CN102136337A - 高磁场高均匀度核磁共振超导磁体系统 - Google Patents

高磁场高均匀度核磁共振超导磁体系统 Download PDF

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Abstract

一种具有高磁场高均匀度的核磁共振超导磁体系统，包括主线圈(1)和具有正反电流组合的磁场均匀度补偿线圈(19)，由24个使用NbTi/Cu低温超导线材绕制的超导线圈组成，在800mm的室温空间内产生9.4T磁场，可实现在300mm的范围内磁场的不均匀度小于0.1ppm。所述的超导磁体系统内部装有超导磁体和液氦(4)的低温容器(2)提供超导磁体正常运行所要求的4K低温环境。铁磁屏蔽系统使超导磁体具有好的电磁兼容性。本发明超导磁体系统具有结构紧凑，运行费用低廉的优点。

Description

高磁场高均匀度核磁共振超导磁体系统
技术领域
本发明涉及一种用于核磁共振成像装置的磁体系统，特别涉及一种用于核磁共振成像装置的高磁场高均匀度超导磁体系统。
背景技术
磁共振成像(MRI)系统主要由磁体系统、谱仪系统、计算机系统和图像显示系统组成。其中，磁体系统的作用是产生在500mm的球形范围内不均匀度小于1ppm的磁场。目前核磁共振成像系统的磁场强度一般在0.35到3T，已经在世界各地医院广泛使用。而高于7T磁场的MRI系统主要应用于科学研究。MRI信号的强度对图像信噪比有决定性的影响，而信号强度同磁场强度基本上呈平方关系。因此，提高磁场强度就成为MRI技术上一个最重要的发展目标。
随着超导磁体与低温技术的发展，将先进制造技术和大规模的数值优化技术应用于核磁共振磁体系统的制造与磁场分析。将超级计算机与高磁场核磁共振超导磁体系统结合起来，实现整体系统的可视化。将超高磁场核磁共振所获得的海量信息通过超级计算机快速处理，实现分子水平的快速诊断，从而成为临床影像诊断中不可缺少的现代化诊断设备。由于超高磁场带来新功能，磁共振成像技术在生命探测领域里扮演着越来越重要的角色，它可以通过影像的方式展示人体新陈代谢过程，探测神经系统的作用原理，探查极早期的人体疾病等。随着计算机技术的飞速发展，现在可以通过其超高速的计算能力，进行超高分辨率的四维磁共振图像重建，并进行多尺度人体模拟。将超级计算机和超高磁场磁共振成像结合，形成了所谓超级磁共振成像概念。
在生命研究和临床应用方面，高场颅脑MRI中可以获得更高的对血流信号和氧气利用度的灵敏性，能够更加精确地探测低浓度含量的分子，并能精确定位分子“栖息聚积”的环境。超高磁场强度的MRI可获更高的分辨率，随着更高磁场MRI以及更好的阵列或超导线圈的研发，可以使目前临床常用的1mm等级解析度，推进到300μm甚至100μm。从而具有更好的对比度、更丰富的图像信息。在高解析度及超高磁场下，会有更丰富有趣的细微结构被观察到，再加上原本的弥散、灌注、功能等，资讯量的增加会超过单纯的解析度增加，可能到达影像学家无法负担的地步。如何更自动化地处理、整合这些大量资讯，协助更快速、精确的诊断及早期预测将越来越重要。
高均匀度超导磁体具有高磁场稳定度，可以适应用户的需要，提供各种不同磁场形态和磁场的空间分布特性。例如，多个同轴螺管线圈组合可实现非对称高均匀度磁体，形成两个或多个均匀区高磁场高均匀度的超导磁共振成像系统。目前国内外研制应用的核磁共振磁体场强为1.5-3T，对于高磁场高均匀度核磁共振磁体系统还在研究发展之中。
发明内容
本发明的目的是克服现有的低磁场超导磁体的不足，提出一种高均匀度、高磁场超导磁体系统。本发明超导磁体系统具有结构紧凑，运行费用低廉和易于制造的优点。
本发明超导磁体系统包括主线圈、低温容器、室温空间、液氦、吊装拉杆、第一制冷机、液氦冷凝制冷机、失超爆破阀门、第二制冷机、外真空容器、80K防辐射屏、40K防辐射屏、环形梁支撑结构、吊装轮、抽气孔、底部鞍形支架、轴向限制拉杆、热辐射屏、磁场均匀度补偿线圈和液氦冷凝器。
所述的主线圈和磁场均匀度补偿线圈组成超导磁体，主线圈和磁场均匀度补偿线圈均由NbTi/Cu超导线材绕制形成。磁场均匀度补偿线圈在主线圈的外表面同轴绕制形成。通过吊装拉杆将超导磁体吊装放置于低温容器内部。低温容器用于存储液氦，实现超导磁体运行所要求的低温。低温容器具有室温空间。在低温容器外表面周围放置40K防辐射屏，在40K防辐射屏外表面周围放置80K防辐射屏，80K防辐射屏的外表面通过拉杆与外真空容器连接，外真空容器上面安装有第一制冷机、液氦冷凝制冷机、失超爆破阀门和第二制冷机。其中第一制冷机与40K防辐射屏连接，第二制冷机和80K防辐射屏连接，液氦冷凝制冷机与低温容器及其内部的液氦冷凝器连接。外真空容器通过环形梁支撑结构和底部鞍形支架获得稳定支撑。在低温容器与外真空容器之间的连接部分的外表面包有热辐射屏。外真空容器外表面底部开有抽气孔获得真空。超导磁体通过轴向限制拉杆进行轴向定位，超导磁体通过吊装轮进行径向定位。
所述的主线圈用于产生中心磁场，所述的补偿线圈用于补偿磁体磁场均匀度。主线圈由从内到外同轴布置的第一组线圈，第二组线圈，第三组线圈，第四组线圈和第五组线圈组成。主线圈按径向方向从内到外线圈线径分为8个等级逐渐减小。磁场均匀度补偿线圈由位于第五组线圈外表面两端，与主线圈同轴对称布置的2个端部补偿线圈和位于第五组线圈外表面中间位置，与主线圈同轴布置的3个中部补偿线圈组成，其中两个端部补偿线圈通正向电流，产生所需要磁场补偿，三个中部补偿线圈通反向电流，用来补偿高次谐波参数以提高超导磁体的均匀度。补偿后可以实现在300mm的范围内磁场的不均匀度小于0.1ppm。超导磁体的长度为3100mm，超导磁体的最大磁场Bm与中心磁场B0的比值1.0185，每一个线圈的运行电流与当地磁场导致失超的临界电流之比小于90％。
本发明的超导线圈采用高强度的6061-T6铝合金作为线圈骨架的制作材料，以提供系统的结构支撑和加速线圈的失超传播速度，从而保证线圈失超后能量可以均匀释放在超导线圈内以减小系统的平均温升，保证磁体的安全性。
本发明超导磁体的主线圈的最内层一组线圈，第二组线圈，第三组线圈，第四组线圈和第五组线圈从内到外同轴组装在一起，采用整体真空浸渍技术，线圈组间的间隙精度在±0.5mm以内，保证线圈具有较好的整体刚性。
本发明的超导磁体在没有屏蔽条件下，5高斯(G)线在半径方向是17m，在轴线方向是22m。
本发明在距离超导磁体中心6m的外部区域布置有内部是圆形结构的软铁材料构成的铁磁屏蔽系统来屏蔽超导磁体的磁场，屏蔽后磁场的5G线在半径方向4m，轴线方向7m范围上，以保证外部杂散磁场不至于过大，使得整个超导磁体具有良好的电磁兼容性。本发明的铁磁屏蔽系统的厚度为600mm，铁磁屏蔽系统的内壁与超导磁体中心的距离为6m。
本发明采用三台制冷机为超导磁体提供冷源。低温系统具有20K和80K的冷屏提供液氦容器的低温环境，使用一台4K制冷机提供系统的低温冷凝。低温系统采用负压运行以降低液氦的温度，运行温度达到3～3.8K。当超导磁体冷却到4K温度时，继续冷却使得低温容器内的压强进一步减小，使超导磁体运行在3-3.5K的温度。当超导磁体系统运行电流和磁场达到预先设定的要求后，再调节控制低温容器内的压强值保持恒定。
本发明的超导磁体系统可产生9.4-11.75T场强，具有大孔径，高均匀度，被动屏蔽的特点，用于超高磁场磁共振成像科学研究仪器与装置，也可以用于其他高磁场成像的MRI装置。
附图说明
图1高磁场高均匀度超导磁体系统结构图，图中：1主线圈，2低温容器，3室温空间，4液氦，5吊装拉杆，6第一制冷机，7液氦冷凝制冷机，8失超爆破阀门，9第二制冷机，10外真空容器，1180K防辐射屏，1240K防辐射屏，13环形梁支撑结构，14吊装轮，15抽气孔，16底部鞍形支架，17轴向限制拉杆，18热辐射屏，19磁场均匀度补偿线圈，20液氦冷凝器，30超导磁体。
图2具体化的超导磁体结构图；图中：21主线圈的最内层一组线圈，22第二组线圈，23第三组线圈，24第四组线圈，25第五组线圈，28端部补偿线圈，29中部补偿线圈；
图3在球体空间均匀区内场强为9.4T的磁场均匀度等位线图；
图4不带铁磁屏蔽超导磁体在空间5G线的磁场分布图；
图5超导磁体与铁磁屏蔽系统组装形成的整体结构图；图中26超导磁体系统，27外铁轭结构铁磁屏蔽系统
图6带铁磁屏蔽系统的5G线的分布图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式进一步说明本发明。
图1所示为本发明超导磁体系统的主体结构和空间配置。超导磁体室温孔径为800mm，超导磁体长度为3100mm。超导磁体30由主线圈1和磁场均匀度补偿线圈19组成，主线圈1和磁场均匀度补偿线圈19由NbTi/Cu超导线材绕制形成。磁场均匀度补偿线圈19是在主线圈1的外表面同轴绕制形成。主线圈1用于提供9.4T的主磁场。超导磁体重量为25吨，通过8根吊装拉杆5将超导磁体30吊装放置于低温容器2内部，低温容器2用于存储1000升液氦4，实现超导磁体30运行所要求的低温。低温容器2具有室温空间3。在低温容器2外表面周围放置40K防辐射屏12，在40K防辐射屏外表面周围放置80K防辐射屏11，80K防辐射屏的外表面通过拉杆与外真空容器10连接，外真空容器10表面安装有第一制冷机6、液氦冷凝制冷机7、失超爆破阀门8和第二制冷机9。其中第一制冷机6与40K防辐射屏连接，第二制冷机9和80K防辐射屏12连接。液氦冷凝制冷机7与低温容器2及其内部的液氦冷凝器20连接。外真空容器10通过环形梁支撑结构13和底部鞍形支架16获得稳定支撑。在低温容器2与外真空容器10之间的连接部分的外表面包有热辐射屏18。外真空容器10外表面底部开有抽气孔15获得真空。超导磁体30通过轴向限制拉杆17进行轴向定位，超导磁体30通过吊装轮14进行径向定位。
液氦4由于低温容器2与外真空容器10的连接传热导致内部的液氦4挥发，为保证液氦4能够在低温容器2内自循环，液氦冷凝制冷机7提供1.5W的制冷量，运行在4K，维持液氦4从气态变为液态。主线圈1在运行时可能会产生失超，此时，液氦4吸收热后将产生汽化，使液氦4的体积在短时间内快速膨胀，因此需要通过失超爆破阀门8释放压力，失超爆破阀门8的驱动压力为3.5个大气压。第二制冷机9进一步提供620W的冷量冷却80K辐射屏。低温容器2放置在外真空容器10内部，通过高真空保温。80K防辐射屏11和40K防辐射屏12由铝合金1100构成。由于主线圈1和低温容器2的重量超过40吨，为了提高吊装强度保证系统的整体刚性，使用不锈钢环形梁支撑结构13，通过吊装拉杆5将主线圈1和低温容器2，以及80K防辐射屏11和40K防辐射屏12的重力传递给环形梁支撑结构13。为了阻止主线圈1横向运动，在水平方向设有吊装轮14。外真空容器10通过抽气孔15与外真空泵相连获得所要求的真空。内部包含低温容器2和主线圈1的外真空容器10放置在底部鞍形支架16上，获得稳定的支撑。轴向限制拉杆17阻止主线圈1可能的轴向运动和获得主线圈1的轴线定位，同时在运输是保证主线圈1的结构稳定性。在低温容器2与外接连接的部件，为减少外界的热量流入低温容器2内，使用多层热辐射屏18防止辐射漏热，与主线圈1外层同轴布置有磁场均匀度补偿线圈19以保持磁场的均匀度。液氦4通过液氦冷凝制冷机7和液氦冷凝器20相连增大冷却的热交换面积获得液氦冷凝。系统整体漏热在4K温度下小于1W。当线圈冷却到4K温度时，保持系统继续冷却，使得系统的压强进一步减小，线圈运行在3-3.5K的运行温度。当超导磁体系统充电和电流调制使得线圈的运行磁场和电流达到预先设定的要求后，再在低温冷头上安装加热控制与液氦4的压强值反馈控制平衡。
如图2所示，主线圈1由从内到外同轴布置的最内层一组线圈21，第二组线圈22，第三组线圈23，第四组线圈24和第五组线圈25组成，提供9.4T的中心磁场。磁场均匀度补偿线圈19由端部补偿线圈28和中部补偿线圈29组成，通过补偿线圈对磁场均匀度进行校正。
主线圈1和磁场均匀度补偿线圈19使用矩形结构的NbTi/Cu超导线材。其中，股线的最大直径应小于1.5mm，满足最大最小失超能，股线的Cu/SC比例小于1.5。主线圈的最内层一组线圈21包含2个线圈，使用两种规格的矩形导线绕制在铝合金骨架上，铝合金骨架使用6061-T6为制作材料，以提供线圈的结构支撑。当线圈失超后电流变化在6061-T6铝合金骨架内产生涡流加热，实现磁体被动触发，将热量均匀释放以减小系统的平均温升，保证超导磁体的安全性。超导磁体最大磁场可达9.588T，主线圈1最大内半径约47.0cm，使用具有较高传输电流的NbTi/Cu超导线材，主线圈1轴向长度约3.096m。超导磁体的最大磁场Bm与中心磁场B0的比值1.0185，主线圈1的每一个线圈的运行电流与当地磁场导致失超的临界电流之比小于90％。超导磁体在径向方向上从内向外磁场逐渐减小，第二组线圈22包含有4个同轴密绕的超导线圈，使用4种不同截面的矩形超导线材绕制形成，线圈长度和主线圈的最内层一组线圈21的长度相等，最大磁场约为9.1T。第三组线圈23包含有6个同轴密绕的超导线圈，线圈由三种矩形导体线材绕制形成。第四组线圈24由6个同轴密绕的超导线圈构成，使用两种规格的超导线材。其中第三组线圈23和第四组线圈24所选用股线的RRR值应该大于200，稳定基材RRR值在80左右。整体线材的低温抗拉强度大于250MPa。第五组线圈25有1个超导线圈构成，使用一种规格的超导线材。每一个线圈组都是使用铝合金骨架支撑。每一组线圈绕制完成后在进行同轴组装，每一组线圈组装间隙精度达到±0.5mm。将从内到外同轴布置的主线圈的最内层一组线圈21，第二组线圈22，第三组线圈23，第四组线圈24和第五组线圈25组装在一起，采用整体真空浸渍技术，保证线圈具有较好的整体刚性。在主线圈1的外表面采用通以正向电流的端部补偿线圈28和通以反向电流的中部补偿线圈29构成，超导线材所选择的基材对于超导体的比例超过10以上。
图3为球体空间均匀区，场强为9.4T的磁场均匀度等位线；端部补偿线圈28和中部补偿线圈29提供主线圈1的磁场修正，已达到在300mm范围内磁场均匀度小于0.1ppm。
图4提供线圈漏磁场分布，不带铁磁屏蔽系统的超导磁体在空间5G线的磁场分布，在径向方向小于17m和在轴线方向小于22m。
图5是超导磁体与的铁磁屏蔽系统的整体布置图，超导磁体系统26提供磁场强度和磁场均匀度，为实现超导磁体系统具有较好的电磁兼容特性，在超导磁体系统26外安装厚度为600mm的大型外铁轭结构铁磁屏蔽系统27，铁轭由软铁材料制成，其内部为圆形，对内部磁场进行屏蔽，同时对超导磁体的中心磁场增加约1/1000。
图6是带有铁磁屏蔽系统的超导磁体在空间5G线的分布，在径向方向上半径小于4m和在轴向方向上半径小于7m。以保证外部杂散磁场不至于过大，使得整个超导磁体具有良好的电磁兼容性。铁磁屏蔽系统的厚度为600mm，铁磁屏蔽的内壁与磁体中心的距离为6m。有效降低漏磁场，最大限度的避免周围人体和仪器设备受到电磁损害。

Claims (8)

1.一种高磁场高均匀度核磁共振超导磁体系统，其特征在于所述超导磁体系统包括主线圈(1)、低温容器(2)、室温空间(3)、液氦(4)、吊装拉杆(5)、第一制冷机(6)、液氦冷凝制冷机(7)、失超爆破阀门(8)、第二制冷机(9)、外真空容器(10)、80K防辐射屏(11)、40K防辐射屏(12)、环形梁支撑结构(13)、吊装轮(14)、抽气孔(15)、底部鞍形支架(16)、轴向限制拉杆(17)、热辐射屏(18)、磁场均匀度补偿线圈(19)和液氦冷凝器(20)；主线圈(1)和磁场均匀度补偿线圈(19)组成超导磁体(30)，主线圈(1)和磁场均匀度补偿线圈(19)采用NbTi/Cu超导线材绕制；磁场均匀度补偿线圈(19)在主线圈(1)的外表面同轴绕制；超导磁体(30)通过吊装拉杆(5)吊装放置于低温容器(2)内部，低温容器(2)存储液氦(4)；低温容器(2)具有室温空间(3)；在低温容器(2)外表面周围放置40K防辐射屏(12)，在40K防辐射屏(12)外表面周围放置80K防辐射屏(11)，80K防辐射屏(11)的外表面通过拉杆与外真空容器(10)连接，外真空容器(10)上面安装有第一制冷机(6)、液氦冷凝制冷机(7)、失超爆破阀门(8)和第二制冷机(9)；其中第一制冷机(6)与40K防辐射屏(12)连接，第二制冷机(9)和80K防辐射屏(11)连接，液氦冷凝制冷机(7)与低温容器(2)及位于低温容器(2)内的液氦冷凝器(20)连接；外真空容器(10)通过环形梁支撑结构(13)和底部鞍形支架(16)获得稳定支撑；在低温容器(2)与外真空容器(10)之间的连接部分的外表面包有热辐射屏(18)；外真空容器(10)外表面底部开有抽气孔(15)；超导磁体(30)通过轴向限制拉杆(17)进行轴向定位，超导磁体(30)通过吊装轮(14)进行径向定位。
2.按照权利要求1所述的高磁场高均匀度核磁共振超导磁体系统，其特征在于，主线圈(1)由从内到外同轴布置的主线圈的最内层一组线圈(21)，第二组线圈(22)，第三组线圈(23)，第四组线圈(24)和第五组线圈(25)组成；主线圈(1)按径向方向从内到外线圈线径分为8个等级逐渐减小。
3.按照权利要求1或2所述的高磁场高均匀度核磁共振超导磁体系统，其特征在于，主线圈的最内层一组线圈(21)由2个同轴的密绕线圈组成，使用2种不同截面尺寸的矩形超导线绕制；第二组线圈(22)由4个同轴的密绕线圈组成，使用4种不同截面尺寸的矩形超导线材绕制；第三组线圈(23)由6个同轴的密绕线圈组成，使用3种不同截面尺寸的矩形超导线材绕制；第四组线圈(24)由6个同轴的密绕线圈组成，使用2种不同截面尺寸的矩形超导线材绕制；第五组线圈(25)由1个同轴的密绕线圈组成，使用1种截面尺寸的矩形超导线材绕制。
4.按照权利要求1所述的高磁场高均匀度核磁共振超导磁体系统，其特征在于，所述磁场均匀度补偿线圈(19)包括位于第五组线圈(25)外表面的两端、与主线圈(1)同轴对称布置的2个端部补偿线圈(28)和位于第五组线圈(25)外表面中间位置、与主线圈(1)同轴布置的3个中部补偿线圈(29)组成，其中两个端部补偿线圈(28)通正向电流，产生所需要磁场补偿，三个中部补偿线圈(29)通反向电流，用来补偿高次谐波参数以提高超导磁体(30)的均匀度。
5.按照权利要求1所述的高磁场高均匀度核磁共振超导磁体系统，其特征在于，所述超导磁体(30)的主线圈(1)的骨架采用高强度的6061-T6铝合金材料。
6.按照权利要求1所述的高磁场高均匀度核磁共振超导磁体系统，其特征在于，所述主线圈(1)由从内到外同轴布置的主线圈的最内层一组线圈(21)，第二组线圈(22)，第三组线圈(23)，第四组线圈(24)和第五组线圈(25)以间隙为±0.5mm以下的精度，采用整体真空浸渍技术组装在一起。
7.按照权利要求1所述的高磁场高均匀度核磁共振超导磁体系统，其特征在于，在超导磁体系统(26)外部区域布置有软铁材料制作的外铁轭结构铁磁屏蔽系统(27)。
8.按照权利要求1所述的高磁场高均匀度核磁共振超导磁体系统，其特征在于，当超导磁体(30)冷却到4K温度时，继续冷却使得低温容器(2)内的压强进一步减小，使超导磁体(30)运行在3-3.5K的温度下；当超导磁体系统运行电流和磁场达到预先设定的要求后，再控制低温容器(2)内的压强保持恒定。
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Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103077797A (zh) * 2013-01-06 2013-05-01 中国科学院电工研究所 用于头部成像的超导磁体系统
CN103472418A (zh) * 2013-10-06 2013-12-25 胡明建 一种磁聚焦核磁共振的设计方法
CN104487858A (zh) * 2012-06-26 2015-04-01 英国西门子公司 用于减小mri系统中的梯度线圈振动的方法和设备
CN105225787A (zh) * 2015-11-06 2016-01-06 宁波健信机械有限公司 氦气冷却磁共振超导磁体
CN106970427A (zh) * 2017-03-15 2017-07-21 吉林大学 一种聚焦型超导核磁共振探测装置
CN107134339A (zh) * 2017-04-15 2017-09-05 山东佳田医学影像股份有限公司 环形多单元环形箱梁装置
US10094896B2 (en) 2009-06-30 2018-10-09 Aspect Imaging Ltd. Method of fastening a cage with a fastening system in an MRD
CN108630377A (zh) * 2018-04-04 2018-10-09 杭州佩伟拓超导磁体技术有限公司 多箱式超导磁体低温容器系统及方法
CN109188318A (zh) * 2018-09-14 2019-01-11 北京航空航天大学 一种serf磁场测量装置的一体化低噪声磁屏蔽与磁补偿装置
US10224135B2 (en) 2016-08-08 2019-03-05 Aspect Imaging Ltd. Device, system and method for obtaining a magnetic measurement with permanent magnets
CN109573106A (zh) * 2018-10-30 2019-04-05 南京航空航天大学 航天器超导磁推进装置
CN110907870A (zh) * 2018-08-24 2020-03-24 磁盾有限公司 磁屏蔽设备
US10750973B2 (en) 2010-07-07 2020-08-25 Aspect Imaging Ltd. Devices and methods for a neonate incubator, capsule and cart
CN111863373A (zh) * 2019-04-24 2020-10-30 中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院） 具有电磁保护部件的超导磁体
US10847294B2 (en) 2017-07-10 2020-11-24 Aspect Imaging Ltd. System for generating a magnetic field
CN112038033A (zh) * 2020-08-13 2020-12-04 中国科学院合肥物质科学研究院 一种用于磁共振成像的2t传导冷却超导磁体
CN113325351A (zh) * 2021-05-06 2021-08-31 华中科技大学 一种高均匀度脉冲强磁场发生装置及方法
CN114068132A (zh) * 2021-10-15 2022-02-18 江苏美时医疗技术有限公司 基于液氦循环的核磁共振超高场磁体循环制冷装置
US11278461B2 (en) 2010-07-07 2022-03-22 Aspect Imaging Ltd. Devices and methods for a neonate incubator, capsule and cart
US11287497B2 (en) 2016-08-08 2022-03-29 Aspect Imaging Ltd. Device, system and method for obtaining a magnetic measurement with permanent magnets
CN114894126A (zh) * 2022-05-07 2022-08-12 中国科学院电工研究所 一种实现高精度磁场输出的同轴测量工装、超导磁体结构及其装调方法
CN115087342A (zh) * 2022-07-25 2022-09-20 之江实验室 一种双层真空超导磁屏蔽系统及原子磁强计

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITFI20130058A1 (it) * 2013-03-18 2014-09-19 Marco Alvelli "schermatura per apparecchiature diagnostiche a risonanza magnetica o simili, e apparecchiatura dotata di detta schermatura"
JP6326644B2 (ja) * 2013-11-29 2018-05-23 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 架台搬送装置
DE102015225731B3 (de) * 2015-12-17 2017-04-06 Bruker Biospin Ag Leicht zugängliche tiefgekühlte NMR Shim-Anordnung
FR3046678B1 (fr) * 2016-01-12 2018-02-16 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Systeme de canalisation de fluide d'un systeme rmn et procede de fonctionnement d'un tel systeme.
US11988730B2 (en) 2016-08-08 2024-05-21 Aspect Imaging Ltd. Device, system and method for obtaining a magnetic measurement with permanent magnets
CN108956666B (zh) * 2018-07-27 2023-08-11 中国科学院合肥物质科学研究院 一种应用于中子散射实验的分离超导磁体结构
CN113194596B (zh) * 2019-06-11 2023-08-01 合肥工业大学 一种高温超导多极磁体结构及其粒子医疗设备
CN111323738B (zh) * 2020-03-03 2022-02-08 河北工业大学 一种球形材料结构三维动态磁特性的测量系统
CN112768171A (zh) * 2020-12-21 2021-05-07 中国船舶重工集团有限公司第七一0研究所 一种球形外空间的无矩线圈
CN114678209B (zh) * 2022-04-27 2023-04-25 中国科学院合肥物质科学研究院 一种mri超导主线圈专用绕制平台装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1892931A (zh) * 2005-06-30 2007-01-10 株式会社日立制作所 Mri用超导磁铁
CN101030469A (zh) * 2006-01-17 2007-09-05 株式会社日立制作所 超导磁铁装置
CN101552077A (zh) * 2008-12-11 2009-10-07 中国科学院电工研究所 一种用于产生高磁场高均匀度的超导磁体系统
CN101819845A (zh) * 2010-04-16 2010-09-01 中国科学院电工研究所 用于高功率微波源聚焦与回旋电子装置的超导磁体系统
CN101839943A (zh) * 2010-05-19 2010-09-22 中国科学院电工研究所 一种传导冷却式超导接头电阻测量装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5237300A (en) * 1992-08-03 1993-08-17 General Electric Company Support structure for actively shielded superconducting magnets
JP2005181046A (ja) 2003-12-18 2005-07-07 Hitachi Ltd 超伝導マグネット装置
US7924126B2 (en) * 2009-09-08 2011-04-12 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration High field superconducting magnets
CN101728051B (zh) 2010-02-03 2011-08-10 中国科学院电工研究所 具有大分离间隙的高磁场超导磁体系统
CN102148083B (zh) * 2010-02-09 2013-04-03 通用电气公司 超导磁体

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1892931A (zh) * 2005-06-30 2007-01-10 株式会社日立制作所 Mri用超导磁铁
CN101030469A (zh) * 2006-01-17 2007-09-05 株式会社日立制作所 超导磁铁装置
CN101552077A (zh) * 2008-12-11 2009-10-07 中国科学院电工研究所 一种用于产生高磁场高均匀度的超导磁体系统
CN101819845A (zh) * 2010-04-16 2010-09-01 中国科学院电工研究所 用于高功率微波源聚焦与回旋电子装置的超导磁体系统
CN101839943A (zh) * 2010-05-19 2010-09-22 中国科学院电工研究所 一种传导冷却式超导接头电阻测量装置

Cited By (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10094896B2 (en) 2009-06-30 2018-10-09 Aspect Imaging Ltd. Method of fastening a cage with a fastening system in an MRD
US10996297B2 (en) 2009-06-30 2021-05-04 Aspect Imaging Ltd. Method of assembling a magnetic resonance device
US11278461B2 (en) 2010-07-07 2022-03-22 Aspect Imaging Ltd. Devices and methods for a neonate incubator, capsule and cart
US10750973B2 (en) 2010-07-07 2020-08-25 Aspect Imaging Ltd. Devices and methods for a neonate incubator, capsule and cart
CN104487858A (zh) * 2012-06-26 2015-04-01 英国西门子公司 用于减小mri系统中的梯度线圈振动的方法和设备
CN104487858B (zh) * 2012-06-26 2017-03-15 西门子保健有限公司 用于减小mri系统中的梯度线圈振动的方法和设备
WO2014106386A1 (zh) * 2013-01-06 2014-07-10 中国科学院电工研究所 用于头部成像的超导磁体系统
US9666344B2 (en) 2013-01-06 2017-05-30 Institute Of Electrical Engineering, Chinese Academy Of Sciences Superconducting magnet system for head imaging
CN103077797A (zh) * 2013-01-06 2013-05-01 中国科学院电工研究所 用于头部成像的超导磁体系统
CN103472418A (zh) * 2013-10-06 2013-12-25 胡明建 一种磁聚焦核磁共振的设计方法
CN103472418B (zh) * 2013-10-06 2016-08-10 胡明建 一种磁聚焦核磁共振的设计方法
CN105225787B (zh) * 2015-11-06 2017-11-28 宁波健信核磁技术有限公司 氦气冷却磁共振超导磁体
CN105225787A (zh) * 2015-11-06 2016-01-06 宁波健信机械有限公司 氦气冷却磁共振超导磁体
US10224135B2 (en) 2016-08-08 2019-03-05 Aspect Imaging Ltd. Device, system and method for obtaining a magnetic measurement with permanent magnets
US11287497B2 (en) 2016-08-08 2022-03-29 Aspect Imaging Ltd. Device, system and method for obtaining a magnetic measurement with permanent magnets
US10847295B2 (en) 2016-08-08 2020-11-24 Aspect Imaging Ltd. Device, system and method for obtaining a magnetic measurement with permanent magnets
CN106970427A (zh) * 2017-03-15 2017-07-21 吉林大学 一种聚焦型超导核磁共振探测装置
CN107134339A (zh) * 2017-04-15 2017-09-05 山东佳田医学影像股份有限公司 环形多单元环形箱梁装置
US11887778B2 (en) 2017-07-10 2024-01-30 Aspect Imaging Ltd. System for generating a magnetic field
US10847294B2 (en) 2017-07-10 2020-11-24 Aspect Imaging Ltd. System for generating a magnetic field
CN108630377A (zh) * 2018-04-04 2018-10-09 杭州佩伟拓超导磁体技术有限公司 多箱式超导磁体低温容器系统及方法
CN108630377B (zh) * 2018-04-04 2023-09-19 杭州佩伟拓超导磁体技术有限公司 多箱式超导磁体低温容器系统及方法
CN110907870A (zh) * 2018-08-24 2020-03-24 磁盾有限公司 磁屏蔽设备
CN110907870B (zh) * 2018-08-24 2022-08-12 磁盾有限公司 磁屏蔽设备
CN109188318A (zh) * 2018-09-14 2019-01-11 北京航空航天大学 一种serf磁场测量装置的一体化低噪声磁屏蔽与磁补偿装置
CN109573106B (zh) * 2018-10-30 2021-10-26 南京航空航天大学 航天器超导磁推进装置
CN109573106A (zh) * 2018-10-30 2019-04-05 南京航空航天大学 航天器超导磁推进装置
CN111863373A (zh) * 2019-04-24 2020-10-30 中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院） 具有电磁保护部件的超导磁体
CN112038033A (zh) * 2020-08-13 2020-12-04 中国科学院合肥物质科学研究院 一种用于磁共振成像的2t传导冷却超导磁体
CN112038033B (zh) * 2020-08-13 2022-05-31 中国科学院合肥物质科学研究院 一种用于磁共振成像的2t传导冷却超导磁体
CN113325351A (zh) * 2021-05-06 2021-08-31 华中科技大学 一种高均匀度脉冲强磁场发生装置及方法
CN114068132A (zh) * 2021-10-15 2022-02-18 江苏美时医疗技术有限公司 基于液氦循环的核磁共振超高场磁体循环制冷装置
CN114894126A (zh) * 2022-05-07 2022-08-12 中国科学院电工研究所 一种实现高精度磁场输出的同轴测量工装、超导磁体结构及其装调方法
CN114894126B (zh) * 2022-05-07 2023-11-10 中国科学院电工研究所 一种实现高精度磁场输出的同轴测量工装、超导磁体结构及其装调方法
CN115087342A (zh) * 2022-07-25 2022-09-20 之江实验室 一种双层真空超导磁屏蔽系统及原子磁强计

Also Published As

Publication number Publication date
CN102136337B (zh) 2012-03-28
US8934950B2 (en) 2015-01-13
WO2012075663A1 (zh) 2012-06-14
US20130184158A1 (en) 2013-07-18

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