CN102579047B - 一种婴儿专用磁共振成像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种婴儿专用磁共振成像装置，包括磁共振成像仪、滤波板（20）、控制装置、软件系统和显示系统，所述磁共振成像仪由超导磁体（1）、射频系统（2）、梯度系统（7）和病员支持系统（3）组成，所述超导磁体（1）包括超导磁场线圈（5）、主动和被动匀场系统（6）和制冷系统（4），超导磁场线圈（5）、主动和被动匀场系统（6）和梯度系统（7）内壁的直径依顺序由大到小排列，所述制冷系统为分级制冷循环系统；采用上述结构使得磁场均匀，磁共振成像系统信号的空间定位，二级制冷循环系统使得磁体内温度变化平缓，环境稳定。
Description
技术领域
本发明涉及到一种磁共振成像设备，尤其涉及到一种用于婴儿检查的磁共振成像装置。
背景技术
目前，磁共振成像是诊断人体疾病的重要手段，通过扫描能够提供清晰的人体组织的图像，相对于其他诊断手段来说，其磁共振成像系统不仅无电离辐射而且清晰度高，能为医生提供更加准确的疾病信息。另外，磁共振成像在现今众多非侵入性的医学影像中，因其不具辐射性，有很高的空间解析度，能提供较佳的影像数据资料，以及高组织识别度，因此在医学诊断上有相当高的依赖性，在各地医院都已经或即将配备针对成年人设计的磁共振成像系统。
在各大医院新出生的婴儿中，由于有些新生婴儿出生后身体内脏存在损伤或先天不足，需要在最快时间和最短距离内检查病因，但现有医院内没有配置专门安装在儿童急救室零距离为婴儿进行扫描成像的装置，同时也没有适用于婴儿的小孔径的儿科磁共振成像装置。现有针对成年人的磁共振成像系统，磁场相对不均匀，噪音大，在成像质量和安全性方面都不是婴儿扫描检查的最佳选择。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种针对婴儿早期身体特征设计的磁共振成像装置，本发明磁共振成像装置体积小，磁体尺寸小，磁场均匀，扫描环境安全。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种婴儿专用磁共振成像装置，包括磁共振成像仪、滤波板、控制装置、软件系统和显示系统。所述磁共振成像仪由超导磁体、射频系统、梯度系统和病员支持系统组成，所述超导磁体包括超导磁场线圈、主动和被动匀场系统和制冷系统，超导磁场线圈内设有主磁体线圈和屏蔽线圈，屏蔽线圈位于主磁体线圈外部，超导磁场线圈、主动和被动匀场系统和梯度系统内壁的直径依顺序由大到小排列。二级制冷系统为第一级低温制冷系统和第二级制冷系统，所述第一级低温制冷系统由冷头和氦气压缩机组成，第二级制冷系统由热交换器和水冷机组组成。
作为本发明的进一步改进，所述射频系统为集发射与接收为一体的射频系统，所述射频系统中设有的射频线圈为铜线圈，全部或部分射频系统也适用于高温超导射频线圈。所述控制装置由电力供应系统、射频控制系统、计算机控制系统、梯度控制系统和操作员控制台构成。显示系统由计算机显示器和打印装置组成，软件系统包括操作界面和适用于婴儿的序列。
采用上述结构，本发明的优点在于以下几个方面。
1、超导磁体尺寸小，适合于放置在婴儿急救室为婴儿进行磁共振检查。超导磁体包括超导磁场线圈、主动和被动匀场系统和制冷系统，所述超导磁场线圈内设有主磁体线圈和屏蔽线圈，屏蔽线圈位于主磁体线圈外部，屏蔽线圈和主磁体线圈通以不同方向的电流，各线圈共同作用产生中心磁场和可利用的均匀区域，使得磁场均匀。另外，梯度系统对扫描病人进行空间定位。
2、所述制冷系统为分级制冷循环系统，分级制冷循环系统为二级制冷系统，第一级低温制冷系统由冷头和氦气压缩机组成，第二级制冷系统由热交换器和水冷机组组成。低温制冷机产生的热量由水冷机组冷却，低温制冷机有二级冷头，一级冷头冷却磁共振成像仪超导磁体冷屏，并将冷屏温度保持在40K-70K，二级冷头冷却磁共振成像仪中的液氦容器和超导磁场线圈，并将其温度维持在4.2K或4.2K以下，即时将液氦容器接受到的辐射热、导线传热和磁体产生的热量及时排出，冷屏是为降低杜瓦外壁的热辐射直接到达冷屏内部的液氦容器，从而降低液氦消耗，实现液氦零挥发，同时保证超导磁场线圈处于超导状态，使得磁体内温度变化平缓，环境稳定。
3、所述射频系统为集发射与接收为一体的射频线圈，所述射频系统中设有的射频线圈为铜线圈，全部或部分射频系统也可适用于高温超导射频线圈。当射频系统发射激发射频信号时，建立的信号通路阻抗小，使得线圈成为发射天线，当射频系统接收时，建立的信号通路阻抗大，线圈成为接收天线，不仅根据扫描序列的要求发射各种翻转角的射频波，还可接收成像区域内氢质子的共振信号，从而达到发射信号和接收信号的双重目的。
附图说明
图1为本发明的一种婴儿专用磁共振成像装置的结构示意图。
图2为本发明一种婴儿专用磁共振成像装置中制冷系统的结构示意图。
图3为本发明一种婴儿专用磁共振成像装置中磁场分布图。
图4为本发明一种婴儿专用磁共振成像装置中射频线圈发射和接收流程图。
图5为本发明一种婴儿专用磁共振成像装置中超导磁体结构示意图。
图6为本发明一种婴儿专用磁共振成像装置中超导磁场线圈结构示意图。
图7为本发明一种婴儿专用磁共振成像装置中超导磁场线圈结构示意图。
图中：1-超导磁体，2-射频系统，3-病员支持系统，4-制冷系统，5-超导磁
场线圈，6-主动和被动匀场系统，7-梯度系统，8-主磁体线圈，9-屏蔽线圈，
10-水冷机组、11-冷头、12-氦气压缩机，13-电力供应系统，14-射频控制系统，15-计算机控制系统，16-梯度控制系统，17-操作员控制台，18-计算机显示器，19-打印装置，20-滤波板，21-热交换器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，一种婴儿专用磁共振成像装置，包括磁共振成像仪、滤波板20、控制装置、软件系统和显示系统。所述磁共振成像仪由超导磁体1、射频系统2、梯度系统7和病员支持系统3组成，所述超导磁体1包括超导磁场线圈5、主动和被动匀场系统6和制冷系统4，所述超导磁场线圈5内设有主磁体线圈8和屏蔽线圈9，屏蔽线圈9位于主磁体线圈8外部，超导磁场线圈5、主动和被动匀场系统6和梯度系统7内壁的直径依顺序由大到小排列，主动和被动匀场系统线圈6位于超导磁场线圈5外层，超导磁场线圈5位于梯度系统7外层。
所述射频系统2为集发射与接收为一体的射频系统，所述制冷系统4为分级制冷循环系统，分级制冷循环系统为二级制冷系统，二级制冷系统为第一级低温制冷系统和第二级制冷系统，所述第一级低温制冷系统由冷头11和氦气压缩机12组成，第二级制冷系统由热交换器21和水冷机组10组成，所述射频系统2中设有的射频线圈为铜线圈，全部或部分射频系统2也适用于高温超导射频线圈，所述控制装置由电力供应系统13、射频控制系统14、计算机控制系统15、梯度控制系统16和操作员控制台17构成，所述显示系统由计算机显示器18和打印装置19组成，软件系统包括操作界面和适用于婴儿的序列。
磁共振成像装置的操作由操作员控制台17操作控制，首先启动电力供应系统13，启动计算机的控制系统15，再启动软件系统，磁共振成像仪包括一个成像区，一个移动病床区，超导磁体在成像区产生磁场强度范围为从0.1特斯拉至2特斯拉之间的一个均匀稳定的磁场，将婴儿或者放置婴儿的培养箱箱体放入病床系统中，通过传输装置将婴儿推入超导磁体1内，开始扫描，此时婴儿被置于由超导磁体1产生的磁场中，由梯度系统7和梯度控制系统16对婴儿的各组织进行定位，将定位信息送入计算机，由射频系统2和射频控制系统14得到婴儿各组织信号送入计算机，射频系统2为集发射与接收为一体的射频系统，实施射频激励并接收射频信号，计算机对得到的梯度信息和射频信息进行处理并且成像，扫描完毕。为了防止低温制冷压缩机温度过高，低温制冷压缩机必须由制冷系统4冷却，制冷系统4为分级制冷循环系统，所述制冷系统4为分级制冷循环系统，分级制冷循环系统为二级制冷系统，低温制冷机产生的热量由水冷机组冷却，低温制冷机有二级冷头，一级冷头冷却磁共振成像仪超导磁体冷屏，并将冷屏温度保持在40K-70K，二级冷头冷却磁共振成像仪中的液氦容器和超导磁场线圈，并将其温度维持在4.2K或4.2K以下，即时将液氦容器接受到的辐射热、导线传热和磁体产生的热量及时排出，从而达到降温效果；计算机显示器13显示扫描图像，通过打印装置19将扫描图像打印出来。
Claims (1)
1.一种婴儿专用磁共振成像装置，包括磁共振成像仪、滤波板（20）、控制装置、软件系统和显示系统，所述磁共振成像仪由超导磁体（1）、射频系统（2）、梯度系统（7）和病员支持系统（3）组成，所述超导磁体（1）包括超导磁场线圈（5）、主动和被动匀场系统（6）和制冷系统（4），所述超导磁场线圈（5）内设有主磁体线圈（8）和屏蔽线圈（9），屏蔽线圈（9）位于主磁体线圈（8）外部，其特征在于：超导磁场线圈（5）、主动和被动匀场系统（6）和梯度系统（7）内壁的直径依顺序由大到小排列，所述射频系统（2）为集发射与接收为一体的射频系统，所述射频系统（2）中设有的射频线圈为铜线圈，全部或部分射频系统（2）也适用于高温超导射频线圈，所述制冷系统（4）为分级制冷循环系统，所述分级制冷循环系统为二级制冷系统，所述二级制冷系统为第一级低温制冷系统和第二级制冷系统，所述第一级低温制冷系统由冷头（11）和氦气压缩机（12）组成，第二级制冷系统由热交换器（21）和水冷机组（10）组成，所述控制装置由电力供应系统（13）、射频控制系统（14）、计算机控制系统（15）、梯度控制系统（16）和操作员控制台（17）构成；所述主动和被动匀场系统（6）位于所述超导磁场线圈（5）外层，所述超导磁场线圈（5）位于所述梯度系统（7）外层，所述显示系统由计算机显示器（18）和打印装置（19）组成，所述软件系统包括操作界面和适用于婴儿的序列； 所述磁共振成像装置的操作由操作员控制台（17）操作控制，首先启动所述电力供应系统（13），启动所述的计算机控制系统（15），再启动软件系统，所述磁共振成像仪包括一个成像区，一个移动病床区，超导磁体在成像区产生磁场强度范围为从0.1特斯拉至2特斯拉之间的一个均匀稳定的磁场，将婴儿或者放置婴儿的培养箱箱体放入病床系统中，通过传输装置将婴儿推入所述超导磁体（1）内，开始扫描，此时婴儿被置于由所述超导磁体（1）产生的磁场中，由所述梯度系统（7）和所述梯度控制系统（16）对婴儿的各组织进行定位，将定位信息送入计算机，由所述射频系统（2）和所述射频控制系统（14）得到婴儿各组织信号送入计算机，所述射频系统实施射频激励并接收射频信号，计算机对得到的梯度信息和射频信息进行处理并且成像，扫描完毕；为了防止超导磁体（1）温度过高，超导磁体（1）必须由所述制冷系统（4）冷却，其中，第一级低温制冷系统产生的热量由水冷机组冷却，第一级低温制冷系统有二级冷头，一级冷头冷却磁共振成像仪超导磁体冷屏，并将冷屏温度保持在40K-70K，二级冷头冷却磁共振成像仪中的液氦容器和超导磁场线圈，并将其温度维持在4.2K，即时将液氦容器接受到的辐射热、导线传热和磁体产生的热量及时排出，从而达到降温效果；计算机显示器（13）显示扫描图像，通过打印装置（19）将扫描图像打印出来。
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