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(kāi)放磁體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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(kāi)放式磁體結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
1946年，美國(guó)哈佛大學(xué)的Purcell和斯坦福大學(xué)的Bloch各自獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了核磁共振現(xiàn)象，他們憑借這個(gè)在物理與化學(xué)上有重大意義的成果摘取了 1952年的諾貝爾物理獎(jiǎng)。隨著人們對(duì)磁共振應(yīng)用研究的不斷發(fā)展，終于在上世紀(jì)八十年代初成功推出了用于人體成像的商品機(jī)，為人體醫(yī)學(xué)診斷提供了一個(gè)先進(jìn)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)(包括界面、應(yīng)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(gè)恒定的磁場(chǎng)，它的各項(xiàng)指標(biāo)(如場(chǎng)強(qiáng)、均勻度、穩(wěn)定度、周邊開(kāi)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(dǎo)型系統(tǒng)、常導(dǎo)型系統(tǒng)、永磁型系統(tǒng)；按磁體的場(chǎng)強(qiáng)特征可分為低場(chǎng)系統(tǒng)、中場(chǎng)系統(tǒng)、高場(chǎng)系統(tǒng)；按磁體構(gòu)造特征可分為開(kāi)放式與非開(kāi)放式系統(tǒng)。當(dāng)前開(kāi)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(kāi)放視野，病床無(wú)法實(shí)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?jī)H能用于成像診斷，醫(yī)生無(wú)法在上下磁極間便利地開(kāi)展醫(yī)治活動(dòng)。比如中國(guó)發(fā)明專利CN101191828B就公開(kāi)了一種全開(kāi)放式磁共振成像用永磁磁體，該永磁磁體包括由兩個(gè)左右對(duì)稱布置的豎向軛鐵和兩個(gè)上下對(duì)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(kāi)放式主結(jié)構(gòu)，該永磁磁體的氣隙區(qū)位于所述全開(kāi)放式主結(jié)構(gòu)的中部；上下兩個(gè)平行相對(duì)的主磁極位于上下兩個(gè)橫向軛鐵靠近氣隙區(qū)一側(cè)且分別與上下兩個(gè)橫向軛鐵連接在一起；上下兩組平行相對(duì)的上下極板組位于上下兩個(gè)主磁極靠近氣隙區(qū)一側(cè)且分別與上下兩個(gè)主磁極連接在一起；其中，該全開(kāi)放式主結(jié)構(gòu)從正面看呈扁寬的口字型，上下兩個(gè)橫向軛鐵平行相對(duì)布置，左右兩個(gè)豎向軛鐵平行相對(duì)布置；兩個(gè)橫向軛鐵為左右對(duì)稱、前后對(duì)稱且上下對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，其左右兩遠(yuǎn)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(yuǎn)離豎向軛鐵的一側(cè)成階梯狀，階梯數(shù)目為三至四個(gè)，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(zhǎng)度為橫向軛鐵總長(zhǎng)度的三十分之一至十五分之一。兩個(gè)橫向軛鐵中間部分遠(yuǎn)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(duì)稱、前后對(duì)稱的結(jié)構(gòu)；從正面看，不考慮橫向軛鐵兩遠(yuǎn)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(yuǎn)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(guò)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(duì)病人進(jìn)行醫(yī)治活動(dòng)，如果增大主磁極與豎向軛鐵之間的距離，勢(shì)必會(huì)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(huì)產(chǎn)生明顯的變形和振動(dòng)，再加上橫向軛鐵的中間部位又去除了材料，進(jìn)一步削弱了橫向軛鐵的剛度，無(wú)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(wú)法提供醫(yī)治病人的空間。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種真正360度大開(kāi)放的永磁型磁體，該磁體上下磁極四周無(wú)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(yùn)動(dòng)可以保障被檢查對(duì)象進(jìn)行縱橫移動(dòng)、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(jìn)行醫(yī)治活動(dòng)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)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(kāi)放磁體，包括一矩形的主框架和上下相對(duì)地安裝在主框架內(nèi)的兩個(gè)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(shè)有加強(qiáng)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(shè)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(gè)主磁極相對(duì)的表面上還分別固定有極板和勻場(chǎng)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(dǎo)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(duì)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(duì)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(shí)用新型具有顯著的有益效果a)由于本實(shí)用新型采用大框架型磁回路設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)可以保障被檢查對(duì)象進(jìn)行縱橫移動(dòng)、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(jìn)行醫(yī)治活動(dòng)。b)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的大框架型磁回路結(jié)構(gòu)，上下、左右對(duì)稱性好，且框架軛鐵遠(yuǎn)離磁極，為磁體勻場(chǎng)提供了良好基礎(chǔ)。c)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的大框架磁回路結(jié)構(gòu)，由于熱慣性大，所以場(chǎng)強(qiáng)受環(huán)境溫度變化引起的漂移比較緩慢，提高了磁場(chǎng)的穩(wěn)定性。d)上部橫軛鐵的頂面設(shè)有加強(qiáng)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(qiáng)筋可以減少上部橫軛鐵的振動(dòng)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(jìn)一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。f)上鐵墩和下鐵墩的設(shè)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(yuǎn)離磁極，有利于提供均勻的磁場(chǎng)。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(shí)，腿腳有舒適的空間。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是本實(shí)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(kāi)放磁體的正視圖。圖2是圖1所示大開(kāi)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(shí)用新型第二種大開(kāi)放磁體的正視圖。圖5是本實(shí)用新型第二種大開(kāi)放磁體的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實(shí)用新型360度大開(kāi)放磁體在屏蔽房?jī)?nèi)的安裝方式示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，本實(shí)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(kāi)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(gè)上下相對(duì)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(shí)用新型為大框架、大跨度磁回路結(jié)構(gòu)，兩個(gè)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(shí)施例中，上下鐵墩7、6及兩個(gè)磁極8、9均為圓形截面，兩個(gè)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(shí)用新型安裝在屏蔽房?jī)?nèi)時(shí)， 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(shè)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(dòng)和醫(yī)務(wù)人員開(kāi)展醫(yī)治活動(dòng)。繼續(xù)參照?qǐng)D1、圖2，為了適應(yīng)上述大框架、大跨度結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型在上部橫軛鐵 1的頂面設(shè)有加強(qiáng)筋10，多條加強(qiáng)筋10沿上部橫軛鐵1的長(zhǎng)度方向平行設(shè)置，加強(qiáng)筋10可以在無(wú)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(jìn)一步提高大跨度主框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，本實(shí)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(shè)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(gè)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(gè)角鐵形狀的支撐腳3，以進(jìn)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(tái)構(gòu)成，圓臺(tái)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(chǎng)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(shí)，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(duì)稱布置，上主磁極的下面也依次安裝圓形的極板和勻場(chǎng)環(huán)。主磁極材料、 尺寸根據(jù)磁體場(chǎng)強(qiáng)與勻場(chǎng)范圍而定。如圖1所示，上、下鐵墩7、6選用導(dǎo)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(huì)飽和，上部橫軛鐵1、下部橫軛鐵4和豎軛鐵2也采用導(dǎo)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(shè)計(jì)必須保證磁通不會(huì)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(chǎng)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(shí)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(shí)用新型的另一實(shí)施例中，下鐵墩6采用橫截面為正方形的四棱臺(tái)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(chǎng)環(huán)。相應(yīng)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(duì)稱布置，上主磁極的下面也依次安裝正方形的極板和勻場(chǎng)環(huán)。如圖5所示，當(dāng)病床20安裝在下主磁極9上方時(shí)，病床20與床板21在上下磁極間的組合運(yùn)動(dòng)可以保障被檢查對(duì)象進(jìn)行縱橫移動(dòng)、360度旋轉(zhuǎn)。為了保證磁極四周有足夠大的空間，本實(shí)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)挘舷聶M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(yùn)動(dòng)可以保障被檢查對(duì)象進(jìn)行縱橫移動(dòng)、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(jìn)行醫(yī)治活動(dòng)。
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(kāi)放磁體，包括一矩形的主框架和上下相對(duì)地安裝在主框架內(nèi)的兩個(gè)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(shè)有加強(qiáng)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(kāi)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(shè)有加固三角(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大開(kāi)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(kāi)放磁體，其特征是，在所述兩個(gè)主磁極(8、9)相對(duì)的表面上還分別固定有極板(11)和勻場(chǎng)環(huán)(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大開(kāi)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(dǎo)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(duì)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(kāi)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(duì)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(shí)用新型公開(kāi)了一種用于永磁型醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng)的360度大開(kāi)放磁體，包括一矩形的主框架和上下相對(duì)地安裝在主框架內(nèi)的兩個(gè)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(shè)有加強(qiáng)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(shí)用新型采用大框架型磁回路設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)可以保障被檢查對(duì)象進(jìn)行縱橫移動(dòng)、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(jìn)行醫(yī)治活動(dòng)。
文檔編號(hào)H01F7/02GK202025595SQ20112007098
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)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(qǐng)人:上海愛(ài)立峰醫(yī)療科技有限公司, 許建益, 鄭杰