[發(fā)明專利]一種磁共振超導(dǎo)磁體預(yù)失超裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210399455.6
• 申請(qǐng)日: 2012-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103779032A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢(qián)津
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): H01F6/00
• 分類號(hào): H01F6/00;H01F6/06;G01R33/381
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及磁共振成像（MRI）領(lǐng)域，尤其涉及一種減少磁共振成像設(shè)備中的超導(dǎo)磁體在加入液氦冷卻后，升場(chǎng)時(shí)失超次數(shù)的裝置和方法。

【背景技術(shù)】

在磁共振成像設(shè)備中，主磁體是一個(gè)重要的部件，是產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置。根據(jù)磁場(chǎng)產(chǎn)生的方式，主磁體可以分為永磁體和電磁體，電磁體又可以分為常導(dǎo)磁體和超導(dǎo)磁體。

當(dāng)溫度低到一定程度后，導(dǎo)電金屬的電阻為零，稱為超導(dǎo)狀態(tài)。在磁共振成像設(shè)備中，磁體線圈為導(dǎo)電超導(dǎo)金屬，在磁體線圈周?chē)錆M液氦后，磁體線圈的溫度降到液氦溫度（4.5K）,磁體線圈電阻為零，達(dá)到超導(dǎo)狀態(tài)，此時(shí)可以通入很大的電流，由于沒(méi)有電阻，就不會(huì)發(fā)熱。由于超導(dǎo)磁體的超導(dǎo)特性，其具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）相比較永磁體和常導(dǎo)磁體更容易產(chǎn)生高磁場(chǎng)；（2）高穩(wěn)定性，磁場(chǎng)隨時(shí)間的漂移非常小；（3）磁場(chǎng)均勻性高；（4）低能耗，超導(dǎo)線圈幾乎不消耗電能。但同時(shí)超導(dǎo)磁體的缺點(diǎn)也非常明顯：超導(dǎo)磁體中的液氦會(huì)蒸發(fā)泄漏，需要定期補(bǔ)給液氦，由于液氦價(jià)格昂貴，其維護(hù)和制作費(fèi)用較高。因此要盡量減小超導(dǎo)磁體中液氦的蒸發(fā)和泄漏量，從而減小超導(dǎo)磁體的維護(hù)和制作費(fèi)用。在磁共振成像裝置的超導(dǎo)磁體中，失超（magnet?quench），特別是超導(dǎo)磁體在升場(chǎng)（在線圈中通入電流，周?chē)艌?chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)至工作狀態(tài)要求的磁場(chǎng)強(qiáng)度并且達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程，稱為升場(chǎng)）時(shí)的失超是引起液氦大量蒸發(fā)損失的重要因素。

金屬在低溫超導(dǎo)狀態(tài)下，若受到某些影響（如局部溫度突然升高），使金屬失去超導(dǎo)的狀態(tài)，這就是“失超”。在磁共振成像設(shè)備中，磁體線圈中通有電流時(shí)，如果磁體線圈局部失超，會(huì)在失超部位產(chǎn)生大量的熱量（失超部位電阻上升，有電流故而產(chǎn)生熱量），為了保護(hù)超導(dǎo)磁體，不使失超部位因大量聚集電能而燒毀，此時(shí)會(huì)立刻加熱磁體線圈其他部位，使其整體都失超，這樣會(huì)使磁體線圈周?chē)囊汉た焖僬舭l(fā)。超導(dǎo)磁體升場(chǎng)時(shí)，由于受到安培力的作用，其會(huì)產(chǎn)生軸向的位移和徑向的擴(kuò)張，軸向位移使得磁體線圈和線圈架產(chǎn)生摩擦熱，徑向擴(kuò)張使得磁體線圈形變及與線圈架摩擦產(chǎn)生熱量，因此超導(dǎo)磁體在升場(chǎng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，此時(shí)最容易發(fā)生失超。

現(xiàn)有的磁共振成像設(shè)備的超導(dǎo)磁體不經(jīng)過(guò)預(yù)失超，超導(dǎo)磁體在升場(chǎng)過(guò)程中極其容易失超。一旦失超，液氦大量蒸發(fā)成氦氣，體積急劇膨脹，為了保護(hù)裝置，一般直接排出這部分氦氣。而液氦價(jià)格昂貴，因此超導(dǎo)磁體充入液氦后在升場(chǎng)過(guò)程中的失超會(huì)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。

因此，需要提出一種技術(shù)方案，避免磁共振成像設(shè)備中的超導(dǎo)磁體在加入液氦后的失超或減少其失超次數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明解決的問(wèn)題是要提出一種磁共振超導(dǎo)磁體預(yù)失超裝置和方法，避免超導(dǎo)磁體在充入液氦后升場(chǎng)過(guò)程中的失超，或減少超導(dǎo)磁體在充入液氦后的失超次數(shù)，從而節(jié)省液氦。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種用于磁共振超導(dǎo)磁體的預(yù)失超裝置，所述超導(dǎo)磁體包括至少一個(gè)由超導(dǎo)金屬材料制成的磁體線圈，其中，所述預(yù)失超裝置包括至少一個(gè)磁體，所述磁體布置在超導(dǎo)磁體的內(nèi)部或/和外部，并可產(chǎn)生穿過(guò)所述磁體線圈的磁場(chǎng)。

進(jìn)一步地，所述預(yù)失超裝置的磁體為永磁體或超導(dǎo)磁體。

進(jìn)一步地，所述預(yù)失超裝置由若干個(gè)外徑小于所述超導(dǎo)磁體內(nèi)徑的磁體或/和一個(gè)內(nèi)徑大于所述超導(dǎo)磁體外徑的磁體組成。

進(jìn)一步地，所述外徑小于所述超導(dǎo)磁體內(nèi)徑的磁體大小相同，且被分別布置于相應(yīng)的每一磁體線圈內(nèi)部。

本發(fā)明還提供一種利用所述預(yù)失超裝置對(duì)所述超導(dǎo)磁體進(jìn)行預(yù)失超的方法，其步驟如下：

（1）???將所述預(yù)失超裝置的磁體布置于所述超導(dǎo)線圈的內(nèi)部或/和外部，使所述預(yù)失超裝置產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過(guò)所述磁體線圈，并使所述預(yù)失超裝置產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與所述超導(dǎo)磁體實(shí)際運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同；

（2）???對(duì)所述超導(dǎo)磁體的磁體線圈通電，直到所述磁體線圈中的電流大小達(dá)到預(yù)失超電流后斷電；

（3）???使所述預(yù)失超裝置和所述超導(dǎo)磁體分離；

進(jìn)一步地，所述超導(dǎo)磁體中的磁體線圈置于制冷所形成的低溫環(huán)境中。

進(jìn)一步地，所述制冷劑為液氮，被充入所述超導(dǎo)磁體內(nèi)形成低溫環(huán)境。

進(jìn)一步地，將所述預(yù)失超裝置的磁體布置于超導(dǎo)線圈的內(nèi)部或/和外部，所述預(yù)失超裝置的磁體的中心和所述超導(dǎo)磁體的中心重合。