專利名稱：采用永磁鐵氧體作磁源的mri成像磁體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于磁共振成像(簡稱MRI)技術(shù)領(lǐng)域。發(fā)明背景在MRI的構(gòu)成里，磁場發(fā)生器(簡稱磁體)是不可或缺的核心部件。用于MRI的 磁體有三種，即超導(dǎo)磁體、永磁磁體和電勵磁磁體。電勵磁磁體因產(chǎn)生磁場的能力有限，已不再使用。超導(dǎo)磁體因需要超低溫冷卻系 統(tǒng)而結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且需定期添補液氦，因此維護(hù)不易，故在技術(shù)欠發(fā)達(dá)地區(qū)難于使用。永磁磁 體產(chǎn)生磁場的能力雖不及超導(dǎo)磁體，但比之電磁磁體仍很強(qiáng)大，特別因為具有基本免維護(hù) 以及開放度很好等特點，所以仍為各MRI公司所采用，制成臨床用和術(shù)中用MRI。目前，商品 永磁MRI磁體其工作區(qū)場強(qiáng)為0. 25 0. 35特斯拉。近年來，超導(dǎo)MRI磁體技術(shù)發(fā)展很快，場強(qiáng)達(dá)1. 5特斯拉的臨床型MRI已推入市 場，其生產(chǎn)成本和市場價格已與永磁0.35特斯拉永磁MRI相當(dāng)。較高工作場強(qiáng)的MRI的 圖像質(zhì)量比場強(qiáng)低者為好，因此，場強(qiáng)1. 5特斯拉的超導(dǎo)MRI其性能價格比遠(yuǎn)高于0. 25 0. 35特斯拉的永磁MRI。再看永磁MRI的現(xiàn)況。目前的永磁MRI磁體無一例外地都使用稀土永磁材料(例 如燒結(jié)釹鐵硼)作磁源。此種材料是中國受保護(hù)的資源，在國防、能源、交通等方面有重大 用途。價格較貴，而且難有跌勢。特別是未來作為寶貴的不可再生資源，其使用領(lǐng)域還可能 受政府政策控制。永磁磁體是永磁MRI的核心部件，在永磁MRI系統(tǒng)總成本中占有30%以 上的比例，永磁磁源材料成本則是永磁磁體成本中的主要部分，因此，采用稀土永磁材料作 磁源的永磁MRI磁體成本——因而MRI系統(tǒng)總成本——已無降低空間。質(zhì)言之，由于性能 價格比的顯著差異，相對于1. 5特斯拉超導(dǎo)MRI而言，使用稀土永磁作磁源的0. 25 0. 35 特斯拉永磁MRI將喪失很大一部份市場競爭能力。預(yù)計不長時間以后，永磁MRI將從中心 城市的大醫(yī)院的采購單中退出！當(dāng)然，永磁MRI對于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)仍然有巨大吸引力， 但成本必須降下，不能與1.5特斯拉超導(dǎo)MRI處在同等水平上。早期用于MRI的已有技術(shù)的永磁磁體也有采用永磁鐵氧體作磁源的，最早的例子 是美國F0RNAL公司，它用永磁鐵氧體作磁源構(gòu)成0. 3T MRI磁體，采用“H”型結(jié)構(gòu)，總重達(dá) 90噸！上世紀(jì)80年代初，中國中科院電工所也用永磁鐵氧體作磁源制作MRI磁體，但磁體 兩端無抑制漏磁機(jī)制，是以磁體場強(qiáng)偏低。由于已有技術(shù)的使用永磁鐵氧體作磁源的MRI 磁體重量很重，場強(qiáng)偏低，所以從上世紀(jì)80年代末以后，MRI永磁磁體就不再使用永磁鐵氧 體作磁源了。基于以上情況，本實用新型推出一種新型磁體，其特征是使用永磁鐵氧體作磁 源；磁體構(gòu)成方式上采用多對磁源聯(lián)合向磁體工作區(qū)提供磁通；并使用特殊構(gòu)成方式的磁 垛改變漏磁通走向。此種磁體場區(qū)場強(qiáng)在使用磁性能只及燒結(jié)釹鐵硼十二分之一的永磁鐵 氧體的條件下仍能達(dá)到0. 25 0. 35特斯拉的水平，磁體體積和重量也因漏磁受到抑制和 磁源利用率的提高而處于合理范圍之內(nèi)。由于永磁鐵氧體的每公斤售價只有燒結(jié)釹鐵硼的 二十四分之一，因此本實用新型磁體的成本將大幅度下降，從而為解決前述永磁型MRI面對性能價格比很高的超導(dǎo)MRI型所遭遇的困難提供了技術(shù)出路，為保持永磁型MRI在大、中 城市以外地區(qū)的優(yōu)勢具有重大意義。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實用新型提供一種采用永磁鐵氧體作磁源的MRI 成像磁體，由外殼、極面和永磁磁源構(gòu)成；外殼為鐵質(zhì)有限長框形結(jié)構(gòu)；極面為鐵質(zhì)矩形平 板，包括上極面和下極面兩部分；磁源由永磁鐵氧體基準(zhǔn)塊砌成的主磁垛、副磁垛、側(cè)磁垛 組成；主、副磁垛每垛都沿長度方向分為前段、中段和后段，中段為主段，前段和后段為副 段，副段的形狀相同，且分為多層；主磁垛有幾何形狀相同的兩垛，副磁垛和側(cè)磁垛各有幾 何形狀相同的四垛。所述上下極面在外殼中居中平行放置，磁體工作區(qū)即位于上極面和下 極面之間；主磁垛的上垛在上極面之上，下垛在下極面之下；副磁垛的左上垛位于磁體工 作區(qū)左側(cè)，部分緊貼上極面左側(cè)，右上垛位于磁體工作區(qū)右側(cè)，部分緊貼上極面右側(cè)，左下 垛位于磁體工作區(qū)左側(cè)，部分緊貼下極面左側(cè)，右下垛位于磁體工作區(qū)右側(cè)，部分緊貼下極 面右側(cè)；側(cè)磁垛的左上垛位于主磁垛上垛左側(cè)和副磁垛左上垛之上，右上垛位于主磁垛上 垛右側(cè)和副磁垛右上垛之上，左下垛位于主磁垛下垛左側(cè)和副磁垛左下垛之下，右下垛位 于主磁垛下垛右側(cè)和副磁垛右下垛之下；外殼緊密包裹著主磁垛、副磁垛和側(cè)磁垛。由于本實用新型的主磁垛、副磁垛和側(cè)磁垛以并聯(lián)的方式聯(lián)合向磁場工作區(qū)提供 磁通；主磁垛和副磁垛的每一磁垛前段和后段又將磁垛主段的泄漏磁通抑制到最小。因此， 磁體磁源雖由永磁鐵氧體構(gòu)成，但磁體工作區(qū)內(nèi)工作場強(qiáng)仍與已有技術(shù)的永磁MRI成像磁 體具有相同水平，體積和重量也因漏磁受到抑制，磁源利用率得到提高而處于合理范圍之 內(nèi)。

附圖1磁體構(gòu)成總圖；附圖2磁體主磁垛之上磁垛構(gòu)成圖；附圖3磁體副磁垛之左上側(cè)磁垛構(gòu)成圖；附圖4磁體側(cè)磁垛之右上側(cè)磁垛構(gòu)成圖。
具體實施方式
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實用新型提供一種采用永磁鐵氧體作磁源的MRI 成像磁體，由外殼1、極面和永磁磁源構(gòu)成；外殼1為鐵質(zhì)有限長框形結(jié)構(gòu)；極面為鐵質(zhì)矩形 平板，包括上極面2和下極面3兩部分；磁源由永磁鐵氧體基準(zhǔn)塊砌成的主磁垛、副磁垛、側(cè) 磁垛組成；主、副磁垛每垛都沿長度方向分為前段、中段和后段；中段為主段，前段和后段 為副段，副段的形狀相同，且分為多層；主磁垛有幾何形狀相同的兩垛，副磁垛和側(cè)磁垛各 有幾何形狀相同的四垛。所述上下極面在外殼中居中平行放置，磁體工作區(qū)14即位于上極 面2和下極面3之間；主磁垛的上垛4在上極面2之上，下垛5在下極面3之下；副磁垛的 左上垛6位于磁體工作區(qū)14左側(cè)，部分緊貼上極面2左側(cè)，右上垛8位于磁體工作區(qū)14右 側(cè)，部分緊貼上極面2右側(cè)，左下垛7位于磁體工作區(qū)14左側(cè)，部分緊貼主下極面3左側(cè)， 右下垛9位于磁體工作區(qū)14右側(cè)，部分緊貼下極面3右側(cè)；側(cè)磁垛的左上垛10位于主磁垛上垛4左側(cè)和副磁垛左上垛6之上，右上垛12位于主磁垛上垛4右側(cè)和副磁垛右上垛8之 上，左下垛11位于主磁垛下垛5左側(cè)和副磁垛左下垛7之下，右下垛13位于主磁垛下垛5 右側(cè)和副磁垛右下垛9之下；外殼1緊密包裹著主磁垛、副磁垛和側(cè)磁垛。 由于本實用新型的主磁垛、副磁垛和側(cè)磁垛以并聯(lián)的方式聯(lián)合向磁體工作區(qū)14 提供磁通；主磁垛和副磁垛的每一磁垛前段和后段又將磁垛主段的泄漏磁通抑制到最小。 因此，磁體磁源雖由永磁鐵氧體構(gòu)成，但磁體工作區(qū)內(nèi)工作場強(qiáng)仍與已有技術(shù)的永磁MRI 成像磁體具有相同水平，體積和重量也因漏磁受到抑制，磁源利用率得到提高而處于合理 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種采用永磁鐵氧體作磁源的MRI成像磁體，由外殼、極面和永磁磁源構(gòu)成，其特征在于磁體極面是鐵質(zhì)矩形平板結(jié)構(gòu)；磁源由永磁鐵氧體基準(zhǔn)塊砌成的主磁垛、副磁垛、側(cè)磁垛組成；主磁垛由上、下兩垛組成，副、側(cè)磁垛由上、下、左、右四垛組成。
2.如權(quán)利要求1所述磁體，其特征在于磁體外殼為鐵質(zhì)有限長框形結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述磁體，其特征在于永磁磁源之主磁垛的上下磁垛幾何形狀相同， 副磁垛的四垛幾何形狀相同，側(cè)磁垛的四垛磁垛幾何形狀相同。
4.如權(quán)利要求1所述磁體，其特征在于主磁垛、副磁垛都沿長度方向分為三段，中段為 主段，前段和后段為副段，副段的形狀相同，且分為多層。
5.如權(quán)利要求1所述磁體，其特征在于磁體上下極面在外殼中居中平行放置，磁體工 作區(qū)即位于上極面和下極面之間；主磁垛的上垛在上極面之上，下垛在下極面之下；副磁 垛的左上垛位于磁體工作區(qū)左側(cè)，部分緊貼上極面左側(cè)，右上垛位于磁體工作區(qū)右側(cè)，部分 緊貼上極面右側(cè)，左下垛位于磁體工作區(qū)左側(cè)，部分緊貼主下極面左側(cè)，右下垛位于磁體工 作區(qū)右側(cè)，部分緊貼下極面右側(cè)；側(cè)磁垛的左上垛位于主磁垛上垛左側(cè)和副磁垛左上垛之 上，右上垛位于主磁垛上垛右側(cè)和副磁垛右上垛之上，左下垛位于主磁垛下垛左側(cè)和副磁 垛左下垛之下，右下垛位于主磁垛下垛右側(cè)和副磁垛右下垛之下；外殼緊密包裹著主磁垛、 副磁垛和側(cè)磁垛。
專利摘要本實用新型提供一種采用永磁鐵氧體作磁源的MRI成像磁體，其特征是采用永磁鐵氧體作磁源，并在磁體構(gòu)成上采用多對磁源聯(lián)合向磁場工作區(qū)提供磁通以及采用專用磁源抑制主磁源對漏磁的技術(shù)。此種磁體磁性能與采用稀土永磁材料的同類磁體處與于同等水平，但成本低廉，不消耗不可再生的寶貴的稀土資源。
文檔編號H01F7/02GK201638628SQ20082012346
公開日2010年11月17日 申請日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者夏平疇 申請人:郭啟慧