专利名称：用于对mri装置的磁体组件上的块进行磁化的系统和方法
技术领域：
本发明涉及磁共振成像(MRI)系统，具体地说，涉及用于对MRI装置的磁体组件上的块进行磁化的系统和方法。
背景技术：
磁体组件已经用于磁共振成像(MRI)系统产生均匀磁场。在磁体组件制造期间，包括多个稀土块的非磁化极板安装在轭铁上，其中，非磁化极板随后被磁化。为了同时对多块进行磁化，在非磁化块上设置了一个相当大的磁性线圈，以便让强磁场穿过所述块传播。
然而，应用相当大的磁性线圈对非磁化块进行磁化存在一些缺陷。第一，大的磁性线圈在磁体组件的各个块上和线圈本身会产生相当大的热量，必须冷却线圈本身以保持各块和线圈结构的完整性。为了冷却各块，必须在磁性线圈附近设置附加的冷却系统，其费用相当高。第二，大的磁性线圈需要大电流产生大的磁场，这就要求相当昂贵的电流驱动器。第三，在磁化期间，大的磁性线圈会在各块上产生相当大的电磁力，并且在线圈上产生对抗力。为了把各块和线圈保持在所需的位置，要用相当大的夹具固定轭铁，这也相当昂贵。
因此，需要一种对用于MRI系统的磁体组件上的块进行磁化的工艺过程，所述工艺过程克服一个或多个上述缺陷。
发明内容
根据示范性实施例，提供一种用于对多个基本上非磁化块之一进行磁化的系统，所述基本上非磁化块设置在用于MRI装置的磁体组件的极板上。所述系统包括可以连接在一起的第一和第二悬臂部分。所述系统还包括设置在第一悬臂部分的第一端上的第一电磁线圈，其中，第一电磁线圈配置成产生磁场，所述磁场从第一电磁线圈通过至少一个非磁化块和极板，还通过第一和第二悬臂部分传播，对所述块进行磁化。
根据另一个示范性实施例，提供一种用于对多个基本上非磁化块中的至少一个进行磁化的方法，所述非磁化块设置在用于MRI装置的磁体组件的极板上。所述方法包括分别在第一非磁化块和极板附近设置第一和第二悬臂部分，其中第一电磁线圈与第一悬臂连接。最后，所述方法包括激励第一电磁线圈，以便产生第一磁场，所述第一磁场从第一电磁线圈通过第一非磁化块和极板、还通过第一和第二悬臂部分传播，对第一块进行磁化。
图1是MRI成像系统的原理图；图2是用于图1的MRI成像系统中的永磁组件的原理图；图3是根据示范性实施例的磁化系统的原理图；图4是用于图2的永磁组件中的轭板和块的原理图；图5是图2的还包括磁极靴的永磁组件的原理图；图6是图2的还包括磁极靴的永磁组件的原理图；图7是图3的用于激励磁化系统的电路的电原理图；图8是根据另一个示范性实施例，用于激励图2的磁体组件的非磁化块的方法的流程图；图9是根据另一个示范性实施例的磁化系统的原理图；图10是用于激励图9的磁化系统的电路的电原理图；图11和12是根据另一个示范性实施例，用于激励图2的磁体组件的非磁化块的方法的流程图。
具体实施例方式
参见图1和图2，图中示出根据示范性实施例，用于产生患者数字图像的MRI成像系统10。MRI成像系统10包括外壳11、永磁组件12、梯度线圈组件13、RF线圈组件14、计算机15、脉冲发生器16、梯度放大器17、RF发生器18、RF放大器19、数据获取板20和RF接收器21。
RF发生器18响应接收的计算机15的控制信号，产生由RF放大器19放大的信号，并将其发送到RF线圈组件14。作为响应，RF线圈组件14产生传送到在扫描区域的患者的RF信号，并诱发患者中的原子核发射由RF接收器21接收的RF信号。接收的RF信号在数据获取板20中数字化，然后传送给计算机15。
脉冲发生器16响应从计算机15接收的控制信号，产生由梯度放大器17放大后传送给梯度线圈组件13的梯度信号。作为响应，梯度线圈组件17在扫描区域产生磁场梯度，用于对获取的信号进行空间编码。
设置永磁组件12产生永久磁场，后者也通过安置在扫描区域中的患者传播。永磁组件12包括轭板30、32；柱34、36；多个块38；多个块39；以及极靴42、44。
设置轭板30以便吸住多个块39，所述轭板30由铁构成。类似地，设置轭板32以便吸住多个块38，所述轭板32由铁构成。柱34、36都安装在轭板30、32之间并分别在轭板30、32的相对的端部与轭板30、32连接。
参见图2和图4，多个块38布置在轭板32上并且由稀土材料(例如，钕铁硼(NdFeB))构成。如图所示，块38通常是立体形状的并成排地设置在轭板32上，以便形成基本上圆形的外周边。在被定位在轭板32上之后，块38被粘贴在轭板32上。此外，当最初把块38定位在轭板32上时，所述块是非磁化的。下面将描述用于将块38磁化的系统和方法。
多个块39布置在轭板30上并且由稀土材料(例如，钕铁硼(NdFeB))构成。如图所示，块39通常是立体形状的并成排地设置在轭板30上，以便形成基本上圆形的外周边。在被定位在轭板30上之后，块39被粘贴在轭板30上。此外，当最初把块39定位在轭板30上时，所述块是非磁化的。下面将描述用于将所述块磁化的系统和方法。
参见图5和6，任选地分别把极靴42和44结合到块38、39上。极靴42包括基本上环形的铁磁材料(例如，铁)，它被用螺栓固定在块38和轭板32的顶部。类似地，极靴44包括基本上环形的铁磁材料，它被用螺栓固定在块39和轭板30的顶部。
参见图3和7，现在将根据示范性实施例说明用于将永磁组件12的块38和块39磁化的磁化系统60。磁化系统60包括悬臂部分62、64；托架66；可移动的连接部分68；电磁线圈70；电源72和开关74。
设置悬臂部分62、64以便构成一般C-型组件，用于套住轭板和布置在轭板上的多块，以便将所述块磁化。悬臂部分62、64中的每一个都由铁材料构成(例如，铁或铁合金)。具体地说，悬臂部分62、64一般相互平行地延伸。悬臂部分62包括可以用螺栓连接在一起的悬臂段80、82、84，它们形成一般U型结构。悬臂段80连接到悬臂段82的第一端。而且，悬臂段84连接到悬臂段82的第二端。如图所示，电磁线圈70连接到悬臂段80。悬臂部分64包括可以用螺栓连接在一起的悬臂段86、88、90，它们形成一般U型结构。悬臂段86连接到悬臂段88的第一端。而且，悬臂段90连接到悬臂段88的第二端。电磁线圈70和悬臂段86被布置成彼此之间具有预定的距离，其中所述距离(D)基本上等于轭板32和块38的厚度。而且，悬臂段84、90彼此相对地延伸，在它们之间形成空隙105。
设置托架66以便可以将悬臂部分62连接到悬臂部分64。托架66由非磁性材料构成并且包括托架部分100、102，托架部分100、102布置成彼此相对并相互平行。托架部分100、102通过设置在每一个托架部分100、102的第一端的托架极板104连接在一起。托架部分100、102还分别与悬臂段84、90连接。托架66还包括可移动构件68，可移动构件68可以利用推杆106而在托架部分100、102之间移动。可移动构件68由铁或铁合金构成。当可移动构件68处于第一工作位置时，可移动构件68被布置在悬臂段84、90之间的空隙105中，以便允许电磁通量在悬臂部分62、64之间流过。当可移动构件68离开悬臂段84、90移动到第二工作位置时，就形成空隙105，阻止电磁通量在悬臂部分62和64之间流过。
参见图7，设置电压源72以便通过开关74激励电磁线圈70。当开关74处于接通的工作位置时，电磁线圈70最好产生大约1-4泰斯拉(Tesla)的电磁场。自然，在又一个实施例中，由线圈70产生的电磁场可以大于4Tesla或小于1Tesla。而且，当开关74处于断开的工作位置时，电磁线圈70不再产生电磁场。
参见图8，现在说明用于利用磁化系统60对永磁组件12中的块进行磁化的方法。具体地说，所述方法将针对性地说明多个块38中的两个块是怎样被磁化的。然而，应当指出，将通过反复地重复以下方法来对多个块38中的所有块进行磁化。而且，在多个块38中的每一个块被磁化后，将对多个块39中的所有块反复地重复所述方法。
在步骤130，悬臂部分62、64分别布置在靠近第一非磁化块38和铁极板32位置，其中，电磁线圈70与悬臂部分62结合在一起。
在步骤132，激励电磁线圈70，产生从电磁线圈70通过第一非磁化块38和极板32、还通过悬臂部分62、64传播的第一磁场，将第一块74磁化。
在步骤134，在激励线圈70预定时间后，断开电磁线圈70的电源。
在步骤136，将可移动连接件68从悬臂部分62、64之间的区域移去，使悬臂部分62、64之间形成空隙。
在步骤138，把悬臂部分62、64分别布置在靠近第二非磁化块38和铁极板32的位置。
在步骤140，将可移动构件68移入悬臂部分62、64之间的区域，置于悬臂部分62、64之间的空隙中，以便可以将悬臂部分62、64连接在一起。
在步骤142，激励电磁线圈70，产生从电磁线圈70通过第二非磁化块38和极板32、还通过悬臂部分62、64传播的第二磁场，使第二块38磁化。
在步骤144，在激励线圈70预定时间之后，断开电磁线圈70的电源。
最后，在步骤146，将可移动连接件68从悬臂部分62、64之间的区域移去，在悬臂部分62、64之间形成空隙。
参见图9和10，现在将根据另一个示范性实施例，对用于对永磁组件12的块38和块39进行磁化的磁化系统160进行说明。磁化系统160包括悬臂部分62、162；托架66；可移动连接部分68；电磁线圈70；电源72；开关74及电磁线圈164。
磁体组件160和磁体组件12之间的差别在于，磁体组件160包括第二电磁线圈(即电磁线圈64)。另外，磁体组件160包括悬臂部分162，而不是悬臂部分64。悬臂部分162包括悬臂段166、168和170。悬臂段166可以在悬臂段168的第一端与悬臂段168连接。而且，悬臂段170可以与悬臂段168的第二端连接。悬臂段170朝悬臂段84延伸，在它们之间形成空隙。另外，电磁线圈164可以与悬臂段166连接。电磁线圈70、164之间的距离(D2)基本上等于轭板32和块38的厚度。
参见图11和12，现在将说明使用磁化系统160对永磁组件12中的块进行磁化的方法。具体地说，所述方法将针对性地说明多个块38中的两个块是怎样被磁化的。然而，应当指出，将通过反复地重复执行以下方法来磁化块38中的所有块。而且，在块38中的所有块被磁化后，才对多个块39中的所有块反复地重复所述方法。
在步骤180，把悬臂部分62、162分别布置在靠近第一非磁化块38和铁极板32的位置，其中，电磁线圈70与悬臂部分62结合，电磁线圈164与悬臂部分162结合。
在步骤182，激励电磁线圈70、164，产生从线圈70、164通过第一非磁化块38和极板32、还通过悬臂部分62、162传播的磁场，将第一块38磁化。
在步骤184，在激励线圈70、164预定时间之后，断开电磁线圈70、164的电源。
在步骤186，使可移动连接件68离开悬臂部分62、162之间的区域，在悬臂部分62、162之间形成空隙。
在步骤188，把悬臂部分62、162分别布置在靠近第二非磁化块38和铁极板32的位置。
在步骤190，把可移动连接件68移入悬臂部分62、162之间的区域，置于悬臂部分62、162之间的空隙中，以便可以将悬臂部分62、162连接在一起。
在步骤192，激励电磁线圈70、164，产生从电磁线圈70、164通过第二非磁化块38和极板32、还通过悬臂部分62、162传播的第二磁场，将第二块38磁化。
在步骤194，在激励线圈70、164预定时间之后，断开电磁线圈70、164的电源。
最后，在步骤196，使可移动连接件68离开悬臂部分62、162之间的区域，在悬臂部分62、162之间形成空隙。
所述用于对在MRI装置中使用的磁体组件的多个基本上非磁化块进行磁化的系统和方法优于其它系统和方法。具体地说，所述系统和方法提供以下的技术效果允许使用比较简单的磁化装置，对磁体组件中的单个块进行磁化。这样，不再需要使用大的混合装置和电流驱动器同时对多个块进行磁化。
虽然参照示范性实施例描述了本发明的实施例，但是，本专业的技术人员将明白，在不脱离本发明范围的情况下，可以实现各种变化和用同等物替换各个元件。此外，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种技术上的修改，以便适应具体情况。因此，申请人的意图是本发明没有局限于为实现本发明进行说明的实施例，本发明包括属于本发明的权利要求范围中的所有实施例。而且，术语中的”第一”、”第二”等的使用没有注明任何重要的次序，术语中的”第一”、”第二”等是用于鉴别一个元件与另一个元件的差别。而且，使用术语”a”、”an”等的并不表示数量上的限制，而只说明出现至少一个涉及的项目。
权利要求
1.一种用于对多个基本上非磁化块中的一个块进行磁化的系统，所述非磁化块布置用于MRI装置的磁组件(12)的极板(32)上，所述磁化系统包括可以连接在一起的第一和第二悬臂部分(62、162)；以及设置在所述第一悬臂部分(62)的第一端的第一电磁线圈(70)，其中，所述第一电磁线圈(70)配置成产生磁场，所述磁场从所述第一电磁线圈(70)通过至少一个非磁化块(38)和极板(32)、还通过所述第一和第二悬臂部分(62、162)传播，以便将块(38)磁化。
2.如权利要求1所述的系统，其中还包括连接在所述第一和第二悬臂部分(62、162)之间的托架(66)和可以连接到托架(66)的可移动部分(68)，其中，在所述第一和第二悬臂部分(62、162)之间形成空隙(105)，所述可移动部分(68)配置成被定位在空隙(105)中，以便在所述第一和第二悬臂部分(62、162)之间形成磁场路径。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述托架(66)由非磁化材料构成。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述可移动部分(68)由铁或铁合金构成。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一电磁线圈(70)产生具有3-4泰斯拉强度的磁场。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一和第二悬臂部分(62、162)由铁或铁合金构成。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一电磁线圈(70)的接触表面面积大于或等于所述块(38)的接触表面面积，其中，在所述块(38)磁化期间，所述第一电磁线圈(70)的接触表面设置成靠近所述块的接触表面。
8.一种用于对多个基本上非磁化块(38)中至少一个块进行磁化的方法，所述非磁化块布置在用于MRI装置(10)的磁组件(12)的极板(32)上，所述方法包括把第一和第二悬臂部分(62、162)分别布置在靠近第一非磁化块和极板(32)上，其中，第一电磁线圈(70)结合到所述第一悬臂部分(62)；以及激励所述第一电磁线圈(70)，产生第一磁场，所述第一磁场从所述第一电磁线圈(70)通过所述第一非磁化块和所述极板(32)、还通过所述第一和第二悬臂部分(62、162)传播，以便将所述第一块磁化。
9.如权利要求8所述的方法，其中还包括把所述第一和第二悬臂部分(62、162)分别布置在靠近第二非磁化块和极板上，其中，所述第一电磁线圈(70)结合到所述第一悬臂(62)，并且所述第一电磁线圈(70)设置成靠近所述第二非磁化块；以及激励所述第一电磁线圈(70)，产生第二磁场，所述第二磁场从所述第一电磁线圈(70)通过所述第二非磁化块和极板、还通过所述第一和第二悬臂部分(62、162)传播，以便将所述第二块磁化。
10.如权利要求8所述的方法，其中，所述第一电磁线圈(70)产生具有3-4泰斯拉强度的第一磁场。
全文摘要
提供一种用于对多个基本上非磁化块(38)中的一个块进行磁化的系统和方法，所述非磁化块布置用于MRI装置(10)的磁体组件(12)的极板上。所述系统包括可连接在一起的第一和第二悬臂部分(62、162)。所述系统还包括设置在第一悬臂部分(62)的第一端上的第一电磁线圈(70)，其中，第一电磁线圈(70)配置成产生磁场，所述磁场从第一电磁线圈(70)通过至少一个非磁化块和极板、还通过第一和第二悬臂部分(62、162)传播，以便将所述快磁化。
文档编号G01R33/38GK1716466SQ20051008226
公开日2006年1月4日 申请日期2005年6月30日 优先权日2004年6月30日
发明者W·沈, B·-X·徐 申请人:通用电气公司