磁共振成像代表一种用于获取检查对象内部的图像的著名的成像方法。为了执行磁共振测量，检查对象通常定位在磁共振装置的强且均匀的静态磁场(b0场)中。静态磁场可以包括0.2特斯拉至7特斯拉的磁场强度，从而使检查对象内部的核自旋沿着静态磁场对准。为了触发所谓的核自旋共振，将射频激励脉冲发射到检查对象中。每个射频激励脉冲均致使检查对象内的核自旋磁化成偏离静态磁场一定量，该量被称为翻转角度。射频激励脉冲可以包括交变(电)磁场，该交变(电)磁场的频率对应于相应的静态磁场强度下的拉莫尔(larmor)频率。受激励的核自旋可能表现出旋转的且衰减的磁化(核磁共振)，这可以使用专用的射频天线来检测。为了对测量数据进行空间编码，将快速切换的磁梯度场叠加在静态磁场上。所接收到的核磁共振通常被数字化并且作为复数值存储在k空间矩阵中。该k空间矩阵可以用作用于重建磁共振图像以及用于确定光谱数据的基础。磁共振图像通常借助于k空间矩阵的多维傅里叶变换来重建。
背景技术：
1、磁共振装置可以使用超导磁体来产生均匀的静态磁场。超导磁体必须冷却到临界温度以下以保持超导状态。通常，超导磁体用可以是气体或液体的低温冷却剂流体或制冷剂冷却。
2、在超导状态下，超导磁体的电阻率非常接近于零。然而，在故障情况下，超导磁体可以突然将其状态从超导变为正常。这个过程被称为“失超(quench)”。失超需要立即丢弃所有施加的电力，并将超导磁体的电磁能量耗散到专用负载或保护电路中。重要的是及时检测失超，以便避免损坏超导磁体、磁共振装置以及磁共振装置的周围环境。
3、失超的检测可以通过不同的方法来执行，比如使用电压分接头的电压检测、声发射的检测(即超导磁体的部分的破裂和/或分层)或温度检测。在常规的磁共振装置中，限定相应的阈值。如果超过阈值，超导磁体将被关断，因此防止潜在的损坏，但也使磁共振装置在长时间段内不可操作。
4、尤其是在具有少量制冷剂的磁体设计中，用于检测失超的常规方法可能干扰由用户或磁共振装置引起的有意降场(rundown)。例如，有意降场可以导致超导磁体中的电压下降和/或温度上升，因此触发在失超的情况下使超导磁体关断的过程，使磁共振装置在几个小时甚至几天内不可操作。
技术实现思路
1、因此，本发明的目的是改进磁共振装置中超导磁体的失超的检测。
2、这个目的通过根据本发明的磁共振装置来实现。在从属权利要求中详细说明了其他有利的实施方式。
3、本创新性磁共振装置包括控制系统和压力传感器，该控制系统包括处理单元。
4、本创新性磁共振装置可以实施为闭孔式或开孔式扫描仪。特别地，本创新性磁共振装置可以配置成用于从位于磁共振装置的成像区域内的对象获取磁共振数据。优选地，磁共振装置配置成用于从位于成像区域内的对象获取磁共振图像数据或诊断性磁共振图像数据。该对象可以是患者，特别是人或动物。
5、磁共振装置可以包括超导磁体，该超导磁体包含一个或更多个超导线圈。所述一个或更多个超导线圈可以包括在超导温度处(或以下)具有可忽略的电阻的线材。
6、磁共振装置还可以包括制冷机或低温冷却器。低温冷却器可以配置成用于对磁共振装置的部件进行冷却。例如，低温冷却器可以配置成用于对磁共振装置的超导磁体、梯度系统、屏蔽结构、缓冲单元、制冷剂器皿和/或低温恒温器进行冷却。
7、优选地，低温冷却器配置成提供在超导磁体的超导材料的超导温度以下的温度。低温冷却器可以包括冷头，该冷头包括具有不同温度水平的一个或更多个级。例如，低温冷却器可以实现为脉管制冷机、吉福德-麦克马洪(gifford-mcmahon)制冷机、斯特林(stirling)低温冷却器、焦耳-汤姆逊(joule-thomson)冷却器等。
8、本创新性磁共振装置还可以包括低温恒温器。低温恒温器可以包括密封容器或真空器皿，密封容器或真空器皿构造成用于以预限定温度水平存储或保存冷却剂流体、优选为制冷剂。预限定温度水平可以基本上对应于超导磁体的超导温度。例如，超导磁体的超导温度可以在3k至100k的范围内、优选地在3k至5k、30k至60k或60k至90k的范围内。
9、低温恒温器可以包括隔热部，该隔热部构造成用于减少来自磁共振装置的部件、患者孔和/或磁共振装置的周围环境的热能的输入。例如，低温恒温器可以包括外壳和内壳，该内壳用于减少从外壳进入低温恒温器内部体积中的热辐射量。低温恒温器可以封围真空室，该真空室包围低温恒温器的诸如制冷剂器皿之类的其他部件、屏蔽结构以及超导磁体。
10、在某些实施方式中，本创新性磁共振装置可以代表“湿式系统”。在“湿式系统”中，超导磁体、特别是超导磁体的超导线圈可以浸没在制冷剂器皿内的制冷剂中。
11、在其他实施方式中，本创新性磁共振成像装置可以代表包括最小体积的制冷剂或根本没有制冷剂的“干式系统”。在“干式系统”的优选实施方式中，省略了制冷剂器皿，并且超导磁体完全经由热传导来冷却。“干式系统”仍然可以包括真空室，该真空室至少包围屏蔽结构和超导磁体。
12、在“湿式系统”或具有少量制冷剂的系统中，低温恒温器可以包括制冷剂器皿，该制冷剂器皿包含具有低沸点的冷却剂流体或制冷剂。例如，制冷剂可以是氩、氮、氖、氦、氢等。制冷剂可以是液体或气体。超导线圈可以设置在或浸没在制冷剂器皿内所包含的制冷剂中。然而，在一些实施方式中，可以避免超导线圈与制冷剂之间的直接接触(即在具有少量制冷剂的磁共振装置中)。在这些情况下，超导线圈可以经由固体热导体和/或热管道而热连接至制冷剂器皿。
13、在磁共振装置的一个实施方式中，制冷剂、压力传感器和超导线圈设置在制冷剂器皿中。来自压力传感器的线材可以离开制冷剂器皿，即经由专用馈通部离开制冷剂器皿，并经由合适的信号线而连接至控制系统。还可以想到的是，压力传感器设置在制冷剂器皿中，而超导线圈经由固体热导体和/或热管道连接至制冷剂器皿。
14、然而，本创新性磁共振装置也可以代表包括最少量制冷剂或根本没有制冷剂的“干式系统”。例如，超导磁体可以仅经由热传导来冷却。磁共振装置仍可以包括真空器皿或合适的隔热部，其配置成减少超导磁体中沉积的热能的量并将超导磁体保持在期望的温度水平。压力传感器可以设置在与超导线圈和/或冷头保护套热连接的单独的制冷剂器皿内。然而，压力传感器也可以直接附接或结合至超导磁体、特别是超导线圈。因此，可以经由压力传感器检测超导线圈的热膨胀或收缩。
15、在一个实施方式中，比如制冷剂器皿、屏蔽结构、超导线圈等磁共振装置的部件经由固体热导体和/或热管道而热连接至冷头。
16、具有少量制冷剂的磁共振装置的特征在于比被冷却的超导线圈明显小的制冷剂器皿。制冷剂器皿可以经由固体热导体和/或热管道而热连接至超导线圈。低温冷却器(也称为制冷冷却器或制冷机)可以通过形成热虹吸管布置的一个或更多个管热连接至制冷剂器皿。例如，制冷剂器皿中的制冷剂可以从超导线圈吸收热量并蒸发或汽化。汽化的制冷剂可以通过一个管朝向由低温冷却器冷却的热交换器上升。汽化的制冷剂可以由低温冷却器冷却和冷凝，并沿着管——无论是同一个管还是不同的管——流回到制冷剂器皿中。
17、屏蔽结构可以构造成减少热能至超导磁体的传输。在优选实施方式中，屏蔽结构至少包括专用热屏蔽件或由专用热屏蔽件组成，该专用热屏蔽件构造成减少热能至超导磁体的传输。热能的传输可以通过诸如热传导、热辐射以及热对流之类的热传输机制来表征。
18、控制系统可以集成到磁共振装置的主控制单元中。然而，控制系统也可以代表单独或独立的部件。在控制单元是独立部件的情况下，控制单元可以经由信号连接或信号线而连接至磁共振装置的主控制单元。
19、压力传感器配置成获取磁共振装置的被低温冷却的部件的压力信息。
20、压力传感器可以实施为力感测电阻器、力感测电容器、软电位计、声学传感器、mems传感器、连续压力传感器等。
21、特别地，压力传感器可以配置成根据由磁共振装置或磁共振装置的部件内包含的制冷剂的温度和/或相条件的变化引起的压力波来产生输出。例如，在磁体失超的情况下，由超导线圈提供的热能可以使液态制冷剂汽化或蒸发，因此导致制冷剂的热膨胀。制冷剂的热膨胀和/或蒸发可能引起压力波，这些压力波行进通过制冷剂并且可以被压力传感器检测到。
22、还可以想到的是，压力传感器配置成根据磁共振装置的部件的应变和/或变形来产生输出。例如，压力传感器可以配置成根据由热膨胀引起的制冷剂器皿壁或超导线圈表面的变形来提供输出。
23、控制系统可以包括专用接口，该接口配置成用于从压力传感器获取输出和/或压力信息。控制系统还可以包括存储单元，该存储单元配置成用于存储压力信息和/或基于压力传感器的输出的任何数据。处理单元可以配置成例如通过使用接口和/或存储单元来获取、处理和/或存储压力信息。优选地，控制系统配置成基于经由压力传感器提供的压力信息来连续监测制冷剂的状况。
24、压力信息可以包括指示压力的信息和/或数据。例如，压力信息可以提供绝对压力或相对压力的指示。可以想到的是，压力信息由施加至压力传感器的应变来表征。特别地，压力信息可以与施加至压力传感器的应变成比例。压力信息也可以以已知的方式与施加至压力传感器的应变相关联。
25、控制系统可以配置成从压力传感器获取压力信息作为电信号。例如，将压力传感器和控制系统连接的信号线可以配置成将压力信息作为模拟信号或数字信号传递。
26、在优选实施方式中，磁共振装置包括制冷剂器皿，该制冷剂器皿包括设置在制冷剂器皿内的制冷剂。超导线圈可以设置在制冷剂器皿中或热连接至制冷剂器皿。优选地，压力传感器设置在制冷剂器皿内。因此，压力传感器可以在热能从超导线圈传递至制冷剂时有利地检测制冷剂中产生的压力波。
27、在另一实施方式中，制冷剂设置在超导磁体中设置的制冷剂通道或冷却路径中。在这种实施方式中，压力传感器可以设置在制冷剂通道中。
28、根据本创新性磁共振装置的实施方式，压力传感器选自包括力感测电阻器、力感测电容器、软电位计、声传感器、mems传感器和连续压力传感器的组。
29、mems传感器和声学传感器可以代表离散(或数字)传感器。离散传感器可以配置成输出数字信号(即0/1或开/关)，从而有利地允许可编程逻辑控制器忽略模拟阈值、死区、检测速度和/或其他要求。
30、力感测电阻器、力感测电容器和软电位计可以代表连续或模拟传感器。连续传感器可以配置成根据施加至连续传感器的敏感表面的机械力、比如横向力(压力)、弯曲力等来改变输出。
31、压力传感器可以配置成检测压力的施加或者施加到压力传感器的敏感表面上的压力的变化。
32、控制系统可能无法使用从单个压力传感器获取的压力信息来检测失超的位置。为了确定失超的位置，控制系统可以包括从超导磁体上的不同位置提供压力信息的多个压力传感器。
33、优选地，压力传感器设置在磁共振装置的制冷剂器皿和/或制冷剂通道内。然而，特别是在“干式系统”中，压力传感器也可以安装在超导线圈的表面和/或磁体绕组的壁上。因此，压力传感器可以在干式超导磁体系统或湿式超导磁体系统中使用。
34、处理单元配置成基于压力信息来确定压力速率。控制系统配置成根据压力速率来识别磁共振装置的操作条件的变化。
35、在一个实施方式中，控制系统包括存储单元，比如本地数据存储器(即硬盘驱动器、固态驱动器、闪存驱动器等)、网络存储装置、云存储等。控制系统、特别是处理单元可以配置成将压力信息存储在存储单元上。
36、优选地，处理单元配置成基于从压力传感器接收的压力信息来确定压力速率。例如，处理单元可以配置成基于压力信息在预限定时间间隔内的变化来确定压力速率。处理单元可以配置成将与时间相关的压力信息存储在存储单元中。
37、压力速率可以由压力信息的平均变化率来表征。然而，压力速率也可以由压力信息的瞬时变化率来表征。优选地，压力速率以压力信息在预限定时间段内的变化来表征。
38、根据实施方式，压力速率以压力信息在小于25s、小于20s、小于15s或优选10s的时间段内的变化程度来表征。
39、小于25s的时间段可以有利地允许在与失超相关的压力增加和与超导磁体的有意降场相关的压力增加之间进行区分，同时仍然反应足够快以防止在失超情况下对超导磁体的潜在损坏。通常，在失超时，压力可能突然上升，而在有意降场的情况下，压力可能缓慢和/或逐渐上升。
40、磁共振装置配置成执行操作条件的改变。
41、在优选实施方式中，控制系统配置成执行所有必要的步骤，以执行磁共振装置的有意降场或在失超的情况下磁共振的紧急关断。然而，控制系统也可以配置成将指示有意降场或紧急关断的信号传送至磁共振装置的主控制单元。
42、在设置本创新性压力传感器时，可以以简单且稳健的方式监测磁共振装置内的压力。此外，可以有利地避免将传感器安装到超导磁体的电导体(参见即电压分接头)上的需要。因此，可以有利地使超导磁体以及磁共振系统的制造更便利。
43、此外，压力传感器可以配置成以快速且可靠的方式检测制冷剂的温度升高和/或相变。因此，在失超情况下损坏超导磁体的风险可以有利地减小。
44、根据本创新性磁共振装置的实施方式，操作条件的改变是有意降场条件或失超条件。
45、优选地，磁共振装置配置成根据压力信息来执行超导磁体和/或磁共振系统的降场。例如，控制系统可以配置成在压力速率超过预限定阈值时将指示操作条件变化的信号传送至磁共振装置的主控制单元。然而，控制系统也可以配置成根据压力信息自主地启动磁共振装置的操作条件的改变。例如，控制系统可以配置成控制磁共振装置和/或磁共振装置的部件，以在压力速率超过预限定阈值时执行受控制的关断。然而，控制系统也可以配置成根据压力信息来启动磁共振装置的操作条件的其他改变。
46、本创新性磁共振装置可以有利地允许在有意降场与磁体失超之间进行可靠区分。因此，可以在有意降场之后执行超导磁体的自动升场(ramp-up)，超导磁体的自动升场通常在磁共振装置由于假定检测的磁体失超而已经关断的情况下被排除。因此，可以有利地减少整个系统的停机时间，并且可以增加患者流通量。
47、根据本创新性磁共振装置的实施方式，压力传感器设置在制冷剂器皿内、冷头保护套内以及/或者在磁共振装置的超导线圈的表面附近。
48、压力信息可以包括指示制冷剂器皿内、冷头保护套内的压力和/或作用在磁共振装置的超导线圈的表面上的应变的信息。
49、如上所述，压力传感器可以设置在制冷剂器皿、冷头保护套和/或设置在超导磁体中的制冷剂通道或冷却路径中。优选地，磁共振装置包括设置在磁共振装置的一个或更多个部件内的多个压力传感器。
50、在“湿式系统”中，压力传感器可以设置在超导磁体的制冷剂器皿和/或制冷剂通道内。
51、在“干式系统”中，压力传感器可以附接至超导线圈的表面和/或覆盖超导线圈的树脂的表面。例如，压力传感器可以包括附接至超导线圈表面的应变仪，即经由粘合剂、优选不导电的粘合剂附接至超导线圈表面的应变仪。
52、在磁共振装置的实施方式中，控制系统包括多个压力传感器，并且处理单元配置成基于每个压力传感器的压力信息来确定压力速率。
53、多个压力传感器可以经由合适的信号连接而连接至控制系统的接口。例如，所述多个传感器可以经由信号线、特别是电连接和/或光学连接而连接至控制系统。
54、控制系统可以配置成基于来自多个压力传感器的压力信息来识别超导磁体和/或超导线圈的失超的位置。例如，多个压力传感器可以沿着超导磁体的延伸部以均匀或非均匀的间隔来设置。磁体失超可能导致局部压力上升，这可以由失超位置附近的压力传感器检测到，而更远的压力传感器可能还不能检测压力变化。基于由多个压力传感器检测的压力上升的时间延迟，可以确定失超的位置。
55、在另一实施方式中，多个压力传感器设置在磁共振装置的不同部件中或上，即制冷剂器皿、冷头保护套、超导磁体、超导磁体中的制冷剂通道等。
56、在设置多个压力传感器时，确定压力上升的准确度和/或置信度可以有利地增加。此外，多个压力传感器可以有利地允许确定失超的位置。
1.一种磁共振装置，所述磁共振装置包括控制系统和压力传感器，所述控制系统包括处理单元，其中，所述压力传感器配置成获取所述磁共振装置的被低温冷却的部件的压力信息，并且其中，所述处理单元配置成基于所述压力信息来确定压力速率，其中，所述控制系统配置成根据所述压力速率来识别所述磁共振装置的操作条件的改变，并且其中，所述磁共振装置配置成执行所述操作条件的改变。
2.根据权利要求1所述的磁共振装置，其中，所述操作条件的改变是有意降场条件或失超条件。
3.根据权利要求1或2所述的磁共振装置，其中，所述压力传感器设置在制冷剂器皿内、冷头保护套内以及/或者所述磁共振装置的超导线圈的表面附近。
4.根据权利要求3所述的磁共振装置，其中，所述压力速率以所述压力信息在小于25s、小于20s、小于15s或优选10s的时间段内的变化程度来表征。
5.根据一项前述权利要求所述的磁共振装置，其中，所述控制系统包括多个压力传感器，并且其中，所述处理单元配置成基于每个压力传感器的所述压力信息来确定压力速率。
6.根据前述权利要求中的一项所述的磁共振装置，其中，所述压力传感器选自包括力感测电阻器、力感测电容器、软电位计、声学传感器、微机电系统开关和连续压力传感器的组。
