CN105390229B - 一种永磁磁体及用于核磁共振成像***的磁体装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁磁体，包括：由永磁材料制成的柱状内磁体、第一柱状侧磁体和第二柱状侧磁体；所述第一柱状侧磁体同轴设置在所述柱状内磁体的外部，所述第二柱状侧磁体同轴设置在所述第一柱状侧磁体的外部，所述柱状内磁体、所述第一柱状侧磁体与所述第二柱状侧磁体的高度全部或部分不同且形成近似凹形曲面，所述柱状内磁体的磁化方向为轴向，所述第一柱状侧磁体的磁化方向与所述轴向成第一角度，所述第二柱状侧磁体的磁化方向与所述轴向成第二角度，所述第二角度大于或等于所述第一角度。本发明还公开了一种用于核磁共振成像***的磁体装置。

Description

一种永磁磁体及用于核磁共振成像***的磁体装置

技术领域

本发明涉及永磁体技术领域，尤其涉及一种永磁磁体及用于核磁共振成像***的磁体装置。

背景技术

核磁共振成像也称磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，简称MRI)，是利用原子核在磁场内共振所产生信号进行图像重建的一种技术，核磁共振技术不仅用于物理学和化学，也应用于临床医学领域。

MRI设备一般可以分为三个部分：磁体***、核磁共振波谱仪及图像处理显示***。其中，磁体***由磁体装置和线圈组成，磁体装置是MRI设备的主要构成部分，决定着MRI设备的图像质量和工作效率，同时，磁体装置也是MRI设备中成本最大、维护费最高的部分。磁体装置的主要性能指标包括磁场强度、磁场均匀度等，磁场强度越高，所使用的永磁材料越多，成本就越高，磁场均匀度也会随之下降，因此，如何使用较少的永磁材料来提高磁场强度及磁场均匀度是磁体设计的关键技术。

在现有技术中，参见图1所示的磁体装置示意图，该磁体装置包括中空磁轭1a、中空磁轭1a内表面上部设置的上永磁磁体2a、中空磁轭1a内表面下部设置的下永磁磁体3a、上永磁磁体2a与下永磁磁体3a相对表面上设置有上磁性均化极板4a和下磁性均化极板2A，气隙3A为磁体装置提供的工作区域。上永磁磁体2a和下永磁磁体3a中的箭头表示对应磁体的磁化方向，气隙3A中的箭头表示工作区域磁场方向。该磁体装置工作区域的磁场强度较低，一般在0.4特斯拉或以下，要想提高磁场强度，就要使用大量的永磁磁材，这使得用于MRI的永磁磁体的成本大幅提高，而且还很笨重。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种永磁磁体及用于核磁共振成像***的磁体装置，使得磁体结构简单且便于加工，并使得磁体结构能够提供较高磁场强度及磁场均匀度。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种永磁磁体，所述永磁磁体包括：由永磁材料制成的柱状内磁体、第一柱状侧磁体和第二柱状侧磁体；

所述第一柱状侧磁体同轴设置在所述柱状内磁体的外部，所述第二柱状侧磁体同轴设置在所述第一柱状侧磁体的外部，所述柱状内磁体、所述第一柱状侧磁体与所述第二柱状侧磁体的高度全部或部分不同且形成近似凹形曲面，所述柱状内磁体的磁化方向为轴向，所述第一柱状侧磁体的磁化方向与所述轴向成第一角度，所述第二柱状侧磁体的磁化方向与所述轴向成第二角度，所述第二角度大于或等于所述第一角度。

可选的，所述柱状内磁体由截面为方形的多个磁块拼接成近似实心圆柱而成，所述第一柱状侧磁体由截面为方形的多个磁块拼接成近似空心圆柱而成，所述第二柱状侧磁体由截面为方形的多个磁块拼接成近似空心圆柱而成；所述柱状内磁体的外表面与所述第一柱状侧磁体的内表面紧密贴合，所述第一柱状侧磁体的外表面与所述第二柱状侧磁体的内表面紧密贴合。

可选的，所述第二柱状侧磁体的***磁块包括截面为正方形的磁块和/或截面为长方形的磁块。

可选的，所述柱状内磁体、所述第一柱状侧磁体与所述第二柱状侧磁体的高度依次递增；或者，所述柱状内磁体与所述第一柱状侧磁体的高度相等，所述第二柱状侧磁体的高度大于所述第一柱状侧磁体的高度；或者，所述第一柱状侧磁体与所述第二柱状侧磁体的高度相等，所述柱状内磁体的高度小于所述第一柱状侧磁体的高度。

可选的，所述第一角度与所述第二角度不超过30度。

本发明实施例还提供了一种用于核磁共振成像***的磁体装置，包括：磁轭、所述磁轭内表面上部设置的第一主磁体、所述磁轭内表面下部设置的第二主磁体、分别同轴设置于所述第一主磁体与所述第二主磁体相对表面上的第一极板与第二极板；

所述第一主磁体与所述第二主磁体为如权利要求1至5任一项所述的永磁磁体；所述第一主磁体的柱状内磁体的磁化方向为轴向向上，所述第一主磁体的第一柱状侧磁体与第二柱状侧磁体的磁化方向均背离所述第一主磁体的柱状内磁体的磁化方向；所述第二主磁体的柱状内磁体的磁化方向为轴向向上，所述第二主磁体的第一柱状侧磁体与第二柱状侧磁体的磁化方向均指向所述第二主磁体的柱状内磁体的磁化方向。

可选的，所述第一极板的直径与所述第一主磁体的第二柱状侧磁体的外径相等，所述第一极板的对所述第一主磁体一侧与所述第一主磁体紧密贴合；所述第二极板的直径与所述第二主磁体的第二柱状侧磁体的外径相等，所述第二极板的对所述第二主磁体一侧与所述第二主磁体紧密贴合。

可选的，所述第一极板的直径与所述第一主磁体的第一柱状侧磁体的外径相等，所述第一极板的对所述第一主磁体一侧与所述第一主磁体紧密贴合；所述第二极板的直径与所述第二主磁体的第一柱状侧磁体的外径相等，所述第二极板的对所述第二主磁体一侧与所述第二主磁体紧密贴合。

可选的，所述磁体装置还包括：分别同轴设置于所述第一极板与所述第二极板相对表面上的第一柱状堵漏磁环和第二柱状堵漏磁环；所述第一柱状堵漏磁环的外径与所述第一主磁体的第二柱状侧磁体的外径相等，所述第二柱状堵漏磁环的外径与所述第二主磁体的第二柱状侧磁体的外径相等。

可选的，所述磁体装置还包括：分别同轴设置于所述第一主磁体的第二柱状侧磁体与所述第二主磁体的第二柱状侧磁体相对表面上的第一柱状堵漏磁环和第二柱状堵漏磁环；所述第一柱状堵漏磁环的外径与所述第一主磁体的第二柱状侧磁体的外径相等，所述第二柱状堵漏磁环的外径与所述第二主磁体的第二柱状侧磁体的外径相等。

可选的，所述第一柱状堵漏磁环由至少两个第一堵漏磁块组成，所述第一堵漏磁块采用永磁材料或铁磁材料，当所述第一堵漏磁块采用永磁材料时，所述第一堵漏磁块的磁化方向为径向向外；所述第二柱状堵漏磁环由至少两个第二堵漏磁块组成，所述第二堵漏磁块采用采用永磁材料或铁磁材料，当所述第二堵漏磁块采用永磁材料时，所述第二堵漏磁块的磁化方向为径向向内。

可选的，所述第一极板与所述第二极板的对空气一侧均为平面；或者，所述第一极板对空气一侧的对称位置分别有一凹槽，所述第二极板对空气一侧的对称位置分别有一凹槽。

本发明实施例提供的永磁磁体及用于核磁共振成像***的磁体装置，该永磁磁体包括由永磁材料制成的柱状内磁体、第一柱状侧磁体和第二柱状侧磁体，柱状内磁体、第一柱状侧磁体与第二柱状侧磁体的高度全部或部分不同且形成近似凹形曲面。可见，该磁体结构简单且便于加工，而且由于磁材采用中心至外径台阶式步进方式排列，起到了聚磁作用，不但可以提高磁场强度，还有利于产生均匀度较好的初始磁场，降低后期磁场矫正的难度，在达到同等磁场强度的情况下，可使用较少的磁性材料，进而可有效降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为现有技术磁体装置示意图之一；

图2A为本发明实施例永磁磁体侧视图之一；

图2B为本发明实施例永磁磁体侧视图之二；

图2C为本发明实施例永磁磁体侧视图之三；

图3A为本发明实施例永磁磁体俯视图之一；

图3B为本发明实施例永磁磁体俯视图之二；

图3C为本发明实施例永磁磁体俯视图之三；

图4A为本发明实施例用于核磁共振成像***的磁体装置之一；

图4B为本发明实施例用于核磁共振成像***的磁体装置之二；

图4C为本发明实施例用于核磁共振成像***的磁体装置之三；

图5A为本发明实施例用于核磁共振成像***的磁体装置之四；

图5B为本发明实施例用于核磁共振成像***的磁体装置之五；

图5C为本发明实施例用于核磁共振成像***的磁体装置之六；

图6A为本发明实施例第一柱状堵漏磁环示意图；

图6B为本发明实施例第二柱状堵漏磁环示意图；

图7为本发明实施例用于核磁共振成像***的磁体装置之七；

图8A为本发明实施例极板示意图之一；

图8B为本发明实施例极板示意图之二；

图9A为现有技术一的磁力线示意图；

图9B为本发明实施例磁力线示意图之一；

图9C为本发明实施例磁力线示意图之二。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参见图2A、图2B和图2C，为本发明实施例提供的永磁磁体侧视图。该永磁磁体包括：由永磁材料制成的柱状内磁体2、第一柱状侧磁体3和第二柱状侧磁体4。其中，所述柱状内磁体2、所述第一柱状侧磁体3与所述第二柱状侧磁体4所采用的永磁材料可以选用现有的任何永磁材料，例如烧结钕铁硼、粘接稀土永磁、稀土钴、恒磁铁氧体等，以高磁能积为优。

其中，所述第一柱状侧磁体3同轴设置在所述柱状内磁体2的外部，所述第二柱状侧磁体4同轴设置在所述第一柱状侧磁体3的外部，所述柱状内磁体2、所述第一柱状侧磁体3与所述第二柱状侧磁体4的高度全部或部分不同且形成近似凹形曲面，所述柱状内磁体2的磁化方向为轴向，所述第一柱状侧磁体3的磁化方向与所述轴向成第一角度a，所述第二柱状侧磁体4的磁化方向与所述轴向成第二角度b。

在本发明实施例中，所述柱状内磁体2、所述第一柱状侧磁体3与所述第二柱状侧磁体4的高度全部或部分不同且形成近似凹形曲面。这三个柱状磁体的高度存在以下三种方式：

方式1、参见图2A所示的永磁磁体侧视图之一，所述柱状内磁体2、所述第一柱状侧磁体3与所述第二柱状侧磁体4的高度依次递增。

方式2、参见图2B所示的永磁磁体侧视图之二，所述柱状内磁体2与所述第一柱状侧磁体3的高度相等，所述第二柱状侧磁体4的高度大于所述柱状内磁体2与所述第一柱状侧磁体3的高度。

方式3、参见图2C所示的永磁磁体侧视图之三，所述第一柱状侧磁体3与所述第二柱状侧磁体4的高度相等，所述柱状内磁体2的高度小于所述第一柱状侧磁体3与所述第二柱状侧磁体4的高度。

在图2A中，垂直虚线表示轴线，箭头方向表示磁化方向。当柱状内磁体2的磁化方向为轴向向上时，第一柱状侧磁体3与第二柱状侧磁体4的磁化方向均指向柱状内磁体2的磁化方向(图2A中左图)。当柱状内磁体2的磁化方向为轴向向下时，第一柱状侧磁体3与第二柱状侧磁体4的磁化方向均背离柱状内磁体2的磁化方向(图2A中右图)。其中，所述第二柱状侧磁体4的磁化方向与所述柱状内磁体2的磁化方向之间的夹角(即所述第二角度b)大于或等于所述第一柱状侧磁体3的磁化方向与所述柱状内磁体2的磁化方向之间的夹角(即所述第一角度a)，进一步地，所述第一角度a与所述第二角度b不超过30度。在图2B和图2C中，各个磁体的磁化方向与图2A一致，在此不再赘述。

在本发明实施例中，所述柱状内磁体2由截面为方形的多个磁块拼接成近似实心圆柱而成，所述第一柱状侧磁体3由截面为方形的多个磁块拼接成近似空心圆柱而成，所述第二柱状侧磁体4由截面为方形的多个磁块拼接成近似空心圆柱而成，其中，所述柱状内磁体2的外表面与所述第一柱状侧磁体3的内表面紧密贴合，所述第一柱状侧磁体3的外表面与所述第二柱状侧磁体4的内表面紧密贴合。参见图3A所示的永磁磁体俯视图之一，所述柱状内磁体2、所述第一柱状侧磁体3与所述第二柱状侧磁体4均是由多个截面为正方形的磁块组成，当然也可以采用截面为长方形的磁块组成，或采用截面为长方形的磁块与截面为正方形的磁块组成。此外，所述第一柱状侧磁体3与所述第二柱状侧磁体4可采用一环或多环的磁块排列方式，比如图3A中，所述第一柱状侧磁体3与所述第二柱状侧磁体4分别由两个磁块环组成。

在本发明实施例中，所述第二柱状侧磁体4是由截面为方形的多个磁块拼接而成，且拼接成近似圆柱形，存在以下三种拼接方式：

1、参见图3B所示的永磁磁体俯视图之二，假设图3B所示的每个磁块均为截面为正方形的磁块，在此前提下，若所有磁块均为截面为正方形的磁块，则所述第二柱状侧磁体4的***磁块仅包括截面为正方形的磁块；

1、参见图3B所示的永磁磁体俯视图之二，假设图3B所示的每个磁块均为截面为长方形的磁块，在此前提下，若所有磁块均为截面为长方形的磁块，则所述第二柱状侧磁体4的***磁块仅包括截面为长方形的磁块；

2、参见图3C所示的永磁磁体俯视图之三，所述第二柱状侧磁体4的***磁块包括截面为正方形的磁块和截面为长方形的磁块，所述***磁块以外的每个磁块均为截面为正方形的磁块。

可以理解的是，由于磁性材料是由截面为方形的小磁块排列成截面近似圆形的柱体，而为了便于加工及装配采用截面为正方形磁块和/或半正方磁块排列，可减少异形磁块，降低加工难度及费用。

本发明实施例提供的永磁磁体，该永磁磁体包括由永磁材料制成的柱状内磁体、第一柱状侧磁体和第二柱状侧磁体，柱状内磁体、第一柱状侧磁体与第二柱状侧磁体的高度全部或部分不同且形成近似凹形曲面。可见，该磁体结构简单且便于加工，而且由于磁材采用中心至外径台阶式步进方式排列，起到了聚磁作用，不但可以提高磁场强度，还有利于产生均匀度较好的初始磁场，降低后期磁场矫正的难度，在达到同等磁场强度的情况下，可使用较少的磁性材料，进而可有效降低成本。

参见图4和图5，为本发明实施例提供的用于核磁共振成像***的磁体装置，该磁体装置包括：磁轭1、所述磁轭1内表面上部设置的第一主磁体、所述磁轭1内表面下部设置的第二主磁体、分别同轴设置于所述第一主磁体与所述第二主磁体相对表面上的第一极板51与第二极板52。

其中，所述第一主磁体与所述第二主磁体为上述实施例介绍的由柱状内磁体2、第一柱状侧磁体3和第二柱状侧磁体4组成的永磁磁体。其中，所述第一主磁体的柱状内磁体2的磁化方向为轴向向上，所述第一主磁体的第一柱状侧磁体3与第二柱状侧磁体4的磁化方向均背离所述第一主磁体的柱状内磁体2的磁化方向；所述第二主磁体的柱状内磁体2的磁化方向为轴向向上，所述第二主磁体的第一柱状侧磁体3与第二柱状侧磁体4的磁化方向均指向所述第二主磁体的柱状内磁体2的磁化方向。第一主磁体的磁化方向为轴向发散方向，第二主磁体的磁化方向为轴向聚拢方向，第一主磁体的磁化方向与第二主磁体的磁化方向形成环路。

在本发明实施例中，所述第一极板51与所述第二极板52有两个安装方式：

方式1、当柱状内磁体2、第一柱状侧磁体3与第二柱状侧磁体4的高度依次递增时(参见图4A所示的用于核磁共振成像***的磁体装置之一)；或者，当柱状内磁体2与第一柱状侧磁体3的高度相等、且第二柱状侧磁体4的高度大于柱状内磁体2与第一柱状侧磁体3的高度时(参见图4B所示的用于核磁共振成像***的磁体装置之二)；或者，当第一柱状侧磁体3与所述第二柱状侧磁体4的高度相等、且柱状内磁体2的高度小于第一柱状侧磁体3与所述第二柱状侧磁体4的高度时(参见图4C所示的用于核磁共振成像***的磁体装置之三)。在这三种情况下，所述第一极板51的直径与所述第一主磁体的第二柱状侧磁体4的外径相等，且所述第一极板51的对所述第一主磁体一侧与所述第一主磁体紧密贴合，即所述第一极板51的一侧近似凸形曲面与所述第一主磁体的近似凹形曲面紧密贴合；所述第二极板52的直径与所述第二主磁体的第二柱状侧磁体4的外径相等，所述第二极板52的对所述第二主磁体一侧与所述第二主磁体紧密贴合，即所述第二极板52的一侧近似凸形曲面与所述第二主磁体的近似凹形曲面紧密贴合。

方式2、当柱状内磁体2、第一柱状侧磁体3与第二柱状侧磁体4的高度依次递增时(参见图5A所示的用于核磁共振成像***的磁体装置之四)；或者，当第一柱状侧磁体3与所述第二柱状侧磁体4的高度相等、且柱状内磁体2的高度小于第一柱状侧磁体3与所述第二柱状侧磁体4的高度时(参见图5B所示的用于核磁共振成像***的磁体装置之五)。在这两种情况下，所述第一极板51的直径与所述第一主磁体的第一柱状侧磁体3的外径相等，所述第一极板51的对所述第一主磁体一侧与所述第一主磁体紧密贴合，即所述第一极板51的一侧近似凸形曲面与所述第一主磁体的近似凹形曲面紧密贴合；所述第二极板52的直径与所述第二主磁体的第一柱状侧磁体3的外径相等，所述第二极板52的对所述第二主磁体一侧与所述第二主磁体紧密贴合，即所述第二极板52的一侧近似凸形曲面与所述第二主磁体的近似凹形曲面紧密贴合。

当柱状内磁体2与第一柱状侧磁体3的高度相等、且第二柱状侧磁体4的高度大于柱状内磁体2与第一柱状侧磁体3的高度时(参见图5C所示的用于核磁共振成像***的磁体装置之六)，在这种情况下，所述第一极板51的直径与所述第一主磁体的第一柱状侧磁体3的外径相等，所述第一极板51的对所述第一主磁体一侧与所述第一主磁体紧密贴合，即所述第一极板51的一侧平面与所述第一主磁体的柱状内磁体2和第一柱状侧磁体3形成的平面紧密贴合；所述第二极板52的直径与所述第二主磁体的第一柱状侧磁体3的外径相等，所述第二极板52的对所述第二主磁体一侧与所述第二主磁体紧密贴合，即所述第二极板52的一侧平面与所述第二主磁体的柱状内磁体2和第一柱状侧磁体3形成的平面紧密贴合。

可见，上述第一极板51和第二极板52这种中心厚、外周薄的结构，起到了聚磁作用，且能有效的均匀成像区磁场，得到一个较好的基础磁场。

进一步地，本发明实施例还进一步包括用于防止磁通泄漏的柱状堵漏磁环，需要说明的是，堵漏磁环的宽度(即环的外径与内径之差)需要通过计算得到，不能过宽或过窄；堵漏磁环过宽，可以有效防止磁通泄漏，增加磁场强度，但会降低磁场均匀度；堵漏磁环过窄，不但不能有效防止磁通泄漏，造成磁场强度降低，还会降低磁场均匀度。堵漏磁环的具体结构如下：

在上述方式1的极板安装方式下(参见图4A、图4B和图4C)，所述磁体装置还可以包括：分别同轴设置于所述第一极板51与所述第二极板52相对表面上的第一柱状堵漏磁环61和第二柱状堵漏磁环62；所述第一柱状堵漏磁环62的外径与所述第一主磁体的第二柱状侧磁体4的外径相等，所述第二柱状堵漏磁环62的外径与所述第二主磁体的第二柱状侧磁体4的外径相等。

在上述方式2的极板安装方式下(参见图5A、图5B和图5C)，所述磁体装置还可以包括：分别同轴设置于所述第一主磁体的第二柱状侧磁体4与所述第二主磁体的第二柱状侧磁体4相对表面上的第一柱状堵漏磁环61和第二柱状堵漏磁环62；所述第一柱状堵漏磁环61的外径与所述第一主磁体的第二柱状侧磁体4的外径相等，所述第二柱状堵漏磁环62的外径与所述第二主磁体的第二柱状侧磁体4的外径相等。

其中，所述第一柱状堵漏磁环61由至少两个第一堵漏磁块组成，所述第二柱状堵漏磁环62由至少两个第二堵漏磁块组成。参见图6A所示的第一柱状堵漏磁环示意图，所述第一柱状堵漏磁环61由12块(亦可分成24块等偶数块或是其它数目，在此不做限定)第一堵漏磁块组成，所述第一堵漏磁块可以采用永磁材料或采用铁磁材料，当所述第一堵漏磁块采用永磁材料时，所述第一堵漏磁块的磁化方向径向向外，即第一堵漏磁块的磁化方向与轴向垂直并发散于圆心；参见图6B所示的第二柱状堵漏磁环示意图，所述第二柱状堵漏磁环62由12块(亦可分成24块等偶数块或是其它数目，在此不做限定)第二堵漏磁块组成，所述第二堵漏磁块可以采用永磁材料或采用铁磁材料，当所述第二堵漏磁块采用永磁材料时，所述第二堵漏磁块的磁化方向径向向内，即第二堵漏磁块的磁化方向与轴向垂直并呈圆环状聚拢与圆心。

需要说明的是，所述第一柱状堵漏磁环61与所述第二柱状堵漏磁环62所包括的堵漏磁块个数相等。

进一步地，由于堵漏磁块的装配相对困难，所以，对于图5所示磁体装置(图5A、图5B和图5C)，可不采用第一柱状堵漏磁环61与第二柱状堵漏磁环62，而是将第一主磁体的第二柱状侧磁体4延长至第一柱状堵漏磁环61的位置、且将第二主磁体的第二柱状侧磁体4延长至第二柱状堵漏磁环62的位置(如图7所示的用于核磁共振成像***的磁体装置之七)。图7所示方式亦有堵漏磁块所具有的防止磁通泄漏的作用且容易安装。

在本发明实施例中，台阶型极板对空气一面可以采用水平面形式，即所述第一极板61与所述第二极板62的对空气一侧均为平面(如图8A所示的极板示意图之一)，台阶型极板对空气一面亦可采用带凹槽的极面，即所述第一极板61对空气一侧的对称位置分别有一凹槽，所述第二极板62对空气一侧的对称位置分别有一凹槽(如图8B所示的极板示意图之二)。考虑到加工方便及后期匀场问题，采用凹槽形极板来近似马鞍形结构，可达到初步均匀主磁场的作用，具体改善主磁场的初始均匀度的作用。

下面将现有磁体装置与本发明磁体装置提供的磁场强度及磁场均匀度进行对比。

当采用图1所示磁体装置时，参见图9A所示的现有磁力线示意图，中心部分磁力线为平行，两侧磁力线为弧形且向外扩散，说明两侧磁场区域的磁场强度低于中心区域的磁场强度，且磁场均匀度较差(磁场强度差值较大)。

当采用本发明磁体装置(不包括堵漏磁块)时，参见图9B所示的本发明磁力线示意图之一，中心部分磁材的磁化方向为垂直向上，下部两侧磁材的磁化方向为向内且与垂直方向存在夹角，上部两侧磁材的磁化方向为向外且与垂直方向存在夹角，上下两侧磁材的磁化方向与垂直呈同样夹角度数。从图9B中可以看出，图9B两侧磁力线弧度(图中圈出位置)小于图9A两侧磁力线弧度，且图9B磁力线平行度也优于图9A，这说明磁场均匀度均有所提高。另外，由于两侧磁材的磁化方向不同且磁体结构呈近似凹形曲面，使得图9B的磁场强度也高于图9A的磁场强度。

当采用本发明磁体装置(包括堵漏磁块)时，参见图9C所示的本发明磁力线示意图之二，由于增加了堵漏磁块，堵漏磁块可以为铁磁性材料也可以为永磁材料，其作用可均匀目标区域磁场。从图9C可以看出堵漏磁块将外扩的磁力线收缩回来了部分(图中圈出位置)，与图9B相比，进一步改善了目标区域的磁场均匀度。进一步地，堵漏磁块虽然可将外扩的磁力线向中心收缩，使得磁场均匀度有所提升，但为避免将磁力线向中心收缩过多，采用开有凹槽的极板可以在一定程度上使被收缩的磁力线向外扩，这样可使更多的磁力线与轴线保持平行，从而进一步提高磁场均匀度。

当使用本发明实施例提供的磁体装置时，由于漏磁得到全面抑制，永磁材料的磁效能得到了充分发挥，所以与现有磁体装置相比，其可以在维持磁体开放度不变、磁材总重大体不变、磁体总重和外形尺寸基本不变的情况下，将磁体工作场强大幅提升。

此外，本发明实施例提供的磁体装置有较好的可装配性，更有利于工程实现，且由于磁材采用中心至外径台阶式步进方式排列以及极板设置有凹槽，更有利于产生均匀度较好的初始磁场，降低后期磁场矫正的难度。在达到同等主磁场强度的情况下，可使用较少的磁性材料，进而能有效降低成本，提高磁材使用效率。

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发明。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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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。

Claims (11)

1.一种用于核磁共振成像***的磁体装置，其特征在于，包括：磁轭、所述磁轭内表面上部设置的第一主磁体、所述磁轭内表面下部设置的第二主磁体、分别同轴设置于所述第一主磁体与所述第二主磁体相对表面上的第一极板与第二极板、以及用于防止磁通泄漏的柱状堵漏磁环；

所述第一主磁体与所述第二主磁体分别包括：由永磁材料制成的柱状内磁体、第一柱状侧磁体和第二柱状侧磁体；所述第一柱状侧磁体同轴设置在所述柱状内磁体的外部，所述第二柱状侧磁体同轴设置在所述第一柱状侧磁体的外部，所述柱状内磁体、所述第一柱状侧磁体与所述第二柱状侧磁体的高度全部或部分不同且形成近似凹形曲面，所述柱状内磁体的磁化方向为轴向，所述第一柱状侧磁体的磁化方向与所述轴向成第一角度，所述第二柱状侧磁体的磁化方向与所述轴向成第二角度，所述第二角度大于或等于所述第一角度；

所述第一主磁体的柱状内磁体的磁化方向为轴向向上，所述第一主磁体的第一柱状侧磁体与第二柱状侧磁体的磁化方向均背离所述第一主磁体的柱状内磁体的磁化方向；所述第二主磁体的柱状内磁体的磁化方向为轴向向上，所述第二主磁体的第一柱状侧磁体与第二柱状侧磁体的磁化方向均指向所述第二主磁体的柱状内磁体的磁化方向。

2.根据权利要求1所述的磁体装置，其特征在于，

所述第一极板的直径与所述第一主磁体的第二柱状侧磁体的外径相等，所述第一极板的对所述第一主磁体一侧与所述第一主磁体紧密贴合；

所述第二极板的直径与所述第二主磁体的第二柱状侧磁体的外径相等，所述第二极板的对所述第二主磁体一侧与所述第二主磁体紧密贴合。

3.根据权利要求1所述的磁体装置，其特征在于，

所述第一极板的直径与所述第一主磁体的第一柱状侧磁体的外径相等，所述第一极板的对所述第一主磁体一侧与所述第一主磁体紧密贴合；

所述第二极板的直径与所述第二主磁体的第一柱状侧磁体的外径相等，所述第二极板的对所述第二主磁体一侧与所述第二主磁体紧密贴合。

4.根据权利要求2所述的磁体装置，其特征在于，所述磁体装置还包括：分别同轴设置于所述第一极板与所述第二极板相对表面上的第一柱状堵漏磁环和第二柱状堵漏磁环；所述第一柱状堵漏磁环的外径与所述第一主磁体的第二柱状侧磁体的外径相等，所述第二柱状堵漏磁环的外径与所述第二主磁体的第二柱状侧磁体的外径相等。

5.根据权利要求3所述的磁体装置，其特征在于，所述磁体装置还包括：分别同轴设置于所述第一主磁体的第二柱状侧磁体与所述第二主磁体的第二柱状侧磁体相对表面上的第一柱状堵漏磁环和第二柱状堵漏磁环；所述第一柱状堵漏磁环的外径与所述第一主磁体的第二柱状侧磁体的外径相等，所述第二柱状堵漏磁环的外径与所述第二主磁体的第二柱状侧磁体的外径相等。

6.根据权利要求4或5所述的磁体装置，其特征在于，

所述第一柱状堵漏磁环由至少两个第一堵漏磁块组成，所述第一堵漏磁块采用永磁材料或铁磁材料，当所述第一堵漏磁块采用永磁材料时，所述第一堵漏磁块的磁化方向为径向向外；

所述第二柱状堵漏磁环由至少两个第二堵漏磁块组成，所述第二堵漏磁块采用采用永磁材料或铁磁材料，当所述第二堵漏磁块采用永磁材料时，所述第二堵漏磁块的磁化方向为径向向内。

7.根据权利要求2至5任一项所述的磁体装置，其特征在于，

所述第一极板与所述第二极板的对空气一侧均为平面；

或者，所述第一极板对空气一侧的对称位置分别有一凹槽，所述第二极板对空气一侧的对称位置分别有一凹槽。

8.根据权利要求1所述的磁体装置，其特征在于，所述柱状内磁体由截面为方形的多个磁块拼接成近似实心圆柱而成，所述第一柱状侧磁体由截面为方形的多个磁块拼接成近似空心圆柱而成，所述第二柱状侧磁体由截面为方形的多个磁块拼接成近似空心圆柱而成；所述柱状内磁体的外表面与所述第一柱状侧磁体的内表面紧密贴合，所述第一柱状侧磁体的外表面与所述第二柱状侧磁体的内表面紧密贴合。

9.根据权利要求8所述的磁体装置，其特征在于，所述第二柱状侧磁体的***磁块包括截面为正方形的磁块和/或截面为长方形的磁块。

10.根据权利要求1所述的磁体装置，其特征在于，

所述柱状内磁体、所述第一柱状侧磁体与所述第二柱状侧磁体的高度依次递增；

或者，所述柱状内磁体与所述第一柱状侧磁体的高度相等，所述第二柱状侧磁体的高度大于所述第一柱状侧磁体的高度；

或者，所述第一柱状侧磁体与所述第二柱状侧磁体的高度相等，所述柱状内磁体的高度小于所述第一柱状侧磁体的高度。

11.根据权利要求1所述的磁体装置，其特征在于，所述第一角度与所述第二角度不超过30度。