CN102483449A - 用于磁共振成像的低温冷却超导体梯度线圈模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于磁共振成像(MRI)和/或磁共振光谱分析的方法和/或设备，包括用于低温冷却的超导梯度线圈模块。这种超导梯度线圈模块可以包括：真空隔热外壳，包括双壁密封封套，所述双壁密封封套(i)封装具有第一真空压力的密封的内部空间，并且(ii)实质上封装具有第二真空压力的真空空间；至少一个超导体梯度线圈，布置在所述真空空间中；散热构件，布置在所述真空空间中，并与所述至少一个超导体梯度线圈热接触；以及端口，被配置为至少对散热构件进行低温冷却。
Description
相关申请
本申请要求2009年4月17日提交的美国临时申请No.61/170,135的优先权，针对这种通过引用的并入被许可或未被禁止的每个PCT成员国家和地区，其全部内容通过引用并入此处
技术领域
本发明总体涉及磁共振成像和光谱技术，更具体地，涉及采用超导体组件的磁共振成像和光谱设备以及用于制造这种设备的方法。
背景技术
磁共振成像(MRI)技术现今用于全世界较大的医疗机构，并且在医疗实践中已经带来了显著和独特的益处。MRI已经被发展为一种用于对结构和解剖进行成像的完善的诊断工具，同时MRI也被发展用于对功能性活动和其他生物物理和生物化学特性或过程(例如血液流、代谢物/新陈代谢、扩散)进行成像，这些磁共振(MR)成像技术中的一些被称为功能性MRI、光谱MRI或磁共振光谱成像(MRSI)、扩散加权成像(DWI)和扩散张量成像(DTI)。这些磁共振成像技术，除了其用于标识和评估病理和确定所检查的组织的健康状态的医疗诊断价值之外，还具有广阔的临床和研究应用。
在典型的MRI检查中，患者的身体(或样本对象)被放置在检查区域内，并由MRI扫描器中的患者支撑件支撑，其中，主要(主)磁体提供实质上恒定和均匀的主要(主)磁场。磁场将进动原子(如身体中的氢(质子))的核磁化对齐。磁体内的梯度线圈组件造成给定位置的磁场的小变化，从而提供成像区域中的共振频率编码。在计算机控制下，根据脉冲序列选择性驱动射频(RF)线圈，以在患者中产生临时振荡的横向磁化信号，该信号由RF线圈检测，并可以通过计算机处理被映射至患者的空间上局部化的区域，从而提供所检查的感兴趣区域的图像。
在通常的MRI配置中，典型地由螺线管磁体设备来产生静态主磁场，患者平台置于由螺线管绕组(即主磁孔)缠绕的圆柱形空间中。主磁场的绕组典型地实现为低温超导体(LTS)材料，并且利用液氦来进行超冷却，以减小电阻，从而最小化所产生的热量以及创建和维持主场所需的功率的量。现有LTS超导MRI磁体主要由铌-钛(NbTi)和/或Nb3Sn材料制成，利用低温恒温器将该材料冷却至4.2K的温度。
如本领域技术人员所知，磁场梯度线圈一般被配置为沿空间中的三个主要笛卡尔轴中的每一个选择性地提供线性磁场梯度(这些轴之一是主磁场的方向)，使得磁场的幅度随检查区域内的位置而变化，根据在区域内的位置对来自感兴趣的区域内的不同位置的磁共振信号的特性(如信号的频率和相位)进行编码(从而提供空间局部化)。典型地，利用穿过线圈缠绕的鞍座或螺线管绕组(附着至与包含主磁场的绕组在内的较大圆柱体同心并安装于其内的圆柱体)的电流来创建梯度场。与主磁场不同，用于创建梯度场的线圈典型地是通常的室温铜绕组。梯度强度和场线性对于所产生图像的细节的精度以及对于关于组织化学的信息(例如在MRSI中)都至关重要。
自从MRI出现起，对改进MRI质量和能力的追求从未停止，例如通过提供更高的空间分辨率，更高的频谱分辨率(例如对于MRSI)、更高的对比度和更快的获取速度。例如，提高的成像(获取)速度有利于最小化由于图像获取期间成像区域中的时间变化(如患者移动造成的变化、自然解剖和/或功能性移动(例如心跳、呼吸、血液流动)和/或自然生物化学变化(例如由于MRSI期间的新陈代谢导致))而导致的成像模糊。类似地，例如，由于在光谱MRI中，用于获取数据的脉冲序列对空间信息和频谱信息进行编码，为了改进临床实用性和光谱MRI的效用，最小化获取充分的频谱和空间信息以提供期望频谱分辨率和空间局部化尤为重要。
在高对比度、分辨率和获取速度方面，多种因素有助于更好的MRI图像质量。影响图像质量和获取速度的重要参数是信噪比(SNR)。通过在MRI系统的预放大器之前增大信号来增大SNR对于提高图像质量而言很重要。改进SNR的一种方式是增大磁体的磁场强度，因为SNR与磁场的幅度成比例。然而，在临床应用中，MRI具有磁体场强的上线(USFDA的当前上限为3T(特斯拉))。改进SNR的其他方式包括在合适时：通过减小视野(在合适时)来减小样本噪声、减小样本与RF线圈之间的距离、和/或减小RF线圈噪声。
尽管为了改进MRI做出了不懈努力和许多进步，然而仍需要不断改进MRI，例如以提供更大对比度、改进的SNR、更高获取速度、更高空间和时间分辨率和/或更高频谱分辨率。
此外，影响MRI技术的进一步使用的重要因素是与高磁场系统相关联的高成本，对于购买和维护而言均是如此。因此，提供能够以合理成本制造和/或维护的高质量MRI成像系统，允许MRI技术更广泛地使用，将是有利的。
发明内容
本发明的各个实施例提供了一种被配置用于低温冷却的超导梯度线圈模块，包括：真空隔热外壳，包括双壁密封封套，所述双壁密封封套(i)在真空条件下封装密封的内部空间，并且(ii)实质上封装内部室区域，所述内部室区域与密封的内部空间分离，并被配置为被抽真空至真空条件；至少一个超导体梯度线圈，布置在所述内部室区域中，并被配置用于产生一个或多个磁场梯度，以进行磁共振成像和磁共振光谱分析中的至少一个；散热构件，布置在所述内部室区域中，并与所述至少一个超导体梯度线圈热接触；以及端口，被配置为至少对散热构件进行低温冷却。
在一些实施例中，所述端口被耦合至低温冷却器，所述低温冷却器至少热耦合至散热构件。低温冷却器与端口的耦合可以提供对内部室区域进行密封，使得内部室区域处于真空条件下。
所述密封封套可以密封接合至具有内部空间的室，所述具有内部空间的室与所述内部室区域共存并被配置为被抽真空至与所述内部室区域实质上相同的真空条件，其中，所述端口在所述室中提供。所述室可以被配置为双壁室(例如双壁不锈钢室)，所述双壁室封装处于真空的密封的壁内腔。
根据一些实施例，所述模块还可以包括：至少一个射频线圈，布置在所述内部室区域内，其中，所述至少一个射频线圈被配置用于产生和接收射频信号中的至少一个，以进行磁共振成像和磁共振光谱分析中的至少一个。所述至少一个射频线圈中的一个或多个可以是散热构件，或者与散热构件热接触。所述至少一个射频线圈中的一个或多个可以包括超导体材料，所述超导体材料可以是高温超导体(HTS)材料。
本发明的一些实施例可以包括一种用于磁共振成像的方法，包括：使用至少一个相应超导梯度场线圈，在检查区域内施加至少一个磁场梯度，所述超导梯度场线圈布置在超导梯度线圈模块的内部室区域中，所述超导梯度线圈模块包括：真空隔热外壳，包括双壁密封封套，所述双壁密封封套(i)在真空条件下封装密封的内部空间，并且(ii)实质上封装所述内部室区域，所述内部室区域与密封的内部空间分离，并处于真空条件下；散热构件，布置在所述内部室区域中，并与所述至少一个超导体梯度线圈热接触；以及端口，被配置为至少对散热构件进行低温冷却，从而对与所述散热构件热接触的所述至少一个相应超导梯度场线圈进行低温冷却。
所述方法还可以包括：使用至少一个RF线圈，向和/或从检查区域发送或接收或发送和接收射频信号，所述至少一个RF线圈布置在所述模块内，被配置用于冷却，并包括以下至少一项：(i)非超导材料，当冷却至室温以下的温度时，具有与在所述温度处铜的电导率相比更高的电导率；以及(ii)超导材料。所述至少一个RF线圈中的至少一个可以与散热构件热接触。
本领域技术人员可以认识到，以上简要描述和以下详细描述是本发明的示例和解释，但是不应限制本发明或限制本发明可以实现的优点。此外，可以理解，以上发明内容表示本发明的一些实施例，而不表示或包括本发明范围内的所有实质内容和实施例。因此，这里引用并构成其一部分的附图示意了本发明的实施例，并与详细描述一起用于解释本发明的原理。通过结合附图进行的以下描述来考虑本发明，本发明实施例的方面、特征和优点将在结构和操作上得以理解并变得更加显而易见，其中，贯穿各个附图，相似的参考标号指示相同或相似的部分
附图说明
通过结合附图进行的以下描述来考虑本发明，本发明实施例的方面、特征和优点将在结构和操作上得以理解并变得更加显而易见，其中，贯穿各个附图，相似的参考标号指示相同或相似的部分，附图中：
图1A和1B示意性示出了根据本发明的一些实施例的示意性低温冷却超导梯度线圈模块的正交视图；
图2A示意性示出了根据本发明的一些实施例，与图1A和1B的低温冷却超导梯度线圈模块相对应的梯度线圈；
图2B示意性示出了根据本发明的一些实施例，在平面视图中示出了图2A的圆柱形x梯度支撑的一部分，示出了作为整体x梯度线圈的四分之一的线圈；
图3示意性示出了根据本发明的一些实施例，包括图1A和1B的梯度线圈模块的示意性MRI系统的截面视图；
图4示意性示出了根据本发明的一些实施例，包括其中布置的至少一个RF线圈在内的低温冷却超导梯度线圈模块的截面视图；以及
图5示意性示出了根据本发明的一些实施例，设计用于专用于头部成像的磁共振成像系统的低温冷却超导梯度线圈模块的玻璃杜瓦(dewar)部分。
具体实施方式
根据以下描述，本领域技术人员可以理解，根据本发明各个实施例的低温冷却超导梯度线圈模块(例如插件)可以在多种磁共振成像和光谱系统中实现，如采用传统铜RF线圈的系统、采用超导RF线圈的系统(例如2009年4月1日提交的美国专利申请No.12/416,606中公开的系统，其通过引用并入此处)、全身系统、专用系统(例如肢体专用、头部专用、宠物、婴儿)、具有垂直或水平朝向的主磁场的系统、开放或封闭系统等等。类似地，本领域技术人员还可以理解，尽管可以在可以用于患者的结构检查的MRI系统的上下文中阐述以下描述的各个部分，但是根据发明各个实施例的低温冷却超导梯度线圈模块可以与操作和/或配置为其他形态的磁共振(MR)系统相结合来使用，如功能性MRI、扩散加权和/或扩散张量MRI、MRI光谱和/或光谱成像等等。此外，这里使用的MRI包括并涵盖磁共振光谱成像、扩散张量成像(DTI)以及基于核磁共振的任何其他成像形态。
图1A和1B示意性示出了根据本发明的一些实施例的示意性低温冷却超导梯度线圈模块10的正交视图。更具体地，图1A是沿纵轴的截面视图，而图1B总体上是从图1A的左侧看去的平面或端部视图，但是示出了不锈钢室8的切面或截面，以示出室8内的低温冷却器7的一部分。
如图1A和1B所示，在一些实施例中，低温冷却超导梯度线圈模块10包括(1)双壁杜瓦1，由玻璃和/或其他非导电性、机械强度大的材料制成，如G10、RF4、塑料和/或陶瓷；(ii)非金属热导体2，如高导热性陶瓷、如蓝宝石或氧化铝；(iii)超导体梯度线圈3(即沿正交的x、y和z方向的产生B场变化的3个梯度)，与热导体2良好热接触，并由例如低温超导体(LTS)线(如NbTi、Nb3Sn等等)或高温超导体(HTS)带(如YBCO、BSCCO等等)制成；(iv)双壁不锈钢室8，可密封地耦合至双壁杜瓦1；以及(v)低温冷却器9，热耦合至热导体2，并可密封地安装至不锈钢室8的凸缘。
可以理解，可以以各种方式将构造双壁杜瓦1构造为连续的、密封的玻璃外壳，封装内部室(或腔)4，在所述内部室4中维持至少真空条件，根据一些实施例，优选地至少高度真空条件(例如约10-6托或更低压力)。例如，根据一些实施例，双壁杜瓦1可以如下制造：(i)形成两个总体上圆柱形的双壁结构，每个具有总体上U形的壁截面，第一个对应于连续玻璃壁部分1a，第二个对应于连续壁部分1b；(ii)将总体上圆柱形的连续玻璃壁部分1b装入总体上圆柱形的连续玻璃壁部分1a的环形空间中，其间可以使用玻璃分隔物；以及(iii)将腔4抽至高度真空，并对1a和1b之间的开口端(即随后可密封地安装至不锈钢室8的端部)进行玻璃粘接、熔合或密封，以将腔4密封于高度真空下。可以认识到，可以以多种方式执行真空密封步骤。例如，可以完全在真空室内执行，或者1a和1b的端部可以彼此熔合，只留下小区域，该小区域用作抽真空端口并且在通过该小区域将腔抽至高度真空之后密封。在各个实施例中，双壁杜瓦1可以根据或类似于在2008年9月17日提交的美国申请No.12/212,122中和2008年9月17日提交的美国申请No.12/212,147中描述的密封的双壁结构(和真空隔热外壳)来实现，其全部内容通过引用并入此处。
作为示例，可以通过环氧粘接(例如图1A中的环氧粘接/密封6)、焊接、或其他密封凸缘连接来形成密封的双壁杜瓦1(例如玻璃)与不锈钢室之间的接合，提供充分密封以在容纳梯度线圈3和热导体2的内部室部分5中维持至少低真空条件(例如约10-2至约10-5托)。此外，作为示例，可以通过O环或其他密封机构(例如金属衬垫/刀口连接)来提供低温冷却器9与不锈钢室8的凸缘之间的真空密封，以类似地在容纳梯度线圈3和热导体2的内部室部分5中维持至少低真空条件。然而，本领域技术人员理解，室8可以由不同于不锈钢的材料制成，例如铝或其他金属或非金属材料，如玻璃、陶瓷、塑料或这些材料的组合，这些其他材料可以合适地接合至杜瓦1和低温冷却器9。
在各个实施例中，低温冷却器9可以被实现为各种单级或多级低温冷却器中的任一种，例如Gifford McMahon(GM)低温冷却器、脉冲管(PT)冷却器、Joule-Thomson(JT)冷却器、Striling冷却器或其他低温冷却器。在各个备选实施例中，梯度线圈模块10可以被配置用于冷却，使得利用致冷剂(如液氦和液氮)来冷却线圈3。
现在参照图2A，根据本发明的一些实施例，在斜视图中更详细地示出了与图1和1B的示意性低温冷却超导体梯度线圈模块10的梯度线圈3相对应的梯度线圈103。在这种实施例中，如图2A所示，在3个相应同轴圆柱支撑结构(即x梯度支撑258、y梯度支撑262、和z梯度支撑264)的表面上和/或内形成或设置用于沿3个正交方向建立磁场变化的3个独立梯度线圈。根据典型惯例，x和y指示与主磁场垂直的两个正交方向(有时称为横向)，z指示主磁场的方向。因此，x梯度支撑258、y梯度支撑262、和z梯度支撑264支撑相应梯度线圈以分别沿x、y和z方向提供磁场梯度。梯度支撑258、262和264可以由例如G10或其他非铁磁、非导电(例如非金属绝缘)材料制成。在本实施例中，z梯度线圈是螺线管线圈；x和y梯度线圈是鞍形线圈，每个沿圆周方向跨越或覆盖其相应圆柱形支撑的大约一半。y梯度支撑262被安装为与x梯度支撑258和z梯度支撑264良好热接触，z梯度支撑264被安装为与散热器110(对应于图1A和1B中的热导体2)良好热接触。在各种备选实施例中，附加地或备选地，散热器可以被安装为与x梯度支撑258接触。当实现散热器时，除了散热器110(热导体2)之外，还可以通过与冷却散热器110(热导体2)的低温冷却器相同的低温冷却器或由单独的低温冷却器来冷却与x梯度支撑258接触的这种散热器。
图2B示意性示出了根据本发明的实施例，在平面视图中示出的图2A的圆柱形x梯度支撑258的一部分，示出了作为x梯度支撑258所支撑的整体x梯度线圈的四分之一的线圈268。x梯度支撑258的表面通常为凹形(例如蚀刻或切割)，梯度线圈268(线)位于凹形处，梯度线圈线固定并粘合在凹形中，因此当在磁场中电流传导通过梯度线圈线(例如产生洛伦兹力)时线不会移动。在y梯度支撑262上提供的y朝向梯度线圈具有与x梯度支撑258上的x朝向梯度线圈268实质上相同的设计和构造，只是具有微小的尺寸变化，以考虑与x朝向梯度支撑相比，y梯度支撑的略微较小的直径。x梯度线圈268的中心260面对如图2A和2B所示的x方向，y梯度线圈相对于x梯度线圈沿圆周方向位移90°。类似地，在z梯度支撑264的表面上和/或内制作螺线管z梯度线圈(未详细示出)，但是z梯度线圈关于z梯度支撑264的圆柱轴螺旋形环绕，其中线圈的一半沿圆柱轴在与主磁体绕组相同的方向环绕，使得z梯度线圈在这一半线圈内增大磁场，而线圈的另一半沿圆柱轴在相反方向上环绕，使得z梯度线圈在这另一半线圈内减小磁场。
本领域技术人员可以理解，根据本发明一些实施例的如图1A和1B中所示的这种总体上圆柱形的梯度线圈模块10很好地适用于例如采用圆柱形、螺线管主磁体结构来产生实质上均匀的水平磁场的MRI系统。例如，这种MRI系统在图3中以纵向截面示意性示出，并包括：圆柱主磁体17，具有孔，梯度线圈模块10布置在所述孔中，并且还包括RF线圈13(可以是各种类型的RF线圈中的任一种或者用于全身、专用身体部分(例如头部或肢体)、婴儿或宠物等成像应用的线圈阵列配置。然而还应当理解，可以利用不同于提供水平场的圆柱形螺线管磁体的主磁体配置来实现低温冷却超导梯度线圈模块10，和/或例如可以利用开放磁体(如垂直磁体或双环磁体)来实现。
还可以理解，尽管图1A-B和图3所示的实施例被配置为与在低温冷却超导梯度线圈模块10外部的一个或多个RF线圈一起使用，但是根据本发明的一些实施例，备选地或附加地，一个或多个RF线圈可以布置在梯度线圈模块内。例如，根据如图4所示的一些实施例，RF线圈13被布置为与超导体梯度线圈3热接触的相同散热器(即热导体2)良好热接触。在各个实施例中，被布置为与热导体2热接触从而受到低温冷却的RF线圈13可以实现为一个或多个传统铜线圈和/或一个或多个超导体RF线圈(LTS和/或HTS)和/或包括非超导材料的一个或多个线圈，所述非超导材料在冷却至室温以下的温度时，具有与在所述室温以下的温度处铜的电导率相比更高的电导率(例如基于碳纳米管的材料和/或二维电子气半导体结构)。
作为示例，对于本申请，HTS RF线圈的合适形式是由例如氧化铋锶铜(BSCCO)制成的超导体带。例如，利用HTS带制作HTS RF线圈的具体教导在美国专利6,943,550中描述，其公开通过引用并入此处。在备选实施例中，超导体RF线圈可以实现为超导体薄膜，如包括HTS材料的超导体薄膜，HTS材料如氧化钇钡铜(YBCO)、氧化铊钡钙铜(TBCCO)、MgB2或MB，其中M是从以下构成的组中选择的：Be，Al，Nb，Mo，Ta，Ti，Hf，V和Cr。在平坦基底上制作HTS薄膜线圈的具体教导在Ma et al，“Superconducting MR Surface Coils for Human Imaging，”Proc.Mag.Res.Medicine，1，171(1999)中描述，其全部公开通过引用并入此处。关于HTS线圈的其他教导在以下文献中描述：Ma et al.，“Superconducting RF Coilsfor Clincical MR Imaging at Low Field，”Academic Radiology，vol.10，no.，9，Sept.2003，pp.978-987以及Miller et al.，“Performance of a HighTemperature Superconducting Probe for In Vivo Microscopy at 2.0T，”Magnetic Resonance in Medicine，41：72-79(1999)，其全部公开通过引用并入此处。
本领域技术人员可以理解，无论RF线圈13在梯度模块10内或外，RF线圈13可以实现为对于RF发射机和RF接收机分离的线圈，或者实现为对于发射机和接收机公共的线圈(即收发机线圈)。此外，在发射机和接收机线圈是分离线圈的一些实施例中，仅线圈之一(例如接收机线圈)可以实现为超导线圈(例如另一线圈可以实现为布置在例如梯度模块10外部的传统铜线圈；而超导线圈可以例如布置在梯度模块10内的热导体2上)。此外，在一些实施例中，无论RF线圈13在梯度模块10内或外，RF线圈13可以实现为RF线圈阵列，在一些实施例中RF线圈阵列可以是超导RF线圈阵列，如HTS线圈阵列。
此外，可以理解，可以根据应用来修改低温冷却超导梯度线圈模块的尺寸和形状。例如，图5示意性示出了根据本发明的一些实施例，设计用于专用于头部成像的磁共振成像系统的低温冷却超导梯度线圈模块的玻璃杜瓦部分，其中，玻璃杜瓦组件可以具有以下近似尺寸(仅作为示例提供)：圆柱体60的内直径、外直径和轴长度分别为230mm、236mm和254mm；圆柱体62的内直径、外直径和轴长度分别为246mm、252mm和254mm；圆柱体64的内直径、外直径和轴长度分别为280mm、286mm和312mm；圆柱体66的内直径、外直径和轴长度分别为296mm、302mm和330mm；内底板(圆形/圆柱形)74具有236mm的直径和12.7mm的厚度；外底板(圆形/圆柱形)76具有252mm的直径和12.7mm的厚度；环(环形)66的内直径、外直径和厚度(轴向)分别为246mm、286mm和12.7mm；环(环形)68的内直径、外直径和厚度(轴向)分别为230mm、302mm和12.7mm；环(环形)72的内直径、外直径和厚度(轴向)分别为280mm、302mm和12.7mm。还示出了8个小间隔盘78中的两个，具有近似5mm的直径以及提供内底板74与外底板76之间约5mm的间隙的高度。在本示例实施例中，插件70封住环68中的标准真空端口(通过该端口对杜瓦内的腔抽真空)。
还可以理解，尽管图中未示出，但是根据本发明各个实施例的低温冷却超导梯度线圈模块(例如模块10)包括：至少一个电馈通(例如通过室8)，以提供将电信号耦合入该模块(例如用于驱动梯度线圈、用于控制和/或监视可以在模块中提供的任何传感器(例如压力和/或温度等等))。还可以理解，根据本发明的各个实施例，具有玻璃杜瓦的梯度线圈模块(例如模块10)可以包括(i)在玻璃上形成的涂覆(例如塑料和聚合物)，以提供保护(例如抵御破裂、碎裂或断裂)和/或附加强度等等；和/或(ii)可以提供刚性套(例如由塑料或G10形成)，玻璃杜瓦装入其中以提供这种保护和/或附加强度。
已经关于本发明的具体实施例示意和描述了本发明，其实施例仅仅示意了本发明的原理，而不应是排他的或限制性的实施例。相应地，尽管对本发明示意实施例及其各种示意性修改和特征的以上描述提供了许多具体细节，但是这些实现细节不应被解释为限制本发明的范围，本领域技术人员容易理解，在不脱离范围和不丧失其所具有的优点的前提下，容易对本发明做出许多修改、适配、变化、省略、添加和等效实现。例如，除了处理本身必需或固有的范围之外，不意味着对本公开(包括附图)中描述的方法或过程的步骤或阶段的任何特定顺序。在许多情况下，在不改变所描述方法的目的、效果或输出的情况下，可以改变处理步骤的顺序，或者可以组合、改变、或省略各个示意步骤。还应注意，术语和表述用作描述术语而非限制术语。使用术语或表述不应排除所示和所述特征或其部分的任何等效物。此外，在不必需提供这里描述的或者根据公开理解的和/或在其一些实施例中可以实现的一个或多个优点的情况下，可以实现本发明。因此，本发明不应限于所公开的实施例，而应当根据所附权利要求来限定。
Claims (20)
1.一种被配置用于低温冷却的超导梯度线圈模块，包括：
真空隔热外壳，包括双壁密封封套，所述双壁密封封套(i)在真空条件下封装密封的内部空间，并且(ii)实质上封装内部室区域，所述内部室区域与密封的内部空间分离，并被配置为被抽真空至真空条件；
至少一个超导体梯度线圈，布置在所述内部室区域中，并被配置用于产生一个或多个磁场梯度，以进行磁共振成像和磁共振光谱分析中的至少一个；
散热构件，布置在所述内部室区域中，并与所述至少一个超导体梯度线圈热接触；以及
端口，被配置为至少对散热构件进行低温冷却。
2.根据权利要求1所述的模块，其中，所述端口被耦合至低温冷却器，所述低温冷却器至少热耦合至散热构件。
3.根据权利要求2所述的模块，其中，低温冷却器与端口的耦合提供了对所述内部室区域的密封，使得内部室区域处于真空条件下。
4.根据权利要求1所述的模块，其中，所述密封封套密封接合至具有内部空间的室，所述具有内部空间的室与所述内部室区域共存并被配置为被抽真空至与所述内部室区域实质上相同的真空条件，其中，所述端口在所述室中提供。
5.根据权利要求4所述的模块，其中，所述室被配置为双壁室，所述双壁室封装处于真空的密封的壁内腔。
6.根据权利要求4所述的模块，其中，所述端口耦合至低温冷却器，所述低温冷却器至少热耦合至散热构件。
7.根据权利要求6所述的模块，其中，低温冷却器与端口的耦合提供了对所述内部室区域的密封，使得内部室区域处于真空条件下。
8.根据权利要求4所述的模块，其中，所述室是双壁不锈钢室。
9.根据权利要求4所述的模块，其中，密封的内部空间处于具有在约10-6至约10-12托范围内的真空压力的真空条件下；所述内部室区域处于具有在约10-2至约10-6托范围内的真空压力的真空条件下。
10.根据权利要求9所述的模块，其中，所述室被配置为双壁室，所述双壁室封装密封的壁内腔，所述密封的壁内腔处于具有在约10-6至约10-12托范围内的真空压力的真空条件下。
11.根据权利要求1所述的模块，其中，密封的内部空间处于具有在约10-6至约10-12托范围内的真空压力的真空条件下；所述内部室区域处于具有在约10-2至约10-6托范围内的真空压力的真空条件下。
12.根据权利要求1所述的模块，还包括：至少一个射频线圈，布置在所述内部室区域内并与所述散热构件热接触，所述至少一个射频线圈被配置用于射频信号的产生和接收中的至少一个，以进行磁共振成像和磁共振光谱分析中的至少一个。
13.根据权利要求13所述的模块，其中，所述至少一个射频线圈中的一个或多个包括超导体材料。
14.根据权利要求13所述的模块，其中，所述超导体材料包括HTS材料。
15.根据权利要求1所述的模块，其中，所述至少一个超导体梯度线圈中的至少一个包括HTS材料。
16.根据权利要求15所述的模块，其中，所述HTS材料被形成为HTS带。
17.根据权利要求15所述的模块，其中，所述HTS材料被形成为HTS薄膜。
18.一种用于磁共振成像的方法，包括：
使用至少一个相应超导梯度场线圈，在检查区域内施加至少一个磁场梯度，所述超导梯度场线圈布置在超导梯度线圈模块的内部室区域中，所述超导梯度线圈模块包括：
真空隔热外壳，包括双壁密封封套，所述双壁密封封套(i)在真空条件下封装密封的内部空间，并且(ii)实质上封装所述内部室区域，所述内部室区域与密封的内部空间分离，并处于真空条件下；
散热构件，布置在所述内部室区域中，并与所述至少一个超导体梯度线圈热接触；以及
端口，被配置为至少对散热构件进行低温冷却，从而对与所述散热构件热接触的所述至少一个相应超导梯度场线圈进行低温冷却。
19.根据权利要求28所述的方法，还包括：使用至少一个RF线圈，向检查区域发送射频信号和/或从检查区域接收射频信号，所述至少一个RF线圈布置在所述模块内，被配置用于冷却，并包括以下至少一项：(i)非超导材料，所述非超导材料当冷却至室温以下的温度时，具有与在所述温度处铜的电导率相比更高的电导率；以及(ii)超导材料。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述至少一个RF线圈中的至少一个与所述散热构件热接触。
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