JP2001238864A - 超電導磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
超電導磁気共鳴イメージング装置Info
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- JP2001238864A JP2001238864A JP2000054732A JP2000054732A JP2001238864A JP 2001238864 A JP2001238864 A JP 2001238864A JP 2000054732 A JP2000054732 A JP 2000054732A JP 2000054732 A JP2000054732 A JP 2000054732A JP 2001238864 A JP2001238864 A JP 2001238864A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 冷凍機の振動による騒音の発生や、磁場の変
動が少なくなるような超電導磁気共鳴イメージング装置
を提供する。 【解決手段】 超電導コイル３と、この超電導コイルを
中に収める断熱容器と、この断熱容器を取付けた冷凍機
6を有する超電導磁気共鳴イメージング装置において、
冷凍機6のディスプレーサ16a付近にピストン16bを設け
て、このピストン16bをディスプレーサ16aと概ね180°
の異なる位相で反復運動をさせる。
動が少なくなるような超電導磁気共鳴イメージング装置
を提供する。 【解決手段】 超電導コイル３と、この超電導コイルを
中に収める断熱容器と、この断熱容器を取付けた冷凍機
6を有する超電導磁気共鳴イメージング装置において、
冷凍機6のディスプレーサ16a付近にピストン16bを設け
て、このピストン16bをディスプレーサ16aと概ね180°
の異なる位相で反復運動をさせる。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、超電導磁気共鳴イ
メージング装置（以下、超電導MRI装置という）に関
し、特に、冷凍機の振動により騒音が発生したり、磁場
の変動が発生したりすることを低減した超電導MRI装置
に関する。
メージング装置（以下、超電導MRI装置という）に関
し、特に、冷凍機の振動により騒音が発生したり、磁場
の変動が発生したりすることを低減した超電導MRI装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２に超電導MRI装置内部の概略構造を
示す。MRI装置は、被検体1をベッド2に載せて静磁場中
に移動し配置し、高周波パルスと傾斜磁場を所定の順序
で印加して、被検体内に磁気共鳴現象を生じさせ、この
時に生ずる磁気共鳴信号を受信コイルにより検出し、被
検体の磁気共鳴画像を生成する。
示す。MRI装置は、被検体1をベッド2に載せて静磁場中
に移動し配置し、高周波パルスと傾斜磁場を所定の順序
で印加して、被検体内に磁気共鳴現象を生じさせ、この
時に生ずる磁気共鳴信号を受信コイルにより検出し、被
検体の磁気共鳴画像を生成する。
【０００３】MRI装置では画像のS/Nは静磁場強度に比例
し、また、高い解像度を得るためには、広い領域での磁
場の均一性、磁場の時間的安定性が要求される。この要
求を満たす磁場発生源として超電導磁石は広く用いられ
ている。超電導磁石において、超電導コイル3の超電導
状態を維持するには、超電導コイル3を冷却し所定の温
度（例えば、金属系超電導体の場合には液体ヘリウム温
度（4.2K）、酸化物超電導体の場合には液体窒素温度
（77K）から10K程度）に保つ必要がある。極低温を維持
するために、MRI装置は、真空槽と熱シールド等で囲ん
だ寒剤容器5内に超電導コイル3と寒剤を封入することに
より、超電導コイル3の極低温を維持するようになって
いる。さらに、微小な熱流入に起因する寒剤の蒸発を補
う目的で、気化した寒剤を冷凍機を用いて再凝縮させる
方法が現在では一般的である。
し、また、高い解像度を得るためには、広い領域での磁
場の均一性、磁場の時間的安定性が要求される。この要
求を満たす磁場発生源として超電導磁石は広く用いられ
ている。超電導磁石において、超電導コイル3の超電導
状態を維持するには、超電導コイル3を冷却し所定の温
度（例えば、金属系超電導体の場合には液体ヘリウム温
度（4.2K）、酸化物超電導体の場合には液体窒素温度
（77K）から10K程度）に保つ必要がある。極低温を維持
するために、MRI装置は、真空槽と熱シールド等で囲ん
だ寒剤容器5内に超電導コイル3と寒剤を封入することに
より、超電導コイル3の極低温を維持するようになって
いる。さらに、微小な熱流入に起因する寒剤の蒸発を補
う目的で、気化した寒剤を冷凍機を用いて再凝縮させる
方法が現在では一般的である。
【０００４】一般に冷凍機とは、圧縮機と膨張機、及び
これらを繋ぐ配管からなり、撮影室の外に置かれた圧縮
機から圧縮されたHeガスを膨張機に送り、膨張機で寒剤
の沸点以下の冷凍温度を生成し、寒剤を再凝縮させる。
最もよく用いられているGM（ギフォード-マクマホン）
冷凍機の概略構造を図３に示す。駆動装置14aにより動
かされるディスプレーサ16aが下端にあるとき、高圧側
弁13aが開き、低圧側弁13bは閉じられて、高圧冷媒ガス
は、ディスプレーサ16aの上部空間V1 18に注入される。
次に弁はそのままで、ディスプレーサ16aが上端まで動
かされ、高圧冷媒ガスは圧力を保った下部空間V2 19に
移動する。次に、ディスプレーサが上昇したところで、
高圧側弁13aを閉じ、低圧側弁13bを開くと、V2にある冷
媒ガスは膨張して冷凍が得られ、ディスプレーサを下に
動かす過程で、蓄冷材20を通り、冷凍を蓄冷材20に与え
る。ディスプレーサが下端に到達した時点で、高圧側弁
13aを開き、低圧側弁13bを閉じることにより、1工程が
完了する。こうしてコールドヘッド17を冷却する。この
冷却されたコールドヘッド17は、液体ヘリウムと超電導
コイルを収容した真空槽から延びている配管へ接続され
ており、寒剤容器内で気化した液体ヘリウムを冷却して
再凝縮させ、凝縮された液体ヘリウムは寒剤容器内へ滴
下して戻るようになっている。
これらを繋ぐ配管からなり、撮影室の外に置かれた圧縮
機から圧縮されたHeガスを膨張機に送り、膨張機で寒剤
の沸点以下の冷凍温度を生成し、寒剤を再凝縮させる。
最もよく用いられているGM（ギフォード-マクマホン）
冷凍機の概略構造を図３に示す。駆動装置14aにより動
かされるディスプレーサ16aが下端にあるとき、高圧側
弁13aが開き、低圧側弁13bは閉じられて、高圧冷媒ガス
は、ディスプレーサ16aの上部空間V1 18に注入される。
次に弁はそのままで、ディスプレーサ16aが上端まで動
かされ、高圧冷媒ガスは圧力を保った下部空間V2 19に
移動する。次に、ディスプレーサが上昇したところで、
高圧側弁13aを閉じ、低圧側弁13bを開くと、V2にある冷
媒ガスは膨張して冷凍が得られ、ディスプレーサを下に
動かす過程で、蓄冷材20を通り、冷凍を蓄冷材20に与え
る。ディスプレーサが下端に到達した時点で、高圧側弁
13aを開き、低圧側弁13bを閉じることにより、1工程が
完了する。こうしてコールドヘッド17を冷却する。この
冷却されたコールドヘッド17は、液体ヘリウムと超電導
コイルを収容した真空槽から延びている配管へ接続され
ており、寒剤容器内で気化した液体ヘリウムを冷却して
再凝縮させ、凝縮された液体ヘリウムは寒剤容器内へ滴
下して戻るようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、膨張機
の振動は断熱容器を通じ、また膨張機と真空槽間の配管
を通じて超電導コイルや他の部材を振動させ、騒音の発
生や磁場の微小変動を生じさせる。超電導コイルの微小
振動は静磁場の均一性を損わせることとなり、撮影画像
に歪を生じさせるため診断上好ましくなく、また騒音は
被検者への心理的負担を増したり医師と被検者との間の
音声伝達の妨げとなる。本発明は、上記に鑑みて、冷凍
機の振動及び騒音を低減し、高画質の画像が得られると
ともに被検者への心理的負担が少なく、かつ音声伝達の
し易いMRI装置を提供することを目的とする。
の振動は断熱容器を通じ、また膨張機と真空槽間の配管
を通じて超電導コイルや他の部材を振動させ、騒音の発
生や磁場の微小変動を生じさせる。超電導コイルの微小
振動は静磁場の均一性を損わせることとなり、撮影画像
に歪を生じさせるため診断上好ましくなく、また騒音は
被検者への心理的負担を増したり医師と被検者との間の
音声伝達の妨げとなる。本発明は、上記に鑑みて、冷凍
機の振動及び騒音を低減し、高画質の画像が得られると
ともに被検者への心理的負担が少なく、かつ音声伝達の
し易いMRI装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、超電導コイルと、この超電導コイルを中に収める断
熱容器と、この断熱容器の一部に取付けた冷凍機とから
なる超電導磁気共鳴イメージング装置において、前記冷
凍機のディスプレーサ付近に設けられたディスプレーサ
と概ね同じ形状、概ね同じ質量のピストンと、このピス
トンを前記ディスプレーサと概ね180°の異なる位相で
反復運動をさせる駆動装置を設けたものである。
に、超電導コイルと、この超電導コイルを中に収める断
熱容器と、この断熱容器の一部に取付けた冷凍機とから
なる超電導磁気共鳴イメージング装置において、前記冷
凍機のディスプレーサ付近に設けられたディスプレーサ
と概ね同じ形状、概ね同じ質量のピストンと、このピス
トンを前記ディスプレーサと概ね180°の異なる位相で
反復運動をさせる駆動装置を設けたものである。
【０００７】これにより、振動が冷凍機１台のみだった
場合に比べ、振動が低減され、騒音の発生や磁場の変動
を低減できる。
場合に比べ、振動が低減され、騒音の発生や磁場の変動
を低減できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に沿
って具体的に説明する。図１に本発明に関わる冷凍機の
実施例を示す。動作原理は、従来例に等しいので、詳細
な説明は省略する。本実施例では、冷凍機の個数が１個
の場合であり、位相を異ならせて動くピストンが冷凍機
のディスプレーサに併設され、１つの駆動装置11により
駆動されている。ディスプレーサ10aとピストン10bは互
いに同一の質量を有するとともに位相を180度異ならせ
て駆動されており、10aが上端に来たときに10bは下端に
達する。それぞれのディスプレーサが挿入されたシリン
ダ9a，9bは剛に直接結合されており10aと10bの振動は全
体としてほとんどが打ち消される。高圧側弁12a、及び
低圧側弁12bは駆動装置11に連動して動作する構造にな
っており、ディスプレーサ、ピストンとも同期してお
り、ディスプレーサは従来例で述べた膨張機と同じ原理
でコールドヘッド16を冷却する。
って具体的に説明する。図１に本発明に関わる冷凍機の
実施例を示す。動作原理は、従来例に等しいので、詳細
な説明は省略する。本実施例では、冷凍機の個数が１個
の場合であり、位相を異ならせて動くピストンが冷凍機
のディスプレーサに併設され、１つの駆動装置11により
駆動されている。ディスプレーサ10aとピストン10bは互
いに同一の質量を有するとともに位相を180度異ならせ
て駆動されており、10aが上端に来たときに10bは下端に
達する。それぞれのディスプレーサが挿入されたシリン
ダ9a，9bは剛に直接結合されており10aと10bの振動は全
体としてほとんどが打ち消される。高圧側弁12a、及び
低圧側弁12bは駆動装置11に連動して動作する構造にな
っており、ディスプレーサ、ピストンとも同期してお
り、ディスプレーサは従来例で述べた膨張機と同じ原理
でコールドヘッド16を冷却する。
【０００９】図１では、簡単に説明するため、より簡単
な実施例について説明したが、本発明に従えば、例えば
次のような実施例も考えられる。すなわち、一般的に超
電導MRI装置では、これまで説明してきた冷凍機のシリ
ンダー及びディスプレーサを多段に構成することによ
り、冷凍温度を得ているが、それらのうち１つ以上のシ
リンダー及びディスプレーサを上記ピストンとの並列構
造にしても良い。
な実施例について説明したが、本発明に従えば、例えば
次のような実施例も考えられる。すなわち、一般的に超
電導MRI装置では、これまで説明してきた冷凍機のシリ
ンダー及びディスプレーサを多段に構成することによ
り、冷凍温度を得ているが、それらのうち１つ以上のシ
リンダー及びディスプレーサを上記ピストンとの並列構
造にしても良い。
【００１０】また、本実施例では、GM型冷凍機について
述べてきたが、他の形式の冷凍機であっても、複数の圧
縮膨張サイクルを位相をずらして行うことにより、互い
の振動を打ち消すことができる。複数の圧縮膨張サイク
ルを位相をずらして行い、互いの振動を打ち消す事は、
本請求項から容易に推定されるものであり、請求項を逸
脱するものではない。
述べてきたが、他の形式の冷凍機であっても、複数の圧
縮膨張サイクルを位相をずらして行うことにより、互い
の振動を打ち消すことができる。複数の圧縮膨張サイク
ルを位相をずらして行い、互いの振動を打ち消す事は、
本請求項から容易に推定されるものであり、請求項を逸
脱するものではない。
【００１１】また、本実施例では、冷凍機の振動を低減
するためにピストンを併設したが、ピストンの代わりに
逆位相で動くディプレーサを併設しても良い。その場
合、合わせて２台の冷凍機となるようにしても良いし、
１つの冷凍機に２本のディスプレーサを接続しても良
い。この場合、従来のディスプレーサ一本のみの冷凍機
では磁性蓄冷材が運動することによる磁場変動が生ずる
おそれがあったが、二本の場合には互いの磁性蓄冷材が
逆位相に動くので、その影響を最小限に止めることがで
きる。
するためにピストンを併設したが、ピストンの代わりに
逆位相で動くディプレーサを併設しても良い。その場
合、合わせて２台の冷凍機となるようにしても良いし、
１つの冷凍機に２本のディスプレーサを接続しても良
い。この場合、従来のディスプレーサ一本のみの冷凍機
では磁性蓄冷材が運動することによる磁場変動が生ずる
おそれがあったが、二本の場合には互いの磁性蓄冷材が
逆位相に動くので、その影響を最小限に止めることがで
きる。
【００１２】また、本実施例では、ディスプレーサ及び
ピストンの本数を合わせて２本までとしているが、さら
に多くの本数を設置する場合も考えられる。この場合、
ディスプレーサの本数を多くすれば、それだけ１個のデ
ィスプレーサで要求される冷凍の能力も少なくなり、デ
ィスプレーサの反復速度を遅くできるので、振動をさら
に低減できると考えられる。
ピストンの本数を合わせて２本までとしているが、さら
に多くの本数を設置する場合も考えられる。この場合、
ディスプレーサの本数を多くすれば、それだけ１個のデ
ィスプレーサで要求される冷凍の能力も少なくなり、デ
ィスプレーサの反復速度を遅くできるので、振動をさら
に低減できると考えられる。
【００１３】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、超電導磁
気共鳴イメージング装置において、設置した冷凍機によ
る振動を小さくすることができる。従って、冷凍機の振
動に起因する騒音を低くできるとともに、冷凍機の振動
による静磁場の微小変動を低減することができる。
気共鳴イメージング装置において、設置した冷凍機によ
る振動を小さくすることができる。従って、冷凍機の振
動に起因する騒音を低くできるとともに、冷凍機の振動
による静磁場の微小変動を低減することができる。
【図１】本発明に関わる冷凍機の実施例。
【図２】超電導MRI装置内部の概略構造。
【図３】GM（ギフォード-マクマホン）冷凍機の概略構
造。
造。
１……被検体、２……ベッド、３…超電導コイル、４…
…真空容器、５……寒剤容器、６……冷凍機、７……配
管、８……液体ヘリウム、９……気化したヘリウム、１
０……圧縮機、１１a……高圧側配管、１１b……低圧側
配管、１３a……高圧側弁、１３b……低圧側弁、１４
a，b……駆動装置、１５a，b……シリンダ、１６a……
ディスプレーサ、１６b……ピストン、１７……コール
ドヘッド、１８……上部空間V１、１９……下部空間V
２、２０……蓄冷材
…真空容器、５……寒剤容器、６……冷凍機、７……配
管、８……液体ヘリウム、９……気化したヘリウム、１
０……圧縮機、１１a……高圧側配管、１１b……低圧側
配管、１３a……高圧側弁、１３b……低圧側弁、１４
a，b……駆動装置、１５a，b……シリンダ、１６a……
ディスプレーサ、１６b……ピストン、１７……コール
ドヘッド、１８……上部空間V１、１９……下部空間V
２、２０……蓄冷材
Claims (1)
- 【請求項１】 超電導コイルと、この超電導コイルを中
に収める断熱容器と、この断熱容器に取付けた冷凍機を
有する超電導磁気共鳴イメージング装置において、前記
冷凍機のディスプレーサ付近に設けたこのディスプレー
サと概ね同じ形状、概ね同じ質量のピストンと、このピ
ストンを前記ディスプレーサと概ね180°の異なる位相
で反復運動をさせる駆動装置を設けたことを特徴とする
超電導磁気共鳴イメージング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000054732A JP2001238864A (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | 超電導磁気共鳴イメージング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000054732A JP2001238864A (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | 超電導磁気共鳴イメージング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001238864A true JP2001238864A (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=18575946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000054732A Pending JP2001238864A (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | 超電導磁気共鳴イメージング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001238864A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006003937A1 (ja) * | 2004-07-02 | 2006-01-12 | Hitachi Medical Corporation | 磁気共鳴イメージング装置及びその保守方法 |
| JP2015535709A (ja) * | 2012-09-27 | 2015-12-17 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 超電導永久磁石を自動的に停止させるシステム及び方法 |
| GB2591741A (en) * | 2020-01-24 | 2021-08-11 | Scient Magnetics Limited | Nuclear magnetic resonance |
-
2000
- 2000-02-29 JP JP2000054732A patent/JP2001238864A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006003937A1 (ja) * | 2004-07-02 | 2006-01-12 | Hitachi Medical Corporation | 磁気共鳴イメージング装置及びその保守方法 |
| JPWO2006003937A1 (ja) * | 2004-07-02 | 2008-04-17 | 株式会社日立メディコ | 磁気共鳴イメージング装置及びその保守方法 |
| US8893516B2 (en) | 2004-07-02 | 2014-11-25 | Hitachi Medical Corporation | Magnetic resonance imaging device and method of replacing a cryo-cooler therein |
| JP2015535709A (ja) * | 2012-09-27 | 2015-12-17 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 超電導永久磁石を自動的に停止させるシステム及び方法 |
| US9985426B2 (en) | 2012-09-27 | 2018-05-29 | Koninklijke Philips N.V. | System and method for automatically ramping down a superconducting persistent magnet |
| US10411460B2 (en) | 2012-09-27 | 2019-09-10 | Koninklijke Philips N.V. | System and method for automatically ramping down a superconducting persistent magnet |
| GB2591741A (en) * | 2020-01-24 | 2021-08-11 | Scient Magnetics Limited | Nuclear magnetic resonance |
| GB2591741B (en) * | 2020-01-24 | 2024-04-03 | Scient Magnetics Limited | Nuclear magnetic resonance |
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