特許 7177779 磁気共鳴イメージングシステムの勾配コイルの冷却

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-15

(45)【発行日】2022-11-24

(54)【発明の名称】磁気共鳴イメージングシステムの勾配コイルの冷却

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20221116BHJP

   G01N 24/00 20060101ALI20221116BHJP

【ＦＩ】

A61B5/055 360

A61B5/055 362

G01N24/00 600Y

G01N24/00 620Y

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2019546151

(86)(22)【出願日】2018-02-21

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-03-26

(86)【国際出願番号】 EP2018054227

(87)【国際公開番号】W WO2018153889

(87)【国際公開日】2018-08-30

【審査請求日】2021-02-02

(31)【優先権主張番号】17167289.2

(32)【優先日】2017-04-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(31)【優先権主張番号】PCT/CN2017/074996

(32)【優先日】2017-02-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】590000248

【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ

【氏名又は名称原語表記】Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ．

【住所又は居所原語表記】Ｈｉｇｈ Ｔｅｃｈ Ｃａｍｐｕｓ ５２， ５６５６ ＡＧ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ

(74)【代理人】

【識別番号】100122769

【弁理士】

【氏名又は名称】笛田 秀仙

(74)【代理人】

【識別番号】100163809

【弁理士】

【氏名又は名称】五十嵐 貴裕

(72)【発明者】

【氏名】パン ジュン

(72)【発明者】

【氏名】ユアン リーンチェーン

(72)【発明者】

【氏名】リン ジアン

(72)【発明者】

【氏名】ヂオウ ユン

【審査官】亀澤 智博

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０１１４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０８８６１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０６７４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３３０７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０６５７５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／００２５３２９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／０５５

Ｇ０１Ｎ ２４／００ －２４／１４

Ｇ０１Ｒ ３３／２０ －３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの勾配コイル、前記勾配コイルを冷却する冷却装置、及びＲＦシールドを有する磁気共鳴イメージングシステムの勾配コイルアセンブリであって、
前記勾配コイル、前記冷却装置、及び前記ＲＦシールドは円形断面を有し、
前記冷却装置は、前記勾配コイル上に配置される少なくとも１つの冷却管を有し、前記少なくとも１つの冷却管は、前記冷却流体を輸送するように構成され、
前記アセンブリは更に、
前記ＲＦシールドと前記少なくとも１つの冷却管との間に配置され、それにより、前記少なくとも１つの冷却管から前記ＲＦシールドへ前記円形断面の半径方向に延びる熱接続を提供する第１の熱コネクタ、
を具備する熱コネクタ装置を有する、勾配コイルアセンブリ。

【請求項2】

前記少なくとも１つの冷却管に固定され、それにより、前記少なくとも１つの冷却管の第１の冷却管の複数の巻回の間に及び／又は複数の前記冷却管の間に前記円形断面の円周方向に延びる熱接続を提供する第２の熱コネクタ、
を更に有する、請求項１に記載の勾配コイルアセンブリ。

【請求項3】

前記第１の熱コネクタは、前記勾配コイルアセンブリ内において、前記勾配コイルの２つの長手方向端部において前記勾配コイルの外側で前記円形断面の半径方向に配置される、請求項１又は２に記載の勾配コイルアセンブリ。

【請求項4】

前記第２の熱コネクタが、前記第２の熱コネクタの長手方向に少なくとも１つの切り欠き部を有し、それにより冷却フィンを形成する、請求項２に記載の勾配コイルアセンブリ。

【請求項5】

前記第２の熱コネクタは、前記少なくとも１つの冷却管の第１の冷却管の複数の巻回の間に及び／又は前記少なくとも１つの冷却管のうち複数の異なる冷却管の間に配置される複数の第１の熱部品と、前記第１の熱部品を熱的に相互接続する複数の第２の熱部品と、を有する、請求項２又は４に記載の勾配コイルアセンブリ。

【請求項6】

前記第２の熱コネクタは、前記少なくとも１つの冷却管を配置する面内に面状の延在部を有する、請求項２に記載の勾配コイルアセンブリ。

【請求項7】

前記第２の熱コネクタが、前記少なくとも１つの冷却管の間に千鳥状に配置される複数の熱部品を有する、請求項２に記載の勾配コイルアセンブリ。

【請求項8】

前記第１の熱コネクタ及び／又は前記第２の熱コネクタは、前記少なくとも１つの冷却管に接合及び／又は溶接及び／又は接着される、請求項１、２、４乃至７のいずれか１項に記載の勾配コイルアセンブリ。

【請求項9】

前記第１の熱コネクタ及び／又は前記第２の熱コネクタは、前記少なくとも１つの冷却管の周りを囲むリング上に溶接される、請求項１、２、４乃至８のいずれか１項に記載の勾配コイルアセンブリ。

【請求項10】

前記第１の熱コネクタ及び／又は前記第２の熱コネクタは、熱伝導率がエポキシよりも高い材料で作られている、請求項１、２、４乃至９のいずれか１項に記載の勾配コイルアセンブリ。

【請求項11】

前記第１の熱コネクタ及び／又は前記第２の熱コネクタが、可撓性の熱伝導材料から作られている、請求項１、２、４乃至１０のいずれか１項に記載の勾配コイルアセンブリ。

【請求項12】

前記第１の熱コネクタ及び／又は前記第２の熱コネクタが、銅ストラップを有する、請求項１、２、４乃至１１のいずれか１項に記載の勾配コイルアセンブリ。

【請求項13】

前記第１の熱コネクタ及び／又は前記第２の熱コネクタは、熱伝導性セラミック材料から作られる、請求項１、２、４乃至１０のいずれか１項に記載の勾配コイルアセンブリ。

【請求項14】

前記請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の勾配コイルアセンブリを有する磁気共鳴イメージングシステム。

【請求項15】

磁気共鳴イメージングシステムの勾配コイルを冷却する方法であって、
勾配コイルを冷却する冷却装置とＲＦシールドとを有する勾配コイルアセンブリを提供するステップであって、前記勾配コイル、前記冷却装置、及び前記ＲＦシールドは円形断面を有する、ステップと、
前記勾配コイル上に配置され、冷却流体を輸送するように構成される少なくとも１つの冷却管を、前記冷却装置に提供するステップと、
前記ＲＦシールドと前記少なくとも１つの冷却管との間に前記円形断面の半径方向に延びる熱接続を、前記冷却装置に提供するステップと、
を有する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、少なくとも１つの勾配コイル、勾配コイルを冷却する冷却装置及びＲＦシールドを有する磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムのアセンブリ、及びそのようなアセンブリを備えた磁気共鳴イメージングシステム、並びに磁気共鳴イメージングシステムの勾配コイルを冷却する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

勾配コイルは通常、ＭＲＩシステムのボアのすぐ内側にある円筒シェルに設けられたワイヤのループ又は薄い導電性シートで構成される。電流がこれらのコイルを通過する際、２次磁界が生成される。この２次磁界は、主磁界に重なる勾配磁界を構成し、それにより、陽子の共鳴周波数が、位置の関数としてさまざまに変化する。このようにして、磁気共鳴信号の空間符号化が可能になる。更に、勾配コイルは、磁気共鳴血管造影、拡散イメージング、灌流イメージングなどのさまざまな生理学的技法にも使用される。

【0003】

これまで、ＭＲＩシステムの勾配コイルは、ファイバーグラス製のエポキシ樹脂でコーティングされたシリンダに巻かれた個々のワイヤで構成されていた。一部の用途ではこのような勾配コイルがまだ使用されているが、今日のＭＲＩシステムは通常、複雑なパターンにエッチングされシリンダに適用される複数の薄い金属ストリップ又は大きな銅シートで構成される指紋パターンで分布する巻線を有する。

【0004】

通常、ＭＲＩシステムのボアに沿った壁は、検査対象が検査される際に加熱される。この加熱は、主に渦電流と、電流が勾配コイルを通過する際の抵抗加熱によって引き起こされる。このような勾配コイルは通常、最大コイル駆動電圧２０００Ｖ及び６００Ａを超える電流により、強力なパルス幅変調増幅器によって駆動される。したがって、最大内部コイル温度が５５～６０℃に達すると激しい熱が生成される。勾配コイルの動作に必要な電力は、半径の５乗に比例し、これは、勾配コイルの設計及び勾配コイルの冷却が、今日の広口径ボアのシステムの場合に一層困難であることを意味する。

【0005】

この状況では、ＭＲＩシステムのすべての勾配コイルに対して、通常、加熱効果を低減するために流体冷却が使用される。通常、熱交換ポンプからの水又は水－エチレングリコール溶液が、ＭＲＩシステムの冷却装置の冷却管を通して循環される冷却流体として使用され、冷却管は、勾配コイルと熱伝導接触する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

勾配コイル自体の加熱に加えて、熱は、ＭＲＩシステムの高周波シールド（ＲＦシールド）の渦電流加熱からも発生する。ＲＦシールドは一般に、検査対象に最も近い金属構造であり、通常、ＭＲＩシステムのボアの内側樹脂壁のすぐ下のＲＦコイルの表面に配置されたグリッドで構成される。

【0007】

変動する大電流が、狭い間隔で配置された勾配コイル巻線に供給されると、樹脂材料のオーム加熱及び低い熱伝導率によって、不均一な温度場及びホットスポットがもたらされる。コンポーネントベンチレベルで熱を放散し、勾配コイルのホットスポットを減らす従来の方法は、勾配コイル巻線の設計を変更するか、勾配コイルが提供されるシリンダに対して比較的良好な熱伝導特性をもつアルミナセラミック材料を使用することによって、実現されることができる。

【0008】

更に、勾配コイルアセンブリの樹脂材料の熱伝導率は、米国特許出願公開第２０１３／００７５０６８Ａ１号公報に記載されているように改善されることができる。この文献によれば、勾配コイルの２つのフラットコイル間に配置される冷却装置は、冷却流体用の連続冷却チャネルが形成される領域で互いに接続される少なくとも１つの第１のフォイル及び少なくとも１つの第２フォイルを有する。冷却チャネルは分岐しており、それにより、冷却装置の薄い厚さで冷却効果が生成される。

【0009】

更に、米国特許出願公開第２００８／００２４１３４Ａ１号公報には、この問題に対処するための改善された冷却回路が記述されている。この文献は、勾配コイル用の冷却装置を製造する方法を記載しており、冷却装置は、予め決められたパターンに従って構成されたキャリアプレート上に配置される少なくとも１つの可撓性冷却管を有し、少なくとも１つの冷却管は、元々円形断面を有し、予め決められた所パターンに従って配置され、その断面を永久に変形させるように平坦化される。米国特許出願公開第２０１１／００７４４１９Ａ１号公報は、被検体が載置される撮像領域に静磁場を生成する静磁場磁石を有するＭＲＩ装置を開示する。パイプ内の冷却剤を循環させる複数の冷却パイプを有するＲＦコイル側冷却システムが、主コイルの内側に設けられている。しかし、これらの方法では、邪魔なホットスポット及び不均一な温度場の影響を十分に効率的な方法で低減することができない。米国特許第２００５０９３５４３号公報は、勾配コイルと蛇行冷却管との間に非磁性の熱伝導スプレッダ基板を組み込み、電気部品の局所的なホットスポットを減らしてコイルの温度を下げ、温度分布をより均一にすることを開示している。しかしながら、スプレッダ基板を組み込みは、勾配コイルアセンブリの厚さを増加させ、ＭＲＩ装置のボアのサイズを減少させ、勾配コイルアセンブリの製造を複雑にし、それに応じてコストも増加させる。

【0010】

本発明の目的は、熱管理が改善された磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置の勾配コイルアセンブリを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

この目的は、少なくとも１つの勾配コイル、勾配コイルを冷却する冷却装置、及びＲＦシールドを有する磁気共鳴イメージングシステムのアセンブリであって、冷却装置は、冷却流体を輸送するように構成されるとともに勾配コイルと熱接触するように勾配コイル上に配置される少なくとも１つの冷却管を有し、アセンブリは更に、第１の熱コネクタ及び第２の熱コネクタの少なくとも一方を有する熱コネクタ装置を有し、第１の熱コネクタが、ＲＦシールドと少なくとも１つの冷却管との間に配置され、ＲＦシールド及び少なくとも１つの冷却管と熱接触し、それにより、ＲＦシールドと少なくとも１つの冷却管との間に半径方向に延びる熱接続を提供し、第２の熱コネクタが、少なくとも１つの冷却管に取り付けられ、該冷却管と熱接触し、それにより、少なくとも１つの冷却管の複数の異なる巻回の間に及び／又は少なくとも１つの冷却管のうち複数の異なる冷却管の間に円周方向に延びる熱接続を提供する、アセンブリにより対処される。

【0012】

したがって、本発明は、少なくとも第１の熱コネクタ及び／又は第２の熱コネクタを提供することにより熱管理を改善することを提案する。本発明の一態様によれば、冷却装置とＲＦシールドとの間に第１の熱コネクタによるヒートブリッジを構築することにより、ＲＦシールドを冷却することを目指す。本発明は、断熱を考慮して最も熱い層の周りに半径方向にヒートブリッジを構築することを可能にする。本発明の別の態様によれば、勾配コイルのコイルパターンに依存して、勾配コイルのワイヤ配置領域の温度が、勾配コイルの他の場所よりも高くなる。したがって、ホットスポットの周囲の円周方向に第２の熱コネクタによりヒートブリッジを構築することは、温度分布のより良好な均一性を達成することの助けとなる。好適には冷却管を横切って接合、溶接又は接着することによりヒートブリッジを冷却管に直接貼り付けることによって、ヒートブリッジは、冷却管を配置するための平面に実質的に位置付けられるため、勾配コイルアセンブリの厚さは、増大されない。コンパクトな熱配置により、温度場の均一性が改善され、ＭＲＩシステムのボアサイズを大きくすることなくホットスポットが減少される。

【0013】

加えて、本発明による冷却設計は、少なくとも２つの異なる方法で使用されることができる。勾配コイルが特定の仕様に従ってすでに製造されており、使用中にホットスポットが見つかった場合、勾配コイルの識別されたホットスポットに従って熱コネクタを配置することにより、その性能を改善させることができる。代替的又は追加的に、勾配コイルの設計段階でシミュレーションによりホットスポットが識別されることができ、冷却を改善するために、シミュレーションにより識別されたホットスポットに熱コネクタが配置されることができる。当業者によって認められているように、本発明による冷却装置は、勾配コイルアセンブリの従来の製造プロセスに全く又はほとんど変更を加えずに適用されることができる。

【0014】

一般に、本発明によれば、第１の熱コネクタは、さまざまな異なる方法で設計され構成されることができる。本発明の実施形態によれば、熱コネクタ装置は、少なくとも２つの第１の熱コネクタを有し、少なくとも２つの第１の熱コネクタは、勾配コイルの２つの長手方向端部において勾配コイルの外側に半径方向に配置され、それによりＲＦシールドを冷却管と熱接続する。したがって、この設計では、２つの第１の熱コネクタは、勾配コイルを通過しない。これに関して、勾配コイル及びＲＦシールドは、好適には樹脂材料であるエポキシ材料に埋め込まれ、２つの第１の熱コネクタのために、両端及び勾配コイルの外側の樹脂材料がない空間が使用される。このようにして、一層の冷却が、効率的な方法で達成されることができる。

【0015】

本発明によれば、第２の熱コネクタは、多様なやり方で設計され配置されることができる。しかしながら、本発明の好適な実施形態によれば、冷却管の間及び／又は特定の冷却管の複数の異なる巻回の間の第２の熱コネクタは、第２の熱コネクタの長手方向に少なくとも１つの切り欠き部を有し、それによって、第２の熱コネクタと接触する冷却管のスポットから延びる冷却フィンを形成する。したがって、この設計によれば、熱コネクタは、アセンブリの一部からアセンブリの別の部分に熱を伝導する代わりに、アセンブリの周囲に熱を放出する役目を果たし、ゆえに、冷却領域のサイズを増大させることによって冷却フィンとして機能する。

【0016】

更に、本発明の好適な実施形態によれば、第２の熱コネクタは、少なくとも１つの冷却管（４）上に配置される複数の長手方向熱部品と、長手方向熱部品を互いに熱接続する複数の水平方向熱部品とを有する。これは、アセンブリの冷却を改善するために熱放散を増加させる他の手段であり得る。これに関して、複数の冷却管の間及び／又は冷却管の複数の巻回の間の第２の熱コネクタは、特に好適には、少なくとも１つの冷却管（４）を配置する面内に面状の延在部を有する。

【0017】

更に、本発明の好適な実施形態によれば、第２の熱コネクタ（５）は、少なくとも１つの管（４）上に千鳥状に配置される複数の熱部品を有する。更に、第１の熱コネクタ及び第２の熱コネクタを固定するために異なる可能性が適用される。好適には、第１の熱コネクタ及び／又は第２の熱コネクタは、冷却管に接合及び／又は溶接及び／又は接着される。この方策は、製造が容易でありながら効率的な冷却を可能にする。この点で、第１の熱コネクタ及び／又は第２の熱コネクタは、少なくとも１つの冷却管（４）の周りを包む金属リング上に溶接されることが特に好適である。

【0018】

本発明の好適な実施形態によれば、第１の熱コネクタ及び／又は第２の熱コネクタは金属から作られる。より好適には、第１の熱コネクタ及び／又は第２の熱コネクタは、可撓性の熱伝導体材料から作られる。好適には、第１の熱コネクタ及び／又は第２の熱コネクタは、銅ストラップを有する。銅ストラップは閉ループを構成せず、通常、誘導熱を生成しない。

【0019】

代替として、本発明の好適な実施形態によれば、第１の熱コネクタ及び／又は第２の熱コネクタは、熱伝導性セラミック材料から作られる。この設計には、金属成分が含まれていないため、勾配の均一性に影響を与えないことが期待される。

【0020】

一般に、第１の熱コネクタ及び／又は第２の熱コネクタと、冷却管との接続は、さまざまなやり方で設計されることができる。しかしながら、本発明の好適な実施形態によれば、冷却管に固定される第１の熱コネクタ及び／又は第２の熱コネクタの部分は、冷却管を円周方向に覆う。このようにして、大きな接触面積が得られ、これは、熱の放散を一層助ける。

【0021】

更に、本発明は、上記のようなアセンブリを備えた磁気共鳴イメージングシステムにも関する。

【0022】

更に、本発明は、磁気共鳴イメージングシステムの勾配コイルを冷却する方法に関し、方法は、勾配コイルを冷却する冷却装置及びＲＦシールドを備えたアセンブリを提供するステップと、冷却流体を輸送し及び勾配コイルと熱接触する少なくとも１つの冷却管を、冷却装置に設けるステップと、を有し、第１の熱コネクタ及び第２の熱コネクタの少なくとも一方を有する熱コネクタ装置が提供され、第１の熱コネクタは、ＲＦシールドと少なくとも１つの冷却管との間に配置され、ＲＦシールドと少なくとも１つの冷却管と熱接触し、それにより、ＲＦシールドを少なくとも１つの冷却管に熱接続し、第２の熱コネクタ（５）は、少なくとも１つの冷却管上に配置され、少なくとも１つの冷却管と熱接触し、それにより、少なくとも１つの冷却管のうち第１の冷却管の複数の巻回を熱接続し、及び／又は少なくとも１つの冷却管のうち第２の冷却管を少なくとも１つの冷却管のうち第３の冷却管に熱接続する。

【0023】

この方法の好適な実施形態は、上記のような磁気共鳴イメージングシステムのアセンブリの好適な実施形態に関する。

【0024】

本発明のこれら及び他の態様は、以下に記述される実施形態から明らかになり、それらを参照して説明される。そのような実施形態は、必ずしも本発明の範囲全体を表すものではなく、したがって本発明の範囲を解釈するために特許請求の範囲及び本願明細書が参照される。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施形態によるＭＲＩシステムの概略縦断面図。

【図2】本発明の実施形態による冷却システムを有する別のアセンブリの概略正面断面図。

【図3】本発明の別の実施形態による第２の熱コネクタを備えた冷却管の概略斜視図。

【図4】本発明の別の実施形態による第２の熱コネクタを備えた冷却管の概略斜視図。

【図5】本発明の別の実施形態による第２の熱コネクタを備えた冷却管の概略斜視図。

【図6】本発明の別の実施形態による第２の熱コネクタを備えた冷却管の概略斜視図。

【図7】本発明の別の実施形態による第２の熱コネクタを備えた冷却管の概略斜視図。

【図8】本発明の別の実施形態による、第２の熱コネクタによりループ状に囲まれた冷却管の概略図。

【図9】第２の熱コネクタが金属リングに溶接される本発明の実施形態の概略図。

【図10】本発明の別の実施形態による非金属絶縁層を備えた金属層シールド冷却管の概略図。

【発明を実施するための形態】

【0026】

図１には、本発明の一実施形態によるＭＲＩシステム１１の概略縦断面図が示されている。このＭＲＩシステム１１は、勾配コイル３と、勾配コイル３を冷却する冷却装置２と、ＲＦシールド６とを備えたアセンブリ１を有する。冷却装置２は、水のような流体９が流れる冷却管４を有し、冷却管４は、勾配コイル３と熱接触する。勾配コイル３及び冷却装置２は、樹脂材料１９に埋め込まれている。

【0027】

このＭＲＩシステムは更に、磁石１４と、ＲＦ送信コイル１５と、ＲＦ受信コイル１６と、冷却空気がＲＦ送信コイル１５とＲＦシールド６との間の領域に到達することを可能にする冷却ギャップ１７を有する。検査対象１０、例えば患者は、患者支持体１３上に配置されることができる。この患者支持体１３により、検査対象１０は、磁石１４、冷却勾配コイル３、ＲＦシールド６、ＭＲＩ検査用のＲＦ送信コイル１５及びＲＦ受信コイル１６によって囲まれたＭＲＩシステム１１の検査領域１８に配置されることができる。

【0028】

本発明のこの好適な実施形態によれば、２つの第１の熱コネクタ７が、ＲＦシールド６と少なくとも１つの冷却管４との間に配置され、ＲＦシールド６及びなくとも１つの冷却管４と熱接触することにより、ＲＦシールド６をこの冷却管４に熱接続する。第１の熱コネクタ７は、勾配コイル３の２つの長手方向端部において勾配コイル３の外側に半径方向に配置され、それにより、ＲＦシールド６を冷却管４の１つと熱接続する。したがって、２つの第１の熱コネクタ７は、勾配コイル４を通過しない。このようにして、更なる冷却が、効率的な方法で実現されることができる。

【0029】

図２から、本発明の別の実施形態による別のアセンブリ１の概略正面断面図を見ることができる。図２は、冷却装置２とともに樹脂材料１９に埋め込まれた３つのコイル巻線層を有する勾配コイル３を示している。この冷却装置２は、それぞれ異なる冷却管４に固定されることによりそれぞれ異なる冷却管４を熱伝導方式で互いに接続する第２の熱コネクタ５を有する。本発明によれば、第２の熱コネクタ５は、１つの冷却管４の複数の異なる巻回に固定されることも可能であり、それにより、冷却管４のこれらの異なる巻回を熱接続する。単一の実施形態において、両方の可能性が組み合わせられることもできることに留意されたい。

【0030】

更に、図２に示す好適な実施形態によれば、第２の熱コネクタ５に加えて、冷却管４をＲＦシールド６と熱接続する第１の熱コネクタ７が設けられている。これに関して、図２の実施形態は、図１に示された実施形態に関連する。すでに上述したように、第１の熱コネクタ７は、勾配コイル３を通過しない。その代わりに、第１の熱コネクタ７は、勾配コイル３の外側で、勾配コイル３の長手方向端部に配置される。

【0031】

図３から図７は、本発明のさまざまな好適な実施形態による第２の熱コネクタ７を備えた冷却管の斜視図を示す。図３から分かるように、複数の異なる冷却管４の間の第２の熱コネクタ５は、冷却管４を配置する面内に面状の延在部を有する。図３の構成によれば、第２の熱コネクタ５は、冷却管４の間の熱伝達を可能にするために複数の異なる冷却管４を接続するが、図４の構成では、複数の異なる冷却管４の間の第２の熱コネクタ５は、第２の熱コネクタ５の長手方向に切り欠き部１２を有し、それにより冷却フィンを形成する。このようにして、冷却管４から第２の熱コネクタ５に伝達される熱は、勾配コイル３の周囲に放散されることができる。

【0032】

更に、図５の構成は図３の構成に類似しているが、複数の異なる冷却管４の間の第２の熱コネクタ５が、互いに接続されている。これは、効率的な熱伝達を促進し、ゆえに、均一な温度分布を可能にする。図６の好適な実施形態によれば、複数の第２の熱コネクタ５が互いに接続される代わりに、より大きな面積をカバーして効率的な熱伝達を可能にする単一の第２の熱コネクタ５が提供されることができ、それにより、勾配コイル３の効果的な冷却を提供する。

【0033】

複数の第２の熱コネクタ５が設けられる場合、複数の異なる冷却管４の間の熱コネクタ５の少なくとも一部が、千鳥状に配置されることもできる。本発明のこのような好適な実施形態は、図７に示されている。

【0034】

第１の熱コネクタ７及び／又は第２の熱コネクタ５が、好適には冷却管４に接合及び／又は溶接されることが前述のすべての好適な実施形態に共通である。この点で、第１の熱コネクタ７及び／又は第２の熱コネクタ５は、好適には、可撓性のある熱伝導体材料から作られる。図３－図７に示す実施形態によれば、銅ストラップが、第１の熱的コネクタ７及び第２の熱的コネクタ５にそれぞれ使用される。第１の熱コネクタ７及び第２の熱コネクタ５のためにそのような銅ストラップが用いられる場合、冷却管４に対しぴったりしたフィットが達成されることができ、冷却管４から第１の熱コネクタ７及び第２の熱コネクタ５それぞれに対する効率的な熱伝達を更に支援する。しかしながら、すでに上述したように、本発明は、第１の熱コネクタ７及び第２の熱コネクタ５の材料としての金属に限定されない。代替として、本発明の好適な実施形態によれば、第１の熱コネクタ７及び／又は第２の熱コネクタ５は、熱伝導率がエポキシよりも高い任意の材料、例えば熱伝導性セラミック材料から作られる。

【0035】

図８から、本発明の別の好適な実施形態によれば、冷却管４は、第２の熱コネクタ５によりループ状に囲まれることが分かる。したがって、この設計によれば、冷却管４に固定される第２の熱コネクタ５の部分は、冷却管４を円周方向に覆う。これは、好適には、第２の熱コネクタ５に可撓性材料を使用することにより実現される。更に、これは、第２の熱コネクタ５だけでなく、第１の熱コネクタ７の設計オプションでもある。

【0036】

図９は、第２の熱コネクタ５が金属リング２０に溶接される本発明の実施形態を示す。

【0037】

第２の熱コネクタ５を冷却管４に固定するために、金属リング２０が、冷却管４に溶接又は接合される。図８を参照して説明した設計に関して、本設計は、第１の熱コネクタ７にも適用されることができる。

【0038】

最後に、図１０は、非金属絶縁層２１を備えた金属層シールド冷却管４を表す。第１の熱コネクタ７又は第２の熱コネクタ５を冷却管４に溶接できるように、第１の熱コネクタ７又は第２の熱コネクタ５を固定するための溶接スポット２２を提供するために、絶縁層２１が部分的に剥離される。この設計オプションでは、第１の熱コネクタ７又は第２の熱コネクタ５はそれぞれ、好適には、銅ストラップのような金属製の可撓性のある熱伝導体から作られる。

【0039】

本発明は、図面及び前述の説明において詳しく図示され説明されたが、そのような図示及び説明は、説明的又は例示的であり、限定的なものではないと考えられるべきである。本発明は開示された実施形態に限定されない。開示される実施形態に対する他の変更形態は、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から、請求項に記載の発明を実施する際に当業者によって理解され、達成されることができる。特許請求の範囲において、「含む、有する（comprising）」という語は、他の構成要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「a」又は「an」は複数性を除外しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。請求項における如何なる参照符号も請求項の範囲を制限するものとして解釈されるべきでない。
以下、本発明の各種形態を付記する。
（付記１）
少なくとも１つの勾配コイル、前記勾配コイルを冷却する冷却装置、及びＲＦシールドを有する磁気共鳴イメージングシステムのアセンブリであって、
前記冷却装置は、前記勾配コイル上に配置される少なくとも１つの冷却管を有し、前記少なくとも１つの冷却管は、前記冷却流体を輸送するように構成され、
前記アセンブリは更に、
前記ＲＦシールドと前記少なくとも１つの冷却管との間に配置され、それにより、前記少なくとも１つの冷却管から前記ＲＦシールドへ半径方向に延びる熱接続を提供する第１の熱コネクタと、
前記少なくとも１つの冷却管に固定され、それにより、前記少なくとも１つの冷却管の第１の冷却管の複数の巻回の間に及び／又は複数の前記冷却管の間に円周方向に延びる熱接続を提供する第２の熱コネクタと、
を具備する熱コネクタ装置を有する、アセンブリ。
（付記２）
前記第１の熱コネクタは、前記アセンブリ内において、前記勾配コイルの２つの長手方向端部において前記勾配コイルの外側で半径方向に配置される、付記１に記載のアセンブリ。
（付記３）
前記第２の熱コネクタが、前記第２の熱コネクタの長手方向に少なくとも１つの切り欠き部を有し、それにより冷却フィンを形成する、付記１又は２に記載のアセンブリ。
（付記４）
前記第２の熱コネクタは、前記少なくとも１つの冷却管の間に配置される複数の長手方向熱部品と、前記長手方向熱部品を熱的に相互接続する複数の水平方向熱部品と、を有する、付記１乃至３のいずれか１項に記載のアセンブリ。
（付記５）
前記第２の熱コネクタは、前記少なくとも１つの冷却管を配置する面内に面状の延在部を有する、付記１乃至３のいずれか１項に記載のアセンブリ。
（付記６）
前記第２の熱コネクタが、前記少なくとも１つの冷却管の間に千鳥状に配置される複数の熱部品を有する、付記１乃至３のいずれか１項に記載のアセンブリ。
（付記７）
前記第１の熱コネクタ及び／又は前記第２の熱コネクタは、前記少なくとも１つの冷却管に接合及び／又は溶接及び／又は接着される、付記１乃至６のいずれか１項に記載のアセンブリ。
（付記８）
前記第１の熱コネクタ及び／又は前記第２の熱コネクタは、前記少なくとも１つの冷却管の周りを囲むリング上に溶接される、付記１乃至７のいずれか１項に記載のアセンブリ。
（付記９）
前記第１の熱コネクタ及び／又は前記第２の熱コネクタは、熱伝導率がエポキシよりも高い材料で作られている、付記１乃至８のいずれか１項に記載のアセンブリ。
（付記１０）
前記第１の熱コネクタ及び／又は前記第２の熱コネクタが、可撓性の熱伝導材料から作られている、付記１乃至９のいずれか１項に記載のアセンブリ。
（付記１１）
前記第１の熱コネクタ及び／又は前記第２の熱コネクタが、銅ストラップを有する、付記１乃至１０のいずれか１項に記載のアセンブリ。
（付記１２）
前記第１の熱コネクタ及び／又は前記第２の熱コネクタは、熱伝導性セラミック材料から作られる、付記１乃至１０のいずれか１項に記載のアセンブリ。
（付記１３）
前記冷却管に固定された前記第１の熱コネクタ及び／又は前記第２の熱コネクタの一部が、前記冷却管を円周方向に覆う、付記１乃至１２のいずれか１項に記載のアセンブリ。
（付記１４）
前記付記１乃至１３のいずれか１項に記載のアセンブリを有する磁気共鳴イメージングシステム。
（付記１５）
磁気共鳴イメージングシステムの勾配コイルを冷却する方法であって、
勾配コイルを冷却する冷却装置とＲＦシールドとを有するアセンブリを提供するステップと、
前記勾配コイル上に配置され、冷却流体を輸送するように構成される少なくとも１つの冷却管を、前記冷却装置に提供するステップと、
前記ＲＦシールドと前記少なくとも１つの冷却管との間に半径方向に延びる熱接続を、前記冷却装置に提供するステップと、
前記少なくとも１つの冷却管の複数の異なる巻回の間及び／又は前記少なくとも１つの冷却管の複数の異なる冷却管の間に円周方向に延びる熱接続を、前記冷却装置に提供するステップと、
を有する方法。

【符号の説明】

【0040】

１ 磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムのアセンブリ
２ 冷却配置
３ 勾配コイル
４ 冷却管
５ 第２の熱コネクタ
６ ＲＦシールド
７ 第１の熱コネクタ
８ 熱コネクタ装置
９ 冷却流体
１０ 検査対象
１１ ＭＲＩシステム
１２ 切り欠き部
１５ 患者支持体
１４ 磁石
１５ ＲＦ送信コイル
１６ ＲＦ受信コイル
１７ 冷却ギャップ
１８ 検査領域
１９ 樹脂材料
２０ 金属リング
２１ 絶縁層
２２ 溶接スポット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】