專利名稱：永久磁鐵結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及永久磁鐵結(jié)構(gòu)，更具體來說，涉及磁共振成象裝置用的永久磁鐵結(jié)構(gòu)。
磁共振成象裝置利用大型永久磁鐵產(chǎn)生作用于病人的巨大磁場。成功的成象要求磁場具有可預(yù)見的特性，應(yīng)盡可能均勻。典型的磁共振成象磁鐵利用一對極性相反的平面磁鐵，它們由一支承框架保持相對的，間隔開來的關(guān)系，因此，病人可位于兩磁鐵之間的間隙中。上述框架一般是U形橫截面的，磁鐵裝在U形兩臂的內(nèi)側(cè)。框架是由高磁導(dǎo)材料如鋼制成的，以便在兩磁鐵之間提供磁通回路。
在制造磁鐵結(jié)構(gòu)的過程中，安裝磁鐵時需特別謹慎以便取得均勻的磁場。然而，在磁鐵之間的強大磁場會產(chǎn)生很大的力，傾向于將U形框架之兩臂拉向一起。如果這種力使框架扭曲，兩磁場的相對方位就會變化，對磁場的均勻性會產(chǎn)生有害的影響。為了避免框架的這種扭曲，框架就要制得很重以獲得剛性。遺憾的是，這往往使磁鐵結(jié)構(gòu)笨重而難于搬運，而且也提高了造價。
從廣義上說，本發(fā)明的目的是提供一種磁共振成象裝置用的磁鐵結(jié)構(gòu)，這種磁鐵結(jié)構(gòu)可避免已知結(jié)構(gòu)的缺點。具體地說設(shè)想提供一種顯著較小較輕的結(jié)構(gòu)以便在使用時容易地搬運至不同的地點和位置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種磁共振成象裝置用的永久磁鐵結(jié)構(gòu)，它使用方便可靠，造價較低。
按照本發(fā)明，一種永久磁鐵結(jié)構(gòu)包括用磁性材料制成的普通U形框架，以及一對裝在U形兩臂相對表面上的極性相反的磁鐵。連接兩臂的U形的連接件與磁鐵相距足夠的距離使形成的磁場基本完全穿過兩磁鐵和兩臂之間，因此，在成象過程中，成象系統(tǒng)的磁偏線圈基本不在連接件中感應(yīng)渦流。在連接件和磁鐵之間設(shè)有非導(dǎo)體，非磁性的分隔件，分隔件與兩臂接觸，傾向于使兩臂保持分開狀態(tài)。分隔件相對于連接件和磁鐵的位置，使兩磁鐵之間的力和由通過兩臂和連接件的磁場所產(chǎn)生的力的作用相抵銷，從而提高結(jié)構(gòu)的機械穩(wěn)定性。
現(xiàn)對照以下附圖詳細地說明本發(fā)明的圖示實施例，使讀者更完全地理解前面的簡要描述以及本發(fā)明的進一步的目的，特征和優(yōu)點。


圖1所示立體圖表示本發(fā)明磁鐵結(jié)構(gòu)的外觀;
圖2是沿圖1垂直平分面的磁鐵結(jié)構(gòu)的剖面圖;
圖3表示在磁共振成象裝置中利用圖1的磁鐵結(jié)構(gòu)檢查馬腿的情況;
圖4所示立體圖表示圖1的磁磁結(jié)構(gòu)在磁共振成象裝置中用于掃描病人的頭部。
現(xiàn)參閱附圖，圖1所示立體圖表示本發(fā)明磁鐵結(jié)構(gòu)10的外觀。在圖2中，是沿一垂直平分面的圖1結(jié)構(gòu)的剖面圖，進一步表示結(jié)構(gòu)的細節(jié)。圖1和2所示的具體實施例適于獸醫(yī)和醫(yī)療應(yīng)用。在該實施例中，尺寸A最好是40英寸，高度最好是25英寸，深度最好是31英寸，部位12的高度最好是9英寸，槽形開口14的深度最好也是9英寸。磁鐵結(jié)構(gòu)10與磁共振成象裝置的電子元件配合使用以便掃描放置在開口14中的肢體(見圖3)。
如圖2所示，磁鐵結(jié)構(gòu)10基本呈U形，由兩臂16，18和在一端連接兩臂16，18的橫向件20構(gòu)成。兩臂16和18通過普通的裝置如螺釘連接于橫向件20。
在兩臂16，18相對的內(nèi)表面上裝設(shè)由永久磁化的材料制成的磁性相反磁鐵件22，24。磁鐵件22，24的相對表面設(shè)有磁性材料，最好是鋼制成的磁極件26，28。兩臂16，18最好也用鋼制成，或用另一種磁性材料制成，以便為磁極件26，28之間的磁場提供低磁阻回路。
如前所述，本發(fā)明的用于磁共振成象裝置的磁鐵結(jié)構(gòu)的一個目的是提供在開口14區(qū)域的盡可能均勻的磁場。如果橫向件20太靠近磁鐵件22，24，就會扭曲其間的磁場，妨礙其均勻性。另外，件20離開磁鐵件22，24足夠遠以避免成象中在其內(nèi)感應(yīng)渦流，這種渦流也會扭曲開口14中的磁場。因此，一般的磁共振成象的磁鐵結(jié)構(gòu)使臂16，18顯著地相對于橫向件呈懸臂狀。由于磁鐵件22，24一般十分強大，在兩臂16，18間有強大的吸引力。因此，兩臂必須制得很重而堅固以避免彎曲，否則，這種彎曲會使磁極件26，28失去平行對準關(guān)系，使其間的磁場扭曲。
應(yīng)當注意的是，作用在磁鐵件22，24之間的力傾向于使兩臂16，18相對于橫向件20轉(zhuǎn)動。因此，將臂16，18固定于橫向件的緊固件也必須十分笨重堅固，而所有零件都必須制得足夠大以接納大型緊固件。另外，橫向件20必須制得笨重堅固以避免彎曲。幸運的是，需要將件16，18，20固定在一起的所有的力不都是由緊固件產(chǎn)生的，因為通過上述件的磁通量會產(chǎn)生將件16，18，20固定在一起的力。
從上面的描述可以看出，普通的磁鐵結(jié)構(gòu)(沒有下面描述的附加特征)恒定地處于一定應(yīng)力狀態(tài)，下述危險總是存在，即，通過在磁極件26，28之間引入磁性材料，力會增大到足以使緊固件產(chǎn)生過應(yīng)力，使臂16，18崩潰到一起。如果位于兩臂之間的人攜帶磁性材料，則上述情況特別是令人不愉快的，會發(fā)生肉體損傷的情況。
按照本發(fā)明，一個非導(dǎo)電的，非磁性的分隔件28放置在橫向件20，磁鐵件22，24的中間地帶，與臂16，18的相對表面相接觸。分隔件28的位置使得由磁場產(chǎn)生的力的影響在件28的頂面和底面上被抵銷掉。具體來說，在磁鐵件22和24之間的力在件28的頂面產(chǎn)生一力矩，該力矩由件16和20間的力產(chǎn)生的力矩相反。按照本發(fā)明，由件16和20間的力產(chǎn)生的力矩必須至少等于另一力產(chǎn)生的力矩。在件28底面上的情況也必須與上述情況相同。制造時，磁鐵結(jié)構(gòu)必須穩(wěn)定，即使在件16和20之間以及在件18和20之間無緊固件，也不會崩潰。當然，緊固件是必須設(shè)置的，但是緊固件不再出現(xiàn)臨界應(yīng)力點。
應(yīng)該注意的是，磁鐵件2和24之間的力，相對于分隔件28比相對于橫向件20來說，有較短的力臂。因此，臂16和18不必那么堅固，可以做得稍輕些稍小些。同樣，分隔件28防止橫向件20產(chǎn)生彎曲，因此，橫向件20也可做得稍輕些稍小些。因此，本發(fā)明的磁鐵結(jié)構(gòu)不只穩(wěn)定，而且對于一定強度和均勻性的磁極件26和28之間的磁場來說(磁鐵件22和24具有一定的強度和表面積)，也較小較輕。
如圖3所示，按照本發(fā)明，可以提供較小輕輕的磁鐵結(jié)構(gòu)10，它可以在具有輪子或小腳輪42，44的平臺40上方移動，也可四處移動。另外，磁鐵結(jié)構(gòu)10可以借助提升裝置46，46(例如液壓或機械千斤頂)支承在平臺40上，使磁鐵結(jié)構(gòu)10可升降至適當?shù)奈恢谩Ｒ虼?，包括磁鐵結(jié)構(gòu)10的磁共振成象裝置使用時可移近病人并調(diào)節(jié)至適當?shù)母叨?。如圖所示，這使得掃描動物肢體如馬腿變得特別方便。
圖4表示以一定關(guān)系支承于檢查臺50的磁鐵結(jié)構(gòu)，檢查臺50具有向前突伸進磁鐵結(jié)構(gòu)的開口14中的延伸部分52。在這種情況下，開口12最好大得足以容放病人的頭部，使病人可以躺在檢查臺50上，頭部支承在延伸部分52上，使病人的頭部或肢體接受磁共振成象掃描。由于小尺寸的磁鐵結(jié)構(gòu)較容易移近兒童，因此，特別適用于兒科檢查。
應(yīng)該強調(diào)的是，本發(fā)明除了提供磁鐵結(jié)構(gòu)的尺寸和重量方面的優(yōu)點之外，另一優(yōu)點在于，所提供的磁鐵結(jié)構(gòu)無應(yīng)力且穩(wěn)定，由于應(yīng)力故障引起裝置崩潰而造成的傷害事故得以消除。
雖然已對本發(fā)明的推薦實施例做了描述，但是本專業(yè)技術(shù)人員可以做出各種增改替代而并不超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種永久磁鐵結(jié)構(gòu)，它具有一個基本為U形的框架，帶有相對的間隔開來的兩臂和在一端連接兩臂的橫向件，兩臂具有相互面對的相對表面；裝在所述相對表面的每一表面上的一永久磁鐵，其間形成一間隙，永久磁鐵具有相反的磁極，且與橫向件離開得足夠遠以避免成象過程中在橫向件中感應(yīng)顯著的渦流；以及一非導(dǎo)電的非磁性材料制成的分隔件，放置在橫向件和永久磁鐵的中間地帶，與所述相對表面接觸，所述分隔件的位置使所述磁鐵產(chǎn)生的磁場而形成的力的應(yīng)力效應(yīng)在所述分隔件的頂面和底面被抵銷。
2.如權(quán)利要求1所述的磁鐵結(jié)構(gòu)，其特征在于還具有一平臺，所述平臺具有支承輪，以及將所述磁鐵結(jié)構(gòu)支承在所述平臺上的升、降機構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的磁鐵結(jié)構(gòu)，其特征在于還具有一平臺用于支承躺在平臺上的病人，所述平臺具有用于容納病人的頭部或肢體的向前延伸部分，所述臂的兩相對表面分開足夠的距離使病人的頭部放在其間，所述平臺與所述磁鐵結(jié)構(gòu)的支承關(guān)系是使所述的向前延伸部分伸入所述臂的相對表面之間的間隙中。
4.一種在永久磁鐵結(jié)構(gòu)中使應(yīng)力穩(wěn)定的方法，所述磁鐵結(jié)構(gòu)具有一基本呈U形的框架，所述框架具有相對的，間隔開來的兩臂和在一端連接兩臂的橫向件，所述兩臂具有相互面對的相對表面，一永久磁鐵裝在每個相對表面上，在其間形成一間隙，所述永久磁鐵具有相反的磁極，與所述橫向件離開得足夠遠以避免磁共振成象過程中在橫向件中感應(yīng)出顯著的渦流，所述方法具有以下步驟;在所述橫向件和永久磁鐵的中間地帶設(shè)置一由非導(dǎo)電的，非磁性材料制成的分隔件使之接觸所述相對的表面;以及確定所述分隔件的位置使所述磁鐵產(chǎn)生的磁場形成的力的應(yīng)力效應(yīng)在所述分隔件的頂面和底面被抵銷。
全文摘要
一種永久磁鐵結(jié)構(gòu)包括磁性材料的U形框架和一對裝在U形兩臂的相對表面上的相反磁極的磁鐵。連接U形兩臂的連接件設(shè)置得離磁鐵足夠遠，使穿過基本整個磁鐵之間和兩臂之間的磁場不會在磁共振成象中在連接件內(nèi)產(chǎn)生顯著的渦流。在連接件和磁鐵之間設(shè)有非導(dǎo)電非磁性材料的分隔件接觸兩臂使其保持分開形狀。分隔件相對于連接件和磁鐵的位置使兩磁鐵之間的力和通過兩臂和連接件的磁場產(chǎn)生的力的作用相抵銷，從而改善結(jié)構(gòu)的機械穩(wěn)定性。
文檔編號G01R33/38GK1086698SQ9311752
公開日1994年5月18日 申請日期1993年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月11日
發(fā)明者勞倫斯·A·明可夫 申請人:麥格納·萊伯公司