[发明专利]氦蒸汽磁共振磁体

说明书

技术领域

本申请涉及磁共振磁体、低温磁体、超导磁体，尤其涉及该类磁体的冷却。

背景技术

磁共振（MR）扫描器使用超导磁体，所述超导磁体被冷却到超导温度，例如小于5.2°开尔文。传统上，液态氦因其热性能已被用于冷却超导磁体。然而，液态氦价格昂贵。在世界的许多地区不具有液态氮或替代液态氦的稳定供应。

在冷却磁体的同时保持磁铁的电学和磁性性能，以在磁共振系统中产生均匀的静磁场。冷却系统均匀地冷却线圈，而不破坏磁性线圈的完整性。

用于全身MR成像的磁体线圈的孔足以容纳被成像的患者以及通过热力方式将患者从低温系统的极冷温度中分开的结构。制造设计容纳线圈组件的孔中的室温，同时保持周围磁体中的工作温度低于磁体的临界温度。70°F室温约为294°K，而磁体的临界温度通常低于5.2°K。这种极端的温度差造成设计和制造的复杂性。

发明内容

本申请提供一种新型且改进的氦蒸汽磁共振磁体，其克服了上述问题和其他问题。

根据一个方面，磁共振磁体具有线圈架、导热片、导热管部分、至少一层导热电绝缘材料和超导导线的绕组。所述线圈架被成形为空心圆柱体。在线圈架上，至少两个导热片周向延伸，由非导电区域分开。导热管部分被热连接到每个导热片。至少一层导热电绝缘材料被配置在所述导热片周围，并且被结合到所述导热片。超导导线的绕组被配置在电绝缘材料周围，并且所述超导导线的绕组被结合在一起，并且被结合到电绝缘材料。

根据另一方面，磁共振磁体系统包括至少一个磁体组件；氦蒸汽，当所述氦蒸汽围绕线圈流过导热管时，将线圈冷却到低于临界超导磁体温度；以及制冷器热交换器，其被连接到冷却氦蒸气的管中。磁体组件具有线圈架、导热片、导热管部分、至少一层导热电绝缘材料和超导导线的绕组。所述线圈架被成形为空心圆柱体。在线圈架上，至少两个导热片周向延伸，由非导电区域分开。导热管部分被连接到每个导热片。至少一层导热电绝缘材料被配置在导热片周围，并且被结合到导热片。超导导线的绕组被配置在电绝缘材料周围，并将所述超导导线的绕组结合在一起并且将其结合到电绝缘材料。

根据另一方面，磁共振成像或谱系统包括磁共振磁体系统、梯度线圈、梯度放大器、射频线圈、发射器、发射器、接收器和处理器。磁共振磁体系统具有至少一个磁体组件；氦蒸汽，当所述氦蒸汽围绕线圈流过导热管时，所述氦蒸汽将线圈冷却到低于临界超导磁体温度；以及制冷器热交换器，其被连接到冷却氦蒸气的管。磁体组件具有线圈架、导热片、导热管部分、至少一层导热电绝缘材料和超导导线的绕组。梯度线圈位于所述磁共振磁体系统的孔中。梯度放大器被连接到梯度线圈。射频线圈位于梯度线圈的内部。发射器被连接到所述射频线圈。接收器被连接到接收RF信号的所述射频线圈。控制器连接到梯度放大器和发射器，并且控制梯度放大器和发射器，以激发对象中的共振。处理器被连接到所述接收器和控制器，并且将接收到的共振信号处理为图像和/或谱信息。

根据另一方面，一种制造磁共振磁体的方法包括形成圆柱体线圈架。导热管部分被连接至导热片。至少一层电绝缘材料被结合到所述导热片。围绕电绝缘材料对超导导线进行绕线，并且将所述超导导线结合在一起并且将其结合到电绝缘材料。

根据另一方面，一种磁共振成像的方法，包括使用如上文讨论的制造的氦蒸汽冷却的磁体组件，在成像区域中生成静态B0磁场。在成像区域中生成梯度磁场。射频场被发射到成像区域中。从成像区域接收磁共振信号。从接收到的磁共振信号中重建图像。

一个优势在于减少氦的体积。

另一优势在于使用氦蒸汽替代液态氦来冷却磁体。

另一优势在于将换热器板安装到线圈而不影响线圈的制备或电气性能的简单且热效率高的方法。

另一优势在于系统中氦蒸汽的流动的简单和均匀冷却磁体线圈的能力。

在阅读并理解以下的具体描述之后，本领域技术人员将认识到本发明的其他优势。

附图说明

本发明可以采取各种部件和部件安排，以及各种步骤和步骤安排。附图仅用于图示说明优选的实施例的目的，不应被解释为限制本发明。

图1是示出了氦蒸气磁共振磁体系统的一个实施例的示意图。

图2是示出了磁体的放大视图的一个实施例的示意图。

图3是示出了具有分解视图的磁共振磁体的一个实施例的横截面的示意图。

图4是图示了制造线圈组件的方法的流程图。

图5是图示了MR系统的实施例的示意图，所述MR系统具有示出磁共振磁体的真空杜瓦瓶的剖视图。

具体实施方式