专利名称：核磁共振成像设备的磁场调节装置的制作方法
技术领域：
本发明属于核磁共振技术领域，具体涉及了一种核磁共振成像设备的磁场调节方
法及其装置，可应用于孔径式超导磁体的磁场均匀性调节。
背景技术：
核磁共振全名是核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)，是磁矩不为 零的原子核，在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂，共振吸收某一定频率的射频辐射的 物理过程。核磁共振是一种物理现象，作为一种分析手段应用于物理、化学、生物等领域，到 1973年才将它用于医学临床检测。通常所说的核磁共振是指利用核磁共振现象获取分子结 构、人体内部结构信息的技术。目前，核磁共振被广泛应用于分子组成和结构分析，生物组 织与活体组织分析，病理分析、医疗诊断、产品无损监测等方面。 为了实现上述的检测功能，通常要求核磁共振设备中的磁体在某特定空间即检测 区域内提供一个均匀度非常高的基础静磁场。尽管这一均匀度要求可以在磁体的设计中实 现，然而由于工程实施及工艺因素，很难在磁体制造完成后达到设计的均匀度。因此，需要 有对磁场均匀度进行调节的机构来弥补设计、制造完成后磁体在检测区域所提供磁场的不 均匀性。本发明由此而来。
发明内容本发明目的在于提供一种核磁共振成像设备的磁场调节装置，解决了现有技术中 核磁共振成像设备超导磁体内检测区域难以通过直接的加工及组装得到较高的磁场均匀 性等问题。 为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是 —种核磁共振成像设备的磁场调节装置，其特征在于所述磁场调节装置包括主要 由铁磁材料构成的复数个匀场块，所述匀场块设置在核磁共振成像设备的超导磁体内壁侧 并与超导磁体内壁固定或与超导磁体内的梯度线圈外壁固定。 优选的，所述超导磁体内壁或梯度线圈外壁等角度轴向设置有数个固定槽，所述 固定槽固定设置具有数个通孔的匀场材料固定板，所述匀场块通过通孔与匀场材料固定板 固定。 优选的，所述匀场块为截面为圆形或矩形或不规则形状的铁磁薄片，所述匀场块 的中部设置与匀场材料固定板上通孔配合固定的通孔。 优选的，所述固定槽为凸型槽，所述匀场材料固定板通过两端通孔固定在固定槽
内；所述匀场材料固定板上通过通孔上的匀场块连接件固定数个匀场块。 优选的，所述固定槽与超导磁体内壁或梯度线圈外壁一体设置，所述固定槽相对
于超导磁体的中心轴呈轴对称分布。 优选的，所述固定槽沿超导磁体周向等角度分布，其数量在12 36个范围内；所 述匀场块连接件选自螺钉、卡槽；所述固定板上可固定匀场块的位置一致，且关于超导磁体 非轴截面的对称面对称分布；所述每个固定板上固定匀场块的位置的数量可为10 30个。 本发明技术方案中所述的匀场材料固定板可以由一组具有矩形截面的长板构成的，该组固定板通过连接件将固定槽、固定板与磁体或梯度线圈相对固定；所述匀场块由铁 磁材料构成的，该匀场块可与所述固定板通过匀场块连接件相对固定。所述固定槽优选采 用一组轴对称的槽结构，沿超导磁体周向等角度分布，通常固定槽的数量为12 36个。固 定槽与磁体内壁或梯度线圈外壁固结，也可与磁体或梯度线圈制作为一体。固定槽沿超导 磁体的轴向延展，沿轴向有一致的横截面。 本发明优选技术方案中所述固定槽两两之间存在间隔，该间隔用于放置所述匀场 材料固定板。固定板的数量与所述固定槽相一致。所述复数个匀场材料固定板相对于超导 磁体的中心轴呈轴对称分布。所述匀场材料固定板上存在固定的或可拆卸的匀场块连接 件，用于安装匀场块。这些匀场块连接件可以为螺钉、卡槽，或其它形式。匀场块可以为矩 形薄片、圆形薄片或其他形状的薄片，可以按体积及材料的磁性能划分为1 6种规格。 更为优选的技术方案中匀场材料固定板上可固定匀场块的位置是一致的，且这些 位置关于磁体非轴截面的对称面对称分布；所述固定板上固定匀场块的位置的数量可为 10 30个。 根据材料的物理特性，在磁场内放置铁磁材料可改变其所处位置周围空间的磁场 分布。根据铁磁材料的这种特性，在超导磁体的特定位置放置铁磁材料，特别是超导磁体的 内壁或梯度线圈外壁设置铁磁材料改变局部空间的磁场分布，从而实现调节检测区域内磁 场均匀性的目的。 相对于现有技术中的核磁共振成像设备，本发明具有以下有益效果 1、本发明技术方案中针对核磁共振成像设备的超导磁体设计了调节磁场均匀度
的装置，该装置将匀场块按位置分为若干组，便于匀场块的成组调整，使磁场调节的工作更
为简单、便捷。 2、由于本发明技术方案中磁场调节装置相对易于拆卸，仅需要松开匀场块固定板 的连接件即可将整个固定板拆下，从而可以进行匀场块的位置和形式调整，更好的满足了 匀场调节需要反复多次进行的特性。 3、本发明技术方案中将调节匀场的结构设计在超导磁体的孔径内壁或梯度线圈 的外壁，更有利于利用磁体孔径内部的空间，最大限度的节省径向空间的使用，为检测区域 留有足够的空间。 综上所述，本发明针对核磁共振成像设备的超导磁体设计了一种在靠近检测区域 的磁体内壁的空间上采用将小块的铁磁材料固定到磁体内壁上进行磁场均匀度调整的方 法及其装置，通过铁磁材料对周围空间磁场的影响对检测区域的磁场分布进行微调，从而 使磁体的检测区域内磁场满足较高的均匀度要求。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步描述
图1为本发明实施例核磁共振成像设备的磁场调节装置的装配结构示意图；其中 核磁共振成像设备超导磁体内含梯度线圈，磁场调节装置设置在超导磁体内壁上； 图2为本发明实施例核磁共振成像设备的磁场调节装置的结构示意图；其中未固 定匀场块； 图3为图2的A处放大图；[0027] 图4为本发明实施例核磁共振成像设备的磁场调节装置的匀场块结构放大图；其 中匀场块为矩形薄片； 图5为本发明实施例核磁共振成像设备的磁场调节装置的匀场块结构放大图；其 中匀场块为圆形薄片； 图6为本发明另一实施例核磁共振成像设备的磁场调节装置的结构示意图；其中 核磁共振成像设备超导磁体内含梯度线圈，磁场调节装置设置在梯度线圈外壁上； 图7为图6中核磁共振成像设备的磁场调节装置与梯度外圈的连接示意图； 图8为本发明实施例核磁共振成像设备的磁场调节装置的装配结构示意图；其中 核磁共振成像设备超导磁体内壁与磁场调节装置一体化设置。 其中1为匀场块，2为超导磁体；3为梯度线圈，4、41为固定槽，5为匀场材料固定 板上的通孔；6为匀场材料固定板；7为匀场块上的通孔；21为超导磁体内壁。
具体实施方式为了更详尽的表述上述发明的技术方案，以下本发明人列举出具体的实施例来明 技术效果；需要强调的是，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。 实施例1超导磁体内壁设置磁场调节装置的核磁共振成像设备(带梯度线圈) 如图l 5，该核磁共振成像设备超导磁体的孔径为920mm，轴向长度1660mm。调 节超导磁体磁场均匀度的装置位于磁体内壁，包括固定槽、匀场块固定板、匀场块及相应的 连接件。 该调节装置位于核磁共振成像设备超导磁体2和梯度线圈3之间，由固定槽4、匀 场块固定板6、匀场块1及相应的连接件组成。超导磁体2内壁上设置主要由铁磁材料构成 的数个匀场块1，超导磁体2内壁等角度轴向设置有36个固定槽4，所述固定槽固定设置具 有10 30个通孔5的匀场材料固定板6，所述匀场块通过通孔5与匀场材料固定板固定。 匀场块如图4或图5所示，为截面为圆形或矩形的铁磁薄片，所述匀场块的中部设 置与匀场材料固定板上通孔配合固定的通孔7。所述匀场材料固定板通过两端通孔固定在 固定槽内；所述匀场材料固定板上通过通孔上的螺钉固定数个匀场块。 多个固定槽沿超导磁体周向等角度分布，所述固定板上可固定匀场块的位置一 致，且关于超导磁体非轴截面的对称面对称分布；所述每个固定板上固定匀场块的位置的 数量可为10 30个。 固定槽4与超导磁体2的孔径内壁21通过焊接或粘接的方式固结在一起，或在加
工时即做成一体的。该组固定槽4沿超导磁体的孔径内壁21的周向等角度分布，共有36 个。 通过在磁场内放置铁磁材料可改变其所处位置周围空间的磁场分布，即在超导磁 体的检测区域放置铁磁材料改变局部空间的磁场分布，从而实现调节检测区域内磁场均匀 性的目的。 图2和图3为磁场调节装置的结构示意图。在一组固定槽4之间，形成了与固定 槽数量相同的"凸"型槽，该槽在超导磁体的轴向是贯通的。具有与"凸"型槽尺寸相配合 的匀场块固定板6可以方便地从"凸"型槽的一端穿入，直至另一端。在匀场块固定板6的 端部，通过螺钉将其与超导磁体的孔径内壁21相对固定。于是，匀场块固定板6被完全固定住，不会随意移动。 图4和图5为磁场调节装置所需要的匀场块的示意图。其中图4所示为矩形匀场 块，其中心位置有一圆孔，用于其与匀场块固定板6的固定。图5所示为圆形匀场块，其中 心位置有一圆孔，用于其与匀场块固定板6的固定。匀场块可以按体积及材料的磁性能划 分为1 6种规格。在实际调节磁场均匀性时，可根据需要挑选适合的匀场块安装在匀场 块固定板6的适当的位置上。 匀场块的几何尺寸与匀场块固定板6相匹配，恰好可以安装在匀场块固定板6的 特定位置上。这些特定位置有用来固定匀场块的螺钉，恰好可以穿过匀场块中心位置的圆 孔。当选定的匀场块安装好后，用螺母将匀场块与螺钉锁紧即可。 一般而言，各个匀场块固 定板6用于固定匀场块的特定位置是一致的，且这些位置关于磁体非轴截面的对称面对称 分布。 一个匀场块固定板6上固定匀场块的位置的数量可为10 30个。 实际调节磁场均匀性的时候，有可能在同一个匀场块固定板6的同一个位置上放 置若干个匀场块，为方便匀场块的安装，一般需要遵循先放大块、后放小块的原则。 实施例2梯度线圈外壁设置磁场调节装置的核磁共振成像设备(带梯度线圈) 如图6和图7，该调节装置位于核磁共振成像设备超导磁体2和梯度线圈3之间， 由固定槽41、匀场块固定板6、匀场块1及相应的连接件组成。 梯度线圈3外壁等角度轴向设置有24个固定槽4，(优选为是12的倍数)所述固 定槽固定设置具有10 30个通孔5的匀场材料固定板6，主要由铁磁材料构成的数个匀场 块1通过通孔5与匀场材料固定板固定。 匀场块同实施例1，如图4或图5所示，为截面为圆形或矩形的铁磁薄片，所述匀场 块的中部设置与匀场材料固定板上通孔配合固定的通孔7。所述匀场材料固定板通过两端 通孔固定在固定槽内；所述匀场材料固定板上通过通孔上的螺钉固定数个匀场块。 多个固定槽沿超导磁体周向等角度分布，所述固定板上可固定匀场块的位置一 致，且关于超导磁体非轴截面的对称面对称分布；所述每个固定板上固定匀场块的位置的 数量可为10 30个。 固定槽41与梯度线圈3外壁通过焊接或粘接的方式固结在一起。该组固定槽4 沿梯度线圈3外壁的周向等角度分布，共有24个。 如图6所示，为磁场调节装置及超导磁体(含梯度线圈)的示意图。调节机构位 于超导磁体2和梯度线圈3之间，由固定槽41、匀场块固定板6、匀场块1及相应的连接件 组成。固定槽41与梯度线圈3的外壁通过焊接或粘接的方式固结在一起，或在加工时即做 成一体的。该组固定槽41沿梯度线圈的外壁的周向等角度分布，共有24个。 图7为磁场调节装置与梯度线圈的装配示意图。在一组固定槽41之间，形成了与 固定槽数量相同的"凸"型槽，该槽在超导磁体的轴向是贯通的。具有与"凸"型槽尺寸相 配合的匀场块固定板6可以方便地从"凸"型槽的一端穿入，直至另一端。在匀场块固定板 6的端部，通过螺钉将其与梯度线圈3的外壁相对固定。于是，匀场块固定板6被完全固定 住，不会随意移动。 匀场块其几何尺寸与匀场块固定板6相匹配，恰好可以安装在匀场块固定板6的 特定位置上。这些特定位置有用来固定匀场块的螺钉，恰好可以穿过匀场块中心位置的圆 孔。当选定的匀场块安装好后，用螺母将匀场块与螺钉锁紧即可。 一般而言，各个匀场块固定板6用于固定匀场块的特定位置是一致的，且这些位置关于磁体非轴截面的对称面对称
分布。 一个匀场块固定板6上固定匀场块的位置的数量可为10 30个。 当然，可以将所述超导磁体与固定槽一体化，且固定槽相对于超导磁体的中心轴
呈轴对称分布。所述固定槽固定设置具有10 30个通孔5的匀场材料固定板6，主要由铁
磁材料构成的数个匀场块1通过通孔5与匀场材料固定板固定，如图8所示。而这是本领
域普通技术人员根据本发明自然而然能得到的，包含在本发明的保护范围内。 上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是
能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精
神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求一种核磁共振成像设备的磁场调节装置，其特征在于所述磁场调节装置包括主要由铁磁材料构成的复数个匀场块(1)，所述匀场块设置在核磁共振成像设备的超导磁体(2)内壁侧并与超导磁体内壁固定或与超导磁体内的梯度线圈(3)外壁固定。
2. 根据权利要求1所述的核磁共振成像设备的磁场调节装置，其特征在于所述超导磁 体内壁或梯度线圈外壁等角度轴向设置有数个固定槽(4)，所述固定槽固定设置具有数个 通孔(5)的匀场材料固定板(6)，所述匀场块(1)通过通孔与匀场材料固定板固定。
3. 根据权利要求2所述的核磁共振成像设备的磁场调节装置，其特征在于所述固定槽 为凸型槽(41)，所述匀场材料固定板(6)通过两端通孔固定在固定槽内；所述匀场材料固 定板上通过通孔上的匀场块连接件固定数个匀场块。
4. 根据权利要求3所述的核磁共振成像设备的磁场调节装置，其特征在于所述固定槽 沿超导磁体周向等角度分布，其数量在12 36个范围内；所述匀场块连接件选自螺钉、卡 槽；所述固定板上可固定匀场块的位置一致，且关于超导磁体非轴截面的对称面对称分布； 所述每个固定板上固定匀场块的位置的数量可为10 30个。
5. 根据权利要求2所述的核磁共振成像设备的磁场调节装置，其特征在于所述固定槽 与超导磁体内壁(21)或梯度线圈外壁一体设置，所述固定槽相对于超导磁体的中心轴呈 轴对称分布。
6. 根据权利要求1所述的核磁共振成像设备的磁场调节装置，其特征在于所述匀场块 为截面为圆形或长方形的铁磁薄片，所述匀场块的中部设置与匀场材料固定板上通孔(5) 配合固定的通孔(7)。
专利摘要本实用新型公开了一种核磁共振成像设备的磁场调节装置，所述装置包括主要由铁磁材料构成的复数个匀场块(1)，所述匀场块设置在核磁共振成像设备的超导磁体(2)内壁侧并与超导磁体内壁固定或与超导磁体内的梯度线圈(3)外壁固定。通过铁磁材料对周围空间磁场的影响对检测区域的磁场分布进行微调，从而使磁体的检测区域内磁场满足较高的均匀度要求。
文档编号G01R33/28GK201548675SQ20092014255
公开日2010年8月11日 申请日期2009年4月23日 优先权日2009年4月23日
发明者唐昕, 张琳, 王为民, 王涛, 韩宝辉 申请人:苏州工业园区朗润科技有限公司