(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＲＩ傾斜コイル（５０）と、
前記ＭＲＩ傾斜コイル（５０）と熱的に接続させたＭＲＩ冷却システムと、を備えたＭＲＩ装置を含むＭＲＩシステム（１０）であって、該ＭＲＩ冷却システムは
冷却回路（５１）と、
相変化材料（１０２）及び、ある量の相変化材料（１０２）を囲繞するポリマー被膜（１０４）を有する複数のマイクロカプセル封入球状体（１０１）と、搬送流体（１０８）とを備えた冷却剤（７３）と、
を備え、
前記ＭＲＩシステム（１０）がさらに、
前記冷却剤（７３）が、供給ライン（７２）を通して前記冷却回路（５１）に供給され、帰還ライン（７４）を通って前記冷却回路（５１）から出るように、前記冷却剤（７３）をポンピングし該冷却剤（７３）から熱を抽出するように構成した冷凍機（７０）と、
前記冷却剤（７３）が前記供給ライン（７２）に供給される前に、前記冷却剤（７３）を混合する混合機と、
を含み、
ＭＲＩ装置の動作中に前記ポリマー被膜（１０４）は、固体状態にあり、前記相変化材料（１０２）が相変化可能である、ＭＲＩシステム（１０）。
【請求項２】
前記搬送流体（１０８）は水及びエチレングリコールからなるスラリー（１００）である、請求項１に記載のＭＲＩシステム（１０）。
【請求項３】
前記スラリー（１００）のインレット温度とアウトレット温度は実質的に等しい、請求項２に記載のＭＲＩシステム（１０）。
【請求項４】
前記スラリー（１００）は水性乳剤である、請求項２に記載のＭＲＩシステム（１０）。
【請求項５】
前記相変化材料（１０２）は前記ＭＲＩ傾斜コイル（５０）の動作温度未満の気化温度を有する、請求項４に記載のＭＲＩシステム（１０）。
【請求項６】
前記ポリマー被膜（１０４）はその内部に熱伝導性材料を埋め込んで備える、請求項１乃至５のいずれかに記載のＭＲＩシステム（１０）。
【請求項７】
前記熱伝導性材料は窒化ほう素とグラファイトのうちの一方である、請求項６に記載のＭＲＩ装置（１０）。
【請求項８】
前記相変化材料（１０２）はワックスである、請求項１乃至７のいずれかに記載のＭＲＩシステム（１０）。
【請求項９】
前記相変化材料（１０２）は−２０℃〜１００℃の相変化温度を有し、
前記相変化材料（１０２）は前記ＭＲＩ傾斜コイル（５０）の動作温度未満の相変化温度を有する、請求項１乃至８のいずれかに記載のＭＲＩシステム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムに関し、さらに詳細には、ＭＲＩシステムの傾斜コイルの冷却システム全体にわたる温度変動を最小限にし、コイル温度の低下に導くことに関する。本発明はさらに、ＭＲＩシステムの傾斜コイルに関する冷却システムのサイズ及び構成要素を最小限にすること、並びにＭＲＩシステムの傾斜コイル内部の冷却剤に関するポンピング要件を低減させることに関する。
【背景技術】
【０００２】
人体組織などの物質を均一な磁場（偏向磁場Ｂ０）にかけると、組織中のスピンの個々の磁気モーメントはこの偏向磁場と整列しようとして、この周りをラーモアの特性周波数によってランダムな秩序で歳差運動することになる。この物質や組織に、ｘ−ｙ平面内にありラーモア周波数に近い周波数をもつ磁場（励起磁場Ｂ１）がかけられると、正味の整列モーメント（すなわち、「縦磁化」）ＭＺは、ｘ−ｙ平面内に来るように回転させられ（すなわち、「傾けられ（ｔｉｐｐｅｄ）」）、正味の横方向磁気モーメントＭｔが生成される。励起信号Ｂ１を停止させた後、励起したスピンにより信号が放出され、さらにこの信号を受信し処理して画像を形成することができる。
【０００３】
これらの信号を用いて画像を作成する際には、磁場傾斜（Ｇｘ、Ｇｙ及びＧｚ）が利用される。典型的には、撮像しようとする領域は、使用する具体的な位置特定方法に従ってこれらの傾斜を変更させている一連の計測サイクルによりスキャンを受ける。結果として得られる受信ＮＭＲ信号の組はディジタル化されかつ処理され、よく知られている多くの再構成技法のうちの１つを用いて画像が再構成される。
【０００４】
多くのＭＲシステムではその内部に冷却剤が流れている傾斜コイルを用いている。傾斜コイルからの熱並びに主要部品や遮蔽部品の両者からの熱を除去するためには、水または水とエチレングリコールの混合物、あるいは誘電性または非誘電性流体混合物を有する冷却剤を利用した冷凍機が用いられるのが典型的である。ＭＲシステムのパワー要件が増大すると、熱設計の複雑性も同様に増大する。典型的には、ＭＲシステムは大量の熱を発生させる可能性（１５〜２０ｋＷとなる可能性）があり、また将来のデバイスでは１００ｋＷ以上にまで増大することが予想される。さらに、ＭＲ傾斜コイルの冷却チャンネルを通って冷却剤が流れると、冷却剤の温度上昇はかなり大きくなる可能性があり、これによってＭＲ傾斜コイル内にホットスポットを生じさせシステム動作性能を劣化させる可能性がある。冷却剤は一連のサブ回路全体に分配されるため、全フロー回路で部分的にフローが停滞することや、圧力不均一のためにフローの不均一が生じることがあり、これによって傾斜コイルの一部分が欠乏状態になると共に、さらに傾斜コイル内部にホットスポットを形成させることになる。ＭＲシステム内の冷却要件の増大に対する一般的な解決法は、冷却回路をより多くすることか、傾斜コイル内部の流量を多くすることのいずれかである。いずれの解決法も追加的な設計の複雑性、圧力低下及び信頼度の懸念など冷却要件を増大させるような実用上の制約をもたらす可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、ＭＲ傾斜冷却システム全体にわたって大きな冷却容量を有しかつ均一圧力低下を有することが可能なシステム及び方法があることが望ましい。さらに、ＭＲ傾斜冷却システム全体にわたって冷却剤の温度を均一とすることが可能なシステム及び方法があることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の欠点を克服したＭＲシステムを冷却するためのシステム及び方法を提供する。搬送流体の内部に相変化材料が設けられ、これらを組み合わせてＭＲシステムのＭＲ傾斜コイルと熱的に接続させた冷却システム内を循環させている。
【０００７】
本発明の一態様では、ＭＲＩ装置はＭＲＩ傾斜コイル及びＭＲＩ冷却システムを含む。ＭＲＩ冷却システムはＭＲＩ傾斜コイルと熱的に接続されると共に、冷却回路を含んでいる。この冷却回路には冷凍機が接続されており、冷却回路全体にわたるように冷却剤をポンピングし冷却剤から熱を抽出するように冷凍機を構成している。冷却剤は、搬送流体と相変化材料の両者を含む。
【０００８】
本発明の別の態様では、ＭＲＩ装置を製作する方法は、搬送流体及び相遷移材料を含む流体剤を提供する工程と、動作時にＭＲＩ傾斜コイル内部に発生した熱を該流体剤を介して抽出するために流体剤をＭＲＩ傾斜コイル内にポンピングする工程と、を含む。
【０００９】
本発明のさらに別の態様は、ＭＲＩ装置向けの冷却システムを含む。本冷却システムは、ＭＲＩ傾斜コイルと、ＭＲＩ傾斜コイルの内部に位置決めされた冷却チャンネルと、冷却チャンネルの内部に位置決めされた冷却媒体と、を含む。この冷却媒体は液体搬送体及び中間相材料を含む。
【００１０】
本発明に関する別の様々な特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図面では、本発明を実施するために目下のところ企図されている好ましい一実施形態を図示している。
【００１２】
図１を参照すると、本発明を組み込んでいる好ましい磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム１０の主要コンポーネントを表している。このシステムの動作は、キーボードその他の入力デバイス１３、制御パネル１４及び表示画面１６を含むオペレータコンソール１２から制御を受けている。コンソール１２は、オペレータが画像の作成及び表示画面１６上への画像表示を制御できるようにする単独のコンピュータシステム２０と、リンク１８を介して連絡している。コンピュータシステム２０は、バックプレーン２０ａを介して互いに連絡している多くのモジュールを含んでいる。これらのモジュールには、画像プロセッサモジュール２２、ＣＰＵモジュール２４、並びに当技術分野でフレームバッファとして知られている画像データアレイを記憶するためのメモリモジュール２６が含まれる。コンピュータシステム２０は、画像データ及びプログラムを記憶するためにディスク記憶装置２８及びテープ駆動装置３０とリンクしており、さらに高速シリアルリンク３４を介して単独のシステム制御部３２と連絡している。入力デバイス１３は、マウス、ジョイスティック、キーボード、トラックボール、タッチ作動スクリーン、光学読取り棒、音声制御器、あるいは同様な任意の入力デバイスや同等の入力デバイスを含むことができ、また入力デバイス１３は対話式幾何学指定のために使用することができる。
【００１３】
システム制御部３２は、バックプレーン３２ａにより互いに接続させたモジュールの組を含んでいる。これらのモジュールには、ＣＰＵモジュール３６や、シリアルリンク４０を介してオペレータコンソール１２に接続させたパルス発生器モジュール３８が含まれる。システム制御部３２は、実行すべきスキャンシーケンスを指示するオペレータからのコマンドをこのリンク４０を介して受け取っている。パルス発生器モジュール３８は、各システムコンポーネントを動作させて所望のスキャンシーケンスを実行させ、発生させるＲＦパルスのタイミング、強度及び形状、並びにデータ収集ウィンドウのタイミング及び長さを指示するデータを発生させている。パルス発生器モジュール３８は、スキャン中に発生させる傾斜パルスのタイミング及び形状を指示するために１組の傾斜増幅器４２と接続させている。パルス発生器モジュール３８はさらに、生理学的収集制御器４４から患者データを受け取ることができ、この生理学的収集制御器４４は、患者に装着した電極からのＥＣＧ信号など患者に接続した異なる多数のセンサからの信号を受け取っている。また最終的には、パルス発生器モジュール３８はスキャン室インタフェース回路４６と接続されており、スキャン室インタフェース回路４６はさらに、患者及びマグネット系の状態に関連付けした様々なセンサからの信号を受け取っている。このスキャン室インタフェース回路４６を介して、患者位置決めシステム４８はスキャンのために患者を所望の位置に移動させるコマンドを受け取っている。
【００１４】
パルス発生器モジュール３８が発生させる傾斜波形は、Ｇｘ増幅器、Ｇｙ増幅器及びＧｚ増幅器を有する傾斜増幅器システム４２に加えられる。各傾斜増幅器は、収集した信号の空間エンコードに使用する磁場傾斜を生成させるように全体を番号５０で示す傾斜コイルアセンブリ内の物理的に対応する傾斜コイルを励起させている。傾斜磁場コイルアセンブリ５０は、偏向マグネット５４及び全身用ＲＦコイル５６を含むマグネットアセンブリ５２の一部を形成している。システム制御部３２内の送受信器モジュール５８は、ＲＦ増幅器６０により増幅を受けて送信／受信スイッチ６２によりＲＦコイル５６に結合されるようなパルスを発生させている。患者内の励起された原子核が放出して得られた信号は、同じＲＦコイル５６により検知し、送信／受信スイッチ６２を介して前置増幅器６４に結合させることができる。増幅したＭＲ信号は、送受信器５８の受信器部分で復調され、フィルタ処理され、さらにディジタル化される。送信／受信スイッチ６２は、パルス発生器モジュール３８からの信号により制御し、送信モードではＲＦ増幅器６０をコイル５６と電気的に接続させ、受信モードでは前置増幅器６４をコイル５６に接続させている。送信／受信スイッチ６２によりさらに、送信モードと受信モードのいずれに関しても単独のＲＦコイル（例えば、表面コイル）を使用することが可能となる。
【００１５】
ＲＦコイル５６により取り込まれたＭＲ信号は送受信器モジュール５８によりディジタル化され、システム制御部３２内のメモリモジュール６６に転送される。未処理のｋ空間データのアレイをメモリモジュール６６内に収集し終わると１回のスキャンが完了となる。この未処理のｋ空間データは、各画像を再構成させるように別々のｋ空間データアレイの形に配置し直しており、これらの各々は、データをフーリエ変換して画像データのアレイにするように動作するアレイプロセッサ６８に入力される。この画像データはシリアルリンク３４を介してコンピュータシステム２０に送られ、コンピュータシステム２０において画像データはディスク記憶装置２８内などの記憶装置内に格納される。この画像データは、オペレータコンソール１２から受け取ったコマンドに応じて、テープ駆動装置３０上などの長期記憶内にアーカイブしたり、画像プロセッサ２２によりさらに処理してオペレータコンソール１２に伝達しディスプレイ１６上に表示させたりすることができる。
【００１６】
傾斜コイルアセンブリ５０は、所望の撮像域にわたって磁場を制御する役割をすると共に、傾斜増幅器４２によって励起されて傾斜磁場を発生させる。傾斜コイルアセンブリ５０は傾斜磁場を発生させると、ＭＲシステムの過熱を回避するように消費させる必要があるような典型的には１５〜２０ｋＷの熱を発生させる。傾斜コイルアセンブリ５０全体にわたって一連の冷却サブ回路５１を分布させており、これらは供給ライン７２及び帰還ライン７４を介して冷凍機７０に取り付けられている。傾斜コイルアセンブリ５０の通常動作時には、冷凍機７０は冷却剤７３を供給ライン７２内にポンピングする。冷却剤７３は冷却サブ回路５１全体にわたって分布させており、また傾斜コイルアセンブリ５０が発生させた熱は冷却剤７３内に移転される。これによって冷却剤７３は冷却剤７３の熱容量に比例したある範囲まで温度上昇するのが典型的である。冷却サブ回路５１は帰還ライン７４を通じて傾斜コイルアセンブリ５０に接続されている。冷却剤７３は冷凍機７０内部で冷却され、供給ライン７２を通して連続的に再循環される。
【００１７】
傾斜コイルアセンブリ５０に対する冷却は、相変化材料を使用することによって強化することができる。相変化材料は、固体から液体またこの逆方向に、並びに液体から気体またこの逆方向に変化する潜熱蓄積デバイスとして用いることができる。相変化材料はまた別に、中間相（ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ）材料や相遷移（ｐｈａｓｅ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）材料と呼ばれることもある。水、エチレングリコールあるいはこれらの混合物などの従来の熱蓄積材料と異なり、熱蓄積のためや熱伝達媒体として相変化材料を利用する場合、相変化材料の分子引力に打ち勝つようなエネルギーを外部から加え、これによって状態すなわち「相（ｐｈａｓｅ）」を変化させる必要がある。材料が相変化を受けると、エネルギーは吸収するが等温状態のままである。
【００１８】
相変化材料の特性は、当技術分野において相変化が固体から液体またこの逆方向に変化する際の「融解潜熱」と呼ぶ値によって定量化される。この挙動を示し典型的には熱伝達目的で用いられる材料は通常、塩、ソーダ灰（ｓｏｄａ  ａｓｈ）、酢酸ナトリウム及びパラフィンワックス（代表例を挙げている）である。液体から蒸気への相変化は、当技術分野で「気化潜熱」と呼ばれる値によって定量化される。この挙動を示し典型的には熱伝達目的で用いられる材料は通常、石けん、洗剤、並びにその基本構造がパラフィン鎖であるような別の化合物を含む。
【００１９】
図２は、本発明の一実施形態による冷却物質またはスラリー１００を表している。冷却物質１００は流体剤や冷却媒体と同等とすることができる。スラリー１００は、搬送流体１０８全体にわたって分布させた材料１０１を備える。搬送流体１０８は、傾斜コイルアセンブリ５０の最大動作温度を超える気化温度と、冷凍機７０内で達成される最低温度未満の凝固温度と、を有するのが典型的である。冷却物質１００によって吸収可能な熱量は、材料１０１の融解潜熱や気化潜熱をエネルギーの等温性の吸収に利用することができる。
【００２０】
図３は、本発明の一実施形態によりＭＲ傾斜コイルを冷却するための材料の融解潜熱を例証しているスラリー１００の一部分の詳細図である。スラリー１００は、外側シェル１０４によってカプセル封入された相遷移材料または相変化材料１０２を含んでおり、これによってマイクロカプセル封入相変化材料（ＭＥＰＣＭ）、あるいはマイクロカプセル封入球状体または小球が形成される。スラリー１００はさらに、水、エチレングリコール、その他などの搬送流体１０８を含む。パラフィンワックスは相変化材料１０２に対する良好な媒体であることが分かっている。外側シェル１０４は典型的には、コアまたは相変化材料１０２をカプセル封入している薄いポリマーを含んでおり、直径１０６が概ね５〜２５マイクロメートルの範囲にある。スラリー１００は冷凍機７０を用いることによって冷却サブ回路５１全体にわたるように冷却剤７３をポンピングし、これによって固体状態にある複数の相変化材料１０１が傾斜コイルアセンブリ５０に伝達される。したがって外側シェル１０４は、破損して相変化材料１０２が搬送流体１０８に曝されることがないように長い寿命期間にわたるポンピングが可能な耐久性のある材料でなければならない。
【００２１】
相変化材料１０２は具体的な用途に合わせることができる。相変化材料として使用されるパラフィンワックスは例えば、傾斜コイルアセンブリ５０の動作温度（典型的には、６０°Ｃ〜１５０°Ｃの範囲）未満の融解温度（または、相変化温度）を達成するように選択されることがある。一例として８０°Ｃのコイル温度では、所望の相変化は２５〜７０°Ｃの範囲域とし、傾斜コイルアセンブリ５０と相変化材料１０２の間に相変化を生じさせるのに適した温度差を生じさせることができる。傾斜コイルアセンブリは−５０°Ｃ〜＋１００°Ｃの範囲（ただし、これに限らない）の相変化温度を必要とすることがある。
【００２２】
同様に外側シェル１０４の材料（典型的には、ポリマー）は、予測される傾斜コイルアセンブリ５０の最大動作温度であるいは該温度未満で融解しないように選択される。したがって外側シェル１０４は典型的には、傾斜コイルアセンブリ５０を通過する循環中は固体のままであり、また固体相にあるか液体相にあるかによらず相変化材料１０２を包含することになる。したがって相変化材料１０２は、搬送流体１０８内部における凝集が防止される。さらに、窒化ほう素、グラファイトその他などの高伝導率の粉体をポリマーに追加することによって、外側シェル１０４を成す分厚いポリマー材料の熱伝導率を高めることができる。したがって例えば傾斜コイルアセンブリ５０の冷却サブ回路５１内におけるように、冷却回路全体にわたって材料１０１をポンピングすると、スラリー１００は冷凍機７０内部のポンピング機構に対する動作性能を劣化させることがない。
【００２３】
動作時には、図１にある傾斜コイルアセンブリ５０の冷却サブ回路５１全体にわたって図２の冷却剤７３が流される。冷凍機７０は冷却剤７３を冷却し、これによって外側シェル１０４内部に包含された相変化材料１０２が相変化に進み、これによって各相変化材料１０１の相変化材料１０２が固化される。相変化材料１０２の相変化が完了した時点で、冷凍機７０はさらに相変化材料１０２の相変化が生じる温度未満まで各相変化材料１０２を冷却する。
【００２４】
冷却剤７３は、図１の冷却サブ回路５１全体にわたるように冷凍機７０によってポンピングを受けており、この冷凍機７０は供給ライン７２を通して冷却剤７３を傾斜コイルアセンブリ５０内に供給しており、また冷却剤７３は冷却サブ回路５１全体にわたるように導かれている。したがってコイルアセンブリ５０内に発生した熱は、冷却剤７３に移転される（冷却剤７３内部の相変化材料１０２への移転も含む）。したがって外側シェル１０４内部の相変化材料１０２は相変化に進み、相変化材料１０２が完全に液体になる点である相変化材料１０２の融解潜熱に比例するエネルギー量が吸収されることになる。しかし典型的には完全に液体になる前に、材料１０１は帰還ライン７４を通って傾斜コイルアセンブリ５０から出されて、冷凍機７０に戻されて冷却及び再固化を受ける。当業者であれば、冷却剤７３内部の相変化材料１０２が完全に液体になりこのために冷却剤７３が相変化材料１０２の相変化温度を超えて温度上昇した後に冷却剤７３が傾斜コイルアセンブリ５０から出されることがあることを理解されよう。したがって冷却傾斜コイルアセンブリ５０は、傾斜コイルアセンブリ５０を効率よく冷却するために材料の融解潜熱を利用できるようなエネルギー量を吸収する材料を用いて冷却を受ける。
【００２５】
本発明の別の実施形態では、材料１０１は、気化潜熱を利用して傾斜コイルアセンブリ５０内部に発生したエネルギーを吸収するような、その内部に液体を有する水性乳剤を含むことがある。こうした材料は、再度図２を参照して搬送流体１０８内に分配された材料１０１とした液体を有する乳剤を含むことがある。乳剤（ｅｍｕｌｓｉｏｎ）とは第１の液体の小球が第２の液体（第１の液体とは混合しない）の内部に包含された状態の懸濁液である。典型的な一例は酢酸乳剤内における油であり、立てたまま放置されれば分離しているが、かき混ぜると（例えば、冷凍機アセンブリのポンプを通じてポンピングすると）乳化する。典型的な例にはさらに、石けん、洗剤、並びにその基本構造がパラフィン鎖であるような別の化合物が含まれる。
【００２６】
この実施形態では、スラリー１００は、気化温度または相変化温度（すなわち、傾斜コイルアセンブリ５０の動作温度未満の温度）を有するように選択された相遷移または相変化温度を有する第１の液体であるような材料１０１を含む。
【００２７】
動作時において、傾斜コイルアセンブリ５０の冷却サブ回路５１全体にわたるように図２の冷却剤７３が流される。冷凍機７０によって冷却剤７３が冷却され、冷却剤７３内部の材料１０１が相変化に進み、これによって搬送流体１０８内部の第１の液体が気化する。冷却剤７３は冷凍機７０によってシステム全体にわたってポンピングを受けており、冷凍機７０は供給ライン７２を通して冷却剤７３を傾斜コイルアセンブリ５０内に供給しており、またさらに冷却剤７３は冷却サブ回路５１全体にわたるように導かれている。したがってコイルアセンブリ５０内に発生した熱は、冷却剤７３並びにその内部の第１の乳化材料に移転される。したがって第１の乳化材料１０２は相変化に進み、第１の乳化材料１０２が完全に蒸気になる点である第１の乳化材料１０２の気化潜熱に比例するエネルギー量が吸収されることになる。しかし典型的には完全に蒸気になる前に、第１の乳化材料は帰還ライン７４を通って傾斜コイルアセンブリ５０から出されて、冷凍機７０に戻るように供給されて冷却及び再液化を受ける。当業者であれば、相変化が完了する前に冷却剤７３が傾斜コイルアセンブリ５０から出されることがあり、また相変化材料１０１が完全に相変化した後に冷却剤７３が傾斜コイルアセンブリ５０から出されることがあることを理解されよう。したがって冷却傾斜コイルアセンブリ５０は、傾斜コイルアセンブリ５０を効率よく冷却するために材料の気化潜熱を利用できるようなエネルギー量を吸収する材料を用いて冷却を受ける。
【００２８】
ＭＥＰＣＭと乳剤のいずれかを備えた冷却剤７３は、相変化を含む温度変化を経過すると、同様の温度変化を通じてその熱容量だけを利用する流体をはるかに超えるエネルギー量を吸収することになる。したがって、冷却サブ回路５１はより小さく設計することや、また逆に通常の冷却剤の能力を超える追加的な冷却能力を有させることがある。冷却剤７３が、冷却剤７３の相変化中に傾斜コイルアセンブリ５０を通過しまた冷却剤７３の温度は実質的に一定のままであるため、ポンピング要件も同様にサブ回路５１全体で実質的に一定のままである。最後に冷却剤７３はサブ回路５１全体で実質的に同じ温度のままであるため、傾斜コイルアセンブリ５０はシステム動作性能を劣化させるホットスポットを生じることがない。
【００２９】
スラリー１００を備えた冷却剤７３は冷凍機７０またはＭＲＩシステム１０の利用の合間に沈殿するか層状になり、これによってコイルアセンブリ５０全体にわたるポンピングの前にかき混ぜる必要が生じることがある。冷凍機７０は、冷却剤７３を供給ライン７２へのポンピング前にかき混ぜるために、超音波、圧電アクチュエータまたは別の振動式デバイスなどの混合機を含むことがある。混合機は、ＭＥＰＣＭと乳剤のいずれかを包含したスラリー１００を、供給ライン７２へのポンピング前に実質的に均一な粘稠度になるまで事前混合する。混合機は冷凍機７０の内部に封入されることや、全体の冷却回路の一部として離れた箇所（図示せず）に配置させることができ、したがって壁面装着式とすることや冷凍機７０から離れた箇所に配置させることもできる。
【００３０】
本発明の一実施形態は、傾斜コイル温度を最大許容動作限界未満に維持しながらＭＲシステム１０の傾斜コイルアセンブリ５０からの熱除去を増大するためのシステム及び方法を提供する。したがって、傾斜コイルアセンブリ５０全体で均一な温度を維持し、ホットスポットを排除し、かつ冷却剤ポンピング要件を軽減させながら高パワー用途及び長スキャン時間を実現することができる。
【００３１】
したがって本発明の一実施形態では、ＭＲＩ装置はＭＲＩ傾斜コイル及びＭＲＩ冷却システムを含む。ＭＲＩ冷却システムはＭＲＩ傾斜コイルと熱的に接続されると共に、冷却回路を含んでいる。この冷却回路には冷凍機が接続されており、冷却回路全体にわたるように冷却剤をポンピングし冷却剤から熱を抽出するように冷凍機を構成している。冷却剤は、搬送流体と相変化材料の両者を含む。
【００３２】
本発明の別の実施形態は、搬送流体及び相遷移材料を含む流体剤を提供する工程と、動作時にＭＲＩ傾斜コイル内部に発生した熱を該流体剤を介して抽出するために流体剤をＭＲＩ傾斜コイル内にポンピングする工程と、を含む。
【００３３】
さらに別の本発明の実施形態は、ＭＲＩ装置向けの冷却システムを含む。本冷却システムは、ＭＲＩ傾斜コイルと、ＭＲＩ傾斜コイルの内部に位置決めされた冷却チャンネルと、冷却チャンネルの内部に位置決めされた冷却媒体と、を含む。この冷却媒体は液体搬送体及び中間相材料を含む。
【００３４】
本発明を好ましい実施形態に関して記載してきたが、明示的に記述した以外に等価、代替及び修正が可能であり、これらも添付の特許請求の範囲の域内にあることを理解されたい。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明を組み入れたＭＲ撮像システムのブロック概要図である。
【図２】本発明の一実施形態による冷却スラリーを表した概要図である。
【図３】本発明の一実施形態によるマイクロカプセル封入した相変化材料を表した概要図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム
１２  オペレータコンソール
１３  キーボードその他の入力デバイス
１４  制御パネル
１６  表示画面
１８  リンク
２０  単独のコンピュータシステム
２０ａ  バックプレーン
２２  画像プロセッサモジュール
２４  ＣＰＵモジュール
２６  メモリモジュール
２８  ディスク記憶装置
３０  テープ駆動装置
３２  単独のシステム制御部
３２ａ  バックプレーン
３４  高速シリアルリンク
３６  ＣＰＵモジュール
３８  パルス発生器モジュール
４０  シリアルリンク
４２  傾斜増幅器組
４４  生理学的収集制御器
４６  スキャン室インタフェース回路
４８  患者位置決めシステム
５０  傾斜コイルアセンブリ
５１  一連の冷却サブ回路
５２  マグネットアセンブリ
５４  偏向マグネット
５６  全身用ＲＦコイル
５８  送受信器モジュール
６０  ＲＦ増幅器
６２  送信／受信スイッチ
６４  前置増幅器
６６  メモリモジュール
６８  アレイプロセッサ
７０  冷凍機
７２  供給ライン
７３  冷却剤
７４  帰還ライン
１００  冷却物質、スラリー
１０１  材料
１０２  相遷移材料、相変化材料
１０４  外側シェル
１０６  直径
１０８  搬送流体
【図１】
0005568214.tif 000002
【図２】
0005568214.tif 000003
【図３】
0005568214.tif 000004