[发明专利]用于冷却磁共振成像装置的系统和方法

说明书

一种用于低致冷剂超导磁体的冷却系统包含主要冷却环路，所述主要冷却环路具有含有液体致冷剂的供给的液体蓄池和流体耦合到液体蓄池的多个冷却管，并且处于与超导磁体的热通信中。液体致冷剂被配置用于通过冷却管的循环，以便提供对磁体的主要冷却以用于将磁体冷却到目标温度。所述冷却系统还包含耦合到组件的热电池，所述组件由主要冷却环路来冷却到目标温度，并且所述热电池配置成由主要冷却所冷却并在主要冷却中的中断期间从至少一个组件吸收热量以将磁体维持在大约目标温度。

对相关申请的交叉引用

该申请要求对在2014年12月31号提交的U.S.专利申请号14/587,316的优先权，所述U.S.专利申请的整体通过引用被结合于本文中。

背景技术

本发明的实施例一般涉及磁共振成像，并更特定涉及用于冷却磁共振成像装置的系统和方法。

磁共振成像（MRI）机器通过使用由导线的许多线圈或绕组（通过其传递电流）组成的超导磁体生成非常大的磁场来工作。维持大的磁场要求许多能量，以及这使用超导性被完成，其涉及尝试将导线中的阻抗减小到几乎零。这通过将线圈泡（bath）在液体致冷剂（诸如液体氦）的持续供给中，和/或通过在相邻于（或通过）线圈的冷却环路之内循环液体致冷剂而被取得。

在线圈中维持超低温度对于MRI机器的恰当操作是必要的。然而，在操作期间，热量可在超导磁体被倾斜向上（ramped-up）或被倾斜向下（ ramped-down）以生成或以关掉引起的磁场时从电流引线（lead）的阻抗被生成，这可导致致冷剂的汽化离开（boil-off）或蒸发，从而要求补充。

相当可观的研究和开发努力已因此被针对最小化对于补充汽化致冷剂的需要。这已导致闭合环路致冷剂气体再凝结系统的使用，所述系统利用机械的致冷器或低温冷却器（cryocooler）（还已知为冷头（coldhead））以冷却致冷剂气体并将其再凝结回成液体致冷剂以用于再使用。

然而，为置换和/或维修而移除低温冷却器时常变成必要的。因为由相对长“停机时间”以及使磁体恢复超导操作的随后倾斜向上时期所引起的时间和经费，所以合乎需要的是，完成此操作而不用中止磁体的超导操作。

低温冷却器的置换因此必须在检测到问题或维修需要之后和超导操作停止之前的时期中被实行。该时期被已知为穿越时期（ride-through period），在其期间氦汽化离开和超导磁体操作的最后时期持续到超导磁体的失超（quenching）之前。当然，对于带有闭合氦存量的磁体（即，低致冷剂类型磁体），可容许的功率断供的持续期、冷头维修或倾斜剖面（profile）由在带有额外热量负载的以上状况期间汽化离开或蒸发的累积液体氦的体积所限制。当然，典型的传导冷却的或热虹吸管冷却的超导磁体具有用于延长穿越时间的非常小的致冷剂存储。

因此合乎需要的是，能够延长对于低致冷剂超导磁体的穿越时期以提供用于问题的检测和修正（诸如通过致冷器的置换）的足够时间、以经受住功率断供、并还以便避免由超导操作失超而生成可能超过超导导线（用其缠绕磁体线圈）的临界温度的峰值温度的可能性。

发明内容

在一实施例中，一种用于低致冷剂超导磁体的冷却系统被提供。所述冷却系统包含主要冷却环路，所述主要冷却环路具有含有液体致冷剂的供给的液体蓄池和流体耦合到液体蓄池多个冷却管，并且处于与超导磁体的热通信中。液体致冷剂通过冷却管来循环以提供对磁体的主要冷却以用于将磁体冷却到目标温度。所述冷却系统还包含耦合到组件的热电池，所述组件由主要冷却环路来冷却到目标温度，并所述热电池配置成由主要冷却来冷却并在主要冷却中的中断期间从至少一个组件吸收热量以将磁体维持在大约目标温度。