JPS61125335A - 核スピン断層撮影設備の磁石装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被診察身体の収容に適した内室を取囲みこの
内室内に少なくともほぼ均等な磁場を作る多数の磁石コ
イルと、ほぼ円筒形の構成部品とその円筒軸繰上に所定
半径の中心開口を持ち前記円筒形構成部品の両端部にそ
れぞれ配置された端板とから成り前記磁石フィルを包囲
する強磁性材料製の遮蔽装置とを備え、前記端板の間に
は前記円筒形構成部品として４つの同一構成の梁状遮蔽
要素が１つの円筒面上に規則的鳴二配置され、　＋ｉｉ
ｌ記遮蔽要素の横断面が三角形または台形に形成されて
、＠記磁石コイル側に位置する１つの底面とこの底面に
隣接して互いに直角に形成された２つの側面とを有する
ような核スピン断層撮影設備の磁石装置に関する。

〔従来の技術〕

このような磁石装置は本件出願人の出願に係る特開昭６
０−９０５４６号公報にて提案されている。

医学診断を行うための核スピン断層撮影設備（核磁気共
鳴（ＮＭＲ）設備）に一般的に知られている（たとえば
欧州特許第２１５３５号明細書あるいは***特許出願公
開第２９２１２５２号０騙参照）。この踵の設備は測定
領域において充分な均等性を示す出来る限り強い基底磁
場を作り出す正常電導あるいは特に超電導の磁場コイル
を備えた磁石装置を有している。その基底磁場にはパル
ス状の勾配磁場が加えられる。さらに基底磁場に相して
垂ｄｉに向く高周波磁場が加えられる。磁石装置を構成
するコイルの寸法は被診察身体の寸法に合わせられてお
り、それゆえそのコイルによって包囲された内室の測定
領域内には被診察身体を容易に送り込むことができる。

この踵のコイル装置の強い基底磁場は主として測定領域
だけに存在し、周囲の電気機器に悪影響を及ぼしたりま
た強磁性の可動部品に望ましくない力作用を与えたりす
るような漏洩磁場の形で周辺に漏出しないようにしなけ
ればならない。それゆえ核スピン断＠虐影設備の磁石装
置は、コイル装置のほかにこのコイル装置の外に漏洩磁
場が漏出するのを制限する特殊な遮蔽装置を有している
（***特許出願公開第３２４３９４５号公報参照）。

ところで、上記特開昭６０−９０５４６号公報にて提案
されている遮蔽装置を用いると、欧州特許第６７９３３
号明細書に開示されているような閉鎖円筒状カバーを必
要とすることなく、磁石装置のコイル装置周辺の磁束を
充分に帰還させることができる。なおその閉鎖円筒状カ
バーを有する遮蔽装置は正常電導コイルだけに使用され
、超電導コイルには使用されない。というのは、超電導
コイルの場合にはたとえば必要な低温冷却装置（クライ
オスタット）のいわゆる接続部と称される部分ならびに
排気ポンプ接続部のためＣ；側孔が必要であるからであ
る。このほかに、その遮蔽装置には勾配磁場を補正する
コイルの！ｌ整用側Ｏが設けられていない。このような
ことから上記特開昭６０−９０５４６号公報においては
１円筒状カバーは４つの同一構成の梁状遮蔽要素に分割
され、これらの梁状遮蔽要素が２つの端板の間に設置さ
れかつ１つの仮想円筒面の円周上に規則的に配置される
。このように構成された遮蔽装置を用いても、たとえば
１テスラ磁石の漏洩磁場は値蔽率約４〜５にて低減させ
ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記特開昭６０−９０５４６号公報にて提案された遮蔽
装置を用いれば、しかも梁状遮蔽要素の間に形成された
隙間を低温冷却装置つまり磁石コイルこ至る側口として
使用することができる。しかしながら遮蔽材料をこれら
４つの遮蔽要素の個所に集中させると、有効容積内の磁
場が４個の磁場歪を生じることが判明した。つまりかか
る遮蔽要素の存在により、有効容積の縁部の磁場はこれ
らの遮蔽要素の間の隙間領域の磁場よりも若干大きくな
る。それゆえ遮蔽装置を構成する４つの遮蔽要素におけ
る４個の軸線は、有効容積内に円筒体中心軸線または磁
石中心軸線に対して垂直な１つの平面におＣする４万位
方向の磁場誤差を生せしめる誤差発生線の中心軸線にな
っている。

そこで本発明は、そのような方位方向の磁場誤差を低減
させることができるように、冒頭で述べた種類の磁石装
置に用いられる遮蔽装置を大幅に改善することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために本発明は、各遮蔽要素はその
底面の縁領域に隣り合う４蔽要素に向けて延びるがその
遮蔽要素から離隔された脚部がそれぞれ設けられ、その
脚部は１記遮蔽要素の隣接する側面と共に１つの外面を
形成しかつその外面の法線方向に所定の厚さを有するこ
とを特徴とする。

〔発明の効果〕

本発明においては５個々の遮蔽要素に２つの互いに直角
の脚部が設けられることにより５個々の遮蔽要素の断面
は特殊な形状に形成される。従って、このように構成さ
れた４つの梁状遮蔽要素を用いると、遮蔽装置の内面に
は８個の対称性が有利に作られる。その場合に、変形パ
ラメータは主として法線方向への脚部の厚さだけである
。それ。

ぞれそのために必要な個々の脚部の最良の厚さは数学的
にまたは経験的ｆ二容易に決定することができる。この
ような８個の対称性を用いると、４万位方向への磁場誤
差を著しく低下させることができる。８万位方向に生じ
得る磁場誤差はいずれにしても消失して小さくなるので
、その結果本発明による遮蔽袋＠Ｃよって遮蔽された磁
石コイルの磁場は実質的にほぼ円筒対称ｆ二形成される
。

本発明に蒸づく磁石装置の有利な実施態様は特許請求の
範囲第２項以下に示されている。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図はその要部
の概略断面図である。

本発明に基づく磁石装置は公知の核スピン断層撮影設備
（ＮＭＲ設備）に備えられる。この磁石装置は多数の超
電導コイルのほかに磁気遮蔽装置および磁束帰還装置を
有している。

磁気遮蔽装置の一実施例が第１図に概略的に示されてい
る。この第１図においては上記特開昭６０−９０５４６
号公報にて提案されているほぼ円筒形の遮蔽装置が基本
になっている。全体を１で示された本発明による遮蔽装
置は強磁性材料から成す、低温冷却装置ｉｔ（クライオ
スタット）３を包囲している。この低温冷却装置３内に
はたとえば１テスラまたはそれ以上の磁束密度を有する
均等基底磁場を作り出すための図示されていない超電導
磁石コイルが配置されている。低温冷却装置３の端面に
はそれぞれ円形中心間ロアを持つ大質歌の端板５，６が
備えられている。正四角形に形成された端板５．６のそ
の中心間ロアの半径は、磁石装置内部へのアクセスが容
易であると共にコイル中心部の有効容積内の磁場の乱れ
が最小となるように選定されている。その大きさは実験
によって比較的容易に決定することができる。

遮蔽袋ｄｉｚの端板５と６とは、長手方向にすなわち磁
場中心軸線入に平行に延びる４つの梁状遮蔽要素９〜１
２によって磁気的に相互結合されている。なお、図面に
は３つの１ｇ！蔽要素９，１０゜１１１、か図示されて
いない。遮蔽要素９〜１２は磁場中心軸線Ａを同心的（
＝包囲する仮想円筒面（；互いに規則的に配置されてい
る。すべての遮蔽要素は同一構成を有し、かつ第２図に
詳細に示されている特殊な断面形状ｅ有している。

４つの梁状遮蔽要素９〜１２は、端板５．６と共に、堅
固な自立形構造物を構成している。なおこの構造物の断
面寸法は、ｌテスラ磁石コイル装置の場合にはこのコイ
ルつまり低温冷却袋′ｆｉｉ３の外径寸法とほぼ同じで
ある。この構造物（；より構成された円筒形遮蔽袋Ｒ１
によって、端面に漏出した磁束は帰還され、それゆえ磁
石装置の漏洩磁場は著しく低減される。この構造物の内
部では磁石コイル装置が■示されていない調整要素に位
置調整可能に掛止めされている。しかしまた磁石コイル
を固有の基台に！ｉ！ｉ可能（＝取付けることもできる
。磁束最速のために必要な強磁性材料の横断面を４つの
対称に配置された梁状遮蔽要素９〜１２として分割する
ことは核スピン断層撮影上からは構わないので１個々の
梁状遮蔽要素の間には、低温冷却装置３の接続基１４の
ために使うことのできる空所１３がそれぞれ形成されて
いる。

さらに、遮蔽要素９〜１２を構成する必要な強磁性部分
は半径方向の比較的価かな断面内に配置することができ
るので、磁石軸線Ａと磁石装置を支持する基部との間の
間隔はそれに応じて小さくすることができる。そのほか
に、製作、据付けおよび５ＩＩ整が比較的簡単１：可能
である。

本発明においては、遮蔽装置且の４つの遮蔽要素９〜１
２は、これらの要素に上って磁石装置の有効容積内に生
せしめられる磁場歪が最小になるように、特殊な断面形
状を有している。第１図に示された部分と同一である部
分には同一符号が付されている第２囚に、これらの遮蔽
要素の内の１つの遮蔽要素、たとえば遮蔽要素ｌＯの横
断面形状が詳細に示されている。この遮蔽要素に三角形
状あるい１ｉ特に台形状横断面を有する主部２ｏと２つ
の脚部２１．２２とから構成されている。この実施例に
おいては主部２０は二等辺台形である。この主部２０は
磁石コイル丁なわち低温冷却装置３側の底面２４が円筒
軸線入を中心とする仮想円筒面に対して接線を形成して
おり、そして底面２４に隣接して互いに直角に形成され
た２つの側面２５．２６を有している。これらの側面２
５゜２６と底面２４との間にはそれぞれ隣り合う遮蔽要
素に向く稜線２７．２８が形成されている。主部２０の
横断面の台形高さはｈで示されている。

遮蔽要素Ｕは本発明においては純粋な台形とは異なって
いる。すなわち、その主部２０の底面２４には稜線２７
．２８に接する縁領域２４′、　　２４’にそれぞれ脚
部２１．２２が設けられている。直角台形断面を有する
これらの脚部２１．２２の外面２９．３０はそれぞれ遮
蔽要素１０の主部２０の側面２５．２６と共に遮蔽要素
の１つの外面を形成する。隣り合う遮蔽要素の間の間隔
ａは一般的に低温冷却装置ｔ３の接続基１４の大きさに
基づいて決められ、そして遮Ｍ要素の全断面ｉＱは材料
の許容磁束密変に基づいて設定されるので、通常は脚部
２１．２２の厚さｄをある限界値内で変更することがで
きるだけである。その場合、厚さｄが大きくなればそれ
に応じて主部２０の台形状断面の台形高さｈは小さく選
定され、一方厚さｄが小さくなればそれに応じてその台
形高さｈは大きく選定されなければならない。そのＰｉ
ｊＣ台形状主部２０の横断面積は１脚部２１．２２の両
横断面積に対して、底面２４と低温冷却装置３の外面と
の間の最小距離ｅが脚部２１．２２と低温冷却袋ｉｔ３
との間の最小間隔Ｓと少なくとも同じ大きさになるよう
に、選定されると有利である。丁なわち距離ｅは脚部２
１．２２の直角の角３１．３２と低温冷却装置３の外面
との間の間隔Ｓよりも常に大きくされると有利である。

遮蔽要素＝し」−の第２図に示された実施例によれば、
この遮蔽要素は３つの個別部品２０．　２１゜２２から
構成されるのが基本となっている。しかしながら通常は
、これらの個別部品は一体的に成形されて１つの一体構
造物に形成される。

個々の遮蔽要素９〜１２の主部２０の横断面形状は台形
のほかに三角形に下ることもできる。というのは、磁場
の乱れを修正するためには、遮蔽要素の外側形状は内側
形状に比べてそれ程重要ではないからである。

具体例によれば５本発明によって構成された遮蔽装置ｉ
ｉｑは、低温冷却装置３の真空タンクが最大外半径１１
５ｃｍ、最大内半径５２．５　ｅ＋ｗおよび最大軸方向
長さ１９０ｃｍであるような公知の超電導２テスラ磁石
に装備することができる。それゆえ４つの遮蔽要素９〜
１２は約１９６ｅｌｌの長さである。

２テスラのために必要な横断面積１６−　の鉄部分はこ
れらの４つの遮蔽要素に均等に分割される。各遮蔽要素
の生部２０の台形横断面は約４Ｑｅ＋１の台形高さｈを
有する。その場合に台形底面２４と低温冷却袋！ｉ３と
の間は約６ｃ■の最大距離ｅにされており、一方脚部２
１．２２と低温冷却装置３との間の最小間隔８は約３ｃ
ｍにされている。脚部２１．２２の厚さｄは約１８ｃＩ
ｍである。隣り合う遮蔽要素の脚部の互いに向き合う端
面間の間隔ａは約３Ｑｅ＋ｗである。隣り合う遮蔽要素
間にこのよう（ニジて形成された空所１３を通って、そ
の空所に相応した大きさを有する接続塔１４が外部に向
けて突出させられる。４つの遮蔽要素の端面に取付けら
れている端板５．６は約２２０ｃｍの辺長さおよび約２
５ＣＩ＋の軸方向厚さを有する。これらの端板５，６は
それぞれ半径が約８４Ｃ１ｌである中心間ロアを有して
いる。精密調整のためには、半径を僅か（＝減少させる
ことのできる特殊な遮蔽リングを設けることができる。

この遮蔽装置１″Ａの全ての部品は鋳鋼あるいは比較的
簡単な鉄袈品によって形成することができる。その場合
にこの遮蔽装置の遮蔽率（鉄無し磁場／鉄有り磁場）は
約４〜５である。個々の遮蔽要素の横断面を特殊な形状
に形成することにより、方位方向での磁場歪はｌｐｐｍ
　よりも少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視囚、第２図はその要部
の概略断面図である。 ヱ・・・遮蔽装置、　　３・・・低ひ冷却装置、　　５
．６・・・端板、　　９〜１２・・・遮蔽要素、　１４
・・・接続塔、２ｏ・・・主部、　　２１．２２・・・
脚部、２４・・・底面、　　　２４′、　２４’・・・
縁領域、　　２５゜２６、２９．３０・・・外面、　　
３１，３２…角、　ｄ・・・　厚さ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被診察身体の収容に適した内室を取囲みこの内室内
   に少なくともほぼ均等な磁場を作る多数の磁石コイルと
   、ほぼ円筒形の構成部品とその円筒軸線上に所定半径の
   中心開口を持ち前記円筒形構成部品の両端部にそれぞれ
   配置された端板とから成り前記磁石コイルを包囲する強
   磁性材料製の遮蔽装置とを備え、前記端板の間には前記
   円筒形構成部品として４つの同一構成の梁状遮蔽要素が
   １つの円筒面上に規則的に配置され、前記遮蔽要素の横
   断面は三角形または台形に形成されて、前記磁石コイル
   側に位置する１つの底面とこの底面に隣接して互いに直
   角に形成された２つの側面とを有するような核スピン断
   層撮影設備の磁石装置において、前記各遮蔽要素（９〜
   １２）はその底面（２４）の縁領域（２４′、２４″）
   に、隣り合う遮蔽要素に向けて延びるがその遮蔽要素か
   ら離隔された脚部（２１、２２）がそれぞれ設けられ、
   その脚部は前記遮蔽要素の隣接する側面（２５、２６）
   と共に１つの外面（２５、２９、２６、３０）を形成し
   、かつその外面の法線方向に所定の厚さ（ｄ）を有する
   ことを特徴とする核スピン断層撮影設備の磁石装置。 ２）円筒形低温冷却装置内に配置された超電導磁石コイ
   ルを備えた磁石装置であって、前記低温冷却装置（３）
   と前記各遮蔽要素（９〜１２）の底面（２４）との間の
   最小距離（ｅ）は前記低温冷却装置（３）と前記脚部（
   ２１、２２）のその低温冷却装置に最も近い個所（角３
   １、３２）との間の最小間隔（ｓ）と少なくとも同じ大
   きさであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の磁石装置。 ３）前記脚部（２１、２２）は直角台形の横断面を有し
   、前記脚部の所定の厚さ（ｄ）はその台形の高さを表わ
   すことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の磁石装置。 ４）前記各遮蔽要素（９〜１２）の脚部（２１、２２）
   は三角形または台形状主部（２０）と共に一つの成形品
   に形成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第３項のいずれか１項に記載の磁石装置。