本发明专利技术公开一种永磁磁共振成像系统磁体恒温控制装置，具有交流温度控制电路，温度控制器的信号输入端接有温度传感器，温度控制器的调节输出端通过交流执行器接至交流电加热体的交流供电回路中，还具有由温度传感器、温度控制器、直流电源及直流电加热体构成的直流温度控制电路，其中所述温度控制器的调节输出端通过直流加热执行器接至直流电加热体的直流供电回路中，温度控制器的报警输出端通过交流加热执行器接至交流电加热体的交流供电回路中；在温度传感器的信号输出端、直流电加热体以及交流电加热体的电源接线端分别设有滤波器；所述温度控器中存有温度控制程序。本发明专利技术提高了永磁型磁体的热稳定性，并具有高的控制精度及性能／价格比。
Permanent magnet magnetic resonance imaging system magnet constant temperature control device and method
The invention discloses a magnetic resonance imaging magnet temperature control device, with alternating temperature control circuit, signal input end of the temperature controller is connected with a temperature sensor, the temperature controller regulates the output end of the AC actuator connected to AC AC power supply circuit of the heating body, also has a temperature sensor, a temperature controller, DC power supply and DC DC temperature control circuit of electric heating body, wherein the temperature controller regulates the output end of the DC heating actuator connected to the DC power supply circuit of DC electric heater, temperature controller alarm output end of the AC heating actuator connected to the AC power supply circuit of electric heating body in the signal; the output end of the temperature sensor, DC electric heating body and the heating body of the AC power supply terminal are respectively arranged on the filter; A temperature control program is arranged in the temperature controller. The invention improves the thermal stability of the permanent magnet type magnet, and has high control precision and performance / price ratio.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种大型医学影像设备，具体地说是一种。
技术介绍
磁共振成像(MRI，Magnetic Resonance Imaging)是根据生物体磁性核(氢核)在磁场中的表现特性成像的高新技术，广范地应用于临床医学影像领域，是目前医学影像领域中最先进、最昂贵的诊断设备之一。永磁型磁共振成像系统由永磁型磁体子系统、梯度子系统、射频子系统、计算机和图像处理子系统等组成，其中永磁型磁体是磁共振成像系统的关键部件，它的性能直接关系到系统的信噪比，因而在一定程度上决定着图像的质量。永磁型磁体在成像空间内产生一均匀静磁场，通常称为主磁场，其磁场强度用B0表示(单位为特斯拉，用字母T表示)。评价永磁型磁体的性能指标主要有四项主磁场强度、磁场均匀性、稳定性和有效孔径。永磁型磁体是由强磁性材料钕铁硼及其它材料构成的。由于钕铁硼的温度系数较大即对温度变化非常敏感，使其磁场的热稳定性变差，磁共振成像系统的中心频率漂移而影响磁共振成像系统的正常扫描。在这一系统中，各控制参数的整定是非常重要的，参数设置的好坏，直接影响到控制系统的性能指标，即控制精度。如果参数设置的不好，造成系统发散振荡或等幅振荡，磁体的中心频率ω0(ω0＝γB0，其中γ为磁旋比，氢质子1H磁旋比为42.56MHz/T)也会随着磁体温度的振荡在不断地变化，影响图像的质量。为了提高永磁型磁体的热稳定性，通常通过配置永磁型磁体的恒温控制系统来解决这一问题，现有技术中采用交流加热，虽然可以保证永磁型磁体在恒温下工作，但交流加热时其交变电流产生了电磁场，同样对磁共振系统造成了影响，同时由于被控对象是个约13吨或者20吨重的永磁型磁体，滞后时间较长，不能用常规的自整定方法获取恒温控制系统中PID的控制参数Kp，Ti和Td的范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可快速加热且提高永磁型磁体的热稳定性，从而使磁共振成像系统正常进行扫描，使图像质量满足医疗诊断的要求的。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是 本专利技术永磁磁共振成像系统磁体恒温控制装置具有交流温度控制电路，温度控制器的信号输入端接有温度传感器，温度控制器的调节输出端通过交流执行器接至交流电加热体的交流供电回路中，其特征在于还具有由温度传感器、温度控制器、直流电源及直流电加热体构成的直流温度控制电路，其中所述温度控制器的调节输出端通过直流加热执行器接至直流电加热体的直流供电回路中，温度控制器的报警输出端通过交流加热执行器接至交流电加热体的交流供电回路中；在温度传感器的信号输出端、直流电加热体以及交流电加热体的电源接线端分别设有滤波器；所述温度控器中存有温度控制程序。所述直流电加热体为直流硅胶加热片；所述交流电加热体为交流电热电缆；所述直流执行器为固态继电器，交流执行器为交流接触器；所述温度传感器为铂热电阻温度传感器；所述设于温度传感器信号输出端、直流电加热体以及交流电加热体电源接线端的滤波器分别为信号馈通滤波器、直流电源馈通滤波器以及交流电源馈通滤波器；在所述永磁型磁体的表面设有保温材料。本专利技术永磁磁共振成像系统磁体恒温控制方法，在磁共振成像系统扫描时，交流电加热体不工作，只有直流电加热体工作，磁共振成像系统不扫描时，在不同温度下采用交、直流同时加热或直流单独加热并自动转换的方式，其按温度控制程序的控制过程如下a.首先系统上电，程序初始化，在温度控制器中设置各控制参数；b.温度控制器通过温度传感器输入的信号测量永磁型磁体的温度；c.判断检测到的永磁型磁体温度是否低于交流加热限值；d.上述过程c判断如为是，则温度控制器的报警输出端输出报警信号，通过交流及直流执行器使交流电加热体及直流电加热体在温度控制器的控制下按PID方式同时加热；e.上述过程c判断如为否，则温度控制器的报警输出端停止报警输出，停止交流加热，按PID方式控制直流加热；f.判断永磁型磁体的温度是否高于目标设定值？g.上述过程g判断结果如为是，则停止直流加热，否则转至过程b。其中在上述过程a中设置各控制参数时，比例系数Kp为1～10，积分时间常数Ti为1～100秒，微分时间常数Td为1～100秒；上述比例系数Kp、积分时间常数Ti以及微分时间常数Td最好为1、off、off；在上述控制过程中还可采用人工调节输出补偿的方法来调整积分系数。本专利技术具有以下有益效果及优点1.提高了永磁型磁体的热稳定性。由于本专利技术装置采用交、直流加热并自动转换的方式，通过交流加热使磁体温度快速地加热到预期的目标值；通过直流加热使磁共振成像系统扫描工作时更加安全及大大减弱了因交变电流产生的电磁场对磁共振图像的影响，同时，选择了较低的直流加热功率来维持永磁型磁体的热平衡，减小了系统的过冲，使扫描时磁共振成像系统中心频率的偏移量减小为原来的50％以下，从而明显提高了图像质量；2.控制精度高。由于本专利技术方法采用PID过程控制，通过调节控制参数实现永磁型磁体的自怛温功能，使永磁型磁体的温度变化控制在±0.05℃范围内；3.性能/价格比高。本专利技术虽然在现有交流加热的基础上增设了直流加热部分，成本有所增加，但性能却明显改进。附图说明图1为本专利技术磁体恒温控制装置的工作原理框图；图2为本专利技术磁体恒温控制装置的电气原理图；图3为本专利技术磁体恒温控制方法的流程图；图4为本专利技术磁体恒温控制方法的实施例中参数设定的流程图。具体实施例方式实施例1本专利技术是为提高永磁磁共振成像系统中永磁磁场的热稳定性而设计的，其恒温的自动控制通过闭环方式实现，工作原理如图1所示，目标设定值r(t)减去测量值y(t)，得到偏差e(t)，偏差e(t)就是PID过程调节器的输入量，PID过程调节器的控制量u(t)如公式(1)所示u(t)＝Kp(1)其中Kp为比例系数；Ti为积分时间常数；Td为微分时间常数；选取适当的Kp，Ti和Td使调节器的控制量u(t)控制固态继电器的占空比，从而控制电加热体的输出功率，使永磁型磁体控制精度在±0.05℃之内。基于以上控制原理，本专利技术装置中采用两路温度控制电路，分别用于检测和控制永磁型磁体上极头和下极头的温度，如图2所示，该两路温度控制电路的结构完全相同，分别具有第1、2温度传感器TE1、TE2(本实施例中均采用铂电阻温度传感器)、第1、2温度控制器TC1、TC2(本实施例均采用SR50系列高性能PID过程调节器，)及交、直流电加热体，本实施例中直流电加热体采用两组直流硅胶加热片(每组为两片)，即第1、2组直流硅胶加热片EH1、EH2用导热硅胶分别粘贴在永磁型磁体的两个立柱上，其中第1组的两片粘贴在上部，第2组的两片粘贴在下部；交流电加热体采用两根交流电热电缆，即第1、2交流电热电缆EH3、EH4，用导热硅胶分别粘贴在上极头和下极头的侧表面；两个温度传感器，即第1、2温度传感器TE1、TE2分别安装在永磁型磁体的上极头及下极头的中间位置；温度控制电路中的其他各元件组装在不锈钢机箱中，并安装在磁体室和设备室之间的传导板上，在整个永磁型磁体的外表面还粘贴有导热系数非常低的保温材料，以减少环境温度对永磁型磁体的影响并提高控制精度。该装置的电气结构以第1温度控制器TC1所在的控制电路为例说明如下第1温度控制器TC1的信号输入端与第1温度传感器TE1相连，第1温度控制器TC1的调节输出端本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种永磁磁共振成像系统磁体恒温控制装置，具有交流温度控制电路，温度控制器的信号输入端接有温度传感器，温度控制器的调节输出端通过交流执行器接至交流电加热体的交流供电回路中，其特征在于：还具有由温度传感器、温度控制器、直流电源及直流电加热体构成的直流温度控制电路，其中所述温度控制器的调节输出端通过直流加热执行器接至直流电加热体的直流供电回路中，温度控制器的报警输出端通过交流加热执行器接至交流电加热体的交流供电回路中；在温度传感器的信号输出端、直流电加热体以及交流电加热体的电源接线端分别设有滤波器；所述温度控器中存有温度控制程序。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张桂娟，秦松茂，施金泉，郑友群，李波，郝敬，
申请(专利权)人：东软飞利浦医疗设备系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]
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