[发明专利]一种全开放式磁共振成像用永磁磁体

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械中用于医学诊断的永磁磁体技术领域，特别涉及一种全开放式磁共振成像用永磁磁体。

背景技术

磁共振成像(MRI)设备是上世纪八十年代以来发展起来的医学诊断设备，它无创伤地获取人体各部位任意断层的图像，可获得清晰的软组织图像，得到人体解剖学信息，是当今发现和诊断早期癌症及其他多种疾病最先进的临床诊断设备，在国际医学界和技术界均受到重视。

磁体是磁共振成像设备的核心设备之一，它的各项性能指标直接关系到磁共振设备系统的信噪比，在一定程度上决定着图像的质量。磁体分为超导型，电阻或电磁常导型，永磁型三种。

其中，永磁型MRI运行可靠，无需辅助维持超低温的设备，节约能源，且售价、运行费用和维护费用均较低，成为目前我国该类设备中的主流。

用于MRI系统的永磁磁体可分为闭式和开放式两种。其中前者包括四柱对称型等，后者包括双柱非对称型和单柱C型等。

主磁体形状的发展方向是：开放、舒适、贴近病人。目前常见的永磁磁体多为C型的结构。专利号为94115507.2授权公告号为CN 1041969C和专利号为00239177.5授权公告号为CN 2430698Y的中国专利以及申请号为09/386146授权公告号为US 6340888B1的美国专利揭示了不同的C型永磁磁体主结构，申请号为10/233539授权公告号为US 2003/0020578A1的美国专利揭示了一种后两柱型永磁磁体主结构。这些结构的不足在于：

1)C型机械结构导致上轭铁部分要承担上部的永磁主磁极及上极板组的全部重量，同时还有两主磁极间相互吸引的作用力，于是上轭铁内部的剪应力非常大，对该部分的材料及尺寸要求较高。

2)C型磁体结构不对称，使得工作区域靠近竖直轭铁的一侧磁场偏小，对磁场均匀度造成不利影响。

3)C型轭铁使得上部的永磁主磁极成为悬臂结构，当设备受到外界或自身的机械扰动时，磁极较易发生振动，从而影响磁场工作区域的稳定性与均匀性。

4)由于上轭铁内部的应力要求较高，一般都选用强度较高的钢，而钢的磁导率并不高，于是对轭铁的横截面积有更高的要求，导致轭铁的体积过于庞大，最终使得磁体的总重量很大。

因此，随着场强的增强，不仅永磁材料的使用量增加，轭铁的使用量也大幅增加，如何减轻轭铁的重量则成为重要的技术问题。此外，提高匀场效率，以及增加磁场开放度以便于临床应用中的操作与诊疗等也是永磁型MRI亟待解决的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种全开放式磁共振成像用永磁磁体，以减轻轭铁的重量，提高匀场效率，并增加磁场的开放度。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种全开放式磁共振成像用永磁磁体，该永磁磁体包括：

由两个左右对称布置的竖向轭铁和两个上下对称布置的横向轭铁构成的呈扁宽的口字型结构的全开放式主结构，该永磁磁体的气隙区位于所述全开放式主结构的中部；

位于上下两个横向轭铁靠近气隙区一侧且分别与上下两个横向轭铁连接在一起的上下两个平行相对的主磁极；

位于上下两个主磁极靠近气隙区一侧且分别与上下两个主磁极连接在一起的上下两组平行相对的上下极板组。

所述全开放式主结构从正面看呈扁宽的口字型，上下两个横向轭铁平行相对布置，左右两个竖向轭铁平行相对布置；所述两个竖向轭铁夹在两个横向轭铁之间，且对称布置于横向轭铁的远端；竖向轭铁与横向轭铁之间通过圆锥销定位，经螺杆相连接。

所述竖向轭铁或横向轭铁由电工纯铁煅造而成，对竖向轭铁或横向轭铁采用计算机模拟设计磁路结构的方法，去除轭铁中磁通密度较低部分的材料，在满足不引起材料磁通饱和的前提下，使磁通向轭铁内部集中，减轻轭铁的总重量。

所述两个横向轭铁为左右对称、前后对称且上下对称的结构，其左右两远端的外侧采用阶梯式结构；从正面看，横向轭铁左右两端远离竖向轭铁的一侧成阶梯状，阶梯数目为三至四个，各阶梯的厚度为横向轭铁总厚度的四分之一至三分之一，各阶梯的长度为横向轭铁总长度的三十分之一至十五分之一。