專利名稱：一種熱磁合金補(bǔ)償磁共振成像磁體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型醫(yī)療診斷設(shè)備——磁共振成像(以下用英文字頭簡(jiǎn)稱MRI)磁體，特別是涉及一種熱磁合金補(bǔ)償?shù)腗RI磁體。
背景技術(shù)：
MRI作為一種醫(yī)療診斷設(shè)備，它可以無(wú)創(chuàng)傷地獲取人體各部位任意斷層的圖像，可以完整的獲取人體解剖學(xué)信息。對(duì)軟組織病變極為敏感，對(duì)癌癥、腫瘤、腦血管及神經(jīng)系統(tǒng)的診斷非常準(zhǔn)確、有效。
MRI技術(shù)自八十年代問(wèn)世以來(lái)，在世界各國(guó)普遍得到關(guān)注并得到迅速發(fā)展。
第一代MRI磁體是常規(guī)電磁體，采用大線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。其缺點(diǎn)是體積大、耗電大、用水進(jìn)行冷卻、工作穩(wěn)定性差、日常維修量大。第二代MRI磁體是超導(dǎo)磁體，采用超導(dǎo)材料制成線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。其缺點(diǎn)是制造成本高，需要配置低溫系統(tǒng)，液氦和液氮的供應(yīng)與使用需要專門知識(shí)精心管理，隨時(shí)處理低溫系統(tǒng)故障，因此使用成本極高。第三代MRI磁體是永磁磁體，初期采用的是鐵氧體永磁，但由于磁場(chǎng)性能低，體積龐大，現(xiàn)在一般采用的是釹鐵硼稀土永磁體，形成高均勻磁場(chǎng)。它的最大優(yōu)勢(shì)是不耗水不耗液氦和液氮，不耗電或少耗電，基本不需要維修，使用成本很低。
采用釹鐵硼稀土永磁體制做MRI磁體的實(shí)例較多，已公開(kāi)的中國(guó)專利有CN85.1.03498，CN1042795，CN2296694等等。
美國(guó)專利有4,777,464和4.943,774。日本在中國(guó)公開(kāi)的專利有CN1246320，CN1240122，CN1168475等等。
眾多已公開(kāi)的MRI磁體專利所揭示的是框式MRI磁體，有兩柱和四柱的，還有單柱C型的。應(yīng)當(dāng)說(shuō)采用釹鐵硼永磁體制成MRI磁體在不斷的創(chuàng)新和進(jìn)步。但是從已公開(kāi)的眾多MRI磁體專利看，存在以下問(wèn)題其一是磁體沒(méi)有進(jìn)行時(shí)效處理，工作穩(wěn)定性差。其二是有加熱層和保溫層，這樣便造成有效空間小，無(wú)用空間大，磁體用量和體積也大，磁極距增大。同時(shí)在使用時(shí)，為了取得溫度穩(wěn)定性加熱時(shí)間很長(zhǎng)，一般在10小時(shí)以上。這就造成使用上的不方便。其三是在勻場(chǎng)時(shí)都使用了很厚的A3鋼(或純鐵)的勻場(chǎng)環(huán)，這必然加大了磁極之間的空間，從而浪費(fèi)了磁塊。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種磁通利用率高，永磁體及其材料使用合理、磁路工作穩(wěn)定、更具均勻場(chǎng)的MRI磁體。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的MRI磁體采用如下技術(shù)方案
一種熱磁合金補(bǔ)償磁共振成像磁體，包括磁軛鐵，防渦流層，均場(chǎng)環(huán)和導(dǎo)磁墊板，其特征在于①在防渦流層外側(cè)設(shè)有勻場(chǎng)環(huán)，該勻場(chǎng)環(huán)外側(cè)為鑲嵌有釹鐵硼永磁體的聚磁環(huán)；②在上述的防渦流層下部設(shè)有極板；③在所述的極板下部為由磁條組成的主磁系磁體，該磁條由層狀主磁系磁塊及其相鄰二主磁系磁塊之間、外側(cè)主磁系磁塊的外側(cè)分別設(shè)有熱磁合金片；④在主磁系磁體下部設(shè)有導(dǎo)磁墊板；⑤在上述的極板和主磁系磁體外側(cè)設(shè)有固定套環(huán)；⑥上述的固定套環(huán)固定在磁軛鐵的上、下軛板上；⑦在上述的主磁系磁體、導(dǎo)磁墊板、磁軛鐵的上軛板和下軛板中心部位設(shè)有調(diào)整絲杠。
上述的熱磁合金補(bǔ)償磁共振成像磁體，在磁軛鐵的上軛板及與其平行的下軛板，同磁軛鐵的豎直支撐軛板之間，各設(shè)有支撐角架。
MRI磁體采用的是釹鐵硼脈磁體。釹鐵硼永磁體的導(dǎo)電率較高，溫度系數(shù)大，不可逆損失嚴(yán)重，在組裝MRI磁體時(shí)必然要進(jìn)行防渦流處理，并增加加熱層和保溫層。本實(shí)用新型技術(shù)方案在組裝MRI磁體前，其一對(duì)釹鐵硼永磁體統(tǒng)一進(jìn)行不小于100℃，保溫2小時(shí)返復(fù)次數(shù)不小于1次的時(shí)效處理。其二，在組裝磁條時(shí)加熱磁合金片進(jìn)行溫度補(bǔ)償。目的在于既去掉了加熱層和保溫層，又實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)溫度補(bǔ)償，使MRI磁體的磁場(chǎng)強(qiáng)度更高更具均勻性。同時(shí)在使用時(shí)不用加溫，減少了麻煩，方便了患者。用熱磁合金補(bǔ)償?shù)姆椒?，表面上看增加了磁塊的用量，但由于減少了加熱層和保溫層，從而降低了無(wú)效空間。這樣就相對(duì)的減少了MRI磁體的直徑，從而使總的磁塊需要量減少。
本實(shí)用新型技術(shù)采用了聚磁環(huán)，這樣有利于提高磁場(chǎng)的均勻性，又可減少勻場(chǎng)環(huán)的高度，還可縮短無(wú)用空間，從而減少磁塊的使用量。本實(shí)用新型技術(shù)的勻場(chǎng)環(huán)使用的是鐵鋁合金，這對(duì)減少渦流的影響起到作用。
本實(shí)用新型技術(shù)的防渦流層采用高電阻率、高BS的鐵氧體材料制作，BS不小于5000GS。目的在于克服已公開(kāi)專利技術(shù)所采用的鐵硅鋁合金作防渦流層存在的電阻率低，防渦流效果差的缺點(diǎn)。這樣既提高了防渦流效果，又降低了材料成本，更具適用性。
綜上所述，與已公開(kāi)的專利技術(shù)相比本發(fā)明有如下的技術(shù)先進(jìn)性(1)MRI磁體所用的釹鐵硼永磁體均實(shí)施了時(shí)效處理，有利于永磁體溫度特性的一致性，使MRI磁體工作穩(wěn)定性，磁場(chǎng)均勻性大大提高。
(2)釹鐵硼永磁體在組裝磁條時(shí)加裝了熱磁合金片，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫度補(bǔ)償。省去了已公開(kāi)專利的加熱層和保溫層，使MRI磁體磁極間的空間縮小，有效空間相對(duì)增大，去掉了無(wú)用空間。MRI磁體的永磁體用量相對(duì)減少，結(jié)構(gòu)更緊湊，有利于降低成本，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，便于制造。也更有利于MRI磁體的工作區(qū)域的均勻性與溫度特性。
(3)采用聚磁環(huán)上鑲嵌釹鐵硼永磁體，既實(shí)現(xiàn)了高磁場(chǎng)強(qiáng)度，又使磁場(chǎng)均勻，還實(shí)現(xiàn)了半堵漏磁。
(4)勻場(chǎng)環(huán)采用了鐵鋁合金，增加了電阻率，減少了渦流影響。
(5)采用高BS的鐵氧體材料作防渦流層，因其材料的高電阻率，明顯優(yōu)于鐵硅鋁材料，因此防渦流效果十分顯著。適應(yīng)MRI快速成像要求，有效地抑制梯度脈沖電流的渦流效應(yīng)，提高了MRI成像速度與效果。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的縱向剖示圖；圖2是圖1的A-A的剖視圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的磁條加熱磁合金片補(bǔ)償?shù)牧Ⅲw示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例主磁系磁體的平面分布圖；圖5是圖4的B-B剖視圖；圖中，1-支撐角架2-磁軛鐵 3-防渦流層 4-勻場(chǎng)環(huán) 5-聚磁環(huán) 6-極板7-主磁系磁塊 8-熱磁合金片 9-固定套環(huán) 10-導(dǎo)磁墊板 11-調(diào)整絲杠具體實(shí)施方式
以下是圖1-圖5所示的本實(shí)用新型實(shí)施例1的主要技術(shù)參數(shù)及說(shuō)明。
實(shí)施例1MRI成像區(qū)工作磁感應(yīng)強(qiáng)度BO＝0.35特斯拉(3500GS)。
主磁極永磁體材料N45釹鐵硼稀土永磁體使用間距尺寸440mm主磁極直徑1150mm單個(gè)主磁體總高度210mm極板厚度35mm聚磁環(huán)高度20mm磁體總重量3111kg熱磁合金重量210kg實(shí)測(cè)最大磁場(chǎng)強(qiáng)度大于等于0.35特斯拉(3500GS)實(shí)測(cè)磁場(chǎng)均勻度30PPm(300mm球域)現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案進(jìn)一步說(shuō)明如下從圖1-圖5可見(jiàn)，本實(shí)用新型的熱磁合金補(bǔ)償磁共振成像磁體，在磁軛鐵2的上軛板及與其平行的下軛板，同磁軛鐵2的豎直支撐軛板之間，各設(shè)有支撐角架1。在防渦流層3外側(cè)設(shè)有勻場(chǎng)環(huán)4，該勻場(chǎng)環(huán)4外側(cè)為鑲嵌有釹鐵硼永磁體的聚磁環(huán)5；在防渦流層3下部設(shè)有極板6；在極板6下部為由磁條組成的主磁系磁體，該磁條由層狀主磁系磁塊7及其相鄰二主磁系磁塊7之間、外側(cè)主磁系磁塊7的外側(cè)分別設(shè)有熱磁合金片8；在主磁系磁體下部設(shè)有導(dǎo)磁墊板10；在極板6和主磁系磁體外側(cè)設(shè)有固定套環(huán)9；該固定套環(huán)9固定在磁軛鐵2的上、下軛板上；主磁系磁體、導(dǎo)磁墊板10、磁軛鐵2的上軛板和下軛板中心部位設(shè)有調(diào)整絲杠11。
從附圖1中看出磁軛鐵2的上下軛板內(nèi)側(cè)為精確加工的平面，而且相互平行配置在磁軛鐵2豎直支撐軛板上，上下軛板由高強(qiáng)度螺栓連接，并在上下直角處設(shè)1Cr18Ni9Ti(不銹鋼)材料制成支撐角架1，用高強(qiáng)度螺栓分別將上下軛板，分別固定在豎直支撐軛板上構(gòu)成C型主結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)技術(shù)不同的是支撐角架1有利于增加機(jī)械強(qiáng)度，節(jié)省了導(dǎo)磁材料并有減少漏磁的作用。此種設(shè)計(jì)加強(qiáng)了C型結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。防渦流層3采用高電阻率，高BS鐵氧體材料取代傳統(tǒng)的鐵硅鋁材料，既提高了防渦流效果又降低了材料成本，更具適用性。勻場(chǎng)環(huán)4與聚磁環(huán)5(釹鐵硼)的搭配結(jié)合使用，既實(shí)現(xiàn)了高均勻度場(chǎng)，又實(shí)現(xiàn)了半堵漏磁。極板6采用工業(yè)純鐵組裝主磁極主磁系磁塊7，與防渦流層3和勻場(chǎng)環(huán)4及聚磁環(huán)5的合理的分布組裝，獲得更有效的磁場(chǎng)均勻度效果，而且起到半堵漏磁作用。從圖1圖3圖4圖5可以看出熱磁合金片8的組裝位置和具體的組合方法。如此進(jìn)行熱磁合金補(bǔ)償?shù)哪康氖浅浞謱?duì)永磁體進(jìn)行溫度補(bǔ)償，MRI磁體整體組裝后實(shí)現(xiàn)在工作狀態(tài)下的自動(dòng)溫度補(bǔ)償，充分的改善了釹鐵硼永磁體的溫度特性，使MRI磁體整機(jī)工作有高度的穩(wěn)定性。固定套環(huán)9將主磁極精確的固定在磁軛鐵2的上、下軛板上，將導(dǎo)磁墊板10裝配到主磁系磁塊7的中心部位，調(diào)整絲杠11通過(guò)導(dǎo)磁墊板10進(jìn)入到主磁系磁塊7中心部位，有效的實(shí)施磁場(chǎng)強(qiáng)度的調(diào)整達(dá)到磁場(chǎng)均勻的目的。
權(quán)利要求1.一種熱磁合金補(bǔ)償磁共振成像磁體，包括磁軛鐵(2)，防渦流層(3)，均場(chǎng)環(huán)(4)和導(dǎo)磁墊板(10)，其特征在于①在防渦流層(3)外側(cè)設(shè)有勻場(chǎng)環(huán)(4)，該勻場(chǎng)環(huán)(4)外側(cè)為鑲嵌有釹鐵硼永磁體的聚磁環(huán)(5)；②在上述的防渦流層(3)下部設(shè)有極板(6)；③在所述的極板(6)下部為由磁條組成的主磁系磁體，該磁條由層狀主磁系磁塊(7)及其相鄰二主磁系磁塊(7)之間、外側(cè)主磁系磁塊(7)的外側(cè)分別設(shè)有熱磁合金片(8)；④在主磁系磁體下部設(shè)有導(dǎo)磁墊板(10)；⑤在上述的極板(6)和主磁系磁體外側(cè)設(shè)有固定套環(huán)(9)；⑥上述的固定套環(huán)(9)固定在磁軛鐵(2)的上、下軛板上；⑦在上述的主磁系磁體、導(dǎo)磁墊板(10)、磁軛鐵(2)的上軛板和下軛板中心部位設(shè)有調(diào)整絲杠(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱磁合金補(bǔ)償磁共振成像磁體，其特征在于在磁軛鐵(2)的上軛板及與其平行的下軛板，同磁軛鐵(2)的豎直支撐軛板之間，各設(shè)有支撐角架(1)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于醫(yī)療診斷用磁共振成像(MRI)磁體，涉及一種熱磁合金補(bǔ)償MRI磁體。為克服現(xiàn)有MRI磁體設(shè)有加熱、保溫層，有效空間小，浪費(fèi)磁體，磁場(chǎng)不勻等，提供一種熱磁合金補(bǔ)償MRI磁體，其特征是在防渦流層外側(cè)設(shè)有勻場(chǎng)環(huán)，其外側(cè)為鑲嵌有釹鐵硼永磁體的聚磁環(huán)；防渦流層下部為極板，其下為由磁條組成的主磁系磁體；該磁條由層狀主磁系磁塊及其相鄰二主磁系磁塊間、外側(cè)主磁系磁塊的外側(cè)各設(shè)有熱磁合金片；主磁系磁體下部為導(dǎo)磁墊板，該導(dǎo)磁墊板與主磁系磁體外側(cè)設(shè)有固定套環(huán)，該固定套環(huán)分別固定在磁軛鐵上、下軛板上；在主磁系磁體、導(dǎo)磁墊板及磁軛鐵的上、下軛板中心部位設(shè)有調(diào)整絲桿。提高了工作穩(wěn)定性，磁場(chǎng)均勻性等。
文檔編號(hào)G01R33/20GK2534973SQ02205188
公開(kāi)日2003年2月12日 申請(qǐng)日期2002年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月28日
發(fā)明者翟永豐, 楊叢林, 關(guān)景和, 屈景春 申請(qǐng)人:吉林匯圣強(qiáng)磁有限公司