JP2000182817A

JP2000182817A - 移動車用磁気共鳴イメ―ジング装置の超伝導磁石

Info

Publication number: JP2000182817A
Application number: JP11321870A
Authority: JP
Inventors: Timothy J Havens; ティモシー・ジョン・ヘイブンズ; Chung-Yih Ho; チョン−イ・ホー; Xianrui Huang; シャンリュー・ワング; Steven Ho-Chong Wong; スティーブン・ホー−チョン・ウォン; Bu-Xin Xu; ブ−シン・シュ; Minfeng Xu; ミンフェン・シュ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1998-11-18
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2000-06-30
Also published as: EP1003048A2; EP1003048A3; US5973582A

Abstract

(57)【要約】【課題】固定型の設置及び移動型の設置の両用で、磁
石に近接した異なる磁性材料に起因する磁場シフトを容
易に且つ効果的に補償する。【解決手段】移動車（３０）内の予め選択された位置
（３３）に磁気共鳴イメージング用の超伝導磁石（１
０）を設置する際に、磁石の外部の予め選択された位置
に予め選択された湾曲した磁性バンド（４０、４２、４
４、４６）を貼付して、貼付しなければ車輛構造の磁性
材料に起因して生じたであろうイメージング・ボア１２
内の磁場の不均一を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴イメージ
ング（ＭＲＩ）システムの超伝導磁石アセンブリに関
し、より具体的には、ＭＲＩシステムを輸送する移動車
からの磁気的干渉の補償に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、超伝導磁石は、液体ヘリ
ウムなどの極低温液体（cryogen）を入れたクライオス
タット又は圧力容器内への封入等によって極低温環境内
に配置することにより超伝導性とすることができる。極
低温は、磁石コイルが超伝導性となることを保証してお
り、最初にコイルに電源を短時間接続しておくと、電源
が除去された後にも、電気抵抗が存在しないことにより
コイルに電流が流れ続け、これにより強磁場が維持され
る。超伝導磁石には、ＭＲＩの分野で広範な応用が存在
する。

【０００３】典型的なＭＲＩ磁石では、主超伝導磁石コ
イルは円筒形の圧力容器に封入されており、該圧力容器
は真空容器内に収容されて軸に沿ってイメージング・ボ
アを形成している。主磁石コイルは、イメージング・ボ
ア内に強磁場を形成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高品質
のイメージングのためには、イメージング領域に高度に
均一な磁場を形成し且つ維持することが必要である。こ
のことから、通常の診療所又は病院へ固定して設置する
ことに加えて、様々な形式の移動車に設置するのに適切
な超伝導磁石を得ることには問題があることが分かる。

【０００５】移動型又は移動車用超伝導磁石における磁
場の均一性は、磁石の周囲又は近辺に存在する炭素鋼な
どの磁性材料による影響を受ける。移動車は、床、壁及
び屋根に炭素鋼を有する可能性があるので、ＭＲＩ磁石
が移動車に設置されるとＭＲＩ磁石の磁場の均一性が歪
む。この磁場の歪みは通常、磁場の分解成分であるいく
つかの不均一性高調波成分に加わる。これにより、高度
に均一な磁場を得るために常用されている磁石シミング
過程に困難が生じ、移動車の場合にはしばしば、過剰な
量の受動的磁性シム材料を磁石のウォーム・ボア（warm
bore ）に設置することが必要となる。これにより、従
来の手段では磁石のシミングができなくなる可能性もあ
る。

【０００６】ウォーム・ボア内の過剰な量の磁性シム
は、さまざまな問題を引き起こし得る。ウォーム・ボア
内の空間は非常に限られているので、要求されるイメー
ジング磁場の均一性を提供するのに必要とされることの
ある多数のシムを設置することが出来ない。また、多量
のシム材料を設置するためには、長いシミング過程が必
要であり、労働コストを増大させる。加えて、シムの材
料特性は、温度変化による影響を受ける可能性があり、
ウォーム・ボア内の温度変化はボア内の電子回路及びコ
イルの作動により極めて大きくなるので、ボア内に必要
とされる多量のシムが温度変化によって磁性シム特性に
大幅な変化を与え得る。

【０００７】更にまた、特定の設計又はモデルの超伝導
磁石を、病院又は診療所で固定設置するのに加えて、２
つ以上の形式の移動車によって運搬することが通例とな
っている。超伝導磁石の周囲の磁性材料が変化するよう
な多様にして異なる環境において、同じ製造設計の超伝
導磁石を容易に且つ有効に利用することができれば極め
て望ましい。

【０００８】従って、固定設置及び移動用設置に用いる
ことができ、このような各々の異なる種類の設置時に磁
石に近接した様々な磁性材料に起因する磁場シフトを容
易に且つ効果的に補償することが可能である超伝導磁石
に対する特別な需要が存在する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の一形態によれ
ば、移動車での磁気共鳴イメージングのための超伝導磁
石アセンブリが、中心軸に沿ったイメージング・ボアを
備えた真空円筒形アセンブリを含んでいる。移動車の磁
性構造要素による磁場の歪みを補償する手段は、超伝導
磁石アセンブリの表面上の予め選択された位置に貼付さ
れる複数の磁性材料製の湾曲したバンドを含んでおり、
これらの位置及び磁性材料は、特定の移動車についてイ
メージング・ボア内の不均一性を補正するように予め選
択される。バンドの様々な組及び予め選択される様々な
バンド位置によって、固定設置に加え、様々な構成の移
動車用に、標準設計の超伝導磁石に対して補償を容易に
行うことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１及び図２について説明する。
超伝導磁気共鳴イメージング用磁石アセンブリ１０が、
軸５の周囲に中央イメージング・ボア１２を形成してい
る真空容器２１の内部に同心状に設けられた圧力容器又
は極低温液体容器１１を含んでいる。圧力容器１１の内
部には複合材ドラム４が配置されており、ドラム４に
は、軸５に垂直な平面６に向かって軸方向長さが次第に
減少している３対の主磁石コイル１６、１７及び１８が
設けられている。主磁石コイル１６、１７及び１８は、
軸方向に隔設されており、ドラム４の軸方向スロットに
巻回されている。磁石の迷走磁場を減少させるために、
バッキング・コイル１９等の更なるコイルが設けられて
いる。

【００１１】外部電力との接続及び制御用接続が、リー
ド・アセンブリ２６によってアクセス・ポート２８を貫
通して設けられている。リード・アセンブリ２６は、真
空容器２１の外側のコネクタ２５と、プレート２７を貫
通しているダクト２０とを含んでおり、圧力容器１１の
内部の磁石コイル１６、１７、１８及び１９を含めた各
構成要素に対して電気的接続を提供する。液体ヘリウム
冷却型ＭＲＩ磁石アセンブリ１０の場合には、流入パイ
プ８を介して圧力容器１１に液体ヘリウムが供給され
る。

【００１２】超伝導磁石アセンブリ１０は、移動車への
設置の場合には、車輛３０の内部で支持部材３２の上に
配置され、床３４及び壁３６によって模式的に示すよう
に、床、壁及び／又は屋根等を構成する炭素鋼によって
包囲される。

【００１３】真空容器２１の外部には、超伝導磁石アセ
ンブリ１０が設置される特定の形式又はモデルの移動車
に対して予め決定され選択された位置に、炭素鋼等の磁
性材料製の複数の湾曲したバンド又はパッチ４０、４
２、４４及び４６が貼付される。移動型磁石用の典型的
なバンド（又はパッチ）は、長さが１０〜２０インチ、
幅が１〜５インチ、厚さが１／４〜１／２インチであ
る。磁石アセンブリ１０は、移動車の磁性材料によって
生ずる中央イメージング・ボア１２内の磁気オフセット
及びその結果の磁場不均一が、特定の設計又は形式を持
つすべての車輛について本質的に同一になるように、移
動車３０の床３４の予め選択された位置３３に配置され
る。次いで、磁性バンド４０、４２、４４及び４６の寸
法及び配置をこの特定の形式の移動車への設置のために
算出して予め選択することができる。というのは、この
移動車３０がイメージング・ボア１２内の磁場に対して
及ぼす影響は、同じ形式のすべての移動車について同一
であるからである。

【００１４】このように、磁性バンド４０、４２及び４
４の組の配置は、同じ形式のすべての移動車について同
一であり、異なる形式の移動車については、点線によっ
て示す参照番号５０及び５２のような予め選択された異
なる位置に、異なる長さ及び／又は幅の他の異なるバン
ドの組を貼付する。１つの形式の超伝導磁石１０につい
て用いられる移動車の数は通常は限られているので、磁
性バンド４０、４２及び４４のような組、並びに参照番
号５０及び５２のような代替的なバンド位置は、限定さ
れているが予め選択されており、各々の形式の車輛につ
いて位置が予め選択される。

【００１５】磁性バンド４０、４２及び４４のような磁
性バンドを設けていない超伝導磁石１０を、移動車用で
なく病院及び診療所等での固定設置向けに設計しておけ
ば、単一の設計及び製造による磁石を、バンド４０、４
２、４４及び４６のような外部バンドを設けないときに
は固定設置用に、また外部バンドを設けたときには予め
選択された多数の移動車で利用するように、容易に応用
し利用することが可能になる。このように、特定の車輛
について適用可能な磁性バンドの組及び位置を予め決定
しておけば、この特定の移動車への設置時には標準設計
を容易に修正することができる。

【００１６】参照番号４０、４２及び４４のような超伝
導バンドは、用いなければ車輛を構成する磁性材料に起
因して生じたであろうイメージング・ボア１２内の磁場
の磁気歪みを相殺し又は補償し、イメージング・ボア１
２内のイメージング磁場の不均一性を補正し又は補償す
る。これにより、改善され且つ許容可能な磁気共鳴イメ
ージングが可能になる。

【００１７】以上、いくつかの好ましい実施例について
本発明を記載したが、構造、部材の構成及び組み合わ
せ、並びに用いられる材料の種類の多数の変形及び詳細
設定が、本発明の要旨から逸脱することなく行われ得る
ことを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を組み込んだ超伝導磁石の側断面図であ
る。

【図２】本発明の原理を示す単純化された斜視図であ
る。

【符号の説明】

４複合材ドラム５軸６平面８流入パイプ１０超伝導磁石・アセンブリ１１圧力容器１２中央イメージング・ボア１６、１７、１８主磁石コイル１９バッキング・コイル２０ダクト２１真空容器２５コネクタ２６リード・アセンブリ２７プレート２８アクセス・ポート３０車輛３２支持材３３設置位置３４床３６壁４０、４２、４４、４６補償用の磁性バンド５０、５２補償用磁性バンドの代替的な位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者チョン−イ・ホーアメリカ合衆国、サウス・カロライナ州、フローレンス、トラッター・ロード、2720 番 (72)発明者シャンリュー・ワングアメリカ合衆国、サウス・カロライナ州、フローレンス、オーク・チェイス・レーン、1017番 (72)発明者スティーブン・ホー−チョン・ウォンアメリカ合衆国、サウス・カロライナ州、フローレンス、ベルビュ・ドライブ、1762 番 (72)発明者ブ−シン・シュアメリカ合衆国、サウス・カロライナ州、フローレンス、ブライヤーリー・ロード、 708番 (72)発明者ミンフェン・シュアメリカ合衆国、サウス・カロライナ州、フローレンス、ライス・ホープ・コーブ、 717番

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動車用磁気共鳴イメージング装置の超
伝導磁石において、極低温液体容器を包囲している真空円筒形アセンブリで
あって、該アセンブリの軸の周囲に中央イメージング・
ボアを有する真空円筒形アセンブリと、前記超伝導磁石
により前記イメージング・ボア内に形成される磁場の均
一性に対して影響を及ぼす磁性要素を含んでいる移動車であっ
て、該移動車内の予め選択された位置に前記真空円筒形
アセンブリを設置している移動車と、複数の組の予め選択された磁性材料製の湾曲したバンド
を含んでいて、前記磁場の均一性に対して前記移動車の
前記磁性要素が及ぼす影響を補正する補償手段であっ
て、前記移動車の各々の形式についての前記円筒形アセ
ンブリ上の予め選択された位置に選択された１組の前記
バンドが貼付されるようにした補償手段とを有し、前記移動車の形式について予め選択された前記位置に貼
付される予め選択された１組の前記バンドにより、貼付
しなければ前記移動車への前記超伝導磁石の設置に起因
して生じたであろう前記イメージング・ボア内の不均一
性が補正されることを特徴とする超伝導磁石。
【請求項２】前記補償手段は、非移動用として利用す
る場合は前記超伝導磁石に用いられず、これにより、単
一の設計の超伝導磁石を非移動用又は移動用に選択的に
利用可能とした請求項１に記載の超伝導磁石。
【請求項３】前記磁性材料は、前記超伝導磁石の外側
円筒表面に貼付される炭素鋼製パッチである請求項１に
記載の超伝導磁石。
【請求項４】前記真空円筒形アセンブリは、前記極低
温液体容器を包囲する真空容器を含んでおり、前記磁性
バンドが前記真空容器の外側表面に貼付される請求項３
に記載の超伝導磁石。
【請求項５】前記貼付位置の選択は、補償が行われる
べき移動車設計の鋼製壁の量及び位置、並びに移動車の
構造に応じて定められる請求項４に記載の超伝導磁石。
【請求項６】前記パッチは、接着及び溶接から選択さ
れる固定手段により前記貼付位置において前記超伝導磁
石の外側に固定される請求項５に記載の超伝導磁石。
【請求項７】前記パッチは、幅が１〜５インチで、長
さが１０〜２０インチである請求項６に記載の超伝導磁
石。
【請求項８】前記パッチは、前記超伝導磁石の円周表
面の周囲で実質的に半径方向に延在している請求項６に
記載の超伝導磁石。
【請求項９】前記パッチは、前記円周表面の周囲で前
記軸に実質的に垂直な平面に沿って延在している請求項
８に記載の超伝導磁石。
【請求項１０】極低温液体容器の周囲に同心状に設け
られていて、イメージング・ボアを包囲している円筒形
の真空容器と、前記極低温液体容器の内部に設けられて
いて、前記イメージング・ボア内に磁場を形成する磁性
コイルと、前記磁場の不均一性を最小化するシム手段と
を有する磁気共鳴イメージング用の超伝導磁石であっ
て、前記シム手段は、移動車内に前記磁石を設置する際に前
記真空容器の外側に随意選択により設けられ追加の磁性
シム部材を含んでおり、該追加の磁性シム部材は、配置しなければ前記移動車の
磁性材料に起因して生じたであろう前記イメージング・
ボア内の不均一性を補正するために予め選択された位置
に配置されていることを特徴とする超伝導磁石。
【請求項１１】前記追加の磁性シム部材は、所定の寸
法を有する湾曲した磁性部材である請求項１０に記載の
超伝導磁石。
【請求項１２】前記湾曲した磁性部材は、幅が１〜５
インチで、長さが１０〜２０インチである請求項１１に
記載の超伝導磁石。
【請求項１３】複数の組の前記湾曲した磁性部材が存
在しており、各々の組について予め選択された前記位置
は、特定の形式の移動車上で用いるために利用可能であ
り、前記湾曲した磁性部材の組を用いない場合には、前
記超伝導磁石を非移動用に設置することが出来ると共
に、前記磁石を設置する車輛の形式に適用可能である予
め選択された前記湾曲した磁性部材の組及び予め選択さ
れた前記位置を選択し適用することにより、前記同じ磁
石を複数の形式の移動車に随意選択により利用すること
が可能である請求項１１に記載の超伝導磁石。
【請求項１４】前記位置の選択は、補償が行われる移
動車の形式の磁性構造物の量及び位置に依存する請求項
１３に記載の超伝導磁石。
【請求項１５】前記湾曲した磁性部材は、接着及び溶
接から成る群から選択される固定法により前記位置にお
いて前記超伝導磁石の外側に固定される請求項１４に記
載の超伝導磁石。
【請求項１６】前記追加の磁性シム部材は、炭素鋼で
ある請求項１５に記載の超伝導磁石。
【請求項１７】前記追加の磁性シム部材は、前記超伝
導磁石の円周表面の周囲で前記イメージング・ボアの軸
に垂直な平面に沿って実質的に半径方向に延在している
請求項１６に記載の超伝導磁石。
【請求項１８】前記磁石は、前記移動車の予め選択さ
れた位置に設置される請求項１７に記載の超伝導磁石。