張金翔，宋子杰，陸榮生，倪中華

(1.東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 南京 211189)(2.江蘇省微納生物醫(yī)療器械設(shè)計(jì)與制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 211189)

乳腺癌是淺表器官腫瘤中發(fā)病率最高的疾病，是非常常見的惡性腫瘤疾病之一[1-2]。據(jù)最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，乳腺癌約占全球女性腫瘤發(fā)病總數(shù)的30%，死亡率與發(fā)病率之比為15%[3]。乳腺癌的發(fā)病率正呈逐年升高的趨勢(shì)，且發(fā)病人群逐漸年輕化，嚴(yán)重威脅女性的生命健康。目前，針對(duì)乳腺腫瘤檢測(cè)的常用手段是彩色超聲。彩色超聲利用超聲波在人體不同組織器官上反射或折射率的不同，反映人體組織的形態(tài)和實(shí)質(zhì)性，具有無(wú)創(chuàng)、操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用低、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)勢(shì)。然而，現(xiàn)有超聲技術(shù)檢測(cè)視野較為狹窄，不易同時(shí)觀察全局的組織情況，同時(shí)超聲檢測(cè)原理也決定了其對(duì)組織內(nèi)部的屬性難以準(zhǔn)確鑒別[4-7]。臨床中，在超聲無(wú)法準(zhǔn)確診斷的情況下，會(huì)進(jìn)一步考慮使用X 線鉬靶或磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)的方法進(jìn)行乳腺腫瘤診斷。但X 線鉬靶檢測(cè)無(wú)法顯示出乳腺內(nèi)血流狀態(tài)，對(duì)致密型乳腺檢出率低、假陰性率高，同時(shí)X 線鉬靶檢測(cè)具有輻射性，不能應(yīng)用于妊娠和哺乳期的患者[8-11]。與X 線鉬靶不同，MRI對(duì)人體具有無(wú)輻射性、無(wú)創(chuàng)性，磁場(chǎng)可以穿透人體組織，其物理成像原理決定了MRI 能有效檢測(cè)腫瘤組織內(nèi)部屬性。同時(shí)MRI 借助不同的脈沖序列，對(duì)血流信號(hào)、軟組織損傷或微小病灶等情況均能清楚反映，對(duì)于致密型乳腺或隆乳術(shù)后患者也能夠有效診斷，其準(zhǔn)確性、敏感性及特異性在腫瘤診斷方面具有極大的優(yōu)勢(shì)[12-15]。對(duì)于無(wú)癥狀高危乳腺癌女性的檢測(cè)，MRI具有90%～93%的敏感性，而X線鉬靶結(jié)合超聲檢測(cè)僅有48%～63%的敏感性，由此可見在乳腺癌篩查與檢測(cè)中，MRI檢測(cè)技術(shù)至關(guān)重要。然而，醫(yī)院中現(xiàn)有的MRI設(shè)備體積龐大，設(shè)備制作和維護(hù)費(fèi)用昂貴，數(shù)量較少，除了乳腺檢測(cè)之外，還需要同時(shí)滿足醫(yī)院中其他疾病的診斷需求，給乳腺腫瘤等淺表器官腫瘤的篩查帶來(lái)不便[16]。

隨著MRI儀器設(shè)計(jì)理論和制造技術(shù)的進(jìn)步，面向醫(yī)療檢測(cè)的MRI設(shè)備體積也在不斷縮小。針對(duì)大目標(biāo)區(qū)域醫(yī)療磁共振成像檢測(cè)，面向大腦磁共振成像是一個(gè)典型應(yīng)用。香港大學(xué)開發(fā)了一款低成本、無(wú)屏蔽的腦成像磁共振掃描儀，其采用雙極板磁體提供主磁場(chǎng)，利用深度學(xué)習(xí)對(duì)電磁噪聲進(jìn)行處理提高圖像質(zhì)量，未來(lái)可用于大腦腫瘤檢測(cè)和中風(fēng)診斷[17]。耶魯大學(xué)開發(fā)了一款名為“Hyperfine”的移動(dòng)式腦成像磁共振掃描儀，同樣采用雙極板磁體提供主磁場(chǎng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該移動(dòng)式成像掃描儀對(duì)于腦出血和急性缺血性腦卒中檢測(cè)具有良好的應(yīng)用前景[18]。哈佛大學(xué)基于Halbach陣列磁體開發(fā)了一款便攜式大腦磁共振成像儀器，成像結(jié)果顯示了其應(yīng)用于重癥病人床旁監(jiān)測(cè)護(hù)理的應(yīng)用潛力[19]。

學(xué)者們研發(fā)的面向大腦磁共振成像儀器，它們的目標(biāo)區(qū)域一般在磁體內(nèi)部，而乳腺和大腦在人體的生理構(gòu)造上是不同的，乳腺無(wú)法像頭一樣伸進(jìn)磁體內(nèi)部進(jìn)行成像，因此已有的腦成像儀器無(wú)法適用于乳腺檢測(cè)。因此，對(duì)于開發(fā)便攜式乳腺磁共振成像儀器，主磁體的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。本文從乳腺檢測(cè)的需求出發(fā)，選擇能夠進(jìn)行開放式檢測(cè)的單邊磁體作為主磁體結(jié)構(gòu)，而且該結(jié)構(gòu)具有足夠大的目標(biāo)區(qū)域來(lái)容納乳腺。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)需求

傳統(tǒng)的乳腺核磁共振檢測(cè)是同時(shí)檢測(cè)兩個(gè)乳房，考慮到乳房間還有一定的間距，那么目標(biāo)區(qū)域?qū)⑹志薮?。如果想依靠單邊磁體在如此龐大體積的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生理想磁場(chǎng)，那么該單邊磁體的尺寸和體積將遠(yuǎn)超預(yù)期目標(biāo)，背離了便攜式單邊核磁共振的初衷。因此首先確定在單次檢測(cè)中只檢測(cè)單個(gè)乳房，單邊磁體的目標(biāo)區(qū)域也只需要容納單個(gè)乳房。根據(jù)已有的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，全國(guó)女性的平均乳房乳軸高度為11 cm、基底寬度為5.5 cm，因此可將乳房近似為一個(gè)半徑5.5 cm的半球形，單邊磁體的磁場(chǎng)目標(biāo)區(qū)域尺寸也確定為一個(gè)半徑5.5 cm的半球形區(qū)域。除了目標(biāo)區(qū)域的形狀和尺寸之外，目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)參數(shù)還包括磁場(chǎng)強(qiáng)度大小和主磁場(chǎng)梯度。由于單邊核磁共振信號(hào)信噪比正比于主磁場(chǎng)強(qiáng)度的平方，因此主磁場(chǎng)磁場(chǎng)強(qiáng)度要盡可能高，結(jié)合已有的單邊磁體性能參數(shù)，將目標(biāo)區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度最小值確定為50 mT。此外，較小的主磁場(chǎng)梯度可以降低擴(kuò)散效應(yīng)的影響并提高信噪比，有利于對(duì)生物組織的測(cè)量。結(jié)合已有的單邊磁體性能參數(shù)，目標(biāo)區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)梯度目標(biāo)確定為不超過(guò)2 T/m。目前核磁共振常用的永磁體材料有兩大類：一類是釤鈷永磁材料，它是由釤、鈷和其他稀土材料混合而成，具有高磁能積和極低的溫度系數(shù)；另一類是釹鐵硼永磁材料，釹鐵硼材料的剩磁大小和磁能積要高于釤鈷材料，并且價(jià)格相對(duì)較低。本文從磁場(chǎng)強(qiáng)度和成本考慮，選擇型號(hào)為N52的釹鐵硼永磁材料，相對(duì)磁導(dǎo)率為1.176，剩磁強(qiáng)度為1.445 T，該型號(hào)永磁材料可以提供相對(duì)較高的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

1.2 基本結(jié)構(gòu)

為了使用盡可能少的磁性材料在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生滿足要求的磁場(chǎng)強(qiáng)度，需要一種能夠有效利用磁性材料的結(jié)構(gòu)。Halbach磁體是指永磁體按照一定規(guī)則排列，其能夠在磁體一側(cè)增加磁通量，而在另一側(cè)減小磁通量。Mallinson在1973年首次提出該理論[20]，隨后被Halbach進(jìn)一步發(fā)展和實(shí)現(xiàn)，因此也被稱為Halbach陣列[21]。Halbach陣列的目標(biāo)區(qū)域在磁體中心位置，為了實(shí)現(xiàn)開放式檢測(cè)，本文將16根矩形磁棒組成的Halbach磁體解環(huán)，取下半部分的7根磁棒組成單邊磁體。如圖1(a)所示，7根2.85 cm×2.85 cm×40 cm的矩形磁棒組成基本結(jié)構(gòu)，磁棒的分布半徑為9 cm，直徑11 cm的半球?yàn)闄z測(cè)目標(biāo)區(qū)域，箭頭標(biāo)明了磁棒的磁化方向。如圖1(b)所示，初始結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的磁場(chǎng)整體呈下凹趨勢(shì)，磁場(chǎng)在水平方向明顯不均勻。

圖1 半環(huán)Halbach單邊磁體

該結(jié)構(gòu)在遠(yuǎn)離磁體的Z方向有自然梯度，而且目標(biāo)區(qū)域尺寸比較大，如果對(duì)目標(biāo)區(qū)域整體的磁場(chǎng)計(jì)算其均勻度，那么計(jì)算得到的數(shù)值將非常大。對(duì)于某個(gè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)不均勻度F的計(jì)算公式如下：

(1)

式中：Bmax和Bmin分別為目標(biāo)區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度最大值和最小值，mT；Bmean為目標(biāo)區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度平均值，mT。其中不均勻度F用百萬(wàn)分之一(parts per million，ppm)計(jì)量。

對(duì)于線性梯度磁場(chǎng)而言，梯度引入的不均勻度FG計(jì)算公式如下：

(2)

式中：G為磁場(chǎng)梯度，T/m；Δh為目標(biāo)區(qū)域在梯度方向上的跨度， cm。當(dāng)梯度比較大的同時(shí)目標(biāo)區(qū)域的尺寸也比較大，那么梯度引入的不均勻度會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平面上的不均勻度，平面上的不均勻度也就不容易計(jì)算和評(píng)估。例如在本場(chǎng)景下，G約為0.5 T/m，Δh為5.5 cm，Bmean取60 mT，計(jì)算得到梯度引入的不均勻度FG約為458 000ppm，這個(gè)數(shù)值是非常大的。在優(yōu)化磁體的過(guò)程中，在無(wú)法消除磁場(chǎng)梯度的前提下，那么關(guān)注的是平面上磁場(chǎng)的不均勻度，因此為了便于后續(xù)對(duì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，需要一種能夠在梯度存在的情況下，計(jì)算水平面上磁場(chǎng)不均勻度的方法。

本文針對(duì)較大目標(biāo)區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)帶有梯度的情況，提出一種計(jì)算平面不均勻度的方法。除了本文的磁體結(jié)構(gòu)之外，該方法還可用于其他應(yīng)用場(chǎng)景，僅需改變部分參數(shù)即可。例如針對(duì)本文的半球形目標(biāo)區(qū)域，如圖2(a)所示，磁場(chǎng)梯度是豎直方向，首先，從垂直于梯度方向的平面即半球的上平面開始，每間隔0.5 cm截取一個(gè)與上平面平行的圓形，包括頂部大圓在內(nèi)共得到11個(gè)圓面，分別計(jì)算這些平面上的磁場(chǎng)不均勻度，將目標(biāo)區(qū)域三維空間上的不均勻度計(jì)算轉(zhuǎn)化為二維平面上的不均勻度計(jì)算。其次，為了便于平面內(nèi)的不均勻度計(jì)算，本文采用圖2(b)所示的螺旋線逼近圓形平面，用螺旋線上點(diǎn)的磁場(chǎng)極值和平均值代表圓面上的磁場(chǎng)極值和平均值，將二維平面的數(shù)值計(jì)算轉(zhuǎn)化為一維線段上的數(shù)值計(jì)算。如果平面是矩形平面，則可以采用矩形內(nèi)接螺旋線來(lái)近似矩形，計(jì)算方式相同，僅僅是近似方法、方式不同。最后，在螺旋線上用密集地離散采點(diǎn)來(lái)代替連續(xù)采點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)離散點(diǎn)對(duì)連續(xù)線段的近似。按照上述流程，可將三維空間磁場(chǎng)不均勻度計(jì)算轉(zhuǎn)化為離散點(diǎn)不均勻度的計(jì)算，大大降低了計(jì)算復(fù)雜度，利于后續(xù)的優(yōu)化。

圖2 螺旋線選取示意圖

螺旋線的方程如下：

(3)

式中：x(t)和y(t)為螺旋線上點(diǎn)關(guān)于t的坐標(biāo)，t是0到1的自變量；r為該螺旋線的半徑；N為螺旋線的圈數(shù)。在本文中，用以近似圓面的螺旋線圈數(shù)取100圈，螺旋線上取點(diǎn)數(shù)設(shè)置為100 000，該螺旋線圈數(shù)和取點(diǎn)個(gè)數(shù)滿足精度要求。

采用上文所述的近似方法，半球形目標(biāo)區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)總不均勻度Fall的計(jì)算公式為：

(4)

式中：Fi為每一個(gè)螺旋線上磁場(chǎng)強(qiáng)度的不均勻度，采用式(1)進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)式(4)可以看出，F(xiàn)all越小，目標(biāo)區(qū)域內(nèi)平面上的磁場(chǎng)不均勻度越小。該計(jì)算公式避免了磁場(chǎng)梯度對(duì)于平面上不均勻度的影響，在優(yōu)化結(jié)構(gòu)過(guò)程中能夠聚焦于平面上磁場(chǎng)均勻性的優(yōu)化。對(duì)于初始結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)，利用式(4)計(jì)算出總磁場(chǎng)不均勻度Fall為174 220ppm，該磁場(chǎng)不均勻度大的原因是磁場(chǎng)梯度較高，盡管水平面與梯度方向垂直，較大的磁場(chǎng)梯度仍會(huì)嚴(yán)重惡化水平面磁場(chǎng)均勻性。

1.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化

為了便于后期的加工制作和裝配，本文設(shè)計(jì)的磁體保持所有磁棒的長(zhǎng)度一致，固定為40 cm，同時(shí)固定磁棒的截面都為正方形，進(jìn)一步減少變量個(gè)數(shù)，只優(yōu)化磁棒的截面邊長(zhǎng)和中心位置，示意圖如圖3所示，優(yōu)化參數(shù)包括磁棒的截面邊長(zhǎng)A2、A3、A4、A5和中心位置(Y2,Z2)、(Y3,Z3)、(Y4,Z4)、(0,Z5)。

圖3 優(yōu)化參數(shù)示意圖

對(duì)于上述已經(jīng)參數(shù)化的結(jié)構(gòu)，采用Ansys Maxwell內(nèi)置的遺傳算法優(yōu)化器進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化目標(biāo)是追求最小的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)總不均勻度Fall。經(jīng)過(guò)初步優(yōu)化得到的磁場(chǎng)如圖4所示。

圖4 初步優(yōu)化后的磁場(chǎng)

圖4(b)顯示的是XOZ截面內(nèi)的磁場(chǎng)，可以看到在半圓兩側(cè)邊緣位置磁場(chǎng)等勢(shì)線有明顯的下降趨勢(shì)，上半部分相比下半部分更加明顯，這是因?yàn)槟繕?biāo)區(qū)域的尺寸比較大，盡管磁棒的長(zhǎng)度已經(jīng)設(shè)置為40 cm，長(zhǎng)度方向的截?cái)嘈?yīng)還是比較明顯。經(jīng)過(guò)計(jì)算，目標(biāo)區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)總不均勻度Fall為11 750ppm，相比初始結(jié)構(gòu)的174 220ppm減小了93.3%。

為了補(bǔ)償該磁體結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)度方向上的截?cái)嘈?yīng)，本文提出了兩種補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，一種是通過(guò)精簡(jiǎn)該磁體結(jié)構(gòu)得到的三磁棒組補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，另一種則采用一對(duì)與最下端磁棒磁化方向相同的小磁棒，本文對(duì)這兩種補(bǔ)償結(jié)構(gòu)都進(jìn)行了嘗試并進(jìn)行效果對(duì)比。添加了三磁棒組補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的磁體如圖5所示。

圖5 三磁棒組補(bǔ)償結(jié)構(gòu)

如圖5(a)所示，整體補(bǔ)償結(jié)構(gòu)位于磁體長(zhǎng)度方向的兩端并且位于最底端磁棒的正上方。為了簡(jiǎn)化參數(shù)的優(yōu)化，磁棒的截面都統(tǒng)一為A6，優(yōu)化參數(shù)為截面尺寸A6和磁棒的中心位置(Y6,Z6)、(0,Z7)。小磁棒長(zhǎng)度固定為5 cm，小磁棒的端面與整體結(jié)構(gòu)的端面齊平，并采用與前文一致的優(yōu)化方法。

經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后的磁場(chǎng)，首先根據(jù)式(4)計(jì)算目標(biāo)區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)總不均勻度Fall為6 743ppm，相比沒(méi)有補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的11 750ppm減小了42.6%，在YOZ截面內(nèi)磁場(chǎng)均勻性不變的情況下，大大改善了XOZ截面內(nèi)的磁場(chǎng)均勻性。如圖6(b)所示，除目標(biāo)區(qū)域直徑邊緣處還有略微的截?cái)嘈?yīng)外，其他位置幾乎觀察不到磁場(chǎng)等勢(shì)線的彎曲，證明了該三磁棒組補(bǔ)償結(jié)構(gòu)具有良好的補(bǔ)償效果。

圖6 三磁棒組補(bǔ)償優(yōu)化后結(jié)果

相比三磁棒組補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，單磁棒補(bǔ)償結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，如圖7所示，僅在原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在長(zhǎng)度方向兩端增加一對(duì)相同的磁棒，磁化方向與最底端的磁棒保持一致。

圖7 單磁棒補(bǔ)償結(jié)構(gòu)

為了便于優(yōu)化，單磁棒的長(zhǎng)度也固定為5 cm，并且保持端面與原有結(jié)構(gòu)端面齊平。經(jīng)過(guò)計(jì)算，單磁棒補(bǔ)償后的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)總不均勻度Fall為6 067ppm，與三磁棒補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的6 743ppm相比減少了10%。磁場(chǎng)分布如圖8所示，與上一種補(bǔ)償結(jié)構(gòu)相同，僅在目標(biāo)區(qū)域直徑邊緣處存在輕微的彎曲。本文從后期制作裝配的工程性角度考慮，沒(méi)有進(jìn)一步增加該單磁棒的長(zhǎng)度和尺寸。該單磁棒補(bǔ)償結(jié)構(gòu)與上一種三磁棒補(bǔ)償結(jié)構(gòu)相比，不僅對(duì)于磁場(chǎng)的均勻性改善更好，而且結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單、占用空間更少，便于加工制作和裝配，因此選擇添加單磁棒補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)作為最終結(jié)構(gòu)，最終結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量約為10.9 kg。

圖8 單磁棒補(bǔ)償優(yōu)化后結(jié)果

如圖9所示，從半球的頂點(diǎn)開始，沿著半徑豎直向上，磁場(chǎng)強(qiáng)度不斷減小，梯度約為1.35 T/m，滿足磁場(chǎng)梯度目標(biāo)。磁場(chǎng)強(qiáng)度最小值為50.4 mT，滿足最低磁場(chǎng)強(qiáng)度要求。圖中distance代表從半球的頂點(diǎn)開始，豎直向上，與頂點(diǎn)間的距離。

圖9 最終結(jié)構(gòu)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)衰減

2 磁體制作與測(cè)試

確定好磁體的結(jié)構(gòu)參數(shù)之后，還需要設(shè)計(jì)磁體固定外殼。該磁體目標(biāo)用于單邊磁共振成像，如果采用傳統(tǒng)常用的鋁合金外殼，則該外殼會(huì)在成像時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦流，嚴(yán)重影響成像效果，因此本文從防渦流角度考慮，不采用金屬外殼。本文對(duì)比了常用的非金屬材料，包括ABS塑料、環(huán)氧樹脂、酚醛層壓紙板等，從材料性能出發(fā)結(jié)合磁體固定外殼需求，最終選擇酚醛層壓紙板作為外殼制作材料。酚醛層壓紙板不僅絕緣、不產(chǎn)生靜電、具有優(yōu)良電氣性能，同時(shí)機(jī)械強(qiáng)度高、機(jī)加工性能良好，滿足本磁體外殼的場(chǎng)景使用需求。除此之外，酚醛層壓紙板的密度只有鋁合金的一半，對(duì)于本文較大尺寸的磁體來(lái)說(shuō)，可以大大減小固定外殼帶來(lái)的質(zhì)量。制作裝配后的磁體如圖10所示。

圖10 磁體實(shí)物圖

對(duì)裝配后的磁體進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)試，測(cè)試用的儀器包括：用于磁場(chǎng)測(cè)試的一維霍爾探頭，型號(hào)為美國(guó)貝爾公司的STF81-0404-10-T型探頭，搭配BELL 8030三通道高斯計(jì)對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量；用于控制霍爾探頭位置移動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)控制器(翠海佳誠(chéng)公司，CH-400B)、步進(jìn)電機(jī)。通過(guò)編寫流程代碼來(lái)控制霍爾探頭的移動(dòng)以及采點(diǎn)，磁體的目標(biāo)區(qū)域是半徑5.5 cm的半球形，由于目標(biāo)區(qū)域內(nèi)沒(méi)有電荷或者磁荷，磁場(chǎng)表達(dá)式滿足拉普拉斯方程，即磁場(chǎng)強(qiáng)度最大值和最小值一定出現(xiàn)在目標(biāo)區(qū)域表面，因此在半球形表面選點(diǎn)進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量。測(cè)試示意圖如圖11所示。

圖11 磁場(chǎng)測(cè)試示意圖

圖12顯示了磁場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果，豎直方向上磁場(chǎng)強(qiáng)度梯度約為1.39 T/m，目標(biāo)區(qū)域表面磁場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致，目標(biāo)區(qū)域X方向兩側(cè)存在磁場(chǎng)幅值略微偏小的情況，這是磁棒加工誤差、充磁誤差以及裝配誤差等多種因素造成的。圖12(b)中橫坐標(biāo)d代表與球心之間的距離。

圖12 磁場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果

3 結(jié)束語(yǔ)

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)人體乳腺的便攜式無(wú)創(chuàng)核磁共振成像檢測(cè)，本文提出一種便攜式單邊永磁體結(jié)構(gòu)，在大目標(biāo)區(qū)域內(nèi)具有足夠大的磁場(chǎng)強(qiáng)度以及較小的磁場(chǎng)梯度，為成像檢測(cè)提供了一定的硬件基礎(chǔ)。除磁體結(jié)構(gòu)之外，射頻線圈、梯度線圈、脈沖序列等關(guān)鍵技術(shù)還需要進(jìn)一步研究，以實(shí)現(xiàn)最終核磁共振成像系統(tǒng)。