CN210138141U - 一种梯度线圈系统及医学成像设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种梯度线圈系统及医学成像设备。其中，该梯度线圈系统包括：分层排布的多个线圈和至少一个冷却层，任一冷却层位于多个线圈中相邻的两个线圈之间；冷却层包括密封层和被密封层包封的多孔介质材料层，多孔介质材料层用于提供冷却剂的流通通道。本实用新型实施例提供的技术方案可以降低冷却层的厚度，提高冷却效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及医学成像技术领域，尤其涉及一种梯度线圈系统及医学成像设备。
背景技术
磁共振成像(MRI)是医学影像学领域的一种重要技术。这类装置将待检测者置于特殊的磁场中，用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核，引起氢原子核共振，并吸收能量。在停止发射射频脉冲后，氢原子核按特定频率发出射频信号，并将吸收的能量释放出来，被射频接收线圈接收，经电子计算机处理获得图像。梯度线圈是磁共振成像设备中的一个重要组成部分，用于空间定位，包括相位编码及频率编码。通过梯度线圈产生的梯度场，经处理后可以明确空间上的任意位置。
梯度线圈包括多个线圈层，在线圈层之间布置冷却软管以作为冷却层，以将运行中线圈层上产生的大量损耗热排出，进而将线圈层温度保持在临界温度以下。冷却软管的厚度较厚，且需要将长度较长的冷却软管串并联形成流通通道，布置在线圈层之间，导致冷却层的厚度较厚。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种梯度线圈系统及医学成像设备，以降低冷却层的厚度，提高冷却效果。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种梯度线圈系统，包括：
分层排布的多个线圈和至少一个冷却层，任一冷却层位于多个线圈中相邻的两个线圈之间；冷却层包括密封层和被密封层包封的多孔介质材料层，多孔介质材料层用于提供冷却剂的流通通道。
进一步地，密封层为绝缘薄膜层。
进一步地，多孔介质材料层包括下述至少一种：金属泡沫层和烧结陶瓷层。
进一步地，密封层的厚度为大于或等于0.1毫米，且小于或等于0.5毫米。
进一步地，多孔介质材料层的厚度为大于或等于2毫米，且小于或等于4毫米。
进一步地，多孔介质材料层中孔的直径为大于或等于0.5毫米，且小于或等于2.5毫米。
进一步地，多孔介质材料层与密封层通过下述至少一种方式连接：焊接和粘接。
进一步地，所述冷却层的数量为多个，所述多个冷却层是连通的。
进一步地，该梯度线圈系统还包括循环动力装置，冷却层还包括进口和出口，循环动力装置的出口与冷却层的进口连通，循环动力装置的进口与冷却层的出口连通，循环动力装置用于使冷却剂在循环动力装置和冷却层的多孔介质材料层内循环流动。
第二方面，本实用新型实施例还提供了一种医学成像设备，包括本实用新型任意实施例提供的梯度线圈系统。
本实用新型实施例的技术方案中梯度线圈系统包括：分层排布的多个线圈和至少一个冷却层，任一冷却层位于多个线圈中相邻的两个线圈之间；冷却层包括密封层和被密封层包封的多孔介质材料层，多孔介质材料层用于提供冷却剂的流通通道，密封层的厚度较小，且多孔介质材料层的材料的孔隙可以增大冷却层与冷却剂的接触面积，即增大散热面积，从而提高冷却能力，降低冷却层的厚度。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种梯度线圈系统的结构示意图；
图2为本实用实施例提供的一种梯度线圈系统沿图1中OO＇方向的剖面结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的一种图2中A区域的局部放大后的结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的一种梯度线圈系统的横截面图；
图5为本实用新型实施例提供的又一种梯度线圈系统的结构示意图；
图6为本实用新型实施例提供的一种医学成像设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
本实用新型实施例提供一种梯度线圈系统。图1为本实用新型实施例提供的一种梯度线圈系统的结构示意图。图2为本实用实施例提供的一种梯度线圈系统沿图1中OO＇方向的剖面结构示意图。图3为本实用新型实施例提供的一种图2中A区域的局部放大后的结构示意图。该梯度线圈系统100可设置于医学成像设备中，例如可以是磁共振成像设备中。结合图1至图3所示，该梯度线圈系统100包括：多个线圈110和至少一个冷却层120。
其中，分层排布的多个线圈110和至少一个冷却层120，任一冷却层120位于多个线圈110中相邻的两个线圈110之间；冷却层120包括密封层121和被密封层121包封的多孔介质材料层122，多孔介质材料层122用于提供冷却剂的流通通道。
其中，梯度线圈系统的功能是产生三个方向彼此正交的梯度场，以提供成像的层面选取、频率和相位编码。线圈可通过导线制成特定形状的线圈结构。一个线圈可为一个线圈层。梯度线圈系统运行时需对各线圈分别通电，而通电的线圈会产生大量的焦耳热而使线圈温度上升，可通过冷却层带走热量以控制温度保持在在临界温度以下，避免温度过高会导致梯度线圈系统的结构强度和绝缘性能下降。图1示例性的画出梯度线圈系统100包括：两个线圈110和一个冷却层120的情况。图2为沿轴向BB＇方向的俯视图。沿多个线圈排列的方向看，任一冷却层的密封层的数量可以是两层，多孔介质材料层位于两层密封层之间，两层密封层和多孔介质材料层沿多个线圈排列的方向排列，两层密封层之间的空间用于容纳冷却剂，两层密封层的边缘密封连接，仅设置一出口和一进口；该两层密封层还可以是一体成型。多孔介质材料层在三维空间内是相互连通的，使得冷却剂在三个方向上可以自由流动。冷却剂可在多孔介质材料层的材料的孔隙中向四面八方流动，多孔介质材料层的材料的孔隙可以增大冷却层与冷却剂的接触面积，即增大散热面积，从而提高冷却能力。冷却层的密封层可沿线圈表面连续铺设，以进一步增大散热面积，且密封层的厚度较小，可以降低冷却层的厚度。该冷却剂可以是气体或液体，例如可以是水或惰性气体。可选的，多孔介质材料层122与密封层121通过下述至少一种方式连接：焊接和粘接。多孔介质材料层的表面也是多孔的，密封层表面和多孔介质材料层表面贴合，以免冷却剂从多孔介质材料层表面流出。密封层可以是防水层。
本实施例的技术方案中梯度线圈系统包括：分层排布的多个线圈和至少一个冷却层，任一冷却层位于多个线圈中相邻的两个线圈之间；冷却层包括密封层和被密封层包封的多孔介质材料层，多孔介质材料层用于提供冷却剂的流通通道，薄膜层的厚度较小，且多孔介质材料层的材料的孔隙可以增大冷却层与冷却剂的接触面积，即增大散热面积，从而提高冷却能力，降低冷却层的厚度。
可选的，密封层121为绝缘薄膜层，以增强绝缘性能。该绝缘薄膜层可以是塑料层。
可选的，多孔介质材料层122包括下述至少一种：金属泡沫层和烧结陶瓷层。金属泡沫为含有泡沫状气孔的金属材料，该金属材料可以是下述至少一种：铜、铝、镍及其合金。金属泡沫的孔隙度较高，具有一定强度和刚度的多孔金属，几乎都是连通孔，孔隙比表面积大，材料容重很小，比一般烧结多孔金属的气孔率更高，孔径尺寸较大。金属泡沫的制备有粉末冶金法和电镀法，前者通过向熔体金属添加发泡剂制得金属泡沫；后者通过电沉积工艺在聚氨酯泡沫塑料骨架上复制成金属泡沫。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图1，线圈110呈空心圆柱形。图4为本实用新型实施例提供的一种梯度线圈系统的横截面图。如图4所示，该多孔介质材料层122沿圆柱的圆周方向是连通的，任一层密封层121沿圆柱的圆周方向是连通的，以进一步方便冷却剂向四面八方流动，进而进一步提高冷却效果。距离中心轴线(BB＇所在位置)越远的线圈层，流过的电流越大，产生的热量越多。通常将待检查者置于圆筒形线圈层的中心轴线处，且线圈层越靠近待检查者越好，故需要设置厚度较薄的线圈层和冷却层。冷却层可以适当进行弯曲，以平行覆盖或贴合线圈层。
可选的，密封层121的厚度D1为大于或等于0.1毫米，且小于或等于0.5毫米。密封层121的厚度D1为沿多个线圈排列的方向的厚度。
可选的，多孔介质材料层122的厚度D2为大于或等于2毫米，且小于或等于4毫米。多孔介质材料层122的厚度D2为沿多个线圈排列的方向的厚度。
可选的，多孔介质材料层122中孔的直径为大于或等于0.5毫米，且小于或等于2.5毫米。
可选的，在上述实施例的基础上，相邻两个线圈110之间设置至少一层冷却层120。图4示例性的画出相邻两个线圈110之间设置一层冷却层120的情况。本实用新型实施例对冷却层的层数和位置不做限定，可根据需要设置。
本实用新型实施例提供又一种梯度线圈系统。图5为本实用新型实施例提供的又一种梯度线圈系统的结构示意图。在上述实施例的基础上，该梯度线圈系统还包括循环动力装置130，冷却层120还包括进口123和出口124，循环动力装置130的出口132与冷却层120的进口123连通，循环动力装置130的进口131与冷却层120的出口124连通，循环动力装置130用于使冷却剂在循环动力装置130和冷却层120的多孔介质材料层122内循环流动。
其中，图5中的梯度线圈系统是梯度线圈系统沿图1中OO＇方向的剖面结构示意图。该循环动力装置130可以是冷水机，该冷水机内设置有水泵。循环动力装置130可根据需要设置冷却剂的流动速度和流进冷却层120时温度，以达到所需的冷却效果。需要说明的是，多个线圈和至少一个冷却层作为整体而进行真空包封。
需要说明的是，本实用新型实施例中的冷却层流通性好，可在整个多孔介质材料层122内流动，冷却效果好，可以避免现有技术中，冷却层的冷却软管的转折点处冷却效果差，冷却剂流动不均匀，且转折点附近有效冷却面积小，此外，由于串并联的冷却软管制成的冷却层是线性通道结构，如果制造时在冷却软管仅一个位置处出现通道缩窄，就会影响整个冷却层的冷却效果。
可选的，继续参见图5，冷却层120的数量为多个，多个冷却层120是连通的。如图5所示，多个冷却层共用进口和出口，在进口侧和出口侧分别有一个储存冷却剂的环形空间125，使得多个冷却层120是连通的，可以减少循环动力装置130设置的数量。
本实用新型实施例提供一种医学成像设备。图6为本实用新型实施例提供的一种医学成像设备的结构示意图。该医学成像设备10包括本实用新型任意实施例提供的梯度线圈系统100。
其中，该医学成像设备可以包括磁共振成像设备，磁共振成像设备可包括梯度线圈系统、主磁体、射频接收线圈和射频发射线圈等。该医学成像设备还可以包括正电子发射断层成像设备。本实用新型实施例提供的医学成像设备包括上述实施例中的梯度线圈系统，因此本实用新型实施例提供的医学成像设备也具备上述实施例中所描述的有益效果，此处不再赘述。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种梯度线圈系统，其特征在于，包括：
分层排布的多个线圈和至少一个冷却层，任一所述冷却层位于所述多个线圈中相邻的两个线圈之间；
所述冷却层包括密封层和被所述密封层包封的多孔介质材料层，所述多孔介质材料层用于提供冷却剂的流通通道。
2.根据权利要求1所述的梯度线圈系统，其特征在于，所述密封层为绝缘薄膜层。
3.根据权利要求1所述的梯度线圈系统，其特征在于，所述多孔介质材料层包括下述至少一种：金属泡沫层和烧结陶瓷层。
4.根据权利要求1所述的梯度线圈系统，其特征在于，所述密封层的厚度为大于或等于0.1毫米，且小于或等于0.5毫米。
5.根据权利要求1所述的梯度线圈系统，其特征在于，所述多孔介质材料层的厚度为大于或等于2毫米，且小于或等于4毫米。
6.根据权利要求1所述的梯度线圈系统，其特征在于，所述多孔介质材料层中孔的直径为大于或等于0.5毫米，且小于或等于2.5毫米。
7.根据权利要求1所述的梯度线圈系统，其特征在于，所述多孔介质材料层与所述密封层通过下述至少一种方式连接：焊接和粘接。
8.根据权利要求1所述的梯度线圈系统，其特征在于，所述冷却层的数量为多个，所述多个冷却层是连通的。
9.根据权利要求1所述的梯度线圈系统，其特征在于，该梯度线圈系统还包括循环动力装置，所述冷却层还包括进口和出口，所述循环动力装置的出口与所述冷却层的进口连通，所述循环动力装置的进口与所述冷却层的出口连通，所述循环动力装置用于使冷却剂在所述循环动力装置和所述冷却层的多孔介质材料层内循环流动。
10.一种医学成像设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的梯度线圈系统。
Priority Applications (1)
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| CN201920408859.4U CN210138141U (zh) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | 一种梯度线圈系统及医学成像设备 |
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