[发明专利]一种手持式超低场MRI的SQUID冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷却装置，尤其涉及一种手持式超低场MRI的SQUID冷却装置。

背景技术

现有的MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像)，其硬件设备主要包括计算机、磁体(或极化线圈)、梯度线圈、激励线圈、磁通量探头、接收线圈、数据获取模块、主控制模块、电力控制模块和接口模块。其中，激励线圈放置在接近被测物体的位置，用于产生对被测试物体不同部位的激励信号；磁体(或极化线圈)和梯度线圈均匀布置在被测物体的周围，用于产生规则的磁场；电力控制模块与数据获取模块、主控制模块和磁通量探头都电连接；接收线圈用于接收被测物体的磁共振信号，接收线圈的输出端与磁通量探头的输入端连接，磁通量探头的输出端与数据获取模块的输入端连接，数据获取模块的输出端与主控制模块的输入端连接，主控制模块的输出端与接口模块连接，接口模块与计算机连接。通过极化线圈和梯度线圈产生规则的磁场，使被测物体中的原子极化，按规则排列，再通过激励线圈对被测物体发出激励信号，使被测物体中规则排列的原子产生自旋而发出磁共振信号，磁共振信号由接收线圈接收后，经磁通量探头转化为电信号，并通过上述电路模块处理后传送给计算机，在计算机上采用成像公式，重建被测物体的图像。MRI在临床实用中主要有永磁型和超导型：

永磁型MRI价格较低，可达到临床检查的效果，但体积重量庞大，其中的磁体需大量采用价格昂贵的稀土材料。

超导型MRI，目前是性能最好磁共振成像技术，但由于其磁通量探测头采用了需要在超低温下才能工作的超导磁体材料，需工作在超低温环境下，日常工作、维护需大量使用昂贵的液氦制冷剂，体积也非常庞大，不适合采购及日常预算不多的中小医院。

由此可见，现有的永磁型MRI和超导型MRI结构都比较庞大，不适合做手持式设备，而且需要在电磁屏蔽室内操作。

SQUID(Superconducting Quantum Interference Device，超导量子干涉器)作为目前世界上灵敏度最高的磁通量探测器，体积非常小，适合用于制成手持式超低场MRI系统，但目前由于仍需要采用液氦作为制冷剂制冷对SQUID进行冷却，其冷却结构比较庞大，无法和SQUID封装在一起，这是导致目前无法采用SQUID制成手持式超低场MRI的一个重要原因，因此，目前还未出现利用SQUID作为核心部件制成手持式超低场MRI系统。而且，长期大量的使用液氦或液氮来冷却SQUID，这类制冷剂属于不可再生的稀缺资源，价格昂贵。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种手持式超低场MRI的SQUID冷却装置，这种手持式超低场MRI的SQUID冷却装置结构简单，体积小，适合作为手持式超低场MRI的SQUID的冷却，冷却效果好，并且节约成本。采用的技术方案如下：

一种手持式超低场MRI的SQUID冷却装置，其特征是：包括冷却头、冷却导管和供冷装置，冷却头与SQUID接触，冷却头通过冷却导管与供冷装置连接。

要构成手持式MRI的基本要求是将极化线圈模块、梯度线圈模块、接收线圈模块、冷却装置和SQUID均封装在探头外壳里面，然而，目前采用液氦、液氮的冷却方式明显不符合封装在一起的要求。本发明通过供冷装置获得适于SQUID工作的超低温，并通过冷却导管和冷却头传导给SQUID，为SQUID提供超低温工作环境，需要封装的部分只是冷却头和部分冷却导管，在供冷装置体积较小的情况下，还可以将供冷装置一并封装在探头外壳中，使手持化程度更高，实现简单，故适合作为手持式MRI的制冷装置使用，并且无需采用液氦冷却，节约工作、维护成本，简单实用。

为了达到结构简单的目的，作为本发明的优选方案，其特征是：所述供冷装置包括外部制冷装置，外部制冷装置与冷却导管连接。通过现有的外部制冷装置进行制冷，需要封装在探头外壳里面的只是冷却头和部分冷却导管，结构简单。上述外部制冷装置可采用美国Cryomech公司的PT405或欧洲的Thales Cryogenics公司的UP系列等，这两款超低温制冷器很适合为SQUID提供超低温的工作环境。