[发明专利]一种基于Halbach阵列与鸟笼线圈的磁粒子成像扫描仪

权利要求书

1.一种基于Halbach阵列与鸟笼线圈的磁粒子成像扫描仪，其特征在于：包括Halbach四极环、鸟笼线圈和差分接收线圈；所述Halbach四极环位于鸟笼线圈外侧，用于产生磁粒子成像扫描仪的选择场；所述鸟笼线圈位于差分接收线圈外侧，用于产生磁粒子成像扫描仪的驱动场；所述差分接收线圈位于磁粒子成像扫描仪成像目标区域的外侧，用于接收磁粒子成像信号。

2.根据权利要求1所述的磁粒子成像扫描仪，其特征在于：所述Halbach四极环包括嵌套设置的外环和内环；通过调整外环和内环之间的旋转角度能够调整选择场的梯度强度。

3.根据权利要求2所述的磁粒子成像扫描仪，其特征在于：所述选择场的梯度强度通过下式计算：

式中，G表示选择场的梯度强度，R表示旋转矩阵，α₁、α₂分别表示外环、内环的旋转角度，G₁、G₂分别表示外环、内环的梯度强度。

4.根据权利要求1所述的磁粒子成像扫描仪，其特征在于：Halbach四极环产生的选择场与鸟笼线圈产生的驱动场叠加时，鸟笼线圈激励源幅值大小和空间相位的改变会产生磁场自由点轨迹。

5.根据权利要求4所述的磁粒子成像扫描仪，其特征在于：若仅改变鸟笼线圈激励源幅值的大小，则磁场自由点的轨迹为直线；若鸟笼线圈保持激励源大小不变，改变激励源的空间相位，则磁场自由点的轨迹为圆。

6.根据权利要求4所述的磁粒子成像扫描仪，其特征在于：若在改变鸟笼线圈激励源空间相位的同时，改变鸟笼线圈激励源幅值的大小，则磁场自由点产生二维轨迹。

7.根据权利要求1所述的磁粒子成像扫描仪，其特征在于：所述Halbach四极环、鸟笼线圈和差分接收线圈分别采用3D打印一体化结构，磁粒子成像扫描仪的支撑壳体采用无磁性的工程塑料。