JP2011194136A

JP2011194136A - Superconducting magnet device and magnetic resonance imaging apparatus

Info

Publication number: JP2011194136A
Application number: JP2010066369A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Shibata; 圭一郎柴田; Mitsuji Abe; 充志阿部; Takeshi Nakayama; 武中山; Tatsuya Ando; 竜弥安藤; Takuro Honda; 琢郎本多
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2011-10-06

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To firmly support magnetic bodies without increasing a heat-entering amount into a liquid helium system.SOLUTION: A superconducting magnet device 1 has at least a pair of main coils 11 vertically and oppositely arranged sandwiching an imaging area FOV and generating a magnetic field, at least a pair of shield coils 12 generating a magnetic field in a reverse direction to the main coils 11, a liquid helium container 30 accommodating the main coil 11 and the shield coil 12 in liquid helium, vacuum containers 10A, 10B enclosing the liquid helium containers 30 for vacuum-insulating the same. Further, it has the magnetic bodies directly supported by the liquid helium containers 30 via an insulating material arranged outside the liquid helium containers 30 in the vacuum containers 10A, 10B. A cooling means for cooling the magnetic bodies to a predetermined temperature is arranged on a side opposite to the imaging area FOV side of the magnetic bodies.

Description

本発明は、超伝導コイルを用いた高磁場オープン型の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。 The present invention relates to a high magnetic field open type superconducting magnet apparatus and a magnetic resonance imaging apparatus using a superconducting coil.

従来、超伝導コイルを用いて静磁場を生成する超伝導磁石装置を用いた磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging））装置は、特に、医療診断の分野で広く利用されている。オープン型磁気共鳴イメージング装置では、被検体へのアクセスを容易にし、また、被検体のへ閉塞感を低減するために、被検体が仰臥するために十分なガントリーキャップを設けて、撮像領域（赤道面を含む領域）を挟んで上下に磁極が対局配置されている。
上下の各磁極には、超電導コイルを冷却するための液体ヘリウム容器が設置されており、超伝導コイルは、この液体ヘリウム容器内に充填された液体ヘリウムに浸されている。
液体ヘリウム容器の外側には、外部からの熱侵入を低減するための輻射シールドが設置され、さらにその外側には真空断熱層を挟んで真空容器が設置されている（例えば特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus using a superconducting magnet apparatus that generates a static magnetic field using a superconducting coil has been widely used particularly in the field of medical diagnosis. In the open type magnetic resonance imaging apparatus, in order to facilitate access to the subject and reduce the feeling of blockage of the subject, a sufficient gantry cap is provided for the subject to lie down, and the imaging region (equator) The magnetic poles are arranged opposite to each other across the area including the surface.
In each of the upper and lower magnetic poles, a liquid helium container for cooling the superconducting coil is installed, and the superconducting coil is immersed in the liquid helium filled in the liquid helium container.
A radiation shield for reducing heat intrusion from the outside is installed outside the liquid helium container, and a vacuum container is installed outside the liquid helium container with a vacuum heat insulating layer interposed therebetween (see, for example, Patent Document 1).

特許文献１に記載のＭＲＩ装置では、磁性体の磁化の温度変化を抑えるために、磁場均一度を調整するための磁性体を、液体窒素温度に冷却した輻射シールド内に設置し、これを輻射シールドから支持するものが開示されている。
しかしながら、輻射シールドには反射率の高いアルミ合金等が用いられており、アルミ合金は、ステンレス鋼に比べて強度が低いものであるため、結果的にシールド厚が分厚くなってしまい、内包される磁性体は、撮像領域から離れた位置に設置せざるを得ない。このため、撮像領域の磁場均一度が劣化するおそれがあった。また、磁性体を支持している輻射シールドと超電導コイルを内包する液体ヘリウム容器との間に、振動等に起因する相対変位が生じた場合にも、撮像領域の磁場均一度が劣化するおそれがあった。 In the MRI apparatus described in Patent Document 1, a magnetic body for adjusting the magnetic field uniformity is installed in a radiation shield cooled to a liquid nitrogen temperature in order to suppress a temperature change in magnetization of the magnetic body, and this is radiated. What is supported from the shield is disclosed.
However, an aluminum alloy or the like having high reflectivity is used for the radiation shield, and the aluminum alloy is lower in strength than stainless steel, and as a result, the shield thickness is increased and included. The magnetic body must be installed at a position away from the imaging area. For this reason, there is a possibility that the magnetic field uniformity in the imaging region may deteriorate. In addition, even when a relative displacement caused by vibration or the like occurs between the radiation shield supporting the magnetic material and the liquid helium container containing the superconducting coil, the magnetic field uniformity in the imaging region may be deteriorated. there were.

この点、特許文献２に記載のＭＲＩ装置では、磁性体を撮像領域に近付けるために、輻射シールドの外に磁性体が設置されたものが開示されている。また、コイルと補正鉄の相対変位を抑制するために、コイルボビンを接合した液体ヘリウム容器から、断熱材を用いた荷重支持体を介して磁性体が支持されたものが開示されている。
そして、このＭＲＩ装置では、磁性体を設置する位置を調整して磁性体に加わる電磁力を低減し、荷重支持体の断面積を低減することにより、室温にある磁性体から液体ヘリウム容器への熱侵入量を液体ヘリウム系の熱侵入量の許容値以下に制限している。 In this regard, the MRI apparatus described in Patent Document 2 discloses an apparatus in which a magnetic body is installed outside the radiation shield in order to bring the magnetic body closer to the imaging region. In addition, in order to suppress the relative displacement between the coil and the correction iron, a liquid helium container joined with a coil bobbin is supported by a magnetic material via a load support using a heat insulating material.
In this MRI apparatus, the electromagnetic force applied to the magnetic body is adjusted by adjusting the position where the magnetic body is installed, and the cross-sectional area of the load support is reduced, so that the magnetic body at room temperature is transferred to the liquid helium container. The amount of heat penetration is limited to the allowable value of the heat penetration amount of the liquid helium system.

特開２００５−１４３８５３号公報JP 2005-143853 A 特開２００８−１３０７０７号公報JP 2008-130707 A

ところで、磁気共鳴イメージング装置では、より鮮明な画像を得るために装置の高磁場化が進んでいる。ここで、磁気共鳴イメージング装置を高磁場化するには、超電導コイルの起磁力を増加する手法と、磁性体を増加する手法との二通りの手法がある。
このうち、超電導コイルの起磁力を増加する手法では、コイルの線材長の増加によるコスト増加を招き、また、コイルの最大経験磁場が高くなることから、超電導コイルのクエンチが発生し易くなる。超電導コイルのクエンチは、高価な液体ヘリウムの消費量を増大させるだけでなく、医療機関における診療スケジュールの遅延を招来するため、極力発生させたくない。
そこで、コスト低減および超電導コイルのクエンチを低減するという観点からは、超電導コイルの起磁力の増加を必要最小限に抑えて、磁性体を増加させるようにすることが望ましい。 By the way, in a magnetic resonance imaging apparatus, in order to obtain a clearer image, the magnetic field of the apparatus is increasing. Here, in order to increase the magnetic field of the magnetic resonance imaging apparatus, there are two methods of increasing the magnetomotive force of the superconducting coil and increasing the magnetic material.
Among them, the method of increasing the magnetomotive force of the superconducting coil causes an increase in cost due to an increase in the wire length of the coil, and the maximum empirical magnetic field of the coil is increased, so that quenching of the superconducting coil is likely to occur. The quenching of the superconducting coil not only increases the consumption of expensive liquid helium, but also causes a delay in the medical treatment schedule in the medical institution, so it is not desirable to generate it as much as possible.
Therefore, from the viewpoint of reducing the cost and quenching of the superconducting coil, it is desirable to increase the magnetic material while minimizing the increase in magnetomotive force of the superconducting coil.

一方、磁性体を増加させると、磁性体に加わる電磁力の増加を招く。このため、液体ヘリウム容器から磁性体を支持している荷重支持体の断面積を増加する必要がある。ところが、荷重支持体の断面積の増加は、液体ヘリウム系への熱侵入量の増加を招くこととなるため、所定の時間内に装置の冷却を完了するためには、熱侵入量の増加に応じた液体ヘリウム用冷凍機の増強が必要となってくる。このため、コストが増加するという問題が生じる。 On the other hand, increasing the magnetic material causes an increase in electromagnetic force applied to the magnetic material. For this reason, it is necessary to increase the cross-sectional area of the load support that supports the magnetic material from the liquid helium container. However, since the increase in the cross-sectional area of the load support causes an increase in the amount of heat penetration into the liquid helium system, in order to complete the cooling of the device within a predetermined time, the amount of heat penetration increases. It is necessary to reinforce the refrigerator for liquid helium accordingly. For this reason, the problem that cost increases arises.

ここで、前記特許文献２では、断熱材を用いた荷重支持体で液体ヘリウム容器から磁性体を支持している。しかしながら、磁性体は室温にあるたため、冷却時には、液体ヘリウム容器のみが熱収縮する。このため、特に径方向の荷重支持体に熱応力が発生し、この熱応力を緩和する構造が不可欠となる。
そこで、荷重支持体にばねをつけて熱応力を緩和することが考えられる。しかし、そのような構造にすると、ばね定数のバラツキにより磁性体が本来の位置から変位して、磁場均一度の劣化を生じるおそれがある。このような磁場均一度の劣化が生じるのを避けるためには、高品質のばねを高精度で加工して精度よく設置する必要があるが、製造コストの増加を招く。 Here, in the said patent document 2, the magnetic body is supported from the liquid helium container with the load support body using the heat insulating material. However, since the magnetic material is at room temperature, only the liquid helium container is thermally contracted during cooling. For this reason, a thermal stress is generated particularly on the radial load support, and a structure for relaxing the thermal stress is indispensable.
Therefore, it is conceivable to reduce the thermal stress by attaching a spring to the load support. However, with such a structure, the magnetic body may be displaced from its original position due to variations in the spring constant, which may cause deterioration of the magnetic field uniformity. In order to avoid such deterioration of the magnetic field uniformity, it is necessary to process and install a high-quality spring with high accuracy, but this increases the manufacturing cost.

このような観点から、本発明は、液体ヘリウム系への熱侵入量の増加を招くことなく、磁性体を強固に支持することができる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。 From such a viewpoint, it is an object of the present invention to provide a superconducting magnet device and a magnetic resonance imaging apparatus that can firmly support a magnetic material without increasing the amount of heat penetration into the liquid helium system. And

前記した課題を解決するための手段として本発明の超伝導磁石装置は、撮像領域を挟んで上下に対向配置され、磁場を発生する少なくとも一対のメインコイル、および前記メインコイルと逆方向の磁場を発生する少なくとも一対のシールドコイルと、前記メインコイルおよび前記シールドコイルを液体ヘリウム中に収納する液体ヘリウム容器と、前記液体ヘリウム容器を内包して真空断熱する真空容器と、を有する超伝導磁石装置であって、前記真空容器内における前記液体ヘリウム容器の外部に設けられた断熱材を介して、前記液体ヘリウム容器に直接支持される磁性体を備え、前記磁性体の反撮像領域側には、前記磁性体を所定温度まで冷却するための冷却手段が設けられている構成とした。これにより、磁性体を所定温度（例えば、室温より低く液体ヘリウム温度より高い温度、略液体窒素温度等）まで冷却することができ、荷重支持体の断面積を増加させた場合においても、液体ヘリウム容器等の液体ヘリウム系への熱侵入量を許容値以下に抑制することができる。したがって、液体ヘリウム系への熱侵入量の増加を招くことなく、磁性体を強固に支持することができる。また、冷却手段は、磁性体の反撮像領域側に設けられているので、磁性体を撮像領域側に近付けることができ、磁場均一度を向上させることが可能となる。
また、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によれば、装置の高磁場化が可能となり、より鮮明な画像を得ることができる。 As a means for solving the above-described problems, the superconducting magnet device of the present invention includes at least a pair of main coils that are vertically opposed to each other with an imaging region interposed therebetween, and generates a magnetic field in a direction opposite to the main coil. A superconducting magnet device having at least a pair of generated shield coils, a liquid helium container that houses the main coil and the shield coil in liquid helium, and a vacuum container that contains the liquid helium container and is thermally insulated by vacuum. And a magnetic body directly supported by the liquid helium container via a heat insulating material provided outside the liquid helium container in the vacuum container, A cooling means for cooling the magnetic body to a predetermined temperature is provided. As a result, the magnetic body can be cooled to a predetermined temperature (for example, a temperature lower than room temperature and higher than the liquid helium temperature, a substantially liquid nitrogen temperature, etc.), and even when the cross-sectional area of the load support is increased, liquid helium The amount of heat penetration into the liquid helium system such as a container can be suppressed to an allowable value or less. Therefore, the magnetic material can be firmly supported without increasing the amount of heat penetration into the liquid helium system. Further, since the cooling means is provided on the side opposite to the imaging area of the magnetic body, the magnetic body can be brought closer to the imaging area side, and the magnetic field uniformity can be improved.
Moreover, according to the magnetic resonance imaging apparatus using the superconducting magnet apparatus of the present invention, the apparatus can be increased in magnetic field, and a clearer image can be obtained.

本発明によれば、液体ヘリウム系への熱侵入量の増加を招くことなく、磁性体を強固に支持することができる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。 According to the present invention, it is possible to obtain a superconducting magnet device and a magnetic resonance imaging apparatus that can firmly support a magnetic body without increasing the amount of heat penetration into the liquid helium system.

本発明の第１実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the magnetic resonance imaging apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態の磁気共鳴イメージング装置に適用される超伝導磁石装置の構造を示した模式断面図である。It is the schematic cross section which showed the structure of the superconducting magnet apparatus applied to the magnetic resonance imaging apparatus of 1st Embodiment of this invention. 超伝導磁石装置の主たる構造を示した模式平面図である。It is the model top view which showed the main structures of the superconducting magnet apparatus. 流路の変形例を示した模式断面図である。It is the schematic cross section which showed the modification of the flow path. 本発明の第２実施形態の磁気共鳴イメージング装置に適用される超伝導磁石装置を示した模式断面図である。It is the schematic cross section which showed the superconducting magnet apparatus applied to the magnetic resonance imaging apparatus of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態の磁気共鳴イメージング装置に適用される超伝導磁石装置を示した模式断面図である。It is the schematic cross section which showed the superconducting magnet apparatus applied to the magnetic resonance imaging apparatus of 3rd Embodiment of this invention.

（第１実施形態）
以下、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）の第１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Ｈを乗せるベッド２と、このベッド２に乗せられた被検体Ｈ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３と、この搬送手段３によって撮像領域ＦＯＶに搬送された被検体Ｈ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を含んだ解析手段４とから構成され、ベッド２に乗った被検体Ｈを通して断層撮影を行うものである。ここで、図２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（赤道面を通る軸）である。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as an MRI apparatus) using a superconducting magnet apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the MRI apparatus conveys the superconducting magnet device 1, the bed 2 on which the subject H is placed, and the subject H placed on the bed 2 to an imaging region FOV (Field of View). Conveying means 3 provided with a driving mechanism (not shown), and analyzing means 4 including equipment such as a computer for analyzing a nuclear magnetic resonance signal from the subject H conveyed by the conveying means 3 to the imaging region FOV. Then, tomography is performed through the subject H on the bed 2. 2 is a central axis passing through the center of the superconducting magnet device 1, and an axis indicated by a reference X intersects the central axis Z. It is a horizontal axis (axis passing through the equator plane) that crosses the center of the imaging region FOV.

本実施形態の超伝導磁石装置１は、撮像領域ＦＯＶを挟んで上下に配置された一対の真空容器１０Ａ，１０Bが支柱１０ａにより連結されている。超伝導磁石装置１の起磁力は、図２に示すように、赤道面（水平軸Ｘ）に関して対向配置され、真空容器１０Ａ，１０B内にそれぞれ配置されたメインコイル１１、シールドコイル１２、第１磁性体２１、および第２磁性体２２から構成されている。ここで、一対の真空容器１０Ａ，１０Ｂは、同様の構成であるので、以下においては、主として上側の真空容器１０Ａの構成部材について説明し、適宜下側の真空容器１０Ｂの構成部材について説明する。 In the superconducting magnet device 1 of the present embodiment, a pair of vacuum vessels 10A and 10B arranged above and below the imaging region FOV are connected by a column 10a. As shown in FIG. 2, the magnetomotive force of the superconducting magnet device 1 is disposed so as to face the equator plane (horizontal axis X) and is disposed in the vacuum vessels 10A and 10B, respectively, the main coil 11, the shield coil 12, and the first coil. It is composed of a magnetic body 21 and a second magnetic body 22. Here, since the pair of vacuum vessels 10A and 10B have the same configuration, in the following, components of the upper vacuum vessel 10A will be mainly described, and components of the lower vacuum vessel 10B will be described as appropriate.

メインコイル１１およびシールドコイル１２は、液体ヘリウム容器３０内に収納された共通のコイルボビン１３に巻き付けられており、いずれも環状に形成されている。
メインコイル１１は、図２中矢印Ｚ１の向きの磁場を発生する超伝導コイルであり、また、シールドコイル１２は、漏洩磁場を抑えるため、メインコイル１１と逆向きに電流が流される超伝導コイルである。シールドコイル１２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している。
ここで、メインコイル１１およびシールドコイル１２のコイル線材としては、例えば、ＮｂＴｉ線材が用いられる。
なお、コイルボビン１３は、液体ヘリウム容器３０の天板３１に内側から直接接合されて固定されている。ここでは、コイルボビン１３を利用して、メインコイル１１およびシールドコイル１２を設けたが、これに限られることはなく、図示しない超伝導補正コイル等をコイルボビン１３に対して設けてもよい。また、コイルボビン１３は、メインコイル１１、シールドコイル１２毎に液体ヘリウム容器３０内に別々に設けられていてもよい。 The main coil 11 and the shield coil 12 are wound around a common coil bobbin 13 accommodated in the liquid helium container 30, and both are formed in an annular shape.
The main coil 11 is a superconducting coil that generates a magnetic field in the direction of the arrow Z1 in FIG. 2, and the shield coil 12 is a superconducting coil in which a current flows in the opposite direction to the main coil 11 in order to suppress the leakage magnetic field. It is. The shield coil 12 is located at a portion farthest from the imaging region FOV of the superconducting magnet device 1, thereby suppressing a leakage magnetic field that leaks to the side of the superconducting magnet device 1.
Here, as the coil wires of the main coil 11 and the shield coil 12, for example, NbTi wires are used.
The coil bobbin 13 is directly joined and fixed to the top plate 31 of the liquid helium container 30 from the inside. Here, the main coil 11 and the shield coil 12 are provided using the coil bobbin 13, but the present invention is not limited to this, and a superconducting correction coil or the like (not shown) may be provided for the coil bobbin 13. The coil bobbin 13 may be provided separately in the liquid helium container 30 for each of the main coil 11 and the shield coil 12.

液体ヘリウム容器３０は、密閉可能な容器であり、内部には、超伝導用冷媒として液体ヘリウムが充填されている。液体ヘリウム容器３０内において、メインコイル１１およびシールドコイル１２は、充填された液体ヘリウムによって冷却されて、超電導状態を保持している。
液体ヘリウム容器３０の外側には、液体ヘリウム容器３０への熱侵入を抑制するための反射率の高いアルミ合金等からなる輻射シールド３２が液体ヘリウム容器３０の周囲を覆うように設置されている。輻射シールド３２は、真空断熱層を挟んで真空容器１０Ａ内に設置されている。
なお、液体ヘリウム容器３０には、この液体ヘリウム容器３０の内部に液体ヘリウムを注入するための図示しない液体ヘリウム注液管が連結されており、また、液体ヘリウム容器３０の内部の気相状態のヘリウムガスを排出するための図示しないヘリウムガス排出管等が連結されている。 The liquid helium container 30 is a sealable container, and the inside is filled with liquid helium as a superconducting refrigerant. In the liquid helium container 30, the main coil 11 and the shield coil 12 are cooled by the filled liquid helium to maintain a superconducting state.
Outside the liquid helium container 30, a radiation shield 32 made of an aluminum alloy or the like having a high reflectivity for suppressing heat intrusion into the liquid helium container 30 is installed so as to cover the periphery of the liquid helium container 30. The radiation shield 32 is installed in the vacuum vessel 10A with the vacuum heat insulating layer interposed therebetween.
The liquid helium container 30 is connected to a liquid helium injection pipe (not shown) for injecting liquid helium into the liquid helium container 30, and a gas phase state inside the liquid helium container 30 is also connected. A helium gas discharge pipe (not shown) for discharging helium gas is connected.

また、液体ヘリウム容器３０を構成している天板３１には、第１磁性体２１を支持するための荷重支持体４０と、第２磁性体２２を支持するための荷重支持体４１が設けられている。
荷重支持体４０，４１は、剛性を有するとともに断熱性を有する材料からなる柱状の部材である。このうち荷重支持体４０は、第１磁性体２１および第２磁性体２２を鉛直方向（中心軸Ｚに沿う方向）に支持するために、液体ヘリウム容器３０と第１磁性体２１との間に設けられている。 In addition, the top plate 31 constituting the liquid helium container 30 is provided with a load support 40 for supporting the first magnetic body 21 and a load support 41 for supporting the second magnetic body 22. ing.
The load supports 40 and 41 are columnar members made of a material having rigidity and heat insulation. Among these, the load support 40 is provided between the liquid helium container 30 and the first magnetic body 21 in order to support the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 in the vertical direction (direction along the central axis Z). Is provided.

具体的に、荷重支持体４０は、上側の真空容器１０Ａ内において、天板３１の下面から下方へ垂設され、第１磁性体２１の上面（反撮像領域ＦＯＶ側となる面、冷却板５０の上面）に接続されて第１磁性体２１を支持している。
また、荷重支持体４０は、下側の真空容器１０Ｂ内において、天板３１の上面から上方へ突設され、第１磁性体２１の下面（反撮像領域ＦＯＶ側となる面、冷却板５０の下面）に接続されて第１磁性体２１を支持している。
このような荷重支持体４０は、図３に示すように、第１磁性体２１の周方向に所定の間隔を空けて複数本設けられており、本実施形態では、計８本設けられている。
なお、荷重支持体４０は、冷却板５０に対してではなく、第１磁性体２１に対して、直接接続されるように構成してもよい。 Specifically, the load support 40 is suspended downward from the lower surface of the top plate 31 in the upper vacuum vessel 10A, and the upper surface of the first magnetic body 21 (the surface on the side opposite to the imaging region FOV, the cooling plate 50). The upper surface of the first magnetic body 21 is supported.
In addition, the load support 40 protrudes upward from the top surface of the top plate 31 in the lower vacuum vessel 10B, and the bottom surface of the first magnetic body 21 (the surface on the side opposite to the imaging region FOV, the cooling plate 50). The first magnetic body 21 is supported by being connected to the lower surface.
As shown in FIG. 3, a plurality of such load supports 40 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction of the first magnetic body 21, and a total of eight is provided in this embodiment. .
Note that the load support 40 may be configured to be directly connected to the first magnetic body 21 instead of the cooling plate 50.

一方、荷重支持体４１は、第１磁性体２１および第２磁性体２２を水平方向（赤道面に沿う方向、水平軸Ｘに沿う方向）に支持するために、液体ヘリウム容器３０と第２磁性体２２との間に設けられている。 On the other hand, in order to support the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 in the horizontal direction (the direction along the equator plane, the direction along the horizontal axis X), the load support body 41 and the liquid helium container 30 and the second magnetic body 21 are supported. It is provided between the body 22.

具体的に、荷重支持体４１は、上側の真空容器１０Ａ内において、天板３１の上面に取付部材４１ａを介して一端（真空容器１０Ａの径方向外側端）が接続され、他端（真空容器１０Ａの径方向内側端）が取付部材４１ｂを介して第２磁性体２２の上面（反撮像領域ＦＯＶ側となる面、冷却板５５の上面）に接続されている。
また、荷重支持体４１は、下側の真空容器１０Ｂ内において、天板３１の下面に取付部材４１ａを介して一端（真空容器１０Ｂの径方向外側端）が接続され、他端（真空容器１０Ｂの径方向内側端）が取付部材４１ｂを介して第２磁性体２２の下面（反撮像領域ＦＯＶ側となる面、冷却板５５の下面）に接続されている。
なお、荷重支持体４１は、冷却板５５に対してではなく、第２磁性体２２に対して、直接接続されるように構成してもよい。
以上のような荷重支持体４０，４１は、輻射シールド３２に形成された貫通孔３２ａ，３２ｂにそれぞれ挿通されて、輻射シールド３２と非接触状態に挿通配置されている。 Specifically, in the upper vacuum vessel 10A, one end (the radially outer end of the vacuum vessel 10A) of the load support 41 is connected to the upper surface of the top plate 31 via the mounting member 41a, and the other end (the vacuum vessel). The radially inner end of 10A is connected to the upper surface of the second magnetic body 22 (the surface on the side opposite to the imaging region FOV, the upper surface of the cooling plate 55) via the attachment member 41b.
In addition, in the lower vacuum vessel 10B, the load support body 41 has one end (the radially outer end of the vacuum vessel 10B) connected to the lower surface of the top plate 31 via the mounting member 41a and the other end (the vacuum vessel 10B). Is connected to the lower surface of the second magnetic body 22 (the surface on the side opposite to the imaging region FOV, the lower surface of the cooling plate 55) via the mounting member 41b.
Note that the load support 41 may be configured to be directly connected to the second magnetic body 22 instead of the cooling plate 55.
The load supports 40 and 41 as described above are inserted through the through holes 32a and 32b formed in the radiation shield 32, respectively, and are disposed so as not to contact the radiation shield 32.

第１磁性体２１は、図３に示すように、環状を呈しており、液体ヘリウム容器３０の内径よりも外径が小さくされて液体ヘリウム容器３０を覆う輻射シールド３２（図２参照）の径方向内側に配置されている。そして、第１磁性体２１は、前記したように、荷重支持体４０を介して真空容器１０Ａ内における液体ヘリウム容器３０の天板３１に直接支持されており、その図示しない中心軸は、メインコイル１１（シールドコイル１２）の中心軸Ｚ（図２参照）に合致している。
このような第１磁性体２１には、図２に示すように、反撮像領域ＦＯＶ側となる面、つまり、上側の真空容器１０Ａ内においては第１磁性体２１の上面、また、下側の真空容器１０Ｂ内においては第１磁性体２１の下面に、冷却手段として機能する冷却板５０が設けられている。
また、第１磁性体２１の上面（下側の真空容器１０Ｂにあっては下面）を除く周面は、断熱膜（断熱材）２５で覆われている。断熱膜２５は、例えば、ポリエステルなどの合成繊維にアルミを蒸着した積層構造のスーパーインシュレータを用いることができる。 As shown in FIG. 3, the first magnetic body 21 has an annular shape, and the diameter of the radiation shield 32 (see FIG. 2) that covers the liquid helium container 30 by making the outer diameter smaller than the inner diameter of the liquid helium container 30. It is arranged inside the direction. As described above, the first magnetic body 21 is directly supported by the top plate 31 of the liquid helium container 30 in the vacuum container 10A via the load support 40, and the central axis (not shown) is the main coil. 11 (shield coil 12) coincides with the central axis Z (see FIG. 2).
As shown in FIG. 2, the first magnetic body 21 has a surface on the anti-imaging region FOV side, that is, the upper surface of the first magnetic body 21 in the upper vacuum vessel 10A, and the lower side. In the vacuum vessel 10B, a cooling plate 50 that functions as a cooling means is provided on the lower surface of the first magnetic body 21.
The peripheral surface of the first magnetic body 21 excluding the upper surface (the lower surface in the case of the lower vacuum vessel 10B) is covered with a heat insulating film (heat insulating material) 25. As the heat insulating film 25, for example, a super insulator having a laminated structure in which aluminum is vapor-deposited on a synthetic fiber such as polyester can be used.

冷却板５０は、第１磁性体２１の上面（下側の真空容器１０Ｂ内においては下面）に取り付けられる円環板状の部材であり、熱伝導性に優れた材料、例えば、ステンレス合金、アルミニウム合金、銅合金等からなる。冷却板５０の内部には、液体窒素が一方向に通流する流路５１が設けられている。これにより冷却板５０は、略液体窒素温度（所定の温度）まで冷却されることとなる。 The cooling plate 50 is an annular plate-like member attached to the upper surface (the lower surface in the lower vacuum vessel 10B) of the first magnetic body 21, and is made of a material having excellent thermal conductivity, such as a stainless alloy or aluminum. It consists of an alloy, a copper alloy, etc. Inside the cooling plate 50, a flow path 51 through which liquid nitrogen flows in one direction is provided. As a result, the cooling plate 50 is cooled to substantially the liquid nitrogen temperature (predetermined temperature).

流路５１は、図３に示すように、冷却板５０の周方向に沿って冷却板５０の周方向略全体に行き渡るように平面視で円弧状に配設されており、一端が上面縁部に設けられた導入口５１ａに接続され、他端が同じく導出口５１ｂに接続されている。導入口５１ａおよび導出口５１ｂには、超伝導磁石装置１の外部に設けられた図示しない窒素供給回収装置に設けられた供給管、回収管が接続されるようになっている。 As shown in FIG. 3, the flow path 51 is arranged in an arc shape in a plan view so as to reach substantially the entire circumferential direction of the cooling plate 50 along the circumferential direction of the cooling plate 50, and one end thereof is an upper edge portion. The other end is also connected to the outlet 51b. A supply pipe and a recovery pipe provided in a nitrogen supply and recovery apparatus (not shown) provided outside the superconducting magnet device 1 are connected to the introduction port 51a and the outlet port 51b.

第２磁性体２２は、図２に示すように、外面が段状とされた円柱状を呈しており、第１磁性体２１の外径よりも外径がさらに小さくされて、第１磁性体２１の径方向内側に配置されている（図３参照）。そして、第２磁性体２２は、前記したように、荷重支持体４１（取付部材４１ａ，４１ｂを介して真空容器１０Ａ内における液体ヘリウム容器３０の天板３１に水平方向に直接支持されており、その図示しない中心軸は、メインコイル１１（シールドコイル１２）の中心軸Ｚ（図２参照）に合致している。
このような第２磁性体２２には、図２に示すように、反撮像領域ＦＯＶとなる側、つまり、上側の真空容器１０Ａ内においては第２磁性体２２の上面、また、下側の真空容器１０Ｂ内においては第２磁性体２２の下面に、冷却手段として機能する冷却板５５が設けられている。
また、第２磁性体２２の上面（下側の真空容器１０Ｂにあっては下面）を除く周面は、スーパーインシュレータ等の断熱膜２５で覆われている。 As shown in FIG. 2, the second magnetic body 22 has a columnar shape whose outer surface is stepped. The outer diameter of the second magnetic body 22 is made smaller than the outer diameter of the first magnetic body 21, and the first magnetic body It is arrange | positioned in the radial inside of 21 (refer FIG. 3). And as above-mentioned, the 2nd magnetic body 22 is directly supported by the top plate 31 of the liquid helium container 30 in the vacuum vessel 10A in the horizontal direction via the load support body 41 (attachment members 41a and 41b), The center axis (not shown) coincides with the center axis Z (see FIG. 2) of the main coil 11 (shield coil 12).
As shown in FIG. 2, the second magnetic body 22 has a vacuum on the upper side and the lower side of the second magnetic body 22 in the side opposite to the imaging region FOV, that is, in the upper vacuum vessel 10A. A cooling plate 55 that functions as a cooling means is provided on the lower surface of the second magnetic body 22 in the container 10B.
Further, the peripheral surface of the second magnetic body 22 other than the upper surface (the lower surface in the case of the lower vacuum vessel 10B) is covered with a heat insulating film 25 such as a super insulator.

冷却板５５は、第２磁性体２２の上面（下側の真空容器１０Ｂ内においては下面）に取り付けられる円板状の部材であり、熱伝導性に優れた材料、例えば、ステンレス合金、アルミニウム合金、銅合金等からなる。冷却板５５の内部には、液体窒素が一方向に通流する流路５６が設けられている。これにより冷却板５５は、略液体窒素温度（所定の温度）まで冷却されることとなる。 The cooling plate 55 is a disk-shaped member attached to the upper surface (the lower surface in the lower vacuum vessel 10B) of the second magnetic body 22, and is a material having excellent thermal conductivity, such as a stainless alloy or an aluminum alloy. And copper alloy. Inside the cooling plate 55, a flow path 56 through which liquid nitrogen flows in one direction is provided. As a result, the cooling plate 55 is cooled to substantially the liquid nitrogen temperature (predetermined temperature).

流路５６は、図３に示すように、冷却板５５の周方向に沿って冷却板５５の周方向略全体に行き渡るように平面視で略円形状に配設されており、一端が上面縁部に設けられた導入口５５ａに接続され、他端が同じく導出口５５ｂに接続されている。導入口５５ａおよび導出口５５ｂには、前記した冷却板５０と同様に、超伝導磁石装置１の外部に設けられた図示しない窒素供給回収装置に設けられた供給管、回収管が接続されるようになっている。
なお、図３において、流路５６は模式的に示しており、図示しない荷重支持体４１が設けられる部分では、適宜これを迂回するように設けられている。また、図３において、荷重支持体４０は、その水平断面を円形で示しているが、荷重支持体４０，４１の断面形状は円形に限らず、加工しやすいように適宜変更してもよい。さらに、軸方向に沿って断面積を変更することも可能である。
また、流路５１や流路５６に対して、他の冷却媒体を通流させて冷却板５０および冷却板５５を冷却するように構成してもよい。この場合、他の冷却媒体としては、第１磁性体２１および第２磁性体２２を室温より低く液体ヘリウム温度より高い温度（所定の温度）まで冷却することのできるものであることが望ましい。 As shown in FIG. 3, the flow path 56 is arranged in a substantially circular shape in plan view so as to reach substantially the entire circumferential direction of the cooling plate 55 along the circumferential direction of the cooling plate 55, and one end thereof is an upper edge. The other end is also connected to the outlet 55b. A supply pipe and a recovery pipe provided in a nitrogen supply / recovery device (not shown) provided outside the superconducting magnet device 1 are connected to the introduction port 55a and the outlet port 55b similarly to the cooling plate 50 described above. It has become.
In FIG. 3, the flow path 56 is schematically shown, and a portion where the load support body 41 (not shown) is provided is provided so as to bypass this appropriately. In FIG. 3, the load support 40 has a circular horizontal cross section, but the cross-sectional shape of the load supports 40 and 41 is not limited to a circle, and may be changed as appropriate so as to be easily processed. Furthermore, the cross-sectional area can be changed along the axial direction.
Further, the cooling plate 50 and the cooling plate 55 may be cooled by passing another cooling medium through the flow channel 51 and the flow channel 56. In this case, as another cooling medium, it is desirable that the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 can be cooled to a temperature (predetermined temperature) lower than room temperature and higher than the liquid helium temperature.

このような第１磁性体２１と第２磁性体２２とは、図２、図３に示すように、連結部材６０で連結されている。連結部材６０は、図２、図３に示すように、水平方向の荷重支持体４１と同一の垂直面内に設置するほか、荷重支持体４１とは中心軸から水平方向に角度をずらして設置することも可能である。
なお、連結部材６０を伝熱材、例えば、アルミニウム合金、ステンレス合金等で構成して、第１磁性体２１と第２磁性体２２との間で連結部材６０を介して伝熱作用が得られるように構成してもよい。 The first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 are connected by a connecting member 60 as shown in FIGS. As shown in FIGS. 2 and 3, the connecting member 60 is installed in the same vertical plane as the horizontal load support body 41, and is installed with the load support body 41 shifted in the horizontal direction from the central axis. It is also possible to do.
The connecting member 60 is made of a heat transfer material, for example, an aluminum alloy, a stainless alloy or the like, and a heat transfer action is obtained between the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 via the connecting member 60. You may comprise as follows.

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）真空容器１０Ａ（１０Ｂ）内における液体ヘリウム容器３０の外部に設けられた荷重支持体４０，４１を介して、第１磁性体２１，第２磁性体２２が液体ヘリウム容器３０に直接支持されており、第１磁性体２１および第２磁性体２２の反撮像領域ＦＯＶ側には、第１磁性体２１および第２磁性体２２を略液体窒素温度までそれぞれ冷却するための冷却板５０，５５がそれぞれ設けられているので、第１磁性体２１および第２磁性体２２を略液体窒素温度まで冷却することができる。したがって、荷重支持体４０，４１の断面積を増加させた場合においても、液体ヘリウム容器３０を含む液体ヘリウム系への熱侵入量を可及的に小さな値にすることができ、熱侵入量を許容値以下に抑制することができる。
これによって、液体ヘリウム容器３０を含む液体ヘリウム系への熱侵入量の増加を招くことなく、第１磁性体２１および第２磁性体２２を強固に支持することができる。
例えば、特許文献２に記載されたもの（磁性体が室温であるもの）に比べて本実施形態では、第１磁性体２１および第２磁性体２２と、液体ヘリウム容器３０との温度差を約１／４に低減することができる。
（２）冷却板５０，５５は、第１磁性体２１の反撮像領域ＦＯＶ側、第２磁性体２２の反撮像領域ＦＯＶ側にそれぞれ設けられているので、第１磁性体２１および第２磁性体２２自体を撮像領域ＦＯＶ側に近付けることができるようになり、その結果、磁場均一度を向上させることが可能となる。
なお、図４に示すように、第１磁性体２１および第２磁性体２２の磁性体内に流路５７をそれぞれ設け、この流路５７に対して液体窒素が直接通流するように構成してもよい。なお、流路５７は、蓋部材５７ａで閉じることで、密閉することができる。
このように構成することによって、冷却板５０，５５による冷却と流路５７を通じて行われる冷却とによって、より一層好適に、第１磁性体２１および第２磁性体２２を略液体窒素温度まで冷却することができる。
これによって、液体ヘリウム容器３０を含む液体ヘリウム系への熱侵入量の増加を招くことなく、第１磁性体２１および第２磁性体２２を強固に支持することができる。
また、液体ヘリウム系の冷凍機増設によるコストアップを防止することが可能となる。
（３）第１磁性体２１および第２磁性体２２は、外表面（冷却板５０，５５が設けられる面を除いた面）が断熱膜（断熱材）で覆われているので、第１磁性体２１および第２磁性体２２に対する外部からの熱侵入を抑制することができ、第１磁性体２１および第２磁性体２２が冷却板５０，５５で冷却されることとの相乗効果により、第１磁性体２１および第２磁性体２２が略液体窒素温度まで好適に冷却されることとなる。これによって、荷重支持体４０，４１に熱応力が生じるのを好適に抑制することができ、磁場均一度の劣化が生じるのを好適に防止することができる。
なお、第１磁性体２１および第２磁性体２２は、外表面の一部を断熱膜（断熱材）で覆うように構成してもよい。
また、断熱膜（断熱材）で覆う代わりに、または、断熱膜（断熱材）と併用して、第１磁性体２１および第２磁性体２２の表面に、輻射熱を反射することが可能な反射材を塗布してもよい。この場合においても、第１磁性体２１および第２磁性体２２に対する外部からの熱侵入を抑制することができ、第１磁性体２１および第２磁性体２２が冷却板５０，５５で冷却されることとの相乗効果により、第１磁性体２１および第２磁性体２２が略液体窒素温度まで好適に冷却されることとなる。
（４）荷重支持体４０，４１に熱応力を緩和するための高品質のばね等を設置する必要がなくなるので、第１磁性体２１および第２磁性体２２の組み付けや調整が簡単になり、その分、コストが増加するのを好適に防止することができる。
（５）本実施形態の超伝導磁石装置１を用いた磁気共鳴イメージング装置によれば、装置の高磁場化が可能となり、より鮮明な画像を得ることができる。 Below, the effect acquired in this embodiment is demonstrated.
(1) The first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 are directly supported by the liquid helium container 30 via the load supports 40 and 41 provided outside the liquid helium container 30 in the vacuum container 10A (10B). On the side opposite to the imaging area FOV of the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22, a cooling plate 50 for cooling the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 to a substantially liquid nitrogen temperature, respectively. Since 55 is provided, the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 can be cooled to a substantially liquid nitrogen temperature. Therefore, even when the cross-sectional areas of the load supports 40 and 41 are increased, the amount of heat penetration into the liquid helium system including the liquid helium container 30 can be made as small as possible. It can be suppressed below the allowable value.
Thus, the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 can be firmly supported without increasing the amount of heat penetration into the liquid helium system including the liquid helium container 30.
For example, in the present embodiment, the temperature difference between the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 and the liquid helium container 30 is approximately equal to that described in Patent Document 2 (the magnetic body is at room temperature). It can be reduced to 1/4.
(2) Since the cooling plates 50 and 55 are provided on the anti-imaging area FOV side of the first magnetic body 21 and the anti-imaging area FOV side of the second magnetic body 22, respectively, the first magnetic body 21 and the second magnetic body 21 are provided. The body 22 itself can be brought closer to the imaging region FOV side, and as a result, the magnetic field uniformity can be improved.
As shown in FIG. 4, a flow path 57 is provided in each of the magnetic bodies of the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22, and liquid nitrogen is directly passed through the flow path 57. Also good. The channel 57 can be sealed by closing with the lid member 57a.
By comprising in this way, the 1st magnetic body 21 and the 2nd magnetic body 22 are cooled to substantially liquid nitrogen temperature more suitably by the cooling by the cooling plates 50 and 55 and the cooling performed through the flow path 57. be able to.
Thus, the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 can be firmly supported without increasing the amount of heat penetration into the liquid helium system including the liquid helium container 30.
Further, it is possible to prevent an increase in cost due to the addition of a liquid helium-based refrigerator.
(3) Since the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 are covered with a heat insulating film (heat insulating material) on the outer surface (the surface excluding the surface on which the cooling plates 50 and 55 are provided), the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 The heat intrusion from the outside to the body 21 and the second magnetic body 22 can be suppressed, and the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 are cooled by the cooling plates 50 and 55, so that the first The first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 are suitably cooled to substantially the liquid nitrogen temperature. Thereby, it is possible to suitably suppress the occurrence of thermal stress on the load supports 40 and 41, and to suitably prevent the deterioration of the magnetic field uniformity.
In addition, you may comprise the 1st magnetic body 21 and the 2nd magnetic body 22 so that a part of outer surface may be covered with a heat insulating film (heat insulating material).
Further, instead of covering with a heat insulating film (heat insulating material), or in combination with the heat insulating film (heat insulating material), reflection capable of reflecting radiant heat on the surfaces of the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22. A material may be applied. Even in this case, heat penetration from the outside to the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 can be suppressed, and the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 are cooled by the cooling plates 50 and 55. Due to this synergistic effect, the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 are suitably cooled to a substantially liquid nitrogen temperature.
(4) Since it is not necessary to install a high-quality spring or the like for relieving thermal stress on the load supports 40 and 41, assembly and adjustment of the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 are simplified. Accordingly, it is possible to suitably prevent the cost from increasing.
(5) According to the magnetic resonance imaging apparatus using the superconducting magnet apparatus 1 of the present embodiment, it is possible to increase the magnetic field of the apparatus and obtain a clearer image.

（第２実施形態）
図５に示すように、本実施形態が前記第１実施形態と異なるところは、真空容器１０Ａに冷凍機７０を設置して、この冷凍機７０により第１磁性体２１および第２磁性体２２を略液体窒素温度まで冷却するように構成した点である。 (Second Embodiment)
As shown in FIG. 5, the present embodiment is different from the first embodiment in that a refrigerator 70 is installed in the vacuum vessel 10 </ b> A, and the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 are connected by the refrigerator 70. It is the point comprised so that it might cool to substantially liquid nitrogen temperature.

冷凍機７０は、真空容器１０Ａの上部中央に設けられた凹部１ａ内に設置されて、第２磁性体２２の反撮像領域ＦＯＶ側に配置されている。冷凍機７０には、図示しない冷却ヘッドを備えており、この冷却ヘッドに伝熱材７１が接続されている。伝熱材７１は、真空容器１０Ａに設けられた貫通孔１ｂを通じて真空容器１０Ａ内に挿通され、第２磁性体２２の上面（反撮像領域ＦＯＶ側の面）に接続されている。つまり、第２磁性体２２は冷凍機７０に接続された伝熱材７１によって直接的に略液体窒素温度まで冷却されるようになっている。 The refrigerator 70 is installed in a recess 1 a provided in the upper center of the vacuum vessel 10 </ b> A, and is disposed on the anti-imaging region FOV side of the second magnetic body 22. The refrigerator 70 includes a cooling head (not shown), and a heat transfer material 71 is connected to the cooling head. The heat transfer material 71 is inserted into the vacuum vessel 10A through the through-hole 1b provided in the vacuum vessel 10A, and is connected to the upper surface of the second magnetic body 22 (the surface on the anti-imaging region FOV side). That is, the second magnetic body 22 is directly cooled to a substantially liquid nitrogen temperature by the heat transfer material 71 connected to the refrigerator 70.

第２磁性体２２と第１磁性体２１との間には、板状の伝熱材６５が介設されており、冷凍機７０により冷却された第２磁性体２２により伝熱材６５が冷却され、この冷却された伝熱材６５を通じて第１磁性体２１が冷却されるように構成されている。なお、伝熱材６５は、前記した連結部材６０とともに設けてもよいし、膜状や網状とされていてもよい。 A plate-shaped heat transfer material 65 is interposed between the second magnetic body 22 and the first magnetic body 21, and the heat transfer material 65 is cooled by the second magnetic body 22 cooled by the refrigerator 70. In addition, the first magnetic body 21 is cooled through the cooled heat transfer material 65. The heat transfer material 65 may be provided together with the connecting member 60 described above, or may be in the form of a film or a net.

本実施形態によっても第１磁性体２１および第２磁性体２２を略液体窒素温度まで冷却することができる。したがって、荷重支持体４０，４１の断面積を増加させた場合においても、液体ヘリウム容器３０を含む液体ヘリウム系への熱侵入量を可及的に小さな値にすることができ、熱侵入量を許容値以下に抑制することができる。
これによって、液体ヘリウム容器３０を含む液体ヘリウム系への熱侵入量の増加を招くことなく、第１磁性体２１および第２磁性体２２を強固に支持することができる。 Also according to this embodiment, the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 can be cooled to a substantially liquid nitrogen temperature. Therefore, even when the cross-sectional areas of the load supports 40 and 41 are increased, the amount of heat penetration into the liquid helium system including the liquid helium container 30 can be made as small as possible. It can be suppressed below the allowable value.
Thus, the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 can be firmly supported without increasing the amount of heat penetration into the liquid helium system including the liquid helium container 30.

また、冷却板５０，５５を設ける必要がないので、その分、構造が簡素になり、コストの低減を図ることも可能となる。
また、液体窒素の補充が不要となるので、メンテナンスに要する手間が省けコストを低減することができる。
なお、本実施形態では、冷凍機７０を用いているが、特許文献２で示した装置において液体ヘリウム側に冷凍機を増設する場合に比べて、到達温度が液体窒素温度であり、かつ、断熱材ではなく伝熱材を介して冷却するため、運転開始時に所定の冷却時間で熱平衡に到達し、冷凍機７０に求められる冷却能力を低減することが可能である。したがって、冷凍機７０に要するコストを低減することができる。 Further, since it is not necessary to provide the cooling plates 50 and 55, the structure is simplified correspondingly, and the cost can be reduced.
Further, since replenishment of liquid nitrogen is not necessary, labor required for maintenance can be saved and cost can be reduced.
In the present embodiment, the refrigerator 70 is used. However, compared to the case where the refrigerator shown in Patent Document 2 is provided with an additional refrigerator on the liquid helium side, the ultimate temperature is the liquid nitrogen temperature, and heat insulation is performed. Since the cooling is performed through the heat transfer material instead of the material, it is possible to reach thermal equilibrium in a predetermined cooling time at the start of operation, and to reduce the cooling capacity required for the refrigerator 70. Therefore, the cost required for the refrigerator 70 can be reduced.

また、本実施形態の超伝導磁石装置１を用いた磁気共鳴イメージング装置によれば、装置の高磁場化が可能となり、より鮮明な画像を得ることができる。 In addition, according to the magnetic resonance imaging apparatus using the superconducting magnet apparatus 1 of the present embodiment, the apparatus can have a high magnetic field, and a clearer image can be obtained.

（第３実施形態）
図６に示すように、本実施形態が前記第１，第２実施形態と異なるところは、冷凍機７０と輻射シールド３２の間に伝熱材７２を設置し、この冷凍機７０により輻射シールド３２を冷却して、輻射シールド３２から第１磁性体２１および第２磁性体２２を略液体窒素温度まで冷却するように構成した点である。 (Third embodiment)
As shown in FIG. 6, the present embodiment is different from the first and second embodiments in that a heat transfer material 72 is installed between the refrigerator 70 and the radiation shield 32, and the radiation shield 32 is provided by the refrigerator 70. The first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 are cooled from the radiation shield 32 to a substantially liquid nitrogen temperature.

冷凍機７０は、第１磁性体２１および第２磁性体２２の反撮像領域ＦＯＶ側となる、真空容器１０Ａにおける輻射シールド３２の上方に設置されており、真空容器１０Ａの外側から輻射シールド３２まで貫通するように設置した伝熱材７２を有している。
伝熱材７２は、輻射シールド３２を略液体窒素温度まで冷却可能である。 The refrigerator 70 is installed above the radiation shield 32 in the vacuum container 10A on the side opposite to the imaging region FOV of the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22, and extends from the outside of the vacuum container 10A to the radiation shield 32. A heat transfer material 72 is provided so as to penetrate therethrough.
The heat transfer material 72 can cool the radiation shield 32 to a substantially liquid nitrogen temperature.

輻射シールド３２と第１磁性体２１との間には、伝熱材６６が介設されており、また、輻射シールド３２と第２磁性体２２との間には、伝熱材６７が介設されており、これらの間が熱的に接続されている。
つまり、冷凍機７０によって輻射シールド３２が冷却されると、輻射シールド３２から伝熱材６６，６７を介して、第１磁性体２１および第２磁性体２２が略液体窒素温度まで冷却されることとなる。 A heat transfer material 66 is interposed between the radiation shield 32 and the first magnetic body 21, and a heat transfer material 67 is interposed between the radiation shield 32 and the second magnetic body 22. These are thermally connected between them.
That is, when the radiation shield 32 is cooled by the refrigerator 70, the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 are cooled to approximately the liquid nitrogen temperature from the radiation shield 32 via the heat transfer materials 66 and 67. It becomes.

本実施形態によっても第１磁性体２１および第２磁性体２２を略液体窒素温度まで冷却することができ、荷重支持体４０，４１の断面積を増加させた場合においても、液体ヘリウム容器３０への熱侵入量を可及的に小さな値にすることができ、熱侵入量を許容値以下に抑制することができる。
これによって、液体ヘリウム容器３０を含む液体ヘリウム系への熱侵入量の増加を招くことなく、第１磁性体２１および第２磁性体２２を強固に支持することができる。
また、液体窒素の補充が不要となるので、メンテナンスに要する手間が省けコストを低減することができる。
そして、本実施形態の超伝導磁石装置１を用いた磁気共鳴イメージング装置によれば、装置の高磁場化が可能となり、より鮮明な画像を得ることができる。 Also according to this embodiment, the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 can be cooled to substantially the temperature of liquid nitrogen, and even when the cross-sectional area of the load supports 40 and 41 is increased, the liquid helium container 30 is obtained. The amount of heat penetration can be made as small as possible, and the amount of heat penetration can be suppressed to an allowable value or less.
Thus, the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22 can be firmly supported without increasing the amount of heat penetration into the liquid helium system including the liquid helium container 30.
Further, since replenishment of liquid nitrogen is not necessary, labor required for maintenance can be saved and cost can be reduced.
And according to the magnetic resonance imaging apparatus using the superconducting magnet apparatus 1 of the present embodiment, it is possible to increase the magnetic field of the apparatus and obtain a clearer image.

なお、前記第１実施形態で説明した冷却板５０，５５は、第１磁性体２１、第２磁性体２２の上面（下側の真空容器１０Ｂにおいては下面）の全体を覆うように構成したが、これに限られることはなく、上面（下面）の一部を覆うように構成してもよく、上面（下面）において周方向に所定の間隔を空けて所々に設置してもよい。また、上面から周面に亘って設けてもよい。
また、流路５１の数や延設長さ等は、第１磁性体２１や第２磁性体２２の形状、大きさ等に対応して種々設定することができる。 The cooling plates 50 and 55 described in the first embodiment are configured to cover the entire upper surfaces (lower surfaces in the lower vacuum vessel 10B) of the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22. However, the present invention is not limited to this, and a part of the upper surface (lower surface) may be covered, and the upper surface (lower surface) may be installed at predetermined intervals in the circumferential direction. Moreover, you may provide over a surrounding surface from an upper surface.
In addition, the number of the flow paths 51, the extended length, and the like can be variously set according to the shape, size, and the like of the first magnetic body 21 and the second magnetic body 22.

１超伝導磁石装置
２ベッド
３搬送手段
４解析手段
１０Ａ真空容器
１０Ｂ真空容器
１１メインコイル
１２シールドコイル
２１第１磁性体（磁性体）
２２第２磁性体（磁性体）
２５断熱膜
３０液体ヘリウム容器
３１天板
３２輻射シールド
４０，４１荷重支持体
５０冷却板（冷却手段）
５５冷却板（冷却手段）
６５伝熱材（冷却手段）
６６伝熱材（冷却手段）
６７伝熱材（冷却手段）
７０冷凍機（冷却手段）
７１伝熱材（冷却手段）
７２伝熱材（冷却手段）
ＦＯＶ撮像領域
Ｈ被検体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Superconducting magnet apparatus 2 Bed 3 Conveying means 4 Analyzing means 10A Vacuum container 10B Vacuum container 11 Main coil 12 Shield coil 21 1st magnetic body (magnetic body)
22 Second magnetic material (magnetic material)
25 Heat insulation film 30 Liquid helium container 31 Top plate 32 Radiation shield 40, 41 Load support 50 Cooling plate (cooling means)
55 Cooling plate (cooling means)
65 Heat transfer material (cooling means)
66 Heat transfer material (cooling means)
67 Heat transfer material (cooling means)
70 Refrigerator (cooling means)
71 Heat transfer material (cooling means)
72 Heat transfer material (cooling means)
FOV imaging area H Subject

Claims

At least a pair of main coils that are vertically opposed to each other with an imaging region interposed therebetween and that generate a magnetic field, and at least a pair of shield coils that generate a magnetic field in a direction opposite to the main coil,
A liquid helium container that houses the main coil and the shield coil in liquid helium;
A superconducting magnet device having a vacuum vessel containing the liquid helium vessel and thermally insulating the vacuum,
A magnetic body directly supported by the liquid helium container via a heat insulating material provided outside the liquid helium container in the vacuum container;
A superconducting magnet device, wherein a cooling means for cooling the magnetic body to a predetermined temperature is provided on the side opposite to the imaging area of the magnetic body.

The superconducting magnet device according to claim 1, wherein the predetermined temperature is substantially a liquid nitrogen temperature.

The cooling means is a cooling plate provided with a flow path through which liquid nitrogen flows,
The superconducting magnet device according to claim 1, wherein the cooling plate is provided on the magnetic body on a side opposite to the imaging region of the magnetic body.

The cooling means includes a refrigerator and a heat transfer material having one end connected to the refrigerator,
The superconducting magnet device according to claim 1, wherein the heat transfer material has the other end connected to the magnetic body on the side opposite to the imaging region of the magnetic body.

The liquid helium container is provided with a radiation shield for suppressing heat intrusion from the outside,
The cooling means is a heat transfer material having one end connected to the radiation shield,
The superconducting magnet device according to claim 1, wherein the heat transfer material has the other end connected to the magnetic body on the side opposite to the imaging region of the magnetic body.

6. The magnetic body according to claim 1, wherein at least part of the outer surface is covered with a heat insulating material, or at least part of the outer surface is coated with a member that reflects radiant heat. The superconducting magnet device according to any one of the above.

A magnetic resonance imaging apparatus comprising the superconducting magnet device according to any one of claims 1 to 6,
A bed on which the subject is placed, a transport unit that transports the subject placed on the bed to the imaging region, and a nuclear magnetic resonance signal from the subject transported to the imaging region by the transport unit is analyzed And a magnetic resonance imaging apparatus.