JP4886482B2 - Superconducting magnet apparatus and nuclear magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、超電導コイルに永久電流を循環させて静磁場を発生させる超電導磁石装置に関し、さらにこの超電導磁石装置を静磁場の発生源として適用する核磁気共鳴イメージング装置に関する。   The present invention relates to a superconducting magnet apparatus that generates a static magnetic field by circulating a permanent current through a superconducting coil, and further relates to a nuclear magnetic resonance imaging apparatus to which this superconducting magnet apparatus is applied as a generation source of a static magnetic field.

核磁気共鳴イメージング装置(Magnetic Resonance Imaging;以下、MRI装置という)とは、核磁気共鳴(Nuclear Magnetic Resonance;以下、NMRという)現象により水素原子核のスピンの状態が変化する際に放出する電磁波を計測し、その信号を演算処理することによって、被検体の断層を水素原子核の密度分布に依存する画像として撮像するものである。
このMRI装置による計測を実行する際は、静磁場の発生源である超電導磁石装置が、磁場強度が高く(0.2T以上)、磁場密度の均一性の高い静磁場(10ppm程度)を撮像領域に形成する必要がある。
Nuclear Magnetic Resonance Imaging (Magnetic Resonance Imaging; hereinafter referred to as MRI) measures the electromagnetic waves emitted when the spin state of a hydrogen nucleus changes due to the nuclear magnetic resonance (Nuclear Magnetic Resonance; hereinafter referred to as NMR) phenomenon. By processing the signal, the tomogram of the subject is imaged as an image depending on the density distribution of the hydrogen nuclei.
When performing measurement using this MRI apparatus, the superconducting magnet device, which is the source of the static magnetic field, generates a static magnetic field (about 10 ppm) with high magnetic field strength (0.2 T or more) and high magnetic field density uniformity. Need to be formed.

このような、高強度でかつ均一性の高い静磁場の発生源として用いられる超電導磁石装置は、永久電流を循環させて静磁場を誘導する一対の対向する超電導コイル、この誘導された静磁場を増幅したり均一性を改善したりする一対の対向する磁化部材、及び超電導コイルを冷却する冷媒を保持する冷媒容器を、構成要素として少なくとも含むものである。さらに、これら構成要素は、MRI装置の外部からの熱を断熱する真空容器の内部に、保持されている(特許文献1,2参照)。
そして、MRI装置は、断層像を鮮明にしたり診断に必要な情報量を増やしたりすることを目的として、撮像領域に形成される静磁場の強度をさらに向上させることが求められている。
特開平9−153408号公報(第3頁から第5頁、図1) 特表2003−513436号公報
Such a superconducting magnet device used as a source of a high-intensity and highly uniform static magnetic field includes a pair of opposing superconducting coils that induce a static magnetic field by circulating a permanent current, and the induced static magnetic field A pair of opposing magnetized members that amplify or improve uniformity and a refrigerant container that holds a refrigerant that cools the superconducting coil are included at least as components. Furthermore, these components are held inside a vacuum vessel that insulates heat from the outside of the MRI apparatus (see Patent Documents 1 and 2).
The MRI apparatus is required to further improve the strength of the static magnetic field formed in the imaging region for the purpose of clarifying the tomographic image and increasing the amount of information necessary for diagnosis.
JP-A-9-153408 (pages 3 to 5, FIG. 1) Special table 2003-513436 gazette

ところで、MRI装置の静磁場の強度をさらに向上させるとなると、前記した構成要素の大型化を招来し、これら構成要素を相互に支持する支持部材の剛性を向上させる必要が必然的に生じる。
しかし、そのような支持部材の剛性を向上させることは、同時にMRI装置の外部の常温部から内部の冷却部へ熱侵入が容易になり、冷媒(液体ヘリウム)の液化維持に要する冷凍機の容量と負荷(運転電力など)が大きくなる。その結果、MRI装置の運転の維持に掛かる費用も増大することになる。
このため、支持部材の剛性は、MRI装置の定常の静磁場を発生するに伴う負荷に対し必要十分な耐力を有するのみとして、余裕分を極力省き低剛性にて構成したいところである。
By the way, if the strength of the static magnetic field of the MRI apparatus is further improved, the above-described components are increased in size, and it is inevitably necessary to improve the rigidity of the support members that mutually support these components.
However, improving the rigidity of such a support member facilitates simultaneous heat entry from the outside normal temperature part of the MRI apparatus to the inside cooling part, and the capacity of the refrigerator required to maintain the liquefaction of the refrigerant (liquid helium). And load (operating power, etc.) increases. As a result, the cost for maintaining the operation of the MRI apparatus also increases.
For this reason, the rigidity of the support member is to have a sufficient rigidity with respect to a load accompanying generation of a stationary static magnetic field of the MRI apparatus, and it is desired to configure the support member with low rigidity while minimizing the margin.

ところが、MRI装置において、静磁場を立上げる最中や、超電導状態の破壊が伝播する現象(所謂、クエンチ)に見舞われた場合は、超電導コイルに時間的変動を伴う電流が流れることになる。すると、磁化部材の周回方向に渦電流が誘導され、さらにこの渦電流と磁場との相互作用によるローレンツ力が発生する。そして、このローレンツ力が新たに加わり強化された電磁力が支持部材に作用することがある。
このように支持部材は、MRI装置が定常の静磁場を発生しているときよりも大きな過負荷が作用する場合があり、それに耐えるだけの剛性を余分に備える必要がある。
However, in the MRI apparatus, when a static magnetic field is raised or when a phenomenon (so-called quenching) in which destruction of the superconducting state is propagated, a current with temporal fluctuation flows in the superconducting coil. Then, an eddy current is induced in the circumferential direction of the magnetized member, and a Lorentz force is generated by the interaction between the eddy current and the magnetic field. And the electromagnetic force which this Lorentz force was newly added and strengthened may act on a support member.
As described above, the support member may be subjected to a larger overload than when the MRI apparatus generates a stationary static magnetic field, and needs to have extra rigidity to withstand it.

本発明は、このような問題を解決することを課題とし、超電導コイル中の電流が時間的に変動しても、支持部材に作用する過負荷を軽減させる構成を実現する。これにより、支持部材の剛性を小さく構成することが許容され、外部の常温部から内部の冷却部へ熱侵入が抑制される超電導磁石及び核磁気共鳴イメージング装置を提供するものである。   An object of the present invention is to solve such a problem, and realizes a configuration that reduces an overload acting on a support member even if a current in a superconducting coil fluctuates with time. Accordingly, it is possible to provide a superconducting magnet and a nuclear magnetic resonance imaging apparatus in which the rigidity of the support member is allowed to be reduced and heat intrusion is suppressed from the outside normal temperature portion to the inside cooling portion.

前記課題を解決するために本発明は、永久電流を循環させて静磁場を誘導する一対の対向する超電導コイルと、前記超電導コイルの中心軸と同軸に配置され前記永久電流により誘導される静磁場により磁化する一対の対向する磁化部材と、を備え、前記磁化部材には、対となる磁化部材と対向する側の面である対向面とは反対側の面である反対面に、径方向に延びる有底のスリットが形成され、前記反対面に形成された前記スリットの一端は、前記磁化部材の側周面に亘ることを特徴とする超電導磁石装置である
このように発明が構成されることにより、超電導コイル中の電流が時間的に変動しても、磁化部材の周回方向に流れる渦電流は、前記スリットが設けられている部分において遮断される。つまり、磁化部材を断面視した場合、スリットは反対面側に開口を有しているので、この反対面側のほうが対向面側よりも渦電流の電流密度が相対的に低くなる。これにより、この渦電流と静磁場との相互作用により発生した電磁力のうち、一対の磁化部材が互いに引き合う成分は、減少する
The present invention for solving the above problem is, static induced a pair of opposing superconducting coil for inducing a static magnetic field by circulating a permanent current, the centrally disposed axis and the axis of the superconducting coil by the permanent current e Bei a pair of opposed magnetic member to magnetize the magnetic field, and the prior SL magnetized member, the opposite surface is a surface opposite to the facing surface is a surface of the magnetization member opposite to the side to be paired, bottom of the slit extending in a radial direction is formed, one end of the slit formed in the opposite surface is a superconducting magnet apparatus according to claim and Wataru Turkey the side peripheral surface of the magnetic member.
By configuring the invention in this way, even if the current in the superconducting coil fluctuates with time, the eddy current flowing in the circumferential direction of the magnetized member is blocked at the portion where the slit is provided. That is, when the magnetized member is viewed in cross section, the slit has an opening on the opposite surface side, so that the current density of the eddy current is relatively lower on the opposite surface side than on the opposite surface side. Thereby, among the electromagnetic force generated by the interaction between the eddy current and the static magnetic field, the components attracted by the pair of magnetized members are reduced .

本発明によれば、例えばクエンチ時のように超電導コイル中の電流が時間的に変動しても、各構成要素を支持する支持部材に作用する過負荷を軽減させることができる。これにより、支持部材の剛性を小さく構成することが許容され、外部の常温部から内部の冷却部へ熱侵入が抑制される超電導磁石及び核磁気共鳴イメージング装置が提供される。   According to the present invention, even if the current in the superconducting coil fluctuates with time, for example, during quenching, it is possible to reduce the overload that acts on the support member that supports each component. Accordingly, it is possible to provide a superconducting magnet and a nuclear magnetic resonance imaging apparatus in which the rigidity of the support member is allowed to be reduced and heat intrusion is suppressed from the outside normal temperature portion to the inside cooling portion.

(第1実施形態)
以下、図面を参照して本発明の第1実施形態に係る核磁気共鳴イメージング装置(MRI装置)を説明する。
図1に全体の側面図が示されているように、MRI装置10は、垂直方向を向く中心軸Zが回転対称軸となるように第1静磁場発生部30及び第2静磁場発生部40を対向させて支柱12に固定してなる超電導磁石装置11(図2参照)に、撮像領域Rを挟むようにして配置される傾斜磁場発生部13,13と、被検体Pを載置して撮像領域Rに位置させるベッド台Dと、を備えている。
この超電導磁石装置11(図2参照)は、撮像領域Rに、磁場強度が高く磁場密度の均一性の高い静磁場を中心軸Zと同じ方向に形成するものである。
(First embodiment)
Hereinafter, a nuclear magnetic resonance imaging apparatus (MRI apparatus) according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in the overall side view of FIG. 1, the MRI apparatus 10 includes a first static magnetic field generation unit 30 and a second static magnetic field generation unit 40 such that the central axis Z facing the vertical direction is a rotationally symmetric axis. Are placed on a superconducting magnet device 11 (see FIG. 2) which is fixed to the support column 12 and the gradient magnetic field generators 13 and 13 arranged so as to sandwich the imaging region R and the subject P are placed on the imaging region. And a bed table D positioned at R.
In this superconducting magnet device 11 (see FIG. 2), a static magnetic field with high magnetic field strength and high magnetic field density uniformity is formed in the imaging region R in the same direction as the central axis Z.

さらに、MRI装置10は、図示されない構成要素として、撮像領域Rに向けてNMR現象を発現せる共鳴周波数の電磁波を照射するRF(Radio Frequency)コイルと、撮像領域Rからの応答信号を受信する受信コイルと、これら構成要素を制御する制御装置、受信した信号を処理して解析を行う解析装置とを備えている。
このように構成されることによりMRI装置10は、撮像領域Rの関心領域(通常1mm厚のスライス面)だけにNMR現象を発現させて、水素原子核スピンから放出される電磁波に基づいて被検体Pの断層を画像化するものである。
Further, the MRI apparatus 10 receives, as components not shown, an RF (Radio Frequency) coil that irradiates an electromagnetic wave having a resonance frequency that causes an NMR phenomenon toward the imaging region R, and a response signal from the imaging region R. A coil, a control device that controls these components, and an analysis device that processes and analyzes the received signal are provided.
With this configuration, the MRI apparatus 10 causes the NMR phenomenon to appear only in the region of interest (usually a slice surface having a thickness of 1 mm) in the imaging region R, and based on the electromagnetic wave emitted from the hydrogen nuclear spin, the subject P The tomogram is imaged.

傾斜磁場発生部13,13は、第1静磁場発生部30及び第2静磁場発生部40が対向する面にそれぞれ設けられた一対の窪みU,U(図2参照)に配置されている。そして、傾斜磁場発生部13,13は、撮像領域Rにおいて、超電導磁石装置11により形成された静磁場に勾配磁場を印加し、NMR現象の位置情報を与えるものである。   The gradient magnetic field generators 13 and 13 are disposed in a pair of depressions U and U (see FIG. 2) provided on the surfaces where the first static magnetic field generator 30 and the second static magnetic field generator 40 face each other. The gradient magnetic field generators 13 and 13 apply a gradient magnetic field to the static magnetic field formed by the superconducting magnet device 11 in the imaging region R to give position information of the NMR phenomenon.

第1静磁場発生部30は、図2に示されるように、メインコイル31と、シールドコイル32と、コイルボビン33と、冷媒容器35と、輻射板36と、真空容器37と、第1磁化部材21と、第2磁化部材22と、支持部材23,24とを少なくとも構成要素として備えるものである。
第2静磁場発生部40は、第1静磁場発生部30に対して中心軸Zを共有しかつ撮像領域Rを挟んで鏡面対称となるようにその内部が構成されている。
As shown in FIG. 2, the first static magnetic field generator 30 includes a main coil 31, a shield coil 32, a coil bobbin 33, a refrigerant container 35, a radiation plate 36, a vacuum container 37, and a first magnetizing member. 21, the second magnetizing member 22, and the supporting members 23 and 24 as at least constituent elements.
The inside of the second static magnetic field generation unit 40 is configured to share the central axis Z with respect to the first static magnetic field generation unit 30 and to be mirror-symmetric with respect to the imaging region R.

支柱12は、一対の第1静磁場発生部30と第2静磁場発生部40とを天地方向に対向させて支持するものである。そして、図2の断面部に示されるように支柱12の内部は、冷媒容器35が、第1静磁場発生部30と第2静磁場発生部40とを連通するように構成されている。また真空容器37も同様に、支柱12の内部において、第1静磁場発生部30と第2静磁場発生部40とを連通している。   The support column 12 supports the pair of first static magnetic field generation units 30 and second static magnetic field generation units 40 so as to face each other in the vertical direction. As shown in the cross section of FIG. 2, the inside of the support column 12 is configured such that the refrigerant container 35 communicates the first static magnetic field generation unit 30 and the second static magnetic field generation unit 40. Similarly, the vacuum vessel 37 communicates the first static magnetic field generation unit 30 and the second static magnetic field generation unit 40 inside the support column 12.

メインコイル31は、永久電流が所定の方向(順方向)に循環して撮像領域Rに計測用の静磁場を生成させる超電導コイルであって、中心軸Zを中心として配置されるコイルボビン33の周りに超電導線材が巻回して形成される。
ここで、超電導コイルとは、冷媒容器35に充填されている冷媒L(例えば、液体ヘリウム)により臨界温度より低温に冷却されると常電導状態から超電導状態に転移して電気抵抗がゼロとなるものであって、環状の電流が減衰することなく永久に循環するものである。
The main coil 31 is a superconducting coil that generates a static magnetic field for measurement in the imaging region R by circulating a permanent current in a predetermined direction (forward direction), and around the coil bobbin 33 arranged around the central axis Z. A superconducting wire is wound around the wire.
Here, the superconducting coil is changed from the normal conducting state to the superconducting state when cooled to a temperature lower than the critical temperature by the refrigerant L (for example, liquid helium) filled in the refrigerant container 35, and the electric resistance becomes zero. The annular current circulates permanently without decaying.

シールドコイル32は、メインコイル31と中心軸Zを共有するようにかつ直径が大きくなるようにコイルボビン33に巻回されている。そして、シールドコイル32には、メインコイル31に流れる順方向とは逆方向に環状の永久電流が流れている。
さらにシールドコイル32は、撮像領域Rからの距離がメインコイル31よりも遠い位置に配置され、超電導磁石装置11の外部に漏洩する計測用の磁場を打ち消すように作用するものである。
The shield coil 32 is wound around the coil bobbin 33 so as to share the central axis Z with the main coil 31 and to have a large diameter. An annular permanent current flows through the shield coil 32 in the direction opposite to the forward direction flowing through the main coil 31.
Further, the shield coil 32 is arranged at a position farther from the imaging region R than the main coil 31 and acts to cancel the measurement magnetic field leaking outside the superconducting magnet device 11.

真空容器37は、真空状態に保たれている内部において図示しない部材を介して冷媒容器35を保持するものであって、伝導および対流による冷媒容器35への熱侵入を防止するものである。
冷媒容器35は、メインコイル31及びシールドコイル32を超電導現象が発現する臨界温度以下の温度に保つ冷媒L(液体ヘリウム)を収容するものである。
輻射板36は、真空容器37と冷媒容器35との間に設けられ、真空容器37から冷媒容器35に向かう熱輻射を遮蔽するものである。
The vacuum container 37 holds the refrigerant container 35 via a member (not shown) inside the vacuum state, and prevents heat from entering the refrigerant container 35 due to conduction and convection.
The refrigerant container 35 contains a refrigerant L (liquid helium) that keeps the main coil 31 and the shield coil 32 at a temperature equal to or lower than the critical temperature at which the superconducting phenomenon occurs.
The radiation plate 36 is provided between the vacuum container 37 and the refrigerant container 35 and shields heat radiation from the vacuum container 37 toward the refrigerant container 35.

このように、冷媒容器35、輻射板36、真空容器37が層構造に配置されて断熱効果を発揮することにより、大気に晒され常温を示す超電導磁石装置11の外表面から冷媒Lに浸漬して極低温に維持される超電導コイル31,32に至るまでの温度勾配が定常的に維持されることになる。   In this way, the refrigerant container 35, the radiation plate 36, and the vacuum container 37 are arranged in a layer structure and exhibit a heat insulation effect, so that they are immersed in the refrigerant L from the outer surface of the superconducting magnet device 11 exposed to the atmosphere and exhibiting normal temperature. Thus, the temperature gradient up to the superconducting coils 31 and 32 maintained at an extremely low temperature is constantly maintained.

第1磁化部材21及び第2磁化部材22(以下、磁化部材21,22と記す場合がある)は、中心軸Zを共有して同軸状に、冷媒容器35の外部でかつ真空容器37の内部に、固定されている。典型的には、図示するように磁化部材21,22は冷媒容器35の内半径側に配置される。
この磁化部材21,22は、例えば純鉄等の強磁性体から構成され、メインコイル31に永久電流が環状に流れて閉ループ状に形成する磁気回路中に、撮像領域Rを挟むように対に配置される。このようにして磁化部材21,22は、磁気回路の磁気抵抗を引き下げて、撮像領域Rに多数の磁力線を誘導し静磁場の強度を増加させるものである。
The first magnetizing member 21 and the second magnetizing member 22 (hereinafter may be referred to as magnetizing members 21 and 22) share the central axis Z and are coaxial, outside the refrigerant container 35 and inside the vacuum container 37. It is fixed to. Typically, as illustrated, the magnetized members 21 and 22 are disposed on the inner radius side of the refrigerant container 35.
The magnetized members 21 and 22 are made of a ferromagnetic material such as pure iron, for example, and are paired so as to sandwich the imaging region R in a magnetic circuit that is formed in a closed loop shape with a permanent current flowing through the main coil 31 in an annular shape. Be placed. In this way, the magnetizing members 21 and 22 reduce the magnetic resistance of the magnetic circuit and induce many magnetic lines of force in the imaging region R to increase the strength of the static magnetic field.

図3に示されるように、第1磁化部材21には、その側周面21aから鍔状に延出し反対面21bの外周をさらに拡張させる鍔部位21eが設けられている。このような鍔部位21eが設けられていることにより、図4に示されるように、第1磁化部材21を貫く磁場Bbの曲率が大きくなり、磁気回路のループを小さくする。これにより、撮像領域Rにおける静磁場の高強度化と外部への漏洩磁場の削減を図ることができる。   As shown in FIG. 3, the first magnetizing member 21 is provided with a flange portion 21e that extends from the side peripheral surface 21a in a hook shape and further expands the outer periphery of the opposite surface 21b. By providing such a heel part 21e, as shown in FIG. 4, the curvature of the magnetic field Bb passing through the first magnetizing member 21 is increased, and the loop of the magnetic circuit is reduced. As a result, it is possible to increase the strength of the static magnetic field in the imaging region R and reduce the leakage magnetic field to the outside.

図2に戻って説明を続ける。
この磁化部材21,22は、図示するように第1磁化部材21と、この第1磁化部材21から分離して環状に構成される第2磁化部材22とから構成されることにより、撮像領域Rにおける磁場の均一性の改善並びに撮像領域Rを拡張する効果が得られる。
なおこのような効果をさらに向上させることを目的として、この第1磁化部材21は、図示するように平板である場合以外に、中空の環状であったり、そのような環状の内側に、さらに複数の環状の磁化部材が同軸状に多段に配置されたりする場合もある。
なおこの磁化部材21,22については、後段で図3から図5を参照してその形状、作用につき説明を行う。
Returning to FIG. 2, the description will be continued.
The magnetizing members 21 and 22 are configured by a first magnetizing member 21 and a second magnetizing member 22 that is separated from the first magnetizing member 21 and configured in an annular shape as shown in the drawing, so that the imaging region R The effect of improving the uniformity of the magnetic field and expanding the imaging region R can be obtained.
For the purpose of further improving such an effect, the first magnetizing member 21 has a hollow ring shape or a plurality of first magnetized members 21 inside the ring shape, other than the case where it is a flat plate as shown in the figure. In some cases, the annular magnetized members are arranged coaxially in multiple stages.
The magnetized members 21 and 22 will be described later with respect to their shapes and functions with reference to FIGS. 3 to 5.

支持部材23は、複数の棒状体が中心軸Zの軸廻りに間隔をおいて、かつ中心軸Zの軸方向にその長手方向を揃えて配置してなるものである。そして支持部材23は、その一端が第1磁化部材21に固定され、その他端が真空容器37の内周面に固定されている。
この支持部材23は、高剛性でかつ熱伝達率の小さな材料で構成されることが好ましく、具体的には繊維強化プラスチック(FRP;Fiber Reinforced Plastics)で構成される。なおこの支持部材23の他端の固定位置は特に限定されるものではなく、例えば冷媒容器35に固定される場合もある。
このように支持部材23が構成されることにより、超電導磁石装置11の外表面の常温部から第1磁化部材21へ向かう熱侵入を妨害することができる。
なお、第2磁化部材22を冷媒容器35の外部でかつ真空容器37の内部で支持する支持部材24も支持部材23に同じであるので説明を省略する。
The support member 23 is formed by arranging a plurality of rod-like bodies at intervals around the axis of the central axis Z and aligning the longitudinal direction thereof in the axial direction of the central axis Z. One end of the support member 23 is fixed to the first magnetizing member 21, and the other end is fixed to the inner peripheral surface of the vacuum vessel 37.
The support member 23 is preferably made of a material having high rigidity and a small heat transfer coefficient. Specifically, the support member 23 is made of fiber reinforced plastic (FRP). The fixing position of the other end of the support member 23 is not particularly limited, and may be fixed to the refrigerant container 35, for example.
By configuring the support member 23 in this way, it is possible to prevent heat intrusion from the normal temperature portion on the outer surface of the superconducting magnet device 11 toward the first magnetization member 21.
Note that the support member 24 that supports the second magnetizing member 22 outside the refrigerant container 35 and inside the vacuum container 37 is also the same as the support member 23, and thus the description thereof is omitted.

ところで、これら支持部材23,24は、温度の極端に異なる部材同士(図2では磁化部材21,22と真空容器37)を支持・固定するものであるので、熱伝達を阻害するために熱抵抗を大きく構成する必要がある。このように、熱抵抗の大きな部材にするには、熱伝達率の低い材料から構成するとともに、熱流入路の断面を小さく全長を長く構成する必要がある。しかし、このように支持部材23,24を構成するとなると、一般にその機械的な剛性が低下し、〔発明が解決しようとする課題〕の欄で述べた機械的な過負荷がかかると磁化部材21,22の位置精度に狂いが生じることが懸念される。この磁化部材21,22の位置精度は、磁場の均一性と密接な関係を有しているため、この均一性が狂えば再調整の必要が生じ、装置の調整作業の効率低下を招くこととなる。   By the way, these support members 23 and 24 support and fix members having extremely different temperatures (the magnetized members 21 and 22 and the vacuum vessel 37 in FIG. 2). It is necessary to configure a large. Thus, in order to make a member with a large thermal resistance, it is necessary to make it from a material having a low heat transfer coefficient, and to make the cross section of the heat inflow path small and the entire length long. However, when the support members 23 and 24 are configured in this manner, their mechanical rigidity generally decreases, and when the mechanical overload described in the section of [Problems to be solved by the invention] is applied, the magnetizing member 21 , 22 may be out of position. Since the positional accuracy of the magnetized members 21 and 22 is closely related to the uniformity of the magnetic field, if this uniformity is out of order, readjustment will be required, and the efficiency of adjustment work of the apparatus will be reduced. Become.

しかし、本発明においては、支持部材23,24が後記するような特徴的な構造を有することにより、支持部材23,24にかかる過負荷を低く抑えることができる。よって、支持部材23,24は、剛性を低く構成しても、クエンチ等の不慮の事故に遭遇して悪影響がおよぶことは無い。また支持部材23,24の熱抵抗が大きくなることで超電導磁石装置11の構成要素(ここでは磁化部材21,22)をより断熱的に保持することが可能になる。 However, in the present invention, since the support members 23 and 24 have a characteristic structure as described later, the overload applied to the support members 23 and 24 can be kept low. Therefore, even if the support members 23 and 24 are configured to have low rigidity, they do not adversely affect an unexpected accident such as a quench. The components of the superconducting magnet apparatus 11 by the thermal resistance of the support members 23 and 24 is increased (in this case the magnetization member 21, 22) allowing Rukoto Soo more adiabatically coercive a.

さらに、支持部材23,24は、冷媒容器35の外部に磁化部材21,22を配置するものである。このため、磁化部材21,22は極温度に保持される訳でなく、常温あるいは、常温から冷媒Lの温度に至る中間温度に、温度変動なく保持されることになる。
磁化部材21,22は、熱容量が大きく、かつ構成材料である鉄は温度変化に対する磁化変化が大きい性質を有する為、常温に近い温度で温度変動なく保持されることは、MRI装置10にとってさまざまな点で好都合である(例えば、静磁場の強度変動を抑制することができる点、冷媒Lの消費が抑制される点、冷媒Lの気化を抑制する冷却装置を小規模化できる点等)。
Further, the support members 23 and 24 are configured to dispose the magnetized members 21 and 22 outside the refrigerant container 35. For this reason, the magnetized members 21 and 22 are not held at the extreme temperature, but are held at normal temperature or an intermediate temperature from the normal temperature to the temperature of the refrigerant L without temperature fluctuation.
Since the magnetizing members 21 and 22 have a large heat capacity and iron, which is a constituent material, has a property that the magnetization change with respect to the temperature change is large, it is variously different for the MRI apparatus 10 to be held at a temperature close to normal temperature without temperature fluctuation. This is advantageous in terms of points (for example, it is possible to suppress fluctuations in the intensity of the static magnetic field, to suppress consumption of the refrigerant L, and to reduce the size of the cooling device that suppresses vaporization of the refrigerant L).

次に、図3を参照して、磁化部材21,22の形状について説明する。
図3(a)は、第1磁化部材21及び第2磁化部材22の斜視図であり、説明上、両者の位置を中心軸Zに沿って所定量だけ変位させたものである。図3(b)は(a)のX−Y方向の直交断面図である。
第1磁化部材21は、中心軸Zに対して回転対称形を有し、前記したように側周面21aの一部が鍔状に延出した鍔部位21eを有している。この鍔部位21eは、図示されない撮像領域側を向く対向面21dよも反対面21bの外周が拡張されるように構成される。
Next, the shape of the magnetized members 21 and 22 will be described with reference to FIG.
FIG. 3A is a perspective view of the first magnetizing member 21 and the second magnetizing member 22. For the sake of explanation, both positions are displaced along the central axis Z by a predetermined amount. FIG. 3B is a cross-sectional view orthogonal to the XY direction of FIG.
The first magnetizing member 21 has a rotationally symmetrical shape with respect to the central axis Z, and has a flange portion 21e in which a part of the side peripheral surface 21a extends in a hook shape as described above. The flange portion 21e is configured to be Ri by opposing surface 21d that faces an imaging region side which is not shown the outer periphery of the opposite surface 21b is extended.

そして、スリット21fが、磁化部材21の反対面21bから側周面21aに亘って開口するように設けられている。また、図中、スリット21fは、直線的に中心軸Zに交差するとともに、その始端と終端が共に側周面21aに達し側周面21aに開口するように設けられている。
この複数のスリット21fは、中心軸Zに対して回転対称性を有するよう均等に配置されることが、撮像領域R(図1参照)における磁場の均一性の観点から好ましい。
A slit 21f is provided so as to open from the opposite surface 21b of the magnetizing member 21 to the side peripheral surface 21a. Further, in the drawing, the slit 21f linearly intersects the central axis Z, and is provided so that the start end and the end thereof both reach the side peripheral surface 21a and open to the side peripheral surface 21a.
It is preferable from the viewpoint of the uniformity of the magnetic field in the imaging region R (see FIG. 1) that the plurality of slits 21f be equally arranged so as to have rotational symmetry with respect to the central axis Z.

しかし、スリット21fは、側周面21aに始端が開口していれば、その終端は反対面21b内の任意位置でかまわない。またスリット21fの溝状の方向は、その延長線が中心軸Zに交わる方向に完全一致している必要はなく、略一致していればよい。またスリット21fの溝状は、直線的・平面的である必要はなく、後記するように、第1磁化部材21の周回方向に発生する渦電流Ja(図4(a)参照)の進行を遮断するものであれば曲線的・曲面的な形状であってもよい。さらに、第1実施形態において第1磁化部材21は、鍔部位21eを必須の構成要素として含むものでなく、中心軸Zに対して回転対称形を有していれば好ましく適用することができ、例えば単純な円筒形状である場合も含まれる。   However, the slit 21f may be terminated at an arbitrary position in the opposite surface 21b as long as the start end of the slit 21f opens on the side peripheral surface 21a. Further, the groove-shaped direction of the slit 21f does not need to be completely coincident with the direction in which the extension line intersects the central axis Z, and may be substantially coincident. Further, the groove shape of the slit 21f does not need to be linear or planar, and as will be described later, the progress of the eddy current Ja (see FIG. 4A) generated in the circumferential direction of the first magnetizing member 21 is interrupted. As long as it does, it may have a curved or curved shape. Furthermore, in the first embodiment, the first magnetizing member 21 does not include the heel part 21e as an essential component, and can be preferably applied if it has a rotationally symmetric shape with respect to the central axis Z. For example, a simple cylindrical shape is also included.

スリット21fは、図3(b)に示すような断面視において、その深さが第1磁化部材21の厚み方向三分の一から三分の二の範囲に含まれることが好ましい。
スリット21fの深さが厚み方向三分の一よりも小さい場合は、後記するような、第1磁化部材21の周回方向に発生する渦電流Ja,Jb(図4(a)参照)の電流密度を対向面21d側に偏重させる効果が得られない。
またスリット21fの深さが厚み方向三分の二よりも大きい場合は、第1磁化部材21の剛性が低下し、図2に示されるように、吊り下げられた状態で弾性変形することが懸念される。しかし、このような変形が生じない処置が施されているのであれば、スリット21fの深さの上限の規定は不要であって、対向面21d側に貫通していてもよい。
むしろ、スリット21fの深さが大きいことは、周回方向に発生する渦電流を効果的に遮断させる観点からすれば、渦電流の遮断面の面積が広くなる点で好適である。
The slit 21f preferably has a depth in the range of one third to two thirds of the thickness direction of the first magnetizing member 21 in a sectional view as shown in FIG.
When the depth of the slit 21f is smaller than one third in the thickness direction, the current density of eddy currents Ja and Jb (see FIG. 4A) generated in the circumferential direction of the first magnetizing member 21 as will be described later. The effect of deviating from the opposing surface 21d side cannot be obtained.
When the depth of the slit 21f is larger than two thirds of the thickness direction, the rigidity of the first magnetizing member 21 is lowered, and there is a concern that the first magnetizing member 21 may be elastically deformed in a suspended state as shown in FIG. Is done. However, as long as a measure that does not cause such deformation is performed, it is not necessary to define the upper limit of the depth of the slit 21f, and the slit 21f may penetrate to the facing surface 21d side.
Rather, it is preferable that the depth of the slit 21f is large from the viewpoint of effectively blocking the eddy current generated in the rotating direction, in that the area of the eddy current blocking surface is widened.

またスリット21fは、その幅が0.5mmから10mmの範囲に形成されていることが好ましい。
スリット21f幅の下限が0.5mmであることは、それよりも狭く形成することがコスト対効果の観点から適切でないことによる。
またスリット21f幅が10mmよりも大きい場合は、撮像領域R(図2参照)における磁場の均一性に影響を与えてしまう観点から好ましくないことによる。
Moreover, it is preferable that the width | variety of the slit 21f is formed in the range of 0.5 mm to 10 mm.
The lower limit of the width of the slit 21f is 0.5 mm because it is not appropriate to form the slit 21f narrower than that from the viewpoint of cost effectiveness.
Moreover, when the slit 21f width is larger than 10 mm, it is not preferable from the viewpoint of affecting the uniformity of the magnetic field in the imaging region R (see FIG. 2).

図3に戻って説明を続ける。
第2磁化部材22は、中心軸Zに対して回転対称形を有し、第2磁化部材22の外周よりも半径方向に大きく環状に構成されている。
この第2磁化部材22に設けられているスリット22fは、その始端が、第2磁化部材22の側周面22aの一の開口をなし、直線的に中心軸Zに交差する方向に延びて、その終端が内周面22cに開口をなすように設けられている。しかし、スリット22fは、内周面22c側に貫通していなくても反対面22bから側周面22aに亘る開口が設けられていればよい。
なお、第2磁化部材22に設けられるスリット22fが具備すべき好ましい要件、変形可能な範囲等は、第1磁化部材21に設けられるスリット21fと同じであるので、その説明の該当部分を引用することとして、記載を省略する。
Returning to FIG. 3, the description will be continued.
The second magnetizing member 22 has a rotationally symmetric shape with respect to the central axis Z, and is configured in an annular shape larger in the radial direction than the outer periphery of the second magnetizing member 22.
The slit 22f provided in the second magnetizing member 22 has a starting end that forms one opening of the side peripheral surface 22a of the second magnetizing member 22 and extends in a direction that intersects the central axis Z linearly. The end is provided so as to form an opening in the inner peripheral surface 22c. However, the slit 22f may be provided with an opening extending from the opposite surface 22b to the side peripheral surface 22a even if it does not penetrate to the inner peripheral surface 22c side.
In addition, since the preferable requirement which the slit 22f provided in the 2nd magnetization member 22 should have, the range which can be deform | transformed, etc. are the same as the slit 21f provided in the 1st magnetization member 21, the applicable part of the description is quoted. As a matter of fact, the description is omitted.

次に図4、図5を参照して、磁化部材21,22の作用について説明を行う。
図4(a)は、超電導磁石装置11の第1実施形態におけるX(Y)−Z断面の座標上の第1象限部分を示す図であって、第1磁化部材21の実施例を示す模式図である。
図4(b)は、磁化部材21´にスリット21fが設けられていない場合の比較例を示す模式図である。
Next, with reference to FIGS. 4 and 5, the operation of the magnetizing members 21 and 22 will be described.
FIG. 4A is a diagram showing a first quadrant portion on the coordinates of the X (Y) -Z cross section in the first embodiment of the superconducting magnet device 11, and is a schematic diagram showing an example of the first magnetizing member 21. FIG.
FIG. 4B is a schematic diagram showing a comparative example when the magnetized member 21 ′ is not provided with the slit 21f.

ここで、メインコイル31には、断面視において図の表面から裏面に向く方向に永久電流Jcが環状に流れていることとする。そして、この環状の永久電流Jcに誘導されて、磁場Bbが図示するように第1磁化部材21,21´を貫いていることとする。   Here, it is assumed that the permanent current Jc flows in the main coil 31 in a ring shape in a direction from the front surface to the back surface in the cross-sectional view. Then, it is assumed that the magnetic field Bb is guided by the annular permanent current Jc and penetrates through the first magnetization members 21 and 21 ′ as shown in the figure.

次に、永久電流Jcが急激に減衰する現象(例えば、クエンチ現象)が発生したとする。すると、この永久電流Jcの減衰に伴う磁場Bbの減少を補うように、電気伝導体でもある第1磁化部材21には、図示するように渦電流Ja,Jb,Ja´,Jb´がメインコイル31と同じ周回方向に発生する。   Next, it is assumed that a phenomenon (for example, a quench phenomenon) in which the permanent current Jc attenuates rapidly occurs. Then, the eddy currents Ja, Jb, Ja ′, Jb ′ are supplied to the main coil as shown in the first magnetizing member 21 which is also an electric conductor so as to compensate for the decrease in the magnetic field Bb accompanying the decay of the permanent current Jc. This occurs in the same direction as 31.

ここで、図4(a)に示す実施例では、反対面21b側に発生する渦電流Jaは、スリット21fによって遮断されるのでその値は極めて小さく、Ja≪Jbの関係が成り立つといえる。つまり、第1磁化部材21において、反対面21b側の渦電流Jaほうが対向面21d側の渦電流Jbよりも電流密度が相対的に低くなるといえる。
一方、図4(b)に示す実施例では、反対面21b側に発生する渦電流Ja´は、流れを阻害するものが無いので、ほぼ、Ja´=Jb´の関係が成り立つといえる。つまり、比較例の磁化部材21´において、反対面21b´側の渦電流Jaと´、対向面21d´側の渦電流Jb´とでは電流密度に差異がないといえる。
Here, in the embodiment shown in FIG. 4A, the eddy current Ja generated on the opposite surface 21b side is interrupted by the slit 21f, so that the value is extremely small, and it can be said that the relationship Ja << Jb is established. That is, in the first magnetizing member 21, it can be said that the eddy current Ja on the opposite surface 21b side has a relatively lower current density than the eddy current Jb on the facing surface 21d side.
On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 4 (b), the eddy current Ja 'generated on the opposite surface 21b side does not obstruct the flow, and therefore it can be said that the relationship Ja' = Jb 'is substantially established. That is, in the magnetized member 21 ′ of the comparative example, it can be said that there is no difference in current density between the eddy current Ja on the opposite surface 21b ′ side and the eddy current Jb ′ on the opposite surface 21d ′ side.

ところで、任意の点における渦電流Ja,Jbの接線方向のベクトルをJとし、磁場Bbの接線方向のベクトルをBとすれば、この任意点において発生する電磁力FはJとBとの外積、F=J×Bで表されることが知られている。   By the way, if the tangential vector of the eddy currents Ja and Jb at an arbitrary point is J and the tangential vector of the magnetic field Bb is B, the electromagnetic force F generated at this arbitrary point is the outer product of J and B, It is known that F = J × B.

ここで、図4(a)に示す実施例において、反対面21b側の渦電流Jaにより発生する電磁力Faは、図示するように、メインコイル31に向かう方向斜め下向きである。一方、対向面21d側の渦電流Jbにより発生する電磁力Fbは、図示するように、メインコイル31に向かう方向斜め上向きであり、かつその量はJa≪Jbの関係から|Fa|<|Fb|である。   Here, in the embodiment shown in FIG. 4A, the electromagnetic force Fa generated by the eddy current Ja on the opposite surface 21b side is obliquely downward in the direction toward the main coil 31, as shown. On the other hand, the electromagnetic force Fb generated by the eddy current Jb on the facing surface 21d side is obliquely upward in the direction toward the main coil 31, and the amount is | Fa | <| Fb from the relationship of Ja << Jb. |.

そして、第1磁化部材21の全体に作用する力は、電磁力Faと電磁力Fbとの合力としてあらわされる。これらの合力の内、半径方向の成分は、中心軸Zに対して反対側の成分と打ち消され外力としては現れてこない。
一方、第1磁化部材21にかかる合力の垂直方向の成分Fgは、電磁力Faの垂直成分と電磁力Fbの垂直成分との差分である。この合力の垂直方向の成分Fgは、第1磁化部材21及びメインコイル31の形状や高さ方向の位置関係によって決まるが、典型的には、図示されるように撮像領域R側を向く小負荷か、もしくは逆転方向の荷重となる。
The force acting on the entire first magnetizing member 21 is expressed as a resultant force of the electromagnetic force Fa and the electromagnetic force Fb. Of these resultant forces, the radial component cancels out with the component on the opposite side of the central axis Z and does not appear as an external force.
On the other hand, the vertical component Fg of the resultant force applied to the first magnetizing member 21 is the difference between the vertical component of the electromagnetic force Fa and the vertical component of the electromagnetic force Fb. The component Fg in the vertical direction of the resultant force is determined by the shape of the first magnetizing member 21 and the main coil 31 and the positional relationship in the height direction, but typically, a small load that faces the imaging region R side as illustrated. Or load in the reverse direction.

次に、図4(b)に示す比較例において、同様の検討を行うと、反対面21b´側の渦電流Ja´により発生する電磁力Fa´と、対向面21d´側の渦電流Jb´により発生する電磁力Fb´との合力の垂直成分Fg´は、Ja´=Jb´の関係及び磁束密度の大小関係から|Fa´|>|Fb´|である。
従って、この合力の垂直方向の成分Fg´は、典型的には、図示されるように撮像領域R側を向く大負荷になる。
Next, in the comparative example shown in FIG. 4B, when the same examination is performed, the electromagnetic force Fa ′ generated by the eddy current Ja ′ on the opposite surface 21b ′ side, and the eddy current Jb ′ on the opposite surface 21d ′ side. The vertical component Fg ′ of the resultant force with the electromagnetic force Fb ′ generated by the above is | Fa ′ |> | Fb ′ | from the relationship of Ja ′ = Jb ′ and the magnitude relationship of the magnetic flux density.
Therefore, the component Fg ′ in the vertical direction of the resultant force is typically a large load that faces the imaging region R as illustrated.

通常、メインコイル31に流れる永久電流Jcが定常状態である場合は、磁化部材21´に作用している力はそもそも撮像領域R側に向いている。
そして、メインコイル31に流れる永久電流Jcが減衰すると、比較例においては渦電流Fa´,Fb´の発生により電磁力Fg´がさらに重畳して磁化部材21´に作用し、支持部材23(図2)に過負荷がかかる。
一方、実施例においては、第1磁化部材21に発生する渦電流Ja,Jbは、対向面21d側よりも反対面21b側の電流密度が相対的に低いため、重畳する電磁力Fgは小負荷か逆転方向であるため、支持部材23(図2)に過負荷がかからない。
Usually, when the permanent current Jc flowing through the main coil 31 is in a steady state, the force acting on the magnetizing member 21 ′ is directed toward the imaging region R in the first place.
When the permanent current Jc flowing through the main coil 31 is attenuated, in the comparative example, the electromagnetic force Fg ′ is further superimposed by the generation of the eddy currents Fa ′ and Fb ′ and acts on the magnetizing member 21 ′, and the support member 23 (FIG. 2) is overloaded.
On the other hand, in the embodiment, since the eddy currents Ja and Jb generated in the first magnetizing member 21 have a relatively low current density on the opposite surface 21b side than on the facing surface 21d side, the superimposed electromagnetic force Fg has a small load. Therefore, the support member 23 (FIG. 2) is not overloaded.

図5(a)は、超電導磁石装置11の第1実施形態におけるX(Y)−Z断面の座標上の第1象限部分を示す図であって、第2磁化部材22の実施例を示す模式図である。
図5(b)は、磁化部材22´にスリット22fが設けられていない場合の比較例を示す模式図である。
図5において、第2磁化部材22に設けられるスリット22fの有無による作用・効果の相違点は、第1磁化部材21(図4参照)におけるスリット21fの有無の場合と同じであるので、図4を参照した説明文中、対応する構成の記載を置き換えて、図5の説明として援用し、記載を省略する。
FIG. 5A is a diagram illustrating a first quadrant portion on the coordinates of the X (Y) -Z cross section in the first embodiment of the superconducting magnet device 11, and is a schematic diagram illustrating an example of the second magnetization member 22. FIG.
FIG. 5B is a schematic diagram showing a comparative example in which the slit 22f is not provided in the magnetizing member 22 ′.
In FIG. 5, the difference in action and effect due to the presence or absence of the slit 22 f provided in the second magnetizing member 22 is the same as the case of the presence or absence of the slit 21 f in the first magnetizing member 21 (see FIG. 4). In the description referring to, the description of the corresponding configuration is replaced and used as the description of FIG. 5, and the description is omitted.

(第2実施形態)
次に、図6を参照して、本発明の第2実施形態に適用される磁化部材26の形状について説明を行う。
図6(a)は、磁化部材26の斜視図であり、図6(b)は(a)のX−Y方向の直交断面図である。
磁化部材26は、中心軸Zに対して回転対称形を有し、前記したように側周面26aの一部が鍔状に延出した鍔部位26eを有している。この鍔部位26eは、図示されない撮像領域側を向く対向面26dよりも反対面26bの外周が拡張されるように構成される。
(Second Embodiment)
Next, the shape of the magnetizing member 26 applied to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
6A is a perspective view of the magnetizing member 26, and FIG. 6B is a cross-sectional view orthogonal to the XY direction of FIG.
The magnetized member 26 has a rotationally symmetric shape with respect to the central axis Z, and has a flange portion 26e in which a part of the side peripheral surface 26a extends in a hook shape as described above. The heel part 26e is configured such that the outer periphery of the opposite surface 26b is expanded rather than the facing surface 26d facing the imaging region (not shown).

そして、スリット26fの複数が溝状にこの鍔部位26eに設けられている。この複数のスリット26fは、中心軸Zに対して回転対称性を有するよう均等に配置されることが、撮像領域R(図1参照)における磁場の均一性の観点から好ましい。   A plurality of slits 26f are provided in the flange portion 26e in a groove shape. The plurality of slits 26f are preferably arranged evenly so as to have rotational symmetry with respect to the central axis Z from the viewpoint of magnetic field uniformity in the imaging region R (see FIG. 1).

スリット26fは、図6(b)に示すような断面視において、その深さが鍔部位26eの厚み方向の全範囲におよぶことが好ましい。しかし、磁化部材26に発生する渦電流が鍔部位26eにおいて周回しない効果が得られれば、スリット26fの形状に特に制限はない。
またスリット26fは、その幅が0.5mmから10mmの範囲に形成されていることが好ましい。
The slit 26f preferably has a depth covering the entire range in the thickness direction of the heel portion 26e in a sectional view as shown in FIG. 6B. However, the shape of the slit 26f is not particularly limited as long as the effect that the eddy current generated in the magnetizing member 26 does not circulate in the flange portion 26e is obtained.
Moreover, it is preferable that the slit 26f is formed in the range whose width is 0.5 mm to 10 mm.

また第2実施形態に適用される磁化部材26は、単独で配置される場合もあるし、図3(a)に示されるような第2磁化部材22と併用される場合もあるし、また図示されるような平板である場合以外に、中空の環状であったり、そのような環状の内側に、さらに複数の環状の磁化部材が同軸状に多段に配置されたりする場合もある。   Further, the magnetizing member 26 applied to the second embodiment may be arranged alone, or may be used together with the second magnetizing member 22 as shown in FIG. In addition to the flat plate as described above, there may be a hollow annular shape, or a plurality of annular magnetic members may be coaxially arranged in multiple stages inside the annular shape.

次に図7を参照して、磁化部材26の作用について説明を行う。
図7は、超電導磁石装置11(図2参照)の第2実施形態におけるX(Y)−Z断面の座標上の第1象限部分を示す図であって、磁化部材26の実施例を示す模式図である。
以下、図4(b)に示す比較例と対比して説明を続ける。
Next, the operation of the magnetizing member 26 will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a first quadrant portion on the coordinates of the X (Y) -Z cross section in the second embodiment of the superconducting magnet device 11 (see FIG. 2), and is a schematic diagram showing an example of the magnetizing member 26. FIG.
Hereinafter, the description will be continued in comparison with the comparative example shown in FIG.

永久電流Jcが急激に減衰する現象(例えば、クエンチ現象)が発生したとする。すると、この永久電流Jcの減衰に伴う磁場Bbの減少を補うように、電気伝導体でもある磁化部材26には、図示するように渦電流Ja,Jbがメインコイル31と同じ周回方向に発生する。   It is assumed that a phenomenon (for example, a quench phenomenon) in which the permanent current Jc attenuates rapidly occurs. Then, eddy currents Ja and Jb are generated in the same circumferential direction as the main coil 31 as shown in the magnetizing member 26 which is also an electric conductor so as to compensate for the decrease in the magnetic field Bb accompanying the decay of the permanent current Jc. .

ここで、図7に示す実施例では、鍔部位26eに渦電流は、スリット26fによって遮断されるので流れないといえる。そのかわり、スリット26fが設けられていない磁化部材26の部分においては、反対面26b側も対向面26d側も渦電流の電流密度に差異がないといえる(Ja=Jb)。   Here, in the embodiment shown in FIG. 7, it can be said that the eddy current does not flow in the heel portion 26e because it is blocked by the slit 26f. Instead, it can be said that there is no difference in the eddy current density on the opposite surface 26b side and the opposing surface 26d side in the portion of the magnetized member 26 where the slit 26f is not provided (Ja = Jb).

ここで、図7に示す実施例における反対面26b側の渦電流Jaにより発生する電磁力Faと、図4(b)に示す比較例における反対面21b´側の渦電流Ja´により発生する電磁力Fa´とを対比する。すると、図7の実施例の電磁力Faの垂直成分のほうが、図4(b)の比較例の電磁力Fa´の垂直成分よりも小さいといえる。
このため、実施例の電磁力Fa,Fbの合力の垂直成分Fgは、比較例の電磁力Fa´,Fb´の合力の垂直成分Fg´よりも小さいといえる。
このように、第2実施形態の実施例においては、永久電流Jcが減衰することにより磁化部材26に重畳される電磁力Fgが小さいので、支持部材23(図2)に過負荷を与えない。
Here, the electromagnetic force Fa generated by the eddy current Ja on the opposite surface 26b side in the embodiment shown in FIG. 7 and the electromagnetic force generated by the eddy current Ja ′ on the opposite surface 21b ′ side in the comparative example shown in FIG. 4B. Contrast with force Fa '. Then, it can be said that the vertical component of the electromagnetic force Fa of the embodiment of FIG. 7 is smaller than the vertical component of the electromagnetic force Fa ′ of the comparative example of FIG.
For this reason, it can be said that the vertical component Fg of the resultant force of the electromagnetic forces Fa and Fb of the example is smaller than the vertical component Fg ′ of the resultant force of the electromagnetic forces Fa ′ and Fb ′ of the comparative example.
As described above, in the example of the second embodiment, since the electromagnetic force Fg superimposed on the magnetizing member 26 is small due to the decay of the permanent current Jc, the support member 23 (FIG. 2) is not overloaded.

以上の説明において、核磁気共鳴イメージング装置を構成する超電導磁石装置は、被検体が前記撮像領域に挿入される方向に対して、垂直方向に静磁場が向くよう位置していることを前提として説明を行った。しかし、これに限定されることなく、核磁気共鳴イメージング装置において、被検体が撮像領域に挿入される方向に対し、静磁場が平行方向を向くように超電導磁石装置が位置する構成も取り得る。   In the above description, the superconducting magnet apparatus constituting the nuclear magnetic resonance imaging apparatus is described on the premise that the subject is positioned so that the static magnetic field faces in a direction perpendicular to the direction in which the subject is inserted into the imaging region. Went. However, the present invention is not limited to this, and in the nuclear magnetic resonance imaging apparatus, a configuration in which the superconducting magnet apparatus is positioned such that the static magnetic field faces in a parallel direction with respect to the direction in which the subject is inserted into the imaging region can be taken.

本発明の核磁気共鳴イメージング装置の実施形態を示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a nuclear magnetic resonance imaging apparatus of the present invention. 本発明の超電導磁石装置の第1実施形態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows 1st Embodiment of the superconducting magnet apparatus of this invention. (a)は本発明の超電導磁石装置の第1実施形態に適用される第1磁化部材及び第2磁化部材の斜視図であり、(b)はX−Y直交断面図である。(A) is a perspective view of the 1st magnetization member and the 2nd magnetization member applied to 1st Embodiment of the superconducting magnet apparatus of this invention, (b) is XY orthogonal sectional drawing. (a)は本発明の超電導磁石装置の第1実施形態に適用される第1磁化部材の実施例を説明する図であり、(b)は比較例を説明する図である。(A) is a figure explaining the Example of the 1st magnetization member applied to 1st Embodiment of the superconducting magnet apparatus of this invention, (b) is a figure explaining a comparative example. (a)は本発明の超電導磁石装置の第1実施形態に適用される第2磁化部材の実施例を説明する図であり、(b)は比較例を説明する図である。(A) is a figure explaining the Example of the 2nd magnetization member applied to 1st Embodiment of the superconducting magnet apparatus of this invention, (b) is a figure explaining a comparative example. (a)は本発明の超電導磁石装置の第2実施形態に適用される磁化部材の斜視図であり、(b)はX−Y直交断面図である。(A) is a perspective view of the magnetization member applied to 2nd Embodiment of the superconducting magnet apparatus of this invention, (b) is XY orthogonal sectional drawing. 本発明の超電導磁石装置の第2実施形態に適用される磁化部材の実施例を説明する図である。It is a figure explaining the Example of the magnetization member applied to 2nd Embodiment of the superconducting magnet apparatus of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 MRI装置(核磁気共鳴イメージング装置)
11 超電導磁石装置
21,26 第1磁化部材(磁化部材)
21a,22a,26a 側周面
21b,22b,26b 反対面
21d,26d 対向面
21e,26e 鍔部位
21f,22f,26f スリット
22 第2磁化部材(磁化部材)
23,24 支持部材
31 メインコイル(超電導コイル)
35 冷媒容器
37 真空容器
L 冷媒
P 被検体
R 撮像領域
Z 中心軸
10 MRI system (nuclear magnetic resonance imaging system)
11 Superconducting magnet device 21, 26 First magnetizing member (magnetizing member)
21a, 22a, 26a Side peripheral surface 21b, 22b, 26b Opposite surface 21d, 26d Opposing surface 21e, 26e Saddle part 21f, 22f, 26f Slit 22 Second magnetizing member (magnetizing member)
23, 24 Support member 31 Main coil (superconducting coil)
35 Refrigerant container 37 Vacuum container L Refrigerant P Subject R Imaging area Z Center axis

Claims (10)

永久電流を循環させて静磁場を誘導する一対の対向する超電導コイルと、
前記超電導コイルの中心軸と同軸に配置され前記永久電流により誘導される静磁場により磁化する一対の対向する磁化部材と、を備え、
記磁化部材には
対となる磁化部材と対向する側の面である対向面とは反対側の面である反対面に、径方向に延びる有底のスリットが形成され、
前記反対面に形成された前記スリットの一端は、前記磁化部材の側周面に亘
とを特徴とする超電導磁石装置。
A pair of opposing superconducting coils that circulate a permanent current to induce a static magnetic field;
A pair of opposing magnetized members disposed coaxially with the central axis of the superconducting coil and magnetized by a static magnetic field induced by the permanent current,
The front Symbol magnetization member,
The opposing surface is a surface of the magnetization member opposite to the side forming a pair on the opposite surface is a surface opposite to a bottom of the slit extending in a radial direction is formed,
One end of the slit formed in the opposite surface is Ru Wataru the side peripheral surface of the magnetic member
Superconducting magnet apparatus according to claim and this.
前記磁化部材の側周面から鍔状に延出し前記反対面の外周をさらに拡張させる鍔部位が設けられてい
とを特徴とする請求項1に記載の超電導磁石装置。
That has a flange portion to further extend the outer circumference of the extending out the opposite side to the flange shape is provided from the side peripheral surface of the magnetic member
Superconducting magnet apparatus according to claim 1, wherein the this.
前記スリットは、その始端と終端が共に前記側周面に開口するように設けられてい
とを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の超電導磁石装置。
The slit is that provided as the start and end are both open to the side peripheral surface
Superconducting magnet apparatus according to claim 1 or claim 2, wherein the this.
前記スリットは、前記鍔部位にのみ設けられてい
とを特徴とする請求項2に記載の超電導磁石装置。
The slits, that have only provided in the flange portion
Superconducting magnet apparatus according to claim 2, wherein the this.
前記スリットは、
深さが前記磁化部材の厚み方向三分の一から三分の二の範囲に含まれ、
幅が0.5mmから10mmの範囲に含まれ
とを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の超電導磁石装置。
The slit is
The depth is included in the range of 1/3 to 2/3 of the thickness direction of the magnetized member,
Width Ru is included in the range from 0.5mm to 10mm
Superconducting magnet apparatus according to any one of claims 4 and this claim, wherein.
前記磁化部材は、第1磁化部材と、この第1磁化部材から分離して環状に構成される第2磁化部材と、を含んで構成され、
前記第1磁化部材及び第2磁化部材のうち少なくもとも一方に前記スリットが設けられてい
とを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の超電導磁石装置。
The magnetized member includes a first magnetized member and a second magnetized member that is separated from the first magnetized member and configured in an annular shape,
Even that has one said slit is provided together less of the first magnetization member and the second magnetization member
Superconducting magnet apparatus as claimed in any one of claims 5, wherein the this.
前記超電導コイル及びこの超電導コイルを冷却する冷媒を内部に保持する冷媒容器と、
前記冷媒容器を断熱して内部に保持する真空容器と、
前記冷媒容器の外部でかつ前記真空容器の内部で前記磁化部材を支持する支持部材と、を備え
とを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の超電導磁石装置。
A refrigerant container for holding therein the superconducting coil and a refrigerant for cooling the superconducting coil;
A vacuum container that insulates and holds the refrigerant container inside;
A support member for supporting the magnetic member within the outer and and the vacuum vessel of the coolant vessel, Ru with a
Superconducting magnet apparatus as claimed in any one of claims 6, wherein the this.
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の超電導磁石装置を静磁場の発生源として適用し、磁気共鳴現象を利用した被検体の画像を撮像す
ことを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置。
The superconducting magnet apparatus according to any one of claims 1 to 7 is applied as a source of the static magnetic field, capture an image of a subject using a magnetic resonance phenomenon
A nuclear magnetic resonance imaging apparatus.
前記被検体が前記撮像領域に挿入される方向に対して、前記静磁場が垂直方向を向くように前記超電導磁石装置が位置されてい
とを特徴とする請求項8に記載の核磁気共鳴イメージング装置。
To the direction in which the subject is inserted into the imaging region, the static magnetic field is the superconducting magnet apparatus so as to face the vertical direction that are positioned
Nuclear magnetic resonance imaging apparatus according to claim 8, wherein the this.
前記被検体が前記撮像領域に挿入される方向に対して、前記静磁場が平行方向を向くように前記超電導磁石装置が位置されてい
とを特徴とする請求項8に記載の核磁気共鳴イメージング装置。
To the direction in which the subject is inserted into the imaging area, that the static magnetic field is located is the superconducting magnet apparatus so as to face the parallel
Nuclear magnetic resonance imaging apparatus according to claim 8, wherein the this.
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