[發明專利]一種自屏蔽開放式磁共振成像超導磁體

無效

• 申請號: 201110158077.8
• 申請日: 2011-06-14
• 公開（公告）號: CN102360690A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 王秋良;王春忠;胡新寧;王暉;嚴陸光;戴銀明
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: H01F6/00
• 分類號: H01F6/00;H01F6/06;G01R33/3815
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

技術領域

本發明涉及一種用于磁共振成像領域的超導磁體，特別涉及一種自屏蔽開放式超導磁體。

背景技術

全身成像的磁共振成像磁體要在大的空間內實現高均勻度磁場，如在40cm均勻區球域空間(均勻區球域空間，DSV)范圍內磁場不均勻度小于10ppm(ppm，百萬分之一)。一般的磁體結構為隧道形，可以提供高場和高均勻度，目前絕大多數磁體結構都是如此。但是隧道形的磁體結構開放性不好，部分病人會產生幽閉癥。雖然近年來許多新型結構磁體系統的出現，如短腔磁體結構，磁體長度在1.3m到1.4m，但是仍然無法滿足介入治療的開放性需求。

從介入治療以及醫學診斷技術的發展來看，需要一種處于完全開放的磁體系統以適應醫學介入治療的需要。當前的完全開放式磁共振成像產品以永磁磁體為主，提供0.7T以下的中心磁場，通常采用”C“形結構。WO/2007/094844提供了一種開放式磁共振成像的永磁磁體結構，中心磁場可達1T。WO/1998/007362提供了一種雙面結構的磁共振成像永磁磁體。中國專利02210965提供了一種兩立柱開放式C型永磁型磁共振磁體。

少數公司也發展了開放式磁共振超導磁體，場強一般在1.2T以下，如日立公司和飛利浦公司的相關產品。飛利浦公司的中國專利02824552采用一對超導線圈的開放式磁體結構。目前世界上還沒有1.5T完全開放式磁共振成像系統。

采用超導線圈的開放式磁共振成像磁體主要難題是：造價偏高和制作技術難度較大。對于采用被動屏蔽的開放式超導磁體結構而言，加入鐵磁屏蔽以后磁體系統過于龐大。而主動屏蔽的開放式磁體最高場和中心場比值偏大，如中心磁場為1.5T時，線圈內最高磁場甚至會超過10T，這對于使用NbTi材料的超導線圈達不到可接受的程度，因此需要發明新的磁體結構來克服這種問題。

發明內容

本發明克服現有磁共振超導磁體系統的開放性不足，提出一種自屏蔽開放式的超導磁體，本發明開放式的超導磁體結構可獲得較大的開放空間，適合于醫療診斷和介入治療使用。

本發明超導磁體由五對線圈組成，五對線圈沿z坐標上下布置，關于中心對稱。所述的五對線圈包括一對勻場線圈，一對主磁場線圈一，一對主磁場線圈二，一對主磁場線圈三和一對屏蔽線圈。離中心點最近的是勻場線圈，向外依次布置主磁場線圈一，主磁場線圈二，主磁場線圈三，布置在最外層的是屏蔽線圈。

主磁場線圈一通反向電流，主磁場線圈二和主磁場線圈三通正向電流，提供主磁場強度。勻場線圈通正向電流，對中心區域的磁場進行補償，以提高磁體在均勻區球域空間內的磁場均勻度。屏蔽線圈通反向電流，產生和主磁場反向的磁場，以補償空間的雜散磁場，使獲得磁體的5G線較小。

本發明磁體可以采用低溫或高溫超導線材實現，并具備以下性能特點：

(1)在360毫米DSV內，不均勻度為5ppm，能夠滿足全身成像要求。

(2)當中心磁場為1.5T時，最大磁場小于9.5T，小于NbTi超導材料臨界磁場(NbTi臨界磁場約為10T，4.2K)。在增大屏蔽線圈和主線圈軸向距離的條件下，最大磁場還可以進一步降低。

(3)當中心磁場為1.5T時，5高斯雜散場分布在徑向小于5米，軸向約為4.8米的橢球域范圍內，因此具有較好的電磁兼容性。

(4)整個磁體結構緊湊，線圈平面之間提供大于0.6米的凈空間，不受肥胖病人體形的限制。最大線圈直徑小于1.68m，因此磁體對于場地空間要求不高。

附圖說明

圖1開放式高均勻度超導線圈的電磁結構，1勻場線圈，2主磁場線圈一，3主磁場線圈二，4主磁場線圈三，5屏蔽線圈；

圖2直徑為360mm?DSV的磁場均勻度等位線分布；

圖3為中心磁場1.5T時，磁體系統的5G線的分布圖；

圖4為中心磁場1.5T時，在超導線圈上的磁場分布。

具體實施方式

以下結合附圖及具體實施方式進一步說明本發明。