医疗设备磁体的分类
医用磁共振成像磁体可分为永磁型、常导型和超导型3种。1、永磁型磁体
永磁型磁体是最早应用于磁共振全身成像的磁体,由具有铁磁性的永磁材料构成,铁磁性材料在外加磁场的作用下易被磁化,磁感应强度比外磁场强得多,且外磁场去掉后仍能保持永久性磁化强度。用于构造磁体的永磁材料主要有铝钅钴、铁氧体和稀土钴3种类型。
永磁体一般有多块永磁材料堆积(拼接)而成。磁铁块的排列纪要构成一定的成像空间,又要达到磁场均匀度尽可能高的要求。另外,磁体的两个极片需用磁性材料连接起来,以提供磁力线的返回通路,从而减少磁体周围的杂散磁场。永磁体的场强一般不超过0.5T。
永磁型磁体的优点式结构简单,造价低和不需昂贵和复杂的附加设备,操作维护比较简单,它的磁场发散小,对周围环境应小小,安装费用少。其缺点是场强较低,其磁场的均匀度较差,原因是用于拼接磁体的模块材料比可能完全一致,且受磁极平面加工精度及磁极自身的边沿效应(磁极轴线与与边沿磁场的不均匀性)的影响。另外,永磁型磁体的热稳定性差,它的磁场稳定性是所有磁体中最差的,磁体室内的温度变化控制在1duc之内。此外,重达数十吨的重量对安装地面的承重也提出了较高的要求。上述缺点大大限制了用磁体的应用。
2、常导型磁体
常导式磁体也称为高阻式磁体或阻抗型磁体,器磁场是由通电线圈产生,载流导线周围存在磁场,其场强与导线中的电流强度、导线的形状和磁介质的性质有关,常导磁体线圈是由铜或铝导线绕制而成。
无限长螺线管的近似结构是有限长螺旋管,它靠圆柱对称的几何形状建立螺旋管内部肥肉均匀磁场。均匀磁场只能建立在螺旋管中一个长度有线的区域,增加螺旋管两端导线的匝数可以扩大这个均匀区域的范围,也可以在螺旋管两端各附设一个半径梢大的薄线圈,利用这两个辅助线圈电流的磁场抵消螺旋管中心两侧磁场随轴向位置的变化。
球形磁体线圈最简单的近似式是霍尔姆兹线圈,它是一对半径相等的同轴线圈,轴向距离等于线圈的半径,两个线圈的导线沿相同方向流过相等的恒定电流,这种线圈只能在线圈中心一个小体积范围建立均匀磁场,扩大均匀磁场的半径比两边两个线圈的半径大,以此类推。
3、超导型磁体
超导磁体磁场线圈的设计原理与常导磁体基本相同、不过,超导磁体的线圈是采用超导体导线绕制而成,故称为超导磁体,这种磁体场强高, MRI中 0.5T以上的磁体场强都采用超导磁体。
河南新安 王工
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