冷却磁共振成像系统的梯度线圈技术方案

本发明专利技术涉及一种磁共振成像系统(1)的冷却梯度线圈(2)。根据本发明专利技术提供了一种用于磁共振成像系统(1)的梯度线圈组件，所述梯度线圈组件包括至少一个梯度线圈(2)和用于冷却梯度线圈(2)的冷却装置，其中，梯度线圈(2)包括形成一条导体线(21)或彼此直接接触的多条导体线(21、31、41)的固体电导体材料，冷却装置包括用于引导冷却流体(10)的冷却通道(22、32、42)，并且冷却通道(22、32、42)沿着一条或多条导体线(21、31、41)以这样的方式布置在外部：在截面视图中在冷却通道(22、32、42)与一条或多条导体线(21、31、41)之间的一条单一连续界面线被形成。以这种方式，可以实现梯度线圈(2)的有效冷却。

Cooling gradient coil of MRI system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冷却磁共振成像系统的梯度线圈
本专利技术涉及共振成像系统领域，并且尤其涉及用于磁共振成像(MRI)系统的梯度线圈组件，所述梯度线圈组件包括至少一个梯度线圈和用于冷却所述梯度线圈的冷却装置，本专利技术涉及具有这样的梯度线圈组件的磁共振成像系统，涉及用于制造这样的梯度线圈组件的方法，并且涉及用于冷却磁共振成像系统的梯度线圈的方法。
技术介绍
梯度线圈通常由电线或薄导电片的回路构成，所述回路被提供在恰好位于MRI系统的膛内部的圆柱壳体上。当电流经过这些线圈时，产生次级磁场。该次级磁场构成叠加于主磁场的梯度场，由此使质子的共振频率根据位置而变化。以这种方式，磁共振信号的空间编码成为可能。此外，梯度线圈也用于不同的生理技术，例如磁共振血管造影、扩散和灌注成像。当检查对象被检查时，沿着MRI系统的内膛的壁通常变热。该加热主要是当电流经过梯度线圈时由涡流和电阻性加热引起的。这样的梯度线圈通常由强大的脉冲宽度调制放大器驱动，其中，峰值线圈将电压驱动达到2000V，并且电流超过600A。因此，产生强烈的梯度热，最大内部线圈温度达到55至60℃。操作梯度线圈所需的功率以其半径的五次幂来缩放，这意味着对于现代宽膛系统而言梯度线圈设计和梯度线圈的冷却甚至更加困难。在这种情况下，对于MRI系统中的所有梯度线圈，通常使用流体冷却以便降低加热效应。通常，将来自热交换泵的水或水-乙二醇溶液用作冷却流体，所述冷却流体循环通过MRI系统的冷却装置的冷却通道，冷却通道与梯度线圈热传导接触。在US7741152B1中，示出了具有梯度线圈的梯度线圈组件，所述梯度线圈包括四条电导体线和用于通过在冷却通道中引导的冷却流体来冷却这些电导体线的冷却通道。电导体线以距彼此的一距离布置，而电导体线中的两条被布置在冷却通道的一侧，并且另外两条电导体线被布置在冷却通道的相对侧。然而，这种装置关于相对较的涡流和低效冷却具有缺点。英国专利申请GB2342986涉及一种直接冷却磁体线圈，其包括包围冷却管的多个分段导体。冷却管的壁将冷却剂与分段导体分开。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于MRI系统的梯度线圈的有效冷却。该目的通过独立权利要求的主题实现。在从属权利要求中描述了优选实施例。因此，根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于磁共振成像系统的梯度线圈组件，所述梯度线圈组件包括至少一个梯度线圈和用于冷却梯度线圈的冷却装置，其中，梯度线圈包括形成一条导体线或彼此直接接触的多条导体线的固体电导体材料，冷却装置包括用于引导冷却流体的冷却通道，并且冷却通道沿着一条或多条导体线以这种方式布置在外部：在截面视图中在冷却通道与一条或多条导体线之间的一条单一连续界面线被形成。根据本专利技术的截面视图是在垂直于一条或多条导体线的相应纵向方向的平面中的视图。由于梯度线圈的绕组的弯曲，纵向方向沿着一条或多条导体线的路线改变。因此，根据本专利技术，冷却通道被布置在一条或多条导体线外部并沿着一条或多条导体线。以这种方式，一条或多条导体线的截面可以保持很小，从而减小了涡流的效应。此外，在截面视图中，在冷却通道与一条或多条导体线之间仅存在一条单一界面线，这提供了非常紧凑的设计，其增加了冷却效率并且还降低了涡流。优选地，冷却通道具有在一侧开放的横向截面，特别是具有U形或C形的截面，并且开放侧由在冷却通道与毗邻冷却通道的一条或多条导体线之间的界面覆盖。横向方向横向于，优选垂直于通道的长轴。U形在U形的基部与腿之间能够具有圆形角或尖角。通常，冷却通道可以由不同的材料制成，其可以是非导电材料，或者具有比一条或多条导体线低得多的导电性和/或具有比一条或多条导体线的尺度小得多的厚度的导电材料。然而，根据本专利技术的优选实施例，冷却通道由塑料材料或不锈钢制成，其固定(优选地模制或结合)到一条或多条导体线。根据本专利技术优选的，在冷却通道与一条或多条导体线之间的界面包括内壁。以这种方式，可以保证设计的足够稳定性。备选地，根据本专利技术的优选实施例，冷却通道在其与一条或多条导体线的界面的至少部分处开放，由此允许在冷却通道中流动的冷却流体与一条或多条导体线的表面的至少部分直接接触。与在冷却流体与一条或多条导体线之间提供壁相比，这允许一条或多条导体线的甚至更有效冷却。梯度线圈可以由不同的材料制成。然而，优选地，梯度线圈的固体电导体材料是铜或铝。本专利技术还涉及一种具有如上所述的梯度线圈组件的磁共振成像系统。此外，本专利技术还涉及一种用于制造如上所述的梯度线圈组件的方法，其中，一条或多条导体线和所述冷却通道通过共挤出制成或首先分别挤出并且然后彼此固定(优选通过模制或结合)。以这种方式，可以接收长的集成导体冷却通道布置，然后可以将其用于缠绕梯度线圈的X、Y或Z线圈。这可以在保持架板上或通过使用工具来完成。本专利技术还涉及一种用于冷却磁共振成像系统的梯度线圈的方法，其中，梯度线圈包括形成一条导体线或彼此直接接触的多条导体线的固体电导体材料，并且冷却流体沿着一条或多条导体线以这种方式在外部被引导：在截面视图中在冷却流体与一条或多条导体线之间存在一条单一连续界面线。根据本专利技术的实施例，界面线可以包括壁。甚至更优选地，冷却流体与一条或多条导体线的表面的部分直接接触，这进一步提高了冷却效率。附图说明参考下文描述的实施例，本专利技术的这些和其它方面将变得显而易见并得到阐述。然而，这样的实施例不一定表示本专利技术的全部范围，并且因此参考权利要求书和本文以解释本专利技术的范围。在附图中：图1是根据本专利技术实施例的MRI系统1的示意性纵向截面视图；图2是根据本专利技术的梯度线圈组件的实施例的示意性截面视图；图3是根据本专利技术的梯度线圈组件的另一实施例的示意性截面视图；并且图4是根据本专利技术的梯度线圈组件的又一实施例的示意性截面视图。附图标记列表1MRI系统2梯度线圈3磁体4RF发射线圈5RF接收线圈6检查对象7患者支撑件8检查区域10冷却流体20梯度线圈组件21导体线22冷却通道23外壁30梯度线圈组件31导体线32冷却通道33外壁34内壁40梯度线圈组件41导体线42冷却通道43外壁具体实施方式在图1中，描绘了根据本专利技术的实施例的MRI系统1的示意性纵向截面视图。该MRI系统1包括梯度线圈2、磁体3、RF发射线圈4以及RF接收线圈5。可以将检查对象6(例如，患者)定位在患者支撑件7上。利用该患者支撑件7，可以将检查对象6设置在MRI系统1的检查区域8中，检查区域8由磁体3、梯度线圈2、RF发射线圈4和RF接收线圈5围绕以用于MRI检查。根据本专利技术，已经发现，当需要将梯度线圈2中的AC耗散限制为能够增加ACrms梯度强度时，减小梯度线圈2的导体的截面并且缠绕稀疏的线圈图案是有益本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于磁共振成像系统(1)的梯度线圈组件，所述梯度线圈组件包括至少一个梯度线圈(2)和用于冷却所述梯度线圈(2)的冷却装置，其中，/n所述梯度线圈(2)包括固体电导体材料，所述固体电导体材料形成一条导体线(21、41)或彼此直接接触的多条导体线(31)，/n所述冷却装置包括用于引导冷却流体(10)的冷却通道(22、32、42)，并且/n所述冷却通道(22、32、42)沿着所述一条或多条导体线(21、31、41)以这样的方式被布置在外部：在截面视图中，所述冷却通道(22、32、42)与所述一条或多条导体线(21、31、41)之间的一条单一连续界面线被形成，并且/n允许所述冷却流体与所述一条或多条导体线的表面的部分的直接接触。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170508 EP 17169855.81.一种用于磁共振成像系统(1)的梯度线圈组件，所述梯度线圈组件包括至少一个梯度线圈(2)和用于冷却所述梯度线圈(2)的冷却装置，其中，
所述梯度线圈(2)包括固体电导体材料，所述固体电导体材料形成一条导体线(21、41)或彼此直接接触的多条导体线(31)，
所述冷却装置包括用于引导冷却流体(10)的冷却通道(22、32、42)，并且
所述冷却通道(22、32、42)沿着所述一条或多条导体线(21、31、41)以这样的方式被布置在外部：在截面视图中，所述冷却通道(22、32、42)与所述一条或多条导体线(21、31、41)之间的一条单一连续界面线被形成，并且
允许所述冷却流体与所述一条或多条导体线的表面的部分的直接接触。


2.根据权利要求1所述的梯度线圈组件，其中，所述冷却通道具有在一侧开放的横向截面，具体地是具有U形或C形的截面，并且所述开放侧由在所述冷却通道与毗邻所述冷却通道的所述一条或多条导体线之间的所述界面覆盖。


3.根据权利要求1或2所述的梯度线圈组件，其中，所述冷却通道(32)与所述一条或多条导体线(31)之间的所述界面包括所述冷却通道(32)的内壁(34)。


4.根据权利要求1或2所述的梯度线圈组件，其中，所述冷却通道(22、42)在其与所述一条或多条导体线(21、41)的界面的至少部分处是开放的，从而允许在所述冷却通道(22、42)中引导的冷却流体(10)与所述一条或多条导体线(21、41)的外表面的至少部分直接接触。


5.根据前述权利要求中任一项所述的梯度线圈组件，其中，所述固体电导体材料是铜或铝。


6.根据前述权利要求中任一项所述的梯度线圈组件，其中，所述冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·B·J·米尔德，M·K·特默，T·詹内斯肯斯，J·科尼杰，G·范赫斯特，
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