用于磁共振成像系统的氦容器端口装置的制作方法

本发明涉及用于磁共振成像(MRI)系统的氦容器端口装置和氦容器装置，尤其用于具有氦冷却系统的超导磁体系统。它进一步涉及用于操作氦容器端口装置的方法。

背景技术：

磁共振成像(MRI)系统典型地包括超导磁体和氦冷却系统。在氦冷却系统中，气态氦借助于冷头(coldhead)被再压缩并且被引导至氦容器中。

为了更换冷头，磁体必须被斜降(ramp down)，因为冷头套(coldhead sock)通过管道被连接至氦容器。如果没能这样做，可能会在猝熄的事件中导致危险量的氦气逸入执行冷头更换的服务工程师的区域中。

此外，在冷头更换期间存在有空气侵入和随后的冰积聚在冷头套和连接管道中的风险。在磁体的寿命期间，冰可能会聚集在将冷头套连接至难以去除的转台(turret)的管道中。冷头的去除对于执行除冰操作是必要的，这也要求磁体被斜降。当前为了更换冷头，有必要使磁体斜降。还有为了对连接管道除冰，有必要使磁体斜降并且去除冷头。

技术实现要素：

因此本发明的目的是提供尤其允许在不使磁体斜降的情况下更换冷头的用于磁共振成像系统的有利的氦容器端口装置、磁共振成像系统和用以操作该装置的方法。

该目的通过如权利要求1中所要求保护的氦容器端口装置、如权利要求10中所要求保护的氦容器装置、如权利要求15中所要求保护的磁共振成像系统和通过如权利要求11中所要求保护的用以操作氦容器端口装置的方法来解决。从属权利要求进一步限定了本发明的发展。

本发明的用于磁共振成像(MRI)系统的氦容器端口装置包括用于将氦引导进入氦容器中的端口。氦容器端口的一部分包括虹吸管、虹吸锥体和管道或流动通道。虹吸锥体与虹吸管流动连接。管道或流动通道包括入口开口和出口开口。入口开口被配置用于将它与冷头套连接，更精确地用于提供与冷头套的流动连接。出口开口与端口和虹吸锥体流动连接。端口包括端口部件。端口部件包括流动通道，流动通道具有被配置用于将流动通道与服务虹吸管连接的第一开口、与虹吸锥体流动连接的第二开口和与连接至冷头套的管道的出口开口流动连接的第三开口。

在上面描述的困难通过借助于可以与装配有不同吸头的标准服务虹吸管对接的端口部件使冷头连接管道延伸到氦容器中或转台中而得以解决。

该装置的优点在于，端口部件的第一开口可以被配置用于使服务虹吸管、例如标准的氦服务虹吸管在虹吸锥体中对准。

该装置的选项在于，本发明的氦容器端口包括被配置用于维持服务虹吸管相对于虹吸锥体和/或相对于管道的出口开口的对准和/或用于维持端口部件相对于虹吸锥体和/或相对于管道的出口开口的对准的支撑部件。

端口装置可以包括转台。氦容器端口装置或转台可以包括壁。管道可以被定位在壁中。例如，管道可以部分地或完全被定位在壁内。管道优选被焊接到壁中。

端口部件的第一开口可以包括中心线并且端口部件的第二开口可以包括中心线。虹吸锥体可以包括与第一开口和/或第二开口的中心线和/或服务虹吸管的中心线对应的中心线。换言之，虹吸锥体的中心线可以是第一开口和/或第二开口的中心线和/或服务虹吸管的中心线的延长，或者虹吸锥体的中心线可以与第一开口和/或第二开口的中心线和/或服务虹吸管的中心线相同。这具有服务虹吸管可以容易地插入并装配到虹吸锥体中的优点。

氦容器端口装置可以包括被配置用于将服务虹吸管插到端口部件内的容器检查管。容器检查管可以包括外管和内管，并且可以被配置用于将服务虹吸管经由外管插到端口部件中。

氦容器端口装置优选地包括具有包括开口的吸头的服务虹吸管，其中吸头被装配到端口部件中并且被配置成使得端口部件的第三开口和/或管道的出口开口借助于吸头被关闭，并且吸头的开口与虹吸锥体流动连接。该配置提供了可以在更换冷头或可以在执行除冰操作的时候在不使磁体斜降的情况下从服务虹吸管为氦容器提供氦的可能性。

在进一步的变体中，氦容器端口装置可以包括具有吸头的服务虹吸管。吸头可以具有或包括开口。吸头可以被装配到端口部件中并且被配置成使得虹吸锥体借助于吸头被关闭，并且吸头的开口与端口部件的第三开口和/或管道的出口开口流动连接。优选地，吸头的开口仅与端口部件的第三开口和/或管道的出口开口流动连接。该配置提供了从服务虹吸管为管道和例如冷头套提供氦气的可能性。借助于所描述的吸头，冷头套可以与氦容器或与转台隔离。该配置可以用于对连接管除冰。此外，该配置还可以提供氦气的正向流动以防止冷头更换期间的空气侵入。该吸头可以保持在适当位置直到冷头已被冷却下来。冷头可以通过使用经过服务虹吸管的冷的氦并且经由传输线和阀(例如旁通阀)通气而被强制冷却。

一般地，服务虹吸管优选地为氦虹吸管。氦容器端口装置可以包括转台，转台可以包括端口部件。

本发明的氦容器装置包括之前描述的氦容器端口装置。它可以包括氦容器和之前描述的氦容器端口装置。氦容器装置具有与之前描述的氦容器端口装置相同的优点。

本发明的磁共振成像系统包括之前描述的本发明的氦容器端口装置和/或之前描述的本发明的氦容器装置。本发明的磁共振成像系统具有与本发明的氦容器端口装置相同的优点。

本发明的用于操作如之前所描述的本发明的氦容器端口装置的方法的特征在于，将氦、优选液态氦引导进入管道的入口、经过管道并且经由管道的出口进入用于将氦引导进入氦容器中的端口中。氦可以从冷头套被引导到管道的入口中。本发明的方法具有与之前描述的本发明的氦容器装置相同的优点。

该装置的优点在于氦被引导进入管道的入口、经过管道并且经由管道的出口进入虹吸锥体内并进入虹吸管中。

该装置的选项在于方法包括如下步骤：使端口部件的第三开口关闭和/或使管道的出口开口关闭，并且将氦从服务虹吸管引导进入虹吸锥体中并进入虹吸管中。这允许了可以在更换冷头或可以执行除冰操作的时候在不使磁体斜降的情况下从服务虹吸管用氦填充氦容器。

作为进一步的选项，本发明包括如下步骤：借助于服务虹吸管的吸头使虹吸锥体关闭并且将氦从服务虹吸管引导进入端口部件的第三开口和/或管道的出口开口中。借助于所描述的吸头，冷头套可以与氦容器和/或与转台隔离。该配置可以用于对连接管除冰。此外，该配置还可以提供氦气的正向流动以防止冷头更换期间的空气侵入。该吸头可以保持在适当位置直到冷头已被冷却下来。冷头可以通过使用经过服务虹吸管的冷的氦并且经由传输线和阀(例如旁通阀)通气而被强制冷却。

一般地，本发明的优点在于，在位于与虹吸管端口在一条线上的冷头连接管道的端部(例如在转台的下端部)处的接口或端口部件的添加。接口或端口部件的设计允许虹吸管以通常的方式操作。另外，以下操作现在是可能的。可以将冷头套与氦容器隔离。这使得能够实现现场冷头更换而没有窒息的风险。此外，存在有在不用去除冷头的情况下对冷头连接管除冰的能力，很可能磁体仍然在场。此外，存在有创建了氦气的经过管道和连接管并经过冷头套离开的受控流动以防止冷头更换期间的空气侵入的能力。另外，存在有在冷头冷却下来的时候使冷头套保持与氦容器隔离以防止热的气体进入氦容器并使磁体猝熄的能力。此外，存在有用冷的氦气将冷头强制冷却以防止热气体猝熄的能力。

附图说明

本发明的进一步的特征、性质和优点将从结合附图进行的以下实施例的描述中变得清楚。实施例不限制本发明的范围，本发明的范围由随附权利要求来确定。所有的描述的特征作为单独的特征或者在彼此的任何组合中都是有利的。

图1以沿磁体的中心线的截面图示意性地示出磁体装置。

图2示意性地示出磁体的侧视图和转台与冷头的截面图。

图3以截面图示意性地示出本发明的氦容器端口装置。

图4以截面图示意性地示出具有服务虹吸管的第一变体的本发明的氦容器端口装置。

图5以截面图示意性地示出具有服务虹吸管的第二变体的本发明的氦容器端口装置。

图6示意性地示出在插入服务虹吸管时的本发明的氦容器端口装置的截面图。

具体实施方式

现在将参照图1至图6来描述用于磁共振成像(MRI)系统的本发明的氦容器端口装置、氦容器装置和本发明的用于操作该氦容器端口装置的方法。

图1以沿磁体3的中心线2的截面图示意性地示出磁体装置1。磁体线圈3由提供氦空间4的氦容器5围绕。氦容器5由真空室6包住。真空室6包括至少一个辐射屏蔽件7和真空空间8。

组合有冷头的转台31与真空室连接。转台包括与氦容器5连接的用于将氦引导进入氦容器5中的端口30。转台31进一步包括通气管20和通向冷头套的管或连接管道37。通气管20包括中心线21。端口30与通向冷头套的管或连接管道37连接。

磁共振成像系统将进一步包括诸如梯度和场线圈、匀场线圈和患者台等的进一步的设备(未示出)。一个或多个系统电子器件柜(多个)容纳磁体监控系统和在通信线上控制磁体和这样的进一步的设备的操作的其他控制与测量设备。磁体监控系统接收来自被附接至MRI系统的各种部件的适当的系统传感器的数据输入。氦压缩机典型地是机电装置。它在传统上被以机械的方式装在系统电子器件柜(多个)内，但是氦压缩机传统上是独立的装置。

图2示意性地示出具有磁体3的真空室6的侧视图和组合有冷头的转台31的截面图。转台31包括冷头装置9、通气管20和进入氦容器5中的端口30。冷头装置9包括冷头套19并且经由管或管道37与端口30连接。通气管20包括可去除的虹吸管10。

图3以截面图示意性地示出本发明的氦容器端口装置。氦容器端口装置包括用于将氦引导进入氦容器5中的端口30。端口30可以是转台31的一部分。端口30包括虹吸管32、虹吸锥体33和管道或流动通道34。虹吸锥体33与虹吸管32流动连接。

管道或流动通道34包括入口开口35和出口开口36。入口开口35被配置用于将它与冷头套19连接，更精确地用于提供与冷头套19的流动连接。出口开口36与端口30和虹吸锥体33流动连接。氦、优选液态氦的流动方向用进入虹吸管中的箭头38和直接进入端口30中的箭头39示出。

端口30包括端口部件40。端口部件40包括流动通道44，流动通道44具有被配置用于将流动通道44与服务虹吸管(图3中未示出)连接的第一开口41、与虹吸锥体33流动连接的第二开口42和与管道34的出口开口36流动连接的第三开口43。

端口30和/或转台31可以包括壁。在图3中，管道34被定位在端口30和/或转台31的壁中。例如，管道34可以部分地或完全被定位在壁内。管道34优选被焊接到壁中。

有利地，端口部件40的第一开口41被配置用于使服务虹吸管(例如标准氦服务虹吸管)在虹吸锥体33中对准。

可选地，本发明的端口装置包括被配置用于维持服务虹吸管相对于虹吸锥体33和/或相对于管道34的出口开口36的对准、和/或用于维持端口部件40的相对于虹吸锥体33和/或相对于管道34的出口开口36的对准的支撑部件45。

端口部件40的第一开口41可以包括中心线46并且端口部件40的第二开口42可以包括中心线47。虹吸锥体33可以包括与第一开口41的中心线46对应和/或与第二开口42的中心线47对应和/或与服务虹吸管的中心线49对应的中心线48。换言之，虹吸锥体33的中心线可以是第一开口41和/或第二开口42的中心线和/或服务虹吸管的中心线49的延长，或者虹吸锥体33的中心线可以与第一开口41和/或第二开口42的中心线和/或服务虹吸管的中心线49相同。这具有服务虹吸管可以容易地被插入并装配到虹吸锥体33中的优点。

此外，第三开口43可以包括可垂直于第一开口41的中心线46和/或垂直于第二开口42的中心线47走向的中心线68。

端口装置可选地包括被配置用于将服务虹吸管插入端口部件40中的容器检查管50。容器检查管50可以包括外管51和内管52并且可以被配置用于将服务虹吸管经由外管51插入端口部件40内。在图3中，容器检查管50例如被焊接到端口30的壁中或者转台31中。端口装置一般可以包括转台31，转台31包括端口部件40。

图4在截面图中示意性地示出具有服务虹吸管53的第一变体的图3的端口装置。一般地，服务虹吸管53优选地是氦虹吸管。服务虹吸管53包括包含开口55的吸头54，其中吸头54被装配到端口部件40中并且被配置成使得端口部件40的第三开口43和管道34的出口开口36借助于吸头54被关闭。吸头54的开口55与虹吸锥体33流动连接56。氦、优选液态氦的从服务虹吸管53经由虹吸锥体33到虹吸管32中的流动方向用箭头56示出。

利用该配置，例如可以在可以执行更换冷头的时候在不使磁体斜降的情况下将氦从服务虹吸管53引导进入端口30中并且进一步到氦容器5中。

图5以截面图示意性地示出具有服务虹吸管63的第二变体的端口装置。服务虹吸管63具有吸头64。吸头64包括开口67。吸头64被装配到端口部件40中并且被配置成使得虹吸锥体借助于吸头64、例如使用用于关闭虹吸锥体的部件65被关闭。吸头64的开口67与端口部件的第三开口43和与管道34的出口开口36流动连接。优选地，吸头64的开口67仅与端口部件40的第三开口43和与管道34的出口开口37流动连接。

利用该配置，管道34以及例如冷头套可以从服务虹吸管63被提供有氦、例如液态或气态氦。借助于所描述的吸头64，冷头套可以与端口30并且与氦容器5隔离或者与转台31隔离。该配置可以用于对连接管37除冰。此外，通过将氦气从出口开口36朝向入口开口35引导进入管道34中，可以防止冷头更换期间的空气侵入。吸头64可以保持在适当位置，直到冷头冷却下来。冷头可以通过使用经过服务虹吸管的冷的氦并且经由传输线和阀(例如旁通阀)通气而被强制冷却。

图6示意性地示出在插入如结合图3所描述的服务虹吸管53时的本发明的端口装置的截面图。备选地，可以插入如结合图4所描述的服务虹吸管63。这是用于给磁体加满氦的虹吸管的位置。

虽然已特别参照使用氦制冷剂进行冷却描述了本申请，但本发明可以应用于通过诸如氢、氮、氖、氩等的其他制冷剂被冷却的超导磁体。