阅读说明：本技术 用于梯度线圈的带场替换方法 (Band replacement method for gradient coil ) 是由 韩振宇 何钧 林海洋 李文彬 于 2020-07-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于梯度线圈的带场替换方法,包括步骤：1：不降低超导磁体(3)磁场强度并在两端设第一移动件(1)和固定件(5)；2：连接件(4)设在第一移动件和固定件间；3：第二移动件(8)装在连接件上并移动；4：第二移动件顶起梯度线圈(2)并移动；5：移到第一移动件上方时,降低连接件使梯度线圈落在第一移动件上；6：卸下连接件和第二移动件；7：更换新梯度线圈并移回超导磁体一端；8：安装连接件和第二移动件；9：第二移动件顶起新梯度线圈并移动；10：移动到位后,降低连接件,卸下连接件和第二移动件、第一移动件和固定件。本发明能在超导磁体不降低磁场的情况下替换梯度线圈,节约降低磁场和励磁升场的时间。(The invention discloses a band field replacement method for a gradient coil, which comprises the following steps: 1: the magnetic field intensity of the superconducting magnet (3) is not reduced, and a first moving part (1) and a fixed part (5) are arranged at two ends; 2: the connecting piece (4) is arranged between the first moving piece and the fixed piece; 3: the second moving member (8) is mounted on the connecting member and moves; 4: the second moving piece jacks up the gradient coil (2) and moves; 5: when the gradient coil moves to the upper part of the first moving part, the connecting piece is lowered to enable the gradient coil to fall on the first moving part; 6: detaching the connecting piece and the second moving piece; 7: replacing a new gradient coil and moving back to one end of the superconducting magnet; 8: mounting the connecting piece and the second moving piece; 9: the second moving piece jacks up the new gradient coil and moves; 10: after the first moving part and the second moving part are moved in place, the connecting part is lowered, and the connecting part, the second moving part, the first moving part and the fixing part are detached. The invention can replace the gradient coil under the condition that the superconducting magnet does not reduce the magnetic field, and saves the time for reducing the magnetic field and exciting the field.)

用于梯度线圈的带场替换方法

技术领域

本发明涉及一种磁共振成像系统的维护方法，尤其涉及一种用于梯度线圈的带场替换方法。

背景技术

磁共振成像技术是一种先进的医学影像技术，对人体没有伤害性，广泛应用于临床医学领域对人体各个部位疾病的诊断和相应的科学研究。磁共振成像系统包括磁体、梯度系统(梯度线圈和梯度放大器)、射频链路(射频发射线圈、射频接收线圈和射频放大器等)、谱仪和计算机等部件。磁体是磁共振系统最基本的部件，用于产生一个均匀的背景磁场。按原理分为三种类型：永久磁体、常导磁体和超导磁体。无论那种磁体，在磁共振正常工作的时候，在磁体内部和磁体周围都是有较强磁场(低场磁共振系统)或很强的磁场(超导磁体)，任何带有磁性的材料都会被吸引。以目前市场上最常见的超导磁体为例，场强一般为1.5T或3.0T，其周围磁场非常强，最常见的铁和不锈钢金属制品在其周围很容易被其所吸引。有以往的新闻报道中提到过有病人的轮椅和气体钢瓶被超导磁体所吸导致的医疗事故。在做磁共振扫描时，病人绝对不能佩戴金属物品，包括心脏起搏器，即使是无磁性的金属，有可能因为涡流效应产生热效应，而使得病人产生不适。

在磁共振成像系统中，梯度磁场主要是对磁共振信号进行空间编码，从而将位置信息与从磁共振系统中获得的信号对应起来。梯度磁场由梯度线圈产生，一般常见的1.5T水平场超导磁体磁共振系统的梯度线圈圆筒状，它安装在超导磁体和射频发射线圈之间，主要由铜导线、水冷管和树脂制成，重量大约为700KG左右，无法用人工直接安装和拆卸，而必须利用叉车等大型装备。但几乎所有的叉车都是由磁性很强的不锈钢制作的，在超导磁体正常工作的情况下，这些装备都会被磁体吸住无法工作，甚至导致磁场失超等事故。因此，一般情况下，在磁共振系统的梯度线圈出现故障需要替换的时候，都必须慢慢得将超导磁体中的几百安培的电流降到零，让超导磁体不再带有磁场，然后用叉车去下故障梯度线圈，安装新的梯度线圈，再把电流慢慢增大到正常工作的几百安培。整个替换梯度线圈的过程需要两到三天的时间，一般的大型医院的磁共振系统都排得非常满，病人基本都要等两周左右的时间才能做扫描。因此这个替换时间对于医院来说，会极大的浪费医疗时间，而且可能耽误病人的病情。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于梯度线圈的带场替换方法，能在超导磁体不用降低磁场到零的情况下替换梯度线圈，节约降低磁场和励磁升场的时间。

本发明是这样实现的：

一种用于梯度线圈的带场替换方法，包括以下步骤：

步骤1：不降低超导磁体的磁场强度，在超导磁体的一端设置第一移动件，在超导磁体的另一端固定设置固定件；

步骤2：第一移动件和固定件的顶部均设置平台，平台处于水平位置，并在两个平台上活动连接连接件，使连接件贯穿梯度线圈；

步骤3：将第二移动件安装在连接件上，使第二移动件能沿连接件移动，第二移动件位于梯度线圈内；

步骤4：升高连接件使第二移动件将梯度线圈顶起，通过第二移动件带动梯度线圈沿连接件向第一移动件的方向移动；

步骤5：梯度线圈移动到第一移动件上方时，降低连接件使梯度线圈落在第一移动件上；

步骤6：卸下连接件和第二移动件，通过第一移动件移动梯度线圈，完成梯度线圈的带场拆卸；

步骤7：在远离磁场的场所更换第一移动件上的梯度线圈，并通过第一移动件将新的梯度线圈移动至超导磁体的一端；

步骤8：将连接件安装在平台上，第二移动件安装在连接件上，使第二移动件位于新的梯度线圈内；

步骤9：升高连接件使第二移动件将新的梯度线圈顶起，通过第二移动件带动新的梯度线圈沿连接件向超导磁体内移动；

步骤10：新的梯度线圈移动到位后，降低连接件使第二移动件与新的梯度线圈脱离，卸下连接件和第二移动件，移走第一移动件和固定件，完成新的梯度线圈的带场安装。

所述的连接件的两端分别通过若干个调节螺栓安装在两个平台的预留螺栓孔上，且连接件通过预留螺栓孔内调节螺栓的螺纹旋动而上下升降。

所述的调节螺栓为铜或铝材质制成。

所述的第一移动件的长度不小于梯度线圈的长度，连接件的一端延伸到第一移动件的上方，且连接件位于第一移动件上方的长度不小于梯度线圈的长度。

所述的连接件的长度方向与梯度线圈的轴向平行。

所述的第一移动件的顶部设有弧形底座，使梯度线圈的弧形底面与弧形底座的表面匹配贴合。

所述的第一移动件、连接件、固定件、平台和第二移动件均为铜或铝材质制成。

本发明在不降低超导磁体磁场强度的条件下，通过第二移动件和连接件承载并移出和装入梯度线圈，通过第一移动件实现梯度线圈的移动和替换，大大提高了梯度线圈的更换效率，减少磁共振系统的维护时间。

附图说明

图1是采用本发明用于梯度线圈的带场替换方法移出梯度线圈的示意图；

图2是图1的主视图；

图3是图1的侧视图。

图中，1第一移动件，11弧形底座，12万向轮，2梯度线圈，3超导磁体，4连接件，5固定件，6平台，7调节螺栓，8第二移动件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参见附图1至附图3，一种用于梯度线圈的带场替换方法，包括以下步骤：

步骤1：不降低超导磁体3的磁场强度，在超导磁体3的一端设置第一移动件1，在超导磁体3的另一端固定设置固定件5。

步骤2：第一移动件1和固定件5的顶部均设置平台6，平台6处于水平位置，并在两个平台6上活动连接连接件4，使连接件4贯穿梯度线圈2。

所述的连接件4的两端分别通过若干个调节螺栓7安装在两个平台6的预留螺栓孔上，且连接件4通过预留螺栓孔内调节螺栓7的螺纹旋动而上下升降，用于调节连接件4的高度。

所述的第一移动件1的长度不小于梯度线圈2的长度，连接件4的一端延伸到第一移动件1的上方，且连接件4位于第一移动件1上方的长度不小于梯度线圈2的长度，确保梯度线圈2有足够的移出距离，使其稳定落在第一移动件1上。

所述的连接件4的长度方向与梯度线圈2的轴向平行，确保梯度线圈2沿其轴向移动，避免发生碰撞和摩擦等事故而导致超导磁体的损坏。

步骤3：将第二移动件8通过滑轮和导轨安装在连接件4上，使第二移动件8能通过滑轮和导轨沿连接件4移动，第二移动件8位于梯度线圈2内。

步骤4：通过调节螺栓7的旋动升高连接件4，使第二移动件8将梯度线圈2顶起，梯度线圈2的重量全部由第二移动件8承担，通过第二移动件8带动梯度线圈2沿连接件4向第一移动件1的方向移动。

步骤5：梯度线圈2移动到第一移动件1上方时，通过调节螺栓7的旋动降低连接件4，使梯度线圈2的底部落在第一移动件1上，梯度线圈2的重量全部由第一移动件1承担。

所述的第一移动件1的顶部设有弧形底座11，使梯度线圈2的弧形底面与弧形底座11的表面匹配贴合，确保梯度线圈2在第一移动件1上的置放稳定性。

步骤6：卸下连接件4和第二移动件8，通过第一移动件1移动梯度线圈2，即完成了梯度线圈2的带场拆卸。

步骤7：在远离磁场的场所通过叉车等设备更换第一移动件1上的梯度线圈2，并通过第一移动件1将新的梯度线圈2移动至超导磁体3的一端。

步骤8：将连接件4通过调节螺栓7安装在平台6上，第二移动件8通过滑轮和导轨安装在连接件4上，使第二移动件8位于新的梯度线圈2内。

步骤9：通过调节螺栓7的螺纹旋动升高连接件4，使第二移动件8将新的梯度线圈2顶起，新的梯度线圈2的重量全部由第二移动件8承担，通过第二移动件8带动新的梯度线圈2沿连接件4向超导磁体3内移动。

步骤10：新的梯度线圈2移动到位后，通过调节螺栓7的螺纹旋动降低连接件4，使第二移动件8与新的梯度线圈2脱离，卸下连接件4和第二移动件8，移走第一移动件1和固定件5，完成新的梯度线圈2的带场安装。

所述的第一移动件1、连接件4、固定件5、平台6、调节螺栓7和第二移动件8均采用铜或铝材质制成，也可采用其他没有磁性的材料制成，使替换过程中任何部件都不被磁场吸引，且具有足够的机械强度以承载梯度线圈2的重量。第一移动件1、连接件4、固定件5、平台6、调节螺栓7和第二移动件8构成的整个装置的承载能力能达到1.5吨左右。

固定件5在整个替换过程中固定不动，其承载能力约为1吨，确保能稳定承载梯度线圈2的重量。

第一移动件1可采用底部带有万向轮12的推车，方便移动和转向，且万向轮12具有自锁功能，确保在移出旧梯度线圈2和移入新梯度线圈2的时候能稳定设置在超导磁体3的一端。

平台6上至少设有两个调节螺栓7，确保对连接件4的升高和降低的平衡性。

第二移动件8可采用底部带有滑轮的小车，第二移动件8通过滑轮沿连接件4上的导轨稳定移动，用于移出或移入梯度线圈2。第二移动件8的顶部可制成弧面结构使其能与梯度线圈2的内壁贴合，确保对梯度线圈2的稳定支撑。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。