本发明专利技术提供了一种用于磁共振成像(MRI)和/或磁共振光谱分析的方法和/或设备，包括用于低温冷却的超导梯度线圈模块。这种超导梯度线圈模块可以包括：真空隔热外壳，包括双壁密封封套，所述双壁密封封套(i)封装具有第一真空压力的密封的内部空间，并且(ii)实质上封装具有第二真空压力的真空空间；至少一个超导体梯度线圈，布置在所述真空空间中；散热构件，布置在所述真空空间中，并与所述至少一个超导体梯度线圈热接触；以及端口，被配置为至少对散热构件进行低温冷却。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及磁共振成像和光谱技术，更具体地，涉及采用超导体组件的磁共振成像和光谱设备以及用于制造这种设备的方法。
技术介绍
磁共振成像(MRI)技术现今用于全世界较大的医疗机构，并且在医疗实践中已经带来了显著和独特的益处。MRI已经被发展为一种用于对结构和解剖进行成像的完善的诊断工具，同时MRI也被发展用于对功能性活动和其他生物物理和生物化学特性或过程(例如血液流、代谢物/新陈代谢、扩散)进行成像，这些磁共振(MR)成像技术中的一些被称为功能性MRI、光谱MRI或磁共振光谱成像(MRSI)、扩散加权成像(DWI)和扩散张量成像 (DTI)。这些磁共振成像技术，除了其用于标识和评估病理和确定所检查的组织的健康状态的医疗诊断价值之外，还具有广阔的临床和研究应用。在典型的MRI检查中，患者的身体(或样本对象)被放置在检查区域内，并由MRI 扫描器中的患者支撑件支撑，其中，主要(主)磁体提供实质上恒定和均勻的主要(主)磁场。磁场将进动原子(如身体中的氢(质子))的核磁化对齐。磁体内的梯度线圈组件造成给定位置的磁场的小变化，从而提供成像区域中的共振频率编码。在计算机控制下，根据脉冲序列选择性驱动射频(RF)线圈，以在患者中产生临时振荡的横向磁化信号，该信号由 RF线圈检测，并可以通过计算机处理被映射至患者的空间上局部化的区域，从而提供所检查的感兴趣区域的图像。在通常的MRI配置中，典型地由螺线管磁体设备来产生静态主磁场，患者平台置于由螺线管绕组(即主磁孔)缠绕的圆柱形空间中。主磁场的绕组典型地实现为低温超导体(LTQ材料，并且利用液氦来进行超冷却，以减小电阻，从而最小化所产生的热量以及创建和维持主场所需的功率的量。现有LTS超导MRI磁体主要由铌-钛(NbTi)和/或Nb3Sn 材料制成，利用低温恒温器将该材料冷却至4. 2K的温度。如本领域技术人员所知，磁场梯度线圈一般被配置为沿空间中的三个主要笛卡尔轴中的每一个选择性地提供线性磁场梯度(这些轴之一是主磁场的方向)，使得磁场的幅度随检查区域内的位置而变化，根据在区域内的位置对来自感兴趣的区域内的不同位置的磁共振信号的特性(如信号的频率和相位)进行编码(从而提供空间局部化)。典型地，利用穿过线圈缠绕的鞍座或螺线管绕组(附着至与包含主磁场的绕组在内的较大圆柱体同心并安装于其内的圆柱体)的电流来创建梯度场。与主磁场不同，用于创建梯度场的线圈典型地是通常的室温铜绕组。梯度强度和场线性对于所产生图像的细节的精度以及对于关于组织化学的信息(例如在MRSI中)都至关重要。自从MRI出现起，对改进MRI质量和能力的追求从未停止，例如通过提供更高的空间分辨率，更高的频谱分辨率(例如对于MRSI)、更高的对比度和更快的获取速度。例如，提高的成像(获取)速度有利于最小化由于图像获取期间成像区域中的时间变化(如患者移动造成的变化、自然解剖和/或功能性移动(例如心跳、呼吸、血液流动)和/或自然生物化学变化(例如由于MRSI期间的新陈代谢导致))而导致的成像模糊。类似地，例如，由于在光谱MRI中，用于获取数据的脉冲序列对空间信息和频谱信息进行编码，为了改进临床实用性和光谱MRI的效用，最小化获取充分的频谱和空间信息以提供期望频谱分辨率和空间局部化尤为重要。在高对比度、分辨率和获取速度方面，多种因素有助于更好的MRI图像质量。影响图像质量和获取速度的重要参数是信噪比(SNR)。通过在MRI系统的预放大器之前增大信号来增大SNR对于提高图像质量而言很重要。改进SNR的一种方式是增大磁体的磁场强度，因为SNR与磁场的幅度成比例。然而，在临床应用中，MRI具有磁体场强的上线(USFDA 的当前上限为3T(特斯拉))。改进SNR的其他方式包括在合适时通过减小视野(在合适时)来减小样本噪声、减小样本与RF线圈之间的距离、和/或减小RF线圈噪声。尽管为了改进MRI做出了不懈努力和许多进步，然而仍需要不断改进MRI，例如以提供更大对比度、改进的SNR、更高获取速度、更高空间和时间分辨率和/或更高频谱分辨率。此外，影响MRI技术的进一步使用的重要因素是与高磁场系统相关联的高成本， 对于购买和维护而言均是如此。因此，提供能够以合理成本制造和/或维护的高质量MRI 成像系统，允许MRI技术更广泛地使用，将是有利的。
技术实现思路
本专利技术的各个实施例提供了一种被配置用于低温冷却的超导梯度线圈模块，包括真空隔热外壳，包括双壁密封封套，所述双壁密封封套(i)在真空条件下封装密封的内部空间，并且(ii)实质上封装内部室区域，所述内部室区域与密封的内部空间分离，并被配置为被抽真空至真空条件；至少一个超导体梯度线圈，布置在所述内部室区域中，并被配置用于产生一个或多个磁场梯度，以进行磁共振成像和磁共振光谱分析中的至少一个；散热构件，布置在所述内部室区域中，并与所述至少一个超导体梯度线圈热接触；以及端口， 被配置为至少对散热构件进行低温冷却。在一些实施例中，所述端口被耦合至低温冷却器，所述低温冷却器至少热耦合至散热构件。低温冷却器与端口的耦合可以提供对内部室区域进行密封，使得内部室区域处于真空条件下。所述密封封套可以密封接合至具有内部空间的室，所述具有内部空间的室与所述内部室区域共存并被配置为被抽真空至与所述内部室区域实质上相同的真空条件，其中， 所述端口在所述室中提供。所述室可以被配置为双壁室(例如双壁不锈钢室)，所述双壁室封装处于真空的密封的壁内腔。根据一些实施例，所述模块还可以包括至少一个射频线圈，布置在所述内部室区域内，其中，所述至少一个射频线圈被配置用于产生和接收射频信号中的至少一个，以进行磁共振成像和磁共振光谱分析中的至少一个。所述至少一个射频线圈中的一个或多个可以是散热构件，或者与散热构件热接触。所述至少一个射频线圈中的一个或多个可以包括超导体材料，所述超导体材料可以是高温超导体(HTQ材料。本专利技术的一些实施例可以包括一种用于磁共振成像的方法，包括使用至少一个相应超导梯度场线圈，在检查区域内施加至少一个磁场梯度，所述超导梯度场线圈布置在超导梯度线圈模块的内部室区域中，所述超导梯度线圈模块包括真空隔热外壳，包括双壁密封封套，所述双壁密封封套(i)在真空条件下封装密封的内部空间，并且(ii)实质上封装所述内部室区域，所述内部室区域与密封的内部空间分离，并处于真空条件下；散热构件，布置在所述内部室区域中，并与所述至少一个超导体梯度线圈热接触；以及端口，被配置为至少对散热构件进行低温冷却，从而对与所述散热构件热接触的所述至少一个相应超导梯度场线圈进行低温冷却。所述方法还可以包括使用至少一个RF线圈，向和/或从检查区域发送或接收或发送和接收射频信号，所述至少一个RF线圈布置在所述模块内，被配置用于冷却，并包括以下至少一项(i)非超导材料，当冷却至室温以下的温度时，具有与在所述温度处铜的电导率相比更高的电导率；以及(ii)超导材料。所述至少一个RF线圈中的至少一个可以与散热构件热接触。本领域技术人员可以认识到，以上简要描述和以下详细描述是本专利技术的示例和解释，但是不应限制本专利技术或限制本专利技术可以实现的优点。此外，可以理解，以上
技术实现思路
表示本专利技术的一些实施例，而不表示或包括本专利技术范围内的所有实质内容和实施例。因此，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.04.17 US 61/170,1351.一种被配置用于低温冷却的超导梯度线圈模块，包括真空隔热外壳，包括双壁密封封套，所述双壁密封封套(i)在真空条件下封装密封的内部空间，并且(ii)实质上封装内部室区域，所述内部室区域与密封的内部空间分离，并被配置为被抽真空至真空条件；至少一个超导体梯度线圈，布置在所述内部室区域中，并被配置用于产生一个或多个磁场梯度，以进行磁共振成像和磁共振光谱分析中的至少一个；散热构件，布置在所述内部室区域中，并与所述至少一个超导体梯度线圈热接触；以及端口，被配置为至少对散热构件进行低温冷却。2.根据权利要求1所述的模块，其中，所述端口被耦合至低温冷却器，所述低温冷却器至少热耦合至散热构件。3.根据权利要求2所述的模块，其中，低温冷却器与端口的耦合提供了对所述内部室区域的密封，使得内部室区域处于真空条件下。4.根据权利要求1所述的模块，其中，所述密封封套密封接合至具有内部空间的室，所述具有内部空间的室与所述内部室区域共存并被配置为被抽真空至与所述内部室区域实质上相同的真空条件，其中，所述端口在所述室中提供。5.根据权利要求4所述的模块，其中，所述室被配置为双壁室，所述双壁室封装处于真空的密封的壁内腔。6.根据权利要求4所述的模块，其中，所述端口耦合至低温冷却器，所述低温冷却器至少热耦合至散热构件。7.根据权利要求6所述的模块，其中，低温冷却器与端口的耦合提供了对所述内部室区域的密封，使得内部室区域处于真空条件下。8.根据权利要求4所述的模块，其中，所述室是双壁不锈钢室。9.根据权利要求4所述的模块，其中，密封的内部空间处于具有在约10_6至约10_12托范围内的真空压力的真空条件下；所述内部室区域处于具有在约10_2至约10_6托范围内的真空压力的真空条件下。10.根据权利要求9所述的模块，其中，所述室被配置为双壁室，所述双壁室封装密封的壁内腔，所述密封的壁内腔处于具有在约10_6至约10_12托范围内的真空压力的真空条件下。11.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：高尔震，马启元，
申请(专利权)人：美时医疗控股有限公司，
类型：发明
国别省市：
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