[发明专利]用于超导磁体的低温恒温器

说明书

一种包括两个半磁体的分裂式柱形超导磁体系统，每个半磁体包括被保持在外真空室(18)中的超导磁体线圈(12)，外真空室具有位于磁体线圈(12)和外真空室(18)之间的热辐射屏蔽件(16)，其中热辐射屏蔽件(16)成形为使得：相应的半磁体的热辐射屏蔽件(16)之间在热辐射屏蔽件的内径(16a)处的轴向间距比在热辐射屏蔽件的外径(16d)处的轴向间距大。

技术领域

本发明涉及超导磁体，诸如用于在MRI(磁共振成像)系统中使用的超导磁体。特别地，本发明涉及低温恒温器的形式，该低温恒温器封闭超导磁体线圈并将超导磁体线圈保持在低温操作温度。

背景技术

图1示出用于分裂超导磁体的示例性低温恒温器布置10。该布置基本上关于磁体轴线A-A对称。磁体线圈12可以被封闭在相应的半致冷剂容器14内。致冷剂容器之间的间隙24提供来自相关联的放射治疗设备22的治疗放射束20进入成像区18的通路。在替代布置中，这种通路可以被提供用于其它治疗技术，例如活组织检查，或者可以与诸如CT或血管造影术的其它诊断系统相结合。在使用中，致冷剂容器被部分地填充有液体致冷剂，使得磁体线圈12部分地浸没在液体致冷剂中。在其它常规布置中，未提供致冷剂容器，而是提供其它布置来冷却超导线圈。在任何情况下，磁体线圈12和致冷剂容器14(如果有的话)均由至少一个热辐射屏蔽件16(也称为“低温屏蔽件”)包围，该热辐射屏蔽件本身被封闭在相应的外真空室(“OVC”)18内。

磁体线圈12提供高强度、高同质化的背景磁场。根据使用中成像序列的要求，梯度场线圈18提供一组以各种频率振荡的正交磁场。在使用中可能出现的问题是，梯度线圈的振荡磁场可能引起一个或多个热辐射屏蔽件16的材料中的振荡电流。这些振荡电流转而将产生热量(所谓的“梯度线圈感应加热”)、以及将干扰成像过程的振荡磁场。典型地，热辐射屏蔽件16将由诸如铝、铜或加载有金属的复合材料的高电导率的材料制成。外真空容器18和致冷剂容器14(如果有的话)通常由诸如不锈钢的低电导率的材料制成。由于电导率较低，涡流和由涡流引起的加热在不锈钢的OVC 18或致冷剂容器14中的影响比在铝或铜的热辐射屏蔽件16中小得多。

在“湿”系统中，磁体线圈被部分地浸没在液体致冷剂中，由梯度线圈感应加热产生的电流所导致的功率耗散使得液体致冷剂进一步汽化。由梯度线圈感应加热引入的热量必须由相关联的低温制冷器移除，以使汽化的致冷剂重新凝结。在不提供致冷剂容器的“干”系统中，这一途径是不可能的。这种“干”或“无致冷剂”系统有利于降低系统成本，并消除在辐射屏蔽室中进行急冷通风渗透的需要。

已经做出努力来通过添加梯度屏蔽线圈减小梯度线圈感应加热的影响，但这些线圈的存在占用了柱形磁体的孔内的空间，这意味着减小了患者可用的直径、和/或需要更大直径的线圈。

发明内容

本发明的目的在于通过减少磁耦合量以及因此减少一个或多个热辐射屏蔽件、致冷剂容器和外真空室中的涡流来减少此类振荡梯度磁场对成像过程的影响。

本发明尤其涉及成像和放射治疗组合系统。如图1所示，这通常涉及分裂超导磁体，分裂超导磁体在磁体的轴向中点处具有间隙16。放射治疗束发射器22被布置为：通过超导磁体的两个半部之间的间隙24，将垂直于磁体轴线A-A的放射治疗束20提供至成像区26中。超导磁体的每个半部包括一个或多个超导磁体线圈12，超导磁体线圈12被适当地保持在相应OVC 18内的适当位置。热辐射屏蔽件16被设置在超导磁体线圈和相应的OVC之间。如果超导磁体是“湿”磁体，则致冷剂容器14被设置在超导线圈的周围。