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Title:
MAGNETIC RESONANCE IMAGING DEVICE AND MAGNETIC RESONANCE IMAGING APPARATUS COMPRISING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/099987
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention provides a cryostat structure for a magnetic resonance imaging device and a magnetic resonance imaging apparatus comprising the same. The cryostat structure including: a casing which forms a ring-shaped chamber inside; a refrigerant container disposed in the chamber and housing a superconducting coil, so that the superconducting coil is immersed in the liquid refrigerant; a heat shield layer disposed between the casing and the refrigerant container for shielding heat radiation from the casing; the casing has a suction hole which is detachably sealed by a sealing cover, and an adsorption chamber is provided on one side of the casing facing the ring-shaped chamber, and an adsorbent capable of adsorbing overflowing elements from the casing or the refrigerant container or the heat shielding layer is contained in the adsorption chamber.

Inventors:
ASTRA EUGENE (GB)
WU JUN ZHAO (CN)
Application Number:
PCT/IB2020/060916
Publication Date:
May 27, 2021
Filing Date:
November 19, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS HEALTHCARE LTD (GB)
International Classes:
G01R33/38; G01R33/3815
Foreign References:
US20080168777A12008-07-17
CN107243221A2017-10-13
US5375423A1994-12-27
CN203500826U2014-03-26
Attorney, Agent or Firm:
MAIER, Daniel (DE)
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Claims:
权 利 要 求 书

1、 一种用于磁共振成像设备的低温恒温器构造, 其特征在于, 包括: 外壳, 内部形成环状的腔室; 制冷剂容器, 设置于所述腔室内, 且在所述制冷剂容器内以使超导线圈浸渍于 液态 制冷剂的方式 收纳所述超导线圈; 热屏蔽层, 设置于所述外壳与所述制冷剂容器之间, 用于屏蔽来自所述外壳 的热辐 射; 所述外壳具有抽气孔, 且所述抽气孔由密封盖可拆卸地 闭塞, 在所述外壳的面向所述 腔室一侧设置吸附腔, 并在所述吸附腔内容纳能够吸 附从外 壳或所述制冷 剂容器或所述热屏蔽层的构成材料 溢出的元素的吸附剂。 2、 根据权利要求 1所述的低温恒温器构造, 其特征在于, 所述吸附腔设置在所述密封 盖的面向腔室一侧。

3、 根据权利要求 1或 2所述的低温恒温器构造, 其特征在于, 所述吸附腔的所述开 口由带有网孔的网片覆盖。

4、 根据权利要求 3所述的低温恒温器构造, 其特征在于, 所述网片由环状的压板固定覆 盖在所述吸附腔的所述开 口。

5、 根据权利要求 1所述的低温恒温器构造, 其特征在于, 所述外壳或所述制冷剂容器 由不锈钢制成, 且所述吸附剂为银沸石。

6、 一种磁共振成像设备, 其特征在于, 包括权利要求 1〜5中任一项所述的低温恒温器构造。

Description:
一种用于磁 共振成像设备的低温恒温器构 造及磁共振成像设备 技术领域 本发明涉及一种用于磁共振成像设 备的低温恒温器构造, 尤其涉及一种适于长距离运 输的低温恒温器构造 及具备其的磁共振成像设备。 背景技术 在现有的磁共振成像设备 中, 用于产生成像用主磁场的超导线圈浸渍在气化 潜热很 小的低温液氦 中, 并通过制冷机将液氦保持在 4.2K, 从而使超导线圈能够保持在超导状 态。 现有的磁共振成像设备的低温恒温器 构造中, 液氦存储在液氦罐中, 液氦罐外设置 有防辐射的热屏 蔽层, 液氦罐和屏蔽层通过悬挂装置吊装在外层真空 腔 。 其中, 热屏蔽 层和液氦罐需要 分别连接到制冷机的第一级 (温度为 50K)和第二级 (温度为 4.2K)上。 但是, 在磁共振设备从工厂运输到使用端 (用户) 场所地的过程中, 尤其是在长距 离运输 (例如几十天的船运) 的过程中, 有时需要采用空运, 但是此种方式成本很高, 或者在液氦 罐中注满液氦, 但是这些液氦会随着运输过程中的温度 升高而转变为气态进 而全部损失 , 而液氦作为昂贵的材料也会导致成本过高, 或者也可以采用冷链运输, 此 种方式同样会面 临着成本高的问题。 发明内容 有鉴于此, 本发明提出了一种能够以简单的构造实现远距 离 运输的用于磁共振成像 设备的低温恒温器 构造及具备其的磁共振成像设备。 本发明的一实施例提供一种用 于磁共振成像设备的低温恒温器 构造, 其包括: 外壳, 内部形成环状 的腔室; 制冷剂容器, 设置于所述腔室内, 且在所述制冷剂容器内以使超 导线圈浸渍于液 态制冷剂的方式收纳所述超 导线圈; 热屏蔽层, 设置于所述外壳与所述 制冷剂容器之 间, 用于屏蔽来自所述外壳的热辐射; 所述外壳具有抽气孔, 且所述抽气 孔由密封盖 可拆卸地闭塞, 所述密封盖具有面向所述腔室一侧 开口的吸附腔, 并在所述 吸附腔 内容纳能够吸附来 自外壳或所述制冷 剂容器或所述热 屏蔽层的溢出元 素的吸附 剂。 在上述低温恒温器构造 中, 优选所述吸附腔的所述开口由带有网孔的网片 覆盖。 在上述低温恒温器构造 中, 优选所述网片由环状的压板固定覆盖在所述吸 附腔的所 述开口。 在上述低温恒温器构造 中, 优选所述溢出元素为氢, 所述吸附剂为银沸石。 本发明的又一实施例提供一种磁 共振成像设备, 其包括上述的低温恒温器构造。 根据本发明的低温恒温器 的构造, 由于利用设置于密封盖中的吸附剂来吸 附从外壳 或制冷剂容器 或热屏蔽层中析出的游离元 素, 从而能够保证低温恒温器在制冷机长时间 (例如数十天) 不工作的情况下仍然能够保持腔室的真空度保 持在较好的状态, 降低热 量从外壳 向制冷剂容器的热传递, 因此, 即便在经过远距离运输例如 60天的海运的情况 下, 也能够将超导线圈保持在不超过规定的温度例 如 40度。 此外, 利用本发明的低温恒 温器构造 , 由于有效地保持了腔室的真空度, 降低了热量从外壳向制冷剂容器的热传递, 因此在进行远距 离运输的情况下不需要 向制冷剂容器中注入昂贵 的液氦, 从而减少了液 氦的损失, 进一步降低了成本。 附图说明 下面将通过参照附图详细描 述本发明的优选实施例, 使本领域的普通技术人员更清 楚本发明的上述 及其它特征和优点, 附图中: 图 1是本发明涉及的磁共振成像设备的低 温恒温器构造的说明图。 图 2是本发明涉及的密封盖的示意说 明图。 其中, 附图标记如下:

1、 低温恒温器;

10、 外壳;

12、 腔室;

14、 抽气孔;

16、 密封盖;

161、 吸附腔;

162、 银沸石;

163、 压板;

164、 螺钉; 20、 制冷剂容器; 22、 液态制冷剂; 24、 超导线圈; 30、 热屏蔽层; 具体实施方式 为了使本技术领域的人员更 好地理解本发明方案, 下面将结合本发明实施方式 中的 附图, 对本发明实施方式中的技术方案进行 清楚、 完整地描述, 显然, 所描述的实施方 式仅仅是本发 明一部分的实施方式, 而不是全部的实施方式。 基于本发明中的实施方式, 本领域普通 技术人员在没有做出创造性 劳动前提下所获得的所有其他 实施方式, 都应当 属于本发明保 护的范围。 需要说明的是, 本发明的说明书和权利要求书及上述 附图中的术语“ 第一” 、 “第 二” 等是用于区别类似的对象, 而不必用于描述特定的顺序或先后次序 。 应该理解这样 使用的数据 在适当情况下可以互换 , 以便这里描述的本发明的实施方式能够以除了 在这 里图示或描述 的那些以外的顺序实施 。 此外, 术语 “包括” 和 “具有” 以及他们的任何 变形, 意图在于覆盖不排他的包含 , 例如, 包含了一系列步骤或模块或单元的过程、 方 法、 系统、 产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或 模块或单元 , 而是可包括没有 清楚地列 出的或对于这些过程、 方法、 产品或设备固有的其它步骤或模块或单元。 图 1示出了本发明涉及的磁共振成 像设备的低温恒温器 1构造的说明图。 如图 1所 示, 本发明的低温恒温器 1包括: 外壳 10、 制冷剂容器 20和热屏蔽层 30。 在本实施例 中, 外壳 10由不锈钢材料制成, 在内部形成有环状的腔室 12, 并在腔室 12内设置制冷 剂容器 20。 制冷剂容器 20也由不锈钢材料制成, 并在制冷剂容器 20内容纳液态制冷剂 22, 例如液氦, 此外用于产生磁共振成像用的主磁场的超导线 圈 24 浸渍于液态制冷剂 22 中。 热屏蔽层 30 由铝制成, 并设置于外壳 10与制冷剂容器 20之间, 并连接在转塔

40 中的制冷机的第一级冷头, 制冷剂容器 20连接在制冷机的第二级冷头。 在磁共振成 像设备通电时, 该热屏蔽层的温度被冷却至 50K以用于屏蔽来自外壳 10的热辐射, 制冷 剂容器 20的温度被冷却至 4.2K以使超导线圈 24保持为超导状态。 此外, 如图 1所示, 外壳 10具有用于将腔室 12内抽真空的抽气孔 14, 且该抽气孔 14 由密封盖 16可拆卸地闭塞。 在磁共振成像设备制造时需要利用抽气孔 14将腔室 12 抽成真空状态 , 从而降低来自外壳 10向制冷剂容器 20的热传递。 但是, 腔室 12被抽真 空以后, 当制冷机进行工作时, 腔室 12 能够保持比较良好的真空状态, 但是当制冷机 停止工作时 , 腔室 12的真空状态会逐渐被破坏, 进行导致来外壳 10的外部热量快速地 向制冷剂容器 20传递, 从而使制冷剂容器 20内的超导线圈 24的温度上升。 本发明的发 明者经过研究发现 , 这是由于: 当制冷机工作时, 用于制造外壳 10或制冷剂容器 20的 不锈钢中析出 的氢以静态凝集在低温的制冷剂容器 20的表面, 此时腔室 12可以保持良 好的真空度 。但是当制冷机不工作时例如当制冷剂容器 20的温度达到 20K时, 这些析出 的氢会变为游离态 , 从而导致腔室 12的真空状态被破坏, 从外壳 10或热屏蔽层 30向制 冷剂容器 20的热传递被恢复。 因此, 当长距离运输时, 由于制冷机长时间不工作, 腔室 12的真空状 态会逐渐被破坏, 设备外的热量会经由外壳 10和热屏蔽层 30传递到制冷剂 容器 20, 此时超导线圈 24 的温度会达到数十摄氏度, 在此情况下, 有可能会导致超导 线圈 24出现故障。 鉴于此, 本发明的发明者在密封盖 16的面向腔室 12 —侧设置一吸附 腔 161, 并在该吸附腔 161中存储能够有效地吸附氢的吸附剂例如银沸 石 162, 从而在长 距离运输过程 中利用该吸附剂能够有效地吸附游离 的氢, 保持腔室 12的真空度, 降低从 外壳 10向制冷剂容器 20的热传递。 图 2示出了本发明涉及 的密封盖 16 的示意说明图。 如图 2所示, 本发明的密封盖 16包括盖 体 160和具有面向腔室一侧开口的吸附腔 161。 在该吸附腔 161 中收纳对氢元 素具有很好 的吸附效应的银沸石 162作为吸附剂。 吸附腔 161 的开口由带有网孔的网片 162覆盖 。 进一步, 该网片 162 由环状的压板 163利用螺钉 164固定覆盖在吸附腔 161 的开口。 在本发明中例示了外壳 10和制冷剂容器 20由不锈钢制成且不锈钢释放出氢的情况, 此时利用银沸石作 为吸附剂,但当外壳 10或制冷剂容器 20或热屏蔽层 30由其他材料制 成并释放出其他 元素时, 也可相应地选择与该其他元素对应的吸附效应 佳的吸附剂 。 根据本发明的低温恒温器 1 的构造, 由于利用设置于密封盖中的吸附剂来吸附从外 壳或制冷剂容器 或热屏蔽层中析出的游离元素 , 从而能够保证低温恒温器 1在制冷机长 时间 (例如数十天) 不工作的情况下仍然能够保持腔室的真空度保 持在较好的状态, 降 低热量从外壳 向制冷剂容器的热传递, 因此, 即便在经过远距离运输例如 60天的海运的 情况下, 也能够将超导线圈保持在不超过规定的温度例 如 40度。 此外, 利用本发明的低 温恒温器构 造, 由于有效地保持了腔室的真空度, 降低了热量从外壳向制冷剂容器的热 传递, 因此在进行远距离运输的情况下不 需要向制冷剂容器中注入 昂贵的液氦, 从而减 少了液氦的损失 , 进一步降低了成本。 在上述实施方式 中例示了外壳和 制冷剂容器由不 锈钢材料制成并释 放氢元素的情 况, 但当外壳或制冷剂容器或者热屏蔽 层由其他材料制成并释放 出不同于氢元素的其他 元素时, 也可在吸附腔中设置能够有效吸附该其 他元素的相应的吸附剂。 以上所述仅为本发明的较佳 实施例而己, 并不用以限制本发明, 凡在本发明的精神 和原则之内 , 所作的任何修改、 等同替换、 改进等, 均应包含在本发明的保护范围之内。