[發(fā)明專利]一種非對(duì)稱自屏蔽開(kāi)放式磁共振成像超導(dǎo)磁體

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310030280.6
• 申請(qǐng)日: 2013-01-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103151136A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪志鵬;王秋良;嚴(yán)陸光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電工研究所
• 主分類號(hào): H01F6/00
• 分類號(hào): H01F6/00;H01F6/06;G01R33/3815
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 關(guān)玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種開(kāi)放式磁共振超導(dǎo)磁體。

背景技術(shù)

全身磁共振成像超導(dǎo)磁體系統(tǒng)一般需要在直徑為40~50cm的球形成像區(qū)域(Diameter?of?Spherical?Volume,DSV)產(chǎn)生磁場(chǎng)峰峰值不均勻度優(yōu)于20ppm(parts?per?million,ppm)的高均勻度空間磁場(chǎng)分布。磁共振超導(dǎo)磁體系統(tǒng)通常為水平型空心螺線管結(jié)構(gòu)，其中心空心區(qū)域提供一個(gè)直徑為80cm、軸向長(zhǎng)度約為1.5m~2.0m的室溫孔。然而，大量的臨床試驗(yàn)均以表明患者在狹長(zhǎng)的局促空間內(nèi)普遍表現(xiàn)出幽閉癥現(xiàn)象，為了緩解由幽閉癥現(xiàn)象所致對(duì)患者診斷過(guò)程中的消極影響，各大磁共振成像生產(chǎn)廠家均以開(kāi)發(fā)出開(kāi)放式磁共振成像系統(tǒng)。

開(kāi)放式磁共振成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要有三種形式，即雙平面型、短腔水平溫孔型和非對(duì)稱水平溫孔型。雙平面型開(kāi)放式磁共振成像超導(dǎo)磁體系統(tǒng)即將超導(dǎo)線圈安裝在上、下對(duì)稱的平面型低溫容器內(nèi)，上、下低溫容器間提供開(kāi)放空間；短腔水平溫孔型磁共振超導(dǎo)磁體系統(tǒng)即超導(dǎo)線圈均安裝在空心螺線管型的低溫容器內(nèi)，通過(guò)數(shù)值優(yōu)化方法將磁體的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)的盡量短于傳統(tǒng)磁體長(zhǎng)度，從而達(dá)到提高系統(tǒng)開(kāi)放空間的目的；非對(duì)稱水平溫孔型磁共振超導(dǎo)磁體系統(tǒng)也為一種特殊的水平溫孔磁共振成像超導(dǎo)磁體系統(tǒng)，超導(dǎo)線圈非對(duì)稱地安裝在具有水平溫孔的低溫容器內(nèi)，同時(shí)球形成像區(qū)域與磁體中心偏離一定距離以提高系統(tǒng)的開(kāi)放空間，該種類型超導(dǎo)磁體系統(tǒng)一般產(chǎn)生的中心磁場(chǎng)為0.7T~3.0T，同時(shí)這種類型的磁體設(shè)計(jì)難度較大，磁場(chǎng)均勻區(qū)的磁場(chǎng)峰峰值不均勻度很難滿足成像所要求的優(yōu)于20ppm，該類型的磁共振超導(dǎo)磁體系統(tǒng)在不改變傳統(tǒng)具有水平室溫孔的結(jié)構(gòu)上，有效地提高了系統(tǒng)的開(kāi)放性。

澳大利亞昆士蘭大學(xué)于1999年發(fā)表論文提出了一種非對(duì)稱磁共振成像超導(dǎo)磁體系統(tǒng)，其超導(dǎo)磁體系統(tǒng)在直徑為45cm的球形成像區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生中心磁場(chǎng)為1.0T且磁場(chǎng)峰峰值不均勻度略高于20ppm的空間磁場(chǎng)分布，該超導(dǎo)磁體有效地提高了系統(tǒng)的開(kāi)放性,但由于磁場(chǎng)不均勻度仍高于20ppm的成像所需標(biāo)準(zhǔn)，以及超導(dǎo)磁體系統(tǒng)沒(méi)有采用主動(dòng)屏蔽技術(shù)使得5高斯雜散場(chǎng)空間范圍較大，因此無(wú)法達(dá)到實(shí)際應(yīng)用需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有磁共振超導(dǎo)磁體系統(tǒng)開(kāi)放性不足的缺點(diǎn)，提出一種非對(duì)稱自屏蔽開(kāi)放式磁共振成像超導(dǎo)磁體。

本發(fā)明包括超導(dǎo)主線圈和超導(dǎo)屏蔽線圈，超導(dǎo)軸向勻場(chǎng)線圈和超導(dǎo)徑向勻場(chǎng)線圈。

所述的超導(dǎo)主線圈和超導(dǎo)屏蔽線圈均非對(duì)稱地安裝在具有矩形截面的預(yù)布置線圈區(qū)域內(nèi)，同時(shí)在預(yù)布置線圈區(qū)域內(nèi)非對(duì)稱地安裝超導(dǎo)軸向勻場(chǎng)線圈和超導(dǎo)徑向勻場(chǎng)線圈，所有線圈共同作用使得中心點(diǎn)在軸向方向距離超導(dǎo)磁體中心點(diǎn)為10cm的球形成像區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)峰峰值不均勻度優(yōu)于1ppm。

所述的超導(dǎo)主線圈由八個(gè)螺線管線圈組成，八個(gè)螺線管線圈均非對(duì)稱地安裝在預(yù)布置線圈區(qū)域中徑向位置最小處。螺線管線圈中加載的電流方向與對(duì)稱軸符合右手定則，則定義為正向電流，不符合右手定則，則定義為反向電流。八個(gè)螺線管線圈中的七個(gè)通正向電流，其余一個(gè)螺線管線圈通反向電流。所述的超導(dǎo)屏蔽線圈由兩個(gè)螺線管線圈組成，該兩個(gè)螺線管線圈非對(duì)稱地安裝在預(yù)布置線圈區(qū)域中徑向最大位置處，分別位于兩軸向的端部位置，均通反向電流。

本發(fā)明的超導(dǎo)主線圈和超導(dǎo)屏蔽線圈共同作用，在一個(gè)中心距離磁體中心點(diǎn)軸向距離為10cm、直徑為50cm的球形成像區(qū)域產(chǎn)生中心磁場(chǎng)為1.0T，磁場(chǎng)峰峰值不均勻度為10ppm的高均勻度磁場(chǎng)分布。

本發(fā)明的超導(dǎo)磁體內(nèi)安裝有一套超導(dǎo)軸向勻場(chǎng)線圈和一套超導(dǎo)徑向勻場(chǎng)線圈，所述的超導(dǎo)軸向勻場(chǎng)線圈和超導(dǎo)徑向勻場(chǎng)線圈均安裝在預(yù)布置線圈區(qū)域內(nèi)，兩套勻場(chǎng)線圈的軸向長(zhǎng)度相同，并且超導(dǎo)軸向勻場(chǎng)線圈的中平面和超導(dǎo)徑向勻場(chǎng)線圈的中平面與球形成像區(qū)域的中心在同一個(gè)平面內(nèi)。通過(guò)超導(dǎo)軸向勻場(chǎng)線圈和超導(dǎo)徑向勻場(chǎng)線圈產(chǎn)的矯正磁場(chǎng)，使得直徑為50cm的球形成像區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)峰峰值不均勻度提高至優(yōu)于1ppm。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明實(shí)施例的非對(duì)稱自屏蔽開(kāi)放式磁共振成像超導(dǎo)磁體的線圈空間二維布置圖；

圖2本發(fā)明實(shí)施例的非對(duì)稱自屏蔽開(kāi)放式磁共振成像超導(dǎo)磁體的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3本發(fā)明實(shí)施例的非對(duì)稱自屏蔽開(kāi)放式磁共振成像超導(dǎo)磁體在超導(dǎo)主線圈和超導(dǎo)屏蔽線圈通電的情況下，在軸向距離磁體中心為10cm、直徑為50cm的球形成像區(qū)域產(chǎn)生的磁場(chǎng)峰峰值不均勻度為10ppm的等高線示意圖；

圖4本發(fā)明實(shí)施例的非對(duì)稱自屏蔽開(kāi)放式磁共振成像超導(dǎo)磁體產(chǎn)生的5高斯雜散場(chǎng)等高線分布圖。