[发明专利]磁体装置

说明书

技术领域

本发明涉及医学成像领域，尤其涉及一种磁体装置。

背景技术

随着超导技术和超导材料的蓬勃发展，超导磁体技术具有十分广阔的应用前景。超导磁体具有电流密度高、能耗低、体积小、磁场强度高等优点，在基础科学研究、交通运输、工业技术和医疗卫生领域的应用越来越广泛。例如，在医学技术领域中，由超导磁体组成的超导MRI系统正在迅速地取代永磁体MRI系统，已经成为主流的医学成像设备之一。其中，超导磁体的作用是为超导MRI系统提供稳定均匀的主磁场。

由于超导材料的限制，目前所有超导磁体的稳定运行都离不开低温条件。例如，由铌钛(NbTi)、铌三锡(Nb3Sn)等超导线材绕制而成的低温超导磁体，其运行温度一般在4.2K左右，通常由液态氦(LHe)提供低温环境；二硼化镁(MgB2)超导磁体的运行一般在20K左右；通常由液态氢(LH2)提供低温环境；其它由铋锶钙铜氧(BSCCO)、钇钡铜氧(YBCO)等超导线材绕制的高温超导磁体，其运行温度范围较大，但一般都低于80K，通常由液态氮(LN2)、液态氖(LNe)等低温液体提供低温环境。不同的运行温度超导磁体的临界电流密度不同，运行温度越低临界电流密度越大。对于需要借助低温液体来维持低温环境的超导磁系统，由于低温液体的消耗，需要不断补充或者定期补充低温液体。所以这种超导磁体系统运行的主要费用是维持低温环境的费用(即，低温费用)。同时，也是这种特殊的环境要求阻碍了超导磁体技术的普及应用。

在目前常规的超导MRI系统中，其超导磁体大多数是NbTi超导磁体，这种超导磁体(或线圈)通常都是被封装在液氦容器中，由液氦全部浸没或者部分浸没，保证超导磁体的稳定运行。液氦容器通过固定结构安装在恒温器中。这种结构的MRI液储存器体积约为1500至2000升。这种结构MRI的缺点是：不仅氦容器制造费用昂贵，而且需要填充的液氦量也巨大，低温费用巨大。若直接减少液氦罐中的液氦，会导致超导磁体大部分暴露在氦气中，运行时局部超导线由于受力弯曲等原因产生的热量不能及时被液氦吸收，极易失超。此外，将数千升的液氦运输到医院对MRI再填充可能也是非常不方便。总所周知，随着地球上氦资源的耗尽，液氦的价格逐年攀升，这给医院及患者带来了极重的经济负担。

所以，需要提供一种新的超导磁体系统来解决目前超导磁体系统液氦用量大的问题，同时又能保证超导磁体的稳定运行。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种磁体装置，包括：

沿轴向延伸的线圈架；布置于所述线圈架上的若干个线圈，所述线圈在轴向上依次布置；第一壳体，与线圈架固定且环绕于所述线圈的外部，所述线圈架与第一壳体形成用于容纳低温冷却液的腔体；所述腔体在径向上具有第一宽度；第二壳体，设置于第一壳体外部，所述第一壳体、第二壳体之间具有环状空腔；所述环状空腔在径向上具有第二宽度，且第二宽度大于第一宽度。

优选地，还包括设置在环状空腔内的冷却液缓冲罐以及设在在第二壳体外面的制冷机。

优选地，所述冷却液缓冲罐与所述用于容纳冷却液的腔体连通，所述制冷机用于将第二壳体内的低温制冷剂产生的蒸汽冷凝成液态。

优选地，还包括设置于第一壳体与第二壳体之间开关储液盒，用于放置超导开关，并与所述冷却液缓冲罐及所述用于容纳冷却液的腔体连通。

优选地，所述线圈架包括内线圈架，置于所述内线圈架上的内线圈；所述第一壳体包括盖板，所述盖板的两侧固定于线圈架上；所述盖板、部分内线圈架形成用于容纳冷却液的第一腔体。

优选地，所述线圈架包括外线圈架，置于所述外线圈架上的外线圈；所述第一壳体包括存储器，所述外线圈架置于所述存储器内，所述存储器、至少部分外线圈架形成用于容纳冷却液的第二腔体。

优选地，还包括引流线，用于将于所述制冷机液化的冷却液引流到所述冷却液缓冲罐中。

优选地，与所述线圈架接触的盖板表面设置有凹槽粘接结构，所述凹槽粘接结构上设置有胶水。

优选地，通过圆形紧固件固定所述盖板与线圈架接触的部分。

本发明还提出了一种磁体装置，包括：

空腔，以及位于所述空腔内沿轴向延伸的线圈架；

布置于所述线圈架上的若干个线圈，所述线圈在轴向上依次布置；

位于空腔内用于容纳低温冷却液的腔体，所述腔体由线圈架以及固定于线圈架并环绕于所述线圈外部的第一壳体构成，且所述腔体的容积小于空腔的容积。

优选地，还包括：第二壳体，位于所述第一壳体的外部；所述第二壳体为封闭罐体，其内部的区域为所述空腔。