| JPS58105530 | SUPERCONDUCTIVE MAGNET |
| WO/1995/013627 | A METHOD OF PRODUCING SUPERCONDUCTING TAPES WITH A HIGH CURRENT DENSITY |
| JP6045411 | Superconducting magnet unit |
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| CN101552077A | 2009-10-07 | |||
| JP2007282859A | 2007-11-01 | |||
| JP2005109144A | 2005-04-21 | |||
| US5677660A | 1997-10-14 |
中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 (CN)
| 1、 一种开放式磁共振成像超导磁体， 其特征在于， 所述的超导磁 体由五对线圏组成， 五对线圏关于中心对称； 所述的五对线圏包 括匀场线圏 （1) , 主磁场线圏一（2) , 主磁场线圏二（3) , 主 磁场线圏三 （4)和屏蔽线圏 （5) ； 离中心点最近的是匀场线圏 (1) , 向外依次布置主磁场线圏一（2) 、 主磁场线圏二（3) 、 主磁场线圏三 （4) 、 布置在最外层的是屏蔽线圏 （5) ； 主磁场 线圏一（ 2 )通反向电流， 主磁场线圏二（ 3 )和主磁场线圏三（ 4 ) 通正向电流， 提供主磁场强度； 匀场线圏（1)通正向电流， 对中 心区域的磁场进行补偿， 以提高磁体在球形区域的磁场均匀度； 屏蔽线圏（5)通反向电流， 产生与主磁场相反的磁场， 以补偿空 间的杂散磁场。 2、权利要求 1所述的开放式磁共振成像超导磁体， 其中， 所述主 磁场线圏一（2)之间距离最小， 为 0.6m。 3、权利要求 1所述的开放式磁共振成像超导磁体， 其中， 所述屏 蔽线圏 （5) 的直径最大， 为 1.68m。 4、权利要求 1所述的开放式磁共振成像超导磁体， 其中， 所述主 磁场线圏三 （4)使用 NbTi相嵌导体来实现。 5. 权利要求 1所述的开放式磁共振成像超导磁体， 其中， 所述磁 体采用低温或高温超导线材来实现。 |
本发明涉及一种用于磁共振成像领域的超导磁 体，特别涉及 一种开放式超导磁体。 背景技术
全身成像的磁共振成像磁体要在大的空间内实 现高均匀度 磁场， 如在 40cm均匀区球域空间 （均匀区球域空间， DSV ) 范 围内磁场不均匀度小于 lO ppm ( ppm， 百万分之一）。 一般的磁 体结构为隧道形， 可以提供高场和高均匀度， 目前绝大多数磁体 结构都是如此。 但是隧道形的磁体结构开放性不好， 部分病人会 产生幽闭症。 虽然近年来许多新型结构磁体系统的出现， 如短腔 磁体结构， 磁体长度在 1.3m到 1.4m, 但是仍然无法满足介入治 疗的开放性需求。
从介入治疗以及医学诊断技术的发展来看， 需要一种处于完 全开放的磁体系统以适应医学介入治疗的需要 。 当前的完全开放 式磁共振成像产品以永磁磁体为主， 提供 0.7T以下的中心磁场， 通常采用 "C"形结构。 WO/2007/094844 提供了一种开放式磁共振 成像的永磁磁体结构， 中心磁场可达 1T。 WO/1998/007362提供 了一种双面结构的磁共振成像永磁磁体。中国 专利 02210965提供 了一种两立柱开放式 C型永磁型磁共振磁体。
少数公司也发展了开放式磁共振超导磁体，场 强一般在 1.2T 以下， 如日立公司和飞利浦公司的相关产品。 飞利浦公司的中国 专利 02824552采用一对超导线圏的开放式磁体结构。 前世界上 还没有 1.5T完全开放式磁共振成像系统。
采用超导线圏的开放式磁共振成像磁体主要难 题是：造价偏 高和制作技术难度较大。 对于采用被动屏蔽的开放式超导磁体结 构而言， 加入铁磁屏蔽以后磁体系统过于庞大。 而主动屏蔽的开 放式磁体最高场和中心场比值偏大， 如中心磁场为 1.5T时， 线圏 内最高磁场甚至会超过 10T， 这对于使用 NbTi材料的超导线圏 达不到可接受的程度， 因此需要发明新的磁体结构来克服这种问 题。 发明内容
本发明克服现有磁共振超导磁体系统的开放性 不足，提出一 种开放式的超导磁体， 本发明开放式的超导磁体结构可获得较大 的开放空间， 适合于医疗诊断和介入治疗使用。
本发明超导磁体由五对线圏组成，五对线圏关 于中心对称布 置。 所述的五对线圏包括匀场线圏， 主磁场线圏一， 主磁场线圏 二， 主磁场线圏三和屏蔽线圏。 离中心点最近的是匀场线圏， 向 外依次布置主磁场线圏一， 主磁场线圏二， 主磁场线圏三， 布置 在最外层的是屏蔽线圏。
主磁场线圏一通反向电流，主磁场线圏二和主 磁场线圏三通 正向电流， 提供主磁场强度。 匀场线圏通正向电流， 对中心区域 的磁场进行补偿，以提高磁体在均匀区球域空 间内的磁场均匀度。 屏蔽线圏通反向电流， 产生和主磁场反向的磁场， 以补偿空间的 杂散磁场， 使获得磁体的 5G线较小。
本发明磁体可以采用低温或高温超导线材实现 ，并具备以下 性能特点：
( 1 ) 在 360毫米 DSV内， 不均匀度为 5ppm, 能够满足全 身成像要求。
( 2 ) 当中心磁场为 1.5T时，最大磁场小于 9.5T,小于 NbTi 超导材料临界磁场（NbTi临界磁场约为 10T, 4.2K )。 在增大屏 蔽线圏和主线圏轴向距离的条件下，最大磁场 还可以进一步降低。
( 3 ) 当中心磁场为 1.5T时， 5高斯杂散场分布在径向小于 5米，轴向约为 4.8米的椭球域范围内， 因此具有较好的电磁兼容 性。
( 4 ) 整个磁体结构紧凑，线圏平面之间提供大于 0. 6米的 净空间， 不受肥胖病人体形的限制。 最大线圏直径小于 1.68 m, 因此磁体对于场地空间要求不高。 附图说明
图 1 开放式高均匀度超导线圏的电磁结构， 1 匀场线圏， 2 主磁场线圏一， 3主磁场线圏二， 4主磁场线圏三， 5屏蔽线圏； 图 2直径为 360 mm DSV的磁场均匀度等位线分布； 图 3为中心磁场 1.5T时， 磁体系统的 5G线的分布图； 图 4为中心磁场 1.5T时， 在超导线圏上的磁场分布。 具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式进一步说明本发 明。
图 1所示是本发明开放式磁共振磁体的结构。本 明由关于 中心对称的 5对线圏组成， 包括匀场线圏 1， 主磁场线圏一 2， 主 磁场线圏二 3,主磁场线圏三 4和屏蔽线圏 5。 离中心点最近的是 匀场线圏 1 , 向外依次布置主磁场线圏一 2, 主磁场线圏二 3, 主 磁场线圏三 4, 最外布置的是屏蔽线圏 5。 由主磁场线圏一 2、 主 磁场线圏二 3、 主磁场线圏三 4共同提供主磁场。 匀场线圏 13对 中心区域的磁场进行补偿，以提高磁体在球形 区域的磁场均匀度。 屏蔽线圏 5产生和主磁场反向的磁场， 以补偿空间的杂散磁场， 从而获得磁体的 5G线较小。 主磁场线圏一 2之间距离最小， 为 0.6m; 屏蔽线圏 5直径最大， 为 1.68 m; 因此该磁体具有紧凑的 线圏结构。
图 2是磁体系统的直径为 360mmDSV的磁场均匀度计算结 果。 在区域边缘不均匀度约为 5ppm, 表明磁体系统能够提供合 理的均匀磁场作为医学核磁共振成像使用。
图 3磁体系统的 5G线的分布特性， 当中心磁场为 1.5T时， 5高斯杂散场分布在径向小于 5米，轴向约为 4.8米的椭球域范围 内。
图 4在超导线圏上的磁场分布， 由此可以决定各个线圏使用 的超导线材的性能。 中心磁场为 1.5T时， 最大磁场为 9.35T, 最 大磁场位于主磁场线圏三 4 的线圏外表面上。 该线圏可以使用 NbTi相嵌导体 (WIC)实现。