DE3819542A1

DE3819542A1 - Magnetische abschirmvorrichtung

Info

Publication number: DE3819542A1
Application number: DE3819542A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Furukawa
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-06-10
Filing date: 1988-06-08
Publication date: 1988-12-29
Also published as: JPS63307711A; US4808957A

Description

Die Erfindung betrifft eine magnetische Abschirmvorrichtung zur Verwendung bei einem Magnetresonanz-Bildgerät oder ähn lichem, bei dem mit Hilfe eines Magnetfeldes medizinische Information eines Patienten gewonnen wird.

Bei einem herkömmlichen Magnetresonanz-Bildgerät wird eine Einrichtung zur Erzeugung eines statischen Magnetfeldes verwendet. Grundsätzlich muß diese Einrichtung zur Gewin nung von Bildern hoher Qualität ein starkes, gleichförmiges Magnetfeld erzeugen. In der letzten Zeit hat man als Ein richtung zur Erzeugung eines statischen Magnetfeldes, das in der Lage ist, ein starkes Magnetfeld zu erzeugen, eine mit einem Supraleiter ausgestattete Magneteinheit einge setzt.

Eine herkömmliche Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung zur Er zeugung eines statischen Magnetfeldes unter Verwendung eines Supraleiters enthält eine Magneteinheit 2, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Die Magneteinheit 2 umfaßt ein dop pelzylindrisches Gehäuse 4. Das Gehäuse 4 enthält einen in neren Zylinder 6 und einen äußeren Zylinder 8. Beide Enden des Raums zwischen dem inneren Zylinder 6 und dem äußeren Zylinder 8 sind durch jeweilige Stirnplatten 10 abgeschlos sen. Beide Enden des inneren Zylinders 6 sind offen. Die innere Umfangsfläche des inneren Zylinders 6 des Gehäuses 4 bildet einen säulenförmigen Hohlraum 14. Im Gehäuse 4, d. h., zwischen dem inneren Zylinder 6 und dem äußeren Zylinder 8, ist eine supraleitende Spule 16 mit einem Kühlmittel 18, wie flüssigem Helium, angeordnet. Über nicht gezeigte Stromversorgungsleitungen wird der supraleitenden Spule 16 Strom zugeführt. Die Magneteinheit 2 wird auf diese Weise durch permanenten Stromfluß erregt.

Mit dieser Anordnung kann ein starkes, gleichförmiges sta tisches Magnetfeld längs der Axialrichtung des säulenförmi gen Hohlraums 14 erzeugt werden.

Der magnetische Leckfluß ist dabei nicht vernachlässigbar. Wenn das Magnetfeld im Hohlraum 14 stärker wird, steigen Größe und Fläche des magnetischen Leckflusses. Dieser ma gnetische Leckfluß beeinträchtigt Informationsverarbei tungseinheiten und andere medizinische Geräte, die um die Magnetfeld-Erzeugungseinheit herum angeordnet sind. Bei spielsweise verursacht der magnetische Leckfluß eine Ver zerrung des Bildes von einer Bildaufnahmeröhre eines Rönt genstrahlenfernsehsystems sowie des Bildes von einem Bildintensitätserhöher, oder eine Farbfehlausrichtung bei einem Farbfernsehmonitor. Aus diesem Grund werden infolge des Einflusses des magnetischen Leckflusses die Installa tionsvoraussetzungen des Magnetresonanz-Bildgeräts uner wünscht kompliziert.

Zur Lösung dieser Probleme hat man die Außenfläche der Ma gneteinheit mit einer magnetischen Abschirmung aus einem magnetischen Körper wie Eisen bedeckt. Im einzelnen wurde eine magnetische Abschirmung im wesentlichen gleicher Form wie das Gehäuse einstückig an der Außenfläche des Gehäuses angebracht. Damit kann der Einfluß des magnetischen Leck flusses reduziert werden.

Da jedoch das Gewicht der Magneteinheit etwa 3 t oder mehr beträgt, ist es schwierig, eine solche Magneteinheit an den Verwendungsort, etwa ein Krankenhaus, zu transportieren.

Wenn die magnetische Abschirmung, die im wesentlichen das selbe Gewicht wie die Magneteinheit selbst aufweist, zu sätzlich an der Magneteinheit montiert wird, werden Gewicht und Größe der Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung insgesamt noch größer. Dies macht es noch schwieriger, die Magnetein heit an den Verwendungsort zu transportieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine magnetische Abschirmvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, den magnetischen Leckfluß zu reduzieren, und doch leicht zu einem Verwendungsort transportiert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine magnetische Abschirmvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteil hafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer herkömm lichen Magneteinheit,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer Magnet feld-Erzeugungseinrichtung mit einer magnetischen Abschirmvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Ma gneteinheit, wie sie in der Magnetfeld- Erzeugungseinrichtung von Fig. 2 ver wendet wird,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer ma gnetischen Abschirmvorrichtung, wie sie in der Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung von Fig. 2 verwendet wird,

Fig. 5 eine Vorderansicht, die den Zustand zeigt, bei dem die magnetischen Ab schirmteile der Magnetfeld-Erzeugungs einrichtung von Fig. 2 von der Magnet einheit beabstandet sind, und

Fig. 6 eine Vorderansicht, die den Zustand zeigt, wo die magnetischen Abschirm teile der Magnetfeld-Erzeugungseinrich tung von Fig. 2 an der Magneteinheit montiert sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfol gend unter Bezug auf die Fig. 2 bis 6 beschrieben.

In Fig. 2 bezeichnet die Bezugszahl 22 eine Magnetfeld-Er zeugungseinrichtung zur Erzeugung eines statischen Magnet feldes. Die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung 22 enthält eine Magneteinheit 24 zur Erzeugung eines statischen Ma gnetfeldes und eine magnetische Abschirmvorrichtung 26 zur Verringerung des magnetischen Leckflusses von der Magnet einheit.

Die Magneteinheit 24 umfaßt ein doppelzylindrisches Gehäuse 28. Das Gehäuse 28 enthält einen inneren Zylinder 30 und einen äußeren Zylinder 32. Beide Enden des Raums zwischen dem inneren Zylinder 30 und dem äußeren Zylinder 32 sind durch jeweilige Stirnplatten 34 abgeschlossen. Die beiden Enden des inneren Zylinders 30 sind offen. Von der inneren Umfangsfläche des inneren Zylinders 30 des Gehäuses 28 wird ein säulenförmiger Hohlraum 38 gebildet. In dem Gehäuse 28, d. h., zwischen dem inneren Zylinder 30 und dem äußeren Zy linder 32 ist eine supraleitende Spule 40 mit einem Kühl mittel 42, wie flüssigem Helium, angeordnet. Über nicht ge zeigte Stromversorgungsleitungen wird der supraleitenden Spule 40 Strom zugeführt. Da die Magneteinheit 24 auf diese Weise permanent mit Strom versorgt wird, kann sie ein star kes, gleichförmiges statisches Magnetfeld längs der Axial richtung des säulenförmigen Hohlraums 38 erzeugen.

Die magnetische Abschirmvorrichtung 26 hat im wesentlichen zylindrische Form und ist mit einem vorgegebenen Spalt um die Magneteinheit 24 herum angeordnet. Kreisförmige Öffnun gen 44, die dem Hohlraum 38 gegenüberliegen, sind an den beiden Stirnseiten der magnetischen Abschirmvorrichtung 26 ausgebildet.

Wie in Fig. 3 gezeigt, sind an der Unterseite der Magnet einheit 24 vier Beine 46 angebracht. Die Beine 46 sind mit Hilfe von Bolzen 50 an vier Befestigungsplatten 48 be festigt, die ihrerseits am Installationsboden 47 festge macht sind.

Wie in Fig. 4 gezeigt, umfaßt die magnetische Abschirmvor richtung 26 zwei magnetische Abschirmteile 50 und 52. Die magnetischen Abschirmteile 50 und 52 haben je einen halb kreisförmigen Querschnitt, als seien sie durch Teilen eines Zylinders längs einer vertikalen Schnittebene gebildet. Das eine magnetische Abschirmteil 50 weist in Axialrichtung verlaufend eine Oberkante 54 und eine Unterkante 56 auf. Das andere magnetische Abschirmteil 52 weist entsprechend in Axialrichtung verlaufend eine obere Kante 58 und eine untere Kante 60 auf. Die Oberkanten 54 und 58 sowie die Un terkanten 56 und 60 werden jeweils miteinander verbunden. Halbkreisförmige Flansche 62 und 64, die sich jeweils in einer Richtung senkrecht zur Axialrichtung der magnetischen Abschirmvorrichtung nach innen erstrecken, sind jeweils an den Stirnseiten der magnetischen Abschirmteile 50 und 52 angeordnet. Die oben beschriebene Öffnung 44 wird an den jeweiligen Enden der magnetischen Abschirmvorrichtung zwi schen den Flanschen 62 und 64 gebildet.

Zwei Befestigungsstücke 66 sind nahe der Oberkante 54 des magnetischen Abschirmteils 50 angebracht. Zwei Befesti gungsstücke 68, die den Befestigungsstücken 66 entsprechen, sind nahe der Oberkante 58 des magnetischen Abschirmteils 52 angebracht. In den Befestigungsstücken 66 und 68 sind Einführlöcher 70 bzw. 72 ausgebildet.

Zwei Paare von der Bewegung dienenden Beinen 74 und ein Paar von Befestigungsbeinen 76 sind nahe der Unterkante 56 des magnetischen Abschirmteils 50 angebracht. Zwei Paare von der Bewegung dienenden Beinen 78 und ein Paar von Be festigungsbeinen 80 sind nahe der Unterkante 60 des magne tischen Abschirmteils 52 angeordnet. Schwenkrollen 82 sind jeweils an den Beinen 74 und 78 angebracht. In den Be festigungsbeinen 76 und 80 sind Einführlöcher 84 ausgebil det.

Wenn die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung 22 am Verwen dungsort, etwa in einem Krankenhaus, auf dem Boden instal liert werden soll, muß zunächst die Magneteinheit 24 trans portiert und an gewünschter Stelle befestigt werden. Dann müssen die magnetischen Abschirmteile 50 und 52 gesondert von der Magneteinheit 24 transportiert und zu beiden Seiten der Magneteinheit 24 angeordnet werden, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Wie Fig. 6 zeigt, werden die magnetischen Ab schirmteile 50 und 52 dann gegen die Magneteinheit 24 be wegt. Die Oberkanten 54 und 58 der magnetischen Abschirm teile 50 und 52 werden miteinander verbunden. In ähnlicher Weise werden die Unterkanten 56 und 60 der magnetischen Ab schirmteile 50 und 52 miteinander verbunden. Bolzen 86 wer den in die Einführlöcher 70 und 72 der Befestigungsstücke 66 und 68 eingeführt und mit Hilfe jeweiliger Muttern 88 festgezogen. Außerdem werden Bolzen 90 in die Einführlöcher 84 der Befestigungsbeine 76 eingeführt und in Innengewinde 92 (in Fig. 3 gezeigt), die in den Befestigungsplatten 48 ausgebildet sind, eingeschraubt.

Bei dieser Anordnung kann ein gewünschtes statisches Ma gnetfeld mit hoher Intensität und Gleichförmigkeit im Hohl raum 38 erzeugt werden, wie in Fig. 2 gezeigt. Darüber hin aus wird der magnetische Leckfluß von den magnetischen Ab schirmteilen 50 und 52 abgeschirmt. Daher ist der Bereich des magnetischen Leckflusses stark begrenzt.

Da die magnetischen Abschirmteile 50 und 52 miteinander verbunden werden, um die Magneteinheit 24 einzuschließen, können kompakte und leichtgewichtige magnetische Ab schirmteile 50 und 52 realisiert werden. Außerdem können die magnetischen Abschirmteile 50 und 52 getrennt zu einem Aufnahmeraum transportiert werden. Dieser Transport der ma gnetischen Abschirmteile 50 und 52 in den Aufnahmeraum ist deshalb einfach.

Schwenkrollen 82 sind jeweils an den magnetischen Abschirm teilen 50 und 52 angebracht, so daß diese Abschirmteile ohne Transportvorrichtung leicht in den Aufnahmeraum trans portiert werden können.

Die magnetischen Abschirmteile 50 und 52 weisen je einen halbkreisförmigen Querschnitt auf, wie er durch Teile eines Zylinders in Vertikalrichtung entsteht. Daher können die magnetischen Abschirmteile 50 und 52 nahe der Magneteinheit 24 in eine Richtung senkrecht zur Axialrichtung der Magnet einheit 24 angeordnet werden. Aus diesem Grunde können die magnetischen Abschirmteile 50 und 52 auch bei beengten Raumverhältnissen, etwa bei einem Raum mit niedriger Decke, leicht installiert werden.

Die magnetischen Abschirmteile 50 und 52 werden miteinander längs der Axialrichtung der Magneteinheit 24 verbunden. Da her sind keine Verbindungsabschnitte längs der Richtung des durch die magnetischen Abschirmteile 50 und 52 passierenden Magnetflusses vorhanden. Mit anderen Worten, magnetische Flüsse, die durch die magnetischen Abschirmteile 50 und 52 laufen, werden nicht abgeschirmt. Daher wird die magneti sche Reluktanz nicht erhöht und die Funktion zur Abschir mung des magnetischen Leckflusses nicht beeinträchtigt.

Claims

1. Magnetische Abschirmvorrichtung zur Abschirmung gegen magnetischen Leckfluß, der von einer zylindrischen Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (24) ausgeht, die einen säulenförmigen Hohlraum (38) aufweist und zur Erzeugung eines statischen Magnetfeldes längs der Axialrichtung des Hohlraums (38) ausgebildet ist, gekennzeichnet durch
eine Mehrzahl magnetischer Abschirmmittel (50, 52) zur Abschirmung gegen magnetischen Leckfluß, der von der Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (24) ausgeht, wobei die Mehrzahl magnetischer Abschirmmittel (50, 52) miteinander verbindbar sind, wobei die Verbindungsabschnitte (54, 56, 58, 60) in Axialrichtung des Hohlraums (38) verlaufen, der art, daß die magnetischen Abschirmmittel die Magnetfeld-Er zeugungseinrichtung (24) umgeben,
eine Mehrzahl von Bewegungseinrichtungen (74, 78, 82) zum jeweiligen Tragen der Mehrzahl magnetischer Abschirm mittel (50, 52) und
Befestigungsmittel (66, 68, 86, 88, 76, 80, 90) zur Befestigung der magnetischen Abschirmmittel (50, 52) in einer solchen Weise, daß die magnetischen Abschirmmittel (50, 52) die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (24) umgeben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Abschirmmittel (50, 52) zwei Paare von Kanten (54, 56, 58, 60) umfassen, die sich in Axialrichtung des Hohlraums (38) erstrecken, wobei benachbarte Kanten der beiden Paare von Kanten (54, 56, 58, 60) miteinander ver bindbar sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Abschirmmittel (50, 52) magnetische Abschirmteile (50, 52) umfassen, von denen jedes einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Abschirmmittel (50, 52) magnetische Abschirmteile (50, 52) aufweisen, von denen jedes einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist, wie er durch Schneiden eines Zylinders in Vertikalrichtung entsteht.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtungen (74, 78, 82) Beine (74, 78) aufweisen, die mit den magnetischen Abschirmteilen (50, 52) verbunden sind, sowie mit den Beinen (74, 78) verbun dene Schwenkrollen (82).

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel (66, 68, 86, 88, 76, 80, 90) erste Befestigungsmittel (66, 68, 86, 88) zur Befestigung der magnetischen Abschirmmittel (50, 52) aneinander sowie zweite Befestigungsmittel (76, 80, 90) zur Befestigung der magnetischen Abschirmmittel (50, 52) an der Oberfläche eines Installationsbodens (47) umfassen.

7. Magneteinheit umfassend:
eine zylindrische Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (24), die einen säulenförmigen Hohlraum (38) aufweist, zum Erzeugen eines statischen Magnetfeldes längs der Axialrich tung des Hohlraums (38),
eine Mehrzahl magnetischer Abschirmmittel (50, 52) zur Abschirmung gegen magnetischen Leckfluß, der von der Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (24) ausgeht, wobei die Mehrzahl magnetischer Abschirmmittel (50, 52) miteinander verbindbar sind und die Verbindungsabschnitte (54, 56, 58, 60) sich in Axialrichtung des Hohlraums (38) erstrecken, um die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (24) zu umgeben,
eine Mehrzahl von Bewegungseinrichtungen (74, 78, 82) zum jeweiligen Tragen der Mehrzahl magnetischer Abschirm mittel (50, 52), und
Befestigungsmittel (66, 68, 86, 88, 76, 80, 90) zur Befestigung der magnetischen Abschirmmittel (50, 52) in einer solchen Weise, daß sie die Magnetfeld-Erzeugungsein richtung (24) umgeben.