KR900008383B1 - 차폐된 초전도 자기 공명 자석용 배선 하니스 회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

차폐된 초전도 자기 공명 자석용 배선 하니스 회로

제1도는 차폐된 초전도 자기 공명 자석의 부분 단면도.

제2도는 본 발명에 따르는 제1도의 차폐된 초전도 자기 공명 자석용 자석 배선 하니스 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5 : 구멍 7 : 철제차폐물

13 : 헬륨관 21,23,25 : 저항기

27 : 초전도 스위치 29,31 : 단자

C1,C2,C3,C4,C5,C6 : 코일

본 발명은 차폐된 초전도 자기 공멍(MR) 자석에 관한 것이며 특히,

치(quench)중에 자기 차폐물 및 초전도 자석 사이의 힘을 제거시키는 MR자석 회로에 관한 것이다.

영상 및 분광하기 위해 사용된 완전한 본체 자기 공명 자석은 다른 진단 장치와 심장 페이스메이커(cardiac pacemakers) 및 신경 자극자(neuro stimulators)를 지닌 환자를 해칠 수 있는 고강도 dc자계를 발생한다. 차폐된 MR자석은 식품의약품국(the Food and Drug Administration)에 의해 공포된 지침서에 부응하도록 MR자석을 둘러싸는 프린지 필드(fringe field)를 감소시키는데 사용된다. 차폐된 자석은 사람들에 의해 무제한의 접근을 허여하는데 필요한 필드 감소(field reductions)를 얻도록 자석을 둘러싸는 것이 요구된 바닥 면적을 감소시킴으로써 설치비를 삭감하는 장점을 갖는다. 차폐된 자석은 룸-사이즈 자기 차폐물(room-size magnetic shields), 자석에 꼭 맞는 차폐물 또는 자석에 집적된 차폐물을 가질 수 있다.

그들의 임계 전이 온도 이하의 온도로 유지된 초전도 전기 물질은 일시적으로 안정되고 공간적으로 등질의 자계를 충족시키는데 유리한 수단을 제공한다. 상기 초전도 자석을 만드는 초전도체 도선은 세로 방향으로 연장하는 구멍을 갖는 원통형 저온 유지 장치의 최심부 원통형 챔버내에 위치된다. 상기 최심부 챔버는 상기 저온 유지 장치와 동축이며 통상 액체 헬륨으로 냉각된다. 자석용 회로는 통상 저항기와는 직렬로 접속되고 코일의 각각과는 병렬로 접속된 여섯개의 초전도체 코일을 갖는다. 상기 자석이 과 냉각되어 상기 코일이 초전도 상태로 될때, 초전도 스위치는 초전도 전류가 상기 직렬 접속된 코일내에 흐르도록 닫힌다. 상기 직렬 접속된 코일의 저항은 0이다. 코일이 초전도 상태에서 정상 상태(

치)로 전이하면, 상기 코일은 저항기를 나타내며 상기 전류의 일부분은 미리 새로운 전류를 운반한 코일과 병렬로 접속된 저항기에 전환된다.

상기 저항기는

치된 코일내에 저장된 에너지의 상당분을 소실하므로, 과열 또는 열적으로 유도된 스트레스로 인한 코일 손상을 방지한다. 그러나, 코일이

치할때, 상기 전류 분포는 이미 원통형 저온 유지 장치를 축의 방향으로 분리하는 대칭 평면에 대하여 대칭이 아니다. 의료 진단 응용에 사용된 초전도 자석이 고도로 또는 적절하게 하이필드 레벨(0.5테슬라 및 그 이상)에서 동작하므로, 코일과 자기 차폐물 사이의 힘은 코일내의 대칭 전류 분포가 잃게 될때 높아진다.

치가 일어날때 자석 코일 및 자석 차폐물 사이에 상당한 힘이 발생된다. 이들 힘은 자석 지지부의 설계를 좌우한다. 상기 자석 지지부는 4.2°K의 온도 및 300°K의 주변 온도로 최심부관 사이의 온도차를 브릿지한다. 상기 자석 지지부의 횡단면내의 증가는 저온냉각 증발기에 의해 소실되어야 하는 열부하만큼 중가한다.

본 발명의 목적은

치중에, 대칭 평면에 대하여 대칭적으로 놓인 코일내에 불변의 전류 흐름을 유지하는 차페된 MR자석용 MR자석 배선 하니스 회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 또한 목적은 자석 코일 지지부가

치중에 발생하는 저항력보다는 오히려 헬륨관에 전도된 열을 최소화하도록 설계되어지는 것을 가능케한 차폐된 MR자석용 MR자석 배선 하니스 회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 양상에 있어서 차폐된 초전도 자기 공명 자석용 배선 하니스 회로가 제공된다. 상기 배선하니스는 서로 직렬로 접속되어 대칭 평면에 대하여 대칭적으로 배치된 복수의 초전도체 도선의 코일을 구비한다. 복수의 저항기는 어떤 한 코일내의

치의 경우에 있어서 불변의 전류가

치된 코일과 더불어 대칭적으로 위치된 코일내에 흐르도록 초전도체 도선의 대칭쌍 코일과 병렬로 접속된 각각의 저항기로 제공된다.

명세서는 본 발명을 특히 강조하고 명확히 청구하는 청구범위를 결론짓는 반면에, 본 발명의 목적 및 장점은 이하 첨부 도면과 관련하여 사용될때 양호한 실시예에 대한 다음 설명으로부터 보다 쉽게 확인될 수 있다.

동일 소자가 모든 부분에서 동일 참조 번호로 표시되어 있는 도면중 특히 제1도를 참조하면, 세로 방향으로 연장하는 구멍(5)을 가진 원통형 저온 유지 장치 진공 봉입물(3)이 도시되어 있다. 원통형 셀 형태를 갖는 철제 차폐물(7)은 상기 저온 유지 장치를 둘러싸는 것이 도시되어 있다. 구멍(11)은 환자가 상기 자석안쪽에 접근하도록 상기 차폐물 종단부에 제공된다. 안쪽의 헬륨 원통형 관(13)은 상기 저온 유지 장치 진공 봉입물(3)이 포개진 안쪽에 도시되어 있다. 상기 헬륨관은 상기 저온 유지 장치의 구멍 안쪽에 등질의 자계를 제공하도록 위치된 초전도체 도선의 여섯 코일 C1, C2, C3, C4, C5 및 C6이 들어 있다. 상기 코일은 세로 방향으로 연장한 중심선(15)에 대하여 대칭적으로 배치되고 상기 저온 유지 장치(3)의 평면축(17)에 대하여 대칭적으로 배치된다. 저항기도 상기 헬륨관(13)내에 위치되나 제1도에는 도시하지 않았다. 상기 저항기는 황동판 또는 황동선 길이를 포함할 수 있다.

제1도 및 2도를 참조하면, 배선 하니스 회로는 서로 직렬로 접속된 코일 C1 내지 C6와 코일 C1 및 C6와 병렬로 접속된 저항기(21)와 함께 제2도에 도시되어 있다. 코일 C1 및 C6은 평면축(17)에 대해 대칭적으로 위치된다. 저항기(23)는 평면축(17)에 대해 또한 대칭적으로 위치된 코일 C2 및 C5와 병렬로 접속된다. 저항기(25)는 평면축(17)에 대해 대칭적으로 위치된 코일 C3 및 C4과 병렬로 접속된다. 초전도 스위치(27)는 직렬 접속된 코일 C1 내지 C6 양단에 접속된다. 상기 직렬 접속된 코일의 양종단부에 두 단자(29 및 31)가 또한 접속되어 제공된다. 상기 코일 C1 내지 C6을 여기시키기 위해 전원은 열린 상태에서 스위치(27)에 의해 단자(29,31)에 접속된다. 소정의 전류 흐름이 초냉각 코일내에 확립될때, 스위치(27)는 닫히고 전원은 단자(29,31)로부터 제거된다. 전류는 초냉각 초전도 도선의 저항이 0이기 때문에 계속 흐른다. 자석 작동동안, 저온 유지 장치의 세로 중심선에 대하여 대칭적으로 위치되고 평면축에 대하여 대칭적으로 위치된 자석내의 전류는 균형이 잡힌 자계에 의해 발생된 힘으로 된다. 헬륨관 안쪽의 4.2°K와 저온 유지 장치주변 온도 300°K 사이의 온도차를 브릿지하는 외부 자석 지지부(도시되어 있지 않음)는 상기 균형된 힘을 유지할 필요가 없다.

코일이 정상(

치)으로 전이하면 상기 코일은 저항기를 나타내고 상기 코일내에 흐르는 전류의 일부분은 코일과 병렬인 저항기에 전환된다. 상기 저항기는 상기 코일내에 저장된 에너지의 상당분을 소실시킴으로서, 과열 또는 열적으로 유도된 스트레스로부터 코일의 손상을 방지한다. 대칭 코일이 그와 함께 병렬로 접속된 동일 저항기를 갖기 때문에, 불변의 전류는 그들중 하나가

치할때조차도 상기 대칭 코일내에 흐른다. 그러므로,

치가 일어날때 차폐된 자석내에 규칙적으로 발생하는 뷸균형된 힘은 본 발명에서는 발생하지 않는다. 상기 외부 자석 지지부가 설계될때, 그들은

치중에 불균형된 힘을 고려함이 없이 그 주위로부터 액체 헬륨까지의 열전도를 최소화하도록 설계될 수 있다.

예컨대, 중심 코일이 대칭 평면축에 대해 대칭적으로 배치된 다섯 코일을 가진 자석 코일 배열에 있어서, 대칭 코일쌍의 각각은 저항기와 병렬로 접속될 수 있고, 상기 중심 코일은 저항기와 병렬로 접속된다. 대안적으로, 상기 저항기는 안쪽의 코일쌍과 거기에 상기 중심 코일과 함께 병렬로 접속될 수 있다. 저항값은 상기 회로에 대한 소정의 시정수에 입각하여 선택된다. 모든 코일을 보호하드록 병렬로 접속된 단일 저항기의 사용은

치동안 상기 저항기에 요구된 에너지 레벨때문에 큰 자석에서는 걸맞지 않다.

상기 내용은

치중에 대칭 평면에 대해 대칭적으로 위치된 코일내에 불변의 전류 흐름을 유지하고, 자기코일 지지부가

치중에 발생하는 저항력으로 설계되는 것보다는 오히려 헬륨관에 전도된 열을 최소화하도록 설계되어진 차폐된 초전도 자기 공명 자석용 배선 하니스 회로를 기술한다.

본 발명은 특히 양호한 실시예에 관해 도시되었고 기술되어진 반면에, 형태 및 상세면에서 다양한 변화가 본 기술에 숙련된 자에 의해 본 발명의 정신 및 범주를 벗어남이 없이 만들어질 수 있다는 것을 알 수 있다.

Claims (2)

1. 차폐된 초전도 자기 공명 자석용 배선 하니스 회로에 있어서, 대칭 평면에 대하여 대칭척으로 배치되고, 서로 직렬로 접속된 복수의 초전도체 도선 코일과, 어떤 한 코일내의

   

   치가 그 코일과 대칭적인 코일내에 불변의 전류 흐름으로 되도록 대칭적인 코일쌍과 병렬로 접속된 복수의 저항기를 구비하는 차폐된 초전도 자기 공명 자석용 배선 하니스 회로.
2. 차폐된 초전도 자기 공명 자석용 배선 하니스 회로에 있어서, 대칭 평면축에 대하여 대칭척으로 배치되고, 서로 직렬로 접속된 복수의 초전도체 도선 동축 코일과, 어떤 한 코일내의

   

   치가 그 코일과 대칭적인 코일내에 불변의 전류 흐름으로 되도록 대칭적인 코일쌍과 병렬로 접속된 복수의 저항기틀 구비하는 차폐된 초전도 자기 공명 자석용 배선 하니스 회로.

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