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1、(10)申请公布号 CN 102680925 A (43)申请公布日 2012.09.19 CN 102680925 A *CN102680925A* (21)申请号 201110064702.2 (22)申请日 2011.03.17 G01R 33/383(2006.01) H01F 7/02(2006.01) A61B 5/055(2006.01) (71)申请人 上海爱立峰医疗科技有限公司 地址 201318 上海市浦东新区康新公路 3377 号 2 号楼一层 申请人 许建益 郑杰 (72)发明人 许建益 郑杰 (74)专利代理机构 上海光华专利事务所 31219 代理人 雷绍宁 (54。
2、) 发明名称 用于永磁型医用磁共振成像系统的 360 度大 开放磁体 (57) 摘要 本发明公开了一种用于永磁型医用磁共振成 像系统的 360 度大开放磁体， 包括一矩形的主框 架和上下相对地安装在主框架内的两个主磁极， 主框架由上部横轭铁、 下部横轭铁和左右两侧的 竖轭铁构成， 上部横轭铁的底面中间位置固定有 上铁墩， 下部横轭铁的顶面中间位置固定有下铁 墩， 主磁极分别固定在上铁墩和下铁墩上， 上部横 轭铁的顶面设有加强筋， 两竖轭铁内侧之间的距 离大于所述主磁极沿左右方向最大尺寸的两倍。 本发明采用大框架型磁回路设计方案， 充分保障 了磁极周围有足够大的空间， 病床与床板在上下 磁极间的。
3、组合运动可以保障被检查对象进行纵 横移动、 360 度旋转， 医生可以从任何方位靠近磁 极， 并在上下磁极间方便地进行医治活动。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 1/1 页 2 1. 一种用于永磁型医用磁共振成像系统的 360 度大开放磁体， 包括一矩形的主框架和 上下相对地安装在主框架内的两个主磁极 (8、 9)， 所述主框架由上部横轭铁 (1)、 下部横轭 铁 (4) 和左右两侧的竖轭铁 (2) 构成， 其特征是， 所述上部横轭铁 (1) 。
4、的底面中间位置固定 有上铁墩 (7)， 所述下部横轭铁 (4) 的顶面中间位置固定有下铁墩 (6)， 所述主磁极 (8、 9) 分别固定在上铁墩 (7) 和下铁墩 (6) 上， 所述上部横轭铁 (1) 的顶面设有加强筋 (10)， 所 述两竖轭铁 (2) 内侧之间的距离 (L) 大于所述主磁极 (8、 9) 沿左右方向最大尺寸 (D) 的两 倍。 2.根据权利要求1所述的大开放磁体， 其特征是， 所述上部横轭铁(1)两端与两竖轭铁 (2) 相连接的角部设有加固三角 (5)。 3.根据权利要求1所述的大开放磁体， 其特征是， 所述下部横轭铁(4)前后两侧面固定 有支撑脚 (3)。 4.根据权利要。
5、求1所述的大开放磁体， 其特征是， 在所述两个主磁极(8、 9)相对的表面 上还分别固定有极板 (11) 和匀场环 (12)。 5. 根据权利要求 1 所述的大开放磁体， 其特征是， 所述上部横轭铁 (1)、 下部横轭铁 (4)、 上铁墩 (7) 和下铁墩 (6) 均由导磁性能良好的铸钢材料制成。 6.根据权利要求5所述的大开放磁体， 其特征是， 所述上部横轭铁(1)与上铁墩(7)之 间由螺栓紧固连接。 7.根据权利要求5所述的大开放磁体， 其特征是， 所述下部横轭铁(4)与下铁墩(6)之 间由螺栓紧固连接。 8.根据权利要求1所述的大开放磁体， 其特征是， 所述下铁墩(6)下端的横截面小于上。
6、 端的横截面。 9.根据权利要求8所述的大开放磁体， 其特征是， 所述上铁墩(7)和下铁墩(6)的形状 相同且上下对称布置， 所述上铁墩 (7) 和下铁墩 (6) 的横截面为圆形。 10. 根据权利要求 8 所述的大开放磁体， 其特征是， 所述上铁墩 (7) 和下铁墩 (6) 的形 状相同且上下对称布置， 所述上铁墩 (7) 和下铁墩 (6) 的横截面为正方形。 权 利 要 求 书 CN 102680925 A 2 1/4 页 3 用于永磁型医用磁共振成像系统的 360 度大开放磁体 技术领域 0001 本发明属于医疗器械领域， 具体涉及一种永磁型医用磁共振成像系统的开放式磁 体结构。 背景技。
7、术 0002 1946 年， 美国哈佛大学的 Purcell 和斯坦福大学的 Bloch 各自独立地发现了核磁 共振现象， 他们凭借这个在物理与化学上有重大意义的成果摘取了 1952 年的诺贝尔物理 奖。随着人们对磁共振应用研究的不断发展， 终于在上世纪八十年代初成功推出了用于人 体成像的商品机， 为人体医学诊断提供了一个先进技术手段。 0003 医用磁共振成像系统主要由磁体系统、 谱仪系统、 梯度系统、 射频发射与接收系 统、 计算机系统 ( 包括界面、 应用软件、 扫描序列 )、 屏蔽房等主要部分组成。磁体为磁共振 系统提供一个恒定的磁场， 它的各项指标 ( 如场强、 均匀度、 稳定度、 。
8、周边开放度、 上下磁极 净空间等 ) 直接决定了成像质量与使用的便利性。而磁体的特征又被用于划分磁共振系统 的类别， 如按磁体制造材料特征可分为超导型系统、 常导型系统、 永磁型系统 ； 按磁体的场 强特征可分为低场系统、 中场系统、 高场系统 ； 按磁体构造特征可分为开放式与非开放式系 统。 0004 当前开放式磁体大多为 C 型或双柱型， 宽厚的 C 型后背或粗大的双柱很大程度地 遮挡住了开放视野， 病床无法实现大范围的平移与大角度的旋转， 因此目前安装医用磁共 振成像系统的屏蔽房仅能用于成像诊断， 医生无法在上下磁极间便利地开展医治活动。 0005 比如中国发明专利 CN10119182。
9、8B 就公开了一种全开放式磁共振成像用永磁磁 体， 该永磁磁体包括由两个左右对称布置的竖向轭铁和两个上下对称布置的横向轭铁构成 的呈扁宽的口字型结构的全开放式主结构， 该永磁磁体的气隙区位于所述全开放式主结构 的中部 ； 上下两个平行相对的主磁极位于上下两个横向轭铁靠近气隙区一侧且分别与上下 两个横向轭铁连接在一起 ； 上下两组平行相对的上下极板组位于上下两个主磁极靠近气隙 区一侧且分别与上下两个主磁极连接在一起 ； 其中， 该全开放式主结构从正面看呈扁宽的 口字型， 上下两个横向轭铁平行相对布置， 左右两个竖向轭铁平行相对布置 ； 两个横向轭铁 为左右对称、 前后对称且上下对称的结构， 其左。
10、右两远端的外侧采用阶梯式结构 ； 从正面 看， 横向轭铁左右两端远离竖向轭铁的一侧成阶梯状， 阶梯数目为三至四个， 各阶梯的厚度 为横向轭铁总厚度的四分之一至三分之一， 各阶梯的长度为横向轭铁总长度的三十分之一 至十五分之一。两个横向轭铁中间部分远离主磁极的一侧去除了部分材料， 去除材料后的 横向轭铁仍保持左右对称、 前后对称的结构 ； 从正面看， 不考虑横向轭铁两远端处的阶梯结 构， 横向轭铁的中间部分厚度最小， 为总厚的三分之一至三分之二之间， 从横向轭铁的中间 部分向两远端， 其厚度逐渐增加， 直至与总厚相等 ； 所述去除材料后横向轭铁的中间部分， 其前后方向上贯通横向轭铁， 在左右方向。
11、上的尺寸为主磁极外径的三分之二。 0006 该专利 CN101191828B 通过在横向轭铁上去除材料的方式， 使磁通向轭铁内部集 中， 并减轻了轭铁的总重量。但很显然， 这种结构中主磁极与竖向轭铁之间的距离不能很 说 明 书 CN 102680925 A 3 2/4 页 4 大， 不能提供足够的空间供医生对病人进行医治活动， 如果增大主磁极与竖向轭铁之间的 距离， 势必会增加上部横向轭铁的变形， 特别是横向轭铁中间悬挂主磁极的部位会产生明 显的变形和振动， 再加上横向轭铁的中间部位又去除了材料， 进一步削弱了横向轭铁的刚 度， 无法保证磁体的稳定性。因此， 该结构仅适用于磁体横向跨度较小的系。
12、统中， 无法提供 医治病人的空间。 发明内容 0007 本发明要解决的技术问题是提供一种真正 360 度大开放的永磁型磁体， 该磁体上 下磁极四周无任何遮挡， 且有足够大的空间， 病床与床板在上下磁极间的组合运动可以保 障被检查对象进行纵横移动、 360 度旋转， 医生可以从任何方位靠近磁极， 并在上下磁极间 方便地进行医治活动。 0008 为了解决上述技术问题， 本发明采用如下技术方案 ： 一种用于永磁型医用磁共振 成像系统的 360 度大开放磁体， 包括一矩形的主框架和上下相对地安装在主框架内的两个 主磁极， 所述主框架由上部横轭铁、 下部横轭铁和左右两侧的竖轭铁构成， 所述上部横轭铁 的。
13、底面中间位置固定有上铁墩， 所述下部横轭铁的顶面中间位置固定有下铁墩， 所述主磁 极分别固定在上铁墩和下铁墩上， 所述上部横轭铁的顶面设有加强筋， 所述两竖轭铁内侧 之间的距离大于所述主磁极沿左右方向最大尺寸的两倍。 0009 优选地， 所述上部横轭铁两端与两竖轭铁相连接的角部设有加固三角。 0010 优选地， 所述下部横轭铁前后两侧面固定有支撑脚。 0011 优选地， 在所述两个主磁极相对的表面上还分别固定有极板和匀场环。 0012 优选地， 所述上部横轭铁、 下部横轭铁、 上铁墩和下铁墩均由导磁性能良好的铸钢 材料制成。 0013 更优地， 所述上部横轭铁与上铁墩之间由螺栓紧固连接。 00。
14、14 更优地， 所述下部横轭铁与下铁墩之间由螺栓紧固连接。 0015 优选地， 所述下铁墩下端的横截面小于上端的横截面。 0016 更优地， 所述上铁墩和下铁墩的形状相同且上下对称布置， 所述上铁墩和下铁墩 的横截面为圆形。 0017 更优地， 所述上铁墩和下铁墩的形状相同且上下对称布置， 所述上铁墩和下铁墩 的横截面为正方形。 0018 与现有技术相比， 本发明具有显著的有益效果 ： 0019 a) 由于本发明采用大框架型磁回路设计方案， 充分保障了磁极周围有足够大的空 间， 病床与床板在上下磁极间的组合运动可以保障被检查对象进行纵横移动、 360 度旋转， 医生可以从任何方位靠近磁极， 并。
15、在上下磁极间方便地进行医治活动。 0020 b) 本发明设计的大框架型磁回路结构， 上下、 左右对称性好， 且框架轭铁远离磁 极， 为磁体匀场提供了良好基础。 0021 c) 本发明设计的大框架磁回路结构， 由于热惯性大， 所以场强受环境温度变化引 起的漂移比较缓慢， 提高了磁场的稳定性。 0022 d) 上部横轭铁的顶面设有加强筋， 可以为大跨度的上部横轭铁提供良好的刚度， 在保障安全的情况下， 降低轭铁材料成本。 加强筋可以减少上部横轭铁的振动变形， 保证主 说 明 书 CN 102680925 A 4 3/4 页 5 磁体的稳定性， 从而可以保证良好的成像质量。 0023 e) 上角部的。
16、加固三角和底部的支撑脚也都可以进一步提高系统的稳定性。 0024 f) 上铁墩和下铁墩的设置， 在保证主磁极气隙的情况下， 可以增大磁体的高度空 间， 使横轭铁也远离磁极， 有利于提供均匀的磁场。 0025 g) 下铁墩采用上大下小的形状， 便于医生更加靠近主磁极， 使医生站立或坐在主 磁极边上工作时， 腿脚有舒适的空间。 附图说明 0026 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。 0027 图 1 是本发明一种用于永磁型医用磁共振成像系统的 360 度大开放磁体的正视 图。 0028 图 2 是图 1 所示大开放磁体的立体结构示意图。 0029 图 3 是主磁极部分的装配关系示。
17、意图。 0030 图 4 是本发明第二种大开放磁体的正视图。 0031 图 5 是本发明第二种大开放磁体的立体结构示意图。 0032 图 6 是本发明 360 度大开放磁体在屏蔽房内的安装方式示意图。 具体实施方式 0033 如图 1、 图 2 所示， 本发明一种用于永磁型医用磁共振成像系统的 360 度大开放磁 体包括一矩形的主框架， 该主框架由上部横轭铁 1、 下部横轭铁 4 和左右两侧的竖轭铁 2 构 成， 上部横轭铁 1 的底面中间位置固定有上铁墩 7， 下部横轭铁 4 的顶面中间位置固定有下 铁墩 6。两个上下相对安装的主磁极 8、 9 分别固定在上铁墩 7 和下铁墩 6 上。本发明。
18、为大 框架、 大跨度磁回路结构， 两个竖轭铁 2 内侧之间的距离大于主磁极沿左右方向最大尺寸 的两倍， 比如本实施例中， 上下铁墩 7、 6 及两个磁极 8、 9 均为圆形截面， 两个竖轭铁 2 内侧 之间的距离 L 大于主磁极 8、 9 最大直径 D 的两倍。本发明安装在屏蔽房内时， 如图 6 所示， 屏蔽房由外到内依次是墙壁 31、 屏蔽层 32 和内饰层 33， 主框架可以埋设在屏蔽层 32 和内 饰层 33 之间， 只有上下主磁极 8、 9 和部分上下铁墩暴露在屏蔽房的中央， 这样可以保证主 磁极周围 360 度的范围内都有足够的空间， 供病床转动和医务人员开展医治活动。 0034 继。
19、续参照图 1、 图 2， 为了适应上述大框架、 大跨度结构， 本发明在上部横轭铁 1 的 顶面设有加强筋10， 多条加强筋10沿上部横轭铁1的长度方向平行设置， 加强筋10可以在 无须增加很多轭铁材料的情况下， 大大提高上部横轭铁 1 的刚度和稳定性。 0035 另外， 为了进一步提高大跨度主框架结构的稳定性， 本实施例还在上部横轭铁 1 两端与两竖轭铁2相连接的角部设置了加固三角5， 该加固三角5采用横截面为直角三角形 的三棱柱结构， 其两个直角边分别与上部横轭铁 1、 竖轭铁 2 固定连接。在下部横轭铁 4 前 后两侧面也可以分别固定几个角铁形状的支撑脚 3， 以进一步提高磁体的稳定性。 。
20、0036 如图 3 所示， 下铁墩 6 的横截面为圆形， 但其下端的横截面小于上端的横截面。它 由一段直径较小的圆柱和一段圆台构成， 圆台的小端直径与圆柱的直径相同且相连接。下 主磁极9也是圆形截面， 可由钕铁硼磁钢粘结而成， 固定在下铁墩6的上端面上， 下主磁极9 上表面再安装圆形极板 11， 极板 11 上表面外围安装圆形的匀场环 12。下铁墩 6 采用上大 说 明 书 CN 102680925 A 5 4/4 页 6 下小的形状， 便于医生更加靠近主磁极， 使医生站立或坐在主磁极边上工作时， 腿脚有舒适 的空间。上主磁极固定在上铁墩的下端面上， 上铁墩、 上主磁极分别与下铁墩、 下主磁极。
21、的 形状相同且上下对称布置， 上主磁极的下面也依次安装圆形的极板和匀场环。 主磁极材料、 尺寸根据磁体场强与匀场范围而定。 0037 如图 1 所示， 上、 下铁墩 7、 6 选用导磁性能良好的铸钢材料， 铁墩的横截面大小必 须保障磁通不会饱和， 上部横轭铁 1、 下部横轭铁 4 和竖轭铁 2 也采用导磁性能良好的铸钢 材料制成， 磁回路中轭铁横截面大小的设计必须保证磁通不会饱和。上部横轭铁 1 与上铁 墩 7 由螺栓紧固， 下部横轭铁 4 与下铁墩 6 由螺栓紧固。主框架必须保证安全地承受住上 铁墩 7、 上主磁极 8、 上极板、 上匀场环以及以后加载的上梯度线圈、 上发射线圈、 上外壳等 。
22、部件的重量与上下磁极间的吸引力， 同时紧固住下铁墩， 且能保持磁体整体稳定。 0038 如图4所示， 在本发明的另一实施例中， 下铁墩6采用横截面为正方形的四棱台结 构， 横截面较小的一端朝下与下部横轭铁相连接， 横截面较大的一端朝上用于安装下主磁 极9， 下主磁极的横截面也为正方形， 下主磁极上面再安装正方形的极板和匀场环。 相应的， 上铁墩 7、 上主磁极 8 分别与下铁墩、 下主磁极的形状相同且上下对称布置， 上主磁极的下 面也依次安装正方形的极板和匀场环。如图 5 所示， 当病床 20 安装在下主磁极 9 上方时， 病床 20 与床板 21 在上下磁极间的组合运动可以保障被检查对象进行。
23、纵横移动、 360 度旋 转。 0039 为了保证磁极四周有足够大的空间， 本发明的磁回路主框架必须足够大， 即左右 竖轭铁的内侧与磁极之间足够宽， 上下横轭铁内侧之间足够高， 病床与床板在上下主磁极 间的组合运动可以保障被检查对象进行纵横移动、 360 度旋转， 医生可以从任何方位靠近磁 极， 并在上下主磁极间方便地进行医治活动。 说 明 书 CN 102680925 A 6 1/3 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102680925 A 7 2/3 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102680925 A 8 3/3 页 9 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 102680925 A 9 。