(57)【要約】      （修正有）【課題】ＭＲＩシステム用の冷却および断熱システムを使用して、超電導マグネットコイルの過熱の可能性を最小限にすることを提供する。【解決手段】１つのシステムは、第１の複数の反射体層と第１の複数の反射体層における隣接する層の間の非変形スペーサ層とを有する断熱材５０を含む。断熱材５０は、第２の複数の反射体層と第２の複数の反射体層における隣接する層の間の変形スペーサ層とをさらに含む。【選択図】図２
2013000582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超伝導マグネット用の断熱材（５０）であって、
第１の複数の反射体層（６０）と、
前記第１の複数の反射体層における隣接する層の間の非変形スペーサ層（１００）と、
第２の複数の反射体層（６０）と、
前記第２の複数の反射体層における隣接する層の間の変形スペーサ層（６２）と、
を具備する断熱材（５０）。
【請求項２】
前記第１の複数の反射体層（６０）が、ヘリウム容器（２２）または熱シールド（２６）のうちの少なくとも一方に対して遠位に配置されるように構成された多層断熱材（ＭＬＩ）ブランケットの高温端（１０２）を画定する、請求項１記載の断熱材（５０）。
【請求項３】
前記第２の複数の反射体層（６０）が、ヘリウム容器（２２）または熱シールド（２４）のうちの少なくとも一方に対して近位に配置されるように構成された多層断熱材（ＭＬＩ）ブランケットの低温端（１０４）を画定する、請求項１記載の断熱材（５０）。
【請求項４】
前記変形スペーサ層（６２）が折ひだ構造（７０）を備える、請求項１記載の断熱材（５０）。
【請求項５】
前記変形スペーサ層（６２）がエンボス加工構造（８０）を備える、請求項１記載の断熱材（５０）。
【請求項６】
前記変形スペーサ層（６２）がしわ構造（９０）を備える、請求項１記載の断熱材（５０）。
【請求項７】
前記変形スペーサ層（６２）が、厚さが変化する、請求項１記載の断熱材（５０）。
【請求項８】
前記第１の複数の反射体層（６０）の数が、前記第２の複数の反射体層（６０）の数より多い、請求項１記載の断熱材（５０）。
【請求項９】
前記第１の複数の反射体層（６０）および前記第２の複数の反射体層（６０）が、略平面材料シートから形成される、請求項１記載の断熱材（５０）。
【請求項１０】
磁気共鳴撮像システム（ＭＲＩ）用の断熱材を形成する方法（１１０）であって、
複数のスペーサ層を変形させるステップ（１１２）と、
第１の複数の反射体層をそれらの間の非変形スペーサ層とともに積層するステップ（１１４）と、
第２の複数の反射体層をそれらの間の変形スペーサ層とともに積層するステップ（１１８）と、
前記第１複数の反射体層および前記第２の複数の反射体層により多層断熱材を形成するステップ（１２０）と、
を含む方法（１１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する主題は、概して、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム用等、極低温に冷却された超伝導マグネットに関し、より詳細には、超電導マグネット用の極低温剤容器または熱シールドを断熱するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超伝導コイルＭＲＩシステムでは、超電導マグネットを形成するコイルは、極低温剤容器、通常はヘリウム容器（クライオスタットとも呼ばれる）を用いて極低温に冷却される。ＭＲＩシステムの一定の動作状態または移送の間、発生する熱が、コイルの局所領域を過熱し、常伝導領域を生成する可能性があり、そこでは、導体が超伝導特性を喪失し、常伝導抵抗状態に移る。常伝導領域は、ジュール熱および熱伝導のためにコイルを通して広がり、それによりクエンチ事象がもたらされる。クエンチには、マグネットコイルが浸漬されている極低温槽から漏れるヘリウムの急速なボイルオフが伴う。クエンチ毎にマグネットの再充填および再ランピングがなされるため、クエンチは費用がかかりかつ時間がかかる事象である。したがって、ＭＲＩシステム用の冷却および断熱システムを使用して、超電導マグネットコイルの過熱の可能性が最小限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７，２７０，２９５号明細書
【発明の概要】
【０００４】
たとえば、これらのＭＲＩシステムのうちのいくつかの極低温冷却システムは、システム動作中に超伝導マグネットコイルを連続的に冷却するように蒸発した極低温剤を再凝縮するように動作する、コールドヘッドスリーブ内のコールドヘッド等、クライオクーラを含む。さらに、外部熱放射または他の形態のヘリウム容器内外への熱伝達等から、ヘリウムを断熱するために、ヘリウム容器の周辺に断熱材を設けることができる。しかしながら、断熱材を提供するかまたはこれらの従来の断熱材の断熱特性を増大させるために、追加の熱層または費用のかかる変更が必要である。
【０００５】
さまざまな実施形態によれば、第１の複数の反射体層と、第１の複数の反射体層における隣接する層の間の非変形スペーサ層とを有する、超電導マグネット用の断熱材が提供される。断熱材は、第２の複数の反射体層と、第２の複数の反射体層における隣接する層の間の変形スペーサ層とをさらに有する。
【０００６】
他の実施形態によれば、内部に液体ヘリウムがある容器と容器内の超伝導マグネットとを含む、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）マグネットシステムが提供される。ＭＲＩマグネットシステムはまた、ヘリウム容器を包囲する熱シールドも含む。ＭＲＩマグネットシステムはまた、容器または熱シールドのうちの少なくとも一方の少なくとも一部を包囲する断熱材も含み、断熱材は、隣接するもの同士の間に非変形スペーサ層がある複数の反射体層と、隣接するもの同士の間に変形スペーサ層がある複数の反射体層とを備えている。
【０００７】
さらに他の実施形態では、磁気共鳴撮像システム（ＭＲＩ）用の断熱材を形成する方法が提供される。本方法は、複数のスペーサ層を変形させるステップと、第１の複数の反射体層をそれらの間の非変形スペーサ層とともに積層するステップとを含む。本方法はまた、第２の複数の反射体層をそれらの間の変形スペーサ層とともに積層するステップを含む。本方法は、第１複数の反射体層および第２の複数の反射体層により多層断熱材を形成するステップをさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】さまざまな実施形態によって形成される断熱を示す磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）マグネットシステムの簡易ブロック図である。
【図２】さまざまな実施形態によって形成される極低温剤容器用の断熱構成を示す図である。
【図３】一実施形態によって形成される断熱構成を示す簡易図である。
【図４】さまざまな実施形態によって形成される断熱材の一部のブロック図である。
【図５】一実施形態によって形成されるスペーサ層の立面図である。
【図６】図５のスペーサ層の斜視図である。
【図７】別の実施形態によって形成されるスペーサ層の立面図である。
【図８】図７のスペーサ層の斜視図である。
【図９】別の実施形態によって形成されるスペーサ層の立面図である。
【図１０】図９のスペーサ層の斜視図である。
【図１１】一実施形態によって形成される多層断熱材の概略図である。
【図１２】ＭＲＩシステム内に一実施形態によって形成される多層断熱材の概略図である。
【図１３】さまざまな実施形態による断熱材を形成する方法のフローチャートである。
【図１４】さまざまな実施形態によって形成される断熱を実施することができるＭＲＩシステムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
上述した要約、およびいくつかの実施形態の以下の詳細な説明は、添付図面とともに読む場合により理解されるであろう。図面がさまざまな実施形態の機能ブロックの図を例示する程度まで、機能ブロックは、必ずしもハードウェア間の区分を示していない。したがって、たとえば、機能ブロックのうちの１つまたは複数を、単一のハードウェアかまたは複数のハードウェアで実施してもよい。さまざまな実施形態は、図面に示す構成および手段に限定されないことが理解されるべきである。
【００１０】
本明細書で用いる、単数形で列挙されかつ「１つの（ａ、ａｎ）」という語が先行する要素またはステップは、複数の前記要素またはステップを排除することが明示的に述べられていない限り、このように排除するものとして理解されるべきではない。さらに、「一実施形態」と言及する場合、それは、列挙されている特徴を同様に組み込む追加の実施形態の存在を排除するものとして解釈されるようには意図されていない。さらに、反対の意味であるように明示的に述べられていない限り、特定の特性を有する１つの要素または複数の要素を「備えている」かまたは「有している」実施形態は、その特性を有していないさらなるこうした要素を含むことができる。
【００１１】
さまざまな実施形態は、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムを断熱し、特にＭＲＩシステムの極低温剤容器を断熱するシステムおよび方法を提供する。特に、極低温剤容器内のＭＲＩマグネットを断熱するために、反射体層およびスペーサ層を有する極低温剤容器用の多層断熱材（ＭＬＩ）を設けることができる。さまざまな実施形態では、スペーサ層のうちの１つまたは複数を、略平滑または平面シート形態等から変形させる（たとえば、折ひだを付けるか、エンボス加工するかまたはしわをよせる）。本明細書で用いるスペーサ層を変形させるとは、スペーサ層の形状、テクスチャ等を変化させること等、あらゆるタイプの変形を指す。
【００１２】
少なくとも１つの実施形態を実施することにより、ＭＲＩ構造の隣接する層の間の厚み（ｌｏｆｔ）または伝導距離が増大し、スペーサと反射体層との間の接触表面積もまた低減し、それにより伝導熱漏れが低下する。さらに、層の数が低減することを用いて、同じレベルの熱漏れ性能を提供することも可能である。
【００１３】
図１および図２は、さまざまな実施形態によって形成されるＭＬＩを有する実施形態を示す。特に、図１および図２は、１つまたは複数の超伝導マグネットを含む、ＭＲＩマグネットシステム２０等の超伝導マグネットシステムを示す簡易ブロック図である。同様の数字は図面を通して同様の部分を表すことが留意されるべきである。さらに、さまざまな実施形態の相対位置は、例示を容易にするために示されており、必ずしも、さまざまな実施形態においてさまざまな構成要素の位置決めまたは向きを表すものではないことが留意されるべきである。
【００１４】
ＭＲＩマグネットシステム２０は、液体ヘリウム等の液体極低温剤を保持する容器２２を含む。したがって、この実施形態では、容器２２はヘリウム容器であり、それはヘリウム圧力容器と呼ぶ場合もある。容器２２は、真空容器２４によって包囲され、その中にかつ／またはそれらの間に熱シールド２６を有している。熱シールド２６は、たとえば断熱放射熱シールドであってもよい。さまざまな実施形態ではクライオクーラであるコールドヘッド２８が、コールドヘッドスリーブ３０（たとえばハウジング）内において真空容器２４に延在している。したがって、コールドヘッド２８の低温端を、真空容器２４内の真空に影響を与えることなくコールドヘッドスリーブ３０内に配置することができる。コールドヘッド２８は、１つまたは複数のフランジおよびボルト等の任意の適切な手段、または本技術分野において既知である他の手段を用いて、コールドヘッドスリーブ３０内に挿入され（または受け入れられ）固定されている。さらに、真空容器２４の外側に、コールドヘッド２８のモータ３２が設けられている。
【００１５】
図２に示すように、さまざまな実施形態におけるコールドヘッドスリーブ３０は、ヘリウム容器２２内に延在することができる部分を有するコールドヘッドスリーブ３０の下端部に再凝縮器３６を有している。再凝縮器３６は、ヘリウム容器２２からのボイルオフヘリウムガスを再凝縮する。再凝縮器３６はまた、１つまたは複数の通路３８を介してヘリウム容器２２にも結合されている。たとえば、ボイルオフヘリウムガスをヘリウム容器２２から再凝縮器３６に移送するために、ヘリウム容器２２から再凝縮器３６に通路３８を設けてもよく、再凝縮器３６は、その後、再凝縮されたヘリウム液体をヘリウム容器２２にその開放端部３４において戻すことができる。
【００１６】
さまざまな実施形態において超伝導マグネットであるマグネット４６が、ヘリウム容器２２の内側に設けられ、本明細書において後により詳細に説明するようにＭＲＩ画像データを取得するようにＭＲＩシステムの動作中に制御される。さらに、ＭＲＩシステムの動作中、ＭＲＩマグネットシステム２０のヘリウム容器２２内の液体ヘリウムは、既知であるようにコイルアセンブリとして構成することができる超伝導マグネット４６を冷却する。超伝導マグネット４６を、たとえば４．２ケルビン（Ｋ）等、超伝導温度まで冷却することができる。冷却プロセスは、再凝縮器３６によって、ボイルオフヘリウムガスのヘリウム容器２２に戻される液体への再凝縮を含むことができる。ボイルオフヘリウムはまた、ヘリウム容器２２を熱シールド２６に接続する１つまたは複数の任意のガス通路（図示せず）も通過することができることも留意されるべきである。
【００１７】
さまざまな実施形態では、ヘリウム容器２２の周囲に、一実施形態ではＭＬＩ構造である断熱材５０が設けられている。たとえば、ＭＬＩ構造は、後述するように複数の反射体層および複数のスペーサ層を有することができる。
【００１８】
さまざまな実施形態では、断熱材５０は、ヘリウム容器２２および／または熱シールド２６のすべてまたは一部を包囲する（単に例示のために図１および図２ではヘリウム容器２２および熱シールド２６の両方を包囲しているように示す）断熱ブランケットを画定している。たとえば、断熱材５０は、ヘリウム容器２２（内部に液体ヘリウム５６がある）の円周方向に延在することができ、ヘリウム容器２２は、配置の簡易図を示す図３に示すように内径面５２および外径面５４を包囲することを含むことができる。しかしながら、断熱材５０は、ヘリウム容器２２の表面の部分のみに沿って、たとえばその端部には沿わず側部に沿って延在することができる。他の実施形態では、断熱材５０は、熱シールド２６の一部のみまたは熱シールド２６のみを包囲する断熱ブランケットを画定している。さらに他の実施形態では、断熱材５０は、ヘリウム容器２２および熱シールド２６を包囲する断熱ブラケット（たとえば、２つのブランケットであってもよくまたは単一ブランケット構造であってもよい）を画定している。断熱材５０を、任意の適切な方法でヘリウム容器２２、熱シールド２６または両方を包囲するように設けるかまたは配置することができる。
【００１９】
断熱材５０は、図４に示すような複数の層を有し、そこでは、断熱材５０の一部は、少なくとも１つの変形スペーサ層６２を有し、その両側に少なくとも１つの反射体層６０が設けられている。したがって、スペーサ層（複数可）６２は、隣接する層等、２つの反射体層６０の間に挟装されるかまたは配置されている。隣接する層は必ずしも当接する層ではないことが留意されるべきである。したがって、スペーサ層６２は、２つの反射体層６０の間に配置され、１つの反射体層６０から次の反射体層６０まで（または２つの反射体層６０の間の距離未満で）その間に延在することができる。反射体層６０およびスペーサ層６２を、ヘリウム容器２２および／または熱シールド２６内外の熱伝達を低減することを含むことができる、ヘリウム容器２２および／または熱シールド２６の断熱を行う任意の適切な材料から形成することができる。後により詳細に説明するように、さまざまな実施形態における層の構成および配置は、断熱材５０の低温端、すなわち、ヘリウム容器２２および／または熱シールド２６の表面に近い方の端部と、断熱材５０の高温端、すなわち、ヘリウム容器２２および／または熱シールド２６の表面から遠い方の端部とにおいて、異なるように設けられている。
【００２０】
単に例示の目的で、反射体層６０を、ダブルアルミナイズドマイラー（Ｄｏｕｂｌｅ−Ａｌｕｍｉｎｉｚｅｄ  Ｍｙｌａｒ）（ＤＡＭ）材料から形成することができる。しかしながら、反射体層６０を、たとえば、両面が反射材料でコーティングされているような反射面を有する異なるポリマーから形成することができる。スペーサ層６２を、たとえば、特に、織布材料、絹またはレーヨンのネットまたはメッシュ、スパンボンデッドポリエステル等、任意のタイプの非導電性ポリマー層から形成することができる。スペーサ層６２を、熱が１つの反射体層６０から次の反射体層６０に伝導するのを可能にする伝熱性を有する材料から形成することができる。スペーサ層６２は、概して、隣接する反射体層６０の間の空間を画定し、隣接するスペーサ層６２の間の距離を維持する。
【００２１】
スペーサ層６２は、平面でないように変形する材料のシートから形成することができるように変形する。たとえば、スペーサ層６２は、ヘリウム容器２２および／または熱シールド２６を包囲する場合に、ヘリウム容器２２および／または熱シールド２６の円周方向に延びるにつれて変わることのない直径または厚さを有さないように変形する。したがって、スペーサ層６２は、その表面に沿って平滑ではなく、高さまたは厚さが変化する。
【００２２】
スペーサ層６２は、あらゆる形態または形状をとることができる。図５〜図１０は、設けることができるスペーサ層６２の種々の実施形態を示す。しかしながら、変形が考えられ、スペーサ層６２は、いかなるタイプの変形層であってもよい。たとえば、図５および図６に示すように、スペーサ層６２を、概して折返しまたは折ひだ構造７０から形成してもよい。折ひだ７２を、略三角形断面を有するように示しているが、折ひだ７２は、異なる形状および形態をとることができることが留意されるべきである。たとえば、折ひだ７２は、丸い端部または他の多角形形態を有することができる。さらに、折ひだ７２の幅および高さを、たとえば隣接する反射体層６０の間の所望の距離または必要な距離に基づいて変更してもよい。折ひだ７２は、種々の程度まで（矢印Ｐによって示すように）互いに折り重ねてもよいか、または全く折り重ねられなくてよいことが留意されるべきである。さらに、折ひだ７２は、スペーサ層６２のすべてまたは一部に沿って延在するとともに、一方向にまたは複数の異なる方向に延在してもよい。折ひだ構造７０の折ひだ付けを、特に、縫合プロセス、加圧プロセスまたは接着プロセスによる等、任意の適切な折ひだ付けプロセスを用いて行うことができる。
【００２３】
図７および図８に示すように、スペーサ層６２に対する変形の別の例として、エンボス加工構造８０を設けてもよい。エンボス加工構造８０は、隆起部８２を含む。隆起部８２に対し、異なるように寸法および形状を決めてもよく、それは、図７および図８に示す円形形状および間隔に限定されないことが留意されるべきである。たとえば、エンボス加工は、正方形、矩形、三角形、多角形または他の形状を有する隆起部８２を形成することを含むことができる。さらに、隆起部８２の間の間隔は、同じであっても異なっていてもよく、隆起部８２の数を要望または必要に応じて変更してもよく、それらをエンボス加工構造８０のすべてまたは一部に沿って設けてもよい。さらに、隆起部８２の幅および高さを、たとえば隣接する反射体層６０の間の所望のまたは必要な距離に基づいて変更してもよい。
【００２４】
隆起部８２を形成するエンボス加工を、エンボス加工構造８０の基材の繊維等、エンボス加工構造８０を組み合わせて変形させる（たとえば圧搾する）ダイ（たとえば、オスおよびメスの銅または真鍮のダイ）を用いて熱および／または圧力を加えることによる等、任意の適切なエンボス加工プロセスを用いて行うことができる。
【００２５】
図９および図１０に示すように、スペーサ層６２に対する変形の別の例として、しわ構造９０を設けてもよい。しわ構造９０は、スペーサ層６２を形成している基材内に折目９２を含む。折目９２は、たとえば、基材の高さまたは厚さが変化するように、基材のあらゆるタイプのしわ、小波または波であってもよいことが留意されるべきである。折目９２の幅および高さを、たとえば隣接する反射体層６０の間の所望のまたは必要な距離に基づいて変更してもよい。折目９２を、図９および図１０に示すように、高さまたは深さが異なるようにランダムに形成してもよく、または代替的に、一様に形成してもよいことが留意されるべきである。折目９２は、同じ方向にまたは異なる方向に、かつしわ構造９０の全体または一部に沿って延在してもよい。
【００２６】
折目９２を形成するしわよせを、基材の表面における数ある変形の中でも特に折目または折返しを形成すべく折目構造９０を形成するように基材を操作することによる等、任意の適切なプロセスを用いて行うことができる。
【００２７】
さまざまな実施形態では、変形するスペーサ層６２は、断熱材５０の一部において反射体層６０の間に設けられる。さらに、変形しないスペーサ層１００が、図１１に概略的に示す断熱材５０の一部のいて他の反射体層６０の間に設けられる。スペーサ層１００を、変形しない材料（たとえば非導電性ポリマー材料）の略平面シートから形成することができ、それにより、スペーサ層１００は、ヘリウム容器２２および／または熱シールド２６の周囲に延在する場合に、ヘリウム容器２２の周囲を円周方向に延びるにつれて変わることのない直径または厚さを有する。したがって、スペーサ層１００は、高さまたは厚さが一定でありその表面に沿って略平滑である。
【００２８】
一実施形態では、図１１に示すように、ヘリウム容器２２（図１２に示すように）または熱シールド２６に対して遠い方の（遠位の）端部である、断熱材５０の高温端１０２において、隣接する反射体層６０の間に複数のスペーサ層１００が設けられている。隣接する反射体層６０の間の１つまたは複数のスペーサ層１００の配置が、たとえば３０回繰り返されることにより、断熱材５０の一部が形成される。その後、ヘリウム容器２２（図１２に示すように）または熱シールド２６に近い方の（近位の）端部である、断熱材５０の低温端１０４において、隣接する反射体層６０の間に複数のスペーサ層６２が設けられている。隣接する反射体層６０の間の１つまたは複数のスペーサ層６２の配置が、たとえば５回繰り返されて、断熱材５０の一部が形成される。種々の配置が繰り返される回数を、変更してもよく、かつ２つの異なる部分のみでなく断熱材５０に沿って種々の部分に設けることも可能である。たとえば、隣接する反射体層６０の間の１つまたは複数のスペーサ層６２の繰返し配置を、いくつかの実施形態では２回と５回との間で設けることができる。さまざまな層を、任意の適切な締結手段または接着手段を用いて接合しまたは結合することができる。その後、ヘリウム容器を包囲しかつそれと熱的に接触するか、または熱シールド２６を包囲する等、ＭＲＩシステムの真空容器２４内の別の位置に、断熱材５０を設けてもよいことが留意されるべきである。
【００２９】
さまざまな実施形態では、反射体層６０は、変形せず、たとえば、反射体材料の平面シートから形成されることが留意されるべきである。しかしながら、適宜、反射体層６０のうちの１つまたは複数を、スペーサ層６２の変形と同様に変形させてもよい。層の厚さは同じであっても異なっていてもよく、断熱材５０を通して変化していても一定であってもよいことも留意されるべきである。
【００３０】
さまざまな実施形態によれば、たとえばＭＬＩブランケットを画定することができる、断熱材５０等の断熱材を形成するために、図１３に示すような方法１１０もまた提供することができる。方法１１０は、１１２において、断面の厚さが変化するスペーサ層を形成する等、複数のスペーサ層を変形させることを含む。その後、１１４において、複数の反射体層を、それらの間の非変形スペーサ層（たとえば厚さが一定のスペーサ層）とともに積層して、ＭＬＩブランケットの高温端を形成し、１１６において、積層をＭＬＩブランケットの低温端に向かって継続する。そして、１１８において、積層を継続して、複数の反射体層をそれらの間の変形スペーサ層とともに積層してＭＬＩブランケットの低温端を形成する。所望のまたは必要な数の層（たとえば、ステップ１１４およびステップ１１６では３０の挟装された層、およびステップ１１８では５つの挟装された層）が積層すると、１２０において、それらの層を互いに結合する。層を、積層されている際に互いに結合してもよく、または積層体が完成した後に結合してもよいことが留意されるべきである。さらに、ＭＬＩブランケットを封止する等、形成後プロセスを行ってもよい。
【００３１】
したがって、さまざまな実施形態によれば、ＭＲＩシステム用の断熱材が提供される。たとえば、ＭＲＩシステムのヘリウム容器もしくは熱シールドまたは両方に対してＭＬＩブランケットを形成してもよく、それは、可変密度ＭＬＩブランケットであってもよい。
【００３２】
ＭＲＩシステム用の超伝導マグネットに関連していくつかの実施形態を説明することができるが、さまざまな実施形態を、超電導マグネットを有するいかなるタイプのシステムに関連して実施してもよいことが留意されるべきである。超伝導マグネットを、他のタイプの医用撮像装置および非医用撮像装置で実施してもよい。
【００３３】
したがって、さまざまな実施形態を、ＭＲＩシステム用の超伝導コイル等、種々のタイプの超伝導コイルに関連して実施してもよい。たとえば、さまざまな実施形態を、図１４に示すＭＲＩシステム１４０で使用する超伝導コイルで実施してもよい。システム１４０を、シングルモダリティ撮像システムとして例示しているが、さまざまな実施形態を、マルチモダリティ撮像システム内でまたはそれとともに実施してもよいことが理解されるべきである。システム１４０は、ＭＲＩ撮像システムとして例示されており、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、ポジトロン断層法（ＰＥＴ）、単一光子放射型コンピュータ断層撮影法（ＳＰＥＣＴ）、ならびに超音波システム、または画像、特に人間の画像を生成することができる他の任意のシステム等、種々のタイプの医用撮像システムと組み合わせることができる。さらに、さまざまな実施形態は、人間の対象を撮像する医用撮像システムに限定されず、非人間の対象、荷物等を撮像する獣医学システムまたは非医用システムを含むことができる。
【００３４】
図１４を参照すると、ＭＲＩシステム１４０は、概して、撮像部１４２と、プロセッサまたは他のコンピューティングデバイスまたはコントローラデバイスを含むことができる処理部１４４とを有している。ＭＲＩシステム１４０は、クライオスタット１４６内に、コイルから形成される超伝導マグネット４６を有し、それを、マグネットコイル支持構造で支持することができる。ヘリウム容器２２は、超電導マグネット４６を包囲し、液体ヘリウムで充填されている。
【００３５】
ヘリウム容器２２および／または熱シールド２６（図１および図２に示す）の外面のすべてまたは一部を包囲する断熱材１５２が設けられている。断熱材１５２は、本明細書に記載するような断熱材５０の形態をとることができる。超伝導マグネット４６の内側に複数の磁場傾斜コイル１５４が設けられ、複数の磁場傾斜コイル１５４内にＲＦ送信コイル１５６が設けられている。いくつかの実施形態では、ＲＦ送信コイル１５６の代りに送受信コイルを使用してもよい。ガントリ１４６内の構成要素は、概して撮像部１４２を形成している。超伝導マグネット４６は円筒形状であるが、他の形状のマグネットを使用することができることが留意されるべきである。
【００３６】
処理部１４４は、概して、コントローラ１５８、主磁場制御部１６０、傾斜磁場制御部１６２、メモリ１６４、表示装置１６６、送受信（Ｔ−Ｒ）スイッチ１６８、ＲＦ送信機１７０および受信機１７２を含んでいる。
【００３７】
動作時、撮像される患者または模型等の物体の本体を、適切な支持体、たとえば患者台の上のボア１７４に配置する。超伝導マグネット４６は、ボア１７４にわたって一様かつ静的な主磁場Ｂoを生成する。ボア１７４におけるかつ対応して患者における電磁場の強度は、主磁場制御部１６０を介してコントローラ１５８によって制御され、主磁場制御部１６０はまた、超電導マグネット４６への励磁電流の供給も制御する。
【００３８】
磁場傾斜を、３つの直交方向ｘ、ｙおよびｚのうちの任意の１つまたは複数において超電導マグネット４６内のボア１７４における磁場Ｂoに課すことができるように、１つまたは複数の傾斜コイル要素を含む磁場傾斜コイル１５４が設けられている。磁場傾斜コイル１５４は、傾斜磁場制御部１６２によって励磁され、コントローラ１５８によっても制御される。
【００３９】
複数のコイルを含むことができるＲＦ送信コイル１５６は、磁気パルスを送信し、かつ／または適宜、ＲＦ受信コイルとして構成される表面コイル等、受信コイル要素も設けられている場合は、同時に患者からのＭＲ信号を検出するように構成されている。ＲＦ受信コイルを、いかなるタイプまたは構成としてもよく、たとえば別個の受信表面コイルとしてもよい。受信表面コイルは、ＲＦ送信コイル１５６内に設けられるＲＦコイルのアレイであってもよい。
【００４０】
ＲＦ送信コイル１５６および受信表面コイルは、Ｔ−Ｒスイッチ１６８によって、それぞれＲＦ送信機１７０または受信機１７２のうちの一方に選択的に相互接続される。ＲＦ送信機１７０およびＴ−Ｒスイッチ１６８は、ＲＦ磁場パルスまたは信号がＲＦ送信機１７０によって生成され、患者の磁気共鳴を励起するために患者に選択的に印加されるように、コントローラ１５８によって制御される。ＲＦ励起パルスが患者に印加されている間、Ｔ−Ｒスイッチ１６８はまた、受信機１７２から受信表面コイルを切断するようにも駆動される。
【００４１】
ＲＦパルスの印可に続き、Ｔ−Ｒスイッチ１６８は再び、ＲＦ送信コイル１５６をＲＦ送信機１７０から切断し、受信表面コイルを受信機１７２に接続するように駆動される。受信表面コイルは、患者における励起核からもたらされるＭＲ信号を検出するかまたは検知するように動作し、ＭＲ信号を受信器１７２に通信する。これらの検出されたＭＲ信号は、その後、コントローラ１５８に通信される。コントローラ１５８は、たとえば患者の画像を表す信号を生成するようにＭＲ信号の処理を制御するプロセッサ（たとえば画像再構成プロセッサ）を含む。
【００４２】
画像を表す処理信号はまた、画像の視覚表示を提供するように表示装置１６６にも送信される。特に、ＭＲ信号は、可視画像を得るようにフーリエ変換されるであるｋ空間を充填するかまたは形成する。そして、画像を表す処理信号は、表示装置１６６に送信される。
【００４３】
さまざまな実施形態および／または構成要素、たとえば、ＭＲＩシステム１４０の等、内部のモジュール、または構成要素およびコントローラを、１つまたは複数のコンピュータまたはプロセッサの一部として実装することも可能である。コンピュータまたはプロセッサは、コンピューティングデバイス、入力デバイス、ディスプレイユニット、およびたとえばインターネットにアクセスするためのインタフェースを含むことができる。コンピュータまたはプロセッサは、マイクロプロセッサを含むことができる。マイクロプロセッサを通信バスに接続することができる。コンピュータまたはプロセッサはメモリも有することができる。メモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）およびリードオンリメモリ（ＲＯＭ）を含むことができる。コンピュータまたはプロセッサは、ハードディスクドライブ、またはフロッピディスクドライブ、光ディスクドライブ等のリムーバブル記憶ドライブであり得る、記憶装置をさらに含むことができる。記憶装置はまた、コンピュータプログラムまたは他の命令をコンピュータまたはプロセッサにロードする他の同様の手段であり得る。
【００４４】
本明細書で用いる用語「コンピュータ」または「モジュール」は、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ロジック回路、および本明細書に記載する機能を実行することができる他のあらゆる回路またはプロセッサを用いるシステムを含む、あらゆるプロセッサベースシステムまたはマイクロプロセッサベースシステムを含むことができる。上記例は単に例示的なものであり、したがって、用語「コンピュータ」の定義および／または意味を決して限定するように意図されていない。
【００４５】
コンピュータまたはプロセッサは、入力データを処理するために１つまたは複数の記憶素子内に格納される命令のセットを実行する。記憶素子はまた、要望または必要に応じてデータまたは他の情報も格納することができる。記憶素子は、処理機械内の情報源または物理メモリ素子の形態であり得る。
【００４６】
命令のセットは、処理機械としてのコンピュータまたはプロセッサに対し、本発明のさまざまな実施形態の方法およびプロセス等の特定の動作を実行するように命令するさまざまなコマンドを含むことができる。命令のセットは、有形の非一時的な１つまたは複数のコンピュータ可読媒体の一部を形成することができる、ソフトウェアプログラムの形態であり得る。ソフトウェアは、システムソフトウェアまたはアプリケーションソフトウェア等、さまざまな形態であり得る。さらに、ソフトウェアは、別個のプログラムもしくはモジュールの集まり、より大きいプログラム内のプログラムモジュール、またはプログラムモジュールの一部の形態であり得る。ソフトウェアはまた、オブジェクト指向プログラミングの形態でモジュールプログラミングを含むことも可能である。処理機械による入力データの処理は、オペレータコマンドへの応答、または先の処理の結果に対する応答、または別の処理機械による要求への応答であり得る。
【００４７】
本明細書で用いる用語「ソフトウェア」および「ファームウェア」は、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリおよび不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリを含む、コンピュータによって実行されるようにメモリに格納されたあらゆるコンピュータプログラムを含むことができる。上記メモリタイプは単に例示的なものであり、したがって、コンピュータプログラムの記憶に使用可能なメモリのタイプに関して限定するものではない。
【００４８】
上記説明は、限定的なものではなく例示的なものであるように意図されていることが理解されるべきである。たとえば、上述した実施形態（および／またはその態様）を、互いに組み合わせて用いることができる。さらに、本発明の範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料をさまざまな実施形態の教示に適合させるように多くの変更を行うことができる。本明細書に記載する材料の寸法およびタイプは、さまざまな実施形態のパラメータを定義するように意図されているが、それらは決して限定するものではなく単に例示的なものである。上記説明を検討することにより当業者には他の多くの実施形態が明らかとなろう。したがって、さまざまな実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲に、およびこうした特許請求の範囲に権利が与えられる均等物の完全な範囲に関連して確定されるべきである。添付の特許請求の範囲において、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「ｉｎ  ｗｈｉｃｈ」は、それぞれの用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「ｗｈｅｒｅｉｎ」の平易な英語の相当語として用いられている。さらに、以下の特許請求の範囲では、用語「第１の」、「第２の」および「第３の」等は、単に標識として用いられており、それらの対象物に対して数値的要件を課すように意図されていない。さらに、以下の特許請求の範囲の限定は、ミーンズプラスファンクション（ｍｅａｎｓ−ｐｌｕｓ−ｆｕｎｃｔｉｏｎ）形式で書かれてはおらず、こうした特許請求の範囲の限定が、さらなる構造を含まない機能の言明が後に続く語句「〜するための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」を明示的に使用しない限り、米国特許法第１１２条第６項に基づいて解釈されるようには意図されていない。
【００４９】
この明細書は、例を用いて、最良の形態を含むさまざまな実施形態を開示し、当業者が、あらゆる装置またはシステムを作成しかつ使用し、あらゆる組み込まれた方法を実行することを含む、さまざまな実施形態の実施を行うことを可能にする。さまざまな実施形態の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定義されており、当業者であれば想起される他の例を含むことができる。こうした他の例は、特許請求の範囲の文字通りの文言とは異ならない構造的要素を有するか、または特許請求の範囲の文字通りの文言との相違がわずかである均等な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあるように意図されている。
【符号の説明】
【００５０】
２０  ＭＲＩマグネットシステム
２２  ヘリウム容器
２４  真空容器
２６  熱シールド
２８  コールドヘッド
３０  コールドヘッドスリーブ
３２  モータ
３４  開放端部
３６  再凝縮器
３８  通路
４６  超伝導マグネット
５０  断熱材
５２  内径面
５４  外径面
５６  液体ヘリウム
６０  反射体層
６２  スペーサ層
７０  折ひだ構造
７２  折ひだ
８０  エンボス加工構造
８２  隆起部
９０  しわ構造
９２  折目
１００  スペーサ層
１０２  高温端
１０４  低温端
１１０  方法
１１２  スペーサ層を変形させる
１１４  反射体層および非変形スペーサを積層してＭＬＩブランケットの高温端を形成する
１１６  反射体層および非変形スペーサ層の積層をＭＬＩブランケットの低温端に向かって継続する
１１８  反射体層および変形スペーサ層を積層してＭＬＩブランケットの低温端を形成する
１２０  層を結合してＭＬＩブランケットを形成する
１４０  ＭＲＩシステム
１４２  撮像部
１４４  処理部
１４６  ガントリ
１５２  断熱材
１５４  磁場傾斜コイル
１５６  ＲＦ送信コイル
１５８  コントローラ
１６０  主磁場制御部
１６２  傾斜磁場制御部
１６４  メモリ
１６６  表示装置
１６８  Ｔ−Ｒスイッチ
１７０  ＲＦ送信機
１７２  受信機
１７４  ボア
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【外国語明細書】
2013000582000001.pdf