CN117406151A - 用于磁共振成像装置的热总线结构件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁共振成像装置(11)，其包括主磁体(17)、包括至少一个梯度线圈的梯度系统(19)、热总线结构件(31)、布置在梯度系统(19)与主磁体(17)之间的屏蔽结构件(12)、以及包括冷头部的低温冷却器(32)，其中，屏蔽结构件(12)配置成减少热能向主磁体(17)的传输，并且其中，主磁体(17)包括构造成用于将主磁体(17)的各个线圈隔开的磁体间隔件，其中，热总线结构件(31)包括至少一个热总线元件，所述至少一个热总线元件延伸穿过磁体间隔件，以用于在低温冷却器(32)的冷头部与屏蔽结构件(12)之间提供热连接。

Description

用于磁共振成像装置的热总线结构件

背景技术

磁共振断层摄影(Magnetic resonance tomography)表示一种用于获取检查对象内部的图像的著名的成像方法。为了执行磁共振测量，检查对象通常定位在磁共振成像装置的强且均匀的静态磁场(B0场)中。静态磁场可以包括0.2特斯拉至7特斯拉的磁场强度，从而使检查对象内部的核自旋沿着静态磁场对准。为了触发所谓的核自旋共振，将射频激励脉冲发射到检查对象中。每个射频激励脉冲均致使检查对象内的核自旋磁化成偏离静态磁场一定量，该量被称为翻转角度。射频激励脉冲可以包括交变(电)磁场，该交变(电)磁场的频率在相应的静态磁场强度下对应于拉莫尔(Larmor)频率。激发的核自旋可能表现出旋转和衰减的磁化(核磁共振)，这可以使用专用的射频天线进行检测。为了对测量数据进行空间编码，将快速切换的磁梯度场叠加在静态磁场上。

接收到的核磁共振通常被数字化并且作为复数值储存在k空间矩阵中。这个k空间矩阵可以用作用于重建磁共振图像并确定光谱数据的基础。磁共振图像通常借助于k空间矩阵的多维傅里叶变换来重建。

磁共振成像装置的超导磁体通常需要低温恒温器来保持其低温。在一些装置中，低温恒温器包括处于中间温度(即大约50K)的热屏蔽件，该热屏蔽件配置成减少热能传递到主磁体上，该主磁体通常保持在大约4K的超导温度。热屏蔽件将磁共振成像装置的超导磁体与包括成像区域的温暖的患者孔分离。热屏蔽件通常由不同的铝合金制成，这些铝合金优选地具有低的热发射率和高的热导率，以提供高的热传递速率并减少对超导磁体的热辐射。在闭孔式扫描仪中，热屏蔽件可以是筒形形状的，其特征在于具有孔管部段，以提供通向磁共振成像装置的成像区域的通道。

在常规的磁共振成像装置中，热屏蔽件经由低温冷却器的冷头部进行冷却。冷头部与热屏蔽件的外壳热连接，从而在超导磁体周围提供了总长度为1.5m或更长的热路径。因此，冷头部与孔管上的远程位置之间的热路径与高的热阻和从热屏蔽件去除热能的高时间常数相关联。因此，常规设计在可以沉积在热屏蔽件上的静态热负荷的大小方面受到限制。此外，热屏蔽件必须足够坚固，以承受在磁共振成像装置操作期间以及在诸如超导磁体失超之类的紧急情况下产生的力。这使材料选择变得复杂，因为热屏蔽件必须满足机械、电气以及热设计的约束。

此外，由于高的热时间常数可能导致热屏蔽件内的温度波动，这可能需要很长时间才能恢复，因此常规设计限制了节能模式的使用，所述节能模式涉及调整低温冷却器的操作策略(即打开和关闭低温冷却器或者降低低温冷却器的压缩机的速度)。温度波动是不希望的，这是因为温度波动可能干扰涡流补偿算法，并且从而导致图像质量问题。此外，温度波动可能导致系统上的热负荷增加，这可能会导致“湿式系统”中的氦气蒸发或“干式系统”中的穿越减少。

发明内容

因此，本发明的目的是改进磁共振成像装置的热设计。

该目的通过根据本发明的磁共振成像装置来实现。在本发明的以下描述中具体说明了其他有利的实施方式。

本发明的磁共振成像装置包括：主磁体、包括至少一个梯度线圈的梯度系统、热总线结构件、布置在梯度系统与主磁体之间的屏蔽结构件以及包括冷头部的低温冷却器。

在一个实施方式中，本发明的磁共振成像装置配置成用于从位于磁共振成像装置的成像区域内的对象获取磁共振数据。优选地，磁共振成像装置配置成用于从位于成像区域内的对象获取磁共振图像数据，特别是诊断性磁共振图像数据。该对象可以是患者，特别是人或动物。

优选地，本发明的磁共振成像装置是闭孔式扫描仪。闭孔式扫描仪可以包括周向地封围成像区域的基本上柱形的孔。闭孔式扫描仪的主磁体可以包括一个或更多个螺线管线圈，所述一个或更多个螺线管线圈沿着柱形孔的轴向方向或旋转对称轴线包围成像区域。一个或更多个螺线管线圈可以包括在(或低于)超导温度下具有可忽略电阻的线材。经由主磁体提供的主磁场的方向可以定向成与对象进入成像区域的方向和/或柱形孔的轴向方向基本上平行。

在替代性实施方式中，本发明的磁共振成像装置是开孔式扫描仪。开孔式扫描仪的特点在于可以具有磁场生成单元，该磁场生成单元被分成两个部分，这两个部分在两个基本上相反的方向上限制成像区域。主磁场的方向可以定向成相对于成像对象进入成像区域的方向垂直或成非零角度。

主磁体可以包括一个或更多个电磁体或超导磁体或者由一个或更多个电磁体或超导磁体构成。

梯度系统包括一个或更多个梯度线圈。梯度线圈可以配置成在成像区域中产生磁梯度场。在优选的实施方式中，该梯度系统至少包括第一梯度线圈和第二梯度线圈。第一梯度线圈可以配置成在成像区域中产生第一磁梯度场。同样地，第二梯度线圈可以配置成在成像区域中产生第二磁梯度场。第一磁梯度场可以定向成基本上垂直于第二磁梯度场。梯度系统还可以包括第三梯度线圈，第三梯度线圈配置成在成像区域内产生第三磁梯度场。可设想的是，第三磁梯度场定向成与第一磁梯度场和第二磁梯度场基本上垂直。

低温冷却器可以配置成用于对磁共振成像装置的部件进行冷却。例如，低温冷却器可以配置成对磁共振成像装置的主磁体、梯度系统、热总线结构件、屏蔽结构件、缓冲单元和/或低温恒温器进行冷却。在优选的实施方式中，低温冷却器配置成提供低于主磁体的超导材料的超导温度的温度。低温冷却器可以包括冷头部，该冷头部具有处于不同温度水平的一个或更多个级。例如，低温冷却器可以实现为脉冲管制冷器、Gifford-McMahon制冷器、Stirling低温冷却器、Joule-Thomson冷却器等。

本发明的磁共振成像装置还可以包括低温恒温器。低温恒温器可以包括用于在预定的温度水平下储存或保存流体、优选地为制冷剂的密封容器或真空器皿。预定的温度水平可以基本上对应于主磁体的超导温度。例如，主磁体的超导温度可以在3K至100K的范围内，优选地在3K至5K、30K至60K、或60K至90K的范围内。

低温恒温器可以包括隔热件，该隔热件配置成用于减少来自磁共振成像装置的部件、患者孔和/或磁共振成像装置的环境的热能的输入。例如，隔热件可以包括外壳和内壳，内壳用于减少从外壳进入低温恒温器内部容积的热辐射量。低温恒温器可以包括真空室，该真空室包围低温恒温器的其他部件比如制冷剂器皿、屏蔽结构件以及主磁体。包括低温恒温器的本发明的磁共振成像装置的实施方式可以被认为是在制冷剂器皿中储存一定量制冷剂的“湿式系统”。

替代性地，本发明的磁共振成像装置可以配置成包含最少的制冷剂或根本没有制冷剂的“干式系统”。在优选的实施方式中，省略了制冷剂器皿。因此，主磁体可以完全经由热传导进行冷却。在这种情况下，磁共振成像装置仍然可以包括真空室，该真空室至少包围屏蔽结构件和主磁体。

在一个实施方式中，特别是在“湿式系统”中，低温恒温器包括制冷剂器皿，该制冷剂器皿容纳低沸点的流体或制冷剂，如氩、氮、氖、氦(例如呈气态形式)等。

可设想的是，磁共振成像装置的部件——比如制冷剂器皿、屏蔽结构件等——热连接至冷头部，优选地经由固体热导体和/或热管道热连接至冷头部。

可设想的是，屏蔽结构件、特别是热屏蔽件的一部分机械地连接至低温恒温器以及/或者形成低温恒温器的一体部分。

然而，本发明的磁共振成像装置也可以表示包括最少量的制冷剂或根本没有制冷剂的“干式系统”。例如，主磁体可以仅经由热传导进行冷却。磁共振成像装置仍然可以包括配置成用于减少沉积在主磁体中的热能并且使主磁体保持处于期望温度水平的真空器皿或合适的隔热件。通常由液体制冷剂提供的任何热缓冲可以由专用的缓冲单元——即，具有足够高的热质量的固体材料——提供。这样的固体材料的示例是铜、铝、铋等。在4K的温度水平下，这种固体材料也可以包括稀土材料的组合或者由稀土材料的组合构成，稀土材料比如是氧化硫酸钆(GOS)、钬铜(HoCu)等。该成分可以被调节成在期望的温度水平下提供热容量的峰值。

屏蔽结构件配置成用于减少热能向主磁体的传输。在优选的实施方式中，屏蔽结构件至少包括专用的热屏蔽件或者由专用的热屏蔽件构成，该热屏蔽件配置成减少热能向主磁体的传输。热能的传输可以通过诸如热传导、热辐射以及热对流等的热传输机制来表征。

屏蔽结构件和/或热屏蔽件可以在主磁体面向梯度系统的方向上限制主磁体。然而，屏蔽结构件和/或热屏蔽件也可以在梯度系统面向主磁体的方向上限制梯度系统。

优选地，热屏蔽件由具有高导电性和/或高导热性的材料构成。例如，热屏蔽件可以由铜或铝构成，特别地由高纯度的铝构成。热屏蔽件也可以包括金、铂或其他具有高导热性的材料。在一个实施方式中，屏蔽结构件用金、铂或其他具有高导热性的金属进行涂覆或电镀。

热屏蔽件可以包括连续或连贯的表面。在替代性的实施方式中，热屏蔽件可以包括多个隔开的屏蔽元件或者由多个隔开的屏蔽元件构成。热屏蔽件还可以包括盘绕线材的一个或更多个部段。

在优选的实施方式中，屏蔽结构件和/或热屏蔽件以符合主磁体形状的方式成形。例如，热屏蔽件的表面轮廓可以模仿或符合主磁体的表面轮廓。

在一个实施方式中，热屏蔽件是筒形的并布置在由主磁体的螺线管线圈所包围的容积内。热屏蔽件的筒轴线可以定向成与主磁体的螺线管线圈所限定的旋转对称轴线平行。然而，屏蔽结构件和/或热屏蔽件的至少一部分也可以邻近主磁体布置。在这种情况下，环形热屏蔽件的外径可以超过主磁体的环形线圈的内径。

在替代性的实施方式中，屏蔽结构件包括盘或棱柱形状。例如，屏蔽结构件的横截面可以是椭圆形、矩形或多边形。屏蔽结构件的这种布置可能尤其适用于开孔式扫描仪，但也适用于闭孔式扫描仪。

在另一示例中，包围主磁体的假想包络曲面包括中空筒的形状。在这种情况下，屏蔽结构件可以成形为筒、环、或一系列轴向隔开的环。根据主磁体的形状和/或布置以及/或者磁共振成像装置的几何结构，屏蔽结构件可以具有可能不同于上述筒形或环形的任意形状。

如上所述，屏蔽结构件可以包括热屏蔽件，该热屏蔽件配置成用于减少热能向主磁体的传输。优选地，屏蔽结构件配置成减少热能从磁共振成像装置的患者孔汇集到主磁体上。屏蔽结构件也可以配置成减少对主磁体的热辐射。

在一个实施方式中，屏蔽结构件可以包括用于将热能从屏蔽结构件传输至冷头部的固体热导体。在“湿式系统”中，屏蔽结构件可以包括制冷剂器皿，该制冷剂器皿至少封围主磁体和制冷剂。可设想的是，屏蔽结构件与低温恒温器的其他部件比如真空室的壁和/或制冷剂器皿的壁一起提供真空化的间隙，以减少由于传导和对流而产生的热传输。

屏蔽结构件还可以包括电磁屏蔽件，该电磁屏蔽件配置成屏蔽主磁体免受经由梯度系统产生的磁场。屏蔽结构件的屏蔽效果可以基于屏蔽元件中对电磁场的吸收。然而，屏蔽效果也可以基于屏蔽结构件的表面的界面层或边界层中对电磁辐射的反射。优选地，电磁屏蔽件包括导电材料。

热屏蔽件和电磁屏蔽件可以在材料方面连接以及/或者形成单个结构件。然而，在优选的实施方式中，热屏蔽件和电磁屏蔽件可以是独立的或隔开的结构件。可设想的是，热屏蔽件和/或电磁屏蔽件由另外的结构件比如热总线结构件和/或低温恒温器的其他部件机械地支承。

在一个实施方式中，屏蔽结构件的结构强度足以承受在磁共振成像装置的操作期间和/或在磁体失超期间产生的力。例如，屏蔽结构件的材料可以提供足够的机械支承，以减少或最小化屏蔽结构件的运动和/或变形。屏蔽结构件可以与热总线结构件和/或至少一个热总线元件机械地连接。因此，屏蔽结构件的机械支承可以有利地得到改进。

主磁体包括配置成用于将主磁体的各个线圈隔开的磁体间隔件。

磁体间隔件可以由能够抵消和/或抵抗主磁体的磁力的材料构成。优选地，磁体间隔件配置成用于在主磁体的独立线圈之间保持预定的位置关系。例如，磁体间隔件可以包括固化树脂、金属、金属合金、陶瓷、复合材料等或者由固化树脂、金属、金属合金、陶瓷、复合材料等构成。优选地，磁体间隔件包括电绝缘件，该电绝缘件配置成用于防止主磁体的经由磁体间隔件分离的线圈之间的电流的传递。

热总线结构件包括至少一个热总线元件，所述至少一个热总线元件延伸穿过磁体间隔件以用于在低温冷却器的冷头部与屏蔽结构件之间提供热连接。

延伸穿过磁体间隔件的至少一个热总线元件可以是热总线结构件的一部分。

磁体间隔件可以包括延伸穿过磁体间隔件材料的洞、孔、槽或腔。在闭孔式扫描仪中，至少一个热总线元件可以穿过磁体间隔件中的洞、孔或腔，并延伸到由主磁体周向包围的容积中。该洞或槽可以将主磁体分成两个不连结的部分或半部。还可设想的是，至少一个热总线元件延伸穿过沿着主磁体的圆周以规则或不规则间隔分布的多个洞或槽。

在优选的实施方式中，至少一个热总线元件与磁体间隔件热隔离。例如，至少一个热总线元件可以延伸穿过磁体间隔件，而不接触磁体间隔件。然而，磁体间隔件和/或至少一个热总线元件也可以包括布置在磁体间隔件与至少一个热总线元件之间的隔热材料或隔热层。优选地，隔热材料配置成用于减少或防止磁体间隔件与至少一个热总线元件之间的热交换。例如，隔热材料可以由以下各者制成：碳、碳纤维、碳纤维和/或玻璃纤维增强的聚合物、不锈钢(即棒或薄壁管)、合成泡沫(有填充物或没有填充物)、嵌套管或在紧凑结构中提供长的热传递路径的结构件等。

与常规的磁共振成像装置相比，通过将热总线结构件的一部分布设穿过磁体间隔件，可以有利地减小超导磁体周围的热路径的平均尺寸或长度。因此，可以增大从屏蔽结构件到冷头部的热传递速率。此外，减小冷头部与沿着屏蔽结构件的各个位置之间的热路径的平均长度可以有利地改善从屏蔽结构件去除热能的时间常数。

热总线结构件的特征在于具有由多个热总线元件形成的网络。优选地，至少一个热总线元件或多个热总线元件机械连接和热连接至共同结构件，例如热主干。在一个实施方式中，热总线结构件构造成用于为磁共振成像装置的一个或更多个部件以及/或者一个或更多个热总线元件提供机械支承。

热总线结构件可以由导热材料和/或非导热材料制成。各个热总线元件可以从热总线结构件分支出来，以提供与屏蔽结构件和/或冷头部的热连接。热总线结构件和至少一个热总线元件可以在材料方面连接。在一个实施方式中，热总线结构件由将屏蔽结构件和冷头部的第一级热连接的一个或更多个热总线元件构成。然而，所述一个或更多个热总线元件也可以在磁共振成像装置的另一部件与低温冷却器的冷头部之间提供热连接。

在优选的实施方式中，至少一个热总线元件机械连接和热连接至热总线结构件。

热连接可以经由焊接接头、导热粘合剂、导热膏、压接、螺钉连接、螺栓连接或任何其他合适的机械连接来提供。可以相应地实现至少一个热总线元件与屏蔽结构件之间的热连接。

在提供热总线结构件时，可以减少屏蔽结构件与冷头部之间的冷却路径的平均尺寸或长度。因此，可以有利地增加热能的去除速率，从而允许更广泛地选择要使用的屏蔽结构件的材料和/或设计。例如，可以有利地降低屏蔽结构件的材料强度。因此，可以提供较大的患者孔，同时保持主磁体的线材成本不变。作为另一选项，可以减小主磁体的直径，同时保持患者孔的直径不变，从而减少主磁体的线材成本。当然，这两个概念的组合也是可能的。

作为另一优点，具有较低导热性和/或导电性的较便宜的材料可以用于屏蔽结构件，从而允许在制造磁共振成像装置期间节省成本。

经由热总线结构件增加的机械支承可以有利地增加屏蔽结构件的刚性，也可以增加磁共振成像装置的其他部件的刚性。因此，可以有利地减少或最小化磁共振成像装置的部件的相对运动，并且可以改善图像质量。

至少一个热总线在冷头部与屏蔽结构件之间提供专用的热路径。因此，可以针对屏蔽结构件的特定热要求对热路径进行有利的调整。例如，这种特定热要求可以包括范围在5W至15W之间、特别是大约10W并且持续80s至120s、特别是100s的短期瞬时热负荷。

根据本发明的磁共振成像装置的实施方式，屏蔽结构件包括电磁屏蔽件，该电磁屏蔽件配置成用于对主磁体提供电磁屏蔽，使主磁体免受由至少一个梯度线圈产生的磁场影响。屏蔽结构件包括多个隔开的屏蔽元件，并且热总线结构件包括多个热总线元件，其中，多个热总线元件在多个隔开的屏蔽元件与低温冷却器的冷头部之间提供热连接。

优选地，多个热总线元件在低温冷却器的冷头部与多个隔开的屏蔽元件之间提供直接热连接。

直接热连接的特征在于在冷头部与磁共振成像装置的部件之间具有基本上直的和/或线性的路径。还可设想的是，直接热连接的特征在于在冷头部与磁共振成像装置的部件之间具有特别短或可能最短的热路径。

在一个实施方式中，隔开的屏蔽元件成形为环。环的外表面可以符合如上所述的包围主磁体的假想包络曲面的内表面。屏蔽元件可以沿着主磁体的筒轴线以规则或不规则的间隔隔开。这些环的特征可以是基本上圆形形状。多个隔开的屏蔽元件的这种布置特别适用于闭孔式扫描仪。

由于电磁屏蔽件的屏蔽元件是间隔开的，因此来自梯度系统的杂散场可能对主磁体产生影响。然而，屏蔽元件可以配置成将梯度系统的杂散场对主磁体的影响减小至少60％、至少70％或至少80％。

在一个实施方式中，磁共振成像装置是闭孔式扫描仪，并且主磁体包括多个轴向隔开的环形线圈。在这种情况下，多个隔开的屏蔽元件可以以与主磁体的轴向隔开的环形线圈的间隔相对应的间隔布置。

优选地，隔开的屏蔽元件构造为沿着主磁体的筒轴线轴向隔开的同心环。环形屏蔽元件的宽度可以与主磁体的环形线圈在相应轴向位置处的宽度相对应。然而，环形屏蔽件的宽度也可以超过或小于主磁体的环形线圈的宽度。在一个实施方式中，两个环形元件之间的距离可以与主磁体的两个环形线圈之间的距离不同。还可设想的是，屏蔽元件的数量与环形线圈的数量不同。在优选的实施方式中，屏蔽元件的数量与主磁体的环形线圈的数量相对应。

可设想的是，单个热总线元件形成热总线结构件与单个屏蔽元件之间的桥接件。然而，单个热总线元件也可以在低温冷却器的冷头部与单个屏蔽元件之间形成桥接件。

在一个实施方式中，热总线元件形成了隔开的屏蔽元件的一部分或部段。因此，热总线元件可以表示屏蔽元件的一部分或部段。例如，热总线结构件可以与多个形成屏蔽元件的一部分或部段的热总线元件热连接。

在另一实施方式中，一个或更多个热总线元件在两个或更多个屏蔽元件之间提供热连接。例如，热总线元件可以在第一屏蔽结构件与第二屏蔽结构件之间提供热连接。因此，热总线元件可以配置成用于在第一屏蔽结构件与第二屏蔽结构件之间传输热能。

在提供包括多个热总线元件——这些热总线元件在多个隔开的屏蔽元件与低温冷却器的冷头部之间提供热连接——的热总线结构件时，可以有利地减少本发明的磁共振成像装置的材料费用和/或重量。

根据本发明的磁共振成像装置的另一实施方式，热总线结构件包括布置在主磁体与外屏蔽线圈之间的中间支承结构件。

中间支承结构件可以表示热总线结构件的一部分并且/或者用作上述的热主干。出于此目的，中间支承结构件可以包括导热材料比如铝、铜、以及不锈钢、玻璃纤维增强聚合物和/或碳纤维增强聚合物。

中间支承结构件的至少一部分可以是筒形形状的。特别地，中间支承结构件可以相当于中间支承筒状件。

可设想的是，中间支承筒状件经由一个或更多个热总线元件热连接至低温冷却器的冷头部。因此，可以减小冷头部与屏蔽结构件之间的热路径的平均长度。

在另一实施方式中，中间支承结构件为磁共振成像装置的部件——比如主磁体、外屏蔽件、梯度系统和/或至少一个热总线元件——提供机械支承。

外屏蔽件可以表示下述电磁屏蔽件：该电磁屏蔽件配置成用于屏蔽磁共振成像装置免受外部电磁辐射以及/或者减少来自外部源的电磁干扰的影响。然而，外屏蔽线圈也可以配置成约束经由主磁体提供的磁场的延伸范围。

中间支承结构件可以有利地为磁共振装置的部件提供机械支承，并且从而弥补没有制冷剂器皿的“干式系统”中的等效结构件的缺乏。

此外，“干式系统”通常与磁体以及场生成单元的其他部件的相对较差的冷却相关联。因此，将中间支承筒状件实现为热总线结构件的一部分以及/或者将中间支承筒状件与至少一个热总线元件热连接，可以有利地缓解或解决与磁体在热传送至现场后的冷却时间、失超后的恢复或者因失去冷却而导致的升温有关的限制。

在提供包含导热材料的中间支承结构件时，可以减小冷头部与屏蔽结构件之间的热路径的平均长度。因此，可以有利地加速对“干式系统”的冷却。

在本发明的磁共振成像装置的一个实施方式中，主磁体被隔热层包围或被包裹在隔热层中。磁体间隔件中的用于为至少一个热总线元件提供通道的洞的内表面被隔热层覆盖，以减少磁体间隔件与至少一个热总线元件之间的热交换。

磁体间隔件中的洞可以提供从主磁体的第一侧部到主磁体的第二侧部的通道。例如，第一侧部对应于螺线管主磁体的外表面或外圆周，而第二侧部对应于螺线管主磁体的内表面或内圆周。该洞可以具有任意的横截面形状。例如，洞的横截面形状可以是椭圆形或多边形或其任意组合。

在一个实施方式中，主磁体可以被密封或包裹在隔热层内。因此，可以有利地省略常规的制冷剂器皿。特别地，在“干式系统”中，包围主磁体的隔热层可以替代常规的制冷剂器皿。

优选地，隔热层由镀铝聚酯薄膜的包裹物构成。然而，隔热层也可以由包含一种或更多种非导热材料或材料成分的多层隔热材料构成。可设想的是，隔热层的材料或材料成分具有低的热发射率，以减少在主磁体方向上的热辐射。

在一个实施方式中，相对于延伸穿过磁体间隔件中的洞的至少一个热总线元件的横截面积而言，磁体间隔件中的洞的横截面积过大。因此，可以避免隔热层与至少一个热总线元件之间的物理接触。然而，还可设想的是，至少一个热总线元件和隔热层沿着磁体间隔件中的洞的内表面具有物理接触。

在沿着磁体间隔件中的洞或腔的内表面设置隔热层时，可以有利地减少或最小化至少一个热总线元件与主磁体之间的热交换。

根据本发明的磁共振成像装置的另一实施方式，屏蔽结构件形成了包围主磁体的低温恒温器的一部分，其中，至少一个热总线元件延伸穿过低温恒温器的制冷剂器皿，以用于在屏蔽结构件的至少第一内表面与第二内表面之间提供热连接。

在优选的实施方式中，屏蔽结构件的第一内表面与第二内表面不同。第一内表面可以机械地连接至第二内表面，但相对于第二内表面定向在不同的平面中和/或成一角度。例如，第一内表面和第二内表面可以涉及包围磁共振成像装置的成像区域的双壁式中空筒状件的相对壁。

可设想的是，屏蔽结构件包围主磁体或者包围主磁体和外屏蔽线圈两者。在“湿式系统”的情况下，屏蔽结构件还可以包围制冷剂器皿，该制冷剂器皿容纳用于冷却磁体的制冷剂。屏蔽结构件可以被封围在真空室的气密性内部容积中。

在优选的实施方式中，磁共振成像装置是包括螺线管主磁体的闭孔式扫描仪。屏蔽结构件可以实现为双壁式中空筒状件，其封围与磁共振成像装置的成像区域或患者孔相对应的内部容积。屏蔽结构件的第一表面可以与在主磁体背离成像区域的方向上限制主磁体的外壁相关。第二表面可以与屏蔽结构件的在主磁体面向成像区域的方向上限制主磁体的内壁相关。因此，第一表面和第二表面可以与至少包围本发明的磁共振成像系统的磁体的屏蔽结构件的两个相反壁相关。

还可设想的是，第一表面定向成相对于第二表面成一角度。例如，第一表面与第二表面之间的角度可以在10°与170°之间或60°与120°之间的范围。在一个实施方式中，该角度为约90°。在这种情况下，第二表面可以是屏蔽结构件的在轴向方向上限制主磁体的侧壁。

将屏蔽结构件的第一表面和第二表面热连接的热总线元件可以提供一种易于实现和/或成本有效的方式来减小冷头部与屏蔽结构件之间的热路径的平均长度。

在本发明的磁共振成像装置的优选实施方式中，屏蔽结构件形成了包围主磁体的低温恒温器的一部分，其中，至少一个热总线元件配置成在屏蔽结构件的至少一个表面与低温冷却器的冷头部之间提供直接热连接，并且其中，屏蔽结构件的所述至少一个表面与屏蔽结构件的安装有冷头部的表面不同。

屏蔽结构件的安装有冷头部的表面可以与屏蔽结构件的与冷头部直接附接的壁相关。在一个实施方式中，屏蔽结构件的安装有冷头部的表面可以承载冷头部。屏蔽结构件的安装有冷头部的表面还可以包括密封件和/或垫圈，该密封件和/或垫圈构造成防止空气和/或气体进入屏蔽结构件的内部容积。屏蔽结构件的所述至少一个表面优选地与屏蔽结构件的安装有冷头部的表面不同。屏蔽结构件的所述至少一个表面可以与屏蔽结构件的安装有冷头部的表面机械连接，但是相对于屏蔽结构件的安装有冷头部的表面定向在不同的平面中和/或成一角度。例如，屏蔽结构件的所述至少一个表面和屏蔽结构件的安装有冷头部的表面可以与包围磁共振成像装置的成像区域的双壁式中空筒状件的相对两个壁相关。

在一个实施方式中，多个热总线元件在冷头部和与屏蔽结构件的安装有冷头部的表面不同的屏蔽结构件的至少一个表面之间提供热连接。

如上所述，屏蔽结构件可以实现为双壁式中空筒状件。主磁体可以被包围在对应于中空筒状件的外圆周的外壁与对应于磁共振成像装置的内孔管的内壁之间。优选地，冷头部安装至屏蔽结构件的外壁，而至少一个热总线元件在冷头部与屏蔽结构件的内壁之间提供热连接。同样可设想的是，至少一个热总线元件在冷头部与屏蔽结构件的在轴向方向上限制主磁体的侧壁之间提供热连接。该侧壁可以定向成相对于屏蔽结构件的外壁成基本上90°的角度。屏蔽结构件的外壁、内壁和侧壁可以包围真空化的内部空间，以用于减少磁体方向上的热辐射。在一个实施方式中，真空化的内部容积可以是至少包围磁体的专用的制冷剂器皿。

在优选的实施方式中，至少一个热总线元件在冷头部的第一级与屏蔽结构件的至少一个表面之间提供热连接。当然，根据本文中所描述的实施方式，热总线结构件还可以包括热总线元件，这些热总线元件配置成在磁共振成像装置的两个或更多个部件之间提供热连接。

至少一个热总线元件可以与如上所述的延伸穿过磁体间隔件中的洞的第一热总线元件相对应。然而，至少一个热总线元件也可以表示与第一热总线元件不同的第二热总线元件或第三热总线元件。

经由至少一个热总线元件将屏蔽结构件的至少一个表面与低温冷却器的冷头部热连接，可以为减少冷头部与屏蔽结构件之间的热路径的平均长度提供成本有效的解决方案。

根据磁共振成像装置的另一实施方式，热总线结构件包括第一热总线元件和第二热总线元件，第一热总线元件配置成用于在冷头部的第一级与屏蔽结构件之间提供直接热连接，第二热总线元件配置成用于在冷头部的第二级与主磁体之间提供直接热连接。冷头部的第一级的第一温度水平超过冷头部的第二级的第二温度水平。

冷头部的第一级的特征在于其温度水平可以在30K与90K之间，优选地在40K与60K之间。冷头部的第二级的特征在于其温度水平可以低于主磁体的超导温度。例如，第二级可以提供范围在2K与20K之间、优选地在3K与8K之间的温度水平。

将屏蔽结构件热连接至冷头部的第一级可能有利于减少对磁体的热辐射。

根据实施方式，本发明的磁共振成像装置还包括配置成用于提供热能和/或接收热能的缓冲单元，其中，至少一个热总线元件在缓冲单元与低温冷却器的冷头部之间提供热连接。

优选地，缓冲单元配置成用于在低的温度水平下储存制冷剂。然而，缓冲单元也可以包括固体或液体储热介质。

制冷剂可以是选自上述制冷剂的任何流体。然而，制冷剂也可以包括液体制冷剂和固体制冷剂的混合物，比如液体氖和固体氮的混合物或者固体氩和液体氮的混合物等。

优选地，缓冲单元热连接至冷头部的第一级，以调节储存在缓冲单元内的制冷剂的温度。因此，根据所需的相态和/或温度，缓冲单元可以再生，即，通过将制冷剂冷却、凝固或冷凝而再生。缓冲单元与冷头部之间的热连接可以根据上述实施方式来实现。可设想的是，储存在缓冲单元内的制冷剂是冷冻的或固态的。然而，缓冲单元也可以包括液态制冷剂或液态制冷剂馏分、或者甚至是气态制冷剂馏分。

根据本发明的缓冲单元可以有利地用于增加热总线结构件和/或屏蔽结构件的热容量。优选地，缓冲单元定位在热总线结构件、至少一个热总线元件和/或屏蔽结构件附近。因此，在避免增加用于屏蔽结构件的高度专业化和/或昂贵材料的量的同时，可以有利地增加热总线结构件和/或屏蔽结构件的热容量。此外，经由缓冲单元提供的附加热容量可以有利地缓解或最小化屏蔽结构件内的温度变化，从而提高磁共振成像装置的图像质量。

作为另一优点，附加的缓冲单元允许吸收更高的热负荷，从而能够使用无屏蔽的或部分屏蔽的梯度线圈。这可能允许简化磁体设计、减少重量以及/或者增加磁共振成像装置的患者孔的直径。

在本发明的磁共振成像装置的一个实施方式中，屏蔽结构件的一部分包括多个同心的、轴向隔开的环，这些环经由定向成平行于由多个轴向隔开的环所限定的筒轴线的多个支柱机械地连接。

屏蔽结构件的所述部分可以对应于热屏蔽件。热屏蔽件可以实现为鸟笼。优选地，将多个同心的、轴向隔开的环连接起来的支柱实现为不锈钢棒或杆。一个或更多个支柱可以经由至少一个热总线元件热连接至冷头部的第一级。

同心的、轴向隔开的环可以包括导热但不导电的材料。在优选的实施方式中，这些环由玻璃纤维增强的聚合物或碳纤维增强的聚合物构成。根据上述实施方式，屏蔽结构件的所述部分或热屏蔽件可以被覆盖或包裹在隔热层中。因此，可以有利地减少或最小化来自屏蔽结构件的热辐射。同心的、轴向隔开的环和/或支柱可以构造成向隔热层提供机械支承，而且也可以向电磁屏蔽件、根据上述实施方式的多个屏蔽元件以及/或者主磁体提供机械支承。

支柱的特征在于可以是直径在1mm至7mm、2mm至6mm、或3mm至5mm范围内的柱形形状。在优选的实施方式中，支柱具有平均直径为约3mm的椭圆形横截面。然而，支柱可以包括任意的轮廓或具有等效横截面积的横截面。

在一个实施方式中，包括经由多个支柱机械连接的多个同心的、轴向隔开的环的屏蔽结构件可以被覆盖或包裹在一层镀铝聚酯薄膜或类似材料中。可设想的是，这种屏蔽结构件为主磁体提供了电磁屏蔽。

在提供本发明的屏蔽结构件时，可以有利地减少屏蔽结构件的径向尺寸和/或重量，同时保持低的热发射率和经由至少一个热总线元件的可接受的热量去除速率。将冷头部和屏蔽结构件热连接的至少一个热总线元件可以有助于提供根据本发明的屏蔽结构件。

作为另一优点，在不损害或最小程度损害关于磁共振成像装置的图像质量的情况下，可以增加患者孔的尺寸。

根据本发明的磁共振成像装置的另一实施方式，多个热总线元件和/或屏蔽结构件构造成向多个隔开的屏蔽元件提供机械支承。

如上所述，屏蔽结构件可以包括热屏蔽件和电磁屏蔽件。热屏蔽件可以表示磁共振成像装置的孔管。在优选的实施方式中，电磁屏蔽件安装至热屏蔽件或由热屏蔽件承载。多个隔开的屏蔽元件可以经由材料结合、摩擦连接和/或形状锁定连接而机械地连接至热屏蔽件。例如，多个屏蔽元件可以被夹持、螺栓连接、螺钉连接和/或粘合至热屏蔽元件。

在优选的实施方式中，多个隔开的屏蔽元件经由螺栓或螺钉以及支承元件被夹持至热屏蔽件。经由螺栓或螺钉以及支承元件施加的夹持力可以用于对热屏蔽件与各个屏蔽元件之间的热交换进行个性化的调节。优选地，来自电磁屏蔽件的热能经由至少一个热总线元件传递至与冷头部热连接的热屏蔽件。

在另一实施方式中，多个热总线元件热连接至多个隔开的屏蔽元件，并且向多个隔开的屏蔽元件提供机械支承。优选地，多个热总线元件在多个隔开的屏蔽元件与低温冷却器的冷头部之间提供直接热连接。然而，一个或更多个热总线元件也可以机械连接和/或热连接至热屏蔽件。因此，一个或更多个屏蔽元件可以机械连接和热连接至热总线结构件以及热屏蔽件。

在提供与热总线结构件和/或热屏蔽件机械连接和热连接的电磁屏蔽件时，与常规的磁共振成像装置相比，可以有利地减少冷头部与电磁屏蔽件之间的热路径的平均长度。因此，可以提高热量去除的可靠性和/或效率。

根据本发明的磁共振成像装置的实施方式，至少一个热总线元件包括固体热导体和/或热管道。

优选地，至少一个热总线元件由固体热导体构成。固体热导体的材料可以与根据上述实施方式的屏蔽结构件的材料或热总线结构件的材料相对应。例如，热总线元件可以由铝或铜制成。还可设想的是，使用非导电材料，比如碳、陶瓷和/或复合材料。

至少一个热总线元件可以实现为编织物、网、网状线、棒、板、层压件等。可设想的是，至少一个热总线元件包括复杂的三维形状。例如，至少一个热总线元件可以在一个或更多个空间方向上包括一个或更多个弯曲部、角度或弧形部。然而，至少一个热总线元件可以包括基本上线性的延伸部，从而在磁共振成像装置的两个部件之间提供直接热连接。

在使用固体热导体时，可以有利地增加热总线结构件的耐用性和/或由热总线结构件提供的机械支承。

至少一个热总线元件还可以包括热管道或者由热管道构成。热管道可以包括被密封在两个端部处封闭的管中的工作流体。热管道可以配置成在管的第一端部处吸收热能，致使工作流体蒸发并且将热能传输至管的第二端部，其中工作流体在管的第二端部处凝结。管的第一端部与第二端部之间的温度差和压力差可以加速管内的热传输，并且显著地超过固体材料中的常规热传导。合适的工作流体的示例是氦、氩、氖、氮等。

还可设想的是，至少一个热元件包括嵌入或封围在固体热导体中的固态氮。氮在1个大气压下的熔点为约63K，而热总线结构件的温度可以在40K与60K之间的范围内。可设想的是，固态氮用作相变材料，该相变材料配置成用于在熔化时吸收大量热能，同时将温度水平保持在几开尔文的范围内。

在提供一个或更多个包括固态氮的热总线元件时，可以有利地增加热总线结构件的热容量。因此，热总线结构件可以用作热缓冲器，从而减轻或最小化高的热负荷的影响。

根据磁共振成像装置的另一实施方式，热总线结构件构造成向屏蔽结构件的至少一部分提供机械支承。

在一个实施方式中，热总线结构件可以替代经由低温恒温器的部件比如制冷剂器皿提供的机械支承。因此，在“干式系统”中，可以有利地省略低温恒温器。

热总线结构件可以构造成向屏蔽结构件的热屏蔽件和/或电磁屏蔽件提供机械支承。为此目的，热总线结构件的材料、材料强度和/或布置可以配置成用于承受热屏蔽件和/或电磁屏蔽件的重量。特别地，热总线结构件可以配置成用于在磁共振成像装置的操作期间以及在失超期间承受作用于热屏蔽件和/或电磁屏蔽件的磁力。

热总线结构件与屏蔽结构件的所述部分之间的热连接可以根据上述实施方式来实现。在优选的实施方式中，热总线结构件与热屏蔽件和/或电磁屏蔽件之间的热连接还包括能够承受上述磁力和重力的机械连接。

根据实施方式，热总线结构件包括至少一个热总线元件、优选地为多个热总线元件，所述热总线元件相对于磁共振成像装置的成像区域内的主磁场的取向以非垂直角度布置。

成像区域内的主磁场的取向可以对应于如在磁共振断层摄影中常规使用的Z方向。还可设想的是，主磁场的取向与患者进入磁共振成像装置的成像区域的方向相对应。成像区域内的主磁场的取向也可以定向成与闭孔式扫描仪的筒形孔的旋转对称轴线平行。

在优选的实施方式中，一个或更多个热总线元件具有基本上线性的延伸部。因此，一个或更多个热总线元件可以基本上是直的，并且/或者在冷头部与屏蔽结构件和/或场生成单元的另一部件之间提供直接热连接。当然，根据本文中所描述的实施方式，本发明的磁共振成像装置可以包括其他热总线元件，而不受这种限制的影响。

将至少一个热总线元件相对于成像区域内的主磁场的取向以非垂直角度布置可以提供一种在若干平移方向和旋转方向上增加热总线结构件的机械稳定性的成本有效的方式。

在提供构造成向屏蔽结构件的至少一部分提供机械支承的热总线结构件时，从屏蔽结构件去除热能以及向磁共振成像装置的场生成单元提供机械支承的任务可以有利地组合在一个部件中。因此，可以实现场生成单元的更紧凑和/或更轻质的机械设计。

在本发明的磁共振成像装置的另一实施方式中，至少一个热总线元件和/或多个热总线元件相对于第二方向以非垂直角度布置。第二方向定向成与成像区域中的主磁场的取向正交，并且与患者支承件的支承表面所限定的平面平行，患者支承件构造成用于在磁共振检查期间支承患者。

例如，患者支承装置可以是患者诊疗床或患者诊疗台。优选地，由患者支承件的支承表面限定的平面定向成与容纳磁共振成像装置的检查房间的地板基本上平行。然而，在一些磁共振成像装置中，患者支承件也可以定向成相对于检查房间的地板成非零角度。

在一个实施方式中，至少一个热总线元件和/或多个热总线元件相对于第三方向以非垂直角度布置，其中，第三方向与成像区域内的主磁场的取向以及第二方向正交。

第二方向可以对应于如在磁共振断层摄影中常规使用的X方向。相应地，第三方向可以对应于如在磁共振断层摄影中常规使用的Y方向。

相对于磁共振成像装置的Z方向和X方向以非垂直角度布置热总线元件，可以有利地沿着多个空间方向、即与闭孔式扫描仪的筒形孔相关的平移方向和旋转方向增加热总线结构件的机械稳定性。

在本发明的磁共振成像装置的一个实施方式中，多个热总线元件中的至少两个热总线元件包括不同的热传递性能，以用于对至少两个隔开的屏蔽元件提供个性化的温度控制。

热总线元件的热传递性能可以由总线元件的热导率、热阻、隔热性、热传递系数、材料、材料成分、形状和/或温度来表征。热总线元件的热传递性能可以取决于温度以及热总线元件的材料、形状和/或机械构型。

根据实施方式，热连接至第一屏蔽元件的第一热总线元件的第一热传递性能与热连接至第二屏蔽元件的第二热总线元件的第二热传递性能不同。例如，第一热总线元件的形状与第二热总线元件的形状不同，以补偿第一屏蔽元件和第二屏蔽元件中预期的不同热负荷。在另一示例中，第一热总线元件的第一横截面积可以超过第二热总线元件的第二横截面积，以相对于第二热总线元件减小第一热总线元件热阻以及/或者增加第一热总线元件的热传递系数。

优选地，热总线结构件被设计成使得承受较高热负荷的屏蔽元件热连接至具有较低热阻的热总线元件。因此，通过静态设定各个热总线元件的热传递性能，例如通过选择各自的形状和/或材料成分，可以有利地预先补偿屏蔽元件上的不同热负荷。

在一个实施方式中，热连接至第三屏蔽元件的第三热总线元件的第三热传递性能与第一热总线元件的第一热传递性能和/或第二热总线元件的第二热传递性能不同。可设想的是，热总线结构件包括多个具有不同热传递性能的热总线元件。

在优选的实施方式中，多个热总线元件中的每个热总线元件包括不同的热传递性能，以对多个隔开的屏蔽元件提供个性化的温度控制。特别地，每个单独的热总线元件的热阻可以被定制，以补偿典型或预期的热负荷分布。例如，典型或预期的热负荷分布可以包括一个或更多个成像序列和/或切片方向上的平均热负荷。

在提供具有不同热传递性能的多个热总线元件时，可以对多个隔开的屏蔽元件提供个性化的温度控制。因此，多个隔开的屏蔽元件内的涡流可以被均衡或协调成使得可以阻止或防止在成像区域中叠加的不同的或变化的涡场的出现。

通过均衡多个隔开的屏蔽元件内的涡流，可以有利地改善常规的涡流补偿方法的结果。因此，可以缓和或防止图像伪影的出现，并且可以有利地改善所获得的磁共振图像的质量。

附图说明

本发明的其他优点和细节可以从下面描述的实施方式以及附图认识到。附图示出了：

图1是本发明的磁共振成像装置的实施方式的示意图，

图2是本发明的磁共振成像装置的实施方式的示意图，

图3是本发明的磁共振成像装置的实施方式的示意图，

图4是本发明的磁共振成像装置的实施方式的示意图，

图5是延伸穿过本发明的磁共振成像装置的主磁体的热总线元件的示意图，

图6是本发明的磁共振成像装置的实施方式的示意图，

图7是本发明的磁共振成像装置的实施方式的示意图，

图8是本发明的磁共振成像装置的实施方式的示意图，以及

图9是本发明的磁共振成像装置中的热屏蔽件的实施方式的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的磁共振成像装置11的实施方式。磁共振成像装置11包括具有静态场磁体17的磁共振成像装置11，磁体17提供了均匀的静态磁场18(B0场)。静态磁场18包括等中心部38，并穿过用于接纳成像对象比如患者15的柱形成像区域36。成像区域36可以由配置成用于在磁共振测量期间容纳患者的患者孔来限定。成像区域36在周向方向上被场生成单元30环绕。

在所描绘的示例中，磁共振成像装置11包括配置成将患者15运送到成像区域36中的患者支承件16。特别地，患者支承件16可以将患者15的诊断相关区域运送到由磁共振成像装置11的等中心部38限定的成像容积中。优选地，磁共振成像装置11的场生成单元30由容置壳41遮蔽而免受环境影响。

磁共振成像装置11还包括梯度系统19，梯度系统19配置成提供用于对在磁共振测量期间获得的磁共振信号进行空间编码的磁梯度场。梯度系统19由梯度控制器28经由适当的电流信号来启用或控制。可设想的是，梯度系统19包括一个或更多个梯度线圈，所述一个或更多个梯度线圈用于在不同的空间方向上、优选地在正交定向的空间方向上产生磁梯度场。

在图1中所示出的实施方式中，屏蔽结构件12的至少一部分布置在梯度系统19与主磁体17之间。屏蔽结构件12可以包括热屏蔽件12a和电磁屏蔽件12b。热屏蔽件12a配置成用于减少热能向主磁体17的传输。优选地，热屏蔽件12a还配置成用于遮蔽主磁体17免受热辐射的影响。电磁屏蔽件12b可以配置成用于屏蔽主磁体17免受梯度系统19的一个或更多个梯度线圈所提供的磁梯度场的影响。

磁共振成像装置11可以包括射频天线20(本体线圈)，射频天线20可以集成到磁共振成像装置11中。射频天线20经由射频控制器29进行操作，射频控制器29控制射频天线20产生高频磁场并且向成像区域36发射射频激励脉冲。磁共振成像装置11还可以包括局部线圈21，局部线圈21定位在患者15的诊断相关区域上或该诊断相关区域附近。局部线圈21可以配置成向患者15发射射频激励脉冲以及/或者从患者15接收磁共振信号。可设想的是，局部线圈21经由射频控制器29来控制。

磁共振成像装置11还包括配置成用于控制磁共振成像装置11的控制单元23。控制单元23可以包括处理单元24，处理单元24配置成处理磁共振信号并重建磁共振图像。处理单元24也可以配置成处理来自磁共振成像装置11的用户的输入，以及/或者向用户提供输出。为此目的，处理单元24和/或控制单元23可以经由适当的信号连接与显示单元25和输入单元26连接。对于磁共振成像测量的准备，可以经由显示单元25向用户提供准备信息，比如成像参数或患者信息。输入单元26可以配置成从用户接收信息和/或成像参数。

磁共振成像装置11还包括低温冷却器32，低温冷却器32配置成对主磁体17、热屏蔽件12a、电磁屏蔽件12b以及场生成单元30的其他部件进行冷却。低温冷却器32可以包括向低温冷却器32供应加压气体的压缩机。根据图1中所示出的实施方式，低温冷却器32包括冷头部32a，冷头部32a包括一个或更多个冷却级(未示出)。优选地，冷头部32a的第一级热连接至热总线结构件31(见附图)，而冷头部32a的第二级热连接至主磁体17。在替代性实施方式中，热总线结构件31和主磁体17可以热连接至冷头部32a的同一级。

当然，磁共振成像装置11可以包括磁共振成像装置通常提供的其他部件。磁共振成像装置11的一般操作对于本领域的技术人员来说是已知的，所以省略了更详细的描述。

图2示出了本发明的磁共振成像装置11的实施方式，磁共振成像装置11包括热总线元件31i，热总线元件31i将冷头部32a的第一级50与热屏蔽件12a热连接。在所描绘的实施方式中，热总线元件31i被实现为由具有高的导热性的材料——比如铝或铜——制成的编织物或线网。热总线元件31i延伸穿过磁体间隔件17b中的洞60，以在冷头部32a与热屏蔽件12a之间提供短的热路径。当然，本发明的磁共振成像装置11可以包括多个热总线元件31i，这些热总线元件31i在冷头部与热屏蔽件12a之间提供热连接。

在图2中所示出的示例中，热屏蔽件12a被真空室49包围。热屏蔽件12a又包围主磁体17和外屏蔽件33，外屏蔽件33包括外屏蔽线圈33a和33b。外屏蔽件33配置成用于拉入磁体17的杂散磁场。

如果磁共振成像装置11被实现为“湿式系统”，则热屏蔽件12a优选地包围包含制冷剂的制冷剂器皿40(见图3)。然而，特别是在“干式系统”中，可以省略制冷剂器皿40。在“干式系统”中，磁体17可以基本上或仅经由沿着热总线结构件31的热传导进行冷却。

热总线元件31i在冷头部32和与热屏蔽件12a的安装有冷头部32a的表面不同的热屏蔽件12a的表面之间提供直接热连接。例如，与热屏蔽件12a的安装有冷头部32a的表面不同的热屏蔽件12a的表面可以对应于将磁体17与成像区域36隔开的热屏蔽件12a的壁(见图3)。与热屏蔽件12a的安装有冷头部32a的表面不同的热屏蔽件12a的表面也可以对应于热屏蔽件12a的侧壁，该侧壁定向成相对于热屏蔽件12a的安装有冷头部32a的表面成大约90°的角度。

图3示出了本发明的磁共振成像装置11的另一实施方式，该磁共振成像装置11包括热总线元件31i，热总线元件31i将冷头部32a的第一级50与热屏蔽件12a热连接。与图2中所示出的实施方式相比，热总线元件31i包括沿着周向方向包围成像区域36的环。在这种情况下，磁体间隔件17b中的洞60可以是槽，从而将主磁体分成两个不连结的部分或半部。还可设想的是，热总线元件31i延伸穿过沿着主磁体17的圆周以规则或不规则间隔分布的一个或更多个洞60。

根据图3中所示出的实施方式的热总线元件31i可以为热屏蔽件12a提供增强的机械支承，而且还为主磁体17和/或磁共振成像装置11的其他部件提供增强的机械支承。

在所描绘的示例中，磁共振成像装置11配置为包括制冷剂器皿40的“湿式系统”，制冷剂器皿40封围制冷剂(未示出)、主磁体17和外屏蔽件33。制冷剂器皿40可以包括一个或更多个管或导管53，所述一个或更多个管或导管53配置成用于将热总线元件31i馈送通过制冷剂器皿40和磁体间隔件17b。因此，至少一个热总线元件31i可以穿过通常由制冷剂器皿40所占据的体积，同时仍然提供密封的制冷剂封围件。

图4示出了本发明的磁共振成像装置11的另一实施方式。在所描绘的示例中，热总线结构件31(以虚线示出)为场生成单元30的部件比如缓冲单元43、电磁屏蔽件12b、热屏蔽件12a等提供机械支承。热屏蔽件12a可以实现为沿着周向方向包围成像区域36的筒形件或孔管。优选地，热屏蔽件12a配置成为主磁体17和/或磁共振成像装置11的其他部件提供机械支承。如图2中所示，热屏蔽件12a可以被真空室49包围。

在图4中所示出的实施方式中，主磁体17包括隔热层44，隔热层44配置成用于减少主磁体17与该主磁体的周围环境之间的热交换。优选地，隔热层44具有低的热发射率，并减少对主磁体17的热辐射。例如，隔热层44由镀铝聚酯薄膜的包裹物构成。

热总线结构件31包括第一热总线元件31b和第二热总线元件31a，第一热总线元件31b配置成用于在冷头部32a的第一级50与屏蔽结构件12之间提供直接热连接，第二热总线元件31a配置成用于在冷头部32a的第二级51与主磁体17之间提供直接热连接。冷头部32a的第一级50的温度水平超过了冷头部32a的第二级51的温度水平。

热总线元件31a可以在冷头部32a的第二级51与主磁体17或热接触主磁体17的超导线圈17a的热分散器52之间提供热连接。热总线元件31a可以延伸穿过隔热层44的一个侧部以及/或者被包裹或封围在隔热层本身中。

如图4中所示，一个或更多个热总线元件31b可以相对于磁共振成像装置11的成像区域36内的主磁场18的取向(如图1中所示)以非垂直的角度布置，以改善经由热总线结构件31提供的机械支承或机械稳定性。优选地，热总线结构件31包括至少一个热总线元件31a或31b，所述至少一个热总线元件31a或31b相对于磁共振成像装置11的成像区域36内的磁场线的主取向以非垂直的角度布置，以向磁共振成像装置11的各个部件提供改进的机械支承。

至少一个热总线元件和/或多个热总线元件也可以相对于第二方向(未示出)以非垂直的角度布置。第二方向可以定向成与成像区域36内的主磁场18的取向正交，并且与患者支承件12(见图1)的支承表面所限定的平面平行，患者支承件12构造成用于在磁共振检查期间支承患者15。

图5示出了本发明的磁共振成像装置11的实施方式，其中，至少一个热总线元件31i延伸穿过主磁体17的磁体间隔件17b。在所描绘的示例中，主磁体17被隔热层44包围或被包裹在隔热层44中。磁体间隔件17b中的洞60的内表面17c被隔热材料44覆盖，以减少磁体间隔件17b与热总线元件31i之间的热交换。

在图6中所描绘的实施方式中，屏蔽结构件12包括电磁屏蔽件12b，电磁屏蔽件12b配置成用于对主磁体17提供电磁屏蔽，使主磁体17不受梯度系统19的至少一个梯度线圈所产生的磁场影响。电磁屏蔽件12b包括经由多个热总线元件31i热连接至冷头部32a的多个隔开的屏蔽元件12b.1和12b.2。在图6中，省略了对主磁体17的描绘。根据上述的实施方式，可以实现主磁体17与冷头部32a之间的热连接。

如图4中所示，热总线结构件31配置成向屏蔽结构件12、特别是电磁屏蔽件12b提供机械支承。

在图6中所示出的示例中，多个隔开的屏蔽元件12b.1和12b.2经由螺栓71和支承元件70被夹持至热屏蔽件12a。与冷头部32a热连接的一个或更多个热总线元件31i可以分支并且与隔开的屏蔽元件12b.1和12b.2热连接。然而，还可设想的是，隔开的屏蔽元件12b.1和12b.2经由仅在冷头部32a处机械连接的多个单独的或不连结的热总线元件31i热连接至冷头部32a。一个或更多个热总线元件31i可以延伸穿过热屏蔽件12a中的洞(未示出)，从而避免与热屏蔽件12a接触。然而，热总线元件31i也可以与电磁屏蔽件12b和热屏蔽件12a两者(以及磁共振成像装置11的其他部件，比如缓冲单元43)热连接。

经由螺栓71和支承元件70施加的夹持力可以用于对热屏蔽件12a与多个屏蔽元件12b.1和12b.2之间的热交换进行个性化调节。因此，可以有利地增加用于从电磁屏蔽件12b去除热量的传热区域。

根据图6的热总线结构件31可以在“干式系统”或包括制冷剂器皿的常规“湿式系统”中实现。

图7示出了本发明的磁共振成像装置11的实施方式的横截面。在所描绘的示例中，磁共振成像装置11包括将主磁体17和外屏蔽件33封围在内部容积48中的热屏蔽件12a。优选地，热屏蔽件12a被真空室49包围，如图2中所示。主磁体17和/或外屏蔽件33可以机械地连接至热屏蔽件12a。例如，热总线结构件31的与热屏蔽件12a相连接的一部分或部段为主磁体17和/或外屏蔽件33提供机械支承。在本实施方式中，主磁体17优选地被隔热层44覆盖(见图4)。

热总线结构件31包括将磁共振成像装置11的外孔管和内孔管机械地连接的多个热总线元件31b。外孔管和内孔管可以表示热屏蔽件12a的外表面和内表面。与图3中所示出的实施方式相比，热总线元件31b可以在与磁共振成像装置11的旋转对称轴线平行的轴向方向上延伸。因此，可以经由热总线结构件31为外孔管和/或内孔管提供增强的机械支承。冷头部32a可以热连接和/或安装至外孔管。

经由一个或更多个热总线元件31a提供了冷头部32a与主磁体17之间的热连接。布置在内孔管内的电磁屏蔽件12b和梯度系统19被部分示出，仅仅是为了说明电磁屏蔽件12b和梯度系统19在场生成单元30内的位置。

图8示出了本发明的磁共振成像装置11的实施方式的横截面，该磁共振成像装置11包括布置在外屏蔽件33与主磁体17之间的中间支承结构件45或中间支承筒状件。中间支承结构件45可以形成热总线结构件31的一部分。然而，中间支承结构件45也可以表示与热总线结构件31分离的机械支承结构件。还可设想的是，热总线结构件31、即所描绘的热总线元件31b为中间支承结构件45和热屏蔽件12a提供机械支承。冷头部32a可以安装至中间支承结构件45和/或热总线结构件31或者由中间支承结构件45和/或热总线结构件31承载。

根据图8的磁共振成像装置11的实施方式特别适用于没有制冷剂器皿的“干式系统”。

图9示出了本发明的热屏蔽件12a的实施方式。在所描绘的示例中，热屏蔽件12a包括多个同心的、轴向隔开的环46，这些环46经由多个支柱47机械地连接在一起，这些支柱47定向成平行于由多个环46限定的筒轴线。

热屏蔽件12a可以实现为鸟笼。在一个实施方式中，连接多个同心的、轴向隔开的环46的支柱47被实现为由不锈钢制成的棒或杆。一个或更多个支柱47以及一个或更多个轴向隔开的环46可以经由至少一个热总线元件31b热连接至冷头部的第一级。

热总线结构件31可以形成热屏蔽件12a的一部分。例如，一个或更多个支柱47以及/或者一个或更多个环46可以表示热总线元件31i以及/或者构成热总线结构件31的一部分。

热屏蔽件12a至少与热总线结构件31、中间支承结构件45、外孔管和/或低温恒温器42的其他部件机械地连接。

上面所描述的实施方式仅是本发明的磁共振成像装置的示例。应当理解的是，如果没有另外说明，则单个实施方式可以通过其他实施方式的特征来扩展或者与其他实施方式的特征进行组合。

Claims (15)

1.一种磁共振成像装置(11)，所述磁共振成像装置(11)包括主磁体(17)、包括至少一个梯度线圈的梯度系统(19)、热总线结构件(31)、布置在所述梯度系统(19)与所述主磁体(17)之间的屏蔽结构件(12)、以及包括冷头部的低温冷却器(32)，其中，所述屏蔽结构件(12)配置成用于减少热能向所述主磁体(17)的传输，并且其中，所述主磁体(17)包括构造成用于将所述主磁体(17)的各个线圈隔开的磁体间隔件，其中，所述热总线结构件(31)包括至少一个热总线元件，所述至少一个热总线元件延伸穿过所述磁体间隔件，以用于在所述低温冷却器(32)的所述冷头部与所述屏蔽结构件(12)之间提供热连接。

2.根据权利要求1所述的磁共振成像装置(11)，其中，所述屏蔽结构件(12)包括电磁屏蔽件，所述电磁屏蔽件配置成用于为所述主磁体(17)提供电磁屏蔽而使所述主磁体免受由所述至少一个梯度线圈所产生的磁场的影响，其中，所述屏蔽结构件(12)包括多个隔开的屏蔽元件，并且所述热总线结构件(31)包括多个热总线元件，并且其中，所述多个热总线元件在所述多个隔开的屏蔽元件与所述低温冷却器(32)的所述冷头部之间提供热连接。

3.根据权利要求1或2中的一项所述的磁共振成像装置(11)，其中，所述热总线结构件(31)包括布置在所述主磁体(17)与外屏蔽线圈(33a、33b)之间的中间支承结构件(45)。

4.根据前述权利要求中的一项所述的磁共振成像装置(11)，其中，所述主磁体(17)被隔热层(44)包围或者被包裹在所述隔热层(44)中，并且其中，所述磁体间隔件中的用于为所述至少一个热总线元件提供通道的洞(60)的内表面被所述隔热层(44)覆盖，以减少所述磁体间隔件与所述至少一个热总线元件之间的热交换。

5.根据权利要求1或2中的一项所述的磁共振成像装置(11)，其中，所述屏蔽结构件(12)形成为包围所述主磁体(17)的低温恒温器(42)的一部分，并且其中，所述至少一个热总线元件延伸穿过所述低温恒温器(42)的制冷剂器皿(40)，以用于至少在所述屏蔽结构件(12)的第一内表面与第二内表面之间提供热连接。

6.根据权利要求1、2或5中的一项所述的磁共振成像装置(11)，其中，所述屏蔽结构件(12)形成为包围所述主磁体(17)的低温恒温器(42)的一部分，并且其中，所述至少一个热总线元件配置成在所述屏蔽结构件(12)的至少一个表面与所述低温冷却器(32)的所述冷头部之间提供直接热连接，其中，所述屏蔽结构件(12)的所述至少一个表面与所述屏蔽结构件(12)的安装有所述冷头部的表面不同。

7.根据前述权利要求中的一项所述的磁共振成像装置(11)，其中，所述热总线结构件(31)包括第一热总线元件和第二热总线元件，所述第一热总线元件配置成用于在所述冷头部的第一级(50)与所述屏蔽结构件(12)之间提供直接热连接，所述第二热总线元件配置成用于在所述冷头部的第二级(51)与所述主磁体(17)之间提供直接热连接，其中，所述冷头部的所述第一级(50)的第一温度水平超过所述冷头部的所述第二级(51)的第二温度水平。

8.根据权利要求7所述的磁共振成像装置(11)，所述磁共振成像装置(11)还包括配置成用于提供热能和/或接收热能的缓冲单元(43)，其中，所述至少一个热总线元件在所述缓冲单元(43)与所述低温冷却器(32)的所述冷头部之间提供热连接。

9.根据前述权利要求中的一项所述的磁共振成像装置(11)，其中，所述屏蔽结构件(12)的一部分包括经由多个支柱(47)机械连接的多个同心的、轴向隔开的环(46)，所述多个支柱(47)定向成平行于由所述多个轴向隔开的环(46)限定的筒轴线。

10.根据权利要求2所述的磁共振成像装置(11)，其中，所述多个热总线元件和/或所述屏蔽结构件(12)的热屏蔽件构造成用于向所述多个隔开的屏蔽元件(12)提供机械支承。

11.根据前述权利要求中的一项所述的磁共振成像装置(11)，其中，所述至少一个热总线元件包括固体热导体和/或热管道。

12.根据前述权利要求中的一项所述的磁共振成像装置(11)，其中，所述热总线结构件(31)构造成向所述屏蔽结构件(12)的至少一部分提供机械支承。

13.根据前述权利要求中的一项所述的磁共振成像装置(11)，其中，所述热总线结构件(31)包括至少一个热总线元件、优选地为多个热总线元件，所述热总线元件相对于所述磁共振成像装置(11)的成像区域(36)内的主磁场(18)的取向以非垂直的角度布置。

14.根据权利要求13所述的磁共振成像装置(11)，其中，所述至少一个热总线元件和/或所述多个热总线元件相对于第二方向以非垂直角度布置，其中，所述第二方向定向成与所述成像区域(36)内的所述主磁场(18)的所述取向正交并且平行于由患者支承件(16)的支承表面限定的平面，所述患者支承件(16)构造成用于在磁共振检查期间支承患者(15)。

15.根据权利要求2所述的磁共振成像装置(11)，其中，所述多个热总线元件中的至少两个热总线元件包括不同的热传递性能，以用于对至少两个隔开的屏蔽元件提供个性化的温度控制。