JP3990410B2 - 超電導磁石及び磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
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Description
図7に示したものは、水平磁場方式の超電導磁石装置である。この超電導磁石は直径の小さな主コイル13,14,15,16,17,18と直径の大きなシールドコイル19,20とで構成されており、水平方向(Z軸方向)の磁場を発生させる。この例では、主コイル13〜18が磁石の中心軸22に沿った磁場を作り、シールドコイル19,20は周囲への磁場漏洩をシールドするために配置されている。このように磁石を構成することにより、磁場空間内に約10ppm 以下の磁場均一度を有する均一磁場領域21が形成される。磁気共鳴イメージング撮影はこの均一磁場領域21にて行われる。
また、コイルの温度を低く保つために冷凍機(図示せず)を用いて、熱シールドの温度を一定に保ったり、超電導用冷媒12の蒸発量を低減させたりしている。最近では、冷凍機の性能が向上してきており、超電導体コイルを直接冷凍機で冷やすことによって、冷媒容器11を使用しない場合もある。
図8(a)において、3個ずつのコイル23A,24A,25Aと23B,24B,25Bが均一磁場領域21を挟んで、中心軸22と同軸に配置されている。各組のコイルは、支持体(図示せず)に支持されて、冷凍機で直接冷却されており、コイル全体は熱シールド9A,9Bで囲い、この熱シールド9A,9Bが真空容器10A,10Bに保持されている。
コイル23A,23B,24A,24Bは主コイルで同一方向の電流が流れており、コイル25A,25Bは補助コイルで、主コイルとは逆方向の電流が流れている。この構成の磁石では、主コイル23A,23B,24A,24Bで中心軸22に沿った方向の磁場を作り、補助コイル25A,25Bは均一磁場領域21の磁場均一度を向上するために配列されている。また、この磁石ではシールドコイルを使用せず、装置を設置した部屋に磁気シールドを施している。
この構成によれば、撮影領域(均一磁場領域21)の側面が解放されているために、被検者は閉塞感を受けずに済む。また、術者も側方から容易に被検者にアクセスすることができ、手術中のモニタに使用することができる。
従って、本発明では上記課題を解決し、広い開口を備え、磁場漏洩が少なく、軽量で、かつ、高い磁場強度において広い均一磁場領域を達成できる超電導磁石装置を提供することを目的とする。
好ましくは、前記真空容器は、円錐台形状を有し、且つ、外側外周の径が、前記第2のコイルのある位置が前記第1のコイルのある位置よりも大きくされていることを特徴とする。
また、本発明の磁気共鳴イメージング装置は、上記超電導磁石装置を用いることを特徴とする。
図1は装置の全体構成を示す断面図、 図2は装置の外観を示す図、 図6(a)は図1の断面図の右上の部分を他の実施例と比較できるように再掲したものである。
超電導コイルには、通常よく使用されているNbTi線材が使用されている。超電導用冷媒としては液体ヘリウムが用いられる。冷媒容器11A,11Bの外側には熱の対流を防ぐために真空容器10A,10Bが配設され、さらに熱の輻射を防ぐための熱シールド(図示せず)などが配設される。
超電導磁石装置を本実施例で述べた構成にすることにより、広い開口を備えていて、磁場漏洩も少ない装置を実現することができる。また、磁場漏洩を抑制するために鉄を使用していないので、装置重量を軽くすることができる。さらに、鉄を使用する場合に問題となる磁束飽和が生じないので、磁場強度が高くなっても、広い均一磁場領域にわたって良好な磁場均一度を達成することができる。
図3は装置の全体構成を示す断面図、図4は装置の外観を示す図である。
図3において、上下に配置された真空容器10A,10Bおよび冷媒容器11A,11Bはドーナツ形状をしており、中央部分51A,51Bが中空になっている。このような構成をとることにより、この中央部分51A,51Bに傾斜磁場や静磁場のシミング手段を設置することができる。従って、真空容器10A,10Bの対向する面の間にそれらを設置するだけのスペースを設ける必要がないので、装置としての開口をより広くとることができる。
図5においては、主コイル41Aと41Bとの間の対向距離を均一度補正用コイル43A,44A,45Aと43B,44B,45Bとの間の対向距離よりも小さくしている。このような構成にすることによって、主コイル41A,41Bの起磁力を増加させずに、均一磁場領域に発生させる磁場強度を高めることができる。また、上記と共に真空容器10A,10Bの対向する面側の中央部分に凹部52A,52Bを設け、この凹部52A,52Bに傾斜磁場コイル,高周波コイル,磁場シミング手段などを収納させることで、装置の実効的な開口を広くすることができる。
Claims (3)
- 超電導用冷媒を充填した冷媒容器に中心軸を一致して収納された超電導コイル群と前記冷媒容器を収納する真空容器とを備えた磁場発生源を上下方向に対向して一対配置し、前記一対の磁場発生源を支持手段により所定距離だけ離して支持し、前記一対の磁場発生源の超電導コイルへ電流を流して前記一対の磁場発生源に挟まれた空間に前記対向方向の均一磁場を発生させる超電導磁石装置において、
前記超電導コイル群は、対向する磁場発生源同士において対向距離が近い位置に配置され前記空間に均一磁場を発生する第1のコイルと、前記第1のコイルより前記対向距離が大きい位置に配置されかつ前記第1のコイルよりも大きな径を有し前記第1 のコイルとは逆向きの電流が流れる第2のコイルとを備え、
前記真空容器は、外側外周が略円形であり、且つ、前記第1のコイルの近傍と前記第2のコイルの近傍との間の外側外周が、前記空間から遠ざかるに従って径が大きくなるように形成されていることを特徴とする超電導磁石装置。 - 請求項1記載の超電導磁石装置に置いて、
前記真空容器は、円錐台形状を有し、且つ、外側外周の径が、前記第2のコイルのある位置が前記第1のコイルのある位置よりも大きくされていることを特徴とする超電導磁石装置。 - 請求項1又は2記載の超電導磁石装置を用いた磁気共鳴イメージング装置。
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