(57)【要約】【課題】一定の常温ボア温度の維持と患者ボア温度の最小化の両方が可能な冷却アセンブリを提供する。【解決手段】傾斜コイルアセンブリの内側傾斜コイルアセンブリ（３０６）からある距離をとって位置決めされた冷却チューブ（２２）を有するように第１の冷却回路が設けられている。第１の冷却回路の冷却チューブは、第１の温度を有する第１の冷却剤を搬送する。外側傾斜コイルアセンブリ（３０８）からある距離をとって位置決めされた冷却チューブ（２４）を有するように第２の冷却回路が設けられている。第２の冷却回路の冷却チューブは、第２の温度を有する第２の冷却剤を搬送する。本装置はさらに、第１の冷却回路及び第２の冷却回路と結合された制御器（５０２）を含む。制御器（５０２）は、第１の冷却剤の第１の温度と第２の冷却剤の第２の温度を独立に制御するように構成されている。【選択図】図３
2008149144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムの内側傾斜コイルアセンブリ（１２、３０６）及び外側傾斜コイルアセンブリ（１４、３０８）を有する傾斜コイルアセンブリ（５０、１０）を冷却するための装置であって、
前記内側傾斜コイルアセンブリ（１２、３０６）からある距離をとって位置決めされており、第１の温度を有する第１の冷却剤を搬送するように構成された少なくとも１つの冷却チューブ（２２）を有する第１の冷却回路と、
前記外側傾斜コイルアセンブリ（１４、３０８）からある距離をとって位置決めされており、第２の温度を有する第２の冷却剤を搬送するように構成された少なくとも１つの冷却チューブ（２４）を有する第２の冷却回路と、
前記第１の冷却回路及び第２の冷却回路と結合されて第１の冷却剤の第１の温度と第２の冷却剤の第２の温度を独立に制御するように構成された制御器（５０２）と、
を備える装置。
【請求項２】
前記第１の冷却剤の第１の温度は、ＭＲＩシステムの患者ボア（７４）の温度上昇を最小化するように前記制御器（５０２）によって制御を受けている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２の温度は、ＭＲＩシステムの常温ボア（８０、３０４）の温度を所望の一定温度に維持するように前記制御器（５０２）によって制御を受けている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
さらに、前記常温ボア（８０、３０４）上に位置決めされかつ前記制御器（５０２）と結合させた熱センサ（３１０）であって、該常温ボア（８０、３０４）の温度を計測するように構成された熱センサ（３１０）を備える請求項３に記載の装置。
【請求項５】
磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムに関する内側傾斜コイルアセンブリ（１２、３０６）及び外側傾斜コイルアセンブリ（１４、３０８）を有する傾斜コイル（５０、１０）を含んだマグネットアセンブリ（５２）のマグネット常温ボア（８０、３０４）の温度を制御するための方法であって、
前記内側傾斜コイルアセンブリ（１２、３０６）向けの第１の冷却アセンブリの冷却チューブ（２２）に第１の冷却剤温度を有する第１の冷却剤を提供する工程と、
前記外側傾斜コイルアセンブリ（１４、３０８）向けの第２の冷却アセンブリの冷却チューブ（２４）に第２の冷却剤温度を有する第２の冷却剤を提供する工程と、
前記常温ボア（８０、３０４）の温度を計測する工程と、
前記常温ボアの温度に少なくとも基づいて第２の冷却剤温度を調整する工程と、
を含む方法。
【請求項６】
前記第２の温度は、前記常温ボアの温度を所望の一定温度に維持するように調整されている、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ＭＲＩシステムの動作時に常温ボアの温度を計測する前記工程及び第２の冷却剤温度を調整する前記工程を反復する工程をさらに含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムに関する内側傾斜コイルアセンブリ（１２、３０６）及び外側傾斜コイルアセンブリ（１４、３０８）を有する傾斜コイル（５０、１０）を含んだマグネットアセンブリ（５２）のマグネット常温ボア（８０、３０４）の温度を制御するためのシステムであって、
熱交換器（５０４）と、
前記熱交換器（５０４）と結合させた制御器（５０２）と、
前記熱交換器（５０４）及び前記制御器（５０２）と結合させた第１の冷却回路であって、前記内側傾斜コイルアセンブリ（１２、３０６）からある距離をとって位置決めされており、第１の温度を有する第１の冷却剤を搬送するように構成された冷却剤ライン（２２）を備える第１の冷却回路と、
前記熱交換器（５０４）及び前記制御器（５０２）と結合させた第２の冷却回路であって、前記外側傾斜コイルアセンブリ（１４、３０８）からある距離をとって位置決めされており、第２の温度を有する第２の冷却剤を搬送するように構成された冷却剤ライン（２４）を備える第２の冷却回路と、を備えており、
前記制御器（５０２）は第１の冷却剤を第１の温度でかつ第２の冷却剤を第２の温度で提供するように前記熱交換器（５０４）を制御するように構成されているシステム。
【請求項９】
前記第２の温度は、前記常温ボア（８０、３０４）の温度を所望の一定温度に維持するように前記制御器（５０２）によって制御を受けている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
さらに、前記常温ボア（３０４）上に位置決めされかつ前記制御器（５０２）と結合させた熱センサ（３１０）であって、該常温ボアの温度を計測するように構成された熱センサ（３１０）を備える請求項９に記載のシステム。
【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マグネット常温ボアの温度を制御し傾斜コイルアセンブリを冷却するためのシステム、方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）は、Ｘ線やその他の電離放射線を用いずに人体の内部の像を作成することが可能な医用撮像様式の１つである。ＭＲＩは強力なマグネットを用いて強力で均一な静磁場（すなわち、「主磁場」）を発生させている。人体（あるいは、人体の一部）が主磁場内に置かれると、組織の水の水素原子核に関連する核スピンが偏向を受ける。このことは、これらのスピンに関連する磁気モーメントが主磁場の方向に特異的に整列することになり、これによって当該軸（慣例では、「ｚ軸」）の方向に小さな正味の組織磁化が得られることを意味する。ＭＲＩシステムはさらに、電流を加えたときにより振幅が小さく空間変動する磁場を発生させる傾斜コイルと呼ばれる構成要素をさらに備える。ＭＲＩシステムは、エポキシ樹脂などの材料によって一体にポッティングした（ｐｏｔｔｅｄ）内側及び外側傾斜コイルアセンブリからなる遮蔽式傾斜コイルを使用している。典型的には傾斜コイルは、ｚ軸に沿って整列すると共に、ｘ軸、ｙ軸またはｚ軸のうちの１つの方向で位置に応じて振幅が直線的に変動するような磁場成分を発生させるように設計されている。傾斜コイルの効果は単一の軸に沿って、その磁場強度に対してまた同時に核スピンの共鳴周波数に対してわずかな傾斜を生成させることにある。その軸が直交した３つの傾斜コイルを使用すれば、身体内の各箇所において標識共鳴周波数を生成することによってＭＲ信号が「空間エンコード」される。水素原子核の共鳴周波数、あるいはその近傍の周波数にあるＲＦエネルギーのパルスを発生させるためには無線周波数（ＲＦ）コイルが使用される。ＲＦコイルを使用すると核スピン系に対して制御された方式でエネルギーが追加される。次いで核スピンがその静止エネルギー状態まで緩和して戻ると、ＲＦ信号の形でエネルギーが放たれる。この信号はＭＲＩシステムによって検出されて、コンピュータ及び周知の再構成アルゴリズムを用いて画像になるように変換される。
【０００３】
患者スキャンの間に、磁場傾斜を生成させる傾斜コイルアセンブリの傾斜コイル（複数のこともある）は大量の熱を消費する。傾斜コイルが発生させた熱は、ＭＲＩシステムの患者ボアとマグネット常温ボアの温度を上昇させる可能性がある。患者ボアが加熱されると撮像中に送ることができるＲＦパワーの量が低下し、これによってＭＲＩシステムの効率に悪影響を及ぼす可能性がある。さらに、患者ボアの温度上昇は患者にとって不快となることがあり、さらには過熱を防止するような安全インタロック設計がないと危険に至ることもある。患者ボアの温度上昇を最小限にすることは、ＭＲＩスキャナ効率及び安全にとって重要である。
【０００４】
傾斜コイルが発生させた熱は、熱導体から所与の距離に位置決めされた例えば遠隔の熱交換器／冷凍機や冷却チューブ（複数のこともある）を含み得るような冷却アセンブリによって傾斜コイルアセンブリから除去されることがある。遮蔽式の傾斜コイルでは、内側傾斜コイルアセンブリ向けに１つの冷却チューブが設けられることがあり、また外側傾斜コイルアセンブリ向けに１つの冷却チューブが設けられることがある。水、エチレン、プロピレングリコール混合物などの液体冷却剤は、冷却チューブを通過するようにポンピングを受けると傾斜コイルからの熱を吸収し、この熱を遠隔の熱交換器／冷凍機に送る。次いで熱交換器／冷凍機によって熱が大気に放出される。遮蔽式傾斜コイルの内側傾斜コイルアセンブリ及び外側傾斜コイルアセンブリ向けの冷却チューブは典型的には、１つの共通の冷却回路（すなわち、低温の冷却剤の共通の供給源）を有する。一般に、この低温の冷却剤は凝縮を生じさせることなく可能な最大熱量を除去できる温度で供給されると共に、患者ボアを可能な限り室温に近い温度に保持しようと試みる。
【０００５】
マグネット常温ボアの温度上昇もＭＲＩシステムの動作性能に悪影響を及ぼす可能性がある。マグネット常温ボア表面は低透磁率ステンレス鋼から製作されるのが典型的であるが、こうしたステンレス鋼は強磁性として知られるような残留透磁率を有することがある。キュリーの法則によれば、強磁性材料の透磁率は強磁性材料の温度変化に伴って変化する。マグネット常温ボアの透磁率の変化はマグネットが発生させる磁場Ｂ０の強度を変化させ、画質にネガティブな影響を与える可能性がある。しかし上で言及したように、できる限り大量の熱を除去し患者ボア温度を最小限にするように傾斜コイル向けの冷却アセンブリが構成されるのが典型的である。こうした冷却アセンブリは、マグネット常温ボアの温度変化により生じる問題に対しては具体的に対処できていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マグネット常温ボアの温度を制御するための（具体的には、常温ボア温度を一定に維持するための）システムを提供することが望ましい。さらに、一定の常温ボア温度の維持と患者ボア温度の最小化の両方が可能な冷却アセンブリを提供できると有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態では、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムの内側傾斜コイルアセンブリ及び外側傾斜コイルアセンブリを有する傾斜コイルアセンブリを冷却するための装置は、内側傾斜コイルアセンブリからある距離をとって位置決めされており、第１の温度を有する第１の冷却剤を搬送するように構成された少なくとも１つの冷却チューブを有する第１の冷却回路と、外側傾斜コイルアセンブリからある距離をとって位置決めされおり、第２の温度を有する第２の冷却剤を搬送するように構成された少なくとも１つの冷却チューブを有する第２の冷却回路と、該第１の冷却回路及び第２の冷却回路と結合させ第１の冷却剤の第１の温度と第２の冷却剤の第２の温度を独立に制御するように構成された制御器と、を含む。
【０００８】
別の実施形態では、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムに関する内側傾斜コイルアセンブリ及び外側傾斜コイルアセンブリを有する傾斜コイルを含んだマグネットアセンブリのマグネット常温ボアの温度を制御するための方法は、内側傾斜コイルアセンブリ向けの第１の冷却アセンブリの冷却チューブに第１の冷却剤温度を有する第１の冷却剤を提供する工程と、外側傾斜コイルアセンブリ向けの第２の冷却アセンブリの冷却チューブに第２の冷却剤温度を有する第２の冷却剤を提供する工程と、常温ボアの温度を計測する工程と、該常温ボアの温度に少なくとも基づいて第２の冷却剤温度を調整する工程と、を含む。
【０００９】
別の実施形態では、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムに関する内側傾斜コイルアセンブリ及び外側傾斜コイルアセンブリを有する傾斜コイルを含んだマグネットアセンブリのマグネット常温ボアの温度を制御するためのシステムは、熱交換器と、該熱交換器と結合された制御器と、該熱交換器及び制御器と結合されている、内側傾斜コイルアセンブリからある距離をとって位置決めされると共に第１の温度を有する第１の冷却剤を搬送するように構成された冷却剤ラインを備えた第１の冷却回路と、該熱交換器及び制御器と結合されている、外側傾斜コイルアセンブリからある距離をとって位置決めされると共に第２の温度を有する第２の冷却剤を搬送するように構成された冷却剤ラインを備える第２の冷却回路と、を含む。この制御器は、第１の冷却剤を第１の温度でかつ第２の冷却剤を第２の温度で提供するように熱交換器を制御するように構成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、同じ参照番号が同じ部分を示している添付の図面に関連して取り上げた以下の詳細な説明によりさらに完全に理解できよう。
【００１１】
図１は、一実施形態による例示的なマグネットアセンブリの側面立面断面図である。マグネットアセンブリ５２はその形状が円筒状（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ）及び環状（ａｎｎｕｌａｒ）である。マグネットアセンブリ５２の主たる構成要素は、超伝導マグネット５４、傾斜コイルアセンブリ５０及びＲＦコイル５６である。支持体、懸架部材、端部キャップ、ブラケットなどの様々な別の要素は明瞭にするために図１から省いてある。円筒状の撮像ボリューム７２は患者ボアチューブ７４によって囲繞されている。ＲＦコイル５６は、患者ボアチューブ７４の外表面上に装着されると共に、傾斜コイルアセンブリ５０内部に装着されている。傾斜コイルアセンブリ５０は間隔をおいた共軸性関係でＲＦコイル５６の周りに配置されており、またこの傾斜コイルアセンブリ５０はＲＦコイル５６を円周方向で囲繞している。傾斜コイル５０はマグネット５４の内部に装着されると共に、マグネット５４によって円周方向で囲繞されている。
【００１２】
患者または撮像対象（図示せず）は患者テーブルまたはクレードル（図示せず）上で中心軸７６に沿ってマグネットアセンブリ５２内に挿入することができる。中心軸７６は、マグネット５４が発生させる主磁場Ｂ０の方向と平行なマグネットアセンブリ５２のチューブ軸方向と一致している。ＲＦコイル５６は、患者または対象に無線周波数磁場パルスを印加するため、並びに対象から戻されたＭＲ情報を受け取るために利用されることはＭＲ撮像技術分野でよく知られていることである。傾斜コイルアセンブリ５０は周知の方式で時間依存の傾斜磁気パルスを発生させる。
【００１３】
超伝導マグネット５４は、例えば半径方向に整列させると共に長軸方向に間隔を設けており、その各々が同じ方向に同一の大きな電流を搬送できるような幾つかの超伝導主コイル（図示せず）を含むことがある。この超伝導主コイルは、撮像ボリューム７２内部に均一性が高い磁場Ｂ０を生成するように設計されている。超伝導マグネット５４はマグネット容器８４によって囲繞されている。マグネット容器８４は、例えばマグネット巻き線を周知の方式で包含しかつ冷却するためのヘリウム容器と熱遮蔽または低温遮蔽とを含むことがある。マグネット容器８４はさらに、超伝導マグネットに熱が移転するのを防止している。常温ボア８０は、マグネットアセンブリの内側円柱状表面によって画定されており、また典型的にはステンレス鋼などの金属から製作されている。クライオスタットシェル８２はマグネットアセンブリの外側表面を覆っており、また一般に金属製（典型的には、鋼鉄製やステンレス鋼製）である。
【００１４】
傾斜コイルアセンブリ５０は自己遮蔽式傾斜コイルアセンブリとすることがある。図２は、ＭＲ撮像システム（図示せず）向けの例示的な自己遮蔽式傾斜コイルアセンブリ１０を表している。図２は、一実施形態による例示的なＭＲ傾斜コイルアセンブリを長手方向の中心軸を通る面で切って見た断面図である。図２の傾斜コイルアセンブリ１０は、共通軸１６に対して同心性配列で配置させた円筒状の内側傾斜コイルアセンブリ（すなわち、巻き線）１２と円筒状の外側傾斜コイルアセンブリ（すなわち、巻き線）１４とを備える。内側傾斜コイルアセンブリ１２はＸ、Ｙ及びＺの傾斜コイル対（すなわち、コイル組）の内側コイルを含み、かつ外側傾斜コイルアセンブリ１４はＸ、Ｙ及びＺの傾斜コイル対（すなわち、コイル組）のそれぞれの外側コイルを含む。傾斜コイルアセンブリ１０（図２参照）は、軸１６が主マグネット（図１に示したマグネット５４など）のボア軸と一致するようにしてＭＲＩシステムの主マグネットのボア内に挿入されることがある。傾斜コイルアセンブリ１０のコイルは、ＭＲ撮像における要求に応じてボア内に傾斜磁場を発生させるようにコイルに電流を通すことによって稼働させることがある。
【００１５】
内側傾斜コイルアセンブリ１２と外側傾斜コイルアセンブリ１４の間の空間ボリューム１３は結合材料（例えば、エポキシ樹脂）で満たされることがある。内側傾斜コイルアセンブリ１２及び外側傾斜コイルアセンブリ１４はそのそれぞれの端部位置で端部リング１８及び２０と接続させることがある。端部リング１８及び２０は内側傾斜コイルアセンブリ１２及び外側傾斜コイルアセンブリ１４を半径方向で間隔をとった共軸性関係で保持するように設けられる。端部リング１８及び２０は、ブラケット、ねじなどの締結デバイス（図示せず）を用いて内側傾斜コイルアセンブリ１２及び外側傾斜コイルアセンブリ１４に固定させることがある。端部リング１８及び２０は、内側及び外側傾斜コイルアセンブリ１２及び１４を間隔をとった所望の共軸性関係で保持させる一方、ボリューム１３内でエポキシ（または、別の結合材料）を硬化または固化（ｓｅｔ  ｕｐ）させている。エポキシが硬化した後、端部リング１８及び２０は典型的には取り外される。
【００１６】
動作時に傾斜コイルアセンブリ１０で消費される熱はマグネットアセンブリの患者ボア７４（図１参照）及び常温ボア８０（図１参照）の温度を上昇させることがある。傾斜コイルアセンブリ１０の傾斜コイルが発生させた熱を除去するために冷却システムまたは装置を設けることがある。内側傾斜コイルアセンブリ１２の外径表面の周りに連続性の冷却チューブ２２をらせん状に巻き付けること、また外側傾斜コイルアセンブリ１４の内径表面上に対応した連続性の冷却チューブ２４をらせん状に形成することがある。別法としてこの冷却チューブ２２及び２４は、傾斜コイルアセンブリに沿って上下に冷却チューブを蛇行させることによって対応する傾斜コイルアセンブリ上に形成されることがある。チューブ２２及び２４は例えばエポキシ２３及び２５のそれぞれの層によって適所に保持される。冷却チューブ２２及び２４は、分離された個別のユニットとしてエポキシ層２３及び２５のそれぞれによって内側及び外側傾斜コイルアセンブリ１２及び１４の相対する表面に張り付けられることがあり、次いでこのエポキシ材料は自然に硬化させている。一実施形態では、ボリューム１３内に（並びに、冷却チューブ２２及び２４の張り付けで）使用するエポキシはその熱伝導率を高めるためにアルミナ微粒子材料を包含することがある。これによってそれぞれの傾斜コイルが発生させた熱を内側及び外側傾斜コイルアセンブリ１２及び１４から冷却チューブ２２及び２４に伝導させる際のエポキシの有効性が強化される。良好な熱伝導率を提供することに加えて、エポキシ層は空気硬化させると共に、電流を傾斜コイルと結合させたときに発生する力に抗する機械的強度がこのエポキシ層に与えられる。
【００１７】
冷却チューブ２２及び２４は図３及び４に示したような熱交換器と結合させることがある。図３は、一実施形態による傾斜コイル冷却アセンブリを含むマグネットアセンブリの断面概要図である。図３では、明瞭にするためＲＦコイル及び別の様々な要素は省略してある。内側傾斜コイルアセンブリ３０６向けの冷却チューブ（図示せず）は冷却剤供給ライン３１４及び冷却剤帰還ライン３１６を介して熱交換器アセンブリ３００と結合させている。外側傾斜コイルアセンブリ３０８用の冷却チューブ（図示せず）は、冷却剤供給ライン３１８及び冷却剤帰還ライン３２０を介して熱交換器アセンブリ３００と結合させている。冷却剤チューブは、例えば水、エチレン、プロピレングリコール混合物などの冷却剤を搬送するように構成された例えばプラスチックや金属製配管とすることがある。別法としてその冷却チューブは、冷却剤と電流の両方を搬送するように構成された中空の導体とすることがある。図２に関連して上で検討したように、冷却剤チューブは内側及び外側傾斜コイルアセンブリ３０６及び３０８の表面の周りに巻き付けられること、あるいは該表面上に形成されることがある。図４は、傾斜コイル巻き線４６の周りにらせん状に巻き付けられた例示的な冷却チューブ４４を表しており、また単一の連続性の長さをなすことや、配管４４ａ及び４４ｂの２つの別々の長さをなすことがある。配管４４ａ及び４４ｂの各々の一方の端部は、図４に見られるようにその左側端部の位置で傾斜コイル巻き線４６に取り付けられたカップリング４０と接続させている。カップリング４０は配管長４４ａ及び４４ｂのうちの一方からもう一方内に冷却剤流体フローを導くための通路を提供し、これによってこれらを有効に連続性とさせている。配管長４４ａ及び４４ｂは交互型のらせん方式で傾斜コイル巻き線４６の周りに巻き付けられており、また図４に見られるように傾斜コイル巻き線４６の右側端部の位置に配置された端部は熱交換器４２と結合させている。図４では図示していないが、冷却剤配管は別法として、傾斜コイル巻き線の内表面上でらせん状に形成させることがある。上で言及したように代替的な一実施形態では、冷却チューブ４４は、傾斜コイルアセンブリに沿って上下に冷却チューブを蛇行させることによって対応する傾斜コイルアセンブリ上に形成されることがある。
【００１８】
図３に戻ると、熱交換器アセンブリ３００は、内側傾斜コイルアセンブリ３０６と外側傾斜コイルアセンブリ３０８のそれぞれの周りに循環させるように冷却剤を供給ライン３１４及び３１８を介して冷却チューブに導いている。冷却剤は帰還ライン３１６及び３２０を通って熱交換器アセンブリ３００に戻される。熱交換器アセンブリ３００はマグネットアセンブリから離して配置させることがある（例えば、熱交換器アセンブリ３００を装置室内に配置させる一方、マグネットアセンブリを別のスキャン室内に配置することがある）。熱交換器アセンブリ３００は、内側傾斜コイルアセンブリ３０６向けに１つと外側傾斜コイルアセンブリ３０８向けに１つの別々の冷却回路を提供するように構成されている。具体的に熱交換器アセンブリ３００の冷却回路は、内側傾斜コイルアセンブリ３０６向けの冷却回路及び外側傾斜コイルアセンブリ３０８向けの冷却回路が別々の冷却剤供給源を有するように構成されている。したがってその外側傾斜コイルアセンブリ３０８（またしたがって、マグネット常温ボア３０４）を内側傾斜コイルアセンブリ３０６と異なる温度に維持することができる。具体的に外側傾斜コイルアセンブリ３０８の冷却回路は例えば磁場Ｂ０に対して安定性を提供するためにマグネット常温ボア３０４を一定温度に維持するように構成されることがあり、また内側傾斜コイルアセンブリ３０６向けの冷却回路は最大の熱量を除去し患者ボア７４（図１参照）の温度を最小化するように構成されることがある。
【００１９】
図５は、一実施形態による傾斜コイル冷却アセンブリ向けの冷却回路のブロック概要図である。熱交換器アセンブリ５００は、内側傾斜コイルアセンブリ向けの第１の冷却回路を含む。この第１の冷却回路は、冷却剤供給ライン５１４、冷却剤帰還ライン５１６及びポンプ５０８（その要素の一部を挙げている）を含む。冷却剤供給ライン５１４及び冷却剤帰還ライン５１６は熱交換器／冷凍機５０４（例えば、平板熱交換器）と、内側傾斜コイルアセンブリ冷却剤ループの冷却チューブ（図示せず）と、に接続されている。熱交換器／冷凍機５０４はさらに、冷却剤の主供給源（図示せず）と接続されている。外側傾斜コイルアセンブリ向けに第２の冷却回路が設けられており、この第２の冷却回路は冷却剤供給ライン５１８、冷却剤帰還ライン５２０及びポンプ５１０（その要素の一部を挙げている）を含む。冷却剤供給ライン５１８及び冷却剤帰還ライン５２０は、熱交換器／冷凍機５０４と、外側傾斜コイルアセンブリ冷却剤ループの冷却チューブ（図示せず）と接続されている。第１の冷却回路は第２の冷却回路から完全に分離させている。したがって、第１の冷却回路に関する冷却剤は、第２の冷却回路に関する冷却剤と異なる温度で提供することができる。
【００２０】
制御器５０２は、第１の冷却回路と第２の冷却回路とに結合させている。制御器５０２は２チャンネル式制御器であり、第１の冷却回路内の冷却剤温度と第２の冷却回路内の冷却剤温度を別々に制御するように構成されている。制御器５０２は、様々なタイプの制御回路（ディジタル式及び／またはアナログ式）を含むことがあり、また様々な入力／出力、制御、解析及び本明細書に記載するようなその他の機能を実行するように構成させたマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、あるいは別のディジタル及び／またはアナログ回路を含むことがある。制御器５０２は、第１の冷却回路と結合させた調節式制御弁５２２と接続されている。制御器５０２及び調節式制御弁５２２は、熱交換器／冷凍機５０４を通過する第１の冷却回路向けの冷却剤の流量を制御する（例えば、増加または減少させる）ために使用されることがある。制御器５０２はさらに、第２の冷却回路と結合させた別の調節式制御弁５２４と接続されている。制御器５０２及び調節式制御弁５２４は、熱交換器／冷凍機５０４を通過する第２の冷却回路向けの冷却剤の流量を制御する（例えば、増加または減少させる）ために使用されることがある。上で言及したように、第１の冷却回路に関する冷却剤温度は第２の冷却回路に関する冷却剤温度と独立に制御されている。
【００２１】
第１の冷却回路に関しては、冷却剤を一定温度で提供するように制御器５０２が構成されている。この冷却剤は熱除去を最大化する温度とすることが好ましい。さらに内側傾斜コイル冷却アセンブリ向けの冷却剤は、患者ボアチューブ温度を最小限とするあるいは患者ボアチューブの温度上昇を最小限とするような温度に維持される（例えば、患者ボアを可能な限り室温に近い温度に維持される）ことがある。冷却剤温度の計測及び監視のために第１の冷却回路の冷却剤ライン内に温度センサ（すなわち、熱センサ）５０６が位置決めされることがある。冷却剤温度を示す温度信号は温度センサ５０６から制御器５０２に提供される。次いで制御器５０２は、調節式制御弁５２２を介して熱交換器／冷凍機５０４を通る冷却剤の流れを調整し、これによって冷却の作用を増減させて冷却剤を所望の温度に維持することができる。
【００２２】
第２の冷却回路に関して制御器５０２は、外側傾斜コイルアセンブリの温度及びマグネット常温ボアの温度を制御するために冷却剤温度を調整するように構成されている。具体的にその冷却剤温度は、マグネット常温ボアが一定温度に維持されるように調整される。一定のマグネット常温ボア温度は、一定の主磁場Ｂ０を提供し、良好な画質を提供するのに役立つ。一定の常温ボア温度を維持するために外側傾斜コイルアセンブリ冷却剤ループの冷却剤温度を変更することがある。常温ボアに関して所定の所望温度が設定されている（例えば、常温ボアでは３５℃などの高い温度が望ましいことがある）。制御器５０２は（冷却アセンブリの別の構成要素と連係して）常温ボア温度を所望の温度に維持するように冷却剤温度を変更するように動作する。例えばＭＲシステムが待機状態にあるとき、制御器５０２はその冷却剤温度を（例えば、熱交換器／冷凍機５０４に指令を出すことによって）常温ボアの所望温度（例えば、３５℃）にするように制御することがある。冷却回路（例えば、冷却チューブ）内の摩擦によって消費されるエネルギーは冷却作用を加えなくとも冷却剤温度を上昇させるのに十分な大きさであることもあるが、冷却剤温度を上昇（例えば、３５℃まで）させるには熱交換器アセンブリ５００内においてヒーター（図示せず）の使用を要することがある。マグネット常温ボアの温度を計測し監視するためにマグネット常温ボア３０４（図３参照）上に常温ボア熱センサ３１０（図３参照）が位置決めされることがある。熱センサ３１０からの信号５１２は常温ボアの温度を指示するために制御器５０２に提供される。ＭＲスキャン中に常温ボア温度が上昇（例えば、外側傾斜コイルアセンブリが発生させた熱に由来）すると、制御器５０２は常温ボアの温度を指示している常温ボア熱センサ信号５１２を受け取る。信号５１２に基づいて制御器５０２は、外側傾斜コイルアセンブリ冷却回路向けの冷却剤温度を低下させて常温ボアを所望温度（例えば、一定の３５℃）に維持するように熱交換器／冷凍機５０４に指令することがある。さらに制御器５０２は、調節式制御弁５２４を介して熱交換器／冷凍機５０４を通る冷却剤の流れを調整し、これによって冷却作用を増加または減少させることがある。ＭＲスキャンの後、制御器５０２は常温ボア温度を指示する信号５１２を受け取り続けると共に、常温ボア温度を所望温度（例えば、一定の３５℃）に維持するように適宜冷却剤に対する冷却作用を調整させる（例えば、増加または減少させる）ような熱交換器／冷凍機５０４に対する指令を続けることがある。
【００２３】
図３に戻ると、超伝導マグネット３０２の外側傾斜コイル３０８と常温ボア３０４の間に高効率の熱伝達を保証するようにマグネットアセンブリ内で追加的な方策を実施することがある。例えば、傾斜コイルとマグネット３０２の間の半径方向のギャップ３２２をできる限り小さく維持させることがある。さらに、外側傾斜コイルアセンブリ３０８及び常温ボア３０４の表面を放射効率を高めるために凸凹にすることがある。さらに、ギャップ３２２を熱伝導性の化合物で満たすことがある。
【００２４】
この記載では、本発明（最適の形態を含む）を開示するため、並びに当業者による本発明の製作及び使用を可能にするために例を使用している。本発明の特許性のある範囲は添付の特許請求の範囲によって規定していると共に、当業者により行われる別の例を含むことができる。こうした別の例は、本特許請求の範囲の文字表記と異ならない構造要素を有する場合や、本特許請求の範囲の文字表記と実質的に差がない等価的な構造要素を有する場合があるが、本特許請求の範囲の域内にあるように意図したものである。任意の処理法や方法の各工程の順序及びシーケンスは、代替的な実施形態に応じて変更されるまたは順序構成し直されることがある。
【００２５】
本発明に対してその精神を逸脱することなく別の多くの変更形態や修正形態が実施されることがある。こうした趣旨及び別の変更形態は添付の特許請求の範囲から明らかとなろう。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】
【００２６】
【図１】一実施形態による例示的なマグネットアセンブリの側面立面断面図である。
【図２】一実施形態による例示的なＭＲ傾斜コイル組アセンブリを長手方向の中心軸を通る面で切って見た断面図である。
【図３】一実施形態による傾斜コイル冷却アセンブリを含むマグネットアセンブリの断面概要図である。
【図４】一実施形態による例示的な傾斜コイル巻き線及び関連する熱交換器の側面立面図である。
【図５】一実施形態による傾斜コイル冷却アセンブリ向けの冷却回路のブロック概要図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  自己遮蔽式傾斜コイルアセンブリ
１２  内側傾斜コイルアセンブリ（または、巻き線）
１３  内側と外側の傾斜コイルアセンブリ間のボリューム
１４  外側傾斜コイルアセンブリ（または、巻き線）
１６  共通軸
１８  端部リング
２０  端部リング
２２  冷却チューブ
２３  エポキシ層
２４  冷却チューブ
２５  エポキシ層
４０  カップリング
４２  熱交換器
４４  冷却チューブ
４４ａ  配管
４４ｂ  配管
４６  傾斜コイル巻き線
５０  傾斜コイルアセンブリ
５２  マグネットアセンブリ
５４  超伝導マグネット
５６  ＲＦコイル
７２  円筒状の撮像ボリューム
７４  患者ボアチューブ
７６  中心軸
８０  マグネット常温ボア
８２  クライオスタットシェル
８４  マグネット容器
３００  熱交換器アセンブリ
３０２  超伝導マグネット
３０４  マグネット常温ボア
３０６  内側傾斜コイルアセンブリ
３０８  外側傾斜コイルアセンブリ
３１０  常温ボア熱センサ
３１４  冷却剤供給ライン
３１６  冷却剤帰還ライン
３１８  冷却剤供給ライン
３２０  冷却剤帰還ライン
３２２  半径方向のギャップ
５００  熱交換器アセンブリ
５０２  制御器
５０４  熱交換器／冷凍機
５０６  温度／熱センサ
５０８  ポンプ
５１０  ポンプ
５１２  常温ボア熱センサ信号
５１４  冷却剤供給ライン
５１６  冷却剤帰還ライン
５１８  冷却剤供給ライン
５２０  冷却剤帰還ライン
５２２  調節式制御弁
５２４  調節式制御弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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