壓力監控裝置、超導磁體和磁共振成像系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種壓力監控裝置、超導磁體和磁共振成像系統。其中，包括：一溫度傳感單元，用于感應所述超導磁體的氦氣溫度并且提供一表征數據；一判斷單元，用于將所述表征數據與一閾值比較并且得出一判斷結果；一控制單元，用于根據所述判斷結果控制所述超導磁體的制冷部件，其中，所述判斷單元分別與所述溫度傳感單元和所述控制單元電連接。根據本發明的具體實施例的超導磁體的壓力監控裝置可以精確控制超導磁體的壓力同時大幅度節省用于絕對壓力傳感器的成本。
【專利說明】
壓力監控裝置、超導磁體和磁共振成像系統
技術領域
[0001]本發明涉及磁共振成像技術領域，特別是磁共振成像系統的超導磁體的壓力監控
目.0
【背景技術】
[0002]磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)是利用磁共振現象進行成像的一種技術。磁共振現象的原理主要包括:包含單數質子的原子核，例如人體內廣泛存在的氫原子核，其質子具有自旋運動，猶如一個小磁體，并且這些小磁體的自旋軸沒有一定的規律，如果施加外在磁場，這些小磁體將按外在磁場的磁力線重新排列，具體為在平行于或反平行于外在磁場磁力線的兩個方向排列，將上述平行于外在磁場磁力線的方向稱為正縱向軸，將上述反平行于外在磁場磁力線的方向稱為負縱向軸；原子核只具有縱向磁化分量，該縱向磁化分量既具有方向又具有幅度。用特定頻率的射頻(Rad1 Frequency，RF)脈沖激發處于外在磁場中的原子核，使這些原子核的自旋軸偏離正縱向軸或負縱向軸，產生共振，這就是磁共振現象。上述被激發的原子核的自旋軸偏離正縱向軸或負縱向軸之后，該原子核就具有了橫向磁化分量。
[0003]停止發射射頻脈沖后，被激發的原子核發射回波信號，將吸收的能量逐步以電磁波的形式釋放出來，其相位和能級都恢復到激發前的狀態，將原子核發射的回波信號經過空間編碼等進一步處理即可重建圖像。
[0004]在磁共振成像系統的磁體中，磁體的壓力需要控制在一特定值以下，尤其在磁共振成像系統的工作期間，在零蒸發液氦的磁共振成像系統中上書要求更加嚴格。
[0005]在使用計量排放閥的磁體中，磁體的壓力基于計示壓力傳感器來控制，而計示壓力傳感器將因大氣壓力變化而波動。因此，通過計示壓力傳感器的數據對冷凝余量(冷凝余量=制冷量-加熱量)進行控制的效率極低。具體而言之，當磁體的計示壓力過大時則提高制冷量(降低加熱量)；當磁體的計示壓力過小時則降低制冷量(提高加熱量)，總而言之，將冷凝余量保持在一特定水平上。但是，由于大氣壓力變化，計示壓力無法適應性的提供磁體的壓力信息。
[0006]針對上述問題，某些磁體使用絕對壓力傳感器以獲得準確高效的絕對壓力的數據，隨后通過這些數據使磁體的絕對壓力保持恒定，但是此方法由于絕對壓力傳感器的高昂成本而耗資不菲。
【發明內容】
[0007]有鑒于此，本發明提供一種超導磁體的壓力監控裝置，包括:一溫度傳感單元，用于感應所述超導磁體的氦氣溫度并且提供一表征數據；一判斷單元，用于將所述表征數據與一閾值比較并且得出一判斷結果；一控制單元，用于根據所述判斷結果控制所述超導磁體的制冷部件，其中，所述判斷單元分別與所述溫度傳感單元和所述控制單元電連接。
[0008]優選地，所述溫度傳感器是CCR溫度傳感器，所述表征數據是一電阻值。
[0009]優選地，所述閾值是一第一閾值，所述第一閾值是所述氦氣處于飽和狀態時的所述表征數據，其中，若所述判斷單元判斷所述表征數據小于所述第一閾值則得出一第一判斷結果；若所述判斷單元判斷所述表征數據大于所述第一閾值則得出一第二判斷結果；若所述判斷單元判斷所述表征數據等于所述第一閾值則得出一第三判斷結果。
[0010]優選地，所述閾值包括一第二閾值和一第三閾值，所述第二閾值是所述氦氣處于飽和狀態時的所述表征數據減一第一特定值，所述第三閾值是所述氦氣處于飽和狀態時的所述表征數據加一第二特定值；其中，若所述判斷單元判斷所述表征數據小于等于所述第二閾值則得出一第四判斷結果；若所述判斷單元判斷所述表征數據大于等于所述第三閾值則得出一第五判斷結果；若所述判斷單元判斷所述表征數據大于所述第二閾值且小于所述第三閾值則得出一第六判斷結果。
[0011]優選地，所述控制單元，用于:根據所述第一判斷結果或所述第四判斷結果打開所述制冷部件；或，根據所述第二判斷結果或所述第五判斷結果關閉所述制冷部件；或，根據所述第三判斷結果或所述第六判斷結果保持所述制冷部件當前狀態。
[0012]優選地，還包括一閾值設置單元，用于根據一當前大氣壓力設置所述閾值。
[0013]優選地，所述閾值設置單元，包括:一換算單元，用于根據所述當前大氣壓力計算飽和狀態時所述氦氣溫度并將所述氦氣溫度轉換為所述閾值。
[0014]優選地，所述閾值設置單元，包括:一接收單元，用于從外部接收所述當前大氣壓力；或一檢測單元，用于檢測所述當前大氣壓力。
[0015]本發明還提供一種超導磁體，包括如上任一所述的壓力監控裝置。
[0016]本發明還提供一種磁共振成像系統，包括如上所述的超導磁體。
[0017]根據本發明的具體實施例的超導磁體的壓力監控裝置可以精確控制超導磁體的壓力同時大幅度節省用于絕對壓力傳感器的成本。
【附圖說明】
[0018]下面將通過參照附圖詳細描述本發明的優選實施例，使本領域的普通技術人員更清楚本發明的上述及其它特征和優點，附圖中:
[0019]圖1是根據本發明的具體實施例的壓力監控裝置的模塊圖。
【具體實施方式】
[0020]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，以下舉具體實施例對本發明進一步詳細說明。
[0021]在超導磁體系統中，氦氣需要處于飽和狀態，也就是說，超導磁體的氦氣的壓力需要達到一臨界值，如果超導磁體的氦氣的絕對壓力大于該臨界值則氦氣會液化，與此同時，氦氣的絕對壓力取決于氦氣的溫度。
[0022]本發明使用位于氦氣罐中的溫度傳感器作為控制信號以控制磁體壓力。在當前磁體系統中，在氦氣罐中已經存在一些溫度傳感器(例如，CCR(Carbon Crystal Resistance，碳晶電阻)溫度傳感器)。由于，溫度傳感器控制壓力的精確性也可適合用于壓力控制的目的，因此，即使在儀表控制磁體系統中，也可以利用溫度信號使磁體的絕對壓力保持恒定；并且可以節省用于絕對壓力傳感器的成本。
[0023]圖1是根據本發明的具體實施例的壓力監控裝置的模塊圖。如圖1所示，根據本發明的具體實施例的超導磁體100的壓力監控裝置110，包括:一溫度傳感單元111，用于感應所述超導磁體100的氦氣的溫度并且提供一表征數據；一判斷單元112，用于將所述表征數據與一閾值范圍比較并且得出一判斷結果；一控制單元113，用于根據所述判斷結果控制所述超導磁體100的制冷部件120，所述判斷單元分別與所述溫度傳感單元和所述控制單元電連接。
[0024]在根據本發明的具體實施例的超導磁體100的壓力監控裝置110中，所述溫度傳感器是一CCR(Carbon Crystal Resistance，碳晶電阻)溫度傳感器，因此，所述表征數據是一電阻值，特定的電阻值反映出特定的溫度。在根據本發明的具體實施例的超導磁體100的壓力監控裝置110還可以是其它溫度傳感器，其它溫度傳感器利用其它表征數據來反映溫度。根據本發明的具體實施例的超導磁體100的壓力監控裝置110采用CCR溫度傳感器的有益效果在于:超導磁體100利用CCR溫度傳感器采集溫度數據，以此可以重復利用此項設備從而不僅獲得準確的數據同時大幅降低成本。
[0025]在根據本發明的具體實施例之一的超導磁體的壓力監控裝置中，所述閾值是一第一閾值，所述第一閾值是所述氦氣處于飽和狀態時的所述表征數據，若所述判斷單元判斷所述表征數據小于所述第一閾值則得出一第一判斷結果，若所述判斷單元判斷所述表征數據大于所述第一閾值則得出一第二判斷結果，若所述判斷單元判斷所述表征數據等于所述第一閾值則得出一第三判斷結果。
[0026]在根據本發明的具體實施例之一的超導磁體的壓力監控裝置中，所述控制單元，用于根據所述第一判斷結果打開所述制冷部件；或，根據所述第二判斷結果關閉所述制冷部件；或，根據第三判斷結果保持所述制冷部件當前狀態。
[0027]在根據本發明的具體實施例之二的超導磁體的壓力監控裝置中，所述閾值包括一第二閾值和一第三閾值，所述第二閾值是所述氦氣處于飽和狀態時的所述表征數據減一第一特定值，所述第三閾值是所述氦氣處于飽和狀態時的所述表征數據加一第二特定值；其中，若所述判斷單元判斷所述表征數據小于等于所述第二閾值則得出一第四判斷結果；若所述判斷單元判斷所述表征數據大于等于所述第三閾值則得出一第五判斷結果；若所述判斷單元判斷所述表征數據大于所述第二閾值且小于所述第三閾值則得出一第六判斷結果。
[0028]在根據本發明的具體實施例之二的超導磁體的壓力監控裝置中，所述控制單元，用于根據所述第四判斷結果打開所述制冷部件；或，根據所述第五判斷結果關閉所述制冷部件；或，根據所述第六判斷結果保持所述制冷部件當前狀態。
[0029]如圖1所示，根據本發明的具體實施例的超導磁體100的壓力監控裝置110還包括一閾值設置單元，用于根據一當前大氣壓力設置所述閾值。由于在不同大氣壓力下氦氣處于飽和狀態時的壓力不同，也就是說，在不同大氣壓力下氦氣處于飽和狀態時的溫度不同，因此需要根據當前大氣壓力設置所述閾值。
[0030]在根據本發明的具體實施例之三的超導磁體的壓力監控裝置中，所述閾值設置單元包括:一換算單元，用于根據所述當前大氣壓力計算飽和狀態時所述氦氣溫度并將所述氦氣溫度轉換為所述閾值。因此，根據本發明的具體實施例之三的超導磁體的壓力監控裝置可以根據當前大氣壓力計算飽和狀態時所述氦氣溫度從而數據更加可靠。
[0031]在根據本發明的具體實施例之三的超導磁體的壓力監控裝置中，所述閾值設置單元，還包括:一接收單元，用于從外部接收所述當前大氣壓力；或一檢測單元，用于檢測所述當前大氣壓力。由此，根據本發明的具體實施例之三的超導磁體的壓力監控裝置能夠得到實時的準確的。
[0032]在根據本發明的具體實施例之四的超導磁體的壓力監控裝置中，所述閾值設置單元，包括:一輸入單元，用于從外部輸入所述閾值。該輸入單元可以是鍵盤、手寫板、語音識別器等裝置。通過此項設置，根據本發明的具體實施例之四的超導磁體的壓力監控裝置能夠更靈活地應對變化的大氣壓力或者按照使用者的意愿來調節。
[0033]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種超導磁體的壓力監控裝置，包括: 一溫度傳感單元，用于感應所述超導磁體的氦氣溫度并且提供一表征數據； 一判斷單元，用于將所述表征數據與一閾值比較并且得出一判斷結果； 一控制單元，用于根據所述判斷結果控制所述超導磁體的制冷部件，其中， 所述判斷單元分別與所述溫度傳感單元和所述控制單元電連接。2.如權利要求1所述的壓力監控裝置，其特征在于，所述溫度傳感器是CCR溫度傳感器，所述表征數據是一電阻值。3.如權利要求1所述的壓力監控裝置，其特征在于，所述閾值是一第一閾值，所述第一閾值是所述氦氣處于飽和狀態時的所述表征數據，其中， 若所述判斷單元判斷所述表征數據小于所述第一閾值則得出一第一判斷結果； 若所述判斷單元判斷所述表征數據大于所述第一閾值則得出一第二判斷結果； 若所述判斷單元判斷所述表征數據等于所述第一閾值則得出一第三判斷結果。4.如權利要求1所述的壓力監控裝置，其特征在于，所述閾值包括一第二閾值和一第三閾值，所述第二閾值是所述氦氣處于飽和狀態時的所述表征數據減一第一特定值，所述第三閾值是所述氦氣處于飽和狀態時的所述表征數據加一第二特定值；其中， 若所述判斷單元判斷所述表征數據小于等于所述第二閾值則得出一第四判斷結果；若所述判斷單元判斷所述表征數據大于等于所述第三閾值則得出一第五判斷結果；若所述判斷單元判斷所述表征數據大于所述第二閾值且小于所述第三閾值則得出一第六判斷結果。5.如權利要求3或4所述的壓力監控裝置，其特征在于，所述控制單元，用于: 根據所述第一判斷結果或所述第四判斷結果打開所述制冷部件；或， 根據所述第二判斷結果或所述第五判斷結果關閉所述制冷部件；或， 根據所述第三判斷結果或所述第六判斷結果保持所述制冷部件當前狀態。6.如權利要求1所述的壓力監控裝置，其特征在于，還包括一閾值設置單元，用于根據一當前大氣壓力設置所述閾值。7.如權利要求6所述的壓力監控裝置，其特征在于，所述閾值設置單元，包括: 一換算單元，用于根據所述當前大氣壓力計算飽和狀態時所述氦氣溫度并將所述氦氣溫度轉換為所述閾值。8.如權利要求7所述的壓力監控裝置，其特征在于，所述閾值設置單元，包括: 一接收單元，用于從外部接收所述當前大氣壓力；或 一檢測單元，用于檢測所述當前大氣壓力。9.一種超導磁體，其特征在于，包括如權利要求1-8任一所述的壓力監控裝置。10.一種磁共振成像系統，其特征在于，包括如權利要求9所述的超導磁體。
【文檔編號】G01L5/00GK106033016SQ201510124400
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月20日
【發明人】賴碧翚, 方志春, 楊磊
【申請人】西門子(深圳)磁共振有限公司