[發(fā)明專利]核磁共振裝置中超導(dǎo)磁體和RF線圈的集成單源冷卻

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980066269.0
• 申請(qǐng)日: 2019-09-23
• 公開（公告）號(hào): CN112840415A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沙西·普拉希米
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沙西·普拉希米
• 主分類號(hào): H01F6/06
• 分類號(hào): H01F6/06;H01F6/04;G01R33/035;G01R33/20;G01R33/46
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會(huì)華

公開了使用MRI系統(tǒng)獲得成像數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)，MRI系統(tǒng)被構(gòu)造成使用場強(qiáng)在0.5特斯拉(T)至3T范圍內(nèi)的超導(dǎo)磁體提供具有高信噪比(SNR)的精確圖像。MRI包括部署在無制冷劑(CF)的傳導(dǎo)性冷卻的超導(dǎo)磁體內(nèi)的掃描孔。CF可以具有兩級(jí)，其中一個(gè)級(jí)將輻射屏蔽件冷卻到中等水平溫度，諸如35?80開氏度(K)，第二級(jí)將冷塊進(jìn)一步冷卻到大約3?6開氏度。兩級(jí)式CF冷卻器用于冷卻超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的目標(biāo)體和接收器RF線圈，以產(chǎn)生相對(duì)于RF線圈未冷卻時(shí)較高的SNR。藍(lán)寶石片或條可以用于冷卻RF線圈，因?yàn)樗{(lán)寶石導(dǎo)熱但不導(dǎo)電，減少了電噪聲。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)總體上涉及基于核磁共振(NMR)的裝置。更具體地，本申請(qǐng)涉及一種用于利用NMR裝置中的單個(gè)集成冷卻系統(tǒng)來冷卻超導(dǎo)磁體和射頻(RF)線圈的方法和設(shè)備。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合以下說明考慮時(shí)，所呈現(xiàn)的附圖是為了有助于理解要保護(hù)的主題。

圖1示出了使用傳統(tǒng)的全身或頭部磁共振成像(MRI)系統(tǒng)進(jìn)行醫(yī)學(xué)診斷的示例配置；

圖2示出了用于醫(yī)學(xué)診斷的MRI系統(tǒng)的示例構(gòu)造，該MRI系統(tǒng)具有用于冷卻超導(dǎo)磁體和RF線圈兩者的一體化冷卻系統(tǒng)；和

圖3示出了圖2的示例MRI系統(tǒng)的立體截面圖。

具體實(shí)施方式

盡管參照本文中說明的若干個(gè)說明性實(shí)施方式說明了本公開，但是應(yīng)當(dāng)清楚的是，本公開不應(yīng)當(dāng)限于這樣的實(shí)施方式。因此，本文提供的實(shí)施方式的說明是對(duì)本公開的例示，并且不應(yīng)限制所要求保護(hù)的本公開的范圍。本公開涉及基于核磁共振(NMR)現(xiàn)象進(jìn)行操作的裝置。磁共振成像掃描儀是NMR裝置的具體示例，另一示例是NMR光譜儀。

NMR是原子核在磁場中吸收并重新發(fā)射電磁輻射(信號(hào))的物理現(xiàn)象。該信號(hào)是取決于磁場強(qiáng)度和特定原子的同位素的磁性的特定共振頻率的函數(shù)。NMR現(xiàn)象是MRI掃描儀和NMR光譜儀的核心。為了增加NMR裝置中的NMR信號(hào)，將受試者放置在產(chǎn)生0.5至20T或甚至更高磁場的能量磁體的背景磁場中。射頻線圈(RF線圈)在NMR裝置中用作射頻(RF)信號(hào)的發(fā)送器、接收器，有時(shí)還用作收發(fā)器。

高分辨率MRI掃描儀和NMR光譜儀使用超導(dǎo)磁體，以有助于產(chǎn)生強(qiáng)信號(hào)，并專門設(shè)計(jì)了RF線圈來產(chǎn)生強(qiáng)RF信號(hào)。在下文中，以MRI掃描儀的操作為示例來說明改善超導(dǎo)磁體和RF線圈的性能的方法。本公開中說明的方法同樣適用于MRI掃描儀和NMR光譜儀。

核磁共振(NMR)是原子核在磁場中吸收并重新發(fā)射電磁輻射的物理現(xiàn)象。該能量在取決于磁場強(qiáng)度和原子的同位素的磁性的特定共振頻率處；在實(shí)際應(yīng)用中，該頻率類似于VHF和UHF電視廣播(60–1000MHz)。NMR允許觀察原子核的特定量子力學(xué)磁性。許多科學(xué)技術(shù)利用NMR現(xiàn)象通過NMR光譜學(xué)研究分子物理、晶體和非晶態(tài)材料。NMR也常規(guī)地用于諸如磁共振成像(MRI)的高級(jí)醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。

射頻線圈(RF線圈)是磁共振成像(MRI)中的射頻(RF)信號(hào)的發(fā)射器、接收器，有時(shí)用作發(fā)射和接收雙重用途。MRI中的MR信號(hào)是由作為射頻線圈的結(jié)果的共振過程產(chǎn)生的。射頻線圈由兩個(gè)電磁線圈組成，發(fā)送器線圈和接收器線圈產(chǎn)生和接收電磁場。在MRI研究中有意義的原子核在電磁頻譜的射頻部分中具有自己的共振頻率。