[发明专利]超导磁体的匀场调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振（MR，Magnetic Resonance）技术，特别涉及超导磁体的匀场调节装置和方法。

背景技术

现有磁共振系统中，可利用超导磁体产生磁场，进而利用该磁场进行磁共振成像。超导磁体通常为环形柱状结构，由于距离超导磁体中心远近不同等原因，不同区域的磁场强度通常是不同的，因此，需要采取一定的措施，来对不同区域的磁场均匀性进行校正，以便获得成像质量更好的磁共振图像。

现有技术中，通常采用被动匀场的方法使磁场具有较好的均匀性。图1为现有技术中的超导磁体的磁场发生装置的截面示意图，如图1所示，磁场发生装置包括磁体101，至少一个匀场条102，梯度线圈（Gradient Coil）103和体线圈（Body Coil）104，其中，匀场条102集成在梯度线圈当中。当使用匀场条102来调节超导磁体的磁场均匀性时，需将承载匀场片的匀场条102插入梯度线圈103上设置的通孔中从而对磁场的均匀性进行校正，其中，通孔的长度方向平行于环形柱状的超导磁体的轴线；本领域技术人员应当理解可以围绕超导磁体的轴线根据需要设置一个或多个匀场条；在实际使用中，匀场条中的匀场片的数量和位置可以在高斯计或场强仪测量得出有关数据后通过计算得出。

图2为现有技术中的超导磁体的匀场条的示意图，如图2所示，匀场条102通常是长方体插入梯度线圈103上设置的通孔中，匀场条102也可以是其他长条柱状结构。沿通孔的长度方向，匀场条102设有多个用于放置匀场片的单元格201。当使用匀场条102来调节超导磁体的磁场均匀性时，将匀场片置入匀场条的单元格201中。

具体而言：在调节磁场均匀性时，首先，通过计算确定出为调节磁场均匀性匀场片应放入的匀场条以及所需匀场片的数量；然后，调节放入相应的匀场条中的匀场片的数量；最后，将相应的匀场条插入相应的通孔中。上述过程称为一次匀场迭代（shimming iteration）。按照这种方式处理一次后，如果磁场的均匀性仍不符合要求，那么可将插入通孔中的匀场条抽出，再次进行匀场迭代，甚至多次进行匀场迭代，直至磁场均匀性符合要求为止。在匀场调节的实际操作过程中，通常仅向匀场条102中加入匀场片，减少匀场片的情况极少出现。

但是，上述处理方式在实际应用中会存在一定的问题，比如：由于匀场片具有较高的磁导率，因此对承载大量匀场片的匀场条进行的操作，即将承载大量匀场片的匀场条放入磁场或从磁场中取出的过程中，会与磁场产生作用力，而将承载大量匀场片的匀场条放入磁场或从磁场中取出的过程均是人工操作的，因此如果该作用力较强那么存在对操作人员造成伤害的危险。

同时，由于上述原因，在实际应用中，在将匀场条插入磁场或从磁场中抽出匀场条之前，通常先进行降场操作，然后，待将匀场条插入磁场或从磁场中抽出之后，再进行升场操作，使超导磁体所产生的磁场恢复到正常值。但是，这种处理方式也存在一定的问题，比如：超导磁体的腔体内装有大量的冷却的液氦，用于为超导磁体上的超导线提供必须的低温环境，而降场和升场的过程很可能会导致液氦的挥发，从而造成液氦的浪费，而众所周知，液氦的成本是非常高的；其次，每次降场和升场之间必须间隔一定的时间，因此进行多次降场和升场会浪费很多时间；另外，如上所述，每次降场和升场之间必须间隔一定的时间，否则就会引起超导磁体失超，即不能产生磁场，从而需要操作人员对超导磁体进行维修等处理，不但增加了成本，而且也影响了超导磁体的正常使用。

为了解决上述问题，现有技术通过以下方式来平衡磁场均匀性和降场/升场之间的矛盾：不限降场和升场次数直至磁场均匀性符合严格要求，但是这种方式将在液氦损失方面消耗大量成本。

但是，现有技术中采用的上述方式无法在通过调节匀场片来提高磁场均匀性的同时减少降场/升场次数，因而要么上述问题仍旧存在，要么损失磁场均匀性。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种超导磁体中的匀场调节装置，该匀场调节装置能够在通过调节匀场片来提高磁场均匀性的同时减少降场/升场次数，同时本匀场调节装置易于实现操作简便。

为达到上述目的，一种超导磁体的匀场调节装置，包括至少一个第一匀场组件，第一匀场组件位于超导磁体的通孔内，通孔的长度方向平行于超导磁体的轴线，第一匀场组件用于承载粗略调节超导磁体的磁场均匀性的匀场片，匀场调节装置还包括至少一个附加匀场组件，各个附加匀场组件与各个第一匀场组件一一对应地在超导磁体的径向上叠加固定于通孔内，用于承载细微调节超导磁体的磁场均匀性的匀场片。

较佳地，附加匀场组件中的匀场片质量小于或等于1公斤。