非导电长波热辐射防护屏 【技术领域】
本发明一般涉及特别适用于磁共振成像(MRI)系统的热辐射防护屏，更具体地说，涉及在射频(RF)防护屏和病人孔道框架之间屏蔽辐射热转移的方法和装置。背景技术
目前，磁共振成像(MRI)系统已包括产生时间恒定主磁场的超导磁体。该超导磁体与被顺序地加以脉冲的磁梯度线圈组件一起使用，在MRI的数据采集程序中在静态磁场中形成一系列受控梯度。受控梯度在整个患者的成像容积(病人孔道)中实现，成像容积连接到至少一个MRI(RF)线圈或天线。RF线圈位于磁梯度线圈组件和病人孔道之间。
作为典型MRI的一部分，适当频率的RF信号发送到病人孔道中。通过RF线圈接收到从病人孔道发出的核磁共振(nMR)响应RF信号。此频率中的编码信息和利用RF电路接收到的RF信号的相位参数经过处理形成直观图像。这些直观图像对应于在病人孔道内患者的截面或容积中的nMR核子分布。
现在的MRI系统由于功率密度较高故要求有较高的磁梯度线圈组件温度。现代MRI系统还减小了磁梯度线圈组件和病人孔道外表面之间的空间量，因而，就不可能在病人孔道中进行主动冷却。所以，需要一种被动冷却方法来减少从磁梯度线圈组件到RF线圈和病人孔道的热转移。热辐射防护屏是一种被动冷却方法，已在除MRI系统外的其他工业领域用来减少热转移。
在先有技术中已知具有红外特性的热辐射防护屏可大大降低热转移量。过去，热辐射防护屏由于其金属化涂层而具有红外反射特性。金属化涂层使所述防护屏导电。
如果把导电的防护屏用在RF线圈和磁梯度线圈组件之间，它可能破坏RF电路的共振电特性，还可能降低nMR信号地保真度。导电的防护屏还会导致产生有害的涡流。由于涡流会产生其自身的磁场，由这些涡流产生的磁场就会干扰MRI的成像过程。
如果把红外反射防护屏用在RF线圈和RF防护屏之间，它会在MRI工作时干扰感兴趣的RF波长。对感兴趣的RF波长的干扰可能会使MRI成像发生问题。
结合上述，具有病人孔道的金属外表面的MRI系统可能也具有由这些金属表面引起的对nMR信号的RF干扰。
因此希望在现有MRI系统中提供一种既可减少从梯度线圈到病人孔道和RF线圈的热转移、又不破坏nMR信号的方法。发明内容
因此，本发明的一个目的就是减少磁共振成像(MRI)系统的病人孔道外表面和磁梯度线圈组件之间的辐射热转移量，而且在MRI工作时不干扰感兴趣的传输的RF波长。
本发明的另一方面是实现上述目的并同时满足空间的限制。
在本发明的一个方面，提供一种热辐射防护屏。所述热辐射防护屏包括第一涂层和第二涂层。在所述第一涂层和第二涂层之间设置热屏蔽层。该热辐射防护屏具有非干扰性电特性。
按照上述和其他目的，提供了在第一表面和第二表面之间加上一层热辐射防护屏的方法。所述加上热辐射防护屏的方法包括在第一表面涂敷第一涂层。然后在所述第二表面上涂敷第二涂层。然后在第一涂层和第二涂层之间设置热屏蔽层。
本发明的另一优点是它具有通用性，可用于具有不同空间条件的各种MRI系统。本发明的另一个优点是：由于本发明的红外反射和热性能，现代MRI系统中较高的磁梯度线圈组件温度已不再有什么关系了。
此外，本发明避免破坏RF电特性，不产生寄生的nMR信号。因此，由于上述优点，具有无干扰电特性的红外反射式热辐射防护屏是有可能的。
参考以下详细说明并结合附图就可更好地理解本发明本身及其进一步的目的和伴随的优点。附图说明
为了更完全地理解本发明，请参考在附图中详细示出的和以下用实例说明的实施例。
附图中：
图1是利用按本发明的优选实施例施加的热辐射防护屏的磁共振成像(MRI)系统的方框图；
图2是按本发明的优选实施例的MRI系统的放大的详细的截面图；以及
图3是用NTRS44的MRI系统10和不用NTRS44的MRI系统10的温度与时间的关系的曲线图。具体实施方式
现就生产热辐射防护屏的装置和制造方法对本发明作说明。但是，显然，以下的说明能够适用于各种目的，不限于以下的磁共振成像(MRI)系统、磁共振分光系统，以及其他要求射频(RF)场或梯度磁场的应用。
现参阅图1，它示出MRI系统10的方框图。MRI系统10包括静态磁场结构11(圆柱形结构)，静态磁场结构11包括具有多个超导磁线圈13的超导磁体12，所述超导磁线圈13沿中心孔(病人孔道)的纵轴(z-轴)产生时间恒定磁场。超导磁线圈13由超导磁体支持结构框架16所支撑，并且被容纳在圆环形氦容器18中。主磁场屏蔽线圈组件20产生的磁场与超导磁线圈13产生的磁场相反。第一热辐射防护屏22围绕氦容器26以减少“汽化”。第二热防护屏24可围绕第一热防护屏22。第一热防护屏22和第二热防护屏24最好都用机械制冷方法冷却。
圆环形真空容器26包围第一热防护屏22和第二热防护屏24。圆环形真空容器26包括围绕病人孔道14并且沿纵向平行延伸的圆柱件28。在病人孔道14的距中心32最远的纵侧面第一外侧30处有磁梯度线圈组件34。在磁梯度线圈组件34的第二外侧36有圆柱形介质框架38。RF防护屏40加在圆柱形介质框架38上或埋在磁梯度线圈组件34内。包括初级RF线圈42和RF防护屏40的RF线圈组件41设置在病人孔道14中。
在RF防护屏40和初级RF线圈42之间设置非导电热辐射防护屏44(NTRS)。NTRS 44包括第一涂层46、第二涂层48和多个热层50。多个热层50位于第一涂层46和第二涂层48之间。第一涂层46涂敷在组合的磁梯度线圈组件34和RF防护屏40的内侧52，后者是最接近中心32的纵侧面。第二涂层48涂敷在病人孔道14的第一外侧30上。
初级RF线圈42连接到RF发射器56，RF发射器56连接到程序控制器58。程序控制器58通过与磁梯度线圈组件34相连的梯度线圈控制器62控制一系列电流脉冲发生器60。RF发射器56与程序控制器58结合产生射频信号脉冲，后者激励并控制病人孔道14中实验对象的一部分的所选偶极子的磁共振。
射频接受器66连接到初级RF线圈42，后者用于对实验对象的被检查部分发出的磁共振信号进行解调。射频接受器66连接到图像重构装置68，后者将接收到的磁共振信号重构成存储在图像存储器70中的电子图像。图像存储器70中存储的电子图像被视频处理器72转换成适当的格式在视频监视器72上显示。
现参阅图2，它示出具有第一涂层46、第二涂层48和多个热层50的NTRS的放大的详细截面图。第一涂层46和第二涂层48可以包括各种组成材料，不限于以下实施例中所述的组成材料。
第一涂层46和第二涂层48最好包括一种含金属粉末的涂料。该涂料可以是能反射宽带红外能量的市售的任何类型的涂料。当然，涂层46和涂层48也可以包括除涂料外的涂复材料，例如染色剂、丙烯酸或其它材料。金属粉末和涂料的混合物的电阻应足够高以防止在MRI系统工作时产生任何显著的电流。本发明中金属粉末和涂料的混合物的电阻接近无限大。金属粉末和涂料的混合物反射不需要的红外信号。
按另一实施例，涂层46和涂层48中都采用金属迹线图案。涂敷在内侧面52和第一外侧面30上的金属迹线图案分别形成第一涂层46和第二涂层48。所述金属迹线图案以及涂敷此图案的方法结合涂层46和涂层48厚度就足以防止有害涡流的产生。金属迹线图案可以满足红外反射表面特性的需要，同时还有足够的开口作为所需RF信号的无扰动通道。
在本发明的又一实施例中，用多层非金属薄膜形成第一涂层46和第二涂层48。可以利用业界已知的传统方法来涂敷第一涂层46和第二涂层48。多层非金属薄膜的RF特性反射掉所需预定目标波段的红外能量。所述非金属薄膜由介质材料制成。
还可以采用本发明的另一些实施例，其中在所述内外表面上都不再使用涂层。
NTRS的一些热层在第一涂层46和第二涂层48之间设置。热层50的数量和厚度取决于MRI系统的具体空间限制。热层50包括非金属、红外反射但不导电的材料，不会影响nMR信号。本发明利用一种薄的基底聚脂材料与涂料一起形成热层50。本发明的一个实施例在内外表面之间可以不用任何热屏蔽层。可以采用其间具有或不具有附加层的一些涂复表面的各种各样的组合。
现参阅图3，这是利用NTRS44的MRI系统10和不用NTRS44的MRI系统10的温度与时间的关系曲线。经过一段时间后，用NTRS44的MRI系统10中的温度较低。
本发明有助于将由较高的梯度线圈温度引起的问题最小化并且满足各种MRI应用的空间限制的要求。
对于本专业的技术人员来说，上述装置和制造方法可以适用于各种目的，而不限于以下应用：磁MRI系统、磁共振分光系统以及其他需要射频(RF)场或梯度磁场并可用于多种其它应用的应用。上述发明也可在不偏离本发明的实际范围内加以改变。