JP5829880B2 - 磁気共鳴撮像システムのコールドヘッドスリーブを自己封止するためのシステム及び、磁気共鳴撮像マグネットシステム - Google Patents

磁気共鳴撮像システムのコールドヘッドスリーブを自己封止するためのシステム及び、磁気共鳴撮像マグネットシステム Download PDF

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Description

本明細書に開示した主題は、全般的には冷媒冷却された磁気共鳴撮像(MRI)システムに関し、またさらに詳細にはMRIシステムのコールドヘッドスリーブを封止するためのシステム及び方法に関する。
超伝導コイルMRIシステムでは、超伝導マグネットを形成するコイルはヘリウム容器を用いて冷媒冷却されている。これらのMRIシステムのうちの幾つかの冷媒冷却システムは、コールドヘッドスリーブの内部に、システム動作中に気化した冷媒を再凝縮させて超伝導マグネットコイルを継続して冷却するように動作するコールドヘッドを含む。
従来のMRIシステムではコールドヘッドスリーブは、マグネットカートリッジへの開放端部を有するように設計されており、このマグネットカートリッジは、圧力がかかるとその開放端部がヘリウム容器に対して曝露されるようにして真空エンクロージャの内部に置かれている。コールドヘッドに対するサービスまたは交換作業の際にサービス担当者はコールドヘッドスリーブからコールドヘッドを取り外しており、これによりヘリウム容器は大気に対して曝露される。MRIシステムが高い圧力で動作しているときは、圧力を低下させるためのベント(venting)が必要である。したがってサービス担当者は、高い圧力、またさらにはMRIシステム内部からのヘリウムのフラッシュロスに曝される。特にMRIシステムのマグネットがコールドヘッドのサービスまたは交換作業中にクエンチしこれによりヘリウムがボイルオフする場合には、安全上の懸念が存在する。
米国特許第7772842 B2号
したがって、従来のMRIシステムのコールドヘッドに対するサービス作業は高圧力環境のために安全でないことがあり得る。さらに、ヘリウム容器からヘリウムが失われて交換が必要であり、このため追加のコスト及びさらなるシステムメンテナンスに繋がる。
様々な実施形態による磁気共鳴撮像(MRI)システムのコールドヘッド向けのコールドヘッドスリーブ機構を提供する。本コールドヘッドスリーブ機構は、MRIシステムのコールドヘッドをその内部に受け容れると共に開放端部を有するように構成されたコールドヘッドスリーブを含む。本コールドヘッドスリーブ機構はさらに、コールドヘッドスリーブの開放端部の位置で結合させかつ該開放端部を覆う通常閉鎖位置に来るように構成された封止用部材も含む。
別の実施形態では、その内部に液体ヘリウムを有する容器と、該容器の内部にある超伝導マグネットと、コールドヘッドと、該コールドヘッドをその内部に受け容れると共に開放端部を有するコールドヘッドスリーブと、を含んだ磁気共鳴撮像(MRI)マグネットシステムを提供する。本MRIマグネットシステムはさらに、コールドヘッドスリーブの開放端部の位置で結合されると共に該開放端部を覆う通常閉鎖位置にバイアスさせた移動可能な封止用部材も含む。
さらに別の実施形態では、磁気共鳴撮像(MRI)マグネットシステム向けに自己封止式のコールドヘッドスリーブを形成するための方法を提供する。本方法は、封止用部材を通常閉鎖機構で構成するステップと、コールドヘッドをコールドヘッドスリーブから取り外しているときに封止用部材を通常閉鎖位置にバイアスさせるようにしてコールドヘッドスリーブに対して封止用部材をコールドヘッドスリーブの開放端部の位置で結合させるステップと、を含む。
様々な実施形態に従って形成される自己封止式コールドヘッドスリーブを表している磁気共鳴撮像(MRI)マグネットシステムの簡略化ブロック図である。 様々な実施形態に従って形成したコールドヘッドスリーブ向けの自己封止機構を表した図である。 一実施形態に従って形成した自己封止式コールドヘッドスリーブの開放位置における断面図である。 図3の自己封止式コールドヘッドの閉鎖位置における断面図である。 別の実施形態に従って形成した自己封止式コールドヘッドスリーブの開放位置における断面図である。 図5の自己封止式コールドヘッドの閉鎖位置における断面図である。 別の実施形態に従って形成した自己封止式コールドヘッドスリーブの開放位置における断面図である。 図7の自己封止式コールドヘッドの閉鎖位置における断面図である。 別の実施形態に従って形成した自己封止式コールドヘッドスリーブの開放位置における断面図である。 図9の自己封止式コールドヘッドの閉鎖位置における断面図である。 別の実施形態に従って形成した自己封止式コールドヘッドスリーブを開放位置において表した図である。 様々な実施形態に従って形成した自己封止式コールドヘッドスリーブをその内部で実現し得るMRIシステムの外観図である。
上述した要約並びにある種の実施形態に関する以下の詳細な説明は、添付の図面と共に読むことによってさらに十分な理解が得られよう。これらの図面が様々な実施形態の機能ブロックからなる図を表している場合も、必ずしもこれらの機能ブロックがハードウェア間で分割されることを意味するものではない。したがって例えば、1つまたは複数の機能ブロックを単一のハードウェアの形、あるいは複数のハードウェアの形で実現させることがある。こうした様々な実施形態は図面に示した配置や手段に限定されるものではないことを理解すべきである。
本明細書で使用する場合、単数形で「a」や「an」の語を前に付けて記載した要素やステップは、これに関する複数の要素やステップも排除していない(こうした排除を明示的に記載している場合を除く)と理解すべきである。さらに、「一実施形態」に対する言及は、記載した特徴も組み込んでいる追加的な実施形態の存在を排除すると理解されるように意図したものではない。さらに特に明示的に否定する記述をしない限り、ある具体的な性状を有する1つまたは複数の構成要素を「備える(comprising)」または「有する(having)」実施形態は、当該性状を有しない追加的なこうした構成要素も含むことがある。
様々な実施形態は、メンテナンス、サービス作業及び/または交換作業の間などコールドヘッドをコールドヘッドスリーブから取り外したときに磁気共鳴撮像(MRI)システムのコールドヘッドスリーブを封止するためのシステム及び方法を提供する。様々な実施形態は、コールドヘッドをコールドヘッドスリーブから取り外したときにコールドヘッドスリーブの開放端部が自動的に封止されるような封止機構を含む。少なくとも1つの実施形態を実施することによって、大気中にフラッシュされるヘリウムの量が減少すると共に、MRIシステムのヘリウム容器の高圧力への曝露も低減される。
図1及び2は、コールドヘッドスリーブが自己封止式であるような実施形態を表している。具体的に図1及び2は、1つまたは複数の超伝導マグネットを含むMRIマグネットシステム20を表した簡略化ブロック図である。図面全体を通じて同じ部分を同じ番号によって示していることに留意すべきである。MRIマグネットシステム20は、液体ヘリウムなどの液体冷媒を保持する容器22を含む。したがってこの実施形態では容器22は、ヘリウム圧力容器と呼ぶこともあるヘリウム容器である。容器22は真空容器24により囲繞されると共に、その内部及び/またはその間に熱シールド26を含む。熱シールド26は例えば、熱隔絶用放射シールドとすることがある。コールドヘッドスリーブ30(例えば、ハウジング)内部の真空容器24を通過させて、様々な実施形態ではクライオクーラとするようなコールドヘッド28が延びている。したがって真空容器24の内部の真空に影響を及ぼすことなく、コールドヘッド28の低温端部をコールドヘッドスリーブ30の内部に位置決めすることができる。コールドヘッド28は、1つまたは複数のフランジやボルトなどの適当な任意の手段、あるいは当技術分野で周知の別の手段を用いてコールドヘッドスリーブ30内部に挿入され(または、受け容れられ)かつ確保される。さらに真空容器24の外部に、コールドヘッド28のモータ32が設けられている。
コールドヘッドスリーブ30は、ヘリウム容器22の内部への開放端部34を含む。図2に示すように様々な実施形態によるコールドヘッド28は、コールドヘッドスリーブ30内部にコールドヘッド28が挿入されて受け容れられたときに開放端部34を通ってヘリウム容器22内部まで延びる部分を有するコールドヘッド28の下側端部の位置に再凝縮器36を含む。再凝縮器36は、ヘリウム容器22からボイルオフしたヘリウムガスを再凝縮させる。再凝縮器36はさらに、1つまたは複数の通路38を介してヘリウム容器22に結合されている。例えば通路38は、ヘリウム容器22からボイルオフしたヘリウムガスを再凝縮器36に転送するためにヘリウム容器22から再凝縮器36まで設けられることがあり、これが次いで再凝縮済みのヘリウム液体を開放端部34の位置のヘリウム容器22まで戻すように転送することがある。
コールドヘッドスリーブ30は開放端部34の位置に、コールドヘッド28をコールドヘッドスリーブ30から取り外したときにその開放端部34を自動的に閉鎖及び/または封止する自己封止機構40を含む。したがってヘリウム容器22は、コールドヘッド28を取り外したときに環境に対して開放されることがない。この自己封止機構40は一般に、コールドヘッド28が取り外されているときにコールドヘッドスリーブ30の下側端部を係合してその開口部を自動的に閉鎖及び封止する封止用部材42(例えば、ハッチまたはフラッパー)を含む。自己封止機構40はコールドヘッドスリーブ30に結合されることや、これの一部を形成することがある。様々な実施形態による自己封止機構40は、開放端部34を封止するように封止用部材42を閉鎖位置(または、状態)になるようにバイアスさせるバイアス用部材(例えば、スプリング)を含む。したがって封止用部材42は、コールドヘッド28がコールドヘッドスリーブ30の内部に挿入されているときに開放位置(または、状態)まで移動されるような通常閉鎖デバイスである。例えば、再凝縮器36の底端部上などコールドヘッド28の一部とするかこれに結合させて、あるいは封止用部材42の一部として、突出部、タブ、支柱またはピンとし得る作動用部材44が設けられることがある。作動用部材44は、コールドヘッド28がコールドヘッドスリーブ30の内部に挿入されたときに封止用部材42を開くように動作可能である。作動用部材44は任意選択では、封止用部材42の一部を形成することや、封止用部材42に結合させることがある。
動作時には図1の矢印Sにより示したように、自己封止機構40は、コールドヘッド28がコールドヘッドスリーブ30の内部に挿入されたときの開放位置とコールドヘッド28をコールドヘッドスリーブ30から取り外したときの閉鎖(すなわち、封止された)位置との間で動作可能な封止用部材42を含む。開放位置では、コールドヘッド28はヘリウム容器22と流体連通している。閉鎖位置ではヘリウム容器22は、開放端部34が封止用部材42により覆われるように大気から封止される。幾つかの実施形態ではその封止用部材42は、開放端部34の内部に挿入されて開放端部34を封止することがある。
ヘリウム容器22の内部には、様々な実施形態では超伝導マグネットであるマグネット46が設けられており、MRIシステムの動作時においてこれを本明細書でより詳細に記載したように制御し、MRI画像データを収集する。さらにMRIシステムの動作時に、MRIマグネットシステム20のヘリウム容器22内部の液体ヘリウムが超伝導マグネット46(コイルアセンブリとして周知のように構成し得る)を冷却している。超伝導マグネット46は例えば、4.2ケルビン(K)などの超伝導温度まで冷却されることがある。この冷却過程はボイルオフしたヘリウムガスを再凝縮器36によって再凝縮して液体としかつヘリウム容器22まで戻すことを含むことがある。ボイルオフしたヘリウムはさらにヘリウム容器22を熱シールド26に接続している1つまたは複数の任意選択の気体通路(図示せず)を通過させることがあることに留意すべきである。
様々な実施形態ではその自己封止機構40は一般に、開放位置と閉鎖位置の間で動作可能な移動式または移動可能な封止用部材42を含む。封止用部材42並びに封止用部材42を移動及び/またはバイアスさせる機構の構成は、開放位置と閉鎖位置の間で封止用部材42を移動させる適当な任意の構成とすることができる。
図3及び4に示した実施形態では、自己封止機構40はスプリング作動式の機構である。図3は、コールドヘッド28がコールドヘッドスリーブ30内部に挿入された状態の開放位置を表しており、また図4は、コールドヘッド28がコールドヘッドスリーブ30から取り外された状態の閉鎖位置を表している。この実施形態では封止用部材42はピボット式フラップとして構成されたハッチ48である。特にこのハッチ48は、一方の端部がスプリングジョイント50(または、別のバイアス用部材)を介してコールドヘッドスリーブ30に接続されており、これによりハッチ48は開放位置と閉鎖位置の間でピボット移動する。自己封止機構40はさらに、この実施形態ではコールドヘッド28の底部(特に、再凝縮器36の底部)から延び出した突出部、支柱、ピン、その他としている作動用部材44を含む。したがって作動用部材44は、コールドヘッド28がコールドヘッドスリーブ30内部に挿入された際にハッチ48を開放させるようにハッチ48を係合する係合部材として構成されている。したがってハッチ48は、コールドヘッド28がコールドヘッドスリーブ30の内部に挿入されると開放位置まで動かされる。
開放位置において、開放端部34はヘリウム容器22に対して開いており、再凝縮器36からヘリウム容器22内までのヘリウムの流入/通過あるいはドレインを可能にするようにハッチ48は開かれている。ハッチ48がバイアス閉鎖式の場合にハッチ48は、コールドヘッド28が取り外されているときにコールドヘッドスリーブ30を自動的に閉鎖及び/または封止するようにコールドヘッドスリーブ30の下側端部を係合している。
修正形態や変形形態が企図される。例えば図5及び6に示したように、開放位置と閉鎖位置のそれぞれに見るように作動用部材44がハッチ48の一部として設けられている。したがって動作時において作動用部材44は、コールドヘッド28がコールドヘッドスリーブ30内部に挿入されるとハッチ48を開くようにコールドヘッド28の底部を係合させた係合部材として構成される。
図7及び8に示した別の実施形態では、自己封止機構40は別のスプリング作動式機構である。図7は、コールドヘッド28がコールドヘッドスリーブ30内部に挿入された状態の開放位置を表しており、また図8は、コールドヘッド28がコールドヘッドスリーブ30から取り外された状態の閉鎖位置を表している。この実施形態では、封止用部材42はさらにハッチ48となっており、幾つかの実施形態では開放端部34の方向及びこれから離れる方向への直線的移動であるような移動式プレートとして構成されている。具体的にはハッチ48は、開放位置と閉鎖位置の間で開放端部34を離れる方向と近づく方向のそれぞれに移動できるように、各端部においてスプリング52(または、別のバイアス用部材)を介してコールドヘッドスリーブ30に接続されている。自己封止機構40はさらに、この実施形態ではコールドヘッド28の底部(特に、再凝縮器36の底部)から延び出した突出部、支柱、ピン、その他とした作動用部材44を含む。したがって作動用部材44は、コールドヘッド28がコールドヘッドスリーブ30内部に挿入されるとハッチ48が開くようにしてハッチ48を係合させた係合部材として構成される。したがってハッチ48は、コールドヘッド28がコールドヘッドスリーブ30内部に挿入されると開放端部34から離れて開放位置まで移動する。
開放位置において、開放端部34はヘリウム容器22に対して開いており、再凝縮器36からヘリウム容器22内までのヘリウムの流入/通過あるいはドレインを可能にするようにハッチ48は開かれている。ハッチ48がバイアス閉鎖式でコールドヘッドスリーブ30の下側端部と接触するように移動させる場合にハッチ48は、コールドヘッド28が取り外されているときにコールドヘッドスリーブ30を自動的に閉鎖及び/または封止するようにしてコールドヘッドスリーブ30の下側端部を係合している。
修正形態や変形形態が企図される。例えば図9及び10に示したように、開放位置と閉鎖位置のそれぞれに見るように、作動用部材44がハッチ48の一部として設けられている。したがって動作時において作動用部材44は、コールドヘッド28がコールドヘッドスリーブ30内部に挿入されるとハッチ48が開くようにコールドヘッド28の底部を係合させた係合部材として構成される。
封止用部材42は、封止用外輪(例えば、ゴム製外輪)を有する金属プレートなどの様々な材料から構成し形成し得ることに留意すべきである。封止用部材42は一般に、様々な実施形態では少なくとも開放端部34全体を覆うようなサイズ及び形状としている。幾つかの実施形態ではその封止用部材42は対応する座面(例えば、Teflon座面)を有するスイング式のポペット弁またはフラッパー弁とすることがある。様々な実施形態のうちの幾つかではその封止用部材42は、ヘリウム容器22からのヘリウムのボイルオフを低減または防止するように形成される。
さらに作動用部材44は剛性の(例えば、金属)や半剛性の材料から形成されることがある。さらに、スプリングジョイント50及び/またはスプリング52を、封止用部材42が閉鎖位置において受ける圧力に基づいたバイアス力を有するように構成させることがある。したがってスプリングジョイント50及び/またはスプリング52のバイアス力は、例えば当該のシステム要件に基づいて決定されることがある。
図11に示したさらに別の実施形態ではその封止用部材42は、ヘリウム容器22からヘリウム蒸気を受け取ること及び凝縮済みの液体をヘリウム容器22に転送することのそれぞれを行うためのインレット56とアウトレット58を有する弁機構54の一部を形成することがある。封止用部材42はまた再凝縮器36の一部を形成することもあることに留意すべきである。この実施形態ではそのコールドヘッドスリーブ30は、矢印Rで示すように動く移動式の半径方向スリーブとして構成されている。封止用部材42はハッチ48として(特に、ピボット式フラップとして)構成されている。例えばハッチ48は、開放位置と閉鎖位置の間でピボット動作するように、その一方の端部においてスプリングジョイント50を介してコールドヘッドスリーブ30に接続されている。
動作時においてコールドヘッドスリーブ30が動くかあるいはコールドヘッドスリーブ30に対してコールドヘッド28が挿入されるか取り外されると、封止用部材42がピボット動作する。この実施形態では封止用部材42は、コールドヘッド28をコールドヘッドスリーブ30から取り外したときに、スイング式遮断ポペットまたはフラッパー弁として動作しており、ここでは例えばねじりスプリングによって封止用部材42を閉鎖位置までバイアスさせている。コールドヘッド28がコールドヘッドスリーブ30内部に挿入されるとハッチ48を開放するようにコールドヘッド28がハッチ48を係合させている。したがってハッチ48は、コールドヘッド28がコールドヘッドスリーブ30内部に挿入されると開放位置まで移動する。
したがって様々な実施形態に従った自己封止式または自動閉鎖式のコールドヘッドスリーブが提供される。この自己封止式または自動閉鎖式コールドヘッドスリーブ機構は、コールドヘッドをコールドヘッドスリーブから取り外したときにヘリウム容器が大気から自動的に閉鎖されるようにMRIシステムを封止する。
幾つかの実施形態についてMRIシステム用の超伝導マグネットと連携して記載することがあるが、これらの様々な実施形態は超伝導マグネットを有する任意のタイプのシステムと連携して実現し得ることに留意すべきである。この超伝導マグネットは、別のタイプの医用撮像デバイスで並びに非医用の撮像デバイスで実現することもできる。
したがってこの様々な実施形態は、MRIシステム用の超伝導コイルなど様々なタイプの超伝導コイルと連携して実現することができる。例えばこの様々な実施形態は、図12に示したMRIシステム100で使用するための超伝導コイルで実現することができる。システム100について単一モダリティ撮像システムとして図示しているが、この様々な実施形態はマルチモダリティ撮像システム内であるいはこれと一緒に実現し得ることを理解されたい。システム100はMRI撮像システムとして図示していると共に、コンピュータ断層(CT)、陽電子放出断層(PET)、単一光子放出コンピュータ断層(SPECT)、並びに超音波システム、あるいは特に人間を対象とした画像の作成が可能な別の任意のシステムなど様々なタイプの医用撮像システムと組み合わせることができる。さらにこの様々な実施形態は人間を対象とした撮像用の医用撮像システムに限定されるものではなく、人間以外の対象物、手荷物、その他の撮像のための獣医学システムや非医用システムを含むことができる。
図12を参照するとMRIシステム100は一般に、撮像部分102と、プロセッサまたは別のコンピュータ処理デバイスや制御器デバイスを含み得る処理部分104と、を含む。MRIシステム100はガントリ106の内部に、マグネットコイル支持構造上に支持されることがあるコイルから形成された超伝導マグネット46を含む。ヘリウム容器22(クライオスタットと呼ぶこともある)が超伝導マグネット46を囲繞すると共に、液体ヘリウムで満たされている。この液体ヘリウムは、本明細書でより詳細に記載したようにコールドヘッドスリーブ及び/または熱シールドを冷却するために使用することができる。
ヘリウム容器22の外側表面と超伝導マグネット46の内側表面とを囲繞するような断熱体112が設けられている。超伝導マグネット46の内部には複数の磁場傾斜コイル114が設けられており、またこの複数の磁場傾斜コイル114の内部にはRF送信コイル116が設けられている。幾つかの実施形態ではそのRF送信コイル116は、送信コイルと受信コイルで置き換えられることがある。ガントリ106内部の構成要素は全体として撮像部分102を形成している。超伝導マグネット46を円筒形状としているが、別の形状のマグネットも使用可能であることに留意すべきである。
処理部分104は一般に、制御器118と、主磁場制御120と、傾斜磁場制御122と、メモリ124と、表示デバイス126と、送信受信(T−R)スイッチ128と、RF送信器130と、受信器132と、を含む。
動作時において撮像しようとする患者やファントームなどの対象体を、ボア134内で適当な支持体(例えば、患者テーブル)上に配置させる。超伝導マグネット46は、ボア134を横断する均一で静的な主磁場B0を生成する。ボア134内及び対応する患者内部の電磁場強度は、主磁場制御120を介して制御器118によって制御されており、主磁場制御120はさらに超伝導マグネット46への付勢用電流の供給も制御している。
超伝導マグネット46内部でボア134内の磁場B0に対して直交する3つの方向x、y及びzのうちの任意の1つまたは幾つかの方向で磁場傾斜を印加できるように、磁場傾斜コイル114(1つまたは複数の傾斜コイル素子を含む)が設けられている。磁場傾斜コイル114は、傾斜磁場制御122により付勢される共に、さらに制御器118により制御を受けている。
複数のコイルを含み得るRF送信コイル116は、磁気パルスを送信する、かつ/またはRF受信コイルとして構成された表面コイルなどの受信コイル素子も設けられている場合に任意選択で同時に患者からのMR信号を検出するように配列されている。RF受信コイルは、例えば単独の受信表面コイルなど任意のタイプの構成とすることができる。受信表面コイルはRF送信コイル116の内部に設けられたRFコイルからなるアレイとすることがある。
RF送信コイル116及び受信表面コイルは、T−Rスイッチ128によってRF送信器130と受信器132のそれぞれの1つに選択可能に相互接続させている。RF送信器130及びT−Rスイッチ128は、RF送信器130によってRF磁場パルスまたは信号を発生させると共に、これを患者に選択的に印加し患者内に磁気共鳴を励起させるように制御器118によって制御されている。RF励起パルスが患者に加えられている間に、さらに受信表面コイルを受信器132から切断するようにT−Rスイッチ128を作動させている。
RFパルスの印加に続いてT−Rスイッチ128を再度作動させ、RF送信コイル116をRF送信器130から切断しかつ受信表面コイルを受信器132に接続させている。受信表面コイルは、患者内の励起した原子核に由来するMR信号を検出または検知するように動作すると共に、このMR信号を受信器132に伝送している。検出したこれらのMR信号は一方、制御器118に伝送される。制御器118は、例えば患者の画像を表す信号を生成するためのMR信号の処理を制御するプロセッサ(例えば、画像再構成プロセッサ)を含む。
画像を表すこの処理済み信号はまた、画像の視覚的表示を提供するために表示デバイス126に送られる。具体的にはMR信号は観察可能な画像が得られるようにフーリエ変換を受けるk空間を満たすまたはこれを形成している。画像を表すこの処理済み信号は次いで表示デバイス126に送られる。
上の記述は例示であって限定でないことを理解されたい。例えば上述の実施形態(及び/または、その態様)は、互いに組み合わせて使用することができる。さらに、具体的な状況や材料を様々な実施形態の教示に適応させるようにその趣旨を逸脱することなく多くの修正を実施することができる。本明細書内に記載した材料の寸法及びタイプが様々な実施形態のパラメータを規定するように意図していても、これらは決して限定ではなく単なる例示である。上の記述を検討することにより当業者には別の多くの実施形態が明らかとなろう。様々な実施形態の範囲はしたがって、添付の特許請求の範囲、並びに本請求範囲が規定する等価物の全範囲を参照しながら決定されるべきである。添付の特許請求の範囲では、「を含む(including)」や「ようになった(in which)」という表現を「を備える(comprising)」や「であるところの(wherein)」という対応する表現に対する平易な英語表現として使用している。さらに添付の特許請求の範囲では、「第1の」、「第2の」及び「第3の」その他の表現を単にラベル付けのために使用しており、その対象に対して数値的な要件を課すことを意図したものではない。さらに、添付の特許請求の範囲の限定は手段プラス機能形式で記載しておらず、また35 U.S.C.§112、第6パラグラフに基づいて解釈されるように意図したものでもない(ただし、本特許請求の範囲の限定によって「のための手段(means for)」の表現に続いて追加的な構造に関する機能排除の記述を明示的に用いる場合を除く)。
この記載では、様々な実施形態(最適の形態を含む)を開示するため、並びに当業者による任意のデバイスやシステムの製作と使用及び組み込んだ任意の方法の実行を含む様々な実施形態の実施を可能にするために例を使用している。この様々な実施形態の特許性のある範囲は本特許請求の範囲によって規定していると共に、当業者により行われる別の例を含むことができる。こうした別の例は、その例が本特許請求の範囲の文字表記と異ならない構造要素を有する場合や、その例が本特許請求の範囲の文字表記と実質的に差がない等価的な構造要素を有する場合があるが、本特許請求の範囲の域内にあるように意図したものである。
20 MRIマグネットシステム
22 ヘリウム容器
24 真空容器
26 熱シールド
28 コールドヘッド
30 コールドヘッドスリーブ
32 モータ
34 開放端部
36 再凝縮器
38 通路
40 自己封止機構
42 封止用部材
44 作動用部材
46 超伝導マグネット
48 ハッチ
50 スプリングジョイント
52 スプリング
54 弁機構
56 インレット
58 アウトレット
100 MRIシステム
102 撮像部分
104 処理部分
106 ガントリ
112 断熱体
114 磁場傾斜コイル
116 RF送信コイル
118 制御器
120 主磁場制御
122 傾斜磁場制御
124 メモリ
126 表示デバイス
128 T−Rスイッチ
130 RF送信器
132 受信器
134 ボア

Claims (9)

  1. 磁気共鳴撮像(MRI)システムのコールドヘッド向けのコールドヘッドスリーブ機構(40)であって、
    MRIシステムのコールドヘッド(28)をその内部に受け容れると共に開放端部(34)を有するように構成されたコールドヘッドスリーブ(30)と、
    バイアス部材と、
    前記コールドヘッドスリーブの開放端部の位置で結合されかつ該開放端部を覆う通常閉鎖位置に来るように前記バイアス部材によりバイアスされるように構成された封止用部材(42)と、
    を備え、
    前記コールドヘッド(28)の少なくとも一部が前コールドヘッドスリーブ(30)の開放端部(34)に挿入されたときに、前記封止用部材(42)が開放されるコールドヘッドスリーブ機構(40)。
  2. 前記封止用部材(42)は前記コールドヘッドスリーブの開放端部(34)の位置でピボット式に結合されている、請求項1に記載のコールドヘッドスリーブ機構(40)。
  3. 前記封止用部材(42)をコールドヘッドスリーブ(30)の開放端部(34)の位置でピボット式に結合させているスプリングジョイント(50)をさらに備える請求項2に記載のコールドヘッドスリーブ機構(40)。
  4. 前記封止用部材(42)はコールドヘッドスリーブ(30)の開放端部(34)の位置に直線移動機構で結合されている、請求項に記載のコールドヘッドスリーブ機構(40)。
  5. 前記封止用部材(42)は通常閉鎖位置にバイアスさせた移動式ハッチ(48)を備える、請求項1乃至4のいずれかに記載のコールドヘッドスリーブ機構(40)。
  6. 前記封止用部材(42)は移動式フラッパー弁と移動式ポペット弁のうちの一方を備える、請求項1乃至5のいずれかに記載のコールドヘッドスリーブ機構(40)。
  7. 前記封止用部材(42)に結合されると共に、コールドヘッド(28)をコールドヘッドスリーブ内部に受け容れたときに封止用部材が開放位置まで移動するようにコールドヘッドスリーブ(30)を係合するように構成された作動用部材(44)をさらに備える請求項1乃至のいずれかに記載のコールドヘッドスリーブ機構(40)。
  8. その内部に液体ヘリウムを有する容器(22)と、
    前記容器の内部にある超伝導マグネット(46)と、
    コールドヘッド(28)と、
    前記コールドヘッドをその内部に受け容れると共に開放端部(34)を有するコールドヘッドスリーブ(30)と、
    前記コールドヘッドスリーブの開放端部の位置で結合されると共に該開放端部を覆う通常閉鎖位置にバイアスさせた移動可能な封止用部材(42)と、
    を備える磁気共鳴撮像(MRI)マグネットシステム(20)。
  9. 前記コールドヘッド(28)と前記移動可能な封止用部材(42)のうちの一方の上に前記移動可能封止用部材の動きを作動させるための突出部(44)をさらに備える請求項に記載のMRIマグネットシステム(20)。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8797131B2 (en) * 2010-05-19 2014-08-05 General Electric Company Thermal shield and method for thermally cooling a magnetic resonance imaging system
CN108027227B (zh) * 2015-07-14 2019-10-11 香港科技大学 被动式热二极管
JP6602716B2 (ja) * 2016-03-30 2019-11-06 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
JP6546115B2 (ja) * 2016-03-30 2019-07-17 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
USD874651S1 (en) * 2017-06-19 2020-02-04 Siemens Healthcare Limited Coupling for medical imaging device
CN109959889A (zh) * 2017-12-25 2019-07-02 通用电气公司 磁共振成像系统冷头工作状态的监测方法和系统
EP3814698A4 (en) * 2018-06-29 2022-06-29 General Electric Company Remotely driven cryocooler for a superconducting generator
CN109712783B (zh) * 2019-01-15 2020-12-11 娄莉 一种mri冷却装置
US11313481B2 (en) * 2019-08-28 2022-04-26 GE Precision Healthcare LLC Systems for rupturing a vacuum in a medical imaging device

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5333464A (en) 1993-01-04 1994-08-02 General Electric Company Cold head sleeve and high-TC superconducting lead assemblies for a superconducting magnet which images human limbs
US5304934A (en) 1993-01-04 1994-04-19 General Electric Company Superconducting magnet for imaging human limbs
US5430423A (en) 1994-02-25 1995-07-04 General Electric Company Superconducting magnet having a retractable cryocooler sleeve assembly
JPH08261821A (ja) 1995-03-27 1996-10-11 Mitsubishi Electric Corp 赤外線検知装置
US5701744A (en) 1996-10-31 1997-12-30 General Electric Company Magnetic resonance imager with helium recondensing
JPH1199135A (ja) * 1997-09-29 1999-04-13 Ge Yokogawa Medical Systems Ltd 極低温クーラ運転方法、磁気発生装置および磁気共鳴撮像装置
US6029458A (en) 1998-05-07 2000-02-29 Eckels; Phillip William Helium recondensing magnetic resonance imager superconducting shield
GB0125188D0 (en) * 2001-10-19 2001-12-12 Oxford Magnet Tech A pulse tube refrigerator sleeve
US6807812B2 (en) 2003-03-19 2004-10-26 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Pulse tube cryocooler system for magnetic resonance superconducting magnets
JP4749661B2 (ja) 2003-10-15 2011-08-17 住友重機械工業株式会社 単結晶引上げ装置用超電導磁石装置における冷凍機の装着構造及び冷凍機のメンテナンス方法
DE102005002011B3 (de) * 2005-01-15 2006-04-20 Bruker Biospin Ag Quenchverschluß
DE102005029151B4 (de) * 2005-06-23 2008-08-07 Bruker Biospin Ag Kryostatanordnung mit Kryokühler
US7852079B2 (en) * 2006-08-01 2010-12-14 General Electric Company Apparatus for low AC loss thermal shielding and method of making same
CN100579784C (zh) * 2006-09-15 2010-01-13 财团法人工业技术研究院 一种喷墨印头
US20080242974A1 (en) 2007-04-02 2008-10-02 Urbahn John A Method and apparatus to hyperpolarize materials for enhanced mr techniques
US7728592B2 (en) 2008-09-17 2010-06-01 Time Medical Holdings Company Limited Integrated superconductor MRI imaging system
US7772842B2 (en) 2008-09-17 2010-08-10 Time Medical Holdings Company Limited Dedicated superconductor MRI imaging system

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