專利名稱：用于核磁共振成像的磁性裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在核磁共振成像(MRI)中所用的產生一磁場的磁性裝置。此類裝置帶有兩個相對設置的永久磁鐵。
MRI是一種形成生物組織(它置于一均勻磁場中)斷層圖像的方法。在現行醫(yī)療過程中，此方法作為一診斷工具是很有用的，以便獲得人體所選部位的斷層圖像。
一臺MRI設備帶有一磁性單元，以便在設備內有限但足夠寬的空間中產生一個均勻的磁場，并且為此目的幾種磁性單元是已知的。
某些MRI設備采用了一對永久磁鐵盤，它們各沿厚度方向被磁化。在叉架結構中，兩磁鐵盤通常沿垂直方向相互平行且相對地設置，這樣一個磁鐵盤的磁極表面面對另一磁鐵盤的相對的磁極表面。例如，叉架結構帶有分別固定兩磁鐵盤的頂板和底板，以及連接頂板和底板的一組支柱。為了在兩磁鐵盤間的圓柱狀空間內產生一均勻磁場，在各磁鐵盤的磁極表面上設置一個在周邊區(qū)域有一環(huán)形凸起的盤形極板(極片)。該極板由軟鐵之類的鐵磁材料制成。在某些情況下，各永磁鐵盤在其中心區(qū)域帶有一個孔，并與各永久磁鐵對應叉架帶有一個與磁鐵盤上的孔對齊的孔。為了用這種MRI設備進行診斷，將人體部分地并水平地通過叉架結構上的通道插在兩磁鐵盤之間的空間內。
在操作上述類型的MRI設備時，一個MRI工程師不易觀察到對象的狀態(tài)。例如，當成像的對象是人體頭部時，工程師必須沿躺著的患者的方向觀察設備中的成像空間，但由于設備中兩磁鐵盤之間的間距只是約50cm，所以很難觀察頭部的狀態(tài)及患者的表現。如果通過加寬兩磁鐵盤之間的間距來解決這一不便，產生的問題就是降低了設備中磁場的強度和均勻性。如果通過采用大尺寸永久磁鐵盤來解決這一問題，所產生的另一問題就是MRI設備的生產成本很高并且尺寸很大。
本發(fā)明的目的是提供一種上述類型的MRI磁性裝置，可方便地目視成像的對象，例如插在設備中的人體頭部，而不擴大磁鐵盤的尺寸和加寬相對之磁鐵盤之間的間距。
根據本發(fā)明，提供了一種在磁共振成像中所用的產生一磁場的磁性裝置，該裝置帶有一對永久磁鐵盤，它們各沿厚度方向被磁化并在中心區(qū)域都帶有一個孔;一叉架結構，它將所述一對永久磁鐵盤相互平行并相對地保持在其內并相應于各永久磁鐵盤帶有一個與各永久磁鐵盤上的孔對齊的孔;和一對分別置于兩永久磁鐵盤的相對表面上的極板，以在兩永久磁鐵盤間的一空間內產生一均勻的磁場。根據本發(fā)明的裝置的特征在于各永久磁鐵盤上的極板上都加有一個與各永久磁鐵盤上的孔對齊的孔，這樣可以通過其中一個極板上的孔目視置于所述空間內的成像的對象。
這樣，根據本發(fā)明，就可利用一種很簡單的手段方便地觀察設備的內部，而不用擴大設備的尺寸或增加生產成本。當患者的頭部插在本發(fā)明的設備(其中兩永久磁鐵盤沿垂直方向隔開)中時，一位MRI工程師就可以通過對齊的上磁鐵盤上的孔和極板上的孔從患者面部的正上方方便且很好地觀察患者頭部。此外，通過一個適當定位于叉架結構外側的攝像機，可利用這些孔來監(jiān)視成像的對像。而且，患者也可通過這些孔向外看。
為了觀察目的，在兩磁鐵盤之一上的極板上加工一個孔就足夠了，但在另一極板上也加工了一類似的孔，以便保持設備的對稱性并產生一均勻的磁場。極板上的孔有可能降低磁場的均勻性，但通過在兩極板的相對表面上適當地安裝一組小的極片，可以恢復磁場的均勻性。


圖1是一頂視圖，示出了根據本發(fā)明的用于一臺MRI設備的磁性裝置;
圖2是沿圖1中2-2線所取的主視剖面圖;和圖3以類似于圖2的剖面圖示出了一種已知磁性裝置。
作為本發(fā)明的一個實施例，圖1和2示出了一種磁性裝置，用以為MRI產生一個均勻的磁場。該裝置帶有一對永久磁鐵盤10a和10b，它們各自都沿厚度方向被磁化并在中心區(qū)域有一個孔12。兩個磁鐵盤10a和16b以一種叉架結構被保持相互相對且平行，該叉架結構由頂板和底板14a，14b以及四個支柱16a，16b，16c和16d構成。在此實施例如中，叉架的頂板和底板14a和14b是一對相互相對且平行地設置的矩形板，并且四個支柱16a，16b，16c和16d分別在四個角處連接頂板和底板14a，14b。四個支柱的每一個都為一種剛性的圓柱狀零件。盡管如此，叉架的頂板和底板14a和14b并不一定是平板的形式，并可以選擇各種不同設計的叉架來連接頂板和底板14a，14b。例如，可以用一對壁板零件來代替所示的四個支柱。
永久磁鐵盤10a固定在叉架頂板14a的底面上，而另一永久磁鐵盤10b則固定在底板14b的頂面上。在兩個矩形板14a和14b之間的圓柱狀空間的中心，兩個磁鐵盤10a和10b被設置成恰好相互相對，并且磁鐵盤10a的南極面對相對之磁鐵盤10b的北極。叉架的各頂板和底板14a，14b都帶有一個孔17，該孔與各磁鐵盤10a，10b的孔12對齊?？?7的直徑通常與各磁鐵盤10a，10b的孔12相同。
在磁鐵盤10a的底面上，有一個圓形極板(極片)18a，它由軟鐵之類的鐵磁材料制成并且其直徑與磁鐵盤10a相同。極板18a在其周邊區(qū)域具有一個環(huán)形凸起20，這樣在其周邊區(qū)域就適當地增加了厚度。在相對之磁鐵盤10b的頂面上安裝有一個類似的極板18b。這樣設計極板18a，18b，即在兩極板之平的較大區(qū)域之間的一圓柱狀或球狀空間內，可以產生一均勻的磁場。
根據本發(fā)明，安裝在上磁鐵盤10a上的極板18a在其中心區(qū)域加工有一個孔22，該孔22與磁鐵盤10a和叉架頂板14a上的孔12和17對齊?？?2的直徑通常與磁鐵盤10a的孔12相同。也即，通過對齊的孔22，12，17，叉架組件的內部與外部連通?？?2被用來觀察MRI的對象，例如人體30的頭部。為了保持磁性裝置的對稱性以便在裝置中產生一均勻的磁場，在下磁鐵盤10b上的極板18b也加工有一個孔22，該孔22與磁鐵盤10b的孔12對齊并且其直徑與上極板18a上的孔22相同。
為了比較，圖3示出了一種已知的磁性裝置，其結構基本上與圖1和2所示的裝置相同。在此裝置中，兩磁鐵盤10a和10b的每一個在中心區(qū)域都帶有一孔12，各自各磁鐵盤上的叉架板14a，14b都帶有一個與磁鐵盤上的孔12對齊的孔17，但極板18a，18b沒有孔。所以從頂側不可能觀察到磁性裝置的內部。
采用本發(fā)明的磁性裝置，可以很容易地通過上極板18a上的孔22看到裝置的內部，以便觀察MRI對象的狀態(tài)。此外，有可能在叉架板14a的上方及對齊的孔17，12，22的上方設置一攝像機28，以便在一遠處位置(如控制室)監(jiān)測MRI的對象。此外，當患者的頭部插入裝置中時，患者可透過孔22，12，17向外著，這樣就可以消除患者有被限制于一封閉空間內的不舒適感覺。
如果采用極板18a，18b上的孔22過分地降低了裝置中磁場的均勻性，則可以通過在各極板18a，18b的表面上以適當模式安裝一組小極片(在圖2中以24示意性示出)而調節(jié)磁場，來恢復均勻性。由于通過在一磁性裝置之相對極板上安裝小極片來調節(jié)一磁場是眾所周知的技術，所以在本發(fā)明中不必詳細描述小極片24。
在圖1和2所示之裝置的一個例子中，永久磁鐵10a，10b的材料是Nd-Fe-B磁鐵，具有13.2KG的剩余磁通密度和42MGOe的最大能積。磁鐵盤10a，10b的直徑是1100mm，厚度是100，孔12的直徑是80mm。各叉架板14a，14b的孔17和各極板18a和18b的孔22在直徑上均為80mm。兩極板18a和18b之間的垂直距離均為500mm。在兩極板18a和18b間的中部，在直徑300mm的球形空間內。檢測磁場的均勻性。當極板18a，18b沒有孔(如圖3所示)時，磁場的不均勻性程度是45ppm。當極板18a，18b上都加工有孔22時，通過在各極板18a，18b的表面上安裝小極片24來重新調整磁場，結果磁場的不均勻性程度變?yōu)?9ppm。也就是說，從實際觀點出發(fā)，可以在極板18a上設置孔或窗口20，而不會明顯降低磁場的均勻性。
權利要求
1.一種在核磁共振成像中所用的產生一磁場的磁性裝置，該裝置帶有一對永久磁鐵盤，它們各沿厚度方向被磁化并在中心區(qū)域都帶有一個孔；一叉架結構，它將所述一對永久磁鐵盤相互平行并相對地保持在其內并相應于各永久磁鐵盤帶有一個與各永久磁盤上的所述孔對齊的孔；和一對分別置于所述一對永久磁鐵盤的相對表面上的極板，以在兩永久磁鐵盤間的空間內產生一均勻的磁場，其特征是所述一對極板中的各極板上都加工有一個與各永久磁鐵盤上的所述孔對齊的孔，這樣可以通過其中一個極板上的孔目視置于所述空間內的成像的對象。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于進一步包括一個位于叉架結構外面的攝像機，以便通過其中一個所述極板上的所述孔觀察成像的對象。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于進一步包括安裝在各極板表面上的一組小極片，以便恢復因在各極板上加工所述孔而降低的磁場均勻性。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于各極板上的所述孔的直徑與各永久磁鐵盤上的孔相同。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于各極板是直徑與永久磁盤相同的圓形板，并在周邊區(qū)域具有一環(huán)形凸起。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述一對永久磁鐵盤相互垂直地相對。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于所述叉架結構包括一對板件，所述一對永久磁鐵盤即分別地固定于其上，和一組支柱，它們位于永久磁鐵盤的圓周的外側并連接所述一對板件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種為核磁共振成像產生一均勻磁場的磁性裝置，它帶有一對在中心有孔的永久磁鐵盤和一個將磁鐵盤相對地固定的叉架結構。叉架結構帶有一個與磁鐵盤上的孔對齊的孔。一對極板分別安裝在磁鐵盤的相對表面上。為觀察在所述空間內的成像對象，例如人體頭部，各極板上加工有一個與磁鐵盤上的孔對齊的孔。也可使用一攝像機。如需要可在帶孔的極板上安裝小極片以保持磁場的均勻性。
文檔編號A61B5/055GK1097584SQ9410382
公開日1995年1月25日 申請日期1994年3月30日 優(yōu)先權日1993年4月1日
發(fā)明者宮田浩二, 井上勇二 申請人:信越化學工業(yè)株式會社, 橫河醫(yī)療系統(tǒng)株式會社