JP2000287950A - 磁場安定化方法、磁場発生装置および磁気共鳴撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設置空間の温度分布に影響されない磁場安定
化方法、磁場発生装置および磁気共鳴撮像装置を実現す
る。 【解決手段】 空間を隔てて互いに対向する１対の永久
磁石とこれら永久磁石用の磁気回路を構成するヨークと
を有する磁場発生装置２の磁場を安定化するに当たり、
ヨークの複数箇所１５４，１５８で検出した温度に基づ
き複数箇所に作用させる熱量をそれぞれ制御（１７２，
１７４）して複数箇所の温度をそれぞれ安定化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁場安定化方法、
磁場発生装置および磁気共鳴撮像装置に関し、特に、永
久磁石を用いた磁場発生装置の磁場を安定化する方法、
磁場の安定な磁場発生装置、および、そのような磁場発
生装置を用いる磁気共鳴撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴撮像装置用の、永久磁石を用い
た磁場発生装置は、空間を挟んで上下に対向する１対の
永久磁石とこれら永久磁石用の磁気回路を構成するヨー
ク（ｙｏｋｅ）とを有する。周囲温度の変動による磁場
強度の変化を防止して安定な磁場を得るために、磁場発
生装置を一定温度に保温することが行われる。保温する
温度は常温よりやや高く、しかも永久磁石が磁気を失わ
ない温度とする。そのような温度として例えば３０°Ｃ
が選ばれる。

【０００３】このような温度を保つための熱量供給源と
して電気ヒータ（ｈｅａｔｅｒ）が用いられ、その発熱
量が制御装置によって制御される。制御装置には、磁場
発生装置の所定の箇所で測定した温度が検出信号として
入力される。検出信号を得るための温度測定点は、例え
ば上部永久磁石の直上のヨーク内部等に設定される。制
御装置はこの検出信号の値が予め定められた設定値に一
致するように電気ヒータの発熱量を制御する。

【０００４】電気ヒータは磁場発生装置の大きな熱容量
に適合する発熱量の大きなものが用いられ、制御装置は
これをＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａ
ｔｉｏｎ）信号によりオン・オフ（ｏｎ ｏｆｆ）制御
する。オン・オフのデューテイレシオ（ｄｕｔｙ ｒａ
ｔｉｏ）は、設定値に対する検出信号の偏差に応じてＰ
ＩＤ（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ，ｉｎｔｅｇｒａｌ，
ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような温度制御
により磁場発生装置を恒温化しようとした場合、例えば
車載（モービル：ｍｏｂｉｌｅ）型の磁気共鳴撮像装置
が厳冬期等にしばしば遭遇するように、磁場発生装置の
設置空間の上下の温度差が大きくなると、上部永久磁石
の温度と下部永久磁石の温度に差が生じ、磁場の安定性
が損なわれるという問題があった。

【０００６】また、発熱量が大きな電気ヒータを用いる
ので、温度偏差が小さい状態すなわち低リプル（ｒｉｐ
ｐｌｅ）状態で温度制御を行うときはオン・オフの頻度
が増し、磁場発生装置内部の熱伝導の遅れにより制御が
不安定になり易いという問題があった。さらにオン・オ
フの頻度増加に伴うノイズの発生が撮影画像の品質を低
下させるという問題があった。

【０００７】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、設置空間の温度分布に影響
されない磁場安定化方法、磁場発生装置および磁気共鳴
撮像装置を実現することである。また、制御系の安定性
が良い磁場安定化方法、磁場発生装置および磁気共鳴撮
像装置を実現することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】（１）上記の課題を解決
する第１の本発明は、空間を隔てて互いに対向する１対
の永久磁石とこれら永久磁石用の磁気回路を構成するヨ
ークとを有する磁場発生装置の磁場を安定化するに当た
り、前記ヨークの複数箇所の温度を検出し、前記検出し
た複数箇所の温度に基づき前記複数箇所に作用させる熱
量をそれぞれ制御して前記複数箇所の温度をそれぞれ安
定化することを特徴とする磁場安定化方法である。

【０００９】（２）上記の課題を解決する第２の本発明
は、空間を隔てて互いに対向する１対の永久磁石とこれ
ら永久磁石用の磁気回路を構成するヨークとを有する磁
場発生装置につき、前記ヨークの温度を検出し、前記検
出した温度に基づき前記ヨークに作用させる熱量を制御
して磁場を安定化するに当たり、前記ヨークに作用させ
る熱量を複数の熱量発生源が発生する熱量の組み合わせ
によって得ることを特徴とする磁場安定化方法である。

【００１０】（３）上記の課題を解決する第３の本発明
は、空間を隔てて互いに対向する１対の永久磁石と、前
記永久磁石用の磁気回路を構成するヨークと、前記ヨー
クの複数箇所の温度を検出する複数の温度検出手段と、
前記複数箇所に作用させる熱量をそれぞれ発生する複数
の熱量発生手段と、前記検出した複数箇所の温度に基づ
き前記複数の熱量発生手段をそれぞれ制御して前記複数
箇所の温度をそれぞれ安定化する複数の温度調節手段と
を具備することを特徴とする磁場発生装置である。

【００１１】（４）上記の課題を解決する第４の本発明
は、空間を隔てて互いに対向する１対の永久磁石と、前
記永久磁石用の磁気回路を構成するヨークと、前記ヨー
クの温度を検出する温度検出手段と、前記ヨークに作用
させる熱量を発生する熱量発生手段と、前記検出した温
度に基づき前記熱量発生手段を制御して前記ヨークの温
度を安定化する温度調節手段とを有する磁場発生装置で
あって、前記熱量発生手段は複数の熱量発生源を備え、
前記温度調節手段は前記複数の熱量発生源の熱量の組み
合わせをも制御することを特徴とする磁場発生装置であ
る。

【００１２】（５）上記の課題を解決する第５の本発明
は、前記熱量発生手段は商用周波数の交流電力に基づい
て熱量を発生することを特徴とする（３）または（４）
に記載の磁場発生装置である。

【００１３】（６）上記の課題を解決する第６の本発明
は、前記ヨークの温度が予め定めた限度を超えたことを
検出する温度超過検出手段と、前記温度超過検出手段の
出力信号に基づいて前記ヨークの温度を下げる温度低下
手段とを具備することを特徴とする（３）ないし（５）
のうちのいずれか１つに記載の磁場発生装置である。

【００１４】（７）上記の課題を解決する第７の本発明
は、設置面との接触部の温度を安定化する温度安定化手
段を具備することを特徴とする（３）ないし（６）のう
ちのいずれか１つに記載の磁場発生装置である。

【００１５】（８）上記の課題を解決する第８の本発明
は、被検体を収容した空間に静磁場を形成する静磁場形
成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成
手段と、前記空間に高周波磁場を形成する高周波磁場形
成手段と、前記空間から磁気共鳴信号を測定する測定手
段と、前記測定手段が測定した前記磁気共鳴信号に基づ
いて画像を生成する画像生成手段とを有する磁気共鳴撮
像装置であって、前記静磁場形成手段として（３）ない
し（７）のうちのいずれか１つに記載の磁場発生装置を
用いることを特徴とする磁気共鳴撮像装置である。

【００１６】第１の発明ないし第８の発明のうちのいず
れか１つにおいて、前記熱量を電気ヒータによって得る
ことが、温度制御が容易な点で好ましい。 （作用）本発明では、ヨークの複数箇所の温度を検出
し、それに基づいて複数箇所に作用させる熱量をそれぞ
れ制御して複数箇所の温度をそれぞれ安定化することに
より、磁場発生装置全体を恒温化する。また、ヨークに
作用させる熱量を発生する複数の熱量発生源の熱量の組
み合わせをも制御することにより、制御を安定化する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮像装置の
ブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実
施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明
の装置に関する実施の形態の一例が示される。

【００１８】図１に示すように、本装置では、静磁場発
生部２がその内部空間に均一な静磁場を形成する。静磁
場発生部２は、本発明の磁場発生装置の実施の形態の一
例である。静磁場発生部２の構成によって、本発明の装
置に関する実施の形態の一例が示される。静磁場発生部
２の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の
一例が示される。静磁場発生部２は、また、本発明にお
ける静磁場形成手段の実施の形態の一例である。静磁場
発生部２は、後にあらためて説明するように１対の永久
磁石を備えており、それらが間隔を保って上下に対向
し、その対向空間に静磁場（垂直磁場）を形成してい
る。

【００１９】静磁場発生部２の内部空間には勾配コイル
（ｃｏｉｌ）部４，４’および送信コイル６，６’が設
けられ、同様にそれぞれ間隔を保って上下に対向してい
る。送信コイル部６，６’が対向する空間に、被検体８
が、撮像テーブル１０に搭載されて図示しない搬入手段
により搬入される。被検体８の体軸は静磁場の方向と直
交する。撮像テーブル１０には、被検体８の撮像部位を
囲んで受信コイル部１２０が取り付けられている。

【００２０】勾配コイル部４，４’には勾配駆動部１６
が接続されている。勾配駆動部１６は勾配コイル部４，
４’に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させるようにな
っている。勾配コイル部４，４’および勾配駆動部１６
は、本発明における勾配磁場形成手段の実施の形態の一
例である。発生する勾配磁場は、スライス（ｓｌｉｃ
ｅ）勾配磁場、読み出し勾配磁場および位相エンコード
（ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場の３種である。

【００２１】送信コイル部６，６’には送信部１８が接
続されている。送信部１８は送信コイル部６，６’に駆
動信号を与えてＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃ
ｙ）磁場を発生させ、それによって、被検体８の体内の
スピン（ｓｐｉｎ）を励起する。送信コイル部６，６’
および送信部１８は、本発明における高周波磁場形成手
段の実施の形態の一例である。

【００２２】受信コイル部１２０は、被検体８内の励起
されたスピンが発生する磁気共鳴信号を受信する。受信
コイル部１２０は受信部２０の入力側に接続されてい
る。受信部２０は受信コイル部１２０から受信信号を入
力する。受信部２０の出力側はアナログ・ディジタル
（ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ）変換部２２の
入力側に接続されている。アナログ・ディジタル変換部
２２は受信部２０の出力信号をディジタル信号に変換す
る。受信コイル部１２０、受信部２０およびアナログ・
ディジタル変換部２２は、本発明における測定手段の実
施の形態の一例である。

【００２３】アナログ・ディジタル変換部２２の出力側
はコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）２４に接続されて
いる。コンピュータ２４はアナログ・ディジタル変換部
２２からディジタル信号を入力し、図示しないメモリ
（ｍｅｍｏｒｙ）に記憶する。メモリ内にはデータ（ｄ
ａｔａ）空間が形成される。データ空間は２次元フーリ
エ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間を構成する。コンピュータ２
４は、これら２次元フーリエ空間のデータを２次元逆フ
ーリエ変換して被検体８の画像を再構成する。コンピュ
ータ２４は、本発明における画像生成手段の実施の形態
の一例である。

【００２４】コンピュータ２４は制御部３０に接続され
ている。制御部３０は勾配駆動部１６、送信部１８、受
信部２０およびアナログ・ディジタル変換部２２に接続
されている。制御部３０は、コンピュータ２４から与え
られる指令に基づいて勾配駆動部１６、送信部１８、受
信部２０およびアナログ・ディジタル変換部２２をそれ
ぞれ制御し、磁気共鳴撮像（スキャン：ｓｃａｎ）を実
行する。

【００２５】コンピュータ２４には表示部３２と操作部
３４が接続されている。表示部３２は、コンピュータ２
４から出力される再構成画像および各種の情報を表示す
る。操作部３４は、操作者によって操作され、各種の指
令や情報等をコンピュータ２４に入力する。

【００２６】図２に、静磁場発生部２の一例の模式的構
成を示す。同図に示すように、静磁場発生部２は１対の
水平ヨーク１０２，１０４を有する。水平ヨーク１０
２，１０４は例えば軟鉄等の磁性材料からなる略８角形
の平板である。水平ヨーク１０２，１０４は、１対の垂
直ヨーク１０６，１０８によって互いに平行に支持さ
れ、図における上下方向に所定の間隔を保って対向して
いる。垂直ヨーク１０６，１０８も軟鉄等の磁性材料を
用いて構成され、角柱状の形状を有する。垂直ヨーク１
０６，１０８の図における下部は、静磁場発生部２全体
を支え脚部となっている。

【００２７】水平ヨーク１０２の図における上面の中央
部には、永久磁石１１２が取り付けられている。永久磁
石１１２の図における上面にポールピース（ｐｏｌｅ
ｐｉｅｃｅ）１１４が取り付けられている。ポールピー
ス１１４は例えば軟鉄等の磁性材料からなる。

【００２８】水平ヨーク１０４の図における下面には、
永久磁石１１２と対向する位置関係で、図では隠れて見
えない永久磁石１１６が取り付けられ、その下面に同じ
く隠れて見えないポールピース１１８が取り付けられて
いる。永久磁石１１２，１１６は、本発明における永久
磁石の実施の形態の一例である。

【００２９】永久磁石１１２，１１６は互いに逆極性の
磁極が向き合うようになっており、これによって、ポー
ルピース１１４，１１８が向き合う空間に垂直磁場が形
成される。水平ヨーク１０２，１０４および垂直ヨーク
１０６，１０８は、永久磁石１１２，１１６の磁束のリ
ターンパス（ｒｅｔｕｒｎ ｐａｓｓ）を形成する。水
平ヨーク１０２，１０４および垂直ヨーク１０６，１０
８からなる部分は、本発明におけるヨークの実施の形態
の一例である。

【００３０】水平ヨーク１０２の側面には電気ヒータ
（ｈｅａｔｅｒ）１２２が取り付けられている。電気ヒ
ータ１２２は水平ヨーク１０２の側面の４箇所に、周に
沿って略等間隔に取り付けられている。図ではそのうち
の２つが見えており、残りの２つは隠れて見えない。水
平ヨーク１０４にも同様にして４つの電気ヒータ１２４
が取り付けられている。図ではそのうちの１つだけを分
解図で示す。電気ヒータ１２２，１２４は、本発明にお
ける熱量発生手段の実施の形態の一例である。

【００３１】電気ヒータ１２４は、電気抵抗体からなる
２つの発熱体１４２，１４４を有する。発熱体１４２，
１４４は、本発明における熱量発生源の実施の形態の一
例である。発熱体１４２，１４４は発熱量を異にするも
のであり、例えば発熱体１４２の発熱量が１２０Ｗ、発
熱体１４４の発熱量は３０Ｗである。発熱体１４２，１
４４は発熱量が同一であっても良い。また、個数は２個
に限らず３個以上であっても良い。以下、発熱体数が２
個である例で説明するが、３個以上の場合の同様にな
る。

【００３２】これら発熱体１４２，１４４が、抑え板１
４６を用いて水平ヨーク１０４の側面に４つのネジ１３
８でネジ止めされている。発熱体１４２，１４４は、水
平ヨーク１０４、抑え板１４６およびネジ１４８とは電
気的に絶縁されている。電気ヒータ１２２も同様な構成
になっており、図示しない２つの発熱体１３２，１３４
を有する。２つの電気ヒータ１２２，１２４は後述の温
度制御回路に接続されている。

【００３３】水平ヨーク１０４の上面の中央部には有底
の孔１５６が設けられ、その中に例えばサーミスタ（ｔ
ｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）等からなる温度センサ（ｓｅｎｓ
ｏｒ）１５８が挿入されている。また、図では隠れて見
えないが、水平ヨーク１０２の下面の中央部にも有底の
孔１５２が設けられその中に温度センサ１５４が挿入さ
れている。温度センサ１５４，１５８は、本発明におけ
る温度検出手段の実施の形態の一例である。温度センサ
１５４，１５８は後述の温度制御回路に接続されてい
る。

【００３４】以上の構造がカバー（ｃｏｖｅｒ）１６２
の内部に収容されている。カバー１６２は、ポールピー
ス１１４，１１８が対向する空間部分が開放された構造
になっている。図では、カバー１６２はその大部分を除
去した形で示す。カバー１６２の内側には例えばウレタ
ンフォーム（ｕｒｅｔｈａｎｅ ｆｏａｍ）等からなる
断熱材１６４が設けられている。このように構成された
静磁場発生部２の断面図を図３に示す。同図は水平ヨー
ク１０２，１０４の中心と垂直ヨーク１０６，１０８を
含む縦断面を示す。

【００３５】図４に、静磁場発生部２に関する温度制御
装置のブロック図を示す。同図に示すように、温度制御
装置は２つの温度制御回路１７２，１７４を備えてい
る。温度制御回路１７２，１７４は、例えばマイクロプ
ロセッサ（ｍｉｃｒｏ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等で構成
される。温度制御回路１７２には温度センサ１５４の温
度検出信号ｔ１が入力される。温度制御回路１７４には
温度センサ１５８の温度検出信号ｔ２が入力される。温
度制御回路１７２，１７４には共通の温度設定値Ｔｓが
与えられている。なお、温度設定値Ｔｓは温度制御回路
１７２，１７４ごとに固有の値であって良い。

【００３６】温度制御回路１７２は、温度設定値Ｔｓに
対する温度検出信号ｔ１の偏差について、例えばＰＩＤ
演算等の制御出力算出のための演算を行う。温度制御回
路１７４は、温度設定値Ｔｓに対する温度検出信号ｔ２
の偏差について、例えばＰＩＤ演算等の制御出力算出の
ための演算を行う。

【００３７】電気ヒータ１２２の発熱体１３２，１３４
には商用交流電源１７６の電力がスイッチ（ｓｗｉｔｃ
ｈ）１８２，１８４を通じてそれぞれ供給される。な
お、スイッチ１８２，１８４としては半導体スイッチが
用いられる。発熱体１３２，１３４は、前述のように水
平ヨーク１０２の４箇所に分散配置されたものである
が、図示の便宜上１箇所にまとめて示す。発熱体１３
２，１３４への給電を商用交流電源から行うことにより
電源回路を簡素化することができる。

【００３８】電気ヒータ１２４の発熱体１４２，１４４
には商用交流電源１７６の電力がスイッチ１９２，１９
４を通じてそれぞれ供給される。発熱体１４２，１４４
も、前述のように水平ヨーク１０４の４箇所に分散配置
されたものを便宜的に１箇所にまとめて示す。発熱体１
４２，１４４への給電を商用交流電源から行うことによ
り電源回路を簡素化することができる。

【００３９】スイッチ１８２，１８４のオン・オフのデ
ューティレシオを温度制御回路１７２の２つの出力信号
によってそれぞれ制御して発熱体１３２，１３４の平均
発熱量をそれぞれ制御し、静磁場発生部２の下部の温度
を設定温度Ｔｓに一致させる。温度制御回路１７２およ
びスイッチ１８２，１８４からなる部分は、本発明にお
ける温度調節手段の実施の形態の一例である。

【００４０】スイッチ１９２，１９４のオン・オフのデ
ューティレシオを温度制御回路１７４の２つの出力信号
によってそれぞれ制御して発熱体１４２，１４４の平均
発熱量をそれぞれ制御し、静磁場発生部２の上部の温度
を設定温度Ｔｓに一致させる。温度制御回路１７４およ
びスイッチ１９２，１９４からなる部分は、本発明にお
ける温度調節手段の実施の形態の一例である。

【００４１】このように、静磁場発生部２の下部と上部
を２つの温度制御系でそれぞれ制御することにより、静
磁場発生部２を設置した環境における上下の温度差が大
きい場合でも上下の永久磁石間の温度差を無くすことが
できる。これによって、設置環境の上下方向の温度分布
の如何に関わらず静磁場を安定化することができる。

【００４２】ここで、制御対象に作用させる熱量を２つ
の発熱体で発生するようにしているので、それらのオン
・オフのパターン（ｐａｔｔｅｒｎ）を個別に調節する
ことにより、それらの定格発熱量の相違と相俟って、発
熱体が単一の場合よりも多様な発熱パターンを得ること
ができ、適切な温度制御を行うことが容易になる。

【００４３】発熱パターンの類型を図５に示す。同図に
おいて、パターン１は２つの発熱体Ａ，Ｂがともに連続
的にオンとなるパターンである。これは最大の熱量を発
生する。パターン２は発熱量の大きい方Ａが連続的にオ
ンとなり、発熱量の小さい方Ｂが連続的にオフとなるパ
ターンである。これはパターン１より少ない熱量を発生
する。パターン３は発熱量の大きい方Ａが連続的にオフ
となり、発熱量の小さい方Ｂが連続的にオンとなるパタ
ーンである。これはパターン２より少ない熱量を発生す
る。

【００４４】パターン４はＡがＰＷＭによりオン・オフ
しＢが連続的にオンとなるパターンである。これはパタ
ーン３よりもＡのＰＷＭ分だけ大きい熱量を発生する。
パターン５はＡがＰＷＭによりオン・オフしＢが連続的
にオフとなるパターンである。これはパターン４よりも
Ｂがオフする分だけ少ない熱量を発生する。

【００４５】パターン６はＡが連続的にオンとなりＢが
ＰＷＭによりオン・オフするパターンである。これはパ
ターン２よりもＢのＰＷＭ分だけ大きい熱量を発生す
る。パターン７はＡが連続的にオフとなりＢがＰＷＭに
よりオン・オフするパターンである。これはパターン６
よりもＡがオフする分だけ少ない熱量を発生する。パタ
ーン８は２つの発熱体Ａ，ＢがともにＰＷＭによりオン
・オフするパターンである。これは両発熱体のＰＷＭを
個々に調節することにより、最も可変範囲の広い発熱を
行うことができる。

【００４６】このような発熱パターンを使い分けること
により、制御対象の状況に応じて最適な発熱パターンに
より温度制御を行うことができる。すなわち、例えば、
温度偏差が大きい状態で静磁場発生部２を急速に加温す
るときは最大熱量で加温し、磁気共鳴撮像装置の稼働中
の定常制御時等の温度偏差が小さい状態、すなわち、低
リプル状態で温度制御を行うときは、例えば発熱量の小
さい発熱体をＰＷＭによりオン・オフして定温を維持す
る。

【００４７】このようにすることにより、低リプル状態
における発熱体のオン・オフの頻度を低減し、制御の安
定性を増すことができる。また、オン・オフの頻度の低
下はノイズ等を低下させ、撮像した画像の品質向上に寄
与する。また、スキャン（ｓｃａｎ）中は発熱体のオン
・オフを止めることも可能であり、これによってさらに
高品質の画像を得ることができる。

【００４８】また、周囲温度の急変等の外乱により温度
偏差が急変したときは、その程度に応じて最適な復元作
用を生じる発熱パターンを選択することができる。した
がって、急激な外乱が発生した場合等にも制御の安定性
を維持することができる。

【００４９】以上は設置環境における垂直方向の温度差
の影響を除去する例であるが、設置環境が水平方向に温
度差を有する場合は、静磁場発生部２の左右方向または
前後方向の複数の箇所について、それぞれ上記と同様な
温度制御を行うようにすれば良い。

【００５０】永久磁石は高温になると磁気を失うので、
温度制御回路１７２，１７４の故障等による制御の暴走
によって異常な温度上昇が生じると、静磁場発生部２は
静磁場を発生しなくなる。このような事態を防止するた
め、温度制御回路１７２，１７４には異常時のシャット
ダウン（ｓｈｕｔ ｄｏｗｎ）機能が備わっているが、
例えば温度センサ１５４，１５８の感度低下等により実
際の温度より低い温度が入力される場合は、温度制御回
路１７２，１７４が正常に機能しても永久磁石は過大な
温度にさらされることになる。

【００５１】そこで、温度センサ１５４，１５８とは別
に温度を検出し、異常高温時には発熱体への給電を強制
的に遮断する手段を設ける。そのような手段を備えた静
磁場発生部２のブロック図を図６に示す。同図において
図４と同様に部分は同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００５２】同図に示すように、静磁場発生部２の適宜
の箇所に温度上限センサ２０２が取り付けられる。温度
上限センサ２０２は、本発明における温度超過検出手段
の実施の形態の一例である。温度上限センサ２０２とし
ては、サーモスタット（ｔｈｅｒｍｏｓｔａｔ）が構造
が簡単でかつ動作が確実な点で好ましい。取り付け箇所
は永久磁石にできるだけ近いところが望ましい。温度上
限センサ２０２は１つに限らず複数個を複数の箇所にそ
れぞれ取り付けるようにしても良い。

【００５３】温度上限センサ２０２の温度検出信号は、
商用交流電源１７６から導かれる給電線に設けられた電
力遮断器２０４に入力される。電力遮断器２０４は、本
発明における温度低下手段の実施の形態の一例である。
電力遮断器２０４としてはパワーリレー（ｐｏｗｅｒ
ｒｅｌａｙ）が構造が簡単でかつ動作が確実な点で好ま
しい。なお、パワーリレー２０４の代わりに同等な機能
を持つ半導体素子を用いて良い。

【００５４】サーモスタットとパワーリレーを用いた給
電遮断回路の一例を図７に示す。同図に示すように、パ
ワーリレー２０４は、温度が上限を越えない間は、サー
モスタット２０２の閉じた接点を通じて電源２０６から
供給される励磁電流によりオンとなって、商用交流電源
１７６の電力を負荷に供給している。温度が上限を越え
るとサーモスタット２０２の接点が開放されて励磁電流
が無くなり、パワーリレー２０４の接点が開いて付加へ
の電力供給が遮断される。

【００５５】サーモスタット２０２を複数個用いそれら
を静磁場発生部２の複数箇所に配置したときは、それら
全てを直列に接続することにより、一箇所でも温度が上
限を越えたとき給電を遮断することができる。なお、サ
ーモスタットの代わりに温度フューズ（ｆｕｓｅ）を用
いるようにしても良い。

【００５６】静磁場発生部２の設置環境の上下の温度差
を小さくするために、静磁場発生部２を設置する床面に
温度調節された発熱マット（ｍａｔ）を敷くようにして
も良い。そのようにした例を図８に示す。同図に示すよ
うに、床面３００と静磁場発生部２の間に発熱マット３
０２を敷き、その温度を温度コントローラ３０４で調節
する。このようにすることにより、例えばモービル型の
磁気共鳴撮像装置の静磁場発生部を厳冬期等にも安定に
動作させることができる。発熱マット３０２は、本発明
における温度安定化手段の実施の形態の一例である。な
お、静磁場発生部を床面設置ではなく壁面や天井に取り
付ける場合は、発熱マット３０２をそれら取り付け面と
の間に設ける。

【００５７】以上は静磁場発生部２の温度を周囲温度よ
り高く維持する例であるが、静磁場発生部２の温度は周
囲温度より高く維持しなければならないものではなく、
周囲温度より低く維持するようにしても良いのはもちろ
んである。その場合は、静磁場発生部２に熱量を作用さ
せるものとして、負の熱量を発生するものすなわち冷却
器を用いる。冷却器も本発明における熱量発生手段の実
施の形態の一例である。そして、この冷却器について上
記の温度制御を行うことにより同じ効果を得ることがで
きる。ただし、サーモスタットで過大な温度上昇を検出
したときは、熱量発生手段（冷却器）の遮断ではなく、
緊急用の冷却器を作動させることになる。

【００５８】本装置の動作を説明する。被検体８を撮像
テーブル１０に搭載して受信コイル部１２０を取り付
け、静磁場発生部２の内部空間に搬入して撮像を開始す
る。撮像は制御部３０による制御の下で遂行される。磁
気共鳴撮像の具体例の１つとして、スピンエコー（ｓｐ
ｉｎ ｅｃｈｏ）法による撮像を行う場合について説明
する。スピンエコー法には、例えば図９に示すようなパ
ルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）が利
用される。

【００５９】図９は、１ビュー（ｖｉｅｗ）分の磁気共
鳴信号（スピンエコー信号）を収集するときのパルスシ
ーケンスの模式図である。このようなパルスシーケンス
が例えば２５６回繰り返されて、２５６ビューのスピン
エコー信号が収集される。

【００６０】このパルスシーケンスの実行とスピンエコ
ー信号の収集は制御部３０によって制御される。なお、
スピンエコー法に限らず、例えばグラディエントエコー
（ｇｒａｄｉｅｎｔ ｅｃｈｏ）法等、他の各種の技法
で磁気共鳴撮像を行って良いのはいうまでもない。

【００６１】図９の（６）に示すように、パルスシーケ
ンスは時間軸に沿って（ａ）〜（ｄ）の４つの期間に分
けられる。先ず、期間（ａ）において、（１）に示すよ
うに９０°パルスＰ９０によってＲＦ励起が行われる。
ＲＦ励起は送信部１８によって駆動される送信コイル部
６，６’によって行われる。

【００６２】このとき、（２）に示すようにスライス勾
配磁場Ｇｓが印加される。スライス勾配磁場Ｇｓの印加
は、勾配駆動部１６によって駆動される勾配コイル部
４，４’により行われる。これによって、被検体８の体
内の所定のスライスのスピンが励起（選択励起）され
る。

【００６３】次に、期間（ｂ）において、（３）に示す
ように位相エンコード勾配磁場Ｇｐが印加される。位相
エンコード勾配磁場Ｇｐの印加も勾配駆動部１６によっ
て駆動される勾配コイル部４，４’により行われる。こ
れによってスピンの位相エンコードが行われる。

【００６４】位相エンコード期間中に、（２）に示すよ
うにスライス勾配磁場Ｇｓによってスピンのリフェーズ
（ｒｅｐｈａｓｅ）が行われる。また、（４）に示すよ
うに読み出し勾配磁場Ｇｒが印加され、スピンのディフ
ェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）が行われる。読み出し勾配磁
場Ｇｒの印加も勾配駆動部１６によって駆動される勾配
コイル部４，４’により行われる。

【００６５】次に、期間（ｃ）において、（１）に示す
ように１８０°パルスＰ１８０が印加され、これによっ
てスピンの反転が行われる。スピンの反転は、送信部１
８でＲＦ駆動される送信コイル部６，６’によって行わ
れる。

【００６６】次に、期間（ｄ）において、（４）に示す
ように読み出し勾配磁場Ｇｒが印加される。これによっ
て、（５）に示すように、スピンエコー信号ＭＲが被検
体８から発生する。スピンエコー信号ＭＲは、受信コイ
ル部１２０によって受信される。

【００６７】受信信号は受信部２０およびアナログ・デ
ィジタル変換部２２を経てコンピュータ２４に入力され
る。コンピュータ２４は入力信号を測定データとしてメ
モリに記憶する。これによって、メモリに１ビュー分の
スピンエコーデータが収集される。

【００６８】以上の動作が、所定の周期で例えば２５６
回繰り返される。動作の繰り返しのたびに位相エンコー
ド勾配磁場Ｇｐが変更され、毎回異なる位相エンコード
が行われる。このことを図９の（３）の波形に付した複
数の破線で表す。

【００６９】コンピュータ２４は、メモリに収集した全
ビューのスピンエコーデータに基づいて画像再構成を行
い画像を生成する。静磁場発生部２が前述のように温度
制御されることにより、静磁場の安定性が良くまた温度
制御に伴うノイズ等の発生も少ないので、生成された画
像は高品質のものとなる。

【００７０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、設置空間の温度分布に影響されない磁場安定化方
法、磁場発生装置および磁気共鳴撮像装置を実現するこ
とができる。また、制御系の安定性が良い磁場安定化方
法、磁場発生装置および磁気共鳴撮像装置を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。

【図２】図１に示した装置における静磁場発生部の模式
的構成を示す図である。

【図３】図１に示した装置における静磁場発生部の模式
的構成を示す図である。

【図４】図２に示した静磁場発生部の温度制御系のブロ
ック図である。

【図５】図４に示した発熱体の発熱パターンを示す図で
ある。

【図６】図２に示した静磁場発生部の温度制御系のブロ
ック図である。

【図７】図６に示した温度上限センサと電力遮断器の接
続関係を示す電気回路図である。

【図８】図１に示した装置における静磁場発生部の模式
的構成を示す図である。

【図９】図１に示した装置が実行するパルスシーケンス
の一例を示す模式図である。

【符号の説明】

２ 静磁場発生部 ４，４’ 勾配コイル部 ６，６’ 送信コイル部 ８ 被検体 １０ 撮像テーブル １２０ 受信コイル部 １６ 勾配駆動部 １８ 送信部 ２０ 受信部 ２２ アナログ・ディジタル変換部 ２４ コンピュータ ３０ 制御部 ３２ 表示部 ３４ 操作部 １０２，１０４ 水平ヨーク １０６，１０８ 垂直ヨーク １１２．１１６ 永久磁石 １２２，１２４ 電気ヒータ １５４，１５８ 温度センサ １７２，１７４ 温度制御回路 １７６ 商用交流電源 １８２，１８４，１９２，１９４ スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇野 英明 東京都日野市旭が丘四丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内 (72)発明者 井上 勇二 東京都日野市旭が丘四丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内 (72)発明者 比嘉 良史 東京都日野市旭が丘四丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内 (72)発明者 辻井 良彰 東京都日野市旭が丘四丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内 Ｆターム(参考） 4C096 AA01 AB18 AB32 AD02 AD08 AD22 CA05 CA16 CA18 CA56

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空間を隔てて互いに対向する１対の永久
   磁石とこれら永久磁石用の磁気回路を構成するヨークと
   を有する磁場発生装置の磁場を安定化するに当たり、 前記ヨークの複数箇所の温度を検出し、 前記検出した複数箇所の温度に基づき前記複数箇所に作
   用させる熱量をそれぞれ制御して前記複数箇所の温度を
   それぞれ安定化する、ことを特徴とする磁場安定化方
   法。
2. 【請求項２】 空間を隔てて互いに対向する１対の永久
   磁石とこれら永久磁石用の磁気回路を構成するヨークと
   を有する磁場発生装置につき、 前記ヨークの温度を検出し、 前記検出した温度に基づき前記ヨークに作用させる熱量
   を制御して磁場を安定化するに当たり、前記ヨークに作
   用させる熱量を複数の熱量発生源が発生する熱量の組み
   合わせによって得る、ことを特徴とする磁場安定化方
   法。
3. 【請求項３】 空間を隔てて互いに対向する１対の永久
   磁石と、 前記永久磁石用の磁気回路を構成するヨークと、 前記ヨークの複数箇所の温度を検出する複数の温度検出
   手段と、 前記複数箇所に作用させる熱量をそれぞれ発生する複数
   の熱量発生手段と、 前記検出した複数箇所の温度に基づき前記複数の熱量発
   生手段をそれぞれ制御して前記複数箇所の温度をそれぞ
   れ安定化する複数の温度調節手段と、を具備することを
   特徴とする磁場発生装置。
4. 【請求項４】 空間を隔てて互いに対向する１対の永久
   磁石と、 前記永久磁石用の磁気回路を構成するヨークと、 前記ヨークの温度を検出する温度検出手段と、 前記ヨークに作用させる熱量を発生する熱量発生手段
   と、 前記検出した温度に基づき前記熱量発生手段を制御して
   前記ヨークの温度を安定化する温度調節手段と、を有す
   る磁場発生装置であって、 前記熱量発生手段は複数の熱量発生源を備え、 前記温度調節手段は前記複数の熱量発生源の熱量の組み
   合わせをも制御する、ことを特徴とする磁場発生装置。
5. 【請求項５】 前記熱量発生手段は商用周波数の交流電
   力に基づいて熱量を発生する、ことを特徴とする請求項
   ３または請求項４に記載の磁場発生装置。
6. 【請求項６】 前記ヨークの温度が予め定めた限度を超
   えたことを検出する温度超過検出手段と、 前記温度超過検出手段の出力信号に基づいて前記ヨーク
   の温度を下げる温度低下手段と、を具備することを特徴
   とする請求項３ないし請求項５のうちのいずれか１つに
   記載の磁場発生装置。
7. 【請求項７】 設置面との接触部の温度を安定化する温
   度安定化手段、を具備することを特徴とする請求項３な
   いし請求項６のうちのいずれか１つに記載の磁場発生装
   置。
8. 【請求項８】 被検体を収容した空間に静磁場を形成す
   る静磁場形成手段と、 前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、 前記空間に高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段
   と、 前記空間から磁気共鳴信号を測定する測定手段と、 前記測定手段が測定した前記磁気共鳴信号に基づいて画
   像を生成する画像生成手段と、を有する磁気共鳴撮像装
   置であって、 前記静磁場形成手段として請求項３ないし請求項７のう
   ちのいずれか１つに記載の磁場発生装置を用いる、こと
   を特徴とする磁気共鳴撮像装置。