JPH01208816A - 核磁気共鳴診断装置のマグネット - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、核磁共鳴現象を応用し九断層診断装置（以
下ＭＲ工装置と略称する）におけるマグネット装置、こ
とに傾斜磁場コイルの冷却構造および防音構造に関する
。

〔従来の技術〕

第２図は従来のＭＲ工装置のマグネット装置を簡略化し
て示す側断面図である。図において、１０は超電導形の
静磁場コイル部であり、超電導静磁場コイル１はクライ
オスタット２のヘリウム容器５内に収納され液体ヘリウ
ム９により冷却される。ヘリウム容器５は液体窒素８に
よって冷却される輻射シールド８および真空容器３によ
り外部からの侵入熱が遮断されて液体ヘリウム９の蒸発
損失が低減され、超電導静磁場コイル１を励磁すること
Ｋより真空容器６の非磁性材からなる常温ボアチェープ
３Ａで包囲された中空部７の中央部に磁場の強さが高度
に均一な静磁場を発生する。

１１は傾斜磁場コイル部であり、内筒状の絶縁支持材１
３と、静磁場方向をＺｌｌ＋（！：する三次元直交座標
Ｘ　、　Ｙ　、　ｚＪ：で２軸方向の磁場の強度がパル
ス状に変化する傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル１２
とで構成され、り２イオスタツト２の非磁性材から彦る
常温ボアチェーブ３Ａと同軸状に真空容器３に支持され
る。１５は高周波磁場の送受信コイルであり、傾斜磁場
コイル部１１の内側の中空部Ｚ内に配される。

第３図は傾斜磁場コイル部を簡略化して示す斜視図であ
シ、傾斜磁場コイル１２としてＸ方向の傾斜磁場コイル
１２Ｘのみを示したものである。

図において、Ｘ方向の傾斜磁場コイル１２Ｘは、内筒状
の絶縁支持材１３の外周面に図示しない緊縛テープなど
によシ固定された２対のくら形コイル１２Ｘｔ　、　１
２Ｘ＊　　からなり、Ｘ軸上（図では上下方向）でＺ軸
方向（図では左右方向）の磁場の強度が線形に変化する
Ｘ方向の傾斜磁場を発生する。また図示しないＹ軸方向
の傾斜磁場コイルも２対のくら形コイルで構成されてＸ
方向の傾斜磁場コイル１２Ｘとは９０６異なる方向に絶
縁支持材１３の外周面に固定され、Ｚ軸方向の傾斜磁場
コイルは内筒状に形成されて絶縁支持材１３に巻装され
る。さらに、絶縁支持材１３としては一般に繊維強化プ
ラスチツク内筒が用いられるが、ときとして樹脂モール
ド内筒が用いられ、Ｘ、Ｙ。

Ｘ方向の６種類の傾斜磁場コイル１２が樹脂モールド内
筒中に埋設された樹脂モールド形の傾斜磁場コイル部と
して形成される。

上述のように構成されたＭＲ工装置のラグネット装置に
おいては、被検者を中空部７内に収容し静磁場の存在下
で傾斜磁場および高周波磁場を所定のパルスシーケンス
に基づいて発生させることによシ、被検者の特定断層面
内に核磁気共鳴を発生させ、断層面の位置情報がエンコ
ードされた核磁気共鳴信号を送受信コイル１５で検出し
て再構成することによシ、断層像を可視化することがで
きる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ＭＲ工装置においては、超電導静磁場コイル１が静磁場
を発生した状態で傾斜磁場コイル１２に立上シの速い台
形波状の励磁電流を所定の時間間隔をおいて供給して傾
斜磁場を発生させるために、傾斜磁場コイル１２には励
磁電流が流れるたびに電磁機械力が作用し、この電磁機
械力によるコイルの振動が騒音（打音）となって中空部
Ｚ内に放射される。また、傾斜磁場の繰返し発生頻度が
高い場合には打音が連続した状態となったいわゆる振動
音が発生する。一方被検者は細長い中空部７に収容され
、かつ撮像中に身体の動きが規制されるために、不安感
をともなう苦痛を余儀なくされる状態にあり、この状態
に打音または振動音等の騒音が加わることによシ、精神
的な不安定状態が高まり、これが原因で呼吸や拍動が変
化して撮像に少なからぬ悪影響を及ぼすという問題を生
ずる。

打音または振動音等の騒音は静磁場および傾斜磁場の強
度に比例して増加するので、超電導静磁場コイルを用い
た高磁場形の装置においては傾斜磁場コイル部で発生す
る騒音がことに問題になる。

また、従来の傾斜磁場コイル部はコイル１２に作用する
電磁機械力に基づく機械的振動が剛性を有する筒状の絶
縁支持材に直接伝わり、傾斜磁場コイル部１１全体が騒
音源となって騒音を放射するという問題がある。

さらに、高磁場形の装置においては傾斜磁場コイル１２
の励磁電流も大きくなシ、これに伴って傾斜磁場コイル
の冷却が問題になるが、従来装置においては傾斜磁場コ
イルを強制風冷するか、あるいは傾斜磁場コイルを中空
導体を用いて形成し、導体中に冷媒を流してコイルを直
接液体冷却する方式が用いられる。しかしながら、前者
においては十分な強制冷却の効果が得られないためにコ
イル導体の断面積が大型化するばかシか、騒音増大の原
因となる。また後者についても中空導体を用いるために
導体寸法が大きくなり、傾斜磁場コイルが大型化すると
いう欠点を有する。

この発明の目的は、傾斜磁場コイル部の構造を改善する
ことによシ、冷却性能を向上させてコイルを小型化する
とともに、騒音を低減して被検者に与える不安感を軽減
することにある。

Ｃ線題を解決するための手段〕 上記課題を解決するために、この発明によれば、超電導
静磁場コイルを収納したクライオスタットの常温ボアチ
ェーブで包囲された中空部内に傾斜磁場を発生する傾斜
磁場コイルおよび高周波磁界の送受信コイルを具備した
ものにおいて、前記常温ボアチェープにほぼ同軸状に前
記中空部内に配された非磁性材からなる遮音容器と、こ
の遮音容器に収納され防振支持体を介して遮音容器の内
筒に支持された傾斜磁場コイルと、前記遮音容器に連結
された凝縮熱交換器とを備え、凝縮熱交換器で凝縮した
冷媒液の気化熱により前記傾斜磁場コイルが冷却されて
なるものとする。

〔作用〕

上記手段において、傾斜磁場コイルを防振支持体を介し
て非磁性材からなる遮音容器に収納かつ弾性支持したこ
と釦より、電磁機械力による傾斜磁場コイルの機械的振
動は防振支持体によって遮音容器への伝搬が阻止され、
容器内に放射される音波は遮音容器によって外部への透
過が阻止されるので、傾斜磁場コイルが低騒音化される
。また遮音容器に連通ずる凝縮熱交換器を設け、傾斜磁
場コイルを凝縮冷媒の気化熱により冷却したことにより
高い冷却性能が得られ、導体断面積が縮小されるととも
に、傾斜磁場コイルが小型化される。

〔実施例〕

以下この発明を実施例に基づいて説明する。

第１図は実施例装置を示す側断面図であシ、従来装置と
同じ部分には同一参照符号を用いることにより詳細な説
Ｅ！Ａを省略する。図において、２０は傾斜磁場コイル
部であシ、遮音容器２１は繊維強化プラスチック、ステ
ンレス鋼板等の非磁性材からなる内筒２１Ａ、外筒２１
Ｂの両端部を７ランジ２１Ｃで気密に連結した筒状体か
らなシ、遮音容器２１に収納された傾斜磁場コイル１２
は防振支持体２４としてのゴム弾性体またはばね材を介
して内筒２１Ａの外周面に図示しない緊縛材等により弾
性支持される。２８は凝縮熱交換器であり、連通管２９
Ａおよび２８Ｂを介して遮音容器２１に連結され、遮音
容器２１に封入された冷媒液２６が傾斜磁場コイル１２
０発熱によシ蒸発して連通管２９Ａを通って凝縮熱交換
器２８で冷却され、凝縮した冷媒液がその自重によシ連
通管２９Ｂを通って再び遮音容器２１に戻されることに
より、傾斜磁場コイル１２は冷媒液２６の気化熱によシ
冷却される。なお遮音容器２１はゴム弾性材２７を介し
てクライオスタット２の常温ボアチ４−プ３Ａとほぼ同
軸状に中空部７内に支持される。

上述のように構成され九ＭＲ′Ｉ装置のマグネットにお
いて、超電導静磁場コイル１を直流励磁して中空部Ｚ内
に静磁場を発生させ、この状態で傾斜磁場コイル１２お
よび送受信コイルに所定のパルスシーケンスに基づいて
制御された励磁電流を供給して撮像を行ったと仮定する
。このとき、傾斜磁場コイル１２０発熱によって例えば
７０ンＲ２２、フロンＲ１１３，あるいは７０ロカーボ
ンなどの冷媒液２６が気化し、その気化熱により傾斜磁
場コイル１２が効率よく冷却されるので、傾斜磁場コイ
ル１２の導体断面積の縮小が可能となる。また、傾斜磁
場コイル１２は電磁機械力が作用して機械的に撮動する
が、この振動は防音支持体２４に吸収されて遮音容器２
１への伝搬が阻止されるとともに、遮音容器内に放射さ
れた音波は遮音容器の遮音作用によって外部への透過が
阻止される。また凝縮熱交換器２８は自然循環式であシ
圧縮機を必要としないので低騒音であシ、したがって傾
斜磁場コイル部２０全体を小型化、低騒音化することが
できる。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように、傾斜磁場コイルを非磁性材か
らなる遮音容器に収納し、かつ防振支持体を介して遮音
容器の内筒に支持するとともＫ。

遮音容器に連通ずる凝縮熱交換器を設け、冷媒液の気化
熱くよって傾斜磁場コイルを冷却するよう構成した。そ
の結果、電磁機械力による傾斜磁場コイルの機械的振動
は防振支持体によって吸収されて遮音容器への伝搬が阻
止され、傾斜磁場コイルから生ずる音波は遮音容器釦よ
って透過が阻止されるので、従来装置において問題とな
った打音等の傾斜磁場コイルの騒音はほとんど排除され
、し九がって騒音が被検者に及ぼす心理的影響が大幅に
軽減されたＭＲ工装置のマグネットを提供することがで
きる。また、傾斜磁場コイルが冷媒液の気化熱によって
効率よく冷却されることによシ、強制風冷式、中空導体
による液冷式環従来の傾斜磁場コイルに比べて低騒音か
つ高い冷却性能が得られ、したがって傾斜磁場コイルの
小型化、軽量化に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例装置を示す側断面図、第２図
は従来装置を示す側断面図、第３図は従来装置における
要部の斜視図である。 １・・・超電導静磁場コイル、２・・・クライオスタッ
ト、３Ａ・・・常温ボアチェーブ、７・・・中空部、１
０・・・静磁場コイル部、１２．１２Ｘ・・・傾斜磁場
コイル、１５・・・送受信コイル、１１．２０・・・傾
斜磁場コイル部、２１・・・遮音容器、２４・・・防振
支持体、２６・・・冷媒液、２８・・・凝縮熱交換器、
２９Ａ、２第Ｚ図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）超電導静磁場コイルを収納したクライオスタットの
   常温ボアチェーブで包囲された中空部内に傾斜磁場を発
   生する傾斜磁場コイルおよび高周波磁界の送受信コイル
   を具備したものにおいて、前記常温ボアチェーブにほぼ
   同軸状に前記中空部内に配された非磁性材からなる遮音
   容器と、この遮音容器に収納され防振支持体を介して遮
   音容器の内筒に支持された傾斜磁場コイルと、前記遮音
   容器に連結された凝縮熱交換器とを備え、凝縮熱交換器
   で凝縮した冷媒液の気化熱により前記傾斜磁場コイルが
   冷却されてなることを特徴とする核磁気共鳴診断装置の
   マグネット。