具有紧急失超的磁共振成像系统技术方案

本发明专利技术涉及一种具有紧急失超的磁共振成像(MRI)系统。根据本发明专利技术，磁共振成像系统(1)包括：具有用于生成磁场的绕组(3)的超导磁体(2)、紧急按钮(4)，以及被耦合到所述磁体(2)和所述紧急按钮(4)的用于控制所述磁体(2)的逻辑电路(5)，其中，所述磁体(2)能分别在超导状态和正常导电状态下操作，并且所述紧急按钮(4)和所述逻辑电路(5)以如下方式进行配置：当所述磁体(2)在所述超导状态下操作时，由用户以预定义的第一方式致动所述紧急按钮(4)来启动使所述磁场斜降并同时使存储在所述磁体(2)的所述绕组(3)中的能量耗散到外部耗散设备(6)，并且由用户以不同于所述第一方式的预定义的第二方式致动所述紧急按钮(4)来启动通过以下操作使所述磁场失超：加热所述磁体(2)的所述绕组(3)的至少部分，引起存储在所述磁体(2)的所述绕组(3)中的能量作为额外热量耗散到所述磁体(2)。以这种方式，在必须消除磁场的情况下，提供了一种容易且可靠的方式来控制MRI系统(1)的超导磁体(2)。

MRI system with emergency quench

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有紧急失超的磁共振成像系统
本专利技术涉及包括以下部件的磁共振成像系统：具有用于生成磁场的绕组的超导磁体、紧急按钮，以及被耦合到该磁体和该紧急按钮的用于控制该磁体的逻辑电路，并且本专利技术还涉及用于控制磁共振成像系统的超导磁体的操作的方法和非瞬态计算机可读介质。
技术介绍
对于具有超导磁体的磁共振成像(MRI)系统，有可能斜降磁体的磁场并同时将存储在磁体中的能量耗散到外部耗散设备(如电负载)。这可以防止磁体“升温”并且允许磁体几乎立即重新发生斜变而无需额外的冷却时段或者不会造成磁体的制冷剂(通常为液氦)的大量损失。另外，实际上，MRI系统的所有超导磁体都包括在紧急情况下快速消除磁场的失超能力。典型地，超导MRI系统被提供有用户在紧急情况下能够按压的一个或多个失超按钮。在失超的情况下，磁体的正常超导绕组的部分被有意加热，从而引起超导体转换为正常导电状态。这种状态在整个磁体中迅速扩散，并且磁体中存储的能量在磁导体和内部结构中耗散为热量。如果磁体包含液氦作为制冷剂，则这种氦通常会蒸发并从磁体中排出。在失超期间，磁导体会被加热并且需要大量的额外时间才能冷却，然后磁场才能再次斜升。因此，失超是昂贵且耗时的事件。然而，不必在每次紧急情况下都对磁体进行失超，并且如上文进一步解释的，稍慢一些的受控的斜降将同样有效。因此，在这种情况下，使磁体斜降并且向磁体外部耗散能量将是有益的，这使得一旦解决了紧急情况，就能够使磁体再次迅速斜升。超导磁体是由超导线的线圈/绕组制成的电磁体。为了实现超导性，必须在操作期间将线圈冷却至低温。在其超导状态下，导线的电阻基本上为零，并且注入导线的电流将无耗散地流动。当载流超导线环的端部闭合(连接)时，电流继续流动而不会(或极其缓慢地)衰减。超导状态允许电流以“零”耗散持续流动，而无需外部电源。普通导线也能够承载大电流(这取决于厚度)，但是也会产生大量热量，对于高场MRI应用来说，这是不切实际的。超导线实现了具有高磁场且不需要持续供应外部能量来维持磁场的紧凑型磁体。因此，在需要非常强的磁场来检查人体的医院中的MRI系统中使用超导磁体。在操作期间，磁体线圈必须冷却到其临界温度(即，绕组材料从正常电阻状态改变并变为超导体时的温度)以下。通常使用两种类型的冷却(即，液体冷却或机械冷却)来将磁体绕组维持在足以维持超导性的温度下。当应用液体冷却时，通常将液氦用作制冷剂。然而，一些超导系统也能够使用两级机械制冷来进行冷却。具有将氦气重新冷凝成液氦的液体冷却的超导磁体通常被称为零蒸发(ZBO)磁体。在超导磁体氦压力容器中由液氦蒸发形成的氦气流过由低温冷却器冷却的重新冷凝器中的通道，以将氦气重新冷凝回液氦，从而返回到压力容器中的液氦浴。
技术实现思路
本专利技术的目的是在必须消除磁场的情况下提供了一种容易且可靠的方式来控制MRI系统的超导磁体。该目的通过独立权利要求的主题来解决。在从属权利要求中描述了优选实施例。因此，根据本专利技术，提供了一种磁共振成像(MRI)系统，所述系统包括：具有用于生成磁场的绕组的超导磁体、紧急按钮，以及被耦合到所述磁体和所述紧急按钮的用于控制所述磁体的逻辑电路，其中所述磁体能分别在超导状态和正常导电状态下操作，并且所述紧急按钮和所述逻辑电路以如下方式进行配置：当所述磁体在所述超导状态下操作时，由用户以预定义的第一方式致动所述紧急按钮来启动使所述磁场斜降并同时使存储在所述磁体的所述绕组中的能量耗散到外部耗散设备，并且由用户以不同于所述第一方式的预定义的第二方式致动所述紧急按钮来启动通过以下操作使所述磁场失超：加热所述磁体的所述绕组的至少部分，引起存储在所述磁体的所述绕组中的能量作为额外热量耗散到所述磁体。因此，本专利技术提供了这样的可能性：在紧急情况或其他情况下，MRI系统的用户可以在磁体的立即失超或磁体的受控的斜降之间快速选择，磁体的受控的斜降的优点是对磁体的损坏风险很小，并且一旦解决了紧急情况，就能够使磁体再次迅速斜升。根据本专利技术的优选实施例，这种选择是根据紧急按钮被致动的次数做出的，这将在下面更详细地阐述。本专利技术通常适用于所有超导磁体类型，包括ZBO磁体和所谓的密封或无氦磁体。在ZBO磁体中，使磁体失超仍然涉及液氦的不受控制的蒸发。此外，在ZBO磁体和无氦磁体中，失超都会使存储在线圈绕组中的磁能耗散。这将会加热线圈绕组，并且在磁体再次斜变之前需要再次冷却磁体绕组，这可能需要几个小时或甚至几天的时间。线圈绕组的受控加热也可能导致线圈绕组及其支撑结构受到机械损坏。如果还提供了使得磁体向外部耗散能量而能够进行受控的斜降的方法，则也能够将其改装为现有的MRI系统。根据本专利技术的优选实施例，如果用于冷却所述磁体的致冷剂被提供用于实现所述磁体的所述超导状态，则由所述用户以所述第一方式致动所述紧急按钮来启动使所述磁场斜降并同时避免使所述制冷剂蒸发，并且由所述用户以所述第二方式致动所述紧急按钮来启动使所述磁场失超并同时使所述制冷剂至少部分蒸发。为了由用户以第一方式致动紧急按钮并且由用户以第二方式致动紧急按钮，通常分别可能有许多不同类型的用户动作。虽然能够分别以第一方式和第二方式完全不同地致动按钮，但是根据本专利技术的优选实施例，由所述用户以所述第一方式致动所述紧急按钮是第一用户动作，并且由所述用户以所述第二方式致动所述紧急按钮包括所述第一用户动作与第二用户动作的组合。这意味着，根据本专利技术的该优选实施例，致动紧急按钮的第二方式包括至少两次第一用户动作。然而，第一用户动作也能够重复多次，或者添加有另一用户操作。优选地，所述第二用户动作是在预先确定的时间段内所述第一用户动作的重复。另外，致动按钮可以包括以不同方式触摸、旋转或倾斜紧急按钮。然而，根据本专利技术的优选实施例，由所述用户以所述第一方式致动所述紧急按钮是单次按压动作，并且由所述用户以所述第二方式致动所述紧急按钮是具有第一按压动作和第二按压动作的两次按压动作，所述第二按压动作发生在所述第一按压动作之后的预先确定的时间段内。这种方法非常易于以意图方式可靠地关闭MRI系统。本专利技术还涉及一种用于控制磁共振成像系统的超导磁体的操作的方法，所述磁体能分别在超导状态和正常导电状态下操作，并且包括用于生成磁场的绕组，并且所述磁共振成像系统包括紧急按钮，所述方法包括以下步骤：在所述超导状态下操作所述磁体，并且响应于由用户以预定义的第一方式致动所述紧急按钮来使所述磁场斜降并同时使存储在所述磁体的所述绕组中的能量耗散到外部耗散设备，或者响应于由用户以不同于所述第一方式的预定义的第二方式致动所述紧急按钮来通过以下操作使所述磁场失超：加热所述磁体的所述绕组的至少部分，引起存储在所述磁体的所述绕组中的能量作为额外热量耗散到所述磁体。此外，本专利技术还涉及一种用于控制磁共振成像系统的超导磁体的操作的非瞬态计算机可读介质，所述磁体能分别在超导状态和正常导电状态下操作，并且包括用于生成磁场的绕组，并且所述磁共振成像系统包括紧急按钮，所述非瞬态计算机可读介质包括存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁共振成像系统(1)，包括：具有用于生成磁场的绕组(3)的超导磁体(2)、紧急按钮(4)，以及被耦合到所述磁体(2)和所述紧急按钮(4)的用于控制所述磁体(2)的逻辑电路(5)，其中，/n所述磁体(2)能分别在超导状态和正常导电状态下操作，并且/n所述紧急按钮(4)和所述逻辑电路(5)以如下方式进行配置：当所述磁体(2)在所述超导状态下操作时，由用户以预定义的第一方式致动所述紧急按钮(4)来启动使所述磁场斜降并同时使存储在所述磁体(2)的所述绕组(3)中的能量耗散到外部耗散设备(6)，并且由用户以不同于所述第一方式的预定义的第二方式致动所述紧急按钮(4)来启动通过以下操作使所述磁场失超：加热所述磁体(2)的所述绕组(3)的至少部分，引起存储在所述磁体(2)的所述绕组(3)中的能量作为额外热量耗散到所述磁体(2)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170522 EP 17172126.9;20170508 US 62/502,8291.一种磁共振成像系统(1)，包括：具有用于生成磁场的绕组(3)的超导磁体(2)、紧急按钮(4)，以及被耦合到所述磁体(2)和所述紧急按钮(4)的用于控制所述磁体(2)的逻辑电路(5)，其中，
所述磁体(2)能分别在超导状态和正常导电状态下操作，并且
所述紧急按钮(4)和所述逻辑电路(5)以如下方式进行配置：当所述磁体(2)在所述超导状态下操作时，由用户以预定义的第一方式致动所述紧急按钮(4)来启动使所述磁场斜降并同时使存储在所述磁体(2)的所述绕组(3)中的能量耗散到外部耗散设备(6)，并且由用户以不同于所述第一方式的预定义的第二方式致动所述紧急按钮(4)来启动通过以下操作使所述磁场失超：加热所述磁体(2)的所述绕组(3)的至少部分，引起存储在所述磁体(2)的所述绕组(3)中的能量作为额外热量耗散到所述磁体(2)。


2.根据权利要求1所述的磁共振成像系统(1)，其中，用于冷却所述磁体(2)的致冷剂(7)被提供用于实现所述磁体(2)的所述超导状态，并且
由所述用户以所述第一方式致动所述紧急按钮(4)来启动使所述磁场斜降并同时避免使所述制冷剂(7)蒸发，并且由所述用户以所述第二方式致动所述紧急按钮(4)来启动使所述磁场失超并同时使所述制冷剂(7)至少部分蒸发。


3.根据权利要求1或2所述的磁共振成像系统(1)，其中，由所述用户以所述第一方式致动所述紧急按钮(4)是第一用户动作，并且由所述用户以所述第二方式致动所述紧急按钮(4)包括所述第一用户动作与第二用户动作的组合。


4.根据权利要求3所述的磁共振成像系统(1)，其中，所述第二用户动作是在预先确定的时间段内所述第一用户动作的重复。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的磁共振成像系统(1)，其中，由所述用户以所述第一方式致动所述紧急按钮(4)是单次按压动作，并且由所述用户以所述第二方式致动所述紧急按钮(4)是具有第一按压动作和第二按压动作的两次按压动作，所述第二按压动作发生在所述第一按压动作之后的预先确定的时间段内。


6.一种用于控制磁共振成像系统(1)的超导磁体(2)的操作的方法，
所述磁体(2)能分别在超导状态和正常导电状态下操作，并且包括用于生成磁场的绕组(3)，并且
所述磁共振成像系统(1)包括能够通过预定义的第一方式和第二方式激活的紧急按钮(4)，
所述方法包括以下步骤：
在所述超导状态下操作所述磁体(2)，并且
响应于由用户以所述预定义的第一方式致动所述紧急按钮(4)来使所述磁场斜降并同时使存储在所述磁体的所述绕组中的能量耗散到外部耗散设备(6)，或者
响应于由用户以不同于所述第一方式的所述预定义的第二方式致动所述紧急按钮(4)来通过以下操作使所述磁场失超：加...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·R·哈维，E·让，T·詹内斯肯斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL