CN108333541B - 用于磁共振成像系统的无定子电气马达及其方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于MRI系统的无定子电气马达。无定子电气马达包括本体、可旋转地连接到本体上的转子，以及设置在转子上的至少一个线圈绕组。至少一个线圈绕组布置成以便在存在由MRI系统的磁体组件生成的磁场的情况下，当经由电流激励时，使转子旋转。

Description

用于磁共振成像系统的无定子电气马达及其方法
技术领域
本发明的实施例大体涉及磁共振成像(“MRI”)系统，且更特别地，涉及用于MRI系统的无定子电气马达及其方法。
背景技术
MRI是广泛接受且市售的用于获得表示对象的内部结构的数字化视觉图像的技术，对象的内部结构具有许多对核磁共振(“NMR”)敏感的原子核。许多MRI系统使用超导磁体经由在待成像的被试者中的原子核上施加强力主磁场来扫描被试者/患者。原子核被由RF线圈以特征NMR(拉莫尔)频率传输的射频(“RF”)信号/脉冲激发。通过在空间上干扰包围被试者的局部化磁场，以及在激发的质子放松回到它们的较低能量的正常状态时，分析来自原子核的所得的RF响应，生成和显示随它们的空间位置改变的这些原子核响应的地图或图像。原子核响应的图像提供被试者的内部结构的非侵入性视图。
许多MRI系统使用由电气马达提供功率的送风机来冷却在与超导磁体相同的大体区域内的电子器件。然而，许多这样的电气马达包括含铁构件，例如定子，其中由超导磁体施加的强磁场可在构件未由电流激励的情况下引起磁力。因此，当电气马达不使用时，许多这样的电气马达的含铁构件朝强磁场的中心吸引，例如，朝超导磁体。在某些情况下，这样的电气马达内的含铁构件的吸引可能使电气马达激烈地朝超导磁体高速移动。然而，电气马达的这样的激烈移动可能对人引起严重的身体损伤，人被电气马达撞击和/或由电气马达钉在超导磁体上。
因此，需要的是一种用于MRI系统的无定子电气马达及其方法。
发明内容
在实施例中，提供一种用于MRI系统的无定子电气马达。无定子电气马达包括本体、可旋转地连接到本体上的转子，以及设置在转子上的至少一个线圈绕组。至少一个线圈绕组布置成以便在存在由MRI系统的磁体组件生成的磁场的情况下，当经由电流激励时，使转子旋转。
在另一个实施例中，提供一种对无定子电气马达提供功率的方法。方法包括：经由MRI系统的磁体组件来生成磁场；经由电流来激励至少一个线圈绕组，至少一个线圈绕组在磁场内设置在可旋转地连接到无定子电气马达的本体上的转子上；以及在存在磁场的情况下，经由一个或多个激励的线圈绕组使转子旋转。
在又一个实施例中，提供一种MRI系统。MRI系统包括可操作来生成磁场的磁体组件，以及无定子电气马达。无定子马达包括本体、可旋转地连接到本体上的转子，以及设置在转子上的至少一个线圈绕组。至少一个线圈绕组布置成以便在存在磁场的情况下，当经由电流激励时，使转子旋转。
技术方案1. 一种用于MRI系统的无定子电气马达，包括：
本体；
可旋转地连接到所述本体上的转子；
设置在所述转子上的至少一个线圈绕组；以及
其中所述至少一个线圈绕组布置成以便在存在由所述MRI系统的磁体组件生成的磁场的情况下，当经由电流激励时，使所述转子旋转。
技术方案2. 根据技术方案1所述的无定子电气马达，其特征在于，所述磁场是在所述磁体组件的内腔外部的漏泄场。
技术方案3. 根据技术方案1所述的无定子电气马达，其特征在于，所述电流是交流电流。
技术方案4. 根据技术方案3所述的无定子电气马达，其特征在于，所述无定子电气马达还包括：
传感器，其设置在所述转子上且可操作来测量所述转子的旋转速度；
可操作来提供所述电流的整流器；
变换器，其设置在所述整流器和所述至少一个线圈绕组之间，且可操作来至少部分地基于所述转子的旋转速度，支配所述电流到所述至少一个线圈绕组的切换。
技术方案5. 根据技术方案1所述的无定子电气马达，其特征在于，所述电流是直流电流。
技术方案6. 根据技术方案5所述的无定子电气马达，其特征在于，所述无定子电气马达还包括：
可操作来提供所述电流的整流器；
旋转变换器，其设置在所述整流器和所述至少一个线圈绕组之间，且可操作来支配所述电流到所述至少一个线圈绕组的切换。
技术方案7. 根据技术方案5所述的无定子电气马达，其特征在于，所述无定子电气马达还包括：
至少一个换向器电刷，其可操作来支配所述电流到所述至少一个线圈绕组的切换。
技术方案8. 根据技术方案1所述的无定子电气马达，其特征在于，所述转子可操作来驱动送风机和液体泵中的至少一个。
技术方案9. 根据技术方案8所述的无定子电气马达，其特征在于，所述送风机可操作来冷却下者中的至少一个：
设置在所述磁体组件的内腔内的患者；以及
所述MRI系统的一个或多个电气构件。
技术方案10. 根据权利要求1所述的无定子电气马达，其特征在于，当所述至少一个线圈绕组未受激励时，所述磁场在所述无定子马达中不引起磁力。
技术方案11. 一种对无定子电气马达提供功率的方法，包括：
经由MRI系统的磁体组件来生成磁场；
经由电流来激励至少一个线圈绕组，所述至少一个线圈绕组在所述磁场内设置在可旋转地连接到所述无定子电气马达的本体上的转子上；以及
在存在所述磁场的情况下，经由一个或多个激励的线圈绕组使所述转子旋转。
技术方案12. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，所述磁场是所述磁体组件的内腔外部的漏泄场。
技术方案13. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，所述电流是交流电流，且所述方法还包括：
经由设置在所述转子上的传感器，测量所述转子的旋转速度；
经由整流器对变换器提供所述电流，所述变换器设置在所述整流器和所述至少一个线圈绕组之间；以及
至少部分地基于所述转子的旋转速度，经由所述变换器使所述电流切换到所述至少一个线圈绕组。
技术方案14. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，所述电流是直流电流，且所述方法还包括：
经由整流器对旋转变换器提供所述电流，所述旋转变换器设置在所述整流器和所述至少一个线圈绕组之间；以及
经由所述旋转变换器，将所述电流切换到所述至少一个线圈绕组。
技术方案15. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，所述电流是直流电流，且所述方法还包括：
经由至少一个换向器电刷，将所述电流切换到所述至少一个线圈绕组。
技术方案16. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
经由所述转子来驱动送风机和液体泵中的至少一个。
技术方案17. 根据技术方案16所述的方法，其特征在于，所述送风机冷却下者中的至少一个：
在所述磁体组件的内腔内的患者；以及
所述MRI系统的一个或多个电气构件。
技术方案18. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，当所述至少一个线圈绕组未受激励时，所述磁场在所述无定子马达中不引起磁力。
技术方案19. 一种MRI系统，包括：
可操作来生成磁场的磁体组件；
无定子电气马达，其包括：
本体；
可旋转地连接到所述本体上的转子；和
设置在所述转子上的至少一个线圈绕组；以及
其中所述至少一个线圈绕组布置成以便在存在所述磁场的情况下，当经由电流激励时，使所述转子旋转。
技术方案20. 根据技术方案19所述的MRI系统，其特征在于，当所述至少一个线圈绕组未受激励时，所述磁场在所述无定子马达中不引起磁力。
附图说明
通过参照附图阅读非限制性实施例的以下描述，将更好地理解本发明，在附图中：
图1是根据本发明的实施例的示例性MRI系统的示意性框图；
图2是根据本发明的实施例的图1的MRI系统的磁体组件的示意性截面图；
图3是根据本发明的实施例，用于权利要求1的MRI系统的无定子电气马达的透视图；
图4是根据本发明的实施例，图3的无定子电气马达的转子和至少一个线圈绕组的透视图；
图5是根据本发明的实施例的图2的磁体组件的俯视图，其描绘了由磁体组件的超导线圈生成的B0磁场；
图6是描绘了根据本发明的实施例，关于图5的B0磁场的图3的无定子电气马达的转子的定向的示图；
图7是描绘了根据本发明的实施例，跨过图6的转子的图5的B0磁场的通量密度的图表；
图8是根据本发明的实施例的图3的无定子电气马达的示图，其中无定子电气马达由交流电流提供功率；
图9是描绘了根据本发明的实施例，激励图8的无定子电气马达的至少一个线圈绕组的定时型式的图表；
图10是根据本发明的实施例的图3的无定子电气马达的示意图，其中无定子电气马达由直流电流和旋转变换器提供功率；
图11是根据本发明的实施例的图3的无定子电气马达的示意图，其中无定子电气马达由直流电流和至少一个换向器电刷提供功率；以及
图12是根据本发明的实施例的图2的磁体组件的透视图。
具体实施方式
将在下面详细参照本发明的示例性实施例，在附图中示出示例性实施例的示例。在可行的情况下，贯穿附图使用的相同参照标号指示相同或相似部件，而不再重复描述。
如本文使用，用语“大致”、“大体”和“大约”指示相对于适合实现构件或组件的功能目的的理想期望条件，可合理地实现的制造和组装容限内的条件。如本文使用，“电气地联接”、“电气地连接”和“电气连通”表示所参照的元件直接或间接地连接，使得电流可从一个流到另一个。连接可包括直接传导连接(即，无介入电容、电感或有源元件)、电感连接、电容连接，和/或任何其他适合的电气连接。可存在介入构件。
另外，虽然关于MRI系统来描述本文公开的实施例，但将理解的是，本发明的实施例可适用于使用强磁场的其他系统和方法。仍然，将理解的是，本发明的实施例可用来大体分析组织且不局限于人体组织。
现在参照图1，显示了结合了本发明的实施例的MRI系统10的主要构件。从操作者控制台12控制系统10的操作，操作者控制台12包括键盘或其他输入装置14、控制面板16和显示屏18。控制台12通过链接20与单独的计算机系统22连通，计算机系统22使得操作者能够控制显示屏18上的图像的产生和显示。计算机系统22包括许多模块，其通过底板24与彼此连通。这些包括图像处理器模块26、CPU模块28和存储器模块30，存储器模块30可包括用于存储图像数据阵列的帧缓冲器。计算机系统22通过高速串行链接34而与单独的系统控制或控制单元32连通。输入装置14可包括鼠标、操纵杆、键盘、跟踪球、触摸激活屏、光棒、声音控制，或任何类似或等效的输入装置，且可用于交互几何指示。计算机系统22和MRI系统控制32共同形成“MRI控制器”36。
MRI系统控制32包括通过底板38连接一起的成组模块。这些包括CPU模块40和脉冲生成器模块42，脉冲生成器模块42通过串行链接44而连接到操作者控制台12上。系统控制32通过链接44接收来自操作者的命令以指示待执行的扫描序列。脉冲生成器模块42操作系统构件来运行期望扫描序列，且产生指示所产生的RF脉冲的定时、强度和形状，以及数据获取窗的定时和长度的数据。脉冲生成器模块42连接到成组的梯度放大器46上，以指示扫描期间产生的梯度脉冲的定时和形状。脉冲生成器模块42还可接收来自生理获取控制器48的患者数据，生理获取控制器48接收来自连接到患者的许多不同传感器的信号，诸如来自附接到患者的电极的ECG信号。且最后，脉冲生成器模块42连接到扫描室接口电路50上，扫描室接口电路50接收来自与磁体系统和患者的状况相关联的各种传感器的信号。患者定位系统52还通过扫描室接口电路50接收将患者移动到供扫描的期望位置的命令。
脉冲生成器模块42操作梯度放大器46来实现扫描期间产生的梯度脉冲的期望定时和形状。由脉冲生成器模块42产生的梯度波形施加至具有Gx、Gy和Gz放大器的梯度放大器系统46。各个梯度放大器激发梯度线圈组件(大体标为54)中的对应的物理梯度线圈，以产生用于在空间上对获取的信号编码的磁场梯度。梯度线圈组件54形成磁体组件56的一部分，磁体组件56还包括极化磁体58(其在操作中贯穿由磁体组件56包围的目标容积/内腔60提供均匀纵向磁场B0)和整体(传输和接收)RF线圈62(其在操作中贯穿目标容积60提供横向磁场B1，其大体垂直于B0)。
由患者中的激发的原子核发射的所得的信号可由相同的RF线圈62感测到，且通过传输/接收切换器64联接到预放大器66上。放大器磁共振(“MR”)信号在收发器68的接收器区段中解调、过滤和数字化。传输/接收切换器64由来自脉冲生成器模块42的信号控制，以在传输模式期间将RF放大器70电气地连接到RF线圈62上，且在接收模式期间将预放大器66电气地连接到RF线圈62上。传输/接收切换器64还可使得单独的RF线圈(例如，表面线圈)能够在传输模式或接收模式中使用。
由RF线圈62拾得的MR信号由收发器模块68数字化，且传送到系统控制32中的存储器模块72。当在存储器模块72中已经获取成阵列的原始k-空间数据时，扫描完成。该原始k-空间数据/多个原始k-空间数据重新布置到单独的k-空间数据阵列中，以重构各个图像，且这些数据阵列中的各个都输入到阵列处理器76，阵列处理器76操作以将数据傅利叶变换为成阵列的图像数据。该图像数据通过串行链接34输送到计算机系统22，在那里图像数据存储在存储器30中。响应于接收自操作者控制台12的命令，该图像数据可存档在长期存储，或可由图像处理器26进一步处理，且输送到操作者控制台12且呈现在显示器18上。
如图2中示出的那样，显示了根据本发明的实施例的磁体组件56的示意性侧立视图。磁体组件56的形状为柱状，其具有中心轴线78。磁体组件56包括低温箱80以及一个或多个沿径向对准的沿纵向间隔开的超导线圈82，超导线圈82形成极化磁体58。超导线圈82能够携带大电流，且设计成在患者/目标容积60内产生B0场。如将理解的那样，磁体组件56可还包括终端屏障和包围低温箱80的真空容器(未显示)，以便帮助隔离低温箱80与MRI系统10(图1)的其余部分生成的热。磁体组件56仍然可还包括其他元件，诸如盖、支撑件、悬挂部件、端帽、支架等(未显示)。虽然图1和2中显示的磁体组件56的实施例使用柱状布局，但应当理解的是，可使用除了柱状之外的其他布局。例如，裂开的MRI系统中的平坦几何构造还可使用下面描述的本发明的实施例。如图2中进一步显示的那样，患者/成像的被试者84插入到磁体组件56中。
现在转到图3和4，MRI系统10可包括无定子电气马达86，无定子电气马达86包括本体88、可旋转地连接到本体88上的转子90，以及设置在转子90上的至少一个线圈绕组92。如将理解的那样，线圈绕组92可为单独和成组轴向绕组。
转到图5，显示了通过磁体组件56的水平切片的俯视图。如图5中显示的那样，无定子电气马达86设置在磁体组件56附近，使得由超导线圈82产生的B0场(由磁场线94表示)经过无定子电气马达86。如将理解的那样，在实施例中，对于相当于大约1.5T至3T之间的对应的B0场，经过无定子电气马达86的B0场的一部分可为相当于大约0.001T的泄漏场/散射场。如本文使用，用语“漏泄场”和“散射场”指的是在内腔60外部的B0场的磁场线94的区段。如图5和6中显示的那样，线圈绕组92布置成以便在存在B0场的情况下，当经由电流激励时，使转子90旋转。另外，虽然驱动线圈绕组92的磁场被描述成B0场，但可使用在延长的时段里相对均匀的其他磁场。
例如，图6中示出了具有三组线圈绕组92的无定子电气马达86的实施例，其中线圈绕组92中的各个描绘成具有两个匹配的截面区段A/A'、B/B'和C/C'。如将理解的那样，当线圈绕组92受激励时，电流在截面A、B和C处沿延伸出图纸的方向流动，且在截面A'、B'和C'处沿延伸到图纸中的方向流动。换句话说，当由A和A'描绘的线圈绕组92受激励时，电流沿线圈绕组92的沿弧形离开图纸且连接到A'上的部分(未显示)，从A流出图纸，且沿线圈绕组92的沿弧形进入到图纸中且连接回A上的部分(未显示)，从A'进入到图纸中。电流类似地在B至B'以及C至C'之间流动。如将理解的那样，在存在B0场的情况下，当线圈绕组92受激励时，根据所谓的磁性“左手定律”，基于电流流过线圈绕组92的方向和磁场线94的方向之间的关系，线圈绕组经受正交力，即，洛伦兹力。因而，如将在下面更详细地论述的那样，可控制/定时线圈绕组92的激励，使得线圈绕组92所经受的总正交力使转子90沿顺时针和/或逆时针方向旋转。例如，当线圈绕组A/A'、B/B'和C/C'如上面描述的那样以恰当受控的方式受激励时，使得转子90沿逆时针方向围绕轴线96旋转。如将理解的那样，可通过倒转电流流过线圈绕组A/A'、B/B'和C/C'的方向，或通过倒转磁场线94的方向，来倒转转子90的旋转方向。
另外，且现在参照图5和7，如将理解的那样，在实施例中，线圈绕组92的控制/定时可至少部分地基于跨过转子90的B0场的通量密度(由图7中的图表描绘)，通量密度由于磁场线94的分布而改变(在图5中最佳地看到)。例如，如图7中显示的那样，跨过转子90的通量密度可在其最接近超导线圈82的点98处为最大，且在其最远离超导线圈82的点100处为最小。因而，当它们在转子90上围绕轴线96旋转时，线圈绕组92经受不同水平的力。
现在移到图8，在实施例中，线圈绕组92可经由交流电流激励。在此实施例中，无定子电气马达86可包括整流器102以及设置在整流器102和线圈绕组92之间的变换器104。如将理解的那样，整流器102可对变换器104提供电流，且变换器104可控制/支配电流到线圈绕组92的切换。如将理解的那样，如本文关于电流和线圈绕组92所使用，用语“切换”指的是线圈绕组92的激励的定时。例如，在实施例中，交流电流可为三相电流，在图8中由整流器102、变换器104和线圈绕组92之间的三组电气连接指示。整流器102可接收来自生成器106的源功率电流，且变换器104可经由滑环108电气地连接到线圈绕组92上。
如图8中进一步显示的那样，在实施例中，无定子电气马达86可还包括设置在转子90上的传感器110，其测量转子90围绕轴线96的旋转速度。如将理解的那样，传感器110可为任何类型的旋转速度传感器，其包括霍尔效应传感器。在此实施例中，变换器104可与传感器110处于电气连通，使得变换器104至少部分地基于转子90的旋转速度来支配电流到线圈绕组92的切换。例如，传感器110可起反馈机构的作用，其允许变换器104根据图9中描绘的定时型式来调节/支配线圈绕组92的激励的定时，如将理解的那样，该定时型式可对应于三千转每分钟(“RPM”)的旋转速度。
转到图10，在实施例中，线圈绕组92可经由直流电流激励。在此实施例中，无定子电气马达86可包括整流器112以及设置在整流器112和线圈绕组92之间的旋转变换器114。整流器112可接收来自生成器116的电源电流，整流器112对旋转变换器114提供电流，旋转变换器114继而支配电流到线圈绕组92的切换。整流器112可经由滑环118电气地连接到旋转变换器114上。备选地，且如图11中显示的那样，在其中线圈绕组92经由直流电流激励的实施例中，无定子电气马达86可包括至少一个换向器电刷120，例如，时钟控制式换向器，其代替支配电流到线圈绕组92的切换的旋转变换器114。
如图12中显示的那样，在实施例中，无定子电气马达86可驱动送风机/液体泵122，其冷却内腔60内的患者，和/或MRI系统10的一个或多个电气构件。例如，送风机/液体泵122可操作来使空气、冷却剂和/或液压流体移动通过一系列导管/管124，导管/管124将空气、冷却剂和/或液压流体分配到磁体组件56的各种部件。
另外，如将理解的那样，在实施例中，无定子电气马达86可由在存在B0场的情况下，当线圈绕组92未受激励时，不经受引起的磁力的材料制成。例如，无定子电气马达86可由非抗磁性、顺磁性或铁磁性的材料制成，诸如塑料和/或铜。
最后，还要理解的是，系统10可包括必要的电子器件、软件、存储器、存储、数据库、固件、逻辑/状态机、微处理器、通信链接、显示器或其他视觉或声音用户接口、打印装置，以及任何其他输入/输出接口，以执行本文描述的功能和/或实现本文描述的结果。例如，如前面提到的那样，系统可包括至少一个处理器和系统存储器/数据存储结构，其可包括随机存取存储器(“RAM”)和只读存储器(“ROM”)。系统10的至少一个处理器可包括一个或多个常规的微处理器以及一个或多个补充协处理器，诸如数学协处理器等。本文论述的数据存储结构可包括磁存储器、光学存储器和/或半导体存储器的适合组合，且可包括，例如RAM、ROM、闪速驱动器、光盘诸如致密盘和/或硬盘或驱动器。
另外，可从计算机可读介质将使控制器适合执行本文公开的方法的软件应用读取到至少一个处理器的主存储器中。如本文使用，用语“计算机可读介质”指的是对系统10的至少一个处理器(或本文描述的装置的任何其他处理器)提供或参与对其提供用以运行的指令的任何介质。这种介质可采取许多形式，包括(但不限于)非易失性介质和易失性介质。非易失性介质包括例如光盘、磁盘或光磁盘，诸如存储器。易失性介质包括动态随机存取存储器(DRAM)，其典型地构成主存储器。计算机可读介质的普通形式包括，例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介质、RAM、PROM、EPROM或EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、闪速EEPROM、任何其他存储器芯片或带盒，或计算机可读取的任何其他介质。
虽然在实施例中，运行软件应用中的指令序列使至少一个处理器执行本文描述的方法/过程，但硬接线电路可用来代替用于实施本发明的方法/过程的软件指令，或与它们组合起来使用。因此，本发明的实施例不局限于任何具体组合的硬件和/或软件。
要进一步理解的是，以上描述意于为说明性而非约束性的。例如，上面描述的实施例(和/或其方面)可彼此组合来使用。另外，可进行许多修改，以使特定情形或材料适合本发明的教导，而不偏离其范围。
例如，在实施例中，提供一种用于MRI系统的无定子电气马达。无定子电气马达包括本体、可旋转地连接到本体上的转子，以及设置在转子上的至少一个线圈绕组。至少一个线圈绕组布置成以便在存在由MRI系统的磁体组件生成的磁场的情况下，当经由电流激励时，使转子旋转。在某些实施例中，磁场是磁体组件的内腔外部的漏泄场。在某些实施例中，电流是交流电流。在某些实施例中，无定子电气马达还包括设置在转子上且可操作来测量转子的旋转速度的传感器、可操作来提供电流的整流器，以及设置在整流器和至少一个线圈绕组之间的变换器。变换器可操作来至少部分地基于转子的旋转速度而支配电流到至少一个线圈绕组的切换。在某些实施例中，电流是直流电流。在某些实施例中，无定子电气马达还包括可操作来提供电流的整流器，以及设置在整流器和至少一个线圈绕组之间的旋转变换器。旋转变换器可操作来支配电流到至少一个线圈绕组的切换。在某些实施例中，无定子电气马达还包括可操作来支配电流到至少一个线圈绕组的切换的至少一个换向器电刷。在某些实施例中，转子可操作来驱动送风机和液体泵中的至少一个。在某些实施例中，送风机可操作来冷却下者中的至少一个：设置在磁体组件的内腔内的患者；以及MRI系统的一个或多个电气构件。在某些实施例中，当至少一个线圈绕组未受激励时，磁场在无定子马达中不引起磁力。
其他实施例提供一种对无定子电气马达提供功率的方法。方法包括：经由MRI系统的磁体组件来生成磁场；经由电流来激励至少一个线圈绕组，至少一个线圈绕组在磁场内设置在可旋转地连接到无定子电气马达的本体上的转子上；以及在存在磁场的情况下，经由一个或多个激励的线圈绕组使转子旋转。在某些实施例中，磁场是磁体组件的内腔外部的漏泄场。在某些实施例中，电流是交流电流，且方法还包括：经由设置在转子上的传感器，测量转子的旋转速度；经由整流器对变换器提供电流，变换器设置在整流器和至少一个线圈绕组之间；以及至少部分地基于转子的旋转速度，经由变换器将电流切换到至少一个线圈绕组。在某些实施例中，电流是直流电流，且方法还包括：经由整流器对旋转变换器提供电流，旋转变换器设置在整流器和至少一个线圈绕组之间；以及经由旋转变换器将电流切换到至少一个线圈绕组。在某些实施例中，电流是直流电流，且方法还包括：经由至少一个换向器电刷将电流切换到至少一个线圈绕组。在某些实施例中，方法还包括经由转子来驱动送风机和液体泵中的至少一个。在某些实施例中，送风机冷却下者中的至少一个：磁体组件的内腔内的患者；以及MRI系统的一个或多个电气构件。在某些实施例中，当至少一个线圈绕组未受激励时，磁场在无定子马达中不引起磁力。
仍然还有其他实施例提供一种MRI系统。MRI系统包括可操作来生成磁场的磁体组件，以及无定子电气马达。无定子马达包括本体、可旋转地连接到本体上的转子，以及设置在转子上的至少一个线圈绕组。至少一个线圈绕组布置成以便在存在磁场的情况下，当经由电流激励时，使转子旋转。在某些实施例中，当至少一个线圈绕组未受激励时，磁场在无定子马达中不引起磁力。
因此，如将理解的那样，通过使用由MRI系统10的超导线圈82生成的B0场，本发明的一些实施例提供无定子电气马达86，其在线圈绕组92未受激励时不经受磁力。因而，本发明的一些实施例提供一种可在非常接近强磁体(例如，MRI超导线圈)的情况下使用的电气马达，这样的电气马达将朝强磁体猛烈加速的风险降低。因而，本发明的一些实施例提供用于在MRI系统中使用的较安全的电气马达。另外，一些实施例提供可设置在MRI系统内的许多位置处的电气马达，从而允许经由送风机按需要局部地产生空气流，这继而减少了对冗长软管和/或复杂的空气流布线的需要。
另外，虽然本文描述的材料的尺寸和类型意于限定本发明的参数，但它们决不是限制性的，而是示例性实施例。在审阅以上描述时，许多其他实施例对本领域技术人员将是明显的。因此，应当参照所附权利要求，以及这样的权利要求所赋予的等效物的全部范围来确定本发明的范围。在以下权利要求中，用语“包括”和“其中”用作相应用语“包含”和“在其中”的普通英语等效物。此外，在所附权利要求中，用语诸如“第一”、“第二”、“第三”、“上”、“下”、“底”、“顶”等仅仅用作标签，且不意于对它们的对象施加数字或位置要求。另外，未按器件加功能的格式书写的以下权利要求的限制不意于如此解释，除非且直到这样的权利要求限制明确使用短语“器件，其用于”后接没有其他结构的功能陈述。
本书面描述使用示例来公开本发明的若干实施例，包括最佳模式，且还使本领域任何普通技术人员能够实践本发明的实施例，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。本发明的可申请专利的范围由权利要求限定，且可包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构元件，则这些其他示例意于处在权利要求的范围之内。
如本文使用，以单数叙述且以词语“一个”或“一种”开头的元件或和步骤应当理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确叙述了这种排除。此外，对本发明的“一个实施例”的引用不意于被解释为排除也结合了所叙述的特征的额外的实施例的存在。此外，除非明确陈述了相反情况，否则“包括”、“包含”或“具有”带有特定属性的元件或多个元件的实施例可包括不具有该属性的额外的这样的元件。由于可在不偏离本文涉及的本发明的精神和范围的情况下，在上面描述的发明中进行某些改变，所以意于的是，附图中所示的上面描述的所有主题都应解释为仅仅是示出本文的发明概念的示例，且不应理解为限制本发明。

Claims (20)

1.一种用于MRI系统的无定子电气马达，包括：
本体；
可旋转地连接到所述本体上的转子；
设置在所述转子上的至少一个线圈绕组；以及
其中所述至少一个线圈绕组布置成以便在存在由所述MRI系统的磁体组件生成的磁场的情况下，当经由电流激励时，使所述转子旋转。
2.根据权利要求1所述的无定子电气马达，其特征在于，所述磁场是在所述磁体组件的内腔外部的漏泄场。
3.根据权利要求1所述的无定子电气马达，其特征在于，所述电流是交流电流。
4.根据权利要求3所述的无定子电气马达，其特征在于，所述无定子电气马达还包括：
传感器，其设置在所述转子上且可操作来测量所述转子的旋转速度；
可操作来提供所述电流的整流器；
变换器，其设置在所述整流器和所述至少一个线圈绕组之间，且可操作来至少部分地基于所述转子的旋转速度，支配所述电流到所述至少一个线圈绕组的切换。
5.根据权利要求1所述的无定子电气马达，其特征在于，所述电流是直流电流。
6.根据权利要求5所述的无定子电气马达，其特征在于，所述无定子电气马达还包括：
可操作来提供所述电流的整流器；
旋转变换器，其设置在所述整流器和所述至少一个线圈绕组之间，且可操作来支配所述电流到所述至少一个线圈绕组的切换。
7.根据权利要求5所述的无定子电气马达，其特征在于，所述无定子电气马达还包括：
至少一个换向器电刷，其可操作来支配所述电流到所述至少一个线圈绕组的切换。
8.根据权利要求1所述的无定子电气马达，其特征在于，所述转子可操作来驱动送风机和液体泵中的至少一个。
9.根据权利要求8所述的无定子电气马达，其特征在于，所述送风机可操作来冷却下者中的至少一个：
设置在所述磁体组件的内腔内的患者；以及
所述MRI系统的一个或多个电气构件。
10.根据权利要求1所述的无定子电气马达，其特征在于，当所述至少一个线圈绕组未受激励时，所述磁场在所述无定子电气马达中不引起磁力。
11.一种对无定子电气马达提供功率的方法，包括：
经由MRI系统的磁体组件来生成磁场；
经由电流来激励至少一个线圈绕组，所述至少一个线圈绕组在所述磁场内设置在可旋转地连接到所述无定子电气马达的本体上的转子上；以及
在存在所述磁场的情况下，经由一个或多个激励的线圈绕组使所述转子旋转。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述磁场是所述磁体组件的内腔外部的漏泄场。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述电流是交流电流，且所述方法还包括：
经由设置在所述转子上的传感器，测量所述转子的旋转速度；
经由整流器对变换器提供所述电流，所述变换器设置在所述整流器和所述至少一个线圈绕组之间；以及
至少部分地基于所述转子的旋转速度，经由所述变换器使所述电流切换到所述至少一个线圈绕组。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述电流是直流电流，且所述方法还包括：
经由整流器对旋转变换器提供所述电流，所述旋转变换器设置在所述整流器和所述至少一个线圈绕组之间；以及
经由所述旋转变换器，将所述电流切换到所述至少一个线圈绕组。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述电流是直流电流，且所述方法还包括：
经由至少一个换向器电刷，将所述电流切换到所述至少一个线圈绕组。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
经由所述转子来驱动送风机和液体泵中的至少一个。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述送风机冷却下者中的至少一个：
在所述磁体组件的内腔内的患者；以及
所述MRI系统的一个或多个电气构件。
18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，当所述至少一个线圈绕组未受激励时，所述磁场在所述无定子电气马达中不引起磁力。
19.一种MRI系统，包括：
可操作来生成磁场的磁体组件；
无定子电气马达，其包括：
本体；
可旋转地连接到所述本体上的转子；和
设置在所述转子上的至少一个线圈绕组；以及
其中所述至少一个线圈绕组布置成以便在存在所述磁场的情况下，当经由电流激励时，使所述转子旋转。
20.根据权利要求19所述的MRI系统，其特征在于，当所述至少一个线圈绕组未受激励时，所述磁场在所述无定子电气马达中不引起磁力。
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