CN112630710A - 冷却装置、系统及磁共振设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷却装置、系统及磁共振设备，应用于低场磁共振成像，其特征在于，包括：射频装置，设置有射频收发线圈和射频放大器；第一冷却器，连接所述射频装置，用于将所述射频装置的温度降低至第一冷却温度；第二冷却器，设置在所述第一冷却器内，连接所述射频收发线圈和所述射频放大器，用于将所述射频收发线圈和所述射频放大器的温度降至第二冷却温度，能够为磁共振成像中的射频线圈提供低温环境，提高通过磁共振成像获得信号的信噪比，进而提供更加清晰准确的磁共振成像图像，并且能够应用于低场及超低场磁共振成像，由于低场及超低场磁共振本身的磁场强度低，可以进一步提高获得信号的信噪比。
Description
技术领域
本发明涉及磁共振成像技术领域，尤其是涉及一种冷却装置、系统及磁共振设备。
背景技术
随着医学技术的发展，磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)技术正变得越来越重要。磁共振成像是诊断和处理各种疾病和损伤的常规程序，能够准确地反映病理组织情况，使医生能够进行准确的诊断，并根据磁共振成像的结果对病人进行针对性的治疗。
目前，磁共振成像装置应用射频线圈提供一个磁场以进行磁共振成像，而射频线圈会产生交低的信噪比SNR，使通过磁共振成像获得的图片清晰度下降，进而影响医生的诊断效果。使用射频线圈时的SNR主要由磁场强度及温度决定，相关技术中的磁共振设备无法为射频线圈提供稳定的低温环境。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种冷却装置，能够为磁共振成像中的射频线圈提供低温环境，提高通过磁共振成像获得信号的信噪比，进而提供更加清晰准确的磁共振成像图像，并且能够应用于低场及超低场磁共振成像，由于低场及超低场磁共振本身的磁场强度低，可以进一步提高获得信号的信噪比。
根据本发明的第一方面实施例的冷却装置，应用于低场强磁共振成像，其特征在于，包括：射频装置，设置有射频收发线圈和射频放大器；第一冷却器用于将所述射频装置的温度降低至第一冷却温度；第二冷却器，设置在所述第一冷却器内，连接所述射频收发线圈和所述射频放大器，用于将所述射频收发线圈和所述射频放大器的温度降至第二冷却温度。
根据本发明的一些实施例，所述冷却装置还包括：导热件，设置为中空结构，连接所述第二冷却器和所述射频收发线圈，用于将所述第二冷却器产生的低温传导至所述射频收发线圈。
根据本发明的一些实施例，所述冷却装置还包括：隔热室，设置为中空结构以容纳所述射频收发线圈及所述导热件；所述隔热室还设置为真空，用于提高所述冷却装置的制冷效率。
根据本发明的一些实施例，所述冷却装置还包括：冷却基板，设置在所述射频收发线圈上，连接所述导热件，用于提高所述冷却装置的热传导效率。
根据本发明的一些实施例，所述冷却装置还包括：隔热管，设置为中空结构以容纳所述导热件，用于降低所述导热件与环境中的热传递并提高所述冷却装置的制冷效率。
根据本发明的第二方面实施例的冷却系统，应用于低场磁共振成像，其特征在于，包括：射频模块，包括射频收发线圈和射频放大器；第一冷却模块，用于将所述射频模块的温度降低至第一冷却温度；第二冷却模块，设置在所述第一冷却模块内，连接所述射频收发线圈和所述射频放大器，用于将所述射频收发线圈和所述射频放大器的温度降至第二冷却温度。
根据本发明的一些实施例，所述冷却系统还包括：导热模块，设置为中空结构，连接所述第二冷却模块和所述射频收发线圈，用于将所述第二冷却模块产生的低温传导至所述射频收发线圈；第一隔热模块，设置为中空结构以容纳所述导热模块，用于降低所述导热模块与环境中的热传递并提高所述冷却系统的制冷效率。
根据本发明的一些实施例，所述冷却系统还包括：第二隔热模块，设置为中空结构以容纳所述射频收发线圈及所述导热件；所述第二隔热模块还设置为真空，用于提高所述冷却系统的制冷效率。
根据本发明的一些实施例，所述冷却系统还包括：第二冷却模块，设置在所述射频收发线圈上，连接所述导热模块，用于提高所述冷却系统的热传导效率。
根据本发明的第三方面实施例的磁共振设备，包括：如第一方面所述的冷却装置；或者，如第二方面所述的冷却系统。
根据本发明的冷却装置，应用于低场强磁共振成像，其特征在于，包括：射频装置，设置有射频收发线圈；第一冷却器，连接所述射频装置，用于将所述射频装置的温度降低至第一冷却温度；第二冷却器，设置在所述第一冷却器内，连接所述射频收发线圈和所述射频放大器，用于将所述射频收发线圈和所述射频放大器的温度降至第二冷却温度。能够为低场及超低场磁共振成像中的射频线圈提供低温环境，提高通过磁共振成像获得信号的信噪比，进而提供更加清晰准确的磁共振成像图像。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明一实施例提供的冷却装置结构示意图；
图2为本发明另一实施例提供的冷却装置结构示意图；
图3为本发明另一实施例提供的冷却装置结构示意图；
图4为本发明另一实施例提供的冷却装置结构示意图。
附图标记：
第一冷却器110；第二冷却装置120；放大器130；第一射频收发线圈141；第二射频收发线圈142；第三射频收发线圈143；第四射频收发线圈144；第五射频收发线圈145；第六射频收发线圈146；第七射频收发线圈147；射频前端150；放大器导线160；隔热管170；导热件180；隔热室190。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
图1为本发明一实施例提供的冷却装置结构示意图。如图1所示的冷却装置，至少包括以下部分：第一冷却器110、第二冷却装置120、放大器130、第一射频收发线圈141、第二射频收发线圈142、第三射频收发线圈143、射频前端150、放大器导线160、隔热管170、导热件180、隔热室190。
在一些实施例中，冷却装置包括：射频装置，设置有射频收发线圈；第一冷却器110，连接射频装置，用于将射频装置的温度降低至第一冷却温度；第二冷却器120，设置在第一冷却器110内，连接射频收发线圈141和射频前端150，用于将射频收发线圈的温度降至第二冷却温度。
在一些实施例中，射频前端150包括射频放大器。第二冷却器120与射频收发线圈141及射频前端150的连接关系不限于物理连接，只要能够完成热交换即可实现本发明中冷却装置对频收发线圈141及射频前端150制冷的目的。在一些实施例中，冷却装置还包括：导热件，设置为中空结构，连接第二冷却器120和射频收发线圈，用于将第二冷却器120产生的低温传导至射频收发线圈。
在一些实施例中，冷却装置还包括：隔热室，设置为中空结构以容纳射频收发线圈及导热件；隔热室还设置为真空，用于提高冷却装置的制冷效率。
在一些实施例中，冷却装置还包括：冷却基板，设置在射频收发线圈上，连接导热件，用于提高冷却装置的热传导效率。
在一些实施例中，冷却装置还包括：隔热管，设置为中空结构以容纳导热件，用于降低导热件与环境中的热传递并提高冷却装置的制冷效率。
在一些实施例中，冷却装置还可以设置为只使用一个冷却器的结构，当冷却装置设置为只使用一个冷却器的结构时，可以简化冷却装置的结构，降低成本，提高生产效率。
图2为本发明另一实施例提供的冷却装置结构示意图。如图2所示的冷却装置，至少包括以下部分：第一冷却器110、第二冷却装置120、放大器130、第一射频收发线圈141、第二射频收发线圈142、第三射频收发线圈143、射频前端150、放大器导线160、隔热管170、导热件180、隔热室190。
在一些实施例中，图2中所示的冷却装置与图1中的冷却装置区别在于射频前端150位于邻近第一冷却器110的位置，可以降低冷却装置系统复杂度，提高制冷效率。
图3为本发明另一实施例提供的冷却装置结构示意图。如图3所示的冷却装置，至少包括以下部分：第一冷却器110、第二冷却装置120、放大器130、第一射频收发线圈141、第二射频收发线圈142、第三射频收发线圈143、第四射频收发线圈144、第五射频收发线圈145、第六射频收发线圈146、第七射频收发线圈147、射频前端150、放大器导线160、隔热管170、导热件180、隔热室190。
在一些实施例中，图3中所示的冷却装置与图2中的冷却装置区别在于增加了第四射频收发线圈144、第五射频收发线圈145、第六射频收发线圈146及第七射频收发线圈147，增加更多的收发线圈可以提升磁共振成像的精确度。
图4为本发明另一实施例提供的冷却装置结构示意图。如图4所示的冷却装置，至少包括以下部分：第一冷却器110、第二冷却装置120、放大器130、第一射频收发线圈141、第二射频收发线圈142、第三射频收发线圈143、第四射频收发线圈144、第五射频收发线圈145、第六射频收发线圈146、第七射频收发线圈147、射频前端150、放大器导线160、隔热管170、导热件180、隔热室190。
在一些实施例中，图4中所示的冷却装置与图3中的冷却装置区别在于射频前端150位于邻近第一冷却器110的位置，可以降低冷却装置系统复杂度，提高制冷效率。
在一些实施例中，冷却系统，应用于低场磁共振成像，其特征在于，包括：射频模块，包括射频收发线圈；第一冷却模块，连接所述射频模块，用于将所述射频模块的温度降低至第一冷却温度；第二冷却模块，设置在所述第一冷却模块内，连接所述射频收发线圈，用于将所述射频收发线圈的温度降至第二冷却温度。
在一些实施例中，第一冷却模块与第二冷却模块可以应用相同或相似的结构设计，简化了冷却系统的结构，提高了制冷效率。
在一些实施例中，所述冷却系统还包括：导热模块，设置为中空结构，连接所述第二冷却模块和所述射频收发线圈，用于将所述第二冷却模块产生的低温传导至所述射频收发线圈；第一隔热模块，设置为中空结构以容纳所述导热模块，用于降低所述导热模块与环境中的热传递并提高所述冷却系统的制冷效率。
在一些实施例中，所述冷却系统还包括：第二隔热模块，设置为中空结构以容纳所述射频收发线圈及所述导热件；所述第二隔热模块还设置为真空，用于提高所述冷却系统的制冷效率。
在一些实施例中，所述冷却系统还包括：第二冷却模块，设置在所述射频收发线圈上，连接所述导热模块，用于提高所述冷却系统的热传导效率。
在一些实施例中，第一冷却器用于将射频装置的温度降至40-70K。
在一些实施例中，第二冷却器用于将射频装置的温度降至2-40K。
在一些实施例中，导热件处于真空环境内，并设置在第二冷却器与射频线圈之间。
在一些实施例中，导热件设置在射频装置的前置放大器之间。
在一些实施例中，导热件具有优良的导热性能，且具有低导电性。
在一些实施例中，导热件应用的材料包括铜、铝、热解石墨、氧化铍、蓝宝石或金刚石中的一种或多种。
在一些实施例中，导热件应用的材料包括由热解石墨、氧化铍、蓝宝石或金刚石构成的复合材料。
在一些实施例中，真空管线和容器是与环境热绝缘的柔性的或刚性的部件。
在一些实施例中，冷却基板具有优良的导热性能，且具有低导电性。
在一些实施例中，冷却基板应用的材料包括导热膏、热解石墨、氧化铍、蓝宝石或金刚石中的一种或多种。
在一些实施例中，冷却基板应用的材料包括由导热膏、热解石墨、氧化铍、蓝宝石或金刚石构成的复合材料。
在一些实施例中，射频装置提供的场强为0.01T-0.5T，属于低场(0.1-0.5T)和超低场(0.01-0.1T)的范围。
在一些实施例中，射频仪器的信噪比(SIGNAL NOISE RATIO，SNR)计算公式为：
在一些实施例中，磁共振设备，包括：如上述的冷却装置；或者，如第上述的冷却系统。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种冷却装置，应用于低场强磁共振成像，其特征在于，包括：
射频装置，设置有射频收发线圈和射频放大器；
第一冷却器，用于将所述射频装置的温度降低至第一冷却温度；
第二冷却器，设置在所述第一冷却器内，连接所述射频收发线圈和所述射频放大器，用于将所述射频收发线圈和所述射频放大器的温度降至第二冷却温度。
2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，还包括：
导热件，设置为中空结构，连接所述第二冷却器和所述射频收发线圈，用于将所述射频收发线圈的热量传递至所述第二冷却器，使所述射频收发线圈的温度降至第二冷却温度。
3.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，还包括：
隔热室，设置为中空结构以容纳所述射频收发线圈及所述导热件；
所述隔热室还设置为真空，用于提高所述冷却装置的制冷效率。
4.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，还包括：
冷却基板，设置在所述射频收发线圈上，连接所述导热件，用于提高所述冷却装置的热传导效率。
5.根据权利要求2至4任一项所述的冷却装置，其特征在于，还包括
隔热管，设置为中空结构以容纳所述导热件，用于降低所述导热件与环境中的热传递并提高所述冷却装置的制冷效率。
6.一种冷却系统，应用于低场磁共振成像，其特征在于，包括：
射频模块，包括射频收发线圈和射频放大器；
第一冷却模块，用于将所述射频模块的温度降低至第一冷却温度；
第二冷却模块，设置在所述第一冷却模块内，连接所述射频收发线圈和所述射频放大器，用于将所述射频收发线圈和所述射频放大器的温度降至第二冷却温度。
7.根据权利要求6所述的冷却系统，其特征在于，还包括：
导热模块，设置为中空结构，连接所述第二冷却模块和所述射频收发线圈，用于将所述射频收发线圈的热量传递至所述第二冷却器，使所述射频收发线圈的温度降至第二冷却温度；
第一隔热模块，设置为中空结构以容纳所述导热模块，用于降低所述导热模块与环境中的热传递并提高所述冷却系统的制冷效率。
8.根据权利要求7所述的冷却系统，其特征在于，还包括：
第二隔热模块，设置为中空结构以容纳所述射频收发线圈及所述导热件；
所述第二隔热模块还设置为真空，用于提高所述冷却系统的制冷效率。
9.根据权利要求6至8任一项所述的冷却系统，其特征在于，还包括：
第二冷却模块，设置在所述射频收发线圈上，连接所述导热模块，用于提高所述冷却系统的热传导效率。
10.一种磁共振设备，包括：
如权利要求1至5任一项所述的冷却装置；
或者，如权利要求6至9任一项所述的冷却系统。
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