CN101213468B - 用于磁共振成像的铁磁屏蔽罩 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制冷器组件的铁磁屏蔽罩，该制冷器组件使用可移动的稀土金属热交换器使冷却磁共振成像装置的超导磁体的冷却液再冷凝。铁磁屏蔽罩有效提供了稀土金属热交换器附近的磁场的损耗，因此，一方面降低了移动的热交换器对MRI装置成像体积中的均匀磁场的噪声影响，并且另一方面减小了由磁场施加到稀土金属热交换器的机械力。

Description

用于磁共振成像的铁磁屏蔽罩

技术领域

本发明涉及磁共振成像领域，更具体地并不限于磁共振成像系统的制冷器的磁屏蔽。

背景技术

通常在施加电流的情况下，使用可忽略电阻的超导线圈从而获得期望大小的磁场来产生磁共振成像(MRI)的磁场。通常超导性要在几开的温度范围内获得，例如在4至10开的范围内，这例如也是液态氦的沸腾温度。一旦磁线圈冷却到这样的超导水平，由于可忽略的线圈电阻，甚至在施加的电源去除后，电流也将持续在线圈中流动，从而保持较强的、稳定的磁场。

在一般的磁共振成像系统中，主超导磁线圈设置在圆柱形压力容器中，该压力容器位于真空容器内并在中心区域形成成像腔。该主磁线圈在成像腔内形成强磁场，为能精确成像该磁场必须非常均匀且在实际上恒定。

超导温度能由液态制冷剂的沸腾获得，一般使用压力容器中的液态氦。但是，给MRI系统稳定地提供液态氦以及氦的存储和使用都是困难和昂贵的。

因而，MRI系统通常使用机械置换型制冷器来再冷凝和再循环沸腾的氦气。制冷器不仅被用于再冷凝液态氦而且用于直接冷却超导线圈。一种能提供足够量的冷却能力的制冷器使用了稀土金属材料例如Er₃Ni，HoCu₂或ErNiCo。两级制冷器的移动活塞经常是指置换器。稀土金属材料是第二级或冷却级的热交换器的一部分，并由此也是置换器的一部分。由于磁转变，稀土金属材料的往复运动在4至10开的超导温度范围产生相对高的热容量，因此能够进行低温的操作。但是，稀土金属材料也具有不可忽略的磁特性。它们能够被超导主磁体的局部磁场磁化，并且表现得类似于移动磁体，其能够在超导主磁体的成像体积中引起磁场波动和噪声。这将导致在获得的图像中出现不能接受的类似重影的图像伪像，并由此造成制冷器在高分辨率扫描过程中经常被关闭。这使得扫描过程复杂化和降低了制冷器的使用寿命。

欧洲专利申请EP0955555公开了一种用于氦再冷凝磁共振成像器的具有超导套筒的制冷器。其中，在制冷器外壳的端部，磁超导屏蔽套筒环绕稀土金属置换器的一部分。该屏蔽套筒接近于制冷器的冷却头，与稀土金属置换器的移动所产生的磁场磁性耦合，并且90-270°地环绕冷却头，其是热耦合的。由稀土金属置换器的磁化和移动产生的磁场所感应的罩内超导电流与感应的磁场相对立，并将MRI成像体积与由稀土金属置换器的移动所产生的时间和空间变化的磁场屏蔽开来。

除了超导材料的相对高成本，还不得不进一步保证超导屏蔽罩也被冷却到超导温度的水平。

因此，本发明的目的是提供一种改进的制冷器组件，包括非常低的成本和更高效的稀土金属热交换器的铁磁屏蔽罩。

发明内容

本发明提供了一种制冷器组件，其具有对冷却液进行再冷凝的稀土金属热交换器，用于冷却超导磁体或直接冷却磁共振成像装置的超导磁线圈。这里的制冷器组件包括至少部分环绕制冷器组件的稀土金属热交换器的铁磁材料屏蔽罩。

本发明基于超导磁体的局部磁场中磁化稀土金属材料的移动在成像区域的超导磁体的磁场中导致了四个主要噪声源。这四个噪声源将在下面进行描述：

1)第一噪声源是由于稀土金属材料的往复移动所引起的磁化稀土金属材料相对于成像体积的距离变化。

2)稀土金属热交换器是两级制冷器的移动置换器的一部分。

置换器的机械循环导致了稀土金属热交换器的热力循环。因此在置换器的机械循环过程中，热交换器产生温度梯度并且稀土金属材料改变了其温度。

温度改变导致了稀土金属材料的磁化强度的改变，从而引起成像区域中磁场的噪声。

3)第三噪声源是由于主磁场沿着稀土金属材料往复路径的的不均匀性造成的。主磁场的磁场梯度导致稀土金属材料磁化的改变，从而引起成像区域中的主磁场的磁场噪声。

4)移动的磁化稀土金属热交换器能够在组件的电传导元件中引起涡流。该涡流能够产生磁场从而扰乱成像区域中的磁场。

由于降低了图像质量，由移动的稀土金属热交换器在成像区域内主磁场中引起的磁场波动和噪声是不利的，有时甚至会达到在扫描过程中不得不将制冷器关闭的程度。

依照本发明，在稀土金属热交换器可移动的区域中至少部分环绕稀土金属热交换器的铁磁材料屏蔽罩被用于降低由稀土金属热交换器位置处的主磁体所产生的磁场的强度。从而降低了稀土金属热交换器的磁化，并且作为结果降低了由移动稀土金属热交换器在装置的成像区域内的磁场中引起的噪声。

本发明特别有利于它减少了由稀土金属热交换器位置处的主磁场产生的磁场梯度。由此减少了稀土金属热交换器在其往复运动期间的磁化变化。

因此，减少了第1和3项的上述列举的噪声源。较低的磁化强度和较少的磁化强度变化同样导致了较少感应的涡流，并因而同样减少了第4项列举的噪声源。

本发明的另一个优势是其能通过利用所设计的铁磁材料屏蔽罩来基本减少上述第2项列举的噪声源，使得由沿着热交换器路径的不均质磁场引起的磁化变化将补偿由稀土金属材料的温度改变引起的磁化变化。

如上所述，铁磁材料的屏蔽罩将减小稀土金属热交换器位置处的局部超导主磁场的强度和梯度。因此，主磁场在移动的磁化稀土金属热交换器上施加了减少的力。稀土金属热交换器上较小的力导致了较小的力施加在置换器上。这将引起置换器的更为平滑的循环(smoothercycle)，导致改善了制冷器的冷却性能并额外地延长了制冷器的寿命。

以下将更详细地描述上述有关支持使用铁磁体屏蔽罩的陈述。

依据优选的实施例，铁磁材料屏蔽罩适于降低由磁共振成像设备在稀土金属热交换器周围的超导磁体产生的磁场强度。考虑到稀土金属材料相对于温度的磁化强度很大程度上依赖于磁场强度，可通过使用铁磁屏蔽罩来获得稀土金属材料相对于磁化强度的温度敏感性的充分减少。对于一般的稀土金属材料诸如Er₃Ni、HoCu₂或ErNiCo来说，代表磁化水平和温度之间关系的曲线的斜率将随着施加的磁场的降低而降低。此外，稀土金属材料磁化的总体水平也将相应降低。

因此，通过在两级制冷器的第二级周围使用铁磁屏蔽罩，制冷器内部以及围绕稀土金属热交换器的磁场将降至最小值，其导致了稀土金属热交换器的移动对用于磁共振图像采集的主磁场的最小影响。

在进一步优选的实施例中，铁磁材料屏蔽罩适合降低稀土金属热交换器附近磁场的空间不均匀性。与传统的屏蔽材料对比，由于屏蔽罩的铁磁特性，铁磁材料通常显示出更均匀的磁化水平，并且可有效地降低沿着可移动稀土金属热交换器的移动路径的磁场空间不均匀性。

作为结果，在置换器的机械循环期间减小了稀土金属热交换器的磁化强度的改变。如上所述，该改变导致了成像区域中磁场内的噪声减少。

稀土金属热交换器的磁化强度变化的减小也减小了可能在组件的电传导部件中感应的涡流的产生。将涡流保持在一个低的水平，AC加热的影响能被明显地减小，并且从而防止第二级的不期望的加热。此外，如前指出的将涡流保持在一个低的水平，在成像区域内磁场中由涡流产生的噪声也将保持在一个低的水平。

依照本发明进一步优选的实施例，铁磁材料屏蔽罩环绕包含稀土金属热交换器的制冷器冷却头的远端圆周至少180°。

在另一实施例中，铁磁材料屏蔽罩完全环绕在稀土金属热交换器可移动区域内冷却头的圆周。这样，就能获得磁共振成像装置的超导磁体所产生的主磁场的最有效的屏蔽。但是，由于制冷器的几何结构和/或适于容纳冷却机的磁共振成像装置的腔几何结构，就可能不能够实现稀土金属热交换器的完全环绕。

依照本发明更优选的实施例，铁磁材料屏蔽罩包括以下述形式相邻排列的矩形几何形状的厚板，这些厚板形成接近圆筒或类矩形套筒的类多边形的套筒。接近圆筒的类多边形形状在下文中也被称为类圆柱的形状。在本实施例中，接近圆筒的类多边形套筒或类矩形套筒用作铁磁材料屏蔽罩。优选的，该厚板包括铁并包含有几何结构，以使得当磁共振成像装置的超导磁体在工作时，各种厚板不会变成磁饱和。

依照本发明进一步优选的实施例，铁磁材料屏蔽罩设置在真空区域内部，其形成了适合将冷却头末端与冷却液储集器热接触的腔。通常，冷却液包括液态氦和具有大约4开的温度。在本实施例中，冷却头末端代表两级制冷器的第二级的末端并且包含含有稀土金属热交换器的移动活塞。

依照本发明进一步优选的实施例，铁磁材料屏蔽罩均匀地嵌入真空区域的框架内。可替换地，真空区域的框架可包括铁磁材料并可代表铁磁屏蔽罩自身。这样可由铁磁材料形成制冷器组件自身的真空区域的框架或外壳，因此可固有地提供磁屏蔽，而不需要设置额外的磁屏蔽罩。特别地，该实施例使得制冷器实现了空间节省。

依照本发明进一步优选的实施例，铁磁材料屏蔽罩以这样的方式嵌入到制冷器冷却头的框架内：铁磁材料屏蔽罩很接近地环绕稀土金属热交换器。这样，通过将磁屏蔽罩嵌入制冷器的冷却头内而不是在制冷器组件的真空区域内或者框架或腔内设置磁屏蔽罩就能够获得有效的磁屏蔽。

依照本发明进一步优选的实施例，铁磁材料屏蔽罩包括铁磁材料层。一般地，屏蔽罩具有大量的铁磁材料薄层，其实现了铁磁屏蔽罩对于磁共振成像装置的超导磁体产生的主磁场的给定或预定量级的普遍自适应。这样，依靠铁磁屏蔽罩的所需磁性，可以实现多种具有相同的几何形状、但提供不同磁性的铁磁屏蔽罩。换句话说，原则上也能设计并制造多种具有相同磁性、但具有不同几何结构的铁磁屏蔽罩。

依照本发明进一步优选的实施例，制冷器组件进一步包括至少一个第二铁磁材料屏蔽罩。该至少第二铁磁材料屏蔽罩能相对于铁磁材料屏蔽罩的位置和方向以不同的方式进行设置。如果设计为类圆柱的套筒，铁磁屏蔽罩和该至少第二铁磁屏蔽罩具有不同的圆柱半径并且以回旋或嵌套的方式设置。

在本发明进一步优选的实施例中，第二铁磁材料屏蔽罩包括平面几何形状并且该至少第二屏蔽罩靠近制冷器的前端设置，并且进一步这样进行取向：其表面法线基本平行于制冷器的长轴。因此，该至少第二铁磁材料屏蔽罩的表面法线基本指向与稀土金属热交换器的移动方向相同的方向。

本发明的特别优势在于其能防止了冷却头附近的外部磁场的穿透，并且一方面能够抑制由移动的稀土金属热交换器在成像区域中的超导磁体产生的磁场中引起的噪声和波动，并且另一方面降低了由主超导磁体产生的磁场施加在置换器上的机械力，从而导致提高了制冷器的性能和寿命。

附图说明

以下将参考附图详细描述本发明的优选的实施例，附图是：

图1示意性示出制冷器组件的横截面，

图2示出磁矩对稀土金属材料温度的示意图，

图3示出屏蔽罩对在稀土金属热交换器附近磁场的影响的模拟等值线图，

图4给出了设计用来进行最初实验测试的无效屏蔽罩的透视图，

图5示出第一和第二铁磁屏蔽罩的各种实施例，

图6示出第一铁磁屏蔽罩的实施例的横截面视图。

具体实施方式

图1图解了制冷器组件100的横截面，其中制冷器108位于由真空区域104形成的腔中。温度为大约20开，并位于真空区域104内的辐射屏蔽罩105屏蔽组件较冷部分，例如冷却液储集器102免受热辐射。具有狭窄板状几何结构的制冷器108的第二级110的末端，即较低部分，与冷却液储集器102热接触。冷却液例如液态氦为超导线圈或超导磁体106提供冷却，来为成像区域116的磁共振成像产生高度均匀的磁场。如实施例所述，制冷器组件100具有环绕制冷器108的第二级110的铁磁屏蔽罩112，并因此也环绕稀土金属热交换器118.

制冷器108的稀土金属热交换器118是置换器124的一个部件。置换器124如箭头所示可上下移动，以便稀土金属热交换器分别在上限和下限120，122之间移动。由于超导磁体106产生相当强的磁场，当稀土金属热交换器在两个限度120，122之间移动时将感受到不均匀的磁场。置换器124的机械循环将导致稀土金属热交换器的热力循环。因此在从122到120的移动过程中稀土金属热交换器的温度增加，以及在从120到122返回的移动过程中稀土金属热交换器的温度降低。

因此，由于稀土材料的热特性，当从下限122向上限120移动时，稀土材料118将发生温度变化，反之亦然。

稀土材料，例如Er₃Ni、HoCu₂或ErNiCo在环绕的磁场中通常具有强烈依赖于温度的磁矩。因此，当置换器124在制冷器108内往复移动时，稀土金属热交换器118充当具有不同磁性的磁体，从而产生具有变化量级的磁场，严重影响在成像区域116中进行的磁共振成像。

一方面，施加铁磁屏蔽罩112可在稀土金属热交换器118附近降低由超导磁体106产生的恒定磁场的量值，另一方面铁磁屏蔽罩112，114为成像区域116提供足够的屏蔽。因此，稀土金属热交换器118产生的磁场被有效地屏蔽了，并且使用铁磁屏蔽罩112，114将有效地使该磁场对成像区域116的影响减小到最小。

铁磁屏蔽罩112和114还可降低在稀土金属热交换器118附近由超导磁铁106产生的磁场的量值和梯度。这将减少主磁场施加在移动的磁化稀土金属热交换器118上的机械力以及由此施加在移动的置换器124上的机械力。减少的机械力将导致改善了制冷器的冷却性能并延长了制冷器的寿命。

在制冷器组件100的横截面图解中，仅仅以垂直方向的长轴指向为特征示出圆柱形的铁磁屏蔽罩112。与之相反的，第二铁磁屏蔽罩114表现为平面的几何形状并如图所示的水平设置。同时，为了在制冷器108第二级110的较低端上获得冷却液的有效再冷凝，第二铁磁屏蔽罩114仍然必须使冷却液储集器102和制冷器108的冷却头或末端之间可热接触。因此，第二铁磁屏蔽罩114可表现为在冷却头附近的穿孔结构。

通常为铁屏蔽罩的铁磁屏蔽罩112、114可有效地降低稀土金属热交换器118附近的磁场的量值。由于对于较低的磁场，磁矩和稀土金属材料温度之间的依存性变得不那么明显，同时还降低了由移动的稀土金属热交换器产生的磁场的量值，这将很大程度上改善磁共振成像装置的成像质量。与现有技术中已知的屏蔽罩不同的是铁磁屏蔽罩可有效降低冷却头附近的磁场。

图2是图解了磁矩相对于温度的图200，示出了4条代表磁矩和常规稀土金属材料温度之间的依存性的不同曲线202、204、206、208。对于大约为若干emu/g的常规的稀土金属材料来说，磁矩被归一化为常数m₀。

四条不同的曲线202、……、208分别代表四个不同的外部施加的量值为0.2T、0.3T、0.4T和0.5T的磁场。由图可见，感应磁矩的绝对值随着磁场的增大而增大。此外，对于越低的外部施加的磁场来说，在4和10开之间区域中的曲线202，...，208的斜率也减少了。例如，在4和10开之间参数区域中，曲线202的斜率明显小于曲线206的斜率。因此，在稀土金属热交换器118附近具有较低磁场可基本降低变化的温度对稀土金属热交换器118磁矩的影响。因而，通过降低在冷却头附近的磁场的量值，可以最小化由温度梯度引起的以及接着由热交换器移动引起的稀土金属材料磁矩的变化。

循环212示出在没有任何铁磁屏蔽罩的情况下、在热交换器的循环期间稀土金属材料磁矩的变化。超导磁体在稀土金属材料区域中产生的较强磁场与循环期间热交换器的温度变化相结合，导致了稀土金属材料的磁矩发生较大改变，并在成像区域116中的由超导磁铁产生的磁场上产生较高的噪音水平。因此，在成像区域116中进行真实测量时必须关闭制冷器。

循环210示出在铁磁屏蔽罩112和114围绕热交换器的情况下、在热交换器循环期间稀土金属材料磁矩的变化。在循环210的情况中，降低了主超导磁铁沿着稀土金属热交换器的移动路径产生的磁场和磁场梯度，因此在较低温度时稀土金属热交换器的磁矩也较低。换句话说，当稀土金属热交换器的位置接近于下限122时，磁矩更低。这与循环212相反。

此外，如此设置铁磁屏蔽罩使得由主超导磁铁沿着稀土金属热交换器移动路径产生的磁场分布在稀土金属材料上感应了磁矩来补偿由于温度改变引起的磁矩变化。在稀土金属热交换器的循环期间磁矩将保持恒定。

因而，通过借助铁磁屏蔽罩112、114来降低制冷器冷却头附近的磁场的总体量值，可如循环210示出的有效降低循环212的垂直振幅，或可如上所述的降至0，导致移动的热交换器对MRI设备的成像磁场的影响降至更小或0。

这种降低了的影响甚至还可在制冷器工作期间获得共振图像。这对于制冷器的压缩机的寿命以及MRI系统的全面操纵来说是非常有益的。

图3图解了当MRI系统的超导磁铁106工作并产生恒定磁场时，第二级区域上具有或没有围绕冷却头的铁磁材料屏蔽罩的情况下冷却头的模拟等值点。等值线340、342、344和346分别代表磁场强度为120mT、140mT、160mT和180mT的相等量值的磁场线。由铁磁材料的不同层330、332、334、336、338示出了铁磁屏蔽罩的位置。

在模拟中使用的铁磁屏蔽罩以类矩形的形状围绕冷却头设置。然而，本发明决不限于类矩形的形状。

当使用圆形的设计时由于铁磁屏蔽罩的存在还可改善超导主磁场的屏蔽。

等值线340，...，346代表在没有铁磁屏蔽罩的情况下的磁场分布。并且，矩形318表示了适于在上部位置320和下部位置322之间移动的稀土金属热交换器318的位置。在没有应用铁磁屏蔽罩的压缩机循环中，稀土金属热交换器将经受120mT和180mT之间的磁场量值以及接近3T/m的磁场梯度。

一旦使用了铁磁屏蔽罩，磁场线的分布将发生极大改变，并能够由等值线350、352、354、356示出。例如，等值线350对应于15mT的磁场强度，等值线352对应于16mT的磁场强度，等值线354对应于17mT的磁场强度以及等值线356对应于18mT的磁场强度。因此，稀土金属热交换器附近的磁场的绝对量值将降低到1/10，磁场的空间梯度将从大约3T/m降低到0.25T/m。当具有铁磁屏蔽罩时，图2示出的循环212的垂直高度将显著下降。移动的稀土金属热交换器当在上部和下部位置320、322之间移动时将经历温度梯度，但是由于存在的磁场的绝对值降低了，如图2示出的循环210指出的磁矩的温度感应变化也将降低到最小。

在模拟期间，假定铁磁屏蔽罩以矩形形状设置。然而，本发明决不被限于特定形状的铁磁屏蔽罩。模拟的结果更有利于圆柱形配置的铁磁屏蔽罩。

另外，还可以想到将具有巨大差异和多个的不同铁磁屏蔽罩用来在稀土金属热交换器附近产生磁场梯度的反转。例如，沿着例如垂直方向提供具有不同厚度的不同铁磁材料层330，...，338，可能在移动的热交换器附近产生磁场，这样在底部位置322的磁场量值就比上部位置320的磁场量值更小。

也可能的是这样排列铁磁材料层330，...，338，以便在移动热交换器的最上部120和最下部122之间的间隔内产生磁场分布，并且该磁场在稀土材料中引起磁矩，当稀土材料从接近122的冷区移动到较热区120时，该磁矩补偿了由温度改变引起的磁矩变化，并且反之亦然。

这样，大体上就可能完全消除移动的稀土金属热交换器对成像区域116的影响。

铁磁屏蔽罩不仅可以减小制冷器冷却头附近的有效磁场，而且对由朝向MRI装置的成像区域116移动的稀土金属热交换器318产生的磁场提供有效的屏蔽。因此，铁磁屏蔽罩提供双重功能，有效防止冷却头附近的外部磁场的穿透和有效降低冷却头内部产生的磁场对成像区域116的影响。

图4示出了环绕制冷器108的冷却头的铁磁屏蔽罩400的透视图。在该实施例中，铁磁屏蔽罩400具有类似圆柱的形状，并包括各种板402、404、406、408，每一个都具有矩形的几何形状。由于MRI装置的真空区域104所形成的腔的几何约束，板402，...408可具有不同的高度，例如在z方向上不同的延长部分。但是，在优选的实施例中，类圆筒状的铁磁套筒的底部完全环绕稀土金属热交换器附近的制冷器108的第二级110。这样，将获得对外部施加的磁场的有效屏蔽。

通过有效降低铁磁屏蔽罩400的内部区域的磁场，也相当地降低了由于磁力产生的机械应力，从而允许制冷器108的第二级的所有机械部分的平滑移动。通过降低了制冷器的机械组件上的机械应力，在有效磁场屏蔽存在的情况下，制冷器有关冷却能力的所有性能都能得到相当的提高。因此，这样可以将热泄漏降低到最小程度。

图5图示了磁屏蔽罩设置的不同实施例500、502、504、506、508、510、512、514和516。图示的实例500，...516示出了通常具有类圆柱形状或类矩形形状的第一铁磁屏蔽罩520，522的截面示意图。第二铁磁屏蔽罩也可具有平面几何形状524，526或也可被设计成类圆柱的结构530，532，并且相对于第一铁磁屏蔽罩以旋绕的方式排列。

不同的结构500，...516逐步地提高了磁场屏蔽的效果。例如，依据模拟的结果，考虑对设计508和500使用类矩形的形状，508的设计相对于500的设计提高了大约14％。也考虑类矩形的形状，结构514和516甚至分别提高了大约38％和40％。在所有的这些机构中，很重要的是使用在这些设置中的铁磁材料没有达到饱和的磁化极限。

在图6所示的实施例中，排列第一铁磁屏蔽罩以便第一铁磁屏蔽罩(602)的内表面所包围的截面区域是圆形，而外表面(604)所包围的区域是椭圆形。但是，本发明决不限于内或外表面的形状分别是圆形或椭圆形。第一铁磁屏蔽罩的更一般的实施例包括不同的屏蔽罩厚度。图6中描述了磁场线是为了表示铁磁屏蔽罩怎样使磁场线弯曲，从而为部分环绕的体积提供屏蔽效果。

因此，本发明对制冷器组件的冷却头附近的磁共振成像装置的超导磁体所产生的恒定磁场提供了有效的降低和屏蔽，其允许有效降低了移动的稀土金属热交换器对磁共振成像装置的成像采集的磁影响。

参考标记列表

100制冷器组件

102冷却液储集器

104真空区域

105辐射屏蔽罩

106超导磁体

108制冷器

110第二级

112铁磁屏蔽罩

114第二铁磁屏蔽罩

116成像区域

118稀土金属热交换器

120上限

122下限

124置换器

200磁矩对温度比较图表

202曲线

204曲线

206曲线

208曲线

210循环

212循环

318稀土金属热交换器

320上限

322下限

330铁磁层

332铁磁层

334铁磁层

336铁磁层

338铁磁层

340磁场线

342磁场线

344磁场线

346磁场线

350磁场线

352磁场线

354磁场线

356磁场线

400铁磁屏蔽罩

402铁磁板

404铁磁板

406铁磁板

408铁磁板

500铁磁罩

502铁磁罩

504铁磁罩

506铁磁罩

508铁磁罩

510铁磁罩

512铁磁罩

514铁磁罩

516铁磁罩

520第一屏蔽罩

520第一屏蔽罩

524第二屏蔽罩

526第二屏蔽罩

530第二屏蔽罩

532第二屏蔽罩

534第二屏蔽罩

600铁磁屏蔽罩

602铁磁屏蔽罩的内表面

604铁磁屏蔽罩的外表面

Claims (14)

1.一种制冷器组件(100)，其具有对冷却液进行再冷凝的稀土金属热交换器(118)，用于冷却超导磁体(106)或直接冷却磁共振成像装置的超导磁线圈，其中制冷器组件包括至少部分环绕稀土金属热交换器的铁磁材料屏蔽罩(112)，其中稀土金属热交换器适合于在冷区域和热区域之间移动，其中铁磁材料屏蔽罩适合于根据超导磁体的磁场在冷和热区域之间产生一个磁场，以使得该磁场在稀土金属热交换器中感应出磁矩，该磁矩补偿了由于稀土金属热交换器在冷区域和热区域之间移动产生的稀土金属热交换器的磁矩变化。

2.如权利要求1所述的制冷器组件，其中铁磁材料屏蔽罩(112)适合减小在稀土金属热交换器(118)周围由超导磁体(106)产生的磁场的量值。

3.如权利要求1所述的制冷器组件，其中铁磁材料屏蔽罩(112)适合降低在稀土金属热交换器(118)周围磁场的空间不均匀性。

4.如权利要求1所述的制冷器组件，其中铁磁材料屏蔽罩(112)环绕包括稀土金属热交换器(118)的制冷器(108)冷却头(110)的末端周围至少180°。

5.如权利要求4所述的制冷器组件，其中铁磁材料屏蔽罩(112)完全环绕冷却头(110)的周围，在该区域中稀土金属热交换器(118)是可移动的。

6.如权利要求1所述的制冷器组件，其中铁磁材料屏蔽罩(112)包括具有矩形几何形状的板(402、404、406和408)，所述板被相邻地设置以形成类圆柱状套筒(400)。

7.如权利要求1所述的制冷器组件，其中设置铁磁材料屏蔽罩(112)以便屏蔽罩的内表面(602)所包围的截面区域是圆形，而屏蔽罩的外表面(604)所包围的截面区域是椭圆形。

8.如权利要求1所述的制冷器组件，其中在真空区域(104)内部设置铁磁材料屏蔽罩(112)，来形成适合于将冷却头(110)的末端与冷却液储集器(102)热接触的腔。

9.如权利要求8所述的制冷器组件，其中铁磁材料屏蔽罩(112)嵌入真空区域(104)的框架内或铁磁材料屏蔽罩形成真空区域的框架。

10.如权利要求1所述的制冷器组件，其中铁磁材料屏蔽罩(112)嵌入环绕稀土金属热交换器(118)的制冷器冷却头的框架内。

11.如权利要求1所述的制冷器组件，其中铁磁材料屏蔽罩(112)包括铁磁材料层(330、332、334、336、338)。

12.如权利要求1所述的制冷器组件，进一步包括至少一个第二铁磁材料屏蔽罩(114)，所述第二铁磁材料屏蔽罩至少部分环绕稀土金属热交换器。

13.如权利要求12所述的制冷器组件，其中该至少一个第二铁磁材料屏蔽罩(114)包括平面几何形状，并且其中设置该至少一个第二屏蔽罩靠近制冷器(108)的末端，并且其中该至少一个第二屏蔽罩相对于制冷器的长轴基本垂直地定向。

14.如权利要求1所述的制冷器组件，其中设置铁磁材料屏蔽罩(112)来降低由超导磁体(106)的磁场施加到稀土金属热交换器(118)上的机械力。

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