[發(fā)明專利]一種開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110363682.9
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102412048A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭江黔;劉杰;朱劍鋒;葉勍
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波鑫高益磁材有限公司
• 主分類號: H01F6/00
• 分類號: H01F6/00;H01F6/04;G01R33/3815
• 代理公司: 寧波誠源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 劉鳳欽;鄧青玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)。

背景技術(shù)

核磁共振成像儀(MRI)是目前應(yīng)用最廣泛的無接觸成像醫(yī)療設(shè)備之一，它利用磁共振現(xiàn)象從人體中獲得電磁信號，并重建出人體信息主要應(yīng)用于臨床人體內(nèi)部成像診斷。其中，產(chǎn)生背景磁場的磁體是MRI構(gòu)成的核心部件，在診療成像區(qū)域(即“病人空間”)產(chǎn)生一個(gè)足夠強(qiáng)度和均勻度的背景磁場，這是產(chǎn)生磁共振現(xiàn)象的必要條件，理論上說，背景場的強(qiáng)度越高，可以成像的清晰度就越高，就越有利于病情的診斷。用于MRI的磁體結(jié)構(gòu)主要有兩種：螺線管磁體和對極磁體，前者能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的背景磁場，但“病人空間”較為封閉，不利于部分精神疾病患者或體型較大的病人使用；后者為開放式，無上述弊端，缺點(diǎn)是不容易產(chǎn)生較強(qiáng)的背景磁場。對磁共振成像系統(tǒng)(簡稱MRI)的磁體來說，更加開放式的設(shè)計(jì)一直在引領(lǐng)著當(dāng)今MRI磁體發(fā)展的潮流。1994年，德國西門子公司發(fā)明開放式的常導(dǎo)電磁型和永磁型的“C”型磁體，它最大的特點(diǎn)是不易使被檢測者產(chǎn)生幽閉癥；在2000年左右，美國的FONAR公司率先應(yīng)用稀土永磁體制作了帶有雙Y型框架的MRI磁體，它不僅掃除了被檢測者的壓抑感，被檢測者還可站立式地進(jìn)行掃描，由此制作的MRI裝置已在市場上推廣。但由于永磁體需要采用大量的稀土永磁材料，并且增加掃描空間會使磁體成本成指數(shù)倍的大幅度增加，因此這種帶有雙Y型框架的MRI永磁體系統(tǒng)成本很高、不經(jīng)濟(jì)，不易被用戶接受，影響和限制了其系統(tǒng)的推廣及使用空間。

而對于超導(dǎo)MRI磁體來講，目前仍以空氣芯螺線管超導(dǎo)磁體為主，被檢測者要鉆進(jìn)密閉的螺線管磁體內(nèi)進(jìn)行掃描，會使檢測者產(chǎn)生壓抑感。而現(xiàn)有的開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)，均采用兩組超導(dǎo)線圈組件，其成本依然較大，例如公開號為CN1954773(申請?zhí)枮镃N200510100460.2)的中國專利申請，其披露的一種開放式超導(dǎo)MRI磁體，包括垂直地面設(shè)置的兩個(gè)超導(dǎo)線圈組件，所述兩超導(dǎo)線圈組件彼此分開并相對放置，其間形成掃描磁場空間；兩導(dǎo)磁鐵芯分別穿過所述超導(dǎo)線圈組件，其一端分別在所述兩超導(dǎo)線圈相對面形成兩個(gè)磁極頭，另一端分別與兩個(gè)導(dǎo)磁支架固定連接；所述兩個(gè)導(dǎo)磁支架之間連接至少一導(dǎo)磁支梁，使所述兩導(dǎo)磁鐵芯之間形成磁通路；所述導(dǎo)磁支架與導(dǎo)磁支梁的設(shè)置使得所述掃描磁場空間的頂部及前后部為敞開形式；所述的導(dǎo)磁支架包括一基座以及與導(dǎo)磁支梁連接的導(dǎo)磁支臂，所述導(dǎo)磁支臂設(shè)置成V型。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本較低的開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：該開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)，其特征在于：包括

水平設(shè)置的上導(dǎo)磁鐵芯；

與所述上導(dǎo)磁鐵芯水平平行間隔設(shè)置的下導(dǎo)磁鐵芯；

垂直設(shè)置的、連接在上導(dǎo)磁鐵芯和下導(dǎo)磁鐵芯之間、且與上導(dǎo)磁鐵芯和下導(dǎo)磁鐵芯之間組成C型的中間導(dǎo)磁鐵芯；

繞在所述中間導(dǎo)磁鐵芯外部的超導(dǎo)線圈，該超導(dǎo)線圈設(shè)置在低溫容器內(nèi)。

作為改進(jìn)，所述低溫容器為一環(huán)形密封真空容器，該環(huán)形密封真空容器中部的軸向通道垂直設(shè)置，而所述中間導(dǎo)磁鐵芯則設(shè)置在所述環(huán)形密封真空容器的軸向通道內(nèi)；所述環(huán)形密封真空容器內(nèi)部同軸設(shè)置有環(huán)形密封的、儲存有液氦的液氦容器，所述超導(dǎo)線圈設(shè)置在所述液氦容器內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使得中間導(dǎo)磁鐵芯是在室溫環(huán)境下工作，而不用直接浸在液氦溶液里面，所以不存在與上、下導(dǎo)磁鐵芯之間連接困難的問題，也不存在熱差異問題。

再改進(jìn)，所述液氦容器與所述環(huán)形密封真空容器之間設(shè)置有輻射屏蔽件。

再改進(jìn)，所述上導(dǎo)磁鐵芯和下導(dǎo)磁鐵芯之間設(shè)置有不導(dǎo)磁支架。

再改進(jìn)，所述上導(dǎo)磁鐵芯與所述下導(dǎo)磁鐵芯相對的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有上磁極頭，所述下導(dǎo)磁鐵芯與所述上導(dǎo)磁鐵芯相對的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有下磁極頭。

再改進(jìn)，所述上磁極頭和下磁極頭的內(nèi)側(cè)面均設(shè)置有凹槽，該凹槽內(nèi)設(shè)置有梯度線圈或射頻線圈或勻場裝置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明提供的開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)只包含一個(gè)低溫容器和一組超導(dǎo)線圈，大大降低了超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)的成本，同時(shí)由于上導(dǎo)磁鐵芯、下導(dǎo)磁鐵芯的存在，上導(dǎo)磁鐵芯、下導(dǎo)磁鐵芯與中間導(dǎo)磁鐵芯組成C型結(jié)構(gòu)，將超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的磁場進(jìn)行導(dǎo)磁、并構(gòu)成一閉合的磁回路，將超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的磁力線主要集中在該磁回路中，從而減少超導(dǎo)線圈上的橫向磁場，提高了超導(dǎo)磁體的性能；并且制作超導(dǎo)線圈的超導(dǎo)材料可以大為減少，進(jìn)一步降低了超導(dǎo)磁體的成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中開放式超導(dǎo)MRI磁體系統(tǒng)的截面剖視圖。