磁共振成像装置、低温系统的控制装置及控制方法制造方法及图纸

技术编号:18407777 阅读:35 留言:0更新日期:2018-07-11 03:24
本发明专利技术提供一种磁共振成像装置、低温系统的控制装置、以及低温系统的控制方法。表示第1实施方式的氦容器内的压力的时间变化的图表。提供一种MRI装置,该MRI装置具有:超导磁铁,其具备制冷剂容器和超导线圈;低温系统,其配置于超导磁铁;以及控制部,其对低温系统的动作进行控制。低温系统具备:冷头,其配置于制冷剂容器;冷冻机;压缩机,其向冷冻机供给压缩后的气体;检测部,其对制冷剂容器内的压力进行检测。对压缩机预先设定了预定期间内的可停止次数的上限值。控制部以如下方式进行控制:在检测部所检测到的压力成为预定的上限值以下的范围内,使压缩机断续地停止,并使压缩机的预定期间内的停止次数成为可停止次数的上限值。

Magnetic resonance imaging device, control system and control method for cryogenic system

The invention provides a magnetic resonance imaging device, a control device for a cryogenic system, and a control method for a cryogenic system. A chart showing the time variation of pressure in the helium container of the first embodiment. A MRI device, which has a superconducting magnet with a refrigerant container and a superconducting coil, is equipped with a superconducting magnet, a cryogenic system, and a superconducting magnet, and a control unit that controls the action of a cryogenic system. The cryogenic system is equipped with a cold head, which is arranged in a refrigerant container; a refrigerator; a compressor, which supplies the compressed air to the refrigerator; the detection unit is tested for the pressure in the refrigerant container. The upper limit of the number of stopping times within a predetermined period is set in advance for the compressor. The control unit is controlled in the following way: the pressure detected by the detection unit is within the range below the predetermined upper limit, and the compressor is interrupted intermittently, and the number of stops in the compressor's predetermined period is the upper limit of the number of stops.

【技术实现步骤摘要】
磁共振成像装置、低温系统的控制装置及控制方法
本专利技术涉及一种对来自被检体中的氢或磷等的核磁共振信号(以下称为NMR信号)进行测定,并使核的密度分布或弛豫时间分布等图像化的磁共振成像(以下称为MRI)装置,尤其是涉及具有超导磁铁的MRI装置中的低温系统的控制技术。
技术介绍
MRI装置是对构成被检体、特别是人体的组织的原子核自旋所产生的NMR信号进行测量,并使其头部、腹部、四肢等的形态或功能以二维或者三维的方式进行图像化的装置。由于NMR信号的SN比与MRI装置的静磁场强度存在正相关,因此在MRI装置中使用能够获得较高的静磁场强度的超导磁铁。超导磁铁为了对产生磁场的线圈的超导状态进行维持,被配置于放入有液体氦的氦容器内,并被冷却到该液体氦的沸点温度(4.2K)。由于液体氦蒸发丧失,因此对超导磁铁配备有低温系统,成为使气化的氦在极低温的面冷凝来进行捕捉,并复成液体氦的构造。低温系统的结构具备:冷头,其安装于氦容器,使气化的氦冷凝;冷冻机,其使冷头冷却;以及压缩机103,其驱动冷冻机。通常,始终对气化的氦进行再冷凝。另外,在由于对气化的氦进行再冷凝而使氦容器内的压力过于降低的情况下,进行压力控制,该压力控制使配置在氦容器内的加热器微小地发热从而使氦气化。如此,由于低温系统在MRI装置未被使用时也进行驱动,从而持续消耗电力,因此在例如专利文献1中提出了一种抑制低温系统的电力消耗的技术。在专利文献1的技术中,通过使计时器与压缩机连接,在深夜或清晨的时间段使压缩机停止,从而使低温系统停止。另一方面,在专利文献2中提出了如下技术:为了防止由冷冻机的振动导致的画质劣化,在MRI装置的检查中使低温系统停止。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平11-99135号公报专利文献2:日本特开2015-54217
技术实现思路
然而,在专利文献1的技术中,在深夜或清晨的时间段长期且连续地使压缩机停止,也将使低温系统停止,因此冷头的温度上升并膨胀。因此,存在如下问题:在压缩机的运转再次开始时,将使冷头磨损,缩短寿命。另外,由于使压缩机长期停止,因此氦容器的温度也将上升,从而因汽化而使氦损失的可能性变高。在专利文献2的技术中,虽然对温度设置阈值来控制低温系统的运转,但不进行使温度变化止于最小限度的控制,没有考虑冷头的磨损。另一方面,压缩机在再启动时对马达施加负荷,因此由厂商对停止次数施行了制约。作为停止次数的制约的具体例子为24次/日以下、且6次/h以下。本专利技术是鉴于上述问题而完成的,其目的在于,基于压缩机的停止次数的制约,使冷头的温度变化止于最小限而保持较长寿命,并且缩短压缩机的运转时间而削减电力消耗量。为了实现上述目的,根据本专利技术,提供一种MRI装置,该MRI装置具有:超导磁铁,其具备制冷剂容器和超导线圈;低温系统,其配置于超导磁铁;以及控制部,其对低温系统的动作进行控制。低温系统具备:冷头,其配备于制冷剂容器;冷冻机;压缩机,其向冷冻机供给压缩后的气体;以及检测部,其对制冷剂容器内的压力进行检测。对压缩机预先设定了预定期间内的可停止次数的上限值。控制部以如下方式进行控制:在检测部所检测到的压力成为预定的上限值以下的范围内,使压缩机断续地停止,使压缩机的预定期间内的停止次数成为可停止次数的上限值。根据本专利技术,能够一边满足压缩机的停止次数的制约条件,一边使冷头的温度变化止于最小限度而将寿命保持得较长,并且缩短压缩机的运转时间而削减电力消耗量。附图说明图1是表示第1实施方式的MRI装置的超导磁铁和低温系统的结构的框图。图2是表示第1实施方式的数字信号处理装置的动作的流程图。图3中的(a)和(b)是表示第1实施方式的氦容器内的压力的时间变化的图表。图4是表示第2实施方式的数字信号处理装置的动作的流程图。图5是表示第2实施方式的氦容器内的压力的时间变化的图表。图6是表示第3实施方式的数字信号处理装置的动作的流程图。附图标记的说明101…冷头、102…冷冻机、103…压缩机、105…数字信号处理装置(控制部)、106…真空容器、107…制冷剂(氦)容器、108…主线圈、109…屏蔽线圈、110…屏蔽部、111…超导磁铁、112…加热器、113…检测部、104…磁铁监视单元具体实施方式下面,详细说明本专利技术的实施方式。<<第1实施方式>>如图1所示,本实施方式的MRI装置具备:超导磁铁111;低温系统,其维持超导磁铁111的压力和温度;以及数字信号处理装置(控制部)105,其对低温系统的动作进行控制。超导磁铁111具备:主线圈108,其产生磁场;屏蔽线圈109,其防止泄漏磁场;制冷剂(氦)容器107,其收容线圈108、109并冷却到制冷剂的沸点(例如4.2K);40K屏蔽部110,其用于防止辐射热;以及真空容器106,其收容以上全体。低温系统构成为具备:冷头101、冷冻机102、压缩机103、加热器112、检测部113以及磁铁监视单元104。冷头101和冷冻机102构成低温泵,并被配置于设置在氦容器107和真空容器106上的开口。压缩机103向冷冻机102供给压缩后的制冷剂气体,驱动冷头101内部的可动部,由此将冷头101冷却到制冷剂的沸点以下的温度。磁铁监视单元104具有3个功能。第一个是根据检测部113的输出信号来对氦容器107的压力和该氦容器107的壁面的温度进行测定的功能。第二个是压缩机103的运转/停止的控制功能。第三个是在氦容器107的压力过低且为预先确定好的压力以下的情况下,使位于氦容器107内的加热器112进行动作,来使温度上升,从而使氦容器107的压力微小地上升的功能。数字信号处理装置105经由磁铁监视单元104取得氦容器107的压力和温度。在此基础上,基于氦容器107的压力和温度的信息,经由磁铁监视单元104使压缩机103运转/停止。由此,超导磁铁111在拍摄空间114产生均匀的静磁场。另外,MRI装置除了具备超导磁铁111以外,还具备:倾斜磁场线圈,其对拍摄空间114施加倾斜磁场;发送线圈,其向配置到拍摄空间114中的被检体照射高频脉冲;接收线圈,其接收被检体所产生的NMR信号;以及图像再构成部,其对接收线圈的接收信号进行处理而再构成图像。数字信号处理装置105可以兼用作图像再构成部。此外,数字信号处理装置105由CPU等处理器和存储器构成,通过处理器执行被预先储存到存储器的程序,能够至少实现对低温系统进行控制的功能。另外,也能够通过ASIC(applicationspecificintegratedcircuit,专用集成电路)、FPGA(field-programmablegatearray,现场可编程门阵列)等硬件来实现数字信号处理装置105的功能的一部分或全部。下面使用图2来说明数字信号处理装置105对低温系统进行控制的动作。此外,在下面的说明中,压力和温度是指氦容器107的压力和温度。在本实施方式中,数字信号处理装置105以如下方式进行控制:在检测部113所检测到的压力成为预定的上限值以下的范围内,使压缩机103断续地停止,使压缩机103的预定期间内的停止次数成为压缩机103的可停止次数的上限值。例如,如图3中的(a)所示,数字信号处理装置本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种磁共振成像装置,其特征在于,该磁共振成像装置具有:超导磁铁,其具备制冷剂容器和超导线圈;低温系统,其配置于所述超导磁铁;以及控制部,其对低温系统的动作进行控制,所述低温系统具备:冷头,其配置于所述制冷剂容器;冷冻机;压缩机,其向所述低温机供给压缩后的气体;以及检测部,其对所述制冷剂容器内的压力进行检测,对所述压缩机预先设定了预定期间内的可停止次数的上限值,所述控制部以如下方式进行控制:在所述检测部所检测到的压力成为预定的上限值以下的范围内,使所述压缩机断续地停止,并使所述压缩机的所述预定期间内的停止次数成为所述可停止次数的上限值。

【技术特征摘要】
2017.01.04 JP 2017-0001951.一种磁共振成像装置,其特征在于,该磁共振成像装置具有:超导磁铁,其具备制冷剂容器和超导线圈;低温系统,其配置于所述超导磁铁;以及控制部,其对低温系统的动作进行控制,所述低温系统具备:冷头,其配置于所述制冷剂容器;冷冻机;压缩机,其向所述低温机供给压缩后的气体;以及检测部,其对所述制冷剂容器内的压力进行检测,对所述压缩机预先设定了预定期间内的可停止次数的上限值,所述控制部以如下方式进行控制:在所述检测部所检测到的压力成为预定的上限值以下的范围内,使所述压缩机断续地停止,并使所述压缩机的所述预定期间内的停止次数成为所述可停止次数的上限值。2.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,在使所述压缩机停止之后,所述检测部所检测到的压力达到预定的上限压力值,或者从停止起经过的时间达到了预定的停止时间的情况下,所述控制部使所述压缩机运转,在所述压力达到预定的下限压力值,并且从上次的停止起经过了预定的循环时间的情况下,所述控制部使所述压缩机停止。3.根据权利要求2所述的磁共振成像装置,其特征在于,所述控制部在每次经过所述循环时间时,通过计算求出在所述预定期间的剩余期间内用于使所述压缩机仅停止所述可停止次数的剩余次数的所述循环时间和所述停止时间,并进行再设定。4.根据权利要求3所述的磁共振成像装置,其特征在于,所述控制部在...

【专利技术属性】
技术研发人员:花田光藤川拓也岛田晃广榊原健二
申请(专利权)人:株式会社日立制作所
类型:发明
国别省市:日本,JP

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