1.本实用新型涉及核磁共振成像技术领域,更具体地说,涉及一种无源匀场结构。
背景技术:
2.随着磁共振技术的发展和成熟,磁共振成像设备在临床医疗领域的应用十分广泛。磁共振成像超导磁体是磁共振成像设备的核心部件,超导磁体中心球形区域磁场均匀度的大小将直接影响图像的成像效果。
3.磁共振超导磁体在制作完成后在其中心球形区域磁场的均匀度约为几百个ppm,这不能满足成像清晰的基本要求,目前要使成像清晰,一般要求中心磁场的均匀度为十几个ppm以下,ppm越小,成像越清晰。因此需要使用匀场技术使mri(磁共振成像,magnetic resonance imaging)超导磁体中心磁场的均匀度满足要求。目前常用的匀场技术主要分为无源匀场技术和有源匀场技术。
4.目前常用的无源匀场技术如图1所示,梯度线圈20设置于超导磁体100内,在梯度线圈20沿圆周方向均布多个(一般24个)矩形的匀场通道,每个匀场通道会放置如图2所示的匀场抽屉30,在匀场抽屉上设置有多个空格,根据磁场的分布及匀场软件的模拟计算来确定这些空格所用来放置的硅钢片的位置及厚度,反复几次模拟计算调整最终使超导磁体中心磁场的均匀度满足使用要求。
5.这种方式定位精准,安装方便,匀场效果良好,但它要求梯度线圈要有足够的长度(一般要大于超导磁体中心磁场区域直径的三倍,且梯度线圈需要相对超导磁体呈对称布置),而且梯度线圈运行时的发热量不能太高,否则会影响匀场效果。
6.因此,如何使无源匀场结构免受梯度线圈的长短及发热量的影响,成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素:
7.有鉴于此,本实用新型的目的在于提供一种无源匀场结构,以使无源匀场结构免受梯度线圈的长短及发热量的影响。
8.为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
9.一种无源匀场结构,包括:
10.超导磁体;
11.安装卡条,为周向均匀设置于所述超导磁体内壁的多个,且所述安装卡条沿所述超导磁体的轴向延伸,任意相邻两个所述安装卡条之间形成有匀场通道;
12.抽屉组件,用于设置于所述匀场通道内。
13.可选地,在上述的无源匀场结构中,所述安装卡条远离所述超导磁体一端的两侧设置有安装凸台,所述安装凸台与所述超导磁体之间形成嵌装槽,所述嵌装槽与所述匀场通道连通;
14.所述抽屉组件的两侧设置有用于嵌入所述嵌装槽的嵌装部。
15.可选地,在上述的无源匀场结构中,所述超导磁体和所述安装卡条焊接连接。
16.可选地,在上述的无源匀场结构中,所述安装卡条面向所述超导磁体一端的两侧倒角。
17.可选地,在上述的无源匀场结构中,所述安装凸台上设置有用于供焊接工具穿过的焊接避让口。
18.可选地,在上述的无源匀场结构中,所述抽屉组件包括:
19.匀场条,开设有多个用于放置硅钢片的存放槽;
20.盖板,与所述匀场条连接,用于封堵所述存放槽;
21.安装板,连接于所述匀场条的两端,所述安装板用于与所述安装卡条连接。
22.可选地,在上述的无源匀场结构中,所述匀场条和所述安装板为一体式结构或分体式结构。
23.可选地,在上述的无源匀场结构中,所述存放槽的槽底开设有用于供拆装工具穿过以将硅钢片顶出所述存放槽的拆装孔。
24.可选地,在上述的无源匀场结构中,所述盖板与所述匀场条通过沉头螺钉连接;和/或,
25.所述安装卡条的端面设置有用于与所述安装板连接的螺栓孔。
26.可选地,在上述的无源匀场结构中,所述匀场条、所述盖板和所述安装板均由环氧板制备。
27.本实用新型提供的无源匀场结构包括超导磁体、安装卡条和抽屉组件,安装卡条为沿超导磁体的周向均匀设置于超导磁体内壁的多个,且安装卡条沿超导磁体的轴向延伸,任意相邻两个安装卡条之间形成有匀场通道,抽屉组件用于设置于匀场通道内。
28.相较于现有技术,本实用新型提供的无源匀场结构通过安装卡条在超导磁体内腔制造匀场通道,使得抽屉组件可固定于超导磁体的内壁,避免了由于抽屉组件安装于梯度线圈内而受到梯度线圈的长短及发热量的影响,尤其适用于一些不适合在梯度线圈开设匀场通道的情况。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为现有技术的无源匀场结构的示意图;
31.图2为现有技术的匀场抽屉的结构示意图;
32.图3为本实用新型实施例公开的无源匀场结构的示意图;
33.图4为本实用新型实施例公开的安装卡条的结构示意图;
34.图5为本实用新型实施例公开的抽屉组件的结构示意图;
35.图6为本实用新型实施例公开的安装卡条和抽屉组件的安装结构示意图。
36.其中,20为梯度线圈,30为匀场抽屉;
37.100为超导磁体;
38.200为安装卡条,210为卡条本体,211为螺纹连接孔,212为螺栓孔,220为安装凸台,221为焊接避让口;
39.300为抽屉组件,310为匀场条,311为存放槽,312为嵌装部,320为盖板,321为沉头螺钉,330为安装板,331为连接件。
具体实施方式
40.本实用新型的核心在于公开一种无源匀场结构,以使无源匀场结构免受梯度线圈的长短及发热量的影响。
41.以下,参照附图对实施例进行说明。此外,下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外,下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的j9九游会真人的解决方案所必需的。
42.其中,在本技术实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,a/b可以表示a或b;本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。另外,在本技术实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
43.以下,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
44.结合图3,本实用新型实施例公开的无源匀场结构包括超导磁体100、安装卡条200和抽屉组件300,安装卡条200为沿超导磁体100的周向均匀设置于超导磁体100内壁的多个,且安装卡条200沿超导磁体100的轴向延伸,任意相邻两个安装卡条200之间形成有匀场通道,抽屉组件300用于设置于匀场通道内。
45.相较于现有技术,本实用新型实施例公开的无源匀场结构通过安装卡条200在超导磁体100内腔制造匀场通道,使得抽屉组件300可固定于超导磁体100的内壁,避免了由于抽屉组件300安装于梯度线圈内而受到梯度线圈的长短及发热量的影响,尤其适用于一些不适合在梯度线圈开设匀场通道的情况。
46.本实用新型实施例公开的无源匀场结构在结构上将抽屉组件300和梯度线圈分离,使得梯度线圈相对于超导磁体100的安装位置具有更多的布置形式,例如相对于超导磁体100非对称的布置形式。
47.结合图6,安装卡条200和抽屉组件300一般均为24个,在超导磁体100内交替并环绕成类圆环状的结构。
48.需要说明的是,以下安装卡条200/安装凸台220面向超导磁体100的一端,均指超导磁体100更靠近超导磁体100内壁的一端。
49.在本实用新型公开的一具体的实施例中,如图4所示,安装卡条200远离超导磁体100一端的两侧设置有安装凸台220,安装凸台220与超导磁体100的内壁之间形成嵌装槽,嵌装槽与匀场通道连通,抽屉组件300的两侧设置有用于嵌入嵌装槽的嵌装部312,通过嵌装部312和嵌装槽的安装配合,可将抽屉组件300初步固定于匀场通道内。
50.在无源匀场的安装过程中,可以先将安装卡条200固定在超导磁体100的内壁,然后再将抽屉组件300由匀场通道的端部插入,最后再进行抽屉组件300与超导磁体100和/或
安装卡条200的固定。
51.其中,抽屉组件300与超导磁体100的固定需要考虑固定装置对磁场的影响。此外,在后续梯度线圈安装至超导磁体的内腔后,梯度线圈的水管、电线等会在超导磁体100的端面走线固定,若该固定装置也位于超导磁体100的端面上,固定装置与梯度线圈的走线之间可能相互造成干涉,因此,一般对抽屉组件300和安装卡条200进行固定。
52.结合图4,安装卡条200的横截面呈t型,抽屉组件300的两侧设置有凸出台阶,该凸出台阶作为嵌装部312与安装卡条200嵌装配合。
53.其中,抽屉组件300与超导磁体100内壁之间的最小距离保持在1mm~2mm内即可正常使用,该间隙可保证抽屉组件300顺畅的滑入匀场通道内,且该间隙导致的硅钢片位置偏差对实际匀场的影响较小。
54.安装卡条200和安装凸台220可一体成型,在一实施例中,安装卡条200包括卡条本体210和安装凸台220。
55.本实用新型实施例公开的安装卡条200可以采用焊接、螺栓连接等多种方式与超导磁体100进行安装固定,其中,焊接的方式具有安装简便、成本低的优点。
56.为了实现安装卡条200与超导磁体100之间的焊接连接,安装卡条200面向超导磁体100一端为安装端,安装端的两侧均设置有倒角结构,该倒角结构可以预留出安装卡条200与超导磁体100焊接的空间,避免焊缝进入嵌装槽区域而对抽屉组件300在匀场通道内的安装造成影响。
57.结合图4,在安装凸台220上设置有用于供焊接工具穿过的焊接避让口221,在焊接过程中,焊接工具可由焊接避让口221处靠近安装卡条200与超导磁体100的焊接位置,实现对安装卡条200与超导磁体100的焊接。
58.具体地,安装卡条200与超导磁体100采用点焊的方式进行焊接,而不用满焊的焊接方式进行焊接,以在保证连接强度的前提下,减少焊接变形。在确定焊接位置后,在安装凸台220以及卡条本体210上加工出焊接避让口221。
59.其中,安装卡条200的材料与超导磁体100的相同,一般为304不锈钢或316不锈钢,以方便两者进行焊接操作。
60.结合图4,安装卡条200面向超导磁体100内壁的端面可以为平面结构或与超导磁体100的内壁相贴合的曲面结构,其中,平面结构的安装卡条200的重量较轻,且生产难度较低,而曲面结构的安装卡条200会受到超导磁体100加工误差的影响,当加工误差与焊接误差叠加,会导致安装卡条200的安装精度的降低,同时曲面结构的安装卡条200加工成本加高。
61.在本实用新型公开的一具体的实施例中,如图5所示,抽屉组件300包括匀场条310、盖板320和安装板330。匀场条310上开设有多个用于放置硅钢片的存放槽311,盖板320与匀场条310连接,用于封堵存放槽311,以将硅钢片固定于存放槽311内。安装板330连接于匀场条310的两端,安装板330用于实现匀场条310和安装卡条200的连接。在将抽屉组件300插入匀场通道内之后,通过安装板330将抽屉组件300和安装卡条200固定,完成对抽屉组件300的固定。
62.其中,匀场条310和安装板330可以为一体式结构或分体式结构。当匀场条310和安装板330为分体式结构时,匀场条310和安装板330通过连接件331螺栓连接,安装卡条200和
安装板330也为螺栓连接,在后续安装时,若出现孔位对不齐的现象时方便通过安装板330进行修配。
63.在安装卡条200的端面设置有用于与安装板330通过连接件331连接的螺栓孔212,在安装卡条200/卡条本体210上贯通有用于与定位工装连接的螺纹连接孔211。
64.为了保证连接强度,在安装板330上设置有多个连接孔,其中位于两端的连接孔用于匀场条310连接,位于中间的连接孔用于与安装板330连接。
65.匀场条310可以由长条环氧板上加工若干个排列均匀的存放槽311进行制备,且存放槽311与嵌装部312的结构之间互不干涉。
66.盖板320可由较薄的环氧板加工制成,在板面的边缘上加工一圈连接孔,与匀场条310可拆卸连接。
67.为了方便将硅钢片由存放槽311内取出,在存放槽311的槽底开设有拆装孔,拆装工具可穿过该拆装孔,以将硅钢片顶出存放槽311,拆装工具可以为顶杆等。
68.该拆装孔还可以为与存放槽311连通的、开设于匀场条310开口端的扣取槽,但该方案对存放槽311的间距有要求,需要预留扣取槽的位置,会导致相同长度上的存放槽311的数量减少,进而降低硅钢片的存储量。
69.盖板320与匀场条310通过沉头螺钉321连接,以保证沉头螺钉321不高于盖板320的表面,进而不影响抽屉组件300在匀场通道的安装。
70.进一步地,由于在盖板320上需要拧入大量的沉头螺钉321,若存在沉头螺钉321未装配到位的情况,会导致其高于盖板320表面,进而影响安装过程的顺畅性,且所用的沉头螺钉321为塑料材质,若强行拖拽,会损伤其本身及盖板320,进一步地会导致抽屉组件300内部的硅钢片散落在超导磁体100的内壁上,而由于磁力较大,吸附的硅钢片很难取下,因此,结合图6,抽屉组件300设置有盖板320的一端较另一端远离超导磁体100的内壁,且在抽屉组件300与梯度线圈的外壁之间预留有可对沉头螺钉321的装配进行容错的间隙。
71.在无源匀场结构的制备过程中,先将安装卡条200通过划线或定位工装焊接于超导磁体100的内壁表面,再通过匀场软件计算各个位置匀场条310所需放置的硅钢片厚度及位置,然后将硅钢片按计算结果放入存放槽311内,对硅钢片厚度不足以填满存放槽311的,需用塑料片填平,然后将盖板320用无磁材料的十字槽沉头螺钉321紧固到匀场条310上,接着用无磁的普通螺钉将安装板330紧固到匀场条310的端面上,最后将该匀场抽屉组件300插入由相邻的安装卡条200(及超导磁体100的内腔面)组成的匀场通道内,测量此时的磁场均匀度,若不满足要求,则继续用匀场软件计算调整硅钢片的厚度及位置,一般反复3-5次,即可使磁场均匀度达到10ppm以下,满足使用要求。
72.本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象,而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元,而是可包括没有列出的步骤或单元。
73.对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理
和新颖特点相一致的最宽的范围。