(57)【要約】本発明は、特に、磁気共鳴検査システム（１１０）の超伝導主コイル（１４２、１４４）を中に取り付けるための、磁気共鳴検査システム（１１０）において使うための低温容器（２００）であって、内側容器（２０２）と、外側300K容器（２０４）と、内側容器（２０２）と外側300K容器（２０４）の間に位置され、内側容器（２０２）を取り囲む放射シールド（２０６）とを有しており、放射シールド（２０６）が、放射シールド（２０６）の変形の際に乾摩擦が生成される少なくとも一つ乾摩擦領域（２０６）をもつ低温容器を提供する。本発明は、上記の低温容器（２００）内に配置されている一組の超伝導主コイル（１４２、１４４）を有する、磁気共鳴検査システム（１１０）のための超伝導磁石（１１４）をも提供する。本発明はさらに、上記の超伝導磁石（１２２）を有する磁気共鳴検査システム（１１０）を提供する。
2016538920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴検査システムにおいて使うための、前記磁気共鳴検査システムの超伝導主コイルを中に取り付けるための低温容器であって、
外側300K容器と、
前記外側300K容器の内部に位置される放射シールドと、
前記超伝導主コイルを取り付けるための、前記放射シールド内に位置される内側取り付け構造とを有しており、
前記放射シールドは、前記放射シールドの変形の際に乾摩擦が生成される少なくとも一つ乾摩擦領域をもつ、
低温容器。
【請求項２】
前記少なくとも一つの乾摩擦領域は、互いに面接触して積層されている少なくとも二つのシールド層を有し、前記少なくとも二つのシールド層は局所的に互いに接続されている、請求項１記載の低温容器。
【請求項３】
前記少なくとも二つのシールド層は、スポット溶接により互いに局所的に接続されている、請求項２記載の低温容器。
【請求項４】
前記少なくとも二つのシールド層は、ローリングにより互いに局所的に接続されている、請求項２または３記載の低温容器。
【請求項５】
前記放射シールドの少なくとも一つのシールド層はアルミニウムでできている、請求項２ないし４のうちいずれか一項記載の低温容器。
【請求項６】
前記放射シールドの少なくとも二つのシールド層が異なる材料でできている、請求項２ないし５のうちいずれか一項記載の低温容器。
【請求項７】
前記放射シールドの少なくとも二つのシールド層は異なる厚さをもつ、請求項２ないし６のうちいずれか一項記載の低温容器。
【請求項８】
前記放射シールドは、当該低温容器の少なくとも一つの円筒壁における一様な厚さをもつ、請求項１ないし７のうちいずれか一項記載の低温容器。
【請求項９】
前記少なくとも一つの乾摩擦領域は、前記放射シールドに付着させられる局所的パッチを有する、請求項１ないし８のうちいずれか一項記載の低温容器。
【請求項１０】
少なくとも一つの乾摩擦領域が当該低温容器の円筒壁の長手方向端部の少なくとも一方において設けられる、請求項１ないし９のうちいずれか一項記載の低温容器。
【請求項１１】
少なくとも一つの乾摩擦領域が当該低温容器の一つのフランジにおいて設けられる、請求項１ないし１０のうちいずれか一項記載の低温容器。
【請求項１２】
前記内側取り付け構造は、その中に前記超伝導主コイルを取り付けるための内側容器として設けられ、該内側容器は、クライオゲンを含むよう適応されている、請求項１ないし１１のうちいずれか一項記載の低温容器。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のうちいずれか一項記載の低温容器内に配置されている一組の超伝導主コイルを有する、磁気共鳴検査システムのための超伝導磁石。
【請求項１４】
請求項１３記載の超伝導磁石を有する磁気共鳴検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴（MR）検査システムの分野に、詳細にはMR検査システムのための超伝導磁石の分野に、さらに詳細にはMR検査システムのための超伝導磁石のための低温容器の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴（MR）検査システムは、低温容器とともに超伝導磁石を有しており、低温容器内に超伝導磁石の主磁石コイルが取り付けられる。低温容器は典型的には、断熱を達成するために離間して取り付けられている二つの容器と、前記二つの容器内に位置される、超伝導磁石の主磁石コイルを取り付けるための取り付け構造とを有する。主コイルを超伝導温度に保つ二つの方法がある。第一の方法では、超伝導コイルは液体クライオゲン（cryogen）と接触している。第二の方法では、超伝導コイルはコールドヘッド（coldhead）から、たとえば銅ストランド（copper  strands）を介して、直接冷却される。第一の場合、取り付け構造は典型的には、クライオゲンを含む第三の内側容器として設けられ、主コイルは該内側容器内に取り付けられる。クライオゲンは典型的には、低い沸点をもつ液体、たとえばヘリウムの場合約4.2Kの沸点として提供される。ヘリウムは、わずかな熱がはいるとすでに蒸発する。
【０００３】
図１は、現状技術の超伝導磁石を示している。超伝導磁石１０は、低温容器１２と、一組の主磁石コイル１４、１６を有している。低温容器１２は、断熱を達成するために離間して取り付けられている三つの容器２２、２４、２６を有する。三つの容器２２、２４、２６は、ヘリウムが使われるときは4K容器とも称される内側容器２２と、内側容器２２を取り巻く容器として設けられる放射シールド２４と、放射シールド２４を取り巻く300K容器とも称される外側容器２６である。外側容器２６は通例、ステンレス・スチールまたはアルミニウムでできており、放射シールド２４はアルミニウムでできている。主磁石コイル１４、１６は、それぞれ内側コイルおよび外側コイル１４、１６として、内側および外側の円筒壁２８、３０に沿って、内側容器２２の内側に取り付けられる。内側容器２２はクライオゲン、たとえば液体ヘリウムを含んでおり、これが主磁石１４、１６を冷却し、熱バッファリングも可能にする。そのような超伝導磁石はたとえば特許文献１から知られている。
【０００４】
勾配スイッチングはこの超伝導磁石における散逸を誘起する。これは低温容器内のクライオゲンのボイルオフにつながる。以前の超伝導磁石は、ボイルオフが起こったときに、単にクライオゲンを空気中に吹き飛ばしていた。その結果、クライオゲンを頻繁に再充填する必要があった。現状技術の超伝導磁石はボイルオフがゼロである。よって、磁石内の散逸は、内側容器内の圧力増につながる。この現象は、動的ボイルオフ（DBO:  dynamic  boil-off）と呼ばれる。
【０００５】
詳しくは、動的ボイルオフは、機械的共鳴に起因する放射シールドの渦電流遮蔽の欠如によって引き起こされる。勾配コイルがスイッチングされるとき、その漂遊場（stray  field）が変化する。結果として、放射シールドにおいて渦電流が誘起される。渦電流のため、このシールドに力が加わり、シールドが動き始める、たとえば振動し始めることがある。その挙動は、放射シールドの質量、スチフネスおよび幾何構造に依存する。よって、動的ボイルオフは、勾配スイッチングの周波数の関数である。DBO伝達関数は図２に示されるようなピークを示す。これらのピークは機械的共鳴に関係している。これは、超伝導磁石の、特に放射シールドの機械的共鳴をいう。
【０００６】
放射シールドが動こうとしないとき、これは無限大のスチフネスおよび無限大の機械インピーダンスを含意するが、勾配コイルの漂遊場の減衰は単調に増加する、すなわち、シールドの時定数によって決定されるだけである。その場合、図２はピークを示さない。
【０００７】
図２のDBOグラフにおけるピークは、上記ですでに論じたように、機械的共鳴によって引き起こされる。共鳴における機械インピーダンスは低い。制動が低いほど、Q因子は高く、機械インピーダンスは低い。内部の材料の制動は温度の低下とともに減少するので、図３に示されるように、制動の大きさは0Kに近い極低温については数桁低くなることがある。よって、放射シールドのインピーダンスも低く、よって加えられる磁場により簡単に動き、共鳴にはいることができる。
【０００８】
図４は、もう一つの現状技術の超伝導磁石を示している。超伝導磁石１０は、図１の典型的な低温容器と同様に一組の主磁石コイル１４、１６を有する。低温容器１２は、断熱を達成するために離間して取り付けられた二つの容器２４、２６を有する。これら二つの容器２４、２６は、上記の放射シールド２４および外側容器２６をいう。低温容器１２はさらに、放射シールド２４内に位置する取り付け構造３２を有する。主磁石コイル１４、１６は取り付け構造３２に取り付けられる。図４には図示していないコールドヘッドが主磁石コイル１４、１６と接触していて、主磁石コイルを超伝導温度に保つ。よって、この超伝導磁石はクライオゲンの使用を必要としない。
【０００９】
クライオゲンのない超伝導磁石は、ボイルオフの問題がない。にもかかわらず、この型の超伝導磁石についても、勾配スイッチングからの、すなわち機械的共鳴に起因する放射シールドの動きからの熱を低減することが重要である。局所的に生成された熱について、クライオゲンからのバッファリング／冷却がないからである。
【００１０】
一つのアプローチは、超伝導磁石および低温容器の幾何構造に基づく関連する周波数範囲における共鳴を低減することである。たとえば、放射シールドの厚さを増して、共鳴周波数をボイルオフのような上記の問題に関連しない周波数範囲内にシフトさせることができる。結果として、超伝導磁石コイルの半径もより大きくなる。これは、MR検査システムの撮像体積における同じ磁場について、より多くの超伝導体材料を必要とする。厚すぎる放射シールドには、クエンチからの渦電流の力のため破壊されうるというさらなる欠点もある。より薄い放射シールドも選択肢にはならない。薄すぎる放射シールドは、低温システムのコールドヘッドに向けて十分に熱を伝達しない。
【００１１】
もう一つのアプローチは、材料属性に基づく、たとえば材料の選択に基づく。共鳴周波数はE/ρによって決定される。ここで、Eはヤング率Eであり、ρは比質量（specific  mass）である。放射シールドは通例アルミニウムから作られる。E/ρは、超伝導磁石のための低温容器における使用に好適な他の材料に比べ、アルミニウムについて相対的に高い。よって、材料の変更によって合理的に上記の問題を低減することはできない。
【００１２】
適用可能ではないと立証されたもう一つの潜在的な選択肢は、低温容器の共鳴の大きさを低減するために粘弾性層を加えることである。しかしながら、これは実際的ではない。第一に、粘弾性材料の制動属性は低温では無視できるほどである。第二に、粘弾性材料は気体を発生させる傾向があり、これは超伝導磁石のような高真空環境では深刻な問題を引き起こす。
【００１３】
ボイルオフに関して上述したクライオゲン問題とは別に、磁石クエンチのリスクもある。結果として、追加的な施策が超伝導磁石において講じられたが、これは高価であり、単一の超伝導磁石に数千ユーロのコストを上乗せすることがある。
【００１４】
特許文献２は、断熱ブランケットをもつ超伝導磁石を示している。該既知の超伝導磁石は、超伝導磁石コイル・アセンブリーを含むヘリウム圧力容器を有する。ヘリウム圧力容器は、（He容器と真空容器の間の）断熱シールドによって囲まれる。さらに、断熱ブランケットが放射シールドと真空容器との間に配置される。各断熱ブランケットは、低伝導金属スペーサー・シートによって分離された複数の熱反射性（thermally  reflective）（Al）シートとして形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第7,170,377号
【特許文献２】米国特許第6,038,867号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
低温容器、そのような低温容器を有する磁気共鳴（MR）検査システムのための超伝導磁石およびそのような超伝導磁石を有するMR検査システムであって、上記の問題を克服するものを提供することが本発明の目的である。具体的には、放射シールドにおいて低減した機械的振動および共鳴をもつ低温容器を提供することが本発明の目的である。超伝導磁石の主コイルを冷却するための低温容器において使用されるクライオゲンのボイルオフを低減することが本発明のさらなる目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この目的は、特に、磁気共鳴検査システムの超伝導主コイルを中に取り付けるための、磁気共鳴検査システムにおいて使うための低温容器であって、外側300K容器と、300K容器の内部に位置される放射シールドと、超伝導主コイルを取り付けるための、放射シールド内に位置される内側取り付け構造とを有しており、放射シールドが、放射シールドの変形の際に乾摩擦が生成される少なくとも一つ乾摩擦領域をもつ低温容器によって達成される。
【００１８】
この目的は、上記の低温容器内に配置された一組の超伝導主コイルを有する磁気共鳴検査システムのための超伝導磁石によっても達成される。
【００１９】
この目的は、上記の超伝導磁石を有する磁気共鳴検査システムによっても達成される。
【００２０】
前記少なくとも一つの乾摩擦（dry-friction）領域は、勾配スイッチングに起因する振動の機械的制動〔ダンピング〕を増すことを可能にする。乾摩擦は、低温容器の、特に放射シールドの、機械的制動を達成する。機械インピーダンスが改善され、よって低温容器の放射シールドは機械的振動および共鳴についての感受性が低下する。前記少なくとも一つの乾摩擦領域は、放射シールドの機械的共鳴に起因する振動を低減するための他の施策とは独立して使用できる。よって、前記少なくとも一つの乾摩擦領域は、放射シールドに追加されて、現状技術の低温容器を改善したり、あるいは機械的共鳴の低減のための他の高価な手段を置換したりすることができる。制動は放射シールド自身のデザインによって改善されるので、低温での低い弾性および気体の放出といった、制動材料の使用の欠点が回避される。乾摩擦領域における乾摩擦に起因して生成される熱は、低温冷却システムによって簡単に冷却し去ることができる。典型的にはコールドヘッドは、動作中の放射シールドの典型的な温度である40Kの動作温度において約100Wのパフォーマンスをもつからである。よって、熱散逸は容易に達成できる。
【００２１】
好ましくは、振動は放射シールドの共鳴ピークにおいて低減される。よって、勾配スイッチングに起因するクライオゲンの動的ボイルオフが低減できる。前記少なくとも一つの乾摩擦領域は、好ましくは、局所的に、たとえば超伝導磁石の主コイルの位置など局所的な振動が発生し、たとえばDBOが最も高い影響をもつ領域に設けられる。
【００２２】
ある好ましい実施形態によれば、前記少なくとも一つの乾摩擦領域は、互いに面接触して積層されている少なくとも二つのシールド層を有する。前記少なくとも二つのシールド層は局所的に互いに接続されている。面接触は、局所的接続どうしの中間での乾摩擦を可能にする。好ましくは、前記少なくとも二つのシールド層は乾摩擦を増すために互いに押しつけられる。
【００２３】
ある好ましい実施形態によれば、前記少なくとも二つのシールド層は、スポット溶接により互いに局所的に接続される。よって、前記少なくとも二つのシールド層は、諸溶接スポットにおいて互いに機械的に付着させられ、前記少なくとも二つのシールド層の間の接触領域は面接触を提供される。したがって、たとえば振動に起因して放射シールドが変形されるとき、前記少なくとも二つのシールド層はそれらの面接触において互いに対して動くことができる。互いに対して動く間、前記少なくとも二つのシールド層は乾摩擦を経験し、機械的共鳴が制動される。好ましくは、第二のシールド層としての局所的なパッチを前記第一のシールド層に付着させるために、スポット溶接が使われる。
【００２４】
ある好ましい実施形態によれば、前記少なくとも二つのシールド層は、ローリングにより互いに局所的に接続される。好ましくは、ローリングに起因して、外側層は伸張され、内側層は圧縮される。結果として、外側層は自動的に内側層に対して押しつけられることができる。好ましくは、前記少なくとも二つのシールド層は、ローリングおよびスポット溶接の組み合わせによって局所的に接続される。ローリングは、たとえば放射シールドの円筒壁全体に二つのシールド層を提供するために、使用できる。好ましくは、内側円筒壁および外側円筒壁両方の全体が、二つのシールド層を設けられる。
【００２５】
ある好ましい実施形態によれば、放射シールドの少なくとも一つのシールド層はアルミニウムでできている。アルミニウムは、振動の効率的な制動を可能にする高い静的な制動係数をもつので、シールド層のために好適な材料である。両方のシールド層がアルミニウムでできている場合、約μs＝1.35の静的な制動係数が達成できる。
【００２６】
ある好ましい実施形態では、放射シールドの少なくとも二つのシールド層が異なる材料でできている。それら二つの層は、約40Kである放射シールドの典型的な動作温度について面接触しているように設けられることができる。動作温度において互いに押しつけられている二つのシールド層を提供するために、熱的な収縮を使うことができる。好ましくは、一方のシールド層は銅でできており、他方のシールド層はアルミニウムでできている。もう一つの好ましい材料組み合わせは、アルミニウムおよびステンレス・スチールであり、これは、約μs＝0.61の制動係数を達成することができる。
【００２７】
ある好ましい実施形態によれば、放射シールドの少なくとも二つのシールド層は異なる厚さをもつ。前記少なくとも二つのシールド層の厚さを個々に選ぶことにより、効率的な制動を提供するよう、好適な厚さの組み合わせが選ばれることができる。好ましくは、異なる厚さをもつ放射シールドの前記二つのシールド層は、異なる材料でできている。材料および厚さの好適な組み合わせを選ぶことによって、前記二つのシールド層は、振動の効率的な制動を可能にするよう設けられることができる。さらに、放射シールドの効率的な提供を可能にする材料の選択が使用されることができる。
【００２８】
ある好ましい実施形態によれば、放射シールドは、低温容器の少なくとも一つの円筒壁における一様な厚さをもつ。これは、低温容器の構造的な修正なしに使用されることのできる放射シールドの提供を可能にする。好ましくは、放射シールドの全厚さは、現状技術の低温容器と比べて同じままである。よって、放射シールドは、現状技術の低温容器を改善するために容易に使用できる。
【００２９】
ある好ましい実施形態によれば、前記少なくとも一つの乾摩擦領域は、放射シールドに付着させられる局所的パッチを有する。これは好ましくは、スペースがそれほど制約されていない領域において使用される。よって、パッチは、放射シールドのフランジ上に適用されることができる。半径方向における放射シールドの寸法は影響されないままである。パッチは、たとえばローリングおよび／またはスポット溶接によって容易に適用されることができ、それにより振動が低減した放射シールドが、小さな追加的な努力だけで提供される。よって、クライオゲンの使用のための低温容器の場合に、動的ボイルオフが低減されることができる。
【００３０】
ある好ましい実施形態によれば、少なくとも一つの乾摩擦領域が低温容器の円筒壁の長手方向端部の少なくとも一方において設けられる。主磁石の少なくとも一つのコイルは典型的には長手方向端部の一方に位置され、よって高い大きさの振動がこの領域で生成される。乾摩擦領域が円筒壁の長手方向端部の一方に設けられることで、これらの振動が効率的に低減できる。よって、クライオゲンの使用のための低温容器の場合に、動的ボイルオフが低減されることができる。
【００３１】
ある好ましい実施形態によれば、少なくとも一つの乾摩擦領域が低温容器の一つのフランジにおいて設けられる。低温容器のフランジは、スペース制約条件を破ることなくその中に乾摩擦領域が容易に形成できるよう、十分なスペースを提供する。超伝導磁石および低温容器は通例、長手方向における構築上の制約の基礎とならないので、二つのシールド層は低温容器のフランジのところに容易に設けることができる。さらに、主磁石の少なくとも一つのコイルは典型的にはフランジ近くに位置される。よって高い大きさの振動がこの領域で生成される。乾摩擦領域がフランジ内に設けられることで、これらの振動が効率的に低減できる。
【００３２】
ある好ましい実施形態によれば、内側取り付け構造は、その中に超伝導主コイルを取り付けるための内側容器として設けられる。該内側容器は、クライオゲンを含むよう適応される。主磁石コイルは内側容器内に取り付けられ、よってクライオゲンによって効率的に冷却できる。クライオゲン、たとえば液体ヘリウムは、主磁石コイルの冷却を容易にする熱バッファリングを可能にする。主磁石コイルは、内側容器の内側および外側の円筒壁に直接取り付けられることができる。
【００３３】
あるさらなる好ましい実施形態によれば、内側取り付け構造は、内側容器内の外側コイルの内側および／または外側のセットを取り付けるための取り付けフレームを有する。取り付けフレームは、内側容器の内側円筒壁にまたは内側容器の外側円筒壁に取り付けられることができる。内側容器の内側円筒壁に取り付けられるとき、取り付けフレームは外側円筒壁に向かって延びてもよく、ここで、外側コイルのセットは、少なくとも部分的に取り付けフレームに取り付けられることができる。内側容器の外側円筒壁に取り付けられるとき、取り付けフレームは、内側円筒壁に向かって延びてもよく、ここで、内側コイルのセットは、少なくとも部分的に取り付けフレームに取り付けられることができる。さらに、取り付けフレームは内側および外側の円筒壁の両方に取り付けられ、内側および外側の円筒壁の間に延びることができる。取り付けフレームを用いることで、内側および／または外側コイルのセットは、円筒壁に取り付けられることなく、内側および／または外側円筒壁においてそれぞれの位置において取り付けフレームに取り付けられることができる。よって、内側および／または外側コイルのセットは、完全にまたは少なくとも部分的に取り付けフレームに取り付けられることができ、よって、内側および／または外側コイルのセットと内側および／または外側円筒壁それぞれとの間にクライオゲンの循環のためのスペースが提供されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
本発明のこれらおよび他の側面は、以下に記述される実施形態を参照することから明白となり、明快にされるであろう。しかしながら、そのような実施形態は、本発明の完全な範囲を表わすものではなく、したがって、本発明の範囲を解釈するためには請求項および本稿が参照される。
【図１】当技術分野において既知の磁気共鳴検査システムの超伝導磁石を示す図である。
【図２】機械的共鳴に関係するピークをもつ、周波数に対する動的ボイルオフ伝達関数を示す図である。
【図３】低温についての内部の材料の制動の減少を示す図である。
【図４】当技術分野において既知の磁気共鳴検査システムの異なる超伝導磁石を示す図である。
【図５】本発明のある好ましい実施形態に基づく、磁気共鳴検査システムの一般的なセットアップを示す図である。
【図６】図５の主磁石の第一の実施形態を、回転対称軸を含む部分断面図としてその低温容器を含めて詳細に示す図である。
【図７】図６の超伝導磁石の放射シールドの二つの層の断面図を、振動ありおよび振動なしの場合について、詳細に示す図である。
【図８】図５の主磁石の第二の実施形態を、回転対称軸を含む部分断面図としてその低温容器を含めて詳細に示す図である。
【図９】図５の主磁石の第三の実施形態を、回転対称軸を含む部分断面図としてその低温容器を含めて詳細に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図５は、MRスキャナ１１２を有する磁気共鳴（MR）検査システム１１０の実施形態の一部の概略図を示している。MR検査システム１１０は、静磁場を生成するために設けられる主磁石１１４を含む。主磁石１１４は関心対象の被験体１２０、通例は患者がその中に位置されるべき、中心軸１１８のまわりの検査空間１１６を提供する中心ボアを有する。代替的な実施形態では、主磁場内の検査領域を提供する異なる型のMR撮像システムが使われる。さらに、MR検査システム１１０は、静磁場に重畳される勾配磁場を生成するために設けられる傾斜磁場コイル・システム１２２を有する。主磁石１２２は、当技術分野で知られているように、主磁石１１４のボア内に同心状に配置される。
【００３６】
さらに、MR検査システム１１０は、管状ボディを有する全身コイルとしてデザインされた高周波（RF:  radio  frequency）アンテナ装置１４０を含む。RFアンテナ装置１４０は、関心対象の被験体１２０の核を励起するためにRF送信フェーズの間に検査空間１１６に対してRF磁場を加えるために設けられる。RFアンテナ装置１４０は、RF受信フェーズの間に、励起された核からのMR信号を受信するようにも設けられる。MR検査システム１１０の動作の状態において、RF送信フェーズおよびRF受信フェーズは連続して生起する。RFアンテナ装置１４０は、主磁石１１４のボア内に同心状に配置される。当技術分野において知られているように、円筒金属RFスクリーン１２４が、主磁石１２２とRFアンテナ装置１４０との間に同心状に配置される。
【００３７】
さらに、MR検査システム１１０は、当技術分野において一般に知られているように、収集されたMR信号からMR画像を再構成するために設けられるMR画像再構成ユニット１３０と、MRスキャナ１１２の機能を制御するために設けられるモニタ・ユニット１２８をもつMR撮像システム制御ユニット１２６とを有する。制御線１３２が、MR撮像システム制御ユニット１２６と、RF送信フェーズの間にRFスイッチング・ユニット１３６を介してRFアンテナ装置１４０にMR高周波のRF電力をフィードするよう設けられるRF送信機ユニット１３４との間に設置される。RFスイッチング・ユニット１３６もMR撮像システム制御ユニット１２６によって制御され、その目的に資するために、別の制御線１３８が、MR撮像システム制御ユニット１２６とRFスイッチング・ユニット１３６との間に設置される。RF受信フェーズの間、RFスイッチング・ユニット１３６は、RFアンテナ装置１４０からのMR信号を、前置増幅後に、MR画像再構成ユニット１３０に差し向ける。
【００３８】
図６および図８において詳細に見て取れるように、主磁石１１４は二組のコイル１４２、１４４を有する。内側コイル１４２のセットと、外側コイル１４４のセットである。内側コイル１４２のセットは、主磁石１１４の内側部分に円筒状に配置され、主磁石１１４のz軸に沿って離間されている内側伝導ループ１５８を有しており、外側コイル１４４のセットは、互いに平行に配置され、主磁石１１４のz軸に沿って離間されている外側伝導ループ１６０を有する。
【００３９】
図６および図７は、第一の実施形態に基づく図５に示される主磁石１１４を表わす。主磁石１１４は超伝導磁石であり、図６において見て取れるように低温容器２００を有する。低温容器２００は4K容器とも称される内側容器２０２と、外側300K容器２０４と、内側容器２０２と外側300K容器２０４の間に位置され内側容器２０２を取り囲む放射シールド２０６とを有する。内側容器２０２、放射シールド２０６および外側300K容器２０４は断熱目的のため離間されている。この実施形態では、内側容器２０２は、クライオゲンとして使われる液体ヘリウムを含むよう設けられる。
【００４０】
第一の実施形態における内側容器２０２は、その中に内側および外側コイル１４２、１４４を取り付けるための内側取り付け構造として使われる。内側コイル１４２のセットは、内側容器２０２内の内側円筒壁２１４において取り付けられ、外側コイル１４４のセットは、内側容器２０２内の外側円筒壁２１６において取り付けられる。
【００４１】
放射シールド２０６は、互いに面接触して積層されている内側および外側のシールド層２０８、２１０を有する。内側および外側のシールド層２０８、２１０は、外側層２１０が伸張され、内側層２０８が圧縮されるローリングによって接続される。内側および外側の円筒壁２１４、２１６および低温容器２００のフランジ２１８を含む放射シールド２０６全体が、前記二つのシールド層２０８、２１０を有する。
【００４２】
前記二つのシールド層２０８、２１０は、スポット溶接により互いに局所的に接続される。それにより、シールド層２０８、２１０は、諸溶接スポット２１２において互いに機械的に付着させられる。溶接スポット２１２はたとえば図６において見て取れるように互いに離間されており、よって、シールド層２０８、２１０は、たとえば勾配スイッチングによって引き起こされる振動のため、放射シールド２０６が変形されるとき、乾摩擦を可能にするよう溶接スポット２１２の間で互いに対して動くことができる。よって、この実施形態における放射シールド２０６全体が乾摩擦領域として提供される。前記二つのシールド層２０８、２１０は乾摩擦を増すために、互いに押しつけられる。
【００４３】
放射シールド２０６の二つのシールド層２０８、２１０は、この実施形態では、アルミニウムでできており、同じ厚さをもち、一様な厚さをもつ放射シールド２０６を提供する。放射シールド２０６の全厚さは、現状技術の低温容器２００の典型的な放射シールドの厚さに対応する。
【００４４】
ある代替的な実施形態では、放射シールド２０６の二つのシールド層２０８、２１０は異なる厚さをもつ。
【００４５】
ある代替的な実施形態では、第二のシールド層２１０は、低温容器２００のフランジ２１８の領域内の第一のシールド層２０８上のパッチとして局所的に設けられ、スポット溶接によって互いに局所的に接続される。
【００４６】
図８は、第二の実施形態に基づく図５に示される主磁石１１４を表わす。第二の実施形態の主磁石１１４は、主要な特徴において第一の実施形態の主磁石１１４と同一であり、よって第一の実施形態に関して上記した詳細は第二の実施形態の主磁石１１４にも当てはまる。第一および第二の実施形態の主磁石１１４の間の相違を以下に述べる。以下で詳細に記述されない事項は、第一の実施形態の対応する事項と同一であると想定される。
【００４７】
第二の実施形態の主磁石１１４は超伝導磁石であり、図８において見て取れるように低温容器２００を有する。低温容器２００は第一の実施形態と同様に内側容器２０２と、外側300K容器２０４と、内側容器２０２と外側300K容器２０４の間に位置される放射シールド２０６とを有する。第二の実施形態によれば、内側容器２０２は、クライオゲンとして使われる液体ヘリウムを含むよう設けられる。
【００４８】
第二の実施形態における内側容器２０２は、その中に内側および外側コイル１４２、１４４を取り付けるための内側取り付け構造として使われる。内側コイル１４２のセットは、内側容器２０２内の内側円筒壁２１４において取り付けられる。内側容器２０２は取り付けフレーム２２０を有し、外側コイル１４４のセットは、内側容器２０２内の取り付けフレーム２２０において取り付けられる。この実施形態における取り付けフレーム２２０は、内側容器２０２の内側円筒壁２１４に取り付けられ、外側円筒壁２１６のほうに延び、外側コイル１４４のセットは、外側円筒壁２１６と接触することなく取り付けフレーム２２０に取り付けられる。修正実施形態では、取り付けフレーム２２０は外側円筒壁２１６に取り付けられ、内側コイル１４２のセットは取り付けフレーム２２０において取り付けられる。さらなる修正実施形態によれば、内側コイルおよび外側コイル１４２、１４４のセットはいずれも取り付けフレームに取り付けられ、取り付けフレームは内側容器２０２の内側円筒壁２１４において、内側容器２０２の外側円筒壁２１６において、あるいは内側および外側円筒壁２１４、２１６において、取り付けられる。
【００４９】
第二の実施形態によれば、放射シールド２０６は、面接触して互いに積層されている内側および外側シールド層２０８、２１０を有する。内側および外側シールド層２０８、２１０は、外側層２１０が伸張され内側層２０８が圧縮されるローリングによって接続される。内側および外側円筒壁２１４、２１６および低温容器２００のフランジ２１８を含む放射シールド２０６全体が前記二つのシールド層２０８、２１０を有する。二つのシールド層２０８、２１０は、第一の実施形態に関して上記したように、シールド層２０８、２１０が溶接スポット２１２において互いに機械的に付着させられるスポット溶接によって互いに局所的に接続される。
【００５０】
図９は、第二の実施形態に基づく図５に示される主磁石１１４を表わす。第一および第二の実施形態の主磁石１１４の主要なコンポーネントは同一であり、よって同じ参照符号が使われている。第二の実施形態に関して論じられない主磁石１１４の詳細は第一の実施形態の主磁石１１４のものに対応する。
【００５１】
第二の実施形態に基づく主磁石１１４は超伝導磁石であり、低温容器２００を有する。低温容器２００は外側300K容器２０４と、外側300K容器２０４の内側に位置される放射シールド２０６とを有する。放射シールド２０６と外側300K容器２０４は、断熱目的のために離間されている。
【００５２】
第二の実施形態に基づく放射シールド２０６の構造は、第一の実施形態に関して上記したようなものである。
【００５３】
放射シールド２０６内には内側および外側コイル１４２、１４４を取り付けるための内側取り付け構造が位置されている。内側コイル１４２のセットは、低温容器２００の内側円筒壁２１４において取り付けられ、外側コイル１４４のセットは、低温容器２００の外側円筒壁２１６において取り付けられる。
【００５４】
本発明は、図面および上記の記述において詳細に図示され、示されているが、そのような図示および記述は制約するものではなく、例解または例示するものと考えられるべきである。本発明は開示される実施形態に限定されない。図面、本開示および付属の請求項を吟味することから、開示される実施形態に対する他の変形が、特許請求される発明を実施する際に、当業者によって理解され、実施されることができる。請求項において、語「有する／含む」は、他の要素やステップを排除するものではなく、単数形の表現は複数を排除しない。ある種の施策が互いに異なる従属請求項において記載されるというだけの事実がそれらの施策の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。請求項に参照符号があったとしても範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【符号の説明】
【００５５】
１０  超伝導磁石（現状技術）
１２  低温容器〔クライオジェニック容器〕（現状技術）
１４、１６  主磁石コイル（現状技術）
２２  内側層、4K容器（現状技術）
２４  放射シールド（現状技術）
２６  外側層、300K容器（現状技術）
２８  内側壁（現状技術）
３０  外側壁（現状技術）
３２  取り付け構造
１１０  磁気共鳴（MR）検査システム
１１２  磁気共鳴（MR）スキャナ
１１４  主磁石、超伝導磁石
１１６  RF検査空間
１１８  中心軸
１２０  関心対象の被験体
１２２  傾斜磁場コイル・システム
１２４  RFスクリーン
１２６  MR撮像システム制御ユニット
１２８  モニタ・ユニット
１３０  MR画像再構成ユニット
１３２  制御線
１３４  RF送信機ユニット
１３６  RFスイッチング・ユニット
１３８  制御線
１４０  高周波（RF）アンテナ装置
１４２  内側コイルのセット
１４４  外側コイルのセット
１５８  内側伝導ループ
１６０  外側伝導ループ
２００  低温容器
２０２  内側取り付け構造、内側容器、4K容器
２０４  外側300K容器
２０６  放射シールド
２０８  内側シールド層
２１０  外側シールド層
２１２  溶接スポット
２１４  内側円筒壁
２１６  外側円筒壁
２１８  フランジ
２２０  取り付けフレーム
【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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【国際調査報告】
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