開放式磁共振磁體的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種超導磁體，尤其是一種開放式磁共振磁體。本實用新型提供了一種能為被檢查者提供良好視野的開放式磁共振磁體，包括前殼體和后殼體，前殼體和后殼體均為環(huán)形并且兩者同軸安裝，所述后殼體內(nèi)設置有超導線圈結(jié)構(gòu)，所述前殼體的直徑小于后殼體的直徑，所述前殼體中至少設置有兩組超導線圈結(jié)構(gòu)，并且前殼體中至少由一組超導線圈結(jié)構(gòu)的電流方向與其它超導線圈結(jié)構(gòu)的電流方向相反。由于采用了非對稱式的前殼體和后殼體，并且前殼體要小于后殼體，這使得被檢查者的視線不會被后殼體所遮擋，整個磁體的檢查空間是開放的，避免了被檢查者出現(xiàn)幽閉恐懼癥。
【專利說明】開放式磁共振磁體
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種超導磁體，尤其是一種開放式磁共振磁體。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)的磁共振成像磁體系統(tǒng)采用臥式螺線管類型，成像區(qū)域在磁體的中心區(qū)域，其已在醫(yī)學中廣泛運用。在實際的使用中，病人需要躺在幽閉的環(huán)境中，容易造成病人的幽閉恐懼癥。一般開放式磁體采用上下線圈結(jié)構(gòu)，能夠有效的避免病人幽閉，但是病人仍然需要躺在磁體成像區(qū)域里，隨著病床而移動，這種臥式的檢查方法比較浪費時間，增加了病人排隊的時長。
[0003]目前已有站立式的磁共振磁體，其利用超導磁體的上下移動來掃描。這種結(jié)構(gòu)的磁共振磁體由于需要磁體主動運動來掃描，因此需要更精密的結(jié)構(gòu)來控制磁體運動以免造成磁體損壞，這必然會增大成本。而且這種磁體結(jié)構(gòu)仍然采用的封閉式，在掃描時病人仍然被磁體環(huán)繞在內(nèi)，很容易讓病人感到被束縛的恐懼。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能為被檢查者提供良好視野的開放式磁共振磁體。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的開放式磁共振磁體，包括前殼體和后殼體，前殼體和后殼體均為環(huán)形并且兩者同軸安裝，所述后殼體內(nèi)設置有超導線圈結(jié)構(gòu)，所述前殼體的直徑小于后殼體的直徑，所述前殼體中至少設置有兩組超導線圈結(jié)構(gòu)，并且前殼體中至少由一組超導線圈結(jié)構(gòu)的電流方向與其它超導線圈結(jié)構(gòu)的電流方向相反。
[0006]進一步的是，所述前殼體的橫截面形狀為直角梯形，并且直角梯形的斜面背向后殼體。
[0007]進一步的是，還包括連接支撐，所述連接支撐的兩端分別連接在前殼體和后殼體上。
[0008]進一步的是，所述連接支撐內(nèi)設置有液氦通道，所述液氦通道使前殼體和后殼體相互連通。
[0009]進一步的是，還包括前支撐結(jié)構(gòu)、后支撐結(jié)構(gòu)和病床系統(tǒng)，所述前殼體安裝在前支撐結(jié)構(gòu)上，所述后殼體安裝在后支撐結(jié)構(gòu)上，所述病床系統(tǒng)安裝在前支撐結(jié)構(gòu)和后支撐結(jié)構(gòu)之間并可升降。
[0010]進一步的是，所述前殼體內(nèi)的超導線圈結(jié)構(gòu)至少有一組為分層線圈結(jié)構(gòu)，所述分層線圈結(jié)構(gòu)包括至少兩級子線圈結(jié)構(gòu)，各級子線圈結(jié)構(gòu)同軸套設安裝形成組合體，即上一級子線圈結(jié)構(gòu)將下一級子線圈結(jié)構(gòu)套設在內(nèi)；所述子線圈結(jié)構(gòu)包括線圈和骨架，所述線圈繞制在骨架上。
[0011]進一步的是，所述子線圈結(jié)構(gòu)還包括由聚酯堅韌聚脂類高分子物或環(huán)氧玻璃布層壓板制成絕緣層，絕緣層設置在線圈的頂部。[0012]進一步的是，所述子線圈結(jié)構(gòu)還包括保護環(huán)，所述保護環(huán)套設在骨架上并位于線圈的側(cè)面。
[0013]進一步的是，各級子線圈結(jié)構(gòu)的線圈厚度由內(nèi)到外依次增大。
[0014]進一步的是，還包括高階補償線圈，高階補償線圈在骨架的側(cè)面。
[0015]本實用新型的有益效果是:由于采用了非對稱式的前殼體和后殼體，并且前殼體要小于后殼體，這使得被檢查者的視線不會被后殼體所遮擋，整個磁體的檢查空間是開放的，避免了被檢查者出現(xiàn)幽閉恐懼癥；同時，本實用新型利用電流方向相反的線圈來控制磁場均勻度，使得非對稱的前后線圈結(jié)構(gòu)也能獲得較好的磁場均勻度，滿足了使用的要求。在本實用新型中，前殼體中的超導線圈的纏繞半徑較小，這樣就解決了超導線的用量，減輕了磁體的整體重量，也解決了成本。根據(jù)畢奧薩法定律，磁場與半徑的平方成反比，而本實用新型前殼體內(nèi)的線圈半徑較小，其中心區(qū)域的磁場強度會更高，成像質(zhì)量會更好。在上述基礎上，將原來整體的線圈結(jié)構(gòu)分解為若干個子線圈結(jié)構(gòu)，可以有效的分散線圈整體的受力，即在使用時的電磁力分散到各個子線圈結(jié)構(gòu)上，這使得每個子線圈結(jié)構(gòu)所受到的作用力低于闕值，避免造成線圈的移動或者樹脂破裂，防止失超的發(fā)生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實用新型的半剖示意圖； [0018]圖3是分層線圈結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0019]圖4是分層線圈結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5是子線圈結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0021]圖中零部件、部位及編號:前殼體1、后殼體2、超導線圈結(jié)構(gòu)3、連接支撐4、前支撐結(jié)構(gòu)5、后支撐結(jié)構(gòu)6、病床系統(tǒng)7、分層線圈結(jié)構(gòu)8、勻場結(jié)構(gòu)9、線圈10、骨架11、絕緣層
12、子線圈結(jié)構(gòu)13、支撐骨架14、加強筋15。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0023]如圖1所示，本實用新型包括前殼體I和后殼體2，前殼體I和后殼體2均為環(huán)形并且兩者同軸安裝，所述后殼體2內(nèi)設置有超導線圈結(jié)構(gòu)3，所述前殼體I的直徑小于后殼體2的直徑，所述前殼體I中至少設置有兩組超導線圈結(jié)構(gòu)3，并且前殼體I中至少由一組超導線圈結(jié)構(gòu)3的電流方向與其它超導線圈結(jié)構(gòu)3的電流方向相反，電流相反的超導線圈結(jié)構(gòu)3可稱為逆向電流線圈結(jié)構(gòu)。前殼體I和后殼體2均為低溫容器，在其中通入液氦后可以為超導線圈結(jié)構(gòu)3降溫，使得超導材料達到相應的低溫溫度。參見圖2所示，前殼體I的直徑要小于后殼體2，因此被檢查者在進行站立檢查時，其視野較為開闊，這就避免了幽閉恐懼的產(chǎn)生，減輕了被檢查者的心理壓力。由于前殼體I中的超導線圈結(jié)構(gòu)3與后殼體2中的超導線圈結(jié)構(gòu)3為非對稱設計，其產(chǎn)生的磁場中心區(qū)域是靠近前殼體，也就是前殼體I內(nèi)的超導線圈結(jié)構(gòu)3更加靠近患者，并且線圈纏繞半徑減小，根據(jù)畢奧薩法定律，
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=，磁場與半徑的平方成反比。中心區(qū)域的磁場強度會更高，成像質(zhì)量會更
4π r-好。對于非對稱設計產(chǎn)生的磁場不均勻現(xiàn)象，本實用新型的前殼體I中至少由一組超導線圈結(jié)構(gòu)3的電流方向與其它超導線圈結(jié)構(gòu)3的電流方向相反，以此調(diào)節(jié)磁場的均勻度，在不對稱設計的情況下依然能獲得均勻的磁場。
[0024]例如圖2所述的例子，前殼體I的橫截面形狀為直角梯形，后殼體2為矩形，并且直角梯形的斜面背向后殼體2。在前殼體I中設置有五個超導線圈結(jié)構(gòu)3，以圖2方向為參考，設置有左右兩列超導線圈結(jié)構(gòu)3，其中左列僅有一個超導線圈結(jié)構(gòu)3，將其命名為3號線圈，右列有四個超導線圈結(jié)構(gòu)3，由內(nèi)到外依次命名為4、5、6和7號線圈。本例按下列方式設置電流方向，3、5和7號線圈為電流方向相同的一組線圈,而4和6號線圈為電流方向與之相反的一組線圈。如此便可以線圈的繞制工藝來獲得均勻的磁場強度。
[0025]為了在電磁力的作用下更好的穩(wěn)固前殼體I和后殼體2，如圖1所示，還包括連接支撐4，所述連接支撐4的兩端分別連接在前殼體I和后殼體2上。連接支撐4內(nèi)還設置有液氦通道，所述液氦通道使前殼體I和后殼體2相互連通。支撐連接4即用于支撐兩組線圈間的電磁力，又連通有液氦通道，可以使兩個殼體內(nèi)的線圈同時降溫預冷。
[0026]在圖1中，本實用新型還包括如支撐結(jié)構(gòu)5、后支撐結(jié)構(gòu)6和病床系統(tǒng)7,所述如殼體I安裝在前支撐結(jié)構(gòu)5上，所述后殼體2安裝在后支撐結(jié)構(gòu)6上，所述病床系統(tǒng)7安裝在前支撐結(jié)構(gòu)5和后支撐結(jié)構(gòu)6之間并可升降。病床系統(tǒng)7附帶升降功能，可以讓被檢查者站著或者坐著進行檢查。
[0027]前殼體I和后殼體2上均設置有勻場結(jié)構(gòu)9，兩者的勻場結(jié)構(gòu)相對，勻場結(jié)構(gòu)呈環(huán)形均分布，可以根據(jù)測量測場的數(shù)值進行調(diào)整，即在勻場結(jié)構(gòu)9加入勻場片，最終滿足成像的要求。該種勻場片采用鐵磁性較好的材料，例如硅鋼等，一般該種材料表面采用絕緣材料，以防渦流的產(chǎn)生。
[0028]如圖5所示，所述前殼體I內(nèi)的超導線圈結(jié)構(gòu)3至少有一組為分層線圈結(jié)構(gòu)8，也可設置多組分層線圈結(jié)構(gòu)8，分層線圈結(jié)構(gòu)8包括至少兩級子線圈結(jié)構(gòu)13，各級子線圈結(jié)構(gòu)13同軸套設安裝形成組合體，即上一級子線圈結(jié)構(gòu)13將下一級子線圈結(jié)構(gòu)13套設在內(nèi)；所述子線圈結(jié)構(gòu)13包括線圈10和骨架11，所述線圈10繞制在骨架11上。在實際生產(chǎn)超導磁體時，應針對實際的線圈受力情況來確定是否使用上述結(jié)構(gòu)，對于較大的線圈，可以利用上述結(jié)構(gòu)將線圈分解為若干個子線圈結(jié)構(gòu)13，子線圈結(jié)構(gòu)13的數(shù)量與線圈的大小成正t匕，以此使電磁力分散到各個子線圈結(jié)構(gòu)13上。骨架11 一般采用不銹鋼制成即可，各級子線圈結(jié)構(gòu)13組成的組合體可以通過螺栓進行徑向和軸向固定。在繞制超導磁體線圈結(jié)構(gòu)時，首先繞制各級子線圈結(jié)構(gòu)13，然后再將各級子線圈結(jié)構(gòu)13套設組裝。圖5和圖4就是一種擁有三級子線圈結(jié)構(gòu)13的超導磁體線圈結(jié)構(gòu)。
[0029]為了較好的隔離各級子線圈結(jié)構(gòu)13，如圖5所示，所述子線圈結(jié)構(gòu)13還包括絕緣層12，絕緣層12設置在線圈10的頂部。絕緣層12—般由聚酯堅韌聚脂類高分子物或環(huán)氧玻璃布層壓板(FR4)制成，聚酯堅韌聚脂類高分子物可選用mylar。絕緣層12可以有效隔離相鄰兩級子線圈結(jié)構(gòu)13，避免相互干擾。
[0030]作為更優(yōu)的實施方式，所述子線圈結(jié)構(gòu)13還包括保護環(huán)，所述保護環(huán)套設在骨架11上并位于線圈10的側(cè)面。保護環(huán)可以按照以下方式實現(xiàn)，在線圈10繞制在骨架11上時，可以在線圈10的兩側(cè)繞制上鋁線或銅線，即線圈10的兩個邊緣處繞制有鋁線或銅線，此時，鋁線或銅線即構(gòu)成了保護環(huán)。[0031]根據(jù)子線圈結(jié)構(gòu)13的受力特點，即下層的子線圈結(jié)構(gòu)13的受力要大于上層子線圈結(jié)構(gòu)13的受力，因此可以將各級子線圈結(jié)構(gòu)13的線圈10厚度由內(nèi)到外依次增大。這使得各個子線圈結(jié)構(gòu)13的受力更加平均，避免線圈的移動或者樹脂破裂。
[0032]為了更牢固的穩(wěn)固各級子線圈結(jié)構(gòu)13，如圖5和2所示，還包括環(huán)形的支撐骨架14，所述支撐骨架14安裝在由子線圈結(jié)構(gòu)13組成的組合體的側(cè)面。支撐骨架14為環(huán)形，貼合在組合體的側(cè)面，然后用螺栓緊固即可。支撐骨架14的橫截面優(yōu)選為L形，并且支撐骨架14上的環(huán)向均勻設置有至少兩個加強筋15。采用加強筋15可增加支撐骨架14的強度。
[0033]在子線圈結(jié)構(gòu)13級數(shù)較多的情況下，容易引起的磁場均勻度問題，因此，分層線圈結(jié)構(gòu)8還可以設置高階補償線圈來解決上述問題，高階補償線圈在骨架11的側(cè)面。
[0034]相鄰兩級子線圈結(jié)構(gòu)13的線圈10間距不小于兩者之中較薄的線圈10厚度的10%。
【權(quán)利要求】
1.開放式磁共振磁體，包括前殼體(I)和后殼體(2),前殼體(I)和后殼體(2)均為環(huán)形并且兩者同軸安裝，所述后殼體(2)內(nèi)設置有超導線圈結(jié)構(gòu)(3)，其特征在于:所述前殼體(I)的直徑小于后殼體(2)的直徑，所述前殼體(I)中至少設置有兩組超導線圈結(jié)構(gòu)(3)，并且前殼體(I)中至少由一組超導線圈結(jié)構(gòu)(3)的電流方向與其它超導線圈結(jié)構(gòu)(3)的電流方向相反。
2.如權(quán)利要求1所述的開放式磁共振磁體，其特征在于:所述前殼體(I)的橫截面形狀為直角梯形，并且直角梯形的斜面背向后殼體(2)。
3.如權(quán)利要求1所述的開放式磁共振磁體，其特征在于:還包括連接支撐(4)，所述連接支撐(4 )的兩端分別連接在前殼體(I)和后殼體(2 )上。
4.如權(quán)利要求3所述的開放式磁共振磁體，其特征在于:所述連接支撐(4)內(nèi)設置有液氦通道，所述液氦通道使前殼體(I)和后殼體(2)相互連通。
5.如權(quán)利要求1所述的開放式磁共振磁體，其特征在于:還包括前支撐結(jié)構(gòu)(5)、后支撐結(jié)構(gòu)(6 )和病床系統(tǒng)(7 )，所述前殼體(I)安裝在前支撐結(jié)構(gòu)(5 )上，所述后殼體(2 )安裝在后支撐結(jié)構(gòu)(6)上,所述病床系統(tǒng)(7)安裝在前支撐結(jié)構(gòu)(5)和后支撐結(jié)構(gòu)(6)之間并可升降。
6.如權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的開放式磁共振磁體，其特征在于:所述前殼體(I)內(nèi)的超導線圈結(jié)構(gòu)(3)至少有一組為分層線圈結(jié)構(gòu)(8)，所述分層線圈結(jié)構(gòu)(8)包括至少兩級子線圈結(jié)構(gòu)(13)，各級子線圈結(jié)構(gòu)(13)同軸套設安裝形成組合體，即上一級子線圈結(jié)構(gòu)(13 )將下一級子線圈結(jié)構(gòu)(13 )套設在內(nèi)；所述子線圈結(jié)構(gòu)(13 )包括線圈(10 )和骨架(11)，所述線圈(10)繞制在骨架(11)上。
7.如權(quán)利要求6所述的開放式磁共振磁體，其特征在于:所述子線圈結(jié)構(gòu)(13)還包括由聚酯堅韌聚脂類高分子物或環(huán)氧玻璃布層壓板制成絕緣層(12)，絕緣層(12)設置在線圈(10)的頂部。
8.如權(quán)利要求6所述的開放式磁共振磁體，其特征在于:所述子線圈結(jié)構(gòu)(13)還包括保護環(huán)，所述保護環(huán)套設在骨架(11)上并位于線圈(10)的側(cè)面。
9.如權(quán)利要求6所述的開放式磁共振磁體，其特征在于:各級子線圈結(jié)構(gòu)(13)的線圈(10)厚度由內(nèi)到外依次增大。
10.如權(quán)利要求6所述的開放式磁共振磁體，其特征在于:還包括高階補償線圈，高階補償線圈在骨架(11)的側(cè)面。
【文檔編號】H01F6/00GK203774039SQ201420062047
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年2月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月9日
【發(fā)明者】卞文龍, 張濤, 漢斯范奧特 申請人:奧泰醫(yī)療系統(tǒng)有限責任公司