[实用新型]采用永磁铁氧体作磁源的MRI成像磁体

说明书

技术领域

本实用新型属于磁共振成像(简称MRI)技术领域。

发明背景

在MRI的构成里，磁场发生器(简称磁体)是不可或缺的核心部件。用于MRI的磁体有三种，即超导磁体、永磁磁体和电励磁磁体。

电励磁磁体因产生磁场的能力有限，已不再使用。超导磁体因需要超低温冷却系统而结构复杂，且需定期添补液氦，因此维护不易，故在技术欠发达地区难于使用。永磁磁体产生磁场的能力虽不及超导磁体，但比之电磁磁体仍很强大，特别因为具有基本免维护以及开放度很好等特点，所以仍为各MRI公司所采用，制成临床用和术中用MRI。目前，商品永磁MRI磁体其工作区场强为0.25～0.35特斯拉。

近年来，超导MRI磁体技术发展很快，场强达1.5特斯拉的临床型MRI已推入市场，其生产成本和市场价格已与永磁0.35特斯拉永磁MRI相当。较高工作场强的MRI的图像质量比场强低者为好，因此，场强1.5特斯拉的超导MRI其性能价格比远高于0.25～0.35特斯拉的永磁MRI。

再看永磁MRI的现况。目前的永磁MRI磁体无一例外地都使用稀土永磁材料(例如烧结钕铁硼)作磁源。此种材料是中国受保护的资源，在国防、能源、交通等方面有重大用途。价格较贵，而且难有跌势。特别是未来作为宝贵的不可再生资源，其使用领域还可能受政府政策控制。永磁磁体是永磁MRI的核心部件，在永磁MRI系统总成本中占有30％以上的比例，永磁磁源材料成本则是永磁磁体成本中的主要部分，因此，采用稀土永磁材料作磁源的永磁MRI磁体成本——因而MRI系统总成本——已无降低空间。质言之，由于性能价格比的显著差异，相对于1.5特斯拉超导MRI而言，使用稀土永磁作磁源的0.25～0.35特斯拉永磁MRI将丧失很大一部份市场竞争能力。预计不长时间以后，永磁MRI将从中心城市的大医院的采购单中退出！当然，永磁MRI对于经济欠发达地区仍然有巨大吸引力，但成本必须降下，不能与1.5特斯拉超导MRI处在同等水平上。

早期用于MRI的已有技术的永磁磁体也有采用永磁铁氧体作磁源的，最早的例子是美国FORNAL公司，它用永磁铁氧体作磁源构成0.3T MRI磁体，采用“H”型结构，总重达90吨！上世纪80年代初，中国中科院电工所也用永磁铁氧体作磁源制作MRI磁体，但磁体两端无抑制漏磁机制，是以磁体场强偏低。由于已有技术的使用永磁铁氧体作磁源的MRI磁体重量很重，场强偏低，所以从上世纪80年代末以后，MRI永磁磁体就不再使用永磁铁氧体作磁源了。

基于以上情况，本实用新型推出一种新型磁体，其特征是：使用永磁铁氧体作磁源；磁体构成方式上采用多对磁源联合向磁体工作区提供磁通；并使用特殊构成方式的磁垛改变漏磁通走向。此种磁体场区场强在使用磁性能只及烧结钕铁硼十二分之一的永磁铁氧体的条件下仍能达到0.25～0.35特斯拉的水平，磁体体积和重量也因漏磁受到抑制和磁源利用率的提高而处于合理范围之内。由于永磁铁氧体的每公斤售价只有烧结钕铁硼的二十四分之一，因此本实用新型磁体的成本将大幅度下降，从而为解决前述永磁型MRI面对性能价格比很高的超导MRI型所遭遇的困难提供了技术出路，为保持永磁型MRI在大、中城市以外地区的优势具有重大意义。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种采用永磁铁氧体作磁源的MRI成像磁体，由外壳、极面和永磁磁源构成；外壳为铁质有限长框形结构；极面为铁质矩形平板，包括上极面和下极面两部分；磁源由永磁铁氧体基准块砌成的主磁垛、副磁垛、侧磁垛组成；主、副磁垛每垛都沿长度方向分为前段、中段和后段，中段为主段，前段和后段为副段，副段的形状相同，且分为多层；主磁垛有几何形状相同的两垛，副磁垛和侧磁垛各有几何形状相同的四垛。所述上下极面在外壳中居中平行放置，磁体工作区即位于上极面和下极面之间；主磁垛的上垛在上极面之上，下垛在下极面之下；副磁垛的左上垛位于磁体工作区左侧，部分紧贴上极面左侧，右上垛位于磁体工作区右侧，部分紧贴上极面右侧，左下垛位于磁体工作区左侧，部分紧贴下极面左侧，右下垛位于磁体工作区右侧，部分紧贴下极面右侧；侧磁垛的左上垛位于主磁垛上垛左侧和副磁垛左上垛之上，右上垛位于主磁垛上垛右侧和副磁垛右上垛之上，左下垛位于主磁垛下垛左侧和副磁垛左下垛之下，右下垛位于主磁垛下垛右侧和副磁垛右下垛之下；外壳紧密包裹着主磁垛、副磁垛和侧磁垛。