JP2006253718A - Ｍｒｉシステムで使用するための超電導電磁石 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造コストの低く、組み立ての容易な超電導電磁石を提供すること
【解決手段】熱シールドがラミネートされた導電性材料から製造された複数のフレキシブルコネクタストリップによってサービスタレットのネックチューブに熱結合されており、フレキシブルコネクタストリップは一端が熱シールドに固定され、他端がサービスタレットのネックチューブに固定され、サービスタレットのネックチューブを実質的に囲み、よってサービスタレットのネックチューブと熱シールドとの間にほぼ連続的な熱導電接合部を設けるように十分な数のストリップが設けられている。
【選択図】図２
【解決手段】熱シールドがラミネートされた導電性材料から製造された複数のフレキシブルコネクタストリップによってサービスタレットのネックチューブに熱結合されており、フレキシブルコネクタストリップは一端が熱シールドに固定され、他端がサービスタレットのネックチューブに固定され、サービスタレットのネックチューブを実質的に囲み、よってサービスタレットのネックチューブと熱シールドとの間にほぼ連続的な熱導電接合部を設けるように十分な数のストリップが設けられている。
【選択図】図２
Description
本発明は磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置で使用するための超電導電磁石に関する。
ＭＲＩ装置用の超電導電磁石は巻線（コイル）が超伝導体となる約４°Ｋの温度まで冷却されるよう、液体ヘリウムに沈められた巻線を含む。これら巻線を含むヘリウム容器は対流による熱利得を減少するように働く真空チャンバ内に入れられる。放射による熱利得を減少するため、通常冷却されているヘリウム容器と真空チャンバとの間に熱シールドが設けられる。これら熱シールドを冷却し、熱シールドにアクセスするため、真空チャンバ内まで延びる冷却タレット内に冷却機が設けられ、熱シールドはこの冷却機に熱結合されている。電流注入のため、巻線にアクセスし、充填およびトッピングするようヘリウム容器にアクセスするため、アクセス用のネックチューブを有するサービスタレットも設けられている。
真空チャンバとヘリウム容器との間に設けられた熱シールドは、サービスタレットネックチューブに隣接する領域で効率の良好な熱シールドとなっていることが重要であると理解できよう。更に（例えばＭＲＩシステムと連動する磁気勾配コイルにパルスが加えられたり、フロアが振動を伝える場合）クライオスタットの外部で発生された振動が許容され、かつ磁石の組み立てを容易にするよう、ある程度のフレキシビリティが得られることが重要である。
公知のシステムでは、各熱シールドに対しフランジの設けられた管状銅製カラーが設けられており、この熱シールドをサービスタレットのネックチューブが貫通して突出し、カラーのフランジが熱シールドにボルト締めされ、フランジから離れたカラーの端部がカラーのまわりに同じ角度で隔置された数本の銅線編組熱コネクタによりネックチューブに熱結合され、コネクタは一端がカラーにボルト締めされ、他端がネックチューブにボルト締めされている。
このような公知の装置は、作動上、一般に満足できるものであるが、製造上高価であり、組み立てに時間がかかるという欠点を有している。
従って、本発明の目的は、熱シールドとタレットネックチューブとの間の領域においてこれら欠点を少なくとも部分的に解決するように働く、改善された装置を提供することにある。
本発明によれば、ＭＲＩシステムで使用するための超電導電磁石は、内部に磁気巻線が配置されたヘリウム容器と、内部にヘリウム容器が収容された真空チャンバと、真空容器と真空チャンバとの間に設けられた少なくとも１つの熱シールドと、真空チャンバ内の熱シールドを貫通し、充填のためヘリウム容器と連通するようになっているネックチューブを有するサービスタレットとを備え、熱シールドはラミネートされた導電性材料から製造された複数のフレキシブルコネクタストリップによってサービスタレットのネックチューブに熱結合されており、フレキシブルコネクタストリップは一端が熱シールドに固定され、他端がサービスタレットのネックチューブに固定され、サービスタレットのネックチューブを実質的に囲み、よってサービスタレットのネックチューブと熱シールドとの間にほぼ連続的な熱導電接合部を設けるように十分な数のストリップが設けられている。
ラミネートされた導電性材料から製造されたフレキシブルなコネクタストリップを使用することによりサービスタレットのネックチューブと熱シールドとの間に比較的製造および組み立てが簡単な、特に熱効率の良好な接合領域を設けたまま、コストを節約した状態でフランジ付カラーが不要となる。
ヘリウム容器と真空チャンバとの間に位置し、互いに離間した状態にある内側熱シールドおよび外側熱シールドが設けられており、各熱シールドがフレキシブルな熱伝達ラミネートコネクタストリップによってサービスタレットのネックチューブに熱結合され、各シールドに接続されたストリップがサービスタレットのネックチューブを実質的に囲み、内側熱シールドに結合されたストリップが外側熱シールド内に位置するとともに、この外側熱シールドに結合されたストリップから離間する。
熱シールドは冷却機に熱結合してもよい。
ネックチューブを有する冷却機のタレット内に冷却機を収容し、このネックチューブを貫通して熱シールドを冷却機に結合してもよい。
ストリップをリベット、ネジまたはろう付けまたはハンダ付けにより熱シールドにほぼ永久的に固定し、他方、組み立てを容易にするよう、ネジまたはボルトによりネックチューブに取り外し自在にストリップを固定してもよい。
ストリップの各々は平らな銅製材料の数枚の隣接する層から製造することができる。
これら層を錫メッキすることができる。
各ストリップに少なくとも４枚の層をラミネートしてもよい。内側熱シールドに接続されたストリップは４枚の層を含み、外側熱シールドに接続されたストリップは８枚の層を含むことができる。
八角形セグメント状密閉体を構成するように配置された各熱シールドに接続された８つのストリップを接続することができる。
八角形セグメント状密閉体にテーパが付けられるよう、各ストリップを熱シールドに固定された端部からネックチューブに固定された端部までテーパが付けられた形状とすることができる。
次に、添付図面を参照して、例示により本発明の一実施例について説明する。
次に図１を参照すると、ＭＲＩシステムは脚部２に支持されたハウジング１を含み、これら脚部の間に細長い、全体が円筒形をしたスペース３が設けられ、このスペース内に患者４が支持される。このスペース３のまわりに環状巻線５によって構成された電磁石が設けられ、巻線５は外側シェル７および内側シェル８を有する、ヘリウムが充填された容器６内に収容されている。ヘリウムの沸騰（ｂｏｉｌ−ｏｆｆ）の原因となる容器６からの熱利得を減少するため、真空スペース９内に容器６が収容され、スペース９の外壁はハウジング１によって構成され、内壁はボアチューブ１０によって構成されている。放射による熱利得を減少するため、外側シェル７と真空チャンバの外壁を構成するハウジング１の間に離間した状態で内側熱シールド１１および外側熱シールド１２が設けられている。
熱利得を更に減少するよう、熱シールドを冷却するため冷却機１３が設けられており、この冷却機１３は冷却機マウント、すなわちユニソケット１４を有し、このユニソケットは冷却機１３を熱シールド１１および１２に結合し、冷却を行うようになっている。
容器６へのヘリウムの充填を容易にし、かつ電流注入のため巻線５へのアクセスを行うよう、ネック部分１６を有するサービスタレット１５が設けられている。ネック部分１６は熱シールド１１および１２、更にハウジング１の外壁を貫通している。容器６を完全にスクリーニングするため、内側シールドボアチューブ１８から離間した外側シールドボアチューブ１７が設けられており、内側シールドボアチューブ１８および外側シールドボアチューブ１７は、ハウジング１の各端部のまわりに延び、シールドボアチューブ１２および１１にそれぞれ接続し、完全なシールド体となっている。同様に、各端部をハウジング１の外壁が延び、ハウジングの内壁１０に接合している。同様にハウジング１内の各端部のまわりにフラスコの外側シェル７が延び、内側シェル８に接合している。
当業者に理解できるように撮像に必要な円筒形スペース３内に勾配およびＲＦコイル１９が設けられている。
ヘリウムによる熱利得をできるだけ多く減少するには、熱シールド１１および１２を熱効率が良好となるようにネックチューブ１６に結合することが重要である。
次に図２を参照する。この図では図１に対応する部品には同じ参照番号が示してある。この図には熱シールド１１および１２と、ネックチューブ１６との間に公知の結合装置が示されており、この結合装置は銅線編組フレキシブルコネクタ２０および２１を含み、これらコネクタの一端はブラケット２２および２３を介してネックチューブ１６に接続され、他端がフランジ付ステンレススチールのカラー２４および２５をそれぞれ介して熱シールド１１および１２に接続されている。
中心線の右側に示されている改善された装置では、銅線編組フレキシブルコネクタ２０および２１、およびフランジ付カラー２４および２５がラミネートされた銅製ストリップ２６および２７と置換されており、これらストリップ２６および２７はそれぞれ熱シールド１１および１２をネックチューブ１６に結合するのに使用されている。図２には２つのストリップ２６および２７しか示されていないが、ネックチューブ１６を完全に囲むのに８つのストリップが使用されている。従って、これらストリップは八角形のセグメント状密閉体を形成し、熱シールド１１に接続されたストリップは、ストリップ２７によって形成された密閉体内を延び、ストリップ２７は熱シールド１２に接続されている。ストリップ２６および２７はネック部分１６から上にあるボス２８および２９にボルト締めされボス２８および２９から離間した端部においてストリップ２６および２７はそれぞれリベット３０および３１によって熱シールド１１および１２にそれぞれ接続されている。
ラミネートされた銅製ストリップを使用することにより、組み立てを容易にし、かつ効率的な熱シールドを保証するのに必要な熱容量を可能にするフレキシビリティを維持したまま、高価なフランジ付銅製カラーが不要となることが理解できよう。
１ ハウジング
２ 脚部
３ スペース
５ 環状巻線
６ ヘリウム容器
１１ 内側熱シールド
１２ 外側熱シールド
２６ ラミネートされた銅製ストリップ
２７ ラミネートされた銅製ストリップ
２ 脚部
３ スペース
５ 環状巻線
６ ヘリウム容器
１１ 内側熱シールド
１２ 外側熱シールド
２６ ラミネートされた銅製ストリップ
２７ ラミネートされた銅製ストリップ
Claims (11)
- 内部に磁気巻線が配置されたヘリウム容器と、内部にヘリウム容器が収容された真空チャンバと、真空容器と真空チャンバとの間に設けられた少なくとも１つの熱シールドと、真空チャンバ内の熱シールドを貫通し、充填のためヘリウム容器と連通するようになっているネックチューブを有するサービスタレットとを備え、熱シールドはラミネートされた導電性材料から製造された複数のフレキシブルコネクタストリップによってサービスタレットのネックチューブに熱結合されており、フレキシブルコネクタストリップは一端が熱シールドに固定され、他端がサービスタレットのネックチューブに固定され、サービスタレットのネックチューブを実質的に囲み、よってサービスタレットのネックチューブと熱シールドとの間にほぼ連続的な熱導電接合部を設けるように十分な数のストリップが設けられている、ＭＲＩシステムで使用するための超電導電磁石。
- ヘリウム容器と真空チャンバとの間に位置し、互いに離間した状態にある内側熱シールドおよび外側熱シールドが設けられており、各熱シールドがフレキシブルな熱伝達ラミネートコネクタストリップによってサービスタレットのネックチューブに熱結合され、各シールドに接続されたストリップがサービスタレットのネックチューブを実質的に囲み、内側熱シールドに結合されたストリップが外側熱シールド内に位置するとともに、この外側熱シールドに結合されたストリップから離間する、請求項１記載の超電導電磁石。
- 熱シールドが冷却機に熱結合されている、請求項１または２記載の超電導電磁石。
- マウントを有する冷却機のタレット内に冷却機が収容され、このマウントを貫通して熱シールドが冷却機に結合されている、請求項３記載の超電導電磁石。
- コネクタストリップが熱シールドにほぼ永久的に固定されており、他方、ストリップがネックチューブに取り外し自在に固定されている、請求項１〜４のいずれかに記載の超電導電磁石。
- ストリップの各々が平らな銅製材料の数枚の隣接する層から製造されている、請求項１〜５のいずれかに記載の超電導電磁石。
- これら層が錫メッキされている、請求項６記載の超電導電磁石。
- 少なくとも４枚の層を含む、請求項６または７記載の超電導電磁石。
- 内側熱シールドに接続されたストリップが４枚の層を含み、外側熱シールドに接続されたストリップが８枚の層を含む、請求項８記載の超電導電磁石。
- 八角形セグメント状密閉体を構成するように配置された各熱シールドに接続された８つのストリップを含む、接続１〜９のいずれかに記載の超電導電磁石。
- 八角形セグメント状密閉体にテーパが付けられるよう、各ストリップは熱シールドに固定された端部からネックチューブに固定された端部までテーパが付けられた形状となっている、請求項１０記載の超電導電磁石。
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