JP2008125935A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】稼働時には超伝導コイルに傾斜磁場コイルの振動を伝えず、輸送時には超伝導コイルを輸送時の衝撃にも耐えるように支持する磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【解決手段】所定の電流を流して検査領域９に静磁場を発生させる超伝導コイル６ａ、６ｂと、超伝導コイル６ａ、６ｂを支持し超伝導コイル６ａ、６ｂを冷媒２２と共に収納するコイル容器８と、コイル容器８を包囲し内部が真空に保持された真空容器５とを有する磁気共鳴イメージング装置において、コイル容器８を断熱支持可能な第１断熱支持部１６と、真空容器５の内側において第１断熱支持部１６に固定可能であり真空容器５を貫通する貫通支持部１１とを有し、真空容器５の外側において、貫通支持部１１と真空容器５とが締結可能になっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、超伝導磁石装置を用いた磁気共鳴イメージング(以下、ＭＲＩと称す)装置に関する。

ＭＲＩ装置は、生体を構成する水素原子の水素原子核の核磁気共鳴（Nuclear Magnetic Resonance、以下ＮＭＲと称す）現象が、生体内の組織によって異なることを利用して、生体組織を画像化するものであり、組織毎に異なる共鳴の強さや、共鳴の時間的変化の速さが画像の位置毎のコントラストとして現われる。

ＭＲＩ装置では、ＮＭＲ現象により水素原子核スピンが放出する電磁波を計測し、その電磁波を信号として演算処理することで、生体を水素原子核密度によって断層像化することができる。水素原子核スピンが放出する電磁波による電磁場の強度は、生体をおく検査領域の静磁場の強度に比例するため、高強度の静磁場を生成できる超伝導磁石装置が用いられている。

また、ＭＲＩ装置には、傾斜磁場コイルと高周波照射コイルとが用いられている。傾斜磁場コイルが、検査領域内の位置情報を得るために検査領域の静磁場に重畳する形で磁場を空間的に変化させた傾斜磁場を発生させ、高周波照射コイルが、ＮＭＲ現象を引き起こすための共鳴周波数の電磁波を印加することで、検査領域内の微小領域ごとに水素原子核スピンが放出する電磁波を計測することができる。

傾斜磁場コイルは、傾斜磁場を発生するためにパルス状の電流が流されると、超伝導磁石装置により生成された静磁場により、ローレンツ力が作用し振動する。仮に、この振動が、超伝導磁石装置の静磁場発生源である超伝導コイルにまで伝達し、超伝導コイルを振動させるとすると、超伝導コイルはミクロンオーダーの振幅の振動によっても静磁場は時間的に変動するので、ＭＲＩ装置の断層像に悪影響を与える。このため、ＭＲＩ装置では、傾斜磁場コイルの振動が超伝導コイルに伝わり難い構造が採用されている。

一方、ＭＲＩ装置は、工場で製造され、病院等で稼働し被検者の診断に用いられるので、工場と病院間を輸送しなければならない。輸送時には、道路の路面状況等による衝撃や、船積みでのクレーンやフォークリフト作業による衝撃が発生するが、このような衝撃が発生しても、ＭＲＩ装置は内蔵された超伝導コイルを支持しなければならない。一般に、堅牢に支持しようとすると、その支持体を伝わり振動は伝わりやすくなると考えられ、超伝導コイルに稼働時の傾斜磁場コイルの振動が伝わることなく、超伝導コイルを輸送時の衝撃にも耐えるように堅牢に支持できる支持構造は提案されていなかった。

なお、永久磁石を用いたＭＲＩ装置において、輸送時に永久磁石の支持体が変形するのを抑制する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３２５７４３号公報

本発明は前記の問題点を解決しようとするもので、その目的は、稼働時には超伝導コイルに傾斜磁場コイルの振動を伝えず、輸送時には超伝導コイルを輸送時の衝撃にも耐えるように支持するＭＲＩ装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明のＭＲＩ装置は、所定の電流を流して検査領域に静磁場を発生させる超伝導コイルと、前記超伝導コイルを支持し前記超伝導コイルを冷媒と共に収納するコイル容器と、前記コイル容器を包囲し内部が真空に保持された真空容器とを有するＭＲＩ装置において、前記コイル容器を断熱支持可能な第１断熱支持部と、前記真空容器の内側において前記第１断熱支持部に固定可能であり前記真空容器を貫通する貫通支持部とを有し、前記真空容器の外側において、前記貫通支持部と前記真空容器とを締結可能であることを特徴とする。

このようなＭＲＩ装置によれば、稼働時には超伝導コイルに傾斜磁場コイルの振動を伝えず、輸送時には超伝導コイルを輸送時の衝撃にも耐えるように支持するＭＲＩ装置を提供することができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係るＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置１としては、オープン型ＭＲＩ装置をあげることができる。オープン型ＭＲＩ装置は、超伝導磁石装置２と、被検体をのせるベッド４と、超伝導磁石装置２とベッド４を制御し被検体の任意の箇所からの核磁気共鳴信号を解析する制御装置３とを有している。超伝導磁石装置２は、内部が真空に保持された真空容器５と、貫通支持部１１と、貫通支持部１１と真空容器５とを締結する締結部１５と、貫通支持部１１の真空容器５に対する高さを調節する調整ねじ１４とを有している。締結部１５は、真空容器５と貫通支持部１１との間に配置され真空容器５と貫通支持部１１との間隔を一定に保つスペーサ１３と、スペーサ１３を貫通し真空容器５と貫通支持部１１とスペーサ１３とを締結する締結ねじ１２とを有している。真空容器５は、上下に配置された一対の第１真空容器５ａと第２真空容器５ｂと、真空連結管５ｃとを有している。第２真空容器５ｂの外周部の上に２本の真空連結管５ｃが立てられ、これらの真空連結管５ｃによって第１真空容器５ａが支持されている。真空連結管５ｃは、第１真空容器５ａと第２真空容器５ｂとに連通しているので、第１真空容器５ａと第２真空容器５ｂの内部の気圧を等しい圧力の減圧状態に設定することができる。

オープン型ＭＲＩ装置は、真空連結管５ｃによって離間された第１真空容器５ａと第２真空容器５ｂの間に検査領域９が形成され、この検査領域９に被検体を入れて診療するものであるため、被検体の視界は閉ざされず解放的であり、被検体に好評である。
第１真空容器５ａと第２真空容器５ｂはそれぞれ、Ｚ軸を共通の中心軸とする円柱形である。また、検査領域９を通りＺ軸を法線とする平面に対して、第１真空容器５ａと第２真空容器５ｂは互いに面対称の形状をしている。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る超伝導磁石装置２の上方からの透視図であり、図３は、図２のＡ−Ａ方向の断面図である。図４は、図３の貫通支持部１１の周辺の拡大図（輸送時）である。

図３に示すように、超伝導磁石装置２は、所定の永久電流を流して検査領域９に静磁場を発生させ中心軸がＺ軸に一致する円環状の１対の超伝導コイル６ａ、６ｂと、超伝導コイル６ａ、６ｂを支持し、超伝導コイル６ａ、６ｂを冷媒２２と共に収納するコイル容器８と、コイル容器８を包囲するように設けられた熱シールド７と、コイル容器８と熱シールド７を包囲し内部が真空に保持された真空容器５とを有している。

冷媒２２は超伝導コイル６ａ、６ｂを浸して直接冷却している。冷媒２２としては液体ヘリウム（Ｈｅ）が用いられている。コイル容器８は、円環状の超伝導コイル６ａ、６ｂに沿いこれを収納するように、Ｚ軸を中心軸にする円柱状に形成され、容積をできるだけ小さくしている。同様に、熱シールド７は、円柱状のコイル容器８に沿って覆うように、Ｚ軸を中心軸にする円柱状に形成され、表面積をできるだけ小さくして侵入熱を抑制している。

超伝導磁石装置２が、室温の室内に配置されても、真空容器５内が真空になっているので、室内の熱が伝導や対流で、コイル容器８に伝わることはない。また、熱シールド７は、図示していない冷凍機で冷却されることで、真空容器５からの輻射熱を吸収し冷凍機に放出するので、輻射熱でコイル容器８が昇温されることはない。なお、熱シールド７は冷媒２２の温度の極低温と室温との間の中低温に設定すればよい。以上により、超伝導コイル６ａ、６ｂとコイル容器８は冷媒２２の極低温に安定して設定することができる。

前記超伝導コイル６ａ、６ｂは、上下に対向配置され、それぞれの中心軸がＺ軸に一致し、対をなす第１超伝導コイル６ａと第２超伝導コイル６ｂとを有している。

前記コイル容器８は、第１超伝導コイル６ａを内包する第１コイル容器８ａと、第２超伝導コイル６ｂを内包し第１コイル容器８ａから下方に離れた第２コイル容器８ｂと、第１コイル容器８ａと第２コイル容器８ｂとを連結して冷媒２２が通り第１コイル容器８ａを支持し第２コイル容器８ｂに支持されるコイル連結管８ｃとを有している。コイル連結管８ｃは、第１コイル容器８ａと第２コイル容器８ｂの外周部に配置されている。コイル連結管８ｃは、１本でも良いし、２本以上でも良い。

前記熱シールド７は、第１コイル容器８ａを内包する第１熱シールド７ａと、第２コイル容器８ｂを内包し第１熱シールド７ａから離れた第２熱シールド７ｂと、第１熱シールド７ａと第２熱シールド７ｂとを連結しコイル連結管８ｃを内包するシールド連結管７ｃと、熱シールド７を支持するシールド支持部７ｄとを有する。シールド連結管７ｃは、第１熱シールド７ａと第２熱シールド７ｂの外周部に配置されている。シールド連結管７ｃは、コイル連結管８ｃの本数に合わせて、１本でも良いし、２本以上でも良い。

前記真空容器５は、第１コイル容器８ａと第１熱シールド７ａと第１断熱支持部１６と嵌脱部１８とを内包する第１真空容器５ａと、第２コイル容器８ｂと第２熱シールド７ｂと第２断熱支持部２３、２４とを内包し第１真空容器５ａから下方に離れた第２真空容器５ｂと、第１真空容器５ａと第２真空容器５ｂとを連結し第１真空容器５ａを支持し第２真空容器５ｂに支持されコイル連結管８ｃとシールド連結管７ｃを内包する真空連結管５ｃとを有する。真空連結管５ｃは、第１真空容器５ａと第２真空容器５ｂの外周部に配置されている。真空連結管５ｃは、コイル連結管８ｃの本数に合わせて、１本でも良いし、２本以上でも良い。以上により、検査領域９は、第１真空容器５ａと第２真空容器５ｂと真空連結管５ｃとの間に設けることができる。

なお、第１超伝導コイル６ａと、第１コイル容器８ａと、第１熱シールド７ａと、第１真空容器５ａとにより、第１クライオスタット２１ａを構成していると考えることができる。同様に、第２超伝導コイル６ｂと、第２コイル容器８ｂと、第２熱シールド７ｂと、第２真空容器５ｂとにより、第２クライオスタット２１ｂを構成していると考えることができる。また、コイル連結管８ｃと、シールド連結管７ｃと、真空連結管５ｃとにより、連結柱２１ｃを構成していると考えることができる。第１クライオスタット２１ａと第２クライオスタット２１ｂとは、連結柱２１ｃにより、互いに離間して配置されている。

第１真空容器５ａと第２真空容器５ｂの互いに対向する壁面にはそれぞれ、検査部２６と検査部２７とが設けられている。検査部２６、２７毎に、傾斜磁場コイルと高周波照射コイルとを有している。傾斜磁場コイルと高周波照射コイルとは、第１真空容器５ａと第２真空容器５ｂとに固定されている。ＭＲＩ装置１は、ＮＭＲ現象により水素原子核スピンが放出する核磁気共鳴信号を計測し、その核磁気共鳴信号を演算処理することで、被検体内を水素原子核密度によって断層像化する。その際に、まず、超伝導コイル６ａ、６ｂに永久電流を流し、検査領域９に静磁場を生成する。次に、傾斜磁場コイルは、検査領域９内の位置情報を得る目的で、磁場を空間的に変化させた傾斜磁場を検査領域９に印加する。さらに、高周波照射コイルは、ＮＭＲ現象を引起すための共鳴周波数の電磁波を検査領域９に印加する。これらにより、検査領域９内の微小領域ごとに水素原子核スピンが放出する核磁気共鳴信号を計測し、その核磁気共鳴信号を演算処理することで、被検体体内を水素原子核密度によって断層像化することができる。

超伝導コイル６ａ、６ｂ、コイル容器８、熱シールド７及び真空容器５は互いの位置関係を保持するために、断熱支持で各位置関係を健全に保ち、且つ、高い断熱性能を有した支持を実現している。傾斜磁場を発生させるために傾斜磁場コイルにパルス状の電流を通電すると、傾斜磁場コイルは静磁場中にあるため、電流が流れる傾斜磁場コイルにローレンツ力が作用し、傾斜磁場コイルに振動を誘発する。この振動は、傾斜磁場コイルを固定する真空容器５に伝達し、真空容器５を振動させる。

真空容器５が振動するといっても、全体が振動するわけでなく、真空容器５の自重等により床２５に圧接される真空容器５の底部は振動しにくい。そこで、第２断熱支持部２３、２４は、真空容器５（第２真空容器５ｂ）の底部に固定され、コイル容器８と熱シールド７とを断熱支持している。真空容器５（第２真空容器５ｂ）の底部が振動しにくいので、第２断熱支持部２３、２４もほとんど振動せず、真空容器５の振動が第２断熱支持部２３、２４を介してコイル容器８と熱シールド７さらには超伝導コイル６ａ、６ｂに伝達することはほとんどない。

しかしながら、第２断熱支持部２３、２４だけでは、片持ちに近い支持体系となり、輸送時に衝撃を受けると、熱シールド７とコイル容器８が倒れ込み、熱シールド７とコイル容器８の上部が大きく移動し、第２断熱支持部２３、２４に曲げや軸力で過大な荷重負荷が生じ大きく変形したり損傷を受けたりすると考えられる。

そこで、図３と図４（ａ）に示すように、第１の実施形態では、コイル容器８（第１コイル容器８ａ）と熱シールド７（第１熱シールド７ａ）との上部に固定されコイル容器８と熱シールド７を断熱支持可能な第１断熱支持部１６と、真空容器５（第１真空容器５ａ）とコイル容器８（第１コイル容器８ａ）と熱シールド７（第１熱シールド７ａ）との上部付近に配置され、真空容器５の内側において第１断熱支持部１６に固定可能であり、真空容器５（第１真空容器５ａ）の上部を貫通する貫通支持部１１とが設けられている。さらに、真空容器５（第１真空容器５ａ）の上部の外側に配置可能であり、貫通支持部１１と真空容器５とを締結可能である締結部１５と、第１断熱支持部１６に固定され貫通支持部１１を嵌脱する嵌脱部１８とが設けられている。締結部１５は、真空容器５と貫通支持部１１との間に配置可能なスペーサ１３と、スペーサ１３を貫通し、真空容器５と貫通支持部１１とを締結可能な締結ねじ１２とを有している。貫通支持部１１は、嵌脱部１８に対しての高さを変えることで、貫通支持部１１の円柱部が円環状の嵌脱部１８に嵌め込まれて接合したり脱離して引き離したりすることができる。貫通支持部１１が嵌脱部１８に嵌め込まれることで、貫通支持部１１を嵌脱部１８および第１断熱支持部１６に固定することができる。

真空容器５（第１真空容器５ａ）の上部には開口が設けられ、貫通支持部１１は、その開口を貫通している。開口において、真空容器５（第１真空容器５ａ）と貫通支持部１１とは接しておらず、すきま１９が開口の全周にわたり形成されている。

第１断熱支持部１６は、第２断熱支持部２３、２４と同様に、室温の嵌脱部１８や貫通支持部１１から液体ヘリウム温度のコイル容器８を支持するため、嵌脱部１８からコイル容器８への熱伝導を減らすような素材で構成されている。例えば、図４（ｂ）に示すように、第１断熱支持部１６として低熱伝導率の繊維強化型プラスチック（ＦＲＰ）パイプを用いる。パイプ形状の替わりに板形状または棒形状をしたＦＲＰを用いてもよい。第１断熱支持部１６は、Ｚ軸と垂直な水平方向に寝かされて設置される。第１断熱支持部１６は、一端がコイル容器８に固定され、もう１つの一端が嵌脱部１８に固定され貫通支持部１１を嵌脱部１８に嵌めることで貫通支持部１１に固定可能である。

なお、第１断熱支持部１６の長さ方向の中間地点は、第２断熱支持部２３、２４と同様に、サーマルアンカになっており、この中間地点で、熱シールド７は第１断熱支持部１６に支持している。第１断熱支持部１６の中間地点の温度は、熱シールド７の温度に設定されるので、第１断熱支持部１６の一端から他端までの室温から極低温にいたる温度プロファイルを装置によらず一定にすることができる。第１断熱支持部１６は、その中間地点で熱シールド７を貫通している。第１断熱支持部１６の中間地点より低温側では、第１断熱支持部１６を覆うために、袋状のシールド支持部７ｄが設けられている。

真空容器５（第１真空容器５ａ）の上部には、真空容器５（第１真空容器５ａ）と貫通支持部１１との間をシールするシール部１７が設けられている。シール部１７によれば、真空容器５内の真空を保持することができる。なお、貫通支持部１１は、真空容器５に対して上下動するので、このような上下動においても、シール部１７は、真空容器５内の真空を保持しなければならない。以上のようなシール部１７としてはベローズを用いることができる。

また、真空容器５（第１真空容器５ａ）の上部には、真空容器５と貫通支持部１１との間隔を調整可能な調整ねじ１４が設けられている。貫通支持部１１を真空容器５に対して上下動させる際の調整を容易に行うことができる。調整方法は、後述する。

ＭＲＩ装置１を輸送するときは、図３に示すように、貫通支持部１１は嵌脱部１８に嵌められて第１断熱支持部１６に固定し、締結部１５により貫通支持部１１と真空容器５とを締結しておく。一方、ＭＲＩ装置１が稼働しているときは、貫通支持部１１が第１断熱支持部１６に固定されないように、貫通支持部１１は嵌脱部１８から脱離され第１断熱支持部１６から離れ開放される。また、締結部１５により貫通支持部１１と真空容器５とは締結しておく。

輸送時には、第２断熱支持部２３、２４によって熱シールド７とコイル容器８の下部を支持するだけでなく、第１断熱支持部１６によっても熱シールド７とコイル容器８の上部を支持しているので、片持ちの支持体系とは異なり、輸送時に衝撃を受けても、熱シールド７とコイル容器８が倒れ込まず、熱シールド７とコイル容器８の上部が移動しない。このため、第２断熱支持部２３、２４に曲げや軸力で過大な荷重負荷が生じず、変形や損傷を受けないで熱シールド７とコイル容器８を支持することができる。

また、稼働時には、貫通支持部１１は嵌脱部１８から脱離され第１断熱支持部１６から離されるので、貫通支持部１１は第１断熱支持部１６に固定されず、傾斜磁場コイルの振動が真空容器５さらには貫通支持部１１に伝達しても、貫通支持部１１から第１断熱支持部１６には伝達することはない。なお、振動の伝達を遮断するだけでなく、熱の伝導も遮断することができる。

また、シール部１７を用いることで、貫通支持部１１の嵌脱部１８に対する固定や開放を、真空容器５を真空に保持したままで行うことができる。稼働時や輸送時はもちろん、貫通支持部１１の上下動の調整時も、真空容器５を真空に保持することができる。真空を保持しない場合と比べ、輸送先での作業時間を低減できる。

図２に示すように、貫通支持部１１は、複数個配置してもよく、例えば図２に示すように２個配置することができる。複数個にすることで、一箇所あたりの荷重負荷が軽減され、一箇所当りの貫通支持部１１の形状を小型化することができる。

また、貫通支持部１１の１つは、嵌脱部１８を介して複数本の第１断熱支持部１６を固定可能である。例えば図２に示すように２本設けることができる。複数本にすることで、一本あたりの荷重負荷が軽減され、一本当りの第１断熱支持部１６の形状を小型化することができる。また、このようなに複数本の第１断熱支持部１６は、軸方向の延長線が互いに交わる配置角度がほぼ９０度に設定されている。輸送時の衝撃による熱シールド７とコイル容器８の動きが、どの方向の径方向であっても抑制することができる。

第１断熱支持部１６は、直線状のパイプまたは棒であり、第１断熱支持部１６の軸方向の延長線が互いに交わる点が貫通支持部１１の内部に位置している。貫通支持部１１と嵌脱部１８に生じる輸送時の衝撃による曲げモーメントを小さくすることができる。また、第１断熱支持部１６の軸方向を、コイル容器８の周方向に沿わせることで、熱シールド７とコイル容器８の冷却による収縮変形を、第１断熱支持部１６のバネ定数の弱い軸直角方向変形で逃がすことができ、更に、輸送時の衝撃による熱シールド７とコイル容器８の径方向の動きだけでなく周方向の動きも抑制することができる。

なお、調整ねじ１４の配置位置は、貫通支持部１１上において、締結ねじ１２に対して外側であるが、これに限らず、内側に配置されていてもよいし、調整ねじ１４と締結ねじ１２とが同一半径上に配置されていてもよい。また、調整ねじ１４の本数は、貫通支持部１１に無理な負荷を加えることなく上昇させるために、３本以上が好ましく、締結ねじ１２の本数も、貫通支持部１１に無理な負荷を加えることなく真空容器５に締結するために、３本以上が好ましい。なお、調整ねじ１４と締結ねじ１２とは、１つの貫通支持部１１上において、同一の本数である必要はなく、周方向に同ピッチである必要もない。

貫通支持部１１を真空容器５に対して上下動させる際の調整方法について説明する。

図４の貫通支持部１１は、輸送時の状態を示している。輸送時から稼動時へ移行するためには、貫通支持部１１を真空容器５から抜くように上方に移動させる。

図５に示すように、まず、調整ねじ１４を真空容器５に押し当てたまま、真空容器５と貫通支持部１１との締結を解除するために、締結ねじ１２を取り外す。大気圧により貫通支持部１１は真空容器５側に引き付けられている。

調整ねじ１４を回して、真空容器５と貫通支持部１１との間に押し出す。このことにより、貫通支持部１１は真空容器５から抜かれるように上昇する。この上昇により、貫通支持部１１は、嵌脱部１８から抜かれて脱離する。また、シール部１７のベローズも伸びる。真空容器５と貫通支持部１１とに挟まれなくなったスペーサ１３を除去する。

最後に、図６に示すように、スペーサ１３よりも高さの高いスペーサ１３ａを、真空容器５と貫通支持部１１との間に挿入し、締結ねじ１２ａをスペーサ１３ａに通したまま、締結ねじ１２ａで、真空容器５と貫通支持部１１とを締結する。以上で、輸送時から稼動時へ移行するための調整が完了し、貫通支持部１１は稼働時の状態になる。この一連の調整はシール部１７により真空容器５の内部を真空を保持したまま行えるので、調整の前後で真空引きや超伝導コイルの温度を室温まで上げたり下げたりする必要がない。なお、今の説明とは逆の稼働時から輸送時へ移行するための調整は、逆の手順をたどればよい。また、調整ねじ１４に替えて、ジャッキを用いてもよい。

図６に示すように、稼働時においては、貫通支持部１１と嵌脱部１８とは離れているので、真空容器５に伝わった振動が、貫通支持部１１と嵌脱部１８と第１断熱支持部１６を経て、コイル容器８と熱シールド７に伝わることはなく、ＭＲＩ像に悪影響を及ぼすことはない。

（第１の実施形態の変形例）
図７に示すように、本発明の第１の実施形態の変形例に係るＭＲＩ装置は、第１の実施形態のＭＲＩ装置１と比較して、シール部１７のベローズが、軸シール２８になっている点が異なっている。また、貫通支持部１１の嵌脱部１８に嵌めこむ側の端面がテーパ形状になっている点が異なっている。また、嵌脱部１８の嵌め込まれる側の端面がラウンド形状になっている点が異なっている。調整ねじ１４が省かれている点が異なっている。調整ねじ１４がない場合は、前記のようにジャッキを用いればよい。

シール部１７に軸シール２８を用いることで、真空容器５内を真空に保持したまま、貫通支持部１１を真空容器５に対して上下動させることができるだけでなく、万が一、シール部１７が損傷しても、溶接で取り付けたベローズに比べて、貫通支持部１１の軸部に巻きつけた軸シール２８であれば、迅速に交換ができ、ＭＲＩ装置の復旧までの時間短縮が望める。

また、貫通支持部１１の嵌脱部１８に嵌めこむ側の端面をテーパ形状にしたり、嵌脱部１８の嵌め込まれる側の端面をラウンド形状にしたりすることにより、貫通支持部１１と嵌脱部１８とに若干の位置ずれが生じた場合にも、容易に貫通支持部１１を嵌脱部１８に嵌め込むことができる。なお、第１の実施形態の変形例に限らず、貫通支持部１１の嵌脱部１８に嵌めこむ側の端面をラウンド形状にしたり、嵌脱部１８の嵌め込まれる側の端面をテーパ形状にしたりしてもよい。

（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施形態に係る超伝導磁石装置２の上方からの透視図であり、図９は、図８のＢ−Ｂ方向の断面図である。図１０は、図９の貫通支持部１１の周辺の拡大図（輸送時）である。

図９と図１０に示すように、第２の実施形態に係る超伝導磁石装置２は、第１の実施形態の超伝導磁石装置２と比較して、貫通支持部１１が、常時、すなわち、輸送時でも、稼働時でも、調整時でも、第１断熱支持部１６に直接固定されている点が異なっている。また、調整ねじ１４が省かれている点が異なっている。調整ねじ１４がない場合は、前記のようにジャッキを用いればよい。

貫通支持部１１が、常時、第１断熱支持部１６に固定されているので、ＭＲＩ装置１を輸送するときは、締結部１５により、貫通支持部１１と真空容器５とを締結すればよい。第２の実施形態によっても、第１の実施形態と同様に、輸送時の衝撃による熱シールド７とコイル容器８の移動を抑制し、第２断熱支持部２３、２４の変形を防止することができる。

図１１に示すように、ＭＲＩ装置を、輸送時から稼動時に移行させる場合は、締結ねじ１２とスペーサ１３を取り外し、複数個のコイルばねからなる除振支持部２９に置き換える。除振支持部２９は、締結部１５が、貫通支持部１１と真空容器５とを締結していないときに、真空容器５に支持され、真空容器５に伝わる振動を貫通支持部１１に伝えないように除振しながら貫通支持部１１を支持する。

このように、ＭＲＩ装置が稼働しているときは、貫通支持部１１が第１断熱支持部１６に固定されているものの、締結部１５が貫通支持部１１と真空容器５とを締結しておらず、真空容器５から貫通支持部１１を、貫通支持部１１の荷重と大気圧のみを支持可能な弱いコイルばねで支持しているので、真空容器５に伝わる振動は、コイルばねが吸収し、コイル容器８や熱シールド７に伝わらないので、ＭＲＩ画像に悪影響を与えない。

なお、真空容器５の貫通支持部１１が貫通する開口において、真空容器５と貫通支持部１１とは接しておらず、すきま１９が開口の全周にわたり形成されている。また、除振支持部２９として、コイルばねを用いたが、これに限らず、皿ばね、板ばね、空気ばね、防振ゴムを用いることができる。

また、除振支持部２９は、締結部１５から置き換えることも可能であるが、締結部１５の配置されていない箇所に、稼働時だけでなく輸送時も取り付けておいてもよい。締結部１５を取り外すだけで、弱いばねコイルによる支持が可能になる。

（第２の実施形態の変形例１）
図１２と図１３に示すように、本発明の第２の実施形態の変形例１に係る超伝導磁石装置は、第２の実施形態の超伝導磁石装置２と比較して、シール部１７のベローズが、軸シール２８になっている点が異なっている。

シール部１７に軸シール２８を用いることで、真空容器５内を真空に保持したまま、貫通支持部１１を真空容器５に対して上下動させることができるだけでなく、万が一、シール部１７が損傷しても、溶接で取り付けたベローズに比べて、貫通支持部１１の軸部に巻きつけた軸シール２８であれば、迅速に交換ができ、ＭＲＩ装置の復旧までの時間短縮が望める。また、軸シール２８は、除振ゴムとして機能するだけでなく、すきま１９を確実に形成するように機能する。

（第２の実施形態の変形例２）
図１４に示すように、本発明の第２の実施形態の変形例２に係る超伝導磁石装置は、第２の実施形態の超伝導磁石装置２と比較して、除振支持部２９のコイルばねが、除振ゴムになっている点が異なっている。除振ゴムであれば、高さ等の微調整が容易で調整時間を短縮できる。

（第２の実施形態の変形例３）
図１５に示すように、本発明の第２の実施形態の変形例３に係る超伝導磁石装置は、第２の実施形態の超伝導磁石装置２と比較して、除振支持部２９のコイルばねが、１つになっている点が異なっている。コイルばね３１は、ベローズの外径側に、ベローズと中心軸が一致するように配置されている。なお、コイルばね３１は、ベローズの外径側に限らず、ベローズの内径側に配置することも可能である。コイルばねの本数を２本以上から１本に変更しており、調整時間が短縮できる。

本発明の第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る超伝導磁石装置の上方からの透視図である。 図２のＡ−Ａ方向の断面図（輸送時）である。 （ａ）は、図３の貫通支持部の周辺の拡大図（輸送時）であり、（ｂ）は、第１断熱支持部の斜視図である。 図３の貫通支持部の周辺の拡大図（調整時）である。 図３の貫通支持部の周辺の拡大図（稼働時）である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る超伝導磁石装置の貫通支持部周辺の断面図であり、図４に対応している。 本発明の第２の実施形態に係る超伝導磁石装置の上方からの透視図である。 図８のＢ−Ｂ方向の断面図（輸送時）である。 図９の貫通支持部の周辺の拡大図（輸送時）である。 図９の貫通支持部の周辺の拡大図（稼働時）である。 本発明の第２の実施形態の変形例１に係る超伝導磁石装置の貫通支持部周辺の断面図（輸送時）であり、図１０に対応している。 本発明の第２の実施形態の変形例１に係る超伝導磁石装置の貫通支持部周辺の断面図（稼働時）であり、図１１に対応している。 本発明の第２の実施形態の変形例２に係る超伝導磁石装置の貫通支持部周辺の断面図（稼働時）であり、図１１に対応している。 本発明の第２の実施形態の変形例３に係る超伝導磁石装置の貫通支持部周辺の断面図（稼働時）であり、図１１に対応している。

符号の説明

１ 磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置
２ 超伝導磁石装置
３ 制御装置
４ ベッド
５ 真空容器
５ａ 第１真空容器
５ｂ 第２真空容器
５ｃ 真空連結管
６ａ、６ｂ 超伝導コイル
７ 熱シールド
７ａ 第１熱シールド
７ｂ 第２熱シールド
７ｃ シールド連結管
７ｄ シールド支持部
８ コイル容器
８ａ 第１コイル容器
８ｂ 第２コイル容器
８ｃ コイル連結管
９ 検査領域
１１ 貫通支持部
１２、１２ａ 締結ねじ
１３、１３ａ スペーサ
１４ 調整ねじ
１５、１５ａ 締結部
１６ 第１断熱支持部
１７ ベローズ（シール部）
１８ 嵌脱部
１９ すきま
２１ａ 第１クライオスタット
２１ｂ 第２クライオスタット
２１ｃ 連結柱
２２ 冷媒
２３、２４ 第２断熱支持部
２５ 床
２６、２７ 検査部（傾斜磁場コイル、高周波照射コイル）
２８ 軸シール（シール部）
２９ 除振支持部（ばね）
３０ 除振支持部（ゴム）
３１ 除振支持部（ばね）

Claims (20)

1. 所定の電流を流して検査領域に静磁場を発生させる超伝導コイルと、
   前記超伝導コイルを支持し、前記超伝導コイルを冷媒と共に収納するコイル容器と、
   前記コイル容器を包囲し、内部が真空に保持された真空容器とを有する磁気共鳴イメージング装置において、
   前記コイル容器を断熱支持可能な第１断熱支持部と、
   前記真空容器の内側において前記第１断熱支持部に固定可能であり、前記真空容器を貫通する貫通支持部とを有し、
   前記真空容器の外側において、前記貫通支持部と前記真空容器とが締結可能であることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記磁気共鳴イメージング装置を輸送または輪送するときは、前記貫通支持部は前記第１断熱支持部に固定され、前記貫通支持部と前記真空容器とは締結され、
   前記磁気共鳴イメージング装置が稼働しているときは、前記貫通支持部が前記第１断熱支持部に固定されないか、前記貫通支持部と前記真空容器とが締結されないか、少なくともどちらか一方であることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記真空容器と前記貫通支持部との間をシールするシール部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記シール部は、ベローズと軸シールの少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記第１断熱支持部に固定され、前記貫通支持部を嵌脱する嵌脱部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記貫通支持部と前記嵌脱部との少なくともどちらか一方が、テーパ形状あるいはラウンド形状になっていることを特徴とする請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記貫通支持部は、常時、前記第１断熱支持部に固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. 前記貫通支持部と前記真空容器とが締結されていないときに、前記真空容器に支持され、除振しながら前記貫通支持部を支持する除振支持部を有することを特徴とする請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 前記除振支持部は、ばねとゴムの少なくとも１つを有することを特徴とする請求項８に記載の磁気共鳴イメージング装置。
10. 前記貫通支持部は、前記真空容器の上部を貫通していることを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
11. 前記貫通支持部は、複数個配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
12. 前記貫通支持部の１つは、複数の前記第１断熱支持部を固定可能であることを特徴とする請求項１１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
13. 前記真空容器と前記貫通支持部との間に配置可能なスペーサと、
    前記スペーサを貫通し、前記真空容器と前記貫通支持部とを締結可能な締結ねじとを有し、
    前記真空容器の外側に配置可能である締結部とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
14. 前記第１断熱支持部は、一端が前記コイル容器に固定され、他端が前記貫通支持部に固定可能であるパイプまたは棒であり、前記第１断熱支持部の軸方向の延長線が互いに交わる点が、前記貫通支持部の内部に位置することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
15. 前記第１断熱支持部の軸方向が、前記コイル容器の周方向に沿うことを特徴とする請求項１４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
16. 前記第１断熱支持部は、一端が前記コイル容器に固定され、他端が前記貫通支持部に固定可能であるパイプまたは棒であり、前記第１断熱支持部の軸方向の延長線が互いに交わる配置角度がほぼ９０度であることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
17. 前記真空容器の底部に固定され、前記コイル容器を断熱支持する第２断熱支持部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
18. 前記超伝導コイルは、上下に対向配置され、それぞれの中心軸が一致し、対をなす第１超伝導コイルと第２超伝導コイルとを有し、
    前記コイル容器は、
    前記第１超伝導コイルを内包する第１コイル容器と、
    前記第２超伝導コイルを内包し、前記第１コイル容器から下方に離れた第２コイル容器と、
    前記第１コイル容器と前記第２コイル容器とを連結し、前記第１コイル容器を支持し、前記第２コイル容器に支持されるコイル連結管とを有し、
    前記真空容器は、
    前記第１コイル容器と前記第１断熱支持部とを内包する第１真空容器と、
    前記第２コイル容器を内包し、前記第１真空容器から下方に離れた第２真空容器と、
    前記第１真空容器と前記第２真空容器とを連結し、前記第１真空容器を支持し、前記第２真空容器に支持され、前記コイル連結管を内包する真空連結管とを有し、
    前記検査領域９は、前記第１真空容器と前記第２真空容器と前記真空連結管との間に設けられ、
    前記貫通支持部は、前記第１真空容器を貫通し、
    前記第１断熱支持部は、前記第１コイル容器の上部に固定され、
    前記第２断熱支持部は、前記第２真空容器の底部に固定され、前記第２コイル容器を支持することを特徴とする請求項１７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
19. 前記コイル容器を包囲するように設けられ、前記第１断熱支持部に断熱支持され、前記第１断熱支持部が貫通する熱シールドを有することを特徴とする請求項１乃至請求項１８のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
20. 前記真空容器と前記貫通支持部との間隔を調整可能な調整ねじを有することを特徴とする請求項１乃至請求項１９のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。

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