CN116895425A - 超导磁体系统和用于制造具有双级淬灭的超导磁体系统的方法 - Google Patents

超导磁体系统和用于制造具有双级淬灭的超导磁体系统的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116895425A
CN116895425A CN202310292673.8A CN202310292673A CN116895425A CN 116895425 A CN116895425 A CN 116895425A CN 202310292673 A CN202310292673 A CN 202310292673A CN 116895425 A CN116895425 A CN 116895425A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coil assembly
emi shielding
variable resistor
current
critical current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310292673.8A
Other languages
English (en)
Inventor
张震宇
斯图尔特·保罗·费尔特姆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Precision Healthcare LLC
Original Assignee
GE Precision Healthcare LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GE Precision Healthcare LLC filed Critical GE Precision Healthcare LLC
Publication of CN116895425A publication Critical patent/CN116895425A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/02—Quenching; Protection arrangements during quenching
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/3804—Additional hardware for cooling or heating of the magnet assembly, for housing a cooled or heated part of the magnet assembly or for temperature control of the magnet assembly
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/381—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets
    • G01R33/3815—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets with superconducting coils, e.g. power supply therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/42—Screening
    • G01R33/422—Screening of the radio frequency field
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/288—Shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/288—Shielding
    • H01F27/2885—Shielding with shields or electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

本发明公开了一种具有双级淬灭的超导磁体系统20。主线圈组件30包括被配置为当传导低于第一临界电流的电流时超导的线圈部分122。EMI屏蔽线圈组件40包括被配置为当传导低于第二临界电流的电流时超导的线圈部分132，该线圈部分电耦合到可变电阻器140，该可变电阻器被配置为当传导低于第三临界电流的电流时超导并且当传导处于或高于该第三临界电流的电流时非超导，该第三临界电流小于该第一临界电流和该第二临界电流两者。在该EMI屏蔽线圈组件40内生成磁通量导致传导通过该可变电阻器140的该电流超过该第三临界电流，从而淬灭该可变电阻器140并生成热量。该EMI屏蔽线圈组件40被设置成使得来自该可变电阻器140的该热量淬灭该主线圈组件30。

Description

超导磁体系统和用于制造具有双级淬灭的超导磁体系统的 方法
技术领域
本公开整体涉及超导磁体系统和用于制造超导磁体系统的方法，并且更具体地涉及超导磁体系统和用于制造在磁共振成像系统中使用的超导磁体系统的方法。
背景技术
现代磁共振成像(MRI)系统结合了服务于不同功能的多个超导磁体线圈。一般来讲，通过以与当电流流动通过导电线时期望提供的磁场模式相对应的缠绕模式缠绕导电线来形成线圈。为了刚性和易于制造，作为整个磁共振成像系统的子部件，导电线通常缠绕在支撑结构(也称为线圈架)周围。环氧树脂材料也可以或另选地用于提供刚性并维持缠绕模式。
一组超导线圈(统称为主线圈组件或主磁体)提供静态、稳定且空间上均匀的磁场(也称为B0场)。另一组超导线圈(统称为B0线圈组件或电磁干扰(EMI)屏蔽线圈组件)保护B0场免受低频EMI的影响，所述低频EMI例如可能由MRI系统附近的机器或车辆引入。可以提供附加组的线圈以用于其他功能，诸如生成特定场谐波以确保B0场内的场均匀性的匀场线圈(有源和/或无源)，以及用于提供杂散场控制的补偿线圈。
MRI系统还包括在真空下包含氦的制冷系统。制冷系统被配置为将主磁体和B0线圈组件保持为极冷，接近绝对零度，以便将通过其传导电力的电阻减小到基本上为零。主磁体和B0线圈组件被配置为使得当极冷时，用于通过其传导电流的电阻变成基本上为零。在仅极小电阻的情况下，主磁体和B0线圈组件在这些极低温度下是超导的，从而导致高电流，这些高电流继而生成非常强的磁场(B0场)。在现代主磁体的情况下，该磁场可以是大约1.5T、3.0T或更高。
应当认识到，提供更强的B0场使得MRI系统能够为被成像的对象(诸如，人类或动物患者)提供更高的图像质量。然而，增加的磁性强度也增加了在磁性物体在使用期间被不经意地留在MRI系统附近的情况下伤害患者和/或损坏MRI系统或其他附近部件的风险。出于安全目的，现代MRI系统被配置为使得由主磁体产生的强B0场可在必要时(例如，在紧急情况下)被快速移除。特别地，由主磁体产生的B0场在称为“淬灭”主线圈组件的过程中被消除或移除。简言之，通过使其中的线圈为非超导的来淬灭主磁体。当主磁体内的线圈不再是超导的时，通过其的电阻迅速增加，从而导致电流流动迅速减小，并且同样导致由主磁体产生的磁场迅速减小。
存在用于淬灭MRI系统(特别是产生磁场的主线圈组件或主磁体)的两种公知的方法。第一，MRI系统可配备有内部加热器，该内部加热器定位在主磁体的一部分附近。内部加热器可连接到用于向内部加热器提供电力的外部装置，从而导致内部加热器产生热量。外部装置也可称为磁体失超单元(MRU)，其包括用于为MRI系统内侧的内部加热器供电的内部电池。来自内部加热器的热量足以战胜先前将主磁体维持在上述极低温度下的系统，从而增加主线圈组件内的温度。这继而淬灭主线圈组件(即，导致主磁体变成非超导的)，从而导致磁场快速下降，使得能够解决紧急情况。
用于淬灭主线圈组件的第二方法是消除制冷系统中的真空，该真空维持使主磁体和B0线圈组件超导所需的极低温度。主线圈组件通常用液氦冷却，液氦如上所述在真空下被保持在MRI系统内。真空端口设置在MRI系统的外部上，其提供通向制冷系统内的真空容器(也称为低温恒温容器)的进入点。真空端口包括被设计成由尖锐物体穿透以破坏真空密封的部分。这样，操作者可使用尖锐的穿刺装置来摧毁真空密封，从而消除用于超导的必要冷却并淬灭MRI系统。
发明内容
提供本发明内容是为了介绍将在下面的具体实施方式中进一步描述的一系列概念。本发明内容不旨在识别要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于帮助限制要求保护的主题的范围。
本公开的一个实施方案整体涉及具有双级淬灭的超导磁体系统。所述超导磁体系统包括：主线圈组件，所述主线圈组件具有被配置为当传导低于第一临界电流的电流时超导的线圈部分；和EMI屏蔽线圈组件，所述EMI屏蔽线圈组件具有电耦合到可变电阻器的一个或多个线圈部分。所述一个或多个线圈部分被配置为当传导低于第二临界电流的电流时超导。所述可变电阻器被配置为当传导低于第三临界电流的电流时超导并且当传导处于或高于所述第三临界电流的电流时非超导，其中所述第三临界电流小于所述第一临界电流和所述第二临界电流两者。所述EMI屏蔽线圈组件被配置为使得在所述EMI屏蔽线圈组件内生成磁通量导致传导通过所述可变电阻器的所述电流超过所述第三临界电流，从而淬灭所述可变电阻器并生成热量。所述EMI屏蔽线圈组件被设置成使得来自所述可变电阻器组件的所述热量淬灭所述主线圈组件。
在根据本公开的另一方面中，所述可变电阻器物理接触所述主线圈组件。
在根据本公开的另一方面中，所述可变电阻器至少部分地与所述主线圈组件的所述线圈部分盘绕在一起。
在根据本公开的另一方面中，所述系统被配置为使得将具有磁矩的铁质物体定位在所述EMI屏蔽线圈组件附近在所述EMI屏蔽线圈组件内生成所述磁通量。在其他方面中，所述铁质物体是质量在2.5kg与20kg之间的金属圆柱体和金属杆中的一者。在其他方面中，所述系统被配置为使得通过沿着所述主线圈组件的中心轴线朝向所述系统移动所述铁质物体来生成所述磁矩。在其他方面中，所述系统被配置为使得在所述铁质物体与所述EMI屏蔽线圈组件之间没有物理接触的情况下生成所述磁矩。
根据本公开的另一方面包括铁质物体，所述铁质物体被配置为使得将所述铁质物体定位在所述EMI屏蔽线圈组件附近在所述EMI屏蔽线圈组件内生成所述磁通量。
在根据本公开的另一方面中，所述可变电阻器被配置为使得所述第三临界电流在2.5安培与20安培之间。
在根据本公开的另一方面中，所述可变电阻器是所述EMI屏蔽线圈组件内的导体的一部分，所述导体已经被处理成使得所述部分在经受所述第三临界电流时超导并且所述导体的其余部分在经受所述第二临界电流时超导。在其他方面中，所述导体形成所述一个或多个线圈部分中的至少一者。
另一实施方案涉及一种用于制造具有双级淬灭的超导磁体系统的方法。所述方法包括：提供主线圈组件，所述主线圈组件具有被配置为当传导低于第一临界电流的电流时超导的线圈部分；以及提供EMI屏蔽线圈组件，所述EMI屏蔽线圈组件具有被配置为当传导低于第二临界电流的电流时超导的一个或多个线圈部分。所述方法还包括将可变电阻器电耦合到所述EMI屏蔽线圈组件，其中所述可变电阻器被配置为当传导低于第三临界电流的电流时超导并且当传导处于或高于所述第三临界电流的电流时非超导，并且其中所述第三临界电流小于所述第一临界电流和所述第二临界电流两者。所述方法还包括将所述可变电阻器配置为使得在所述EMI屏蔽线圈组件内生成磁通量导致传导通过所述可变电阻器的所述电流超过所述第三临界电流，从而淬灭所述可变电阻器并生成热量。所述方法还包括将所述EMI屏蔽线圈组件设置成使得来自所述可变电阻器的所述热量淬灭所述主线圈组件。
根据本公开的另一方面还包括设置所述可变电阻器以便物理接触所述主线圈组件。
根据本公开的另一方面还包括将所述可变电阻器的至少一部分与所述主线圈组件的所述线圈部分盘绕在一起。
根据本公开的另一方面还包括将所述EMI屏蔽线圈组件配置为使得将具有磁矩的铁质物体定位在所述EMI屏蔽线圈组件附近在所述EMI屏蔽线圈组件内生成所述磁通量。
根据本公开的另一方面还包括将所述系统配置为使得当外部装置定位在所述EMI屏蔽线圈组件附近而其间没有物理接触的情况下淬灭所述主线圈组件。
根据本公开的另一方面还包括将所述系统配置为使得当外部装置定位在所述EMI屏蔽线圈组件附近而没有为所述外部装置供电的电源的情况下淬灭所述主线圈组件。
根据本公开的另一方面还包括将所述EMI屏蔽线圈组件配置为使得经由外部线圈生成磁场在所述EMI屏蔽线圈组件内生成所述磁通量。
根据本公开的另一方面还包括将所述系统配置为使得通过沿着所述主线圈组件的中心轴线朝向所述系统移动所述铁质物体来生成所述磁矩。
另一实施方案涉及一种具有双级淬灭的超导磁体系统。所述超导磁体系统包括：主线圈组件，所述主线圈组件具有被配置为当传导低于第一临界电流的电流时超导的线圈部分；和EMI屏蔽线圈组件，所述EMI屏蔽线圈组件具有被配置为当传导低于第二临界电流的电流时超导的一个或多个线圈部分。可变电阻器电耦合到所述EMI屏蔽线圈组件并且热耦合到所述主线圈组件，所述可变电阻器被配置为当传导低于第三临界电流的电流时超导并且当传导处于或高于所述第三临界电流的电流时非超导，所述第三临界电流小于所述第一临界电流和所述第二临界电流两者。外部装置被配置为当定位在所述EMI屏蔽线圈组件附近时在所述EMI屏蔽线圈组件内生成磁通量，其中在所述EMI屏蔽线圈组件内生成所述磁通量导致传导通过所述可变电阻器的所述电流超过所述第三临界电流，从而淬灭所述EMI屏蔽线圈组件并生成热量。所述EMI屏蔽线圈组件被设置成使得在所述EMI屏蔽线圈组件内生成的所述热量淬灭所述主线圈组件。
从以下结合附图的实施方式中，本公开的各种其他特征、目的和优点将变得显而易见。
附图说明
参考以下附图描述本公开。
图1是结合根据本公开的被配置为被淬灭的磁体系统的磁共振成像(MRI)系统的示意图；
图2是类似于图1的MRI系统的MRI系统的截面侧视图；
图3是本领域中目前已知的磁性失超单元的前视图；
图4是MRI系统的局部前视图，示出了真空端口和用于穿刺真空端口以用于淬灭MRI系统的对应工具；
图5是在本领域中目前已知的MRI系统中使用的主线圈组件的示意图；
图6是在本领域中目前已知的MRI系统中使用的EMI屏蔽线圈组件的示意图；
图7是根据本公开的结合可变电阻器的EMI屏蔽线圈组件的示意图；
图8是描绘图7的可变电阻器在使用中的电特性的曲线图；
图9是根据本公开的磁体系统的示意图，包括主线圈组件和EMI屏蔽线圈组件两者；
图10是根据本公开配置的MRI系统连同用于淬灭MRI系统的铁质物体或磁通量发生器的等轴视图；并且
图11是根据本公开的用于淬灭MRI系统的示例性方法的流程图。
具体实施方式
本公开整体涉及超导磁体系统和用于制造在磁共振成像(MRI)系统中使用的超导磁体系统的方法。如下面将进一步讨论的，这些磁体系统可以被集成在MRI系统内，这些MRI系统在其他方面类似于本领域中目前已知的那些系统，例如由GE 生产的3.0TSIGNATMMR。
图1示出了根据本公开的磁体系统20的一个实施方案的一部分，其被示出为集成到MRI系统10中。MRI系统10包括成像部分22和处理部分24，该处理部分被配置为用于以本领域中目前已知的方式处理从成像部分22接收的数据。MRI系统10的成像部分22通常由机架26支撑。成像部分22的部件由机架26支撑，以便大致包围MRI系统10的孔28。孔28被配置为使得对象可在使用期间定位在其中以进行成像(例如，人类患者躺在孔28内的患者台27上)。
成像部分22的部件中由机架26支撑的一个部件是主线圈组件30，其如上所述是磁体系统20内的主磁体的一部分。主线圈组件30具有以本领域中已知的方式包在支撑结构(示出为线圈架31)周围的导电材料(例如，金属线)的一个或多个盘绕部分。主线圈组件30中的该一个或多个线圈部分中的每一者并且特别是其导电材料各自被配置为当传导低于第一临界电流的电流时超导。作为非限制性示例，第一临界电流可以是大约1000安培。主线圈组件30被配置为跨孔28产生静态、稳定且空间上均匀的磁场(也称为B0场)。
如图1和图2所示，主线圈组件30被填充有液氦的低温恒温容器32包围。液氦用于将主线圈组件30(以及磁体系统20内的EMI屏蔽线圈组件40，如下所述)中的温度维持在接近绝对零度。这些低温提供通过主线圈组件30以及同样通过EMI屏蔽线圈组件40的超导能力。液氦在真空下被维持在低温恒温容器32内，该低温恒温容器可经由真空端口34被穿刺以在紧急情况下淬灭主线圈组件30，如上面在背景技术部分中所述。低温恒温容器32的外表面以本领域中已知的方式被热绝缘件36和热屏蔽件37包围，以便使对主线圈组件30和EMI屏蔽线圈组件40的冷却最大化。还可在主线圈组件30与EMI屏蔽线圈组件40之间提供附加的热绝缘件39，以大致防止其间的热连通，但存在下面讨论的重要例外。
机架26还支撑EMI屏蔽线圈组件40以便定位在主线圈组件30内侧，如上面所介绍的。EMI屏蔽线圈组件40由一个或多个线圈部分构成，该一个或多个线圈部分包括由以本领域中已知的方式包在线圈架31周围的导电材料(例如，金属线)形成。当传导低于第二临界电流的电流时，EMI屏蔽线圈组件40并且特别是其中的导体被配置为超导，这将在下面进一步讨论。作为非限制性示例，第二临界电流可以是大约100安培。EMI屏蔽线圈组件40被配置为以本领域中已知的方式屏蔽或保护由主线圈组件30产生的B0场免受低频电磁干扰(EMI)，例如由附近的交通、停车场或在MRI系统附近产生磁通量的移动金属物品导致的低频EMI。
图1和图2的MRI系统10还包括由机架26支撑的在主线圈组件30内侧的附加线圈组件，其提供本领域中目前已知的各种功能。这些附加线圈组件50可包括磁梯度线圈52、有源匀场片54A和无源匀场片54P、补偿线圈56和/或RF发射线圈组件(未示出)。对于本领域中目前已知的MRI系统，磁梯度线圈包括一个或多个线圈部分，该一个或多个线圈部分在由主线圈组件30生成的B0场内沿着三个X、Y和Z轴中的任一轴共同地生成磁梯度。类似地，RF发射线圈组件包括发射和/或接收存在于孔28内的磁脉冲的一个或多个线圈。由机架26支撑的用于本领域中目前已知的MRI系统的其他线圈和部件可被定位和绝缘，以便彼此热隔离。
图2还示出了通过其向MRI系统10提供功率的电源线42，以及通过其与MRI系统10传送制冷剂的冷头和冷凝器44，每个都是以本领域中已知的方式。还示出了主开关46，其控制MRI系统10的操作状态。主开关46提供用于以本领域中已知的方式对具有基本上零电阻的超导线圈进行充电或放电的机构。还提供了淬灭保护控制系统48，其控制在淬灭情况期间提供给不同线圈的功率以便最小化对其的损坏。淬灭保护控制系统48还可被配置为以常规方式起作用。简言之，淬灭保护控制系统48检测淬灭事件何时首先在其起点处发起(例如，超导线圈内的第一位置何时失去其超导状态并变成电阻性的)。淬灭保护控制系统38随后淬灭整个磁体，以将存储在磁体中的能量均匀地倾卸到整个冷气团中。这防止了磁体由于被倾卸到淬灭原件及其附近的所有能量而被烧坏。换句话讲，淬灭保护控制系统48在淬灭事件期间保护超导磁体。
返回图1，MRI系统10的处理部分24通常包括控制器60、主磁场控制器62、EMI屏蔽线圈控制器64、梯度场控件65、RF发射器66、RF发射-接收(T-R)开关68、RF接收器70、存储器72和显示装置74。控制器60特别地经由主磁场控制器62控制通过主线圈组件30的电流流动，从而控制孔28中的电磁B0场的强度。类似地，控制器60经由EMI屏蔽线圈控制器64控制通过EMI屏蔽线圈组件40的电流流动，并且经由梯度场控制器65控制通过磁梯度线圈的电流流动。由控制器60提供的控制可以是本领域中公知的。
T-R开关68选择性地将RF发射线圈组件电耦合到RF发射器66和RF接收器70。控制器60经由T-R开关68导致由RF发射器66生成射频(RF)场脉冲，这导致在孔28内的对象中激励磁共振。在特定实施方案中，RF发射器66生成以质子(氢核)和/或碳(例如，13C核)的拉莫尔频率为中心的共振频率下的信号。在生成这些RF激励脉冲时，通过T-R开关68断开RF接收器70。然后，T-R开关128将RF发射线圈组件从RF发射器66断开并且将RF接收器70连接到RF发射线圈组件。这使得RF接收器70能够接收由RF激励脉冲引起的对象中的受激核产生的MR信号。这些MR信号由控制器60接收，这些MR信号经由本领域中目前已知的处理技术被用于产生对象的图像。
图3示出了磁体失超单元80(也称为MRU)的示例，其类似于本领域中目前已知的那些磁体失超单元。磁体失超单元80包括连接器82，该连接器被配置为将磁体失超单元80电耦合到MRI系统10，具体地经由插入到在MRI系统10的外部上可接近的相似连接器84(图1)中。如上面在背景技术部分中所述，在MRI系统10的外部上的连接器84电耦合到在MRI系统10的内侧的加热器86，该加热器被配置为当向其提供功率时产生热量。这导致MRI系统10内的超导磁体由于增加的热量而淬灭，从而不再是超导的。经由磁体失超单元80内的电源88(诸如，电池)向加热器86提供功率。磁体失超单元80经由致动开关90被激活(即，以从电源88向MRI系统10中的加热器86提供功率)。由于激活磁体失超单元80导致MRI系统10淬灭，从而停止任何进程中的成像并且可能对MRI系统10的部件造成损坏，因此经由枢转盖门92来保护开关90免受意外致动。这样，磁体失超单元80是本领域中已知的用于淬灭MRI系统10的一种方法的一部分，该方法仍然可用作由本发明所公开的MRI系统10提供的新淬灭方法的替代或备份。
图4示出了用于经由本领域中目前已知的另一种方法来淬灭MRI系统10的机构的示例。如上所述，MRI系统10包括真空端口34，可通过该真空端口破坏包含使磁体过冷的液氮的低温恒温容器32的真空。特别地，真空端口34具有垂直延伸远离MRI系统10的外壁108。正面110垂直于壁108形成，由此在本示例中，正面110平行于MRI系统10的外部。穿刺孔112限定在正面110内，其可以是通孔，或者是正面110的相对于正面110的周围部分更薄或以其他方式弱化的区域。
图4还描绘了工具100的示例，该工具被配置为与真空端口34结合工作以在必要时破坏低温恒温容器32内的真空。工具100从一端处的柄部102延伸到相对端处的头部103。腔104形成在工具100的头部103内，并且被配置为对应于真空端口34的外壁108和正面110，使得当工具100在使用中时，真空端口34可基本上定位在腔104内。销106从腔104的基部105向外延伸并且在腔104内居中。销106可以由金属制成，例如由钢制成。工具100的柄部102和其余部分也可以是金属的或者可以由另一种材料(诸如，塑料)形成。这样，外壁108与腔104之间的接合提供工具100的销106与真空端口34的穿刺孔112之间的对准。当销106与穿刺孔112对准时，朝向穿刺孔112向内按压销106物理穿刺低温恒温容器32的一部分，从而破坏其中的真空。如上所述，穿刺低温恒温容器32内的真空极大地降低了制冷系统冷却主线圈组件30和EMI屏蔽线圈组件40的能力，从而淬灭MRI系统10内的超导磁体。
本发明人已经认识到，用于淬灭MRI系统的这些现有技术机构中的每一者都具有故障的风险，从而当在紧急情况下未能淬灭MRI系统时，这使患者和设备的安全遭受风险。例如，磁体失超单元80是与MRI系统分离的装置，并且因此在紧急情况下可能不容易使用。在特定示例中，磁体失超单元80可保持在医疗设施内的集中位置，从而对定位和获得磁体失超单元80以供使用造成延迟。当操作者突然需要磁体失超单元80时，该磁体失超单元也可能从其指定的存储位置丢失。另外，磁体失超单元80必须随着时间的推移进行维护(例如，电池充电、电池更换)、测试和校准。操作者可能发现电池、开关90、导线和/或连接器82发生故障，从而防止磁体失超单元80被用于淬灭MRI系统10。磁体失超单元80也容易受到损坏，例如由于掉落在地面上。就相反方面而言，即使磁体失超单元80完全起作用，MRI系统10内的加热器86也可能不可操作和/或以减退的容量操作，从而减缓或防止加热器86淬灭MRI系统10。
当依靠工具100来经由真空端口34破坏真空以淬灭MRI系统10时，也存在故障的风险。与磁体失超单元80一样，工具100可能难以在医疗设施内定位。工具100还可能由于损坏而失效，例如由于销106弯曲或丢失或工具100的头部103中的裂痕。另一种可能性是穿刺孔112被不适当地加工或设定尺寸，使得销106不能足够地进入以穿刺低温恒温容器32。同样，低温恒温容器32的与真空端口34的穿刺孔112对准的壁可能比预期的更坚硬，导致销106折断而不是销106破坏真空。
工具100的另一个缺点是，即使工具100按预期工作，低温恒温容器32也必然被损坏，从而需要昂贵的维修。
由于这些及其他原因，本发明人已经开发了用于淬灭MRI系统10的另选机构，其也称为双级淬灭方法或系统。
图5示出了对主线圈组件120的高级描绘，该主线圈组件被配置为以本领域中已知的方式跨MRI系统10的孔28产生静态、稳定且空间上均匀的磁场(B0场)。主线圈组件120包括经由导体121电耦合以形成电路的盘绕部分122。作为非限制性示例，盘绕部分122可包括铌-钛或其他常规已知材料。开关124与盘绕部分122串联接线并且可操作以选择性地断开和闭合主线圈组件120的电路。开关124(其可与图2中示出的开关46相同)提供用于允许流动通过主线圈组件120的电流从其移除的机构。如上所述，当开关124断开时，其将电阻引入到主线圈组件120(其先前基本上为零电阻)中，使得主线圈组件120变成典型的R-L(非超导)电路。在没有任何外部电源的情况下，电流将在主线圈组件120内自然衰减。当外部电源适当地与开关124并联连接时，主线圈组件120中的电流可比上述自然衰减快得多地被移除，如本领域中已知的。图5的示例示出了具有一个盘绕部分122的主线圈组件120，其可作为主线圈组件30结合在用于根据本公开的MRI系统10的磁体系统20内。然而，本公开还设想了具有多于一个盘绕部分的主线圈组件。
盘绕部分122和导体121各自被配置为超导的，只要流动通过其中的电流保持低于第一临界电流(例如，第一临界电流是大约1000安培，如上所述)。一旦流动通过主线圈组件120的电流超过第一临界电流，通过主线圈组件120的电阻就显著增加，从而不再是超导的。当通过主线圈组件120的电阻大于零时，通过主线圈组件120的电流急剧减小，由此产生的磁场也急剧减小。换句话讲，当流动通过其中的电流低于第一临界电流时，主线圈组件120是超导的，并且当流动通过其中的电流超过第一临界电流时，该主线圈组件变成淬灭的。
另外，在淬灭之后(即，当电阻不再基本上为零时)，电流继续流动通过主线圈组件120生成热量。该热量超过MRI系统的制冷系统的冷却能力，从而导致低温恒温容器32内的液氦蒸发和汽化。
图6示出了对如本领域中公知的电磁干扰(EMI)屏蔽线圈组件130的高级描绘，该EMI屏蔽线圈组件如上所述保护B0场免受低频EMI的影响。以举例的方式，场中MRI系统的外部电磁干扰通常在mG(毫高斯)水平下，从而导致在EMI屏蔽线圈组件130内生成在mA水平下的电流。
EMI屏蔽线圈组件130包括第一线圈部分132和第二线圈部分134，这些线圈部分各自被配置为当电流流动通过其中时产生磁场。第一线圈部分132和第二线圈部分134经由导体131串联地电耦合在一起以形成电路。开关136与第一线圈部分132和第二线圈部分134串联接线，以选择性地断开和闭合通过其的电路。开关136提供用于允许流动通过EMI屏蔽线圈组件130的电流从其移除的机构。当开关136断开时，其将电阻引入到EMI屏蔽线圈组件130(其先前具有基本上零电阻)中，使得EMI屏蔽线圈组件130变成典型的R-L(非超导)电路。在没有任何外部电源的情况下，在EMI屏蔽线圈组件130中流动的电流快速衰减到零，如本领域中已知的。在示出的示例中，限流器(示出为电阻器138)与第一线圈部分132和第二线圈部分134并联接线。
图6的EMI屏蔽线圈组件130也容易以与主线圈组件120相同的方式淬灭。然而，当传导低于第二临界电流(其不同于主线圈组件120的第一临界电流)的电流时，EMI屏蔽线圈组件130并且特别是其中的导体(例如，导体131、第一线圈部分132和/或第二线圈部分134)可以是超导的。
图7示出了根据本公开的EMI屏蔽线圈组件40，其如上所述是MRI系统10的成像部分22内的磁体系统20的一部分(参见例如图1)。EMI屏蔽线圈组件40结合与本领域中常规已知的(诸如，在图6中示出的EMI屏蔽线圈组件130内的)那些部件相同或类似的部件。因此，在给定部件可与用于图6中示出的EMI屏蔽线圈组件130的那些部件相同的情况下，使用相同的编号。在图7中示出的示例中，EMI屏蔽线圈组件40包括第一线圈部分132和第二线圈部分134，这些线圈部分同样经由导体131串联地电耦合在一起以形成电路。虽然该示例示出了具有特定两个线圈部分的EMI屏蔽线圈组件40，但是应当认识到，本公开还设想了其中在EMI屏蔽线圈组件40内存在更多或更少线圈部分的配置。
继续参考图7，第一线圈部分132和第二线圈部分134也串联地连接到开关136，该开关可以是本领域中已知的常规开关。开关136使得MRI系统10能够选择性地断开和闭合EMI屏蔽线圈组件40电路，以根据需要倾卸流动通过第一线圈部分132和第二线圈部分134的电流。例如，可以倾卸电流以中断通过EMI屏蔽线圈组件40的超导，从而停止经由第一线圈部分132和第二线圈部分134产生磁场。在该示例中，未示出限流器。然而，本公开设想了其中限流器(诸如，图6中示出的电阻器138)可结合到图7的EMI屏蔽线圈组件40的电路中的另选配置。例如，电阻器138可与第一线圈部分132和第二线圈部分134(它们自身串联地电耦合在一起)并联接线。
与图6的配置形成对比，图7的EMI屏蔽线圈组件40现在结合可变电阻器140，其与第一线圈部分132、第二线圈部分134和开关136串联接线。与第一线圈部分132和第二线圈部分134相似，可变电阻器140被配置为在磁体系统20(以及更一般地，MRI系统10)的正常操作期间超导。然而，在这种情况下，可变电阻器140特别地被配置为当传导低于第三临界电流的电流时超导。第三临界电流小于主线圈组件30的第一临界电流，并且也小于EMI屏蔽线圈组件40的第二临界电流。这样，可变电阻器140被特别设计成EMI屏蔽线圈组件40内的超导电路的最敏感部分，并且比主线圈组件30更敏感。
在特定示例中，可变电阻器140是电耦合到导体131、第一线圈部分132和/或第二线圈部分134的独立元件。例如，可变电阻器140可以是经由超导接头141耦合到电路的具有更低载流容量的小长度导体。作为非限制性示例，可变电阻器140可包括具有铜/镍或铜/锰基质的铌-钛，其中导体131、第一线圈部分132和第二线圈部分134包括具有铜基质的铌-钛。超导接头141可包括本领域中目前已知的超导接头的特性。本发明人已经认识到，可变电阻器140也可由与EMI屏蔽线圈组件40中的导体的其余部分不同的材料基质形成，例如由铜和镍(对比铜和锰)构成。使用不同的材料基质提供进一步增加通过可变电阻器140的有效电阻的附加益处。本发明人已经认识到，在特定实施方案中，当在EMI屏蔽线圈组件40中用相同的电流进行淬灭时，针对可变电阻器140使用不同的基质材料可提供更高的电阻。这种更高的电阻生成更多的热量，从而根据本公开甚至更快地淬灭主线圈组件120。
在其他示例中，可变电阻器140是导体131、第一线圈部分132和/或第二线圈部分134自身中的一者或多者的已经被修改为具有更低载流容量的一部分。例如，导体131、第一线圈部分132和/或第二线圈部分134的一部分可经受使通过该部分的临界电流削弱的热处理。
在其他示例中，可变电阻器140是导体131、第一线圈部分132和/或第二线圈部分134中的一者或多者的在导线中具有很少或没有扭绞节距的一部分。本发明人已经认识到，相对于EMI屏蔽线圈组件40内的其余导体，这种节距变化不仅提供增加可变电阻器140内的电阻的益处，而且导致增加电阻的变化率更快。
应当认识到，对于可变电阻器140的这些示例中的任一者，当通过可变电阻器140传导超过第三临界电流的电流时，电阻显著增加，如图8所示。特别地，当通过可变电阻器140的电流在零与第三临界电流ICC之间时，电阻基本上为零。一旦通过可变电阻器140的电流超过第三临界电流ICC，电阻就以阶梯状方式从零增加到非零值，在此示出为临界电流处电阻RCC。然后，随着通过可变电阻器140的电流进一步上升，电阻继续进一步增加，在此为线性函数。在特定示例中，可变电阻器140被配置为具有5安培与10安培之间的第三临界电流ICC，这导致0.1欧姆的临界电流处电阻RCC。一旦可变电阻器140是非超导的，整个EMI屏蔽线圈组件40就变成非超导的，或者换句话讲变成淬灭的。
应当认识到，当不再超导时，可变电阻器140的加热功率是电流平方与电阻的乘积：P＝i2×R。因此，在可变电阻器140具有5安培与10安培之间的第三临界电流ICC和0.1欧姆的临界电流处电阻RCC的配置中，在第三临界电流下生成2.5瓦特与10瓦特之间的功率(其仅随着电阻和电流进一步上升而增加)。还应当认识到，电流、电阻和功率的这些示例仅仅是示例，并且本公开设想了这些值的更宽范围，诸如第三临界电流是大约10安培或在3安培与50安培之间，并且临界电流处电阻RCC在0.1欧姆与1欧姆之间。
通过实验和开发，本发明人已经认识到，如果可变电阻器140(或者当非超导时EMI屏蔽线圈组件40的另一部分)定位成足够靠近主线圈组件30，则2.5瓦特至10瓦特的功率将足以也淬灭主线圈组件30。图9是根据本公开的磁体系统20的示意图，其包括类似于图5的主线圈组件的主线圈组件30。磁体系统20包括类似于图7的EMI屏蔽线圈组件的EMI屏蔽线圈组件40，但是为了简单起见，现在仅描绘了第一线圈部分132。EMI屏蔽线圈组件40包括如上所述的可变电阻器140，该可变电阻器定位成紧邻主线圈组件30的一部分。通过实验和开发，本发明人已经确定本文所公开的系统和方法允许使用甚至非常低水平(例如，毫焦耳水平)的能量来淬灭系统。
在示出的示例中，可变电阻器140定位成邻近主线圈组件30内的导体121中的一者，而不是邻近盘绕部分122。然而，应当认识到，可变电阻140所定位的位置是灵活的，其例如可另选地在盘绕部分122的线圈附近或甚至在其内侧。在特定示例中，可变电阻器140也形成为盘绕形状，并且至少部分地与主线圈组件30的盘绕部分122内侧的导体一起缠绕，以便彼此同轴地对准。提供与导体121和/或盘绕部分122直接热接触的可变电阻器140是用于传递热量以使得可变电阻器140可以本发明所公开的方式淬灭主线圈组件30的有效配置。
参考图2和图9，本发明人已经认识到，通过提供可变电阻器140作为EMI屏蔽线圈组件40的与第一线圈部分132不同的一部分，热绝缘件39和/或其他屏蔽件仍然可有利地用于隔离主线圈组件30和EMI屏蔽线圈组件40。
这样，图9的磁体系统20被配置为使得当通过可变电阻器140的电流超过第三临界电流时，EMI屏蔽线圈组件40被淬灭(1级淬灭)，并且主线圈组件30被淬灭(2级淬灭)。此外，该另选的淬灭机构提供了可通过使超过第三临界电流但不超过主线圈组件30的第一临界电流的电流流动通过可变电阻器140来淬灭主线圈组件30。
参考图10，本发明人还已经认识到，本文所公开的磁体系统20提供了用于经由淬灭可变电阻器140来淬灭主线圈组件30的多种方法。首先，磁通量发生器150(例如，外部磁线圈)可定位在EMI屏蔽线圈组件40附近并且被激活来以本领域中已知的方式产生磁通量152。永磁体也可用作磁通量发生器150。EMI屏蔽线圈组件40可定位在孔28内，使得无论何时在孔28内操作，磁通量发生器150都足够靠近。在另一示例中，标签154设置在MRI系统10的外部上，以向用户指示定位磁通量发生器150的位置。在特定示例中，该标签154可紧邻用于插入上述磁体失超单元80(图3)中的连接器84。为了方便并易于培训人员，磁通量发生器150可集成在磁体失超单元80内或与其一起存储。
由于靠近EMI屏蔽线圈组件40，由磁通量发生器150产生的磁通量生成通过EMI屏蔽线圈组件40的(包括在可变电阻器140内的)电流。磁通量发生器150可操作成使得通过可变电阻器140产生的电流超过第三临界电流，从而淬灭EMI屏蔽线圈组件40，随后淬灭主线圈组件30。通过实验和开发，本发明人已经认识到，虽然由系统经历的电磁干扰(EMI)的典型水平可在1毫高斯至10毫高斯的范围内，但是由本发明所公开的系统和方法引入的磁通量可以是大约1高斯至10高斯。这比环境EMI增大了1000倍，从而也提供了显著的安全系数，使得本文所述的系统和方法不会导致意外的淬灭事件。
本发明人还已经将本文所公开的磁系统20配置为还能够在不需要任何电动装置(磁体失超单元80或磁通量发生器150)并且不经由上述工具100(图4)穿刺低温恒温容器的情况下淬灭主线圈组件30。特别地，可变电阻器140被配置为使得在可变电阻器140附近移动铁质物体160足以在其中产生导致超过第三临界电流的电流的通量。在示出的示例中，铁质物体160是具有长度162、宽度164和横截面166的钢件。通过实验和开发，本发明人已经发现，当铁质物体160成形为圆柱体时，其在移动到EMI屏蔽线圈组件40附近时生成最大的通量，并且其次是杆。在特定示例中，与立方体或球体相比，当具有圆柱形横截面166时，由铁质物体160产生的通量为20至40倍。
可设定铁质物体160的尺寸(例如，长度162和宽度164)以提供足够的质量，使得当在EMI屏蔽线圈组件40附近移动时生成的通量产生超过第三临界电流的电流。在特定示例中，本发明人已经认识到，质量在5kg与10kg之间的铁质物体160在EMI屏蔽线圈组件40内产生的电流为由典型EMI干扰(诸如，交通上的在附近移动的金属等)引起的电流的100倍至1000倍。这样，磁体系统20和MRI系统10更一般地被配置为以该第三方式被选择性地淬灭，同时也避免了错误触发的风险，因为典型干扰在EMI屏蔽线圈组件40中产生少得多的电流。
本发明人还已经认识到，通过在紧急情况下使用简单的铁质物体160来淬灭主线圈组件30，可以为每个MRI系统10以成本有效的方式就地设置这些装置。返回图1，用于在MRI系统10附近安全地存储铁质物体160的一个示例性机构提供了将铁质物体160充分地捆扎到壁12。铁质物体160被支撑在平台175上，该平台可以是MRI系统10所位于的房间的地板，或者可以定位在地面之上。条带170将铁质物体160可移除地耦合到壁12，这些条带可经由紧固件172(诸如，搭锁、夹具或锁定机构(例如，如条带170一样延伸通过链条的死螺栓状杆))保持在适当位置中。这样，操作者可在紧急情况下快速从壁12移除铁质物体160，而不需要工具，或者不需要离开房间。根据铁质物体160的质量、尺寸和形状以及不同的安全考虑(包括不允许铁质物体160被无意地拉脱操作者的抓握)，铁质物体160可设置在手推车174上。当不使用时，手推车174也可以与上述铁质物体160类似的方式可移除地紧固在房间内的适当位置中。应当认识到，铁质物体160也可被保持在房间外部。
图11是根据本公开的示出用于制造具有双级淬灭的超导磁体系统的方法200的一个示例的流程图。步骤202提供：提供具有被配置为当传导低于第一临界电流的电流时超导的线圈部分的主线圈组件。步骤204提供：提供具有被配置为当传导低于第二临界电流的电流时超导的一个或多个线圈部分的EMI屏蔽线圈组件。步骤206提供：将可变电阻器电耦合到EMI屏蔽线圈组件，其中可变电阻器被配置为当传导低于第三临界电流的电流时超导并且当传导处于或高于第三临界电流的电流时非超导，第三临界电流小于第一临界电流和第二临界电流两者。在步骤208中，将可变电阻器配置为使得在EMI屏蔽线圈组件内生成磁通量导致传导通过可变电阻器的电流超过第三临界电流，从而淬灭可变电阻器并生成热量。步骤210提供：将EMI屏蔽线圈组件设置成使得来自可变电阻器的热量淬灭主线圈组件。
这样，本发明人已经开发了本文所公开的系统和方法作为用于根据需要淬灭MRI系统10的主线圈组件30的另一机构。这些系统和方法有利地允许使用在本领域中目前已知的MRI系统中使用的已知的许多部件。同样，新的双级淬灭机构不会防止使用本领域中目前已知的其他淬灭机构，而是提供了用于根据需要进行淬灭的更简单、更方便和更成本有效的解决方案。
应当认识到，虽然本公开大致聚焦于MRI系统和使用此类系统来对患者进行成像，但是也设想了其他用途。例如，MRI系统可与其他类型的医学成像技术组合，诸如计算机断层摄影(CT)、正电子发射断层显像(PET)、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)、超声或用于生成图像的任何其他系统。另外，本文所公开的系统不必限于用于对患者(人类或动物)进行成像的系统，而是还可用于安全或其他目的(例如，机场行李扫描仪)。
附图中提供的功能框图、操作序列和流程图表示用于执行本公开的新颖方面的示例性架构、环境和方法。虽然为了简化说明的目的，本文包括的方法可以是功能图、操作顺序或流程图的形式，并且可以被描述为一系列行为，但是应该理解并认识到，方法不受行为顺序的限制，因为一些行为可以根据其与不同的顺序发生和/或与本文所示和所述的其他行为同时发生。例如，本领域技术人员应当理解并认识到，方法可以另选地表示为一系列相互关联的状态或事件，诸如在状态图中。而且，并非所有方法中所示的行为都可能是新颖实现所必需的。
该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域技术人员能够执行和使用本发明。为了简洁、清楚和易于理解而使用了某些术语。除了现有技术的要求之外，不应从中推断出不必要的限制，因为此类术语仅用于描述目的并且旨在被广义地理解。本发明的专利范围由权利要求书限定，并且可包括本领域的技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求书的字面语言没有不同的特征或结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差别的等效特征或结构元件，则这些其他示例旨在在权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种具有双级淬灭的超导磁体系统，所述超导磁体系统包括：
主线圈组件，所述主线圈组件具有被配置为当传导低于第一临界电流的电流时超导的线圈部分；和
EMI屏蔽线圈组件，所述EMI屏蔽线圈组件具有电耦合到可变电阻器的一个或多个线圈部分，所述一个或多个线圈部分被配置为当传导低于第二临界电流的电流时超导，并且所述可变电阻器被配置为当传导低于第三临界电流的电流时超导并且当传导处于或高于所述第三临界电流的电流时非超导，其中所述第三临界电流小于所述第一临界电流和所述第二临界电流两者；
其中所述EMI屏蔽线圈组件被配置为使得在所述EMI屏蔽线圈组件内生成磁通量导致传导通过所述可变电阻器的所述电流超过所述第三临界电流，从而淬灭所述可变电阻器并生成热量；并且
其中所述EMI屏蔽线圈组件被设置成使得来自所述可变电阻器的所述热量淬灭所述主线圈组件。
2.根据权利要求1所述的超导磁体系统，其中所述可变电阻器物理接触所述主线圈组件。
3.根据权利要求1所述的超导磁体系统，其中所述可变电阻器至少部分地与所述主线圈组件的所述线圈部分盘绕在一起。
4.根据权利要求1所述的超导磁体系统，其中所述系统被配置为使得将具有磁矩的铁质物体定位在所述EMI屏蔽线圈组件附近在所述EMI屏蔽线圈组件内生成所述磁通量。
5.根据权利要求4所述的超导磁体系统，其中所述铁质物体是质量在2.5kg与20kg之间的金属圆柱体和金属杆中的一者。
6.根据权利要求1所述的超导磁体系统，还包括铁质物体，所述铁质物体被配置为使得将所述铁质物体定位在所述EMI屏蔽线圈组件附近在所述EMI屏蔽线圈组件内生成所述磁通量。
7.根据权利要求1所述的超导磁体系统，其中所述可变电阻器被配置为使得所述第三临界电流在2.5安培与20安培之间。
8.根据权利要求1所述的超导磁体系统，其中所述可变电阻器是所述EMI屏蔽线圈组件内的导体的一部分，所述导体已经被处理成使得所述部分在经受所述第三临界电流时超导并且所述导体的其余部分在经受所述第二临界电流时超导。
9.根据权利要求8所述的超导磁体系统，其中所述导体形成所述一个或多个线圈部分中的至少一者。
10.一种用于制造具有双级淬灭的超导磁体系统的方法，所述方法包括：
提供主线圈组件，所述主线圈组件具有被配置为当传导低于第一临界电流的电流时超导的线圈部分；以及
提供EMI屏蔽线圈组件，所述EMI屏蔽线圈组件具有被配置为当传导低于第二临界电流的电流时超导的一个或多个线圈部分；
将可变电阻器电耦合到所述EMI屏蔽线圈组件，其中所述可变电阻器被配置为当传导低于第三临界电流的电流时超导并且当传导处于或高于所述第三临界电流的电流时非超导，所述第三临界电流小于所述第一临界电流和所述第二临界电流两者；
将所述可变电阻器配置为使得在所述EMI屏蔽线圈组件内生成磁通量导致传导通过所述可变电阻器的所述电流超过所述第三临界电流，从而淬灭所述可变电阻器并生成热量；以及
将所述EMI屏蔽线圈组件设置成使得来自所述可变电阻器的所述热量淬灭所述主线圈组件。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括设置所述可变电阻器以便物理接触所述主线圈组件。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括将所述可变电阻器的至少一部分与所述主线圈组件的所述线圈部分盘绕在一起。
13.根据权利要求10所述的方法，还包括将所述EMI屏蔽线圈组件配置为使得将具有磁矩的铁质物体定位在所述EMI屏蔽线圈组件附近在所述EMI屏蔽线圈组件内生成所述磁通量。
14.根据权利要求10所述的方法，还包括将所述系统配置为使得当外部装置定位在所述EMI屏蔽线圈组件附近而其间没有物理接触的情况下淬灭所述主线圈组件。
15.根据权利要求10所述的方法，还包括将所述系统配置为使得当外部装置定位在所述EMI屏蔽线圈组件附近而没有为所述外部装置供电的电源的情况下淬灭所述主线圈组件。
CN202310292673.8A 2022-04-06 2023-03-23 超导磁体系统和用于制造具有双级淬灭的超导磁体系统的方法 Pending CN116895425A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/714,669 2022-04-06
US17/714,669 US11948736B2 (en) 2022-04-06 2022-04-06 Superconducting magnet systems and methods for making superconducting magnet systems having two-stage quenching

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116895425A true CN116895425A (zh) 2023-10-17

Family

ID=88239822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310292673.8A Pending CN116895425A (zh) 2022-04-06 2023-03-23 超导磁体系统和用于制造具有双级淬灭的超导磁体系统的方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11948736B2 (zh)
CN (1) CN116895425A (zh)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7701677B2 (en) 2006-09-07 2010-04-20 Massachusetts Institute Of Technology Inductive quench for magnet protection
US8314615B2 (en) * 2009-12-22 2012-11-20 General Electric Company Apparatus and method to improve magnet stability in an MRI system
US8415952B2 (en) 2009-12-23 2013-04-09 General Electric Company Superconducting magnet coil interface and method providing coil stability
CN102142311B (zh) 2010-02-02 2013-09-18 通用电气公司 超导磁体及其制造方法
WO2011122403A1 (ja) * 2010-03-30 2011-10-06 ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社 超電導マグネット装置
US8604793B2 (en) * 2010-10-21 2013-12-10 General Electric Company Superconducting magnet having cold iron shimming capability
US9201128B2 (en) 2013-09-19 2015-12-01 General Electric Company Systems for producing precision magnetic coil windings
US9305703B2 (en) 2013-09-19 2016-04-05 General Electric Company Systems for producing precision magnetic coil windings
US9463948B2 (en) 2013-09-19 2016-10-11 General Electric Company Control methods for producing precision coils
CN104730475B (zh) 2013-12-23 2020-07-07 Ge医疗系统环球技术有限公司 一种磁场调整系统和方法以及磁共振成像系统
CN112509780B (zh) * 2021-02-05 2021-07-02 华中科技大学 一种超导磁体系统及其失超保护电路

Also Published As

Publication number Publication date
US11948736B2 (en) 2024-04-02
US20230326641A1 (en) 2023-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Baig et al. Conceptual designs of conduction cooled MgB2 magnets for 1.5 and 3.0 T full body MRI systems
EP1918948B1 (en) High temperature superconducting current leads for superconduction magnets
CN102610351B (zh) 用于在失超期间保护磁共振成像磁体的装置和方法
Razeti et al. Construction and Operation of Cryogen Free ${\hbox {MgB}} _ {2} $ Magnets for Open MRI Systems
US4926289A (en) Actively shielded, superconducting magnet of an NMR tomography apparatus
JP2004141412A (ja) 磁気共鳴イメージング装置及び超電導磁石装置
US8027139B2 (en) System and method for superconducting magnet ramp-down
EP0468415B1 (en) Magnet assembly
EP0240935B1 (en) Mr magnet wiring harness circuit
US7718897B2 (en) Low AC loss superconductor for a superconducting magnet and method of making same
Ling et al. Development of a 0.5-T/240-mm $\hbox {MgB} _ {2} $ MRI Magnet: Assembly Design and Module Coils
CN208432715U (zh) 用于磁共振断层成像设备的电源装置
US7838774B2 (en) Low AC loss single-filament superconductor for a superconducting magnet and method of making same
CN116895425A (zh) 超导磁体系统和用于制造具有双级淬灭的超导磁体系统的方法
US6097187A (en) MRI magnet with fast ramp up capability for interventional imaging
JP4028917B2 (ja) 超電導磁石装置のクエンチ保護方法およびクエンチ保護回路
Parizh et al. MRI magnets
JP7126519B2 (ja) 緊急クエンチ機能を有する磁気共鳴撮像システム
Park et al. Conceptual Design of a Portable, Solid-Nitrogen-Cooled 0.5-T/560-mm Point-of-Care MRI Magnet
US11428764B2 (en) Magnetic resonance imaging system and method for rapid shutdown and recharge of a superconducting magnet
JP4304228B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置及び超電導磁石装置
US5635838A (en) Method for operating a superconductive magnet
Xu et al. An open refrigerator cooled superconducting magnet for the special purpose of magnetic resonance imaging
Mun Magnets For MRI
Averill et al. Superconducting solenoids for the polarized electron spin control system of the MIT-Bates South Hall Ring (SHR)

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination