CN1119669C - 用于磁共振成像装置中的磁性组件 - Google Patents

Abstract

本发明改善了热效率和伺服控制特性。将交流片形加热器和直流片形加热器分别附到一个上基磁轭和一个下基磁轭的侧面，并将温度传感器设置在上基磁轭上表面的中心附近。当启动时，通过交流和直流片形加热器对永磁铁加热，然后，对永磁铁所进行的稳定温度调整是由直流片形加热器单独进行的。

Description

用于磁共振成像装置中的磁性组件

本发明涉及一种适用于磁共振成像(MRI)装置中的磁性组件，更具体地说，涉及一种能够恰当抑制温度对静磁场影响的磁共振成像装置中的磁性组件。

对于磁共振成像(MRI)的常规技术来说，在公开号为63-43649和63-278310的日本专利申请中已公开了抑制温度对静磁场影响的实例。

在公开号为63-43649的日本专利申请所公开的磁共振成像装置中，将一种绝热材料装置在外壳的内壁，该外壳整个地覆盖了下基磁轭、柱形磁轭和上基磁轭，使它们与周围环境热隔绝。在每一磁轭与绝热材料之间限定出一空气通路，以通过风扇的作用迫使空气通过通路。此外，还通过调温加热器和温度传感器来调整空气的温度。

在公开号为63-278310的日本专利申请所公开的磁共振成像装置中，将片形启动加热器分别安装在上基磁轭的上面和下基磁轭的下面。当磁共振成像装置启动时，磁轭被所述启动加热器加热。在磁共振成像装置启动之后，使启动加热器停止，由调温加热器和温度传感器来调整磁轭周围空气的温度，这与日本专利申请63-43649号中所公开的磁共振成像装置里的调温加热器和温度传感器是一样的。

在所述两种现有技术中，磁轭被绝热材料包围。在磁轭与绝热材料之间限定出了空气通路，通过风扇可使空气通过通路流通。而且，又通过调温加热器和温度传感器调整通过通路的空气温度，提供了稳定的温度控制，所以可抑制温度对静磁场的影响。

然而，由于是通过空气对磁轭加热的，所以产生了效率低的问题，同时也产生了伺服控制特性下降的问题。

再有，在日本专利申请63-278310号所公开的磁共振成像装置中，将片形启动加热器分别安装在上基磁轭的上面和下基磁轭的下面。由于一些加热器安装在上基磁轭的上面，热量向上消散，从而使热效率降低；另外，将一些加热器固定在下基磁轭的下面，安装就很困难。

鉴于上面所述，本发明的目的是要提供一种适用于磁共振成像装置中的磁性组件，它能提高热效率，改善伺服控制特性和可施工性，而且恰当地消除了温度对静磁场的影响。

按照本发明的第一方面，提供了一种适用于磁共振成像装置中的磁性组件，包括：

分别向上和向下设置的永磁铁，与放置在其中的被检查物体之间有一空间；

分别向上和向下设置的基磁轭，与永磁铁对应，所述基磁轭包括：一个具有下表面的上基磁轭，在空间中向上设置的永磁铁附在该下表面上；和一个具有上表面的下基磁轭，在空间中向下设置的永磁铁附在该上表面上；

柱形磁轭，设置在上基磁轭与下基磁轭之间，以保证在其中有放置物体的空间；

温度检测装置，用于检测永磁铁的温度；

加热器，直接地或经过非气体的传热材料附在基磁轭的侧面，以加热永磁铁；和

温度控制装置，根据温度检测装置检测到的温度来控制加热器。

按照本发明的第二方面，为磁共振成像装置提供了一种磁性组件，其中将温度检测装置设置在上基磁轭上表面的中心附近。

在磁共振成像装置的磁性组件中，根据本发明的第一方面，将加热器直接地或通过非气态的传热材料分别附在上基磁轭和下基磁轭的侧面。

因为不是通过空气而是通过热传导对磁轭进行加热的，使热效率变好，伺服控制特性也得到了改善。因为热量是向侧面而不是向上扩散，故损失较少，即使从这点来说，也改善了热效率。另外，由于不在下基磁轭的下面安装加热器，也使安装容易了。

在磁共振成像装置的磁性组件中，根据本发明的第二方面，将温度检测装置设置在上基磁轭上表面的中心附近。

在此情况下，加热器与温度检测装置之间的距离大约为0.5m到1m范围以内。如果其间的距离以这种方式落在这样的范围，则从加热器到温度检测装置的热量传导的延迟是适合的，于是，可避免当它们之间的距离太短时频繁地接通/关断加热器，也可以避免当它们之间的距离过长时伺服控制的延迟。

在本发明的附图中，以实例给出了本发明的最佳实施方案，通过下面结合附图的详细描述及所附的权利要求书，将会更加了解本发明的上述以及其它目的、特点和优点。

下面结合附图描述本发明。

图1是一透视图，示出按照本发明的一个实施例在磁共振成像装置中所用的磁性组件的磁路上的元件；

图2是图1所示磁共振成像装置的磁性组件的中心截面图；

图3(a)是表示交流片形加热器的平面图；

图3(b)是表示直流片形加热器的平面图；

图4是表示图1所的温控电路的结构图；

图5是描述温控过程的图示。

下面来详细描述本发明的最佳实施例。但是本发明并不限于该实施例。

图1是表示一些元件的透视图，这些元件形成了本发明一实施例的磁共振成象装置中所用磁性组件100的磁路。图2是图1所示磁性组件的截面图。

标号上代表八角柱体形的下基磁轭，它由位于其两侧的彼此相对的柱形磁轭2a和2b支承。类似地，八角柱体形的上基磁轭3也是由位于其两侧的彼此相对的柱形磁轭2a和2b支承。

下永磁铁11和磁分路片12附在下基磁轭1的上面。

上永磁铁31和磁分路片32安装在上基磁轭3的下面，与下永磁铁11和磁分路片12相对(见图2)。

标号40表示致密地覆盖下基磁轭1、柱形磁轭2a和2b、以及上基磁轭3(图1中仅示出一部分)的绝热材料。标号41代表外壳(图1中仅示出一部分)。

所述绝热材料40，举例说可用Vasotect(商标名，为INOACCORPORATION的产品)，其它如聚异氰酸酯泡沫体、阻燃聚苯乙烯泡沫体、阻燃聚氨酯泡沫体、刚性聚氨酯泡沫体等都可用作为该绝缘材料40。

交流片形加热器5和直流片形加热器6分别向上和向下平行地固定在位于侧面空间的下基磁轭1的侧面1a上。这些加热器在每一侧面上的固定，是通过用固定烘烤板7，从上面覆盖交流片形加热器5和直流片形加热器6，并有螺栓8将它们连接紧固而实现的。为了改善热传递特性，特硅脂填充在下基磁轭1的每一侧面1a与交流和直流片形加热器5，6之间。

同样地，将交流片形加热器5和直流片形加热器6分别向上和向下平行地固定到位于侧面空间的上基磁轭3的侧面3a上。通过用固定烘烤板7从上面覆盖交流片形加热器5和直流片形加热器6，并用螺栓8将其固紧，使它们固定到每一侧面3a上。此外，为了改善传递特性，将硅脂填充在上基磁轭3的每一侧面3a与交流片形和直流片形加热器5，6之间。

图3(a)是交流片形加热器5的平面图。

交流片形加热器5设计成供交流200V(120W)用，作为启动加热器。交流片形加热器5的平面尺寸是25mm×150mm。标号51表示供电线或馈电线，标号52代表连接器，标号53为螺孔。

图3(b)是直流片形加热器6的平面图。

直流片形加热器6设计成供直流48V(30W)用，也作为启动加热器，但主要是作为稳温调整加热器。直流片形加热器6的平面尺寸是50mm×150mm。标号61代表供电线，标号61代表连接器，标号63为螺孔。

返回再来看图1，孔33设在上基磁轭3的中心，温度传感器34插在孔33中。将温度传感器插入孔33之后，用硅脂将孔填住，以便密封。标号35代表温度传感器34的信号线。

供电线51、61和信号线33电连接到温控电路9。

如图4所示，温控电路9包括：温度调节器91，用于调整对交、直流片形加热器5和6的供电；交流电源92，用于对每一交流片形加热器5供电；直流电源93，用于对每一直流片形加热器6和存储器94供电，在存储器94中存有预定的上限温度和下限温度。

图5是说明温控过程的图示。

当磁共振成像装置的磁性组件100启动时，使交流片形加热器5和直流片形加热器6通电，然后温度传感器34开始检测它的温度(区域A)，通过下基磁轭1，将热量从交、直流加热器5和6传递给下永磁铁11，通过上基磁轭3将热量传递给上永磁铁31。

温度调节器91用温度传感器34检测到预定的上限温度(比如30℃)之后，停止对交、直流片形加热器5和6的供电(区域B)。

下一步，用温度传感器34检测到预定的下限温度(比如30°-Δt)之后，温度调节器91单独地对每一直流片形加热器供电(区域C)。

进一步，用温度传感器34检测到预定的上限温度之后，温度调节器91使每一直流片形加热器6停电(区域D)。

其后，温度调节器91依据上述方式，对一直流片形加热器6的供电进行通-断控制(区域E)。

由上述磁共振成像装置的磁性组件100可得到下面的效果：

(1)因为不是通过空气对上永磁铁31和下永磁铁11进行加热，因而提高了效率。进而，伺服控制特性也得到改善。

(2)因为交流片形加热器5和直流片形加热器6分别附到下基磁轭1和上基磁轭3的侧面，从而避免了热量向上逸散的大量流失，使热效率得到提高。

(3)因为在下基磁轭1的下面不设置加热器，从而改善了安装的可行性。

(4)由于启动时联合使用产生很大热量的每个交流片形加热器5，可使启动时间缩短。常规磁共振成像装置的磁性组件，例如，需要24小时甚至更多的时间才能将室温(大约20℃)提高到预定的上限温度(30℃)，然而，对于本发明的磁共振成像装置的磁性组件100，升温的必要时间只需12小时甚至更少。

(5)因为通过温度控制特性极好的直流片形加热器6来进行稳定的温度调整，使伺服控制特性良好。

(6)因为将温度传感器34设置在上基磁轭3的上表面中心附近，使热传导时间延迟变得适合，从而使温控区间(对应于图5中的S)变得更适宜了。即是说，使得伺服控制特性不致于比所要求的更敏感或更迟钝。

(7)由于下基磁轭1和上基磁轭3被绝热材料40覆盖，并与交流和直流片形加热器5和6紧固在一起而无任何间隙，避免了由于空气对流产生的上下温度之差。另外，由于可保持绝热材料40与下基磁轭和上基磁轭3紧密结合，从而可使覆盖下基磁轭1和上基磁轭3的外壳41变薄。

(8)因为采用固定烘烤板7保持交流片形加热器5和直流片形加热器6与下基磁轭1和上基磁轭3的完全接触，使得热传导效率极好。

在不违背本发明的精神及范围情况下可构制成本发明的许多不同实施例。应注意，本发明不限于上述具体实施例，其范围是由所附权利要求书限定的。

Claims (10)

1.一种适用于磁共振成象装置中的磁性组件，包括：

一对分别设置在一空间上下的永磁铁，该空间中放有待检查的物体；

分别设置在所述空间上下且与所述一对永磁铁对应的一个上基磁轭和一个下基磁轭，所述一对永磁铁之一附在上基磁轭的下表面上，而该对永磁铁中的另一个附在下基磁轭的上表面上，并且其中上下基磁轭各有其侧表面；

多个柱形磁轭，配置在所述上下基磁轭之间，以限定所述空间；

温度检测装置，用于检测所述一对永磁铁的温度；

其特征在于还包括：

加热器，附在所述上下基磁轭至少之一的所述侧表面的至少之一上，用以对该对永磁铁加热；以及

温度控制装置，根据所述温度检测装置检测到的温度控制所述加热器。

2.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，还包括一种绝热材料，用以覆盖所述上下基磁轭和所述多个柱形磁轭。

3.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，所述温度检测装置设置在上基磁轭上表面的中心附近。

4.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，所述加热器包括以交流供电产生热量的交流加热器和以直流供电产生热量的直流加热器。

5.根据权利要求4所述的磁性组件，其特征在于，所述永磁铁被加热之后在达到预定的温度之前的期间，是由交流加热器对其加热的，而当所述永磁铁达到预定的温度之后，是由直流加热器对其加热的。

6.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，所述上下基磁轭的上下表面都呈八角形。

7.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，所述加热器直接附在所述上下基磁轭至少之一的所述侧表面的至少之一上。

8.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，所述加热器经过一种非气态的传热材料附在所述上下基磁轭至少之一的所述侧表面的至少之一上。

9.根据权利要求8所述的磁性组件，其特征在于，所述非气态的传热材料至少包括硅脂。

10.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，所述加热器附在所述上下基磁轭二者的所述侧表面的至少一个表面上。

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