一种可用于脑部检测的Halbach磁体制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可用于脑部检测的Halbach磁体，包括由9个永磁体块构成的主磁体，主磁体的空腔区域ROI形成静态磁场均匀区域，9个永磁体块的中心点沿椭圆曲线呈等弧长分布，每相邻2块永磁体块的磁化方向沿椭圆曲线依次偏转且对称分布在椭圆曲线上，每相邻2块永磁体块的磁化方向之间的夹角为45度，9个永磁体块的横截面两侧分别竖直设置有安装板，2个安装板的上沿轮廓与9个永磁体块的水平分布方向相配合，2个安装板的四角之间通过螺杆相连接，每个螺杆的两端设置有螺帽。本实用新型专利技术为半环的开放式磁体，人体脑部不需要放入永磁体结构内部，实现了脑部的开放式核磁共振测量，且磁体体积小便于移动，实现了人体脑部的实时无损核磁共振检测。

A Halbach magnet for brain testing

The utility model discloses a magnet can be used for Halbach detection of the brain, including the main magnet consists of 9 permanent magnets, the cavity region of the ROI main magnet form a uniform static magnetic field region, 9 permanent magnet center point along the elliptic curve is arc length distribution, each of the 2 adjacent permanent magnet blocks. The direction of magnetization in sequence along the elliptic curve deflection and symmetric distribution on elliptic curve, the angle between every 2 adjacent permanent magnet blocks the magnetization direction is 45 degrees, 9 permanent magnets in the transverse section of both sides are arranged vertically in the mounting plate, 2 mounting plate along the contour and the 9 permanent magnet block level the distribution direction of matching between the 2 installation of the four corners of the board are connected by screw, both ends of each screw is provided with a screw cap. Open magnet of the utility model is a semi ring, the human brain does not need to be placed in permanent magnet structure, to achieve the open magnetic resonance brain measurements, and the volume of the magnet mobile, real-time nondestructive NMR detection of human brain.

【技术实现步骤摘要】
一种可用于脑部检测的Halbach磁体
本技术属于脑部疾病检测
，涉及一种可用于脑部检测的Halbach磁体。
技术介绍
新兴的电磁成像技术，如EIT、MIT等，虽然设备体积较小、便于携带且结构开放，可以较为方便的对颅内疾病进行实时监护，但技术不成熟，成像分辨率低；而传统的、较为成熟的核磁共振技术对于人体组织成像的分辨率虽然较高，但难以用于脑部疾病的实时监护。核磁共振技术作为一种无损检测手段，广泛应用于生命医疗、食品分析、质量控制、材料科学领域和地球物理领域等。产生静态磁场的主磁体是核磁共振仪器的核心部件，目前主磁体可分为三种类型：1)电磁体。磁场均匀性满足成像基本要求，但产生的磁场能力有限且耗电量耗水量大；2)超导磁体。这类磁体虽然能够产生很强的磁场，但必须使用制冷剂，维持超导的低温环境所需费用较高；3)永磁体。永磁体产生的磁场虽然在强度上不能达到超导磁体的量级，但严格加工下磁场均匀度可达到要求，且使用这种磁体没有昂贵和复杂的附加设备，操作维护比较简单、方便，并且我国的永磁稀土材料储量丰富，采用永磁体材料来构建所需费用相对低廉，且稳定可靠。这就是本申请的结构采用永磁体材料来构建Halbach磁体主磁场的原因。1979年，美国劳伦斯伯克利国家实验室K.Halbach博士提出一种永磁体结构，该磁体阵列由稀土永磁材料构成，将充磁方向连续变化的磁体模块按一定的规律排列成圆筒状结构，可在圆筒状磁体结构的内侧得到均匀磁场，而在其外侧几乎没有磁场分布。学术界将这种阵列方式的永磁体称为Halbach阵列磁体。随着永磁装置不断向小型化和便携化的发展趋势，Halbach阵列的出色特性得到了学术界和工业界的广泛关注。专利200510011970.2改进了Halbach磁体的端部效应，提出在Halbach磁体的下端粘上一个半圆环状的永磁体结构，补偿圆柱形Halbach磁体腔内的轴向磁场。专利200510086407.1对专利200510011970.2的结构实施了进一步改进，用半球状永磁体结构代替半圆环状的永磁体结构，减少了漏磁，进一步提高了永磁体模块的使用效率。专利201010237804.5对Halbach结构进行了改进，提出使用等腰三角形永磁体模块，方便了磁体结构的安装，提高了永磁体模块的使用效率。然而，Halbach阵列，磁体结构封闭，被测物体必须放置在圆筒状磁体结构腔内，这种结构对于具有幽闭症的患者不适用，同时对于安装有心脏起搏器或者安装假肢的患者等严禁进行NMR检查。放置宫内节育环的患者如在检查中有不适应立刻停止检查，所以对于这些脑部损伤患者都是无法适用的。而目前核磁共振仪结构复杂，体积较大，不便移动，同时一次诊断费用昂贵，难以实现临床实时监护，结合我国的当前国情，现在正推进基层医疗改革，于基层医疗单位中设置体积小、价格低廉的对人体无害的实时监测设备，可以降低对大型医疗设备的需求。所以，现在迫切需要一种体积小、廉价、便于移动的可以为病患提供床旁检测的医疗设备，可以及时给医生提供病情发展情况。但目前还没有一种合适的磁体结构能够满足这种需求。
技术实现思路
为了达到上述目的，本技术提供一种可用于脑部检测的Halbach磁体，解决了现有核磁共振仪结构复杂、体积较大、不便移动的问题。本技术所采用的技术方案是，一种可用于脑部检测的Halbach磁体，包括由9个永磁体块构成的主磁体，所述主磁体的空腔区域ROI形成静态磁场均匀区域，9个所述永磁体块的中心点沿椭圆曲线呈等弧长分布，每相邻2块永磁体块的磁化方向沿椭圆曲线依次偏转且对称分布在椭圆曲线上，每相邻2块永磁体块的磁化方向之间的夹角为45度，9个所述永磁体块的横截面两侧分别竖直设置有安装板，2个所述安装板的上沿轮廓与9个永磁体块的水平分布方向相配合，2个所述安装板的四角之间通过螺杆相连接，每个所述螺杆的两端设置有螺帽。本技术的特征还在于，进一步地，所述9个永磁体块为横截面为正方形的长条状矩形，所述9个永磁体块剩磁相同，所述9个永磁体块磁化方向沿各自的的横截面设置且与各自的短边平行。进一步地，所述每相邻的2块永磁体块的磁化方向沿椭圆曲线对称分布。进一步地，2个所述安装板包括粘合而成的内板和外板，每个所述内板与9个所述永磁体块横截面的位置对应处设置有9个大小配合的贯穿孔。本技术的优点在于：该Halbach磁体结构所产生的静态磁场均匀区域位于Halbach磁体结构的内部，且该Halbach磁体为半环的开放式磁体，所以人体脑部不需要放入永磁体结构内部进行测量，实现了脑部的开放式核磁共振测量。且磁体体积小，便于移动，从而实现了人体脑部的床旁实时无损核磁共振检测，克服现有核磁共振永磁体结构体积庞大、价格昂贵、封闭、检测费用高等缺点，该Halbach磁体结构体积小、重量轻、便于脑部疾病患者的床旁实时检测。该片状均匀静态磁场区域距离主磁体结构表面的高度可调，该高度的调节可以通过下列方式实现：调节主磁体中9个矩形永磁体块中心点所在的半椭圆曲线的形状，半椭圆曲线的形状设置通过改变椭圆曲线长轴a和短轴b的大小来实现。本技术的其它优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本技术的实践中得到教导。本技术的目标和其它优点可以通过下面的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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。图1是本技术一种可用于脑部检测的Halbach磁体的结构示意图；图2是本技术一种可用于脑部检测的Halbach磁体的磁体结构示意图；图3是本技术一种可用于脑部检测的Halbach磁体的磁体结构横截面示意图；图4是本技术一种可用于脑部检测的Halbach磁体的单个安装板结构示意图；图5是本技术一种可用于脑部检测的Halbach磁体的静态磁场均匀区域(ROI区域)xoz平面10mm×50mm范围内磁场的计算值和测量值示意图；图6是本技术一种可用于脑部检测的Halbach磁体的静态磁场均匀区域(ROI区域)纵深方向磁场的计算值和测量值示意图。图中，1.安装板，2.螺杆，3.永磁体块，4.贯穿孔。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术一种可用于脑部检测的Halbach磁体，如图1-6所示，包括由9个永磁体块3构成的主磁体，所述主磁体的空腔区域ROI形成静态磁场均匀区域，9个所述永磁体块3的中心点沿椭圆曲线呈等弧长分布，每相邻2块永磁体块3的磁化方向沿椭圆曲线依次偏转且对称分布在椭圆曲线上，每相邻2块永磁体块3的磁化方向之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可用于脑部检测的Halbach磁体，其特征在于，包括由9个永磁体块(3)构成的主磁体，所述主磁体的空腔区域ROI形成静态磁场均匀区域，9个所述永磁体块(3)的中心点沿椭圆曲线呈等弧长分布，每相邻2块永磁体块(3)的磁化方向沿椭圆曲线依次偏转且对称分布在椭圆曲线上，每相邻2块永磁体块(3)的磁化方向之间的夹角为45度，9个所述永磁体块(3)的横截面两侧分别竖直设置有安装板(1)，2个所述安装板(1)的上沿轮廓与9个永磁体块(3)的水平分布方向相配合，2个所述安装板(1)的四角之间通过螺杆(2)相连接，每个所述螺杆(2)的两端设置有螺帽。

【技术特征摘要】
1.一种可用于脑部检测的Halbach磁体，其特征在于，包括由9个永磁体块(3)构成的主磁体，所述主磁体的空腔区域ROI形成静态磁场均匀区域，9个所述永磁体块(3)的中心点沿椭圆曲线呈等弧长分布，每相邻2块永磁体块(3)的磁化方向沿椭圆曲线依次偏转且对称分布在椭圆曲线上，每相邻2块永磁体块(3)的磁化方向之间的夹角为45度，9个所述永磁体块(3)的横截面两侧分别竖直设置有安装板(1)，2个所述安装板(1)的上沿轮廓与9个永磁体块(3)的水平分布方向相配合，2个所述安装板(1)的四角之间通过螺杆(2)相连接，每个所述螺杆(2)的两端设置有螺帽。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春莉，何为，何晓龙，姚俊峰，黄倩，聂文亮，邱刚，杨梅，
申请(专利权)人：重庆三峡学院，
类型：新型
国别省市：重庆,50