[发明专利]高均匀度无涡流平板式核磁共振成像仪用永磁磁体

说明书

本发明涉及一种新型的医学诊断设备——核磁共振成像仪用的永磁磁体，特别涉及一种开放式的高均匀度无涡流平板式永磁磁体。

核磁共振成像(MRI)是80年代才出现的高档医学诊断设备。与X线、CT相比，核磁共振成像仪有很多优点，核磁共振成像仪对人体没有X放射线的伤害，可获得清晰的软组织图像，可以无刨伤地获得完整的解剖学信息，尤其是可以发现早期肿瘤、癌变，特别是对脑血管、神经系统等疾病更为敏感。近期，高场核磁成像，能进行磷、氮等多核信号的成像，可提供人体新陈代谢，生命过程的信息，因此，核磁共振成像仪越来越受到国际医学界的高度重视。

现行的核磁共振成像仪的磁体分为超异型、电磁型和永磁型三种。其中超导型磁体是一种用铌钛合金或铌3锡化合物超导材料制成的线圈，这种超导材料只有冷却到-269℃时，才能维持实用的超导状态。为了达到这样的超低温，必须把超导线圈放在杜瓦瓶的低温容器中，而杜瓦瓶是靠液氮获得超低温的。因此，要维持超导型线圈的正常运行，需要大量的液氮，从而使得运行费用十分昂贵。电磁性磁体实际上也是一种有阻线圈，线圈通电形成磁场，为了获得高稳定磁场，就需要有一个电流变化幅度不超过百万分之几的高稳定度的供电设备。目前在国内制造如此高稳定度的供电装置难度较大，且价格比较昂贵。永磁型磁体有两种：一种是由框架式或口字形永磁体和磁轭组成；另一种永磁体则是用永磁材料堆成六角形制成，病人只能沿磁体的轴向进入中部空间进行检查，从其他方向则不能进入，从这个意义上讲，现行的永磁体是封闭式的。永磁型核磁共振成像仪，不需要液氮，运行维修比较简单，费用低，适合我国国情，在国内受到广泛的欢迎，我国已从美国的Fonar公司引进一种β3000MRI系统的永磁磁体，磁体成框式。这种永磁磁体十分庞大和笨重，重量达96吨，其中永磁材料(铁氧体)为45吨(见图)，需要安装在一间很大的房子里，其价格很昂贵，不能适应临床诊断治疗需要。德国Siemens公司生产的P-8型0.2Tesla MRI系统的永磁磁体体积小，在磁路设计中有独到之处，不采用铁磁材料做磁路，完全由永磁材料堆砌而成，这类磁体的特点是重量轻，成本低，然而无论是美国Fonar公司生产的框式永磁磁体，还是德国Sienmens公司生成的永磁磁体，其结构都是封闭式的，只能沿轴向进入诊断病床，也就是说只能沿一维轴向移动，使用起来不方便，治疗空间有限，磁场均匀度不高，磁场强度也容易漂移。

本发明的目的是提供一种开放式的大诊断治疗空间，并可使病床在其内的二维平面进行移动，高均匀度、高稳定度磁场具有无涡流垫板的核磁共振成像仪用的永磁磁体，以便克服现有技术的缺点，从而满足医学临床诊断治疗的需要。

本发明采取的技术方案如下所述：

它由一对高精度、高光洁度，高平行度放置的上下极板2、无涡流平面垫板5、永磁体3、堵漏磁块6、温控装置9、堵漏磁块调节机构10和C型磁轭4或对称型磁轭4组成。上述的两块高平行度放置的上下极板相对的内侧面各固结一无涡流平面垫板，此上下极板背面分别充填上下永磁体3，再通过C型磁轭或对称型磁轭将所述的上、下永磁体连为一体，从而使磁体内部空间形成可在二维平面移动的大工作气隙。上述的堵漏磁块位于极板端面。上述的温控装置9安装在磁体外部，它由温度探头9₁、温度调控板9₂、无感加热器9₃、测温控制器9₄组成，其中温度调控板安放在磁体表面上，无感加热器放入温度调控板的导线槽内，温度探头位于温度调控板表面，温度探头与测温控制器的测温端相连，测温控制器的控温端则与无感加热器连接。上述的螺旋调整机构安装在堵漏磁块的一侧，用于调整堵漏磁块的上移或下降。

本发明的磁路结构是闭合的，在工作空间的磁场极性指向上方，图1中的1为均匀区，供成像用，通过无涡流垫板，磁通量进入高平行度的极板，这对上下板板的加工精度要求很高，安装水平度也很精确，以确保高的磁场均匀度。磁通量通过极板向上进入上永磁体，本发明的永磁体是用高磁能积、高矫顽力、高剩磁的永磁材料制成。磁通量再向上进入磁轭，由于磁轭具有高导磁率，所以磁阻很小，构成了一个好的闭合磁路，沿着此闭合磁路，磁通量随之再进入下永磁体，通过下极板、下无涡流极板返回到工作磁场空间，如图1、图2所示。

由上所述，本发明具有如下优点：