專利名稱：用于主動控制超導(dǎo)磁體的失超保護的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及超導(dǎo)磁體系統(tǒng)，尤其涉及超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的失超保護系統(tǒng)。
技術(shù)背景在一個實例中，MR系統(tǒng)包括由超導(dǎo)磁體、磁體線圈支撐結(jié)構(gòu)以及氦容器 構(gòu)成的冷卻塊。容納在氦容器中的液氦向超導(dǎo)磁體提供冷卻并將超導(dǎo)磁體維持 在用于超導(dǎo)運行的低溫下，這些將能被本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解。液氦將超導(dǎo)磁 體維持在接近和/或大致4.2開爾文(K)的液氦^Jt下。為了熱絕緣，在一個實 例中容納液氦的氦容器包括真空容器內(nèi)的壓力容器。MR超導(dǎo)磁體典型地包括幾個線圈，一ffiE成像區(qū)域上產(chǎn)生均勻B0場的主 線圈，和一套限制磁體邊緣場的補償線圈。這些線圈是用諸如NbTi或Nb3Sn 導(dǎo)體這樣的超導(dǎo)體纏繞而成的。磁體被冷卻至液氦 鵬(4.2K)以使這些導(dǎo)體 在其超導(dǎo)狀態(tài)下工作。或者在'開放系統(tǒng)'中Mil液氦的氣化、或者在"封閉系統(tǒng)" 中通過4K低溫7賴口器來消除諸如由來自環(huán)境的輻射和傳導(dǎo)產(chǎn)生的磁體熱負載。 由于液氦的更換是昂貴的和低溫冷卻器的冷卻功率是有限的，因 種磁體通 常被方爐在低溫恒溫室中以使其熱負載最小化。超導(dǎo)磁#^作中的一個關(guān)注點是超導(dǎo)操作的不連續(xù)或失超，這會產(chǎn)生可能 對超導(dǎo)磁體造成損害的電壓或弓I起超導(dǎo)磁體中的過熱。當(dāng)諸如來自磁體線圈摩 擦運動的能量擾動加熱一段超導(dǎo)導(dǎo)線將欺顯度升高至高于超導(dǎo)操作的臨界a^ 時會發(fā)生失超現(xiàn)象。被加熱的那段(正常區(qū)域)導(dǎo)線變成帶有一定電阻的正常 狀態(tài)。由此形成的I2R的焦耳熱進一步升高了正常區(qū)域的溫度和增加了正常區(qū)域 的大小。于是發(fā)生稱作失超的不可逆作用，其中超導(dǎo)磁體中的電磁能快il^減 1增強的焦耳加熱轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。為了給MRI操作提供成像區(qū)域中所需要的 磁場均勻性，磁體線圈被劃分成圍繞超導(dǎo)磁辦由線且沿該軸線空間隔開以使它 們之間沒有熱連接的多個子線圈。這樣，在超導(dǎo)線圈之一出現(xiàn)失超的情況下， 齡電磁能會衰減在這段失超線圈中從而弓胞熱點并可會^會對線圈造成損壞， 除非^g的失超系統(tǒng)提供了可ffl31使其他線圈失皿完成的保護。傳統(tǒng)的超導(dǎo)磁體系統(tǒng)2使用如在圖1中示意性示出的被動式失超保護系統(tǒng)4。超導(dǎo)磁體系統(tǒng)2包括多個串聯(lián)電連接的超導(dǎo)磁體線圈6。超導(dǎo)開關(guān)8與多個 超導(dǎo)磁體線圈6并聯(lián)電連接。如圖所示，被動式，保護系統(tǒng)4包括對多對超 導(dǎo)磁體線圈6進行分流的多個電阻分路10。然而各個電阻分路10可與少于或多 于如圖所示的那對超導(dǎo)磁體線圈6的線圈連接。i4^導(dǎo)磁體線圈6失超時，與 之連接的電阻分路10將允許超導(dǎo)磁體線圈6上的電^ 減比其他超導(dǎo)磁體線圈 6更決。在處于失超狀態(tài)中的超導(dǎo)磁體線圈6上形成的電壓將加熱嵌在其他線圈 6中的加熱器9以使正常區(qū)域擴散，經(jīng)由大量超導(dǎo)線圈6將磁能轉(zhuǎn)換為熱能，并 因]JW超導(dǎo)磁體系統(tǒng)2進行保護。然而，由多個電阻分路10部分形成的內(nèi)部阻抗回路會與外部場或外部場變 化(諸如函系統(tǒng)中的梯度線圈操作或移動金屬擾動)發(fā)生磁耦合。在與外部 場發(fā)生磁耦合時，電流會被感應(yīng)在內(nèi)部阻抗回路和阻抗分路10中。這些電流會 形成由多個超導(dǎo)磁體線圈6產(chǎn)生的不均勻磁場。另外，電流根據(jù)內(nèi)部阻抗回路 的電阻隨時間衰減。在MRI系統(tǒng)中，成像區(qū)域中的不均勻磁場和隨時間衰減的 電流會對MRI系統(tǒng)的成像質(zhì)量造成不利的影響。此外，在失超期間超導(dǎo)磁體線 圈6的電流很不相同，其會導(dǎo)致超導(dǎo)磁體的,場明顯增長，從而導(dǎo)lcii^場 產(chǎn)生模糊不清的假象。因此需要有一個不使用內(nèi)部阻抗回路的、育,在失超期間保護超導(dǎo)磁體的 系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種克月讓述缺陷的超導(dǎo)磁體失超保護系統(tǒng)。 根據(jù)本發(fā)明的方面， 一禾中MRI裝置，包括磁共振成像(MRI)系統(tǒng)，其具 有放置在超導(dǎo)磁體的鏜孔周圍以施加極化磁場的多個梯度線圈以及由脈沖模塊 控制以將RF信號傳送至RF線圈組件來獲取MR圖像的RF收發(fā)器系統(tǒng)和RF 開關(guān)。超導(dǎo)磁體包括多愧導(dǎo)磁體線圈。畫裝置還包括具有剤好其上的包 括指令的計算機程序的計算機可讀存儲介質(zhì)，當(dāng)計算機執(zhí)行所述指令時，所述 指令使該計算機檢觀鵬導(dǎo)磁體的失超狀態(tài)。所述指令還使計算機響應(yīng)于所檢測 到的失超狀態(tài)主動控制超導(dǎo)磁體的失超保護系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面， 一種主動使超導(dǎo)磁體失超的方法，包括檢測超 導(dǎo)磁體的第一部分的失超電壓和給熱連接到超導(dǎo)磁體的第二部分的失超保護系統(tǒng)通電。該方法還包括通過給失超保護系統(tǒng)通電將超導(dǎo)磁體的第二部分加熱到 高于超導(dǎo)磁體的超導(dǎo)溫度的溫度。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，超導(dǎo)磁體系統(tǒng)包括超導(dǎo)磁體和與超導(dǎo)磁體熱接 觸的至少一個加熱器。該系統(tǒng)還包括加熱器電源和電橋，該電橋的輸入被配置 成使電橋形成和斷開該至少一個加熱^l和加熱器電源之間的電連接?？刂破鞅?耦合至IJ超導(dǎo)磁體和被耦合到該輸入。M以下詳細說明和附圖，本發(fā)明的多種其他特征和優(yōu)點將顯而易見。


這些

了目前構(gòu)思的用于實施本發(fā)明的一個j，實施例。 在圖中圖1是公知的被動式失超保護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的主動失超保護電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的在超導(dǎo)磁體斜變(ramping)期間使用的失超 保護方法；圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的在超導(dǎo)磁體的超導(dǎo)操作期間使用的，保護 方法；圖5是結(jié)合本發(fā)明的MR成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參見圖2，根據(jù)本發(fā)明的實施例，主動，保護電路12被示意性地示出與 超導(dǎo)磁體14耦合。超導(dǎo)磁體14包括串聯(lián)電連接的多，導(dǎo)磁體線圈18。超導(dǎo) 開關(guān)20與超導(dǎo)磁體14并聯(lián)電連接。根據(jù)本發(fā)明的實施例，多個電壓分接頭22在節(jié)點16上與超導(dǎo)磁體14電連 接。在雌實施例中，齡節(jié)點16被如此分接使得跨越相鄰電壓分接頭22的 電壓4餓了,一個線圈18的電壓。然而，育g想到可以只對部分節(jié)點16進行 分接，例如對間隔的節(jié)點16進行分接，從而使得跨越相鄰電壓分接頭22的電 壓4 了,多個線圈18的電壓。多個電橋24使控制器26與多個電壓分接頭22電連接或斷開?？梢韵氲?， 多個電橋24可以是機電開關(guān)(即接觸器、繼電器等)、固態(tài)開關(guān)(即晶體管、 ,整流器、金屬氧化物半導(dǎo)mi件等)、或兩者的組合。*電橋24具有用 于控制其操作的輸入28。 M這種方式，可以控制每個電橋24以形成或斷開控制器26和與之連接的相應(yīng)電壓分接頭22之間的電連接。在 實施例中，控 制器26具有多，入30，每一，入電連接到電橋24。然而可以想到，電總 線可將控制器26連接到電橋24。，地，在輸入30之間存在大阻抗以使由控 制器26 導(dǎo)線圈中感應(yīng)出的電流小到可以忽略。加熱系統(tǒng)36包括熱連接到多個超導(dǎo)磁體線圈18上的多個加熱器38。 DC 電源40提供電力以給加熱器38通電。具有輸入44的電橋42與DC電源40和 電橋42串聯(lián)電連接?？刂破?6連接至懶入44以電子控制加熱系統(tǒng)36。另外， 手動開關(guān)46可并聯(lián)耦合到電橋42以手動控制加熱系統(tǒng)36。在另一個實施例中， 失超啟動輸入56 (以雙點戈U線示出)可耦合到控制器26以控制加熱系統(tǒng)36， 從而由用戶或另一個系統(tǒng)觸發(fā)的啟動信號可被輸入控制器26以使控制器26啟 動加熱系統(tǒng)36。電橋24的用于控制輸入28的控制系統(tǒng)48包括與電橋52耦合的DC電源 50，該電橋具有與控制器26耦合的輸入54。電橋52還與電橋輸入28耦合?？刂破?6包括電壓比較器32和電壓積分器34?？梢韵氲?，電壓比較器32 和電壓積分器34可執(zhí)行模擬，字運算。如在下文中參考圖3和4所描述的， 控制器26將電壓比較器32和電壓積分器34用于確定超導(dǎo)磁體14的失超狀態(tài)。 在合適的情況下，對圖2所示部件的參考將M圖2中的參考數(shù)字來標(biāo)示。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的在超導(dǎo)磁體14向超導(dǎo)操作斜變期間使用 的失超保護方法58。方法58首先對失超保護電路12進行初始化60。初始化包 括在需要的情況下讓電橋24將該多個電壓分接頭22與控制器26耦合在一起， 和在需要的情況下讓電橋42去掉對加熱系統(tǒng)36的激勵。然后磁體斜變62開始 {，導(dǎo)磁體14朝著超導(dǎo)操作斜變。在磁體斜變期間，線圈18中的感應(yīng)電壓被獲取64。在優(yōu)選實施例中，獲取 旨線圈18中的感應(yīng)電壓；然而，可以想到，可以獲取跨越多個線圈18的感 應(yīng)電壓。在^感應(yīng)電壓被獲取64之后，fflii電壓比較器32將感應(yīng)電壓與閾 值進行比較66。在一個實施例中，超導(dǎo)磁體14的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致磁體斜變期間的典型 線圈感應(yīng)電壓為1V或更少。在其他實施例中，典型線圈感應(yīng)電壓可以高于或小 于IV。在超導(dǎo)磁體14不處于，狀態(tài)的情況下，至少為給定結(jié)構(gòu)的典型線圈 感應(yīng)電壓的10倍的閾值可允許感應(yīng)線圈電壓低于閾值的波動。在超導(dǎo)磁體14 處于失超狀態(tài)的情況下，感應(yīng)線圈電壓會快^Ji升超過該閾值。在完成比較66之后，方法58判斷68任一線圈18中的感應(yīng)線圈電壓是否 高于閾值。如果線圈18的感應(yīng)線圈電壓高于閾值，那么就檢測到，J，。如 果線圈18的感應(yīng)線圈電壓高于閾值70，加熱系統(tǒng)36被啟動72。因此，控制器 26控制電橋42將DC電源40與該多個加熱器38耦合。包括在失超中受到影響 的線圈18在內(nèi)的所有線圈18都ilil與之熱連接的該多個加熱器38被加熱至高 于超導(dǎo)磁體的超導(dǎo)溫度的溫度。在磁體失超期間，線圈18中的電壓會上升到非 常高的水平。因此，除了啟動加熱系統(tǒng)外，還使電壓分接頭22與控制器26解 耦74。由此，控制器26控制電橋52以讓電橋24使該多個電壓分接頭22與控 制器26解耦。然后方法58結(jié)束76。如果線圈18的感應(yīng)線圈電壓不高于闊值80，那么沒有檢測到失超，方法 58判斷82磁體斜變是否完成，且如果未完成84，方法58將返回方框64且方 法58如上所述那樣繼續(xù)進行。如果磁體斜變完成86，那么方法58結(jié)束76。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的在超導(dǎo)磁體14的超導(dǎo)操作期間使用的失 超保護方法86。方法86首先對失超保護電路12進行初始化88。初始化包括在 必要盼瞎況下讓電橋24將該多個電壓分接頭22與控制器26耦合在一起，和在 必要的情況下讓電橋42去掉對加熱系統(tǒng)36的激勵。在正常的超導(dǎo)操作期間，，導(dǎo)磁體14中感應(yīng)的電壓被獲取90。在i，實 施例中，齡線圈18中感應(yīng)的電壓被獲取90;然而，可以預(yù)想到，可以獲取跨 越多個線圈18的感應(yīng)電壓。在感應(yīng)電壓被獲取90之后，伏^iWl電壓積分 器34對感應(yīng)電壓進行積分91 。正常超導(dǎo)操作期間感應(yīng)在磁體線圈18上的電壓 可包括，例如由移動金屬弓胞的O.lHz范圍內(nèi)的信號波形，由振動弓胞的在幾 十Hz范圍內(nèi)的信號波形，或由諸如MRI系統(tǒng)梯度脈沖這樣的梯度脈沖引起的 幾百Hz范圍內(nèi)的信號波形。典型地，這種感應(yīng)的電壓低，即對于移動金屬和振 動來說，或^^賣時間短，即對于梯度脈沖來說。因此，〗頓公式 (公式l)得到的這種感應(yīng)的電壓的積分働每通常為0.01Vs或更小。相反地，由于正常區(qū) 域阻抗快3Tt升，失超電壓為快速上升的電壓。使用公式1所得到的失超電壓 的積分值將通常大于0.1Vs。方法86 M31電壓比較器32將積分電壓與閾值進行比較92。如果線圈18 的積分線圈電壓大于閾值，失超將被檢測到。4mt也，將閾值設(shè)為O.lVs或0.2Vs。在完成比較92之后，方法86判斷94任一線圈18中的積分電壓是否高于閾值。 如果任一積分電壓高于閾值96，那么就激活98加熱系統(tǒng)36。因此控制器26控 制電橋42將DC電源40與該多個加熱器38耦合在一起。包括在失超中受到影 響的線圈18在內(nèi)的所有線圈18都通過與之熱連接的該多個加熱器38被加熱至 高于超導(dǎo)磁體的超導(dǎo)溫度的溫度。在磁體失超期間，線圈18中的電壓會上升到 非常高的水平。因此，除了啟動加熱系統(tǒng)外，還使電壓分接頭22與控制器26 解耦100。由此控制器26控制電橋52以讓電橋24使該多個電壓分接頭22與控 制器26解耦。然后方法86結(jié)束102。如果沒有積分電壓高于閾值104，那么沒有檢測到失超，方法86將電壓積 分器34重置106為0以M^直流漂移。如果電壓積分器34為數(shù)字積分器，可 使用移動平均技術(shù)。在移動平均技術(shù)中，在一個或多個線圈18的兩端獲取新的 電壓數(shù)據(jù)，M"在最近例如5秒以內(nèi)獲取的數(shù)據(jù)求平均同時將剩下的數(shù)據(jù)丟棄。 如果電壓積分器34為模擬積分器，可iffil閉合其兩端的開關(guān)將通向電壓積分器 34的輸入短接在一起。在積分器重置106之后，方法86返回方框90且如上所 述那樣繼續(xù)進行。現(xiàn)在參見圖5，可想到，失超保護電路12可特別地但不限于適用于主動保 護MR成像系統(tǒng)108的超導(dǎo)線圈。^^f周知，從包括纖或其他輸入設(shè)備lll、 控制面板112和顯示屏114的操作者控制臺110對MR成像系統(tǒng)108的操作進 行控制。控制臺110 ffi31^路116與獨立的計^n系統(tǒng)118通信，該計算機系 統(tǒng)使得操作者能夠控制顯示屏114上的圖像的產(chǎn)生和顯示。計算機系統(tǒng)118包 括彼lfct間通31底板120a相互通信的多個模塊。它們包括圖像處理器模i央120、 CPU?！姥?22和在本領(lǐng)域公知為用于存儲圖像數(shù)據(jù)陣列的幀緩沖器的存儲激莫 塊124。計算機系統(tǒng)118與用于存儲圖像數(shù)據(jù)和程序的盤存儲裝置126和可移動 存儲裝置128鏈接，且通過高速串行線路132與獨立的系統(tǒng)控制130通信。輸 入設(shè)備111可包括鼠標(biāo)、游戲桿、^^盤、足跟宗球、觸動屏、光棒、聲控、或任 何類似的或等同的輸入設(shè)備，且可被用于交互式圖形命令。系統(tǒng)控制器130包括通過底板132a連接在一起的一組模±央。它們包括CPU 模決134和M串^亍線路138與操作者控制臺110連接的脈沖發(fā)生fl模i央136。 ffiil線路138，系統(tǒng)控制器130接收來自操作者的命令以指示將要實施的掃描次 序。脈沖發(fā)生器模i央136操作系統(tǒng)元件以執(zhí)行所要求的掃描7嬌，并產(chǎn)生指示所產(chǎn)生的RF脈沖的時序、強度和形狀以及數(shù)據(jù)獲取窗口的時序和長度的數(shù)據(jù)。 脈沖發(fā)生器模±央136與一組梯度放大器140連接，以指示在掃描期間產(chǎn)生的梯 度脈沖的時序和微。脈沖發(fā)生器模塊136也可接收來自生理信號獲取控制器 142的患者數(shù)據(jù)，其中該控制器接收來自連接在患者上的大量不同傳感器的信 號，諸如來自附著于患者的電極的ECG信號。最后，脈沖發(fā)生器模i央136連接 接收來自多種傳感器的與患者和磁體系統(tǒng)狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的信號的掃描室接口電路 144。患者定位系統(tǒng)146也通過掃描室接口電路144來接收命令以將患者移動到 指定的掃描位置。由脈沖發(fā)生器模塊136產(chǎn)生的梯度波形被應(yīng)用于具有Gx、 Gy和Gz放大器 的梯度放大器中。^梯度放大器激發(fā)通常標(biāo)記為148的梯度線圈組件中的對 應(yīng)物理梯度線圈以產(chǎn)生用于空間編碼獲取信號的磁場梯度。梯度線圈組件148 形成為包括極化磁體152和整體RF線圈154的磁體組件150的一部分。根據(jù)本 發(fā)明的實施例的失超保護系統(tǒng)153被耦合到極化磁體152。系統(tǒng)控制器130中的 接收器模塊156產(chǎn)生被RF放大器158放大的脈沖并M51發(fā)您接收開關(guān)160耦 合到RF線圈154。由患者體內(nèi)的激發(fā)態(tài)核子發(fā)射的最終信號可由同一RF線圈 154檢測，并i!51發(fā)您接收開關(guān)160耦合到預(yù)放大器162。在收發(fā)器156的接收 器部分對放大的MR信號進行檢波、過濾和數(shù)字化。由通過來自脈沖發(fā)生器模 塊136的信號對發(fā)您接收開關(guān)160進行控制，使之在發(fā)送模式下將RF放大器 158電連接到線圈154，且在接收模式下將預(yù)放大器162連接到線圈154。發(fā)齒 接收開關(guān)160也可將獨立的RF線圈(例如表面線圈)用于發(fā)送或接收模式。由RF線圈154收集到的MR信號可fflil收發(fā)器模塊156數(shù)字化，并傳送 至系統(tǒng)控制器130中的存儲模塊164。當(dāng)在存儲模塊164中已經(jīng)獲取了一組原始 K空間數(shù)據(jù)時，掃描完成。該原始的K空間數(shù)據(jù)被重新排列成用于要重構(gòu)的每 個圖像的獨立K空間數(shù)據(jù)陣列，且它們當(dāng)中的每一個被輸入陣列處理器166， M器運轉(zhuǎn)將數(shù)據(jù)傅立葉變換成圖像數(shù)據(jù)陣列。圖像 通過串行線路132被 傳送到計^m系統(tǒng)118，在此處其被存儲在存儲器中，諸如盤剤^gl26。響 應(yīng)于,規(guī)作者控制臺110接收至啲命令，該圖像數(shù)據(jù)可被長時間地存檔，諸如 在可移動存儲裝置128上，或可以被圖像處理器120進一步處理且傳送到操作 者控制臺110，并在顯示器114上顯示。本發(fā)明有利地提供了一種用于失超保護的方法和裝置以去除超導(dǎo)線圈的線圈內(nèi)部的阻抗回路。ffl3ffi種方式，超導(dǎo)線圈作為整體電路與外部磁場相互作 用。由于該回路是超導(dǎo)的，因此作用為純電感性的，且沒有由阻抗引起的電流 衰減。而且由感應(yīng)電流弓胞的場作用于成像區(qū)域中的齡Bo場。在失超期間， 線圈的電流會引起下降，因此減少或消除了邊緣場激增。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例， 一種MRI裝置，包括磁共振成像(MRI)系統(tǒng)， 其具有放置在超導(dǎo)磁體鏜孔周圍以施加極化磁場的多個梯度線圈以及由脈沖模 ±央控制以將RF信號傳送到RF線圈組件來獲取MR圖像的RF收發(fā)器系統(tǒng)和RF 開關(guān)。超導(dǎo)磁體包括多，導(dǎo)磁體線圈。MRI裝置還包括具有存儲于其上的包 括指令的計算機程序的計算機可讀存儲介質(zhì)，當(dāng)計算機執(zhí)行所述指令時，所述 指令使該計算機檢測超導(dǎo)磁體的失超狀態(tài)。所述指令也使計算機響應(yīng)于所檢測 到的失超裝置主動控帝鵬導(dǎo)磁體的失超保護系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例， 一種主動使超導(dǎo)磁體失超的方法，包括檢測 超導(dǎo)磁體的第一部分的失超電壓和給熱連接至鵬導(dǎo)磁體的第二部分的失超保護 系統(tǒng)通電。該方法還包括通過給失超保護系統(tǒng)通電將超導(dǎo)磁體的第二部分加熱 至高于超導(dǎo)磁體的超導(dǎo)^^的纟，。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，超導(dǎo)磁體系統(tǒng)包括超導(dǎo)磁體和與超導(dǎo)磁體熱 連接的至少一個加熱器。該系統(tǒng)還包括加熱器電源和電橋，該電橋的輸入被配 置成使電橋形成和斷開該至少一個加熱器與加熱器電源之間的電連接?？刂破?被耦合到超導(dǎo)磁體和被耦合到m 俞入。本發(fā)明已經(jīng)根據(jù)優(yōu)選實施例進行了描述，應(yīng)該意識到除了專門敘述的那些 以外的等同物、選擇和修改都是可以的且在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。部件列表2 超導(dǎo)磁體系統(tǒng)4 被動式失IS保護系統(tǒng)6 多，導(dǎo)磁體線圈8 超導(dǎo)開關(guān)9 加熱器10 多個電阻分路12 失超保護電路14 超導(dǎo)磁體16 節(jié)點18 多，導(dǎo)磁體線圈20 超導(dǎo)開關(guān)22 多個電壓分接頭24 多個電橋26 控制器28 輸入30 輸入32 電壓比^^34 電壓積分器36 加熱系統(tǒng)38 多個加熱器40 DC電源42 電橋44 輸入46 手動開關(guān)48 控制系統(tǒng)50 DC電源52 電撟54 輸入56 失超啟動輸入58 失超保護方法60 初始化失Jg保護系統(tǒng)62 開始磁體斜變64 獲取線圈感應(yīng)電壓66 將所獲取的線圈感應(yīng)電壓與閾值進行比較68 電壓大于閾值？70 是74 斷開電壓分接頭76 方法結(jié)束78 否80 磁體斜變完畢？82 否84 是86 失超保護方法88 初始化失超保護系統(tǒng)90 獲取感應(yīng)線圈電壓91 對所獲取的感應(yīng)線圈電壓進行積分92 將積分電壓與閾值進行比較 94 電壓大于閾值？96 是98 啟動加熱系統(tǒng) 100 斷開電壓分接頭102 方法結(jié)束104 否106 將積分器重置為0108 優(yōu)選的MR系統(tǒng)110操作者控制臺112鍵盤或其它輸入設(shè)備114控制平臺116 顯示屏118 線路120 3蟲立的計算機系統(tǒng) 120a底板122圖像M器模塊 124 CPU模塊 126存儲器模塊128盤存儲器130帶驅(qū)動132te的系統(tǒng)控制器132a底板134高速串行線路136CPU模塊138脈沖發(fā)生器模塊140串行線路142—組梯度放大器144生理信號獲取控制器146掃描室接口電路148目標(biāo)定位系統(tǒng)150梯度線圈組件152磁體組件154極化磁體156整體RF線圈158收發(fā)器模塊160RF放大器162發(fā)齒接收開關(guān)164繊大器166存儲器模塊168陣列處理器。
權(quán)利要求
1、一種MRI裝置，包括磁共振成像(MRI)系統(tǒng)(108)，其具有放置在超導(dǎo)磁體(152)的鏜孔周圍以施加極化磁場的多個梯度線圈(150)以及由脈沖模塊(138)控制以將RF信號傳送至RF線圈組件來獲取MR圖像的RF收發(fā)器系統(tǒng)(158)和RF開關(guān)(162)，其中超導(dǎo)磁體(152)包括多個超導(dǎo)磁體線圈(154)；以及具有存儲于其上的包括指令的計算機程序的計算機可讀存儲介質(zhì)(126)，當(dāng)計算機(120)執(zhí)行所述指令時，所述指令使該計算機檢測(68，94)超導(dǎo)磁體(152)的失超狀態(tài)；以及響應(yīng)于所檢測到的失超狀態(tài)主動控制(72，74，98，100)超導(dǎo)磁體(152)的失超保護系統(tǒng)(12)。
2、 如權(quán)利要求1所述的MRI裝置，其中失超保護系統(tǒng)(12)包括加熱系統(tǒng) (36)，該加熱系統(tǒng)包括與超導(dǎo)磁體(152)相鄰設(shè)置的加熱器(38); 配置成向加熱器(38)供電的電源(40);以及與加熱器(38)和電源(40)連接的第一開關(guān)(42， 46)，該第一開關(guān)(42， 46)被配置成形成和斷開加熱器(38)與電源(40)之間的電連接。
3、 如權(quán)利要求2所述的MRI裝置，其中所述第一開關(guān)(42， 46)為固態(tài)開 關(guān)和機電開關(guān)中的一種。
4、 如權(quán)利要求2所述的MRI裝置，其中所述第一開關(guān)(42， 46)為手動操 作的開關(guān)(46)。
5、 如權(quán)利要求2所述的畫裝置，其中使計^m (120)檢測(68， 94) 失超狀態(tài)的指令包括使計穀幾將磁體斜變期間的所述多^導(dǎo)磁體線圈(154) 的任一個中的感應(yīng)電壓與閾值進行比較(66)的指令。
6、 如權(quán)利要求5所述的MRI體，其中使計^t幾(120)主動控制(72， 74， 98， 100)失超保護系統(tǒng)的指令包括如果所述感應(yīng)電壓的幅度至少大于閾值 幅度則使計算機啟動(72， 98)第一開關(guān)(42， 46)以形成加熱器(38)與電 源(40)之間的電連接的指令。
7、 如權(quán)利要求2所述的畫裝置，還包括電壓積分器(34)，其被隨成在超導(dǎo)磁體(152)的超導(dǎo)操作期間對該多個超導(dǎo)磁體線圈(154)的任一個中 感應(yīng)的電壓進行積分。
8、 如權(quán)利要求7所述的MRI裝置，其中使計^m (120)主動控制失超保 護系統(tǒng)(12)的指^括使計嶽幾(120)進行下述操作的指令從電壓積分器(34)獲取積分電壓； 將積分電壓與閾值進行比較(92);以及如果積分電壓的幅度至少大于(96)閾值的幅度，則啟動(72， 98)第一 開關(guān)(42， 46)以形成加熱器(38)與電源(40)之間的電連接。
9、 如權(quán)利要求2所述的謹驢，其中失超保護系統(tǒng)(12)還包括 與超導(dǎo)磁體(152)的超導(dǎo)磁體線圈(154)電連接的電壓分接頭(22); 與計^t幾耦合的電壓輸入(30);以及與電壓分接頭(22)和電壓輸入(30)連接的第二開關(guān)(24)， i亥第二開關(guān) (24)被配置成形成和斷開電壓分接頭(22)與電壓輸入(30)之間的電連接。
10、 如權(quán)利要求9所述的函裝置，其中使計^m (120)主動控制失超 保護系統(tǒng)(12)的指令包括使計穀幾(120)進行下,作的指令啟動(72， 98)第一開關(guān)以形成加熱器(28)和電源(40)之間的電連接；以及啟動(60)將電壓分接頭(22)連接到電壓輸入(30)的第二開關(guān)(24) 以形成電壓分接頭(22)與電壓輸入(30)之間的電連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于主動控制超導(dǎo)磁體的失超保護的方法和裝置。一種用于主動控制超導(dǎo)磁體(152)的失超保護(12)的方法和裝置，包括磁共振成像(MRI)系統(tǒng)(108)和具有存儲于其上的包括指令的計算機程序的計算機可讀存儲介質(zhì)(126)，當(dāng)計算機(120)執(zhí)行所述指令時，所述指令使該計算機檢測(68，94)超導(dǎo)磁體(152)的失超狀態(tài)。所述指令還使該計算機響應(yīng)于所檢測到的失超狀態(tài)主動控制(72，74，98，100)超導(dǎo)磁體(152)的失超保護系統(tǒng)(12)。
文檔編號G01R33/20GK101221228SQ20081000950
公開日2008年7月16日 申請日期2008年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月9日
發(fā)明者徐民風(fēng), 黃先銳 申請人:通用電氣公司