專利名稱：用于磁共振成像裝置中的磁性組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于磁共振成像(MRI)裝置中的磁性組件，更具體地說，涉及一種能夠恰當(dāng)抑制溫度對靜磁場影響的磁共振成像裝置中的磁性組件。
對于磁共振成像(MRI)的常規(guī)技術(shù)來說，在公開號為63-43649和63-278310的日本專利申請中已公開了抑制溫度對靜磁場影響的實例。
在公開號為63-43649的日本專利申請所公開的磁共振成像裝置中，將一種絕熱材料裝置在外殼的內(nèi)壁，該外殼整個地覆蓋了下基磁軛、柱形磁軛和上基磁軛，使它們與周圍環(huán)境熱隔絕。在每一磁軛與絕熱材料之間限定出一空氣通路，以通過風(fēng)扇的作用迫使空氣通過通路。此外，還通過調(diào)溫加熱器和溫度傳感器來調(diào)整空氣的溫度。
在公開號為63-278310的日本專利申請所公開的磁共振成像裝置中，將片形啟動加熱器分別安裝在上基磁軛的上面和下基磁軛的下面。當(dāng)磁共振成像裝置啟動時，磁軛被所述啟動加熱器加熱。在磁共振成像裝置啟動之后，使啟動加熱器停止，由調(diào)溫加熱器和溫度傳感器來調(diào)整磁軛周圍空氣的溫度，這與日本專利申請63-43649號中所公開的磁共振成像裝置里的調(diào)溫加熱器和溫度傳感器是一樣的。
在所述兩種現(xiàn)有技術(shù)中，磁軛被絕熱材料包圍。在磁軛與絕熱材料之間限定出了空氣通路，通過風(fēng)扇可使空氣通過通路流通。而且，又通過調(diào)溫加熱器和溫度傳感器調(diào)整通過通路的空氣溫度，提供了穩(wěn)定的溫度控制，所以可抑制溫度對靜磁場的影響。
然而，由于是通過空氣對磁軛加熱的，所以產(chǎn)生了效率低的問題，同時也產(chǎn)生了伺服控制特性下降的問題。
再有，在日本專利申請63-278310號所公開的磁共振成像裝置中，將片形啟動加熱器分別安裝在上基磁軛的上面和下基磁軛的下面。由于一些加熱器安裝在上基磁軛的上面，熱量向上消散，從而使熱效率降低；另外，將一些加熱器固定在下基磁軛的下面，安裝就很困難。
鑒于上面所述，本發(fā)明的目的是要提供一種適用于磁共振成像裝置中的磁性組件，它能提高熱效率，改善伺服控制特性和可施工性，而且恰當(dāng)?shù)叵藴囟葘o磁場的影響。
按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種適用于磁共振成像裝置中的磁性組件，包括分別向上和向下設(shè)置的永磁鐵，與放置在其中的被檢查物體之間有一空間；分別向上和向下設(shè)置的基磁軛，與永磁鐵對應(yīng)，所述基磁軛包括一個具有下表面的上基磁軛，在空間中向上設(shè)置的永磁鐵附在該下表面上；和一個具有上表面的下基磁軛，在空間中向下設(shè)置的永磁鐵附在該上表面上；柱形磁軛，設(shè)置在上基磁軛與下基磁軛之間，以保證在其中有放置物體的空間；溫度檢測裝置，用于檢測永磁鐵的溫度；加熱器，直接地或經(jīng)過非氣體的傳熱材料附在基磁軛的側(cè)面，以加熱永磁鐵；和溫度控制裝置，根據(jù)溫度檢測裝置檢測到的溫度來控制加熱器。
按照本發(fā)明的第二方面，為磁共振成像裝置提供了一種磁性組件，其中將溫度檢測裝置設(shè)置在上基磁軛上表面的中心附近。
在磁共振成像裝置的磁性組件中，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，將加熱器直接地或通過非氣體的傳熱材料分別附在上基磁軛和下基磁軛的側(cè)面。
因為不是通過空氣而是通過熱傳導(dǎo)對磁軛進(jìn)行加熱的，使熱效率變好，伺服控制特性也得到了改善。因為熱量是向側(cè)面而不是向上擴(kuò)散，故損失較少，即使從這點來說，也改善了熱效率。另外，由于不在下基磁軛的下面安裝加熱器，也使安裝容易了。
在磁共振成像裝置的磁性組件中，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，將溫度檢測裝置設(shè)置在上基磁軛上表面的中心附近。
在此情況下，加熱器與溫度檢測裝置之間的距離大約為0.5m到1m范圍以內(nèi)。如果其間的距離以這種方式落在這樣的范圍，則從加熱器到溫度檢測裝置的熱量傳導(dǎo)的延遲是適合的，于是，可避免當(dāng)它們之間的距離太短時頻繁地接通/關(guān)斷加熱器，也可以避免當(dāng)它們之間的距離過長時伺服控制的延遲。
在本發(fā)明的附圖中，以實例給出了本發(fā)明的最佳實施方案，通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述及所附的權(quán)利要求書，將會更加了解本發(fā)明的上述以及其它目的、特點和優(yōu)點。
下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明。


圖1是一透視圖，示出按照本發(fā)明的一個實施例在磁共振成像裝置中所用的磁性組件的磁路上的元件；圖2是圖1所示磁共振成像裝置的磁性組件的中心截面圖；圖3(a)是表示交流片形加熱器的平面圖；圖3(b)是表示直流片形加熱器的平面圖；圖4是表示圖1所的溫控電路的結(jié)構(gòu)圖；圖5是描述溫控過程的圖示。
下面來詳細(xì)描述本發(fā)明的最佳實施例。但是本發(fā)明并不限于該實施例。
圖1是表示一些元件的透視圖，這些元件形成了本發(fā)明一實施例的磁共振成象裝置中所用磁性組件100的磁路。圖2是圖1所示磁性組件的截面圖。
標(biāo)號上代表八角柱體形的下基磁軛，它由位于其兩側(cè)的彼此相對的柱形磁軛2a和2b支承。類似地，八角柱體形的上基磁軛3也是由位于其兩側(cè)的彼此相對的柱形磁軛2a和2b支承。
下永磁鐵11和磁分路片12附在下基磁軛1的上面。
上永磁鐵31和磁分路片32安裝在上基磁軛3的下面，與下永磁鐵11和磁分路片12相對(見圖2)。
標(biāo)號40表示致密地覆蓋下基磁軛1、柱形磁軛2a和2b、以及上基磁軛3(圖1中僅示出一部分)的絕熱材料。標(biāo)號41代表外殼(圖1中僅示出一部分)。
所述絕熱材料40，舉例說可用Vasotect(商標(biāo)名，為INOACCORPORATION的產(chǎn)品)，其它如聚異氰酸酯泡沫體、阻燃聚苯乙烯泡沫體、阻燃聚氨酯泡沫體、剛性聚氨酯泡沫體等都可用作為該絕緣材料40。
交流片形加熱器5和直流片形加熱器6分別向上和向下平行地固定在位于側(cè)面空間的下基磁軛1的側(cè)面1a上。這些加熱器在每一側(cè)面上的固定，是通過用固定烘烤板7，從上面覆蓋交流片形加熱器5和直流片形加熱器6，并有螺栓8將它們連接緊固而實現(xiàn)的。為了改善熱傳遞特性，特硅脂填充在下基磁軛1的每一側(cè)面1a與交流和直流片形加熱器5，6之間。
同樣地，將交流片形加熱器5和直流片形加熱器6分別向上和向下平行地固定到位于側(cè)面空間的上基磁軛3的側(cè)面3a上。通過用固定烘烤板7從上面覆蓋交流片形加熱器5和直流片形加熱器6，并用螺栓8將其固緊，使它們固定到每一側(cè)面3a上。此外，為了改善傳遞特性，將硅脂填充在上基磁軛3的每一側(cè)面3a與交流片形和直流片形加熱器5，6之間。
圖3(a)是交流片形加熱器5的平面圖。
交流片形加熱器5設(shè)計成供交流200V(120W)用，作為啟動加熱器。交流片形加熱器5的平面尺寸是25mm×150mm。標(biāo)號51表示供電線或饋電線，標(biāo)號52代表連接器，標(biāo)號53為螺孔。
圖3(b)是直流片形加熱器6的平面圖。
直流片形加熱器6設(shè)計成供直流48V(30W)用，也作為啟動加熱器，但主要是作為穩(wěn)溫調(diào)整加熱器。直流片形加熱器6的平面尺寸是50mm×150mm。標(biāo)號61代表供電線，標(biāo)號61代表連接器，標(biāo)號63為螺孔。
返回再來看圖1，孔33設(shè)在上基磁軛3的中心，溫度傳感器34插在孔33中。將溫度傳感器插入孔33之后，用硅脂將孔填住，以便密封。標(biāo)號35代表溫度傳感器34的信號線。
供電線51、61和信號線33電連接到溫控電路9。
如圖4所示，溫控電路9包括溫度調(diào)節(jié)器91，用于調(diào)整對交、直流片形加熱器5和6的供電；交流電源92，用于對每一交流片形加熱器5供電；直流電源93，用于對每一直流片形加熱器6和存儲器94供電，在存儲器94中存有預(yù)定的上限溫度和下限溫度。
圖5是說明溫控過程的圖示。
當(dāng)磁共振成像裝置的磁性組件100啟動時，使交流片形加熱器5和直流片形加熱器6通電，然后溫度傳感器34開始檢測它的溫度(區(qū)域A)，通過下基磁軛1，將熱量從交、直流加熱器5和6傳遞給下永磁鐵11，通過上基磁軛3將熱量傳遞給上永磁鐵31。
溫度調(diào)節(jié)器91用溫度傳感器34檢測到預(yù)定的上限溫度(比如30℃)之后，停止對交、直流片形加熱器5和6的供電(區(qū)域B)。
下一步，用溫度傳感器34檢測到預(yù)定的下限溫度(比如30°-Δt)之后，溫度調(diào)節(jié)器91單獨地對每一直流片形加熱器供電(區(qū)域C)。
進(jìn)一步，用溫度傳感器34檢測到預(yù)定的上限溫度之后，溫度調(diào)節(jié)器91使每一直流片形加熱器6停電(區(qū)域D)。
其后，溫度調(diào)節(jié)器91依據(jù)上述方式，對一直流片形加熱器6的供電進(jìn)行通-斷控制(區(qū)域E)。
由上述磁共振成像裝置的磁性組件100可得到下面的效果(1)因為不是通過空氣對上永磁鐵31和下永磁鐵11進(jìn)行加熱，因而提高了效率。進(jìn)而，伺服控制特性也得到改善。
(2)因為交流片形加熱器5和直流片形加熱器6分別附到下基磁軛1和上基磁軛3的側(cè)面，從而避免了熱量向上逸散的大量流失，使熱效率得到提高。
(3)因為在下基磁軛1的下面不設(shè)置加熱器，從而改善了安裝的可行性。
(4)由于啟動時聯(lián)合使用產(chǎn)生很大熱量的每個交流片形加熱器5，可使啟動時間縮短。常規(guī)磁共振成像裝置的磁性組件，例如，需要24小時甚至更多的時間才能將室溫(大約20℃)提高到預(yù)定的上限溫度(30℃)，然而，對于本發(fā)明的磁共振成像裝置的磁性組件100，升溫的必要時間只需12小時甚至更少。
(5)因為通過溫度控制特性極好的直流片形加熱器6來進(jìn)行穩(wěn)定的溫度調(diào)整，使伺服控制特性良好。
(6)因為將溫度傳感器34設(shè)置在上基磁軛3的上表面中心附近，使熱傳導(dǎo)時間延遲變得適合，從而使溫控區(qū)間(對應(yīng)于圖5中的S)變得更適宜了。即是說，使得伺服控制特性不致于比所要求的更敏感或更遲鈍。
(7)由于下基磁軛1和上基磁軛3被絕熱材料40覆蓋，并與交流和直流片形加熱器5和6緊固在一起而無任何間隙，避免了由于空氣對流產(chǎn)生的上下溫度之差。另外，由于可保持絕熱材料40與下基磁軛和上基磁軛3緊密結(jié)合，從而可使覆蓋下基磁軛1和上基磁軛3的外殼41變薄。
(8)因為采用固定烘烤板7保持交流片形加熱器5和直流片形加熱器6與下基磁軛1和上基磁軛3的完全接觸，使得熱傳導(dǎo)效率極好。
在不違背本發(fā)明的精神及范圍情況下可構(gòu)制成本發(fā)明的許多不同實施例。應(yīng)注意，本發(fā)明不限于上述具體實施例，其范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。
權(quán)利要求
1.一種適用于磁共振成像(MRI)中的磁性組件，包括分別向上和向下設(shè)置的永磁鐵，與設(shè)置在其中的被檢查物體之間有一空間；分別向上和向下設(shè)置的基磁軛，與所述的永磁鐵對應(yīng)，所述基磁軛包括一個具有下表面的上基磁軛，在空間中向上設(shè)置的所述永磁鐵附在該下表面上；和一個具有上表面的下基磁軛，在空間中向下設(shè)置的所述永磁鐵附在該上表面上；柱形磁軛，設(shè)置在所述上基磁軛與所述下基磁軛之間，以保證在其中有放置物體的空間；溫度檢測裝置，用于檢測所述永磁鐵的溫度；加熱器，直接地或經(jīng)過非氣體的傳熱材料附在所述基磁軛的側(cè)面，以加熱所述永磁鐵；和溫度控制裝置，根據(jù)所述溫度檢測裝置檢測到的溫度控制所述的加熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性組件，其特征在于，所述溫度檢測裝置設(shè)置在上基磁軛上表面的中心附近。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性組件，其特征在于，所述加熱器包括以交流供電產(chǎn)生熱量的交流加熱器和以直流供電產(chǎn)生熱量的直流加熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁性組件，其特征在于，所述永磁鐵被加熱之后在達(dá)到預(yù)定的溫度之前的期間，是由交流加熱器對其加熱的，而當(dāng)所述的永磁鐵達(dá)到預(yù)定的溫度之后，是由直流加熱器對其加熱的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性組件，其特征在于，還包括填充在覆蓋所述磁性組件的外殼與所述永磁鐵、所述基磁軛、所述柱形磁軛、所述溫度檢測裝置和所述加熱器之間的絕熱材料。
全文摘要
本發(fā)明改善了熱效率和伺服控制特性，將交流片形加熱器和直流片形加熱器分別附到一個上基磁軛和一個下基磁軛的側(cè)面，并將溫度傳感器設(shè)置在上基磁軛上表面的中心附近。當(dāng)啟動時，通過交流和直流片形加熱器對永磁鐵加熱，然后，對永磁鐵所進(jìn)行的穩(wěn)定溫度調(diào)整是由直流片形加熱器單獨進(jìn)行的。
文檔編號A61B5/055GK1168475SQ96108210
公開日1997年12月24日 申請日期1996年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月19日
發(fā)明者K·牧, Y·井上, N·中村 申請人:通用電器橫河醫(yī)療系統(tǒng)株式會社