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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610773947.5 (22)申请日 2016.08.31 (71)申请人 刘奎杰 地址 410000 湖南省长沙市芙蓉区人民中 路139号中南大学湘雅二医院 (72)发明人 刘奎杰 姚宏亮 赵华 雷三林 周南疆 (74)专利代理机构 济宁宏科利信专利代理事务 所 37217 代理人 樊嵩 (51)Int.Cl. A61B 5/055(2006.01) G01R 33/3815(2006.01) (54)发明名称 一种用于普外科医学诊断的磁共振成像装 置 (57)摘要 一。
2、种用于普外科医学诊断的磁共振成像装 置， 其包括： 超导磁体， 超导绕组， 磁铁电源， 冷冻 机， 倾斜磁场电源， 高频电源， 信号处理单元， 计 算机， 和杜瓦瓶。 所述磁铁电源包括稳流部件， 所 述稳流部件包括： 磁耦合元件， 与所述磁铁电源 的母线串联的一次线圈， 二次线圈和放置在低温 箱内的超导线材。 与现有技术相比， 通过在磁铁 电源中使用了稳流部件， 使得磁共振成像装置能 够稳定的进行医学诊断。 稳流部件利用了给超导 线圈提供低温的杜瓦瓶中的液氮， 平时正常工作 时， 不会提高装置整体的功耗， 同时采用改变磁 耦合部件的耦合系数配合超导变为阻性， 能够快 速响应冲击电流。 权利要求。
3、书2页 说明书4页 附图2页 CN 106344017 A 2017.01.25 CN 106344017 A 1.一种用于普外科医学诊断的磁共振成像装置， 其包括： 超导磁体 （103） ， 超导绕组 （105） ， 磁铁电源 （106） ， 冷冻机 （108） ， 倾斜磁场电源 （110） ， 高频电源 （112） ， 信号处理单元 （114） ， 计算机 （115） ， 和杜瓦瓶 （601） ， 所述超导绕组 （105） 容纳在容器 （107） 中； 所述容器 （107） 包括侧壁 （210） ， 内壁 （211） 和外壁 （212） ， 容器 （107） 内部形成容纳液氮的腔体 （21。
4、3） ， 其特征在于， 所述腔体 （213） 内部设有线圈骨架和占位部件 （230） ； 所述超导绕组 （105） 包括 位于腔体 （213） 内的超导线圈组件 （220） ， 超导线圈组件 （220） 绕制在线圈骨架上； 所述磁铁 电源 （106） 包括稳流部件 （301） ， 所述稳流部件 （301） 包括： 磁耦合元件 （302） ， 与所述磁铁电 源 （106） 的母线 （305） 串联的一次线圈 （304） ， 二次线圈 （306） 和放置在低温箱内的超导线材 （308） ， 一次线圈 （304） 和二次线圈 （306） 经由磁耦合元件 （302） 耦合， 其中所述磁耦合元件 （30。
5、2） 包含磁热材料， 所述热磁材料可以是(CoaFe1-a)2+ PbSicSbd， 其中 的取值范围是0 0.05， 且b+c+d=1。 2.根据权利要求1所述的一种用于普外科医学诊断的磁共振成像装置， 其特征在于， 所 述线圈骨架包括： 环形主骨架 （250） 和两个环形副骨架 （251） ， 副骨架 （251） 与外壁 （212） 之 间的间隔小于主骨架 （250） 与外壁 （212） 之间的间隔， 在线圈骨架面向外壁 （212） 的一侧形 成由主骨架 （250） 与两个副骨架 （251） 围成的环形冗余槽 （223） ， 主骨架 （250） 的线槽位于冗 余槽 （223） 的底部， 副。
6、骨架 （251） 的线槽位于冗余槽 （223） 的轴向一侧， 并且超导线圈组件 （220） ， 占位部件 （230） 和线圈骨架的至少一部分浸泡在液氮的液面 （H） 下方。 3.根据权利要求2所述的一种用于普外科医学诊断的磁共振成像装置， 其特征在于， 超 导线圈组件 （220） 包括： 主线圈 （240） ， 绕制在主骨架 （250） 的线槽内， 主线圈 （220） 位于两个 副骨架 （251） 之间， 冗余槽 （223） 位于主线圈 （220） 和外壁 （212） 之间； 副线圈 （241） ， 绕制在 副骨架 （251） 的线槽内， 主线圈 （220） 用于提供主磁场， 副线圈 （241。
7、） 用于阻止主线圈 （220） 产生的磁场向外泄漏。 4.根据权利要求3所述的一种用于普外科医学诊断的磁共振成像装置， 其特征在于， 所 述超导磁体 （103） 包括分别构成N极和S极的轭部 （104） ， 所述超导磁铁 （103） 的背部设有开 口； 所述磁铁电源 （106） 经由引线电路与所述超导绕组 （105） 相连接； 所述冷冻机 （108） 插入 所述开口； 所述倾斜磁场电源 （110） 分别与x、 y、 z的倾斜磁场绕组相连接， 用以驱动所述倾 斜磁场绕组产生相应的倾斜磁场； 所述高频电源与高频绕组相连接， 用以产生高频磁场； 所 述信号处理单元 （114） 与高频接收线圈相连接，。
8、 用于处理由高频接收线圈检测出的NMR信 号； 所述计算机 （115） 分别与显示装置 （116） ， 定序器 （117） 和输入装置 （118） 相连接， 所述计 算机 （115） 经由定序器 （117） 实施对磁铁电源 （106） ， 倾斜磁场电源 （110） ， 高频电源 （112） 和 信号处理单元 （114） 的控制； 所述杜瓦瓶 （601） 中存储有液氮， 其通过三通阀门分别与磁铁 电源 （106） 和容器 （107） 相连接； 占位部件 （230） 的内部设有加强筋 （231） 。 5.根据权利要求4所述的一种用于普外科医学诊断的磁共振成像装置， 其特征在于， 占 位部件 （23。
9、0） 中加强筋 （231） 的数量至少为两个。 6.根据权利要求1所述的一种用于普外科医学诊断的磁共振成像装置， 其特征在于， 所 述热磁材料还可以是La(FexAl1-x)13Hy， 其中x的取值范围是0.8x0.85， y的取值范围是0.5 y2。 7.根据权利要求1所述的一种用于普外科医学诊断的磁共振成像装置， 其特征在于， 所 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 106344017 A 2 述热磁材料还可以是La(FexSiyCoz)13， 其中x的取值范围是0.8x0.85， y的取值范围是0.1 y1-x， z的取值范围为0.01z0.4。 8.根据权利要求1所述的一种用于普。
10、外科医学诊断的磁共振成像装置， 其特征在于， 所 述磁共振成像装置还包括状态采集部件， 其设置在高频绕组上， 用于采集高频绕组的状态， 所述状态采集部件包括用于采集至少一个磁场特征的至少一个磁场传感器和/或温度状态 传感器。 9.根据权利要求8所述的一种用于普外科医学诊断的磁共振成像装置， 其特征在于， 至 少一个磁场传感器包括至少一个簧片触点和/或至少一个霍尔传感器和/或至少一个感应 线圈。 10.根据权利要求9所述的一种用于普外科医学诊断的磁共振成像装置， 其特征在于， 所述状态采集部件执行不连续的采集。 权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 106344017 A 3 一种用于普外科。
11、医学诊断的磁共振成像装置 技术领域 0001 本申请涉及医学诊断设备， 更具体地， 涉及一种用于普外科医学诊断的磁共振成 像装置。 背景技术 0002 磁共振成像检查， 由于对软组织滑膜、 血管、 神经、 肌肉、 肌腱、 韧带、 和透明软骨的 分辨率高， 是普外科医学诊断重要的诊断装置。 然而， 磁共振成像装置内部结构复杂， 需要 在精密的电磁环境下使用， 在一些环境发生突变地区的医院中， 譬如发生地震， 洪水过后地 区的医院， 医院使用的电源环境将承受巨大的压力， 此时极易产生不稳定的情况， 反应到用 电的医疗诊断装置上， 将出现干扰诊断的情况， 而这些受灾区域往往是普外科需要大量使 用诊断。
12、装置的地点， 如果出现大电流冲击的情况下， 还可能会对诊断装置造成不可逆转的 损坏。 发明内容 0003 1.要解决的技术问题 本发明的目的在于， 提供一种用于普外科医学诊断的磁共振成像装置， 其能够在电流 不稳定的时候， 特别是受到冲击的时候提高装置精度， 降低装置损坏风险。 0004 2.技术方案 本发明的目的通过以下的技术方案得以实现。 0005 一种用于普外科医学诊断的磁共振成像装置， 其包括： 超导磁体， 超导绕组， 磁铁 电源， 冷冻机， 倾斜磁场电源， 高频电源， 信号处理单元， 计算机， 和杜瓦瓶。 所述超导磁体包 括分别构成N极和S极的轭部， 所述超导磁铁的背部设有开口； 所。
13、述超导绕组容纳在容器中； 所述磁铁电源经由引线电路与所述超导绕组相连接； 所述冷冻机插入所述开口； 所述倾斜 磁场电源分别与x、 y、 z的倾斜磁场绕组相连接， 用以驱动所述倾斜磁场绕组产生相应的倾 斜磁场； 所述高频电源与高频绕组相连接， 用以产生高频磁场； 所述信号处理单元与高频接 收线圈相连接， 用于处理由高频接收线圈检测出的NMR信号； 所述计算机分别与显示装置， 定序器和输入装置相连接， 所述计算机经由定序器实施对磁铁电源， 倾斜磁场电源， 高频电 源和信号处理单元的控制； 所述杜瓦瓶中存储有液氮， 其通过三通阀门分别与磁铁电源和 容器相连接； 所述容器包括侧壁， 内壁和外壁， 容器。
14、内部形成容纳液氮的腔体， 所述腔体内 部设有线圈骨架和占位部件； 所述超导绕组包括位于腔体内的超导线圈组件， 超导线圈组 件绕制在线圈骨架上， 并且超导线圈组件， 占位部件和线圈骨架的至少一部分浸泡在液氮 的液面下方； 所述磁铁电源包括稳流部件， 所述稳流部件包括： 磁耦合元件， 与所述磁铁电 源的母线串联的一次线圈， 二次线圈和放置在低温箱内的超导线材， 一次线圈和二次线圈 经由磁耦合元件耦合， 其中所述磁耦合元件包含磁热材料， 当一次线圈中的电流突然过大 时， 磁热材料的磁化增加， 一次线圈与二次线圈之间的耦合得以增强， 并且所述超导线材随 温度上升而失超， 呈现电阻性， 并且将它的电阻反。
15、应在一次线圈中， 使得一次线圈中的电流 说 明 书 1/4 页 4 CN 106344017 A 4 得以抑制， 进而稳定所述磁铁电源供应的电流， 所述热磁材料可以是(CoaFe1-a)2+ PbSicSbd， 其中 的取值范围是0 0.05， 且b+c+d=1。 0006 优选地， 所述线圈骨架包括： 环形主骨架和两个环形副骨架， 副骨架与外壁之间的 间隔小于主骨架与外壁之间的间隔， 在线圈骨架面向外壁的一侧形成由主骨架与两个副骨 架围成的环形冗余槽， 主骨架的线槽位于冗余槽的底部， 副骨架的线槽位于冗余槽的轴向 一侧。 0007 优选地， 超导线圈组件包括： 主线圈， 绕制在主骨架的线槽内。
16、， 主线圈位于两个副 骨架之间， 冗余槽位于主线圈和外壁之间； 副线圈， 绕制在副骨架的线槽内。 主线圈用于提 供主磁场， 副线圈用于阻止主线圈产生的磁场向外泄漏。 0008 优选地， 占位部件的内部设有加强筋。 0009 优选地， 占位部件中加强筋的数量至少为两个。 0010 优选地， 所述热磁材料还可以是La(FexAl1-x)13Hy， 其中x的取值范围是0.8x 0.85， y的取值范围是0.5y2。 0011 优选地， 所述热磁材料还可以是La(FexSiyCoz)13， 其中x的取值范围是0.8x0.85， y的取值范围是0.1y1-x， z的取值范围为0.01z0.4。 0012。
17、 优选地， 所述磁共振成像装置还包括状态采集部件， 其设置在高频绕组上， 用于采 集高频绕组的状态， 所述状态采集部件包括用于采集至少一个磁场特征的至少一个磁场传 感器和/或温度状态传感器。 0013 优选地， 至少一个磁场传感器包括至少一个簧片触点和/或至少一个霍尔传感器 和/或至少一个感应线圈。 0014 优选地， 所述状态采集部件执行不连续的采集。 0015 3.有益效果 本发明的有益效果在于， 与现有技术相比， 通过在磁铁电源中使用了稳流部件， 使得磁 共振成像装置能够稳定的进行医学诊断， 尤其是， 稳流部件利用了给超导线圈提供低温的 杜瓦瓶中的液氮， 采用超导线材作为稳流电阻， 平时。
18、正常工作时， 该带材不会表现出阻性， 因此不会提高装置整体的功耗， 与此同时， 采用了改变磁耦合部件的耦合系数配合超导变 为阻性， 双管齐下， 能够快速响应冲击电流， 实现对磁铁电源的稳流。 另外， 通过特殊的骨架 设计， 一方面防止了装置在收到冲击时超导线圈变形损坏设备， 另一方面， 设置了屏蔽线 圈， 尽最大可能降低了医务人员受到电磁辐射的可能。 最后还采用了采集部件， 实时对稳流 的效果进行监测， 实时观测稳流部件是否能够正常工作。 附图说明 0016 图1是依照本发明优选实施例构造的一种用于普外科医学诊断的磁共振成像装置 的整体示意图。 0017 图2是依照本发明优选实施例构造的一种用。
19、于普外科医学诊断的磁共振成像装置 的超导绕组和容器的示意图。 0018 图3是依照本发明优选实施例构造的一种用于普外科医学诊断的磁共振成像装置 的稳流装置的电路图。 说 明 书 2/4 页 5 CN 106344017 A 5 具体实施方式 0019 在下文中， 将参考附图对本发明的具体实施例进行详细地描述， 依照这些详细的 描述， 所属领域技术人员能够清楚地理解本发明， 并能够实施本发明。 在不违背本发明原理 的情况下， 各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式， 或者替代某些 实施例中的某些特征， 获得其它优选的实施方式。 0020 参考图1， 其示意性地示出了依照本发明优选。
20、实施例构造的设置在检查室120中的 一种用于普外科医学诊断的磁共振成像装置， 其包括： 超导磁体103， 超导绕组105， 磁铁电 源106， 冷冻机108， 倾斜磁场电源110， 高频电源112， 信号处理单元114， 计算机115， 和杜瓦 瓶601。 0021 所述超导磁体103包括分别构成N极和S极的轭部104， 患者101在两个轭部104之间 进行诊断， 所述超导磁铁103的背部设有开口； 所述超导绕组105容纳在容器107中； 所述磁 铁电源106经由引线电路与所述超导绕组105相连接； 所述冷冻机108插入所述开口； 所述倾 斜磁场电源110分别与x、 y、 z的倾斜磁场绕组相连。
21、接， 用以驱动所述倾斜磁场绕组产生相应 的倾斜磁场； 所述高频电源与高频绕组相连接， 用以产生高频磁场； 所述信号处理单元114 与高频接收线圈相连接， 用于处理由高频接收线圈检测出的NMR信号； 所述计算机115分别 与显示装置116， 定序器117和输入装置118相连接， 所述计算机115经由定序器117实施对磁 铁电源106， 倾斜磁场电源110， 高频电源112和信号处理单元114的控制； 所述杜瓦瓶601中 存储有液氮， 其通过三通阀门603经由管路602分别与磁铁电源106和容器107相连接。 0022 参考图2， 其示意性地示出了依照本发明优选实施例构成的超导绕组105和容器 1。
22、07的细节结构， 所述容器107包括侧壁210， 内壁211和外壁212， 容器107内部形成容纳液氮 的腔体213， 所述腔体213内部设有线圈骨架和占位部件230； 所述超导绕组105包括位于腔 体213内的超导线圈组件220， 超导线圈组件220绕制在线圈骨架上， 并且超导线圈组件220， 占位部件230和线圈骨架的至少一部分浸泡在液氮的液面H下方。 0023 所述线圈骨架包括： 环形主骨架250， 两个沿轴向间隔排列的环形副骨架251， 副骨 架251与外壁212之间的间隔小于主骨架250与外壁212之间的间隔， 在线圈骨架面向外壁 212的一侧形成由主骨架250与两个副骨架251围成。
23、的环形冗余槽223， 主骨架250的线槽位 于冗余槽223的底部， 副骨架251的线槽位于冗余槽223的轴向一侧。 0024 超导线圈组件220包括： 主线圈240， 绕制在主骨架250的线槽内， 主线圈220位于两 个副骨架251之间， 冗余槽223位于主线圈220和外壁212之间； 副线圈241， 绕制在副骨架251 的线槽内。 主线圈220用于提供主磁场， 副线圈241用于阻止主线圈220产生的磁场向外泄 漏。 0025 占位部件230的内部设有加强筋231， 以提高占位部件230的强度、 以及刚度。 为了 能够更大程度的提高占位部件230的强度、 刚度， 占位部件230中加强筋231的。
24、数量可以为多 个。 0026 所述磁铁电源106包括稳流部件301， 参考图3， 图3示意性地示出了稳流部件301， 所述稳流部件301包括： 磁耦合元件302， 与所述磁铁电源106的母线305串联的一次线圈 304， 二次线圈306和放置在低温箱内的超导线材308。 其中一次线圈304和二次线圈306经由 磁耦合元件302耦合， 其中所述磁耦合元件302包含磁热材料， 通电瞬间或故障期间， 当一次 说 明 书 3/4 页 6 CN 106344017 A 6 线圈304中的电流突然过大时， 将导致稳流部件301内的温度超过阈值， 磁热材料的磁化增 加， 一次线圈304与二次线圈306之间的。
25、耦合得以增强， 并且所述超导线材308随温度上升而 失超， 呈现电阻性， 并且将它的电阻反应在一次线圈304中， 使得一次线圈304中的电流得以 抑制， 进而稳定所述磁铁电源106供应的电流。 0027 所述热磁材料可以是(CoaFe1-a)2+ PbSicSbd， 其中 的取值范围是0 0.05， 且b+c+ d=1。 0028 所述热磁材料还可以是La(FexAl1-x)13Hy， 其中x的取值范围是0.8x0.85， y的 取值范围是0.5y2。 0029 所述热磁材料还可以是La(FexSiyCoz)13， 其中x的取值范围是0.8x0.85， y的取值 范围是0.1y1-x， z的取。
26、值范围为0.01z0.4。 0030 所述磁共振成像装置还包括状态采集部件， 其设置在高频绕组上， 用于采集高频 绕组的状态， 所述状态采集部件包括用于采集至少一个磁场特征的至少一个磁场传感器 和/或温度状态传感器。 至少一个磁场传感器包括至少一个簧片触点和/或至少一个霍尔传 感器和/或至少一个感应线圈。 所述状态采集部件执行不连续的采集。 0031 本发明的有益效果在于， 与现有技术相比， 通过在磁铁电源中使用了稳流部件， 使 得磁共振成像装置能够稳定的进行医学诊断， 尤其是， 稳流部件利用了给超导线圈提供低 温的杜瓦瓶中的液氮， 采用超导线材作为稳流电阻， 平时正常工作时， 该带材不会表现。
27、出阻 性， 因此不会提高装置整体的功耗， 与此同时， 采用了改变磁耦合部件的耦合系数配合超导 变为阻性， 双管齐下， 能够快速响应冲击电流， 实现对磁铁电源的稳流。 另外， 通过特殊的骨 架设计， 一方面防止了装置在收到冲击时超导线圈变形损坏设备， 另一方面， 设置了屏蔽线 圈， 尽最大可能降低了医务人员受到电磁辐射的可能。 最后还采用了采集部件， 实时对稳流 的效果进行监测， 实时观测稳流部件是否能够正常工作。 0032 尽管在上文中参考特定的实施例对本发明进行了描述， 但是所属领域技术人员应 当理解， 在本发明公开的原理和范围内， 可以针对本发明公开的配置和细节做出许多修改。 本发明的保护范围由所附的权利要求来确定， 并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征 的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。 说 明 书 4/4 页 7 CN 106344017 A 7 图1 图2 说 明 书 附 图 1/2 页 8 CN 106344017 A 8 图3 说 明 书 附 图 2/2 页 9 CN 106344017 A 9 。