低温保持器、超导磁体结构及磁共振系统的制作方法

本发明涉及磁共振设备，特别是涉及一种低温保持器、超导磁体结构及磁共振系统。

背景技术：

1、磁共振系统用超导磁体通常是在低温保持器的罐体内充注液氦浸没超导线圈，使得超导线圈保持低温超导状态，线圈励磁后即产生稳定的强磁场。典型的超导磁体结构中矩形截面螺线管线圈组是目前最常见的线圈结构，它由多个内线圈和外磁体线圈组成，所有线圈绕制在金属材料的绕线架的线槽内，最后封装在中空圆筒形低温保持器中。

2、低温保持器一般由三层同心圆筒腔体组装而成，包括最内层的液氦容器、中间屏蔽筒和外真空容器。为了保持相对位置并固定，内容器、屏蔽筒和外容器还分别设置有若干悬挂固定件，可将内容器和屏蔽筒牢固地悬挂并固定至外容器上。

3、由于超导磁体的线圈重量较重，普通1.5t超导磁体线圈重达2吨，而高场超导磁体线圈的重量则超过十吨甚至达数十吨，该重力以及运输等工况产生的冲击力，将在支撑件及其固定块上产生较大的反作用力。因此，悬挂固定块需要具有一定的形状和尺寸，特别是其厚度，通常达到30mm以上，这也就要求屏蔽筒与内容器的层间间隙更大，才能容纳此对称分布的悬挂固定块，通常该间隙达到40～80mm。

4、通常，对于某一特定的超导磁体，其线圈设计由磁体参数(如中心磁场均匀区大小和均匀度等)决定，当磁体参数确定后，上述内外线圈的尺寸即确定，如用于全身成像的1.5t和3.0t超导磁体线圈，其线圈外径通常为1.6～2m左右，此外磁体线圈的直径显著大于内线圈，且主要分布在内容器的两端部，并靠近其外筒。此外磁体线圈在电磁设计中的作用主要是为了减小磁体逸散场(通常指强度为高斯的磁场)的范围，以降低超导磁体对安装场地的尺寸限制，通常 1.5t全身成像磁共振设备以高斯逸散场为基准要求的安装场地尺寸达2.5x4m (以磁体为中心，x-y平面，单轴)，对于5t全身成像磁共振设备，其安装场地尺寸达5x6m。对于超导磁体特别是高场超导磁体的线圈设计，外磁体线圈沿容器中心轴线方向的宽度尽量宽，可一定程度上利于逸散场的缩小。

5、另一方面，对于确定尺寸的线圈，与之配合的内容器的尺寸也基本确定；由于悬挂固定块占据了屏蔽筒与内容器的层间间隙，则屏蔽筒以及真空外容器需要相应的扩大，即容器外径和长度等尺寸也应相应增大。但是，伴随着这些尺寸的增大，超导磁体整体外形变大，使用的材料更多，成本增加，而且还会增加安装难度如地面沉台或设置垫高平台等，不便于安装使用。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对内容器与外容器之间通过悬挂支撑件连接后使得超导磁体的整体外形尺寸增加的问题，提供一种能够降低整机尺寸的低温保持器、超导磁体结构及磁共振系统。

2、一种低温保持器，包括：

3、外容器，所述外容器具有中空的磁体孔；

4、内容器，设置于所述外容器中，并与所述外容器围设成安装空间；以及

5、热屏蔽层，设置于所述安装空间中；

6、所述内容器的表面具有向所述内容器内侧凹陷的第一凹陷部，和/或，所述热屏蔽层的表面具有第二凹陷部，所述第二凹陷部朝向所述内容器的方向凹陷，且所述第一凹陷部与所述第二凹陷部对应设置。

7、在其中一个实施例中，所述第一凹陷部包括第一凹陷区和/或第三凹陷区，所述第一凹陷区设置于所述内容器的中部区域，所述第三凹陷区设置于所述内容器的边缘；

8、所述第二凹陷部包括第二凹陷区和/或第四凹陷区，所述第二凹陷区对应所述第一凹陷区设置，所述第四凹陷区对应所述第二凹陷区设置。

9、在其中一个实施例中，所述第一凹陷区包括第一过渡段与第一凹陷段，所述第一凹陷段凹陷于所述内容器的表面设置，所述第一过渡段过渡连接所述第一凹陷段的两侧与所述内容器的表面。

10、在其中一个实施例中，所述第二凹陷区包括第二过渡段与第二凹陷段，所述第二凹陷段凹陷于所述内容器的表面设置，所述第二过渡段过渡连接所述第一凹陷段的两侧与所述热屏蔽层的表面。

11、在其中一个实施例中，所述低温保持器还包括：

12、支撑结构，包括第一支撑件与第二支撑件，所述第一支撑件的一端设置于所述第一凹陷部，另一端连接所述外容器，所述第二支撑件的一端设置于所述第二凹陷部，另一端连接所述外容器。

13、在其中一个实施例中，所述支撑结构还包括第一固定块，所述第一固定块设置于第一凹陷区，所述第一支撑件的一端连接所述第一固定块；

14、所述支撑结构还包括第二固定块，所述第二固定块设置于所述第二过渡段，所述第二支撑件的一端连接所述第二凹陷区。

15、在其中一个实施例中，所述第一凹陷区设置于所述内容器的边缘，所述第二凹陷区设置于所述热屏蔽层的边缘，所述第一支撑件的一端连接所述外容器的周侧或端部，所述第二支撑件的一端连接所述外容器的周侧或端部。

16、一种超导磁体结构，包括低温保持器以及磁体组件，所述磁体组件设置于所述低温保持器中，所述低温保持器包括：

17、外容器，所述外容器具有中空的磁体孔；

18、内容器，设置于所述外容器中，并与所述外容器围设成安装空间；

19、热屏蔽层，设置于所述安装空间中；所述内容器的表面具有向所述内容器内侧凹陷的第一凹陷部所述热屏蔽层的表面具有第二凹陷部，和/或，所述第二凹陷部朝向所述内容器的方向凹陷，且所述第一凹陷部与所述第二凹陷部对应设置。

20、在其中一个实施例中，所述磁体组件包括第一磁体线圈与第二磁体线圈，所述第一磁体线圈的外径大于所述第二磁体线圈的外径，所述第一磁体线圈设置于所述内容器中，所述第二磁体线圈对应所述第一凹陷部设置。

21、一种磁共振系统，包括超导磁体结构以及制冷机，所述制冷机设置于所述超导磁体结构，用于冷却所述超导磁体结构的励磁线圈；所述超导磁体结构包括低温保持器以及磁体组件，所述磁体组件设置于所述低温保持器中，所述低温保持器包括：

22、外容器，所述外容器具有中空的磁体孔；

23、内容器，设置于所述外容器中，并与所述外容器围设成安装空间；

24、热屏蔽层，设置于所述安装空间中；所述内容器的表面具有向所述内容器内侧凹陷的第一凹陷部，所述热屏蔽层的表面具有第二凹陷部，和/或，所述第二凹陷部朝向所述内容器的方向凹陷，且所述第一凹陷部与所述第二凹陷部对应设置；以及

25、支撑结构，包括第一支撑件与第二支撑件，所述第一支撑件的一端设置于所述第一凹陷部，另一端连接所述外容器，所述第二支撑件的一端设置于所述第二凹陷部，另一端连接所述外容器。

26、采用上述技术方案后，本发明至少具有如下技术效果：

27、本发明的低温保持器、超导磁体结构及磁共振系统，内容器的表面具有凹陷的第一凹陷部，热屏蔽层的表面具有第二凹陷部，第一凹陷部与第二凹陷部的位置相对应，支撑结构的第一支撑件在第一凹陷部连接内容器与外容器，第二支撑件在第二凹陷部连接热屏蔽层与外容器。第一凹陷部能够容纳部分第一支撑件，第二凹陷部能够容纳部分第二支撑件，这样能够在保证第一支撑件与第二支撑件可靠支撑的同时，减小内容器与外容器之间的间距，进而减小低温保持器的整体尺寸，减少使用的材料，降低成本，降低安装难度。