用于射频线圈的冷却系统、磁共振成像设备技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于射频线圈的冷却系统、磁共振成像设备。所述冷却系统包括：真空腔体，包括底座和真空上盖，所述真空上盖与所述底座盖合，形成密闭空间；半导体制冷单元，设置于所述真空腔体内，所述半导体制冷单元的散热端与所述底座接触，且所述半导体制冷单元的冷却端用于承载射频线圈；冷却单元，与所述底座连接，用于吸收所述半导体制冷单元的散热端的热量。所述磁共振成像设备包括射频线圈和上述的用于射频线圈的冷却系统，所述射频线圈设置于所述半导体制冷单元的冷却端上采用半导体制冷的方式对射频线圈进行冷却，可提高安全性，大幅度缩小冷却系统体积、实现连续不间断冷却和控制冷却温度。断冷却和控制冷却温度。断冷却和控制冷却温度。

【技术实现步骤摘要】
用于射频线圈的冷却系统、磁共振成像设备


[0001]本技术属于磁共振成像
，具体地讲，涉及一种用于射频线圈的冷却系统、磁共振成像设备。

技术介绍

[0002]磁共振成像是一种对身体无害的医学成像方式，是生物医学领域研究的热门领域之一。磁共振成像在疾病诊断、精确定位以及疾病预防等方面，具有极大的优势和潜力。磁共振成像性能，主要由主磁场的磁场强度和射频线圈的接收性能决定。然而主磁场强度的提升，也将带来磁场不均匀度提升，磁体不稳定性增大和磁体制作成本上升的问题。因此，提高射频线圈的性能被认为是一种经济可行的方法。
[0003]射频线圈的成像性能，可由信噪比(SNR)进行表征。根据射频线圈信噪比的等效近似计算公式，降低射频线圈的温度和等效电阻，可提高射频线圈的信噪比。因此研究人员采用低温液体或者气体对射频线圈低温冷冻，达到提高射频线圈的目的。如Bruker公司的小动物成像射频线圈CryoProbe
TM
以制冷机为冷源，氦气为冷媒，可将线圈降温至30K，并实现了2mm的线圈到样品距离。利用该产品分别在9.4T/15.2T/18T的超高场中针对小鼠大脑1H成像，信噪比较同参数常温线圈增大了2.7倍/1.9倍/1.8倍。海德堡大学在9.4T磁共振系统上，将紫铜射频线圈冷却到77K，针对小鼠大脑进行
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K成像，相比同参数线圈信噪比提升了2.7倍。
[0004]现有的低温冷冻线圈技术都采用低温液体和气体，低温系统的设计相对较为复杂，制作成本较高。同时，低温液体和气体对低温系统的保温性能和力学性能要求较高，若设计的强度和保温性能不合理，易发生低温冻伤和爆炸的风险。低温液体的消耗需要及时补充，需要人工值守，对操作人员的专业性提出要求。

技术实现思路

[0005](一)本技术所要解决的技术问题
[0006]本技术解决的技术问题是：如何简化射频线圈的降温系统的复杂结构。
[0007](二)本技术所采用的技术方案
[0008]为解决上述的技术问题，本技术采用如下技术方案：
[0009]一种用于射频线圈的冷却系统，所述冷却系统包括：
[0010]真空腔体，包括底座和真空上盖，所述真空上盖与所述底座盖合，形成密闭空间；
[0011]半导体制冷单元，设置于所述真空腔体内，所述半导体制冷单元的散热端与所述底座接触，且所述半导体制冷单元的冷却端用于承载射频线圈；
[0012]冷却单元，与所述底座连接，用于吸收所述半导体制冷单元的散热端的热量。
[0013]优选地，所述半导体制冷单元包括多片层叠的半导体制冷片，相邻两片半导体制冷片中的一片半导体制冷片的冷却端与另一片半导体制冷片的散热端抵接，其中最顶层的半导体制冷片的冷却端承载射频线圈，最底层的半导体制冷片的散热端与所述底座连接。
[0014]优选地，各片所述半导体制冷片的功率沿着最顶层至最底层的方向递增。
[0015]优选地，各片所述半导体制冷片的传热部件采用无磁非金属导热片取代铜导热片。
[0016]优选地，各片所述半导体制冷片的输电导线采用金属屏蔽的四绞线，放置电流信号干扰。
[0017]优选地，所述真空上盖的侧壁开设有插孔，所述冷却系统还包括电流引线和插头，所述插头与所述插孔密封连接，所述电流引线的两端分别电连接于所述半导体制冷单元和所述插头，所述插头的位于所述真空上盖的外侧的一端用于连接匹配电路。
[0018]优选地，所述冷却系统还包括射频线圈信号线，所述射频线圈信号线的两端分别电连接于所述射频线圈和所述插头，信号线屏蔽层接地。
[0019]优选地，所述冷却单元包括相互连通的冷却水管道和冷却水循环模块，所述底座内部开设有容纳槽，所述冷却水管道与所述容纳槽连通，以将冷却水输送进容纳槽中。
[0020]优选地，所述冷却系统还包括温度计，所述温度计设置于所述半导体制冷单元的冷却端上。
[0021]优选地，所述真空上盖的内表面涂覆有聚氨酯低温胶。
[0022]优选地，所述真空上盖的材料为无磁非金属材料。
[0023]本申请还公开了一种磁共振成像设备，包括射频线圈和任一种上述的用于射频线圈的冷却系统，所述射频线圈设置于所述半导体制冷单元的冷却端上。
[0024](三)有益效果
[0025]本技术公开了一种用于射频线圈的冷却系统、磁共振成像设备，与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
[0026]采用半导体制冷的方式对射频线圈进行冷却，可提高安全性，大幅度缩小冷却系统体积、实现连续不间断冷却和控制冷却温度。
附图说明
[0027]图1是本技术的实施例一的用于射频线圈的冷却系统的结构示意图。
具体实施方式
[0028]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0029]在详细描述本申请的各个实施例之前，首先简单描述本申请的构思：在现有的低温冷冻线圈技术中，采用低温液体或气体来冷冻线圈，会导致低温系统结构复杂，制作成本高、安全性差等技术问题。本申请在真空腔体中设置半导体制冷单元，形成低温环境，并利用冷却单元将半导体制冷单元的热量排出，从而组成结构简单，安全性能高的冷却系统，实现对射频线圈的降温。
[0030]如图1所示，本实施例的用于射频线圈的冷却系统包括真空腔体10、半导体制冷单元20和冷却单元30。其中真空腔体10包括底座11和真空上盖12，真空上盖12与底座11盖合形成密闭空间，半导体制冷单元20设置于真空腔体10内，半导体制冷单元20的散热端与所
述底座11接触，且半导体制冷单元20的冷却端用于承载射频线圈100。冷却单元30与所述底座12连接，用于吸收半导体制冷单元20的散热端的热量。
[0031]作为优选实施例，由于射频线圈100在高磁场下使用，为防止金属材料对磁场的影响和对射频信号的屏蔽，真空上盖12的材料选用低温强度高、制作简单且价格低廉的玻璃纤维环氧树脂材料(G10)。当然在其他实施方式中，真空上盖12还可以采用其他类型的无磁非金属材料。真空上盖12前后左右四个面壁厚为10mm，这样既满足强度要求，又能提高气密性。由于射频线圈100到被测体的距离越近，线圈成像信噪比越高，将真空上盖11的顶部厚度设计为2mm。
[0032]进一步地，在真空上盖12的内表面涂有约0.5mm的聚氨酯低温胶，聚氨酯低温胶气密性极好，可以有效地阻止真空上盖12的漏气。同时由于聚氨酯低温胶热导率较小，聚氨酯低温胶在底部也将起到绝热的作用。其中，真空上盖12的侧面开设有真空腔抽口11a，用于给系统抽真空。
[0033]作为优选实施例，半导体制冷单元20包括多片层叠的半导体制冷片21，相邻两片半导体制冷片中的一片半导体制冷片的冷却端与另一片半导体制冷片的散热端抵接，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于射频线圈的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统包括：真空腔体，包括底座和真空上盖，所述真空上盖与所述底座盖合，形成密闭空间；半导体制冷单元，设置于所述真空腔体内，所述半导体制冷单元的散热端与所述底座接触，且所述半导体制冷单元的冷却端用于承载射频线圈；冷却单元，与所述底座连接，用于吸收所述半导体制冷单元的散热端的热量。2.根据权利要求1所述的用于射频线圈的冷却系统，其特征在于，所述半导体制冷单元包括多片层叠的半导体制冷片，相邻两片半导体制冷片中的一片半导体制冷片的冷却端与另一片半导体制冷片的散热端抵接，其中最顶层的半导体制冷片的冷却端承载射频线圈，最底层的半导体制冷片的散热端与所述底座连接。3.根据权利要求2所述的用于射频线圈的冷却系统，其特征在于，各片所述半导体制冷片的功率沿着最顶层至最底层的方向递增。4.根据权利要求1所述的用于射频线圈的冷却系统，其特征在于，所述真空上盖的侧壁开设有插孔，所述冷却系统还包括电流引线和插头，所述插头与所述插孔密封连接，所述电流引线的两端分别电连接于所述半导体制冷单...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑海荣，李烨，李旭，刘新，李楠，陈巧燕，杜凤，李柔，罗超，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：新型
国别省市：