[发明专利]用于局部屏蔽MR超导磁线圈的方法和装置

说明书

技术领域

本发明一般性涉及超导磁系统，并且更具体地涉及用于超导磁体的局部梯度屏蔽环。

背景技术

在一个例子中，MR系统包括冷质(cold mass)(包含超导磁体)、磁线圈支撑结构和氦管(helium vessel)容器。如本领域技术人员理解的，包含在氦管中的液氦为超导磁体提供冷却，并且为了超导操作而维持超导体处于低温。液氦将超导磁体大约和/或基本维持在4.2开氏温度(K)的液氦温度。为了热隔离，包含液氦的氦管在一个例子中包括真空管中的压力管。

MR超导磁体通常包括若干线圈，产生在成像空间的均衡B₀场的一组主线圈，和限制磁体的边缘场的去磁线圈。这些线圈缠绕诸如NbTi或Nb3Sn导体的超导体。磁体被冷却到液氦温度(4.2K)，以使得所述导体在它们的超导状态下工作。磁体的热负荷，诸如由来自环境的辐射和传导产生的热，通过“开放系统”中的液氦的蒸发，或“封闭系统”中的4K冷却器(cryocooler)来消除。磁体通常被放置在低温保持器中以最小化其热负荷，因为液氦的置换是昂贵的并且冷却器的冷却功率是有限的。如果线圈暴露到AC场，诸如由MR系统的梯度线圈产生的AC场，超导体中产生AC损失。也就是说，当超导线圈暴露到AC场，其中引起滞后损失和涡流，这对AC损失有所贡献，AC损失能够升高导体温度并且可能导致破坏(quench)。AC损失还增加到致冷系统的总体热负荷上。热负荷的上升要求额外的低温致冷功率，这增加了操作代价。

梯度AC场对超导磁体的渗透(penetration)应该最小化，以使得超导系统的总体热负荷能够由致冷系统消除。同时，成像空间中的场屏蔽效果应该非常小，否则会严重危害梯度系统的性能。使用大体积屏蔽梯度来减小梯度AC场对超导磁体的渗透对于梯度系统性能有巨大的负面影响。

因此，希望具有能够减少由梯度AC场对超导磁体的渗透引起的AC损失而对成像空间中的梯度性能有着最小影响的装置。

发明内容

本发明提供能够克服上述缺陷的用于减少梯度AC场对超导磁体的渗透的方法和装置。超导线被定位于沿着MR系统的超导磁线圈的部分。超导线与梯度磁场耦合并且局部屏蔽超导磁线圈。

依照本发明的一个方面，屏蔽线圈装置包括超导线，其构成封闭的传导路径并且具有定位于沿着MR系统的第一超导磁线圈的部分的多个弧，该多个弧配置为与由第一方向的磁场梯度产生的梯度磁场磁耦合，以便局部屏蔽第一超导磁线圈。

依照本发明的另一方面，MRI装置包括磁共振成像系统，该系统具有位于超导磁体的孔(bore)周围的多个梯度线圈以便抑制偏振磁场和RF收发器系统以及RF开关，该RF开关由脉冲模块控制来发送RF信号给RF线圈组件(assembly)以获得MR图像，其中该超导磁体包括多个超导磁线圈。该MRI装置还包括布线临近每个超导磁线圈的第一梯度屏蔽环，并且被配置为与磁场梯度相耦合，该磁场梯度包括G_x磁场梯度、G_y磁场梯度和G_z磁场梯度之一。

依照本发明的另一方面，一种方法包括形成超导磁线圈，和令第一梯度屏蔽线圈的第一多个弧布线接近所述线圈，该第一多个弧部分被配置为与第一磁场梯度耦合。

根据以下的详细说明和附图，本发明的其它方面和优点将显而易见。

附图说明

附图例示了当前预期执行本发明的一个优选实施例。

图1是能够从结合本发明受益的MR成像系统的框图。

图2是依照本发明，用于暴露到由y梯度G_y产生的B_rz场的一对超导磁线圈的每一个的局部梯度屏蔽环的透视图。

图3是依照本发明，用于暴露到由y梯度G_y产生的B_rz场的一对超导磁线圈的局部梯度屏蔽环的透视图。

图4是依照本发明，用于暴露到由y梯度G_y产生的B_r场的一对超导磁线圈的局部梯度屏蔽环的透视图。

图5是依照本发明，用于暴露到由y梯度G_y产生的B_z场的一对超导磁线圈的局部梯度屏蔽环的透视图。

图6是依照本发明，用于暴露到由z梯度G_z产生的B_rz场的一对超导磁线圈的局部梯度屏蔽环的透视图。

图7是依照本发明，用于暴露到由z梯度G_z产生的B_rz场的一对超导磁线圈的局部梯度屏蔽环的透视图。