專利名稱：用于開放式磁共振成像的支撐結(jié)構(gòu)及其方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及磁共振成像(MRI)系統(tǒng)，并且特別涉及磁共振成像系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
作為用于使受試體內(nèi)的組織和器官結(jié)構(gòu)成像的診斷工具，MRI系統(tǒng)在醫(yī)療行業(yè)中廣泛地使用。MRI系統(tǒng)建立主磁場和一系列影響在要成像的受試體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)磁材料的梯度場。在成像期間，根據(jù)預(yù)定的成像協(xié)議脈沖發(fā)射梯度場，并且輻射頻率場使得旋轉(zhuǎn)磁材料的分子運(yùn)動起來。然后，檢測由分子重排引起的信號，并且處理這些信號，以重建有用的受試體的圖像。MRI磁體設(shè)計(jì)包括閉合式磁體和開放式磁體。
閉合式磁體典型地具有單一的、管形的膛，為了成像，可以將受試體，在醫(yī)療范疇內(nèi)典型地為患者，定位在該單一的、管形的膛內(nèi)。開放式磁體設(shè)計(jì)，包括C形或U形的磁體，典型地使用兩個由空間彼此隔開的磁體組件，在磁體組件之間的空間限定了成像體積。為了成像，將患者定位在成像體積內(nèi)。與閉合式或管式磁體設(shè)計(jì)相反，在開放式MRI系統(tǒng)內(nèi)，在磁體組件之間的空間有助于使某些患者在檢查期間保持舒適。在磁共振成像期間，分開定位的磁體組件也允許醫(yī)療人員接近，用于外科手術(shù)或任何其它醫(yī)療過程。
在這些開放式MRI系統(tǒng)內(nèi)，將永磁體直接接附到支撐結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)在使用的MRI系統(tǒng)內(nèi)，通過熱軋、鍛造或鑄造，連同延展的加工過程一起，制造支撐結(jié)構(gòu)。通過這樣的加工過程，大體上去除了過多的材料。在當(dāng)前設(shè)計(jì)中，大量材料以這樣的方式去除，使較厚的部分朝向后部邊緣留下，并且在接近前部，典型地為懸臂區(qū)域，形成較薄的部分。在典型的現(xiàn)在的設(shè)計(jì)中，有效的材料使用率大約為60-65％。因此，由于使用的原材料及去除的材料，現(xiàn)在的設(shè)計(jì)增加了材料成本。由于加工過程，現(xiàn)在的設(shè)計(jì)也增加了制造成本。
因此，對于開放式MRI系統(tǒng)磁體的支撐結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的制造過程，需要改進(jìn)的設(shè)計(jì)，其能夠減小成本，同時提供了成像所需的高質(zhì)量的并且均勻的場。

發(fā)明內(nèi)容
簡要地，根據(jù)本技術(shù)的一個方面，為開放式磁共振成像(MRI)系統(tǒng)提供了多層支撐結(jié)構(gòu)，使該多層支撐結(jié)構(gòu)成形為將高透過性提供給來自磁場源的磁通量。多層支撐結(jié)構(gòu)包括第一多層支撐結(jié)構(gòu)和第二多層支撐結(jié)構(gòu)。多層支撐結(jié)構(gòu)還包括第三支撐結(jié)構(gòu)，該第三支撐結(jié)構(gòu)連接第一多層支撐結(jié)構(gòu)和第二多層結(jié)構(gòu)，用于支撐至少兩個磁組件。在兩個磁組件之間，形成成像體積。還使多層支撐結(jié)構(gòu)成形為提供成像所需的高質(zhì)量的并且均勻的磁場。
根據(jù)本技術(shù)的另一個方面，提供了制造開放式MRI系統(tǒng)的多層支撐結(jié)構(gòu)的方法。該方法大體上包括構(gòu)建多個結(jié)構(gòu)并且使多個結(jié)構(gòu)結(jié)合。多個結(jié)構(gòu)包括第一多層支撐結(jié)構(gòu)、第二多層支撐結(jié)構(gòu)和第三支撐結(jié)構(gòu)。第三支撐結(jié)構(gòu)使多層支撐結(jié)構(gòu)在最終組裝中結(jié)合在一起。
根據(jù)本技術(shù)的另一個方面，提供了制造開放式MRI系統(tǒng)的多層支撐結(jié)構(gòu)的方法。使多層支撐結(jié)構(gòu)成形為為成像提供均勻的磁場。該方法包括調(diào)節(jié)處在開放式MRI系統(tǒng)的多層支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)多個層之間的間隙的至少一個。


當(dāng)參考附圖閱讀接下來詳細(xì)的描述的時候，將更好地理解本發(fā)明的這些和其它特點(diǎn)、方面和好處，在該附圖中，貫穿附圖，類似的字符代表類似的零件，在其中圖1為根據(jù)本技術(shù)的方面的用于開放式MRI系統(tǒng)的磁體結(jié)構(gòu)的透視圖；圖2為圖1所示類型的三層磁體支撐結(jié)構(gòu)的透視圖；圖3為圖2的三層支撐結(jié)構(gòu)的分解透視圖；圖4為根據(jù)本技術(shù)的方面的用于開放式MRI系統(tǒng)的磁體結(jié)構(gòu)的透視圖；圖5為圖4所示類型的兩層磁體支撐結(jié)構(gòu)的透視圖；圖6為根據(jù)本技術(shù)的方面的用于帶有C形支撐結(jié)構(gòu)的開放式MRI系統(tǒng)的磁體結(jié)構(gòu)的透視圖；圖7為圖6所示類型的兩層C形支撐結(jié)構(gòu)的透視圖；圖8為根據(jù)本技術(shù)的方面的制造多層支撐結(jié)構(gòu)的示范性方法的圖解說明；
圖9為根據(jù)本技術(shù)的方面的被螺栓連接并且被焊接的頂部多層支撐結(jié)構(gòu)的前視截面圖；圖10為根據(jù)本技術(shù)的方面的制造多層支撐結(jié)構(gòu)的示范性方法的圖解說明；圖11為根據(jù)本技術(shù)的方面的螺栓連接并且用粘附劑粘合的頂部多層支撐結(jié)構(gòu)的前視截面圖；圖12為根據(jù)本技術(shù)的方面的制造多層支撐結(jié)構(gòu)的示范性方法的圖解說明；圖13為根據(jù)本技術(shù)的方面的提供B0調(diào)節(jié)的頂部多層支撐結(jié)構(gòu)的前視截面圖；圖14為圖13的提供B0調(diào)節(jié)的多層支撐結(jié)構(gòu)的頂部支撐結(jié)構(gòu)的頂視圖；及圖15為根據(jù)本技術(shù)的方面的提供B0調(diào)節(jié)的頂部多層支撐結(jié)構(gòu)的前視截面圖。
具體實(shí)施例方式
本技術(shù)關(guān)于用于開放式磁共振成像(MRI)系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)。大體上，使支撐結(jié)構(gòu)成形為將一對磁體組件容納在開放式MRI系統(tǒng)內(nèi)。在本技術(shù)的范疇內(nèi)，使用多層支撐結(jié)構(gòu)，以減小材料和制造成本，并且以通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)的磁場為成像提供均勻的磁場。像本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員將要理解的那樣，也可以在其它醫(yī)療和非醫(yī)療范疇內(nèi)，應(yīng)用本技術(shù)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，并且首先參考圖1，連同本技術(shù)，圖解地顯示了開放式MRI系統(tǒng)10的示范性實(shí)施例。像描繪的那樣，開放式MRI系統(tǒng)10包括多層支撐結(jié)構(gòu)12(在稍后的部分中將更詳細(xì)討論該多層支撐結(jié)構(gòu)12)和至少兩個磁體組件，即第一磁體組件14和第二磁體組件16。在磁體組件之間形成成像體積。使多層支撐結(jié)構(gòu)成形為將高透過性提供給來自磁場源的磁通量。在醫(yī)療范疇內(nèi)，為了成像，將患者定位在成像體積內(nèi)。在其它范疇內(nèi)，并且更廣泛地，為了在檢查期間得到圖像數(shù)據(jù)，將感興趣的受試體放置在成像體積內(nèi)。在磁體組件之間的開放空間幫助患者克服任何幽閉恐怖癥的感覺，在閉合式磁體設(shè)計(jì)中可能經(jīng)受該幽閉恐怖癥的感覺。在磁共振成像期間，開放式MRI系統(tǒng)也允許醫(yī)療人員接近，用于外科手術(shù)或其它醫(yī)療過程。開放式MRI系統(tǒng)10可以是任何適宜的類型或規(guī)格，包括從規(guī)格為0.2特斯拉變化到規(guī)格為1特斯拉和超過這個規(guī)格的開放式MRI系統(tǒng)。
圖2顯示了包括第一三層支撐結(jié)構(gòu)18、第二三層支撐結(jié)構(gòu)20、第三支撐結(jié)構(gòu)22、24的多層支撐結(jié)構(gòu)12，該第三支撐結(jié)構(gòu)22、24連接第一三層結(jié)構(gòu)和第二三層結(jié)構(gòu)。多層支撐結(jié)構(gòu)12還包括腿26、28、30和32，后面的腿在圖2中是看不見的。
第一三層支撐結(jié)構(gòu)18包括第一層低碳鋼板34、36、第二層低碳鋼板38和第三層低碳鋼板40，通過固定器、鉚釘、粘附劑、焊件及其組合中的至少一項(xiàng)，使這三層結(jié)合。第一三層支撐結(jié)構(gòu)18也包括用于磁體組件的孔洞或凹進(jìn)處42，該磁體組件在圖2中沒有顯示。第二三層支撐結(jié)構(gòu)20包括第一層低碳鋼板44、第二層低碳鋼板46和第三層低碳鋼板48、50，后面的板在圖2中是看不見的，通過固定器、鉚釘、粘附劑、焊件及其組合中的至少一項(xiàng)，使這三層結(jié)合。第二三層支撐結(jié)構(gòu)20也包括用于磁體組件(在圖2中沒有顯示)的孔洞或凹進(jìn)處52。
通過固定器、鉚釘、粘附劑、焊件及其組合中的至少一項(xiàng)，將第一三層支撐結(jié)構(gòu)18和第二三層支撐結(jié)構(gòu)20結(jié)合到第三支撐結(jié)構(gòu)22和24。第三支撐結(jié)構(gòu)22和24包括由低碳鋼制造的板、支柱、柱子及其組合中的至少一項(xiàng)。通過固定器、鉚釘、粘附劑、焊件及其組合中的至少一項(xiàng)，將腿26、28、30和32結(jié)合到第二三層支撐結(jié)構(gòu)的下側(cè)。如下面更充分描述的那樣，多層支撐結(jié)構(gòu)12還可以包括一種設(shè)備，以對在MRI系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的磁場提供調(diào)節(jié)。
如上面詳細(xì)解釋的那樣，圖3為多層支撐結(jié)構(gòu)12的分解圖。如圖3所示，可以將組成上部和下部支撐結(jié)構(gòu)的多層板分成形成為組裝成最終結(jié)構(gòu)的材料塊。然后，本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員將承認(rèn)，可以有效地形成多層支撐結(jié)構(gòu)的輪廓(例如以階梯狀的方式)，以提供想要的機(jī)械支撐和磁通量通道，同時避免了過多材料的昂貴供應(yīng)或時間消耗和昂貴地加工較厚板材，以減小重量。
圖4顯示了另一個開放式MRI系統(tǒng)54的示范性實(shí)施例，該實(shí)施例包括多層支撐結(jié)構(gòu)56和至少兩個磁體組件，即第一磁體組件58和第二磁體組件60。使多層支撐結(jié)構(gòu)56(在稍后的部分中將更詳細(xì)討論該多層支撐結(jié)構(gòu)56)成形為將高透過性提供給由像超導(dǎo)磁體和/或永磁體裝置那樣的磁場源產(chǎn)生的磁通量。
圖5顯示了包括第一兩層支撐結(jié)構(gòu)62、第二兩層支撐結(jié)構(gòu)64和第三支撐結(jié)構(gòu)66和68的多層支撐結(jié)構(gòu)56，該第三支撐結(jié)構(gòu)66和68連接第一兩層結(jié)構(gòu)和第二兩層結(jié)構(gòu)。多層支撐結(jié)構(gòu)56也包括腿70、72、74和76(腿76在圖5中是看不見的)。
第一兩層支撐結(jié)構(gòu)62包括第一層低碳鋼板78和80和第二層低碳鋼板82。如在前面實(shí)施例中的那樣，通過固定器、鉚釘、粘附劑、焊件及其組合中的至少一項(xiàng)，可以使板彼此結(jié)合。第一兩層支撐結(jié)構(gòu)62也包括用于磁體組件(在圖5中沒有顯示)的孔洞或凹進(jìn)處84。
第二兩層支撐結(jié)構(gòu)64包括第一層低碳鋼板86和第二層低碳鋼板88和90，后面的板在圖5中是看不見的。在此重復(fù)，通過固定器、鉚釘、粘附劑、焊件及其組合中的至少一項(xiàng)，使下部支撐結(jié)構(gòu)的板彼此結(jié)合。第二兩層支撐結(jié)構(gòu)64也包括用于磁體組件(在圖5中沒有顯示)的孔洞或凹進(jìn)處92。通過固定、鉚接、粘附、焊接及其組合中的至少一項(xiàng)，將第一兩層支撐結(jié)構(gòu)62和第二兩層支撐結(jié)構(gòu)64結(jié)合到第三支撐結(jié)構(gòu)66、68。第三支撐結(jié)構(gòu)66和68包括由低碳鋼制造的板、支柱、柱子及其組合中的至少一項(xiàng)。通過固定器、鉚釘、粘附劑、焊件及其組合中的至少一項(xiàng)，將腿70、72、74和76結(jié)合到第二兩層支撐結(jié)構(gòu)的下側(cè)。如下所述，多層支撐結(jié)構(gòu)56還可以包括一種設(shè)備，以對系統(tǒng)的磁場提供調(diào)節(jié)。
應(yīng)該注意的是，盡管這里低碳鋼被描述用于支撐結(jié)構(gòu)的構(gòu)建材料，但使用的特殊材料也可以受設(shè)計(jì)選擇的支配。例如，對于特殊應(yīng)用，各種各樣的鋼和實(shí)際上其它材料可以是合適的。然而，在許多范疇內(nèi)，對于磁場的傳播，將依靠于結(jié)構(gòu)，并且對于最后的系統(tǒng)運(yùn)行，它們的磁性質(zhì)可能是重要的。
圖6顯示了又一個開放式MRI系統(tǒng)94的示范性實(shí)施例，該實(shí)施例包括多層C形支撐結(jié)構(gòu)96和至少兩個磁體組件，即第一磁體組件98和第二磁體組件100。如上所述，使多層C形支撐結(jié)構(gòu)96(在稍后的部分中將更詳細(xì)討論該多層支撐結(jié)構(gòu)96)成形為將高透過性提供給來自磁場源產(chǎn)生的磁通量。
圖7顯示了用于多層C形支撐結(jié)構(gòu)96的可選擇的構(gòu)造。再次，結(jié)構(gòu)96包括第一兩層支撐結(jié)構(gòu)102、第二兩層支撐結(jié)構(gòu)104和第三支撐結(jié)構(gòu)106，該第三支撐結(jié)構(gòu)106連接第一兩層結(jié)構(gòu)和第二兩層結(jié)構(gòu)。多層C形支撐結(jié)構(gòu)96也包括腿108、110、112和114，后面的腿在圖7中是看不見的。
第一兩層支撐結(jié)構(gòu)102包括第一層低碳鋼板116和第二層低碳鋼板118。通過固定器、鉚釘、粘附劑、焊件及其組合中的至少一項(xiàng)，使板彼此結(jié)合。第一兩層支撐結(jié)構(gòu)102也包括用于磁體組件(在圖7中沒有顯示)的孔洞或凹進(jìn)處120。第二兩層支撐結(jié)構(gòu)104包括第一層低碳鋼板122和第二層低碳鋼板124(在圖7中沒有顯示)，通過固定器、鉚釘、粘附劑、焊件及其組合中的至少一項(xiàng)，使這兩層結(jié)合。第二兩層支撐結(jié)構(gòu)104也包括用于磁體組件(在圖7中沒有顯示)的孔洞或凹進(jìn)處126。通過像固定器、鉚釘、粘附劑、焊件及其組合中的至少一項(xiàng)那樣的組裝工具，將第一兩層支撐結(jié)構(gòu)102和第二兩層支撐結(jié)構(gòu)104結(jié)合到第三支撐結(jié)構(gòu)106。通過類似的組裝工具，將腿108、110、112和114結(jié)合到第二兩層支撐結(jié)構(gòu)的下側(cè)。如下所述，多層支撐結(jié)構(gòu)96還可以包括一種裝置，用于對磁場提供調(diào)節(jié)。
圖8顯示了根據(jù)本技術(shù)的方面的用于制造用于開放式MRI系統(tǒng)的多層支撐結(jié)構(gòu)的示范性方法。如在步驟128指出的那樣，過程大體上開始于將多個板切割成想要的形狀。然后，如在步驟130指出的那樣，可以進(jìn)行像制備邊緣和表面那樣的初步加工。在本實(shí)施例中，然后，如在步驟132指出的那樣，穿過板形成多個鉆穿的孔洞和多個螺紋孔洞。如在步驟134指出的那樣，用這樣制備的板和支撐物，通過堆疊和固定組裝它們。在一個本實(shí)施例中，然后，如在步驟136指出的那樣，焊接板。如在步驟138指出的那樣，在使用這樣的焊接以使這些部件結(jié)合的位置，可以進(jìn)行經(jīng)由熱處理的應(yīng)力緩解。這樣的熱處理用于緩解由于焊接產(chǎn)生的應(yīng)力。最后，如在步驟140指出的那樣，可以進(jìn)行加工操作，以提供想要的最終構(gòu)造。這樣的操作可以包括鉆孔或碾磨操作，包括形成多個用于磁體組件的孔洞。
圖9顯示了開放式MRI系統(tǒng)的多層支撐結(jié)構(gòu)142的示范性實(shí)施例的局部截面圖。如圖9所示，結(jié)構(gòu)包括帶有多個螺紋孔洞的第一板144、帶有多個與通孔洞對齊的鉆穿的孔洞的第二板146和也帶有多個鉆穿的孔洞的第三板148。如下所述，通過螺栓，可以使得到的結(jié)構(gòu)結(jié)合。
對于所示的裝置，第一板144的加工包括修整表面150和152、制備用于焊接的邊緣154、提供螺紋孔洞156和158和用于接收固定器的鉆穿的孔洞160。第二板146的加工包括修整表面162和164、制備用于焊接的邊緣166和168和提供鉆穿的孔洞170、172和174。第三板148的加工包括修整表面176和178、制備用于焊接的邊緣180和提供鉆穿的孔洞182和184。結(jié)構(gòu)186的加工包括修整表面188和提供至少一個螺紋孔洞190。使螺紋孔洞156和鉆穿的孔洞170成形為在組裝期間彼此對準(zhǔn)。相似地，使螺紋孔洞158和鉆穿的孔洞172和182成形為在組裝期間彼此對準(zhǔn)。使鉆穿的孔洞160、174和184和結(jié)構(gòu)186內(nèi)的螺紋孔洞190成形為在組裝期間彼此對準(zhǔn)。
組裝板，從而使表面152鄰接表面162，并且使表面164鄰接表面176。使用至少一個延伸到鉆穿的孔洞170和螺紋孔洞156內(nèi)的固定器192，使第一板144和第二板146結(jié)合。使用至少一個延伸到鉆穿的孔洞172和182和螺紋孔洞158內(nèi)的固定器194，使第三板148穿過第二板146與第一板144結(jié)合。如顯示的那樣，通過在邊緣154和166之間的焊件196，焊接了第一板144和第二板146。相似地，如顯示的那樣，通過在邊緣168和180之間的焊件198，焊接了第二板146和第三板148。如上面注意到的那樣，在進(jìn)行這樣的焊接操作的位置，多層支撐結(jié)構(gòu)142還經(jīng)由熱處理經(jīng)受了應(yīng)力緩解。進(jìn)行最后的加工，以得到想要的構(gòu)造，該最后的加工也包括制備至少一個用于磁體組件(在圖9中沒有顯示)的孔洞200和修整表面150。使用至少一個延伸到鉆穿的孔洞160、174和184和螺紋孔洞190內(nèi)的固定器202，將完成的多層支撐結(jié)構(gòu)142結(jié)合到支撐結(jié)構(gòu)186。
圖10顯示了另一個根據(jù)本技術(shù)的方面的用于制造用于開放式MRI系統(tǒng)的多層支撐結(jié)構(gòu)的示范性方法。在圖10的方法中，如在步驟204指出的那樣，將多個板切割成想要的形狀。然后，如在步驟206指出的那樣，進(jìn)行一系列初步加工步驟，以制備邊緣和表面。然后，如在步驟208指出的那樣，在多個板內(nèi)，形成多個鉆穿的孔洞和多個螺紋孔洞。然后，如在步驟210指出的那樣，將粘附劑應(yīng)用到板。為了這個目的，可以使用像包括環(huán)氧樹脂的膠水那樣的任何適宜的粘附劑。然后，如在步驟212指出的那樣，通過堆疊和固定，組裝多個板?？梢允褂眠@樣的固定，以補(bǔ)充板的粘附劑結(jié)合，以提供補(bǔ)充的結(jié)合壓力，并且以有助于粘附劑的固化。如在步驟214指出的那樣，可以在板上進(jìn)行接下來的組裝、加工操作，以提供想要的最終構(gòu)造。再次，這樣的加工操作大體上包括制備至少一個用于磁體組件的孔洞。
圖11顯示了另一個開放式MRI系統(tǒng)的多層支撐結(jié)構(gòu)216的示范性實(shí)施例的示范性截面圖。在圖11的裝置內(nèi)，為第一板218提供了多個螺紋孔洞和鉆穿的孔洞。第二板220具有多個與其它板的孔洞對準(zhǔn)的鉆穿的孔洞。最后，第三板222具有多個鉆穿的孔洞，該多個鉆穿的孔洞也與其它板的孔洞對準(zhǔn)以有助于通過合適的固定器組裝板。
第一板218的加工包括修整表面224和226和形成螺紋孔洞228和230和鉆穿的孔洞232。第二板220的加工包括修整表面234和236和形成鉆穿的孔洞238、240和242。第三板222的加工包括修整表面244和246和形成鉆穿的孔洞248和250。結(jié)構(gòu)252的加工包括修整表面254和形成螺紋孔洞256。使螺紋孔洞228和鉆穿的孔洞238成形為在組裝期間使彼此對準(zhǔn)。相似地，使螺紋孔洞230和鉆穿的孔洞240和248成形為在組裝期間使彼此對準(zhǔn)。使鉆穿的孔洞232、242和250和結(jié)構(gòu)252內(nèi)的螺紋孔洞256成形為在組裝期間使彼此對準(zhǔn)。
在表面226和234所共有的區(qū)域內(nèi)，應(yīng)用一層適宜的粘附劑258。相似地，在表面236和244所共有的區(qū)域內(nèi)，應(yīng)用另一層粘附劑260。組裝板，從而使表面226鄰接表面234，并且使表面236鄰接表面244。使用至少一個延伸到鉆穿的孔洞238和螺紋孔洞228內(nèi)的固定器262，使第一板218和第二板220結(jié)合。使用至少一個延伸到鉆穿的孔洞240和248和螺紋孔洞230內(nèi)的固定器264，使第三板222穿過第二板220與第一板218結(jié)合。進(jìn)行加工，以得到想要的構(gòu)造，該加工也包括制備至少一個用于磁體組件(在圖11中沒有顯示)的孔洞或凹進(jìn)處266和修整表面224。使用像圖中所示的延伸到鉆穿的孔洞232、242和250和螺紋孔洞256內(nèi)的固定器268那樣的固定器，將完成的多層支撐結(jié)構(gòu)216結(jié)合到的支撐結(jié)構(gòu)252，使表面224和254鄰接。
圖12顯示了又一個用于制造多層支撐結(jié)構(gòu)的示范性方法，該多層支撐結(jié)構(gòu)帶有允許調(diào)節(jié)以調(diào)整最終的開放式MRI系統(tǒng)的磁場的構(gòu)造。在所表現(xiàn)的示范性方法中，如在步驟270指出的那樣，首先將多個板切割成想要的形狀。然后，如在步驟272指出的那樣，進(jìn)行像制備邊緣和表面那樣的初步加工步驟。然后，如在步驟274指出的那樣，在多個板內(nèi)，形成多個鉆穿的孔洞和多個螺紋孔洞。然后，如在步驟276指出的那樣，通過堆疊和使用固定器的固定，組裝多個板。在這個實(shí)施例中，然后，如在步驟278指出的那樣，調(diào)節(jié)至少一個在多個板之間的間隙，以相應(yīng)地調(diào)節(jié)受支撐結(jié)構(gòu)影響的磁場。如在步驟280指出的那樣，緊隨調(diào)節(jié)間隙的是，在想要的位置，通過焊接，使板永久地結(jié)合。如在步驟282指出的那樣，在進(jìn)行這樣的焊接的位置，經(jīng)由熱處理，可以進(jìn)行應(yīng)力緩解。然后，如在步驟284指出的那樣，可以進(jìn)行最終的加工，以提供想要的最終構(gòu)造。在此重復(fù)，這樣的加工大體上包括制備至少一個用于磁體組件的孔洞或凹進(jìn)處。
圖13顯示了又一個多層支撐結(jié)構(gòu)286的示范性實(shí)施例的截面圖。使多層支撐結(jié)構(gòu)286成形為改變或調(diào)節(jié)對由開放式MRI系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場的影響，以為成像提供均勻的磁場。多層支撐結(jié)構(gòu)286包括帶有多個螺紋孔洞的第一板288。第二板290具有螺紋孔洞和多個鉆穿的孔洞。第三板292相似地具有螺紋孔洞和多個鉆穿的孔洞。
第一板288的加工包括修整表面294和296、制備用于焊接的邊緣298并且形成螺紋孔洞300和302和刪除部分304(參考圖14，在下面討論)。第二板290的加工包括修整表面306和308、制備用于焊接的邊緣310和312和形成鉆穿的孔洞314和316、螺紋孔洞318和刪除部分320(在下面討論)。第三板292的加工包括修整表面322和324、制備用于焊接的邊緣326和形成鉆穿的孔洞328和330和螺紋孔洞332。結(jié)構(gòu)334的加工包括修整表面336和提供至少一個螺紋孔洞338。使螺紋孔洞300和鉆穿的孔洞314成形為在組裝期間使彼此對準(zhǔn)。相似地，使螺紋孔洞302和鉆穿的孔洞316和328成形為在組裝期間使彼此對準(zhǔn)。使鉆穿的孔洞330和結(jié)構(gòu)334內(nèi)的螺紋孔洞338成形為在組裝期間使彼此對準(zhǔn)。
組裝板，從而使表面296鄰接表面306，并且使表面308鄰接表面322。使用像所示的固定器340那樣的延伸到鉆穿的孔洞314和螺紋孔洞300內(nèi)的固定器，使第一板288和第二板290結(jié)合。使用像固定器342那樣的延伸到鉆穿的孔洞316和328和螺紋孔洞302內(nèi)的固定器，使第三板292穿過第二板290與第一板288結(jié)合。使用在螺紋孔洞318中的至少一個固定器346調(diào)節(jié)第一板288和第二板290之間的間隙344。如圖所示，固定器338的下部部分觸及第一板288的表面296，以允許調(diào)節(jié)在這之間的間隙。相似地，使用至少一個在螺紋孔洞332內(nèi)的固定器350，調(diào)節(jié)在第二板290和第三板292之間的間隙348。在此重復(fù)，固定器350的下部部分觸及第二板290的表面308，以允許調(diào)節(jié)在這之間的間隙。
相信的是，在本實(shí)施例中，在0.2mm到5mm(總計(jì)0.4mm到10mm)之間調(diào)節(jié)每個間隙，導(dǎo)致在最終的MRI系統(tǒng)內(nèi)得到的磁場的改善。在某些MRI系統(tǒng)內(nèi)，可以以大約1.8％調(diào)節(jié)磁場，以提供想要的中心磁場。緊隨這樣的調(diào)節(jié)的是，如所示的那樣，通過在邊緣298和310之間的焊件352，可以將第一板288和第二板290永久性地焊接在一起。為了改善多層支撐結(jié)構(gòu)286的穩(wěn)定性，可以使焊件352圍繞板290延伸。相似地，如所示的那樣，通過在邊緣312和326之間的焊件354，焊接第二板290和第三板292。如上面提及的那樣，為了改善多層支撐結(jié)構(gòu)286的穩(wěn)定性，可以使焊件354圍繞板292延伸。然后，多層支撐結(jié)構(gòu)286可以經(jīng)由熱處理經(jīng)受應(yīng)力緩解。隨后，進(jìn)行最后的加工，以得到想要的構(gòu)造，該最后的加工也包括制備至少一個用于磁體組件多孔洞或凹進(jìn)處356。最后，可以進(jìn)行修整像支撐結(jié)構(gòu)286的表面358那樣的表面。使用至少一個連接鉆穿的孔洞330和螺紋孔洞338的固定器360，將完成的多層支撐結(jié)構(gòu)286結(jié)合到結(jié)構(gòu)334，從而使結(jié)構(gòu)286的表面358鄰接結(jié)構(gòu)334的表面336。
圖14顯示了圖13的多層支撐結(jié)構(gòu)286到結(jié)構(gòu)334的組裝。多層支撐結(jié)構(gòu)286包括帶有刪除部分304的第一板288、帶有刪除部分320的第二板290和第三板292。如上面提及的那樣，為了使板彼此結(jié)合，提供固定器340和342，并且為了調(diào)節(jié)在板之間的間隙，提供固定器346和350。為了將支撐結(jié)構(gòu)286組裝到結(jié)構(gòu)334，提供刪除部分，使用固定器360，使表面336和358鄰接。
圖15顯示了又一個多層支撐結(jié)構(gòu)362的示范性實(shí)施例的截面圖。可以使多層支撐結(jié)構(gòu)362成形為改變或調(diào)節(jié)對由開放式MRI系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場的影響，以為成像提供均勻的磁場。多層支撐結(jié)構(gòu)362在結(jié)構(gòu)上并且在功能上類似于如圖13和圖14所示的并且在前面描述的多層支撐結(jié)構(gòu)286。通過修整表面294和296、制備用于焊接的邊緣298、形成螺紋孔洞300和302和制備鉆穿的孔洞364，加工了第一板288。第二板290的加工包括修整表面306和308、制備用于焊接的邊緣310和312和形成鉆穿的孔洞314、316和366和螺紋孔洞318。如在前面的實(shí)施例中說明的那樣，完成第三板292。如前面說明的那樣，大致上類似于多層支撐結(jié)構(gòu)286，完成了多層支撐結(jié)構(gòu)362。然而，通過使表面336和294鄰接，將多層支撐結(jié)構(gòu)362組裝到結(jié)構(gòu)368。然后，使用至少一個固定器370，使結(jié)構(gòu)362和368結(jié)合，如描繪的那樣，該固定器370連接鉆穿的孔洞330、366和364和螺紋孔洞338。
盡管在此僅已經(jīng)顯示并且描述了本發(fā)明的某些特征，但對于本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員，將明白許多改變和變化。因此，要理解的是，后附的權(quán)利要求書旨在覆蓋所有在本發(fā)明的真正精神中的這樣的改變和變化。
元件列表10.帶有三層支撐結(jié)構(gòu)的MRI系統(tǒng)12.三層支撐結(jié)構(gòu)14.頂部磁體組件16.底部磁體組件18.多層結(jié)構(gòu)的第一三層結(jié)構(gòu)20.多層結(jié)構(gòu)的第二三層結(jié)構(gòu)22.第三結(jié)構(gòu)24.第三結(jié)構(gòu)26.腿28.腿30.腿32.腿34.板(第一層)-第一結(jié)構(gòu)36.板(第一層)-第一結(jié)構(gòu)38.板(第二層)-第一結(jié)構(gòu)40.板(第三層)-第一結(jié)構(gòu)42.用于磁體組件的孔洞-第一結(jié)構(gòu)44.板(第一層)-第二結(jié)構(gòu)46.板(第二層)-第二結(jié)構(gòu)48.板(第三層)-第二結(jié)構(gòu)50.板(第三層)-第二結(jié)構(gòu)
52.用于磁體組件的孔洞-第二結(jié)構(gòu)54.帶有兩層支撐結(jié)構(gòu)的MRI系統(tǒng)56.兩層支撐結(jié)構(gòu)58.頂部磁體組件60.底部磁體組件62.多層結(jié)構(gòu)的第一兩層結(jié)構(gòu)64.多層結(jié)構(gòu)的第二兩層結(jié)構(gòu)66.第三結(jié)構(gòu)68.第三結(jié)構(gòu)70.腿72.腿74.腿76.腿78.板(第一層)-第一結(jié)構(gòu)80.板(第一層)-第一結(jié)構(gòu)82.板(第二層)-第一結(jié)構(gòu)84.用于磁體組件的孔洞-第一結(jié)構(gòu)86.板(第一層)-第二結(jié)構(gòu)88.板(第二層)-第二結(jié)構(gòu)90.板(第二層)-第二結(jié)構(gòu)92.用于磁體組件的孔洞-第二結(jié)構(gòu)94.帶有兩層C形支撐結(jié)構(gòu)的MRI系統(tǒng)96.兩層C形支撐結(jié)構(gòu)98.頂部磁體組件100.底部磁體組件102.多層結(jié)構(gòu)的第一兩層結(jié)構(gòu)104.多層結(jié)構(gòu)的第二兩層結(jié)構(gòu)106.第三結(jié)構(gòu)
108.腿110.腿112.腿114.腿116.板(第一層)-第一結(jié)構(gòu)118.板(第二層)-第一結(jié)構(gòu)120.用于磁體組件的孔洞-第一結(jié)構(gòu)122.板(第一層)-第二結(jié)構(gòu)124.板(第二層)-第二結(jié)構(gòu)126.用于磁體組件的孔洞-第二結(jié)構(gòu)制造過程步驟-固定的、焊接的結(jié)構(gòu)128.將板切割成想要的形狀130.初步加工(制備邊緣和修整表面)132.鉆孔134.組裝板(堆疊和固定)136.焊接板138.應(yīng)力緩解(熱處理)140.最終加工成想要的構(gòu)造142.螺栓連接的和焊接的多層結(jié)構(gòu)的截面圖144.第一板146.第二板148.第三板150.第一板的下部表面152.第一板的上部表面154.在第一板(上部)內(nèi)制備用于焊接的邊緣156.在第一板內(nèi)的螺紋孔洞(使第一和第二板結(jié)合)158.在第一板內(nèi)的螺紋孔洞(使第一和第三板結(jié)合)160.在第一板內(nèi)的鉆穿的孔洞(結(jié)合到第三結(jié)構(gòu))162.第二板的下部表面164.第二板的上部表面
166.在第二板(下部)內(nèi)制備用于焊接的邊緣168.在第二板(上部)內(nèi)制備用于焊接的邊緣170.在第二板內(nèi)的鉆穿的孔洞(使第一和第二板結(jié)合)172.在第二板內(nèi)的鉆穿的孔洞(使第三和第一板結(jié)合)174.在第二板內(nèi)的鉆穿的孔洞(結(jié)合到第三結(jié)構(gòu))176.第三板的下部表面178.第三板的上部表面180.在第三板(下部)內(nèi)制備用于焊接的邊緣182.在第三板內(nèi)的鉆穿的孔洞(使第一和第二板結(jié)合)184.在第三板內(nèi)的鉆穿的孔洞(結(jié)合到第三結(jié)構(gòu))186.結(jié)構(gòu)(第三結(jié)構(gòu))188.在結(jié)構(gòu)(第三結(jié)構(gòu))內(nèi)的表面190.在結(jié)構(gòu)(第三結(jié)構(gòu))內(nèi)的螺紋孔洞192.固定器(使第一和第二板結(jié)合)194.固定器(使第一和第三板結(jié)合)196.焊接(第一和第二板)198.焊接(第二和第三板)200.用于磁體組件的孔洞202.固定器(多層到第三結(jié)構(gòu))制造過程步驟-固定的、粘合的結(jié)構(gòu)204.將板切割成想要的形狀206.初步加工(制備邊緣和修整表面)208.鉆孔210.應(yīng)用膠水(過程步驟)212.組裝板(堆疊和固定)214.最終加工成想要的尺寸和形狀216.螺栓連接的和粘合的多層結(jié)構(gòu)的截面圖218.第一板220.第二板222.第三板
224.第一板的下部表面226.第一板的上部表面228.在第一板內(nèi)的螺紋孔洞(使第一和第二板結(jié)合)230.在第一板內(nèi)的螺紋孔洞(使第一和第三板結(jié)合)232.在第一板內(nèi)的鉆穿的孔洞(結(jié)合到第三結(jié)構(gòu))234.第二板的下部表面236.第二板的上部表面238.在第二板內(nèi)的鉆穿的孔洞(使第一和第二板結(jié)合)240.在第二板內(nèi)的鉆穿的孔洞(使第三和第一板結(jié)合)242.在第二板內(nèi)的鉆穿的孔洞(結(jié)合到第三結(jié)構(gòu))244.用于第三板的下部表面246.用于第三板的上部表面248.在第三板內(nèi)的鉆穿的孔洞(使第一和第二板結(jié)合)250.在第三板內(nèi)的鉆穿的孔洞(結(jié)合到第三結(jié)構(gòu))252.結(jié)構(gòu)(第三結(jié)構(gòu))254.在結(jié)構(gòu)(第三結(jié)構(gòu))內(nèi)的表面256.在結(jié)構(gòu)(第三結(jié)構(gòu))內(nèi)的螺紋孔洞258.在第一和第二板之間的膠水260.在第二和第三板之間的膠水262.固定器(使第一和第二板結(jié)合)264.固定器(使第一和第三板結(jié)合)266.用于磁體組件的孔洞268.固定器(多層到第三結(jié)構(gòu))制造過程步驟-固定的、焊接的帶有B0調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)270.將板切割成想要的形狀272.初步加工(制備邊緣和修整表面)274.鉆孔276.組裝板(堆疊和固定)278.間隙設(shè)置280.焊接282.應(yīng)力緩解
284.最終加工成想要的尺寸和形狀286.螺栓連接的和焊接的多層結(jié)構(gòu)-B0調(diào)節(jié)裝置的截面圖288.第一板290.第二板292.第三板294.第一板的下部表面296.第一板的上部表面298.在第一板(上部)內(nèi)制備用于焊接的邊緣300.在第一板內(nèi)的螺紋孔洞(使第一和第二板結(jié)合)302.在第一板內(nèi)的螺紋孔洞(使第一和第三板結(jié)合)304.在第一板內(nèi)的刪除部分(結(jié)合到第三結(jié)構(gòu))306.第二板的下部表面308.第二板的上部表面310.在第二板(下部)內(nèi)制備用于焊接的邊緣312.在第二板(上部)內(nèi)制備用于焊接的邊緣314.在第二板內(nèi)的鉆穿的孔洞(使第一和第二板結(jié)合)316.在第二板內(nèi)的鉆穿的孔洞(使第三和第一板結(jié)合)318.在第二板內(nèi)的螺紋孔洞(間隙設(shè)置)320.在第二板內(nèi)的刪除部分(結(jié)合到第三結(jié)構(gòu))322.第三板的下部表面324.第三板的上部表面326.在第三板(下部)內(nèi)制備用于焊接的邊緣328.在第三板內(nèi)的鉆穿的孔洞(使第一和第二板結(jié)合)330.在第三板內(nèi)的鉆穿的孔洞(結(jié)合到第三結(jié)構(gòu))332.在第三板內(nèi)的螺紋孔洞(間隙設(shè)置)334.結(jié)構(gòu)(第三結(jié)構(gòu))336.在結(jié)構(gòu)(第三結(jié)構(gòu))內(nèi)的表面338.在結(jié)構(gòu)(第三結(jié)構(gòu))內(nèi)的螺紋孔洞340.固定器(使第一和第二板結(jié)合)342.固定器(使第一和第三板結(jié)合)344.間隙(第一和第二板)
346.固定器(間隙設(shè)置-第一和第二板)348.間隙(第二和第三板)350.固定器(間隙設(shè)置-第二和第三板)352.焊接(第一和第二板)354.焊接(第二和第三板)356.用于磁體組件的孔洞358.在多層結(jié)構(gòu)內(nèi)的表面(下部表面/第三板)360.固定器(多層到第三結(jié)構(gòu))362.螺栓連接的和焊接的多層結(jié)構(gòu)-B0調(diào)節(jié)裝置的截面圖364.在第一板內(nèi)的鉆穿的孔洞(結(jié)合到第三結(jié)構(gòu))366.在第二板內(nèi)的鉆穿的孔洞(結(jié)合到第三結(jié)構(gòu))368.結(jié)構(gòu)(第三結(jié)構(gòu))370.固定器(多層到第三結(jié)構(gòu))
權(quán)利要求
1.一種在磁共振成像系統(tǒng)內(nèi)用于磁體的支撐結(jié)構(gòu)，其包括第一多層支撐結(jié)構(gòu)(18)；第二多層支撐結(jié)構(gòu)(20)；及至少一個第三支撐結(jié)構(gòu)(22和24)，該第三支撐結(jié)構(gòu)(22和24)連接第一多層支撐結(jié)構(gòu)(18)和第二多層支撐結(jié)構(gòu)(20)。
2.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，第一多層支撐結(jié)構(gòu)(18)、第二多層支撐結(jié)構(gòu)(20)和第三支撐結(jié)構(gòu)(22和24)由對磁通量具有高透過性的材料制成。
3.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，第一多層支撐結(jié)構(gòu)(18)包括至少兩層低碳鋼板(34、36、38和40)。
4.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，第二多層支撐結(jié)構(gòu)(20)包括至少兩層低碳鋼板(44、46和48)。
5.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，第三支撐結(jié)構(gòu)(22和24)包括多個柱。
6.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，通過剛性的組裝裝置，將第一多層支撐結(jié)構(gòu)(18)和第二多層支撐結(jié)構(gòu)(20)固定在一起。
7.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，通過柔性的組裝裝置，將第一多層支撐結(jié)構(gòu)(18)和第二多層支撐結(jié)構(gòu)(20)組裝在一起，其成形為對磁共振成像系統(tǒng)的磁場提供調(diào)節(jié)。
8.一種制造用于在磁共振成像系統(tǒng)內(nèi)的磁場源的支撐結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括組裝多層對于磁場是可透過的材料，以形成第一支撐結(jié)構(gòu)(18)；組裝多層對于磁場是可透過的材料，以形成第二支撐結(jié)構(gòu)(20)；提供由對于磁場是可透過的材料制成的板和柱中的至少一個，以形成第三支撐結(jié)構(gòu)(22和24)；組裝第一支撐結(jié)構(gòu)(18)、第二支撐結(jié)構(gòu)(20)和第三支撐結(jié)構(gòu)(22和24)，在其中，第一支撐結(jié)構(gòu)(18)通過第三支撐結(jié)構(gòu)(22和24)，與第二支撐結(jié)構(gòu)(20)聯(lián)合；及調(diào)節(jié)第一支撐結(jié)構(gòu)(18)和第二支撐結(jié)構(gòu)(20)中的至少一個的多個層之間的至少一個間隙。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括加工第一支撐結(jié)構(gòu)(18)和第二支撐結(jié)構(gòu)(20)的多個層。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，包括使用固定器、焊接、粘附劑及其組合中的至少一項(xiàng)，將第一支撐結(jié)構(gòu)(18)和第二支撐結(jié)構(gòu)(20)組裝到第三支撐結(jié)構(gòu)(22和24)。
全文摘要
開放式磁共振成像(MRI)系統(tǒng)的多層支撐結(jié)構(gòu)(12)包括第一多層支撐結(jié)構(gòu)(18)、第二多層支撐結(jié)構(gòu)(20)和至少一個第三支撐結(jié)構(gòu)(22和24)，使該多層支撐結(jié)構(gòu)(12)成形為將高透過性提供給來自磁場源的磁通量，該第三支撐結(jié)構(gòu)(22和24)連接第一多層支撐結(jié)構(gòu)(18)和第二多層支撐結(jié)構(gòu)(20)。
文檔編號G01R33/38GK1714748SQ20051008114
公開日2006年1月4日 申請日期2005年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月28日
發(fā)明者毛建, 王建民, 劉恒, 武安波 申請人:通用電氣公司