JPH01196802A - 常電導マグネット - Google Patents
常電導マグネットInfo
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- JPH01196802A JPH01196802A JP63022246A JP2224688A JPH01196802A JP H01196802 A JPH01196802 A JP H01196802A JP 63022246 A JP63022246 A JP 63022246A JP 2224688 A JP2224688 A JP 2224688A JP H01196802 A JPH01196802 A JP H01196802A
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- Japan
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- cooling plate
- cooling
- magnetic field
- ring
- shaped coil
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 73
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 9
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 3
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 5
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
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- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は核磁気共鳴コンピュータ断層撮像装置（以下
ＭＲ＋装置と称する）に使用する常電導型マグネットに
関する。
ＭＲ＋装置と称する）に使用する常電導型マグネットに
関する。
ＭＲＩ装置において人体組織の病変などを識別し得る断
層像を得るためには、常電導マグネットを構成する均一
磁場コイルに包囲された空間の中央部の直径４０ｃｍ程
度の均一磁場空間に、磁場の強さが０．０５Ｔ以上で、
均一度が数十ｐｐ−以下の高度な均一磁場を必要とする
。
層像を得るためには、常電導マグネットを構成する均一
磁場コイルに包囲された空間の中央部の直径４０ｃｍ程
度の均一磁場空間に、磁場の強さが０．０５Ｔ以上で、
均一度が数十ｐｐ−以下の高度な均一磁場を必要とする
。
のような磁場の均一度を確保するための常電導マグネッ
トとして、超電導導体を使用した超電導マグネットや永
久磁石を使用した永久磁石型マグネットなどの他に常温
で使用する導体を用いた常電導マグネットがある。この
常電導マグネットでは均一磁場の値が時間的に変化した
り均一度が低下したりしないために常電導マグネットを
構成する均一磁場コイルを始めとするすべての構成物を
一定温度に維持することが必要である。特にコイルは流
れる電流によって生ずる抵抗損により温度が上昇するの
でこれを抑えてコイル導体を一定の温度に保持すること
が必須であり、この冷却機能は常電導マグネット型ＭＲ
Ｉ装置の画像品質に大きな影響を持っているのである。
トとして、超電導導体を使用した超電導マグネットや永
久磁石を使用した永久磁石型マグネットなどの他に常温
で使用する導体を用いた常電導マグネットがある。この
常電導マグネットでは均一磁場の値が時間的に変化した
り均一度が低下したりしないために常電導マグネットを
構成する均一磁場コイルを始めとするすべての構成物を
一定温度に維持することが必要である。特にコイルは流
れる電流によって生ずる抵抗損により温度が上昇するの
でこれを抑えてコイル導体を一定の温度に保持すること
が必須であり、この冷却機能は常電導マグネット型ＭＲ
Ｉ装置の画像品質に大きな影響を持っているのである。
常電導マグネットの均一磁場コイルとこの均一磁場コイ
ルを冷却する構成として、第２図に示すような構成が一
般に知られている。この図において、１１，１２，１３
．１４はリング状コイル、２１１．２１２，２２１．２
２２は冷却牟反、ｌＯＯは対称軸、１００は対称面、１
２０は均一磁場空間であり、各コイル１１，１２，１３
．１４は対称軸１００に対して軸対称で断面が長方形状
の断面を持ち、リング状コイル１１と１３、ならびにリ
ング状コイル１２と１３とは対称面１１０に対称であり
、これら面対称の２つのリング状コイルを１対として２
対のコイルで形成されとおり、この構成は常電導型の均
一磁場コイルとして最も一般的に使用されているコイル
構成である。
ルを冷却する構成として、第２図に示すような構成が一
般に知られている。この図において、１１，１２，１３
．１４はリング状コイル、２１１．２１２，２２１．２
２２は冷却牟反、ｌＯＯは対称軸、１００は対称面、１
２０は均一磁場空間であり、各コイル１１，１２，１３
．１４は対称軸１００に対して軸対称で断面が長方形状
の断面を持ち、リング状コイル１１と１３、ならびにリ
ング状コイル１２と１３とは対称面１１０に対称であり
、これら面対称の２つのリング状コイルを１対として２
対のコイルで形成されとおり、この構成は常電導型の均
一磁場コイルとして最も一般的に使用されているコイル
構成である。
リング状コイル１１には２枚の冷却板２１１゜２１２が
リング状コイル１１の断面を軸方向に挟むように装着さ
れており、同じようにしてリング状コイル１２にも冷却
＆２２１，２２２が装着されており、リング状コイル１
３．１４も同様である。
リング状コイル１１の断面を軸方向に挟むように装着さ
れており、同じようにしてリング状コイル１２にも冷却
＆２２１，２２２が装着されており、リング状コイル１
３．１４も同様である。
第３図にリング状コイルと冷却板の構成の斜視図を示す
が、１は前記の４つのリング状コイルの一つの例として
のリング状コイル、２Ａ、２Ｂは同じく冷却板、３Ｂは
冷却板２Ｂ内に埋設されている冷却管であり冷却板２Ａ
も同様な構成である。
が、１は前記の４つのリング状コイルの一つの例として
のリング状コイル、２Ａ、２Ｂは同じく冷却板、３Ｂは
冷却板２Ｂ内に埋設されている冷却管であり冷却板２Ａ
も同様な構成である。
である、この図では冷却管を表示するために冷却板２Ｆ
３を一部切り欠いた図としているが実際のものはこのよ
うに切り欠かれている訳ではなく埋設された冷却管３１
３は冷却板への出入口以外は見えない。
３を一部切り欠いた図としているが実際のものはこのよ
うに切り欠かれている訳ではなく埋設された冷却管３１
３は冷却板への出入口以外は見えない。
リング状コイル１は薄板状の導体４を所定の巻数だけ半
径方向に積層巻回してなり、冷却板２Ａ。
径方向に積層巻回してなり、冷却板２Ａ。
２Ｂはその中に埋め込まれている冷却管３の内部に冷却
水を通すことによりこの冷却板２Ａ、２Ｂが一定の温度
に保持されると同時に、リング状コイルｌに電流が流れ
ることにより発生する熱を吸収しリング状コイルｌを一
定の温度に保持している。リング状コイル１を構成する
導体４と冷却板２Ａ、２Ｂとは金属接触してはならない
が伝熱特性がよくなければならないので、このリング状
コイル１と冷却板２Ａ、２Ｂとの間は図示しない絶縁製
フィルムを挿入することにより導体４と冷却板２Ａ、２
Ｂとの間を電気的に絶縁するとともに、コノＷａ１４フ
ィルムと冷却板２Ａ、２Ｉ３およびリング状コイル１と
の間に熱伝導性のよいコンパウドを充填して空隙をなく
し伝熱特性の高い構成としている。
水を通すことによりこの冷却板２Ａ、２Ｂが一定の温度
に保持されると同時に、リング状コイルｌに電流が流れ
ることにより発生する熱を吸収しリング状コイルｌを一
定の温度に保持している。リング状コイル１を構成する
導体４と冷却板２Ａ、２Ｂとは金属接触してはならない
が伝熱特性がよくなければならないので、このリング状
コイル１と冷却板２Ａ、２Ｂとの間は図示しない絶縁製
フィルムを挿入することにより導体４と冷却板２Ａ、２
Ｂとの間を電気的に絶縁するとともに、コノＷａ１４フ
ィルムと冷却板２Ａ、２Ｉ３およびリング状コイル１と
の間に熱伝導性のよいコンパウドを充填して空隙をなく
し伝熱特性の高い構成としている。
第４図は冷却板の平面図で、リング状の冷却板２Ａには
冷却管３Ａが２本位列になって埋設されており、冷却板
２Ａの外径側に設けられた入口３１Ａから冷却板２Ａ内
に入り、冷却板２Ａと同軸に冷却板内部を周回するよう
に１回回り人口３１Ａに隣接する周方向の位置から出口
３２Ａとなって外部配管に接続される。冷却板２Ｂや他
の冷却板も同じである。
冷却管３Ａが２本位列になって埋設されており、冷却板
２Ａの外径側に設けられた入口３１Ａから冷却板２Ａ内
に入り、冷却板２Ａと同軸に冷却板内部を周回するよう
に１回回り人口３１Ａに隣接する周方向の位置から出口
３２Ａとなって外部配管に接続される。冷却板２Ｂや他
の冷却板も同じである。
電気的には冷却板２Ａ、２Ｂはリング状コイルｌと金属
接触していないのでこの間に電流が流れることはなく、
また、リング状コイル１に流れる電流の殆どは直流であ
るのでこの直流成分が均一磁場を生成する上で冷却板２
Δ、２Ｂの影響は全くない。
接触していないのでこの間に電流が流れることはなく、
また、リング状コイル１に流れる電流の殆どは直流であ
るのでこの直流成分が均一磁場を生成する上で冷却板２
Δ、２Ｂの影響は全くない。
ところで、常電導マグネットの均一磁場コイルの電源は
交流を整流して得られる直流であるので、この電源から
得られる直流には交流成分が僅かながら含まれた脈流と
なっている。この脈流の中の交流成分による均一磁場空
間１２０の中に作る磁場も交流であるから、この交流磁
場によって均一磁場空間の磁場強度が変化することによ
り核磁気共鳴の周波数が時間的に変化することによって
、得られる被検体の断面画像に歪みやノイズが生ずるこ
とになり品質の悪い画像しか得られないという問題が生
ずることから、この脈流の中の交流成分はなるべく小さ
くする必要がある。この交流成分を低減するためには電
源回路に直列のインダクタンスと並列のキャパシタンス
を挿入するいわゆる平滑回路が使用されるのであるが、
このときのインダクタンスとして均一磁場コイルのイン
ダクタンスもこの平滑回路としてのインダクタンスに含
めてより有効な交流成分の低減を行うようにしている。
交流を整流して得られる直流であるので、この電源から
得られる直流には交流成分が僅かながら含まれた脈流と
なっている。この脈流の中の交流成分による均一磁場空
間１２０の中に作る磁場も交流であるから、この交流磁
場によって均一磁場空間の磁場強度が変化することによ
り核磁気共鳴の周波数が時間的に変化することによって
、得られる被検体の断面画像に歪みやノイズが生ずるこ
とになり品質の悪い画像しか得られないという問題が生
ずることから、この脈流の中の交流成分はなるべく小さ
くする必要がある。この交流成分を低減するためには電
源回路に直列のインダクタンスと並列のキャパシタンス
を挿入するいわゆる平滑回路が使用されるのであるが、
このときのインダクタンスとして均一磁場コイルのイン
ダクタンスもこの平滑回路としてのインダクタンスに含
めてより有効な交流成分の低減を行うようにしている。
この交流成分がリング状コイルＩに流れると、この交流
電流が生起する交流磁場による電磁誘導で冷却！７ｉ２
Ａ、２Ｂにこの交流磁場を打ち消すようにうず電流が流
れリング状コイル１が生起した交流磁場を低減すること
になる。したがって、この交流電流に対するリング状コ
イル１のインダクタンスも小さくなり、冷却板２Ａ、２
Ｂがないとしたときに比べて交流電流に対する均一磁場
コイルのインダクタンスは１０分の１程度に低減してし
まい、前記の脈流中の交流成分の低減効果を期待した平
滑回路としてのインダクタンスの値が得゛ られない
という問題が生じる。
電流が生起する交流磁場による電磁誘導で冷却！７ｉ２
Ａ、２Ｂにこの交流磁場を打ち消すようにうず電流が流
れリング状コイル１が生起した交流磁場を低減すること
になる。したがって、この交流電流に対するリング状コ
イル１のインダクタンスも小さくなり、冷却板２Ａ、２
Ｂがないとしたときに比べて交流電流に対する均一磁場
コイルのインダクタンスは１０分の１程度に低減してし
まい、前記の脈流中の交流成分の低減効果を期待した平
滑回路としてのインダクタンスの値が得゛ られない
という問題が生じる。
この発明は、リング状コイルに流れる脈流中の交流成分
を低減するための平滑回路としてのリング状コイルのイ
ンダクタンスを、前記交流電流によって生起する交流磁
場によってもインダクタンスの値が低下しない構成を提
供することを目的とする。
を低減するための平滑回路としてのリング状コイルのイ
ンダクタンスを、前記交流電流によって生起する交流磁
場によってもインダクタンスの値が低下しない構成を提
供することを目的とする。
上記課題を解決するために、この発明によれば、薄板状
の同一幅の導体を半径方向に積層巻回してなるリング状
コイルの両端面を、内部に冷却管が埋葬されたリング状
金属板で構成された冷却仮にて１１ｉ記リング状コイル
と同軸で挟持してなる複数のリング状コイルで構成する
ものにおいて、前記冷却板を周方向に垂直な面で分離し
てなるものとする。
の同一幅の導体を半径方向に積層巻回してなるリング状
コイルの両端面を、内部に冷却管が埋葬されたリング状
金属板で構成された冷却仮にて１１ｉ記リング状コイル
と同軸で挟持してなる複数のリング状コイルで構成する
ものにおいて、前記冷却板を周方向に垂直な面で分離し
てなるものとする。
（作用〕
この発明の構成において、リング状コイルに流れる電流
が生起する磁場はリング状コイルに鎖交して対称軸の方
向を向く、また、この電流に含まれる交流成分も同じ分
布となる交流磁場を生起し、また電磁誘導によって冷却
板にこの交流磁場を打ち消すようなうず電流を流そうと
する電圧を誘起するが、電気的に周回するｌクーンを形
成しないように冷却板を周方向に垂直な平面で切断分離
することにより、この冷却板には周回するうず電流がし
ゃ断されて流れることができないので、リング状コイル
が生起する交流磁場を冷却板によって打ち消す作用が生
じな（なることから、リング状コイルに流れる脈流に含
まれる交流成分に対するインダクタンスも冷却板の存在
に殆ど関係なく低減されない値を確保することができる
。
が生起する磁場はリング状コイルに鎖交して対称軸の方
向を向く、また、この電流に含まれる交流成分も同じ分
布となる交流磁場を生起し、また電磁誘導によって冷却
板にこの交流磁場を打ち消すようなうず電流を流そうと
する電圧を誘起するが、電気的に周回するｌクーンを形
成しないように冷却板を周方向に垂直な平面で切断分離
することにより、この冷却板には周回するうず電流がし
ゃ断されて流れることができないので、リング状コイル
が生起する交流磁場を冷却板によって打ち消す作用が生
じな（なることから、リング状コイルに流れる脈流に含
まれる交流成分に対するインダクタンスも冷却板の存在
に殆ど関係なく低減されない値を確保することができる
。
以下この発明を実施例に基づいて説明する。第１図はこ
の発明の実施例を示す平面図で、２Ｃは冷却板、３Ｃは
冷却板２Ｃに埋設されている冷却管、５Ｃは切断部、６
Ｃは冷却板２Ｃの内径側の円形孔である。
の発明の実施例を示す平面図で、２Ｃは冷却板、３Ｃは
冷却板２Ｃに埋設されている冷却管、５Ｃは切断部、６
Ｃは冷却板２Ｃの内径側の円形孔である。
冷却管３Ｃは２本を並列にして冷却板２Ｃ内に埋設され
ているのであるが、これらの冷却管３Ｃに通す冷却水の
入口３１Ｃと出口３２Ｃとが冷却仮２Ｃの周方向の異な
る位置に位置していることから、この入口３１Ｃと出口
３２Ｃとの間の部分を切断して切断部５Ｃとすることに
より冷却管３Ｃの埋設位置や人口３１Ｃ２出口３２Ｃな
どの位置を変更することなしに切断部５Ｃを設けること
ができる。切断部５Ｃの切断幅寸法はこの図では大きく
描いであるが、機能的には電気的に接触しない程度の空
隙があればよいので、せいぜいｌ■程度の切断幅があれ
ばよい、また、冷却管３Ｃが円形孔６Ｃを周回する電気
的な１ターンを形成しないよう、入口３１Ｃ，出口３２
Ｃの一部にビニール管を使用して絶縁している。
ているのであるが、これらの冷却管３Ｃに通す冷却水の
入口３１Ｃと出口３２Ｃとが冷却仮２Ｃの周方向の異な
る位置に位置していることから、この入口３１Ｃと出口
３２Ｃとの間の部分を切断して切断部５Ｃとすることに
より冷却管３Ｃの埋設位置や人口３１Ｃ２出口３２Ｃな
どの位置を変更することなしに切断部５Ｃを設けること
ができる。切断部５Ｃの切断幅寸法はこの図では大きく
描いであるが、機能的には電気的に接触しない程度の空
隙があればよいので、せいぜいｌ■程度の切断幅があれ
ばよい、また、冷却管３Ｃが円形孔６Ｃを周回する電気
的な１ターンを形成しないよう、入口３１Ｃ，出口３２
Ｃの一部にビニール管を使用して絶縁している。
このように冷却板２Ｃに切断部５Ｃを設けることにより
、冷却板２Ｃの内側円形孔６Ｃに交流磁場が貫通し、こ
の交流磁場は冷却板２Ｃに電磁誘導で円形孔６Ｃを周回
する電圧成分を誘起してもこの切断部５Ｃにしゃ断され
て円形孔６Ｃを周回するうず電流成分は流れない、した
がって、冷却仮２Ｃの円形孔６Ｃを貫通する交流磁場は
殆どそのまま低減されないで残ることなる。
、冷却板２Ｃの内側円形孔６Ｃに交流磁場が貫通し、こ
の交流磁場は冷却板２Ｃに電磁誘導で円形孔６Ｃを周回
する電圧成分を誘起してもこの切断部５Ｃにしゃ断され
て円形孔６Ｃを周回するうず電流成分は流れない、した
がって、冷却仮２Ｃの円形孔６Ｃを貫通する交流磁場は
殆どそのまま低減されないで残ることなる。
この発明は前述のように、各リング状コイルに挟設され
た冷却板内径の円形孔を貫通する交流磁場によって誘起
されて周回するうず電流成分を冷却板に切断部を設けて
しゃ断することにより、この貫通磁場成分が低減すると
いう作用は生じないために、均一磁場コイルに流れる脈
流の交流成分に対する均一磁場コイルのインダクタンス
は冷却板の存在によって低減される、ことはないので、
脈流の交流成分を低減するための平滑回路のインダクタ
ンスとしての均一磁場コイルのインダクタンスが小さく
なることはなく、脈流の交流成分を低減する効果が充分
に得られる構成となる。その結果、均一磁場コイルが生
起する均一磁場の中の時間的に変化する交流成分が低減
されることにより、期待通りの良好な断層画像を得るこ
とのできるＭＲＩ装置とすることができる。
た冷却板内径の円形孔を貫通する交流磁場によって誘起
されて周回するうず電流成分を冷却板に切断部を設けて
しゃ断することにより、この貫通磁場成分が低減すると
いう作用は生じないために、均一磁場コイルに流れる脈
流の交流成分に対する均一磁場コイルのインダクタンス
は冷却板の存在によって低減される、ことはないので、
脈流の交流成分を低減するための平滑回路のインダクタ
ンスとしての均一磁場コイルのインダクタンスが小さく
なることはなく、脈流の交流成分を低減する効果が充分
に得られる構成となる。その結果、均一磁場コイルが生
起する均一磁場の中の時間的に変化する交流成分が低減
されることにより、期待通りの良好な断層画像を得るこ
とのできるＭＲＩ装置とすることができる。
第１図はこの発明の実施例を示す平面図、第２図は従来
の常電導マグネットの均一磁場コイルの断面図、第３図
は第２図の１つのリング状コイルとその冷却板の斜視図
、第４図は従来の冷却板の平面図である。 １．１１，１２，１３．１４・・・リング状コイル、２
Ａ、２Ｂ、２Ｃ，２１１，２１２，２２１゜２２２・・
・冷却板、３Ａ、３Ｃ・・・冷却管、３１Ａ、３１Ｃ・
・・冷却水出口、 ３２八、３２Ｃ・・・冷却水人口、４・・・導体、５Ｃ
・・・切断部、６Ａ、６Ｃ・・・円形孔、１００・・・
対称軸、１１０・・・対称面、篤ブ丁ン］ 垢Ｚ目
の常電導マグネットの均一磁場コイルの断面図、第３図
は第２図の１つのリング状コイルとその冷却板の斜視図
、第４図は従来の冷却板の平面図である。 １．１１，１２，１３．１４・・・リング状コイル、２
Ａ、２Ｂ、２Ｃ，２１１，２１２，２２１゜２２２・・
・冷却板、３Ａ、３Ｃ・・・冷却管、３１Ａ、３１Ｃ・
・・冷却水出口、 ３２八、３２Ｃ・・・冷却水人口、４・・・導体、５Ｃ
・・・切断部、６Ａ、６Ｃ・・・円形孔、１００・・・
対称軸、１１０・・・対称面、篤ブ丁ン］ 垢Ｚ目
Claims (1)
- １）薄板状の同一幅の導体を半径方向に積層巻回してな
るリング状コイルの両端面を、内部に冷却管が埋葬され
たリング状金属板で構成された冷却板にて前記リング状
コイルと同軸で挟持してなる複数のリング状コイルで構
成するものにおいて、前記冷却板を周方向に垂直な面で
分離してなることを特徴とする常電導マグネット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63022246A JPH01196802A (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | 常電導マグネット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63022246A JPH01196802A (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | 常電導マグネット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01196802A true JPH01196802A (ja) | 1989-08-08 |
Family
ID=12077435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63022246A Pending JPH01196802A (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | 常電導マグネット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01196802A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07250819A (ja) * | 1991-12-19 | 1995-10-03 | General Electric Co <Ge> | 受動的にシムを施された側方接近画像形成磁石 |
| JP2005230543A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-09-02 | Tesla Eng Ltd | 磁気共鳴イメージングにおけるコイルの冷却 |
| US7545062B2 (en) * | 2006-05-26 | 2009-06-09 | Satcon Technology Corporation | Devices and systems for cooling insulated, strip-laminated structures by convection |
| KR100924948B1 (ko) * | 2006-12-28 | 2009-11-06 | 동주대학 산학협력단 | 금속판으로 구성된 자기치료기용 코일 프로브 |
-
1988
- 1988-02-02 JP JP63022246A patent/JPH01196802A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07250819A (ja) * | 1991-12-19 | 1995-10-03 | General Electric Co <Ge> | 受動的にシムを施された側方接近画像形成磁石 |
| JP2005230543A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-09-02 | Tesla Eng Ltd | 磁気共鳴イメージングにおけるコイルの冷却 |
| US7545062B2 (en) * | 2006-05-26 | 2009-06-09 | Satcon Technology Corporation | Devices and systems for cooling insulated, strip-laminated structures by convection |
| KR100924948B1 (ko) * | 2006-12-28 | 2009-11-06 | 동주대학 산학협력단 | 금속판으로 구성된 자기치료기용 코일 프로브 |
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