[发明专利]核磁共振装置中超导磁体和RF线圈的集成单源冷却

说明书

公开了使用MRI系统获得成像数据的方法和系统，MRI系统被构造成使用场强在0.5特斯拉(T)至3T范围内的超导磁体提供具有高信噪比(SNR)的精确图像。MRI包括部署在无制冷剂(CF)的传导性冷却的超导磁体内的扫描孔。CF可以具有两级，其中一个级将辐射屏蔽件冷却到中等水平温度，诸如35‑80开氏度(K)，第二级将冷块进一步冷却到大约3‑6开氏度。两级式CF冷却器用于冷却超导磁体系统的目标体和接收器RF线圈，以产生相对于RF线圈未冷却时较高的SNR。蓝宝石片或条可以用于冷却RF线圈，因为蓝宝石导热但不导电，减少了电噪声。

技术领域

本申请总体上涉及基于核磁共振(NMR)的装置。更具体地，本申请涉及一种用于利用NMR装置中的单个集成冷却系统来冷却超导磁体和射频(RF)线圈的方法和设备。

附图说明

当结合以下说明考虑时，所呈现的附图是为了有助于理解要保护的主题。

图1示出了使用传统的全身或头部磁共振成像(MRI)系统进行医学诊断的示例配置；

图2示出了用于医学诊断的MRI系统的示例构造，该MRI系统具有用于冷却超导磁体和RF线圈两者的一体化冷却系统；和

图3示出了图2的示例MRI系统的立体截面图。

具体实施方式

尽管参照本文中说明的若干个说明性实施方式说明了本公开，但是应当清楚的是，本公开不应当限于这样的实施方式。因此，本文提供的实施方式的说明是对本公开的例示，并且不应限制所要求保护的本公开的范围。本公开涉及基于核磁共振(NMR)现象进行操作的装置。磁共振成像扫描仪是NMR装置的具体示例，另一示例是NMR光谱仪。

NMR是原子核在磁场中吸收并重新发射电磁辐射(信号)的物理现象。该信号是取决于磁场强度和特定原子的同位素的磁性的特定共振频率的函数。NMR现象是MRI扫描仪和NMR光谱仪的核心。为了增加NMR装置中的NMR信号，将受试者放置在产生0.5至20T或甚至更高磁场的能量磁体的背景磁场中。射频线圈(RF线圈)在NMR装置中用作射频(RF)信号的发送器、接收器，有时还用作收发器。

高分辨率MRI扫描仪和NMR光谱仪使用超导磁体，以有助于产生强信号，并专门设计了RF线圈来产生强RF信号。在下文中，以MRI扫描仪的操作为示例来说明改善超导磁体和RF线圈的性能的方法。本公开中说明的方法同样适用于MRI扫描仪和NMR光谱仪。

核磁共振(NMR)是原子核在磁场中吸收并重新发射电磁辐射的物理现象。该能量在取决于磁场强度和原子的同位素的磁性的特定共振频率处；在实际应用中，该频率类似于VHF和UHF电视广播(60–1000MHz)。NMR允许观察原子核的特定量子力学磁性。许多科学技术利用NMR现象通过NMR光谱学研究分子物理、晶体和非晶态材料。NMR也常规地用于诸如磁共振成像(MRI)的高级医学成像技术。

射频线圈(RF线圈)是磁共振成像(MRI)中的射频(RF)信号的发射器、接收器，有时用作发射和接收双重用途。MRI中的MR信号是由作为射频线圈的结果的共振过程产生的。射频线圈由两个电磁线圈组成，发送器线圈和接收器线圈产生和接收电磁场。在MRI研究中有意义的原子核在电磁频谱的射频部分中具有自己的共振频率。