[发明专利]用于磁共振成像的磁体装置及其测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种用于磁共振成像的磁体装置和用于测量该磁体装置的磁感应强度的测量装置。

背景技术

磁共振成像(MRI)设备是上世纪最伟大的发明之一，几乎能用于人体各个部位的扫描，对人体没有电离辐射损伤，软组织结构显示清晰，可用于全身各部位疾病诊断。

磁体是MRI设备中的一个核心部件，用于产生磁共振成像所必需的主磁场。目前在临床磁共振成像设备中使用的磁体有三种：永磁磁体、常导磁体、超导磁体。其中永磁磁体运营及维护成本低，制造成本也相对较低，而且中国拥有丰富的稀土永磁磁性材料，中国在永磁磁共振上具有资源优势，永磁磁共振是中国磁共振的一个主要发展方向。

永磁磁体主要由轭铁、磁性材料、极板、匀场环等几个主要部分组成。永磁磁体的一个非常关键的指标是磁场均匀度。磁共振成像的原理决定了要求成像区的磁场均匀度非常高，通常要求成像区域内磁感应强度的不均匀性小于几十甚至几个ppm，ppm表示百万分之一。现有的永磁磁体有双柱型磁体、C型磁体等，如图1所示。该磁体的磁性材料2、极板3和匀场环4都为圆对称形状，相应地在两个极板3之间形成一个圆对称形状的磁场均匀区，这个均匀区是两个轴相等的退化的椭球形状(X＝Y,Z<X)，这样设计的优点是简单、方便。

永磁磁共振成像系统在扫描时系统与人体的相对关系如图2所示，其中Y轴方向为磁体的扫描方向，X轴方向平行于极板且垂直于Y轴方向，Z轴方向为垂直于极板的方向。但由于人体结构特点(类似于长圆柱形)，特别是在使用体线圈进行体部和椎体成像时，对Y轴方向成像范围的需求要比X轴方向和Z轴方向大一些，因此，现有磁体装置中磁性材料、匀场环直径都设计成为满足Y轴方向的需求，这样在X轴方向就有一部分空间是浪费的，从而浪费了磁体材料，并进而增加了成本。

对于成像设备来说，磁场性均匀度要求高，因此大部分医疗设备都是采用圆形磁体装置。如果形状改变，则难以获得高均匀度的磁场。

发明内容

为了克服现有的缺陷，本发明提出一种用于磁共振成像的磁体装置和用于测量该磁体装置的磁感应强度的测量装置。

根据本发明的一个方面，提出了一种用于磁共振成像的磁体装置，包括在Z轴方向上彼此面对的上轭铁和下轭铁，所述上轭铁和所述下轭铁上分别顺序设有永磁材料、极板和匀场环，匀场环被设置成环绕极板，从而在两个极板之间形成有磁场，其中：永磁材料、极板和匀场环中的每一个被设置成具有非圆对称形状，从而在两个极板之间形成具有对称形状的磁场均匀区；以及Z轴方向为垂直于极板的方向。

根据本发明的另一方面，提供了一种测量装置，所述测量装置用于测量上述磁体装置的磁感应强度，所述测量装置包括：探头固定板，所述探头固定板垂直地设置在两个极板之间，并且可相对于极板旋转，探头固定板设有用于固定探头的多个固定孔；极板连接件，所述极板连接件设置在极板上并具有卡槽；和旋转轴，所述旋转轴的一端连接到探头固定板，所述旋转轴的另一端可旋转地设置在卡槽中且能够在卡槽中移动。

本发明根据人体结构的特点，将磁体材料、极板及匀场环设计成非圆对称形状，并且磁场均匀，既能满足了磁共振扫描时的要求，又降低了磁体装置的成本、体积及重量，同时，还为磁共振的应用从分部位诊断拓展到人体全身体检提供了基础。

附图说明

本发明的上述及其他方面和特征将从以下结合附图对实施例的说明清楚呈现，其中：

图1是传统永磁磁体装置示意图；

图2是永磁MRI成像示意图；

图3是根据本发明实施例的磁体装置的侧视图；

图4是根据本发明实施例的磁体装置的立体示意图；

图5为磁体装置的磁场均匀区的示意图；

图6(a)-(c)是本发明的磁体装置均匀磁场区的正视图、左视图和俯视图；

图7是磁性材料排列俯视图，中间磁性材料取向沿Z轴，周围带阴影部分为周边磁性材料且取向与Z轴成20°夹角；

图8是中间磁性材料和周边磁性材料的软件分析结果示意图；

图9是根据本发明的用于测量磁体装置的磁感应强度的测量装置的立体示意图；以及

图10是显示本发明的测量装置的极板连接件和旋转轴的立体示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的磁体装置和测量该磁体装置的磁感应强度的测量装置进行详细描述。