用于控制MRI磁体暖孔的温度的系统、方法和设备技术方案

本发明专利技术提供用于控制ＭＲＩ磁体暖孔的温度的系统、方法和设备。提供冷却磁共振成像（ＭＲＩ）系统的梯度线圈组件并控制磁体暖孔（３０４）的温度的设备。该梯度线圈组件具有内梯度线圈组件（３０６）和外梯度线圈组件（３０８）。提供具有定位成与内梯度线圈组件（３０６）有一定距离的冷却管（２２）的第一冷却回路。第一冷却回路的冷却管配置成输运具有第一温度的第一冷却剂。提供具有定位成与外梯度线圈组件（３０８）有一定距离的冷却管（２４）的第二冷却回路。第二冷却回路的冷却管配置成输运具有第二温度的第二冷却剂。该设备还包括耦合到第一冷却回路和第二冷却回路的控制器（５０２）。控制器（５０２）配置成独立控制第一冷却剂的第一温度和第二冷却剂的第二温度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及磁共振成像(MRI)系统，并且特别涉及一种用 于控制MRI磁体暖孔(warm bore)的温度并且冷却梯度线圈组件的 系统、方法和i殳备。
技术介绍
磁共振成像(MRI)是一种医疗成像模式，其可以在不使用x射 线或其他电离辐射的情况下产生人体内部的画面。MRI使用强磁体来 产生均匀的静态强磁场(即"主磁场，，)。当人体或人体的一部分被 放置在该主磁场中时，与组织水分中的氢原子核相关联的核自旋变得 被极化。这意味着与这些自旋相关联的磁矩优先地沿着该主磁场的方 向对准，从而得到沿着该轴(依照惯例被称作"z轴，，)的较小的净组 织磁化。MRI系统还包括被称作梯度线圈的部件，在向它们施加电流 时，其产生幅度更小的空间上变化的磁场。MRI系统可以使用屏蔽的 梯度线圏，其包括利用诸如环氧树脂之类的材料罐装在一起的内部和 外部梯度线圏组件。 一般来说，梯度线圈被设计成产生沿着z轴对准 的磁场分量，并且该磁场分量随着沿x、 y和z轴之一的位置线性地改 变幅度。梯度线圏的效果是沿着单一轴在磁场强度上产生小的斜坡， 并且伴随地在核自旋的共振频率上产生小的斜坡。具有正交的轴的三 个梯度线團被用来对MR信号进行"空间编码"，这是通过在身体内 的每个位置处产生标记(signature)共振频率。射频(RF)线圏净皮用 来在氢原子核的共振频率下或者在其附近产生RF能量脉冲。所述RF 线围被用来按照受控的方式给所述核自旋系统添加能量。随着所述核 自旋随后弛豫回到其静止能量状态，它们以RF信号的形式放出能量。 该信号净皮所述MRI系统检测到，并且,皮利用计算才几和已知的重建算法 转换成图像。在患者扫描期间，产生磁场梯度的所述梯度线圈组件的所述(多 个)梯度线圏耗散大量热量。由所述梯度线圏产生的热量可能导致所 述MRI系统的患者孔(patient bore)和磁体暖孔的温度升高。对所述患者孔的加热可能会减少可以在成像期间发射的RF功率量，从而可能 又会影响所述MRI系统的效率。此外，患者孔的温度的升高对于患者 来说可能是不舒服的，并且可能甚至会变得危险，除非设计了安全联 锁以防止过热。对于MRI扫描器的效率和安全性来说，使得患者孔的 任何温度升高最小化是非常重要的。可以通过冷却组件从所述梯度线圏组件去除由所述梯度线圈产生 的热量，该冷却组件例如可以包括远程热交换器/冷却器以及被定位成 与导热体具有给定距离的(多个)冷却管。对于屏蔽的梯度线圈，可以为内部梯度线圏组件提供一个冷却管，并且可以为外部梯度线團组 件提供一个冷却管。比如水、乙烯或者丙二醇混合物之类的液体冷却 剂在其被泵浦通过所述冷却管时从所述梯度线圈吸热，并且把所述热 量输运到所述远程热交换器/冷却器。随后可以通过所述热交换器/冷却 器把所述热量排出到大气中。屏蔽的梯度线圈的所述内部梯度线圏组 件和外部梯度线圏组件的冷却管具有共同的冷却回路，即具有共同的冷却后的冷却剂的供应源。 一般来说，以去除最大可能的热量而不导 致冷凝并且还试图把患者孔温度保持得尽可能接近室温的温度下，提 供所述冷却后的冷却剂。磁体暖孔的温度升高也可能会影响所述MRI系统的性能。磁体暖 孔表面通常由低磁导率的不锈钢制成，然而所述不锈钢可能具有残留 磁导率，这也被称作铁磁性。根据Curie法则，铁磁材料的磁导率随 着该铁磁材料的温度改变而改变。磁体暖孔的磁导率的改变可能会导 致由该磁体生成的磁场强度B。的改变，从而可能对图像质量具有负面 影响。然而，如上所述，用于梯度线團的冷却组件通常被配置成去除 尽可能多的热量并且使得患者孔温度最低化。这种冷却组件不特别解 决由磁体暖孔的温度改变所导致的问题。期望提供一种用于控制磁体暖孔的温度的系统，特别是保持恒定 的暖孔温度的系统。还将有利的是提供一种冷却组件，其既能够保持 恒定的暖孔温度同时还使得患者孔温度最低化。
技术实现思路
根据一个实施例，提供一种用于冷却磁共振成像(MRI)系统的 梯度线圏组件的设备，该梯度线圏组件具有内部梯度线圏组件和外部梯度线圈组件，该设备包括具有至少一个冷却管的第一冷却回路， 该至少一个冷却管被定位成与该内部梯度线圈组件具有一定距离，并 且该至少一个冷却管被配置成输运具有第一温度的第一冷却剂；具有 至少一个冷却管的第二冷却回路，该至少一个冷却管被定位成与该外部梯度线围组件具有一定距离，并且该至少一个冷却管被配置成输运 具有笫二温度的第二冷却剂；以及耦合到第一冷却回路和第二冷却回路的控制器，其被配置成独立地控制笫一冷却剂的第一温度和第二冷 却剂的第二温度。根据另一个实施例，提供一种控制用于磁共振成像(MRI)系统 的磁体组件的磁体暖孔的温度的方法，该磁体组件包括梯度线圏，该 梯度线圈具有内部梯度线圈组件和外部梯度线围组件，该方法包括 向用于该内部梯度线圈组件的第一冷却组件的冷却管提供具有第一冷 却剂温度的第一冷却剂；向用于该外部梯度线圈组件的第二冷却组件 的冷却管提供具有第二冷却剂温度的第二冷却剂；测量该暖孔的温 度；以及至少基于该暖孔的温度来调节第二冷却剂温度。根据另一个实施例，提供一种控制用于磁共振成像(MRI)系统 的磁体组件的磁体暖孔的温度的系统，该磁体组件包括梯度线圈，该 梯度线圏具有内部梯度线圈组件和外部梯度线圏组件，该系统包括 热交换器；耦合到该热交换器的控制器；耦合到该热交换器和该控制 器的第一冷却回路，该第一冷却回路包括冷却剂线路(coolant line), 该冷却剂线路被定位成与该内部梯度线圈组件具有一定距离并且被配 置成输运具有第一温度的第一冷却剂；以及耦合到该热交换器和该控 制器的第二冷却回路，该第二冷却回路包括冷却剂线路，该冷却剂线 路被定位成与该外部梯度线圈组件具有一定距离并且被配置成输运具 有第二温度的第二冷却剂。所述控制器被配置成控制所述热交换器， 以便在第一温度下提供第一冷却剂，并且在第二温度下提供第二冷却 剂。附图说明通过在下面结合附图进行的详细描述，将能够更加全面地理解本 专利技术，其中相同的幅图标记指代相同的部件，在附图中图l是根据一个实施例的示例性磁体组件的横截面側视图。图2是在通过根据一个实施例的示例性MR梯度线圏组组件的中 心纵轴的平面中取得的截面图。图3是根据一个实施例的包括梯度线圏冷却组件的磁体组件的示 意性横截面图。图4是根据一个实施例的示例性梯度线圏绕组和相关联的热交换 器的侧视图。图5是根据一个实施例的用于梯度线圈冷却组件的冷却回路的示 意性方框图。具体实施方式图1是根据一个实施例的示例性磁体组件的横截面侧视图。磁体 组件52呈圆柱状并且呈环状。该磁体组件52的主要部件是超导磁体 54、梯度线圈组件50和RF线圈56。为清楚起见，从图l中省略了各 种其他元件，比如支撑件、悬挂构件、端盖、支架等等。圆柱状成像 体积72^皮患者孔管74围绕。RF线闺56,皮安装在该患者孔管74的外 表面上，并且被安装在该梯度线圏组件50的内部。该梯度线圏组件50 以间隔开的同轴关系被布置在RF线圈56周围，并且该梯度线圈组件 50圓周地环绕RF线圏56。梯度线圏组件50净皮安装在磁体54的内部， 并且被磁体54圆周地环绕。可以在患者台床或托架(未示出)上沿着中心轴76把患者或成像 对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于冷却磁共振成像（ＭＲＩ）系统的梯度线圈组件（５０，１０）的设备，该梯度线圈组件具有内部梯度线圈组件（１２，３０６）和外部梯度线圈组件（１４，３０８），该设备包括：　　　　具有至少一个冷却管（２２）的第一冷却回路，该至少一个冷却管（２２）被定位成与该内部梯度线圈组件（１２，３０６）具有一定距离，并且该至少一个冷却管（２２）被配置成输运具有第一温度的第一冷却剂；　　　　具有至少一个冷却管（２４）的第二冷却回路，该至少一个冷却管（２４）被定位成与该外部梯度线圈组件（１４，３０８）具有一定距离，并且该至少一个冷却管（２４）被配置成输运具有第二温度的第二冷却剂；以及　　　　耦合到第一冷却回路和第二冷却回路的控制器（５０２），配置成独立地控制第一冷却剂的第一温度和第二冷却剂的第二温度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MB塞勒斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]