JP2024034719A - 静磁場磁石及び磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輻射シールドの損傷を抑制するとともに、ヘリウム容器内の液体ヘリウムの蒸発量を低減させること。【解決手段】一実施形態の静磁場磁石は、超伝導コイルと、輻射シールドとを設ける。超伝導コイルは、静磁場を発生する。輻射シールドは、超伝導コイルを囲う。そして、輻射シールドの少なくとも傾斜磁場コイル側の面は、直線状に複数の窪み又は凹部を備えるために複数の窪み又は凹部を形作る周辺部を備え、周辺部により形作られる複数の窪み又は凹部の深さ方向の直交断面の形状がそれぞれ多角形又は円形である。【選択図】 図６

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、静磁場磁石及び磁気共鳴イメージング装置に関する。

磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）装置は、静磁場磁石が発生する静磁場中に置かれた被検体（例えば、患者）の原子核スピンをラーモア周波数の高周波（ＲＦ：Radio Frequency）信号で励起し、励起に伴って被検体から発生する磁気共鳴信号（ＭＲ（Magnetic Resonance）信号）を再構成して画像を生成する撮像装置である。

静磁場磁石の真空容器とヘリウム容器との間に輻射シールドが配置される。輻射シールドは、冷凍機で冷却されることにより、輻射によってヘリウム容器内の液体ヘリウムの蒸発量を低減させる機能を果たす。輻射シールドの金属材料は、電気伝導度が高いという特性を持っているため、傾斜磁場コイルの動作に起因する傾斜磁場コイルによる誘導加熱（ＧＣＩＨ）による大きな渦電流Ｉとそれに起因する電磁力のため、輻射シールドに損傷が生じる可能性がある。一方で、損傷に至らない場合であっても、剛性が不十分な場合に変形が生じて、輻射シールドが外側の真空容器、又は、内側のヘリウム容器に接触する場合がある。その場合、ヘリウム容器への熱侵入量が増加し、ヘリウム容器内の液体ヘリウムの蒸発量が増大するおそれがある。

特開２０１１－２００３４８号公報

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の１つは、輻射シールドの損傷を抑制するとともに、ヘリウム容器内の液体ヘリウムの蒸発量を低減させることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限らない。後述する各実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置付けることもできる。

一実施形態の静磁場磁石は、超伝導コイルと、輻射シールドとを設ける。超伝導コイルは、静磁場を発生する。輻射シールドは、超伝導コイルを囲う。そして、輻射シールドの少なくとも傾斜磁場コイル側の面は、直線状に複数の窪み又は凹部を備えるために複数の窪み又は凹部を形作る周辺部を備え、周辺部により形作られる複数の窪み又は凹部の深さ方向の直交断面の形状がそれぞれ多角形又は円形である。

第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の第１の構成例を示す図。 第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の第２の構成例を示す図。 第１の実施形態に係るＭＲＩ装置に備えられる静磁場磁石の内部構成の一例を示す図。 第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成例を示すブロック図。 第１の実施形態に係るＭＲＩ装置に備えられる静磁場磁石と傾斜磁場コイルとの構成を示す断面図。 第１の実施形態に係るＭＲＩ装置に備えられる輻射シールドのうち傾斜磁場コイル側の面を示す構成図。 第２の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成例を示すブロック図。 第２の実施形態に係るＭＲＩ装置に備えられる磁石架台の構成を示す断面図。 第２の実施形態に係るＭＲＩ装置に備えられる輻射シールドの構成を示す断面図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

実施形態に係る静磁場磁石を備えるＭＲＩ装置は、大きくは、平面開放型と、円筒型とに分類される。平面開放型のＭＲＩ装置は、静磁場磁石や傾斜磁場コイルを平板状とし、例えば、２つの平板状の静磁場磁石に挟まれた開放空間において被検体（例えば、患者）を撮像するように構成される。

一方で、円筒型のＭＲＩ装置は、磁石架台又はガントリと呼ばれる構成を有し、ガントリに円筒形の空間（この空間はボアと呼ばれる）を形成する。天板に横臥した患者は円筒形の空間内に搬入された状態で撮像される。ガントリの内部には、円筒状の静磁場磁石と、円筒状の傾斜磁場コイルと、円筒状の送信コイル（例えば、ＷＢ（Whole Body）コイル）とが収納されている。つまり、円筒型のＭＲＩ装置では、静磁場磁石と、傾斜磁場コイルと、送信コイルとが概略円筒形状を備える。

円筒型のＭＲＩ装置は、患者は撮像中、ボア内の狭い空間に長時間、騒音にさらされ、また、不動を強要される。円筒型のＭＲＩ装置で撮像中に患者が動くと画像にアーチファクトが現れてしまい、診断の障害ともなり得る。また、円筒型のＭＲＩ装置では、背骨の曲がった患者などを撮像する場合のように、自由な姿勢で撮像を行うことが困難である。平面開放型のＭＲＩ装置では、このような円筒型の課題を解決することができる。

以下、実施形態に係るＭＲＩ装置のうち平面開放型について第１の実施形態で説明するとともに、円筒型について第２の実施形態で説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る平面開放型のＭＲＩ装置１の第１の構成例（立位）のうち、特に静磁場磁石１１の配置例を示す図である。図１に示すように、ＭＲＩ装置１は、例えば、円形平板状（すなわち、概略薄い円筒形状）の２つの静磁場磁石１１を有している。

静磁場磁石１１は、静磁場磁石１１の中心軸、すなわち、概略円柱形状の両底面の円の中心間を通る軸がＹ軸と平行となるように配置される。また、２つの静磁場磁石１１は、被検体（例えば、患者Ｕ）を挟むように配置される。なお、患者Ｕの左右方向をＸ軸方向と定義し、患者Ｕの厚み方向をＹ軸方向と定義し、患者Ｕの頭足方向をＺ軸方向と定義する。

このような静磁場磁石１１の配置により、２つの静磁場磁石１１の間の解放された空間に磁場が形成されることになる。患者Ｕは、この開放空間において、例えば、立位の状態で撮像される。

静磁場磁石１１を超伝導コイルで構成する場合、励磁モードにおいて静磁場用電源から供給される電流を超伝導コイルに印加することで静磁場を発生し、その後、永久電流モードに移行すると、静磁場用電源は切り離され、常に一定の強度の磁場を発生させる。静磁場磁石を永久磁石として構成することもできる。

図２は、ＭＲＩ装置１の第２の構成例（臥位）のうち、特に静磁場磁石１１の配置例を示す図である。図１が立位の患者Ｕを撮像する構成例を示しているのに対して、図２は、寝台本体３１から延出した寝台天板３２に横臥する臥位の患者Ｕを撮像する構成例を示している。このＭＲＩ装置１は、図１と異なり、寝台３０を備える。

寝台３０は、寝台本体３１と寝台天板３２とを備える。寝台本体３１は寝台天板３２を上下方向及び水平方向に移動可能であり、撮像前に寝台天板３２に載った患者Ｕを所定の高さまで移動させる。その後、撮影時には寝台天板３２を水平方向に移動させて患者Ｕを撮像領域まで移動させる。

臥位の患者Ｕの撮像する場合、静磁場磁石１１は、図２に示すように、その中心軸が鉛直方向となるように配置され、例えば、一方の静磁場磁石１１は寝台天板３２の下方に配置され、他方の静磁場磁石１１は寝台天板３２の上方に配置される。

図３は、静磁場磁石１１の内部構成の一例を示す図である。図３（Ａ）は、静磁場磁石１１を中心軸に直交する方向から見た内部断面を例示する図である。また、図３（Ｂ）は、静磁場磁石１１を中心軸方向から見た内部断面を例示する図であり、図３（Ａ）のＡ－Ａ断面図である。

静磁場磁石１１は、患者Ｕの正面に配置され、１つ以上の超伝導コイルから構成される。この１つ以上の超伝導コイルは、例えば、所定の厚みを有する平板状の磁石筐体、つまり、真空容器１１１（図５に図示）に収納される。図３に示す例では、真空容器１１１の中に、例えば、断面積の異なる２つの円形の超伝導コイル１１４，１１５が収納されている。超伝導コイル１１４，１１５によって、磁気共鳴周波数を決定する静磁場が生成される。

静磁場磁石１１の真空容器１１１に隣接して、静磁場に重畳される傾斜磁場を生成する傾斜磁場コイル１２と、患者Ｕに高周波パルス、つまりＲＦ（Radio Frequency）パルスを印加する送信コイル１３とが配設される。傾斜磁場コイル１２は、例えば、平板状コイルとして構成される。また、送信コイル１３も、例えば、平板状コイルとして構成される。

図４は、ＭＲＩ装置１の第２の構成例を示すブロック図である。このＭＲＩ装置１は、磁石ユニット１０と、受信コイル２０と、制御キャビネット４０と、画像処理装置（例えば、コンソール）５０を備える。磁石ユニット１０と、受信コイル２０とは、通常、シールドルームとしての検査室に配置される。一方、制御キャビネット４０は、例えば、機械室と呼ばれる部屋に配置され、コンソール５０は操作室に配置される。なお、ＭＲＩ装置１の第２の構成例（臥位）は、寝台３０（図２に図示）以外は、図４に示す第１の構成例（立位）と同等である。

２つの磁石ユニット１０はそれぞれ、静磁場磁石１１と、傾斜磁場コイル１２と、送信コイル１３とを備える。そして、２つの磁石ユニット１０は、患者Ｕを挟んで対向するように配置される。

静磁場磁石１１は、超伝導コイル１１４，１１５を内蔵し、液体ヘリウムによって超伝導コイル１１４，１１５が極低温に冷却されている。静磁場磁石１１は、励磁モードにおいて静磁場電源（図示省略）から供給される電流を超伝導コイル１１４，１１５に印加することで静磁場を発生する。その後、永久電流モードに移行すると、静磁場電源は切り離される。一旦永久電流モードに移行すると、静磁場磁石１１は、長時間、例えば１年以上に亘って、静磁場を発生し続ける。

なお、静磁場磁石１１の構成については、図５及び図６を用いて後述する。

傾斜磁場コイル１２は、静磁場磁石１１の内側に設置される。傾斜磁場コイル１２は、後述する傾斜磁場電源４１から供給される電流（電力）により傾斜磁場を発生し患者Ｕに印加する。傾斜磁場コイル１２は、Ｘ軸方向について傾斜磁場を発生させるＸｃｈコイルと、Ｙ軸方向について傾斜磁場を発生させるＹｃｈコイルと、Ｚ軸方向の傾斜磁場を発生させるＺｃｈコイルとを備える。

ここで、傾斜磁場の生成に伴って発生する渦電流により発生する渦磁場がイメージングの妨げとなることから、傾斜磁場コイル１２として、例えば、渦電流の低減を目的としたＡＳＧＣ（Actively Shielded Gradient Coil）が用いられてもよい。ＡＳＧＣは、直交３軸方向であるＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向の各傾斜磁場をそれぞれ形成するためのメインコイルの外側に、漏れ磁場を抑制するためのシールドコイルを設けた傾斜磁場コイルである。

送信コイル１３は、傾斜磁場コイル１２の内側に設置されている。送信コイル１３は、後述するＲＦ送信器４２から伝送されたＲＦパルス信号に従ってＲＦパルスを患者Ｕに向けて送信する。送信コイル１３から送信される励起パルスが患者Ｕに印加されると、この励起パルスの印加に反応して患者ＵからＭＲ信号が発出される。このＭＲ信号が受信コイル２０で受信される。受信コイル２０は、例えば、広がりをもつ面状の受信アンテナとして構成される。

受信コイル２０は、患者Ｕを挟んで、紙面左側の磁石ユニット１０から少し離れた位置に配設されている。そして、磁石ユニット１０と受信コイル２０の間に撮像空間（又は、ＦＯＶ（Field of View））が形成される。受信コイル２０は、複数のコイル要素を備えてもよい。これら複数のコイル要素をアレイ状に配列したコイルは、ＰＡＣ（Phased Array Coil）と呼ばれることもある。

続いて、制御キャビネット４０の説明に移る。制御キャビネット４０は、傾斜磁場電源４１（Ｘ軸用、Ｙ軸用、Ｚ軸用）と、ＲＦ送信器４２と、ＲＦ受信器４３と、シーケンスコントローラ４４とを備える。

傾斜磁場電源４１は、Ｘ軸方向と、Ｙ軸方向と、Ｚ軸方向とについて傾斜磁場を発生するコイルそれぞれを駆動する各チャンネル用の傾斜磁場電源を備える。傾斜磁場電源４１は、シーケンスコントローラ４４の指令により、必要な電流を各チャンネル独立に出力する。それにより、傾斜磁場コイル１２は、Ｘ軸方向と、Ｙ軸方向と、Ｚ軸方向とにおける傾斜磁場（「勾配磁場」とも呼ばれる）を患者Ｕに印加することができる。

ＲＦ送信器４２は、シーケンスコントローラ４４からの指示に基づいてＲＦパルス信号を生成する。ＲＦ送信器４２は、生成したＲＦパルス信号を送信コイル１３に伝送する。

受信コイル２０で受信したＭＲ信号、より具体的には、受信コイル２０内の各コイル要素で受信したＭＲ信号は、ＲＦ受信器４３に伝送される。各コイル要素の出力線路はチャンネルと呼ばれる。このため、各コイル要素から出力されるＭＲ信号をそれぞれチャンネル信号と呼ぶこともある。

ＲＦ受信器４３は、受信コイル２０からのチャンネル信号、すなわち、ＭＲ信号をＡＤ（Analog to Digital）変換して、シーケンスコントローラ４４に出力する。デジタルに変換されたＭＲ信号は、生データ（Raw Data）と呼ばれることもある。

シーケンスコントローラ４４は、コンソール５０による制御により、傾斜磁場電源４１と、ＲＦ送信器４２と、ＲＦ受信器４３とをそれぞれ駆動することによって患者Ｕの撮像を行う。撮像によってＲＦ受信器４３から生データを受信すると、シーケンスコントローラ４４は、その生データをコンソール５０に送信する。

続いて、コンソール５０の説明に移る。コンソール５０は、処理回路５１と、メモリ５２と、入力インターフェース５３と、ディスプレイ５４とを備える。

処理回路５１は、専用又は汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processor Unit）等のプロセッサの他、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及び、プログラマブル論理デバイス等の処理回路を意味する。プログラマブル論理デバイスとしては、例えば、単純プログラマブル論理デバイス（ＳＰＬＤ：Simple Programmable Logic Device）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ：Complex Programmable Logic Device）、及び、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等の回路が挙げられる。処理回路５１は、メモリ５２に記憶された、又は、処理回路５１内に直接組み込まれたプログラムを読み出し実行することで、シーケンスコントローラ４４の動作を制御し、パルスシーケンスに従った撮像を実行してＭＲ画像を生成する機能を実現する。なお、処理回路５１は、処理部の一例である。

また、処理回路５１は、単一の処理回路によって構成されてもよいし、複数の独立した処理回路要素の組み合わせによって構成されてもよい。後者の場合、複数のメモリ５２が複数の処理回路要素の機能に対応するプログラムをそれぞれ記憶するものであってもよいし、１個のメモリ５２が複数の処理回路要素の機能に対応するプログラムを記憶するものであってもよい。

メモリ５２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、ハードディスク、及び光ディスク等を備える。メモリ５２は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ及びＤＶＤ（Digital Video Disk）等の可搬型メディアを備えてもよい。メモリ５２は、処理回路５１において用いられる各種処理プログラム（アプリケーションプログラムの他、ＯＳ（Operating System）等も含まれる）や、プログラムの実行に必要なデータや、医用画像を記憶する。また、ＯＳに、操作者に対するディスプレイ５４への情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力インターフェース５３によって行うことができるＧＵＩ（Graphical User Interface）を含めることもできる。なお、メモリ５２は、記憶部の一例である。

入力インターフェース５３は、操作者によって操作が可能な入力デバイスと、入力デバイスからの信号を入力する入力回路とを含む。入力デバイスは、トラックボール、スイッチ、マウス、キーボード、操作面に触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力デバイス、及び音声入力デバイス等によって実現される。操作者により入力デバイスが操作されると、入力回路はその操作に応じた信号を生成して処理回路５１に出力する。なお、入力インターフェース５３は、入力部の一例である。

ディスプレイ５４は、例えば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイ等の一般的な表示出力装置により構成される。ディスプレイ５４は、処理回路５１の制御に従って各種情報を表示する。なお、ディスプレイ５４は、表示部の一例である。

コンソール５０は、処理回路５１による制御の下、シーケンスコントローラ４４から送信される生データをｋ空間に配置し、メモリ５２に記憶する。コンソール５０は、処理回路５１による制御の下、メモリ５２に記憶されたｋ空間データに対して、逆フーリエ変換等の再構成処理を施すことによって、患者Ｕ内の所望のＭＲ画像を生成する。そして、コンソール５０は、処理回路５１による制御の下、生成した各種ＭＲ画像をメモリ５２に格納する。

続いて、静磁場磁石１１の構成について図５及び図６を用いて説明する。

図５は、静磁場磁石１１と傾斜磁場コイル１２との構成を示す断面図である。図５に示すように、静磁場磁石１１は、両底面の円の中心間を通る軸がＹ軸と平行となる概略円柱形状を有する真空容器１１１に収容される。静磁場磁石１１は、輻射シールド１１２と、ヘリウム容器１１３と、超伝導コイル１１４，１１５と、巻枠１１６，１１７とを備える。

輻射シールド１１２は、真空容器１１１と同様に両底面の円の中心間を通る軸がＹ軸と平行となる概略円柱形状を有し、真空容器１１１内部に、ヘリウム容器１１３（つまり、超伝導コイル１１４，１１５）を囲うように備えられる。ここで、概略円柱形状は、厳密な円柱形状の他、円柱形状の輻射シールド１１２を製造する際の変形を具備する形状を含む。例えば、変形を具備する形状は、輻射シールド１１２のプレス加工時に表面に生じる多角形のくぼみ、凹凸面、又は歪みを具備している。

ヘリウム容器１１３は、真空容器１１１と同様に両底面の円の中心間を通る軸がＹ軸と平行となる概略円柱形状を有し、輻射シールド１１２内部に備えられ、液体ヘリウムを保持する。超伝導コイル１１４，１１５はヘリウム容器１１３内部に備えられ、静磁場を発生する。巻枠１１６，１１７はそれぞれ、超伝導コイル１１４，１１５を配線、配置、及び固定して、超伝導コイル１１４，１１５を保持する。なお、静磁場磁石１１は、液体ヘリウムを極低温に冷却するための冷凍機（図示省略）を備える。また、静磁場磁石１１は、永久磁石によって構成されてもよい。以下、静磁場磁石１１が、超伝導コイル１１４，１１５を有する場合について説明する。

ここで、輻射シールド１１２は、真空容器１１１とヘリウム容器１１３との間に配置され、冷凍機（図示省略）で冷却されることにより、輻射によってヘリウム容器１１３内の液体ヘリウムの蒸発量を低減させる機能を果たす。輻射シールド１１２にこのような機能を持たせるために、輻射シールド１１２には、伝熱性能が高く、非磁性の金属材料が一般的に用いられる。このような金属材料は、電気伝導度（つまり、導電性）が高いという特性を持っている。

そのため、傾斜磁場コイル１２の動作に起因する傾斜磁場コイル１２による誘導加熱（ＧＣＩＨ）により、輻射シールド１１２の底面１１２´には大きな渦電流Ｉと渦電流Ｉによりラジアル方向及びアキシアル方向に作用するローレンツ力の総和（つまり、電磁力）が発生される。そのため、輻射シールド１１２の強度が不足している場合、輻射シールド１１２に損傷が生じる可能性がある。一方で、輻射シールド１１２は、損傷に至らない場合であっても、輻射シールド１１２の剛性が不十分な場合に、渦電流Ｉによる電磁力に起因して輻射シールド１１２が振動して輻射シールド１１２に変形が生じる。そして、変形した輻射シールド１１２が外側の真空容器１１１、又は、内側のヘリウム容器１１３に接触し、ヘリウム容器１１３への熱侵入量が増加する場合がある。その場合、ヘリウム容器１１３内の液体ヘリウムの蒸発量が増大するおそれがある。また、輻射シールド１１２の剛性が低い場合は、周囲の影響で振動し、渦電流の調整等に影響するおそれがある。

そこで、概略円形状の輻射シールド１１２の傾斜磁場コイル１２側の面（ここでは傾斜磁場コイル１２側の底面）１１２´は、図６に示すように、直線状に複数の窪み又は凹部（以下、単に「窪み」と呼ぶ。）Ｍを備えるために複数の窪みＭを形作る周辺部Ｌ（図６に図示）を備える。ここで、窪みＭは、非貫通孔であってもよいし貫通孔であってもよい。輻射シールド１１２による輻射のシールド機能の観点からは窪みＭは貫通孔より非貫通孔の方が望ましい。しかしながら、後述するように、窪みＭの形状に成形されたアルミニウム合金又は銅合金の金属材料が窪みＭに嵌め込まれることによって、窪みＭは貫通孔であってもシールド機能を十分に確保することができる。そのため、窪みＭが貫通孔である場合を除外するものではない。

窪みＭは、周辺部Ｌにより形作られる複数の窪みＭの深さ方向の直交断面の形状はそれぞれ多角形又は円形である。これにより、輻射シールド１１２の強度及び剛性を向上させることができる。２つの円形状の底面と側面とを備える輻射シールド１１２は、面ごとに構造を変えることができる。例えば、輻射シールド１１２は、少なくとも傾斜磁場コイル１２側の底面１１２´のみが、窪みＭの直交断面が多角形（又は円形）である構造を備えてもよいし、輻射シールド１１２の全面が、窪みＭの直交断面が多角形（又は円形）である構造を備えてもよい。

深さ方向の直交断面の形状が多角形である場合、当該直交断面において窪みＭは、例えば、概略正多角形（すなわち、３次元系において概略正多角柱形状）をもつ。例えば、図６（Ａ）に示す底面１１２´の直交断面（すなわち、Ｘ－Ｚ断面）において、底面１１２´の窪みＭは、概略正六角形（すなわち、３次元系において概略正六角柱形状）をもつ。ここで、直交断面の概略正六角形は、厳密な正六角形（すなわち、ハニカム構造）の他、輻射シールド１１２を製造する際の変形を具備する形状を含む。例えば、変形を具備する形状は、輻射シールド１１２のプレス加工時に周辺部Ｌに生じる多角形のくぼみ、凹凸面、又は歪みを具備している。なお、窪みＭの直交断面は概略正六角形に限定されるものではなく、図６（Ｂ）に示すように、概略正四角形（すなわち、３次元系において概略正四角柱形状）であってもよい。また、窪みの直交断面は、輻射シールド１１２の強度及び剛性の点で、概略正四角形より概略正六角形の方が好適である。

また、深さ方向の直交断面の形状が円形（すなわち、３次元系において概略円柱形状又は概略球欠形状）である場合、多角形の場合と同様に、輻射シールド１１２のプレス加工時に周辺部Ｌに生じる多角形のくぼみ、凹凸面、又は歪みを具備している。

また、各窪みＭを形作る周辺部Ｌの金属材料は、伝熱性能が高く、非磁性な材料であるアルミニウム合金又は銅合金などから構成されることが好適である。アルミニウム合金又は銅合金は導電性が高いため、輻射シールド１１２に時定数の長い渦電流を生成することができ、漏れ磁場に対する遮蔽効果を期待できる。また、窪みＭは空洞でもよいが、窪みＭの形状に成形されたアルミニウム合金又は銅合金などの金属材料が嵌め込まれている（充填されている）ことが好適である。これにより、輻射シールド１１２を伝熱性能が高く、非磁性な状態に維持することができる。

なお、図１～図６で説明したＭＲＩ装置１は、患者Ｕの対向する両側に静磁場磁石１１がそれぞれ設けられる両面型の装置である。しかしながら、ＭＲＩ装置１は、両面型の場合に限定されるものではない。例えば、ＭＲＩ装置１は、患者Ｕの対向する両側のうち片側のみに静磁場磁石１１が設けられる片面型の装置（例えば、図４の患者Ｕの正面にある静磁場磁石１１のみ）であってもよい。その場合、片側のみに設けられる静磁場磁石１１において、輻射シールド１１２の少なくとも傾斜磁場コイル側の面１１２´は、隙間なく並べられた複数の窪みを備え、複数の窪みの深さ方向の直交断面がそれぞれ多角形である構成を備える。

以上のように、静磁場磁石１１及びＭＲＩ装置１によれば、輻射シールド１１２の強度及び剛性を向上させることで、輻射シールド１１２の損傷を抑制することができ、また、液体ヘリウムの蒸発量を低減させることができる。また、輻射シールド１１２の剛性を向上させることで、渦電流の調整への影響を抑えることができる。

（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係る円筒型のＭＲＩ装置１Ａの構成例を示すブロック図である。このＭＲＩ装置１Ａは、磁石架台１０Ａと、受信コイル２０と、寝台３０と、制御キャビネット４０と、コンソール５０とを備える。磁石架台１０Ａと、受信コイル２０とは、通常、シールドルームとしての検査室に配置される。なお、図７において、図４に示す部材と同一符号については同一符号を付して説明を省略する。

磁石架台１０Ａは、静磁場磁石１１Ａと、傾斜磁場コイル１２Ａと、送信コイル（例えば、ＷＢ（Whole Body）コイル）１３Ａとを備える。静磁場磁石１１Ａと、傾斜磁場コイル１２Ａと、送信コイル１３Ａとは、概略円筒形状をなしている以外は、図４に示す静磁場磁石１１と、傾斜磁場コイル１２と、送信コイル１３と同等の構成を備える。磁石架台１０ＡのＢ－Ｂ断面図について図８に示す。

図８に示すように、磁石架台１０Ａは、その外側から静磁場磁石１１Ａと、傾斜磁場コイル１２Ａと、送信コイル１３Ａとを備える。静磁場磁石１１Ａは、軸がＺ軸と平行となる概略円筒形状を有する真空容器（図示省略）に収容される。静磁場磁石１１Ａは、輻射シールド１１２Ａと、ヘリウム容器（図示省略）と、超伝導コイル（図示省略）と、巻枠（図示省略）とを備える。

輻射シールド１１２Ａは、真空容器と同様に軸がＺ軸と平行となる概略円筒形状を有し、真空容器内部に備えられる。円筒形状の輻射シールド１１２Ａの傾斜磁場コイル１２Ａ側の面（ここでは傾斜磁場コイル１２Ａ側の内周面）１１２Ａ´は、複数の窪みを隙間なく並べられるために複数の窪みを形作る周辺部を備え、周辺部により形作られる複数の窪みの深さ方向の直交断面の形状がそれぞれ多角形である。それにより、輻射シールド１１２Ａの強度及び剛性を向上させる。概略円筒形状であるため２つのリング形状の底面と内周面と外周面とを備える輻射シールド１１２Ａは、面ごとに構造を変えることができる。例えば、輻射シールド１１２Ａは、少なくとも傾斜磁場コイル１２側の内周面１１２Ａ´のみが、窪みの直交断面が多角形である構造を備えてもよいし、輻射シールド１１２Ａの全面が、窪みの直交断面が多角形である構造を備えてもよい。

また、例えば、底面１１２Ａ´の直交断面において、底面１１２Ａ´の窪みは、概略正六角形をもつ。つまり、図９に示す面１１２Ａ´の窪みＭの深さ方向（つまり、底面１１２Ａ´の径方向）の直交断面が、図６（Ａ）の下段に示す概略正六角形となる。なお、窪みＭの直交断面は概略正六角形に限定されるものではなく、図６（Ｂ）に示すように、概略正四角形であってもよい。なお、図９では窪みＭが貫通孔である場合について例示している。

また、輻射シールドの面１１２Ａ´においても、図６の輻射シールドの面１１２´と同様に、各窪みＭを形作る周辺部Ｌは、アルミニウム合金又は銅合金などの金属材料から構成されることが好適であるし、窪みＭには、窪みＭに成形されたアルミニウム合金又は銅合金などの金属材料が嵌め込まれていることが好適である。

以上、静磁場磁石１１Ａ及びＭＲＩ装置１Ａによれば、輻射シールド１１２Ａの強度及び剛性を向上させることで、輻射シールド１１２Ａの損傷を抑制することができ、また、液体ヘリウムの蒸発量を低減させることができる。また、輻射シールド１１２Ａの剛性を向上させることで、渦電流の調整への影響を抑えることもできる。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、輻射シールドの損傷を抑制することができ、また、ヘリウム容器内の液体ヘリウムの蒸発量を低減させることができる。

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…平面開放型のＭＲＩ装置
１Ａ…円筒型のＭＲＩ装置
１１，１１Ａ…静磁場磁石
１１１…真空容器
１１２，１１２Ａ…輻射シールド
１１２´，１１２Ａ´…輻射シールドのうち傾斜磁場コイル側の面
１１３…ヘリウム容器
１１４，１１５…超伝導コイル
１１６，１１７…巻枠
１２，１２Ａ…傾斜磁場コイル
１３，１３Ａ…送信コイル
２０…受信コイル

Claims (9)

1. 静磁場を発生する超伝導コイルと、
   前記超伝導コイルを囲う輻射シールドと、
   を設け、
   前記輻射シールドの少なくとも傾斜磁場コイル側の面は、
   直線状に複数の窪み又は凹部を備えるために前記複数の窪み又は凹部を形作る周辺部を備え、
   前記周辺部により形作られる前記複数の窪み又は凹部の深さ方向の直交断面の形状がそれぞれ多角形又は円形である、
   静磁場磁石。
2. 前記周辺部により形作られる前記複数の窪み又は凹部の前記直交断面がそれぞれ多角形である、
   請求項１に記載の静磁場磁石。
3. 前記周辺部により形作られる前記複数の窪み又は凹部の前記直交断面がそれぞれ概略正六角形である、
   請求項１に記載の静磁場磁石。
4. 前記周辺部の金属材料は、アルミニウム合金又は銅合金から構成される、
   請求項１に記載の静磁場磁石。
5. 前記周辺部により形作られる前記複数の窪み又は凹部には、前記複数の窪み又は凹部の形状に成形されたアルミニウム合金又は銅合金の金属材料が嵌め込まれている、
   請求項４に記載の静磁場磁石。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の静磁場磁石と、
   傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルと、
   高周波パルスを送信する送信コイルと、
   を設ける磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記静磁場磁石と前記傾斜磁場コイルと前記輻射シールドとは、概略円柱形状を有し、
   前記輻射シールドの少なくとも傾斜磁場コイル側の面は底面である、
   請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. 前記静磁場磁石と前記傾斜磁場コイルと前記輻射シールドとは、概略円筒形状を有し、
   前記輻射シールドの少なくとも傾斜磁場コイル側の面は内周面である、
   請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 前記傾斜磁場コイルは、
   直交３軸方向の各傾斜磁場をそれぞれ形成するためのメインコイルと、
   前記メインコイルの外側のシールドコイルと、
   を設ける請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。

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