2023年2月电工技术学报Vol.38No.4第38卷第4期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYFeb.2023DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.2118233T动物磁共振成像传导冷却超导磁体研究陈顺中1,2王秋良1,2孙万硕1,2孙金水1,2程军胜1（1.中国科学院电工研究所北京1001902.中国科学院大学北京100049）摘要磁共振成像（MRI）是目前最先进的医学影像技术之一。动物磁共振成像以动物为研究对象，广泛用于生命科学研究、医学研究及药物机理研究。为了发展小型化、低成本的动物磁共振成像系统，该文采用传导冷却技术研制了一台3T动物磁共振成像超导磁体。采用线性规划和非线性规划相结合的方法设计了一种主动屏蔽型磁体结构，其包含同轴排列的6个主线圈和2个屏蔽线圈。研究一种包含了分段和失超传播加速策略的被动失超保护方法保护超导磁体免于意外失超造成的损害。低温系统使用一台双极G-M制冷机直接将超导磁体从室温冷却到工作温度，无需液氦。超导磁体在直径φ180mm的球形区域（DSV）产生高均匀度磁场用于成像。实验结果显示，超导磁体经历5次失超后被励磁到3.0013T，经测量φ180mm的DSV磁场峰-峰值不均匀度（Hp2p）约为1.33×10-2%。该文详细介绍了超导磁体的电磁设计、应力分析、失超保护设计，低温设计、建造及测试结果。关键词：磁共振成像超导磁体传导冷却失超保护低温系统中图分类号：R445.20引言磁共振成像（MagneticResonanceImaging,MRI）是诞生于20世纪70年代的一种新型医学影像学诊断技术，可获得所诊断组织的清晰影像，尤其对于心脑血管疾病诊断效果特别突出。MRI具有无损无创、软组织对比度高、成像参数与对比度多、图像信息丰富等特点，不仅已经广泛应用于解剖学、生理学研究以及临床疾病诊断，而且还在脑科学、心理学、药理学、病理学、遗传发育等领域的基础研究中发挥着不可或缺的作用[1-3]。动物磁共振成像系统是以动物为研究对象，用于生命科学研究、医学研究及药物作用机理研究的MRI系统。由于大鼠、天竺鼠、小鼠等小动物具有诸多优势，在动物研究中的应用最为广泛[4]。因此，有必要开发专门针对这些小动物的磁共振成像系统，为科学研究提供有力工具。超导磁体系统是MRI系统核心部件之一，它为MRI系统提供高均匀度、高强度的主磁场。用于人体的MRI超导磁体系统温孔直径一般大于800mm，超导磁体系统体积庞大，并且大尺寸的超导线圈需要采用液氦浸泡方式冷却，导致其造价和维护费用高昂[5]。而动物MRI系统不需要大口径的温孔，超导磁体系...
