[发明专利]带恒定梯度的永磁体结构

说明书

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，具体涉及一种用于轻量化开放式核磁共振成像设备的带恒定梯度的永磁体结构。

背景技术

核磁共振技术作为一种无损检测手段，广泛应用于生命医疗、食品分析、质量控制、材料科学领域和地球物理领域等。现有的核磁共振成像设备具有场强高、分辨率高、成像精度高等优势，但其购置费、维护费高，购置费高达一百万美元每特斯拉，导致使用成本高；而且其体积庞大、十分笨重，其机动性严重不足，很难应用到一些需要现场检测或监测的场所(如交通事故现场)，制约了其更为广泛的应用。

同时，降低医用核磁共振成像设备的购置和使用成本，有效的措施就是减轻主磁体重量，降低主磁场的场强。虽然这样会降低核磁共振成像分辨率，但是这样的降低是可以接受的。

因此，针对上述问题，有必要对现有的核磁共振成像设备进行改进，提出一种新型的带恒定梯度的永磁体结构，可以有效降低其体积和重量，从而实现其低成本的使用，同时，还可提高其机动性，进而扩大其应用领域。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种结构简单、体积小、重量轻、适用范围广的带恒定梯度的永磁体结构。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种带恒定梯度的永磁体结构，由多个呈U型离散布置、且能够在U型中心区域产生具有恒定梯度的静磁场的永磁单元组成。

进一步，恒定梯度为沿U型开口至U型底部逐渐增强。

进一步，所述永磁单元为横截面呈正方形或圆形或多边形的棒状永磁体。

本发明的有益效果是：

本发明采用离散化的棒状永磁体构成永磁体结构，能够有效地减小永磁体用量和减轻磁体重量，同时，该结构在中心区域产生一个带有恒定梯度的静磁场，当用于核磁共振成像时，可以减少一路梯度系统，可以进一步降低设备的使用成本和维护费用。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明的布置图；

图2为本发明的磁化方向示意图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

图1为本发明的布置图，由多个呈U型离散布置、且能够在U型中心区域产生具有恒定梯度的静磁场的永磁单元组成，恒定梯度是指静磁场对U型中心区域的磁场强度呈一定值梯度变化，具体结构：

由两列平行等距排列的永磁单元及一个半环状排列的永磁体结构组成。双列永磁单元的两列分别由Z个永磁单元等距排列，永磁单元的磁化方向和磁化强度由相同；半环状排列的永磁体结构由Q＝2^M+1(M为大于等于1的整数)个永磁单元所组成；双列永磁单元顺着半环状排列的永磁体结构的两端排列上去，组合形成一个U型的永磁体结构；该U型永磁体结构能够在U型中心区域内产生一个磁化方向与双列永磁单元磁化方向相同、具有一定梯度的静磁场，如图2所示，双列永磁单元结构产生的磁场由于漏磁作用，中心区域内磁场分布不均，通过半环状排列永磁体结构补偿双列永磁单元结构所产生的磁场，使得U型永磁体结构中心区域内磁场能在轴向有一个恒定梯度的磁场。

具体的，磁场强度的恒定梯度为沿U型开口至U型底部逐渐增强，如图1箭头所示。

作为本实施例的改进，永磁单元即为横截面呈正方形或圆形或多边形的棒状永磁体，可根据具体需要进行选择，本实施例优选为正方形。

本实施例采用离散化的棒状永磁体构成永磁体结构可能会降低核磁共振成像的强度及分辨率，但只要设置合适的离散间距，这样的降低是可以接受的。但采取轻量化开放式带恒定梯度的永磁体结构能够提供一个具有合适磁场强度、均匀度且带有恒定梯度的主磁场，不仅能够减少整个磁体尺寸和重量，还能够减少一路梯度系统的使用，可有效地降低核磁共振成像设备费用和使用成本，并使核磁共振成像设备机动性、灵活性得到提升，使核磁共振成像设备更为广泛的应用成为可能。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。