JP2007282859A - 超伝導磁石装置および磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】軽量化を図ることができ、均一静磁場を生成するための補正コイルの配置が明瞭な超伝導磁石装置および磁気共鳴イメージング装置を得る。
【解決手段】超伝導磁石装置は、第一の方向の電流が流れる超伝導主コイル2と、第一の方向とは逆方向の第二の方向の電流が流れる超伝導遮へいコイル3と、超伝導主コイル2が生成する磁場を撮像領域FOVに導く、第一の方向と同方向の電流が流れる超伝導補正コイル4と含み、超伝導主コイル2は、平面視で径方向において、超伝導遮へいコイル3と超伝導補正コイル4との間に配置する。
【選択図】図2
【解決手段】超伝導磁石装置は、第一の方向の電流が流れる超伝導主コイル2と、第一の方向とは逆方向の第二の方向の電流が流れる超伝導遮へいコイル3と、超伝導主コイル2が生成する磁場を撮像領域FOVに導く、第一の方向と同方向の電流が流れる超伝導補正コイル4と含み、超伝導主コイル2は、平面視で径方向において、超伝導遮へいコイル3と超伝導補正コイル4との間に配置する。
【選択図】図2
Description
本発明は、超伝導磁石装置および磁気共鳴イメージング装置に関するものである。
従来、超伝導磁石装置を用いて静磁場を生成する磁気共鳴イメージング(MRI)装置は、特に、医療診断の分野で広く利用されている。超伝導磁石装置に使用される超伝導磁石は、液体ヘリウム冷却式超伝導磁石が典型的であり、およそ4Kにまで冷却されて作動する。
超伝導磁石装置としては、鉛直方向に均一静磁場を生成するために鉛直方向に中心軸を持ち、環状コイルを中心軸周りに設置した開放型磁石装置、および水平方向に均一静磁場を生成するために水平方向に中心軸を持つトンネル状の閉鎖型磁石装置が知られている。特に、超伝導磁石装置を磁気共鳴イメージング装置として用いる場合、例えば、特許文献1に記載の開放型磁石装置は、閉鎖型磁石装置に比べて開放感があり、閉所恐怖症的な感覚を患者が持つことを軽減し得る。
開放型磁石装置を用いた磁気共鳴イメージング装置は、円筒状もしくは楕円筒状を呈した上下一対の真空容器を備え、これらの真空容器間に磁場空間(撮像領域)を持つ。各真空容器には、径の相異なる複数対の超伝導コイルを冷媒とともに収納する冷媒容器が収納されている。複数対の超伝導コイルには、ガントリーギャップ内に中心を有する球状もしくは楕円球状の撮像領域において均一な静磁場が生成されるように、少なくとも一対の超伝導主コイルと少なくとも一対の超伝導遮へいコイルとが含まれる。
また、均一静磁場中に含まれる磁場歪みを補正するために、補正鉄(磁性材)を配置したものが知られているが、この補正鉄を環状コイルで代替する試みもなされている(例えば、特許文献2参照)。しかし、その適切な配置に関する検討が含まれていないために、コイル組数が増大し製作上の課題となっていた。
また、均一静磁場中に含まれる磁場歪みを補正するために、補正鉄(磁性材)を配置したものが知られているが、この補正鉄を環状コイルで代替する試みもなされている(例えば、特許文献2参照)。しかし、その適切な配置に関する検討が含まれていないために、コイル組数が増大し製作上の課題となっていた。
前記従来の磁気共鳴イメージング装置に用いられる超伝導磁石装置は、撮像領域に均一静磁場を生成するために、超伝導主コイルおよび超伝導遮へいコイルの他に、総合的な磁場の歪みを補正するための補正鉄を必要とし、総重量の増大を招いていた。
このような超伝導磁石装置の総重量の増大は、磁気共鳴イメージング装置の重量の増大に直接繋がるため、病院内等の限られたスペースの中で強固な支持筐体が必要であるとともに、設置場所に制約が生じるという問題があった。
このような超伝導磁石装置の総重量の増大は、磁気共鳴イメージング装置の重量の増大に直接繋がるため、病院内等の限られたスペースの中で強固な支持筐体が必要であるとともに、設置場所に制約が生じるという問題があった。
そこで、補正鉄を補正コイルで代替することが考えられるが、撮像領域に均一静磁場を生成するための調整が煩雑になるおそれがあった。
そこで、本発明の目的は、軽量化を図ることができ、均一静磁場を生成するための補正コイルの配置を明瞭にした超伝導磁石装置および磁気共鳴イメージング装置を提供することを課題とする。
前記した目的を達成するため、本発明では、撮像領域を通る中心軸周りに環状に形成される複数対のコイルが第一の方向の電流が流れる超伝導主コイルと、第一の方向とは逆方向の第二の方向の電流が流れる超伝導遮へいコイルと、超伝導主コイルが生成する磁場を撮像領域に導く、第一の方向と同方向の電流が流れる超伝導補正コイルとを含んで構成されるので、超伝導補正コイルを従来の補正鉄の代替として使用することができ、大幅な軽量化を図ることができる。しかも、超伝導主コイルが、平面視で径方向において、超伝導遮へいコイルと超伝導補正コイルとの間に配置されるようにしたので、超伝導補正コイルとの距離が近くなって超伝導主コイルが生成する磁場が撮像領域に導かれ易くなる。また、超伝導遮へいコイルが超伝導主コイルの平面視で径方向外側に位置することとなり、これによって、外部に漏れる磁場を好適に遮へいすることができる。
また、超伝導補正コイルは、超伝導遮へいコイルに流れる電流値を、撮像領域内のある計測点から超伝導遮へいコイルまでの距離の値で除した第1の値と、超伝導主コイルに流れる電流値を、計測点から超伝導主コイルまでの距離の値で除した第2の値との差で、超伝導補正コイルに流れる電流値を除し、さらにこの除した値に所定の倍率を乗じて算出された値を、計測点からの距離の値として配置される構成としたので、従来の補正鉄から代替された超伝導補正コイルを適切な配置とすることができる。また、超伝導補正コイルの配置に関する検討を簡単に行うことができる。これにより、コイル数が増大することもなく、製作上の煩雑さも生じない。
本発明によれば、軽量化を図ることができ、均一静磁場を生成するための補正コイルの配置が明瞭な超伝導磁石装置および磁気共鳴イメージング装置が得られる。
次に、本発明の超伝導磁石装置を用いた磁気共鳴イメージング装置(以下、MRI装置という)の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。MRI装置は、図1に示すように、超伝導磁石装置1と、被検体(不図示、以下同様)を乗せるベッド20と、このベッド20に乗せられた被検体を撮像領域FOV(Field of View)へ搬送する、図示しない駆動機構が設けられた搬送手段30と、この搬送手段30によって撮像領域FOVに搬送された被検体からの核磁気共鳴信号を解析するコンピュータ等の機器からなる解析手段40とから構成され、ベッド20に乗った被検体を通して断層撮影を行うものである。ここで、図1中符号Zを付して示した軸線は、超伝導磁石装置1の中心を通る中心軸であり、また、符号Xを付して示した軸線は、中心軸Zに交わるとともに撮像領域FOVの中心部を横切る水平軸である。
超伝導磁石装置1は、図2に示すように、内部に、いずれも環状に形成された超伝導主コイル2、超伝導遮へいコイル3および超伝導補正コイル4が超伝導用冷媒(図示せず)とともにコイル容器(不図示)に収納され、このコイル容器が、内部を真空に保持された真空容器1A,1Bに収納された構成となっている。各超伝導コイルのコイル線材としては、例えば、NbTi線材が用いられ、超伝導用冷媒としては、例えば、液体ヘリウムが用いられている。
なお、超伝導主コイル2、超伝導遮へいコイル3および超伝導補正コイル4は、それぞれ支持体(図示せず)によって真空容器1A,1B内に支持されている。
また、真空容器1A,1Bは、支柱7,7で所定の間隔を置いて連結されており、これらの間で、中心軸Zの中央部に、撮像領域FOVが形成される。
なお、超伝導主コイル2、超伝導遮へいコイル3および超伝導補正コイル4は、それぞれ支持体(図示せず)によって真空容器1A,1B内に支持されている。
また、真空容器1A,1Bは、支柱7,7で所定の間隔を置いて連結されており、これらの間で、中心軸Zの中央部に、撮像領域FOVが形成される。
本実施形態では、図1に示すように、超伝導主コイル2に第一の方向の電流が流れるようにしてあり、また、超伝導遮へいコイル3に、第一の方向とは逆方向の第二の方向の電流が流れるようにしてある。また、超伝導補正コイル4には、前記した超伝導主コイル2の第一の方向と同方向の電流が流れるようにしてある。
図2に示すように、均一静磁場を生成するための超伝導主コイル2は、中心軸Zの周りにおいて、径方向外側に配置される超伝導遮へいコイル3と、径方向内側に配置される超伝導補正コイル4との間に配置される構成としてある。一方、超伝導補正コイル4は、中心軸Z方向(超伝導磁石装置1の天地方向)において、超伝導主コイル2と超伝導遮へいコイル3との間に配置される構成としてある。
超伝導遮へいコイル3は、真空容器1Aの外周部近傍の上端部に配置されており、また、真空容器1Bの外周部近傍の下端部に配置されている。つまり、超伝導遮へいコイル3は、超伝導磁石装置1の撮像領域FOVから最も遠い部位に位置しており、これによって、超伝導磁石装置1の側方へ漏れる漏洩磁場を抑制することができる。
超伝導補正コイル4は、超伝導主コイル2が生成する磁場を撮像領域FOVに導く役割をなす。つまり、超伝導主コイル2がアンペア則に従って生成する、該超伝導主コイル2からの距離に反比例する磁場を、撮像領域において均一静磁場とするよう補正する。これにより、超伝導主コイル2で生成された磁場は、超伝導補正コイル4の周りを通って撮像領域FOVへ回りこむようにして導かれる。
本実施形態では、超伝導主コイル2を中心軸Z側に近づけて、超伝導主コイル2を超伝導補正コイル4に近づけてある。また、超伝導補正コイル4自体も、中心軸Zに沿って、超伝導主コイル2に近づくように(撮像領域FOVに近づくように)配置されており、これによって、超伝導主コイル2と超伝導補正コイル4との相対位置が近接した構造となっている。これにより、超伝導主コイル2が生成する磁場が撮像領域FOVに好適に導かれる。
なお、超伝導主コイル2の平面視で径方向内側には、環状の高次補正鉄12が配置されている。また、この高次補正鉄12の平面視で径方向内側には、傾斜磁場コイル13が配置されている。
次に、超伝導補正コイル4の配置について図3を参照して、撮像領域FOV内のある計測点Pに基づいて、超伝導補正コイル4の位置関係を説明する。
超伝導補正コイル4は、撮像領域FOV内の計測点Pと中心軸Zを含む平面上において、計測点Pから超伝導主コイル2の中心および超伝導補正コイル4の中心までの距離の値R2,R4の平方の逆比に、各電流値I2,I4と該コイル径(x2,x4)と該距離の中心軸Zへの射影成分比とを乗じた値、つまり各コイルによって生成される磁場の、中心軸Zを法線とする水平面への射影成分x4に比例した値の和と、超伝導遮へいコイル3までの距離の値R3の平方の逆比に該電流値I3と該コイル径(x3)を乗じ、かつ、前記射影成分比を乗じた値とが一致する位置に配置される。このとき、超伝導補正コイル4は、前記したように、中心軸Z方向に関して、超伝導遮へいコイル3と超伝導主コイル2との間に配置され、超伝導主コイル2よりも中心軸Z側に配置される必要がある。つまり、これらの条件を満たす位置に超伝導補正コイル4が配置される。
超伝導補正コイル4は、撮像領域FOV内の計測点Pと中心軸Zを含む平面上において、計測点Pから超伝導主コイル2の中心および超伝導補正コイル4の中心までの距離の値R2,R4の平方の逆比に、各電流値I2,I4と該コイル径(x2,x4)と該距離の中心軸Zへの射影成分比とを乗じた値、つまり各コイルによって生成される磁場の、中心軸Zを法線とする水平面への射影成分x4に比例した値の和と、超伝導遮へいコイル3までの距離の値R3の平方の逆比に該電流値I3と該コイル径(x3)を乗じ、かつ、前記射影成分比を乗じた値とが一致する位置に配置される。このとき、超伝導補正コイル4は、前記したように、中心軸Z方向に関して、超伝導遮へいコイル3と超伝導主コイル2との間に配置され、超伝導主コイル2よりも中心軸Z側に配置される必要がある。つまり、これらの条件を満たす位置に超伝導補正コイル4が配置される。
ここで、これらの条件を数式で示せば、第一の電流方向に流れる電流により生成される磁場の前記水平面への射影成分をB1x、第二の電流方向に流れる電流により生成される磁場の前記水平面への射影成分をB2xとすれば、
B1x=B2x
となる。ここで、計測点Pと中心軸Zを含む平面に厚みΔsを考慮し、この領域に含まれるコイル電流は線電流であると仮定する。比例定数k(=μ0/4π),k’(=(x4+x4’)/(x2+x2’)μ0/4π),k’’(=(x3+x3’)/(x2+x2’)μ0/4π)を用い、具体的に図3に示す諸値を用いれば、電流が流れているコイルの微小長さΔsが計測点Pに作る磁場B1x、B2xは、それぞれΔB1x、ΔB2xとして、
ΔB1x = {k×(I2/R2 2×z2/R2−I2/R’2 2×z’2/R’2−I2/R’’2 2×z’’2/R’’2+I2/R’’’2 2×z’’’2/R’’’2)+k’×(I4/R4 2×z4/R4−I4/R’4 2×z’4/R’4−I4/R’’4 2×z’’4/R’’4+I4/R’’’4 2×z’’’4/R’’’4)}Δs
ΔB2x = k’’×(I3/R3 2×z3/R3−I3/R’3 2×z’3/R’3−I3/R’’3 2×z’’3/R’’3+I3/R’’’3 2×z’’’3/R’’’3)Δs
となる。特に、
|ΔB1x−ΔB2x| = 0
である場合は、必要とされる均一磁場方向に垂直な成分(中心軸Zに直交する水平方向の成分)が打ち消されることを意味しており、生成される磁場が均一磁場方向に揃っていることを表している。なお、厳密には、前記|ΔB1x−ΔB2x|を対称軸周りに周回積分しなれば磁場は算出されないが、ある計測点Pにおける前記条件を満足すれば均一磁場であるといえる。
B1x=B2x
となる。ここで、計測点Pと中心軸Zを含む平面に厚みΔsを考慮し、この領域に含まれるコイル電流は線電流であると仮定する。比例定数k(=μ0/4π),k’(=(x4+x4’)/(x2+x2’)μ0/4π),k’’(=(x3+x3’)/(x2+x2’)μ0/4π)を用い、具体的に図3に示す諸値を用いれば、電流が流れているコイルの微小長さΔsが計測点Pに作る磁場B1x、B2xは、それぞれΔB1x、ΔB2xとして、
ΔB1x = {k×(I2/R2 2×z2/R2−I2/R’2 2×z’2/R’2−I2/R’’2 2×z’’2/R’’2+I2/R’’’2 2×z’’’2/R’’’2)+k’×(I4/R4 2×z4/R4−I4/R’4 2×z’4/R’4−I4/R’’4 2×z’’4/R’’4+I4/R’’’4 2×z’’’4/R’’’4)}Δs
ΔB2x = k’’×(I3/R3 2×z3/R3−I3/R’3 2×z’3/R’3−I3/R’’3 2×z’’3/R’’3+I3/R’’’3 2×z’’’3/R’’’3)Δs
となる。特に、
|ΔB1x−ΔB2x| = 0
である場合は、必要とされる均一磁場方向に垂直な成分(中心軸Zに直交する水平方向の成分)が打ち消されることを意味しており、生成される磁場が均一磁場方向に揃っていることを表している。なお、厳密には、前記|ΔB1x−ΔB2x|を対称軸周りに周回積分しなれば磁場は算出されないが、ある計測点Pにおける前記条件を満足すれば均一磁場であるといえる。
特に、図3の計測点Pと中心軸Zを含む平面における第一象限において、電流が流れているコイルの微小長さによって生成される水平成分磁場Bxが概ねゼロにならなければ、磁場が均一化されない。よって前記数式は、以下のように簡略化される。なお、前記式における「〜」は、ほとんどイコールであるという意味である。
k×I2/R2 2×z2/R2+k’×I4/R4 2×z4/R4 〜 k’’×I3/R3 2×z3/R3
とさらに簡略化され、
R4 3 〜 (x4+x’4)I4z4/|(x3+x’3)I3z3/R3 3−(x2+x’2)I2z2/R2 3|
を得る。ここで、x2 〜 x’2,x3 〜 x’3,x4 〜 x’4と近似すれば、
R4 3 〜 I4x4z4/|I3x3z3/R3 3−I2x2z2/R2 3|
であり、更に、計測点Pからみた各コイルの仰角がほぼ等しい角度であるという近似を用いれば、
R4 〜 I4/|I3/R3−I2/R2|
と表される。つまり、超伝導補正コイル4は、超伝導遮へいコイル3に流れる電流値I3を、撮像領域FOV内のある計測点Pから超伝導遮へいコイル3までの距離の値R3で除した第1の値(I3/R3)と、超伝導主コイル2に流れる電流値I2を、計測点Pから超伝導主コイル2までの距離の値R2で除した第2の値(I2/R2)との差で、超伝導補正コイル4に流れる電流値I4を除し、さらにこの除した値に所定の倍率を乗じて算出された値を、計測点Pからの距離の値R4として配置される。
ここで、除した値に所定の倍率を乗じるのは、近似によって得られる値は真値からのずれを生じているためであり、経験的に得られる諸値を用いて算出すると、真値は、上式によって得られる値に所定の倍率を乗じて算出された値となるからである。
k×I2/R2 2×z2/R2+k’×I4/R4 2×z4/R4 〜 k’’×I3/R3 2×z3/R3
とさらに簡略化され、
R4 3 〜 (x4+x’4)I4z4/|(x3+x’3)I3z3/R3 3−(x2+x’2)I2z2/R2 3|
を得る。ここで、x2 〜 x’2,x3 〜 x’3,x4 〜 x’4と近似すれば、
R4 3 〜 I4x4z4/|I3x3z3/R3 3−I2x2z2/R2 3|
であり、更に、計測点Pからみた各コイルの仰角がほぼ等しい角度であるという近似を用いれば、
R4 〜 I4/|I3/R3−I2/R2|
と表される。つまり、超伝導補正コイル4は、超伝導遮へいコイル3に流れる電流値I3を、撮像領域FOV内のある計測点Pから超伝導遮へいコイル3までの距離の値R3で除した第1の値(I3/R3)と、超伝導主コイル2に流れる電流値I2を、計測点Pから超伝導主コイル2までの距離の値R2で除した第2の値(I2/R2)との差で、超伝導補正コイル4に流れる電流値I4を除し、さらにこの除した値に所定の倍率を乗じて算出された値を、計測点Pからの距離の値R4として配置される。
ここで、除した値に所定の倍率を乗じるのは、近似によって得られる値は真値からのずれを生じているためであり、経験的に得られる諸値を用いて算出すると、真値は、上式によって得られる値に所定の倍率を乗じて算出された値となるからである。
また、各コイルが生成する、中心軸Zに平行な磁場成分Bzは、超伝導主コイル2、超伝導遮へいコイル3および超伝導補正コイル4のそれぞれの円環電流が生成する磁場の畳み込みで表され、撮像領域FOVの全域で前記磁場成分Bzが許容磁場範囲内となるようなR4の位置に超伝導補正コイル4を配置すれば、均一磁場に垂直な成分を打ち消すことができ、中心軸Zに平行な均一磁場を生成できる。
なお、超伝導補正コイル4が超伝導遮へいコイル3のよりも中心軸方向外側にある場合、超伝導冷却に必要な冷媒容器および超伝導冷媒が増大し、かつ周囲のノイズの影響を受けやすい難点を有する。また、撮像領域FOVの中心軸方向上方もしくは下方にある場合には、磁場の水平成分が増大するために、均一磁場生成には逆効果を与える。
以下では、本実施形態において得られる効果を説明する。
(1)MRI装置は、超伝導主コイル2が生成する磁場を撮像領域FOVに導く超伝導補正コイル4を含んだ超伝導磁石装置1を備えて構成されるので、超伝導補正コイル4を従来の補正鉄の代替として使用することができ、大幅な軽量化を図ることができる。したがって、病院内等の限られたスペースの中で強固な支持筐体が必要とならず、設置場所の制約も生じにくい。
(2)超伝導主コイル2が、中心軸Z周りにおいて、超伝導遮へいコイル3と超伝導補正コイル4との間に配置されるようにしたので、超伝導補正コイル4との距離が近くなって超伝導主コイル2が生成する磁場が撮像領域FOVに導かれ易くなる。
(3)超伝導主コイル2は、超伝導遮へいコイル3よりも中心軸Zに近づけられる配置となるので、真空容器1A,1Bの角をテーパー状に加工することができ、従来の装置に比べてより一層開放感を備えた超伝導磁石装置1が得られる。
(4)超伝導遮へいコイル4が超伝導主コイル2の中心軸Z周りの外側(径方向外側)に位置することとなり、これによって、外部に漏れる磁場を好適に遮へいすることができる。
(5)超伝導補正コイル4は、超伝導遮へいコイル3に流れる電流値I3を、撮像領域FOV内のある計測点Pから超伝導遮へいコイル3までの距離の値R3で除した第1の値と、超伝導主コイル2に流れる電流値I2を、計測点Pから超伝導主コイル2までの距離の値R2で除した第2の値との差で、超伝導補正コイル4に流れる電流値I4を除し、さらにこの除した値に所定の倍率を乗じて算出された値を、計測点Pからの距離の値R4として配置される構成としたので、従来の補正鉄から代替された超伝導補正コイル4を適切な配置とすることができる。また、超伝導補正コイル4の配置に関する検討を簡単に行うことができる。
(6)超伝導補正コイル4の配置に関する検討が明瞭で、超伝導補正コイル4による磁場の補正が適切に行われることとなるので、コイル数が増大することもなく、製作上の煩雑さも生じない。超伝導補正コイル4による磁場の補正も煩雑さが緩和されるようになる。
(1)MRI装置は、超伝導主コイル2が生成する磁場を撮像領域FOVに導く超伝導補正コイル4を含んだ超伝導磁石装置1を備えて構成されるので、超伝導補正コイル4を従来の補正鉄の代替として使用することができ、大幅な軽量化を図ることができる。したがって、病院内等の限られたスペースの中で強固な支持筐体が必要とならず、設置場所の制約も生じにくい。
(2)超伝導主コイル2が、中心軸Z周りにおいて、超伝導遮へいコイル3と超伝導補正コイル4との間に配置されるようにしたので、超伝導補正コイル4との距離が近くなって超伝導主コイル2が生成する磁場が撮像領域FOVに導かれ易くなる。
(3)超伝導主コイル2は、超伝導遮へいコイル3よりも中心軸Zに近づけられる配置となるので、真空容器1A,1Bの角をテーパー状に加工することができ、従来の装置に比べてより一層開放感を備えた超伝導磁石装置1が得られる。
(4)超伝導遮へいコイル4が超伝導主コイル2の中心軸Z周りの外側(径方向外側)に位置することとなり、これによって、外部に漏れる磁場を好適に遮へいすることができる。
(5)超伝導補正コイル4は、超伝導遮へいコイル3に流れる電流値I3を、撮像領域FOV内のある計測点Pから超伝導遮へいコイル3までの距離の値R3で除した第1の値と、超伝導主コイル2に流れる電流値I2を、計測点Pから超伝導主コイル2までの距離の値R2で除した第2の値との差で、超伝導補正コイル4に流れる電流値I4を除し、さらにこの除した値に所定の倍率を乗じて算出された値を、計測点Pからの距離の値R4として配置される構成としたので、従来の補正鉄から代替された超伝導補正コイル4を適切な配置とすることができる。また、超伝導補正コイル4の配置に関する検討を簡単に行うことができる。
(6)超伝導補正コイル4の配置に関する検討が明瞭で、超伝導補正コイル4による磁場の補正が適切に行われることとなるので、コイル数が増大することもなく、製作上の煩雑さも生じない。超伝導補正コイル4による磁場の補正も煩雑さが緩和されるようになる。
図4は超伝導磁石装置1の変形例であり、この例では、超伝導補正コイル4の内側空間を利用して、中心軸Zに沿う空洞5を形成している。空洞5は防振材6を介して設けられており、超伝導磁石装置1に別途設けた外部筐体1Cに支持されている。空洞5の内径は、超伝導補正コイル4の内径の大きさにもよるが、おおよそ、撮像領域FOVの近傍に設けた傾斜磁場コイル13の約1/2以上の大きさを確保することが可能である。
このような空洞5を設けることにより、例えば、傾斜磁場コイル13のハーネスの配索を空洞5を通じて行うことができる。また、傾斜磁場コイル13等のメンテナンス作業も容易である。
さらに、前記のように、空洞5は、外部筐体1Cに支持されて設置されるので、超伝導磁石装置1から物理的に切り離して、メンテナンス等を行うことができる。なお、空洞5は外部筐体1Cに限らず、超伝導磁石装置1の周辺に支持構造物が存在する場合には、そこに支持することも可能である。
さらに、前記のように、空洞5は、外部筐体1Cに支持されて設置されるので、超伝導磁石装置1から物理的に切り離して、メンテナンス等を行うことができる。なお、空洞5は外部筐体1Cに限らず、超伝導磁石装置1の周辺に支持構造物が存在する場合には、そこに支持することも可能である。
空洞5は、防振材6を介して超伝導磁石装置1に取り付けられるので、傾斜磁場コイル13による振動が超伝導磁石装置1に伝播するのを効果的に抑制することができる。このことは、撮像の高精度化にも大きく寄与する。また、例えば吸音材を取り付ければ騒音が軽減され、患者が感じる不快感を軽減することに繋がる。
図5〜図7はその他の変形例であり、図5の超伝導磁石装置1では、超伝導主コイル2の他に、超伝導主コイル2’を設けてある。また、図6の超伝導磁石装置1では、超伝導遮へいコイル3’を超伝導遮へいコイル3の下方に付加した構成となっており、図7の超伝導磁石装置1では、超伝導遮へいコイル3と超伝導補正コイル4との間に、超伝導補正コイル4’を付加した構成となっており、使用するコイル組数に制限はない。
なお、前記のように、超伝導主コイル2,超伝導遮へいコイル3および超伝導補正コイル4のいずれかが二対配置される場合には、その二対のうちの一対が前記条件を満たしていればよい。また、三対以上配置される場合も、そのうちのいずれか一対が前記条件を満たしていればよい。
なお、超伝導主コイル2,超伝導遮へいコイル3および超伝導補正コイル4は、望ましくは超伝導磁石装置1の上面あるいは下面からできるだけ離間させて配置する。このように配置することにより、外部からのノイズの影響を抑制することができる。このことは撮像の高精度化に寄与する
1 超伝導磁石装置
2 超伝導主コイル
3 超伝導遮へいコイル
4 超伝導補正コイル
5 空洞
20 ベッド
30 搬送手段
40 解析手段
P 計測点
Z 中心軸
2 超伝導主コイル
3 超伝導遮へいコイル
4 超伝導補正コイル
5 空洞
20 ベッド
30 搬送手段
40 解析手段
P 計測点
Z 中心軸
Claims (7)
- 撮像領域を通る中心軸周りに環状に形成され、前記撮像領域を挟んで前記中心軸方向に相対向して配置された複数対のコイルを有する超伝導磁石装置であって、
複数対の前記コイルは、
第一の方向の電流が流れる超伝導主コイルと、
前記第一の方向とは逆方向の第二の方向の電流が流れる超伝導遮へいコイルと、
前記超伝導主コイルが生成する磁場を前記撮像領域に導く、前記第一の方向と同方向の電流が流れる超伝導補正コイルとを含み、
前記超伝導主コイルは、平面視で径方向において、前記超伝導遮へいコイルと前記超伝導補正コイルとの間に配置されることを特徴とする超伝導磁石装置。 - 前記超伝導補正コイルは、前記中心軸方向において、前記超伝導主コイルと前記超伝導遮へいコイルとの間に配置されることを特徴とする請求項1に記載の超伝導磁石装置。
- 撮像領域を通る中心軸周りに環状に形成され、前記撮像領域を挟んで前記中心軸方向に相対向して配置された複数対のコイルを有する超伝導磁石装置であって、
複数対の前記コイルは、
第一の方向の電流が流れる超伝導主コイルと、
前記第一の方向とは逆方向の第二の方向の電流が流れる超伝導遮へいコイルと、
前記一対の超伝導主コイルが生成する磁場を前記撮像領域に導く、前記第一の方向と同方向の電流が流れる超伝導補正コイルとを含み、
前記超伝導補正コイルは、
前記超伝導遮へいコイルに流れる電流値を、前記撮像領域内のある計測点から前記超伝導遮へいコイルまでの距離の値で除した第1の値と、前記超伝導主コイルに流れる電流値を、前記計測点から前記超伝導主コイルまでの距離の値で除した第2の値との差で、前記超伝導補正コイルに流れる電流値を除し、さらにこの除した値に所定の倍率を乗じて算出された値を、前記計測点からの距離の値として配置されることを特徴とする超伝導磁石装置。 - 前記超伝導主コイルは、平面視で径方向において、前記超伝導遮へいコイルと前記超伝導補正コイルとの間に配置されることを特徴とする請求項3に記載の超伝導磁石装置。
- 前記超伝導補正コイルは、前記中心軸方向において、前記超伝導主コイルと前記超伝導遮へいコイルとの間に配置されることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の超伝導磁石装置。
- 均一静磁場の高次成分を抑制する磁性材を超伝導主コイルよりも平面視で径方向内側に配置している超伝導磁石装置であって、
前記超伝導主コイルよりも平面視で径方向内側に配置されて低次成分を抑制する磁性材を超伝導補正コイルで代替したことを特徴とする超伝導磁石装置。 - 前記請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の超伝導磁石装置を備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
被検体を乗せるベッドと、このベッドに乗せられた前記被検体を前記撮像領域へ搬送する搬送手段と、この搬送手段によって前記撮像領域に搬送された前記被検体からの核磁気共鳴信号を解析する解析手段とを備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006113819A JP2007282859A (ja) | 2006-04-17 | 2006-04-17 | 超伝導磁石装置および磁気共鳴イメージング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006113819A JP2007282859A (ja) | 2006-04-17 | 2006-04-17 | 超伝導磁石装置および磁気共鳴イメージング装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007282859A true JP2007282859A (ja) | 2007-11-01 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007282859A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2006
- 2006-04-17 JP JP2006113819A patent/JP2007282859A/ja active Pending
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