JP2566410B2 - 核磁気共鳴イメ−ジング装置 - Google Patents
核磁気共鳴イメ−ジング装置Info
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- JP2566410B2 JP2566410B2 JP62112358A JP11235887A JP2566410B2 JP 2566410 B2 JP2566410 B2 JP 2566410B2 JP 62112358 A JP62112358 A JP 62112358A JP 11235887 A JP11235887 A JP 11235887A JP 2566410 B2 JP2566410 B2 JP 2566410B2
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- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、永久磁石方式の核磁気共鳴イメージング装
置、特にその磁気回路の温度制御手段に関する。
置、特にその磁気回路の温度制御手段に関する。
核磁気共鳴イメージング装置（以下MRI装置と称す
る）において永久磁石を使用した磁気回路は、周囲温度
の変化により磁場強度が変化するとの欠点がある。一般
にその温度係数は、−1000ppm/℃、即ち、温度が１℃上
がると、磁場強度は1000ppm弱くなる。MRI装置では、静
磁界に傾斜磁界を加えて、位置を磁界の大きさに対応さ
せ、位置に応じた共鳴周波数を発生させる。この共鳴周
波数を持つNMR信号を検出し、位置の特定を行う。
る）において永久磁石を使用した磁気回路は、周囲温度
の変化により磁場強度が変化するとの欠点がある。一般
にその温度係数は、−1000ppm/℃、即ち、温度が１℃上
がると、磁場強度は1000ppm弱くなる。MRI装置では、静
磁界に傾斜磁界を加えて、位置を磁界の大きさに対応さ
せ、位置に応じた共鳴周波数を発生させる。この共鳴周
波数を持つNMR信号を検出し、位置の特定を行う。
然るに、静磁界の大きさが温度の影響を受けて変化す
ると、結局、位置の特定に誤差を含むこととなる。更に
位置検出のずれは、画像の歪み、ぼけをも生む。
ると、結局、位置の特定に誤差を含むこととなる。更に
位置検出のずれは、画像の歪み、ぼけをも生む。
一般に、磁界の変化によつて画像に影響を与える制限
値は、5ppm/時間であるとされる。この基準でゆくと、
温度変化は、１時間に5/1000℃以内に抑えることが必要
となる。
値は、5ppm/時間であるとされる。この基準でゆくと、
温度変化は、１時間に5/1000℃以内に抑えることが必要
となる。
この一つの方法として、先に本発明者らは磁気回路の
周囲を断熱材でおおい、内部に、温度調整用ヒータ（保
温ヒータ）と、立ち上げヒータを設け、ヒータへの電流
を制御して、磁気回路温度を一定に保つ制御方法を提案
している。MRI装置を迅速に使用できるようにするため
の前記立ち上げヒータは、通常、電気フアンヒータ（ヒ
ータ線にニクロム線を使い、この発熱をフアンにより空
中に放出するタイプのヒータ）を用いることとなるが、
この場合（１）一部部材が磁性体（ケース，フアンな
ど）であるため、磁気回路の近くに設置することによ
り、静磁界の均一度が乱される。（２）一度空気を暖
め、その熱を磁気回路が吸収する間接的加熱方式である
ため、ヒータの熱量（ワツト数）を大きくする割には、
空気ばかりが非常に高温となり、肝心の磁気回路の昇温
の時間を要する。等の不都合がある。
周囲を断熱材でおおい、内部に、温度調整用ヒータ（保
温ヒータ）と、立ち上げヒータを設け、ヒータへの電流
を制御して、磁気回路温度を一定に保つ制御方法を提案
している。MRI装置を迅速に使用できるようにするため
の前記立ち上げヒータは、通常、電気フアンヒータ（ヒ
ータ線にニクロム線を使い、この発熱をフアンにより空
中に放出するタイプのヒータ）を用いることとなるが、
この場合（１）一部部材が磁性体（ケース，フアンな
ど）であるため、磁気回路の近くに設置することによ
り、静磁界の均一度が乱される。（２）一度空気を暖
め、その熱を磁気回路が吸収する間接的加熱方式である
ため、ヒータの熱量（ワツト数）を大きくする割には、
空気ばかりが非常に高温となり、肝心の磁気回路の昇温
の時間を要する。等の不都合がある。
本発明の目的は、上記従来技術で記した問題点を、
（１）ヒータを構成する素材の非磁性化、（２）熱伝導
効率改善による磁気回路昇温時間短縮を計ることにあ
る。
（１）ヒータを構成する素材の非磁性化、（２）熱伝導
効率改善による磁気回路昇温時間短縮を計ることにあ
る。
上記目的のため、立ち上げ用ヒータを、非磁性の面状
発熱体で構成し、両面を絶縁物でおおつたものを、磁気
回路継鉄表面に固定（接着）した。
発熱体で構成し、両面を絶縁物でおおつたものを、磁気
回路継鉄表面に固定（接着）した。
立ち上げヒータが通電されることにより、発熱体が発
熱するが、磁気回路の継鉄部に直接接触しているので、
空気に比し熱抵抗の低い磁気回路の方へ多くの熱量が吸
収され、効率よく温度制御ができ、もつて磁場強度を安
定させることができる。
熱するが、磁気回路の継鉄部に直接接触しているので、
空気に比し熱抵抗の低い磁気回路の方へ多くの熱量が吸
収され、効率よく温度制御ができ、もつて磁場強度を安
定させることができる。
以下、本発明の一実施例を第１図および第２図により
説明する。この実施例では、静磁界用の磁気回路に適用
した場合について説明する。平板形永久磁石１の上に均
一磁界形成用磁極片２を配置する。この永久磁石１と磁
極片２とより成る積層体を２個用意し、被検体を挿入す
る測定空間を挾んで上下位置に対向して設置する。この
結果、上下の磁極片の間の空間は均一磁界を形成する。
説明する。この実施例では、静磁界用の磁気回路に適用
した場合について説明する。平板形永久磁石１の上に均
一磁界形成用磁極片２を配置する。この永久磁石１と磁
極片２とより成る積層体を２個用意し、被検体を挿入す
る測定空間を挾んで上下位置に対向して設置する。この
結果、上下の磁極片の間の空間は均一磁界を形成する。
この均一磁界空間中には、傾斜磁界発生用コイル31、
及び電磁波印加用の送信コイル32,NMR信号を受信する受
信コイル33とを収容する。配置順序としては、最外周位
置に相当する部分に永久磁石１と磁極片２とより成る積
層体を設け、次いで内側方向にむけて、傾斜磁界発生用
コイル31,電磁波印加用送信コイル32,受信コイル33の順
に上記均一磁界空間中に収容する。最内周位置に存在す
る受信コイルは、円筒ソレノイドコイルであり、この円
筒内部の空間が真の測定空間をなし、この測定空間内に
被検体が収容され、測定が行われることとなる。
及び電磁波印加用の送信コイル32,NMR信号を受信する受
信コイル33とを収容する。配置順序としては、最外周位
置に相当する部分に永久磁石１と磁極片２とより成る積
層体を設け、次いで内側方向にむけて、傾斜磁界発生用
コイル31,電磁波印加用送信コイル32,受信コイル33の順
に上記均一磁界空間中に収容する。最内周位置に存在す
る受信コイルは、円筒ソレノイドコイルであり、この円
筒内部の空間が真の測定空間をなし、この測定空間内に
被検体が収容され、測定が行われることとなる。
更に、上下のそれぞれの永久磁石の片面は継鉄板３に
密着固定させている。継鉄板３は矩形をなし、少なくと
も永久磁石の片面全面をおおう巾を持つ。上下の継鉄板
は、継鉄棒４で磁気的、且つ機構的に結合させてある。
継鉄棒４は、矩形の継鉄板の４つの隅で継鉄板相互の磁
気的，機構的結合をはかつた。更に、継鉄棒４の一部は
下部の継鉄板を貫通し外側に突出し、磁気回路全体とし
ての脚部14を形成する。
密着固定させている。継鉄板３は矩形をなし、少なくと
も永久磁石の片面全面をおおう巾を持つ。上下の継鉄板
は、継鉄棒４で磁気的、且つ機構的に結合させてある。
継鉄棒４は、矩形の継鉄板の４つの隅で継鉄板相互の磁
気的，機構的結合をはかつた。更に、継鉄棒４の一部は
下部の継鉄板を貫通し外側に突出し、磁気回路全体とし
ての脚部14を形成する。
以上の構成で、上下の積層体にあつては、測定空間を
挾んで均一磁界の形成をはかると共に、永久磁石の反対
側の面は、永久磁石−継鉄板−継鉄棒−他の継鉄板−他
の永久磁石の磁気系路の形成できた。かくして、全体と
して１個の磁気回路が形成できることになつた。本実施
例では、前記磁気回路全体を断熱材、たとえば発泡スチ
ロールなど60Aでおおつて断熱部６を形成する。ただ
し、被検体が、均一空間に入れるよう、中央部は開口さ
れた形の、断熱部としている。
挾んで均一磁界の形成をはかると共に、永久磁石の反対
側の面は、永久磁石−継鉄板−継鉄棒−他の継鉄板−他
の永久磁石の磁気系路の形成できた。かくして、全体と
して１個の磁気回路が形成できることになつた。本実施
例では、前記磁気回路全体を断熱材、たとえば発泡スチ
ロールなど60Aでおおつて断熱部６を形成する。ただ
し、被検体が、均一空間に入れるよう、中央部は開口さ
れた形の、断熱部としている。
第１図は、図面をわかりやすくするために断熱部６の
一部のみを開示した。斜線部60は、その断面である。更
に、脚部14の底部も断熱材60Bを設けて支持台13との間
での断熱をはかる。
一部のみを開示した。斜線部60は、その断面である。更
に、脚部14の底部も断熱材60Bを設けて支持台13との間
での断熱をはかる。
この断熱材60Aで仕切つた空間９内には、第２図に示
すように、傾斜磁界用コイル，電磁波送信コイル，受信
コイルを設けていることは従来例と変らない。
すように、傾斜磁界用コイル，電磁波送信コイル，受信
コイルを設けていることは従来例と変らない。
さて、断熱部６の内側にはアルミ板８をはりつける。
但し、均一磁界を形成する測定空間に面する個所にはは
りつけない。磁界への影響をなくすためである。アルミ
板８の内側には、更に絶縁物でおおわれた温度調整用ヒ
ータ７をはりつける。
但し、均一磁界を形成する測定空間に面する個所にはは
りつけない。磁界への影響をなくすためである。アルミ
板８の内側には、更に絶縁物でおおわれた温度調整用ヒ
ータ７をはりつける。
この時の外観図を第５図に示す。点線矩形部は平板状
の温度調整用ヒータ７を示す。開口部９から被検体は出
入りする。更に、断熱部６でおおわれた磁気回路の空間
上での温度むらをなくすため、フアン11は、断熱部６で
形成された磁気回路の密閉空間中に設ける。
の温度調整用ヒータ７を示す。開口部９から被検体は出
入りする。更に、断熱部６でおおわれた磁気回路の空間
上での温度むらをなくすため、フアン11は、断熱部６で
形成された磁気回路の密閉空間中に設ける。
第１図および第２図のに図示されている部材20は立ち
上げ用ヒータであつて、図では面状ヒータを上側継鉄板
に２枚、下側継鉄板に２枚ずつ貼りつけてある。
上げ用ヒータであつて、図では面状ヒータを上側継鉄板
に２枚、下側継鉄板に２枚ずつ貼りつけてある。
以下、前記立ち上げヒータ20の構造について、第３図
を用いて詳細に説明する。図において、面状の発熱部21
はカーボンと導電性樹脂の混合体より成る。発熱部を矩
形としその両端に銅製の電極23を設け端部のリード線取
出部24よりリード線25を出す。発熱部21の全周を耐熱性
の絶縁物22、たとえばガラスエポキシ樹脂などでおおう
ことにより、ヒータの常用使用温度を120℃まで耐えら
れる構造としている。この面状ヒータ20を磁気回路継鉄
板３に直接貼りつけるが、その方法としては、エポキシ
系接着剤，熱硬化形のアクリル系両面粘着テープ等で実
現できる。
を用いて詳細に説明する。図において、面状の発熱部21
はカーボンと導電性樹脂の混合体より成る。発熱部を矩
形としその両端に銅製の電極23を設け端部のリード線取
出部24よりリード線25を出す。発熱部21の全周を耐熱性
の絶縁物22、たとえばガラスエポキシ樹脂などでおおう
ことにより、ヒータの常用使用温度を120℃まで耐えら
れる構造としている。この面状ヒータ20を磁気回路継鉄
板３に直接貼りつけるが、その方法としては、エポキシ
系接着剤，熱硬化形のアクリル系両面粘着テープ等で実
現できる。
リード線間に電流（Ｉ）を流すことにより発熱部21が
発熱するが、その発熱量（ワツト数）は、 で表わされる。
発熱するが、その発熱量（ワツト数）は、 で表わされる。
具体的数値例としては、β＝30Ω,a＝36cm,b＝54cmと
すると、Ｒ＝20Ω,AC100V印加すれば、発熱量が500Wと
なる。500Wとする根拠は後述するが、上記した、a,b,β
を選択することにより所望のワツト数にできる。実施例
では、磁気回路継鉄板の寸法に合わせa,bを決め、必要
ワツト数に合致するβを決めた。
すると、Ｒ＝20Ω,AC100V印加すれば、発熱量が500Wと
なる。500Wとする根拠は後述するが、上記した、a,b,β
を選択することにより所望のワツト数にできる。実施例
では、磁気回路継鉄板の寸法に合わせa,bを決め、必要
ワツト数に合致するβを決めた。
次に立ち上げヒータの作用について述べる。
磁気回路を保温断熱するときの設定温度は、設置され
る室温の年間を通じての最高温度より高く設定すれば、
冷却機能を付加することなく保温機構だけで済む。実施
例では上記の考え方に基づいており、磁気回路を病院等
に搬入した後、すみやかに磁気回路温度を運転時設定温
度まで昇温させるためにある。
る室温の年間を通じての最高温度より高く設定すれば、
冷却機能を付加することなく保温機構だけで済む。実施
例では上記の考え方に基づいており、磁気回路を病院等
に搬入した後、すみやかに磁気回路温度を運転時設定温
度まで昇温させるためにある。
第４図は温度制御のための回路図でこれにより具体的
な使用法を説明する。
な使用法を説明する。
図において20は立ち上げヒータ、10は温度センサ（サ
ーミスタまたは熱電対）、41は電磁開閉器、42は温度調
整器、43はブレーカ、44はヒユーズである。今、設定温
度が35℃、立ち上げ前の磁気回路温度を20℃とする。ブ
レーカ43を入れると、磁気回路温度は温度調整器42の設
定温度以下であるため、電磁開閉器41が閉じ、立ち上げ
用面ヒータ20が通電され発熱する。発熱した熱が磁気回
路に吸収され、暖められるが温度センサ10の働きによ
り、設定温度に達すると自動的に、電磁開閉器41が開
き、通電が終了する。所望温度に達した後は、図示され
ていない前記した別の温度調整手段（保温制御）が役割
を引き継ぐ。ここで、具体的な通電時間の概略を求める
と、今、磁気回路の総重量を10t,比熱≒0.1（kcal/kg・
℃），温度差が35℃−20℃＝15℃，立ち上げヒータの容
量を500W/枚×４枚＝2KWとした場合、 上記計算から8.7時間通電することになる。上記で
は、磁気回路が断熱されているので近似的にヒータの発
熱が全て磁気回路温度上昇となると仮定しているが実際
には、周りへの放熱があるため、通電時間はもう少し長
くなる。実施例では、ヒータ20を磁気回路に直接接着し
ているので発生した熱が鉄製の継鉄板３に吸収され、立
ち上げヒータの空気側表面でも60℃であつた。さらなる
通電時間の短縮を実現するには、ヒータ容量を大きくす
ればよいが、安全性（過熱）から見ても数分の１にする
ことは容易である。
ーミスタまたは熱電対）、41は電磁開閉器、42は温度調
整器、43はブレーカ、44はヒユーズである。今、設定温
度が35℃、立ち上げ前の磁気回路温度を20℃とする。ブ
レーカ43を入れると、磁気回路温度は温度調整器42の設
定温度以下であるため、電磁開閉器41が閉じ、立ち上げ
用面ヒータ20が通電され発熱する。発熱した熱が磁気回
路に吸収され、暖められるが温度センサ10の働きによ
り、設定温度に達すると自動的に、電磁開閉器41が開
き、通電が終了する。所望温度に達した後は、図示され
ていない前記した別の温度調整手段（保温制御）が役割
を引き継ぐ。ここで、具体的な通電時間の概略を求める
と、今、磁気回路の総重量を10t,比熱≒0.1（kcal/kg・
℃），温度差が35℃−20℃＝15℃，立ち上げヒータの容
量を500W/枚×４枚＝2KWとした場合、 上記計算から8.7時間通電することになる。上記で
は、磁気回路が断熱されているので近似的にヒータの発
熱が全て磁気回路温度上昇となると仮定しているが実際
には、周りへの放熱があるため、通電時間はもう少し長
くなる。実施例では、ヒータ20を磁気回路に直接接着し
ているので発生した熱が鉄製の継鉄板３に吸収され、立
ち上げヒータの空気側表面でも60℃であつた。さらなる
通電時間の短縮を実現するには、ヒータ容量を大きくす
ればよいが、安全性（過熱）から見ても数分の１にする
ことは容易である。
実施例においては、立ち上げヒータ20が４枚で、上下
の継鉄板に各々２枚ずつ貼りつけた例を示したが、本発
明の主旨は、ヒータ枚数に制限されるものではない。
の継鉄板に各々２枚ずつ貼りつけた例を示したが、本発
明の主旨は、ヒータ枚数に制限されるものではない。
また、取付け場所も、継鉄板に限定されることなく継
鉄棒や磁極片表面であつても同等の効果が得られる。
鉄棒や磁極片表面であつても同等の効果が得られる。
〔発明の効果〕 本発明によれば、 （１） 立ち上げヒータ素材を非磁性部材で構成したこ
とにより、静磁界均一度が乱されることなく良好（歪の
ない）な画像が得られる。
とにより、静磁界均一度が乱されることなく良好（歪の
ない）な画像が得られる。
（２） 磁気回路運転時の設定温度までの昇温時間が短
縮出来、装置の据付期間が短くなる。
縮出来、装置の据付期間が短くなる。
（３） 間接昇温方式に比べ、磁気回路周りの空気の温
度上昇が低く抑えられ安全性にも優れる。
度上昇が低く抑えられ安全性にも優れる。
等の効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は第１図の
正面図と縦断面図、第３図は立ち上げヒータの構造図、
第４図は温度制御のための回路図、第５図は断熱部で磁
気回路をおおつた実施例での斜視図である。 １……永久磁石、２……磁極片、３……継鉄板、４……
継鉄棒、６……断熱部、20……温度調整ヒータ。
正面図と縦断面図、第３図は立ち上げヒータの構造図、
第４図は温度制御のための回路図、第５図は断熱部で磁
気回路をおおつた実施例での斜視図である。 １……永久磁石、２……磁極片、３……継鉄板、４……
継鉄棒、６……断熱部、20……温度調整ヒータ。
Claims (1)
- 【請求項１】測定空間を介して対向してなる、均一磁界
発生用の磁極片と永久磁石と磁路とより成る静磁界用磁
気回路と、上記均一磁界に加算する傾斜磁界を発生する
傾斜磁場コイルと、測定空間内の被検体に核磁気共鳴を
起させる周波数の電磁波を印加するトランスミツターコ
イルと、上記被検体からの核磁気共鳴信号を受信するレ
シーバーコイルと、を備えると共に、上記静磁界用磁気
回路の周囲を断熱材でおおつて断熱部を形成し、且つ該
断熱部の内部に、温度調整用ヒータと、面状にして上記
磁気回路と直接接触するように構成した立ち上げ用ヒー
タとを備え、上記各ヒータへの電流を制御して静磁界用
磁気回路の温度を目標温度に設定せしめる制御手段を設
けてなる核磁気共鳴イメージング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62112358A JP2566410B2 (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | 核磁気共鳴イメ−ジング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62112358A JP2566410B2 (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | 核磁気共鳴イメ−ジング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63278310A JPS63278310A (ja) | 1988-11-16 |
| JP2566410B2 true JP2566410B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=14584694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62112358A Expired - Lifetime JP2566410B2 (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | 核磁気共鳴イメ−ジング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2566410B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02232035A (ja) * | 1989-03-07 | 1990-09-14 | Toshiba Corp | 磁気共鳴装置用磁場装置 |
| JP3472642B2 (ja) * | 1995-03-31 | 2003-12-02 | ジーイー横河メディカルシステム株式会社 | Ｍｒｉ装置のマグネットアセンブリ |
| GB2341448B (en) * | 1998-09-11 | 2003-08-20 | Oxford Magnet Tech | Magnetic field control systems |
| GB2341447B (en) * | 1998-09-11 | 2003-08-20 | Oxford Magnet Tech | Temperature control system for a permanent magnetic mri system |
| JP4694678B2 (ja) * | 2000-09-06 | 2011-06-08 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | 磁場発生装置および磁気共鳴撮影装置 |
| JP4212331B2 (ja) | 2002-10-24 | 2009-01-21 | 株式会社日立メディコ | 磁気共鳴イメージング装置及び超電導磁石装置 |
| US7733090B2 (en) | 2004-07-01 | 2010-06-08 | Hitachi Metals, Ltd. | Magnetic field generator |
-
1987
- 1987-05-11 JP JP62112358A patent/JP2566410B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63278310A (ja) | 1988-11-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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