магнитная система томографа
Классы МПК: | G01R33/00 Устройства для измерения переменных магнитных величин G01R33/20 с применением магнитного резонанса |
Автор(ы): | Кангер Александр Евгеньевич, Никитин Александр Юрьевич |
Патентообладатель(и): | Кангер Александр Евгеньевич, Никитин Александр Юрьевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
1990-07-25 публикация патента:
27.01.1996 |
Применение: может быть использовано в приборах и при исследованиях, проводимых при наличии однородного (равномерного) магнитного поля и, в частности, в томографах. Суть изобретения: магнитная система томографа включает каркас 1, катушки 2, состоящие из плоских многовитковых секций 3. Для точной установки катушек в каркасе в расчетном положении предусмотрены установочные винты 4, с помощью которых каждую катушку независимо от других можно переместить в любом направлении на некоторое расстояние и жестко закрепить. Магнитная система работает следующим образом. Электрический ток, проходя по виткам, создает магнитное поле, и для обеспечения его большей однородности форма витка максимально приближена к форме окружности за счет выполнения межвиткового перехода в виде полуокружности и попарной сборки секций. 7 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7
Формула изобретения
МАГНИТНАЯ СИСТЕМА ТОМОГРАФА, включающая немагнитный каркас с закрепленными в нем катушками, набранными из плоских многовитковых секций, форма витков которых образована двумя сопрягающимися полуокружностями, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества изображения за счет повышения однородности магнитного поля, создаваемого магнитной системой, взаимное смещение точек, вокруг которых описаны сопрягающиеся полуокружности, составляют не менее толщины провода катушки в радиальном направлении, начала и концы плоских многовитковых секций, внутрисекционные переходы в катушках и межкатушечные соединения расположены в плоскости, проходящей через точки сопряжения полуокружностей и точки, вокруг которых описаны полуокружности, причем точки, вокруг которых описаны полуокружности, образующие нечетные витки, расположены на одной прямой, а точки, вокруг которых описаны полуокружности, образующие четные витки, - на другой, параллельной первой, и обе прямые перпендикулярны плоскости расположения секций катушек.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области технической физики, может быть использовано в приборах и при исследованиях, проводимых в однородном (равномерном) магнитном поле и, в частности, в томографах. Известна четырехкатушечная обмотка [1] для создания магнитного поля в аппаратах, в которых для получения изображения используется ядерный магнитный резонанс. В этой обмотке каждая катушка состоит из плоских многовитковых секций, и в каждой секции форму межвитковых переходов и величину удлинения последнего витка необходимо подбирать, а внутрикатушечные соединения между каждой секцией выполнять параллельными оси обмотки, для достижения равномерности магнитного поля. Витки секций имеют круглую форму с необходимым отклонением от формы окружности в зоне межвиткового перехода, вызывающим искажение магнитного поля, которое частично компенсируется подбором формы клина, подкладываемого при намотке под провод в месте перехода на второй виток. Поскольку только подбором формы клина невозможно достичь необходимой степени однородности магнитного поля, то в каждой секции последний виток удлиняют на величину, соответствующую выбранной форме клина. Но эти два мероприятия дают желаемый эффект только в сочетании с особым порядком чередования секций в каждой паре катушек. Недостатком данного технического решения является индивидуальный подбор сочетания формы клина и удлинения последнего витка каждой секции. Отличие формы межвиткового перехода от круглой формы витка имеет следствием местное несимметричное искажение формы магнитного поля, увеличивающееся по мере увеличения витков в секции. Поскольку каждый межвитковый переход вносит искажение в магнитное поле, то удлинением одного последнего витка весьма неполно компенсируется возникшее искажение поля, и вынужденно проводятся дополнительные мероприятия: в пределах средних катушек секции располагаются с угловым смещением, чтобы рассредоточить по окружности межвитковые переходы, тем самым уменьшив их вклад в создание местного искажения поля. Но даже выполнение этих условий позволяет достичь заданного уровня однородности поля только в случае расположения катушек в определенном порядке. Наиболее близким техническим решением к предложенному является газоанализатор, включающий систему регистрации, камеру с магнитной системой, выполненную в виде соосно расположенных катушек, каждая из которых состоит из плоских многовитковых секций, а для устранения искажающего воздействия на магнитное поле межвиткового перехода витки секций выполнены в виде двух сопряженных полуокружностей [2]В этом устройстве нет четкого порядка чередования секций, оно не позволяет полностью использовать форму витка из двух сопряженных полуокружностей для повышения однородности магнитного поля, что отрицательно сказывается на качестве изображения, получаемого томографом. Целью изобретения является улучшение качества изображения, получаемого томографом, за счет повышения уровня однородности магнитного поля. Поставленная цель достигается тем, что в магнитной системе томографа, включающей немагнитный каркас с закрепленными в нем катушками, набранными из плоских многовитковых секций, форма витков которых образована двумя сопрягающимися полуокружностями, причем начала и концы плоских многовитковых секций, межсекционные переходы в катушках и межкатушечные соединения расположены в плоскости, проходящей через точки сопряжения полуокружностей и точки, вокруг которых описаны полуокружности, причем точки, вокруг которых описаны полуокружности, образующие нечетные полувитки, расположены на одной прямой, а точки, вокруг которых описаны полуокружности, образующие четные полувитки, на другой, параллельной первой, прямой, и обе прямые совпадают с плоскостью, проходящей через точки сопряжения полуокружностей и точки, вокруг которых описаны полуокружности, и перпендикулярны плоскостям расположения секций катушек. На фиг. 1 дано схематическое изображение магнитной системы томографа; на фиг. 2 витки в форме двух сопряженных полуокружностей; на фиг. 3 схема попарной сборки секций; на фиг. 4 и 5 двухсекционная катушка, различные сечения; на фиг. 6 схема образования псевдокруглого витка; на фиг. 7 расположение секций в катушках и в магнитной системе. Магнитная система томографа, создающая магнитное поле с заданным уровнем однородности, является основным элементом устройства, работа которого основана на ядерном магнитном резонансе. Магнитная система томографа включает каркас 1, катушки 2, состоящие из плоских многовитковых секций 3. Каркас 1 и катушки 2 не имеют деталей, изготовленных из ферромагнитных материалов, которые вызывают местные искажения магнитного поля, не поддающиеся исправлению. Катушки расположены в каркасе так, что направления магнитных полей, создаваемых ими, совпадают. Расстояние между катушками определяется по предварительному расчету. Четное количество попарно одинаковых катушек располагается так, что катушки, составляющие каждую пару, установлены симметрично относительно плоскости симметрии А каркаса. Для точной установки катушек в каркасе в расчетном положении предусмотрены установочные винты 4, с помощью которых каждую катушку независимо от других можно переместить в любом направлении на некоторое расстояние и жестко закрепить. Для получения поля с цилиндрической симметрией форма витка должна быть максимально приближена к форме окружности. В предложенной магнитной системе это выполняется в два этапа: на первом устраняются местные искажения путем увеличения межвиткового перехода до длины полувитка, на втором устраняются распределенные искажения приданием межвитковому переходу формы полуокружности и попарной сборкой секций. Первый полувиток секции имеет радиус R1 (фиг. 2), являющийся расчетной величиной. Форма второй половины витка представляет собой полуокружность радиуса R2. Полуокружности радиусов R1 и R2 сопряжены. Радиус R2 должен быть больше радиуса R1 на половину толщины проводника
![магнитная система томографа, патент № 2053520](/images/patents/419/2053067/916.gif)
![магнитная система томографа, патент № 2053520](/images/patents/419/2053067/916.gif)
![магнитная система томографа, патент № 2053520](/images/patents/419/2053067/916.gif)
![магнитная система томографа, патент № 2053520](/images/patents/419/2053067/916.gif)
Класс G01R33/00 Устройства для измерения переменных магнитных величин
Класс G01R33/20 с применением магнитного резонанса