開(kāi)放式磁共振磁體的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種超導(dǎo)磁體，尤其是一種開(kāi)放式磁共振磁體。本實(shí)用新型提供了一種能為被檢查者提供良好視野的開(kāi)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(shè)置有超導(dǎo)線(xiàn)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(shè)置有兩組超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)，并且前殼體中至少由一組超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)的電流方向與其它超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)的電流方向相反。由于采用了非對(duì)稱(chēng)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(xiàn)不會(huì)被后殼體所遮擋，整個(gè)磁體的檢查空間是開(kāi)放的，避免了被檢查者出現(xiàn)幽閉恐懼癥。
【專(zhuān)利說(shuō)明】開(kāi)放式磁共振磁體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種超導(dǎo)磁體，尤其是一種開(kāi)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(xiàn)管類(lèi)型，成像區(qū)域在磁體的中心區(qū)域，其已在醫(yī)學(xué)中廣泛運(yùn)用。在實(shí)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(kāi)放式磁體采用上下線(xiàn)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(dòng)，這種臥式的檢查方法比較浪費(fèi)時(shí)間，增加了病人排隊(duì)的時(shí)長(zhǎng)。
[0003]目前已有站立式的磁共振磁體，其利用超導(dǎo)磁體的上下移動(dòng)來(lái)掃描。這種結(jié)構(gòu)的磁共振磁體由于需要磁體主動(dòng)運(yùn)動(dòng)來(lái)掃描，因此需要更精密的結(jié)構(gòu)來(lái)控制磁體運(yùn)動(dòng)以免造成磁體損壞，這必然會(huì)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(shí)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(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能為被檢查者提供良好視野的開(kāi)放式磁共振磁體。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的開(kāi)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(shè)置有超導(dǎo)線(xiàn)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(shè)置有兩組超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)，并且前殼體中至少由一組超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)的電流方向與其它超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)的電流方向相反。
[0006]進(jìn)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(jìn)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(jìn)一步的是，所述連接支撐內(nèi)設(shè)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(jìn)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(jìn)一步的是，所述前殼體內(nèi)的超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)至少有一組為分層線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)，所述分層線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)包括至少兩級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)，各級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)同軸套設(shè)安裝形成組合體，即上一級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)將下一級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)套設(shè)在內(nèi)；所述子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)包括線(xiàn)圈和骨架，所述線(xiàn)圈繞制在骨架上。
[0011]進(jìn)一步的是，所述子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)還包括由聚酯堅(jiān)韌聚脂類(lèi)高分子物或環(huán)氧玻璃布層壓板制成絕緣層，絕緣層設(shè)置在線(xiàn)圈的頂部。[0012]進(jìn)一步的是，所述子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)還包括保護(hù)環(huán)，所述保護(hù)環(huán)套設(shè)在骨架上并位于線(xiàn)圈的側(cè)面。
[0013]進(jìn)一步的是，各級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)的線(xiàn)圈厚度由內(nèi)到外依次增大。
[0014]進(jìn)一步的是，還包括高階補(bǔ)償線(xiàn)圈，高階補(bǔ)償線(xiàn)圈在骨架的側(cè)面。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:由于采用了非對(duì)稱(chēng)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(xiàn)不會(huì)被后殼體所遮擋，整個(gè)磁體的檢查空間是開(kāi)放的，避免了被檢查者出現(xiàn)幽閉恐懼癥；同時(shí)，本實(shí)用新型利用電流方向相反的線(xiàn)圈來(lái)控制磁場(chǎng)均勻度，使得非對(duì)稱(chēng)的前后線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)也能獲得較好的磁場(chǎng)均勻度，滿(mǎn)足了使用的要求。在本實(shí)用新型中，前殼體中的超導(dǎo)線(xiàn)圈的纏繞半徑較小，這樣就解決了超導(dǎo)線(xiàn)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(chǎng)與半徑的平方成反比，而本實(shí)用新型前殼體內(nèi)的線(xiàn)圈半徑較小，其中心區(qū)域的磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)更高，成像質(zhì)量會(huì)更好。在上述基礎(chǔ)上，將原來(lái)整體的線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)分解為若干個(gè)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)，可以有效的分散線(xiàn)圈整體的受力，即在使用時(shí)的電磁力分散到各個(gè)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)上，這使得每個(gè)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)所受到的作用力低于闕值，避免造成線(xiàn)圈的移動(dòng)或者樹(shù)脂破裂，防止失超的發(fā)生。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型的半剖示意圖； [0018]圖3是分層線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0019]圖4是分層線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5是子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0021]圖中零部件、部位及編號(hào):前殼體1、后殼體2、超導(dǎo)線(xiàn)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(xiàn)圈結(jié)構(gòu)8、勻場(chǎng)結(jié)構(gòu)9、線(xiàn)圈10、骨架11、絕緣層
12、子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13、支撐骨架14、加強(qiáng)筋15。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]如圖1所示，本實(shí)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(shè)置有超導(dǎo)線(xiàn)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(shè)置有兩組超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)3，并且前殼體I中至少由一組超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)3的電流方向與其它超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)3的電流方向相反，電流相反的超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)3可稱(chēng)為逆向電流線(xiàn)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(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)3降溫，使得超導(dǎo)材料達(dá)到相應(yīng)的低溫溫度。參見(jiàn)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(jìn)行站立檢查時(shí)，其視野較為開(kāi)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(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)3與后殼體2中的超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)3為非對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)中心區(qū)域是靠近前殼體，也就是前殼體I內(nèi)的超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)3更加靠近患者，并且線(xiàn)圈纏繞半徑減小，根據(jù)畢奧薩法定律，
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=，磁場(chǎng)與半徑的平方成反比。中心區(qū)域的磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)更高，成像質(zhì)量會(huì)更
4π r-好。對(duì)于非對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)產(chǎn)生的磁場(chǎng)不均勻現(xiàn)象，本實(shí)用新型的前殼體I中至少由一組超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)3的電流方向與其它超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)3的電流方向相反，以此調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的均勻度，在不對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)的情況下依然能獲得均勻的磁場(chǎng)。
[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(shè)置有五個(gè)超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)3，以圖2方向?yàn)閰⒖迹O(shè)置有左右兩列超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)3，其中左列僅有一個(gè)超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)3，將其命名為3號(hào)線(xiàn)圈，右列有四個(gè)超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)3，由內(nèi)到外依次命名為4、5、6和7號(hào)線(xiàn)圈。本例按下列方式設(shè)置電流方向，3、5和7號(hào)線(xiàn)圈為電流方向相同的一組線(xiàn)圈,而4和6號(hào)線(xiàn)圈為電流方向與之相反的一組線(xiàn)圈。如此便可以線(xiàn)圈的繞制工藝來(lái)獲得均勻的磁場(chǎng)強(qiáng)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(shè)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(xiàn)圈間的電磁力，又連通有液氦通道，可以使兩個(gè)殼體內(nèi)的線(xiàn)圈同時(shí)降溫預(yù)冷。
[0026]在圖1中，本實(shí)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(jìn)行檢查。
[0027]前殼體I和后殼體2上均設(shè)置有勻場(chǎng)結(jié)構(gòu)9，兩者的勻場(chǎng)結(jié)構(gòu)相對(duì)，勻場(chǎng)結(jié)構(gòu)呈環(huán)形均分布，可以根據(jù)測(cè)量測(cè)場(chǎng)的數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，即在勻場(chǎng)結(jié)構(gòu)9加入勻場(chǎng)片，最終滿(mǎn)足成像的要求。該種勻場(chǎng)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(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)3至少有一組為分層線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)8，也可設(shè)置多組分層線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)8，分層線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)8包括至少兩級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13，各級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13同軸套設(shè)安裝形成組合體，即上一級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13將下一級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13套設(shè)在內(nèi)；所述子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13包括線(xiàn)圈10和骨架11，所述線(xiàn)圈10繞制在骨架11上。在實(shí)際生產(chǎn)超導(dǎo)磁體時(shí)，應(yīng)針對(duì)實(shí)際的線(xiàn)圈受力情況來(lái)確定是否使用上述結(jié)構(gòu)，對(duì)于較大的線(xiàn)圈，可以利用上述結(jié)構(gòu)將線(xiàn)圈分解為若干個(gè)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13，子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13的數(shù)量與線(xiàn)圈的大小成正t匕，以此使電磁力分散到各個(gè)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13上。骨架11 一般采用不銹鋼制成即可，各級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13組成的組合體可以通過(guò)螺栓進(jìn)行徑向和軸向固定。在繞制超導(dǎo)磁體線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)時(shí)，首先繞制各級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13，然后再將各級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13套設(shè)組裝。圖5和圖4就是一種擁有三級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13的超導(dǎo)磁體線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)。
[0029]為了較好的隔離各級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13，如圖5所示，所述子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13還包括絕緣層12，絕緣層12設(shè)置在線(xiàn)圈10的頂部。絕緣層12—般由聚酯堅(jiān)韌聚脂類(lèi)高分子物或環(huán)氧玻璃布層壓板(FR4)制成，聚酯堅(jiān)韌聚脂類(lèi)高分子物可選用mylar。絕緣層12可以有效隔離相鄰兩級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13，避免相互干擾。
[0030]作為更優(yōu)的實(shí)施方式，所述子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13還包括保護(hù)環(huán)，所述保護(hù)環(huán)套設(shè)在骨架11上并位于線(xiàn)圈10的側(cè)面。保護(hù)環(huán)可以按照以下方式實(shí)現(xiàn)，在線(xiàn)圈10繞制在骨架11上時(shí)，可以在線(xiàn)圈10的兩側(cè)繞制上鋁線(xiàn)或銅線(xiàn)，即線(xiàn)圈10的兩個(gè)邊緣處繞制有鋁線(xiàn)或銅線(xiàn)，此時(shí)，鋁線(xiàn)或銅線(xiàn)即構(gòu)成了保護(hù)環(huán)。[0031]根據(jù)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13的受力特點(diǎn)，即下層的子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13的受力要大于上層子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13的受力，因此可以將各級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13的線(xiàn)圈10厚度由內(nèi)到外依次增大。這使得各個(gè)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13的受力更加平均，避免線(xiàn)圈的移動(dòng)或者樹(shù)脂破裂。
[0032]為了更牢固的穩(wěn)固各級(jí)子線(xiàn)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(xiàn)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(zhǎng)形，并且支撐骨架14上的環(huán)向均勻設(shè)置有至少兩個(gè)加強(qiáng)筋15。采用加強(qiáng)筋15可增加支撐骨架14的強(qiáng)度。
[0033]在子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13級(jí)數(shù)較多的情況下，容易引起的磁場(chǎng)均勻度問(wèn)題，因此，分層線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)8還可以設(shè)置高階補(bǔ)償線(xiàn)圈來(lái)解決上述問(wèn)題，高階補(bǔ)償線(xiàn)圈在骨架11的側(cè)面。
[0034]相鄰兩級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)13的線(xiàn)圈10間距不小于兩者之中較薄的線(xiàn)圈10厚度的10%。
【權(quán)利要求】
1.開(kāi)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(shè)置有超導(dǎo)線(xiàn)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(shè)置有兩組超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)(3)，并且前殼體(I)中至少由一組超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)(3)的電流方向與其它超導(dǎo)線(xiàn)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(kāi)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(kāi)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(kāi)放式磁共振磁體，其特征在于:所述連接支撐(4)內(nèi)設(shè)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(kāi)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(kāi)放式磁共振磁體，其特征在于:所述前殼體(I)內(nèi)的超導(dǎo)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)(3)至少有一組為分層線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)(8)，所述分層線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)(8)包括至少兩級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)(13)，各級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)(13)同軸套設(shè)安裝形成組合體，即上一級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)(13 )將下一級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)(13 )套設(shè)在內(nèi)；所述子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)(13 )包括線(xiàn)圈(10 )和骨架(11)，所述線(xiàn)圈(10)繞制在骨架(11)上。
7.如權(quán)利要求6所述的開(kāi)放式磁共振磁體，其特征在于:所述子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)(13)還包括由聚酯堅(jiān)韌聚脂類(lèi)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(shè)置在線(xiàn)圈(10)的頂部。
8.如權(quán)利要求6所述的開(kāi)放式磁共振磁體，其特征在于:所述子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)(13)還包括保護(hù)環(huán)，所述保護(hù)環(huán)套設(shè)在骨架(11)上并位于線(xiàn)圈(10)的側(cè)面。
9.如權(quán)利要求6所述的開(kāi)放式磁共振磁體，其特征在于:各級(jí)子線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)(13)的線(xiàn)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(kāi)放式磁共振磁體，其特征在于:還包括高階補(bǔ)償線(xiàn)圈，高階補(bǔ)償線(xiàn)圈在骨架(11)的側(cè)面。
【文檔編號(hào)】H01F6/00GK203774039SQ201420062047
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)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(qǐng)人:奧泰醫(yī)療系統(tǒng)有限責(zé)任公司