专利名称：加强的梯度线圈的制作方法
技术领域：
本发明涉及如在诸如MRI (磁共振成像)系统之类的成像系统中使用的圆柱形磁体系统。
背景技术：
图I示出了穿过在成像系统中使用的典型磁体系统的径向截面。圆柱形磁体10(通常包括安装在线圈架上或者安装在其他机械支撑结构上的超导线圈)被定位在低温恒温器内，所述低温恒温器包括冷冻剂容器12，其包含一定数量的液体冷冻剂15 (例如氦)，其将所述超导磁体保持在其转变温度以下的温度。所述磁体实质上是围绕轴A-A旋转对称的。在本文献中使用术语“轴向”以表明与轴A-A平行的方向，而术语“径向”意味着与轴 A-A垂直的方向。冷冻剂容器12本身是圆柱形的，其具有外部圆柱形壁12a、内部圆柱形膛(bore)管12b以及基本上呈平面状的环形末端端盖(在图I中不可见)。外部真空容器(OVC)14围绕冷冻剂容器。所述外部真空容器本身也是圆柱形的，其具有外部圆柱形壁14a、内部圆柱形膛管14b以及基本上呈平面状的环形末端端盖(图I中不可见)。在OVC 12与冷冻剂容器14之间的容积内提供高真空，从而提供有效的绝热。在所述抽空的容积内放置热辐射屏蔽16。所述热辐射屏蔽16通常不是完全封闭的容器，而是实质上圆柱形，其具有外部圆柱形壁16a、内部圆柱形膛管16b以及基本上呈平面状的环形末端端盖(图I中不可见)。热辐射屏蔽16用来在其到达冷冻剂容器12之前拦截从OVC 14辐射的热量。热辐射屏蔽16例如被主动的低温致冷器17或者被逸出的冷冻剂蒸气冷却。在替换的装置中，所述磁体没有被容纳在冷冻剂容器内，而是通过某种其他方式而被冷却通过诸如冷却回路之类的低冷冻剂库存装置，或者其中将低温致冷器热链接到磁体的“干式”装置。在这些配置中，磁体上的热负载没有被直接存放在液体冷冻剂中，而是代替地经由连接到冷却管道或致冷器的热链接被间接移除。这样操作的热负载可能例如从电流斜升或梯度线圈操作得到。OVC膛管14b的机械性能必须强并且真空密闭，以便耐受径向和轴向二者的真空负载。在传统上，其由不锈钢制成。如果存在的话，冷冻剂容器膛管12b必须是强的并且能够耐受冷冻剂容器内的冷冻剂气体的压力。通常其也由不锈钢制成的。热辐射屏蔽16的膛管16b必须不能渗透红外辐射。其优选地是轻量级的。其通常由铝制成。本发明可以被应用在所有这些情况中。为了提供成像能力，在所述超导磁体的膛内提供一组梯度线圈20。所述梯度线圈通常被布置成中空圆柱形的树脂浸溃块，其包含在三维中生成正交振荡磁场梯度的线圈。在成像规程期间，梯度线圈20生成快速振荡的磁场，所述磁场具有通常只有几毫秒的非常快速的上升时间。来自梯度线圈的杂散场在低温恒温器的金属部件中生成涡电流，特别是在0VC、热屏蔽和冷冻剂容器的金属膛管14b、16b、12b以及还在磁体10的结构中生成涡电流。在OVC 14的材料中产生的涡电流将有助于针对热辐射屏蔽16和低温冷却的构件(比如冷冻剂容器膛管12b、磁体线圈以及磁体线圈架10)屏蔽来自梯度线圈20的杂散场。但是，由于磁体产生的恒定背景磁场，这些涡电流会产生洛伦兹力，所述洛伦兹力径向地并且轴向地作用，并且从而在OVC的膛管中产生机械振动。从梯度线圈组件本身的机械振动会产生另外的机械振动，这是由作用在载送较大交流电的梯度线圈组件20的导体上的洛伦兹力而引起的。梯度线圈组件的机械振动(其由作用在所述梯度线圈组件内的导体上的洛伦兹力造成)还通过膛内空气的直接振动而引起噪声。在磁体10的恒定背景磁场 中，这些机械振动又将在导电材料(比如热辐射屏蔽的膛管16b或冷冻剂容器的膛管12b)中感生出次级涡电流。所述次级涡电流当然将生成磁场，其被称作次级磁场。这些次级磁场将与成像发生干扰并且在该区域内产生机械振动和次级杂散场，所述次级杂散场比由梯度线圈产生的杂散场更大很多。所述次级杂散场还在附近的导电表面中感生出三级涡电流。这些三级涡电流又将生成三级磁场，等等。热辐射屏蔽16的膛管16b优选地导热并且导电，以便为磁体提供针对梯度线圈的电磁屏蔽。当梯度磁场的振荡频率接近所述膛管的共振频率时(如典型的情况那样)会出现特定的困难。已经知道许多具有类似直径的同心交叉管(比如典型的MRI系统的0VC、热辐射屏蔽和冷冻剂容器的膛管)具有类似的有效共振频率。 当膛管的共振振动频率对应于杂散场的振荡频率时，机械振动将特别强。如果OVC膛管、热屏蔽膛管、冷冻剂容器膛管(如果存在的话)和磁体构件的共振频率靠近，如当前磁体中的情况那样，则各膛管表现为一个紧密耦合的振荡器链，并且将出现共振带。所述振荡还可能与成像过程发生干扰，从而对所得到的图像造成损害。所得到的振荡引起噪音，所述噪音对于膛内的患者而言是最讨厌的，而且会与成像发生干扰并且引起诸如热辐射屏蔽和冷冻剂容器(如果存在的话)之类的被冷却构件的加热。在磁体的低温冷却的构件中感生出的涡电流构成所述低温冷却系统上的欧姆热负载，从而在使用液体冷冻剂的情况下导致液体冷冻剂的消耗增多，或者导致低温致冷器上的热负载增大。在(不由液体冷冻剂冷却的那些)干式磁体中，增大的热负载可能导致线圈的温度升高，这可能导致淬火(quench)。针对这一问题的已知方法包括以下几种。可以利用弹性底座、楔子或者气囊将梯度线圈组件20安装到OVC膛管14b。所述弹性底座、楔子或者气囊意图用于衰减梯度线圈组件的机械振荡。但是，这样的装置不会完全防止振动从梯度线圈到OVC的机械传输，并且对于减少相邻导电结构中的涡电流的出现起到非常小的作用。已经提出将梯度线圈安装到末端框架上，而不是安装到OVC膛管上。但是，这样的装置需要加长所述系统，这是本发明试图避免的。已经尝试将梯度线圈组件机械加强(stiffening)。但是，要相信梯度线圈组件的刚度(stiffness)加倍将仅仅导致共振频率增大到近似I. 4倍。在美国专利6，552，543中提出了主动力反馈致动器，其中致动器被放置在OVC内以便对抗由来自梯度线圈的杂散场所引起的振动。这种解决方案被认为是复杂的，并且难以将致动器定位在诸如磁体线圈之类的其他构件之间。已经提出了模式补偿的梯度线圈，其中梯度线圈组件本身的初级和次级导体被优化，以便减小梯度线圈组件的振动幅度。但是，已经发现这样的优化会增大梯度线圈组件的杂散场强度，从而由于涡电流生成而导致低温冷却的组件的增加的加热。在下面的出版物中已经阐述了针对类似问题的已知方法。
US 6, 552, 543 BI (Dietz等人,Siemens)公开了在梯度线圈组件与低温恒温器之间使用包括主动底座的配件。US 5，345，177 B2 (Sato等人，Hitachi)公开了使用合并软衬垫的径向辐条梯度线圈配件。US 6, 353, 319 BI (Dietz等人,Siemens)公开了在磁体膛内的机械振动的最大幅度点处安装梯度线圈，以便扰乱共振模式。US 7, 053, 744 B2 (Arz等人，Siemens)公开了对于梯度线圈的真空包围。US 5，617，026 (Yoshino等人，Hitachi)公开了将压电换能器用作减小梯度振动的幅度的措施。DE 10 2007 025 096 Al (Dietz等人，Siemens)公开了一种梯度线圈的模式补偿
的方法。

发明内容
本发明旨在减小受到振荡的梯度线圈磁场影响的膛管的振荡，这是通过为梯度线圈组件提供刚性机械支撑而实现的，其在径向上被定位在梯度线圈组件、超导磁体线圈以及OVC和热辐射屏蔽的外部。梯度线圈组件机械结合到所述机械支撑，其提供初级线圈组件的增加的机械刚度。这样又减小了梯度线圈组件的机械振动，从而导致来自梯度线圈组件的噪音减少，在附近的导电表面中感生的涡电流减小，并因此减少对低温冷却的构件的加热。相应地，本发明提供如在所附权利要求书中限定的方法和设备。


从下文通过参照附图仅以示例的方式给出的对于本发明的某些实施例的描述，本发明的上述和其他目的、特性以及优点将变得更加显而易见，其中
图I示出了在成像系统中使用的典型的磁体系统的径向截面；以及 图2 — 7示出了本发明的实施例的示意性部分截面视图。
具体实施例方式本发明提供了其中梯度线圈的机械振动以及从梯度线圈的操作所产生的梯度线圈引发的加热(GCIH)都被显著减少的装置。值得注意的是，本发明在不会减小梯度线圈组件的可用径向膛直径、不会增大超导线圈的直径并且不会增大磁体系统的长度的情况下允许实现机械振动和GCIH的减少。本发明提供一种用于抑制梯度线圈组件的机械振动并且减少机械振动从梯度线圈组件到磁体系统的其他构件的传输的装置。
低温恒温器的轴向末端最容易受到杂散梯度磁场的影响。在一些实施例中，仅在低温恒温器的轴向末端附近提供机械支撑结构。此外，这些“末端支撑”对于梯度线圈本身的刚度没有显著贡献。很重要的是尽可能将梯度线圈的膛保持打开，因为这决定患者膛的直径。患者膛的直径的减小将导致患者的舒适度降低，从而可能由于可用容积受到限制而导致成像序列受损或者导致患者不能或不愿被成像。很重要的是将磁体系统的长度保持尽可能短，这是因为长度的增大可能增加或引发患者的幽闭恐惧的感觉，从而可能会损坏成像序列或者促使患者拒绝被成像。此外，较短的磁体在运输期间以及在用户的房屋现场也需要较少空间。磁体系统的长度通常被用作一个卖点，其中更短的磁体被视为更合期望。 根据本发明，特征的组合允许实现本发明的目的。提供一种径向外部机械支撑结构，其机械链接到梯度线圈组件，但是与低温恒温器机械隔离。梯度线圈结构与低温恒温器结构机械隔离，以便避免由梯度线圈组件的机械振动在OVC中机械激发振动。在本发明的某些实施例中，梯度线圈直接在地板上受到支撑，并且与低温恒温器结构没有接触。OVC膛管的最容易受到梯度线圈杂散场影响的那些部件(其通常处在膛管末端附近)被加强或者由不导电材料制成，以便减少或消除涡电流和次级杂散场的影响。根据本发明的特征，在梯度线圈组件和初级超导线圈的径向外部提供机械梯度线圈组件支撑。在本发明的一些实施例中，梯度线圈组件被包围在OVC内，以便防止来自梯度线圈组件的噪音传输。图2示意性地图示了根据本发明的一个实施例的一般梯度线圈组件的部分轴向截面，其包括梯度线圈组件22和梯度线圈组件支撑24。图2的结构实质上围绕轴A-A旋转对称。梯度线圈组件22和机械支撑24没有机械链接到所述结构的其余部分。在该示例中，机械梯度线圈支撑24包括两个环形结构，其中的每一个都被定位在梯度线圈组件的轴向末端附近的径向外部。每一个环形结构机械附着26到梯度线圈组件22。在这种装置中，图中用点线示出的OVC 14具有环形凹入部分，其在每一个环形末端端盖中定义一个凹部28。该凹入部分可以有用地提高末端端盖的刚度，从而减小其在成像操作期间振动的趋势。机械支撑24的环形结构位于该凹入部分内。所述超导磁体包括定位在OVC之内、径向地处于凹部28内部的初级超导线圈30以及定位在OVC之内、径向地处于凹部28外部的屏蔽线圈32。屏蔽线圈32和初级线圈30通过任何适当方式被机械支撑并且结合。除了本发明中将梯度线圈组件22链接到机械支撑24的机械附着件26穿过通过0VC、热辐射屏蔽以及支撑并结合初级线圈30与次级屏蔽线圈32的任何结构的通孔之夕卜，初级超导线圈与次级屏蔽超导线圈的机械支撑和结合方式不构成本发明的一部分。OVC和热辐射屏蔽中的通孔当然必须利用交叉管40来密封。在一些实施例中，可能发现通过这些交叉管40的存在而引入的附加刚度允许对于OVC和热屏蔽使用较薄的材料，从而可能允许增大磁体的膛以及因此还有梯度线圈组件的直径。在成像期间，梯度线圈中的电流被快速脉动地产生。在超导线圈30的背景磁场中流动的梯度线圈中的快速改变的电流使得洛伦兹力作用在梯度线圈组件上并且趋向于引起机械振动。本发明旨在通过利用径向外部机械支撑结构提高梯度线圈组件的刚度来减少这些机械振动。 图3示出了与图2中所示的示例类似的本发明的一个实施例的更加完整的部分轴向截面。图3中的结构实质上是围绕轴A-A旋转对称的，并且实质上具有关于被标记为C-C的中心平面的反射对称性。交叉管40允许机械支撑26穿过OVC 14和热辐射屏蔽16，同时确保OVC和热辐射屏蔽二者的功能完整性，还避免梯度线圈组件与OVC之间的任何机械接触。初级超导磁体的线圈30被机械支撑并保持在所需的固定相对位置处，这是通过允许交叉管40径向地穿过线圈之间的任何适当装置而实现的。通过允许提供定义OVC的环形末端端盖中的空腔28(其足以放置次级梯度线圈组件24)的凹入部分的任何适当装置而将超导屏蔽线圈32机械支撑并保持就位。
图4图示了与图3的实施例类似的本发明的另一个示例实施例，其在OVC膛管的每一个轴向末端处具有两组机械支撑26。在图4中图示了适当的机械支撑结构45的一个示例，但是在本发明的范围内也可以按照优选采用其他机械支撑结构。在该实施例中图示了体线圈42，其被提供在梯度线圈组件内。类似地将在其他所示实施例中提供体线圈，但是为了图示清楚起见没有示出。所述体线圈在使用中提供对于磁共振成像所需的RF (射频)振荡磁场。体线圈的内直径J定义患者膛即患者必须进入其中以被成像的空腔。期望应当在无需减小患者膛的内直径的情况下实现本发明的优点。在44处用点线示出的外观覆盖被用来覆盖磁体系统的末端，并且给出美学上令人合意、易于清洁的外表面。超导屏蔽线圈32的支撑结构45使得可以在OVC 14、热辐射屏蔽16和冷冻剂容器(如果存在的话)的末端端盖中提供凹入部分。相应地，在OVC的末端端盖中定义实质上呈环形的空腔28。如图4中所示的那样，梯度线圈支撑结构24被定位在凹部28之内。在该实施例中，与图2-3中那样，在OVC膛管的每一个轴向末端附近在凹部28内提供环形结构。机械支撑26穿过交叉管40并且把梯度线圈组件22与机械支撑结构24链接。机械支撑结构24的环形圆环被放置在传统上处于OVC内的容积中。与具有传统梯度线圈装置的类似的磁体系统相比，提供机械支撑结构24不会减小可用患者膛直径义机械支撑结构24通过提高梯度线圈组件的有效刚性来限制梯度线圈组件的移动和弯曲。该移动上的减少导致减小相邻导电表面中的涡电流，减小患者膛内的噪音，以及减小对于低温冷却的构件的梯度线圈引发的加热。虽然没有被图示，但是可以提供传统的机械支撑装置以便在OVC 14内悬挂磁体组件、热辐射屏蔽以及冷冻剂容器(如果存在的话)。可以提供任何适当的机械装置以用于支撑初级超导磁体的线圈30并且将初级超导磁体的线圈30保持就位。如传统做法那样，可以在热辐射屏蔽16与OVC 14之间提供固体绝热46，例如经过铝处理的聚酯片。穿过容纳初级超导磁体的OVC 14和热辐射屏蔽16的轴向外部部件的径向导向的交叉管40的存在显著提高了这些区域内的OVC和热辐射屏蔽的刚度，所述区域是最易于受到杂散梯度磁场影响的区域。OVC和热辐射屏蔽的所述附加刚度会减小由相应的膛管上的涡电流所引发的振动的幅度，从而减少相关联的加热。所减小的振动幅度还会减小次级涡电流的幅度。OVC的凹入末端端盖会减小所述末端端盖的振动的量值。梯度线圈组件被直接支撑在地板上。其长度只在所述膛的下部被增大，而不是围绕整个圆周。这并不是一个问题，因为对于患者的“开放观看角度”不受影响，并且所述膛的主要部分的长度将是在规范中所援引的长度。由于患者工作台的存在，所有传统系统还在底部具有较长的膛长度。图5图示了本发明的另一个实施例。该实施例需要额外的系统长度，但是只在非患者末端需要，因此患者体验再次不受影响。在该实施例中，为一个OCV末端端盖提供完全凹入部分，从而环形凹部28至少延伸到机械支撑结构24的轴向远端。示出了梯度线圈组件22，其在这种情况下延伸初级超导线圈30组件的长度。提供了与图4中所示的那些类似的交叉管40，其定义穿过容纳初级超导线圈的OVC 14和热辐射屏蔽16的一部分的通孔。以交叉管40可以穿过OVC 14和热辐射屏蔽16的相关联部件而不接触初级超导线圈组件的方式使初级超导线圈30被保持在一起并且得到支撑。用于梯度线圈组件的机械支撑结构24被提供在凹部28内。由于所述凹部在轴向上延伸了初级梯度线圈组件的长度，因此可以提供单个管状结构，其在轴向上延伸初级梯度线圈组件的长度，并且在中心线C-C的任一侧的至少两个轴向位置处机械附着26到梯度线圈组件24，所述轴向位置中的每一个优选地处在初级梯度线圈组件的轴向末端附近。所 得到的受到机械支撑的梯度线圈组件的刚性非常高，并且在不减小磁体系统的可用膛的情况下提供了附加的刚性。在所图示的实施例中，由于凹部28的轴向长度，次级屏蔽超导线圈32没有被直接机械支撑在初级超导线圈组件上。相反，提供机械附着并且密封到OVC的中间支撑件50。该支撑件是强度较高的环形结构，并且次级屏蔽超导线圈32被安装在机械支撑结构52上，所述机械支撑结构52被支撑在支撑件50上，所述支撑件本身被支撑在OVC上。在磁体结构的远离凹部28的轴向末端处，在所述线圈的操作温度下次级屏蔽超导线圈32通过环形磁体连接结构56机械连接到初级磁体线圈30。热福射屏蔽16的环形部件58和OVC 24的环形部件60包围环形磁体连接结构56，并且分别完成热辐射屏蔽和OVC。梯度线圈组件由环形延伸件62支撑，所述环形延伸件62附着到梯度线圈组件22上并且在轴向上延伸到OVC的膛外。地面支撑64利用环形延伸件62在通常是地面的支撑表面72上支撑梯度线圈组件。替换地或附加地，环形延伸件66可以附着到机械支撑24的管状结构并且在轴向上延伸到OVC端件的凹部28之外。地面支撑68于是可以利用环形延伸件66在支撑表面72上支撑梯度线圈组件和机械支撑组件24。底部70在支撑表面72上支撑OVC。相信该实施例会提供比诸如图4中所示的实施例刚度更高的梯度线圈组件，其中朝向初级梯度线圈组件的相对轴向末端提供两个分开的环形结构。在图6中示出了本发明的另一个实施例。在该实施例中，梯度线圈组件22被定位在OVC内，并且处在OVC 14与热辐射屏蔽16之间的抽空空间中。通过把梯度线圈组件定位在真空空间中，没有噪音能够从其传播。机械支撑组件24被定位在OVC外部、在参照早前的实施例所描述的环形凹部28中。机械支撑组件24通过地面支撑68被支撑在通常是地面的支撑表面72上。梯度线圈组件22由机械支撑结构24通过机械支撑26机械支撑。如在前面描述的其他实施例中那样，在该实施例中，所述机械支撑穿过热辐射屏蔽16内的交叉管40。但是，支撑26必须从OVC外部(其在该处与机械支撑组件24接合)穿到OVC之内(其在该处与梯度线圈组件22接合)。在所示实施例中，这是通过在梯度线圈组件22与机械支撑组件24之间的OVC表面中提供孔洞74并且利用风箱装置76闭合这些孔洞而布置的，在该示例中，所述孔洞中的每一个孔洞由密封到机械支撑26闭合构件78闭合。风箱装置76允许OVC保持真空气密，同时吸收来自梯度线圈组件的机械振动并且确保这些机械振动不会被施加到0VC。优选地，OVC的末端端盖的一个部件80是可移除的，以便允许放置及更换梯度线圈22。当然，只有当OVC未被抽空时才能移除部件80。当围绕初级超导线圈30组装OVC时，可移除部件80的存在具有很大帮助。优选地，在这样的装置中，OVC膛管14b是不导电、非磁性材料。适当材料的一个示例是浸溃有热 固树脂的玻璃纤维。这样的材料不会受到涡电流生成的影响，并且是磁性透明的，从而不会与由梯度线圈所生成的梯度磁场发生干扰。在这样的装置中，OVC膛管14b将不会受到洛伦兹力的影响。为了向梯度线圈组件提供所需的电流，在OVC中提供至少一个电流引入84，优选地在可移除部件80中提供。所述电流引入优选地连接到具有风箱86的0VC，所述风箱86用来将OVC与梯度线圈组件的任何机械振动隔离，同时仍然使得OVC能够保持真空气密。可以通过密封到所述电流引入的闭合构件来闭合所述风箱。梯度线圈将加热到 80K，并且这将对热屏蔽并且从而间接地对磁体施加增加的热负载。但是，考虑到由于所述广泛的加强而大大减小了严重得多的动态元素，因此相信所述“稳态”热负载是可以容忍的。这种装置最终减小了噪音，这是因为所有已知的传输方法都被消除或者显著减少。图7示出了对于图3的实施例的改进。惯性阻尼器(优选地是填充水的环形腔室82)附着到机械支撑组件24的环形结构。这向所述机械支撑组件添加了质量和惯性。优选地，所述腔室82是空的以便装运，但是在安装磁体系统的地点通过一个或多个阀门84而被填充水，同时允许空气从阀门84的至少另一个逸出。如果需要的话，例如为了进一步运输，可以再一次通过阀门84排空水并且允许空气进入。当然，可以使用除了水之外的液体来填充腔室82 ;并且可以使用诸如沙子或细砾之类的松散材料来替代液体。但是，当前水是优选的，因为其是充分、便宜、无毒并且易于处理掉。虽然是具体参照图3的实施例示出的，但是可以将图8的已填充腔室82应用于本发明的任何实施例。在一些实施例中，所述环形腔室不需要围绕机械支撑组件的环形结构完全延伸，但是其优选地完全延伸。因此，本发明提供成像系统中的梯度线圈装置，其中0VC、热辐射屏蔽和冷冻剂容器的振荡被大大减小。这改进了所得到的成像和患者舒适度。根据本发明，通过利用机械支撑26将传统的梯度线圈组件机械链接到径向外部的机械支撑组件24，增大了梯度线圈的弯曲刚度。所得到的机械加强减小了任何振动的幅度，并且朝向未由正常成像序列激发的值增加了梯度线圈组件的共振频率。其结果是，磁体的梯度线圈引发的加热被大大减少，这对于最小冷冻剂库存或无冷冻剂磁体特别有很大的益处。梯度线圈结构与低温恒温器结构机械隔离，以便避免直接机械激发OVC中的振动。优选地，独立于低温恒温器结构而将梯度线圈组件安装到支撑表面。OVC和热辐射屏蔽的靠近膛的轴向末端的部件被优选地加强，以便减小任何振动的幅度。这一加强可以通过装配如前所述的交叉管40来实现，其允许机械支撑26从梯度线圈组件22传递到机械支撑组件24。与OVC和热辐射屏蔽的膛管的轴向中心相比，OVC和热辐射屏蔽的轴向末端通常经历来自梯度线圈组件的更强杂散磁场。OVC的这些轴向外部部件可以由诸如浸溃有热固树脂的玻璃纤维之类的复合材料制成，以便防止在OVC的材料中生成涡电流。根据本发明的一个方面，通过把梯度线圈组件附着到机械支撑组件24而提供的增加的机械刚性，梯度线圈组件内的洛伦兹力受到抵抗。在本发明的某些实施例中，初级梯度线圈组件被包围在OVC内的真空空间中，以便消除任何基于压力的噪声传输。优选地，在不增加所述系统的OVC或梯度线圈组件的膛长度并且不减小可用患者容积的直径V的情况下实现本发明的目的。实际上，由于OVC和热辐射屏蔽交叉管40的加强的效应，可以减小OVC的膛管和热辐射屏蔽膛管的厚度，这样可以增大可用患者容积的直径。
在一个替换实施例中，梯度线圈组件和机械支撑组件在OVC和热辐射屏蔽的外部机械链接在一起，这例如是通过初级超导线圈和OVC的轴向外部的环形支撑圆环而实现的。这种装置不会在末端处过度强化OVC和热辐射屏蔽，而是允许在没有横向穿透的情况下使用更加传统的低温恒温器配置。
权利要求
1.一种在磁共振成像中使用的圆柱形超导磁体系统， 包括 轴向对准的初级超导线圈(30)，其被定位在外部真空腔室(OVC) (14)内； 围绕初级超导线圈的热辐射屏蔽(16)，其处在OVC内； 与初级超导线圈轴向对准并且被径向地定位在初级超导线圈之内的梯度线圈组件(22)， 其中，所述圆柱形超导磁体系统还包括机械支撑组件(24)，其径向地位于初级超导线圈的外部并且机械附着(26)到梯度线圈组件，其特征在于，所述机械支撑组件通过机械附着件(26)而机械附着到梯度线圈组件，所述机械附着件(26)穿过经过OVC和热辐射屏蔽的通孔。
2.根据权利要求I的圆柱形超导磁体系统，其中，所述机械附着件穿过相邻的初级超导线圈之间。
3.根据权利要求I或权利要求2的圆柱形超导磁体系统，其中，OVC中的孔洞被延伸在OVC的膛管(14b)与凹部(28)之间的径向导向的管(40)密封，并且其中所述机械附着件穿过所述管。
4.根据权利要求3的圆柱形超导磁体系统，其中，所述热辐射屏蔽中的孔洞被与密封OVC的管同轴延伸的径向导向的管(40)密封。
5.根据权利要求I的圆柱形超导磁体系统，其中，所述机械支撑组件包括两个环形结构，每一个环形结构在梯度线圈组件的轴向极端附近机械附着到所述梯度线圈组件。
6.根据权利要求I的圆柱形超导磁体系统，其中，所述机械支撑组件包括管状结构，其在梯度线圈组件的轴向中间平面的两侧上机械附着到所述梯度线圈组件。
7.根据任一项前述权利要求的圆柱形超导磁体系统，其中，OVC及其内容被支撑(70)在支撑表面(72)上，并且所述梯度线圈组件和相关联的机械支撑组件被独立于OVC及其内容而支撑(64)在所述支撑表面上。
8.根据任一项前述权利要求的圆柱形超导磁体系统，还包括容纳初级磁体线圈的冷冻剂容器(12)，从而使得热辐射屏蔽在OVC内围绕所述冷冻剂容器。
9.根据权利要求6的圆柱形超导磁体系统，其中，OVC包括膛管(14b)、外部圆柱形壁(14a)以及各环形末端件，其中各末端件中的一个具有定义凹部(28)的凹入部分，并且所述管状结构位于所述凹部内。
10.根据权利要求5的圆柱形超导磁体系统，其中，OVC包括膛管(14b)、外部圆柱形壁(14a)以及各环形末端件，两个末端件具有定义相应凹部(28)的相应凹入部分，并且相应环形结构位于每一个凹部内。
11.根据权利要求6的圆柱形超导磁体系统，其中，在初级超导线圈和所述管状结构的径向外部提供次级屏蔽超导线圈(32)，提供机械附着并且对OVC密封的中间支撑件(50)，次级屏蔽超导线圈(32)被安装在另一个机械支撑结构(52)上，所述另一个机械支撑结构(52)被支撑在支撑件(50)上，所述支撑件(50)本身被机械支撑在OVC上。
12.根据权利要求11的圆柱形超导磁体系统，其中，在所述磁体结构的远离空腔28的轴向末端处，次级屏蔽超导线圈(32)通过环形磁体连接结构(56)机械连接到初级磁体线圈(30);热辐射屏蔽(16)的环形部件(58)和OVC (14)的环形部件(60)包围环形磁体连接结构(56)，并且分别完成热辐射屏蔽和OVC。
13.根据权利要求1-6当中的任一项的圆柱形超导磁体系统，其中，所述梯度线圈组件连接到OVC和热辐射屏蔽外部的机械支撑组件。
14.根据权利要求13的圆柱形超导磁体系统，其中，所述机械支撑组件包括位于初级超导线圈和OVC的轴向外部的环形支撑圆环。
15.根据任一项前述权利要求的圆柱形超导磁体系统，其中，所述机械保持结构包括腔室(82)，其在使用中填充有液体或松散材料以便为所述机械保持结构提供质量和惯性。
全文摘要
本发明涉及加强的梯度线圈。本发明提供一种在磁共振成像中使用的圆柱形超导磁体系统。轴向对准的初级超导线圈(30)位于外部真空腔室(OVC)(14)内。热辐射屏蔽(16)在OVC内围绕初级超导线圈。梯度线圈组件与初级超导线圈轴向对准并且被径向定位在初级超导线圈之内。所述圆柱形超导磁体系统还包括机械支撑组件(24)，其径向地位于初级超导线圈的外部并且机械附着(26)到梯度线圈组件。
文档编号G01R33/385GK102636765SQ20121002715
公开日2012年8月15日 申请日期2012年2月8日 优先权日2011年2月8日
发明者S.J.卡尔弗特 申请人:英国西门子公司