专利名称：用于在升流期间操作磁共振成像系统的装置和方法
用于在升流期间操作磁共振成像系统的装置和方法
背景技术：
本文公开的主旨一般涉及磁共振成像(MRI)系统，并且更具体地涉及对MRI系统升流(ramping)。在具有超导磁体的传统MRI系统中，形成该超导磁体的超导线绕组使用氦容器低温冷却以维持该磁体低于临界温度。例如，该超导磁体的绕组浸入液氦的浴器或容器中从而维持温度低于超导操作的该临界温度。当给MRI系统通电时，并且特别当给超导磁体通电时(其通常称为升流)，作用于导体上的洛仑兹力增加，从而引起能导致局部摩擦发热的导线的微小移动。产生的热量能够使线圈的局部区域过热并形成正常区域，在该区域该绕组的导体(或导线)失去超导性质并且转移到正常电阻状态。由于焦耳热和热传导，该正常区域将扩展至整个绕组，其导致猝熄事件(quench event)。伴随该猝熄的是从制冷剂浴器(磁体绕组浸入其中)逸出的氦的快速蒸发。伴随着磁体的重新填充和重新升流，每次猝熄都是费钱并且耗费时间的事件。指定超导磁体的导体以提供足够的稳定性裕度从而避免正常区域从局部加热位置蔓延。在升流期间绕组的稳定性裕度可以增加，例如通过增加形成绕组的导线的临界电流、添加高电导率稳定材料或者改进导线的冷却能力等来增加。然而，这些方法增加了 MRI系统的成本和复杂性。
发明内容
根据各种实施例，提供了一种用于控制磁共振成像(MRI)磁体系统的方法。该方法包括在磁体升流期间降低MRI系统制冷剂容器中的压力以及磁体升流完成后将制冷剂容器中的压力恢复至正常运行压力级。根据其它实施例，提供了一种磁共振成像(MRI)磁体系统，该系统包括其中具有液体制冷剂的容器以及在该容器中的超导磁体。该容器配置成可拆除地连接至真空泵，该真空泵配置成可从该容器泵抽制冷剂以在超导磁体升流期间降低容器中的压力级并且在正常磁体运行期间使该压力级恢复至正常运行压力级。根据再其它实施例，提供了一种用于升流磁共振成像(MRI)磁体系统的成套设备。该成套设备包括真空泵和连接器，该连接器配置成可将真空泵连接至MRI磁体系统的容器，以从该容器中泵抽制冷剂从而在MRI磁体系统的超导磁体升流期间降低容器中的压力级并且之后使该压力级恢复至正常压力级。
图1是根据各种实施例的用于对磁共振成像(MRI)磁体系统升流的方法的流程图。图2是图示各种实施例可连同其一起实现的MRI磁体系统的图。图3是图示根据各种实施例的磁体通电过程的时间线的图。
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图4-6是图示根据各种实施例形成的制冷剂容器的多室系统的实施例的图。图7-9是图示根据各种实施例形成的制冷剂容器的多室系统的另一个实施例的图。图10-12是图示根据各种实施例形成的制冷剂容器的多室系统的实施例的图。图13是图示温度裕度与超导磁体系统的运行温度的关系的曲线图。图14是MRI系统的示图，其中可实现根据各种实施例形成的多室系统。
具体实施例方式当结合附图一起阅读时，将会更好地理解前面的概要以及下面对某些实施例的详细描述。附示各种实施例的功能块的图，就这方面来说，该功能块并不必须指示硬件之间的划分。因此，例如，功能块中的一个或多个可在单件硬件或多件硬件中实现。应该理解的是各种实施例并不限于附图中所示的设置和手段。如本文使用的，以单数列举的并且具有单词“一”在前的元件或步骤应该理解为不排除复数个所述元件或步骤，除非明确地规定这种排除。此外，对“一个实施例”的引用不意在解释为排除也包含列举的特征的另外的实施例的存在。此外，除非明确地规定相反情况， 否则“包括”或“具有”具有特定性质的元件或多个元件的实施例可包括不具有该性质的另外的这样的元件。各种实施例提供用于对磁共振成像(MRI)系统升流的系统和方法，例如，其中在启动期间给MRI系统的超导磁体的线圈或绕组通电。超导磁体系统在真空状态下泵抽以降低超导磁体绕组所在的制冷剂容器的压力。通过实践至少一个实施例，并且至少一些实施例的技术效果是容器内的制冷剂(例如氦)的温度下降，从而增加了超导磁体在升流期间的稳定性，例如用以耐受摩擦干扰并降低猝熄的可能性。另外，通过实践至少一个实施例， 可以排除增加诸如另外的铜稳定器等导体的稳定性的努力、更高的临界电流或者超导磁体的线圈或绕组的浸渍等。在图1中图示用于对MRI系统并且特别地MRI磁体系统升流的方法30。特别地，该方法30包括在32处在MRI系统的磁体系统的升流期间降低制冷剂容器的压力。如本文使用的，升流通常指的是MRI系统的启动，其包括给超导磁体的线圈或绕组通电。应该注意的是压力降低可在升流之前被发起，例如通过实施制冷剂的预升流抽空 (pre-rampingpump-down)以降低制冷剂容器中的压力，如下面更详细地描述的，其导致温度的相应降低。例如，在制冷剂为氦的一个实施例中，在升流之前和/或期间，氦气从制冷剂容器中抽出。如在本文中更详细地描述的，可提供制冷剂容器的不同泵抽配置和设置，例如(i)热连接的抽空室，(ii)液压连接的置换室(displacing chamber)或者(iii)具有低温泵的室。应该注意的是这些配置和设置只是示例性的，并且可使用允许制冷剂容器中压力降低的任何适合的方法或系统。在一些实施例中，氦容器中的氦被抽空至超流体温度，例如，大约1. 8开尔文⑷， 其中该液氦低于液氦的拉姆达(λ)点(处于称为氦II的状态)。然而，该氦容器可抽空至高于或低于该超流体温度的不同温度。该容器维持在该较低的抽空压力级直至升流完成后，例如当该磁体系统进入正常或持续运行模式的时候。制冷剂容器的压力降低可连同在图2中大体上图示的MRI磁体系统40—起执行，
4其示出MRI系统的一部分。MRI磁体系统40包括容纳液体制冷剂的容器42，诸如液氦等。 因此，在该实施例中，容器42是氦容器，其也可被称为氦压力容器。容器42被真空容器44 包围并且可选地在其中和/或其间包括热屏蔽(未示出)，例如，该热屏蔽可以是例如热隔离辐射屏蔽。在各种实施例中是低温冷却器的冷头46在冷头套筒48 (例如，壳体)内延伸通过真空容器44。因此，冷头46的冷端可以放置在冷头套筒48内而不会影响真空容器44 中的真空。冷头46使用任何适合的部件、例如一个或多个凸缘和螺栓或本领域中已知的其它部件等插入并固定在冷头套筒48内。此外，冷头46的马达50提供在真空容器44的外在各种实施例中是超导线圈的一个或多个磁体线圈52提供在氦容器42的内部并在如在本文中更详细描述的那样在MRI系统运行期间受到控制以获得MRI图像数据。另外， 在MRI系统运行期间，MRI磁体系统40的氦容器42内的液氦冷却了超导磁体线圈52，该线圈可以配置成如已知的线圈组件。该超导磁体线圈52在正常运行中(或者处于持续状态中)冷却至超导温度(例如4. I)以及冷却到较低的温度，例如在如在本文中更详细描述的磁体系统40升流期间的超流体温度。在系统运行期间，冷却过程可包括通过氦再凝结系统M将蒸发的氦气体再凝结为液体并返回至氦容器42。应该注意的是蒸发的氦可经过连接氦容器42至再凝结系统M 的气体通道56并且再凝结的氦可以通过通道58返回至氦容器。由于磁体在正常运行期间不要求较低的压力级，在34处作出关于磁体升流是否完成的确定，即磁体系统不再处于升流运行模式。例如，可作出关于磁体系统是否在正常或者持续运行模式的确定。可基于是否对该超导磁体应用激励电流(energizing current) 来做出该确定。如果在34处作出磁体系统仍然处于升流运行模式的确定，则在36处维持降低的压力级。例如，维持制冷剂容器的压力以使氦在超流体温度处于氦II状态。如果在34处作出磁体系统不再或不处于升流运行模式的确定，那么在38处制冷剂容器恢复至正常压力。可通过将液体制冷剂返回或增加至制冷剂容器来增加该压力。在一些实施例中，升流运行模式之后，通过将制冷剂容器中的压力返回至环境压力或接近环境压力(其导致大约 4. 5K (例如4. 2K)的正常运行温度)，从而使磁体系统进入正常或持续运行模式。因此，在各种实施例中，只有在升流期间才会提供降低的制冷剂容器压力。当冷头在正常运行期间提供零蒸发再凝结时，该冷头具有在较低温度(压力)大大减小的有限能力。在常规MRI扫描仪运行期间，该冷头的能力可能不足以用恒定的制冷剂液位(cryogen level)连续地维持低压力体系。应该注意的是也可在升流之前提供降低的压力，这样在升流的开始阶段，制冷剂容器中的压力被降低，从而提供例如液体制冷剂的超流体温度。如图3的时线70中所示的，示出磁体通电过程的一个实施例，在72处执行制冷剂的预升流抽空，在该实施例中其图示为在升流运行模式之前发生。可包括抽真空过程的预抽过程降低了压力，从而导致制冷剂温度的降低。在启动系统的升流程序之前，该预抽过程可以使制冷剂降至超流体温度。该预抽过程可以降低制冷剂的压力，从而提供其它更低的温度，诸如3Κ、2· 5Κ等。此后，在升流运行模式中的一部分或全部期间，容器压力维持在较低水平，其维持温度在较低水平。在升流运行模式结束时，诸如磁体系统已经进入正常或持续(不变)运行模式之后，执行升流后泵抽(或者其它方法，诸如容器填充方法)以使制冷剂的压力(以及相应地温度)恢复至正常运行压力和温度，如在本文中更详细地描述的。应该注意的是可使制冷剂容器的压力恢复至正常运行压力，和/或用于恢复制冷剂容器压力至正常运行压力的过程可在升流结束前(例如在升流结束前的预定时间段)、升流结束时或者升流结束后(例如升流后的预定时间段)开始。在一个实施例中，以及如图2中所示的，泵60(例如真空泵)连接至氦容器42以允许直接将氦气从氦容器42泵抽出来。泵60可以是任何适合的泵，并且用于连接至氦容器42的连接部件一般是允许氦(或制冷剂)以气体或液体的形式传送的任何通道。因此， 由于氦从氦容器42中抽出，氦在氦容器42中的液面降低，由此降低氦容器中的压力，并且相应地降低了温度。应该注意的是从氦容器42中抽出的液体量可以是预定的数量(例如， 基于容器的尺寸和期望或需要的压力降低)或基于制冷剂的当前温度，诸如通过温度感测装置(未示出)测量的氦容器42中氦的当前降低的温度。泵60连接至存储单元62，该存储单元可是能够存储从氦容器42中泵抽的液氦的任何类型容器。在一些实施例中，从氦容器42中泵抽的液氦可暂时地存储在存储单元62 中，并且然后在升流之后重新使用(例如被释放或抽回至氦容器42内)以便使得氦容器42 恢复至正常运行压力(例如大约环境压力)。应该注意的是如果在泵抽之后氦容器42中氦的液位下降(level drop)不在期望或者需要的液位，氦容器42中的压力可恢复至正常运行压力，从而留下过冷的氦(sub-cooled helium)，在再次泵抽之前，可向其中加入氦(在大约4. I)。这个再泵抽过程可迭代地执行。控制器61连接至泵60以控制泵抽运行，例如，在升流期间控制氦容器42内的压力级，如在本文中更详细地描述的。例如，控制器61可连接至分别测量氦容器42中的温度和压力的温度感测装置(未示出)或者压力感测装置(未示出)。因此，控制器61可控制泵60从而在升流期间提供氦容器中降低的压力。控制器61可配置成执行本文描述的过程或方法中的一个或多个，例如方法30等。控制器61可实现为一个或多个计算机或处理器的一部分。该计算机或处理器可包括计算装置，输入装置，显示单元和接口，例如用于访问互联网。该计算机或处理器可包括微处理器。该微处理器可连接至通信总线。该计算机或处理器还可包括存储器。该存储器可包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。该计算机或处理器进一步可包括存储装置，其可以是硬盘驱动器或者可移动存储驱动器，例如软盘驱动器、光盘驱动器等等。 该存储装置还可以是用于将计算机程序或其它指令装载进入计算机或处理器的其它相似部件。如本文使用的，术语“计算机”或“模块”可以包括任何基于处理器或基于微处理器的系统，其包括使用微控制器、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路和任何能够执行本文描述的功能的其它电路或处理器的系统。上述的例子只是示例性的， 因此并不意在以任何方式限定术语“计算机”的定义和/或含义。为了处理输入的数据，该计算机或处理器执行存储在一个或多个存储元件中的指令集。该存储元件还可按期望或需要存储数据或其它信息。该存储元件可采用在处理机内的信息源或物理存储元件的形式。该指令集可包括各种命令，该命令指导作为处理机的计算机或处理器执行特定的操作，例如各种实施例的方法和过程。该指令集可采用软件程序的形式。该软件可采用诸如系统软件或应用软件等各种形式。此外，该软件可采用单独程序或模块的集合、在更大程序内的程序模块或程序模块的一部分的形式。该软件也可包括采用面向对象编程的形式的模块化编程。由处理机的输入数据处理可响应于操作员命令，或响应于先前的处理结果，或响应于由另外一个处理机作出的请求。如本文使用的，术语“软件”和“固件”是可互换的，并且包括存储在存储器内以供计算机执行的任何计算机程序，该存储器包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、 EEPROM存储器以及非易失性RAM(NVRAM)存储器。上述存储器类型只是示例性的，因此关于可用于存储计算机程序的存储器类型不是限制性的。再次参照附图2，应该注意的是泵60(以及本文描述的泵的其它实施例)可以是真空泵，例如便携式真空泵。当磁体正被升流时，该真空泵和压力控制单元可现场使用，例如提供为用于连接至MRI磁体系统40的成套设备，其可包括连接器63，其构成泵60、容器 42、真空容器44，以及泵60、容器42和真空容器44的任何组合的一部分(诸如可包括连接线路的互补连接设置)，或者可提供为独立部件。还设想其它实施例。例如，根据一些实施例，提供多室(例如两个室)系统。该多室系统可减缓液面的下降。如下面所描述的，这些多室系统可具有不同的泵抽配置和设置， 诸如(i)如在图4至6中示出的热连接的抽空室，(ii)如在图7至9中示出的液压连接的置换室或者(iii)在图10至12中示出的具有低温泵的室。应该注意的是图4-12是示出多室系统的简化框图。图4至6示出了多室系统80的轴向剖面视图，该系统可作为用于MRI磁体系统的制冷剂容器来使用。特别地，该多室系统80包括两个独立室，即第一室82和第二室84，其中每个限定独立的容器或容器室。第一室82包括一个或多个线圈86，该线圈是浸入第一室 82内的液氦88中的超导线圈。应该注意的是线圈86可采用允许MR成像的任何适合的方式配置和提供。如图4中所示的，最初第一室82可没有完全充满氦88，并且包括未包含液氦88的区域90 (例如空处)。在一些实施例中，第一室82中氦88的量可变化并且第一室82可完全地填充。多室系统80还包括连接至第二室84的泵92。泵92配置成泵送制冷剂进入第二室84和/或从第二室84中抽出制冷剂。多室系统80的图4至6示出使用热连接抽空室、根据各种实施例用于降低制冷剂容器中压力的过程。该过程一般包括以下步骤1、如图4中所示，由泵92抽空之前，在温度⑴=4. 2K并且压力⑵大约为100 千帕斯卡(kPa)下，室82和84用液体制冷剂(例如液氦)填充。2、如图5中所示，对第二室84进行抽空至P2大约为5kPa，T2大约为1. 8K的状态， 其中由于室82和84之间的传导屏障(墙)，第二室84的温度(T2)与第一室82的温度(T1) 差不多相同。抽空以及随后的温度降低使得液氦的状态由He I变成He II。磁体在处于 1. 8K的He II中随线圈86被升流(在大约为IOOKPa的P1过冷却)。如图5中所示，通过用泵92抽出氦，减小了第二室84中氦88的体积。3、如图6中所示，具有处于持续模式中的磁体，由于热量渗漏到由多室系统80形成的制冷器中，氦88的温度缓慢上升如下p2 —大约130kPa，并且两室82和84中的温度大约相等(T1 T2 — 4. 5K)。因此，随着低温冷却器的运行，例如冷头46 (在图2中示出的) 的运行，恢复平衡状态。应该注意的是在第二室84中的液氦88可维持在较低的体积水平或可重新填充。因此，提供两个热连接室82和84，从而在较小室(即第二室84)中进行抽空。在各种实施例中，第二室84中的压力被降至显著低于第一室82的压力级(例如相比 lOOKPa)。第一室82中磁体的线圈86处于接近环境温度的过冷却He II状态。应该注意的是虽然氦88的液位(level)或体积恢复，但是在抽空期间可能会损失一些氦蒸气。图7至9示出了多室系统100的轴向剖面视图，该系统可用作用于MRI磁体系统的制冷剂容器。特别地，该多室系统100包括两个独立室，即第一室102和第二室104，其中每个限定独立的容器或容器室。第一和第二室102和104可由间隙106分离。第一室102 包括一个或多个线圈108，该线圈是浸入第一室102内的液氦110中的超导线圈。应该注意的是线圈108可采用允许MR成像的任何适合的方式配置和提供。如图7中所示，最初第一室102可没有完全充满氦110，并且包括未包含液氦的区域112(例如空处)。在一些实施例中，第一室102中氦的量可变化并且第一室102可完全地填充。多室系统100还包括连接至第二室104的泵114。泵114配置成泵送制冷剂进入第二室104和/或从第二室104中抽出制冷剂。另外，在第一和第二室102和104之间提供了阀116，其连通地联接第一和第二室102和104从而允许或阻止其间的流动。多室系统100的图7至9示出使用液压连接置换室、根据各种实施例用于降低制冷剂容器中压力的过程。该过程一般包括以下步骤1、如图7中所示，由泵144抽空之前，在T = 4. ^(并且ρ大约为IOOkPa,室102和 104都用液体制冷剂(例如液氦)填充。应该注意的是，阀116是打开的。2、如图8中所示，对第一室102和第二室104进行抽空至大约5kPa的P1 = p2和大约1. 8K的T1 = T2。磁体在具有处于大约1. 8Κ的T且处于大约5kPa的ρ的He II中随线圈108被升流。3、然后对第二室104施加压力(例如液压地施加)从而排出氦110并且恢复第一室102中氦110的液位(level)(例如通过打开阀116)。该压力通过图9中的箭头示出。 此后，磁体在处于大约1. 8K的T且处于大约5kPa的ρ的He II中随线圈108被升流。具有处于持续模式中的磁体(未示出)，由于热量渗漏到由多室系统100形成的制冷器中，氦110的温度和压力缓慢上升如下至P—大约130kPa并且T — 4.涨。因此，随着低温冷却器的运行，例如冷头46 (在图2中示出的)的运行，恢复平衡状态。因此，提供液压室设置从而使得每个室中的制冷剂液位(cryogenlevel)同时降低。进行抽空后，第二室中104的压力升高，该室排出了剩余氦110并因此恢复第一室102 中氦110的液位或体积。应该注意的是虽然氦110的液位或体积被恢复，但是在抽空期间可能会损失一些氦蒸气。因此，通过从一个室泵抽以降低压力从而使得另一个室被过冷却而不用降低氦110的液位。图10至12示出了多室系统120的轴向剖面视图，该系统可用作用于MRI磁体系统的制冷剂容器。特别地，该多室系统120包括两个独立室，即第一室122和第二室124，其中每个限定独立的容器或容器室。第一室122和第二室IM可由间隙1 分离。第一室 122包括一个或多个线圈128，该线圈是浸入第一室122内的液氦130中的超导线圈。应该注意的是线圈1 可采用允许MR成像的任何适合的方式配置和提供。如图10中所示，最初第一室122可没有完全充满氦130，并且包括未包含液氦的区域132(例如空处)。在一些实施例中，第一室122中氦的量可变化并且第一室122可完全地填充。多室系统120还包括具有连接在第一室122和第二室IM之间的阀136的泵134。 泵134配置成从第一室122泵抽制冷剂到第二室124。另外，在第一室122和第二室IM之间提供阀138，其连通地联接第一室122和第二室IM从而允许或阻止其间的流动。多室系统120的图10至12示出使用具有低温泵的室、根据各种实施例用于降低制冷剂容器中压力的过程。该过程一般包括以下步骤1、如图10中所示，由泵1；34抽空之前，在T = 4. ^(并且P大约为IOOkPa下，第二室1 是空的而第一室122用液体制冷剂(例如液氦)填充。应该注意的是阀136和138 是关闭的。2、如图11中所示，泵134(其中阀136打开)从第一室122泵抽液氦130到第二室 124。第一室122处于大约的P1和大约1. 8K的T1 ；且第二室IM处于大约为IOOKPa 的P2和大约4. 2K的T2。应该注意的是可进行对第一室122的额外泵抽。磁体在处于1. 8Κ 的He II中随线圈1 被升流。3、如图12中所示，具有处于持续模式中的磁体，由于热量渗漏到由多室系统120 形成的制冷器中，温度缓慢上升如下=P2 —大约130kPa并且T1 T2 — 4. 5K。因此，随着低温冷却器的运行，例如冷头46(在附图2中示出的)的运行，恢复平衡状态。通过打开阀 138可使氦130从第二室IM置换至第一室122从而使第一室122中氦130的体积或液位上升。由此提供了封闭的氦设置。多室系统120使用由液氦泵134示出的内部制冷，该泵可是Barber-Nichiols泵并且可包括Joule-Thomson(JT)阀，如阀138所示。在这个实施例中，液氦130被连续地从第一室122抽入第二室124。氦130中的一些可被传回第一室 122以再次冷却。应该注意的是空间填充剂(未示出)也可用于减少制冷剂容器的体积从而允许升流之前更快抽空。因此，根据各种实施例，在磁体系统升流期间，MRI系统的制冷剂容器中的压力降低，其降低温度。升流之后，当磁体系统采用正常或持续模式运行时，制冷剂容器恢复至环境或大约环境压力。因此，各种实施例可提供例如氦I/氦II (He I/He II)磁体系统。附图13中示出超导磁体系统的温度裕度(由垂直轴表示)和运行温度(由水平轴表示)的曲线图140。在曲线图140中，图表142表示温度裕度而图表144表示运行温度，其中线146对应于拉姆达(λ)点，线148对应于升流状态，而线149对应于正常运行状态。曲线图140示出1、在4.49Κ下(p = 4psi)，导体具有运行电流/临界电流(I。p/I。)=80%，其是偏移驱动的极限(假设η = 45)。2、随着运行温度(Τ。ρ)的降低，对于该导体I。和ΔΤΜ8增加。
3、Δ Tmarg 从 0. 7Κ 变化至 3. 2Κ ； Iop/Ic 从 75%变化至 42%。4、在T。p = 4. 2Κ下，无法获得3· 2Κ的裕度(即使在零电流)。应该注意的是，虽然一些实施例可结合MRI系统的超导磁体描述，但是各种实施例可结合具有超导磁体的任何类型的系统实现。该超导磁体可采用其他类型的医疗成像装置以及非医疗成像装置实现。因此，可结合不同类型的超导磁体、例如用于MRI系统的超导磁体来实施各种实施例。例如，各种实施例可与附图13中示出的用于与MRI系统150—起使用的超导磁体一起实现。应该理解的是，虽然系统150作为单个模式形态成像系统示出，但是各种实施例可采用多模式形态成像系统实施或与多模式形态成像系统一起实现。该系统150作为 MRI成像系统示出并且可与不同类型的医疗成像系统相结合，例如计算机X射线断层造影摄影术(CT)、正电子发射断层造影术摄影(PET)、单量子光子发射计算机断层造影摄影术 (SPECT)，)以及超声波系统，或者能够生成图像(特别是人的图像)的任何其它系统。此外，各种实施例并不限定为用于给受检人成像的医疗成像系统，而是可包括用于给非人类受检者、行李等成像的兽医或非医疗系统。参照图14，MRI系统150 —般包括成像部分152和可包括处理器或其他计算或控制器装置的处理部分154。该MRI系统150包括在机架156内部的由线圈或绕组形成的超导磁体158，该磁体可支撑在磁体线圈支撑结构上。可配置成与氦容器42 (在图2中示出的)相似的氦容器160(也称为低温保持器)包围超导磁体158(与超导线圈52相似(在附图2中示出的))并且用液氦填充。液氦用于冷却超导磁体158，并且在升流期间其温度可降低，如在本文中更详细地描述的。在氦容器160外表面和超导磁体158内表面的周围提供隔热体162。在超导磁体 158的内部提供多个磁梯度线圈164，并且在多个磁梯度线圈164内提供RF发送线圈166。 在一些实施例中，RF发送线圈166可用发送及接收线圈代替。机架156内的部件一般形成成像部分152。应该注意的是，虽然超导磁体158是圆柱形状，但也可以使用其它形状的磁体。处理部分巧4 一般包括控制器168、主磁场控制170、梯度场控制172、存储器174、 显示装置176、发送-接收(T-R)开关178、RF发送器180以及接收器182。在运行中，对象的身体，诸如要被成像的病人或人体模型(phantom)，被放置在适合支撑物(例如患者支撑台)上的膛184中。超导磁体158产生了横穿膛184的均勻及静态主磁场B。。在膛184中以及相应地在患者中的电磁场的强度通过主磁场控制170由控制器168控制，该控制器还控制对超导磁体158的激励电流供应。提供包括一个或多个梯度线圈元件的磁梯度线圈164从而能够将磁梯度在三个正交方向x、y和Z中的任何一个或多个上强加在超导磁体158内的膛184中的磁场B。上。 磁梯度线圈164通过梯度场控制172被通电，并且还由控制器168控制。可包括多个线圈的RF发送线圈166设置成发送磁脉冲和/或可选地同时检测来自患者的MR信号(如果也提供接收线圈元件、例如配置为RF接收线圈的表面线圈)。该 RF接收线圈可是任何类型或配置，例如单独的接收表面线圈。接收表面线圈可是提供在RF 发送线圈166内的RF线圈阵列。RF发送线圈166和接收表面线圈通过T-R开关178分别可选择地互相连接到RF发送器180或接收器182中的一个。RF发送器180和T-R开关178由控制器168控制使得 RF场脉冲或信号由RF发送器180产生并且选择地施加到患者用于在患者中激发磁共振。 当RF激发脉冲正施加到患者时，也启动T-R开关178以使接收表面线圈从接收器182断开。在RF脉冲施加后，再次启动T-R开关178以使RF发送线圈166从RF发送器180 断开并且连接接收表面线圈到接收器182。接收表面线圈运行以检测或感测从患者中的激发核产生的MR信号并且将MR信号传送到接收器182。这些检测的MR信号进而传送到控制器168。控制器168包括例如处理器(例如，图像重建处理器)，其控制MR信号的处理以产生代表患者图像的信号。代表图像的所处理的信号也发送到显示装置176以提供图像的直观显示。具体地，MR信号填充或形成k-空间，其被傅立叶变换以获得可视图像。代表图像的处理的信号然后发送到显示装置176。要理解上文描述意在说明性而非限制性的。例如，上文描述的实施例(和/或其方面)可互相结合使用。另外，可做出许多修改以使特定情况或材料适应各种实施例的讲授而没有偏离它们的范围。然而本文描述的材料的尺度和类型意在限定各种实施例的参数， 它们绝不是限制性的并且仅仅是示范性的。当回顾上文的说明时，许多其他的实施例对于本领域内技术人员将是明显的。各种实施例的范围因此应该参照附上的权利要求与这样的权利要求拥有的等同物的全范围来确定。在附上的权利要求中，术语“包含”和“在...中” 用作相应术语“包括”和“其中”的易懂语言的等同物。此外，在下列权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅仅用作标号，并且不意在对它们的对象施加数值要求。此外，下列权利要求的限制没有以装置加功能格式书写并且不意在基于35U. S. C §112的第六段解释，除非并且直到这样的权利要求限定部分明确地使用后跟功能陈述而无其他结构的短语 “用于...的部件”。该书面说明使用示例以公开各种实施例，其包括最佳模式，并且还使本领域内任何技术人员能够实践各种实施例，包括制作和使用任何装置或系统和执行任何包含的方法。各种实施例的专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域内技术人员想到的其他示例。这样的其他示例如果它们具有不与权利要求的书面语言不同的结构元件，或者包括与权利要求的书面语言无实质区别的等同结构元件则规定在权利要求的范围内。部件列表
权利要求
1.一种用于控制磁共振成像(MRI)磁体系统的方法(30)，所述方法包括磁体升流期间降低(32)MRI系统的制冷剂容器中的压力；以及磁体升流完成后，将所述制冷剂容器中的压力恢复(38)至正常运行压力级。
2.如权利要求1所述的方法(30)，其中降低(32)压力包括使用真空泵从所述制冷剂容器中抽出气体。
3.如权利要求1所述的方法(30)，其中恢复(38)压力包括向所述制冷剂容器中加入气体。
4.如权利要求1所述的方法(30)，其中降低(3 压力包括在磁体升流之前从所述制冷剂容器中抽出气体。
5.如权利要求1所述的方法(30)，其中所述制冷剂容器包括两个室并且降低(32)压力包括下述中的一个降低所述室中的一个中的压力至明显小于另外一个室的压力级，从所述室中的一个中泵抽制冷剂液体使得另外一个室被过冷却而不降低制冷剂的液面，以及从一个室中抽出液体制冷剂并且此后给另外一个室增压以排出制冷剂液体从而恢复所述一个室中的制冷剂液面。
6.如权利要求1所述的方法(30)，其中所述制冷剂容器包括两个室，并且降低(32)压力包括从热连接抽空室、液压连接置换室以及带有低温泵的一个室中的一个中抽出液体制冷剂。
7.一种磁共振成像(MRI)磁体系统(40)，其包括其中具有液体制冷剂的容器0 ；以及在所述容器内的超导磁体(52)，其中所述容器配置成可拆除地连接至真空泵(60)，所述真空泵(60)配置成在超导磁体升流期间从所述容器中泵抽制冷剂以降低所述容器内的压力级，并且在磁体正常运行期间将所述压力级恢复至正常运行压力级。
8.如权利要求7所述的MRI磁体系统(40)，其中所述容器02)包括多个室(82/84、 102/104、122/124)并且进一步包括控制器(61)，其配置成可通过下述中的一个来降低所述压力级从所述室中的一个泵抽制冷剂液体以使得另外一个室过冷却而不降低制冷剂液面，从一个室抽出液体制冷剂并且此后给另外一个室增压以排出制冷剂液体从而恢复所述一个室中的制冷剂液面。
9.如权利要求7所述的MRI磁体系统(40)，其中所述容器02)包括与阀(116)互连的两个室(102、104)，并且其中在所述两个室的较小室中(104)的压力级明显比所述两个室的较大室(102)降低得更多。
10.如权利要求7所述的MRI系统(40)，其中所述容器02)包括与所述真空泵互连的两个室。
全文摘要
提供了一种用于在升流期间运行磁共振成像(MRI)的系统和方法。一个方法(30)包括在磁体升流期间降低(32)MRI系统的制冷剂容器中的压力。该方法还包括磁体升流完成之后将制冷剂容器中的压力恢复(38)至正常运行压力级。
文档编号G01R33/3815GK102346240SQ20101062518
公开日2012年2月8日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年7月30日
发明者T·J·霍利斯, Y·利沃夫斯基 申请人:通用电气公司