CN101281240A - 磁共振成像装置及其驱动方法、屏蔽线圈及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磁共振成像装置及其驱动方法、屏蔽线圈及其制造方法,其中,特别提供一种屏蔽从设置在磁共振成像装置上的磁场发生用的线圈中发生的磁场的无源型的屏蔽线圈。用超导物质形成该屏蔽线圈,在从厚度方向看时形成板形,并且具有多个孔部。孔部的形状可以是任何形状,例如可以是圆形、卵形、椭圆形、矩形、菱形中的某一个。
Description
技术领域
本发明涉及屏蔽在磁共振成像装置中发生的磁场的屏蔽线圈及其制造方法等,特别涉及用超导物质形成的无源的屏蔽线圈及其制造方法等。
背景技术
在医用磁共振成像(MRI)装置中使用发生静磁场的静磁场线圈、修正静磁场的均匀度的匀磁线圈、发生重叠在静磁场上的倾斜磁场的倾斜磁场线圈、高频信号的发送接收用的RF线圈等各种的磁场发生用线圈。
其中,匀磁线圈、倾斜磁场线圈以及RF线圈配置在静磁场线圈(例如超导磁铁)形成的作为诊断用空间的磁场空间(例如,圆筒形空间)的内部。这种情况下,一般将匀磁线圈配置在最接近静磁场磁铁的位置上,接着配置倾斜磁场线圈。RF线圈相反配置在距离插入到诊断用空间上的被检测体最近的位置上。
在匀磁线圈中多使用常导垫片、超导垫片以及无源垫片。此外,在倾斜磁场线圈中,为了防止按照脉冲序列发生的倾斜磁场脉冲在支撑静磁场线圈的壳体上发生涡电流等而导致画质降低,多使用屏蔽型的线圈。从这一观点出发,在倾斜磁场线圈中,存在有源屏蔽型的倾斜磁场线圈和无源屏蔽型的倾斜磁场线圈。
其中,有源屏蔽型的倾斜磁场线圈一般具备:发生所希望的空间分布的倾斜磁场脉冲的主线圈;配置在该主线圈的周围的屏蔽线圈。主线圈发生的倾斜磁场脉冲向外部的泄漏靠屏蔽线圈在有源下发生的屏蔽用磁场来抑制。因此,泄漏到线圈单元的外部的倾斜磁场减少,能够抑制由该泄漏磁场引起的涡电流对成像的影响等。
另一方面,无源屏蔽型的倾斜磁场线圈具备:发生所希望的空间分布的倾斜磁场脉冲的主线圈;配置在该主线圈的周围上的屏蔽体。该屏蔽体是用屏蔽材料形成的,例如圆筒形的部件,和有源型不同,不与电流源连接,以减少倾斜磁场脉冲向外界的泄漏那样方式进行屏蔽。
就该屏蔽性能,一般是有源屏蔽型的倾斜磁场线圈更好一些,但与无源屏蔽型相比构造复杂,此外要求屏蔽线圈的图案设计和制作的精度高。
可是,近年,作为倾斜磁场线圈和静磁场线圈之间的屏蔽,例如已知有记载在特开平8-84712号公报上的方法。如果采用在该文献中记载的屏蔽构造,则如图1所示,在使用了超导磁铁装置的磁共振成像装置中,用由超导多层复合体制作的磁屏蔽体分别被覆倾斜磁场线圈以及对该线圈供给电流的电流供给用导线这双者。由此,在配置在静磁场中的倾斜磁场线圈及其电流供给用导线上能够减少基于由脉冲电流流过产生的电磁力引起的冲击音。此外,如果采用该结构,则被认为能够减少这种倾斜磁场线圈发生的倾斜磁场脉冲对外界的泄漏,还能够减少因该泄漏磁场产生的涡电流。
但是,如果采用专利文献1所述的屏蔽构造,则例如因为用将NbTi层(30层)、Nb层(60层)、Cu层(31层)多层化而得的厚度1mm左右的超导多层复合体形成,所以变成表面分布超导物质的超导板的形状。因此,根据所施加的静磁场的分布情况,该超导板被非常强的磁场源曝晒,因迈斯纳效应(meissner effect),在超导物质上流动的屏蔽电流饱和。因此,如果发生该饱和,则在超导板的大部分上达到临界点后变成常导状态,在此时的发热下板全体变成常导状态,存在不能得到希望的屏蔽效果的问题。此外,为了制造该超导板,因为对多层的部件层压并伴随热轧以及冷轧等工序,所以制造成本非常高,现实中在实用上成本方面有困难。
发明内容
本发明就是鉴于用上述的超导多层复合体形成的屏蔽构造而做成的,其目的在于提供一种即使在磁共振成像装置中使用的情况下,也能够防止因迈斯纳效应引起的屏蔽性能的下降,并且对所希望的屏蔽对象发挥可靠并且稳定的屏蔽性能,另一方面比较简单并且使所使用的超导物质减少、能够更便宜地制造的适合于磁共振成像的无源型的屏蔽线圈及其制造方法。
本发明的磁共振成像装置为了实现上述目的,是对从设置在磁共振成像装置上的倾斜磁场发生用的倾斜磁场线圈发生的倾斜磁场进行屏蔽,并被配置在上述倾斜磁场线圈的外围侧上的无源型的屏蔽线圈,该屏蔽线圈利用由超导物质形成环形的部分和没有超导物质的部分来形成线圈体。
此外,具备有屏蔽线圈的涉及本发明的磁共振成像装置的驱动方法为了实现上述目的具有:使安装在上述磁共振成像装置上的静磁场发生部件发生静磁场的步骤;通过让上述屏蔽线圈转移到超导状态,使该屏蔽线圈在容许上述静磁场的磁通量通过的状态下屏蔽上述倾斜磁场的磁通量的步骤。
进而,屏蔽从设置在磁共振成像装置上的磁场发生用的线圈发生的磁场的本发明的无源型的屏蔽线圈的制造方法为了实现上述目的,具有:准备多条用超导物质形成的线材,在该多条线材中以规定的间隔电连接相邻的线材相互之间而形成连接点的步骤;将多个线材在其横方向上拉长,形成具有多个孔部的板形的线圈体的步骤。
此外,屏蔽从设置在磁共振成像装置上的磁场发生用的线圈发生的磁场的本发明的无源型的屏蔽线圈的制造方法为了实现上述目的,具有:将用超导物质形成的线材在管筒上卷绕安装成螺旋形的步骤;通过将上述线材在上述管筒上以与最初卷绕安装的线材顺序交叉的方式卷绕安装成螺旋形,形成板形的线圈体的步骤。
进而,本发明的磁共振成像装置为了实现上述目的具备:倾斜磁场发生用的倾斜磁场线圈;屏蔽从上述倾斜磁场线圈发生的倾斜磁场,用由超导物质形成环形的部分和没有超导物质的部分来形成线圈体的无源型的屏蔽线圈。
附图说明
图1是以关于本发明的一实施方式的磁共振成像装置的门架为中心的概略剖面图。
图2是沿着图1的II-II线的概略剖面图。
图3是Y通道的倾斜磁场线圈的概略结构图。
图4是Z通道的倾斜磁场线圈的概略结构图。
图5是包含在X、Y以及Z通道上共用的屏蔽线圈的局部放大说明图的概略结构图。
图6是说明屏蔽线圈的制造方法的一个例子的图。
图7是说明屏蔽线圈的制造方法的另一个例子的图。
图8是说明实施方式中的屏蔽线圈的屏蔽动作的图。
图9是说明本发明的其他的实施方式的屏蔽线圈的概略结构图。
图10是说明屏蔽线圈及其孔部的变形例子的图。
具体实施方式
说明本发明的有关屏蔽线圈的实施方式。
参照图1~8说明本发明的屏蔽线圈的1个实施方式。而且,该屏蔽线圈是不需要电源供给的无源型的屏蔽线圈,和倾斜磁场线圈组装为一体地形成无源屏蔽型的倾斜磁场线圈单元。该倾斜磁场线圈单元因为设置在磁共振成像装置上,所以从该磁共振成像装置说起。
图1表示磁共振成像(MRI)装置的门架1的概略剖面。该门架1的全体形成为圆筒形,中心部的膛作为诊断用空间发挥作用。在诊断时在该膛内可以插入被检测体P。门架1沿着脉冲序列与承担倾斜磁场以及高频信号的施加、回波信号的收集、图像的重构等处理的成像装置连接,由此可以进行磁共振成像。
门架1具备:大致圆筒形的静磁场线圈单元11、配置在该线圈单元11的膛内的大致圆筒形的倾斜磁场线圈单元12、安装在该单元12的例如外围面上的匀磁线圈单元13以及配置在倾斜磁场线圈单元12的膛内的RF线圈14。将被检体P放置在未图示的床顶板上,插入形成RF线圈14的膛(诊断用空间)内。
静磁场线圈单元11用超导磁铁形成。即,在外侧的真空容器中,收纳多个热辐射屏蔽容器以及单独的液态氦容器,在液态氦容器的内部卷绕安装设置超导线圈。
倾斜磁场线圈单元12在此如上所述,形成为无源屏蔽型。该线圈单元12为了在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向上发生脉冲形的倾斜磁场,在X、Y、Z通道各自上具有线圈组件。而且,作为单元全体,成为将各通道的倾斜磁场几乎不向单元径向的外部泄漏的无源屏蔽构造。
具体地说,如图2所示,在该倾斜磁场线圈单元12的情况下,将X、Y、Z通道的圆筒形的主线圈(倾斜磁场线圈)12X、12Y、12Z在每个线圈层上绝缘地层叠。进而,在最外层的主线圈12Z的外侧上配置汇总屏蔽全部通道的主线圈12X、12Y、12Z发生的脉冲形的倾斜磁场、即动态变化的倾斜磁场的1个(1层)圆筒形的屏蔽线圈12S。这样,在本实施方式的MRI装置中,因为能够用1个屏蔽线圈12S屏蔽由X、Y、Z通道的主线圈发生的动态变化的倾斜磁场,所以能够缩小倾斜磁场线圈单元12的厚度。
其中,Y通道的主线圈12Y如图3所示,具备将平板形的导体卷绕安装在小直径的管筒B1上的4个鞍状涡旋形的绕线部CR1、CR2、CR3以及CR4。绕线部CR1以及CR2在Z轴方向上并排配置并且电气串联连接。在将该卷绕部的对相对Z轴旋转了180度的位置上将由绕线部CR3以及CR4形成的绕线部的对相对地配置。流过各绕线部的脉冲电流的方向如Y轴方向倾斜磁场的大小线性改变那样,在相对的绕线部之间以及并排配置的绕线部之间如图中的箭头那样设定。
而且,图3是对于1匝(绕线)示意性地简化鞍状涡旋形的绕线图案来表示的图,实际的各绕线部由多匝鞍状涡旋形线圈组成。此外,管筒B1是通过在其他通道的绕线层上卷绕安装绝缘层被形成的。
此外,X通道的主线圈12X也在相对Z轴使Y通道的主线圈12Y旋转90度的状态下同样地被配置。
进而,Z通道的主线圈12Z如在图4中表示其概略那样,将平板形的导体在圆筒形的管筒B2上沿着螺旋管形的线圈图案卷绕安装多匝形成。该主线圈12Z对于Z轴方向的中心位置Z=0,将绕线方向变成相反方向。
屏蔽线圈12S是具有实施了本发明的特征性构造的线圈,形成用超导物质形成的无源屏蔽线圈。具体地说,该屏蔽线圈12S如图5所示,由使用作为超导物质的例如NbTi类的超导线21形成的网状的圆筒体(线圈体)12N组成。即,该圆筒体(线圈体)12N变成沿着其外围面组装超导线21、以便描画菱形的式样的简单的结构。因此,屏蔽线圈12S作为其线圈部分的实体,用由沿着其外围面形成的超导体组成的多个大致菱形的框部分21A构成。该多个大致菱形的框部分21A各自的内部变成孔部(空间部分)21B。
即,所谓该“孔部”是指超导物质不存在的部分(区域)。因此,因为只要是没有超导物质的部分即可,所以可以是实际的“孔”,也可以不是。例如,在该“孔部”上,可以填充铜等的热传导率、导电率好的物质,例如可以填充常导电物质来使用。进而,这种“孔部”因为只要是没有超导物质的部分即可,所以,例如也可以是晶格缺损这种原子水平的非常小的空间的孔。具有该晶格缺损的超导物质,例如超导板为了提高电流密度通过掺入杂质等,能够和其他目的一同制作出。此外,为了将本发明的屏蔽线圈作为发热少的动态的屏蔽板(也可以不必须是板形)形成,希望至少空间上超导孔周围用超导体包围,这是因为为了遮蔽动态的磁场变动而想让屏蔽永久电流流过的缘故。
这样表示了具有没有超导物质的部分的本发明的屏蔽线圈和以往那样使用了在一面上填充超导物质的超导板的屏蔽线圈完全不同的动作。对于该动作使用具体的附图以后说明,在此如果简单地说则如下所示。在本发明的屏蔽线圈中,通过特意设置在空间上不存在超导物质的位置,对于静态磁场宛如没有超导物质那样动作,而对于动态磁场变化,在超导物质上生成对通过没有该超导物质的孔的磁通量进行抵消的屏蔽永久电流,有选择地只遮蔽动态磁场变化。此时,在物理上以保护超导物质为目的填充的铜等的导电性导体上发生涡电流,但该电流在电阻是0的超导物质上立即被吸收,由此产生的发热非常小。
如上所述,通过将本实施例的屏蔽线圈12S的圆筒体(线圈体)12N设置成具有沿着其外围面组装了超导线21、以描画出菱形式样那样的简单构造,从而圆筒体(线圈体)12N变成不依赖于X、Y、Z通道的圆筒形的主线圈12X、12Y、12Z的线圈图案的形状。因而,如果采用本实施例的屏蔽线圈12S的圆筒体12N,则如果一旦设置圆筒体12N,则对于从线圈图案变更后的主线圈和可动式的主线圈发生的磁场的屏蔽也有效。
再次返回实施例的屏蔽线圈12S进行说明。该屏蔽线圈12S收纳在形成为圆筒形的容器22中,为了将超导线21设置为超导状态,可以填充液态氦。
该屏蔽线圈12S能够用各种方法制造。如图6以及图7所示,表示有关制造方法的例子。无论在哪种制造方法的情况下,都使用在导线的内部沿着其长度方向埋入例如由NbTi类的超导物质组成的超导材料(芯材料)的超导线21。
在图6所示的制造方法的情况下,将这种超导线21并排排列多根,相互在相邻的线材之间对每一规定间隔电连接(电接合点CN的形成)(参照图6(A))。以下,将这样形成了多个电接合点CN的线材拉长,以使得分别描画出将4个位置的电接合点CN作为顶点的菱形的式样(孔部21B)(参照同一图(B))。以下,沿着圆筒形的管筒B3将该拉长的线材团成圆筒形(参照图5)。
而且,作为该制造方法的另一例子,也可以在用超导物质形成了整个表面的超导板上每隔规定间隔在多个列上加入规定长度的切口,其后,将该板在横向上扩展。由此,切口部分的各自扩大形成孔部21B,切口之间的连续部分分别形成上述的电接合点CN,能够形成和图6(B)一样的屏蔽线圈12S。
与此相反,在图7所示的制造方法的情况下,沿着准备的圆筒形的管筒B3的外围面最初以规定的倾斜角度将超导线21卷绕成螺旋形。接着,以与超导线的卷绕安装方向交叉的方式来改变方向,将超导线21再次卷绕安装成螺旋形。通过该2次的螺旋卷绕,沿着外围面超导线21交叉的各自的位置形成上述电接合点CN,用该电接合点CN包围的大致菱形的式样部分形成孔部21B。
以下,说明本实施方式的磁共振成像装置的门架1的屏蔽线圈12S的作用效果。
该屏蔽线圈12S的目的在于防止从倾斜磁场线圈单元12向着静磁场线圈单元11的方向(门架1的半径的外侧方向)的磁场的泄漏。因此,需要对于静磁场不显示屏蔽效果,而屏蔽脉冲式变化的倾斜磁场(动态变化的磁场)。因此,重要的是管理在让屏蔽线圈12(即超导线圈21)转移到超导状态时的静磁场的施加的顺序。即,重要的是最初施加静磁场,其后将屏蔽线圈12转移到超导状态。
因而,当使用该磁共振成像装置执行磁共振成像的情况下,沿着该顺序关系,最初让静磁场线圈单元11起动发生静磁场。该静磁场因为让通过门架1的内部的静磁场发生,所以该静磁场的磁通量B0如图8所示,通过屏蔽线圈12。即,因为此时的屏蔽线圈12还未变成超导状态,所以静磁场的磁通量B0经该孔部21B能够自由地通过。
接着,在该静磁场发生后,使该屏蔽线圈12转移到超导状态。这只要在容器22内填充液态氦即可。通过该填充,在容器22内将屏蔽线圈12浸渍在液态氦中。其结果,屏蔽线圈12因为冷却为液态氦的温度:-269℃的极低的温度,所以转移到超导状态。
其后,沿着规定的脉冲序列,驱动倾斜磁场线圈单元12的X、Y以及Z通道的倾斜磁场线圈(主线圈)12X、12Y以及12Z,及RF线圈14,经由RF线圈14收集回波信号。
该倾斜磁场线圈(主线圈)12X、12Y以及12Z通过在极其短时间内导通/断开的脉冲信号来被驱动。因此,从各倾斜磁场线圈12X、12Y以及12Z发生的倾斜磁场G(Gx,Gy,Gz)重叠在静磁场B0上并将空间的位置信息给予静磁场B0。因此,能够在该静磁场B0的基础上收集所希望的回波信号。
从该各静磁场线圈12X、12Y以及12Z发生的倾斜磁场G一方面重叠在静磁场B0上,另一方还向着静磁场线圈单元11一侧发射。该倾斜磁场G是与时间一起动态变化的磁场。
因此,因为屏蔽线圈12S的框部分21A为完全非磁性,所以该倾斜磁场G的磁通量通过该孔部21B。但是,如图8所示,因为这种孔部21B分别成为1个闭环,所以在各闭环中感应的环路电流在相邻的环之间相互抵消,结果是没有电流流过。即,最初施加的静磁场B0虽然能够通过屏蔽线圈12S,但向着其后的超导状态移动后施加的磁场、即倾斜磁场G不能通过屏蔽线圈12S,被屏蔽线圈12S屏蔽。因而,因为和静磁场B0没有任何关系,所以不会因静磁场达到临界点而发生淬息(quench)现象,能够得到有选择地只屏蔽倾斜磁场G这一高性能的屏蔽效果。
因此,倾斜磁场G泄漏到静磁场线圈单元11一侧,在这种单元11的壳体上发生涡电流,靠该涡电流的作用,能够可靠地排除或者降低使被重构的MR图像的画质下降这一事态。
而且,在本实施方式的无源的屏蔽线圈12S的情况下,虽然是1个(1层)的遮蔽体,但能够遮蔽X通道、Y通道以及Z通道全体的动态变动磁场(倾斜磁场)。即、与位于屏蔽线圈12S的内径一侧(膛一侧)的倾斜磁场线圈12X、12Y、12Z的形状和卷绕安装图案无关地,能够用1个无源的遮蔽体来屏蔽。因此,屏蔽线圈12S能够作为通用性优异的万能型遮蔽体来使用。
此外,如上所述能够应用到各种用途的倾斜磁场线圈,并且因为不需要提供电流,所以还能够在静磁场线圈单元11和所采用的超导磁铁的容器(真空容器)中配置屏蔽线圈12S。通过这样配置,能够更大地采用作为主线圈的倾斜磁场线圈12X、12Y、12Z之间的距离。因而,能够减少提供给主线圈的电源的容量,能够进一步提高倾斜磁场线圈单元12的效率,并且能够谋求进一步的小型化。
进而,因为在屏蔽线圈12S中使用的超导材料用NbTi线等线材形成,所以和以往的超导板型的屏蔽线圈不同,能够得到能够抑制超导材料的成本,能够进一步便宜地制造这一在使用上非常重要的效果。
进而,虽然需要将该无源的屏蔽线圈12S转移到超导状态的机构(容器22和用于它的端口),但和有源型的倾斜磁场线圈单元不同,如果考虑在各通道上用共用的1层的屏蔽层(屏蔽线圈12S)就可以,以及不需要对屏蔽线圈12S的电源和配线的导引,则使用了该屏蔽线圈12S的无源型的倾斜磁场线圈12可以使其全体构成简单化,并且小型化。
可是,本实施方式的屏蔽线圈12S因为在发生了静磁场后转移到超导状态,所以能够使静磁场连续地通过。与此相反,如以往那样在单纯地在整个表面上分布超导物质的超导板的情况下,通过该迈斯纳效应,因为与发生·施加静磁场的顺序没有关系地,想将磁通量发到板的外部,所以在无论是静磁场还是运动磁场都屏蔽这一点和本实施方式有决定性地不同。
而且,如上所述,也可以是这样的构成,当未具备填充了液态氦的容器22的情况下,使用直接型的冷冻机,通过让该冷冻机起动,让屏蔽线圈12S转移到超导状态。因此,对于用于控制从常导状态向超导状态的结构也能够采用各种方式。
(另一种实施方式)
进而,说明涉及本发明的屏蔽线圈的另一种实施方式。
该实施方式的屏蔽线圈是对磁共振成像装置的匀磁线圈单元13进行实施的线圈。
该匀磁线圈单元13如图9所示,具有和上述的例如图5所述的屏蔽线圈12S相同的网格构造的屏蔽线圈13S而构成的。在该屏蔽线圈13S中,还具备可以导通/断开动作的电流供给电路23、让该电流供给电路23导通/断开的开关24。因此,在操作开关24让电流供给电路23导通动作时,向该屏蔽线圈13S提供电流,加热该线圈13S。
如本实施方式所示,当将本发明的屏蔽线圈作为匀磁用线圈实施的情况下,如上所述不仅屏蔽动态变化的倾斜磁场G,而且还需要屏蔽静磁场。因此,和上述的实施方式时一样,静磁场的施加和屏蔽线圈13S向超导状态的转移的时期的时刻变动重要。在上述的实施方式的情况下,在施加静磁场后虽然需要使屏蔽线圈13S转移到超导状态,但在该实施方式的情况下,该顺序相反。
该具体的一个例子如下所示。现在,通过向容器22填充液态氦,设置成屏蔽线圈13S也已经处于超导状态(此时,静磁场线圈单元11还未起动)。在该状态下,对开关24进行操作从电流供给电路23向屏蔽线圈13S提供电流。由此,因为屏蔽线圈13S用焦耳热加热,所以屏蔽线圈13S在瞬间返回常导状态。
这样在一旦可靠地返回常导状态后,对开关24进行操作中止从电流电路23向屏蔽线圈13S进行的电流供给。因此,浸渍到容器22内的液态氦中的屏蔽线圈13S再次转移超导状态。
以下,已经让静磁场线圈单元11起动发生静磁场。由此,静磁场B0的磁通量不能通过已变成超导状态的屏蔽线圈13S,此外,倾斜磁场G的磁通量也不能通过屏蔽线圈13S。即,两者都被屏蔽线圈13S屏蔽。
通过配置这样的屏蔽线圈13S,除了倾斜磁场G的屏蔽功能外,还能够得到基于能够屏蔽静磁场B0的匀磁效果。
而且,也可以并用上述的倾斜磁场线圈单元12(屏蔽线圈12S)和匀磁线圈单元13(屏蔽线圈13S)。
此外,而且,在上述屏蔽线圈12S的情况下,使用超导线21形成大致菱形的多个孔部21B,但基本上该孔部21B的形状并不是必须限于此。
即,作为该孔部的最大的概念,只要超导物质不在屏蔽线圈的整个表面分布即可,形成多个定型以及/或者不定型的孔部,只要经由该孔部静磁场的磁通量能够通过即可。作为形成定型孔部的方式,有形成一定形状的网格形的孔。
该一定形状的孔部21B不是必须限定于菱形,如图10(A)~(C)所示,也可以是圆形、长圆形、正方形,乃至卵形、椭圆形、菱形等任何形状。该孔部21B各自作为小的闭环线圈发挥作用,能够屏蔽要进入该线圈的磁通量。例如,当是图10(A)那样的圆形状的孔部21B的情况下,使用NbTi线等线材,制造多个小环形线圈,通过将那些环形线圈连结配置在管筒的圆周面上,能够形成屏蔽线圈12S。
此外,即使是相同的一定形状的孔部21B,也可以根据圆筒形的屏蔽线圈12S(13S)的位置调整其大小。例如,如图5示意性地表示的那样,也可以是在屏蔽线圈12S的圆筒轴(Z轴)的方向的中央部上将孔部21B的大小细化,与其相反地越靠近圆筒轴上的端部,越将孔部21B的自身变粗地形成。由此,越接近该中央部,越能够提高其屏蔽性能,还能够根据位置的重要性调整屏蔽性能。
进而,即使是超导物质经由常导物质形成多个小的线圈的构造的屏蔽线圈,也发挥同样的屏蔽效果。然后,在这种情况下,因为存在由发热引起的淬息现象的问题,所以希望超导物质分布成线状来形成线圈。
进而,将关于上述的实施例以及变形例子的屏蔽线圈至少形成为1层或者1层以上的多层构造。此外,也可以将关于上述的实施例以及变形例的屏蔽线圈配置成与发生静磁场的静磁场线圈相同的真空层或者其他独立的真空层上。
进而,也可以形成上述的实施例的倾斜磁场线圈作为所谓的自遮蔽倾斜磁场线圈(作为一例,有Actively Shielded Gradient Coil(ASGC)),对此使用上述的屏蔽线圈。此外,还能够将关于本发明的屏蔽线圈实施到非屏蔽型的倾斜磁场线圈。进而,为了局部地屏蔽倾斜磁场线圈,在该倾斜磁场线圈的外侧上也可以配置1个以上的本发明的屏蔽线圈。
本发明并不限定于上述的实施方式及其变形例子,如果是本领域技术人员,则能够在权利要求的范围所述的主旨范围内使用以往公知的技术进一步进行各种各样的变形并实施,它们也属于本发明的范围。
Claims (24)
1.一种屏蔽线圈,对从设置在磁共振成像装置上的倾斜磁场发生用的倾斜磁场线圈发生的倾斜磁场进行屏蔽,并被配置在上述倾斜磁场线圈的外围侧上的无源型的屏蔽线圈,其特征在于:
利用由超导物质形成环形的部分和没有超导物质的部分来形成线圈体。
2.根据权利要求1所述的屏蔽线圈,将上述线圈体设置成兼具分别对从由X通道、Y通道以及Z通道组成的多个上述倾斜磁场线圈群分别发生的上述倾斜磁场向外围侧泄漏进行屏蔽的功能的结构。
3.根据权利要求1所述的屏蔽线圈,将上述线圈体设置成不依赖于上述倾斜磁场线圈的线圈图案的形状。
4.根据权利要求1所述的屏蔽线圈,将上述线圈体设置成将形成有上述环形的部分设为作为上述超导物质的超导线存在的部分、而将没有上述超导物质的部分设为上述超导线不存在的部分的网格形的圆筒体。
5.根据权利要求1所述的屏蔽线圈,由配置在上述倾斜磁场线圈的外侧上、并且包含为了局部屏蔽该倾斜磁场线圈而配置的至少1个以上的线圈体。
6.根据权利要求1所述的屏蔽线圈,将上述线圈体形成为至少1层或者1层以上的多层构造。
7.根据权利要求1所述的屏蔽线圈,通过在用上述超导物质形成的线圈体上形成没有上述超导物质的部分,来形成用上述超导物质形成的部分和没有上述超导物质的部分。
8.根据权利要求7所述的屏蔽线圈,没有上述超导物质的部分是由该超导物质的晶格缺陷产生的部分。
9.根据权利要求7所述的屏蔽线圈,上述线圈体具有厚度方向,并且从该厚度方向看时形成板形。
10.根据权利要求9所述的屏蔽线圈,没有上述超导物质的部分由设置在用上述超导物质形成的板形的上述线圈体上的多个孔部构成。
11.根据权利要求10所述的屏蔽线圈,在上述线圈体上以网格形形成上述孔部。
12.根据权利要求11所述的屏蔽线圈,上述线圈体的孔部的形状是包含圆形、卵形、椭圆形、矩形、菱形的多个形状中的一个。
13.根据权利要求10所述的屏蔽线圈,将用上述超导物质形成的多个环形线圈在圆筒周面上相互连结形成。
14.根据权利要求1所述的屏蔽线圈,上述磁场发生用的线圈是配备在上述磁共振成像装置上的、发生静磁场且在内周侧具有膛的静磁场发生部件,其构成为配置在该静磁场发生部件的内周侧的规定位置上担负使该静磁场均匀化。
15.一种磁共振成像装置的驱动方法,是具备权利要求13所述的屏蔽线圈的磁共振成像装置的驱动方法,具有:
使安装在上述磁共振成像装置上的静磁场发生部件发生静磁场的步骤;
通过让上述屏蔽线圈转移到超导状态,使该屏蔽线圈在容许上述静磁场的磁通量通过的状态下屏蔽上述倾斜磁场的磁通量的步骤。
16.一种屏蔽线圈的制造方法,在对从设置在磁共振成像装置上的磁场发生用的线圈发生的磁场进行屏蔽的无源型的屏蔽线圈的制造方法中,具有:
准备多条用超导物质形成的线材,在该多条线材中以规定的间隔电连接相邻的线材相互之间而形成连接点的步骤;
将多个线材在其横方向上拉长,形成具有多个孔部的板形的线圈体的步骤。
17.一种屏蔽线圈的制造方法,在对从设置在磁共振成像装置上的磁场发生用的线圈发生的磁场进行屏蔽的无源型的屏蔽线圈的制造方法中,具有:
将用超导物质形成的线材在管筒上卷绕安装成螺旋形的步骤;
通过将上述线材在上述管筒上以与最初卷绕安装的线材顺序交叉的方式卷绕安装成螺旋形,形成板形的线圈体的步骤。
18.一种磁共振成像装置,其特征在于,具备:
倾斜磁场发生用的倾斜磁场线圈;
屏蔽从上述倾斜磁场线圈发生的倾斜磁场,用由超导物质形成环形的部分和没有超导物质的部分来形成线圈体的无源型的屏蔽线圈。
19.根据权利要求18所述的磁共振成像装置,将上述线圈体设置成兼具分别对从由X通道、Y通道以及Z通道组成的多个上述倾斜磁场线圈群分别发生的倾斜磁场向外围侧泄漏进行屏蔽的功能的结构。
20.根据权利要求18所述的磁共振成像装置,将上述线圈体设置成不依赖于上述倾斜磁场线圈的线圈图案的形状。
21.根据权利要求18所述的磁共振成像装置,将上述线圈体配置在和发生静磁场的静磁场线圈同样的真空层上。
22.根据权利要求18所述的磁共振成像装置,将上述线圈体配置在和发生静磁场的静磁场线圈分别独立的真空层上。
23.根据权利要求18所述的磁共振成像装置,将上述倾斜磁场线圈设置成自遮蔽型倾斜磁场线圈。
24.根据权利要求18所述的磁共振成像装置,将上述倾斜磁场线圈设置成非屏蔽型的倾斜磁场线圈。
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Cited By (5)
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---|---|---|---|---|
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CN103975384A (zh) * | 2011-09-09 | 2014-08-06 | 美商楼氏电子有限公司 | 用于声学装置的rf屏蔽 |
CN104488364A (zh) * | 2012-07-27 | 2015-04-01 | 麻省理工学院 | 超轻型磁屏蔽高电流紧凑式回旋加速器 |
CN106456047A (zh) * | 2014-05-20 | 2017-02-22 | 株式会社日立制作所 | 极窄漏磁场磁铁型mri装置 |
CN114724796A (zh) * | 2022-06-09 | 2022-07-08 | 山东奥新医疗科技有限公司 | 一种新型结构的磁共振超导磁体 |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10371653B2 (en) | 2010-10-13 | 2019-08-06 | Perm Instruments Inc. | Multi-phase metering device for oilfield applications |
CA2904267C (en) * | 2010-10-13 | 2018-05-01 | Perm Instruments Inc. | Multi-phase metering device for oilfield applications |
JP5750121B2 (ja) * | 2011-01-14 | 2015-07-15 | 株式会社日立メディコ | 傾斜磁場コイル装置および磁気共鳴イメージング装置 |
JP2012143661A (ja) * | 2012-05-11 | 2012-08-02 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置、シールドコイル、シールドコイルの製造方法、及び、磁気共鳴イメージング装置の駆動方法 |
WO2013175928A1 (ja) | 2012-05-21 | 2013-11-28 | 株式会社 東芝 | 磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用の磁石 |
DE102013204952B3 (de) * | 2013-03-20 | 2014-05-15 | Bruker Biospin Ag | Aktiv abgeschirmtes zylinderförmiges Gradientenspulensystem mit passiver HF-Abschirmung für NMR-Apparate |
JP6138600B2 (ja) * | 2013-06-12 | 2017-05-31 | ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社 | 磁場発生装置 |
JP6366940B2 (ja) * | 2014-01-09 | 2018-08-01 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 磁気共鳴イメージング装置 |
US11209510B2 (en) | 2015-11-06 | 2021-12-28 | Cedars-Sinai Medical Center | Unified coil (UNIC) systems and method for next generation magnetic resonance coils |
KR102354603B1 (ko) * | 2018-11-23 | 2022-01-24 | 가천대학교 산학협력단 | 의료용 초전도 자석 |
US11675036B2 (en) | 2021-03-17 | 2023-06-13 | Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. | Shimming device for a magnetic resonance imaging system |
CN113050006B (zh) * | 2021-04-30 | 2023-02-28 | 宁波健信超导科技股份有限公司 | 一种用于核磁共振螺线管梯度线圈的位置调整装置 |
EP4300123A1 (en) * | 2022-06-29 | 2024-01-03 | Siemens Healthcare Limited | Magnetic resonance scanner with passively shielded gradient coil |
US12099104B2 (en) | 2023-01-20 | 2024-09-24 | Fujifilm Healthcare Americas Corporation | Passive shield for magnetic resonance imaging gradient coils |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4876510A (en) * | 1987-06-04 | 1989-10-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus for nuclear spin tomography having superconducting base field magnetic coils and a radiation shield |
US4881035A (en) * | 1987-11-24 | 1989-11-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetic structural arrangement of an installation for nuclear magnetic resonance tomography with superconducting background field coils and normal-conducting gradient coils |
NL8801162A (nl) * | 1988-05-04 | 1989-12-01 | Philips Nv | Supergeleidend magneetstelsel met supergeleidende cylinders. |
US5296810A (en) * | 1992-03-27 | 1994-03-22 | Picker International, Inc. | MRI self-shielded gradient coils |
US5289128A (en) * | 1992-03-27 | 1994-02-22 | Picker International, Inc. | Superconducting gradient shield coils |
JP2948398B2 (ja) | 1991-05-29 | 1999-09-13 | 三菱重工業株式会社 | 印刷機の湿し水供給装置 |
US5548653A (en) * | 1992-02-14 | 1996-08-20 | General Electric Company | Active control of noise and vibrations in magnetic resonance imaging systems using vibrational inputs |
US5539367A (en) * | 1994-05-02 | 1996-07-23 | General Electric Company | Superconducting gradient shields in magnetic resonance imaging magnets |
DE4425997C1 (de) * | 1994-07-22 | 1996-01-25 | Bruker Analytische Messtechnik | Teilbares, bewegliches Gradientensystem für NMR-Tomographen |
JPH0884712A (ja) | 1994-09-16 | 1996-04-02 | Hitachi Medical Corp | 超電導磁石装置及びこれを用いた磁気共鳴イメージング装置 |
JPH08236340A (ja) * | 1994-12-12 | 1996-09-13 | Toshiba Corp | 超電導磁気シールド材とその製造方法ならびにそれを用いた超電導磁石装置 |
GB0213131D0 (en) * | 2002-06-07 | 2002-07-17 | Tesla Engineering Ltd | Coil arrangements |
WO2005091010A1 (en) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Magnetic resonance imaging device bwith an active shielding device |
-
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- 2007-04-06 JP JP2007100276A patent/JP5159145B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 2008-04-04 EP EP08006876A patent/EP1978373A1/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102866370A (zh) * | 2011-07-06 | 2013-01-09 | 西门子(深圳)磁共振有限公司 | 超导磁体装置及磁共振成像系统 |
CN102866370B (zh) * | 2011-07-06 | 2016-05-11 | 西门子(深圳)磁共振有限公司 | 超导磁体装置及磁共振成像系统 |
CN103975384A (zh) * | 2011-09-09 | 2014-08-06 | 美商楼氏电子有限公司 | 用于声学装置的rf屏蔽 |
CN104488364A (zh) * | 2012-07-27 | 2015-04-01 | 麻省理工学院 | 超轻型磁屏蔽高电流紧凑式回旋加速器 |
CN106456047A (zh) * | 2014-05-20 | 2017-02-22 | 株式会社日立制作所 | 极窄漏磁场磁铁型mri装置 |
CN114724796A (zh) * | 2022-06-09 | 2022-07-08 | 山东奥新医疗科技有限公司 | 一种新型结构的磁共振超导磁体 |
Also Published As
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