專利名稱：一種開放式超導(dǎo)mri磁體系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
核磁共振成像儀(MRI)是目前應(yīng)用最廣泛的無接觸成像醫(yī)療設(shè)備之一，它利用磁共振現(xiàn)象從人體中獲得電磁信號，并重建出人體信息主要應(yīng)用于臨床人體內(nèi)部成像診斷。 其中，產(chǎn)生背景磁場的磁體是MRI構(gòu)成的核心部件，在診療成像區(qū)域(即“病人空間”)產(chǎn)生一個足夠強度和均勻度的背景磁場，這是產(chǎn)生磁共振現(xiàn)象的必要條件，理論上說，背景場的強度越高，可以成像的清晰度就越高，就越有利于病情的診斷。用于MRI的磁體結(jié)構(gòu)主要有兩種螺線管磁體和對極磁體，前者能夠產(chǎn)生較強的背景磁場，但“病人空間，，較為封閉，不利于部分精神疾病患者或體型較大的病人使用；后者為開放式，無上述弊端，缺點是不容易產(chǎn)生較強的背景磁場。對磁共振成像系統(tǒng)(簡稱MRI)的磁體來說，更加開放式的設(shè)計一直在引領(lǐng)著當(dāng)今MRI磁體發(fā)展的潮流。1994年，德國西門子公司發(fā)明開放式的常導(dǎo)電磁型和永磁型的“C”型磁體，它最大的特點是不易使被檢測者產(chǎn)生幽閉癥；在2000年左右，美國的 FONAR公司率先應(yīng)用稀土永磁體制作了帶有雙Y型框架的MRI磁體，它不僅掃除了被檢測者的壓抑感，被檢測者還可站立式地進行掃描，由此制作的MRI裝置已在市場上推廣。但由于永磁體需要采用大量的稀土永磁材料，并且增加掃描空間會使磁體成本成指數(shù)倍的大幅度增加，因此這種帶有雙Y型框架的MRI永磁體系統(tǒng)成本很高、不經(jīng)濟，不易被用戶接受，影響和限制了其系統(tǒng)的推廣及使用空間。而對于超導(dǎo)MRI磁體來講，目前仍以空氣芯螺線管超導(dǎo)磁體為主，被檢測者要鉆進密閉的螺線管磁體內(nèi)進行掃描，會使檢測者產(chǎn)生壓抑感。而現(xiàn)有的開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)，均采用兩組超導(dǎo)線圈組件，其成本依然較大，例如公開號為CN1%4773(申請?zhí)枮?CN200510100460. 2)的中國專利申請，其披露的一種開放式超導(dǎo)MRI磁體，包括垂直地面設(shè)置的兩個超導(dǎo)線圈組件，所述兩超導(dǎo)線圈組件彼此分開并相對放置，其間形成掃描磁場空間；兩導(dǎo)磁鐵芯分別穿過所述超導(dǎo)線圈組件，其一端分別在所述兩超導(dǎo)線圈相對面形成兩個磁極頭，另一端分別與兩個導(dǎo)磁支架固定連接；所述兩個導(dǎo)磁支架之間連接至少一導(dǎo)磁支梁，使所述兩導(dǎo)磁鐵芯之間形成磁通路；所述導(dǎo)磁支架與導(dǎo)磁支梁的設(shè)置使得所述掃描磁場空間的頂部及前后部為敞開形式；所述的導(dǎo)磁支架包括一基座以及與導(dǎo)磁支梁連接的導(dǎo)磁支臂，所述導(dǎo)磁支臂設(shè)置成V型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本較低的開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)，其特征在于包括水平設(shè)置的上導(dǎo)磁鐵芯；
與所述上導(dǎo)磁鐵芯水平平行間隔設(shè)置的下導(dǎo)磁鐵芯；垂直設(shè)置的、連接在上導(dǎo)磁鐵芯和下導(dǎo)磁鐵芯之間、且與上導(dǎo)磁鐵芯和下導(dǎo)磁鐵芯之間組成C型的中間導(dǎo)磁鐵芯；繞在所述中間導(dǎo)磁鐵芯外部的超導(dǎo)線圈，該超導(dǎo)線圈設(shè)置在低溫容器內(nèi)。作為改進，所述低溫容器為一環(huán)形密封真空容器，該環(huán)形密封真空容器中部的軸向通道垂直設(shè)置，而所述中間導(dǎo)磁鐵芯則設(shè)置在所述環(huán)形密封真空容器的軸向通道內(nèi)；所述環(huán)形密封真空容器內(nèi)部同軸設(shè)置有環(huán)形密封的、儲存有液氦的液氦容器，所述超導(dǎo)線圈設(shè)置在所述液氦容器內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計，使得中間導(dǎo)磁鐵芯是在室溫環(huán)境下工作，而不用直接浸在液氦溶液里面，所以不存在與上、下導(dǎo)磁鐵芯之間連接困難的問題，也不存在熱差異問題。再改進，所述液氦容器與所述環(huán)形密封真空容器之間設(shè)置有輻射屏蔽件。再改進，所述上導(dǎo)磁鐵芯和下導(dǎo)磁鐵芯之間設(shè)置有不導(dǎo)磁支架。再改進，所述上導(dǎo)磁鐵芯與所述下導(dǎo)磁鐵芯相對的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有上磁極頭，所述下導(dǎo)磁鐵芯與所述上導(dǎo)磁鐵芯相對的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有下磁極頭。再改進，所述上磁極頭和下磁極頭的內(nèi)側(cè)面均設(shè)置有凹槽，該凹槽內(nèi)設(shè)置有梯度線圈或射頻線圈或勻場裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明提供的開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)只包含一個低溫容器和一組超導(dǎo)線圈，大大降低了超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)的成本，同時由于上導(dǎo)磁鐵芯、下導(dǎo)磁鐵芯的存在，上導(dǎo)磁鐵芯、下導(dǎo)磁鐵芯與中間導(dǎo)磁鐵芯組成C型結(jié)構(gòu)，將超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的磁場進行導(dǎo)磁、并構(gòu)成一閉合的磁回路，將超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的磁力線主要集中在該磁回路中，從而減少超導(dǎo)線圈上的橫向磁場，提高了超導(dǎo)磁體的性能；并且制作超導(dǎo)線圈的超導(dǎo)材料可以大為減少，進一步降低了超導(dǎo)磁體的成本，提高了經(jīng)濟效益。


圖1為本發(fā)明實施例中開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)的截面剖視圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。參見圖1所示，本發(fā)明提供的開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)，包括水平設(shè)置的上導(dǎo)磁鐵芯80 ；與所述上導(dǎo)磁鐵芯水平平行間隔設(shè)置的下導(dǎo)磁鐵芯81 ；垂直設(shè)置的、連接在上導(dǎo)磁鐵芯80和下導(dǎo)磁鐵芯81之間、且與上導(dǎo)磁鐵芯80和下導(dǎo)磁鐵芯81之間組成C型的中間導(dǎo)磁鐵芯6，中間導(dǎo)磁鐵芯6外饒有超導(dǎo)線圈5，而超導(dǎo)線圈5設(shè)置在一低溫容器內(nèi)；本實施例中，所述低溫容器為一環(huán)形密封真空容器1，該環(huán)形密封真空容器1中部的軸向通道垂直設(shè)置，而所述中間導(dǎo)磁鐵芯6則緊密貼合設(shè)置在所述環(huán)形密封真空容器的軸向通道內(nèi)，是工作在室溫下的；所述環(huán)形密封真空容器1內(nèi)部同軸設(shè)置有環(huán)形密封的、儲存有液氦的液氦容器3，所述超導(dǎo)線圈5則設(shè)置在所述液氦容器3內(nèi)，液氦容器3內(nèi)設(shè)置液氦4 ；液氦容器 3與環(huán)形密封真空容器1內(nèi)壁之間設(shè)置有輻射屏蔽件2。為了保證低溫容器的溫度，本發(fā)明還包括一制冷機7，該制冷機7的第一級制冷輸出在輻射屏蔽件2上，維持輻射屏蔽件2的溫度恒定，制冷機7的第二級制冷輸出在液氦容器3內(nèi)；所述上導(dǎo)磁鐵芯80與所述下導(dǎo)磁鐵芯81相對的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有上磁極頭90，所述下導(dǎo)磁鐵芯81與所述上導(dǎo)磁鐵芯80相對的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有下磁極頭91，上磁極頭90和下磁極頭91之間的間隙形成掃描磁場空間。所述上導(dǎo)磁鐵芯80和下導(dǎo)磁鐵芯81之間設(shè)置有不導(dǎo)磁支架10。為了獲得更好的機械穩(wěn)定性，在本發(fā)明范圍內(nèi)還可提供多個不導(dǎo)磁支架。上述結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)磁體，上導(dǎo)磁鐵芯80和下導(dǎo)磁鐵芯81，中間導(dǎo)磁鐵芯6以及上磁級頭90和下磁極頭91之間的磁場構(gòu)成一閉合的磁回路，將超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的磁力線主要集中在該磁回路中，從而減少超導(dǎo)線圈上的橫向磁場，提高了超導(dǎo)磁體的性能。所述上磁極頭和下磁極頭的內(nèi)側(cè)面均設(shè)置有凹槽110、111，該凹槽110、111部位可以用來設(shè)置梯度線圈或射頻線圈或勻場裝置。以這種方式在保證磁場均勻性的條件下， 最大限度的增加磁體的開放程度。
權(quán)利要求
1.一種開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)，其特征在于包括水平設(shè)置的上導(dǎo)磁鐵芯；與所述上導(dǎo)磁鐵芯水平平行間隔設(shè)置的下導(dǎo)磁鐵芯；垂直設(shè)置的、連接在上導(dǎo)磁鐵芯和下導(dǎo)磁鐵芯之間、且與上導(dǎo)磁鐵芯和下導(dǎo)磁鐵芯之間組成C型的中間導(dǎo)磁鐵芯；繞在所述中間導(dǎo)磁鐵芯外部的超導(dǎo)線圈，該超導(dǎo)線圈設(shè)置在低溫容器內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)，其特征在于所述低溫容器為一環(huán)形密封真空容器，該環(huán)形密封真空容器中部的軸向通道垂直設(shè)置，而所述中間導(dǎo)磁鐵芯則設(shè)置在所述環(huán)形密封真空容器的軸向通道內(nèi)；所述環(huán)形密封真空容器內(nèi)部同軸設(shè)置有環(huán)形密封的、儲存有液氦的液氦容器，所述超導(dǎo)線圈設(shè)置在所述液氦容器內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)，其特征在于所述液氦容器與所述環(huán)形密封真空容器之間設(shè)置有輻射屏蔽件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)，其特征在于所述上導(dǎo)磁鐵芯和下導(dǎo)磁鐵芯之間設(shè)置有不導(dǎo)磁支架。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)，其特征在于所述上導(dǎo)磁鐵芯與所述下導(dǎo)磁鐵芯相對的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有上磁極頭，所述下導(dǎo)磁鐵芯與所述上導(dǎo)磁鐵芯相對的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有下磁極頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)，其特征在于所述上磁極頭和下磁極頭的內(nèi)側(cè)面均設(shè)置有凹槽，該凹槽內(nèi)設(shè)置有梯度線圈或射頻線圈或勻場裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)，其特征在于包括水平設(shè)置的上導(dǎo)磁鐵芯；與所述上導(dǎo)磁鐵芯水平平行間隔設(shè)置的下導(dǎo)磁鐵芯；垂直設(shè)置的、連接在上導(dǎo)磁鐵芯和下導(dǎo)磁鐵芯之間、且與上導(dǎo)磁鐵芯和下導(dǎo)磁鐵芯之間組成C型的中間導(dǎo)磁鐵芯；繞在所述中間導(dǎo)磁鐵芯外部的超導(dǎo)線圈，該超導(dǎo)線圈容置在低溫容器內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于只包含一個低溫容器和一組超導(dǎo)線圈，大大降低了超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)的成本，同時由于上導(dǎo)磁鐵芯、下導(dǎo)磁鐵芯與中間導(dǎo)磁鐵芯組成C型結(jié)構(gòu)，將超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的磁力線主要集中在該磁回路中，從而減少超導(dǎo)線圈上的橫向磁場，提高了超導(dǎo)磁體的性能。
文檔編號H01F6/04GK102412048SQ20111036368
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者劉杰, 葉勍, 朱劍鋒, 郭江黔 申請人:寧波鑫高益磁材有限公司