專利名稱：磁體系統(tǒng)和mri設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁體系統(tǒng)和MRI (磁共振成像)設(shè)備。尤其，其涉及 使用永磁體的磁體系統(tǒng)和基于通過該磁體系統(tǒng)收集的磁共振信號重建 圖像的MRI設(shè)備。
背景技術(shù)：
MRI設(shè)備基于通過磁體系統(tǒng)收集的磁共振信號重建圖像。存在一 種使用永磁體的上述磁體系統(tǒng)。這種磁體系統(tǒng)使用一對永磁體，其中 相反極性的磁極彼此相對，其間具有空間(例如，參見專利文件l)
圖10是示出這種類型磁體系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)的垂直橫截面視圖。 圖10示出了沿著磁體系統(tǒng)10的中線的橫截面50。如圖IO中所示，磁 體系統(tǒng)10配置成一對盤形磁體塊lla和lib由C-形軛30平行支撐， 其中相反極性的磁極彼此相對，其間具有成像空間。
磁體塊lla和llb在它們的厚度方向上磁化，并且極片13a和13b 分別裝配在相對的極面上。在極片13a和13b附近，分別提供了一對 梯度線圏和RF線圈(射頻線圏)(未示出)。
如圖11中所示，極片13a和13b配置以使得環(huán)17a和17b沿著盤 15a和15b的外周裝配，并且環(huán)17a和17b的內(nèi)側(cè)上的盤15a和15b的 表面覆蓋有層壓磚19a和19b。
軟鐵等用作盤15a和15b以及環(huán)17a和17b的材料，而硅鋼板的層 壓體用作層壓磚19a和19b的材料。層壓體的層平行于磁場的方向。 使用這種極片13a和13b，磁通量可以均勻地分布在成像空間中，并且 當(dāng)驅(qū)動梯度線圏時可以減少渦流。
另一方面，極片干擾永磁體的磁場。因此，當(dāng)必須避免其時，移 除極片并且在相對于磁極彼此相對側(cè)的一側(cè)的磁極上裝配有軟磁材料 的層(例如，參見專利文件2)。
當(dāng)軟磁材料的層裝配在相對側(cè)的磁極中，通過在永磁體彼此相對 的依次的磁極表面提供大量水平差，使得磁通量均勻分布在成像空間 中(例如，參見專利文件3)。
專利文件1日本未審專利公開號No.2002-369807 (段落號0019、 0020、 0039和0040，附圖l，附圖5-7)
專利文件2美國專利未審公開號No.2002/0175792 (段落號0031， 附圖2)
[專利文件3美國專利未審公開號No.2005/0068138 (段落號0028, 附圖2A)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明將解決的問題
當(dāng)磁體系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)如圖12中所示處于橫截面50的第二象限B 中時，磁力線如圖13中所示分布。通過有限元法發(fā)現(xiàn)磁力線的該分布。
如圖13的上部右側(cè)部分中所示，磁體塊產(chǎn)生的非常少量磁力線泄 漏到輒中，而不導(dǎo)向成像空間。這些泄漏的磁力線惡化了對磁能的利 用效率。
至于用于MRI設(shè)備的磁體系統(tǒng)，即使磁能的利用效率低下，磁場 強(qiáng)度盡可能地高也是期望的。因而，包含稀土元素的合金的高效磁體 用于磁體塊。然而，高效磁體是昂貴的。因此，至于該磁體系統(tǒng)的磁 場強(qiáng)度，約0.35T是成本方面的極限。
為了提高磁場強(qiáng)度而不增加成本，必須增加磁體系統(tǒng)磁能的利用 效率。然而到目前為止，沒有這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)該可能性。
因此，本發(fā)明的一個目的是實(shí)現(xiàn)具有永磁體磁能的充分利用效率 的磁體系統(tǒng)和裝配有這種磁體系統(tǒng)的MRI設(shè)備。 [解決問題的方法
根據(jù)解決問題的第 一 方面的本發(fā)明是具有 一對平行板狀永磁體的 磁體系統(tǒng)，其中相反極性的磁極彼此相對，其間具有空間，其中該對 永磁體包括在與它們的厚度方向相同的方向上磁化的主要部分和在不 同于它們的厚度方向的方向上磁化的外圍部分。
根據(jù)解決問題的第二方面的本發(fā)明是如第一方面中所述的磁體系 統(tǒng)，其中外圍部分是該對永磁體彼此相對的那側(cè)上的磁極的邊緣部分。
根據(jù)解決問題的第三方面的本發(fā)明是如第一方面中所述的磁體系 統(tǒng)，其中外圍部分是該對永磁體的側(cè)周邊部分。
根據(jù)解決問題的笫四方面的本發(fā)明是如笫一方面中所述的磁體系 統(tǒng)，其中外圍部分是該對永磁體彼此相對那側(cè)的磁極的邊緣部分和該 對7jC磁體的側(cè)周邊部分。
根據(jù)解決問題的第五方面的本發(fā)明是如第二或第四方面中所述的
磁體系統(tǒng)，其中邊緣部分的磁化方向相對于厚度方向的傾斜角是90度。
根據(jù)解決問題的第六方面的本發(fā)明是如第五方面中所述的磁體系 統(tǒng)，其中邊緣部分包括環(huán)形磁體。
根據(jù)解決問題的第七方面的本發(fā)明是如第三或第四方面中所述的 磁體系統(tǒng)，其中側(cè)周邊部分中磁化方向相對于厚度方向的傾斜角為20 度至50度。
根據(jù)解決問題的第八方面的本發(fā)明是如第七方面中所述的磁體系 統(tǒng)，其中傾斜角是25度。
根據(jù)解決問題的第九方面的本發(fā)明是如第八方面中所述的磁體系 統(tǒng)，其中側(cè)周邊部分包括環(huán)形磁體。
根據(jù)解決問題的第十方面的本發(fā)明是如第一方面中所述的磁體系 統(tǒng)，其中該對永磁體分別在與永磁體彼此相對一側(cè)相對的那側(cè)上的磁 極中具有軟磁材料層。
根據(jù)解決問題的第十一方面的本發(fā)明是MRI設(shè)備，其基于通過磁 體系統(tǒng)收集的磁共振信號重建圖像，所述磁體系統(tǒng)具有一對平行板狀 永磁體、梯度磁線圏和RF線圈，所述永磁體中相反極性的磁極彼此相 對，其間具有空間，其中該對永磁體包括在與它們的厚度方向相同的
圍部分。
根據(jù)解決問題的第十二方面的本發(fā)明是如第十一方面中所述的 MRI設(shè)備，其中外圍部分是該對永磁體彼此相對側(cè)的磁極的邊緣部分。
根據(jù)解決問題的第十三方面的本發(fā)明是如第十一方面中所述的 MR1設(shè)備，其中外圍部分是該對永磁體的側(cè)周邊部分。
根據(jù)解決問題的第十四方面的本發(fā)明是如第十一方面中所述的 MR1設(shè)備，其中外圍部分是該對永磁體彼此相對側(cè)的磁極的邊緣部分 和該對永磁體的側(cè)周邊部分。
根據(jù)解決問題的第十五方面的本發(fā)明是如第十二或第十四方面中
所述的MRI設(shè)備，其中邊緣部分的磁化方向相對于厚度方向的傾斜角 是90度。
根據(jù)解決問題的第十六方面的本發(fā)明是如第十五方面中所述的 MRI設(shè)備，其中邊緣部分包括環(huán)形磁體。
根據(jù)解決問題的第十七方面的本發(fā)明是如第十三或第十四方面中 所述的MRI設(shè)備，其中側(cè)周邊部分中磁化方向相對于厚度方向的傾斜 角為20度至50度。
根據(jù)解決問題的第十八方面的本發(fā)明是如第十七方面中所述的 MRI設(shè)備，其中傾斜角是25度。
根據(jù)解決問題的第十九方面的本發(fā)明是如第十八方面中所述的 MRI設(shè)備，其中側(cè)周邊部分包括環(huán)形磁體。
根據(jù)解決問題的第二十方面的本發(fā)明是如第十一方面中所述的 MRI設(shè)備，其中該對永磁體分別在與永磁體彼此相對一側(cè)相對的那側(cè) 上的磁極中具有軟磁材料層。
[發(fā)明效果
根據(jù)第一方面的本發(fā)明，磁體系統(tǒng)具有成對的平行板狀永磁體， 其中相反極性的磁極互相相對，其間具有空間。此外，成對永磁體包
的厚度方向上磁化的外圍部分。因此，可以實(shí)現(xiàn)對永磁體磁能具有極 好利用效率的磁體系統(tǒng)。
根據(jù)第十一方面的本發(fā)明，MRI設(shè)備基于通過磁體系統(tǒng)收集的磁 共振信號而重建圖像，所述磁體系統(tǒng)具有一對平行板狀永磁體、梯度 磁線圏和RF線圏，所述永磁體中相反極性的磁極彼此相對，其間具有 空間。此外，該對永磁體包括在與它們的厚度方向相同的方向上磁化 的主要部分和在不同于它們的厚度方向的方向上磁化的外圍部分。因 此，可以實(shí)現(xiàn)包括對永磁體磁能具有極好利用效率的磁體系統(tǒng)的MRI 設(shè)備。
根據(jù)第二或第十二方面的本發(fā)明，外圍部分是該對永磁體彼此相 對一側(cè)的磁極的邊緣部分。因此，可以增加不同方向上的磁化效果。
根據(jù)第三或第十三方面的本發(fā)明，外圍部分是該對永磁體的側(cè)周 邊部分。因此，可以增加不同方向上的磁化效果。
根據(jù)第四或第十四方面的本發(fā)明，外圍部分是該對永磁體彼此相 對側(cè)的磁極的邊緣部分和該對7lC磁體的側(cè)周邊部分。因此，可以增加 不同方向上的磁化效果。
根據(jù)第五或第十五方面的本發(fā)明，邊緣部分的磁化方向相對于厚
度方向的傾斜角為90度。因此，可以優(yōu)化不同方向上的磁化效果。 根據(jù)第六或第十六方面的本發(fā)明，邊緣部分包括環(huán)形磁體。因此，
可以易于在不同方向上實(shí)現(xiàn)邊緣部分的磁化。
根據(jù)第七或第十七方面的本發(fā)明，側(cè)周邊部分中磁化方向相對于
厚度方向的傾斜角為20度到50度。因而，可以優(yōu)化不同方向上的磁
化效果。
根據(jù)第八或第十八方面的本發(fā)明，傾斜角是25度。因此，可以優(yōu) 化不同方向上的磁化效果。
根據(jù)第九或第十九方面的本發(fā)明，側(cè)周邊部分包括環(huán)形磁體。因 此，可以易于在不同方向上實(shí)現(xiàn)側(cè)周邊部分的磁化，
根據(jù)第十或第二十方面的本發(fā)明，該對永磁體分別在與永磁體彼 此相對一側(cè)相對的那側(cè)上的磁極中具有軟磁材料層。因此，可以減小 梯度磁場中的剩磁。


圖1是MRI設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖，其是實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu)模式的范例。 圖2是磁性系統(tǒng)的透視圖，其是實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu)模式的范例。 圖3示出了磁體系統(tǒng)的第一象限的結(jié)構(gòu)，其是實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu) 模式的范例。圖4是磁體系統(tǒng)的橫截面視圖，其是實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu)模式的范例。
圖5示出了磁體系統(tǒng)的磁體系統(tǒng)的磁力線的分布，其是實(shí)施本發(fā)
明的最優(yōu)模式的范例。
圖6示出了磁體系統(tǒng)的第一象限的結(jié)構(gòu)，其是實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu) 模式的范例。
圖7是磁體系統(tǒng)的橫截面視圖，其是實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu)模式的范例。
圖8示出了與常規(guī)系統(tǒng)相比的磁體系統(tǒng)，其是實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu)
模式的范例。
圖9示出了梯度磁場強(qiáng)度的實(shí)際測得的結(jié)果。
圖IO是常規(guī)磁體系統(tǒng)的橫截面視圖。
圖ll是常規(guī)磁體系統(tǒng)的極片的透視圖。
圖12示出了常規(guī)磁體系統(tǒng)的第一象限中的結(jié)構(gòu)。
圖13示出了常規(guī)磁體系統(tǒng)的磁力線分布
附圖標(biāo)記
100:磁體系統(tǒng)
102:主要磁場部分
106:梯度線圏部分
108: RF線圈部分
120:平臺驅(qū)動部分
130:梯度驅(qū)動部分
140: RF驅(qū)動部分
150:數(shù)據(jù)收集部分
160:控制部分
170:數(shù)據(jù)處理部分
180:顯示部分
190:操作部分
200:扼
202:中線
204:垂直橫截面
310、 320、 330:磁體環(huán)
340、 350:極片
360:軟磁材料層
370:水平差
500:平臺
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖詳細(xì)描述實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu)模式。同樣，本發(fā)明 不局限于實(shí)施本發(fā)明的該模式。圖1是MRI設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。該設(shè)備是 實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu)模式的范例。該設(shè)備的結(jié)構(gòu)表示實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu)
模式的范例的設(shè)備。
如圖1中所示，該設(shè)備具有磁體系統(tǒng)100。磁體系統(tǒng)100具有主磁 場部分102a和102b、梯度線圍部分106a和106b，以及RF線圈部分 108a和108b。
主磁場部分102a和102b、梯度線圏部分106a和106b以及RF線 圈部分108a和108b都是成對的，其中之一與另一個相對，其間具有 空間。同樣，它們基本上是盤形并且共軸布置。
磁體系統(tǒng)100是用于實(shí)施本發(fā)明最優(yōu)模式的一個范例。磁體系統(tǒng) 100的結(jié)構(gòu)表示實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu)模式的范例的系統(tǒng)。磁體系統(tǒng)100也 是根據(jù)本發(fā)明的磁體系統(tǒng)的范例。稍后將描述磁體系統(tǒng)100。
使安置在平臺500上的對象1進(jìn)出磁體系統(tǒng)100的成像空間。平臺 500由平臺驅(qū)動部分120驅(qū)動。主磁場部分102a和102b在磁體系統(tǒng)100 的成像空間中形成靜磁場。靜磁場的方向基本上垂直于對象1的體軸 方向。這形成所謂的垂直磁場。主磁場部分102a和102b由硬磁材料 或永磁體形成。稍后將描述主磁場部分102a和102b。
梯度線圏部分106a和106b生成三個梯度磁場，用于在三個互相 正交的軸(即切片軸、相位軸和頻率軸)的方向上將梯度賦予各個靜 態(tài)磁場強(qiáng)度。梯度線圈部分106a和106b具有梯度線圏(未示出)的 三條線，每條匹配這三個梯度磁場中的一個或另一個。
RF線圈部分108a和108b將RF脈沖(射頻脈沖)發(fā)射到靜磁場 空間，用于激發(fā)對象1體內(nèi)的自旋。RF線圈部分108a和108b還接收 由激發(fā)的自旋產(chǎn)生的磁共振信號。RF線圏部分108a和108b可以是用 于發(fā)射和接收的單個線圈，或者包括分離的線圈， 一個用于發(fā)射，而 另一個用于接收。
梯度驅(qū)動部分130連接到梯度線圈部分106a和106b。梯度驅(qū)動部 分130將驅(qū)動信號提供到梯度線圈部分106a和106b以使得產(chǎn)生梯度磁 場。梯度驅(qū)動部分具有驅(qū)動電路的三條線路(未示出)分別匹配梯度 線圍部分106a和106b中梯度線圏的三條線。
RF驅(qū)動部分140連接到RF線圏部分108a和108b。 RF驅(qū)動部分 140將驅(qū)動信號提供到RF線圏部分108a和109b以發(fā)射RF脈沖，并 且激發(fā)對象l體內(nèi)的自旋。
數(shù)據(jù)收集部分150連接到RF線圏部分108a和108b。數(shù)據(jù)收集部
分150接受RF線圈部分108a和108b通過采樣接收的接收信號，并且 收集它們作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
控制部分160連接到平臺驅(qū)動部分120、梯度驅(qū)動部分130、 RF 驅(qū)動部分140以及數(shù)據(jù)收集部分150。控制部分160控制從平臺驅(qū)動部 分120直至數(shù)據(jù)收集部分150的單元，以實(shí)施成像。
通過使用例如計算機(jī)等配置控制部分160。控制部分160具有存儲 器。存儲器存儲用于控制部分160的程序和各種數(shù)據(jù)?？刂撇糠?60 的功能通過由計算機(jī)執(zhí)行存儲在存儲器中的程序而實(shí)現(xiàn)。
數(shù)據(jù)收集部分150的輸出側(cè)連接到數(shù)據(jù)處理部分170。由數(shù)據(jù)收集 部分150收集的數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)處理部分170。通過使用例如計算機(jī)等 配置數(shù)據(jù)處理部分170。數(shù)據(jù)處理部分170具有存儲器。存儲器存儲用 于數(shù)據(jù)處理部分170的程序和各種數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)處理部分170連接到控制部分160。數(shù)據(jù)處理部分170位于控 制部分160上級，并且執(zhí)行對控制部分160的基本控制。該設(shè)備的功 能通過由數(shù)據(jù)處理部分170執(zhí)行存儲在存儲器中的程序而實(shí)施。
數(shù)據(jù)處理部分170將數(shù)據(jù)收集部分150收集的數(shù)據(jù)存儲在存儲器 中。數(shù)據(jù)空間形成在存儲器中。該數(shù)據(jù)空間構(gòu)成傅立葉空間。下文中 傅立葉空間也將稱作k-空間。數(shù)據(jù)處理部分170通過對k空間中的數(shù) 據(jù)進(jìn)行傅立葉逆變換而重建對象1的圖像。
顯示部分180和操作部分190連接到數(shù)據(jù)處理部分170。顯示部分 由圖形顯示器等配置。操作部分190包括鍵盤等，裝配有定點(diǎn)裝置。
顯示器部分180顯示重建的圖像和從數(shù)據(jù)處理部分170中輸出的 各種信息。操作部分l卯由用戶操作以將各種命令、信息等輸入到數(shù) 據(jù)處理部分170。用戶可以通過顯示部分180和操作部分190交互地操 作該設(shè)備。
現(xiàn)在，將描述磁體系統(tǒng)IOO。圖2是示出磁體系統(tǒng)100的范例的透 視圖。如圖2中所示，磁體系統(tǒng)100配置成， 一對主磁場部分102a和 102b由扼200支撐。
主磁場部分102a和102b具有基本上盤形或短柱形外，見。此外， 主磁場部分102a和102b的外周邊的輪廓不局限于圓形，并且其可以 是任何合適的形狀，諸如橢圓形或者多邊形。
扼200用作成對的主磁場部分102a和102b的支撐才幾構(gòu)以及返回磁
路。例如，軛200由諸如軟鐵的軟磁材料制成，并且基本上形成為C 形。此外，輒200并非必須是C形的，而可以應(yīng)用任何適合的形狀。
C-形輒200平行且共軸地支撐主磁場部分102a和102b，使得通過 一對從垂直腿的兩端延伸的水平腿，將它們相反極性的磁極彼此相 對，其間具有預(yù)定空間。
垂直磁場形成在兩個磁極之間的成像空間中。下文中，垂直磁場 的方向?qū)⒎Q作為z-方向。同樣地，主磁場部分102a和102b的磁極彼 此相對的那側(cè)稱作為空間側(cè)而另 一側(cè)稱作為軛側(cè)。
在主磁場部分102a和102b的空間側(cè)上，提供了梯度線圈部分106a 和106b以及接近極面的圖1的RF線圈部分108a和108b (未示出)。
關(guān)于磁體系統(tǒng)IOO,沿著其中線202定義了橫截面204。此外，橫 截面204分割成四個象限A、 B、 C和D，其中成像空間的中心O作為 原點(diǎn)。這四個象限A、 B、 C和D分別是第一象限、第二象限、第三象 限和第四象限。
圖3示出了磁體系統(tǒng)100的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的范例。圖3 (a)是第一象 限A中磁體系統(tǒng)100的橫截面視圖，而圖3 (b)是第一象限A中磁體 系統(tǒng)100的三維結(jié)構(gòu)的透視圖。
如圖3中所示，主磁場部分102a包括三個共軸磁體環(huán)310a、 320a 和330a,以及兩層極片340a和350a。
磁體環(huán)310a、 320a和330a都由硬磁材料或永磁體構(gòu)成。相反地， 極片340a和350a由軟磁材料制成并且分別包括例如軟鐵板和層壓磚 ("Ie )板。層壓磚板例如通過在磁化方向上平行層壓硅鋼板等而形成。 下文中，極片340a可以稱作軟鐵板，并且極片350a可以稱作層壓磚 板。
如多個箭頭所示，磁體環(huán)310a在與其厚度方向相同的方向上磁 化。從輒200那側(cè)，將用于調(diào)整的磁性材料314a插入形成在磁體環(huán)310a 中心的中空部分312a中。
磁體環(huán)310a組成大部分主磁場部分102a的體積，并且用作主磁場 部分102a的主要部分。磁體環(huán)210a是本發(fā)明中永磁體的主要部分的 范例。
提供磁體環(huán)320a,使得其圍繞磁體環(huán)310a的側(cè)周邊。如由箭頭所 示，磁體環(huán)320a在不同于其厚度方向的方向上磁化。磁體環(huán)320a是
本發(fā)明中永磁體的外圍部分的范例。磁體環(huán)320a也是本發(fā)明中永磁體 的側(cè)周邊部分的范例。
磁體環(huán)320a的磁化方向相對于橫截面中厚度方向傾斜。傾斜的方 向由箭頭尖端所示，其在軛側(cè)向外傾斜而在空間側(cè)向內(nèi)傾斜。優(yōu)選傾 斜角為20度至50度，而最優(yōu)角為25度。
磁體環(huán)330a提供在磁體環(huán)320a的空間側(cè)。磁體環(huán)330a的外側(cè)直 徑和內(nèi)側(cè)直徑基本上分別等于磁體環(huán)320a的外側(cè)直徑和磁體環(huán)310a 的外側(cè)直徑。磁體環(huán)330a是本發(fā)明中永磁體的外圍部分的范例。磁體 環(huán)330a也是本發(fā)明中永磁體的磁極的邊緣部分的范例。
如由箭頭所示，磁體環(huán)330a在不同于其厚度方向的方向上磁化。 磁體環(huán)320a的磁化方向在橫截面中與厚度方向成90度的角度傾斜。 傾斜方向與磁體環(huán)320a中磁化傾斜的方向相同，并且等于當(dāng)其為90 度時的傾斜角。即，磁體環(huán)330a是徑向磁化的。
在磁體環(huán)330a內(nèi)，提供兩層極片340a和350a以覆蓋磁體環(huán)310a 的空間側(cè)上的極面。至于兩層極片340a和350a，軟鐵板340a作為內(nèi) 層而層壓磚板350a作為外層。
上述的是第一象限A中的磁體系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)。除了軛200的垂 直腿，第二象限B中磁體系統(tǒng)IOO的結(jié)構(gòu)是第一象限A中結(jié)構(gòu)的鏡像。
第三象限C和第四象限D(zhuǎn)中磁體系統(tǒng)IOO的結(jié)構(gòu)分別是笫二象限 和第一象限的結(jié)構(gòu)的鏡像。然而，永磁體磁化的極性與鏡像中的極性 相反。
圖4示出了貫穿四個象限的磁體系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)。如圖4中所示， 主磁場部分102a和102b具有相同的結(jié)構(gòu)，但是相反的磁化極性。
在圖5中關(guān)于第一象限示出了磁體系統(tǒng)100中磁力線的分布。磁 力線的分布由有限元法發(fā)現(xiàn)。如圖5中所示，在磁體系統(tǒng)100中，泄 漏到軛的磁力線數(shù)量減少并且朝向成像空間的磁力線增加。即，無效 磁力線數(shù)量減少，而有線磁力線增加。如果與圖13中所示的常規(guī)磁體 系統(tǒng)的磁力線分布相比，無效磁力線的減少和有效磁力線的增加更清 楚。
因而，磁體系統(tǒng)100中磁能的利用效率增加。因此，以與諸如0.35T 的磁體系統(tǒng)的常規(guī)系統(tǒng)基本上相同的成本，可以容易地實(shí)現(xiàn)例如，磁 場強(qiáng)度更高的0.5T的磁體系統(tǒng)。或者，具有基本上與常規(guī)系統(tǒng)相同的
磁場強(qiáng)度的磁體系統(tǒng)能夠以更低的成本實(shí)現(xiàn)。
磁體系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)的另一范例示出在圖6中。圖6 (a)是第一 象限A中的橫截面視圖，而圖6 (b)是第一象限A中三維結(jié)構(gòu)的透視 圖。圖6中磁體系統(tǒng)IOO與圖3中的區(qū)別在于圖3中由兩個磁體環(huán)310a 和320a占據(jù)的部分由單個磁體環(huán)310a，代替。即使使用這種結(jié)構(gòu)，根 據(jù)徑向磁化的磁體環(huán)330a的效果，也可以獲得具有充分的磁能利用效 率的磁體系統(tǒng)。
圖7是沿著中線的橫截面視圖，示出了磁體系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)的另 一范例。圖4中所示的結(jié)構(gòu)和圖7中磁體系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)之間的第一 區(qū)別是，極片350a和350b從空間側(cè)的磁極去除，并且軟磁材料層360a 和360b提供在軛側(cè)的磁極中。例如，作為軟磁材料的層360a和360b， 可以使用層壓磚板等。第二區(qū)別是在磁體環(huán)310a和310b的空間側(cè)的 極面上提供多個水平差370a和370b。
使用上述結(jié)構(gòu)，如專利文件2和3中所述，極片的干擾可以消除 并且磁通量可以均勻地分布。同時，通過磁體環(huán)320a、 330a、 320b和 330b的效果帶來的磁能利用效率的優(yōu)點(diǎn)得到保持。
軟磁材料的層360a和360b移動到軛側(cè)的磁極。因此，如圖8(a) 中所示，軟磁材料的層360a和360b放置成遠(yuǎn)離梯度線圈部分106a和 106b。該距離遠(yuǎn)大于當(dāng)如圖8(b)的常規(guī)范例中層壓磚板350a和350b 提供在空間側(cè)的磁極中時的距離。出于這個原因，與常規(guī)情況相比， 梯度線圏部分106a和106b產(chǎn)生的梯度磁場的影響急劇減少。
圖9是示出梯度磁場中實(shí)際測得的結(jié)果的圖。該圖的垂直和水平 軸分別示出了標(biāo)準(zhǔn)化磁場強(qiáng)度和水平方向上的測量位置。該圖中的粗 線示出了在軟磁材料的層360a和360b的位置實(shí)際測得的值，而該圖 中的細(xì)線示出了在層壓磚板350a和350b的位置處實(shí)際測得的值。
如這些圖所示，梯度磁場對軟磁材料層360a和360b的影響可觀 地小于對層壓磚板350a和350b的影響。因此，軟磁材料層360a和360b 中的剩磁遠(yuǎn)小于層壓磚板350a和350b中的剩磁。
權(quán)利要求
1、一種磁體系統(tǒng)，具有一對平行板狀永磁體，其中相反極性的磁極彼此相對，其間具有空間，其中該對永磁體包括在與它們的厚度方向相同的方向上磁化的主要部分；以及在不同于它們的厚度方向的方向上磁化的外圍部分。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的磁體系統(tǒng)，其中所述外圍部分是該對永磁體 彼此相對的那側(cè)上磁極的邊緣部分。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l的磁體系統(tǒng)，其中所述外圍部分是該對永磁體 的側(cè)周邊部分。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l的磁體系統(tǒng)，其中外圍部分是該對永磁體彼此 相對的那側(cè)上的磁極的邊緣部分和該對永磁體的側(cè)周邊部分。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或4的磁體系統(tǒng)，其中所述邊緣部分的磁化方 向相對于厚度方向的傾斜角是90度。
6、 根據(jù)權(quán)利要求6的磁體系統(tǒng)，其中所述邊緣部分包括環(huán)形磁體。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3或4的磁體系統(tǒng)，其中所述側(cè)周邊部分中磁化 方向相對于厚度方向的傾斜角為20度至50度。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7的磁體系統(tǒng)，其中所述傾斜角是25度。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8的磁體系統(tǒng)，其中所述側(cè)周邊部分包括環(huán)形磁體。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1的磁體系統(tǒng)，其中該對永磁體分別在與永磁體 彼此相對的 一側(cè)相對的側(cè)上的磁極中具有軟磁材料層。
11、 一種MRI設(shè)備，其基于通過磁體系統(tǒng)收集的磁共振信號重建 圖像，所述磁體系統(tǒng)具有一對平行板狀永磁體、梯度磁線圈和RF線 圏，在所述永磁體中相反極性的磁極彼此相對，其間具有空間，其中該對永磁體包括在與它們的厚度方向相同的方向上磁化的主要部分；以及 在不同于它們的厚度方向的方向上磁化的外圍部分。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll的MRI設(shè)備，其中所述外圍部分是該對永磁 體彼此相對的那側(cè)上磁極的邊緣部分。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11的MRI設(shè)備，其中所述外圍部分是該對永磁 體的側(cè)周邊部分。
14、 根據(jù)權(quán)利要求11的MRI設(shè)備，其中所述外圍部分是該對永磁 體彼此相對的那側(cè)上的磁極的邊緣部分和該對永磁體的側(cè)周邊部分。
15、 根據(jù)權(quán)利要求12或14的MRI設(shè)備，其中所述邊緣部分中的 磁化方向相對于厚度方向的傾斜角是90度。
16、 根據(jù)權(quán)利要求16的MRI設(shè)備，其中所述邊緣部分包括環(huán)形磁體。
17、 根據(jù)權(quán)利要求13或14的MRI設(shè)備，其中所述側(cè)周邊部分中 磁化方向相對于厚度方向的傾斜角為20度至50度。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17的MRI設(shè)備，其中所述傾斜角是25度。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18的MRI設(shè)備，其中所述側(cè)周邊部分包括環(huán)形 磁體。
20、 根據(jù)權(quán)利要求11的MRI設(shè)備，其中該對永磁體分別在與永磁 體彼此相對的 一 側(cè)相對的側(cè)上的磁極中具有軟磁材料層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種磁體系統(tǒng)以及包含該磁體系統(tǒng)的MRI設(shè)備。該磁體系統(tǒng)具有一對平行板狀永磁體，其中相反極性的磁極彼此相對，其間具有空間，其中該對永磁體包括在與它們的厚度方向相同的方向上磁化的主要部分；以及在不同于它們的厚度方向的方向上磁化的外圍部分。
文檔編號H01F7/02GK101388271SQ20071015368
公開日2009年3月18日 申請日期2007年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者華夷和, 曄 朱, 沈偉俊, 沈光輝, 譚鳳順 申請人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司