专利名称：一种磁共振成像诊断装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁共振成像的技术领域，特别是涉及一种磁共振成像诊断装置。
背景技术：
磁共振成像技术已经成为医院诊断的重要手段之一。根据主磁体制造材料的不同，磁共振成像系统主要可以分为超导系统和永磁系统；根据磁体子系统的开放程度，磁共振成像系统可以分为开放式系统和非开放式系统。在非开放式系统中，病人躺在封闭的环境中，产生的压迫感强烈。在开放式成像系统的扫描过程中，病人躺在半敞开的检查床上，产生的压迫感等不适感觉虽然相对较轻，但由于成像系统的上半部并不是完全敞开的，所以压迫感并没有完全消除。
美国专利5592090公开了一种超导敞开式磁共振成像系统。图8为超导敞开式磁共振成像系统的外观结构的透视图。在该系统中，磁体采用U形结构，上部敞开，与C形结构相比具有更高的开放度；并且可以通过转动磁体，实现多角度扫描。但是磁体通常十分沉重，其转动对支撑部件和传动部件的要求非常高；而且磁体转动会导致主磁场均匀性变差，最终可能会影响图像质量。而且，该系统造价和日常维护费用昂贵。
许多疾病，如肩关节、颈椎等疾病，只有在坐着或站立的姿势情况下才能容易、正确的检查、诊断；否则，将无法或不容易检查诊断。然而，既能适合于平躺的患者、也能适合于坐着或站立的患者，进行检查诊断的磁共振成像装置，目前尚未问世。在国内外的专利文献和有关报道中，还没有出现过一种磁共振成像系统、特别是还没有出现过一种采用永磁铁的磁共振成像系统，该系统不仅适合对平躺的患者、而且也适合对坐着或站立姿势的患者，进行检查诊断。
因此，国内外的医疗卫生界，非常希望有厂商能提供一种相对售价较低、对患者基本不产生压迫感，能对平躺、坐着、站立的患者均能进行检查诊断的磁共振成像装置。
为了解决造价昂贵、对患者产生压迫感的问题，更重要的是为了克服现有的磁共振成像装置不能对坐着、站立的患者进行检查诊断的不足，本发明提出了如下的技术方案。
一种磁共振成像诊断装置，包括磁体(1)子系统、梯度子系统、射频子系统、谱仪子系统、主计算机(5)子系统；所述的磁体(1)子系统，采用U型永磁铁结构，上部敞开；轭铁由左侧轭铁(1-1)、右侧轭铁(1-6)和底部轭铁(1-5)三部分构成；左侧轭铁(1-1)和右侧轭铁(1-6)对称布置，固定在底部轭铁(1-5)上；右侧磁极(1-9)固定在右侧轭铁(1-6)的左侧，左侧磁极(1-4)固定在左侧轭铁(1-1)的右侧；磁力线从一个磁极发出，越过两磁极之间的磁隙空腔，穿入另一个磁极，再经过底部轭铁(1-5)返回原来发出磁力线的磁极，形成闭合回路；所述的U形永磁铁结构为永磁铁的磁隙空间宽度是520～620mm；所述的U形永磁铁结构为落地式结构，放置在防震地基(1-10)上；所述的成像，其区域在空间上是一个椭球体，椭球体的中心，距离地面(1-11)890～1090mm；所述的磁隙空间中心和所述的成像椭球体中心，二者的中心基本重合；椭球体的三个主轴长度为X方向的主轴长度不小于360mm、Y方向的主轴长度不小于360mm、Z方向的主轴长度不小于300mm。
所述的防震地基(1-10)由混凝土浇筑而成，厚度至少为2米；所述的底部轭铁(1-5)朝上的一面与地面(1-11)平齐；或者，朝上的一面低于地面(1-11)。
所述的U形永磁铁结构为永磁铁的磁隙空间宽度(W)520～590mm；椭球体的中心，距离地面930～1050mm。
所述的U形永磁铁结构为永磁铁的磁隙空间宽度(W)520～560mm；椭球体的中心，距离地面950～1030mm。
本发明的有益效果是发明装置除了具有造价低、对患者基本不产生压迫感的优越之处外，更重要的是，对平躺、坐着、站立的患者均能进行磁共振成像检查诊断。
附图1是U型永磁铁结构示意图附图2是尺寸、位置关系示意图附图3是电原理框图附图4是成像椭球体的X、Y、Z方向示意图附图5是对头、肩、胸部进行扫描时的示意图附图6是对腹部、盆腔以及下肢进行扫描时的示意图附图7是平躺时进行扫描的示意图1磁体，即永磁体1-1左侧轭铁 1-2线圈1-3匀场环 1-4左侧磁极 1-5底部轭铁1-6右侧轭铁1-7线圈 1-8匀场环1-9右侧磁极1-10防震地基 1-11地面2a梯度线圈 2b梯度功放3a射频发射线圈 3b射频接收线圈3c射频功放3d前放(前置功率放大器)4a控制计算机 4b脉冲序列发生器 4c梯度波形发生器4d数字频率源 4e数字接收机5主计算机H---与地面的距离。指磁隙空间中心即成像椭球体中心，与地面的距离。
P---成像椭球体中心，即磁隙空间中心。
R---圆饼形磁极的半径(注磁极也可以不采用圆饼形的)。图2所示的是当磁极圆心和成像椭球体中心离地面高度完全一致时的情况。如果当磁极圆心和成像椭球体中心离地面高度不完全一致时，H高度即离地面的距离，以成像椭球体中心离地面高度为准。
W---磁隙空间宽度。
X、Y、Z---成像椭球体的三个主轴方向，如图4所示。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。
具体实施例方式
在本发明的技术方案中，采用U型永磁铁体、顶部敞开的结构，即上部完全敞开。轭铁由左侧轭铁、右侧轭铁和底部轭铁三部分构成，左侧轭铁和右侧轭铁固定在底部轭铁上，底部轭铁是整个磁体的基础。左右侧轭铁分别将左右侧磁极固定。左右侧磁极可以是圆柱体、也可以是方柱体等，二个柱体的上部端面和下部端面，均平行相对。磁力线从一个磁极发出，越过两磁极之间的磁隙空间，穿入另一个磁极，再经过底部轭铁返回原来发出磁力线的磁极，形成闭合回路。
为了提高装置的防震性能，承受得住各种震动和压力，包括患者在检查诊断前后的走动压力，永磁铁体采用落地式结构，将装置安放在防震的地基上。防震地基由混凝土浇筑而成，地基自地表向下深入2米，或者更深。越深防震效果越好，但工程量和费用越大。
在本发明中，可以设计成底部轭铁朝上的一面与地面平起；也可以设计成底部轭铁朝上的一面低于地面，即埋入地面以下。
本发明装置，主要由磁体子系统、梯度子系统、射频子系统、谱仪子系统以及主计算机子系统组成。图3是整个装置的电原理框图。
以下对附图3作说明。
在附图3中磁体子系统具有容纳患者的空腔，并设置有给研究对象施加恒定的主磁场的永磁体和优化主磁场均匀度的匀场装置。
梯度子系统的部件以2当头编号，包括产生X、Y和Z方向梯度磁场的梯度线圈2a以及用于驱动梯度线圈2a的梯度功率放大器2b。梯度线圈2a设置在空腔周围。
射频子系统的部件以3当头编号，射频发射线圈用于激发研究对象内的原子核；射频接收线圈用于检测来自该对象的磁共振信号；射频子系统还包括射频功放、前放，连接关系如图3所示。
谱仪子系统的部件以4当头编号，脉冲序列发生器4b响应来自控制计算机4a的指令，根据预先存储的脉冲序列，通过局部总线来控制梯度波形发生器4c产生所需的梯度信号，控制数字频率源4d产生所需的射频信号，控制数字接收机4e在适当的时刻启动并采集磁共振信号。脉冲序列放生器4b、梯度波形发生器4c、数字频率源4d以及数字接收机4e内部存储的脉冲序列、梯度信号和射频信号等数据，由控制计算机4a通过PCI总线进行设置。
谱仪子系统的输出信号主要包括梯度信号和射频信号。梯度波形发生器4c输出的梯度信号连接到梯度功率放大器2b，进而驱动梯度线圈2a产生梯度磁场。数字频率源4d输出的射频信号通过射频功率放大器3c放大，再通过射频发射线圈3a，有选择地激发所需的研究区域。
射频接收线圈3b检测到来自研究对象的磁共振信号，经前置功率放大器3d放大后，作为谱仪子系统的输入信号，输入到数字接收机4e内部进行数据采集。采集得到的数字信号保存到控制计算机4a，等待主计算机处理。
主计算机子系统5通过网线与控制计算机4a连接，主要完成图像重建、显示、管理和备份等功能。
以上是对附图3所作的说明。在上述对附图3所作的说明中，各部件编号规则和特点，仅适用于理解附图3。
实施例1。
如图5所示，由于磁体的成像中心距离地面有足够的高度，因此病人可以坐姿进行头、颈、胸和肩等部位的扫描。
实施例2。
如图6所示，与上面相同的原因，患者还可以站姿进行腹部、盆腔以及下肢扫描(必要时可以放置高度可调节的垫子等)。
实施例3。
如图7所示，由于磁体空腔具有520mm以上的宽度，因此根据本发明设计的磁共振成像装置，可以与常规的C型开放式成像系统一样，让患者躺在病床上进行扫描。在这种情况下，病人视线方向上是开放的，会感到更加舒适，即当病人在病床上采用仰卧姿势扫描检查时，其上部是完全开放的。
权利要求
1.一种磁共振成像诊断装置，包括磁体(1)子系统、梯度子系统、射频子系统、谱仪子系统、主计算机(5)子系统，其特征是所述的磁体(1)子系统，采用U型永磁铁结构，上部敞开；轭铁由左侧轭铁(1-1)、右侧轭铁(1-6)和底部轭铁(1-5)三部分构成；左侧轭铁(1-1)和右侧轭铁(1-6)对称布置，固定在底部轭铁(1-5)上；右侧磁极(1-9)固定在右侧轭铁(1-6)的左侧，左侧磁极(1-4)固定在左侧轭铁(1-1)的右侧；磁力线从一个磁极发出，越过两磁极之间的磁隙空腔，穿入另一个磁极，再经过底部轭铁(1-5)返回原来发出磁力线的磁极，形成闭合回路；所述的U形永磁铁结构为永磁铁的磁隙空间宽度是520～620mm；所述的U形永磁铁结构为落地式结构，放置在防震地基(1-10)上；所述的成像，其区域在空间上是一个椭球体，椭球体的中心，距离地面(1-11)890～1090mm；所述的磁隙空间中心和所述的成像椭球体中心，二者的中心基本重合；椭球体的三个主轴长度为X方向的主轴长度不小于360mm、Y方向的主轴长度不小于360mm、Z方向的主轴长度不小于300mm。
2.根据权利要求1所述的一种磁共振成像诊断装置，其特征是所述的防震地基(1-10)由混凝土浇筑而成，厚度至少为2米；所述的底部轭铁(1-5)朝上的一面与地面(1-11)平齐；或者，朝上的一面低于地面(1-11)。
3.根据权利要求1所述的一种磁共振成像诊断装置，其特征是所述的U形永磁铁结构为永磁铁的磁隙空间宽度(W)520～590mm；椭球体的中心，距离地面930～1050mm。
4.根据权利要求1所述的一种磁共振成像诊断装置，其特征是所述的U形永磁铁结构为永磁铁的磁隙空间宽度(W)520～560mm；椭球体的中心，距离地面950～1030mm。
全文摘要
本发明涉及一种磁共振成像诊断装置，为了克服现有技术和装置造价昂贵、对患者有压迫感，不能对坐着、站立的人进行检查诊断等等不足，本发明提出了以下技术方案装置包括磁体子系统、梯度子系统、射频子系统、谱仪子系统、主计算机子系统，还采用U型永磁铁结构，磁隙空间宽度是520～620mm；装置放置在防震地基上；成像椭球体的中心距离地面890～1090mm；椭球体的三个主轴长度为X方向的主轴长度不小于360mm、Y方向的主轴长度不小于360mm、Z方向的主轴长度不小于300mm。本发明的有益效果是除了具有造价低、对患者基本不产生压迫感的优点外，更重要的是，对平躺、坐着、站立的患者均能进行磁共振成像检查诊断。
文档编号A61B5/055GK101051073SQ20071003985
公开日2007年10月10日 申请日期2007年4月24日 优先权日2007年4月24日
发明者宁瑞鹏, 王鹤, 蒋瑜, 李鲠颖 申请人:华东师范大学