[发明专利]一种储存和转移超极化气体的装置

说明书

本发明公开一种储存和转移超极化气体的装置，包括第一固定卡、外保护壳、螺旋管磁场线圈、线圈架、超极化气体收集气袋、内筒、盖板、第一控制阀门、提手、第二控制阀门、气路管道、第三控制阀门、第四控制阀门、第五控制阀门、限位板、氮气袋、滑动板、第二固定卡、可伸缩电缆线、外供电源插座口、电源单元箱、滑动板限位环、电源控制电路、电线和可充电池。电源控制单元与螺旋管磁场线圈配合使用，一直为超极化气体收集气袋里的超极化气体提供工作磁场，能最大程度地保持超极化气体极化度，并方便、有效地转移超极化气体，适用于核磁共振研究，特别在人体肺部磁共振成像方面具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及激光泵浦、自旋交换、增强惰性气体原子核自旋极化度后的储存和转移，通过该装置能够将超极化气体的极化度最大程度地保持，并且方便、有效地将超极化气体进行转移、用于核磁共振和人体肺部磁共振成像。

背景技术

由于超极化惰性气体原子的核自旋极化度能够通过激光泵浦和自旋交换方法[T.G. Walker et al., Rev. Modern Phys., 1997, 69 ( 2 ) :629]获得了极大地提高，与相同条件下惰性气体的热极化相比可提高3～5个数量级，因此，已经被广泛地应用于肺部磁共振成像研究以及多空、表面材料和分子生物探针中。通常地，由发生器（例如，一种永磁极化器，中国发明专利号：ZL 201110357356.7）工作、完成超极化气体的产生。超极化气体还需要进行收集、累加，然后转移至相关核磁共振谱仪或者磁共振成像仪中进行使用。在这一转移过程中，超极化气体主要以两种形态存在：第一种通常使用连续流动式超极化气体发生器[A. L. Zook et al., J. Magn. Reson., 2002,159: 175]，由磁场、杜瓦瓶和储存玻璃管组成固态储存器[M. Gatzke et al.，Phys. Rev. Lett., 1993, 70: 690]进行液氮冷冻收集／累加，主要使用超极化惰性气体氙，运送到核磁共振谱仪或者磁共振成像仪后再升华为气体进行使用；第二种通常使用间歇式超极化气体发生器[Zhou X et al.,Chinese Phys. Lett., 2004, 21( 8) :1501]，然后直接储存收集超极化气体。在以上两种形式的收集过程中要求尽可能地保持超极化气体的极化度。

当超极化气体作为造影剂用于人体肺部磁共振成像的研究中时，如何保持大容量超极化气体的极化度，其要求极高。但是，出于目前其应用的特殊性，通常运送的距离较短，一般是从超极化气体发生器到磁共振成像仪。典型地运送方法是：1）将超极化气体进行液氮冷冻收集／累加后原位升华（例如，一种激光预极化氙的累积输出装置，中国发明专利号：ZL 201410197709.5），减少了升华过程中的极化度，然后由气袋收集，再由操作者拿着装有超极化气体的气袋，在地磁场环境中转移到磁共振成像仪，提供给人体肺部。2）气袋收集发生器产生的超极化气体后，直接在地磁场环境中转移到磁共振成像仪，用于人体肺部超极化气体磁共振成像。这两种方法转移中都会较大地损失了超极化气体的极化度。因此针对此类应用的特点，亟需发展一种能够避免在地磁场环境转移超极化气体、最大化地保持超极化气体极化度并能快速进行转移的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超极化气体储存和转移装置。便携式、易移动、易操作、结构简单，能够连续提供一个工作磁场，在储存和转移过程中有效地保持超极化气体的极化度。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施：