一種超導(dǎo)磁體及其勻場裝置和勻場方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種超導(dǎo)磁體的勻場裝置，其特征在于，所述勻場裝置包括：至少二個勻場件和至少二個絲桿；各個所述絲桿組件層層嵌套，從最外層到最內(nèi)層，各個所述絲桿的長度依次遞增；所述絲桿的桿頭設(shè)有螺紋；各個所述勻場件具有一個通孔，各個所述通孔設(shè)有與相應(yīng)的所述桿頭匹配的螺紋，從而分別安裝在相應(yīng)的所述桿頭上，其中，所述勻場件在相應(yīng)的所述絲桿轉(zhuǎn)動時，能夠沿所述絲桿的軸向平動。本發(fā)明通過在整個超導(dǎo)磁場范圍配備勻場件有效地提高了超導(dǎo)磁體的FOV的范圍；同時本發(fā)明通過利用嵌套多個絲桿分別控制各個勻場件的方式有效提高了各個勻場件在勻場通道中的位置的靈活性，還通過在勻場件中放置勻場片的方式有效提高了勻場片數(shù)量的靈活性。
【專利說明】一種超導(dǎo)磁體及其勻場裝置和勻場方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁共振成像【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種磁共振系統(tǒng)的超導(dǎo)磁體及其勻場裝置和勻場方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有磁共振系統(tǒng)中，可利用超導(dǎo)磁體產(chǎn)生磁場，進而利用該磁場進行磁共振成像。為保證圖像質(zhì)量，對成像區(qū)域(FOV)的磁場均勻性有很高的要求。超導(dǎo)磁體通常為環(huán)形柱狀結(jié)構(gòu)，由于制造誤差、材料差異、環(huán)境改變等原因，成像區(qū)域(FOV)的磁場通常是不均勻的，因此，需要采取一定的措施，來進行校正，以便獲得成像質(zhì)量好的磁共振圖像。
[0003]具體而言，現(xiàn)有磁共振系統(tǒng)中，圓筒狀的超導(dǎo)磁場發(fā)生器包括含有超導(dǎo)磁體的外部真空容器，以及冷卻裝置，如制冷機，以保持超導(dǎo)磁體處于低溫狀態(tài)從而使超導(dǎo)成為可能。圓筒狀的梯度線圈組件位于圓柱形磁體外部真空容器的孔內(nèi)，成像對象置于磁體外部真空容器的孔中。在梯度線圈組件的材料內(nèi)設(shè)置了許多勻場通道，這些勻場通道沿著圓筒狀的磁體外部真空容器的軸向貫通梯度線圈組件?，F(xiàn)有磁共振系統(tǒng)中，還配有與勻場通道
對應(yīng)的勻場條，每個勻場條上還配有多個勻場格，每個勻場格中可以填充勻場片。
[0004]在調(diào)節(jié)磁場均勻性時，首先，通過實際測量值計算確定出為調(diào)節(jié)磁場均勻性所需的勻場片的位置以及數(shù)量；然后，在勻場條的相應(yīng)位置中放入相應(yīng)數(shù)量的勻場片；最后，將相應(yīng)的勻場條插入相應(yīng)的勻場通道中。上述過程稱為一次勻場迭代(shimmingiteration).按照這種方式處理一次后，如果磁場的均勻性仍不符合要求，那么可將插入勻場通道中的勻場條抽出，再次進行勻場迭代，甚至多次進行勻場迭代，直至磁場均勻性符合要求為止。
[0005]但是，上述處理方式在實際應(yīng)用中會存在一定的問題，比如:由于勻場片具有較高的磁導(dǎo)率，因此對承載大量勻場片的勻場條進行的操作，即將承載大量勻場片的勻場條放入磁場或從磁場中取出的過程中，會與磁場產(chǎn)生作用力，而將承載大量勻場片的勻場條放入磁場或從磁場中取出的過程均是人工操作的，如果該作用力較強那么存在對操作人員造成傷害的危險。同時，研究表明磁體在場時當(dāng)勻場件在勻場通道的內(nèi)部時，作用于勻場件上的力較小，通常為幾牛頓量級；同時，當(dāng)勻場件移出勻場通道或進入勻場件通道時，作用于勻場件的力(數(shù)百牛頓)大得多。
[0006]因此，在實際應(yīng)用中，在將勻場條插入磁場或從磁場中抽出勻場條之前，通常先進行降場操作，然后，待將勻場條插入磁場或從磁場中抽出之后，再進行升場操作，使超導(dǎo)磁體所產(chǎn)生的磁場恢復(fù)到正常值。但是，這種處理方式也存在一定的問題，比如:超導(dǎo)磁體的腔體內(nèi)裝有大量的液氦，用于為超導(dǎo)磁體上的超導(dǎo)線提供必須的低溫環(huán)境，而降場和升場的過程會導(dǎo)致液氦的揮發(fā)，從而造成液氦的浪費，而眾所周知，液氦的成本是非常高的；其次，每次降場和升場之間必須間隔一定的時間，因此進行多次降場和升場會浪費很多時間；另外，如上所述，每次降場和升場之間必須間隔一定的時間，且存在引起超導(dǎo)磁體失超的風(fēng)險，液氦會大量揮發(fā)，不能產(chǎn)生磁場，從而需要操作人員對超導(dǎo)磁體進行加灌液氦等維修處理，不但增加了成本，而且也影響了超導(dǎo)磁體的正常使用。
[0007]為了解決上述問題，中國專利申請公布號CN 101916640A通過以下方式來平衡磁場均勻性和降場/升場之間的矛盾。一種用于磁共振系統(tǒng)的勻場裝置，包括:一個螺紋桿，軸向穿過勻場件；勻場件，有一個協(xié)作的螺紋通孔；其中，螺紋桿穿過勻場件中。根據(jù)該勻場裝置，勻場件通過轉(zhuǎn)動螺紋桿而移動。
[0008]利用上述勻場裝置，操作者可以在位于待勻場的磁場周圍的勻場通道內(nèi)移動勻場件使磁場勻場。同時，在勻場操作時，由于勻場通道內(nèi)沒有移入或移出勻場件，勻場操作可在磁體在場的情況下實施。
[0009]可見，在本【技術(shù)領(lǐng)域】存在如下改進空間:
[0010]1、根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在用來移動勻場件的裝置上只安裝有一個勻場件的情況下，難以覆蓋較大的磁場范圍，因此對于較大的成像區(qū)域(FOV)的勻場效能有待提高；
[0011]2、根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在用來移動勻場件的裝置上安裝有多個勻場件的情況下，這些勻場件的位置相對固定，亦即無法單獨調(diào)整這些勻場件的位置，因此從控制勻場件的位置的方面勻場效能有待提聞;
[0012]3、根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，勻場件是整體成型的，亦即無法調(diào)整單個勻場件的大小或組成，因此從勻場件的大小或組成方面勻場效能有待提高；
[0013]4、根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，勻場件是整體成型的，但是整體成型的勻場件受渦流的影響較大:當(dāng)磁場工作時，勻場件的溫度會升高，而溫度變化會導(dǎo)致勻場件的磁性變化，因此導(dǎo)致勻場穩(wěn)定性有待提聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]為了擴大磁共振系統(tǒng)的成像區(qū)域、提高勻場件位置和數(shù)量的靈活性并且減少渦流降低溫度，本發(fā)明的一個具體實施例提出一種超導(dǎo)磁體的勻場裝置，所述勻場裝置包括:至少二個勻場件和至少二個絲桿；各個所述絲桿組件層層嵌套，從最外層到最內(nèi)層，各個所述絲桿的長度依次遞增；所述絲桿的桿頭設(shè)有螺紋；各個所述勻場件具有一個通孔，各個所述通孔設(shè)有與相應(yīng)的所述桿頭匹配的螺紋，從而分別安裝在相應(yīng)的所述桿頭上，其中，所述勻場件在相應(yīng)的所述絲桿轉(zhuǎn)動時，能夠沿所述絲桿的軸向平動。
[0015]優(yōu)選地，所述勻場件的徑向截面是非圓形的。
[0016]優(yōu)選地，所述勻場件包括勻場片和/或非磁性的填充片以及固定件，其中所述勻場片和填充片的數(shù)量可調(diào)，所述固定件用于承載并固定所述勻場片。
[0017]優(yōu)選地，所述固定件是配有所述通孔的芯軸，所述芯軸兩端配有凸緣，其中至少一個凸緣是可拆卸的，所述凸緣將所述勻場片和/或勻場片固定在所述芯軸上。
[0018]優(yōu)選地，所述固定件是勻場盒，所述勻場盒包括兩個對稱組件，所述對稱組件一側(cè)配有凹部使得兩個所述凹部相對組成所述通孔。
[0019]優(yōu)選地，所述絲桿在所述超導(dǎo)磁體外側(cè)的一端包括一個旋鈕，所述勻場裝置還包括一個法蘭盤，所述法蘭盤位于所述超導(dǎo)磁體和最外層絲桿的所述旋鈕之間。
[0020]優(yōu)選地，從最內(nèi)層絲桿到最外層絲桿，各個所述旋鈕的半徑依次遞增，所述法蘭盤的半徑大于最外層絲桿的所述旋鈕。
[0021]優(yōu)選地，所述旋鈕和所述法蘭盤包括可拆卸的緊固件，其中，所述法蘭盤的所述緊固件將所述法蘭盤固定于所述超導(dǎo)磁體上；最外層絲桿的旋鈕的所述緊固件將該旋鈕固定于所述法蘭盤上；其他絲桿的旋鈕的所述緊固件將該旋鈕固定于其外一層絲桿的旋鈕上。
[0022]優(yōu)選地，所述桿頭包括凸部，所述凸部位于所述桿頭在所述超導(dǎo)磁體外側(cè)一端，所述法蘭盤包括凹部，其中，最外層絲桿的桿頭的所述凸部與所述凹部匹配；其他絲桿的桿頭的所述凸部頂著其外一層的絲桿的桿頭的頂端。
[0023]為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提出了一種超導(dǎo)磁體，包括至少一個如上任一所述的勻場裝置和分別與所述勻場裝置匹配的至少一個勻場通道。
[0024]優(yōu)選地，所述勻場通道中置有兩個所述勻場裝置，所述勻場裝置的長度與所述勻場通道的一半長度相同，兩個所述勻場裝置分別從所述勻場通道的兩端引入。
[0025]優(yōu)選地，所述勻場通道中置有一個所述勻場裝置，所述勻場裝置的長度與所述勻場通道的長度相同。
[0026]為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提出了一種用于上述任一超導(dǎo)磁體的勻場方法，在所述超導(dǎo)磁體的磁場存在的情況下，通過旋轉(zhuǎn)所述絲桿帶動所述勻場件分別在所述勻場通道內(nèi)平移。
[0027]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的具體實施例提供的勻場裝置通過在整個超導(dǎo)磁體內(nèi)的磁場范圍配備勻場件，從而有效地提高了超導(dǎo)磁體的FOV的范圍；同時本發(fā)明的具體實施例提供的勻場裝置通過利用嵌套多個絲桿分別控制各個勻場件的方式，有效提高了各個勻場件在超導(dǎo)磁體中的位置的靈活性，還通過在勻場件中放置勻場片的方式，有效提高了勻場片數(shù)量的靈活性；并且 由于單個勻場片體積較小，因此相對于整體形成的勻場件有效降低了渦流從而提高了磁場穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是配有根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的勻場裝置的超導(dǎo)磁體的徑向截面圖。
[0029]圖2是根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的勻場裝置的整體側(cè)截面圖。
[0030]圖3是根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的勻場裝置的部分側(cè)截面圖。
[0031]圖4A和圖4B是根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的勻場裝置中的勻場件的截面圖。
[0032]圖5是根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的勻場裝置的端部視圖。
[0033]圖6是根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的梯度線圈及其勻場通道的徑向截面圖。
[0034]外部真空容器101 制冷機102 射頻線圈組件103
[0035]梯度線圈組件104 孔105勻場通道106
[0036]勻場片203勻場件204 法蘭盤206 凸部207 緊固件208
[0037]絲桿組件205絲桿2050 桿體20501 旋鈕20502
【具體實施方式】
[0038]下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。[0039]為了達到有效地對磁共振系統(tǒng)的磁場進行勻場的目的，特別是圓筒狀的超導(dǎo)磁體產(chǎn)生的磁場，本發(fā)明提供一種磁共振系統(tǒng)的勻場裝置。其核心在于，利用絲桿能夠?qū)⒒剞D(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為平移運動的原理，通過旋轉(zhuǎn)絲桿組件的旋鈕以轉(zhuǎn)動絲桿的桿體來帶動與絲桿匹配的勻場件在勻場通道的軸向上平移，從而調(diào)整勻場件中勻場片的位置進而調(diào)節(jié)磁場的均勻性。
[0040]具體而言，根據(jù)本發(fā)明的勻場裝置包括層層嵌套的多級絲桿和分別與各級絲桿匹配的多個勻場件，多個勻場件分別嵌套在各級絲桿上，即勻場件的與絲桿接觸的內(nèi)表面上設(shè)有與絲桿匹配的螺紋，將勻場裝置置于磁共振系統(tǒng)的梯度線圈的勻場通道中，利用絲桿能夠?qū)⒒剞D(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為平移運動的原理，通過旋轉(zhuǎn)絲桿的旋鈕以轉(zhuǎn)動絲桿的桿體來帶動與絲桿匹配的勻場件在勻場通道的軸向上平移，從而對磁共振系統(tǒng)的磁場進行勻場調(diào)節(jié)；同時利用絲桿和勻場件之間的螺紋配合的自鎖功能使絲桿在無轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下和勻場件相對固定，從而保持勻場調(diào)節(jié)效果。
[0041]圖1是配有根據(jù)本發(fā)明具體實施例的勻場裝置的超導(dǎo)磁體的徑向截面圖。如圖1所示，圓筒狀的超導(dǎo)磁場發(fā)生器包括含有超導(dǎo)磁體的外部真空容器101，冷卻裝置，如制冷機102，以保持超導(dǎo)磁體處于低溫狀態(tài)從而使超導(dǎo)成為可能，射頻線圈組件103，用于發(fā)射頻信號，梯度線圈組件104。其中體線圈組件103和梯度線圈組件104都位于圓柱形超導(dǎo)磁體的外部真空容器101的孔105內(nèi)，體線圈103的半徑小于梯度線圈組件104，成像對象置于超導(dǎo)磁體的外部真空容器101的孔105中。在梯度線圈組件104的材料內(nèi)設(shè)置了許多勻場通道106。這些勻場通道106沿著圓筒狀的超導(dǎo)磁體的外部真空容器101的軸向貫通梯度線圈組件104。在本說明書和所附權(quán)利要求中，術(shù)語“徑向”將用于指與圓柱形超導(dǎo)磁體的外部真空容器101的軸向垂直的方向，術(shù)語“內(nèi)”、“內(nèi)偵彳”或“內(nèi)部”將用于指孔105之內(nèi)或從孔105之外指向孔105之內(nèi)，術(shù)語“外”、“外側(cè)”或“外部”將用于指孔105之外或從孔105之內(nèi)指向孔105之外。
[0042]這將在下面予以更詳細的描述，勻場通道也可以或可選地被放置于梯度線圈組件的徑向外表面或者在梯度線圈組件104徑向內(nèi)表面和成像區(qū)域之間。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的勻場裝置是設(shè)置在勻場通道中的勻場裝置，不限于在梯度線圈組件內(nèi)形成的勻場通道。實際上，本發(fā)明的勻場通道可設(shè)置在任何主體中，或在主體之間的空間中，例如，當(dāng)一個射頻線圈組件設(shè)置于梯度線圈組件的孔內(nèi)時，勻場通道可徑向設(shè)置在梯度線圈組件和射頻線圈組件之間。
[0043]在根據(jù)本發(fā)明的具體實施例中，在一個典型的全身磁共振系統(tǒng)中，可設(shè)置數(shù)量相對較多的勻場通道。所有的勻場通道可被布置成距離梯度線圈軸的徑向距離相同，或在離梯度線圈軸的不同徑向距離之處設(shè)置不止一圈勻場通道。勻場通道可有不同的徑向截面形狀和截面面積。
[0044]超導(dǎo)磁體需要在成像區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生一個非常均勻的磁場，也可稱為均勻區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的勻場裝置被設(shè)置成放置在勻場通道中用于補償在成像區(qū)域內(nèi)的磁體產(chǎn)生的磁場中的不均勻性。
[0045]圖2是根據(jù)本發(fā)明具體實施例的勻場裝置的整體側(cè)截面圖，圖3是根據(jù)本發(fā)明具體實施例的勻場裝置的部分側(cè)截面圖。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，如圖2和圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的勻場裝置包括多個勻場件204、絲桿組件205和法蘭盤206。其中，絲桿組件205是由多個絲桿2050以嵌套結(jié)構(gòu)組成的，各個勻場件204與各個絲桿2050分別匹配，法蘭盤206與梯度線圈組件104的端部固定。
[0046]如圖2所示，為了操作方便，在本發(fā)明的具體實施例中，長度與勻場通道軸向一半長度相同的絲桿組件205連同多個勻場件204從各勻場通道的兩端分別引入；但是，操作者也可以使用長度與勻場通道軸向長度相同的絲桿組件205連同多個勻場件204從各勻場通道的一端引入。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的勻場通道的徑向截面是矩形的，勻場裝置中的勻場件與勻場通道的徑向截面匹配，勻場通道的徑向截面形狀還可以是其他非圓形的形狀。
[0047]如圖2和圖3所示，按照嵌套位置，每個絲桿的長度依次遞減，S卩，最內(nèi)層的絲桿最長，最外層的絲桿最短，各個絲桿的桿頭(即，伸出嵌套于其外層的絲桿外的部分)上均設(shè)有螺紋，所述桿頭分別配有與桿頭的螺紋匹配的勻場件，從而對磁場的各個區(qū)域進行勻場。其中，絲桿2050包括桿體20501和旋鈕20502，其中旋鈕20502位于桿體20501的頂部。當(dāng)進行勻場調(diào)節(jié)時，操作者旋轉(zhuǎn)旋鈕20502來轉(zhuǎn)動桿體20501，從而使與該絲桿匹配的勻場件沿著桿體20501平移。
[0048]如圖2所示，絲桿組件205包括以嵌套結(jié)構(gòu)組合起來的5個絲桿2050，每個絲桿的桿頭都設(shè)有凸部207，凸部207是位于桿頭在磁體外側(cè)一端的圓周狀的凸起。最外層的絲桿的凸部207與法蘭盤206的凹部匹配。由此，當(dāng)進行勻場調(diào)節(jié)時，在法蘭盤206與梯度線圈組件104固定的情況下，凸部207與凹部的匹配能夠保證最外層的絲桿不會在勻場通道106的軸向上移動，尤其是向磁體外移動。除最外層的絲桿外，其他絲桿的桿體20501的凸部207，也恰位于絲桿的桿體與其外層的絲桿的桿體的結(jié)合處，因此，當(dāng)法蘭盤206與梯度線圈組件104固定時，本絲桿的凸部207的外側(cè)和其外層的絲桿的頂端的內(nèi)側(cè)匹配，用于保證除最外層的絲桿外的絲桿不會在勻場通道106的軸向上移動，尤其是沿超導(dǎo)磁體外部方向移動。
[0049]如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的勻場裝置的絲桿組件205的各個絲桿2050的旋鈕20502上都包括緊固件208，除最外層的絲桿外的絲桿的緊固件208將本絲桿的的旋鈕固定于本絲桿外嵌套的絲桿的旋鈕上；同時，最外層的絲桿的緊固件208將本絲桿的的旋鈕固定于法蘭盤206上。當(dāng)磁體處于工作狀態(tài)時，由于法蘭盤206與梯度線圈組件104固定，旋鈕20502即與梯度線圈組件104固定，從而保證絲桿組件205不會轉(zhuǎn)動導(dǎo)致勻場件204在絲桿2050上平移。如上所述，使用螺釘將法蘭盤206與梯度線圈組件104的端部固定起來，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以采用其他可拆卸的方式將法蘭盤206與梯度線圈組件104的端部固定起來，也可采用其他固定方式來避免在磁體處于工作狀態(tài)時絲桿組件205轉(zhuǎn)動而導(dǎo)致勻場件204在絲桿上平移。
[0050]圖4A和圖4B是根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的勻場裝置中的勻場件的截面圖。勻場件204安裝在每個絲桿的桿頭(S卩，伸出嵌套于其外層的絲桿外的部分)。具體而言，勻場件204具有通孔，通孔配有與相應(yīng)的絲桿的螺紋匹配的螺紋，由此，絲桿2050與勻場件204匹配。由此可見，當(dāng)進行勻場調(diào)節(jié)時，操作者并非通過推拉絲桿組件在勻場通道內(nèi)移動勻場件，而是通過依次轉(zhuǎn)動各個絲桿2050帶動螺紋轉(zhuǎn)動而在軸向上驅(qū)動各個勻場件204 ;當(dāng)完成勻場調(diào)節(jié)時，操作者不必為勻場件提供獨立的保持裝置，因為各個絲桿與其相應(yīng)的勻場件內(nèi)的螺紋之間的自鎖性足夠維持勻場件固定在合適的位置。[0051]如圖4A所示，勻場件204包括一個帶有內(nèi)螺紋的芯軸，多個開有中心孔的勻場片203沿軸向套在芯軸外部，并通過螺栓螺母或其它方式方便可靠地固定在一起，芯軸兩端配有凸緣，其中至少一個凸緣是可拆卸的，所述凸緣把勻場片203固定在其間，芯軸的內(nèi)螺紋與絲桿組件上的螺紋相配合。整個勻場件204的徑向截面是與勻場通道106的徑向截面匹配的矩形。如圖4B所示，勻場件204是徑向截面與勻場通道106的徑向截面匹配的盒狀結(jié)構(gòu)，包括兩個對稱組件，這兩個對稱組件分別承載勻場片203，勻場片203的形狀與這兩個部分的內(nèi)部空間相匹配，所述對稱組件配有與所述桿頭匹配的凹部并且所述凹部內(nèi)配有與所述桿頭的螺紋匹配的內(nèi)螺紋。在勻場件204未被勻場片203填滿的情況下，需要非磁性材料的填充物填滿以固定勻場片，從而保證勻場件204的勻場性能穩(wěn)定。勻場片為由低碳鋼制成的薄片，產(chǎn)生的渦流影響較小，因此具有較高的勻場穩(wěn)定性。
[0052]圖5是根據(jù)本發(fā)明具體實施例的勻場裝置的端部視圖。如圖5所示，旋鈕20502位于桿體20501的頂部，各個絲桿2050的旋鈕20502按照嵌套順序次位于本絲桿外嵌套的絲桿的旋鈕之上，因此，最外層的絲桿的旋鈕位于全部旋鈕的最下方并且與法蘭盤206直接接觸。操作者可以旋轉(zhuǎn)各個絲桿的旋鈕從而調(diào)整相應(yīng)的勻場件的位置，達到調(diào)節(jié)磁共振系統(tǒng)的磁場的均勻性的目的。在調(diào)節(jié)磁場均勻性時，絲桿組件無需從勻場件通道端部伸出:除了手動旋轉(zhuǎn)旋鈕的方式外，還可以設(shè)置一種轉(zhuǎn)動絲桿的工具，比如氣動工具、液壓馬達或其他步進工具，從而在勻場調(diào)節(jié)中增加一定程度的自動化、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
[0053]總而言之，通過多個勻場件204與多個絲桿2050之間的匹配，絲桿組件205和法蘭盤206之間的匹配、多個絲桿2050之間的匹配以及法蘭盤206與梯度線圈組件104之間的匹配，能夠保證當(dāng)勻場裝置工作時，操作者可以旋轉(zhuǎn)各個絲桿的旋鈕從而調(diào)整相應(yīng)的勻場件的位置，達到調(diào)節(jié)磁共振系統(tǒng)的磁場的均勻性的目的。當(dāng)勻場操作完成，磁體處于工作狀態(tài)時，勻場裝置及其各個部件在勻場通道106內(nèi)的位置保持固定。
[0054]同時，由于根據(jù)本發(fā)明的具體實施例利用絲桿組件與勻場件之間的螺紋將旋鈕的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為勻場件的平動，所以有必要保證勻場盒不在勻場通道內(nèi)轉(zhuǎn)動。這可以通過使用非圓形徑向截面的勻場件和與其匹配的勻場通道輕易達成。圖6是根據(jù)本發(fā)明具體實施例的梯度線圈及其勻場通道的徑向截面圖，如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明具體實施例的梯度線圈的勻場通道的徑向截面是矩形，通過上述設(shè)置，勻場件能夠在勻場通道內(nèi)軸向移動但無法轉(zhuǎn)動。換句話說，只要勻場件以及與勻場件的外徑匹配的勻場通道非圓形即可保證勻場件不在勻場通道內(nèi)轉(zhuǎn)動。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的勻場裝置的優(yōu)點在于:首先，由于無需將勻場調(diào)節(jié)裝置從勻場通道中取出即可對勻場件(勻場片)的位置進行調(diào)節(jié)，因此大大簡化了勻場調(diào)節(jié)操作的復(fù)雜性，提高了調(diào)節(jié)操作的安全性，節(jié)省了操作時間；其次，由于無需將勻場調(diào)節(jié)裝置從勻場通道中取出即可對勻場件(勻場片)的位置進行調(diào)節(jié)，因此無需頻繁進行升場/降場操作，從而最大程度地降低了液氦損失；另外，由于在軸向上包括多個勻場件并且可以獨立調(diào)節(jié)每個勻場件的位置，因此提高了勻場調(diào)節(jié)的覆蓋范圍和最終效果，可實現(xiàn)在較大的成像區(qū)域(FOV)內(nèi)的磁場均勻性；第四，由于采用勻場件承載勻場片，各個勻場件中勻場片的數(shù)量可以事先調(diào)整，因此提高了勻場調(diào)節(jié)的精確性；最后，由于勻場片采用低碳鋼片制成，降低了產(chǎn)生渦流的影響，因此提高了勻場調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的勻場裝置的工作方式的核心在于:勻場裝置包括層層嵌套的多級絲桿組件和分別與各級絲桿組件匹配的勻場件，利用絲桿組件能夠?qū)⒒剞D(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為平移運動的原理，通過依次旋轉(zhuǎn)絲桿組件的旋鈕來轉(zhuǎn)動絲桿組件的桿體來帶動與絲桿組件匹配的各個勻場件分別在勻場通道內(nèi)的軸向上平移，從而調(diào)整勻場件中勻場片的位置進而調(diào)節(jié)磁場的均勻性。
[0057]本發(fā)明提出一種超導(dǎo)磁體的勻場裝置，其特征在于，所述勻場裝置包括:至少二個勻場件和至少二個絲桿；各個所述絲桿組件層層嵌套，從最外層到最內(nèi)層，各個所述絲桿的長度依次遞增；所述絲桿的桿頭設(shè)有螺紋；各個所述勻場件具有一個通孔，各個所述通孔設(shè)有與相應(yīng)的所述桿頭匹配的螺紋，從而分別安裝在相應(yīng)的所述桿頭上，其中，所述勻場件在相應(yīng)的所述絲桿轉(zhuǎn)動時，能夠沿所述絲桿的軸向平動。本發(fā)明通過在整個超導(dǎo)磁場范圍配備勻場件有效地提高了超導(dǎo)磁體的FOV的范圍；同時本發(fā)明通過利用嵌套多個絲桿分別控制各個勻場件的方式有效提高了各個勻場件在勻場通道中的位置的靈活性，還通過在勻場件中放置勻場片的方式有效提高了勻場片數(shù)量的靈活性。
[0058]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種超導(dǎo)磁體的勻場裝置，其特征在于，所述勻場裝置包括: 至少二個勻場件和至少二個絲桿； 各個所述絲桿組件層層嵌套，從最外層到最內(nèi)層，各個所述絲桿的長度依次遞增； 所述絲桿的桿頭設(shè)有螺紋； 各個所述勻場件具有一個通孔，各個所述通孔設(shè)有與相應(yīng)的所述桿頭匹配的螺紋，從而分別安裝在相應(yīng)的所述桿頭上，其中， 所述勻場件在相應(yīng)的所述絲桿轉(zhuǎn)動時，能夠沿所述絲桿的軸向平動。
2.如權(quán)利要求1所述的勻場裝置，其特征在于，所述勻場件的徑向截面是非圓形的。
3.如權(quán)利要求1所述的勻場裝置，其特征在于，所述勻場件包括勻場片和/或非磁性的填充片以及固定件，其中所述勻場片和填充片的數(shù)量可調(diào)，所述固定件用于承載并固定所述勻場片。
4.如權(quán)利要求3所述的勻場裝置，其特征在于，所述固定件是配有所述通孔的芯軸，所述芯軸兩端配有凸緣，其中至少一個凸緣是可拆卸的，所述凸緣將所述勻場片和/或勻場片固定在所述芯軸上。
5.如權(quán)利要求3所述的勻場裝置，其特征在于，所述固定件是勻場盒，所述勻場盒包括兩個對稱組件，所述對稱組件一側(cè)配有凹部使得兩個所述凹部相對組成所述通孔。
6.如權(quán)利要求1所述的勻場裝置，其特征在于，所述絲桿在所述超導(dǎo)磁體外側(cè)的一端包括一個旋鈕，所述勻場裝置還包括一個法蘭盤，所述法蘭盤位于所述超導(dǎo)磁體和最外層絲桿的所述旋鈕之間。
7.如權(quán)利要求6所述的勻場裝置，其特征在于，從最內(nèi)層絲桿到最外層絲桿，各個所述旋鈕的半徑依次遞增，所述法蘭盤的半徑大于最外層絲桿的所述旋鈕。
8.權(quán)利要求6所述的勻場裝置，其特征在于，所述旋鈕和所述法蘭盤包括可拆卸的緊固件，其中，所述法蘭盤的所述緊固件將所述法蘭盤固定于所述超導(dǎo)磁體上；最外層絲桿的旋鈕的所述緊固件將該旋鈕固定于所述法蘭盤上；其他絲桿的旋鈕的所述緊固件將該旋鈕固定于其外一層絲桿的旋鈕上。
9.如權(quán)利要求6所述的勻場裝置，其特征在于，所述桿頭包括凸部，所述凸部位于所述桿頭在所述超導(dǎo)磁體外側(cè)一端，所述法蘭盤包括凹部，其中， 最外層絲桿的桿頭的所述凸部與所述凹部匹配； 其他絲桿的桿頭的所述凸部頂著其外一層的絲桿的桿頭的頂端。
10.一種超導(dǎo)磁體，包括至少一個如權(quán)利要求1-9中任一所述的勻場裝置和分別與所述勻場裝置匹配的至少一個勻場通道。
11.如權(quán)利要求10所述的超導(dǎo)磁體，其特征在于，所述勻場通道中置有兩個所述勻場裝置，所述勻場裝置的長度與所述勻場通道的一半長度相同，兩個所述勻場裝置分別從所述勻場通道的兩端引入。
12.如權(quán)利要求10所述的超導(dǎo)磁體，其特征在于，所述勻場通道中置有一個所述勻場裝置，所述勻場裝置的長度與所述勻場通道的長度相同。
13.—種用于如權(quán)利要求10-12中任一所述超導(dǎo)磁體的勻場方法,其特征在于,在所述超導(dǎo)磁體的磁場存在的情況下，通過旋轉(zhuǎn)所述絲桿帶動所述勻場件分別在所述勻場通道內(nèi)平移。
【文檔編號】G01R33/3873GK103576113SQ201210261337
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月26日
【發(fā)明者】薛廷強 申請人:西門子(深圳)磁共振有限公司