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体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。
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INOAC
CORPORATION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。