1.5 T关节磁共振成像超导磁体的设计、制作与测试

作     者：杜晓纪 王为民 兰贤辉 李超 Du Xiao-Ji;Wang Wei-Min;Lan Xian-Hui;Li Chao

作者机构：中国科学院应用超导重点实验室北京100190 中国科学院电工研究所北京100190 北京大学信息科学技术学院北京100871 西安聚能超导磁体科技有限公司西安710018 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2017年第66卷第24期

页      面：254-260页

核心收录：

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:51477168) 国家自然科学基金重点项目(批准号:61531002) 国家重点基础研究发展计划(批准号:2015CB250902) 中国科学院B类先导科技专项培育项目(批准号:XDPB01)资助的课题~~ 

主　　题：超导磁体 磁共振成像 关节专用 优化设计 

摘      要：磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是当今世界上最先进的医学影像技术之一,现阶段MRI技术正朝着成像质量更清晰、功能更强大、效率更高、个体化更强的趋势发展.与全身MRI设备相比,专科型MRI设备具有体积小、重量轻、成本低、病人舒适度高、成像质量高、功能更强等优点.但是关节专用超导MRI系统需要长度方向上被严格限制的超导磁体在160 mm直径球域(diameter sphere volume,DSV)内产生高均匀度的磁场.本文综合考虑了超导线用量、中心磁感应强度和成像区磁场不均匀度等因素,使用0-1规划和遗传算法相结合的方法设计了一种非屏蔽型1.5 T关节MRI超导磁体,该磁体的室温孔径为280 mm,总长度为520 mm,液氦量为30 L,载流区最大磁场为5.48 T,5高斯线范围为径向3.2 m、轴向2.6 m,160 mm DSV的磁场不均匀度设计值为22 ppm,考虑加工误差及冷缩因素,磁体加工完成并经过被动匀场后的预估值为60 ppm.经过绕制、固化、组装、焊接等工序,该磁体已制作完成.经过3次锻炼后成功励磁到1.5 T,经过被动匀场后160 mm DSV的磁场不均匀度达到50 ppm,各项指标均达到设计目标.