[发明专利]均匀磁场装置

说明书

本发明涉及一种产生均匀磁场的装置，特别是应用于医疗磁共振成像系统的均匀磁场装置。

磁共振成像技术是近年来兴起的高技术医学影像诊断技术，它以其对人体无害、成像部位多、图像清晰等特点而深受医务界和病人的欢迎。其技术包括磁体系统、成像系统和谱仪系统中，其中磁体系统就是要求产生一个均匀的磁场，产生均匀磁场有二种办法：一是采用永磁体，并成二个大磁极来实现，二是采用线圈通过直流电流来产生磁场，而用直流电流来产生磁场的办法又由于线圈所用的材料不同分为超导和常导，超导通常应用于场强为10000高斯以上的高场的情况，本发明仅涉及用常导材料为线圈的情况，即场强为5000高斯以下，特别是场强为400高斯情况。类似的磁共振成像系统国外已有产品，国内也有小量引进，但由于该产品属于高科技产品，仅限于理论上的报导，具体的设计方案则未见报导，通常在产品上也都采用了保密措施，因此无法进行具体比较。从理论上讲，磁共振成像系统的磁体就是要求产生一个均匀磁场，这个均匀磁场的均匀度越高则成像的清晰度越高，一般要求均匀磁场的不均匀度与磁场强度的比要小于0.00001，而且这一均匀磁场要求有足够的体积，一般要求在直径300mm的圆球范围达到上述均匀度，如果用一个线圈来实现，则该线圈要很长才能实现，故通常都加上一些纠正线圈来加以调节，这些线圈也称匀场线圈，此外，要实现成像系统横断面、矢状面和冠状面切片成像等成像功能，还要在均匀磁场上加一个梯度磁场，使均匀磁场变为梯度均匀磁场，总之，要实现这一目的的具体方案可以有多个，关键是要设计一个较合理、适用的方案，既能满足清晰成像的要求，又便于生产制造和使用。

本发明的目的就是设计一个均匀度满足磁共振成像系统要求的均匀磁场，并且由常导线圈来实现，同时考虑常导线圈的冷却、系统的调整和控制的简化等问题，以适应临床使用，填补我国这一高科技产品的空白。

本发明的目的是这样来实现的：

一种均匀磁场装置，由分别绕置于绝缘圆筒上的主线圈1、匀场线圈2和梯度线圈3同轴串套，并在二端加上二个端线圈4构成，主线圈1的作用是产生主磁场，二个端线圈4的作用是调整主线圈两端的磁力线，使主线圈1圆筒内的磁力线更趋于直线，形成较均匀的磁场，匀场线圈2则是对主磁场进行微调，以进一步改善其均匀度，梯度线圈3的作用是在均匀磁场上再加上一个梯度磁场，使均匀磁场变为梯度均匀磁场，本发明的特征是匀场线圈2由七个线圈组成，即线圈21、22、23、24、25、26和线圈27组成，如果用X、Y、Z座标来表示磁场空间，则这七个线圈按顺序分别产生Z²、Z³、XZ、YZ、XY、X²-Y²、Z⁴七组函数的磁场，这七个线圈的绕法和设置如下：

a.线圈21由线圈211、线圈212、线圈213和线圈214组成，线圈211与线圈212对称于圆筒中间分别绕于圆筒的前后外边，且电流方向相同，线圈213与线圈214分别对称的绕于圆筒中间的前后二边，而电流方向与线圈211相反;

b.线圈22由线圈221和222组成，线圈221和线圈222分别对称的绕于圆筒中间的前后二边，电流方向相反;

c.线圈23由线圈231、线圈232、线圈233和线圈234组成，线圈置于圆筒表面上呈鞍形，鞍形线圈的长度约为圆筒圆周的四分之一，线圈231和线圈232对称的置于圆筒前边的筒面上，线圈233和线圈234对应的置于圆筒后边的筒面上，线圈231与线圈233的电流方向相同，线圈232和线圈234的电流方向从圆筒表面看与线圈231的电流方向相反;

d.线圈24由线圈241、线圈242、线圈243和线圈244组成，形状和电流方向与线圈23相同，而位置相对于线圈23绕圆筒轴顺时针方向转90度;

e.线圈25由线圈251、线圈252、线圈253、线圈254、线圈255、线圈256、线圈257和线圈258八个线圈组成，线圈置于圆筒表面上呈鞍形，这八个鞍形线圈的长度约为圆筒圆周的四分之一，线圈251、252、253、254顺序的置于圆筒的前边筒面上，线圈255、256、257、258对应的置于圆筒后边的筒面上，线圈251、253、256、258的电流方向相同，线圈252、254、255、257的电流方向从圆筒表面看与线圈251的电流方向相反;