一種磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置的制作方法

專利名稱：一種磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及磁共振成像技術領域，更具體地說，特別涉及一種磁共振成像超導磁 體中心區磁場測量裝置。
背景技術：
磁共振成像(MRI)已經成為現代醫學成像的主要手段之一。其成像質量和工作效 率的高低很大程度上取決于磁體中心成像區基礎磁場均勻度的好壞。
一般醫學全身成像的超導磁共振成像磁體需要在磁場中心直徑為50cm的球域內 具有勻一的靜磁場，磁場偏差的均方根值要達到IOppm左右。然而由于磁體實際制造過程 中所帶來的偏差，對于設計優良并仔細裝配完成的磁共振成像超導磁體，其主磁場不均勻 度也只能達到均方根IOOppm左右。因此，超導磁共振成像磁體在勵磁之后必須通過勻場， 才能使磁體的主磁場均勻度達到成像要求。
在對磁體勻場過程中，我們首先需要準確測量勻場區目標球域表面上的磁場分 布，用測量得到的數據計算磁場不均勻度，判斷是否達到勻場要求。中心勻場區位置的選擇 將決定著最終勻場效果的好壞，而現有的磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置(中心 區磁場測量裝置)在對于磁場中心位置的尋找上調節范圍有限(尋找中心區時，調節能力有 限)，且費時費力，很難保證位置調節的精度。
因此本發明所給出的用于磁共振成像超導磁體中心區的磁場測量裝置，通過調整 固定于超導磁體內筒或相配的梯度線圈中的徑向可調支撐架及軸向可調轉軸，在保證位置 調整精度的條件下可以快速方便地尋找到成像區磁場中心位置并進行磁場測量，極大提高 了磁共振成像區主磁場的勻場效率。發明內容
本發明要解決的技術問題為提供一種磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置， 在本發明中，該磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置通過其結構設計，能夠使得測磁 探頭在任意空間方位上進行磁場測量。
為解決上述技術問題，本發明提供了一種磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝 置，安裝于超導磁體內筒中，包括用于進行磁場測量的測磁探頭，
還包括調節支撐架，所述調節支撐架設置于超導磁體內筒中用于安裝所述測量探 頭;
所述調節支撐架包括與超導磁體內筒同軸設置的軸向調節桿、用于安裝所述軸 向調節桿的徑向支承部件以及與設置于所述軸向調節桿上的高度調節部件；
所述軸向調節桿可轉動地設置于所述徑向支承部件上；
所述高度調節部件可滑動地設置于所述軸向調節桿上；
所述測磁探頭可滑動地設置于所述高度調節部件上。
優選地，所述徑向支承部件包括安裝套環以及設置于所述安裝套環外緣處的徑向支承桿；所述軸向調節桿可轉動地設置于所述安裝套環上；所述徑向支承桿為三個，并相 鄰的所述徑向支承桿垂直設置；所述徑向支承桿與超導磁體內筒的內壁抵接。
優選地，軸向調節桿的桿端設置有轉動把手，所述安裝套環上固定設置有刻度盤， 所述轉動把手位于所述刻度盤的一側。
優選地，所述徑向支承桿為可伸縮桿。
優選地，所述徑向支承桿包括主桿和調節套管，所述主桿與所述安裝套環連接，所 述調節套管與超導磁體內筒的內壁抵接并和所述主桿螺紋連接。
優選地，所述軸向調節桿上套設有安裝套；所述安裝套上具有沿所述軸向調節桿 的軸線方向開設的滑動孔；所述高度調節部件上設置有定位螺栓，所述定位螺栓穿過所述 滑動孔與所述軸向調節桿抵接。
優選地，所述安裝套上沿所述滑動孔的長度方向設置有長度調節刻度。
優選地，所述高度調節部件上開設有安裝槽，所述測磁探頭可滑動地設置于所述 安裝槽中，所述高度調節部件上設置有固定套環，所述固定套環通過螺栓定位于所述高度 調節部件上。
優選地，所述高度調節部件沿其長度方向設置有刻度。
本發明還提供了一種磁共振裝置，包括超導磁體內筒，所述超導磁體內筒上設置 有梯度線圈，還包括如上述的磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置，所述磁共振成像 超導磁體中心區磁場測量裝置的調節支撐架設置于所述超導磁體內筒中。
本發明提供了一種磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置，包括測磁探頭以 及調節支撐架。
調節支撐架用于對測量探頭進行空間位置的調節，調節支撐架設置于超導磁體內 筒內，其上安裝有測量探頭，從而能夠實現對超導磁體內筒中各個空間位置的磁場測量。
調節支撐架包括與超導磁體內筒同軸設置的軸向調節桿、用于安裝軸向調節桿 的徑向支承部件以及與設置于軸向調節桿上的高度調節部件。
軸向調節桿上設置有用于安裝測磁探頭的高度調節部件，高度調節部件能夠隨軸 向調節桿進行轉動，高度調節桿上安裝的測磁探頭形成一個圓形的運動軌跡。通過調節測 磁套頭于高度調節桿上的安裝位置，能夠使得測磁探頭相對于軸向調節桿不同半徑距離的 空間進行磁場測量。
軸向調節桿可轉動地設置于徑向支承部件上，高度調節部件可滑動地設置于軸向 調節桿上，結合測磁探頭可滑動地設置于高度調節部件上的結構設計，能夠使得測磁探頭 在超導磁體內筒中的無死角測量，擴展了調節裝置的調節能力。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據 提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明一種實施例中磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置的安裝后 結構示意圖2為本發明一種實施例中磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置的結構示 意圖3為本發明一種實施例中徑向支承桿的局部結構示意圖4為本發明一種實施例中軸向調節桿的局部結構示意圖5為本發明另一種實施例中軸向調節桿的局部結構示意圖1至圖5中部件名稱與附圖標記的對應關系為
軸向調節桿I ;安裝套Ia;
高度調節部件2 ；
徑向支承桿3 ;主桿31 ;調節套管32 ；
超導磁體內筒a。
具體實施方式
本發明的核心為提供一種磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置，在本發明 中，該磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置通過其結構設計，能夠使得測磁探頭在任 意空間方位上進行磁場測量。
為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實 施例對本發明作進一步的詳細說明。
請參考圖1和圖2，其中，圖1為本發明一種實施例中磁共振成像超導磁體中心區 磁場測量裝置的安裝后結構示意圖；圖2為本發明一種實施例中磁共振成像超導磁體中心 區磁場測量裝置的結構示意圖。
本發明提供了一種磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置，用于對磁共振成像 裝置中心區磁場的磁場分布進行測量。對于目前現有技術中所使用的磁共振成像裝置，其 包括具有勵磁作用的超導磁體內筒a，本發明提供的磁共振成像超導磁體中心區磁場測量 裝置(為了便于描述，下面簡稱為測量裝置)安裝于超導磁體內筒a中。
在本發明中，測量裝置包括測磁探頭以及調節支撐架，其中
測磁探頭采用現有技術中所使用常規測磁探頭，用于進行磁場測量，例如磁電阻 傳感器等，其具體結構在此不進行贅述。
調節支撐架用于對測量探頭進行空間位置的調節，調節支撐架設置于超導磁體內 筒a內，其上安裝有測量探頭，從而能夠實現對超導磁體內筒a中各個空間位置的磁場測量。
在本發明中的一個具體實施例中，調節支撐架包括與超導磁體內筒a同軸設置 的軸向調節桿1、用于安裝軸向調節桿I的徑向支承部件以及與設置于軸向調節桿I上的高 度調節部件2。
超導磁體內筒a采用圓筒形結構設計，其上適配安裝有梯度線圈，因此，超導磁體 內筒a中的磁場是以其軸線為對稱中心進行分布的。因此，軸向調節桿I的軸線與超導磁 體內筒a的軸線同軸設置，當軸向調節桿I進行轉動，能夠實現對超導磁體內筒a內部的球 形面(圓柱面)的磁場測量。
徑向支承部件的作用為支撐軸向調節桿1，保證軸向調節桿I穩定地設置于超導 磁體內筒a中，提高其測量精度。
軸向調節桿I上設置有用于安裝測磁探頭的高度調節部件2，高度調節部件2能 夠隨軸向調節桿I進行轉動，高度調節桿上安裝的測磁探頭形成一個圓形的運動軌跡。測 磁探頭可滑動地設置于高度調節部件2上，通過調節測磁套頭于高度調節桿上的安裝位置 (相當于調節其運動軌跡的旋轉半徑)，能夠使得測磁探頭相對于軸向調節桿I不同半徑距 離的空間進行磁場測量。
軸向調節桿I可轉動地設置于徑向支承部件上，高度調節部件2可滑動地設置于 軸向調節桿I上，結合測磁探頭可滑動地設置于高度調節部件2上的結構設計，能夠使得測 磁探頭在超導磁體內筒a中的無死角測量。其具體實現如下述。
首先擬定坐標系，以軸向調節桿I的軸線為Z軸，在垂直于軸向調節桿I的平面內 形成X-Y平面，且假定X-Y平面可隨高度調節部件2變化，保證測磁探頭始終位于X-Y平面 內；
高度調節部件2可滑動地設置于軸向調節桿I上，高度調節部件2上安裝有測磁 探頭，如此實現了測磁探頭于Z軸上移動；
軸向調節桿I能夠帶動高度調節部件2旋轉，且測磁探頭可滑動地設置于高度調 節部件2上，如此實現了測磁探頭在X-Y平面內任意調節；
綜上所述，由于測磁探頭在超導磁體內筒a能夠實現X-Y-Z三維方向上的調節， 使得測磁探頭能夠在超導磁體內筒a中任意空間方位上的調節，擴展了調節裝置的調節能 力。
具體地，在本實施例中，徑向支承部件包括安裝套Ia環以及設置于安裝套Ia環外 緣處的徑向支承桿3 ;軸向調節桿I可轉動地設置于安裝套Ia環上；徑向支承桿3為三個， 并相鄰的徑向支承桿3垂直設置；徑向支承桿3與超導磁體內筒a的內壁抵接。
在上述實施例中，徑向支承桿3為三個，其中，兩個采取水平設置，另一個采取豎 直，如此徑向支承部所形成“T”型結構設計。為了能夠實現對軸向調節桿I的穩定支撐，徑 向支撐部設置為兩個，并分設于軸向調節桿I的兩端。徑向支撐部搭接于(徑向支承桿3與 超導磁體內筒a的內壁抵接)超導磁體內筒a中，使得本發明的安裝較為方便。在使用時， 僅需要將測量裝置直接放置于超導磁體內筒a中即可。
由于軸向調節桿I能夠進行轉動，從而使得測量探頭進行磁場的圓周測量操作。 為了提高本發明的磁場測量精度，本發明在軸向調節桿I的桿端設置有轉動把手，安裝套 Ia環上固定設置有刻度盤，轉動把手位于刻度盤的一側。設置旋轉把手的目的在于便于 操作人員轉動軸向調節桿I。設置有與安裝套Ia環固定設置的刻度盤，作為對軸向調節桿 I轉動的轉動參考標準，能夠為軸向調節桿I的轉動提供尺度依據，可以實現軸向調節桿I 周向的等間隔轉動，進一步提聞本發明測量的精度。
本發明提供的磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置使用要求為保證軸向調 節桿I位于超導磁體內筒a的中心軸線上。但是，由于機械加工不可避免地會出現徑向支 撐部在加工過程中出現尺寸誤差，造成軸向調節桿I偏離超導磁體內筒a的中心軸線，降低 了檢測數據的可靠性。
為了能夠對軸向調節桿I進行對中操作，使其與超導磁體內筒a同軸，本發明提供 的徑向支承桿3采用了可伸縮桿結構設計。通過調節徑向支承桿3的長度，對軸向調節桿 I進行空間位置上的調節。
請參考圖3，其中圖3為本發明一種實施例中徑向支承桿的局部結構示意圖。
在本發明的一個具體實施方式
中，徑向支承桿3包括主桿31和調節套管32，主桿 31與安裝套Ia環連接，調節套管32與超導磁體內筒a的內壁抵接并和主桿31螺紋連接。
在本發明的另一個具體實施方式
中，徑向支承桿3包括主桿31和調節套管32，調 節套管32上開設有多個調節孔或者是具有長形的調節孔，主桿31上設置有具有定位作用 的螺栓，螺栓穿過調節孔能夠對調節套管32施加作用力，從而使得調節套管32與主桿31 之間固定；松開螺栓則能夠調節調節套管32與主桿31之間的長度。
請參考圖4，圖4為本發明一種實施例中軸向調節桿的局部結構示意圖。
具體地，軸向調節桿I上套設有安裝套Ia ;安裝套Ia上具有沿軸向調節桿I的軸 線方向開設的滑動孔；高度調節部件2上設置有定位螺栓，定位螺栓穿過滑動孔與軸向調 節桿I抵接。高度調節部件2與定位螺栓螺紋連接，高度調節部件2在安裝套Ia上滑動， 當高度調節部件2移動至合適的位置后，擰緊定位螺栓使得高度調節部件2固定。
作為對上述設計的一個結構優化設計方案高度調節部件2上可以設置有卡子， 卡子能夠夾持于軸向調節桿I上，實現高度調節部件2的固定。
具體地，安裝套Ia上沿滑動孔的長度方向設置有長度調節刻度，用于對高度調節 部件2的調節提供尺寸參照，達到提高本發明的測量精度的目的。
在本實施例中，高度調節部件2的具體結構為其上開設有安裝槽，測磁探頭可滑 動地設置于安裝槽中，高度調節部件2上設置有固定套環，固定套環用于將測磁探頭固定 于安裝槽中，固定套環通過螺栓定位于高度調節部件2上。
如上述結構設計相同，高度調節部件2沿其長度方向設置有刻度。
磁共振裝置是一種用于進行磁共振成像的設備，包括超導磁體內筒a，超導磁體內 筒a上設置有梯度線圈。在使用本發明提供的磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置進 行磁場檢測時，磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置的調節支撐架設置于超導磁體內 筒a中。
由于磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置的特殊結構設計，能夠使得測磁探 頭在超導磁體內筒a中進行無死角測量，解決了現有技術中調節范圍有限的問題。
請參考圖5，圖5為本發明另一種實施例中軸向調節桿的局部結構示意圖。
在本發明中，還可以采用半圓環形多探頭測磁儀器進行磁場測量，半圓環形多探 頭測磁儀器通過螺栓固定在軸向調節桿I的中間部位，同時使得半圓環形多探頭測磁儀器 的中心與軸向調節桿I中心重合，利用軸向調節桿I旋轉便可完整測量到中心區所要求固 定大小球面上的磁場分布。
在初次得到所要求的基礎磁場分布后，進行數據分析，來確定初始的中心位置是 否為磁體的磁場中心，若不是，則根據數據分析的結果，通過磁場測量裝置的徑向和軸向尺 寸可調連接部分進行測量中心的位置調整，得到新的測量數據，再次進行數據分析，重復該 步驟，直到尋找到符合要求的磁場中心位置；
若已尋找到符合要求的磁場中心位置，則可進行下一步的勻場工作。
本發明提供的磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置是一種應用于磁場中(由 磁共振裝置激發)，用于對磁場分布進行檢測的裝置。因此，對于本領域技術人員而言，為 了避免對所檢測的磁場產生影響，本發明優先選用非磁性材料制成，例如高分子材料(聚丙烯)或者是招合金。
以上對本發明所提供的一種磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置進行了詳 細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說 明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術 人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進 和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。
權利要求
1.一種磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置，安裝于超導磁體內筒(a)中，包括用于進行磁場測量的測磁探頭，其特征在于，還包括調節支撐架，所述調節支撐架設置于超導磁體內筒(a)中用于安裝所述測量探頭;所述調節支撐架包括與超導磁體內筒(a)同軸設置的軸向調節桿(1)、用于安裝所述軸向調節桿(1)的徑向支承部件以及與設置于所述軸向調節桿(1)上的高度調節部件(2);所述軸向調節桿(1)可轉動地設置于所述徑向支承部件上；所述高度調節部件(2)可滑動地設置于所述軸向調節桿(1)上；所述測磁探頭可滑動地設置于所述高度調節部件(2 )上。
2.根據權利要求1所述的磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置，其特征在于，所述徑向支承部件包括安裝套(1a)環以及設置于所述安裝套(Ia)環外緣處的徑向支承桿(3);所述軸向調節桿(1)可轉動地設置于所述安裝套(1a)環上；所述徑向支承桿(3)為三個，并相鄰的所述徑向支承桿(3)垂直設置；所述徑向支承桿(3)與超導磁體內筒(a)的內壁抵接。
3.根據權利要求2所述的磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置，其特征在于，軸向調節桿(1)的桿端設置有轉動把手，所述安裝套(1a)環上固定設置有刻度盤，所述轉動把手位于所述刻度盤的一側。
4.根據權利要求2所述的磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置，其特征在于，所述徑向支承桿(3)為可伸縮桿。
5.根據權利要求4所述的磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置，其特征在于，所述徑向支承桿(3)包括主桿(31)和調節套管(32)，所述主桿(31)與所述安裝套(1a)環連接，所述調節套管(32)與超導磁體內筒(a)的內壁抵接并和所述主桿(31)螺紋連接。
6.根據權利要求1所述的磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置，其特征在于，所述軸向調節桿(1)上套設有安裝套(1a)；所述安裝套(1a)上具有沿所述軸向調節桿(1)的軸線方向開設的滑動孔；所述高度調節部件(2)上設置有定位螺栓，所述定位螺栓穿過所述滑動孔與所述軸向調節桿(1)抵接。
7.根據權利要求6所述的磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置，其特征在于，所述安裝套(1a)上沿所述滑動孔的長度方向設置有長度調節刻度。
8.根據權利要求1至7任一項所述的磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置，其特征在于，所述高度調節部件(2)上開設有安裝槽，所述測磁探頭可滑動地設置于所述安裝槽中，所述高度調節部件(2)上設置有固定套環，所述固定套環通過螺栓定位于所述高度調節部件(2)上。
9.根據權利要求8所述的磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置，其特征在于，所述高度調節部件(2)沿其長度方向設置有刻度。
全文摘要
本發明公開了一種磁共振成像超導磁體中心區磁場測量裝置，包括測磁探頭以及調節支撐架。調節支撐架包括與超導磁體內筒同軸設置的軸向調節桿、用于安裝軸向調節桿的徑向支承部件以及與設置于軸向調節桿上的高度調節部件。其中，軸向調節桿與高度調節部件聯合作用，能夠使得測磁探頭在空間任意方位上進行磁場測量，擴展了調節裝置的調節能力。
文檔編號G01R33/02GK102998633SQ20121053719
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月12日 優先權日2012年12月12日
發明者張國慶, 朱自安, 趙玲, 耿麗斯, 王兆連, 李培勇, 胡金剛 申請人:中國科學院高能物理研究所, 濰坊新力超導磁電科技有限公司