ランピング時の磁気共鳴撮像システムの動作のためのシステム及び方法
【課題】コスト及び複雑性を増加させない磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムのランピングを提供すること。
【解決手段】ランピング時に磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）を動作させるためのシステム及び方法を提供する。一方法（３０）は、マグネットランピング時にＭＲＩシステムの冷媒容器内の圧力を低下させるステップ（３２）を含む。本方法はさらに、マグネットランピングが終了した後に冷媒容器内の圧力を通常の動作圧レベルまで戻すステップ（３８）を含む。
【解決手段】ランピング時に磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）を動作させるためのシステム及び方法を提供する。一方法（３０）は、マグネットランピング時にＭＲＩシステムの冷媒容器内の圧力を低下させるステップ（３２）を含む。本方法はさらに、マグネットランピングが終了した後に冷媒容器内の圧力を通常の動作圧レベルまで戻すステップ（３８）を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示している主題は、全般的には磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムに関し、またさらに詳細にはＭＲＩシステムのランピング（ｒａｍｐｉｎｇ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
超伝導マグネットを有する従来のＭＲＩシステムでは超伝導マグネットを形成する超伝導ワイヤの巻き線は、マグネットを臨界温度未満に維持するためにヘリウム容器を用いて極低温冷却されている。例えば超伝導マグネットの巻き線は、超伝導動作のための臨界温度未満の温度を維持するために液体ヘリウム浴または液体ヘリウム容器内に浸漬されている。
【０００３】
ＭＲＩシステムを付勢させたとき、また具体的には超伝導マグネットを付勢させたとき（一般にランピングと呼ぶ）、導体上のローレンツ力が上昇し、これにより局在性の摩擦加熱につながる可能性があるようなワイヤの僅かな移動が生じる。発生した熱がコイルの局在的部分に過熱を生じさせ、巻き線の導体（または、ワイヤ）が超伝導特性を失い通常の抵抗性状態に遷移するゾーンである常態ゾーン（ｎｏｒｍａｌ ｚｏｎｅ）が生成される可能性がある。この常態ゾーンはジュール熱や熱伝導のために巻き線全体に広がり、クエンチ事象を生じさせることになる。このクエンチには、マグネット巻き線をその中に浸漬させている冷媒浴から脱出したヘリウムの急速なボイルオフが伴う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第２００５／１１１１５９ Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
クエンチがあるごとに、これに続いてマグネットの再充填及び再ランピングを行うことは、費用が高くつくと共に時間の無駄である。超伝導マグネットの導体は、局在性加熱の点からの常態ゾーン伝播を回避するために十分な安定度マージンを提供するように指定される。ランピング中の巻き線に関する安定度マージンは、例えば巻き線を形成するワイヤの臨界電流の増加、高導電率安定器材料の追加、あるいはワイヤの冷却の改良によって上昇させることが可能である。しかしこれらの方法によると、ＭＲＩシステムに対するコスト及び複雑性が増加する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
様々な実施形態に従った磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）マグネットシステムを制御するための方法を提供する。本方法は、マグネットランピング時にＭＲＩシステムの冷媒容器内の圧力を低下させるステップと、マグネットランピングが終了した後に冷媒容器内の圧力を通常の動作圧レベルまで戻すステップと、を含む。
【０００７】
別の実施形態では、その内部に液体冷媒を有する容器と該容器内部にある超伝導マグネット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。この容器は、超伝導マグネットのランピング時に容器内部の圧力レベルを低下させかつ通常のマグネット動作中はその圧力レベルを通常の動作圧レベルまで戻すために容器から冷媒をポンピングするように構成された真空ポンプに対して着脱式に接続されるように構成されている。
【０００８】
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をランピングさせるためのキットを提供する。本キットは、ＭＲＩマグネットシステムの超伝導マグネットのランピング時に容器内部の圧力レベルを低下させかつその後に圧力レベルを通常のレベルまで戻すように容器から冷媒をポンピングするために、真空ポンプと該真空ポンプをＭＲＩマグネットシステムの容器に接続するように構成させたコネクタとを含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】様々な実施形態による磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）マグネットシステムをランピングさせるための方法の流れ図である。
【図２】様々な実施形態をこれと連携して実現し得るようなＭＲＩマグネットシステムを表した図である。
【図３】様々な実施形態によるマグネット付勢過程のタイムラインを表した図である。
【図４】様々な実施形態に従って形成した冷媒容器に関するマルチチェンバシステムの一実施形態を表した図である。
【図５】様々な実施形態に従って形成した冷媒容器に関するマルチチェンバシステムの一実施形態を表した図である。
【図６】様々な実施形態に従って形成した冷媒容器に関するマルチチェンバシステムの一実施形態を表した図である。
【図７】様々な実施形態に従って形成した冷媒容器に関するマルチチェンバシステムの別の実施形態を表した図である。
【図８】様々な実施形態に従って形成した冷媒容器に関するマルチチェンバシステムの別の実施形態を表した図である。
【図９】様々な実施形態に従って形成した冷媒容器に関するマルチチェンバシステムの別の実施形態を表した図である。
【図１０】様々な実施形態に従って形成した冷媒容器に関するマルチチェンバシステムの一実施形態を表した図である。
【図１１】様々な実施形態に従って形成した冷媒容器に関するマルチチェンバシステムの一実施形態を表した図である。
【図１２】様々な実施形態に従って形成した冷媒容器に関するマルチチェンバシステムの一実施形態を表した図である。
【図１３】超伝導マグネットシステムに関する温度マージン対動作温度を表したグラフである。
【図１４】様々な実施形態に従って形成したマルチチェンバシステムをその内部で実現させ得るＭＲＩシステムの外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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で実現させることも、複数のハードウェアの形で実現させることもあり得る。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。
【００１１】
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工程は、これに関する複数の要素や工程も排除していない（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、記載した特徴を同様に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、こうした構成要素で当該性状を有しない追加的な構成要素も含むことがある。
【００１２】
様々な実施形態は、例えばスタートアップ時にＭＲＩシステムの超伝導マグネットのコイルまたは巻き線を付勢させることによって、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムをランプアップするためのシステム及び方法を提供する。超伝導マグネットの巻き線をその内部に配置させる冷媒容器の圧力を低下させるために超伝導マグネットシステムは真空下でポンピングされる。少なくとも１つの実施形態を実施することによって、少なくとも幾つかの実施形態の技術的効果は容器内部にある冷媒（例えば、ヘリウム）の温度が低下することであり、これにより例えば摩擦性の外乱に耐えるようにまたクエンチングの可能性を低下させるようにランピング中の超伝導マグネットの安定度が高まる。さらに、少なくとも１つの実施形態を実施することによって、銅安定器の追加、臨界電流の上昇あるいは超伝導マグネットのコイルまたは巻き線の含浸などの導体に対する安定度の向上努力が不要となることがある。
【００１３】
図１には、ＭＲＩシステムまたより具体的にはＭＲＩマグネットシステムをランピングするための方法３０を表している。具体的には方法３０は、ＭＲＩシステムのマグネットシステムのランピング時に冷媒容器の圧力を低下させるステップ（３２）を含む。本明細書で使用する場合にランピング（ｒａｍｐｉｎｇ）とは一般に、超伝導マグネットのコイルまたは巻き線の付勢を含むＭＲＩシステムのスタートアップを意味している。冷媒容器内の圧力を低下させるような冷媒に対するランピング前ポンプダウンの実行（これについては以下でさらに詳細に説明する）などにより圧力の低下をランピングの前に開始させ、これにより温度の対応した低下を得ることもあることに留意すべきである。例えばその冷媒がヘリウムであるような一実施形態では、ランピング前及び／またはランピング中に冷媒容器の中からヘリウムガスがポンピングして出される。本明細書でより詳細に説明しているように、冷媒容器に関しては、（ｉ）熱的に接続されたポンプダウンチェンバ、（ｉｉ）液圧式接続の（ｈｙｄｒａｕｌｉｃａｌｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）変位チェンバ、（ｉｉｉ）冷媒ポンプを伴うチェンバなどの様々なポンピング構成及び機構を設けることがあり得る。これらの構成及び機構は単に例示であって、冷媒容器内の圧力の低下を可能にさせるような適当な任意の方法またはシステムを使用し得ることに留意すべきである。
【００１４】
幾つかの実施形態ではヘリウム容器内のヘリウムは、液体ヘリウムがヘリウムＩＩと呼ぶ状態にある液体ヘリウムのラムダ（λ）点未満にあるような超流体温度（例えば、約１．８ケルビン（Ｋ））までポンピングダウンされる。しかしヘリウム容器は、超流体温度と比べてより高いまたはより低い別の温度までポンピングダウンされることもある。ランピングの完了後まで（例えば、マグネットシステムが通常動作モードすなわち永続的動作モードに入る時点まで）容器はこのより低いポンピングダウンされた圧力レベルに維持される。
【００１５】
冷媒容器の圧力の低下は、ＭＲＩシステムの一部を図示している図２にその全体を示したＭＲＩマグネットシステム４０と連携して実施されることがある。ＭＲＩマグネットシステム４０は、液体ヘリウムなどの液体冷媒を保持している容器４２を含む。したがってこの実施形態による容器４２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４２は真空容器４４により囲繞されると共に、任意選択ではこの内部及び／またはこれらの間に熱シールド（図示せず）を含むことがあり、この熱シールドは例えば熱隔絶用の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４８（例えば、ハウジング）内部においてこの真空容器４４を通過するようにして、様々な実施形態においてクライオクーラとするコールドヘッド４６が延びている。したがってコールドヘッド４６の低温端部は、真空容器４４内部の真空に影響を及ぼすことなくコールドヘッドスリーブ４８内部に位置決めすることができる。コールドヘッド４６は、１つまたは複数のフランジ及びボルト、あるいは当技術分野で周知の別の手段など適当な任意の手段を用いてコールドヘッドスリーブ４８内部に挿入されかつ確保されている。さらに真空容器４４の外部に、コールドヘッド４６のモータ５０が設けられている。
【００１６】
ヘリウム容器４２の内部には様々な実施形態において超伝導コイルとしている１つまたは複数のマグネットコイル５２が設けられていると共に、これがＭＲＩ画像データを収集するために本明細書でより詳細に説明しているようにしてＭＲＩシステムの動作時に制御を受けている。さらにＭＲＩシステムの動作時に、ＭＲＩマグネットシステム４０のヘリウム容器４２内部にある液体ヘリウムによって、周知のようなコイルアセンブリとして構成し得るような超伝導マグネットコイル５２が冷却される。超伝導マグネットコイル５２は通常の動作中（または、永続的状態にあるとき）には超伝導温度（例えば、４．２Ｋ）まで、かつ本明細書でより詳細に説明しているようなマグネットシステム４０のランピング中ではこれより低い温度（例えば、超流体温度）まで冷却される。
【００１７】
システム動作中における冷却過程は、ボイルオフしたヘリウムガスをヘリウム再凝縮システム５４により液体に再凝縮させてヘリウム容器４２に戻すことを含むことがある。ボイルオフしたヘリウムは、ヘリウム容器４２を再凝縮システム５４に接続している気体通路５６を通過させることがあること、また再凝縮させたヘリウムは通路５８を通してヘリウム容器まで戻すことがあることに留意すべきである。
【００１８】
マグネットは通常の動作中は低い圧力レベルを要求することがないため、マグネットランピングが完了したか否か（すなわち、マグネットシステムがもはやランピング動作モードにないこと）に関して３４において判定が実施される。例えば、マグネットシステムが通常動作モードすなわち永続的動作モードにあるか否かに関して判定が実施されることがある。この判定は、超伝導マグネットに対して付勢電流が加えられているか否かに基づいて実施されることがある。
【００１９】
マグネットシステムが依然としてランピング動作モードにあると３４において判定された場合、３６においてその低い圧力レベルが維持される。例えば、そのヘリウムが超流体温度におけるヘリウムＩＩ状態となるように冷媒容器の圧力が維持される。マグネットシステムがもはやランピング動作モードにないと３４において判定された場合、冷媒容器を３８において通常の圧力に戻している。この圧力は、冷媒容器に対して液体冷媒を戻すまたは追加することによって上昇させることがある。幾つかの実施形態ではランピング動作モード後に、約４．５Ｋ（例えば、４．２Ｋ）の通常の動作温度を得るように冷媒容器内の圧力を周囲環境圧力まであるいは周囲環境圧力に近い圧力（例えば、周囲環境より４ｐｓｉ上）まで戻すことによってマグネットシステムを通常動作モードすなわち永続的動作モードにしている。
【００２０】
したがって様々な実施形態では、ランピング中にのみ冷媒容器圧力を低下させている。コールドヘッドにより通常の動作中にゼロボイルオフの再凝縮を提供しているが、コールドヘッドは低い温度（圧力）で実質的に低下するような限られた容量を有する。このコールドヘッドの容量は、冷媒レベルを一定とした低圧力体制を通常のＭＲＩスキャナ動作中に連続して維持するには不十分である。ランピングの開始時に例えば液体冷媒の超流体温度が提供されるように冷媒容器内の圧力を低下させるために、ランピングの前にも圧力低下を提供することがあることに留意すべきである。
【００２１】
マグネット通電過程の一実施形態を表している図３のタイムライン７０に示したように、７２において冷媒のランピング前ポンプダウンが実行されており、この実施形態ではこれがランピング動作モードに先立って実施されるように表している。真空過程を含み得る事前ポンピングによって圧力が低下し、このために冷媒の温度が低下する。この事前ポンピングは、システムランピング手順を開始させる前に冷媒を超流体温度まで低下させることがある。この事前ポンピングは３Ｋ、２．５Ｋ、その他などのより低い別の温度を提供するように冷媒圧力を低下させることがある。
【００２２】
その後、容器圧力はランピング動作モードの一部またはすべてにわたってこの低いレベルに維持され、これにより温度が低レベルに維持される。マグネットシステムが通常すなわち持続（永続的）動作モードに入った後などランピング動作モードの終了時点で、ランピング後ポンピング（あるいは、容器充填法などの別の方法）を実行し（本明細書でより詳細に説明しているように）冷媒の圧力またしたがって温度を通常の動作圧及び温度まで回復させる。冷媒容器圧力の通常の動作圧への復帰、及び／または冷媒容器圧力を通常の動作圧まで戻す処理の開始は、ランピングの終了前（例えば、ランピング終了のある所定時間前）に実施されること、ランピングの終了時点で実施されること、あるいはランピングの終了後（例えば、ランピング終了のある所定時間後）に実施されることがあり得ることに留意すべきである。
【００２３】
一実施形態では図２に示すように、ヘリウム容器４２にポンプ６０（例えば、真空ポンプ）を接続し、ヘリウムガスをヘリウム容器４２から出すように直接ポンピングすることが可能である。ポンプ６０は適当な任意のポンプとすることができると共に、ヘリウム容器４２への接続ための接続手段は一般にヘリウム（すなわち、冷媒）の転送を気体形態と液体形態のいずれにおいても可能とするような任意の通路としている。したがって、ヘリウムをヘリウム容器４２から出すようにポンピングすると、ヘリウム容器４２内のヘリウムの液位が低下し、これによりヘリウム容器内の圧力、したがってその温度が低下する。ヘリウム容器４２からポンピングされる液体の量は、例えば容器の大きさや所望のまたは要求される圧力低下に基づく、あるいはヘリウム容器４２内のヘリウムの温度検知デバイス（図示せず）による計測に従った目下の温度低下などの冷媒の目下の温度に基づくような所定の量とし得ることに留意すべきである。
【００２４】
ポンプ６０は、ヘリウム容器４２からポンピングした液体ヘリウムの蓄積が可能な任意のタイプのコンテナとし得る蓄積ユニット６２に接続されている。幾つかの実施形態では、ヘリウム容器４２からポンピングされた液体ヘリウムを一時的に蓄積ユニット６２内に蓄積し、次いでこれをランピング後にヘリウム容器４２を通常の動作圧（例えば、概ね周囲環境圧力）まで回復させるために再使用する（例えば、ヘリウム容器４２内に戻すように放出またはポンピングさせる）ことがある。ポンピング後のヘリウム容器４２内のヘリウムのレベル低下が所望のまたは要求されるレベルになければ、ヘリウム容器４２内の圧力を通常の動作圧まで回復させてサブ冷却の（ｓｕｂ−ｃｏｏｌｅｄ）ヘリウムは放置し、これにポンピング前に再度（約４．２Ｋにある）ヘリウムを追加することがあることに留意すべきである。この再ポンピング過程は反復して実行させることがある。
【００２５】
ポンピング動作を制御するために（例えば、本明細書でより詳細に説明しているようにランピング中にヘリウム容器４２内部の圧力レベルを制御するために）ポンプ６０に対して制御器６１を接続させている。例えば制御器６１は、ヘリウム容器４２内の温度と圧力のそれぞれを計測するような温度検知デバイス（図示せず）または圧力検知デバイス（図示せず）に接続させることがある。したがって制御器６１は、ランピング中にヘリウム容器内に圧力低下をもたらすようにポンプ６０を制御することがある。制御器６１は、本明細書に記載した方法３０などの過程や方法のうちの１つまたは幾つか実行するように構成されることがある。
【００２６】
制御器６１は、１つまたは複数のコンピュータまたはプロセッサの一部として実現させることができる。このコンピュータやプロセッサは、コンピュータ処理デバイス、入力デバイス、表示ユニット、及び例えばインターネットにアクセスするためのインタフェースを含むことがある。このコンピュータやプロセッサは、マイクロプロセッサを含むことがある。このマイクロプロセッサは、通信バスと接続させることがある。このコンピュータやプロセッサはさらにメモリを含むことがある。このメモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）や読出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含むことがある。このコンピュータやプロセッサはさらに、ハードディスクドライブ、あるいはフロッピー（商標）ディスクドライブ、光ディスクドライブその他などの着脱式の記憶ドライブとし得る記憶デバイスを含むことがある。この記憶デバイスはさらに、コンピュータプログラムその他の命令をコンピュータやプロセッサにロードするための別の同様の手段とすることがある。
【００２７】
本明細書で使用する場合、「コンピュータ」または「モジュール」という用語は、マイクロコントローラを用いたシステム、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理回路、及び本明細書に記載した機能を実行可能な別の任意の回路やプロセッサを含めプロセッサベースまたはマイクロプロセッサベースの任意のシステムを含むことができる。上述の例は単に例示であり、またしたがっていかなる意味においても「コンピュータ」という用語の定義及び／または意味を限定することを意図していない。
【００２８】
このコンピュータやプロセッサは、入力データを処理するために１つまたは複数の記憶素子内に格納された１組の命令を実行する。この記憶素子はさらに、所望によりまたは必要に応じて、データやその他の情報も記憶することがある。この記憶素子は情報ソースの形態とすることや、処理装置内部にある物理的な記憶素子とすることがある。
【００２９】
この命令の組は、様々な実施形態の方法や過程などの指定の動作を実行するように処理装置としてのコンピュータまたはプロセッサに指令するための様々なコマンドを含むことがある。この命令の組はソフトウェアプログラムの形態とすることがある。このソフトウェアは、システムソフトウェアやアプリケーションソフトウェアなど様々な形態とすることがある。さらにこのソフトウェアは、個別のプログラムまたはモジュール、より大きなプログラムの内部のプログラムモジュール、あるいはプログラムモジュールの一部分からなる集合体の形態とすることがある。このソフトウェアはさらに、オブジェクト指向プログラミングの形態をしたモジュール型プログラミングを含むことがある。処理装置による入力データの処理は、オペレータコマンドに応答すること、以前の処理結果に応答すること、あるいは別の処理装置が発した要求に応答することがある。
【００３０】
本明細書で使用する場合、「ソフトウェア」と「ファームウェア」という用語は置き換え可能であり、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ及び不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリを含めコンピュータによって実行するためにメモリ内に記憶された任意のコンピュータプログラムを含む。上述のメモリタイプは単に例示であり、またしたがってコンピュータプログラムの記憶に使用可能なメモリのタイプを限定するものではない。
【００３１】
再度図２を参照すると、ポンプ６０（及び本明細書に記載したポンプの別の実施形態）は可搬式真空ポンプなどの真空ポンプとし得ることに留意すべきである。この真空ポンプ及び圧力制御ユニットはマグネットのランピング時に現地で使用されることがあり、この際にこれらは例えば、ポンプ６０、容器４２、真空容器４４や、ポンプ６０、容器４２及び真空容器４４を任意に組み合わせたものの一部を形成するコネクタ６３（接続ラインを含むことがある補完的接続配列など）を含み得るＭＲＩマグネットシステム４０に接続するためのキットとして設けられることや、あるいは単独の構成要素として設けられることもある。
【００３２】
別の実施形態も企図される。例えば幾つかの実施形態では、マルチチェンバ（例えば、２チェンバ）システムが提供される。マルチチェンバシステムによれば液位低下を緩和することができる。以下で記載するがこれらのマルチチェンバシステムは、（ｉ）図４〜６に示すような熱的に接続されたポンプダウンチェンバ、（ｉｉ）図７〜９に示すような液圧接続式の変位チェンバ、あるいは（ｉｉｉ）図１０〜１２に示すような冷媒ポンプを有するチェンバなどの異なるポンピング構成及び配列を有することがある。図４〜１２はマルチチェンバシステムを表した簡略ブロック図であることに留意すべきである。
【００３３】
図４〜６は、ＭＲＩマグネットシステム向けの冷媒容器として使用し得るマルチチェンバシステム８０の軸方向断面図を表している。具体的にはマルチチェンバシステム８０は、その各々が１つの単独の容器または容器チェンバを画定している２つの単独のチェンバ（すなわち、第１のチェンバ８２と第２のチェンバ８４）を含む。第１のチェンバ８２は、１つまたは複数のコイル８６（第１のチェンバ８２内部の液体ヘリウム８８に浸漬させた超伝導コイル）を含む。コイル８６はＭＲ撮像を可能とさせるような適当な任意の方式で構成しかつ提供し得ることに留意すべきである。
【００３４】
図４に示すように第１のチェンバ８２は初めはヘリウム８８で完全には満たされていないことがあり、液体ヘリウム８８を包含しない領域９０（例えば、空隙）を含んでいる。第１のチェンバ８２内のヘリウム８８の量は様々とすることができ、また幾つかの実施形態では第１のチェンバ８２が完全に満たされることがある。
【００３５】
マルチチェンバシステム８０はさらに、第２のチェンバ８４に接続させたポンプ９２を含む。ポンプ９２は、第２のチェンバ８４内へ及び／または第２のチェンバ８４から冷媒をポンピングするように構成されている。
【００３６】
マルチチェンバシステム８０に関する図４〜６は、熱的に接続ポンプダウンチェンバを用いた様々な実施形態による冷媒容器内の圧力を低下させる過程を表している。この過程は以下のことを含むのが一般である。
【００３７】
１．ポンプ９２によるポンプダウンの前に、図４に示すようにチェンバ８２と８４の両方を温度（Ｔ）＝４．２Ｋで圧力（ｐ）が約１００キロパスカル（ｋＰａ）の液体冷媒（例えば、液体ヘリウム）で満たす。
【００３８】
２．図５に示すように第２のチェンバ８４に対してｐ2が約５ｋＰａでＴ2が約１．８Ｋになるまでポンプダウンを実行する（この際、第１と第２のチェンバ８２と８４の間のバリア（壁）が伝導性であるために第２のチェンバ８４の温度（Ｔ2）は第１のチェンバ８２の温度（Ｔ1）とほぼ同じになる）。ポンプダウンとこれに続く温度の低下によって液体ヘリウムの状態がＨｅ＿ＩからＨｅ＿ＩＩに変化する。マグネットは、１．８Ｋ（ｐ1が約１００ｋＰａにおいてはサブ冷却）にあるＨｅ＿ＩＩ状態のコイル８６でランピングを受ける。図５に示すように、第２のチェンバ８４内のヘリウム８８の体積は、ポンプ９２によってヘリウムをポンピングし出すことによって減少している。
【００３９】
３．マグネットが持続モードにある場合に図６に示すように、ヘリウム８８の温度はマルチチェンバシステム８０によって形成されるクライオスタット内への熱リークのために徐々に（ｐ２→約１３０ｋＰａとなりかつ２つのチェンバ８２及び８４の温度は概ね等しく（Ｔ1≒Ｔ2→４．５Ｋ）なるまで）上昇する。したがって、クライオクーラ動作（例えば、コールドヘッド４６（図２参照）動作）に伴って平衡状態が回復される。第２のチェンバ８４内の液体ヘリウム８８はより低い体積レベルに維持されることがあり、あるいは再充填されることがあることに留意すべきである。
【００４０】
したがって熱的に接続した２つのチェンバ８２及び８４は、小さい方のチェンバ（すなわち、第２のチェンバ８４）に対してポンプダウンが実行されるように設けられている。様々な実施形態では、第２のチェンバ８４内の圧力は第１のチェンバ８２よりかなり小さい（例えば、５ｋＰａ対１００ｋＰａという）圧力レベルまで低下する。第１のチェンバ８２内にあるマグネットのコイル８６は周囲温度に近いサブ冷却のＨｅ＿ＩＩ状態にある。ヘリウム８８のレベルまたは体積は回復されるが、ヘリウム蒸気の一部はポンプダウン中に失われることがあることに留意すべきである。
【００４１】
図７〜９は、ＭＲＩマグネットシステム向けの冷媒容器として使用し得るマルチチェンバシステム１００の軸方向断面図を表している。具体的にはマルチチェンバシステム１００は、その各々が１つの単独の容器または容器チェンバを画定している２つの単独のチェンバ（すなわち第１のチェンバ１０２と第２のチェンバ１０４）を含む。第１及び第２のチェンバ１０２及び１０４はギャップ１０６によって分離させることがある。第１のチェンバ１０２は、第１のチェンバ１０２内部の液体ヘリウム１１０内に浸漬させた超伝導コイルであるような１つまたは複数のコイル１０８を含む。コイル１０８はＭＲ撮像を可能にさせるような適当な任意の方式で構成されかつ提供されることに留意すべきである。
【００４２】
図７に示すように、第１のチェンバ１０２は最初にヘリウム１１０で完全に満たされていないことがあり、また液体ヘリウムを包含しない領域１１２（例えば、空隙）を含んでいる。第１のチェンバ１０２のヘリウムの量は様々とすることができ、また幾つかの実施形態では第１のチェンバ１０２が完全に満たされることがある。
【００４３】
マルチチェンバシステム１００はさらに、第２のチェンバ１０４に接続させたポンプ１１４を含む。ポンプ１１４は第２のチェンバ１０４内へ及び／または第２のチェンバ１０４から冷媒をポンピングするように構成されている。さらに第１と第２のチェンバ１０２と１０４の間にバルブ１１６が設けられており、これによって第１と第２のチェンバ１０２と１０４を連絡するように結合させ、これによりこれらの間の流れを許容したり防止したりすることができる。
【００４４】
マルチチェンバシステム１００に関する図７〜９は、液圧接続の変位チェンバを用いた様々な実施形態による冷媒容器内の圧力を低下させるための過程を表している。この過程は以下のことを含むのが一般である。
【００４５】
１．ポンプ１１４によるポンプダウンの前に、図７に示すようにチェンバ１０２と１０４の両方を温度Ｔ＝４．２Ｋでｐが約１００ｋＰａの液体冷媒（例えば、液体ヘリウム）で満たす。バルブ１１６は開放状態であることに留意すべきである。
【００４６】
２．図８に示すようにチェンバ１０２及び１０４の両方に対してｐ1＝ｐ2が約５ｋＰａでありかつＴ1＝Ｔ2が約１．８Ｋになるまでポンプダウンを実行する。マグネットは、Ｔが１．８Ｋでｐが約５ｋＰａにあるＨｅ＿ＩＩ状態のコイル１０８でランピングを受ける。
【００４７】
３．次いで第２のチェンバ１０４に対して、例えばバルブ１１６を開くことによってヘリウム１１０を押し出し第１のチェンバ１０２内のヘリウム１１０のレベルを回復するように圧力が加えられる（例えば、液圧式に加えられる）。この圧力を図９の矢印で表している。その後にマグネットは、Ｔが１．８Ｋでｐが約５ｋＰａにあるＨｅ＿ＩＩ状態のコイル１０８でランピングを受ける。
【００４８】
マグネットが持続モード（図示せず）にあるとき、ヘリウム１１０の温度及び圧力はマルチチェンバシステム１００により形成されたクライオスタットへの熱リークのために徐々に（ｐ→約１３０ｋＰａにかつＴ→４．５Ｋになるまで）上昇する。したがって、クライオクーラ動作（例えば、コールドヘッド４６（図２参照）動作）に伴って平衡状態が回復される。
【００４９】
したがって、その各々の中の冷媒レベルが同時に低下するような液圧式チェンバ配列が提供される。ポンプダウンを実行した後、第２のチェンバ１０４内の圧力は上昇し、これにより残りのヘリウム１１０が押し出されるため第１のチェンバ１０２内のヘリウム１１０のレベルすなわち体積が回復される。ヘリウム１１０のレベルすなわち体積は回復するが、ヘリウム蒸気の一部はポンプダウン中に失われることがあることに留意すべきである。したがって、一方のチェンバからのポンピングをヘリウム１１０のレベル低下を伴わずにもう一方のチェンバがサブ冷却となるようにすることによって圧力を低下させている。
【００５０】
図１０〜１２は、ＭＲＩマグネットシステム向けの冷媒容器として使用し得るマルチチェンバシステム１２０の軸方向断面図を表している。具体的にはマルチチェンバシステム１２０は、その各々が１つの単独容器または容器チェンバを画定している２つの単独のチェンバ（すなわち、第１のチェンバ１２２と第２のチェンバ１２４）を含む。第１及び第２のチェンバ１２２及び１２４はギャップ１２６によって分離させることがある。第１のチェンバ１２２は、この内部にある液体ヘリウム１３０内に浸漬させた超伝導コイルであるような１つまたは複数のコイル１２８を含む。コイル１２８はＭＲ撮像を可能にさせるような適当な任意の方式で構成されかつ提供されることに留意すべきである。
【００５１】
図１０に示すように、第１のチェンバ１２２は最初にヘリウム１３０で完全に満たされていないことがあり、また液体ヘリウムを包含しない領域１３２（例えば、空隙）を含んでいる。第１のチェンバ１２２内のヘリウム量は様々とすることができ、また幾つかの実施形態では第１のチェンバ１２２が完全に満たされることがある。
【００５２】
マルチチェンバシステム１２０はさらに、第１と第２のチェンバ１２２と１２４の間にバルブ１３６を接続させて有するポンプ１３４を含む。ポンプ１３４は、第１のチェンバ１２２から第２のチェンバ１２４まで冷媒をポンピングするように構成されている。さらに第１と第２のチェンバ１２２と１２４の間にバルブ１３８が設けられており、これによって第１と第２のチェンバ１２２と１２４を連絡するように結合させ、これによりこれらの間の流れを許容したり防止したりすることができる。
【００５３】
マルチチェンバシステム１２０に関する図１０〜１２は、冷媒ポンプを備えたチェンバを用いた様々な実施形態による冷媒容器内の圧力を低下させるための過程を表している。この過程は以下のことを含むのが一般である。
【００５４】
１．ポンプ１３４によるポンプダウンの前に、図１０に示すように第２のチェンバ１２４を空にすると共に、第１のチェンバ１２２はＴ＝４．２Ｋでｐが約１００ｋＰａの液体冷媒（例えば、液体ヘリウム）で満たす。バルブ１３６及び１３８は閉鎖状態であることに留意すべきである。
【００５５】
２．図１１に示すように、ポンプ１３４は（バルブ１３６が開放状態のときに）第１のチェンバ１２２から第２のチェンバ１２４まで液体ヘリウム１３０をポンピングする。第１のチェンバ１２２はｐ1が約５ｋＰａでありかつＴ1が約１．８Ｋであり、一方第２のチェンバ１２４はｐ2が約１００ｋＰａでありかつＴ2が約４．２Ｋである。第１のチェンバ１２２に対して追加のポンピングを実行することもあることに留意すべきである。マグネットは、１．８ＫでＨｅ＿ＩＩ状態のコイル１２８でランピングを受ける。
【００５６】
３．図１２に示すようにマグネットが持続モードにあるとき、マルチチェンバシステム１００により形成されたクライオスタットへの熱リークのために温度が徐々に（ｐ２→約１３０ｋＰａにかつＴ1≒Ｔ2→４．５Ｋになるまで）上昇する。したがって、クライオクーラ動作（例えば、コールドヘッド４６（図２参照）動作）に伴って平衡状態が回復される。バルブ１３８を開けることによってヘリウム１１０が第２のチェンバ１２４から第１のチェンバ１２４に変位し、第１のチェンバ１２２内のヘリウム１３０の体積すなわちレベルを上昇させることがある。
したがって、閉鎖型ヘリウム配列が提供される。マルチチェンバシステム１２０はＢａｒｂｅｒ−Ｎｉｃｈｏｌｓポンプとし得るような液体ヘリウムポンプ１３４により示した内部冷凍を使用することがあり、またバルブ１３８に示したようなＪｏｕｌｅ−Ｔｈｏｍｓｏｎ（ＪＴ）バルブを含むことがある。一実施形態では、第１のチェンバ１２２から第２のチェンバ１２４内へ液体ヘリウム１３０を連続してポンピングしている。ヘリウム１３０のうちの一部は、再度冷凍させるように第１のチェンバ１２２まで転送して戻されることがある。
【００５７】
冷媒容器の体積を低減してランピング前のより高速なポンプダウンを可能にするために空間充填物（図示せず）を使用することもあることに留意すべきである。
【００５８】
したがって様々な実施形態では、マグネットシステムランピング中にＭＲＩシステムの冷媒容器内の圧力が低下し、これにより温度が低下する。ランピングの後にマグネットシステムが通常動作モードすなわち永続的モードで動作すると、冷媒容器は周囲環境また概ね周囲環境圧力に復帰する。したがって様々な実施形態で、例えばヘリウムＩ／ヘリウムＩＩ（Ｈｅ＿Ｉ／Ｈｅ＿ＩＩ）マグネットシステムを提供することができる。
【００５９】
図１３には、超伝導マグネットシステムに関する温度マージン（垂直軸で示す）と動作温度（水平軸で示す）のグラフ１４０を示している。グラフ１４０において、プロット１４２は温度マージンを意味しまたプロット１４４は動作温度を意味しており、ここでライン１４６はラムダ点に対応し、ライン１４８はランピング状態に対応し、またライン１４９は通常の動作状態に対応している。グラフ１４０により以下のことが例証される。
【００６０】
１．導体は、ドリフト駆動の限界である４．４９Ｋ（ｐ＝４ｐｓｉ）において（ｎ＝４５と仮定）動作電流／臨界電流（Ｉop／Ｉc）＝８０％を有する。
【００６１】
２．動作温度（Ｔop）が低下すると、この導体に関するＩｃ及びΔＴmargが上昇する。
【００６２】
３．ΔＴmargは０．７Ｋから３．２Ｋに変化し、一方Ｉop／Ｉcは７５％から４２％に変化する。
【００６３】
４．Ｔop＝４．２Ｋでは、３．２Ｋのマージンを達成することは（ゼロ電流であっても）不可能である。
【００６４】
幾つかの実施形態についてＭＲＩシステムの超伝導マグネットと連携させて説明しているが、様々な実施形態を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並びに医用以外の撮像デバイスにおいても実現することができる。
【００６５】
したがってこれらの様々な実施形態は、ＭＲＩシステムの超伝導マグネットなどの異なるタイプの超伝導マグネット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１３に示したＭＲＩシステム１５０と一緒に使用するための超伝導マグネットにおいて実現することができる。システム１５０を単一モダリティの撮像システムとして例証しているが、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うしたシステムと一緒に実現し得ることを理解されたい。システム１５０はＭＲＩ撮像システムとして例証していると共に、システム１５０はコンピュータ断層（ＣＴ）、陽電子放出断層（ＰＥＴ）、単一光子放出コンピュータ断層（ＳＰＥＣＴ）及び超音波システムなどの異なるタイプの医用撮像システム、あるいは画像（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を対象とした撮像のための医用撮像システムに限定されるものではなく、人以外の物体、手荷物、その他を撮像するための獣医学や非医用システムも含むことができる。
【００６６】
図１４を参照するとＭＲＩシステム１５０は、撮像部分１５２と、プロセッサその他のコンピュータデバイスや制御器デバイスを含み得る処理部分１５４と、を含むのが一般的である。ＭＲＩシステム１５０は、マグネットコイル支持構造上に支持し得るコイルまたは巻き線から形成した超伝導マグネット１５８をガントリ１５６の内部に含んでいる。ヘリウム容器４２（図２参照）と同様に構成し得るようなヘリウム容器１６０（クライオスタットとも呼ぶ）は、（超伝導コイル５２（図２参照）と同様の）超伝導マグネット１５８を囲繞すると共に、液体ヘリウムで満たされている。本明細書でより詳細に説明しているようにランピング時おいて液体ヘリウムを使用して超伝導マグネット１５８を冷却すると共に、その温度を低下させることがある。
【００６７】
ヘリウム容器１６０の外側表面と超伝導マグネット１５８の内側表面を囲繞して熱隔絶体１６２が設けられている。超伝導マグネット１５８の内部には複数の磁場傾斜コイル１６４が設けられており、またこの複数の磁場傾斜コイル１６４の内部にはＲＦ送信コイル１６６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１６６を送信／受信コイルに置き換えることがある。ガントリ１５６内部の構成要素によって撮像部分１５２の全体が形成される。超伝導マグネット１５８を円筒形状としているが、別の形状としたマグネットも使用可能であることに留意すべきである。
【００６８】
処理部分１５４は、制御器１６８、主磁場制御１７０、傾斜磁場制御１７２、メモリ１７４、表示デバイス１７６、送信−受信（Ｔ−Ｒ）スイッチ１７８、ＲＦ送信器１８０及び受信器１８２を含むのが一般的である。
【００６９】
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物体は、適当な支持体（例えば、患者テーブル）上においてボア１８４内に配置させる。超伝導マグネット１５８は、ボア１８４を横断して均一な静主磁場Ｂ0を発生させる。ボア１８４内及び対応する患者内における電磁場の強度は、主磁場制御１７０を介して制御器１６８により制御されており、この制御器１６８はさらに超伝導マグネット１５８に対する付勢電流の供給も制御している。
【００７０】
超伝導マグネット１５８内部のボア１８４内で磁場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の印加を可能とさせるように、１つまたは複数の傾斜コイル素子を含む磁場傾斜コイル１６４が設けられている。磁場傾斜コイル１６４は傾斜磁場制御１７２により付勢されると共に、さらに制御器１６８によって制御されている。
【００７１】
複数のコイルを含み得るＲＦ送信コイル１６６は、磁気パルスの送信、及び／または任意選択でＲＦ受信コイルとして構成し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、患者からのＭＲ信号の同時検出を行うように配列させている。ＲＦ受信コイルは任意のタイプまたは構成とすること（例えば、単独の受信表面コイルとすること）ができる。この受信表面コイルはＲＦ送信コイル１６６内部に設けたＲＦコイルからなるアレイとすることができる。
【００７２】
ＲＦ送信コイル１６６及び受信表面コイルは、ＲＦ送信器１８０または受信器１８２のうちの一方に対してそれぞれＴ−Ｒスイッチ１７８によって選択的に相互接続させている。ＲＦ送信器１８０及びＴ−Ｒスイッチ１７８は、ＲＦ送信器１８０によってＲＦ磁場パルスまたは信号を発生させ、患者内に磁気共鳴を励起するためにこれが患者に選択に印加されるように制御器１６８によって制御を受ける。ＲＦ励起パルスを患者に印加している間に、受信表面コイルを受信器１８２から切断するようにさらにＴ−Ｒスイッチ１７８を起動させている。
【００７３】
ＲＦパルスの印加に続いてＴ−Ｒスイッチ１７８を再度起動させ、ＲＦ送信コイル１６６をＲＦ送信器１８０から切断すると共に、受信表面コイルを受信器１８２に接続させている。受信表面コイルは、患者内の励起原子核から生じたＭＲ信号を検出すなわち検知するように動作すると共に、このＭＲ信号を受信器１８２に伝達する。検出したこれらのＭＲ信号は次いで制御器１６８に伝達している。制御器１６８はプロセッサ（例えば、画像再構成プロセッサ）を含んでおり、これにより例えば、患者画像を表した信号を発生させるためのＭＲ信号に対する処理が制御される。
【００７４】
画像を表す処理済み信号はさらに、画像の視覚表示を提供するために表示デバイス１７６に送られる。具体的にはこのＭＲ信号は、観察可能な画像を得るようにフーリエ変換されたｋ空間を満たしまたは形成している。画像を表す処理済み信号は次いで表示デバイス１７６に送られる。
【００７５】
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本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）。
【００７６】
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。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。
【符号の説明】
【００７７】
３０ 方法
３２ マグネットシステムのランピング時に冷媒容器の圧力を低下させる
３４ マグネットが持続モードにあるか？
３６ 低下した圧力を維持する
３８ 冷媒容器を通常の圧力レベルに戻す
４０ ＭＲＩマグネットシステム
４２ ヘリウム容器
４４ 真空容器
４６ コールドヘッド
４８ コールドヘッドスリーブ
５０ モータ
５２ マグネットコイル
５４ ヘリウム再凝縮システム
５６ 通路
５８ 通路
６０ ポンプ
６１ 制御器
６２ 蓄積ユニット
７０ タイムライン
７２ 圧力（真空）及び冷媒温度を低下させるための冷媒に対してランピング前ポンプダウンをする
８０ マルチチェンバシステム
８２ チェンバ
８４ チェンバ
８６ コイル
８８ ヘリウム
９０ 領域
９２ ポンプ
１００ マルチチェンバシステム
１０２ チェンバ
１０４ チェンバ
１０６ ギャップ
１０８ コイル
１１０ ヘリウム
１１２ 領域
１１４ ポンプ
１１６ バルブ
１２０ マルチチェンバシステム
１２２ チェンバ
１２４ チェンバ
１２６ ギャップ
１２８ コイル
１３０ ヘリウム
１３２ 領域
１３４ 液体ヘリウムポンプ
１３６ バルブ
１３８ バルブ
１４０ グラフ
１４２ プロット
１４４ プロット
１４６ ライン
１４８ ライン
１４９ ライン
１５０ ＭＲＩシステム
１５２ 撮像部分
１５４ 処理部分
１５６ ガントリ
１５８ 超伝導マグネット
１６０ ヘリウム容器
１６２ 熱隔絶
１６４ 磁場傾斜コイル
１６６ ＲＦ送信コイル
１６８ 制御器
１７０ 主磁場制御
１７２ 傾斜磁場制御
１７４ メモリ
１７６ 表示デバイス
１７８ Ｔ−Ｒスイッチ
１８０ ＲＦ送信器
１８２ 受信器
１８４ ボア
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示している主題は、全般的には磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムに関し、またさらに詳細にはＭＲＩシステムのランピング（ｒａｍｐｉｎｇ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
超伝導マグネットを有する従来のＭＲＩシステムでは超伝導マグネットを形成する超伝導ワイヤの巻き線は、マグネットを臨界温度未満に維持するためにヘリウム容器を用いて極低温冷却されている。例えば超伝導マグネットの巻き線は、超伝導動作のための臨界温度未満の温度を維持するために液体ヘリウム浴または液体ヘリウム容器内に浸漬されている。
【０００３】
ＭＲＩシステムを付勢させたとき、また具体的には超伝導マグネットを付勢させたとき（一般にランピングと呼ぶ）、導体上のローレンツ力が上昇し、これにより局在性の摩擦加熱につながる可能性があるようなワイヤの僅かな移動が生じる。発生した熱がコイルの局在的部分に過熱を生じさせ、巻き線の導体（または、ワイヤ）が超伝導特性を失い通常の抵抗性状態に遷移するゾーンである常態ゾーン（ｎｏｒｍａｌ ｚｏｎｅ）が生成される可能性がある。この常態ゾーンはジュール熱や熱伝導のために巻き線全体に広がり、クエンチ事象を生じさせることになる。このクエンチには、マグネット巻き線をその中に浸漬させている冷媒浴から脱出したヘリウムの急速なボイルオフが伴う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第２００５／１１１１５９ Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
クエンチがあるごとに、これに続いてマグネットの再充填及び再ランピングを行うことは、費用が高くつくと共に時間の無駄である。超伝導マグネットの導体は、局在性加熱の点からの常態ゾーン伝播を回避するために十分な安定度マージンを提供するように指定される。ランピング中の巻き線に関する安定度マージンは、例えば巻き線を形成するワイヤの臨界電流の増加、高導電率安定器材料の追加、あるいはワイヤの冷却の改良によって上昇させることが可能である。しかしこれらの方法によると、ＭＲＩシステムに対するコスト及び複雑性が増加する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
様々な実施形態に従った磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）マグネットシステムを制御するための方法を提供する。本方法は、マグネットランピング時にＭＲＩシステムの冷媒容器内の圧力を低下させるステップと、マグネットランピングが終了した後に冷媒容器内の圧力を通常の動作圧レベルまで戻すステップと、を含む。
【０００７】
別の実施形態では、その内部に液体冷媒を有する容器と該容器内部にある超伝導マグネット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。この容器は、超伝導マグネットのランピング時に容器内部の圧力レベルを低下させかつ通常のマグネット動作中はその圧力レベルを通常の動作圧レベルまで戻すために容器から冷媒をポンピングするように構成された真空ポンプに対して着脱式に接続されるように構成されている。
【０００８】
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をランピングさせるためのキットを提供する。本キットは、ＭＲＩマグネットシステムの超伝導マグネットのランピング時に容器内部の圧力レベルを低下させかつその後に圧力レベルを通常のレベルまで戻すように容器から冷媒をポンピングするために、真空ポンプと該真空ポンプをＭＲＩマグネットシステムの容器に接続するように構成させたコネクタとを含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】様々な実施形態による磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）マグネットシステムをランピングさせるための方法の流れ図である。
【図２】様々な実施形態をこれと連携して実現し得るようなＭＲＩマグネットシステムを表した図である。
【図３】様々な実施形態によるマグネット付勢過程のタイムラインを表した図である。
【図４】様々な実施形態に従って形成した冷媒容器に関するマルチチェンバシステムの一実施形態を表した図である。
【図５】様々な実施形態に従って形成した冷媒容器に関するマルチチェンバシステムの一実施形態を表した図である。
【図６】様々な実施形態に従って形成した冷媒容器に関するマルチチェンバシステムの一実施形態を表した図である。
【図７】様々な実施形態に従って形成した冷媒容器に関するマルチチェンバシステムの別の実施形態を表した図である。
【図８】様々な実施形態に従って形成した冷媒容器に関するマルチチェンバシステムの別の実施形態を表した図である。
【図９】様々な実施形態に従って形成した冷媒容器に関するマルチチェンバシステムの別の実施形態を表した図である。
【図１０】様々な実施形態に従って形成した冷媒容器に関するマルチチェンバシステムの一実施形態を表した図である。
【図１１】様々な実施形態に従って形成した冷媒容器に関するマルチチェンバシステムの一実施形態を表した図である。
【図１２】様々な実施形態に従って形成した冷媒容器に関するマルチチェンバシステムの一実施形態を表した図である。
【図１３】超伝導マグネットシステムに関する温度マージン対動作温度を表したグラフである。
【図１４】様々な実施形態に従って形成したマルチチェンバシステムをその内部で実現させ得るＭＲＩシステムの外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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で実現させることも、複数のハードウェアの形で実現させることもあり得る。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。
【００１１】
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工程は、これに関する複数の要素や工程も排除していない（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、記載した特徴を同様に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、こうした構成要素で当該性状を有しない追加的な構成要素も含むことがある。
【００１２】
様々な実施形態は、例えばスタートアップ時にＭＲＩシステムの超伝導マグネットのコイルまたは巻き線を付勢させることによって、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムをランプアップするためのシステム及び方法を提供する。超伝導マグネットの巻き線をその内部に配置させる冷媒容器の圧力を低下させるために超伝導マグネットシステムは真空下でポンピングされる。少なくとも１つの実施形態を実施することによって、少なくとも幾つかの実施形態の技術的効果は容器内部にある冷媒（例えば、ヘリウム）の温度が低下することであり、これにより例えば摩擦性の外乱に耐えるようにまたクエンチングの可能性を低下させるようにランピング中の超伝導マグネットの安定度が高まる。さらに、少なくとも１つの実施形態を実施することによって、銅安定器の追加、臨界電流の上昇あるいは超伝導マグネットのコイルまたは巻き線の含浸などの導体に対する安定度の向上努力が不要となることがある。
【００１３】
図１には、ＭＲＩシステムまたより具体的にはＭＲＩマグネットシステムをランピングするための方法３０を表している。具体的には方法３０は、ＭＲＩシステムのマグネットシステムのランピング時に冷媒容器の圧力を低下させるステップ（３２）を含む。本明細書で使用する場合にランピング（ｒａｍｐｉｎｇ）とは一般に、超伝導マグネットのコイルまたは巻き線の付勢を含むＭＲＩシステムのスタートアップを意味している。冷媒容器内の圧力を低下させるような冷媒に対するランピング前ポンプダウンの実行（これについては以下でさらに詳細に説明する）などにより圧力の低下をランピングの前に開始させ、これにより温度の対応した低下を得ることもあることに留意すべきである。例えばその冷媒がヘリウムであるような一実施形態では、ランピング前及び／またはランピング中に冷媒容器の中からヘリウムガスがポンピングして出される。本明細書でより詳細に説明しているように、冷媒容器に関しては、（ｉ）熱的に接続されたポンプダウンチェンバ、（ｉｉ）液圧式接続の（ｈｙｄｒａｕｌｉｃａｌｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）変位チェンバ、（ｉｉｉ）冷媒ポンプを伴うチェンバなどの様々なポンピング構成及び機構を設けることがあり得る。これらの構成及び機構は単に例示であって、冷媒容器内の圧力の低下を可能にさせるような適当な任意の方法またはシステムを使用し得ることに留意すべきである。
【００１４】
幾つかの実施形態ではヘリウム容器内のヘリウムは、液体ヘリウムがヘリウムＩＩと呼ぶ状態にある液体ヘリウムのラムダ（λ）点未満にあるような超流体温度（例えば、約１．８ケルビン（Ｋ））までポンピングダウンされる。しかしヘリウム容器は、超流体温度と比べてより高いまたはより低い別の温度までポンピングダウンされることもある。ランピングの完了後まで（例えば、マグネットシステムが通常動作モードすなわち永続的動作モードに入る時点まで）容器はこのより低いポンピングダウンされた圧力レベルに維持される。
【００１５】
冷媒容器の圧力の低下は、ＭＲＩシステムの一部を図示している図２にその全体を示したＭＲＩマグネットシステム４０と連携して実施されることがある。ＭＲＩマグネットシステム４０は、液体ヘリウムなどの液体冷媒を保持している容器４２を含む。したがってこの実施形態による容器４２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４２は真空容器４４により囲繞されると共に、任意選択ではこの内部及び／またはこれらの間に熱シールド（図示せず）を含むことがあり、この熱シールドは例えば熱隔絶用の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４８（例えば、ハウジング）内部においてこの真空容器４４を通過するようにして、様々な実施形態においてクライオクーラとするコールドヘッド４６が延びている。したがってコールドヘッド４６の低温端部は、真空容器４４内部の真空に影響を及ぼすことなくコールドヘッドスリーブ４８内部に位置決めすることができる。コールドヘッド４６は、１つまたは複数のフランジ及びボルト、あるいは当技術分野で周知の別の手段など適当な任意の手段を用いてコールドヘッドスリーブ４８内部に挿入されかつ確保されている。さらに真空容器４４の外部に、コールドヘッド４６のモータ５０が設けられている。
【００１６】
ヘリウム容器４２の内部には様々な実施形態において超伝導コイルとしている１つまたは複数のマグネットコイル５２が設けられていると共に、これがＭＲＩ画像データを収集するために本明細書でより詳細に説明しているようにしてＭＲＩシステムの動作時に制御を受けている。さらにＭＲＩシステムの動作時に、ＭＲＩマグネットシステム４０のヘリウム容器４２内部にある液体ヘリウムによって、周知のようなコイルアセンブリとして構成し得るような超伝導マグネットコイル５２が冷却される。超伝導マグネットコイル５２は通常の動作中（または、永続的状態にあるとき）には超伝導温度（例えば、４．２Ｋ）まで、かつ本明細書でより詳細に説明しているようなマグネットシステム４０のランピング中ではこれより低い温度（例えば、超流体温度）まで冷却される。
【００１７】
システム動作中における冷却過程は、ボイルオフしたヘリウムガスをヘリウム再凝縮システム５４により液体に再凝縮させてヘリウム容器４２に戻すことを含むことがある。ボイルオフしたヘリウムは、ヘリウム容器４２を再凝縮システム５４に接続している気体通路５６を通過させることがあること、また再凝縮させたヘリウムは通路５８を通してヘリウム容器まで戻すことがあることに留意すべきである。
【００１８】
マグネットは通常の動作中は低い圧力レベルを要求することがないため、マグネットランピングが完了したか否か（すなわち、マグネットシステムがもはやランピング動作モードにないこと）に関して３４において判定が実施される。例えば、マグネットシステムが通常動作モードすなわち永続的動作モードにあるか否かに関して判定が実施されることがある。この判定は、超伝導マグネットに対して付勢電流が加えられているか否かに基づいて実施されることがある。
【００１９】
マグネットシステムが依然としてランピング動作モードにあると３４において判定された場合、３６においてその低い圧力レベルが維持される。例えば、そのヘリウムが超流体温度におけるヘリウムＩＩ状態となるように冷媒容器の圧力が維持される。マグネットシステムがもはやランピング動作モードにないと３４において判定された場合、冷媒容器を３８において通常の圧力に戻している。この圧力は、冷媒容器に対して液体冷媒を戻すまたは追加することによって上昇させることがある。幾つかの実施形態ではランピング動作モード後に、約４．５Ｋ（例えば、４．２Ｋ）の通常の動作温度を得るように冷媒容器内の圧力を周囲環境圧力まであるいは周囲環境圧力に近い圧力（例えば、周囲環境より４ｐｓｉ上）まで戻すことによってマグネットシステムを通常動作モードすなわち永続的動作モードにしている。
【００２０】
したがって様々な実施形態では、ランピング中にのみ冷媒容器圧力を低下させている。コールドヘッドにより通常の動作中にゼロボイルオフの再凝縮を提供しているが、コールドヘッドは低い温度（圧力）で実質的に低下するような限られた容量を有する。このコールドヘッドの容量は、冷媒レベルを一定とした低圧力体制を通常のＭＲＩスキャナ動作中に連続して維持するには不十分である。ランピングの開始時に例えば液体冷媒の超流体温度が提供されるように冷媒容器内の圧力を低下させるために、ランピングの前にも圧力低下を提供することがあることに留意すべきである。
【００２１】
マグネット通電過程の一実施形態を表している図３のタイムライン７０に示したように、７２において冷媒のランピング前ポンプダウンが実行されており、この実施形態ではこれがランピング動作モードに先立って実施されるように表している。真空過程を含み得る事前ポンピングによって圧力が低下し、このために冷媒の温度が低下する。この事前ポンピングは、システムランピング手順を開始させる前に冷媒を超流体温度まで低下させることがある。この事前ポンピングは３Ｋ、２．５Ｋ、その他などのより低い別の温度を提供するように冷媒圧力を低下させることがある。
【００２２】
その後、容器圧力はランピング動作モードの一部またはすべてにわたってこの低いレベルに維持され、これにより温度が低レベルに維持される。マグネットシステムが通常すなわち持続（永続的）動作モードに入った後などランピング動作モードの終了時点で、ランピング後ポンピング（あるいは、容器充填法などの別の方法）を実行し（本明細書でより詳細に説明しているように）冷媒の圧力またしたがって温度を通常の動作圧及び温度まで回復させる。冷媒容器圧力の通常の動作圧への復帰、及び／または冷媒容器圧力を通常の動作圧まで戻す処理の開始は、ランピングの終了前（例えば、ランピング終了のある所定時間前）に実施されること、ランピングの終了時点で実施されること、あるいはランピングの終了後（例えば、ランピング終了のある所定時間後）に実施されることがあり得ることに留意すべきである。
【００２３】
一実施形態では図２に示すように、ヘリウム容器４２にポンプ６０（例えば、真空ポンプ）を接続し、ヘリウムガスをヘリウム容器４２から出すように直接ポンピングすることが可能である。ポンプ６０は適当な任意のポンプとすることができると共に、ヘリウム容器４２への接続ための接続手段は一般にヘリウム（すなわち、冷媒）の転送を気体形態と液体形態のいずれにおいても可能とするような任意の通路としている。したがって、ヘリウムをヘリウム容器４２から出すようにポンピングすると、ヘリウム容器４２内のヘリウムの液位が低下し、これによりヘリウム容器内の圧力、したがってその温度が低下する。ヘリウム容器４２からポンピングされる液体の量は、例えば容器の大きさや所望のまたは要求される圧力低下に基づく、あるいはヘリウム容器４２内のヘリウムの温度検知デバイス（図示せず）による計測に従った目下の温度低下などの冷媒の目下の温度に基づくような所定の量とし得ることに留意すべきである。
【００２４】
ポンプ６０は、ヘリウム容器４２からポンピングした液体ヘリウムの蓄積が可能な任意のタイプのコンテナとし得る蓄積ユニット６２に接続されている。幾つかの実施形態では、ヘリウム容器４２からポンピングされた液体ヘリウムを一時的に蓄積ユニット６２内に蓄積し、次いでこれをランピング後にヘリウム容器４２を通常の動作圧（例えば、概ね周囲環境圧力）まで回復させるために再使用する（例えば、ヘリウム容器４２内に戻すように放出またはポンピングさせる）ことがある。ポンピング後のヘリウム容器４２内のヘリウムのレベル低下が所望のまたは要求されるレベルになければ、ヘリウム容器４２内の圧力を通常の動作圧まで回復させてサブ冷却の（ｓｕｂ−ｃｏｏｌｅｄ）ヘリウムは放置し、これにポンピング前に再度（約４．２Ｋにある）ヘリウムを追加することがあることに留意すべきである。この再ポンピング過程は反復して実行させることがある。
【００２５】
ポンピング動作を制御するために（例えば、本明細書でより詳細に説明しているようにランピング中にヘリウム容器４２内部の圧力レベルを制御するために）ポンプ６０に対して制御器６１を接続させている。例えば制御器６１は、ヘリウム容器４２内の温度と圧力のそれぞれを計測するような温度検知デバイス（図示せず）または圧力検知デバイス（図示せず）に接続させることがある。したがって制御器６１は、ランピング中にヘリウム容器内に圧力低下をもたらすようにポンプ６０を制御することがある。制御器６１は、本明細書に記載した方法３０などの過程や方法のうちの１つまたは幾つか実行するように構成されることがある。
【００２６】
制御器６１は、１つまたは複数のコンピュータまたはプロセッサの一部として実現させることができる。このコンピュータやプロセッサは、コンピュータ処理デバイス、入力デバイス、表示ユニット、及び例えばインターネットにアクセスするためのインタフェースを含むことがある。このコンピュータやプロセッサは、マイクロプロセッサを含むことがある。このマイクロプロセッサは、通信バスと接続させることがある。このコンピュータやプロセッサはさらにメモリを含むことがある。このメモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）や読出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含むことがある。このコンピュータやプロセッサはさらに、ハードディスクドライブ、あるいはフロッピー（商標）ディスクドライブ、光ディスクドライブその他などの着脱式の記憶ドライブとし得る記憶デバイスを含むことがある。この記憶デバイスはさらに、コンピュータプログラムその他の命令をコンピュータやプロセッサにロードするための別の同様の手段とすることがある。
【００２７】
本明細書で使用する場合、「コンピュータ」または「モジュール」という用語は、マイクロコントローラを用いたシステム、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理回路、及び本明細書に記載した機能を実行可能な別の任意の回路やプロセッサを含めプロセッサベースまたはマイクロプロセッサベースの任意のシステムを含むことができる。上述の例は単に例示であり、またしたがっていかなる意味においても「コンピュータ」という用語の定義及び／または意味を限定することを意図していない。
【００２８】
このコンピュータやプロセッサは、入力データを処理するために１つまたは複数の記憶素子内に格納された１組の命令を実行する。この記憶素子はさらに、所望によりまたは必要に応じて、データやその他の情報も記憶することがある。この記憶素子は情報ソースの形態とすることや、処理装置内部にある物理的な記憶素子とすることがある。
【００２９】
この命令の組は、様々な実施形態の方法や過程などの指定の動作を実行するように処理装置としてのコンピュータまたはプロセッサに指令するための様々なコマンドを含むことがある。この命令の組はソフトウェアプログラムの形態とすることがある。このソフトウェアは、システムソフトウェアやアプリケーションソフトウェアなど様々な形態とすることがある。さらにこのソフトウェアは、個別のプログラムまたはモジュール、より大きなプログラムの内部のプログラムモジュール、あるいはプログラムモジュールの一部分からなる集合体の形態とすることがある。このソフトウェアはさらに、オブジェクト指向プログラミングの形態をしたモジュール型プログラミングを含むことがある。処理装置による入力データの処理は、オペレータコマンドに応答すること、以前の処理結果に応答すること、あるいは別の処理装置が発した要求に応答することがある。
【００３０】
本明細書で使用する場合、「ソフトウェア」と「ファームウェア」という用語は置き換え可能であり、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ及び不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリを含めコンピュータによって実行するためにメモリ内に記憶された任意のコンピュータプログラムを含む。上述のメモリタイプは単に例示であり、またしたがってコンピュータプログラムの記憶に使用可能なメモリのタイプを限定するものではない。
【００３１】
再度図２を参照すると、ポンプ６０（及び本明細書に記載したポンプの別の実施形態）は可搬式真空ポンプなどの真空ポンプとし得ることに留意すべきである。この真空ポンプ及び圧力制御ユニットはマグネットのランピング時に現地で使用されることがあり、この際にこれらは例えば、ポンプ６０、容器４２、真空容器４４や、ポンプ６０、容器４２及び真空容器４４を任意に組み合わせたものの一部を形成するコネクタ６３（接続ラインを含むことがある補完的接続配列など）を含み得るＭＲＩマグネットシステム４０に接続するためのキットとして設けられることや、あるいは単独の構成要素として設けられることもある。
【００３２】
別の実施形態も企図される。例えば幾つかの実施形態では、マルチチェンバ（例えば、２チェンバ）システムが提供される。マルチチェンバシステムによれば液位低下を緩和することができる。以下で記載するがこれらのマルチチェンバシステムは、（ｉ）図４〜６に示すような熱的に接続されたポンプダウンチェンバ、（ｉｉ）図７〜９に示すような液圧接続式の変位チェンバ、あるいは（ｉｉｉ）図１０〜１２に示すような冷媒ポンプを有するチェンバなどの異なるポンピング構成及び配列を有することがある。図４〜１２はマルチチェンバシステムを表した簡略ブロック図であることに留意すべきである。
【００３３】
図４〜６は、ＭＲＩマグネットシステム向けの冷媒容器として使用し得るマルチチェンバシステム８０の軸方向断面図を表している。具体的にはマルチチェンバシステム８０は、その各々が１つの単独の容器または容器チェンバを画定している２つの単独のチェンバ（すなわち、第１のチェンバ８２と第２のチェンバ８４）を含む。第１のチェンバ８２は、１つまたは複数のコイル８６（第１のチェンバ８２内部の液体ヘリウム８８に浸漬させた超伝導コイル）を含む。コイル８６はＭＲ撮像を可能とさせるような適当な任意の方式で構成しかつ提供し得ることに留意すべきである。
【００３４】
図４に示すように第１のチェンバ８２は初めはヘリウム８８で完全には満たされていないことがあり、液体ヘリウム８８を包含しない領域９０（例えば、空隙）を含んでいる。第１のチェンバ８２内のヘリウム８８の量は様々とすることができ、また幾つかの実施形態では第１のチェンバ８２が完全に満たされることがある。
【００３５】
マルチチェンバシステム８０はさらに、第２のチェンバ８４に接続させたポンプ９２を含む。ポンプ９２は、第２のチェンバ８４内へ及び／または第２のチェンバ８４から冷媒をポンピングするように構成されている。
【００３６】
マルチチェンバシステム８０に関する図４〜６は、熱的に接続ポンプダウンチェンバを用いた様々な実施形態による冷媒容器内の圧力を低下させる過程を表している。この過程は以下のことを含むのが一般である。
【００３７】
１．ポンプ９２によるポンプダウンの前に、図４に示すようにチェンバ８２と８４の両方を温度（Ｔ）＝４．２Ｋで圧力（ｐ）が約１００キロパスカル（ｋＰａ）の液体冷媒（例えば、液体ヘリウム）で満たす。
【００３８】
２．図５に示すように第２のチェンバ８４に対してｐ2が約５ｋＰａでＴ2が約１．８Ｋになるまでポンプダウンを実行する（この際、第１と第２のチェンバ８２と８４の間のバリア（壁）が伝導性であるために第２のチェンバ８４の温度（Ｔ2）は第１のチェンバ８２の温度（Ｔ1）とほぼ同じになる）。ポンプダウンとこれに続く温度の低下によって液体ヘリウムの状態がＨｅ＿ＩからＨｅ＿ＩＩに変化する。マグネットは、１．８Ｋ（ｐ1が約１００ｋＰａにおいてはサブ冷却）にあるＨｅ＿ＩＩ状態のコイル８６でランピングを受ける。図５に示すように、第２のチェンバ８４内のヘリウム８８の体積は、ポンプ９２によってヘリウムをポンピングし出すことによって減少している。
【００３９】
３．マグネットが持続モードにある場合に図６に示すように、ヘリウム８８の温度はマルチチェンバシステム８０によって形成されるクライオスタット内への熱リークのために徐々に（ｐ２→約１３０ｋＰａとなりかつ２つのチェンバ８２及び８４の温度は概ね等しく（Ｔ1≒Ｔ2→４．５Ｋ）なるまで）上昇する。したがって、クライオクーラ動作（例えば、コールドヘッド４６（図２参照）動作）に伴って平衡状態が回復される。第２のチェンバ８４内の液体ヘリウム８８はより低い体積レベルに維持されることがあり、あるいは再充填されることがあることに留意すべきである。
【００４０】
したがって熱的に接続した２つのチェンバ８２及び８４は、小さい方のチェンバ（すなわち、第２のチェンバ８４）に対してポンプダウンが実行されるように設けられている。様々な実施形態では、第２のチェンバ８４内の圧力は第１のチェンバ８２よりかなり小さい（例えば、５ｋＰａ対１００ｋＰａという）圧力レベルまで低下する。第１のチェンバ８２内にあるマグネットのコイル８６は周囲温度に近いサブ冷却のＨｅ＿ＩＩ状態にある。ヘリウム８８のレベルまたは体積は回復されるが、ヘリウム蒸気の一部はポンプダウン中に失われることがあることに留意すべきである。
【００４１】
図７〜９は、ＭＲＩマグネットシステム向けの冷媒容器として使用し得るマルチチェンバシステム１００の軸方向断面図を表している。具体的にはマルチチェンバシステム１００は、その各々が１つの単独の容器または容器チェンバを画定している２つの単独のチェンバ（すなわち第１のチェンバ１０２と第２のチェンバ１０４）を含む。第１及び第２のチェンバ１０２及び１０４はギャップ１０６によって分離させることがある。第１のチェンバ１０２は、第１のチェンバ１０２内部の液体ヘリウム１１０内に浸漬させた超伝導コイルであるような１つまたは複数のコイル１０８を含む。コイル１０８はＭＲ撮像を可能にさせるような適当な任意の方式で構成されかつ提供されることに留意すべきである。
【００４２】
図７に示すように、第１のチェンバ１０２は最初にヘリウム１１０で完全に満たされていないことがあり、また液体ヘリウムを包含しない領域１１２（例えば、空隙）を含んでいる。第１のチェンバ１０２のヘリウムの量は様々とすることができ、また幾つかの実施形態では第１のチェンバ１０２が完全に満たされることがある。
【００４３】
マルチチェンバシステム１００はさらに、第２のチェンバ１０４に接続させたポンプ１１４を含む。ポンプ１１４は第２のチェンバ１０４内へ及び／または第２のチェンバ１０４から冷媒をポンピングするように構成されている。さらに第１と第２のチェンバ１０２と１０４の間にバルブ１１６が設けられており、これによって第１と第２のチェンバ１０２と１０４を連絡するように結合させ、これによりこれらの間の流れを許容したり防止したりすることができる。
【００４４】
マルチチェンバシステム１００に関する図７〜９は、液圧接続の変位チェンバを用いた様々な実施形態による冷媒容器内の圧力を低下させるための過程を表している。この過程は以下のことを含むのが一般である。
【００４５】
１．ポンプ１１４によるポンプダウンの前に、図７に示すようにチェンバ１０２と１０４の両方を温度Ｔ＝４．２Ｋでｐが約１００ｋＰａの液体冷媒（例えば、液体ヘリウム）で満たす。バルブ１１６は開放状態であることに留意すべきである。
【００４６】
２．図８に示すようにチェンバ１０２及び１０４の両方に対してｐ1＝ｐ2が約５ｋＰａでありかつＴ1＝Ｔ2が約１．８Ｋになるまでポンプダウンを実行する。マグネットは、Ｔが１．８Ｋでｐが約５ｋＰａにあるＨｅ＿ＩＩ状態のコイル１０８でランピングを受ける。
【００４７】
３．次いで第２のチェンバ１０４に対して、例えばバルブ１１６を開くことによってヘリウム１１０を押し出し第１のチェンバ１０２内のヘリウム１１０のレベルを回復するように圧力が加えられる（例えば、液圧式に加えられる）。この圧力を図９の矢印で表している。その後にマグネットは、Ｔが１．８Ｋでｐが約５ｋＰａにあるＨｅ＿ＩＩ状態のコイル１０８でランピングを受ける。
【００４８】
マグネットが持続モード（図示せず）にあるとき、ヘリウム１１０の温度及び圧力はマルチチェンバシステム１００により形成されたクライオスタットへの熱リークのために徐々に（ｐ→約１３０ｋＰａにかつＴ→４．５Ｋになるまで）上昇する。したがって、クライオクーラ動作（例えば、コールドヘッド４６（図２参照）動作）に伴って平衡状態が回復される。
【００４９】
したがって、その各々の中の冷媒レベルが同時に低下するような液圧式チェンバ配列が提供される。ポンプダウンを実行した後、第２のチェンバ１０４内の圧力は上昇し、これにより残りのヘリウム１１０が押し出されるため第１のチェンバ１０２内のヘリウム１１０のレベルすなわち体積が回復される。ヘリウム１１０のレベルすなわち体積は回復するが、ヘリウム蒸気の一部はポンプダウン中に失われることがあることに留意すべきである。したがって、一方のチェンバからのポンピングをヘリウム１１０のレベル低下を伴わずにもう一方のチェンバがサブ冷却となるようにすることによって圧力を低下させている。
【００５０】
図１０〜１２は、ＭＲＩマグネットシステム向けの冷媒容器として使用し得るマルチチェンバシステム１２０の軸方向断面図を表している。具体的にはマルチチェンバシステム１２０は、その各々が１つの単独容器または容器チェンバを画定している２つの単独のチェンバ（すなわち、第１のチェンバ１２２と第２のチェンバ１２４）を含む。第１及び第２のチェンバ１２２及び１２４はギャップ１２６によって分離させることがある。第１のチェンバ１２２は、この内部にある液体ヘリウム１３０内に浸漬させた超伝導コイルであるような１つまたは複数のコイル１２８を含む。コイル１２８はＭＲ撮像を可能にさせるような適当な任意の方式で構成されかつ提供されることに留意すべきである。
【００５１】
図１０に示すように、第１のチェンバ１２２は最初にヘリウム１３０で完全に満たされていないことがあり、また液体ヘリウムを包含しない領域１３２（例えば、空隙）を含んでいる。第１のチェンバ１２２内のヘリウム量は様々とすることができ、また幾つかの実施形態では第１のチェンバ１２２が完全に満たされることがある。
【００５２】
マルチチェンバシステム１２０はさらに、第１と第２のチェンバ１２２と１２４の間にバルブ１３６を接続させて有するポンプ１３４を含む。ポンプ１３４は、第１のチェンバ１２２から第２のチェンバ１２４まで冷媒をポンピングするように構成されている。さらに第１と第２のチェンバ１２２と１２４の間にバルブ１３８が設けられており、これによって第１と第２のチェンバ１２２と１２４を連絡するように結合させ、これによりこれらの間の流れを許容したり防止したりすることができる。
【００５３】
マルチチェンバシステム１２０に関する図１０〜１２は、冷媒ポンプを備えたチェンバを用いた様々な実施形態による冷媒容器内の圧力を低下させるための過程を表している。この過程は以下のことを含むのが一般である。
【００５４】
１．ポンプ１３４によるポンプダウンの前に、図１０に示すように第２のチェンバ１２４を空にすると共に、第１のチェンバ１２２はＴ＝４．２Ｋでｐが約１００ｋＰａの液体冷媒（例えば、液体ヘリウム）で満たす。バルブ１３６及び１３８は閉鎖状態であることに留意すべきである。
【００５５】
２．図１１に示すように、ポンプ１３４は（バルブ１３６が開放状態のときに）第１のチェンバ１２２から第２のチェンバ１２４まで液体ヘリウム１３０をポンピングする。第１のチェンバ１２２はｐ1が約５ｋＰａでありかつＴ1が約１．８Ｋであり、一方第２のチェンバ１２４はｐ2が約１００ｋＰａでありかつＴ2が約４．２Ｋである。第１のチェンバ１２２に対して追加のポンピングを実行することもあることに留意すべきである。マグネットは、１．８ＫでＨｅ＿ＩＩ状態のコイル１２８でランピングを受ける。
【００５６】
３．図１２に示すようにマグネットが持続モードにあるとき、マルチチェンバシステム１００により形成されたクライオスタットへの熱リークのために温度が徐々に（ｐ２→約１３０ｋＰａにかつＴ1≒Ｔ2→４．５Ｋになるまで）上昇する。したがって、クライオクーラ動作（例えば、コールドヘッド４６（図２参照）動作）に伴って平衡状態が回復される。バルブ１３８を開けることによってヘリウム１１０が第２のチェンバ１２４から第１のチェンバ１２４に変位し、第１のチェンバ１２２内のヘリウム１３０の体積すなわちレベルを上昇させることがある。
したがって、閉鎖型ヘリウム配列が提供される。マルチチェンバシステム１２０はＢａｒｂｅｒ−Ｎｉｃｈｏｌｓポンプとし得るような液体ヘリウムポンプ１３４により示した内部冷凍を使用することがあり、またバルブ１３８に示したようなＪｏｕｌｅ−Ｔｈｏｍｓｏｎ（ＪＴ）バルブを含むことがある。一実施形態では、第１のチェンバ１２２から第２のチェンバ１２４内へ液体ヘリウム１３０を連続してポンピングしている。ヘリウム１３０のうちの一部は、再度冷凍させるように第１のチェンバ１２２まで転送して戻されることがある。
【００５７】
冷媒容器の体積を低減してランピング前のより高速なポンプダウンを可能にするために空間充填物（図示せず）を使用することもあることに留意すべきである。
【００５８】
したがって様々な実施形態では、マグネットシステムランピング中にＭＲＩシステムの冷媒容器内の圧力が低下し、これにより温度が低下する。ランピングの後にマグネットシステムが通常動作モードすなわち永続的モードで動作すると、冷媒容器は周囲環境また概ね周囲環境圧力に復帰する。したがって様々な実施形態で、例えばヘリウムＩ／ヘリウムＩＩ（Ｈｅ＿Ｉ／Ｈｅ＿ＩＩ）マグネットシステムを提供することができる。
【００５９】
図１３には、超伝導マグネットシステムに関する温度マージン（垂直軸で示す）と動作温度（水平軸で示す）のグラフ１４０を示している。グラフ１４０において、プロット１４２は温度マージンを意味しまたプロット１４４は動作温度を意味しており、ここでライン１４６はラムダ点に対応し、ライン１４８はランピング状態に対応し、またライン１４９は通常の動作状態に対応している。グラフ１４０により以下のことが例証される。
【００６０】
１．導体は、ドリフト駆動の限界である４．４９Ｋ（ｐ＝４ｐｓｉ）において（ｎ＝４５と仮定）動作電流／臨界電流（Ｉop／Ｉc）＝８０％を有する。
【００６１】
２．動作温度（Ｔop）が低下すると、この導体に関するＩｃ及びΔＴmargが上昇する。
【００６２】
３．ΔＴmargは０．７Ｋから３．２Ｋに変化し、一方Ｉop／Ｉcは７５％から４２％に変化する。
【００６３】
４．Ｔop＝４．２Ｋでは、３．２Ｋのマージンを達成することは（ゼロ電流であっても）不可能である。
【００６４】
幾つかの実施形態についてＭＲＩシステムの超伝導マグネットと連携させて説明しているが、様々な実施形態を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並びに医用以外の撮像デバイスにおいても実現することができる。
【００６５】
したがってこれらの様々な実施形態は、ＭＲＩシステムの超伝導マグネットなどの異なるタイプの超伝導マグネット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１３に示したＭＲＩシステム１５０と一緒に使用するための超伝導マグネットにおいて実現することができる。システム１５０を単一モダリティの撮像システムとして例証しているが、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うしたシステムと一緒に実現し得ることを理解されたい。システム１５０はＭＲＩ撮像システムとして例証していると共に、システム１５０はコンピュータ断層（ＣＴ）、陽電子放出断層（ＰＥＴ）、単一光子放出コンピュータ断層（ＳＰＥＣＴ）及び超音波システムなどの異なるタイプの医用撮像システム、あるいは画像（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を対象とした撮像のための医用撮像システムに限定されるものではなく、人以外の物体、手荷物、その他を撮像するための獣医学や非医用システムも含むことができる。
【００６６】
図１４を参照するとＭＲＩシステム１５０は、撮像部分１５２と、プロセッサその他のコンピュータデバイスや制御器デバイスを含み得る処理部分１５４と、を含むのが一般的である。ＭＲＩシステム１５０は、マグネットコイル支持構造上に支持し得るコイルまたは巻き線から形成した超伝導マグネット１５８をガントリ１５６の内部に含んでいる。ヘリウム容器４２（図２参照）と同様に構成し得るようなヘリウム容器１６０（クライオスタットとも呼ぶ）は、（超伝導コイル５２（図２参照）と同様の）超伝導マグネット１５８を囲繞すると共に、液体ヘリウムで満たされている。本明細書でより詳細に説明しているようにランピング時おいて液体ヘリウムを使用して超伝導マグネット１５８を冷却すると共に、その温度を低下させることがある。
【００６７】
ヘリウム容器１６０の外側表面と超伝導マグネット１５８の内側表面を囲繞して熱隔絶体１６２が設けられている。超伝導マグネット１５８の内部には複数の磁場傾斜コイル１６４が設けられており、またこの複数の磁場傾斜コイル１６４の内部にはＲＦ送信コイル１６６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１６６を送信／受信コイルに置き換えることがある。ガントリ１５６内部の構成要素によって撮像部分１５２の全体が形成される。超伝導マグネット１５８を円筒形状としているが、別の形状としたマグネットも使用可能であることに留意すべきである。
【００６８】
処理部分１５４は、制御器１６８、主磁場制御１７０、傾斜磁場制御１７２、メモリ１７４、表示デバイス１７６、送信−受信（Ｔ−Ｒ）スイッチ１７８、ＲＦ送信器１８０及び受信器１８２を含むのが一般的である。
【００６９】
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物体は、適当な支持体（例えば、患者テーブル）上においてボア１８４内に配置させる。超伝導マグネット１５８は、ボア１８４を横断して均一な静主磁場Ｂ0を発生させる。ボア１８４内及び対応する患者内における電磁場の強度は、主磁場制御１７０を介して制御器１６８により制御されており、この制御器１６８はさらに超伝導マグネット１５８に対する付勢電流の供給も制御している。
【００７０】
超伝導マグネット１５８内部のボア１８４内で磁場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の印加を可能とさせるように、１つまたは複数の傾斜コイル素子を含む磁場傾斜コイル１６４が設けられている。磁場傾斜コイル１６４は傾斜磁場制御１７２により付勢されると共に、さらに制御器１６８によって制御されている。
【００７１】
複数のコイルを含み得るＲＦ送信コイル１６６は、磁気パルスの送信、及び／または任意選択でＲＦ受信コイルとして構成し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、患者からのＭＲ信号の同時検出を行うように配列させている。ＲＦ受信コイルは任意のタイプまたは構成とすること（例えば、単独の受信表面コイルとすること）ができる。この受信表面コイルはＲＦ送信コイル１６６内部に設けたＲＦコイルからなるアレイとすることができる。
【００７２】
ＲＦ送信コイル１６６及び受信表面コイルは、ＲＦ送信器１８０または受信器１８２のうちの一方に対してそれぞれＴ−Ｒスイッチ１７８によって選択的に相互接続させている。ＲＦ送信器１８０及びＴ−Ｒスイッチ１７８は、ＲＦ送信器１８０によってＲＦ磁場パルスまたは信号を発生させ、患者内に磁気共鳴を励起するためにこれが患者に選択に印加されるように制御器１６８によって制御を受ける。ＲＦ励起パルスを患者に印加している間に、受信表面コイルを受信器１８２から切断するようにさらにＴ−Ｒスイッチ１７８を起動させている。
【００７３】
ＲＦパルスの印加に続いてＴ−Ｒスイッチ１７８を再度起動させ、ＲＦ送信コイル１６６をＲＦ送信器１８０から切断すると共に、受信表面コイルを受信器１８２に接続させている。受信表面コイルは、患者内の励起原子核から生じたＭＲ信号を検出すなわち検知するように動作すると共に、このＭＲ信号を受信器１８２に伝達する。検出したこれらのＭＲ信号は次いで制御器１６８に伝達している。制御器１６８はプロセッサ（例えば、画像再構成プロセッサ）を含んでおり、これにより例えば、患者画像を表した信号を発生させるためのＭＲ信号に対する処理が制御される。
【００７４】
画像を表す処理済み信号はさらに、画像の視覚表示を提供するために表示デバイス１７６に送られる。具体的にはこのＭＲ信号は、観察可能な画像を得るようにフーリエ変換されたｋ空間を満たしまたは形成している。画像を表す処理済み信号は次いで表示デバイス１７６に送られる。
【００７５】
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本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）。
【００７６】
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。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。
【符号の説明】
【００７７】
３０ 方法
３２ マグネットシステムのランピング時に冷媒容器の圧力を低下させる
３４ マグネットが持続モードにあるか？
３６ 低下した圧力を維持する
３８ 冷媒容器を通常の圧力レベルに戻す
４０ ＭＲＩマグネットシステム
４２ ヘリウム容器
４４ 真空容器
４６ コールドヘッド
４８ コールドヘッドスリーブ
５０ モータ
５２ マグネットコイル
５４ ヘリウム再凝縮システム
５６ 通路
５８ 通路
６０ ポンプ
６１ 制御器
６２ 蓄積ユニット
７０ タイムライン
７２ 圧力（真空）及び冷媒温度を低下させるための冷媒に対してランピング前ポンプダウンをする
８０ マルチチェンバシステム
８２ チェンバ
８４ チェンバ
８６ コイル
８８ ヘリウム
９０ 領域
９２ ポンプ
１００ マルチチェンバシステム
１０２ チェンバ
１０４ チェンバ
１０６ ギャップ
１０８ コイル
１１０ ヘリウム
１１２ 領域
１１４ ポンプ
１１６ バルブ
１２０ マルチチェンバシステム
１２２ チェンバ
１２４ チェンバ
１２６ ギャップ
１２８ コイル
１３０ ヘリウム
１３２ 領域
１３４ 液体ヘリウムポンプ
１３６ バルブ
１３８ バルブ
１４０ グラフ
１４２ プロット
１４４ プロット
１４６ ライン
１４８ ライン
１４９ ライン
１５０ ＭＲＩシステム
１５２ 撮像部分
１５４ 処理部分
１５６ ガントリ
１５８ 超伝導マグネット
１６０ ヘリウム容器
１６２ 熱隔絶
１６４ 磁場傾斜コイル
１６６ ＲＦ送信コイル
１６８ 制御器
１７０ 主磁場制御
１７２ 傾斜磁場制御
１７４ メモリ
１７６ 表示デバイス
１７８ Ｔ−Ｒスイッチ
１８０ ＲＦ送信器
１８２ 受信器
１８４ ボア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）マグネットシステムを制御するための方法（３０）であって、
マグネットランピング時にＭＲＩシステムの冷媒容器内の圧力を低下させるステップ（３２）と、
マグネットランピングが終了した後に冷媒容器内の圧力を通常の動作圧レベルまで戻すステップ（３８）と、
を含む方法（３０）。
【請求項２】
圧力を低下させる前記ステップ（３２）は真空ポンプを用いて気体を冷媒容器から出すようにポンピングするステップを含む、請求項１に記載の方法（３０）。
【請求項３】
圧力を戻す前記ステップ（３８）は冷媒容器に気体を追加するステップを含む、請求項１に記載の方法（３０）。
【請求項４】
圧力を低下させる前記ステップ（３２）はマグネットランピング前に気体を冷媒容器から出すようにポンピングするステップを含む、請求項１に記載の方法（３０）。
【請求項５】
前記冷媒容器は２つのチェンバを備えると共に、圧力を低下させる前記ステップ（３２）は、チェンバのうちの一方内の圧力をもう一方のチェンバと比べて大幅に低い圧力レベルまで低下させるステップ、チェンバのうちの一方からの冷媒液体をもう一方のチェンバが冷媒液位を低下させることなくサブ冷却となるようにポンピングするステップ、及び一方のチェンバから液体冷媒をポンピングして出した後にもう一方のチェンバに対して圧力を加え冷媒液体を排出させて該一方のチェンバ内の冷媒液位を回復するステップのうちの１つを含む、請求項１に記載の方法（３０）。
【請求項６】
前記冷媒容器は２つのチェンバを備えると共に、圧力を低下させる前記ステップ（３２）は、熱接続されたポンプダウンチェンバ、液圧式接続の変位チェンバ、及び冷媒ポンプを有するチェンバのうちの１つから液体冷媒をポンピングして出すステップを含む、請求項１に記載の方法（３０）。
【請求項７】
液体冷媒をその内部に有する容器（４２）と、
前記容器内部にある超伝導マグネット（５２）と、を備える磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）マグネットシステム（４０）であって、前記容器は、超伝導マグネットのランピング時に該容器内部の圧力レベルを低下させかつ通常のマグネット動作中はその圧力レベルを通常の動作圧レベルまで戻すために該容器から冷媒をポンピングするように構成された真空ポンプ（６０）に対して着脱式に接続されるように構成されている、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）マグネットシステム（４０）。
【請求項８】
前記容器（４２）は、複数のチェンバ（８２／８４、１０２／１０４、１２２／１２４）を備えると共に、さらに該チェンバのうちの一方からの冷媒液体をもう一方のチェンバが冷媒液位を低下させることなくサブ冷却となるようにポンピングすること、一方のチェンバから液体冷媒をポンピングして出すこと、及びその後もう一方のチェンバに対して圧力を加え冷媒液体を排出させて該一方のチェンバ内の冷媒液位を回復させることのうちの１つによって圧力レベルを低下させるように構成された制御器（６１）を備える、請求項７に記載のＭＲＩマグネットシステム（４０）。
【請求項９】
前記容器（４２）はバルブ（１１６）により相互接続させた２つのチェンバ（１０２、１０４）を備えており、かつ該２つのチェンバのうちの小さい方のチェンバ（１０４）内の圧力レベルは該２つのチェンバのうちの大きい方のチェンバ（１０２）と比べて大幅に大きく低下される、請求項７に記載のＭＲＩマグネットシステム（４０）。
【請求項１０】
前記容器（４２）は、真空ポンプにより相互接続させた２つのチェンバを備える、請求項７に記載のＭＲＩマグネットシステム（４０）。
【請求項１】
磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）マグネットシステムを制御するための方法（３０）であって、
マグネットランピング時にＭＲＩシステムの冷媒容器内の圧力を低下させるステップ（３２）と、
マグネットランピングが終了した後に冷媒容器内の圧力を通常の動作圧レベルまで戻すステップ（３８）と、
を含む方法（３０）。
【請求項２】
圧力を低下させる前記ステップ（３２）は真空ポンプを用いて気体を冷媒容器から出すようにポンピングするステップを含む、請求項１に記載の方法（３０）。
【請求項３】
圧力を戻す前記ステップ（３８）は冷媒容器に気体を追加するステップを含む、請求項１に記載の方法（３０）。
【請求項４】
圧力を低下させる前記ステップ（３２）はマグネットランピング前に気体を冷媒容器から出すようにポンピングするステップを含む、請求項１に記載の方法（３０）。
【請求項５】
前記冷媒容器は２つのチェンバを備えると共に、圧力を低下させる前記ステップ（３２）は、チェンバのうちの一方内の圧力をもう一方のチェンバと比べて大幅に低い圧力レベルまで低下させるステップ、チェンバのうちの一方からの冷媒液体をもう一方のチェンバが冷媒液位を低下させることなくサブ冷却となるようにポンピングするステップ、及び一方のチェンバから液体冷媒をポンピングして出した後にもう一方のチェンバに対して圧力を加え冷媒液体を排出させて該一方のチェンバ内の冷媒液位を回復するステップのうちの１つを含む、請求項１に記載の方法（３０）。
【請求項６】
前記冷媒容器は２つのチェンバを備えると共に、圧力を低下させる前記ステップ（３２）は、熱接続されたポンプダウンチェンバ、液圧式接続の変位チェンバ、及び冷媒ポンプを有するチェンバのうちの１つから液体冷媒をポンピングして出すステップを含む、請求項１に記載の方法（３０）。
【請求項７】
液体冷媒をその内部に有する容器（４２）と、
前記容器内部にある超伝導マグネット（５２）と、を備える磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）マグネットシステム（４０）であって、前記容器は、超伝導マグネットのランピング時に該容器内部の圧力レベルを低下させかつ通常のマグネット動作中はその圧力レベルを通常の動作圧レベルまで戻すために該容器から冷媒をポンピングするように構成された真空ポンプ（６０）に対して着脱式に接続されるように構成されている、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）マグネットシステム（４０）。
【請求項８】
前記容器（４２）は、複数のチェンバ（８２／８４、１０２／１０４、１２２／１２４）を備えると共に、さらに該チェンバのうちの一方からの冷媒液体をもう一方のチェンバが冷媒液位を低下させることなくサブ冷却となるようにポンピングすること、一方のチェンバから液体冷媒をポンピングして出すこと、及びその後もう一方のチェンバに対して圧力を加え冷媒液体を排出させて該一方のチェンバ内の冷媒液位を回復させることのうちの１つによって圧力レベルを低下させるように構成された制御器（６１）を備える、請求項７に記載のＭＲＩマグネットシステム（４０）。
【請求項９】
前記容器（４２）はバルブ（１１６）により相互接続させた２つのチェンバ（１０２、１０４）を備えており、かつ該２つのチェンバのうちの小さい方のチェンバ（１０４）内の圧力レベルは該２つのチェンバのうちの大きい方のチェンバ（１０２）と比べて大幅に大きく低下される、請求項７に記載のＭＲＩマグネットシステム（４０）。
【請求項１０】
前記容器（４２）は、真空ポンプにより相互接続させた２つのチェンバを備える、請求項７に記載のＭＲＩマグネットシステム（４０）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−３００７１（Ｐ２０１２−３００７１Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６３７７３（Ｐ２０１１−１６３７７３）
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
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