[发明专利]医用磁共振成像系统及其消除涡流的装置

说明书

本发明属于磁共振成像技术领域，特别是涉及一种医用磁共振成像系统及其消除涡流的装置。

在背景技术中，医用磁共振成像系统内包括立柱和成像空间，在成像空间的上下两侧依次对称设置有梯度线圈、机头、磁性体和极板，梯度线圈由匀场环相围绕。医用磁共振的成像是在非常均匀的静磁场上叠加强的快速变化的梯度场，这些梯度场是由载有精确控制的电流脉冲的梯度线圈产生的，梯度场所在的空间确定了成像容积。梯度线圈由三组线圈组成，分别代表了X、Y、Z三个方向，他们之间成正交关系。由于梯度线圈靠近机头，在梯度线圈上施加大的脉冲电流会在机头上感应产生X、Y、Z三个方向的涡流，他们相互之间也成正交关系，方向与梯度电流方向相反。涡流的大小决定于梯度线圈上施加的脉冲电流的大小，施加的电流愈大涡流亦愈大，反之亦然。涡流的存在时间决定于涡流流动路径的长短，路径愈短涡流存在的时间愈短，涡流存在时间愈短，其产生的感应电流的时间愈短，对静磁场的影响时间就愈短，最终得到的图像质量就高。在医疗检查中，人们对医用磁共振成像中的梯度场要求越来越高，梯度脉冲电流越来越大，致使极板上的涡流亦愈来愈大，结果是梯度上升沿时间延长、磁共振系统功能减弱、图像质量下降，因此，解决涡流问题已成为磁共振成像中的关键。

在开放型具有垂直磁场的磁共振成像系统中，通常采用在机头表面涂刷具有一定消除涡流效果的非晶金属混合物涂料或用非晶金属材料制作机头的方法，以达到减小涡流的目的。这种方法消除涡流的效果较好，但价格昂贵、工艺复杂、成本极高，难以普遍使用推广。

例如：在1995年5月31日公开的公开号CN110971A的专利申请文件上记载了一种“用于降低磁共振成像设备中的涡流的装置”，该装置由C形磁体、极靴、永磁体和梯度线圈组成。在非常靠近梯度线圈处，采用含铁的薄片制成为极靴表面上的层状绝缘盘，盘的结构有两种：在盘沿极靴面的平面取向的那部分中，它们由从铁片切割成的环形板构成；在沿极靴面的轴取向的部分中，它们由用带状铁片螺旋绕成的环构成。在极靴表面上装有由多层叠置成的薄盘状或环状铁磁部件，每一层通过漆或固定胶与相邻表面点绝缘。叠装前在这些层上切出窄的径向槽，以减少涡流。相邻层中的槽转位至不重合，从而导致在所有方向上均匀传导磁通。

在2000年5月17日公开的公开号CN 1252977A的专利申请文件上记载了“磁共振成像中的涡流低磁滞的磁极面”，它具有极片，每一个极片具有彼此相对的、限定成像容积的极面，具有励磁线圈和极片的励磁装置，所述极面包括多个具有叠片的磁块，每个叠片由非晶铁磁材料构成，所述叠片由基片隔开并且于该基片结合在一起，叠片的排列基本上平行于所极面。该结构降低了在极面中感生的涡流，同时也降低了剩余磁化强度，因而可提高图像的质量。

以上两篇公开的专利申请文件所描述的降低涡流的计算方案，没有能够解决涡流流动路径长的问题，其涡流感应电流产生的磁场对静磁场的影响持续时间仍较长，需进一步改善消除涡流装置才能更好的提高图像质量。

本发明的目的在于解决梯度脉冲电流感应在机头上产生的涡流对梯度上升时间的影响以及涡流产生的磁场对静磁场的影响问题，提供一种结构简单、制作容易、能消除涡流影响、提高图像质量的医用磁共振成像系统及其消除涡流的装置。

本发明的目的是这样实现的：它包括立柱和成像空间，在成像空间的上下两侧依次对称设置有梯度线圈、机头、磁性体和极板，梯度线圈的外侧与匀场环相配合，其特征在于所述机头与梯度线圈之间设有涡流消除的装置。

本发明所称的涡流消除的装置，包括金属叠片层和绝缘层，其特征在于所述金属叠片层至少为两层，相邻的金属叠片层之间有绝缘层相隔，金属叠片层由金属叠片条排列组成，金属叠片条由金属片叠合而成，相邻金属叠片层中的金属叠片条呈相交状设置。

由于本发明采用了在机头与梯度线圈之间设置涡流消除装置的结构，它将梯度线圈与极板被隔离，当施加梯度时即梯度线圈中有大的脉冲电流通过时，梯度线圈的感应电流直接作用于涡流消除装置，机头上不产生涡流，从而解决了解决梯度脉冲电流感应在机头上产生的涡流对梯度上升时间的影响以及涡流产生的磁场对静磁场的影响问题，缩短了梯度上升时间，改善了成像质量。

结合附图和实施例，对本实用新型作进一步描述如下：

图1为本发明的结构示意图

图2为消除涡流装置的结构示意图示意图之一

图3为消除涡流装置的结构示意图示意图之二

图4为金属叠片条的结构示意图

参照附图：本发明包括立柱4和成像空间12，在成像空间12的上下两侧依次对称设置有梯度线圈3和梯度线圈8；机头5和机头10；磁性体2和磁性体7；极板1和极板9，梯度线圈3、8的外侧与匀场环13、11相配合，所述的梯度线圈3、8、机头5、10、磁性体2、7和极板1、9均与立柱4相接并相互紧贴，在所述机头5与梯度线圈3之间设有涡流消除装置602，机头9与梯度线圈8之间设有涡流消除装置601，立柱4与机头1、9都由金属材料制成，立柱4在使用时能构成磁回路；极板1、9是由金属材料制成，具有良好的导磁率；磁性体为永磁材料，它可产生静磁场；梯度线圈3、8由金属铜材制成，匀场环11、13由金属材料制成，它能对静磁场进行匀场，消除涡流装置6采用导磁率高、剩磁少的金属材料制作而成，本发明所称的涡流消除的装置6，它包括金属叠片层15、19和绝缘层16，所述金属叠片层一般为2-4层，相邻的金属叠片层15、19之间有绝缘层16相隔，金属叠片层15、19由金属叠片条20排列组成，金属叠片条20由金属片201用绝缘粘胶21粘结而成，相邻金属叠片层15、19中的金属叠片条20呈正交状设置。金属片201采用磁导率高、剩磁少的硅钢片制成，其厚度为0.1-0.4mm，宽度为5-12mm，长度不小于10mm，长度也可按匀场环限定的位置确定。由于本发明中的消除涡流装置6能将梯度线圈与极板隔开，因而在施梯度时即梯度线圈中有大的脉冲电流通过时，梯度线圈的感应电流直接作用在消除涡流的装置6上，使得机头上不产生涡流，梯度的上升不受涡流阻滞的作用，因此，梯度上升时间就短，保障了静磁场的稳定性、提高了医用磁共振成像系统的性能和图像质量。