本公开涉及用于磁共振成像MRI系统(100)的梯度线圈系统(107、207)。所述梯度线圈系统(107、207)包括：多个梯度线圈(110A‑C、210A‑C)，其用于将梯度磁场施加到目标体积(108)；每个梯度线圈(110A‑C、210A‑C)至少一个冷却剂管(120A‑C、220A‑C、320A‑C)，所述至少一个冷却剂管用于冷却所述梯度线圈(110A‑C、210A‑C)，所述冷却剂管(120A‑C、220A‑C、320A‑C)被连接到相应的流量控制设备(122A‑C、222A‑C、322A‑C)；耦合到所述冷却剂管(120A‑C、220A‑C、320A‑C)的控制器(124、224、324)，所述控制器被配置为控制所述流量控制设备(122A‑C、222A‑C、322A‑C)中的每个流量控制设备，以调节相应的冷却剂管(120A‑C、220A‑C、320A‑C)中的冷却剂的流量，其中，所述控制器(124、224、324)被配置为基于由相应的梯度线圈(110A‑C、210A‑C)引起的热负载来控制所述流量控制设备(122A‑C、222A‑C、322A‑C)。
A Gradient System with Controlled Cooling in Individual Gradient Channels
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在个体梯度通道中具有受控冷却的梯度系统
本专利技术涉及扫描成像系统，特别是用于梯度线圈装置的冷却系统。
技术介绍
利用水或水和乙二醇混合物的冷却器通常用于从磁共振(MR)系统的梯度线圈移除热量。为了使流阻最小化，冷却系统由冷却器服务的许多并联管路组成。然而，梯度线圈通常不以相同的占空比使用，并且冷却系统的大部分能力被浪费。日本专利申请JPH06-54819涉及一种具有永磁体的相对磁极头(polepieces)的开放型磁体。梯度线圈被安装在相应的磁极头上。这些梯度线圈是液体冷却的，并且相同磁极头的用于x梯度线圈的冷却与y梯度线圈的冷却串联地管路连接。不同磁极头处的梯度(x，y)线圈的冷却是分别地控制的。
技术实现思路
各种实施例提供梯度线圈系统，磁共振成像系统，用于冷却梯度线圈系统的方法和计算机程序产品，如独立权利要求的主题所描述。在从属权利要求中描述了有利的实施例。在一个方面中，本专利技术涉及一种用于MR成像系统的梯度线圈系统。所述梯度线圈系统包括：多个梯度线圈，其用于向目标体积施加梯度磁场；每个梯度线圈至少一个冷却剂管，所述至少一个冷却剂管用于冷却所述梯度线圈，所述冷却剂管被连接到相应的流量控制设备；耦合到所述冷却剂管的控制器，所述控制器被配置为控制所述流量控制设备中的每个流量控制设备，以调节相应的冷却剂管中冷却剂的流量，其中，所述控制器被配置为基于由相应的梯度线圈引起的热负载来控制所述流量控制设备。例如，梯度线圈中的给定梯度线圈可具有多个并联的冷却剂管，使得能够实现并联的流动路径。换句话说，给定梯度线圈的至少一个冷却剂管包括多个线圈。并联多个管可降低例如针对冷却水的流动阻力。在另一示例中，所述梯度线圈中的每个梯度线圈可具有多个并联的冷却剂管，使得能够实现并联的流动路径。换句话说，所述梯度线圈中的每个梯度线圈与用于冷却所述梯度线圈的冷却管路相关联。所述冷却管路包括至少一个冷却剂管。调节所述冷却管路中的每个冷却管路中的流速可以还包括调节例如通过由连接到冷却剂管的泵所泵送的冷却剂的总流量，以使冷却剂管中的冷却剂循环。在冷却管路包括多个冷却剂管的情况下，冷却管路的流率可以在冷却管路的多个冷却剂管上均匀地分布。例如，梯度线圈系统可以具有多个(X、Y和Z)梯度通道，每个通道具有相关联梯度线圈和电流源，用于向梯度线圈提供电流以在与通道相关联的方向(X、Y或Z)上生成梯度磁场。梯度线圈系统可以被流体(例如水)冷却以移除由电流生成的热量。各个梯度通道被提供有流量控制设备，以控制梯度通道的冷却剂的流量。可以基于针对规划的MR采集序列的预测热负载来控制流量控制设备，所述规划的MR采集序列包括梯度脉冲的选定的集合。值得注意的是，梯度线圈系统可以被提供有梯度线圈的中空电导体，并且冷却剂穿过导体的内部通道。流量控制设备指的是如下的设备，其可控制以改变冷却剂(例如流体)通过通道或从一个位置到另一个位置的流量，或者可控制以改变冷却剂的入口温度。例如，流量控制设备可以是可控的，以将流量从零流量或无流量(例如当流量控制设备完全关闭时)改变为100％流率，例如当流量控制设备完全打开时。流量控制设备可以例如包括阀或泵。本系统和方法可以更有效地使用冷却剂的冷却能力。梯度线圈的冷却功率可以通过使用流量控制设备调节流率来单独地控制。这在用于梯度几乎永久地开启的所谓的ZTE扫描的梯度系统中尤其有利。通过有效地调节冷却剂的流率以降低梯度线圈的温度，采集时间和图像特性(例如分辨率和对比度)可以得到改善(更短的采集时间)。特别是，可以消除规划的MR采集序列中的空闲时间，否则需要保持在梯度线圈的热限制内，或者如果可以增加其幅度而不使梯度线圈过热，则可以减少大流量编码梯度的持续时间。本系统和方法可以根据梯度线圈的实际使用方式将冷却剂流从水冷系统(例如冷却器)分成平行流。这对于所谓的ZTE扫描方法尤其有用，其中梯度线圈几乎永久地开启，梯度矢量的方向缓慢变化。每个梯度通道具有独立的水冷回路，所述回路可以是所讨论的梯度线圈的中空导体或直接与该梯度线圈接触的冷却系统。每个冷却管路都具有流量控制设备，所述流量控制设备限制该特定通道或回路中的流量。流量控制设备可以基于由执行扫描产生的预测热负载或通过测量冷却剂回路的出口温度来以使得来自冷却器的流量被最佳地使用的方式自动设定。流量控制设备可以是控制阀(调节阀)。控制阀可用于通过改变流动通道的尺寸来控制流体流动，如来自控制器的信号所指示的那样。流动通道的尺寸可以是期望的开口程度。这可以实现流速的直接控制。流量控制设备国的每个流量控制设备可包括定位器(例如阀门定位器)，其用于确保流量控制设备达到所需的打开程度。根据一个实施例，热负载是基于用于MR数据采集的规划的MR采集脉冲序列并且使用梯度线圈的预校准加热模型的预测热负载。换句话说，所述实施例是基于将要执行的扫描来预测梯度线圈中的功率耗散和所产生的温度上升并相应地调节梯度线圈的冷却。可以使用根据要用于MR数据采集的脉冲序列定义的施加到梯度线圈的电流脉冲模式来估计每个梯度线圈中消耗的功率。例如，MRI系统的扫描控制器可以预测每个梯度线圈将消耗多少功率并且流量控制设备被配置(例如打开或关闭)为使得三个冷却管路中的每一个的温度下降大致相等。与每个梯度线圈相关联的至少一个冷却剂管或冷却剂管线在本文中也称为冷却管路。为了限制冷却管路的液压阻抗，每个冷却管路本身可以包括多个平行的冷却剂流动路径。该实施例可以是有利的，因为它可以基于热负载的准确估计来预先防止梯度线圈的加热。根据一个实施例，在冷却剂已经通过相应的冷却剂管之后，在MR数据采集期间，流量控制设备还基于冷却剂的出口温度可调节。除了出口温度之外还具有热负载的监测可以补偿由低于或高于扫描控制器执行的热负载估计的可能性。例如，如果在扫描期间三个梯度线圈上的梯度电流的分布改变，则流量控制设备设置被连续地调节以补偿这些变化。流量控制设备的设定或调节可以基于所需的梯度输出(扫描控制器已知)或基于测量的线圈温度。根据一个实施例，热负载是在MR数据采集期间测量的冷却剂的出口温度。在另一个示例中，可以通过测量通过线圈的电流和线圈两端的电压来感测各个梯度线圈的总电阻来确定热负载。该实施例可以实现对热负载的连续监测，以便能够及时地响应热负载的意外增加。根据一个实施例，热负载包括梯度线圈的每个梯度线圈的热负载。根据一个实施例，流量控制设备是可自动配置的。例如，在确定热负载时或响应于确定热负载，可以相应地自动配置流量控制设备。例如，流量控制设备可包括可电动致动的阀门。在这种情况下，阀可能必须对MR成像系统的磁场不敏感，或者位于离主磁场足够远的位置，使得磁场足够小以便操作。替代地，阀可以是气动或液压控制的。根据一个实施例，流量控制设备的流量控制设备包括具有切换回路(或阀门致动器)的阀门，所述切换回路用于将阀门从打开位置改变到关闭位置或从关闭位置改变到打开位置。例如，流量控制设备的每个流量控制设备包括具有开关回路的阀门。根据一个实施例，所述流量控制设备中的流量控制设备包括具有阀门致动器(或阀门定位器)的阀门，所述阀门致动器用于将所述阀门设定到与冷却剂的预定流率相对应的位置，以吸收所述热负载。例如，流量控制设备的每个流量控制设备包括具有阀门致动器的阀门。这些本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于磁共振成像MRI系统(100)的梯度线圈系统(107、207)，所述梯度线圈系统(107、207)包括：多个梯度线圈(110A‑C、210A‑C)，其用于将梯度磁场施加到目标体积(108)；所述梯度线圈系统具有(X、Y和Z)梯度通道，每个通道具有相关联的梯度线圈和电流源，所述电流源用于向所述梯度线圈提供电流以在所述通道与之相关联的方向(X、Y或Z)上生成梯度磁场，每个梯度线圈(110A‑C、210A‑C)至少一个冷却剂管(120A‑C、220A‑C、320A‑C)，所述至少一个冷却剂管用于冷却所述梯度线圈(110A‑C、210A‑C)，所述冷却剂管(120A‑C、220A‑C、320A‑C)被连接到相应的流量控制设备(122A‑C、222A‑C、322A‑C)；所述流量控制设备被提供有单独的梯度通道，以便独立地控制相应的梯度通道的冷却剂的流量，以及耦合到所述冷却剂管(120A‑C、220A‑C、320A‑C)的控制器(124、224、324)，所述控制器被配置为控制所述流量控制设备(122A‑C、222A‑C、322A‑C)中的每个流量控制设备，以调节相应的冷却剂管(120A‑C、220A‑C、320A‑C)中的冷却剂的所述流量，其中，所述控制器(124、224、324)被配置为基于由相应的梯度线圈(110A‑C、210A‑C)引起的热负载来控制所述流量控制设备(122A‑C、222A‑C、322A‑C)。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.20 EP 17156825.61.一种用于磁共振成像MRI系统(100)的梯度线圈系统(107、207)，所述梯度线圈系统(107、207)包括：多个梯度线圈(110A-C、210A-C)，其用于将梯度磁场施加到目标体积(108)；所述梯度线圈系统具有(X、Y和Z)梯度通道，每个通道具有相关联的梯度线圈和电流源，所述电流源用于向所述梯度线圈提供电流以在所述通道与之相关联的方向(X、Y或Z)上生成梯度磁场，每个梯度线圈(110A-C、210A-C)至少一个冷却剂管(120A-C、220A-C、320A-C)，所述至少一个冷却剂管用于冷却所述梯度线圈(110A-C、210A-C)，所述冷却剂管(120A-C、220A-C、320A-C)被连接到相应的流量控制设备(122A-C、222A-C、322A-C)；所述流量控制设备被提供有单独的梯度通道，以便独立地控制相应的梯度通道的冷却剂的流量，以及耦合到所述冷却剂管(120A-C、220A-C、320A-C)的控制器(124、224、324)，所述控制器被配置为控制所述流量控制设备(122A-C、222A-C、322A-C)中的每个流量控制设备，以调节相应的冷却剂管(120A-C、220A-C、320A-C)中的冷却剂的所述流量，其中，所述控制器(124、224、324)被配置为基于由相应的梯度线圈(110A-C、210A-C)引起的热负载来控制所述流量控制设备(122A-C、222A-C、322A-C)。2.根据权利要求1所述的梯度线圈系统，其中，所述热负载是基于用于MR数据采集的规划的MR采集脉冲序列的预测热负载。3.根据权利要求2所述的梯度线圈系统，其中，在所述MR数据采集期间，在所述冷却剂已经通过所述相应的冷却剂管之后，所述流量控制设备还基于所述冷却剂的出口温度可调节。4.根据权利要求1所述的梯度线圈系统，其中，所述热负载是在所述MR数据采集期间测量的冷却剂的出口温度。5.根据前述权利要求中的任一项所述的梯度线圈系统，其中，所述流量控制设备是可自动控制的。6.根据前述权利要求中的任一项所述的梯度线圈系统，其中，所述流量控制设备中的流量控制设备包括具有切换回路的阀门，所述切换回路用于将所述阀门从打开位置改变到关闭位置或从关闭位置改变到打开位置。7.根据权利要求1-5中的任一项所述的梯度线...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·奥弗韦格，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL
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