[發明專利]一種磁共振成像裝置超導磁體的優化設計方法

無效

• 申請號: 200910082180.1
• 申請日: 2009-04-17
• 公開（公告）號: CN101533077A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 王春忠;王秋良;王厚生
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01R33/38
• 分類號: G01R33/38
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司
• 代理人: 關 玲;賈玉忠

技術領域

本發明涉及一種用于磁共振成像裝置超導磁體的設計方法。

背景技術

磁共振成像(magnetic?resonance?imaging，MRI)是根據生物體磁性核(氫核)在磁場中的表現特性成像的高新技術。近二十年來，隨著磁體技術、工程電磁場逆問題、超導技術、低溫技術、電子技術和計算機等相關技術的發展，MRI技術得到了飛速發展。MRI以其自身技術上的特點和功能上的優勢，已成為臨床影像診斷中不可缺少的現代化診斷設備。

磁共振成像(MRI)系統主要由磁體系統、譜儀系統、計算機系統和圖像顯示系統幾部分組成，其中磁體系統是磁共振成像系統最重要、成本最高的部件。而磁體系統中最重要、成本最高的部分是主磁體。主磁體的作用是產生一個均勻的磁場，使處于磁場中的人體內氫原子核被磁化而形成磁化強度矢量。磁共振成像裝置的主磁體要求具有高場強(>0.5T)和高均勻度(1～10ppm)。

磁共振成像(MRI)主磁體按照屏蔽方式可以分為被動屏蔽和主動屏蔽兩類。被動屏蔽也稱為無源屏蔽，依靠在磁體外部鋪設鐵磁材料將雜散磁場限制在一定范圍之內，磁體結構相對簡單。主動屏蔽又稱為有源屏蔽，它是通過在主線圈外邊增加通反向電流的屏蔽線圈來削弱主磁體在外部產生的雜散磁場，從而將雜散磁場限定在要求的范圍之內。被動屏蔽的主磁體需要在檢查室的周圍鋪設鐵磁材料或在磁體周圍鋪設鐵磁材料來屏蔽雜散磁場，安裝成本比較高，而且對磁場的均勻性也會產生影響。目前一般都采用主動屏蔽的主磁體，這樣的系統安裝方便，不需要對檢查室做太大的改動，安裝成本較低。

高均勻度核磁共振磁體的設計是求解電磁結構的逆問題，根據成像所要求的電磁設計指標，合理安排所需的線圈結構和空間位置，實現優化求解。磁共振成像磁體的電磁設計指標有：

(1)成像區域(Diameter?Sensitive?Volume，DSV)空間大小，一般定義為半徑為R的球形區域；

(2)成像區域(DSV)中心場強B₀；

(3)磁場均勻度H₀(peak?to?peak)：H0=Bmax-BminB0×106=ΔB0B0×106(ppm),]]>B_max和B_min分別為磁感應強度最大值與最小值，ΔB₀是最大值與最小值的差。

(4)雜散場范圍：在MRI設備工作時，為了不影響其他電氣設備工作，設計低磁場安全區域，在區域之外，磁場不影響其他電氣的工作。一般小于5高斯的磁場等值線包圍的區域。

設計得到的結果包括：線圈的數目、每個線圈的中心坐標和截面參數、線圈電流。