本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及磁共振磁體降場系統(tǒng)及降場方法。
背景技術(shù)：
目前用于臨床的核磁共振成像(mri)系統(tǒng)按磁體種類區(qū)分，主要有永磁磁體磁共振和超導磁體磁共振。超導磁體磁場強度很高，通常為1.5特斯拉或3特斯拉，如此高的磁場，只要有鐵磁性物質(zhì)靠近，都會被巨大的磁力吸附到磁體上，只有降場(退磁)后才能取下被吸附的物體。磁共振使用安全須知要求體內(nèi)有金屬植入物者、佩戴心臟起搏器者禁止靠近，鐵磁性金屬工具等禁止靠近。相關(guān)法律法規(guī)要求臨床mri用超導磁體必須有緊急降場(退磁)開關(guān)。如有緊急情況發(fā)生，打開此開關(guān)，超導磁體磁場會在很短的時間通常20秒內(nèi)退磁。
緊急降場(退磁)開關(guān)打開后，加熱器對超導線圈加熱，超導線圈失去超導性能，線圈內(nèi)部電流在20秒內(nèi)被超導線電阻消耗完，磁體線圈釋放大量熱量。由于超導磁體工作溫度為4.2k，因此超導線圈通常浸泡在超導磁體低溫容器內(nèi)的液氦中。緊急降場(退磁)后，磁體線圈釋放的熱量會使大部分液氦揮發(fā)，重新對磁體升場(勵磁)之前必須補充液氦。而液氦是此較稀缺的資源，非常昂貴，通常，1.5t超導磁體緊急降場(退磁)一次，需要重新補充液氦約花費十多萬人民幣，而3t超導磁體，緊急降場(退磁)一次需要重新補充的液氦約花費二三十萬人民幣，從而導致現(xiàn)有技術(shù)中的緊急降場設(shè)備一次降場的成本太高。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
基于此，有必要針對現(xiàn)有的緊急降場設(shè)備一次降場成本太高的問題，提供一種磁共振磁體降場系統(tǒng)及降場方法。
一種磁共振系統(tǒng)，包括磁共振磁體及收容所述磁共振磁體的存儲容器，所述存儲容器能夠收容吸熱液體，磁共振系統(tǒng)還包括第一降場裝置，所述第一降場裝置通過在外部消耗所述磁共振磁體內(nèi)的電能對所述磁共振磁體降場。
進一步地，所述第一降場裝置包括超導體元件、外部電能能耗器以及用于加熱所述超導體元件的第一加熱器，所述超導體元件與所述磁共振磁體連接，所述外部電能能耗器與所述超導體元件連接，在所述第一加熱器加熱所述超導元件時，所述超導體元件電阻變大或者斷路，所述外部電能能耗器消耗所述磁共振磁體內(nèi)的電能。
進一步地，所述磁共振磁體為超導線圈組。
進一步地，還包括第二降場裝置，所述第二降場裝置通過加熱所述磁共振磁體使所述磁共振磁體發(fā)熱失去超導狀態(tài)產(chǎn)生電阻，所述磁體電阻消耗磁共振磁體內(nèi)的電能實現(xiàn)磁體降場。
進一步地，所述第二降場裝置包括第二加熱器，所述第二加熱器用于加熱所述磁共振磁體并收納在所述存儲容器內(nèi)。
進一步地，所述第一加熱器與所述超導體元件均收納在所述存儲容器內(nèi)。
進一步地，所述超導體元件為超導開關(guān)。
進一步地，所述第一降場裝置包括超導開關(guān)、外部電能能耗器，所述超導開關(guān)為機械式開關(guān)，所述超導開關(guān)與所述磁共振磁體連接，所述外部電能能耗器與所述超導開關(guān)連接，所述超導開關(guān)斷開后使所述外部電能能耗器消耗所述磁共振磁體內(nèi)的電能。
一種磁共振系統(tǒng)，包括磁共振磁體及收容所述磁共振磁體的存儲容器，所述存儲容器能夠收容吸熱液體，還包括用于對磁共振磁體降場的第一降場裝置及用于對所述磁共振磁體降場的第二降場裝置，所述第二降場裝置的降場速度大于所述第一降場裝置的降場速度。
一種磁共振系統(tǒng)的降場方法，包括以下步驟：
確定需要對磁共振磁體降場的現(xiàn)場狀況；
選擇第一降場裝置與第二降場裝置其中之一對磁共振磁體降場。
本發(fā)明的磁共振磁體降場系統(tǒng)及降場方法，通過第一降場裝置在外部消耗磁共振磁體內(nèi)的電能，雖然降場時間略長，但是降場成本遠遠低于利用液氦降場，在使用第一降場裝置降場時，無需磁共振系統(tǒng)的維護工程師到醫(yī)院現(xiàn)場進行磁體降場，該操作可由醫(yī)院技師完成。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例的磁共振磁體降場系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
請參閱圖1，本發(fā)明實施例提供一種磁共振磁體降場系統(tǒng)，包括磁共振磁體1及收容磁共振磁體1的存儲容器34、用于對磁共振磁體1降場的第一降場裝置2及用于對磁共振磁體1降場的第二降場裝置3。其中，第二降場裝置3的降場速度大于第一降場裝置2的降場速度。
在本實施例中，第一降場裝置2通過在外部消耗磁共振磁體1內(nèi)的電能對磁共振磁體1降場，第二降場裝置3通過加熱磁共振磁體1使磁共振磁體1發(fā)熱，從而使磁共振磁體1失去超導狀態(tài)變成一個大電阻，磁體電阻消耗超導磁體電能使磁共振磁體1降場。需要說明的是，存儲容器34能夠收容吸熱液體例如液氦或者液氮，低溫的吸熱液體可以使磁共振磁體(超導線圈)保持在超導狀態(tài)。在使用第二降場裝置3對磁共振磁體1降場的時候，吸熱液體可以吸收磁體電阻消耗超導磁體電能產(chǎn)生的熱量。
具體地，磁共振磁體1為超導線圈組，第一降場裝置2包括超導體元件22、外部電能能耗器24以及用于加熱超導體元件22的第一加熱器25，超導體元件22與磁共振磁體1連接，外部電能能耗器24與磁共振磁體1連接，在第一加熱器25加超導元件22的時候，超導體元件22電阻變大或者斷路，磁共振磁體1與外部電能能耗器24形成回路，外部電能能耗器24消耗磁共振體1內(nèi)的電能。另外，該外部電能能耗器24的阻值小于磁共振磁體1在非超導狀態(tài)下的阻值。進一步，該外部電能能耗器24的阻值遠小于超導線圈組在非超導狀態(tài)下的阻值。進一步，該外部電能能耗器24的阻值遠小于超導元件22在非超導狀態(tài)下的阻值。
具體地，在本實施例中，超導體元件22與超導線圈組也就是磁共振磁體1形成回路，第一加熱器25與超導線圈組也就是磁共振磁體1也形成回路，在第一加熱器25在對超導體元件22加熱后，超導體元件22失去超導性能變成阻值極大的電阻。超導體元件22與外部電能能耗器24形成以超導線圈為電源的并聯(lián)電路，由于超導體元件22在變成電阻后阻值極大，超導線圈內(nèi)的電流將通過外部電能能耗器24，被外部電能能耗器24消耗掉。在本實施例中，超導體元件22為超導開關(guān)，超導開關(guān)存儲僅存儲較少的電能，不會像超導線圈組存儲大量的電能。這樣超導開關(guān)在變成阻值極大的電阻后，超導開關(guān)不會產(chǎn)生大量的熱量，超導開關(guān)與超導線圈組在超導開關(guān)導通時所形成的回路中的電能不會因為超導開關(guān)發(fā)熱消耗掉，而是絕大部分通過外部電能能耗器24消耗掉。在其他實施例中，超導體元件22也可以為其他類型的存儲較少電能的超導元件。
在本實施例中，第一降場裝置2還包括第一降場開關(guān)組26及第一電源27，第一降場開關(guān)組26、第一電源27及第一加熱器25串接在一起形成回路，在閉合第一降場開關(guān)組26后，第一電源27為第一加熱器25供電，第一加熱器25發(fā)熱并加熱超導體元件22。第一降場開關(guān)組26包括一個開關(guān)或者兩個以上個并聯(lián)在一起的開關(guān)，當?shù)谝唤祱鲩_關(guān)組26包括兩個以上個并聯(lián)在一起的開關(guān)時，多個開關(guān)安裝在mri掃描間和操作間等不同位置，方便人們在不同的位置通過操作第一降場開關(guān)組26內(nèi)的開關(guān)控制第一降場裝置2降場。
在本實施例中，外部電能能耗器24包括多個串聯(lián)和/或并聯(lián)在一起的大功率二極管，外部電能能耗器24上優(yōu)選設(shè)置散熱片(圖未示出)，以方便對外部電能能耗器24散熱，更優(yōu)選地，外部電能能耗器24可以放置于此熱容較高的介質(zhì)內(nèi)，此如石蠟。石蠟室溫凝固，受熱融化時會吸收大量熱量，保證耗外部電能能耗器24溫度不會太高。在本實施例中，外部電能能耗器24、超導體元件22及磁共振磁體1之間均通過超導線4連接，以避免能量損耗或者避免普通導線因發(fā)熱受損的問題。
在本實施例中，外部電能能耗器24具有鉗壓功能。電流通過外部電能能耗器24，外部電能能耗器24兩端的電壓不會高于設(shè)定值，此如10v，因此可以保護超導體元件22具體為超導開關(guān)不被燒壞，同時控制磁共振磁體1內(nèi)部電流消耗的速度。
在本實施例中，第二降場裝置3包括第二加熱器32，第二加熱器32用于加熱磁共振磁體1并收納在存儲容器34內(nèi)?？梢岳斫獾氖?，第二加熱器32加熱磁共振磁體1時，超導線圈組發(fā)熱后失去超導性能變成阻值極大的電阻，超導線圈組內(nèi)存儲的電流也就電能在短時間內(nèi)被超導線圈組消耗掉，超導線圈組內(nèi)的電流變?yōu)?的同時釋放大量熱能，揮發(fā)掉大量液氦。
可以理解的是，本發(fā)明中的第一降場裝置2通過外部電能能耗器24消耗超導線圈組內(nèi)的電能，由于外部電能能耗器24的電阻遠遠小于超導線圈組在失去超導性能時的阻值，所以外部電能能耗器24的消耗電能的速度遠小于超導線圈組消耗電能的速度，所以通過外部電能能耗器24將超導線圈組內(nèi)的電能變成0的時間要大于超導線圈組直接將內(nèi)部的電能變成0的時間，故第一降場裝置2的降場速度此第二降場裝置3的降場速度要慢，超導線圈組不發(fā)熱，從而有效的減少液氦的消耗。在本實施例中，第二加熱器32的數(shù)量為多個，多個第二加熱器32可以對不同的超導線圈組加熱，當然，在其他實施例中，第二加熱器32的數(shù)量也可以為一個，一個第二加熱器32同時對多超導線圈組加熱。
優(yōu)選地，第一加熱器25與超導體元件22均收納在存儲容器34內(nèi)，這樣第一降場裝置2在工作時，第一加熱器25與超導體元件22所產(chǎn)生的熱量會被存儲容器34內(nèi)的液氦吸收，不會散發(fā)到mri設(shè)備中，影響mri設(shè)備的使用。
在本實施例，第二降場裝置3還包括第二降場開關(guān)組35及第二電源36，第二降場開關(guān)組35、第二電源36及第二加熱器32串接在一起形成回路，在閉合第二降場開關(guān)組35后，第二電源36為第二加熱器32供電，第二加熱器32發(fā)熱并加熱磁共振磁體1。第二降場開關(guān)組35包括一個開關(guān)或者兩個以上個并聯(lián)在一起的開關(guān)，當?shù)诙祱鲩_關(guān)組35包括兩個以上個并聯(lián)在一起的開關(guān)時，多個開關(guān)安裝在mri掃描間和操作間等不同位置，方便人們在不同的位置通過操作第二降場開關(guān)組35內(nèi)的開關(guān)控制第二降場裝置3降場。
在本發(fā)明的一些實施例中，對于第一降場裝置，可以不采用加熱超導元件的方式使磁共振磁體的電能流向外部電能能耗器，可以改為采用例如機械式超導開關(guān)的方式。機械式超導開關(guān)與磁共振磁體連接，外部電能能耗器與超導開關(guān)連接，當需要進行降場時，斷開超導開關(guān)，使超導開關(guān)所在回路斷路，此時磁共振磁體與外部電能能耗器形成回路，從而外部電能能耗器消耗磁共振磁體內(nèi)的電能，實現(xiàn)類似采用加熱超導元件的降場效果。
本發(fā)明還提供一種磁共振磁體降場系統(tǒng)的降場方法，具體包括，選擇第一降場裝置2與所述第二降場裝置3其中之一對磁共振磁體1降場，可以理解的是，該方法選擇的標準是降場所需的時間要求，在沒有時間要求的情況下，可以選降場速度較慢且可以節(jié)省成本的第一降場裝置2，當然時間緊迫，需要快速降場時，需要通過第二降場裝置3降場。當然，在其他實施例中，第一降場裝置2與第二降場裝置3可以同時開起對磁共振磁體1降場。
在不考慮第二降場裝置3的情況下，本發(fā)明還提供一種磁共振磁體降場系統(tǒng)的降場方法，包括以下步驟：
將超導體元件22與磁共振磁體1連接；
將外部電能能耗器24與超導體元件22連接；以及
利用第一加熱器25對超導體元件22加熱，使超導體元件22電阻變大或者斷路，磁共振磁體1與外部電能能耗器24形成回路，外部電能能耗器24消耗磁共振體1內(nèi)的電能。
本發(fā)明的磁共振磁體降場系統(tǒng)及降場方法，通過設(shè)置第一降場裝置2與第二降場裝置3對磁共振磁體1降場，第二降場裝置3的降場速度快但是成本高，用戶可以根據(jù)需要來選擇適當?shù)慕祱鲅b置對磁共振磁體1，而第一降場裝置2通過外部設(shè)置外部電能能耗器24消耗磁共振磁體1內(nèi)的電能，雖然降場時間略長，但是降場成本遠遠低于利用液氦降場的第二降場裝置3。另外，在單獨使用第一降場裝置2進行降場時，無需磁共振系統(tǒng)的維護工程師到醫(yī)院現(xiàn)場進行磁體降場，該操作可由醫(yī)院技師完成。
以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。