專利名稱：Mri用超導(dǎo)磁鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種MRI用超導(dǎo)磁鐵。
背景技術(shù)：
MRI用超導(dǎo)磁鐵是由液體氦冷卻超導(dǎo)磁鐵。該液體氦的沸點(diǎn)低至約4.2K，具備即使吸入微小的熱量也要蒸發(fā)的性質(zhì)。作為縮小該液體氦的蒸發(fā)量的一個(gè)手段，公知的技術(shù)是使用GM(Gifford-McMahon)式冷凍機(jī)將蒸發(fā)了的氣體再凝結(jié)再次復(fù)原成液體。
另外，關(guān)于磁屏蔽，如專利文獻(xiàn)1—日本特開2004-235653號(hào)公報(bào)“超導(dǎo)磁鐵”中的記載，如果通過由超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的電磁力使力作用于容納了磁性體的換置器，則由于對(duì)用于驅(qū)動(dòng)換置器的馬達(dá)施加很大的負(fù)荷而使冷凍機(jī)不能正常動(dòng)作。因此，為使冷凍機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，通過遮蔽該超導(dǎo)線圈的磁場(chǎng)來進(jìn)行磁屏蔽。所使用的磁屏蔽的材質(zhì)是鐵。
如果將該磁屏蔽用在MRI用超導(dǎo)磁鐵上，可以設(shè)想，不僅裝置大型化，而且由于材質(zhì)是鐵以及在強(qiáng)磁場(chǎng)中壁厚必須加厚而使重量增加。
在MRI用超導(dǎo)磁鐵系統(tǒng)中，重要的是照出患者的狀態(tài)的照片的清晰度。使用了GM冷凍機(jī)的場(chǎng)合的問題是，由于換置器內(nèi)的磁性體在冷凍機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)起作用，所以不能通過該磁性體的作用和超導(dǎo)線圈的磁場(chǎng)發(fā)揮綜合感應(yīng)作用，得到清晰的圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供能夠用清晰的圖像照出患者的健康狀態(tài)的MRI用超導(dǎo)磁鐵。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的MRI用超導(dǎo)磁鐵，具備超導(dǎo)線圈；冷卻該超導(dǎo)線圈的液體氦的儲(chǔ)液槽；容納該儲(chǔ)液槽的熱屏蔽；容納該熱屏蔽的真空容器；由該真空容器支撐超導(dǎo)線圈的負(fù)重支撐體；冷卻使蒸發(fā)了的氦氣體凝結(jié)的熱交換器的多級(jí)式冷凍機(jī)的第二冷卻部；以及冷卻熱屏蔽的冷凍機(jī)的第一冷卻部；其特征在于在從上述冷凍機(jī)的第一冷卻部到第二冷卻部的外周設(shè)置磁屏蔽。
另外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的MRI用超導(dǎo)磁鐵，設(shè)置了將上述磁屏蔽與上述儲(chǔ)液槽內(nèi)的液體氦進(jìn)行熱連接的熱匯。
另外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的MRI用超導(dǎo)磁鐵，通過不同材料的連接器將上述磁屏蔽設(shè)置在熱屏蔽上。
另外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的MRI用超導(dǎo)磁鐵，在從熱屏蔽到超導(dǎo)線圈之間設(shè)置了上述磁屏蔽。
另外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的MRI用超導(dǎo)磁鐵，將上述磁屏蔽與上述冷凍機(jī)的第二冷卻部進(jìn)行熱連接。
另外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的MRI用超導(dǎo)磁鐵，上述冷凍機(jī)設(shè)置在上述超導(dǎo)磁鐵的端部，將上述磁屏蔽設(shè)置在上述冷凍機(jī)的第一冷卻部和第二冷卻部和超導(dǎo)線圈之間，同時(shí)，上述磁屏蔽是由1塊或多塊扇形板形成的。
另外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的MRI用超導(dǎo)磁鐵，將磁屏蔽容納在真空容器內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明，可提供能以清晰的圖像照出患者的健康狀態(tài)的MRI用超導(dǎo)磁鐵。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的MRI用磁石的剖視圖。
圖2是本發(fā)明的另一實(shí)施例的MRI用超導(dǎo)磁鐵的剖視圖。
圖3是本發(fā)明的又一實(shí)施例的MRI用超導(dǎo)磁鐵的剖視圖。
圖4是從圖3的側(cè)面看到的MRI用超導(dǎo)磁鐵的剖視圖。
圖5是本發(fā)明的再一實(shí)施例的MRI用超導(dǎo)磁鐵的剖視圖。圖中1—超導(dǎo)線圈；3—液體氦；4—儲(chǔ)液槽；7—冷凍機(jī)；8—第一冷卻部；9—第二冷卻部；17—磁屏蔽；19—熱匯(サ一マルアンカ)具體實(shí)施方式
以下按照

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
實(shí)施例1
圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的MRI用超導(dǎo)磁鐵的剖視圖。
在圖1中，超導(dǎo)線圈1卷繞在水平放置的圓筒形狀的卷線筒2上。另外，儲(chǔ)液槽4內(nèi)裝滿了用于冷卻該超導(dǎo)線圈1的液體氦3。形成超導(dǎo)線圈1的線是由在液體氦溫度為超導(dǎo)的鈮鈦等的超導(dǎo)體組成。在儲(chǔ)液槽4的外周設(shè)置有熱屏蔽5。安裝在熱屏蔽5的外側(cè)表面的超絕緣體(未圖示)是為了遮蔽來自室溫的真空容器6的輻射熱而安裝的。液體氦3雖用于冷卻超導(dǎo)線圈1，但由于支撐儲(chǔ)液槽4的隔熱負(fù)重支撐體11和其它的傳導(dǎo)熱以及來自周圍的輻射熱而蒸發(fā)。為了使已蒸發(fā)的氣體液化而安裝有冷凍機(jī)7。在冷凍機(jī)7的第一冷卻部8和第二冷卻部9上安裝有熱屏蔽5和熱交換器10。該熱交換器10具有使蒸發(fā)了的氦氣體再凝結(jié)再次復(fù)原為液體的作用。熱交換器10的材質(zhì)是銅及鋁等的高導(dǎo)熱體，以增加傳熱面積增加液化量為目的，熱交換器10還加工了散熱片。
在將冷凍機(jī)7直接安裝在真空容器6上的場(chǎng)合，冷凍機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的冷凍機(jī)的振動(dòng)會(huì)從真空容器6通過負(fù)重支撐體11傳到超導(dǎo)線圈1，使超導(dǎo)線圈1振動(dòng)，由于該振動(dòng)有可能使圖像拍照得不清晰。于是，在冷凍機(jī)7和真空容器6之間設(shè)置了波紋管12。波紋管12設(shè)置在熱屏蔽5與儲(chǔ)液槽4之間，以抑制冷凍機(jī)7的振動(dòng)。
冷凍機(jī)7通常在使用1年后需要維修，必須盡快更換已維修過的冷凍機(jī)7。冷凍機(jī)7和真空容器6和熱屏蔽5和波紋管12和配管14和傳熱板15、16和波紋管12分別進(jìn)行氣密連結(jié)，形成密封了的儲(chǔ)液槽4。利用這種密封結(jié)構(gòu)使冷凍機(jī)7的安裝拆卸很容易。冷凍機(jī)7的第一冷卻部8與傳熱板15接觸，使熱屏蔽5冷卻。該接觸是通過冷凍機(jī)7的鉛直方向的推壓力進(jìn)行的。
標(biāo)號(hào)17是磁屏蔽。這種場(chǎng)合的磁屏蔽材質(zhì)是純鋁。另外，為了在不銹鋼制的儲(chǔ)液槽4上安裝磁屏蔽17，將不同材料的連接器18夾在兩者之間使其接合。在磁屏蔽的下方端部安裝有浸泡在液體氦3中的高導(dǎo)熱的熱匯(サ一マルアンカ)19，磁屏蔽17被冷卻到液體氦的溫度。磁屏蔽的磁遮蔽效果與導(dǎo)電率成正比。另外，電導(dǎo)率對(duì)于鋁，與溫度成反比。因此，為了提高磁遮蔽效果，冷卻磁屏蔽是有效的方法。對(duì)于其它的超導(dǎo)體的磁屏蔽也能夠得到同樣的效果。
實(shí)施例2圖2是本發(fā)明的實(shí)施例2的MRI用超導(dǎo)磁鐵的剖視圖。
在圖2中，磁屏蔽17與第二冷卻部9進(jìn)行熱連接。通過增加安裝在第二冷卻部9的下方的熱交換器10的傳熱面積并將磁屏蔽17降低到最低溫度，從而可提高磁遮蔽效果。
實(shí)施例3圖3是本發(fā)明的實(shí)施例3的MRI用超導(dǎo)磁鐵的剖視圖。
在圖3中，是將冷凍機(jī)7裝配在圓筒形狀的真空容器6的側(cè)面近旁的實(shí)施例。水平圓筒狀的超導(dǎo)線圈1產(chǎn)生的磁場(chǎng)通常是中央部分高。由于水平圓筒狀的超導(dǎo)線圈1的兩端處于低磁場(chǎng)中，所以，對(duì)于相同的磁屏蔽結(jié)構(gòu)，提高了磁屏蔽效果。另外，由于磁屏蔽能夠做成將板狀的磁屏蔽疊層的結(jié)構(gòu)以及能夠使磁屏蔽的表面積擴(kuò)大，所以有磁遮蔽效果增大的優(yōu)點(diǎn)。標(biāo)號(hào)20是連通孔，其用于使液體氦3的液面保持一定。
圖4是從端面看超導(dǎo)磁鐵的剖視圖。
在圖4中，由于磁屏蔽為扇形，由于有效使用了超導(dǎo)磁鐵的無用空間，所以對(duì)超導(dǎo)磁鐵的小型化也是有效的。標(biāo)號(hào)20是連通孔，其用于使液體氦3的液面保持一定。
雖然以水平圓筒型的超導(dǎo)磁鐵為例說明了本發(fā)明的磁屏蔽，但本磁屏蔽也能夠適用于將圓筒的軸置于垂直方向，將超導(dǎo)磁鐵做成兩個(gè)重疊的超導(dǎo)磁鐵。
實(shí)施例4圖5是本發(fā)明的實(shí)施例4的MRI用超導(dǎo)磁鐵的剖視圖。
在圖5中，如果設(shè)置在第二冷卻部9近旁的磁屏蔽17是高純度的鋁，由于其導(dǎo)熱率高，所以能使磁屏蔽近旁的氦氣體的溫度均勻。因此，由于磁屏蔽周圍的溫度上升，所以進(jìn)入第二冷卻部9的熱量增大。最壞的情況是熱交換器10的溫度上升，難以進(jìn)行再次液化。于是，通過在磁屏蔽17外周設(shè)置真空容器22，從而使真空容器22周圍的溫度不會(huì)均勻化，因而能夠減少進(jìn)入第二冷卻部9的熱量。能夠在磁屏蔽17與第二冷卻部9接近時(shí)發(fā)揮這種隔熱效果。
另外，標(biāo)號(hào)21是銦箔，用于增加熱交換器10與第二冷卻部9之間的接觸導(dǎo)熱，有提高冷卻效率的效果。
本發(fā)明如上所述，運(yùn)轉(zhuǎn)冷凍機(jī)的MRI用超導(dǎo)磁鐵由于收放了磁性體的換置器的振動(dòng)而產(chǎn)生上下或左右的往返運(yùn)動(dòng)，所以有可能由于與超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)的感應(yīng)作用而使圖像惡化。為了去除該感應(yīng)作用，在換置器周圍設(shè)置包括超導(dǎo)體的低電阻體的磁屏蔽，另外，通過將為了能使磁屏蔽冷卻而將浸泡在液體氦中的熱匯安裝在磁屏蔽上，從而增大磁遮蔽的效果。進(jìn)而，在能得到冷凍機(jī)的最低溫度的第二冷卻部安裝磁屏蔽，提高了磁遮蔽效果。因此，由于沒有因感應(yīng)作用引起的磁干擾，所以具有提高M(jìn)RI圖像分辨率的效果。
權(quán)利要求
1.一種MRI用超導(dǎo)磁鐵，具備超導(dǎo)線圈；冷卻該超導(dǎo)線圈的液體氦的儲(chǔ)液槽；容納該儲(chǔ)液槽的熱屏蔽；容納該熱屏蔽的真空容器；由該真空容器支撐超導(dǎo)線圈的負(fù)重支撐體；冷卻使蒸發(fā)了的氦氣體凝結(jié)的熱交換器的多級(jí)式冷凍機(jī)的第二冷卻部；以及冷卻熱屏蔽的冷凍機(jī)的第一冷卻部；其特征在于在從上述冷凍機(jī)的第一冷卻部到第二冷卻部的外周設(shè)置磁屏蔽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MRI用超導(dǎo)磁鐵，其特征在于設(shè)置了將上述磁屏蔽與上述儲(chǔ)液槽內(nèi)的液體氦進(jìn)行熱連接的熱匯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MRI用超導(dǎo)磁鐵，其特征在于通過不同材料的連接器將上述磁屏蔽設(shè)置在熱屏蔽上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MRI用超導(dǎo)磁鐵，其特征在于在從熱屏蔽到超導(dǎo)線圈之間設(shè)置了上述磁屏蔽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MRI用超導(dǎo)磁鐵，其特征在于將上述磁屏蔽與上述冷凍機(jī)的第二冷卻部進(jìn)行熱連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MRI用超導(dǎo)磁鐵，其特征在于上述冷凍機(jī)設(shè)置在上述超導(dǎo)磁鐵的端部，將上述磁屏蔽設(shè)置在上述冷凍機(jī)的第一冷卻部和第二冷卻部和超導(dǎo)線圈之間，同時(shí)，上述磁屏蔽是由1塊或多塊扇形板形成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MRI用超導(dǎo)磁鐵，其特征在于將磁屏蔽容納在真空容器內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及MRI用超導(dǎo)磁鐵。本發(fā)明的任務(wù)是防止GM冷凍機(jī)由于容納了磁性體的活塞往返運(yùn)動(dòng)而使MRI的檢查空間的磁場(chǎng)紊亂。本發(fā)明的技術(shù)方案是將由高導(dǎo)熱的金屬及超導(dǎo)體組成的磁屏蔽設(shè)置在GM式冷凍機(jī)的換置器周圍。
文檔編號(hào)F25B9/14GK1892931SQ20061009431
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2006年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者根本武夫, 安藤龍彌, 渡邊洋之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所