JPH09168527A - 診断用磁気共鳴装置用の磁石装置 - Google Patents

診断用磁気共鳴装置用の磁石装置

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JPH09168527A
JPH09168527A JP8298398A JP29839896A JPH09168527A JP H09168527 A JPH09168527 A JP H09168527A JP 8298398 A JP8298398 A JP 8298398A JP 29839896 A JP29839896 A JP 29839896A JP H09168527 A JPH09168527 A JP H09168527A
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winding
axis
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imaging volume
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フレーゼ ゲオルク
Michael Sellers
ゼラース ミヒャエル
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Siemens AG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 結像体積内で高い磁場強度を発生することが
できる開放型の磁石装置を提供することである。 【解決手段】 上記課題は、電磁石装置が軸を横断する
方向に距離をおいて対向配置された第1の巻線及び第2
の巻線を有しており、この第1の巻線と第2の巻線との
間で、軸を基準にして軸方向から結像体積へアクセス
(接近)できるように構成されることによって解決され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁石装置を有す
る診断用磁気共鳴装置用の磁石装置であって、この電磁
石装置は、結像体積において軸に沿って配向された実質
上均質な磁場を発生するためのものであり、この軸を横
断する方向からこの結像体積にアクセス(接近)するこ
とができるように構成されている磁石装置に関する。
【0002】
【従来の技術】診断用磁気共鳴装置の製造者のほとんど
は今日では開放型の装置を提供している。これはふつう
2つの磁極片を有する低磁場用装置であり、この2つの
磁極片が時間的に一定な主磁場を発生する。この主磁場
の均質な磁場領域が結像体積を決定する。この装置は患
者を搬入する手段を有し、医師又は検査者のために結像
体積への付加的なアクセス(接近)手段を有している。
磁極片は磁束帰路と互いに結合されている。この磁束帰
路はH字状なもの(すなわち対称的な形状)か又はC字
状のものでもよい。磁気駆動発生部としてはコイル又は
永久磁石が利用される。このコイル又は永久磁石は磁極
片自体の中か又は磁束帰路の中にある。
【0003】冒頭に挙げたタイプの磁石装置は、米国特
許第5345208号明細書に記載されている。対向配
置された磁極片がC字状の磁束帰路を介して互いに結合
されている。超伝導コイルの形式の電磁石装置が磁束帰
路に設けられている。
【0004】冒頭に挙げたタイプの磁石装置は米国特許
第4902995号明細書からも公知である。ここでは
主磁場は、同様に形成され対向配置された2つの超伝導
コイルによって発生される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、結像
体積において高い磁場強度を発生することができる開放
型の磁石装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題は、電磁石装置
が軸を横断する方向に距離をおいて対向配置された第1
の巻線及び第2の巻線を有しており、この第1の巻線と
第2の巻線との間で、軸を基準にして軸方向から結像体
積へアクセス(接近)することができるように構成され
ることによって解決される。電磁石装置を対向配置され
た2つの巻線に分割することによって、開放型の装置に
おいても、これまでは大抵閉鎖型の装置でしか実現でき
なかった高い磁場強度を結像体積内に発生することがで
きる。
【0007】
【発明の実施の形態】有利な実施形態は次の点で優れて
いる。すなわち、第1の巻線と第2の巻線とは、それぞ
れ第1の巻線区間及び第2の巻線区間を有しており、こ
の第1の巻線区間及び第2の巻線区間は軸に対して垂直
に結像体積の円周方向に配向されており、第1の巻線区
間は第2の巻線区間よりも結像体積の近くに配置されて
いることによって優れている。結像体積により近く配置
された第1の巻線区間は、結像体積において軸に沿って
配向された有効磁場を発生する。外側の第2の巻線区間
は外部へ向かう磁場の少なくとも一部分を遮蔽する。こ
の結果、能動的に遮蔽される標準型磁石装置の場合と同
じくらい漂遊磁場は大きく低減する。
【0008】別の有利な実施形態では、第1の巻線区間
は弓状に形成されており、この第1の巻線区間の凹面の
側は、結像体積の方に向けられている。このことによっ
て、なるほど軸方向からのアクセス(接近)は幾分制限
されるが、しかし他方で横方向の磁場は均質化される。
【0009】とりわけ有利な実施形態は、第1及び第2
の巻線が、対向配置された複数の第1及び第2のコイル
にまとめられていることを特徴とする。中心部から外部
に向かうコイルのアンペアターンの数が増加すれば、軸
方向の磁場を均質化することができる。
【0010】別のとりわけ有利な実施形態は、異なるコ
イルの巻線区間が、異なる長さに形成されていることに
よって優れている。このことによって、均質な結像体積
の大きさが特に軸方向において改善される。
【0011】別の有利な実施形態によれば、軸方向のア
クセス(接近)の際の巻線区間の遮蔽作用を改善するた
めに、第2の若干の巻線が、実質的に第1の軸に対して
斜めに配向された面に配置されている。
【0012】別のとりわけ有利な実施形態によれば、同
様に軸方向のアクセス(接近)領域の均質性を改善する
ために、第1及び第2の巻線の少なくとも一方の端面に
は、少なくとも1つの環状のコイルが第1の軸に対して
同軸状に配置されている。医師のための側面からのアク
セス(接近)が確保されている。
【0013】別の有利な実施形態においては、重力及び
/又はローレンツ力を受けとめ支持するために第1の巻
線と第2の巻線とが、結像体積の外部に配置されたC字
状の台架を介して互いに結合されている。
【0014】これに代わる構造の実施形態においては、
支持するために、第1の巻線を第2の巻線と柱状の支持
台を介して互いに結合する。この柱状の支持台はアクセ
ス(接近)の両方の側面に配置されている。この支持手
段は、付加的な外部環状コイルを有する磁石装置におい
てとりわけ有利である。
【0015】別の有利な実施形態においては、磁場を強
化するために、第1及び第2の巻線が強磁性の支持体に
巻き付けられる。
【0016】
【実施例】本発明を以下に7つの図面に基づいて説明す
る。
【0017】図1は概略的に診断用磁気共鳴装置用の電
磁石を有する磁石装置である。磁石装置は、直流電流に
よる相応の励磁を行うと、中央部の結像体積2において
実質的に均質な磁場Boを発生する。この磁場Boは、
図1においては矢印で示されており、軸6に平行に配向
されている。この軸6は電磁石装置の対称軸でもある。
【0018】電磁石装置は、数百本の第1の巻線及び第
2の巻線を有するそれぞれ6つの第1のコイル8及び第
2のコイル10を含んでいる。これら数百本の第1の巻
線及び第2の巻線は、(ここには図示されていない)支
持体に巻き付けられている。この支持体は、結像体積2
における磁場Boを強化するための鉄芯として構成され
ている。第1のコイル8及び第2のコイル10、又は数
百本の第1の巻線及び第2の巻線は、軸6を横断する方
向に対向配置されている。従って、軸6を基準にして、
軸方向からのアクセス(接近)12及び軸6を横切る横
方向からのアクセス(接近)14が設けられている。軸
方向からのアクセス(接近)12は、結像体積2に患者
を搬入するために設けられており、他方で横方向からの
アクセス(接近)14は、磁気共鳴検査中に患者への介
入操作のための手段を医師に与えるものである。
【0019】第1のコイル8及び第2のコイルの中の第
1の巻線及び第2の巻線は、それぞれ第1の巻線区間1
6及び第2の巻線区間18を有している。この第1の巻
線区間16及び第2の巻線区間18は結像体積2の円周
方向に軸6に対して垂直に配向されている。この巻線区
間16、18はそれぞれ半径方向の導体部分19を介し
て互いに結合されている。第1の巻線区間16は、この
場合第2の巻線区間18よりも結像体積2の近くに配置
されている。第1の巻線区間16及び第2の巻線区間1
8は、弓状に形成されており、その凹面の側は結像体積
2の方に向いている。第1の巻線区間16及び第2の巻
線区間18は、軸6のまわりの円周方向に有利にはほぼ
120°の角度を覆っている。
【0020】個々のコイル8、10はここには図示され
ていない直流電流供給部に接続されている。この直流電
流供給部によって個々の巻線には電流が例えば2つのコ
イル8及び10に図示されている矢印20の方向に流れ
る。その他のコイル8、10にも同じ方向に電流が流
れ、このため全ての第1の巻線区間16には電流が軸6
を中心として時計回りと反対の方向に流れ、全ての第2
の巻線区間18には電流が時計回りの方向に流れる。第
1の巻線区間16と第2の巻線区間18との間の半径方
向の間隔は、まず外部に向かう磁場に対する遮蔽作用を
定め、そして結像体積2における磁場Boの強さを定め
る。実用的な視点からみれば、この半径方向の間隔は一
方でサイズを一般的なフレーム内に抑えるために、でき
るだけ小さくすべきである。しかし、他方ではこの半径
方向の間隔は、結像体積2における有効磁場をあまりに
もひどく弱くしないために、できるだけ大きくすべきで
ある。この2つの正反対の要求の間で妥協しなければな
らない。
【0021】超伝導を実施する場合、コイル8、10
は、ここには図示されていない低温自動装置の中に形成
される。この場合、結像体積2において例えば0.7T
の強さの磁場を形成することができる超伝導磁石装置の
典型的な寸法は以下のようになる。すなわち、軸方向の
長さL=1.50m、高さH=1.80m、内径D=1mそ
して側面開口部の高さh=0.5mである。
【0022】図2は、2つの対向配置されたコイルをC
字状の台架22によって互いに結合した磁石装置の構造
の斜視図である。この場合、コイル8及び10はそれぞ
れ対向配置されたコイル・パケットに構造的にまとめら
れている。このC字状の台架22によって、3つの方向
から結像体積2へアクセス(接近)できるようになる。
超伝導を実施する場合には、コイル8、10を低温自動
装置の中に設け、この台架22はこの低温自動装置の部
分であってもよい(ここには図示されていない)。
【0023】図3は図2とは異なり、結像体積2へ4つ
の方向からアクセス(接近)できる構造の実施例を示し
ている。それぞれコイル・パケットにまとめられた第1
のコイル8及び第2のコイル10は、ここでは端部に設
置された柱状の支持台24によって互いに結合されてい
る。
【0024】図4は特に軸方向に結像体積2が拡大され
た磁石装置を原理的に示している。このために、第1及
び第2の対向配置されたコイル8及び10の端面側の端
部にそれぞれ2つの環状のコイル30、32が配置され
ている。このコイル30、32の直径は、図1に示され
ている直径Dよりも小さくてよい。図1に示されている
この直径Dは、コイル8、10の内側の巻線区間16に
よって決定される。コイル30及び32は同様に(ここ
には図示されていない)電流供給部に接続されており、
この電流供給部はコイル8及び10の第1の巻線区間1
6と同じ方向に電流を流す。有効磁場を形成するコイル
30及び32は遮蔽コイル34及び36によって囲まれ
ている。
【0025】横方向からのアクセス14を拡大するため
に、内側の5つのコイル8.1及び10.1は、2つの互
いに接続された外側のコイル8.2及び10.2とは異な
り、ほんの90°の広がり角度しかもたない。図4で図
示された磁石装置には特に図3ですでに図示したコイル
・パケットの端部の柱状の支持手段が好適である。
【0026】図5は第1及び第2のコイル8、10の配
置を示しており、巻線によって形成された環状セグメン
トの中心点は軸6上にはなく、アクセス(接近)方向1
4を横切る垂直方向にずれている。これによって、横方
向の磁場Boの均質性、すなわち横方向からのアクセス
(接近)14に対する磁場Boの均質性が改善される。
環状セグメント状のコイル8の曲率中心点は40で示さ
れ、環状セグメント状のコイル10の曲率中心点は42
で示されている。
【0027】また図6に図示された第1のコイル8及び
第2のコイル10の巻線の形は検査空間の横方向におけ
る均質性を改善する。しかし、ここでは内側の第1の巻
線区間16の曲率中心点だけが横方向からのアクセス
(接近)14を横断する方向に軸6からずれて配置され
ている。従って、上部コイル8の第1の巻線区間16の
曲率中心点は44で示され、下部コイル10の第1の巻
線区間16の曲率中心点は46で示されている。外側の
第2の円弧状の巻線区間18の曲率中心点は軸6上にあ
る。
【0028】図7は、磁石装置を側面から見た原理的な
断面図である。中央部のコイル8.3及び10.3だけが
第1の軸6に対して垂直に配向された平面に配置されて
いる。これに対して外側のコイル8.4及び10.4は、
第1の軸6に対して斜めに配向された面に配置されてい
る。この斜めの配向によって、外方向の磁石装置の遮蔽
作用は、軸方向のアクセス(接近)おいて改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】対向配置されたコイルを有する開放型の磁石装
置の斜視図である。
【図2】C字状の台架を有する開放型の磁石装置の斜視
図である。
【図3】柱状の支持台を有する開放型の磁石装置の斜視
図である。
【図4】最適化された大きな結像体積を有する開放型の
磁石装置の斜視図である。
【図5】巻線の別の実施形態の平面図である。
【図6】巻線のもう一つ別の実施形態の平面図である。
【図7】軸方向のアクセス(接近)領域における遮蔽を
改善した磁石装置を側面から見た場合の断面図である。
【符号の説明】
2 結像体積 4 矢印(磁場の方向) 6 軸 8 第1のコイル 8.1 内側の第1のコイル 8.2 外側の第1のコイル 8.3 中央部の第1のコイル 8.4 外側の第1のコイル 10 第2のコイル 10.1 内側の第2のコイル 10.2 外側の第2のコイル 12 軸方向のアクセス(接近) 14 横方向のアクセス(接近) 16 第1の巻線区間 18 第2の巻線区間 20 矢印(電流の方向) 22 C字状の台架 24 柱状の支持台 30、32、34、36 コイル 40、42、44、46 曲率中心点

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電磁石装置を有する診断用磁気共鳴装置
    用の磁石装置であって、 該電磁石装置は、結像体積(2)に、軸(6)に沿って
    配向された実質上均質な磁場を発生するためのものであ
    り、 前記軸(6)を横断する方向から前記結像体積(2)に
    アクセス(接近)(14)できるように構成されている
    磁石装置において、 前記電磁石装置は前記軸(6)を横断する方向に距離を
    おいて対向配置された第1の巻線と第2の巻線(8、1
    0)とを有しており、 該第1の巻線と第2の巻線(8、10)との間で、前記
    軸(6)を基準にして軸方向から前記結像体積(2)へ
    アクセス(接近)(12ないし14)できるように構成
    されていることを特徴とする磁石装置。
  2. 【請求項2】 第1の巻線及び第2の巻線(8、10)
    は、それぞれ第1の巻線区間及び第2の巻線区間(16
    ないし18)を有しており、 該第1の巻線区間及び第2の巻線区間(16ないし1
    8)は軸(6)に対して垂直に結像体積(2)の円周方
    向に配向されており、 第1の巻線区間(16)は第2の巻線区間(18)より
    も前記結像体積(2)の近くに配置されていることを特
    徴とする請求項1記載の磁石装置。
  3. 【請求項3】 第1の巻線区間(16)は弓状に形成さ
    れており、 該第1の巻線区間(16)の凹面の側は、前記結像体積
    (2)の方に向けられていることを特徴とする請求項2
    記載の磁石装置。
  4. 【請求項4】 第2の巻線区間(18)は弓状に形成さ
    れており、 該第2の巻線区間(18)の凹面の側は、前記結像体積
    (2)の方に向けられていることを特徴とする請求項2
    又は3記載の磁石装置。
  5. 【請求項5】 巻線区間(16、18)は円弧状に形成
    されていることを特徴とする請求項3又は4記載の磁石
    装置。
  6. 【請求項6】 第1の巻線区間と第2の巻線区間(1
    6、18)とは、互いに平行に延在していることを特徴
    とする請求項4又は5記載の磁石装置。
  7. 【請求項7】 巻線(8、10)は環状セグメントの形
    状に形成されていることを特徴とする請求項1〜6のう
    ち1項記載の磁石装置。
  8. 【請求項8】 第1及び第2の巻線(8、10)は、対
    向配置された第1及び第2のコイル・パケットにまとめ
    られていることを特徴とする請求項1〜7までのうちの
    1項記載の磁石装置。
  9. 【請求項9】 第1及び第2の巻線は、対向配置された
    複数の第1及び第2のコイル(8及び10)にまとめら
    れていることを特徴とする請求項1〜8までのうちの1
    項記載の磁石装置。
  10. 【請求項10】 第1の軸(6)は、水平方向に配向さ
    れていることを特徴とする請求項1〜9までのうちの1
    項記載の磁石装置。
  11. 【請求項11】 異なるコイル(8.1、8.2、10.
    1、10.2)の巻線区間(16、18)は、異なる長
    さに形成されていることを特徴とする請求項9又は10
    記載の磁石装置。
  12. 【請求項12】 第1の若干の巻線(8、10、8.
    3、10.3)は実質的に第1の軸(6)に対して垂直
    に配向された平面に配置されていることを特徴とする請
    求項1〜11までのうちの1項記載の磁石装置。
  13. 【請求項13】 第2の若干の巻線(8.4、10.4)
    は実質的に第1の軸(6)に対して斜めに配向された面
    に配置されていることを特徴とする請求項1〜12まで
    のうちの1項記載の磁石装置。
  14. 【請求項14】 第1及び第2の巻線(8、10)の少
    なくとも一方の端面には、少なくとも1つの環状のコイ
    ル(32、34)が第1の軸に対して同軸状に配置され
    ていることを特徴とする請求項1〜13までのうちの1
    項記載の磁石装置。
  15. 【請求項15】 第1の巻線(8)は、第2の巻線(1
    0)と、結像体積(2)の外部に配置されたC字状の台
    架(22)を介して結合されていることを特徴とする請
    求項1〜13までのうちの1項記載の磁石装置。
  16. 【請求項16】 第1の巻線(8)は、第2の巻線(1
    0)と、柱状の支持台(24)を介して相互に結合され
    ており、該柱状の支持台(24)はアクセス(接近)
    (12、14)の両方の側面に配置されていることを特
    徴とする請求項1〜13までのうちの1項記載の磁石装
    置。
  17. 【請求項17】 第1及び第2の巻線(8、10)は、
    それぞれ強磁性の支持体に巻き付けられていることを特
    徴とする請求項1〜14までのうちの1項記載の磁石装
    置。
JP8298398A 1995-11-16 1996-11-11 診断用磁気共鳴装置用の磁石装置 Withdrawn JPH09168527A (ja)

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DE19542812 1995-11-16
DE19542812.9 1995-11-16

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US (1) US5708362A (ja)
EP (1) EP0774670B1 (ja)
JP (1) JPH09168527A (ja)
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