專利名稱：用于永磁型醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng)的360度大開放磁體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體涉及一種永磁型醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng)的開放式磁體結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
1946年，美國哈佛大學的Purcell和斯坦福大學的Bloch各自獨立地發(fā)現(xiàn)了核磁共振現(xiàn)象，他們憑借這個在物理與化學上有重大意義的成果摘取了 1952年的諾貝爾物理獎。隨著人們對磁共振應用研究的不斷發(fā)展，終于在上世紀八十年代初成功推出了用于人體成像的商品機，為人體醫(yī)學診斷提供了一個先進技術(shù)手段。醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng)主要由磁體系統(tǒng)、譜儀系統(tǒng)、梯度系統(tǒng)、射頻發(fā)射與接收系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)(包括界面、應用軟件、掃描序列)、屏蔽房等主要部分組成。磁體為磁共振系統(tǒng)提供一個恒定的磁場，它的各項指標(如場強、均勻度、穩(wěn)定度、周邊開放度、上下磁極凈空間等)直接決定了成像質(zhì)量與使用的便利性。而磁體的特征又被用于劃分磁共振系統(tǒng)的類別，如按磁體制造材料特征可分為超導型系統(tǒng)、常導型系統(tǒng)、永磁型系統(tǒng)；按磁體的場強特征可分為低場系統(tǒng)、中場系統(tǒng)、高場系統(tǒng)；按磁體構(gòu)造特征可分為開放式與非開放式系統(tǒng)。當前開放式磁體大多為C型或雙柱型，寬厚的C型后背或粗大的雙柱很大程度地遮擋住了開放視野，病床無法實現(xiàn)大范圍的平移與大角度的旋轉(zhuǎn)，因此目前安裝醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng)的屏蔽房僅能用于成像診斷，醫(yī)生無法在上下磁極間便利地開展醫(yī)治活動。比如中國發(fā)明專利CN101191828B就公開了一種全開放式磁共振成像用永磁磁體，該永磁磁體包括由兩個左右對稱布置的豎向軛鐵和兩個上下對稱布置的橫向軛鐵構(gòu)成的呈扁寬的口字型結(jié)構(gòu)的全開放式主結(jié)構(gòu)，該永磁磁體的氣隙區(qū)位于所述全開放式主結(jié)構(gòu)的中部；上下兩個平行相對的主磁極位于上下兩個橫向軛鐵靠近氣隙區(qū)一側(cè)且分別與上下兩個橫向軛鐵連接在一起；上下兩組平行相對的上下極板組位于上下兩個主磁極靠近氣隙區(qū)一側(cè)且分別與上下兩個主磁極連接在一起；其中，該全開放式主結(jié)構(gòu)從正面看呈扁寬的口字型，上下兩個橫向軛鐵平行相對布置，左右兩個豎向軛鐵平行相對布置；兩個橫向軛鐵為左右對稱、前后對稱且上下對稱的結(jié)構(gòu)，其左右兩遠端的外側(cè)采用階梯式結(jié)構(gòu)；從正面看，橫向軛鐵左右兩端遠離豎向軛鐵的一側(cè)成階梯狀，階梯數(shù)目為三至四個，各階梯的厚度為橫向軛鐵總厚度的四分之一至三分之一，各階梯的長度為橫向軛鐵總長度的三十分之一至十五分之一。兩個橫向軛鐵中間部分遠離主磁極的一側(cè)去除了部分材料，去除材料后的橫向軛鐵仍保持左右對稱、前后對稱的結(jié)構(gòu)；從正面看，不考慮橫向軛鐵兩遠端處的階梯結(jié)構(gòu)，橫向軛鐵的中間部分厚度最小，為總厚的三分之一至三分之二之間，從橫向軛鐵的中間部分向兩遠端，其厚度逐漸增加，直至與總厚相等；所述去除材料后橫向軛鐵的中間部分， 其前后方向上貫通橫向軛鐵，在左右方向上的尺寸為主磁極外徑的三分之二。該專利CNlOl 191828B通過在橫向軛鐵上去除材料的方式，使磁通向軛鐵內(nèi)部集中，并減輕了軛鐵的總重量。但很顯然，這種結(jié)構(gòu)中主磁極與豎向軛鐵之間的距離不能很大，不能提供足夠的空間供醫(yī)生對病人進行醫(yī)治活動，如果增大主磁極與豎向軛鐵之間的距離，勢必會增加上部橫向軛鐵的變形，特別是橫向軛鐵中間懸掛主磁極的部位會產(chǎn)生明顯的變形和振動，再加上橫向軛鐵的中間部位又去除了材料，進一步削弱了橫向軛鐵的剛度，無法保證磁體的穩(wěn)定性。因此，該結(jié)構(gòu)僅適用于磁體橫向跨度較小的系統(tǒng)中，無法提供醫(yī)治病人的空間。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種真正360度大開放的永磁型磁體，該磁體上下磁極四周無任何遮擋，且有足夠大的空間，病床與床板在上下磁極間的組合運動可以保障被檢查對象進行縱橫移動、360度旋轉(zhuǎn)，醫(yī)生可以從任何方位靠近磁極，并在上下磁極間方便地進行醫(yī)治活動。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種用于永磁型醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng)的360度大開放磁體，包括一矩形的主框架和上下相對地安裝在主框架內(nèi)的兩個主磁極，所述主框架由上部橫軛鐵、下部橫軛鐵和左右兩側(cè)的豎軛鐵構(gòu)成，所述上部橫軛鐵的底面中間位置固定有上鐵墩，所述下部橫軛鐵的頂面中間位置固定有下鐵墩，所述主磁極分別固定在上鐵墩和下鐵墩上，所述上部橫軛鐵的頂面設有加強筋，所述兩豎軛鐵內(nèi)側(cè)之間的距離大于所述主磁極沿左右方向最大尺寸的兩倍。優(yōu)選地，所述上部橫軛鐵兩端與兩豎軛鐵相連接的角部設有加固三角。優(yōu)選地，所述下部橫軛鐵前后兩側(cè)面固定有支撐腳。優(yōu)選地，在所述兩個主磁極相對的表面上還分別固定有極板和勻場環(huán)。優(yōu)選地，所述上部橫軛鐵、下部橫軛鐵、上鐵墩和下鐵墩均由導磁性能良好的鑄鋼材料制成。更優(yōu)地，所述上部橫軛鐵與上鐵墩之間由螺栓緊固連接。更優(yōu)地，所述下部橫軛鐵與下鐵墩之間由螺栓緊固連接。優(yōu)選地，所述下鐵墩下端的橫截面小于上端的橫截面。更優(yōu)地，所述上鐵墩和下鐵墩的形狀相同且上下對稱布置，所述上鐵墩和下鐵墩的橫截面為圓形。更優(yōu)地，所述上鐵墩和下鐵墩的形狀相同且上下對稱布置，所述上鐵墩和下鐵墩的橫截面為正方形。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有顯著的有益效果a)由于本實用新型采用大框架型磁回路設計方案，充分保障了磁極周圍有足夠大的空間，病床與床板在上下磁極間的組合運動可以保障被檢查對象進行縱橫移動、360度旋轉(zhuǎn)，醫(yī)生可以從任何方位靠近磁極，并在上下磁極間方便地進行醫(yī)治活動。b)本實用新型設計的大框架型磁回路結(jié)構(gòu)，上下、左右對稱性好，且框架軛鐵遠離磁極，為磁體勻場提供了良好基礎(chǔ)。c)本實用新型設計的大框架磁回路結(jié)構(gòu)，由于熱慣性大，所以場強受環(huán)境溫度變化引起的漂移比較緩慢，提高了磁場的穩(wěn)定性。d)上部橫軛鐵的頂面設有加強筋，可以為大跨度的上部橫軛鐵提供良好的剛度， 在保障安全的情況下，降低軛鐵材料成本。加強筋可以減少上部橫軛鐵的振動變形，保證主磁體的穩(wěn)定性，從而可以保證良好的成像質(zhì)量。e)上角部的加固三角和底部的支撐腳也都可以進一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。f)上鐵墩和下鐵墩的設置，在保證主磁極氣隙的情況下，可以增大磁體的高度空間，使橫軛鐵也遠離磁極，有利于提供均勻的磁場。g)下鐵墩采用上大下小的形狀，便于醫(yī)生更加靠近主磁極，使醫(yī)生站立或坐在主磁極邊上工作時，腿腳有舒適的空間。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。

圖1是本實用新型一種用于永磁型醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng)的360度大開放磁體的正視圖。圖2是圖1所示大開放磁體的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是主磁極部分的裝配關(guān)系示意圖。圖4是本實用新型第二種大開放磁體的正視圖。圖5是本實用新型第二種大開放磁體的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實用新型360度大開放磁體在屏蔽房內(nèi)的安裝方式示意圖。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型一種用于永磁型醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng)的360度大開放磁體包括一矩形的主框架，該主框架由上部橫軛鐵1、下部橫軛鐵4和左右兩側(cè)的豎軛鐵 2構(gòu)成，上部橫軛鐵1的底面中間位置固定有上鐵墩7，下部橫軛鐵4的頂面中間位置固定有下鐵墩6。兩個上下相對安裝的主磁極8、9分別固定在上鐵墩7和下鐵墩6上。本實用新型為大框架、大跨度磁回路結(jié)構(gòu)，兩個豎軛鐵2內(nèi)側(cè)之間的距離大于主磁極沿左右方向最大尺寸的兩倍，比如本實施例中，上下鐵墩7、6及兩個磁極8、9均為圓形截面，兩個豎軛鐵2內(nèi)側(cè)之間的距離L大于主磁極8、9最大直徑D的兩倍。本實用新型安裝在屏蔽房內(nèi)時， 如圖6所示，屏蔽房由外到內(nèi)依次是墻壁31、屏蔽層32和內(nèi)飾層33，主框架可以埋設在屏蔽層32和內(nèi)飾層33之間，只有上下主磁極8、9和部分上下鐵墩暴露在屏蔽房的中央，這樣可以保證主磁極周圍360度的范圍內(nèi)都有足夠的空間，供病床轉(zhuǎn)動和醫(yī)務人員開展醫(yī)治活動。繼續(xù)參照圖1、圖2，為了適應上述大框架、大跨度結(jié)構(gòu)，本實用新型在上部橫軛鐵 1的頂面設有加強筋10，多條加強筋10沿上部橫軛鐵1的長度方向平行設置，加強筋10可以在無須增加很多軛鐵材料的情況下，大大提高上部橫軛鐵1的剛度和穩(wěn)定性。另外，為了進一步提高大跨度主框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，本實施例還在上部橫軛鐵1 兩端與兩豎軛鐵2相連接的角部設置了加固三角5，該加固三角5采用橫截面為直角三角形的三棱柱結(jié)構(gòu)，其兩個直角邊分別與上部橫軛鐵1、豎軛鐵2固定連接。在下部橫軛鐵4前后兩側(cè)面也可以分別固定幾個角鐵形狀的支撐腳3，以進一步提高磁體的穩(wěn)定性。如圖3所示，下鐵墩6的橫截面為圓形，但其下端的橫截面小于上端的橫截面。它由一段直徑較小的圓柱和一段圓臺構(gòu)成，圓臺的小端直徑與圓柱的直徑相同且相連接。下主磁極9也是圓形截面，可由釹鐵硼磁鋼粘結(jié)而成，固定在下鐵墩6的上端面上，下主磁極9上表面再安裝圓形極板11，極板11上表面外圍安裝圓形的勻場環(huán)12。下鐵墩6采用上大下小的形狀，便于醫(yī)生更加靠近主磁極，使醫(yī)生站立或坐在主磁極邊上工作時，腿腳有舒適的空間。上主磁極固定在上鐵墩的下端面上，上鐵墩、上主磁極分別與下鐵墩、下主磁極的形狀相同且上下對稱布置，上主磁極的下面也依次安裝圓形的極板和勻場環(huán)。主磁極材料、 尺寸根據(jù)磁體場強與勻場范圍而定。如圖1所示，上、下鐵墩7、6選用導磁性能良好的鑄鋼材料，鐵墩的橫截面大小必須保障磁通不會飽和，上部橫軛鐵1、下部橫軛鐵4和豎軛鐵2也采用導磁性能良好的鑄鋼材料制成，磁回路中軛鐵橫截面大小的設計必須保證磁通不會飽和。上部橫軛鐵1與上鐵墩7由螺栓緊固，下部橫軛鐵4與下鐵墩6由螺栓緊固。主框架必須保證安全地承受住上鐵墩7、上主磁極8、上極板、上勻場環(huán)以及以后加載的上梯度線圈、上發(fā)射線圈、上外殼等部件的重量與上下磁極間的吸引力，同時緊固住下鐵墩，且能保持磁體整體穩(wěn)定。如圖4所示，在本實用新型的另一實施例中，下鐵墩6采用橫截面為正方形的四棱臺結(jié)構(gòu)，橫截面較小的一端朝下與下部橫軛鐵相連接，橫截面較大的一端朝上用于安裝下主磁極9，下主磁極的橫截面也為正方形，下主磁極上面再安裝正方形的極板和勻場環(huán)。相應的，上鐵墩7、上主磁極8分別與下鐵墩、下主磁極的形狀相同且上下對稱布置，上主磁極的下面也依次安裝正方形的極板和勻場環(huán)。如圖5所示，當病床20安裝在下主磁極9上方時，病床20與床板21在上下磁極間的組合運動可以保障被檢查對象進行縱橫移動、360度旋轉(zhuǎn)。為了保證磁極四周有足夠大的空間，本實用新型的磁回路主框架必須足夠大，即左右豎軛鐵的內(nèi)側(cè)與磁極之間足夠?qū)?，上下橫軛鐵內(nèi)側(cè)之間足夠高，病床與床板在上下主磁極間的組合運動可以保障被檢查對象進行縱橫移動、360度旋轉(zhuǎn)，醫(yī)生可以從任何方位靠近磁極，并在上下主磁極間方便地進行醫(yī)治活動。
權(quán)利要求1.一種用于永磁型醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng)的360度大開放磁體，包括一矩形的主框架和上下相對地安裝在主框架內(nèi)的兩個主磁極(8、9)，所述主框架由上部橫軛鐵(1)、下部橫軛鐵(4)和左右兩側(cè)的豎軛鐵( 構(gòu)成，其特征是，所述上部橫軛鐵(1)的底面中間位置固定有上鐵墩(7)，所述下部橫軛鐵的頂面中間位置固定有下鐵墩(6)，所述主磁極(8、9) 分別固定在上鐵墩(7)和下鐵墩(6)上，所述上部橫軛鐵(1)的頂面設有加強筋(10)，所述兩豎軛鐵O)內(nèi)側(cè)之間的距離(L)大于所述主磁極(8、9)沿左右方向最大尺寸(D)的兩倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大開放磁體，其特征是，所述上部橫軛鐵(1)兩端與兩豎軛鐵 (2)相連接的角部設有加固三角(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大開放磁體，其特征是，所述下部橫軛鐵(4)前后兩側(cè)面固定有支撐腳⑶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大開放磁體，其特征是，在所述兩個主磁極(8、9)相對的表面上還分別固定有極板(11)和勻場環(huán)(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大開放磁體，其特征是，所述上部橫軛鐵(1)、下部橫軛鐵 G)、上鐵墩(7)和下鐵墩(6)均由導磁性能良好的鑄鋼材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大開放磁體，其特征是，所述上部橫軛鐵(1)與上鐵墩(7)之間由螺栓緊固連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大開放磁體，其特征是，所述下部橫軛鐵(4)與下鐵墩(6)之間由螺栓緊固連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大開放磁體，其特征是，所述下鐵墩(6)下端的橫截面小于上端的橫截面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的大開放磁體，其特征是，所述上鐵墩(7)和下鐵墩(6)的形狀相同且上下對稱布置，所述上鐵墩(7)和下鐵墩(6)的橫截面為圓形。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的大開放磁體，其特征是，所述上鐵墩(7)和下鐵墩(6)的形狀相同且上下對稱布置，所述上鐵墩(7)和下鐵墩(6)的橫截面為正方形。
專利摘要本實用新型公開了一種用于永磁型醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng)的360度大開放磁體，包括一矩形的主框架和上下相對地安裝在主框架內(nèi)的兩個主磁極，主框架由上部橫軛鐵、下部橫軛鐵和左右兩側(cè)的豎軛鐵構(gòu)成，上部橫軛鐵的底面中間位置固定有上鐵墩，下部橫軛鐵的頂面中間位置固定有下鐵墩，主磁極分別固定在上鐵墩和下鐵墩上，上部橫軛鐵的頂面設有加強筋，兩豎軛鐵內(nèi)側(cè)之間的距離大于所述主磁極沿左右方向最大尺寸的兩倍。本實用新型采用大框架型磁回路設計方案，充分保障了磁極周圍有足夠大的空間，病床與床板在上下磁極間的組合運動可以保障被檢查對象進行縱橫移動、360度旋轉(zhuǎn)，醫(yī)生可以從任何方位靠近磁極，并在上下磁極間方便地進行醫(yī)治活動。
文檔編號H01F7/02GK202025595SQ20112007098
公開日2011年11月2日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者許建益, 鄭杰 申請人:上海愛立峰醫(yī)療科技有限公司, 許建益, 鄭杰