CN103732138A

CN103732138A - Mri装置单元用冷却装置以及mri装置

Info

Publication number: CN103732138A
Application number: CN201380002585.4A
Authority: CN
Inventors: 田中秀和; 工藤健; 堀雅志
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2033-05-29
Also published as: US20140203809A1; US9810754B2; WO2013180163A1; JP2013248269A; JP5940378B2; CN103732138B

Abstract

本发明提供MRI装置单元用冷却装置，其特征在于，具备：水槽，蓄积对MRI装置所具备的发热单元进行冷却的冷却水；泵，使在上述水槽中蓄积的冷却水从上述水槽起在绕上述发热单元的循环路径中环流；热交换器，将上述冷却水冷却；以及控制部，在上述水槽内冷却水的水量的减少速度比规定的基准值大时，判断为在上述循环路径内发生了漏水。

Description

MRI装置单元用冷却装置以及MRI装置

技术领域

本发明涉及MRI装置单元用冷却装置以及MRI装置。

背景技术

MRI装置是对置于静磁场内的被检体施加高频磁场、检测通过高频磁场的施加而从被检体释放的磁共振信号而生成被检体的图像的装置。对被检体除了施加高频磁场还施加倾斜磁场，向磁共振信号中附加被检体的空间性位置信息。

倾斜磁场通过向倾斜磁场线圈重复施加大的脉冲电流而产生，但通过脉冲电流的施加，倾斜磁场线圈发热，温度上升。为了将倾斜磁场线圈的温度收入到规定的范围内，已知如下技术：在倾斜磁场线圈的附近所设置的冷却管中使作为冷媒的水循环，对倾斜磁场线圈进行冷却（例如专利文献1）。

MRI装置中，除了倾斜磁场线圈以外，有产生向倾斜磁场线圈的施加电流的倾斜磁场电源、对向被检体施加的高频进行放大的RF放大器、磁铁用冷冻机等进行发热的单元。以下，将这些单元称为MRI装置的发热单元。这些发热单元也与倾斜磁场线圈同样，通过冷却水来冷却。

MRI装置单元用冷却装置是对由发热单元温热的冷却水进行冷却的装置。由发热单元温热的冷却水通过冷却装置所具备的热交换器来冷却。在发热单元与冷却装置之间形成有冷却水的循环路径，由热交换器冷却的冷却水通过冷却装置的泵而向发热单元送出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－87915号公报

发明概要

发明要解决的技术问题

上述的冷却水的循环路径由多个管线构成，各管线通过接头（joint）而被结合。在管线的一部分破损，或接头的一部分脱离时，从该部分发生漏水。在漏水发生时，不仅对MRI装置的冷却性能带来严重的影响，而且有可能使建筑内的其他的装置劣化。

但是，MRI装置的以往的冷却装置没有检测漏水的有效的机构。因此，能够准确地检测漏水的MRI装置单元用冷却装置以及MRI装置被期望。

发明内容

用于解决技术问题的手段

本实施方式的MRI装置单元用冷却装置的特征在于，具备：水槽，蓄积对MRI装置所具备的发热单元进行冷却的冷却水；泵，使在上述水槽中蓄积的冷却水从上述水槽起在绕上述发热单元的循环路径中环流；热交换器，将上述冷却水冷却；以及控制部，在上述水槽内冷却水的水量的减少速度比规定的基准值大时，判断为在上述循环路径内发生了漏水。

附图说明

图1是表示实施方式的MRI装置的构成例的图。

图2是表示实施方式的冷却装置的构成例、以及MRI装置的发热单元与冷却装置的连接关系的第一实施例的图。

图3是表示实施方式的冷却装置的构成例、以及MRI装置的发热单元与冷却装置的连接关系的第二实施例的图。

图4是示意性地表示水槽内的水位、与为了判断而设定的第一水位L1、第二水位L2之间的关系的图。

图5是表示本实施方式的冷却装置的动作例的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的实施方式。

（1）整体构成

图1是表示本实施方式中的MRI（Magnetic Resonance Imaging）装置1的整体构成的框图。MRI装置1具备静磁场磁铁22、倾斜磁场线圈26、RF线圈28、诊床32、控制单元30、冷却装置100等而构成。

并且，控制单元30具备静磁场电源40、倾斜磁场电源44（X轴用44x、Y轴用44y、Z轴用44z）、RF发送器（RF放大器）46、RF接收器48，顺控器56、以及计算机58。

进而，计算机58具有运算装置60、输入装置62、显示装置64、以及存储装置66。

静磁场磁铁22形成大致圆筒形状，在作为被检体P的摄像区域的缸膛（静磁场磁铁22的圆筒内部的空间）内产生静磁场。静磁场磁铁22内置超导线圈，将从静磁场电源40供给的电流向超导线圈施加，从而产生静磁场。静磁场磁铁22通过液体氦将超导线圈冷却到极低温，通过磁铁用冷冻机221，来冷却用于将用来使静磁场磁铁内部保持极低温的隔热件保持在低温的氦气。

倾斜磁场线圈26也形成大致圆筒形状，固定在静磁场磁铁22的内侧。该倾斜磁场线圈26通过从倾斜磁场电源（44x、44y、44z）供给的电流，在X轴、Y轴、Z轴的方向上将倾斜磁场向被检体P施加。流过用于冷却倾斜磁场线圈26的冷媒（冷却水）的线圈冷却用管线26a被接近于倾斜磁场线圈26地设置。

RF线圈28在倾斜磁场线圈26的内侧以夹持被检体P而对置的方式固定。该RF线圈28将从RF发送器46发送的RF脉冲向被检体P照射，并且接收通过氢原子核的激发而从被检体P释放的磁共振信号。诊床32在水平方向上可移动地构成，在摄影时承载被检体P而在缸膛内移动。

RF发送器46基于来自顺控器56的指示，向RF线圈28发送RF脉冲。另一方面，RF接收器48检测由RF线圈28接收到的磁共振信号，对顺控器56发送将检测出的磁共振信号数字化而得到的原始数据。

顺控器56根据由计算机58进行的控制，通过分别驱动倾斜磁场电源44、RF发送器46以及RF接收器48来进行被检体P的扫描。并且，顺控器56进行了扫描的结果是，在从RF接收器48将原始数据发送时，将该原始数据向计算机58发送。

计算机58控制磁共振成像装置1整体。具体来说，通过输入装置62从操作者受理各种输入。并且，运算装置60基于所输入的摄像条件而使顺控器56执行扫描，另一方面，基于从顺控器56发送的原始数据而重构图像。被重构的图像在显示装置64上显示，或被保存到存储装置66。

上述构成中，倾斜磁场线圈26、倾斜磁场电源44、磁铁用冷冻机221、RF发送器（RF放大器）46等单元是发热量大的单元，称为发热单元。对这些发热单元进行冷却的装置是冷却装置100。以下，对冷却装置100的构成、动作等进行说明。

（2）冷却装置的构成

图2表示实施方式的冷却装置100的构成例，并且例示了由冷却装置100冷却的MRI装置1的发热单元。在图2所示的例中，倾斜磁场线圈26、倾斜磁场电源44、以及磁铁用冷冻机221是发热单元。

冷却装置100具备蓄积冷却水300的水槽110、电磁阀120、泵130、热交换器140、控制部150、显示部160、水位计170等而构成。

水槽110具有水槽主体111和盖112。在水槽主体111的外壁上设有用于对水槽110内的冷却水进行供水／补给的供水口113、将冷却水300朝向发热单元送出的送出口114、受入冷却了发热单元后的返回冷却水的受入口115等。

泵130使蓄积在水槽110中的冷却水300从水槽110起在绕发热单元的循环路径中环流。热交换器140将从泵130送出的冷却水通过热交换而冷却。

电磁阀120用于从外部对水槽110内的冷却水300进行补给，当打开电磁阀120时冷却水300被向水槽110中供水，当关闭电磁阀120时停止供水。

水位计170对水槽110内的冷却水300的水位进行检测。图2所示水位计170是浮子式水位计，浮子（漂浮物）171通过浮力的原理而上下，通过由浮子内的磁铁使舌簧接点开关运动、输出检测信号，来检测水位（水槽110内的冷却水300的水面301的位置）。本实施方式的水位计170并不限定于浮子式水位计，只要是能够检测水槽110内的水位的装置即可，不限制其种类。例如可以是超声波式水位计、静电容量式水位计、压力式水位计等。

控制部150除了进行冷却装置100整体的控制以外，还如后述那样，基于由水位计170检测出的水位，进行泵130的动作的控制及电磁阀120的开闭控制。控制部150具有例如处理器、ROM、RAM等而构成，通过由处理器执行在ROM中保存的程序而进行上述的控制。除此以外，也可以由ASIC等硬件来构成控制部150，也可以以将软件处理与硬件处理组合而进行上述的控制的方式构成。

显示部160基于来自控制部150的指示，显示由控制部150判断出的异常信息或注意、警报信息。

在冷却装置100与发热单元之间设有使冷却水进行环流的管线200、210。由冷却装置100的热交换器140冷却后的冷却水被分配单元201a分配，经由输入侧结合部202a向设置在各发热单元的各自中的冷却机构（未图示）流入。在各发热单元的冷却机构中进行了热交换的冷却水（温度上升后的冷却水）从输出侧结合部202b流出，通过合流单元201b收集，返回到冷却装置100。

图2中例示了将3个发热单元（倾斜磁场线圈26、倾斜磁场电源44、以及磁铁用冷冻机221）通过1个冷却装置100冷却的构成，但是冷却装置100的数量和发热单元的数量并不限定于图2的例子，而是通过应冷却的发热单元的发热量和冷却装置100的冷却性能来适当确定。图2是例如1.5T型MRI装置的典型性构成。

另一方面，在静磁场强度变高时，与此相伴地需要提高倾斜磁场强度，由此，倾斜磁场线圈或倾斜磁场电源的发热量也变大。为了对应于此，在MRI装置1中具备多个冷却装置100，可以设为各个的冷却装置100分担多个发热单元来进行冷却。

图3是表示例如3T型MRI装置的构成例的图，通过2个冷却装置100分担4个发热单元来进行冷却。在图3所示的例中，在一个的冷却装置（1）100中对倾斜磁场线圈26和磁铁用冷冻机221进行冷却，在另一个的冷却装置（2）100中对倾斜磁场电源44和RF放大器46进行冷却。

但是，冷却装置100的动作中即在驱动泵130而将冷却水环流时，万一，管线200、210的一部分破损、或者输入侧结合部202a、输出侧结合部202b或分配单元201a、合流单元201b的接头的一部分脱离，则从该部分发生漏水。在发生漏水时，会对MRI装置1的发热单元的冷却性能带来严重的影响。此外，也有可能由于漏出的冷却水使建筑内的其他的装置劣化。

因此，本实施方式的冷却装置100中，设有对漏水的发生迅速且准确地进行检测、在检测出漏水的发生的情况下、立刻停止泵130的动作而防止损害的扩大、并且将漏水的发生立刻通知操作员的机构。

另一方面，即使不发生漏水，由于水槽110内的冷却水300也通过自然蒸发而缓慢地减少，因此还需要对冷却水300进行适宜补给（供水）。以下，对本实施方式的冷却装置100的具体的动作例进行说明。

（3）冷却装置的动作

本实施方式的冷却装置100中，在水槽110内的冷却水300的减少速度V比规定的基准值V_S大时，判断为冷却水300的减少不是因自然蒸发引起的减少、而是因在循环路径的哪里发生了漏水而减少，从而将泵130停止来停止冷却水的环流。另一方面，在水槽110内的冷却水300的减少速度V比规定的基准值V_S小时，判断为水槽110内的蒸发。与上述的判断和泵130的停止相关的动作由冷却装置100的控制部150进行。

更具体来说，作为水槽110内的冷却水300的水位而设定第一水位L1和比第一水位L1低的第二水位L2。并且，在从水位计170检测到第一水位L1起到检测到第二水位L2为止的的经过时间T_L1－L2比规定的基准时间T_S短的情况下，判断为由于在循环路径的哪里发生了漏水而水位下降，从而将泵130停止来停止冷却水的环流。该情况下，冷却水300的减少速度V对应于（L1－L2）／T_L1－L2，基准值V_S对应于（L1－L2）／T_S。

图4是示意性地示出水槽110内的水位301与为了判断而设定的第一水位L1、第二水位L2之间的关系的图。并且，图4中还一并示出了满水时的水位LF以及最低水位LL。供水时，电磁阀120打开而水槽110内的水位301变高，但是，在供水时以外，可能发生因自然蒸发引起的水位301的降低和因漏水引起的水位301的降低。由于这些而变化的水位301被水位计170检测出。另外，供水时以外的时候，在假设漏水和蒸发都没有发生的情况下，冷却水在循环路径中环流，因此水位301原则上不变化。

为了在漏水发生时对该发生及早地检测出，第一水位L1和第二水位L2的任一个都设定在至少比满水时的水位LF的一半的水位（LF／2）高的位置上。例如若将满水时的水槽110的水量设为80升，则将第一水位L1设定为对应于水量70升的水位（即满水时的水位LF的约88％的水位）。并且，将第二水位L2设定为对应于水量65升的水位（即满水时的水位LF的约82％的水位）。

图5是表示本实施方式的冷却装置100的动作例的流程图，主要是冷却装置100的控制部150进行的动作。

初始状态（步骤ST1）是水位比第一水位L1高，是满水时的水位LF以下的状态。此外，在初始状态中，电磁阀120被关闭，是供水停止的状态。

步骤ST2中，冷却装置100开始冷却。具体来说，驱动泵130而开始冷却水的环流，另一方面由热交换器140进行的冷却也开始。在步骤ST2的阶段中，电磁阀120保持关闭，不进行供水。从而，水位从初始状态（比第一水位L1高的水位）起，由于自然蒸发而降低、或者由于漏水的发生而降低。

步骤ST3中，判断水位计170是否检测出第一水位L1。在水位计170检测出第一水位L1时，立刻开始经过时间的计测（步骤ST4）。水位通过自然蒸发或漏水而持续降低。

步骤ST5中，判断水位计170是否检测出比第一水位L1低的第二水位L2。在水位计170检测出第二水位L2时，立刻求出从检测出第一水位L1起到检测出第二水位L2为止的经过时间T_L1－L2。此外，判断经过时间T_L1 _－L2是否为第二基准时间T_S2以下（步骤ST6）。

在经过时间T_L1－L2为第二基准时间T_S2以下的情况下（步骤ST6的“是”），继续通过步骤ST7判断经过时间T_L1－L2是否为第一基准时间T_S1以下。

这里，将第二基准时间T_S2设定为比第一基准时间T_S1长的值，例如设定为90分钟这样的值。与此相对地，将第一基准时间T_S1设定为比较短的值，例如设定为5分钟这样的值。

在经过时间T_L1－L2比第二基准时间T_S2（例如90分钟）长的情况下（步骤ST6的“否”），判断为由于自然蒸发而水位降低，向步骤ST20前进。与此相对地，在经过时间T_L1－L2为第二基准时间T_S2以下的情况下，判断为有可能发生了漏水（1次判断），通过步骤ST7，进行经过时间T_L1－L2是否为第一基准时间T_S1（例如5分钟）以下的判断（2次判断）。在经过时间T_L1－L2为第一基准时间T_S1以下的情况下（步骤ST7的“是”）判断为发生了漏水的可能性极高，立刻进行“漏水警报”显示（步骤ST8），并且停止泵130、热交换器140的动作（步骤ST9）。“漏水警报”显示，除了在冷却装置100的显示部160上进行本地显示以外，可以使MRI装置1的显示装置64或设置MRI装置1主体的检查室内的适当的显示装置进行远程显示。此外，不仅是视觉上的显示，也可以通过声音等使操作员获知“漏水警报”。

另一方面，在经过时间T_L1－L2是第二基准时间T_S2以下但比第一基准时间T_S1长的情况下（步骤ST7的“否”），虽然有漏水的可能性，但不能断定确实发生了漏水，或判断为漏水的程度较小。在该情况下，在冷却装置100的显示部160、或者MRI装置1的显示装置64或检查室内的适当的显示装置上，进行用于引起操作员的注意的“漏水注意”显示（步骤ST10）。

接触到“漏水注意”显示的操作员对有无漏水进行检查。此外，在规定的检查时间例如10分钟以内，确认没有漏水从而操作员将“漏水注意”显示复位的情况下，向步骤ST20转移。

另一方面，在规定的检查时间内“漏水注意”显示没有被复位的情况下，判断为漏水的可能性没有被完全排除，将泵130、热交换器140的动作停止而停止冷却动作（步骤ST9）。

如上述那样，在步骤ST6中的被“否”判定的情况下或步骤ST11的被“是”判定的情况下，向步骤ST20转移。这2种情况都不是漏水，但水位本身下降到第二水位L2。因此，该情况下，通过步骤ST20，开始供水。具体来说，控制部150打开电磁阀120而将来自外部的冷却水向水槽110补给。

供水开始后，若在规定的供水判断时间（例如5分钟）以内水位计170检测出第一水位L1（步骤ST21的“是”），则关闭电磁阀120而停止供水（步骤ST22）。之后，返回步骤ST4，再次开始第一水位L1检测出后的经过时间的计测。这样，在装置中没有漏水等异常、水位仅因自然蒸发而降低的情况下，水槽110的水位被维持在第一水位L1与第二水位L2之间。

另一方面，供水开始后，在规定的供水判断时间以内、水位计170没有检测出第一水位L1的情况下（步骤ST21的“否”），判断为电磁阀120等供水系统中发生了某种异常而不能进行正常的供水，在冷却装置100的显示部160、或者MRI装置1的显示装置64或检查室内的适当的显示装置中进行用于引起操作员的注意的“供水异常”显示（步骤ST23）。接触到“供水异常”显示的操作员对电磁阀120等供水系统的异常部位进行检查。此外，在规定的检查时间例如10分钟以内、确认了没有供水系统的异常的情况下或者修复了异常的情况下，操作员将“供水异常”显示重置。此外，在“供水异常”显示被重置的情况下（步骤ST24的“是”），向步骤ST20返回而继续供水。在“供水异常”显示在规定的检查时间内没有被重置的情况下（步骤ST24的“否”），判断为不能排除供水系统异常的可能性，将泵130、热交换器140的动作停止而停止冷却动作（步骤ST9）。

根据上述的实施方式的冷却装置100，能够根据水槽110内的水位的降低的速度来判断漏水的有无。此外，在判断为发生了漏水的情况下，能够将该情况立刻通知操作员，因此能够将伴随着漏水发生的对MRI装置1的损害防患于未然。

此外，能够判断水位的降低是由漏水引起的还是由自然蒸发引起的。并且，在判断为由自然蒸发引起的情况下，通过经由电磁阀120的供水，能够将水槽110内的水位维持在规定的范围。除此以外，通过供水时的水位和时间的判断，还能够进行电磁阀120等供水系统的有无异常的判断。

以上说明了本发明的一些实施方式，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意味着限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种各样的形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形均包含在发明的范围及主旨中，并包含在与权利要求书中记载的发明和其等价的范围中。

符号说明

1 MRI装置

100 冷却装置

110 水槽

120 电磁阀

130 泵

140 热交换器

150 控制部

160 显示部

170 水位计

Claims

1.一种MRI装置单元用冷却装置，其特征在于，具备：

水槽，蓄积对MRI装置所具备的发热单元进行冷却的冷却水；

泵，使在上述水槽中蓄积的冷却水从上述水槽起在绕上述发热单元的循环路径中环流；

热交换器，将上述冷却水冷却；以及

控制部，在上述水槽内冷却水的水量的减少速度比规定的基准值大时，判断为在上述循环路径内发生了漏水。

2.如权利要求1所述的MRI装置单元用冷却装置，其特征在于，

上述控制部在判断为在上述循环路径内发生了漏水的情况下，将上述泵停止，停止上述冷却水的环流。

3.如权利要求1所述的MRI装置单元用冷却装置，其特征在于，

还具备显示部，

上述控制部在判断为在上述循环路径内发生了漏水的情况下，使上述显示部显示发生了漏水这一情况。

4.一种MRI装置单元用冷却装置，其特征在于，具备：

水槽，蓄积对MRI装置所具备的发热单元进行冷却的冷却水；

热交换器，将上述冷却水冷却；

水位计，检测在上述水槽中蓄积的冷却水的第一水位和比上述第一水位低的第二水位；以及

控制部，在从上述水位计检测出上述第一水位起到检测出上述第二水位为止的经过时间比规定的基准时间短的情况下，判断为在上述循环路径内发生了漏水。

5.如权利要求4所述的MRI装置单元用冷却装置，其特征在于，

6.如权利要求4所述的MRI装置单元用冷却装置，其特征在于，

还具备显示部，

7.如权利要求4所述的MRI装置单元用冷却装置，其特征在于，

将上述第一水位和第二水位的每一个都设定在比上述水槽满水时的水位的一半水位高的位置。

8.如权利要求4所述的MRI装置单元用冷却装置，其特征在于，

还具备显示部，

上述控制部在判断为在上述循环路径内发生了漏水的情况下，将上述泵停止从而停止上述冷却水的环流，并且在上述显示部上显示表示发生了漏水的漏水警报。

9.如权利要求8所述的MRI装置单元用冷却装置，其特征在于，

上述控制部在上述经过时间小于比上述基准时间设定得长的第二基准时间的情况下，判断为在上述循环路径内存在发生了漏水的可能性，在上述显示部上显示表示漏水的可能性的漏水注意。

10.如权利要求9所述的MRI装置单元用冷却装置，其特征在于，

上述控制部在上述漏水注意的显示在规定的解除期间之间没有被解除的情况下，也将上述泵停止，停止上述冷却水的环流，

另一方面，在上述漏水注意的显示在上述规定的解除期间之间被解除了的情况下，不将上述泵停止，而继续上述冷却水的环流。

11.如权利要求4所述的MRI装置单元用冷却装置，其特征在于，

还具备用于从外部补给上述冷却水的电磁阀，

上述控制部在上述经过时间大于比上述基准时间设定得长的第二基准时间的情况下，判断为上述冷却水的水位因蒸发而降低，在检测出上述第二水位后打开上述电磁阀而进行向上述水槽的供水。

12.如权利要求11所述的MRI装置单元用冷却装置，其特征在于，

上述控制部在开始了向上述水槽的供水后，当上述水位计在规定的供水判断时间内检测出上述第一水位时，关闭上述电磁阀而停止向上述水槽的供水。

13.如权利要求12所述的MRI装置单元用冷却装置，其特征在于，

还具备显示部，

上述控制部在开始了向上述水槽的供水后，当上述水位计在上述供水判断时间内没有检测出上述第一水位时，在上述显示部上显示供水异常，

在上述供水异常的显示在规定的解除期间之间没有被解除的情况下，也将上述泵停止，停止上述冷却水的环流，

另一方面，在上述供水异常的显示在上述规定的解除期间之间被解除了的情况下，继续向上述水槽的供水。

14.如权利要求1～13中任一项所述的MRI装置单元用冷却装置，其特征在于，

上述水位计是流动式水位计。

15.一种MRI装置，

具备权利要求1～14中任一项所述的MRI装置单元用冷却装置。

16.如权利要求15所述的MRI装置，

具备多个上述MRI装置单元用冷却装置，各个MRI装置单元用冷却装置分担本MRI装置内的多个发热单元来进行冷却。

17.一种MRI装置单元用冷却装置，其特征在于，具备：

水槽，蓄积对MRI装置所具备的发热单元进行冷却的冷却水；

热交换器，将上述冷却水冷却；以及

控制部，在上述水槽内冷却水的水量的减少速度比规定的基准值大时，判断为在上述循环路径内发生了漏水，在上述减少速度比上述基准值小时，判断为上述水槽内的冷却水的蒸发。