【CN209312518U】超导磁体组件和磁共振成像装置【专利】

用于磁共振系统的超导磁体【技术领域】本发明是有关一种超导磁体，尤其是指用于磁共振系统的超导磁体。

【技术背景】目前医用磁共振系统中产生主磁场B0的磁体大多采用超导磁体，其具有高磁场、稳定且均匀性好。

但是超导磁体工作需要稳定的低温环境，例如将超导磁体线圈浸泡在液氦制冷剂中(4.2K)，将其正负极引线引出磁体后接入励磁电源供以电流，当电流到达目标值后打开超导开关，最终形成所谓的超导闭环运行。

这样就形成高磁场，稳定性好，均匀度高的磁体。

目前超导磁体的电流引线有两种，一种是可分离式电流引线，这种引线优点是当磁体励磁或退磁结束后可拆卸掉电流引线，杜绝了平时电流引线所带来的热传导漏热，不过缺点是整个安装拆卸需要有丰富经验的工程师操作，操作难度大，结构复杂；另一种是固定式电流引线，这种引线无论是否励磁，退磁，还是平时正常工作期间电流引线都固定在磁体某一位置，优点是操作简单安全，缺点是有一定的热传导漏热。

由于目前制冷机的大力发展和低温技术的进步，主流产品大部分采用的是固定式电流引线。

图1为现有技术用于磁共振系统的超导磁体的示意图，超导磁体包括低温容器7`、设于低温容器7`中的超导线圈1`和超导开关2`、以及与超导线圈1`相连的电流引线3`。

外部励磁电源5`通过外部电流引线引线4`和电流引线3`相连从而对超导线圈1`进行励磁。

由于电流引线3`仅有外表面和低温容器7`中的冷却气体相接触，所以冷却效率较低。

由于液氦是一种汽化潜热很小的昂贵液体，再加上超导线比热小，来自外部的热量很容易导致液氦的损耗，甚至导致磁体失超。

其中磁体的部分漏热就来源于电流引线3`，部分漏热包括电流引线热传导漏热和自身励磁或退磁时的欧姆漏热。

因此，确有必要提供一种改进的磁共振系统的超导磁体，以克服上述超导磁体存在的缺陷。

【发明内容】本发明的目的是提供一种可以较好地对电流引线进行冷却的用于磁共振系统的超导磁体。

本发明的磁共振系统的超导磁体是通过以下技术方案实现：一种用于磁共振系统的超导磁体，包括低温容器、设于低温容器中的超导线圈、以及与超导线圈相连的电流引线，所述电流引线包括设有孔的连接件，所述孔与低温容器相连通。

超导磁体及磁共振成像系统技术领域本申请涉及医疗设备技术领域，特别是涉及一种超导磁体及磁共振成像系统。

背景技术随着生物医学工程及医学影像学的发展，磁共振成像作为继电子计算机X射线断层扫描技术后的又一重要医学诊断技术，在医学诊断方面发挥着越来越重要的作用。

在磁共振成像设备中，超导磁体提供了主磁场，使线圈保持低温超导状态对于磁共振成像质量有较大的影响。

由于液氦价格昂贵，极大影响了超导磁体的制造成本，越来越多的磁体采用制冷机直接冷却超导线圈或线圈骨架。

然而，这种设计往往无法均匀冷却线圈所有的部位，进而限制了磁共振应用序列的使用，影响了磁共振成像的质量。

发明内容基于此，有必要针对制冷机直接冷却超导磁体中无法均匀冷却线圈所有部位的问题，提供一种可以对所有线圈、线圈接头以及超导开关进行冷却的超导磁体。

本申请提供一种超导磁体包括磁体线圈组、低温容器、第一腔体以及第二腔体。

所述磁体线圈组包括外线圈与内线圈。

所述低温容器包围形成一个容置空间。

所述第一腔体设置于所述容置空间内。

所述内线圈设置于所述第一腔体。

所述第二腔体设置于所述容置空间内。

所述外线圈设置于所述第二腔体。

所述第一腔体和所述第二腔体连通。

所述第一腔体和所述第二腔体中填充冷却介质。

在一个实施例中，所述超导磁体还包括第三腔体。

所述第三腔体设置于所述容置空间内。

所述第三腔体与所述第一腔体连通。

所述第三腔体与所述第二腔体连通。

在一个实施例中，所述超导磁体还包括内线圈架。

所述内线圈架设置于所述容置空间内。

所述内线圈设置于所述内线圈架。

所述中间线圈架设置于所述容置空间内。

所述中间线圈架设置于所述内线圈架远离中心轴一侧。

所述第一柱形密封筒设置于所述容置空间内。

所述第一柱形密封筒设置于所述内线圈架靠近中心轴一侧。

所述两个环形板设置于所述第一柱形密封筒与所述中间线圈架之间。

所述中间线圈架、所述第一柱形密封筒以及所述两个环形板包围形成所述第一腔体。

在一个实施例中，所述超导磁体还包括中间线圈架、第一柱形密封筒以及两个环形板。

超导磁体系统、其控制方法、其制造方法及磁共振系统技术领域本发明涉及医疗设备领域，特别是涉及一种超导磁体系统、其控制方法、其制造方法及磁共振系统。

背景技术超导磁体通常包含超导线圈以及容纳超导线圈的低温容器，低温容器内装有浸泡超导线圈的冷却介质，常见的冷却介质有液氦等。

由于低温容器的内部与外界存在热传导和热辐射，持续有热量会进入低温容器内部，导致昂贵的冷却介质蒸发。

为了解决冷却介质蒸发问题，超导磁体低温容器需要一台制冷机对低温容器内部进行冷却，带走多余热量，实现零液氦挥发。

制冷机对低温容器以及冷却介质进行冷却。

制冷机在停电、运输过程无供电、制冷机故障等情况下不工作时，制冷机不制冷，但是制冷机的一端伸入冷却介质内，而制冷机的另一端是安装于低温容器的外部，暴露在常温环境，制冷机本身两端存在极大的温差，并且制冷机与低温容器的热屏蔽层有良好的热交换，导致制冷机把大量热量带到低温容器内。

这将导致低温容器内部温度迅速升高，冷却介质会被大量蒸发。

大大增加了冷却介质的消耗。

发明内容基于此，有必要针对如何降低低温容器内部冷却介质在制冷机不工作时的消耗问题，提供一种超导磁体系统、其控制方法、其制造方法及磁共振系统。

一种超导磁体系统，包括：低温容器，所述低温容器包括内筒、热屏蔽层以及外筒；所述热屏蔽层套设在所述内筒外，所述外筒套设在所述热屏蔽层外；所述外筒的筒壁设置有第一通孔；所述热屏蔽层的筒壁设置有第二通孔；所述内筒的筒壁设置有第三通孔；所述第一通孔与所述第二通孔连通；所述第二通孔与所述第三通孔连通。

制冷机，所述制冷机依次穿设在所述第一通孔、所述第二通孔以及所述第三通孔中；冷却块，所述冷却块位于所述第二通孔内；所述冷却块与所述热屏蔽层连接；以及驱动装置，所述驱动装置与所述冷却块固定连接；所述驱动装置根据所述制冷机的工作状态驱动所述冷却块与所述制冷机抵接或分离。

上述超导磁体系统，包括低温容器、制冷机、冷却块以及驱动装置，由于制冷机依次穿过低温容器的第一通孔、第二通孔以及第三通孔，冷却块位于低温容器的第二通孔内并且冷却块与热屏蔽连接，冷却块与热屏蔽层之间能进行热交换，而驱动装置能根据制冷机工作状态驱动冷却块与制冷机抵接或分离，从而在制冷机正常工作时，冷却块与制冷机抵接，制冷机通过冷却块与热屏蔽层形成良好的热交换，从而对热屏蔽层进行冷却，而当制冷机停止工作时，驱动装置驱动冷却块做远离制冷机运动，冷却块与制冷机分离，切断了制冷机与低温容器的热屏蔽层之间的热交换，进而避免了制冷机停止工作后，外界热量通过制冷机以及热屏蔽层迅速传递至整个低温容器的内部，减缓了制冷机停止工作后低温容器内部温度的升高，降低了低温容器的内部的冷却介质在制冷机不工作时的消耗。

(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510933904.4(22)申请日 2015.12.14G01R 33/3815(2006.01)H01F 6/00(2006.01)(71)申请人上海联影医疗科技有限公司地址201807 上海市嘉定区嘉定工业区城北路2258号(72)发明人蔡衍卿(54)发明名称超导磁体组件以及超导磁体的励磁方法、降磁方法(57)摘要本发明提供了一种磁共振超导磁体组件，包括：超导磁体线圈，超导开关装置，励磁电源，所述超导磁体线圈，超导开关装置以及励磁电源三者并联连接。

本发明的磁共振超导磁体组件提供了超导开关在关闭的工作模式(超导态)和打开的工作模式(电阻态)之间切换的一种全新方法，通过这种方法,无需在超导开关上装置加热器装置，也可以实现便捷的工作模式切换，同时节省了传统超导开关在励磁时加热器发热功率所带来的液氦损耗。

(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书6页 附图7页CN 106872919 A 2017.06.20C N 106872919A1.一种磁共振超导磁体组件，包括：超导磁体线圈，超导开关装置，励磁电源，所述超导磁体线圈包括数个串联在一起的线圈单元，所述超导磁体线圈、超导开关装置并联后连接到励磁电源，其特征在于：所述励磁电源可被控制并输出一个快速爬升、回落的脉冲电流，使超导开关处于电阻态工作模式。

2.如权利要求1所述的磁共振超导磁体组件，其特征在于，还包括保护二极管装置，所述保护二极管装置与所述超导开关装置并联连接。

3.如权利要求2所述的磁共振超导磁体组件，其特征在于，所述保护二极管装置包括两个反向并联的二极管。

4.如权利要求1所述的磁共振超导磁体组件，其特征在于，所述超导开关装置包括两个并联的超导开关。

5.如权利要求4所述的磁共振超导磁体组件，其特征在于，还包括两个反向并联的二极管，且所述二极管与超导开关并联连接。

专利名称：超导磁铁装置及核磁共振成像装置
专利类型：发明专利
发明人：渡边洋之,川村淳,千叶知雄,山崎美淑,泷泽照广申请号：CN200710001558.1
申请日：20070105
公开号：CN101017722A
公开日：
20070815
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供能够抑制焊接时产生的变形和热所引起的超导线圈的通电性能恶化，且能够抑制上下方向的空间大小及重量的MRI装置。

超导磁铁装置(110)构成为使与冷却剂一同收纳产生测量用磁场的主线圈(1)和产生用于抑制向该测量用磁场外部泄漏的磁场的屏蔽线圈(3)的两个圆环状冷却剂容器(7)上下互相间隔并大体对称地配置，且在其对称面的中央部分产生均匀的测量用磁场。

而且，通过作为构造支撑部件的厚板(5)形成与圆环状冷却剂容器(7)的上述对称面相对的面相反侧的面，收纳屏蔽线圈(3)的屏蔽线圈骨架(4)由厚板(5)支撑，收纳主线圈(1)的主线圈骨架(2)由厚板(5)及屏蔽线圈骨架(4)支撑。

申请人：株式会社日立制作所,株式会社日立工程·并且·服务
地址：日本东京都
国籍：JP
代理机构：北京银龙知识产权代理有限公司
代理人：张敬强
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超导磁体及具有该超导磁体的磁共振成像系统技术领域本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种超导磁体及具有该超导磁体的磁共振成像系统。

背景技术随着生物医学工程及医学影像学的发展，磁共振成像(Magnetic ResonanceImaging，MRI)作为继电子计算机X射线断层扫描技术后的又一重要医学诊断技术，在医学诊断方面发挥着越来越重要的作用。

磁共振成像的原理是利用在均匀的主磁场(B 0场)中拉莫尔进动的氢原子，在射频场的激励下发生磁共振现象，运用梯度场的空间编码定位来实现磁共振成像。

在磁共振成像设备中，超导磁体提供了主磁场，主磁场的均匀性对于磁共振成像质量有较大的影响，所以均匀度是衡量超导磁体的一项非常重要的指标。

由于加工制作安装及低温收缩带来的误差使得主磁场的均匀度不可能达到理论设计的期望值，所以需要额外的匀场操作。

为了改善磁场的均匀性，现有的磁共振成像设备多采用硅钢等软磁性材料制成的匀场片来实现无源匀场，匀场片被磁化后可使主磁场按预定的设计发生畸变。

但是，在磁共振成像设备工作时，梯度线圈内部将通入较大的交变电流以形成交变场，该交变场会在梯度线圈、低温保持器以及匀场片上产生涡流；该梯度线圈不仅会在涡流加热效应的作用下持续升温，也会因与静磁场耦合产生的强烈振动而持续碰撞低温保持器，进而带来更多的温升。

因此，匀场片会由于梯度线圈的温度升高而造成自身的磁导率发生变化，进而影响了主磁场的均匀性，即发生了场漂。

较严重的情况下，梯度线圈的实时温度将会超过设计的最高温度，从而影响梯度线圈的正常工作或引起设备的宕机。

发明内容有鉴于此，有必要提供一种改进的超导磁体以及具有该超导磁体的磁共振成像系统，该超导磁体提供的主磁场均匀性较佳，场漂现象受到抑制，使用该超导磁体的磁共振成像系统具有广泛的应用前景。

本发明提供一种超导磁体，该超导磁体包括第一内筒及梯度线圈，上述梯度线圈设于上述第一内筒所形成的容纳腔体内；上述第一内筒的内侧面围设上述梯度线圈的外侧面并形成冷却腔体，上述冷却腔体内容置有冷却介质。

专利名称：一种用于磁共振成像设备的超导磁体构造及磁共振成像设备
专利类型：实用新型专利
发明人：吴俊钊
申请号：CN202122409556.4
申请日：20210930
公开号：CN216287817U
公开日：
20220412
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型提供一种用于磁共振成像设备的超导磁体构造及磁共振成像设备，其包括：超导线圈，用于产生主磁场，外筒，内部形成环状的腔室；内筒，设置于所述腔室内，所述内筒用于收纳产生磁场的超导线圈；热屏蔽层，设置于所述外筒与所述内筒之间，用于屏蔽来自所述外筒的热辐射；外筒具有第一通孔，其连通外部与外筒内的腔室，当对超导线圈进行冷却时，能够通过该第一通孔向所述腔室内注入制冷剂；所述外筒还具有第二通孔，其能够利用该第二通孔从腔室向外部抽出制冷剂，直到超导磁线圈冷却至第一预设温度；制冷机，设置于所述外筒，制冷机的第一级连接于所述热屏蔽层，所述制冷机的第二级连接于所述超导线圈，利用所述制冷机将所述超导线圈进一步冷却至第二预设温度。

申请人：西门子(深圳)磁共振有限公司
地址：518057 广东省深圳市高新区中区高新中二道西门子磁共振园
国籍：CN
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