本實(shí)用新型涉及超導(dǎo)技術(shù)及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種線圈骨架，本實(shí)用新型還涉及具有上述線圈骨架的一種核磁共振成像裝置。

背景技術(shù)：

核磁共振成像裝置，因?yàn)槠渚哂袑?duì)患者身體不造成損害，就能夠快速獲得患者身體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的高精確度立體圖像的優(yōu)勢(shì)，而廣受醫(yī)療機(jī)構(gòu)的青睞。

核磁共振成像磁體為核磁共振成像裝置的關(guān)鍵部件之一，為了保證核磁共振成像磁體的正常工作，需要使核磁共振成像磁體的超導(dǎo)線圈始終處于超導(dǎo)狀態(tài)，即零電阻狀態(tài)，因此需要使超導(dǎo)線圈處于低溫環(huán)境中。在現(xiàn)有技術(shù)中，給超導(dǎo)線圈制造低溫環(huán)境的方式，是提供一個(gè)盛裝有大量液氦的容器，并將超導(dǎo)線圈及固定超導(dǎo)線圈的線圈骨架浸沒液氦中，使得液氦時(shí)時(shí)對(duì)超導(dǎo)線圈進(jìn)行冷卻以保證超導(dǎo)線圈始終處于超導(dǎo)狀態(tài)。但是，此種設(shè)置方式需要使用大量的液氦，而我國(guó)液氦資源短缺，需要從國(guó)外進(jìn)口，大量使用價(jià)格高昂的液氦會(huì)導(dǎo)致核磁共振成像裝置的價(jià)格上升，同時(shí)增加了設(shè)備的維護(hù)成本，限制了核磁共振成像裝置的應(yīng)用普及。

因此，如何降低核磁共振成像裝置的液氦用量，已經(jīng)成為目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，，本實(shí)用新型提供了一種線圈骨架，其能夠減少液氦的使用量，從而使核磁共振成像裝置的生產(chǎn)和維護(hù)成本顯著降低。本實(shí)用新型還提供了一種具有上述線圈骨架的核磁共振成像裝置。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種線圈骨架，用于固定超導(dǎo)線圈，所述線圈骨架的內(nèi)表面和外表面之間設(shè)置有用于引導(dǎo)液氦以使所述液氦冷卻所述超導(dǎo)線圈，從而維持所述超導(dǎo)線圈處于超導(dǎo)狀態(tài)的液氦流道。

優(yōu)選地，上述線圈骨架中，具有所述液氦流道的所述線圈骨架為在鑄造模具中預(yù)設(shè)金屬管道，并向所述鑄造模具中注入澆鑄材料而鑄造成型的鑄造骨架。

優(yōu)選地，上述線圈骨架中，所述線圈骨架為圓筒狀，所述液氦流道包括：

多個(gè)弧形分流流道；

連通全部所述分流流道的進(jìn)口，將所述液氦導(dǎo)入所述分流流道中的第一匯流流道，所述第一匯流流道的進(jìn)口端伸出所述線圈骨架，并與液氦儲(chǔ)罐連通；

連通全部所述分流流道的出口，將所述分流流道內(nèi)的所述液氦導(dǎo)出的第二匯流流道，所述第二匯流流道的出口端伸出所述線圈骨架，并與儲(chǔ)氣罐連通。

優(yōu)選地，上述線圈骨架中，各個(gè)所述分流流道分別位于垂直于所述線圈骨架軸線的不同平面內(nèi)。

優(yōu)選地，上述線圈骨架中，全部所述分流流道在所述線圈骨架的軸向上等間距設(shè)置，并且全部所述分流流道的進(jìn)口和出口均位于同一高度上。

優(yōu)選地，上述線圈骨架中，所述第一匯流流道和所述第二匯流流道平行于所述線圈骨架的軸線設(shè)置，并分別位于所述線圈骨架的軸線所在的豎直平面的兩側(cè)。

優(yōu)選地，上述線圈骨架中，所述線圈骨架為圓筒狀，所述液氦流道為設(shè)置在所述線圈骨架內(nèi)的螺旋型流道。

一種核磁共振成像裝置，包括線圈骨架和超導(dǎo)線圈，該線圈骨架為上述的線圈骨架。

優(yōu)選地，上述核磁共振成像裝置中，所述超導(dǎo)線圈纏繞在所述線圈骨架的所述外表面上，或鑲嵌在所述線圈骨架的所述內(nèi)表面上。

本實(shí)用新型提供的線圈骨架，用于對(duì)超導(dǎo)線圈起到固定作用，此線圈骨架的改進(jìn)之處在于，在線圈骨架的內(nèi)表面和外表面之間的實(shí)體部位上開設(shè)液氦流道，使得液氦能夠在液氦流道中流動(dòng)。當(dāng)液氦在液氦流道中流動(dòng)時(shí)，通過線圈骨架與液氦的熱交換，使得液氦能夠?qū)@制在線圈骨架上的超導(dǎo)線圈進(jìn)行冷卻，同時(shí)，超導(dǎo)線圈骨架本身的熱慣性也維持了超導(dǎo)線圈的熱穩(wěn)定性，以保證超導(dǎo)線圈處于超導(dǎo)狀態(tài)。與現(xiàn)有的采用大量液氦浸泡超導(dǎo)線圈和線圈骨架的冷卻方式相比，通過對(duì)線圈骨架進(jìn)行改進(jìn)，只需使用相對(duì)少量的液氦作為冷卻介質(zhì)，通過液氦地流動(dòng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)超導(dǎo)線圈的冷卻，避免了因大量使用液氦而導(dǎo)致核磁共振成像裝置的價(jià)格上升。本實(shí)用新型提供的線圈骨架，能夠大大減少液氦的使用量，從而令核磁共振成像裝置的使用和維護(hù)成本顯著降低，而且也有利于簡(jiǎn)化核磁共振成像裝置的操作。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的線圈骨架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為線圈骨架的俯視圖；

圖3為圖2的A-A剖視圖；

圖4為圖2的B-B剖視圖；

圖5為圖4的局部放大圖。

在圖1-圖5中：

1-線圈骨架，2-分流流道，3-第一匯流流道，4-第二匯流流道，5-液氦儲(chǔ)罐，6-儲(chǔ)氣罐，7-制冷機(jī)冷凝器。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提供了一種線圈骨架，其能夠減少液氦的使用量，從而降低了核磁共振成像裝置的使用和維護(hù)成本。

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

如圖1-圖5所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的線圈骨架，主要包括用于固定超導(dǎo)線圈(圖中未示出)，此線圈骨架1具有較大的熱容以及良好的導(dǎo)熱性能，并且在線圈骨架1的內(nèi)表面和外表面之間的實(shí)體部位上開設(shè)有液氦流道，此液氦流道用于導(dǎo)流液氦，即在超導(dǎo)線圈需要進(jìn)行冷卻時(shí)，液氦能夠進(jìn)入到液氦流道中，并能夠在液氦流道中流動(dòng)，從而對(duì)線圈骨架1及固定在線圈骨架1上的超導(dǎo)線圈進(jìn)行冷卻，使得具有較大熱容以及良好的導(dǎo)熱性能的線圈骨架1成為蓄冷庫，從而為超導(dǎo)線圈提供一個(gè)低溫環(huán)境，使得超導(dǎo)線圈能夠維持在超導(dǎo)狀態(tài)。為了使氦在任何情況下不會(huì)泄露，上述液氦流道為與外界隔離的密閉流道。在這種結(jié)構(gòu)下，在室溫情況下，液氦流道內(nèi)的氦為氣態(tài)并且壓強(qiáng)遠(yuǎn)高于一大氣壓，而當(dāng)液氦流道處于低溫時(shí)，即液氦流道導(dǎo)流液氦時(shí)，液氦分布于液氦儲(chǔ)罐5和液氦流道內(nèi)。

上述結(jié)構(gòu)的線圈骨架，對(duì)超導(dǎo)線圈進(jìn)行冷卻時(shí)，只需使用少量的液氦作為傳熱介質(zhì)，使其在液氦流道內(nèi)流動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)超導(dǎo)線圈的冷卻，與現(xiàn)有的采用大量液氦浸泡超導(dǎo)線圈和線圈骨架1的冷卻方式相比，能夠顯著減少液氦的使用量，從而減少液氦的采購費(fèi)用，降低核磁共振成像裝置的制造成本和維護(hù)成本。

此外，將起到冷卻作用的液氦流道開設(shè)在線圈骨架1的內(nèi)表面和外表面之間的實(shí)體部位上，相比于將液氦流道設(shè)置在線圈骨架1的外部，即線圈骨架1的外表面或內(nèi)表面上的設(shè)置方式，能夠顯著增大液氦流道與線圈骨架1的接觸面積，提高了傳熱效率。同時(shí)，與現(xiàn)有的線圈骨架1相比，本實(shí)施例中還增大了線圈骨架1的熱容，使得線圈骨架1成為熱容高于現(xiàn)有線圈骨架的高熱容線圈骨架，以使線圈骨架1的蓄冷效果更加突出。

為了進(jìn)一步優(yōu)化技術(shù)方案，本實(shí)施例提供的成像磁體中，線圈骨架1為圓筒狀，如圖1所示，并且液氦流道具體包括：位于線圈骨架1的外表面和內(nèi)表面之間的多個(gè)弧形分流流道2；連通全部分流流道2的進(jìn)口，將液氦導(dǎo)入至每一條分流流道2內(nèi)的第一匯流流道3，第一匯流流道3的進(jìn)口端伸出線圈骨架1，并與液氦儲(chǔ)罐5連通；連通全部分流流道2的出口，將分流流道2內(nèi)的液氦集中導(dǎo)出的第二匯流流道4，第二匯流流道4的出口端同樣伸出線圈骨架1，并與儲(chǔ)氣罐6連通，如圖1和圖4所示。本實(shí)施例中，液氦流道在起到導(dǎo)流液氦，并能夠?qū)p繞在線圈骨架1內(nèi)側(cè)或外側(cè)的超導(dǎo)線圈起到冷卻作用的前提下，液氦流道的排布方式可以有多種選擇，本實(shí)施例優(yōu)選采用多個(gè)弧形的分流流道2作為導(dǎo)流液氦的支管路，并設(shè)置與全部的分流流道2的進(jìn)口連通的第一匯流流道3，以及與全部的分流流道2的出口連通的第二匯流流道4，將此第一匯流流道3和第二匯流流道4分別作為導(dǎo)入和導(dǎo)出液氦的主管路。并且，由于該弧形分流流道2設(shè)置在線圈骨架1的內(nèi)表面和外表面之間，所以可以使弧形的液氦流道的彎曲弧度與圓筒狀的線圈骨架1的弧度相同，以更加充分的對(duì)設(shè)置在線圈骨架1上的超導(dǎo)線圈進(jìn)行冷卻。之所以優(yōu)選上述結(jié)構(gòu)的液氦流道，是因?yàn)椋夯⌒蔚姆至髁鞯?結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工以及與線圈骨架1進(jìn)行組裝配合，而且設(shè)置多個(gè)弧形的分流流道2，能夠使得整個(gè)液氦流道在線圈骨架1上的分布范圍更大，以提高冷卻效果，盡量避免冷卻死角的出現(xiàn)；通過設(shè)置第一匯流流道3和第二匯流流道4，能夠使多個(gè)分流流道2并聯(lián)設(shè)置，每一條分流流道2都可以單獨(dú)進(jìn)行工作，提高了冷卻操作的控制靈活性，此外，即使其中一條分流流道2出現(xiàn)故障，也不會(huì)對(duì)其他的分流流道2的正常工作造成影響。更重要的是，此種設(shè)置方式還使得液氦能夠被及時(shí)的送入到每條分流流道2中，即可以實(shí)現(xiàn)液氦在整個(gè)線圈骨架1內(nèi)的快速分布，使冷卻效果得到了進(jìn)一步地提升。

之所以使儲(chǔ)氣罐6與第二匯流流道4的出口端連通，是因?yàn)橐汉ず统瑢?dǎo)線圈以及線圈骨架進(jìn)行熱交換后被氣化，氣化而成的氦氣可通過第二匯流流道4匯集到儲(chǔ)氣罐6中，而儲(chǔ)氣罐6與制冷機(jī)冷凝器7相連，儲(chǔ)氣罐6中的氦氣能夠進(jìn)入到制冷機(jī)冷凝器7中進(jìn)行換熱而重新冷凝為液氦，再流入液氦儲(chǔ)罐5中作為后續(xù)冷卻循環(huán)的冷卻介質(zhì)，如圖1所示。液氦儲(chǔ)罐5位于線圈骨架的上方，如圖1所示，從而使液氦儲(chǔ)罐5中的液氦能夠靠重力來補(bǔ)充液氦流道中的液氦，如此維持線圈骨架1中液氦的動(dòng)態(tài)平衡。通過設(shè)置上述液氦儲(chǔ)罐5、液氦流道、儲(chǔ)氣罐6和制冷機(jī)冷凝器7，使得整個(gè)冷卻路徑為與外界密封隔離的密封回路，不但能夠減少液氦的使用量，而且可以在超導(dǎo)線圈失超(無法維持超導(dǎo)狀態(tài)，特別是遭遇長(zhǎng)時(shí)間停電時(shí))時(shí)，將氦氣封閉在上述的包括儲(chǔ)氣罐6的密封回路內(nèi)部，由于不需要補(bǔ)回氦氣，從而降低了核磁共振成像裝置的維護(hù)成本。

優(yōu)選地，各個(gè)分流流道2分別位于垂直于線圈骨架1的軸線的多個(gè)不同平面內(nèi)，即，多條分流流道2同軸設(shè)置，如圖1所示。此種設(shè)置方式，使得分流流道2能夠在線圈骨架1的軸向上更加均勻的分布，以對(duì)線圈骨架1及其上的超導(dǎo)線圈起到更加均衡的冷卻效果。每一條分流流道2在線圈骨架1周向上的長(zhǎng)度，不小于線圈骨架1周長(zhǎng)的四分之三，以在周向上最大程度的對(duì)線圈骨架1及其上的超導(dǎo)線圈進(jìn)行冷卻。

進(jìn)一步地，全部分流流道2在線圈骨架1的軸向上等間距設(shè)置，并且分流流道2的全部進(jìn)口和出口均位于同一高度上，如圖1和圖3所示。等間距的設(shè)置全部的分流流道2，能夠更進(jìn)一步地提高對(duì)線圈骨架1及其上的超導(dǎo)線圈的冷卻效果。而使分流流道2的全部進(jìn)口和出口均位于同一高度上，即，使全部的分流流道2對(duì)正設(shè)置，也可以提高冷卻效果。當(dāng)然，分流流道2也可以不對(duì)正設(shè)置，例如每條分流流道2在線圈骨架1的周向上，分別位于不同的方位，即交錯(cuò)設(shè)置。

本實(shí)施例中，第一匯流流道3和第二匯流流道4平行于線圈骨架1的軸線設(shè)置，并分別位于線圈骨架1的軸線的豎直平面的兩側(cè)，如圖1、圖2和圖4所示。在全部的分流流道2的開口和出口都位于同一高度的前提下，優(yōu)選將第一匯流流道3和第二匯流流道4(不包括其伸出線圈骨架1的端部部分)設(shè)置為平行于線圈骨架1軸線的直線形流道，以盡量減小第一匯流流道3和第二匯流流道4在線圈骨架內(nèi)的設(shè)置長(zhǎng)度，從而降低線圈骨架1的制造難度，使技術(shù)方案能夠在實(shí)際生產(chǎn)中更加容易的實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榈谝粎R流流道3與全部分流流道2的進(jìn)口連通，第二匯流流道4與全部分流流道2的出口連通，使第一匯流流道3和第二匯流流道4位于豎直平面的兩側(cè)，此豎直平面特指的是線圈骨架1的軸線所在的豎直平面，如圖4中的點(diǎn)畫線所示，更加有利于液氦的進(jìn)入和流出。

另外，液氦流道除了以上述方式設(shè)置以外，其還可以設(shè)置為其他的結(jié)構(gòu)，例如在線圈骨架1為圓筒狀的前提下，液氦流道為設(shè)置在線圈骨架1的內(nèi)表面和外表面之間的實(shí)體部位上的螺旋型流道(圖中未示出)，并且使螺旋型流道的首尾兩端以同樣方式伸出至線圈骨架1之外，以分別與液氦儲(chǔ)罐5和儲(chǔ)氣罐6連通。此種設(shè)置方式同樣能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)線圈骨架1及其上的超導(dǎo)線圈的冷卻。但是，螺旋型流道為一種串聯(lián)式流道，液氦需要依次流經(jīng)螺旋型流道的每個(gè)部位，不利于液氦快速的、及時(shí)的在整個(gè)線圈骨架1內(nèi)的分布，且對(duì)線圈骨架1的靠近螺旋型流道尾端的部位冷卻效果不佳，影響了整個(gè)線圈骨架1的冷卻均勻性，所以僅將此種液氦流道的設(shè)置方式作為候選方案。

具體的，液氦流道的結(jié)構(gòu)，可以為鋪設(shè)在線圈骨架1內(nèi)的金屬導(dǎo)管。本實(shí)施例中，液氦流道自身的結(jié)構(gòu)也有多種選擇，本實(shí)施例優(yōu)選液氦流道的空間結(jié)構(gòu)由熔點(diǎn)較高的金屬導(dǎo)管預(yù)先成型，在鑄造線圈骨架1時(shí)，先將金屬導(dǎo)管鋪設(shè)在鑄造模具中，然后再向鑄造模具中注入熔點(diǎn)較低的澆鑄材料，待冷卻定型后，從鑄造模具中取出，即得到本實(shí)施例提供的線圈骨架1。為了保證線圈骨架1的正常成型，上述的澆鑄材料的熔點(diǎn)需低于金屬導(dǎo)管的熔點(diǎn)。其與現(xiàn)有的將導(dǎo)管焊接到線圈骨架1的外表面或內(nèi)表面上的設(shè)置方式相比，不僅接觸面積(或者稱為導(dǎo)熱面積)增大，而且制造加工難度降低。

此外，液氦流道還可以在線圈骨架1內(nèi)以開設(shè)導(dǎo)流孔的方式設(shè)置而成。

基于上述實(shí)施例中提供的線圈骨架，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種核磁共振成像裝置，該核磁共振成像裝置具有上述實(shí)施例中提供的線圈骨架。

由于該核磁共振成像裝置采用了上述實(shí)施例提供的線圈骨架，所以該核磁共振成像裝置由線圈骨架帶來的有益效果請(qǐng)參考上述實(shí)施例中相應(yīng)的部分，在此不再贅述。

另外，在線圈骨架1設(shè)置上述液氦流道的基礎(chǔ)上，超導(dǎo)線圈設(shè)置在線圈骨架1上的方式，可以為纏繞在線圈骨架1的外表面上，或鑲嵌在線圈骨架1的內(nèi)表面上，此兩種方式均可以實(shí)現(xiàn)線圈骨架1對(duì)超導(dǎo)線圈的固定，所以本實(shí)施例對(duì)此不做限定。

本說明書中對(duì)各部分結(jié)構(gòu)采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)部分的結(jié)構(gòu)重點(diǎn)說明的都是與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的不同之處，線圈骨架的整體及部分結(jié)構(gòu)可通過對(duì)上述各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合而得到。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。