一种单元式多孔磁共振圆柱筒的制作方法

本发明涉及一种单元式多孔磁共振圆柱筒。

背景技术：

（mri）是最常用于放射学以可视化身体的结构和功能的医学成像技术。它提供身体在任何平面的详细图像。mri在身体的不同软组织之间提供比计算机断层扫描（ct）更大的对比度，使其在神经（脑），肌肉骨骼，心血管和癌症（癌症）成像中特别有效。与ct不同，它不使用电离辐射，但使用强大的磁场来对准身体中水中的（通常）氢原子的核磁化。射频场用于系统地改变该磁化的对准，使得氢原子核产生可由扫描器检测的旋转磁场。当人躺在扫描仪中时，在人体中在水分子中大量存在的氢核（即质子）与强主磁场对准，然后脉冲激发以射频振荡并垂直于主场的第二电磁场，以推动一部分质子与主场不对准。这些质子然后漂移回来与主场对准，同时发射可检测的射频信号。

磁体淬火简称为淬火，当超导线圈的一部分变换到正常电阻状态时，发生失超。这是因为磁体内部的磁场超过临界场强，磁场变化率太大，导致铜支撑基体中的涡流加热，或者导体温度由于摩擦加热或环氧树脂开裂而超过其临界温度。当淬火发生时，特定的非超导点经受快速焦耳加热，这提高了周围区域的温度。这种热进一步传播正常状态传播，这导致更多的加热。整个磁体在几秒钟内快速地变得正常并消耗磁体的整个存储的能量，在此过程中伴随着冷冻剂的快速沸腾。如果磁铁未正确保护，可能会对磁铁造成永久性损坏。在经济上，淬火需要磁铁被重新冷却，再通电和再定形以实现适合于成像的稳定和均匀场。回收，再生和再磁化磁体会导致数周的生产停滞。这些效应需要工程师在现场服务几个星期，以重塑一个稳定的同质领域。低温，交付和现场服务提供非常昂贵。

磁场强度是决定图像分辨率和速度的重要因素。较高的磁场增加信噪比，允许更高的分辨率或更快的扫描。然而，更高的场强需要具有更高边缘场的更昂贵的磁体，并且增加了患者的安全隐患。现在，一个特斯拉通过三个特斯拉现场优势是成本和性能之间的一个很好的折衷，并获得fda批准用于一般临床使用。然而，对于某些专业医学研究应用（例如，脑功能成像），将需要4.0特斯拉和更高的场强。

对患者和操作者缺乏有害影响使得mri非常适合“介入式放射治疗”，其中由mri扫描仪产生的图像用于指导微创手术。当然，这样的过程必不可少以避免铁磁仪器的使用。

在美国，“2007年赤字削减法案”（dra）大幅降低了联邦保险计划为许多扫描的技术部分支付的报销率，从而改变了经济格局。许多私人保险人也纷纷效仿。

目前，在美国，对降低与mri服务相关的成本和在提高设备效率和空间利用率的同时为大量患者提供mri检查服务的能力获得了越来越多的关注。

虽然mri技术的附加能力使它们越来越具有吸引力，但是存在不利于并且抑制广泛采用的缺点。这些包括噪声，尺寸，紧密度和扫描质量的权衡。更好的图像对比度和更快的结果反馈速度是采用更强领域内已更新技术的好处。

由于一些mri扫描仪的构造，它们可能潜在地令人不快。闭式mri系统的较旧模型具有相当长的管或隧道。被成像的身体的部分需要位于隧道的绝对中心处的磁体中心。因为在这些常规mri机器上的扫描时间可能很长（对于整个过程，偶尔可以长达40分钟），由于缺乏一些舒适的管理，即使是轻微的幽闭恐怖症的人有时也不能忍受mri扫描。

对于婴儿和幼儿，化学镇静或全身麻醉是常规，因为这些受试者不能被指示在扫描期间保持静止。孕妇也可能难以躺在他们的背上一个小时或更长时间没有移动。与mri扫描器的操作相关的声噪声也可能加剧与该过程相关的不适。因此，可以理解，存在对用于超导露天mri磁体阵列的支撑结构的改进设计的需要，同时提供快速成像所需的更高强度的均匀场。

圆柱体在此被定义为由单参数平行线族跨越的规则表面。通常，气缸被认为是正圆形气缸，但通常可以是椭圆形气缸，抛物线气缸，双曲线气缸或多边形气缸。六边形或八边形管展示出了不限于多边形柱体的概念。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题是提供一种高模量金属结构的单个刚性高转动惯量多连接箱，以在冷块内的上部和下部磁体元件之间支撑50-100吨的电磁力，而没有实质变形的单元式多孔磁共振圆柱筒。

本发明的技术方案是一种单元式多孔磁共振圆柱筒，其特征在于：它包括耦合到多个冷质悬挂器的真空容器，所述冷质悬挂器耦合到冷量，所述冷量悬挂器还耦合到所述真空容器内部的空间内的热屏蔽和所述冷质量的外部，所述冷质包括用于容纳超导线圈组和刚性金属结构的氦容器，并且具有用于将所述氦容器连接到刚性金属结构的部分；所述冷量包括磁性元件，结构支撑件和将冷量保持在4k的氦容器；所述冷量可枢转地联接到多个冷藏悬挂器，所述多个冷藏悬挂器连接到真空容器，用于容纳所述冷量，并通过保持真空下的内部来提供真空绝缘；所述氦容器包括多个超导电磁体线圈，所述超导电磁体线圈封闭在第一主线圈共面多单元同心圆柱形箱梁内，所述第一主线圈共面多单元同心圆柱形箱梁连接到至少三个垂直压缩构件，并且所述压缩构件联接到下初级线圈共面多单元同心圆柱体箱梁上，用于支撑和封闭第二初级超导电磁体线圈元件。

本发明的技术方案还可以是所述初级线圈共平面多单元同心圆柱形箱梁包括初级线圈外箱梁法兰板，所述初级线圈外箱梁法兰板联接到多个初级线圈同心圆柱形腹板，所述初级线圈同心圆柱形腹板联接到初级线圈内箱梁法兰板上。

本发明的技术方案还可以是它还包括上屏蔽共面多单元同心圆柱形箱梁和下屏蔽共面多单元同心圆柱形箱梁，其中所述上屏蔽共面多单元同心圆柱形箱梁设置在所述上初级线圈箱梁上方，所述下屏蔽共面多单元同心圆柱形箱梁设置在所述下部初级线圈箱梁下方，且两个所述屏蔽箱梁限定用于容纳氦的容器。

本发明的技术方案还可以是所述屏蔽共面多单元同心圆柱形箱梁包括联接到多个屏蔽同心圆柱形腹板的屏蔽外箱梁法兰板，所述腹板联接到屏蔽内箱梁法兰板。

本发明的技术方案还可以是所述多个超导电磁体线圈包括三个上一级超导线圈元件和三个下一级超导线圈元件。

本发明的技术方案还可以是它还包括至少一个上场屏蔽超导线圈元件和至少一个下场屏蔽超导线圈元件。

本发明的技术方案还可以是所述冷质量悬挂器包括用于抵抗轴向方向上的力支撑所述冷量的轴向支撑构件，以及用于抵抗沿径向方向和方位角方向的力支撑所述冷量的半径方向支撑构件。

本发明的技术方案还可以是还包括梯度线圈，其中：在所述真空容器的相对的内表面中设置有凹部，并且所述梯度线圈设置在所述凹部中。

本发明的技术方案还可以是它还包括梯度线圈，其中：在所述真空容器的相对的内表面中设置有凹部，并且所述梯度线圈设置在所述凹部中。

本发明的技术方案还可以是还包括抗振动波纹管，其联接到可移除地联接到冷冻剂冷头的真空套管，由此能够接近和维持冷头，而不会显着损失冷冻剂或加热磁铁。

本发明的技术方案还可以是所述多单元同心圆柱形箱梁包括用于支撑每个超导线圈抵抗半径方向和方位角方向的力的多个气缸。

本发明的技术方案还可以是所述多单元同心圆柱形箱梁还包括刚性地附接到多个圆筒的多个板，所述多个圆筒包含形成横截面箱的超导线圈，以实现高扭矩惯性结构，用于防止由于轴向电磁力引起的变形，其中所述板和圆柱体由非磁性不锈钢形成。

本发明的技术方案还可以是它还包括冷质悬挂器，其用于将真空容器内侧可枢转地联接到热屏蔽，并且还可枢转地联接到所述冷质量，以实现用于防止由于收缩导致的热应力的结构，冷冻冷却冷量。

本发明的技术方案还可以是它还包括一种用于淬火回避式网的冷质装置，它包括联接到顶部主基板和底部主基板的至少三个垂直压缩构件，其中每个主基板将至少四个同心圆筒联接到顶部主外板和底部主外板，由此至少六个环形圆柱形箱梁提供高转动惯量结构，用于封闭至少六个主超导线圈元件和环氧树脂填料。

本发明的技术方案还可以是它还包括用于mri的超导体使能磁体装置，包括支撑有迹线变形的刚性金属结构，其中迹线变形被确定为超导体非滑动范围内的力，顶部超导磁体元件和底部超导体磁体元件，其通过垂直压缩构件和真空容器，隔热板和氦容器，每个还包括在相邻压缩构件之间的进入端口。

本发明的技术方案还可以是所述冷质量包括四个垂直压缩构件，所述四个垂直压缩构件联接顶部超导磁体元件和底部超导体磁体元件，并且用作抵抗作用在顶部超导磁体元件和底部超导体磁体元件，由此磁体的淬火不太可能由于磁体的轨迹变形。

本发明的技术方案还可以是还包括柔性波纹管，用于传输来自所述氦容器的气体并用于将冷凝的液化氦返回到所述氦容器。

本发明的技术方案还可以是还包括连接构件，用于连接所述一对梯度线圈梁结构构件，用于将所述连接构件连接到所述真空容器设置在所述梁结构构件和所述真空容器之间的振动阻尼器缓冲器，附接到所述底部超导磁体元件的基部的至少三个柱以及用于连接构件的梁状构件和每个柱。

本发明的技术方案还可以是还包括单个整体露天冷量，所述冷量包括支撑具有轨迹变形的电磁力的刚性金属结构，由多个超导线圈形成的超导线圈组，所述冷量还包括氦容器，用于容纳超导线圈组和刚性金属结构以及用于将所述上部容器连接到所述刚性金属结构的部分，所述冷物质枢转地联接到多个冷质悬挂器，所述多个冷质悬挂器连接到真空容器，用于容纳所述冷质并提供真空绝缘通过将内部保持在真空下，并且所述冷质悬挂器进一步联接到设置在所述氦容器和所述真空容器之间的空间中的隔热罩，以阻挡从所述真空容器到所述氦容器的辐射热；其中，超导磁体元件之间的电磁力负载仅承载在冷质量内的刚性金属结构上，而不承受真空容器上的刚性金属结构，并且仅冷态质量的重力由冷氦容器和真空容器来承担。

本发明的技术方案还可以是所述冷质量悬挂器包括用于抵抗轴向方向上的力支撑所述冷量的轴向支撑构件以及用于抵抗沿径向方向和方位角方向的力支撑所述冷量的半径方向支撑构件。

本发明的技术方案还可以是还包括抗振波纹管，其联接到真空套管，由此能够接近和维持冷头，而不会显着损失冷冻剂或加热磁体。

本发明的技术方案还可以是所述刚性金属结构包括用于支撑每个超导线圈抵抗半径方向和方位角方向的力的多个圆柱体。

本发明的技术方案还可以是所述冷质包括支撑具有轨迹变形的电磁力的刚性金属结构，顶部超导磁性元件和底部超导性磁性元件，超导磁性元件位于所述底部超导性磁体的顶部，所述顶部和底部超导性磁体元件中的每一个包括由多个超导线圈形成的超导线圈组，多个多单元同心圆柱形箱梁，所述刚性金属结构具有至少三个柱，所述冷质进一步包括用于容纳所述超导线圈组和所述刚性金属结构的氦容器，以及用于将所述氦容器连接到所述刚性金属结构的部分，所述冷质可枢转地联接到多个冷质悬挂器，到用于容纳冷量的真空容器，并通过保持内部在真空下提供真空绝缘，并且冷质量悬挂器进一步联接到设置在氦容器和真空容器之间的空间中的热屏蔽件，以阻挡辐射热到氦容器;所述真空容器，所述隔热屏和所述氦容器各自还包括在所述刚性金属结构的两个柱之间的至少一个进入端口，允许安装一对梯度线圈，所述梯度线圈并置到所述顶部超导电磁元件和所述底部超导磁性元件产生梯度磁场，其中在所述顶部超导磁性元件和所述底部超导性磁性元件之间的空间中产生均匀磁场和梯度磁场;所述超导磁性元件之间的电磁力基本上仅由所述冷质中的刚性金属结构支撑，并且仅所述冷质的重力基本上由所述氦容器和所述真空容器之间的所述冷质悬挂器支撑。

本发明的有益效果是通过高模量金属结构的单个刚性高转动惯量多连接箱，以在冷块内的上部和下部磁体元件之间支撑50-100吨的电磁力，而没有实质变形。多重连接箱包括联接到凸缘板的多个同心圆柱，形成闭合多层多单元同心圆柱形箱梁，联接到至少三个竖直压缩构件，以支撑上下超导线圈元件之间的50-100吨力；气缸在径向（环向）平面中支撑每个线圈元件，从而实现没有实质变形的效果。

附图说明

图1是传统的箱梁；

图2是圆柱形箱梁的透视图；

图3示出了截面多圆柱形箱梁；

图4示出了多层多格同心圆柱形箱梁的剖视透视图；

图5是磁体冷质量的剖面透视图；

图中100、箱梁，110、凸缘，120、腹板，200、封闭圆柱形箱梁，210、外板凸缘，220、内圆柱形腹板，300、共面多单元同心圆柱形盒，310、内凸缘板，320、同心圆柱形腹板，330、外凸缘板，400、多层多单元同心圆柱形箱梁，430、屏蔽共面集中多单元箱梁，431、屏蔽外箱梁法兰板，432、屏蔽同心圆柱形腹板，433、屏蔽内箱梁法兰，440、初级线圈共面同心多单元箱梁，

441、初级线圈外箱梁平面法兰，442、初级线圈同心圆柱形腹板，443、初级线圈内箱主缸凸缘板，450垂直压缩构件。

具体实施方式

本发明人的观察是，常规高场超导磁体由于导体摩擦运动或环氧树脂开裂而“失超”由于导体加热而失去它们的磁场。线圈支撑结构的过度变形导致摩擦或环氧树脂开裂，这又将线圈的一部分加热到超导管温度以上。本发明在相对于初级线圈和屏蔽线圈的超导元件的轴向和径向（环向）方向上提供高刚性高模量结构支撑，由此高场磁共振mri磁体可以一致且可靠地维持而没有导致过度变形、温度升高、超导性损失和短路淬火。本发明的目的是通过显着减少应力和线圈变形以避免淬火来提供有效的结构支撑并维持磁铁中的高12阶均匀磁场。

本发明包括高模量金属结构的单个刚性高转动惯量多连接箱，以在冷块内的上部和下部磁体元件之间支撑50-100吨的电磁力，而没有实质变形。多重连接箱包括联接到凸缘板的多个同心圆柱，形成闭合多层多单元同心圆柱形箱梁，联接到至少三个竖直压缩构件，以支撑上下超导线圈元件之间的50-100吨力。气缸在径向（环向）平面中支撑每个线圈元件。

本发明用于mri的超导磁体装置具有冷质量，其包含范围为50-100吨的承载强度的刚性金属结构。这种结构能够支持伴随轨迹变形的电磁力。超导磁体包括由多个超导线圈元件形成的超导线圈组，迹线变形在导体滑动之前的范围内。在一个实施例中，线圈元件嵌入蜡或环氧树脂基质中。在一个实施例中，迹线变形在低于基体开裂应力的应力范围内或在支撑元件的弹性应力极限内或在导体滑动的摩擦运动内。

冷质包括用于容纳超导线圈组和刚性金属结构的氦容器，并且具有用于将氦容器连接到刚性金属结构的部分。冷量包括磁性元件，结构支撑件和将冷量保持在4k的氦容器。所述冷量可枢转地联接到多个冷藏悬挂器，所述多个冷藏悬挂器连接到真空容器，用于容纳所述冷量，并通过保持真空下的内部来提供真空绝缘。枢轴耦合允许冷质量的收缩和膨胀，而在冷质量悬浮系统的氦容器元件中没有热致应力。

冷质悬挂器进一步联接到设置在氦容器和真空容器之间的空间中的隔热罩，以阻挡从真空容器到氦容器的辐射热。在一个实施例中，热屏蔽件热耦合到附接到77k冷头第一级的60-77k散热器。这种设计布置极大地最小化了300k和4.2k容器之间的热泄漏。

特别公开的是，超导磁体元件之间的电磁力仅由冷量内的刚性金属结构支撑，并且只有冷量的重力由氦容器和真空容器之间的冷质悬架支撑成张力。特别公开的是，作用在冷质量悬挂器上的显着的力是由于在冷质量的运输和重力操作期间真空容器的减速或加速引起的，但是冷质量和非磁性真空容器之间的电磁力可以忽略，尺寸仅仅是为了维持对真空或磁体淬火的冷冻剂的压力。

在用于mri的超导磁体装置的实施例中，防振波纹管联接到可移除地联接到冷冻剂冷头的真空套筒，由此能够在不损失冷冻剂或加热磁体的情况下接近和维护冷头。这还允许运输没有冷头的磁体。作为机械部件的冷头，期望允许在不加热磁体的情况下将其移除，维护，服务，升级或更换。

公开了一种用于mri的超导磁体装置，包括冷质量，所述冷质量包括具有范围为50-100吨的负载承载强度的刚性金属结构，支撑具有轨迹变形的电磁力，多个超导线圈元件，冷质量还包括用于容纳所述超导管线圈组和所述刚性金属结构的氦容器，以及用于将所述氦容器连接到所述刚性金属结构的部分，所述冷质量枢转地联接到耦合到真空容器的多个冷质悬挂器，通过在真空下保持内部而提供真空绝缘，并且所述冷质悬挂器进一步耦合到设置在所述氦容器和所述真空容器之间的空间中的隔热屏，以阻挡来自所述真空的氦容器的辐射热船只;其中，超导磁体元件之间的电磁力负载仅承载在冷质量内的刚性金属结构上，而不承载在真空容器上，并且只有冷质量的重力由耦合氦容器的冷质悬挂器到真空容器。

本专利申请中公开的用于mri的磁体装置与现有技术的区别在于其由多个圆柱体制成刚性金属结构，用于支撑每个超导线圈抵抗径向（环向）方向和轴向方向上的力。

在一个实施例中，用于mri的超导磁体装置具有冷质悬挂器，用于将真空容器内侧可枢转地连接到热屏蔽，并且进一步可枢转地连接到冷质量，以实现用于防止由于冷质量冷却期间的热收缩引起的感应应力的结构。

在一个实施例中，用于mri的超导磁体装置具有用于连接所述一对梯度线圈的连接构件;梁结构构件，用于将所述连接构件连接到所述真空容器;以及设置在所述梁结构构件和所述真空容器之间的振动缓冲缓冲器。

公开了一种用于mri的超导磁体装置，包括冷质，该冷质包括具有范围为50-100吨的负载承载强度的刚性金属结构，支持具有轨迹变形的电磁力，顶部超导磁体元件和底部超导磁体元件所述超导磁体元件位于所述底部超导磁体的顶部上，所述顶部和底部超导磁体元件中的每一个包括由多个超导线圈形成的超导线圈组，所述刚性金属结构具有至少三个柱，所述冷质量还包括用于容纳所述超导管线圈组和所述刚性金属结构的氦容器，以及用于将所述氦容器连接到所述刚性金属结构的部分，所述冷质量枢转地联接到多个冷质悬挂器，所述多个冷质悬挂器连接到真空容器，通过将内部保持在真空下来提供真空绝热，并且所述冷质悬挂器进一步联接到设置在所述氦容器和所述真空容器之间的空间中的隔热罩，以阻挡从所述真空容器到所述氦容器的辐射热;

所述真空容器，所述热屏蔽件和所述氦容器均进一步包括在所述刚性金属结构的两个柱之间的至少一个进入端口，允许安装一对梯度线圈，所述梯度线圈与在所述顶部超导磁体元件和所述顶部超导磁体元件之间的相对内表面并置，所述底部超导磁体元件产生梯度磁场，其中：在所述顶部超导磁体元件和所述底部超导磁体元件之间的空间中产生均匀磁场和梯度磁场;所述超导磁体元件之间的电磁力基本上仅由所述冷块内的刚性金属结构支撑，并且仅所述冷块的重力基本上由所述冷质悬架和所述真空容器支撑成张紧状态。

箱梁被称为结构力学和建筑中的惯性结构元件的高力矩。如图1所示，传统的箱梁100包括顶部和底部凸缘110和作为侧构件的腹板120。箱梁的横截面可以是正方形，矩形或梯形。在高架公路建设中，箱梁用于弯曲道路和坡道。具有多个腹板构件的箱梁可以被描述为多单元箱梁，并且在扭转，拉伸和压缩中被分析为多个相关联的工字梁。在横截面中，通过一对同心圆筒联接的一对平行板类似于与箱梁相同的正方形或矩形形式。图2a和图2b示出了本发明的同心圆柱形箱梁。封闭圆柱形箱梁200包括通过焊接刚性平行地联接到内圆柱形腹板220和外圆柱形腹板230的内板凸缘和外板凸缘210.虽然圆柱体通常被理解为具有圆形横截面，但是本发明本发明将圆柱体定义为由单参数平行线族跨越的规则表面。因此，在本专利申请中，圆柱体还意味着不限于但是作为具有八边形或六边形横截面的示例的多边形圆柱体，而不脱离所公开的发明。图2b示出了具有用于腹板的多边形柱体的本发明。

本发明公开了一种共面多室同心圆柱形箱梁，其包括多个同心圆柱体，所述多个同心圆柱体垂直地夹在通过焊接水平设置的板之间以形成刚性金属结构。每个电池作为封闭的圆柱形梁。在本发明中，箱梁支撑相邻线圈元件之间的扭转负载，以及在上部磁体元件和下部磁体元件之间的50-100吨的电磁负载。本发明提供了一种多层多单元同心圆柱形箱梁，以刚性地支撑多个初级线圈元件和多个屏蔽线圈元件，所述屏蔽线圈元件还包括单个氦容器。图3展示出了多单元同心圆柱体箱梁。同心圆柱形腹板320提供分隔，并且各自联接到内凸缘板310和外凸缘板330.已知由腹板和凸缘构成的箱梁提供比简单开口凸缘更高的惯性矩结构结构在建筑的桥梁和建筑物对抗重力和地震力。通过刚性金属结构，在50-100吨的载荷下不会失效或塑性变形的金属结构。图4展示出了切除的多层多单元同心圆柱形箱梁400。初级线圈箱梁连接到屏蔽箱梁上，公开的屏蔽共面集中多单元箱梁430包括屏蔽外箱梁法兰板431，该屏蔽外箱梁法兰板431联接到联接到屏蔽内箱梁法兰433的多个屏蔽同心圆柱形腹板432。

公开了初级线圈共面同心多单元箱梁440，其包括初级线圈外箱梁法兰板441，所述法兰板联接到多个初级线圈同心圆柱形腹板442，所述壁联接到初级线圈内箱主缸凸缘板443.气缸同心且垂直地设置。法兰板水平地设置在气缸的上方和下方。图5示出了包括通过至少三个且优选四个垂直压缩构件450联接的两个多层多单元同心圆柱形箱梁的露天磁铁冷量计，所述垂直压缩构件450还用作悬挂在真空容器内的氦容器。在氦容器的外部和真空容器的内部提供隔热屏。通过在垂直方向上的热屏蔽和真空容器的端口提供对上部和下部磁体元件之间的成像区域的访问。本发明的实施例是一种用于露天磁体的装置，包括真空容器，耦合到多个冷质悬挂器，所述悬挂器耦合到冷量，所述冷量悬挂器还耦合到所述真空容器的空间内部和所述冷量的外部的挡热板，所述冷量包括氦容器，多个超导电磁线圈元件，上部初级线圈共面同心多电池箱梁，所述箱梁连接到至少三个垂直压缩构件450，并且所述压缩构件联接到下部初级线圈共面同心多电池箱梁，用于支撑超导电磁线圈元素。

公开了一种上屏蔽共面同心多电池箱梁和下屏蔽共面同心多电池箱梁，其中所述上屏蔽箱梁在所述上初级线圈箱梁之上，所述下屏蔽箱梁在所述下屏蔽箱梁之下，下部初级线圈箱梁和两个屏蔽箱梁限定用于容纳氦的容器。较小箱形梁的外圆柱连接到较大的箱形梁，以包围容纳冷冻剂（在一个实施例中为液氦）的容积。圆柱形箱梁至少包括超导电磁线圈元件。在一个实施例中，圆柱形箱梁还包含蜡或环氧树脂基体。垂直压缩构件450是支撑上磁体元件和下磁体元件之间的电磁力的负载的柱。在一个实施例中，存在至少三个上一级超导线圈元件和三个下级初级超导线圈元件。只有一个上场屏蔽超导线圈和一个下场屏蔽超导线圈。这些屏蔽线圈被设计成在获得高度均匀的mri场的同时实现零磁矩。本发明的最佳模式实施例是用于淬火回避磁体的冷质量装置，包括耦合到顶部主基板和底部主基板的至少三个垂直压缩构件450，其中每个主基板耦合至少四个同心圆环，指向顶部主外板和底部主外板，由此至少六个环形圆柱形箱梁提供高转动惯量结构，用于封闭至少六个主超导线圈元件和环氧树脂填料，其中所述板和圆柱体的尺寸以防止由于电磁力导致的环氧树脂的破裂。在一个实施例中，存在8个超导线圈元件。

冷质量悬挂器包括用于克服轴向方向的力支撑冷质量的多个轴向支撑构件和用于抵抗沿径向方向和方位角方向的力支撑冷质量的多个径向支撑构件。超导磁体装置还具有耦合到真空套管的抗振波纹管，真空套管可移除地耦合到冷冻剂冷头，由此能够进入和维持冷头而不损失冷冻或加热磁体。箱梁包括用于支撑每个超导线圈以抵抗沿径向方向和沿方位角方向的力的多个气缸。在一个实施例中，箱梁包括刚性地附接到多个气缸的多个板，所述多个气缸包含形成截面箱的超导线圈元件，以实现具有由于同轴电磁力的轨迹变形的高转动惯量结构，其中所述板和气缸由共面多单元同心圆柱形盒的非磁性不锈钢。公开了一种用于mri的超导磁体装置，其包括通过轨迹变形支撑的刚性金属结构，顶部超导磁体元件和底部超导磁体元件，由四个垂直压缩构件450和真空容器，热屏蔽体和氦容器还包括在相邻的压缩构件之间的进入端口。通过迹线变形，我们意味着不存在变形，但其中迹线变形被确定为导致小于导体滑动或环氧树脂开裂应力，使得超导线圈不能移动并且从摩擦产生热量或接收释放的能量通过环氧树脂的裂化来实现。

用于mri的超导磁体装置的最佳模式为冷量提供了四个垂直压缩构件450，这四个垂直压缩构件450耦合顶部超导磁体元件和底部超导磁体元件，并且用作抵抗作用在顶部超导磁体元件和底部超导磁体之间的电磁力的支撑因此由于磁体的轨迹变形而不太可能使磁体淬火。用于mri的超导磁体装置的实施例具有用于连接一对梯度线圈的连接构件和梁结构构件，用于将所述连接构件连接到所述真空容器以及设置在所述梁结构部件和所述真空容器之间的振动缓冲缓冲器。用于mri的超导磁体装置的实施例具有用于连接一对梯度线圈的连接构件，附接到所述底部超导磁体元件的基部的至少三个柱以及用于连接构件的梁状构件和每个柱。在一个实施例中，冷头组件包括联接到防振波纹管的吉福德-麦克马洪冰箱低温冷却器，以及阻尼冷头的运动的惯性矩的多个弹簧。

在一个实施例中，多个悬挂器包括附接到所述超导磁体的径向张力构件，当超导磁体在没有热应力的情况下冷却时允许超导磁体的径向收缩，由此张紧构件和超导磁体之间的角度在枢轴销联接当超导磁体的温度变化并且超导磁体的直径膨胀或收缩时，将所述张力构件施加到超导磁体。在一个实施例中，多个悬挂器包括在每个端部处具有枢转紧固件的八个径向受拉构件。在实施例中，多个悬挂器包括附接到所述超导磁体的轴向拉伸构件，从而允许超导磁体在没有热应力的情况下被冷却，从而轴向收缩，其中每个轴向悬挂器的一端在枢轴处附接到超导磁体的中点将所述张力构件销接合到所述超导磁体，允许所述超导磁体的长度随着所述冷量变化的温度而膨胀或收缩。在用于mri的超导磁体装置的一个实施例中，本发明包括用于将真空容器内侧可枢转地联接到热屏蔽并进一步可枢转地联接到冷质量的冷质量缓冲器，以实现防止由于冷冻剂冷却期间的牵引而产生的热应力的结构的冷量。通过适当地确定倾斜角的大小并且通过定位枢转接头，可以平衡悬挂器的收缩和冷却期间基本上垂直方向上的冷量收缩，而不改变悬挂器上的应变。在本发明的一个实施例中，用于mri的超导磁体装置还包括柔性波纹管，用于传输来自氦容器的气体并用于将再冷凝的液化氦返回到容器。

结论

本发明与现有技术的常规mri磁体通过冷质量区别，所述冷量质量体包括由于超导磁体的元件之间的电磁力而支持50-100吨的压缩负载的单一刚性金属结构。与该区别结构的现有技术相比的优点在于真空容器更薄和更轻，除非在运输和安装期间支撑冷量物质抵抗重力或加速度。通过限制超导线圈的变形，使从磁体淬火中恢复的频率、不相容性和花费最小化。真空容器的质量和费用也可以减少，因为它不承受由现有技术中不了解的这种结构实现的较高电磁力的负载。最后，图像质量和时间长度可以通过实现比常规mri更强和更大的同质磁场来优化。本发明的实施例允许较高的磁场强度用于更高质量的成像，更快的扫描，更少的幽闭恐怖症，改善的患者和提供者之间的相互作用，以及比常规mri磁体更大的体积或更大的患者。电磁力不承受真空容器。现有技术的箱梁包括非磁性不锈钢的圆柱体，这一点并未公开，为以承受来自超导管线圈的径向和方位电磁负载。特别指出的是，现有技术的mri磁体没有被公开为在线圈元件之间承受50或更多吨的电磁力而没有变形，这是它们在高场强下遭受淬火的原因。特别要指出的是，现有技术的超导露天磁体具有与本发明的单一冷质量相反的多个冷质量。尽管圆柱体通常被理解为具有圆形横截面，但是本发明将圆柱体限定为由单参数平行线族跨越的规则表面。因此，圆柱体还意味着例如具有八边形或六边形横截面的多边形圆柱体，而不脱离所公开的发明。重要的是，在不脱离本发明的特征或基本属性的情况下，本发明可以以其它具体形式实施，因此，应当参考下面的权利要求而不是前述说明书，以指示本发明的范围。