CN102788960B - 磁共振装置 - Google Patents

Abstract

本发明的磁共振装置具备：静磁场磁铁，产生静磁场；倾斜磁场线圈，产生用来与上述静磁场叠加的倾斜磁场；盖，在上述静磁场磁铁及上述倾斜磁场线圈的内侧形成用来插入卧台顶板及载置在该卧台顶板上的被检体的内部空间；高频线圈，包括圆筒状的基座部、以及配置在该基座部上的多个第1电气元件及多个第2电气元件，配置在上述内部空间中；第1流路，形成在上述基座部与上述盖之间，用来将上述第1电气元件空冷；第2流路，连通到上述第1流路而形成在上述基座部与上述盖之间，用来将上述第2电气元件空冷；冷却机构，通过引起从上述第1流路朝向上述第2流路的冷却用气体流，将上述高频线圈冷却。

Description

磁共振装置

本申请为中国申请号200810176299.0发明名称为“磁共振装置”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在机架的内部配置高频线圈的磁共振装置。

背景技术

在磁共振装置中，一般在机架的内部配置全身线圈（wholebodycoil，以下称作WB线圈）等的高频线圈。

高频线圈通过通电而发热。高频线圈的冷却以往依赖于周围的自然对流，没有采用特别的冷却措施。

另外，根据例如日本特开平11-244255号公报，已知有使用冷却水将高频线圈冷却的构造。

因此，高频线圈的发热有可能使机架内的摄影空间的温度上升、给载置在该摄影工件中的被检者带来不适感。

所以，考虑通过在与高频线圈之间隔开某种程度的间隔配置盖、使高频线圈的发热不易传递到摄影空间。但是，在此情况下，通过盖使摄影空间变小，有可能给被检者带来压迫感。

在由日本特开平11-244255号公报已知的构造中，冷却部的构造变得庞大，其收容空间变大，所以摄影空间变小，有可能给被检者带来压迫感。

发明内容

根据这样的情况，希望防止因配置在机架内的高频线圈的发热使摄影空间的温度上升。

本发明的第1技术方案的磁共振装置具备：静磁场磁铁，产生静磁场；倾斜磁场线圈，产生用来与上述静磁场叠加的倾斜磁场；盖，在上述静磁场磁铁及上述倾斜磁场线圈的内侧形成内部空间，该内部空间用来插入卧台顶板及载置在该卧台顶板上的被检体；高频线圈，配置在上述内部空间中，包括圆筒状的基座部、以及配置在该基座部上的多个第1电气元件及多个第2电气元件；第1流路，形成在上述基座部与上述盖之间，用来将上述第1电气元件进行空冷；第2流路，连通到上述第1流路并形成在上述基座部与上述盖之间，用来将上述第2电气元件进行空冷；冷却机构，通过引起从上述第1流路朝向上述第2流路的冷却用气体流，将上述高频线圈进行冷却。

本发明的第2技术方案的磁共振装置具备：静磁场磁铁，产生静磁场；倾斜磁场线圈，产生用来与上述静磁场叠加的倾斜磁场；盖，在上述静磁场磁铁及上述倾斜磁场线圈的内侧形成内部空间，该内部空间用来插入卧台顶板及载置在该卧台顶板上的被检体；高频线圈，配置在内部空间中，包括圆筒状的基座部、以及配置在该基座部上的多个第1电气元件及多个第2电气元件；流路，沿上述基座部的周向形成在上述基座部与上述盖之间，用来将上述电气元件进行空冷；冷却机构，通过沿上述基座部的周向引起分别不同方向的两种流，作为上述流路的冷却用气体流，来冷却上述高频线圈。

本发明的第3技术方案的磁共振装置具备：静磁场磁铁，产生静磁场；倾斜磁场线圈，产生用来与上述静磁场叠加的倾斜磁场；盖，在上述静磁场磁铁及上述倾斜磁场线圈的内侧形成内部空间，该内部空间用来插入卧台顶板及载置在该卧台顶板上的被检体；高频线圈，配置在内部空间中，包括圆筒状的基座部、以及沿其周向排列配置在该基座部上的多个电气元件；流路，沿上述基座部的周向导引冷却用气体；至少一个吐出口，将上述冷却用气体从上述流路朝向上述电气元件吐出；冷却机构，通过引起通过上述流路从上述吐出口朝向上述电气元件吐出那样的上述冷却用气体流，将上述高频线圈进行冷却。

本发明的其他目标和优点会通过以下描述进行说明，并且其一部分显然可以由描述可知，或者可以通过实施本发明来理解。通过特别在以下指出的手段和组合能够认识并达到本发明的目标和优点。

作为一起构成说明书的一部分的附图，用来说明本发明目前优选的实施方式，并且与以上给出的发明内容和以下给出的具体实施方式一起用来解释本发明的概念。

附图说明

图1是将有关本发明的一实施方式的磁共振装置的机架的构造部分剖开表示的图。

图2是表示图1中的身体线圈单元的一部分及卧台轨道的一部分的构造的立体图。

图3是表示图1中的身体线圈单元的一部分及卧台轨道的一部分的构造的立体图。

图4是图2及图3中的下部部件的俯视图。

图5是表示图1中的卧台轨道的上部部件的构造的立体图。

图6是表示从图1的左方观察图1中的单点划线A处的截面的状况的图。

图7是表示从图1的左方观察图1中的单点划线B处的截面的状况的图。

图8是表示从图1的左方观察图1中的单点划线C处的截面的状况的图。

图9是表示从图1的左方观察图1中的单点划线D处的截面的状况的图。

图10是表示使图1中的鼓风机动作的情况下的空气的流动的图。

图11是表示第1变形结构例的图。

图12是表示第2变形结构例的图。

图13是表示第3变形结构例的图。

图14是表示第3变形结构例的图。

图15是表示第3变形结构例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。

图1是将有关本实施方式的磁共振装置100的机架的构造部分剖开表示的图。

在磁共振装置100的机架上，设有静磁场磁铁1、倾斜磁场线圈单元2、钻孔管（boretube）3、身体线圈（bodycoil）单元4、盖5及卧台轨道6。

静磁场磁铁1呈中空的圆筒形，在内部的空间中产生均匀的静磁场。作为该静磁场磁铁1，使用例如永久磁铁或超导磁铁等。

倾斜磁场线圈单元2呈中空的圆筒形。倾斜磁场线圈单元2在使其轴心与静磁场磁铁1的轴心大致一致的状态下配置在静磁场磁铁1的内侧。倾斜磁场线圈单元2组合有对应于相互正交的X、Y、Z的各轴的3种线圈。倾斜磁场线圈单元2的上述3种线圈从倾斜磁场电源独立地接受电流供给，产生磁场强度沿着X、Y、Z的各轴倾斜的倾斜磁场。另外，Z轴方向例如设为与静磁场方向相同方向。X、Y、Z各轴的倾斜磁场例如分别对应于切片选择用倾斜磁场Gs、相位编码用倾斜磁场Ge及读出用倾斜磁场Gr。切片选择用倾斜磁场Gs为了任意地决定摄影截面而使用。相位编码用倾斜磁场Ge为了根据空间位置编码磁共振信号的相位而使用。读出用倾斜磁场Gr为了根据空间位置将磁共振信号的频率编码而使用。作为倾斜磁场线圈单元2，可以使用所谓的主动屏蔽型倾斜磁场线圈（activelyshieldedgradientcoil：ASGC）。

钻孔管3呈中空的圆筒形。钻孔管在使其轴心与倾斜磁场线圈单元的轴心大致一致的状态下配置在倾斜磁场线圈单元2的内侧。钻孔管3在其内部形成用来载置被检体而进行摄影的摄影空间。

身体线圈单元4呈中空的圆筒形，并且包括在两端具有向外侧伸出的凸缘的基座部41及分隔部件42、43。基座部41配置在钻孔管3的内侧，凸缘的前端安装在钻孔管3的内侧的表面。并且，在基座部41的外侧的表面上安装有全身（WB）线圈。WB线圈例如是鸟笼线圈。这样，在基座部41与钻孔管3之间形成呈圆形的带状的空间。并且，WB线圈配置在该空间的内部。另外，在图1中省略了WB线圈的图示。分隔部件42、43例如使用聚氨酯泡沫等形成，呈大致环状。分隔部件42、43的内径与基座部41的外径大致相等，并且宽度与基座部41的凸缘的伸出量大致相等。并且，分隔部件42、43配置在基座部41的外侧。这样，分隔部件42、43将基座部41与钻孔管3之间的空间分隔为3个空间44a、44b、44c。其中，在分隔部件42、43上，在外侧的一处形成有切口，形成使空间44a与空间44b之间以及空间44b与空间44c之间分别连通的开口42a、43a。另外，在空间44a、44b、44c中，如后所述流动着空气，空间44a、44b、44c分别作为管道发挥功能。

盖5将身体线圈单元4覆盖，以使载置在摄影空间中的被检体不会接触身体线圈单元4。

卧台轨道6以贯通身体线圈单元4的内侧的状态配置。卧台轨道6将从图1的右方送入的未图示的卧台顶板沿图1的左右方向导引。在卧台轨道6的内部形成有后述的多个管道。这些管道连通到空间44a、44b、44c的任一个。此外，在卧台轨道6的管道的一个上，经由延长管道7连接着鼓风机8。

图2及图3是表示身体线圈单元4的一部分及卧台轨道6的一部分的构造的立体图。图2表示从图1的左斜上方俯视的状况，图3表示从图1的左斜下方仰视的状况。在图2及图3中，身体线圈单元4中的基座部41的凸缘与分隔部件42、43省略了图示。此外，仅图示了卧台轨道6中的下部部件61。图4是下部部件61的俯视图。

在基座部41的外侧的表面上，设有形成身体线圈的多个导电图形45及多个电路元件46、47。另外，电路元件46例如是电容器。电路元件47例如是PIN型二极管。多个电路元件46沿着基座部41的周向排列在基座部41的两侧端附近。多个电路元件47沿着基座部41的周向排列在基座部的中央附近。

在下部部件61上，沿着其长度方向形成有U字状的1条槽61a及直线状的4条槽61b、61c、61d、61e。这些槽61a～61e都朝向上方开放。此外，在下部部件61上，在槽61a的两端附近及弯曲部、槽61b～61e的各自的两端附近，在分别位于槽61a～61e的底面的状态下，形成有开口61f、61g、61h、61i、61j、61k、61m、61n、61o、61p、61q。

此外，在基座部41上，在图3所示的状态下，分别在对置于开口61h的位置上形成有开口41a，在对置于开口61j的位置上形成有开口41b，在对置于开口61m的位置上形成有开口41c，在对置于开口61o的位置上形成有开口41d，并且在对置于开口61q的位置上形成有开口41e。另外，开口41a位于电路元件47的排列位置附近，开口41b、41e位于电路元件46的一个排列位置附近，开口41c、41d位于电路元件46的另一个排列位置附近。

图5是表示卧台轨道6的上部部件62的构造的立体图。

上部部件62在其上侧形成有沿着长度方向的凹部62a。通过该凹部62a沿上部部件62的长度方向导引卧台顶板的移动。上部部件62形成其下侧与下部部件61的上侧嵌合的形状。并且，通过将该上部部件62安装在下部部件61的上部，构成卧台轨道6。卧台轨道6将槽61a、61b、61c、61d、61e的各自的上方堵塞。由此，在卧台轨道6的内部形成图6至图9所示那样的6条管道。另外，这6条管道从图6的左侧开始依次称作第1至第6管道。

图6至图9是表示从图1的左方观察图1中的单点划线A～D的各自的截面的状况的图。

如图6所示，第1至第6管道分别经由开口61i、61k、61f、61g、61n、61p向机架的外部开放。在开口61i、61k、61n、61p上分别安装有过滤器9。在开口61f、61g上，如图1所示那样安装有延长管道7。

如图7所示，第2管道经由开口61m及开口41c被连通到空间44a。此外，第5管道经由开口61o及开口41d被连通到空间44a。

如图8所示，第3及第4管道都经由开口61h及开口41a被连通到空间44b。

如图9所示，第1管道经由开口61j及开口41b被连通到空间44c。此外，第6管道经由开口61q及开口41e被连通到空间44c。

这样，形成以开口61i-第1管道-开口61j-开口41b-空间44c-开口43a的路径、开口61k-第2管道-开口61c-开口41c-空间44a-开口42a的路径、开口61n-第5管道-开口61o-开口41d-空间44a-开口42a的路径、或者开口61p-第6管道-开口61q-开口41e-空间44c-开口43a的路径分别连接到空间44b的空气通路。进而，形成从空间44b以开口41a-开口61h-第3管道或者第4管道的路径分别与开口61f或者开口61g相连的空气通路。

因此，如图10所示，如果通过鼓风机8经由延长管道7在第3及第4管道中产生负压，则如图6及图10中箭头所示，从开口61i、61k、61n、61p吸入空气，如图7至图9及图10中箭头所示，空气通过上述路径而流动。此时，在空间44a、44b、44c中流动的空气吹到面向空间44a、44b、44c设在基座部41的外侧的表面上的电路元件46、47上。由此将电路元件46、47空冷。

电路元件46与电路元件47相比位于上述空气通路的上游侧。因此，吹到电路元件46上的空气比吹到电路元件47上的空气温度低，冷却效率是电路元件46比电路元件47高。一般，相对于温度上升的余地（margin），电容器比PIN型二极管小。并且，在本实施方式中，假设使用电容器作为电路元件46、使用PIN型二极管作为电路元件47。因而，能够有效地将相对于温度上升的余地更小的电容器冷却。

此外，由图7至图9可知，在空间44a、44b、44c的各自中，空气以方向相互不同的两个路径流动。因此，与空气以1个路径向1个方向流动的情况相比，流入到各空间中时与从各空间流出时的温度差较小，能够将各电路元件高效率地冷却。

进而，空间61c与空间61d、以及空间61b与空间61e分别从卧台轨道6导引卧台顶板的方向观察对称地形成，所以能够稳定地形成上述那样的两个路径中的空气的流动。以上，根据本实施方式，能够将由电路元件46、47产生的热比自然对流更有效地释放到机架的外部，能够将WB线圈单元4冷却。结果，能够减轻热给被检者带来的不适感。此外，根据本实施方式，不需要为了WB线圈4的发热对策而增大WB线圈单元4与盖5的间隙。因此，能够较大地确保被检者与盖5的距离，能够减轻盖5给被检者带来的压迫感。

此外，根据本实施方式，使用由基座部41与钻孔管3形成的空间作为空气通路的一部分，并且在卧台轨道6的内部形成作为空气通路的一部分的管道，所以不需要在机架内重新确保用来配置管道的空间。此外，设在卧台轨道6的内部的管道与重新在机架内确保用来配置管道的空间的基础上配置管道的情况相比能够将截面积能取较大。因此，能够减小管道的压力损失，能够高效率地产生气流。

此外，根据本实施方式，由于电路元件46、47的排列方向与气流的方向一致，所以能够可靠地使气流吹到各电路元件46、47上，能够高效率地冷却。

此外，根据本实施方式，卧台轨道6为了内装管道而为中空构造，并且用来分隔管道的壁部作为肋板发挥功能。具体而言，如图6所示，上部部件62在分隔开口61b与开口61c的壁部以及分隔开口61d和开口61e的壁部的上方分别形成水平面。如果载置这些水平面的卧台顶板的辊，则能够通过上述壁部支撑卧台顶板的载荷。因此，卧台轨道6在是轻量的同时为高刚性。

进而，空间61a自身、空间61c和空间61d、以及空间61b和空间61e分别从卧台轨道6导引卧台顶板的方向观察对称地形成，所以分隔各空间的壁从卧台轨道6的上述方向观察对称地配置。因此，能够有效地提高卧台轨道6的刚性。

该实施方式能够进行如下的各种变形实施。

（1）图11是表示变形结构的一例的图。另外，在图11中，对于与图1相同的部分赋予相同的标号。

在图11中，代替分隔部件42、43而设有分隔部件48、49、50、51，并且设有分隔部件52、53。分隔部件48、49、50、51分别具有与分隔部件42、43同样的形状，与分隔部件42、43同样，在基座部41的外侧相互离开而配置。分隔部件52将分隔部件48的开口和分隔部件49的开口连结而形成1个空气通路。分隔部件53将分隔部件50的开口和分隔部件51的开口连结而形成1个空气通路。

这样，在图11所示的结构中，分隔部件48与分隔部件49之间的空间以及分隔部件50与分隔部件51之间的空间不为空气通路，使作为空气通路的空间44a、44b、44c的截面积缩小。由此，通过根据电路元件46、47的配置位置适当地设定空间44a、44b、44c的位置，使流过电路元件46、47的附近的空气的量增加，能够更有效地冷却。

（2）图12是表示变形结构的一例的图。另外，在图12中，对于与图1相同的部分赋予相同的标号。

在图12中，代替分隔部件42、43而设有分隔部件54、55。分隔部件54、55使用例如聚氨酯泡沫等形成，呈大致环状。分隔部件54、55的内径与基座部41的外径大致相等，并且宽度与基座部41的凸缘的伸出量大致相等。并且，分隔部件54、55在基座部41的外侧相互分离而配置。这样，分隔部件54、55将基座部41与钻孔管3之间的空间分隔为3个空间44a、44b、44c。其中，在分隔部件54、55上形成有多个开口54a、55a。另外，开口54a、55a的数量是任意的。并且，虽然省略了图示，但变更开口61h、61j、61m、61o、61q的位置，使第3及第4管道连通到空间44c，使其他管道连通到空间44a。

这样，流入到空间44a中的空气从开口54a向空间44b吹出，通过开口55a被吸入到空间44c中。这样，在电路元件46、47沿着基座部41的轴向排列的情况下，能够形成沿着其排列方向的气流。

（3）图13至图15是表示变形结构的一例的图。另外，在图13至图15中，对于与图1相同的部分赋予相同的标号。

在图13中，代替分隔部件42、43而设有分隔部件56、57、58、59。分隔部件56、57、58、59使用例如聚氨酯泡沫形成，呈大致环状。分隔部件56、57、58、59的内径与基座部41的外径大致相等，并且宽度与基座部41的凸缘的伸出量大致相等。并且，分隔部件56、57、58、59相互离开而配置在基座部41的外侧。这样，分隔部件56、57、58、59将基座部41与钻孔管3之间的空间分隔为5个空间44a、44b、44c、44d、44e。分隔部件56、57、58、59的位置设定为，使得如图2所示那样形成有两个的电路元件46的列分别位于空间44c、44d中，并且如图2所示那样形成有1个的电路元件47的列位于空间44b中。并且，在分隔部件56、57、58、59上，形成有多个开口56a、57a、58a、59a。

开口56a、59a如图14所示那样形成，以使其分别对置于电路元件46。此外，开口57a、58a如图15所示那样形成，以使其分别对置于电路元件47。

这样，流入到空间44a中的空气被从开口56a向空间44c吹出，此时将电路元件46冷却。此外，流入到空间44c中的空气被从开口59a向空间44d吹出，此时将电路元件46冷却。流入到空间44c中的空气被从开口57a、并且流入到空间44d中的空气被从开口58a分别向空间44b吹出，此时将电路元件47冷却。

根据该结构，在通过开口56a、57a、58a、59a时流速增加了的空气被向电路元件46、47喷吹，所以能够将电路元件46、47有效地冷却。

（4）卧台轨道6内的管道的数量及形状可以任意地变更。例如槽61a可以代替为直线状的槽。

（5）也可以使用配置在卧台轨道6或基座部41与钻孔管3之间的空间之外的管道将空气导引到电路元件46、47。

（6）也可以通过鼓风机8将空气送入。

（7）也可以通过鼓风机8使空气以外的气体循环。

（8）鼓风机8也可以不作为磁共振装置的构成要件装备，而适当地连接使用通用的鼓风机。

（9）作为冷却对象的高频线圈也可以是WB线圈以外的线圈。

（10）保持WB线圈的导电图形45或电路元件46、47的部件（所谓的线轴）、与将该线轴支撑在钻孔管3上的支撑部件也可以是分体的。并且，在这样的构造的情况下，为了在线轴与钻孔管3的间隙中形成作为空气通路的空间，也可以配置与支撑部件不同的部件。

本发明的其他优点和变更对于本领域的技术人员而言是显而易见的。因此，本发明并不限于这里表示和描述的具体细节和优选的实施方式。因此，在不脱离由权利要求书定义的发明主旨或技术范围的情况下可以进行各种变更。

Claims (6)

1.一种磁共振装置，其特征在于，具备：

静磁场磁铁，产生静磁场；

倾斜磁场线圈，产生用来与上述静磁场叠加的倾斜磁场；

配置在上述倾斜磁场线圈的内侧的钻孔管；

盖，在上述静磁场磁铁及上述倾斜磁场线圈的内侧形成内部空间，该内部空间用来插入卧台顶板及载置在该卧台顶板上的被检体；

高频线圈，配置在上述钻孔管的内侧，包括圆筒状的基座部、以及配置在该基座部上的多个第1电气元件及多个第2电气元件；

第1流路，形成在上述基座部与上述钻孔管之间，用来将上述第1电气元件进行空冷；

第2流路，连通到上述第1流路并形成在上述基座部与上述钻孔管之间，用来将上述第2电气元件进行空冷；以及

冷却机构，通过引起从上述第1流路朝向上述第2流路的冷却用气体流，将上述高频线圈进行冷却。

2.如权利要求1所述的磁共振装置，其特征在于，

还具备导引上述卧台顶板的导引部件，该卧台顶板为了将上述被检体插入到上述内部空间中而被移动；

上述第1及第2流路分别延伸到上述导引部件的内部。

3.如权利要求1所述的磁共振装置，其特征在于，上述第1电气元件与上述第2电气元件相比，温度上升相关的余地较小。

4.如权利要求1所述的磁共振装置，其特征在于，上述第1及第2电气元件分别是电容器及PIN型二极管。

5.如权利要求1所述的磁共振装置，其特征在于，

上述第1流路沿上述基座部的周向形成在上述基座部与上述钻孔管之间；

上述冷却机构沿上述基座部的周向引起分别不同方向的两种流，作为上述第1和第2流路中的冷却用气体流。

6.如权利要求1所述的磁共振装置，其特征在于，

上述第2流路沿上述基座部的周向形成在上述基座部与上述钻孔管之间；

上述冷却机构沿上述基座部的周向引起分别不同方向的两种流，作为上述第1和第2流路中的冷却用气体流。