[发明专利]对动态汽化减少改进的低温容器、超导磁体和MR检查系统

说明书

本发明提供一种低温容器(200)，所述低温容器尤其用在磁共振检查系统(110)中以将所述磁共振检查系统(110)的超导主线圈(142、144)安装在所述低温容器中，所述低温容器包括：内容器(202)、外300K容器(204)以及辐射屏蔽(206)，所述辐射屏蔽被定位在所述内容器(202)与所述外300K容器(204)之间，并且所述辐射屏蔽包围所述内容器(202)，其中，所述辐射屏蔽(206)具有至少一个干摩擦区域(206)，其中，干摩擦在所述辐射屏蔽(206)的变形后生成。本发明还提供一种用于磁共振检查系统(110)的超导磁体(114)，其包括一组超导主线圈(142、144)，所述一组超导主线圈被布置在上述低温容器(200)中。本发明还提供一种磁共振检查系统(110)，其包括上述超导磁体(122)。

技术领域

本发明涉及磁共振(MR)检查系统的领域，具体涉及用于MR检查系统的超导磁体的领域，更具体涉及针对用于MR检查系统的超导磁体的低温容器的领域。

背景技术

磁共振(MR)检查系统包括具有低温容器的超导磁体，超导磁体的主磁体线圈被安装在其中。低温容器通常包括两个容器和安装结构，其中，所述两个容器被安装为分隔开以实现热隔离，所述安装结构被定位在两个容器内以用于安装超导磁体的主磁体线圈。有两种方式来将主线圈保持处于超导温度。在第一种方式中，超导线圈与液体制冷剂相接触。在第二种方式中，超导线圈直接例如经由铜绞线从冷头(coldhead)被冷却。在一种情况下，安装结构通常被提供为包含制冷剂的第三个内容器，并且主线圈被安装在内容器的内部。制冷剂通常被提供作为具有低沸点的液体，例如在氦的情况下大约4.2K的沸点，其在少量热进入时已经蒸发。

图1示出了现有技术的超导磁体。超导磁体10包括低温容器12和一组主磁体线圈14、16。低温容器12包括三个容器22、24、26，其被安装为分隔开以实现热隔离。三个容器22、24、26是内容器22(当使用氦时也被称为4K容器)、辐射屏蔽24(其被提供作为包围内容器22的容器)和包围辐射屏蔽24的外容器26(也被称为300K容器)。外容器26通常由不锈钢或铝制成，并且辐射屏蔽24由铝制成。主磁体线圈14、16分别沿内圆柱形壁28和外圆柱形壁30被安装在内容器22的内侧作为内线圈14和外线圈16。内容器22包含制冷剂(例如液体氦)，其使主磁体14、16冷却并且还实现热缓冲。这种超导磁体例如可从US 7 170 377B2获知。

梯度切换诱发该超导磁体中的耗散。这导致低温容器中的制冷剂的汽化。先前的超导磁体在汽化出现时简单地将制冷剂吹到空气中。结果，制冷剂必须频繁地被重新填充。现有技术的超导磁体具有零汽化。因此，磁体中的耗散导致内容器的压力的增大。这种现象被称为动态汽化(DBO)。

具体地，动态汽化由缺乏归因于机械共振的辐射屏蔽的涡流屏蔽造成。当梯度线圈被切换时，其杂散场改变。结果，在辐射屏蔽中诱发涡流。归因于涡流，力被施加到该屏蔽并且该屏蔽可能开始移动，例如振荡。其性能取决于辐射屏蔽的质量、硬度和几何结构。因此，动态汽化是梯度切换的频率的函数。DBO传递函数示出如图2中所指示的峰，其与机械共振相关。这涉及超导磁体尤其是辐射屏蔽的机械共振。

当辐射屏蔽不会移动时，这将暗示无穷大的硬度和无穷大的机械阻抗，梯度线圈的杂散场的衰减将单调递增，即，仅由屏蔽的时间常数来确定。在那种情况下，图2将不会示出任何峰。

图2的DBO图形中的峰由机械共振造成，如以上已经讨论的。在共振处的机械阻抗是低的。阻尼越低，Q因子越高，并且机械阻抗越低。由于内部材料阻尼随着更低的温度而减小，所以阻尼的幅度针对接近于0K的非常低的温度可以是低若干数量级，如图3所指示的。因此，辐射屏蔽的阻抗也低，使得其容易随着所施加的磁场而移动，并且可以进入共振。