CN105467338B - 磁共振成像系统、梯度子系统及其线缆固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁共振成像系统、梯度子系统及其线缆固定装置，该梯度子系统可以包括：梯度放大器；梯度线圈；连接于所述梯度放大器与所述梯度线圈之间的梯度输出线缆；其中，当所述梯度子系统安装至所述磁共振成像系统时，所述梯度输出线缆的至少一部分沿所述磁共振成像系统所产生的磁力线方向排布。通过本发明的技术方案，可以避免或降低梯度输出线缆受到磁场应力的作用，降低线缆损坏的风险。

Description

磁共振成像系统、梯度子系统及其线缆固定装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种磁共振成像系统、梯度子系统及其线缆固定装置。

背景技术

磁共振成像(MRI，Magnetic Resonance Imaging；也称核磁共振成像)，利用核磁共振原理，通过外加梯度场并采集射频信号，从而形成物体内部的结构图像。磁共振成像设备已经在医院广泛使用，成为重要的临床诊断辅助手段之一。

磁共振成像设备由如下几个部分组成：磁体子系统、梯度子系统、射频子系统、采集子系统和计算机子系统。梯度子系统是磁共振成像系统的重要组成部分，主要包括梯度放大器、梯度线圈和梯度输出电缆等部分。

然而，在相关技术中，梯度子系统中的梯度输出线缆、尤其是梯度输出线缆与梯度线圈的连接处，经常发生折断现象，给磁共振成像设备的正常运行和医疗诊断造成极大影响。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种磁共振成像系统、梯度子系统及其线缆固定装置，可以避免或降低梯度输出线缆受到磁场应力的作用，降低线缆损坏的风险。

为实现上述目的，本发明提供技术方案如下：

根据本发明的第一方面，提出了一种用于磁共振成像系统的梯度子系统，包括：

梯度放大器；

梯度线圈；

连接于所述梯度放大器与所述梯度线圈之间的梯度输出线缆；其中，当所述梯度子系统安装至所述磁共振成像系统时，所述梯度输出线缆的至少一部分沿所述磁共振成像系统所产生的磁力线方向排布。

可选的，所述梯度输出线缆至少有一部分为靠近所述梯度线圈的线缆段。

可选的，所述线缆段所处位置的磁场强度大于或等于预设强度。

可选的，所述梯度输出线缆的至少一部分沿所述磁共振成像系统所产生的磁力线方向排布，包括：所述梯度输出线缆的至少一部分沿所述磁共振成像系统的磁体子系统形成的与所述梯度输出线缆同平面的磁体孔腔的半径方向排布。

根据本发明的第二方面，提出了一种磁共振成像系统，包括：如上述实施例中任一所述的用于磁共振成像系统的梯度子系统。

根据本发明的第三方面，提出了一种线缆固定装置，包括：

姿态固定部，用于对磁共振成像系统的梯度子系统的梯度输出线缆进行姿态固定，使得所述梯度子系统被安装至所述磁共振成像系统时，所述梯度输出线缆的至少一部分沿所述磁共振成像系统所产生的磁力线方向排布；

位置固定部，用于将所述梯度输出线缆固定于所述磁共振成像系统的预设位置。

可选的，

所述位置固定部包括：支撑底板，所述支撑底板安装于所述磁共振成像系统的预设位置；

所述姿态固定部包括：设置于所述支撑底板表面的若干紧固件，且所述若干紧固件形成沿所述磁力线方向的预留通路，以用于紧固和排布所述梯度输出线缆。

可选的，

所述姿态固定部包括：沿所述磁力线方向设置且一一对应于所述梯度输出线缆的刚性支撑结构，每一刚性支撑结构内部形成匹配于所述梯度输出线缆且沿所述磁力线方向的沟槽，以使所述梯度输出线缆容纳于所述沟槽中；

所述位置固定部包括：用于将所述刚性支撑结构及其容纳的梯度输出线缆安装于所述磁共振成像系统的预设位置的若干紧固件。

可选的，所述刚性支撑结构包括：空心管。

由以上技术方案可见，本发明通过将梯度输出线缆的至少一部分沿磁力线方向排布，可以削弱梯度输出线缆对磁力线的切割，从而降低由此产生的洛伦兹力以及洛伦兹力对线缆的振动作用，以避免梯度输出线缆由于过量振动而折断，有助于延长磁共振成像设备的使用寿命和正常运行周期。

附图说明

图1是相关技术中的磁共振成像系统的梯度子系统的结构示意图；

图2是相关技术中的磁共振成像设备的结构示意图；

图3是本发明一示例性实施例的一种磁共振成像设备的结构示意图；

图4是本发明一示例性实施例的一种线缆固定装置的结构示意图；

图5是本发明一示例性实施例的另一种线缆固定装置的结构示意图。

具体实施方式

图1是相关技术中的磁共振成像系统的梯度子系统的结构示意图，如图1所示，梯度子系统包括梯度放大器、梯度线圈和梯度输出线缆等；其中，梯度输出线缆的两端分别连接于梯度放大器和梯度线圈上的预设接口，比如图1所示的接口x+、x-、y+、y-、z+、z-等。

如图2所示，当梯度子系统被安装至磁共振成像设备中时，在相关现有技术中并未考虑磁共振成像设备中的磁共振成像系统产生的磁场对梯度输出线缆的影响问题，导致梯度输出线缆与磁力线之间存在一定的夹角α。当梯度输出线缆中通过工作电流时，由于与磁力线之间产生的夹角α(即梯度输出线缆通过的电流对磁力线形成切割)，将产生对应的洛伦兹力，引起梯度输出线缆的振动。由于工作电流的电流值较大(比如达到数百安培)，随之产生的洛伦兹力也较大，导致梯度输出线缆产生较大的振动幅度，尤其在梯度输出线缆与梯度线圈之间的结合处，甚至会发生线缆折断的现象，造成磁共振成像设备无法正常运行，甚至影响人员安全。

因此，本发明通过改进梯度子系统，以解决相关现有技术中的上述问题。具体的，为对本发明进行进一步说明，提供下列实施例：

图3是本发明一示例性实施例的一种磁共振成像设备的结构示意图。与图2所示的相关现有技术中的磁共振成像设备相比，在图3所示的磁共振成像设备中，梯度输出线缆并非简单连接于梯度放大器(图3中未示出)与梯度线圈(图3中未示出)之间，其结构存在以下变化：

当梯度输出线缆所属的梯度子系统安装至磁共振成像系统(配置于图3所示的磁共振成像设备中)时，该梯度输出线缆的至少一部分沿该磁共振成像系统所产生的磁力线方向排布。

在本实施例中，通过将梯度输出线缆的至少一部分沿磁力线方向排布，可以削弱(减小夹角α)或消除(使得夹角α＝0)梯度输出线缆中通过的电流对磁力线的切割，从根本上降低或消除由此产生的洛伦兹力以及洛伦兹力对线缆的振动作用，以避免梯度输出线缆由于过量振动而折断，有助于延长磁共振成像设备的使用寿命和正常运行周期。

1、线缆段的选取

在一示例性实施例中，上述沿磁力线排布的“梯度输出线缆的至少一部分”可以为该梯度输出线缆上靠近梯度线圈的线缆段。比如图3所示，共示出了三条梯度输出线缆，各条梯度输出线缆上属于圆O内部(半径为r)的部分，即可作为上述的线缆段，并确保其沿磁力线方向排布。

当然，显然可以使得梯度输出线缆完全沿磁力线方向排布，但由于磁场强度随距磁体的距离增大而衰减幅度较大，因而可以仅对梯度输出线缆上所处位置的磁场强度大于或等于预设强度的线缆段沿磁力线方向排布，剩余部分即便与磁力线形成一定角度，由于对应位置的磁场强度较弱，也无法产生较强的洛伦兹力，不会对梯度输出线缆造成过量振动。

在图3所示的实施例中，通过对磁共振成像系统的性能分析或测试，可以了解到以O点为圆心、r为半径的圆形区域内部，满足磁场强度大于或等于预设强度，因而将图3中三条梯度输出线缆上位于圆O内部的线缆段沿磁力线排布。

其中，作为圆心的点O可以为磁共振成像系统的磁体子系统形成的与梯度输出线缆同平面的磁体孔腔的中心点，因而可以认为磁力线由该O点向外发射，从而可以估算出各条梯度输出线缆所处位置处的磁力线方向，以实现对相应的梯度输出线缆的排布。比如，在一实施例中，当梯度输出线缆上位于圆O内部的线缆段沿其半径方向排布时，认为该线缆段满足了沿磁力线方向排布的需求；实际上，磁力线方向与圆O的半径方向并非完全重合，但通过将线缆段沿圆O的半径方向排布，一方面便于实现对梯度输出线缆的排布设置，另一方面即便半径方向与磁力线方向之间存在差异，但由于该差异较小，因而产生的洛伦兹力较小，并不会使梯度输出线缆产生较大振动。

2、线缆固定装置

作为一示例性实施例，可以在磁共振成像设备上直接设置可使梯度输出线缆的至少一部分沿磁力线方向排布的结构；比如，可以在磁共振成像设备上开设沿磁力线的沟槽，并将梯度输出线缆安装于相应的沟槽内。

作为另一示例性实施例，可以为磁共振成像设备添加一线缆固定装置，该线缆固定装置可以包括：

姿态固定部，用于对磁共振成像系统的梯度子系统的梯度输出线缆进行姿态固定，使得所述梯度子系统被安装至所述磁共振成像系统时，所述梯度输出线缆的至少一部分沿所述磁共振成像系统所产生的磁力线方向排布；

位置固定部，用于将所述梯度输出线缆固定于所述磁共振成像系统的预设位置。

在该实施例中，通过设置线缆固定装置，可以减小对磁共振成像设备的其余结构的改动，降低磁共振成像设备的加工成本和难度。

基于上述描述，线缆固定装置可以存在多种结构，下面针对两种示例性结构的线缆固定装置进行举例说明：

实施方式一

图4是本发明一示例性实施例的一种线缆固定装置的结构示意图，如图4所示，在该线缆固定装置中，包括：作为位置固定部的支撑底板，以及作为姿态固定部的若干紧固件。

其中，若干紧固件分别设置于支撑底板的表面，并在支撑底板的表面形成沿磁力线方向的预留通路(如图4中的虚线所示)，梯度输出线缆被安装于该预留通路后，不仅能够被该紧固件固定于支撑底板上，而且将必然能够确保其至少一部分沿磁力线排布。只需要将支撑底板安装于磁共振成像系统的预设位置，即可进一步将梯度输出线缆安装和固定于该磁共振成像系统中，从而完成对梯度输出线缆的安装和配置。

实施方式二

图5是本发明一示例性实施例的另一种线缆固定装置的结构示意图，如图5所示，在该线缆固定装置中，包括：作为位置固定部的若干紧固件，以及作为姿态固定部的刚性支撑结构。

其中，刚性支撑结构沿磁力线方向设置并一一对应于梯度输出线缆，且每一刚性支撑结构内部形成匹配于梯度输出线缆且沿磁力线方向的沟槽，使得梯度输出线缆能够被恰当地容纳于该沟槽内，并且因该刚性支撑结构的刚性特点而实现对梯度输出线缆的姿态固定，使其始终沿沟槽所处的磁力线方向排布。其中，基于上述特征，刚性支撑结构可以为具有预设刚性的空心管；或者，刚性支撑结构可以为具有预设刚性的开槽空心管，且该开槽空心管可以被卷曲以包裹和固定梯度输出线缆；或者，刚性支撑结构还可以采用其他结构，本发明并不对此进行限制。

若干紧固件可以对刚性支撑结构进行位置固定，从而将刚性支撑结构及其容纳的梯度输出线缆安装于磁共振成像系统的预设位置，从而完成对梯度输出线缆的安装和配置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种用于磁共振成像系统的梯度子系统，其特征在于，包括：

梯度放大器；

梯度线圈；

连接于所述梯度放大器与所述梯度线圈之间的梯度输出线缆；其中，当所述梯度子系统安装至所述磁共振成像系统时，所述梯度输出线缆的至少一部分沿所述磁共振成像系统所产生的磁力线方向排布；

所述梯度输出线缆至少有一部分为靠近所述梯度线圈的线缆段，所述线缆段所处位置的磁场强度大于或等于预设强度。

2.根据权利要求1所述的梯度子系统，其特征在于，所述梯度输出线缆的至少一部分沿所述磁共振成像系统所产生的磁力线方向排布，包括：所述梯度输出线缆的至少一部分沿所述磁共振成像系统的磁体子系统形成的与所述梯度输出线缆同平面的磁体孔腔的半径方向排布。

3.一种磁共振成像系统，其特征在于，包括：如权利要求1或2中任一项所述的用于磁共振成像系统的梯度子系统。

4.一种线缆固定装置，其特征在于，包括：

姿态固定部，用于对磁共振成像系统的梯度子系统的梯度输出线缆进行姿态固定，使得所述梯度子系统被安装至所述磁共振成像系统时，所述梯度输出线缆的至少一部分沿所述磁共振成像系统所产生的磁力线方向排布；

位置固定部，用于将所述梯度输出线缆固定于所述磁共振成像系统的预设位置。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，

所述位置固定部包括：支撑底板，所述支撑底板安装于所述磁共振成像系统的预设位置；

所述姿态固定部包括：设置于所述支撑底板表面的若干紧固件，且所述若干紧固件形成沿所述磁力线方向的预留通路，以用于紧固和排布所述梯度输出线缆。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，

所述姿态固定部包括：沿所述磁力线方向设置且一一对应于所述梯度输出线缆的刚性支撑结构，每一刚性支撑结构内部形成匹配于所述梯度输出线缆且沿所述磁力线方向的沟槽，以使所述梯度输出线缆容纳于所述沟槽中；

所述位置固定部包括：用于将所述刚性支撑结构及其容纳的梯度输出线缆安装于所述磁共振成像系统的预设位置的若干紧固件。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述刚性支撑结构包括：空心管。