构,其左右两远端的外侧采用阶梯式结构;从正面看,横向轭铁左右两端远离竖向轭铁的一侧成阶梯状,阶梯数目为三至四个,各阶梯的厚度为横向轭铁总厚度的四分之一至三分之一,各阶梯的长度为横向轭铁总长度的三十分之一至十五分之一。两个横向轭铁中间部分远离主磁极的一侧去除了部分材料,去除材料后的横向轭铁仍保持左右对称、前后对称的结构;从正面看,不考虑横向轭铁两远端处的阶梯结构,横向轭铁的中间部分厚度最小,为总厚的三分之一至三分之二之间,从横向轭铁的中间部分向两远端,其厚度逐渐增加,直至与总厚相等;所述去除材料后横向轭铁的中间部分,其前后方向上贯通横向轭铁,在左右方向上的尺寸为主磁极外径的三分之二。该专利CNlOl 191828B通过在横向轭铁上去除材料的方式,使磁通向轭铁内部集中,并减轻了轭铁的总重量。但很显然,这种结构中主磁极与竖向轭铁之间的距离不能很大,不能提供足够的空间供医生对病人进行医治活动,如果增大主磁极与竖向轭铁之间的距离,势必会增加上部横向轭铁的变形,特别是横向轭铁中间悬挂主磁极的部位会产生明显的变形和振动,再加上横向轭铁的中间部位又去除了材料,进一步削弱了横向轭铁的刚度,无法保证磁体的稳定性。因此,该结构仅适用于磁体横向跨度较小的系统中,无法提供医治病人的空间。
本发明要解决的技术问题是提供一种真正360度大开放的永磁型磁体,该磁体上下磁极四周无任何遮挡,且有足够大的空间,病床与床板在上下磁极间的组合运动可以保障被检查对象进行纵横移动、360度旋转,医生可以从任何方位靠近磁极,并在上下磁极间方便地进行医治活动。为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案一种用于永磁型医用磁共振成像系统的360度大开放磁体,包括一矩形的主框架和上下相对地安装在主框架内的两个 主磁极,所述主框架由上部横轭铁、下部横轭铁和左右两侧的竖轭铁构成,所述上部横轭铁的底面中间位置固定有上铁墩,所述下部横轭铁的顶面中间位置固定有下铁墩,所述主磁极分别固定在上铁墩和下铁墩上,所述上部横轭铁的顶面设有加强筋,所述两竖轭铁内侧之间的距离大于所述主磁极沿左右方向最大尺寸的两倍。优选地,所述上部横轭铁两端与两竖轭铁相连接的角部设有加固三角。优选地,所述下部横轭铁前后两侧面固定有支撑脚。优选地,在所述两个主磁极相对的表面上还分别固定有极板和匀场环。优选地,所述上部横轭铁、下部横轭铁、上铁墩和下铁墩均由导磁性能良好的铸钢材料制成。更优地,所述上部横轭铁与上铁墩之间由螺栓紧固连接。更优地,所述下部横轭铁与下铁墩之间由螺栓紧固连接。优选地,所述下铁墩下端的横截面小于上端的横截面。更优地,所述上铁墩和下铁墩的形状相同且上下对称布置,所述上铁墩和下铁墩的横截面为圆形。更优地,所述上铁墩和下铁墩的形状相同且上下对称布置,所述上铁墩和下铁墩的横截面为正方形。与现有技术相比,本发明具有显著的有益效果a)由于本发明采用大框架型磁回路设计方案,充分保障了磁极周围有足够大的空间,病床与床板在上下磁极间的组合运动可以保障被检查对象进行纵横移动、360度旋转,医生可以从任何方位靠近磁极,并在上下磁极间方便地进行医治活动。b)本发明设计的大框架型磁回路结构,上下、左右对称性好,且框架轭铁远离磁极,为磁体匀场提供了良好基础。c)本发明设计的大框架磁回路结构,由于热惯性大,所以场强受环境温度变化引起的漂移比较缓慢,提高了磁场的稳定性。d)上部横轭铁的顶面设有加强筋,可以为大跨度的上部横轭铁提供良好的刚度,在保障安全的情况下,降低轭铁材料成本。加强筋可以减少上部横轭铁的振动变形,保证主磁体的稳定性,从而可以保证良好的成像质量。e)上角部的加固三角和底部的支撑脚也都可以进一步提高系统的稳定性。f)上铁墩和下铁墩的设置,在保证主磁极气隙的情况下,可以增大磁体的高度空间,使横轭铁也远离磁极,有利于提供均匀的磁场。g)下铁墩采用上大下小的形状,便于医生更加靠近主磁极,使医生站立或坐在主磁极边上工作时,腿脚有舒适的空间。下面结合附图和对本发明作进一步详细说明。图I是本发明一种用于永磁型医用磁共振成像系统的360度大开放磁体的正视图。 图2是图I所示大开放磁体的立体结构示意图。图3是主磁极部分的装配关系示意图。图4是本发明第二种大开放磁体的正视图。图5是本发明第二种大开放磁体的立体结构示意图。图6是本发明360度大开放磁体在屏蔽房内的安装方式示意图。
本发明公开了一种用于永磁型医用磁共振成像系统的360度大开放磁体,包括一矩形的主框架和上下相对地安装在主框架内的两个主磁极,主框架由上部横轭铁、下部横轭铁和左右两侧的竖轭铁构成,上部横轭铁的底面中间位置固定有上铁墩,下部横轭铁的顶面中间位置固定有下铁墩,主磁极分别固定在上铁墩和下铁墩上,上部横轭铁的顶面设有加强筋,两竖轭铁内侧之间的距离大于所述主磁极沿左右方向最大尺寸的两倍。本发明采用大框架型磁回路设计方案,充分保障了磁极周围有足够大的空间,病床与床板在上下磁极间的组合运动可以保障被检查对象进行纵横移动、360度旋转,医生可以从任何方位靠近磁极,并在上下磁极间方便地进行医治活动。
用于永磁型医用磁共振成像系统的360度大开放磁体制作方法
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