JPH02106905A

JPH02106905A - Ｍｒｉ装置用マグネット

Info

Publication number: JPH02106905A
Application number: JP63260878A
Authority: JP
Inventors: Tadatoshi Ota; 太田　忠利
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-10-17
Filing date: 1988-10-17
Publication date: 1990-04-19

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、磁気共鳴（Ｍ　Ｒ：　ｌｌａｇｎｅｔｉｃｒ
ｃｓｏｎａｎｃｃ　）現象を利用して被検体（生体）の
スライス画像等の形態情報やスペクトロスコピー等の形
態情報を得るＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）
における静磁界を発生するマグネットの改良に関する。

（従来の技術）磁気共鳴現象は、静磁界中に置かれた零でないスピン及
び磁気モーメントを持つ原子核が特定の周波数の電磁波
のみを共鳴的に吸収・放出する現象であり、この原子核
は下記式に示す角周波数ω　（ω　麿２πシ０．シ０；
ラーモア周波数）で共鳴する。

ωｏ”７Ｂ。

ここで、γは原子核の種類に固有の磁気回転比であり、
また、Ｂｏは静磁界の強度である。

以上の原理を利用して生体診断を行うＭＲＩ装置は、上
述の共鳴吸収の後に誘起される上記と同じ周波数の電磁
波を信号処理して、原子を真密度。

縦緩和時間ＴＩ、横緩和時間Ｔ２．流れ、化学シフト等
の情報が反映された診断情報例えば被検体のスライス像
等を無侵襲で得るようにしている。

そして、磁気共鳴による診断情報の収集は、静磁界中に
配置した被検体の全部位を励起し且つ信号収集すること
ができるものではあるが、装置構成上の制約やイメージ
ング像の臨床上の要請から実際の装置としては特定の部
位に対する励起とその信号収集とを行うようにしている
。

この場合、イメージング対象とする特定部位は、一般に
ある厚さを持ったスライス部位であるのが通例であり、
このスライス部位からのエコー信号やＦＩＤ信号の磁気
共鳴信号（ＭＲ倍信号を、例えば位相エンコード法であ
れば多数回のデータエンコード過程を実行することによ
り収集し、これらデータ１１を、例えば２次元フーリエ
変換法により画像再構成処理することにより前記特定ス
ライス部位の画像を生成するようにしている。

かかるＭＲＩ装置にあって、Ｂｏつまり静磁界強度は、
数千〜数百ガウスを必要とし、一般には超電導マグネッ
トや當電導マグネットを用いている。

一方、磁石内の診断空間内に形成される静磁界は、高磁
界にするほど、一般に高画質になるため、超電導マグネ
ットが普及されている。しかし、超電導マグネットによ
り高磁界を発生させると、マグネット外部への漏洩磁界
も大きくなり、周辺の機器等へ影響をもたらす。

上述した影響を軽減するため磁気シールドが必要となり
、ｊその磁気シールドの１つに、特開昭６０−１２３７
５６号公報で開示している第６図に示すような、コイル
を径方向に２重の構造としたものがある。

このコイルの原理としては、超電導コイルからなる主１
　ａ　、２　ａ　ｒ　３　ａ　−１ｂ　、　２　ｂ　、
　３　ｂにより、マグネット内部へ主磁界Ｂ。を発生さ
せ、超電導コイルからなるキャンセルコイル４ａ、５ａ
。

６ａ、４ｂ、５ｂ、６ｂにより、主コイルｌａ。

２ａ、３ａ、ｌｂ、２ｂ、３ｂで発生したマグネット外
部への漏洩磁界を減少させる。

すなわち、キャンセルコイル４ａ、５ａ、６ａ。

４ｂ、５ｂ、６ｂの発生する磁界を、主コイルｌａ、２
ａ、３ａ、ｌｂ、２ｂ、３ｂの発生する磁界と逆向きに
することにより、漏洩磁界を打ち消すものである。この
ようなコイル構成とすることにより、マグネット内部に
高磁界を発生させ、マグネット外部の漏洩磁界を減少さ
せることができる。

（発明が解決しようとする課題）しかし、第６図に示すようなコイル構成では、主コイル
の巻枠７とキャンセルコイルの巻枠８が必要となり、製
作が複雑になるとともに、主コイル巻枠７とキャンセル
コイル巻枠８が、製作時や、励磁後の電磁力等により、
（−心する可能性があり、診断空間９内の磁界均一性が
悪くなり、画質低下を招くおそれがある。また、２重の
コイル構成であるため、マグネットの大きさが大きくな
るという問題がある。

そこで、本発明は、製作精度の良い、コンパクトなＭＲ
Ｉ装置用マグネットを提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明においては、１つの巻枠に、主コイルとキャンセ
ルコイルとを巻き、このキャンセルコイルは主コイルの
両側に位置し、両端のキャンセルコイルには中央の主コ
イルに流す電流とは逆向きの電流を流す構成とする。

（作用）上述の手段による作用を説明するに、具体例として第１
図を参照すると、主コイル１２とキャンセルコイルｌｌ
ａ、ｌｌｂとは同一巻枠１３に巻かれており、そして、
この構成による作用を、第２図で説明すると次のように
なる。すなわち、中心軸１０上のマグネット外部のＡ点
における主コイル１２の磁界Ｂ１１Ａに、キャンセルコ
イルｌｌａ。

１１ｂによる逆向きの磁界Ｂ。Ａが加わり、Ａ点におけ
る磁界強さとしては、Ｂ　となり、ＢＩＩＡの大Ｔ＾きさよりは小さくなる。すなわち、逆向きの電流を流せ
ば、磁界も逆向きのものが発生するので、トータルの漏
洩磁界は小さくなることになる。また、マグネットの径
方向のＢ点における漏洩磁界についても同様なことが言
える。すなわち、主コイル１２の作る漏洩磁界ＢｍＢに
、キャンセルコイルｌｌａ、ｌｌｂのつくる逆向きの磁
界ＢＣＢが加わり、トータルとして、Ｂ　よりも小さい
ＢＴＢとＢなる。

ここで、キャンセルコイルにより、診断空間９内の主磁
界Ｂｏも減少するが、キャンセルコイル１１ａ、ｌｌｂ
は、診断空間９に対して主コイル１２よりも遠い所に配
置されているので、減少の度合は漏洩磁界よりも少ない
。このように、コイル構成を１重にすることにより、診
断空間を均一に保ったまま、漏洩磁界を減少させること
ができる。

（実施例）本発明の実施例を第１図に示す。この例では、３つのコ
イルｌｌａ、ｌｌｂ、１２で構成され、中央が主コイル
１２、両端のｌｌａ、ｌｌｂが主コイル１２とは逆向き
の電流を流すキャンセルコイルである。

第１図の作用を説明すると、診断空間９内には、主コイ
ル１２によって、主磁界Ｂｏが与えられる。

しかし、主コイル１２のみでは、マグネット外部への漏
洩磁界が大きいため、キャンセルコイル１１ａ、ｌｌｂ
を配置し、このキャンセルコイル１１ａ、ｌｌｂには主
コイル１２とは逆向きの電流を流す。こうすることによ
り、キャンセルコイルｌｌａ、ｌｌｂの発生するマグネ
ット外部への磁界は、主コイル１２の発生する磁界と逆
向きのため、マグネット外部の漏洩磁界は打ち消される
ように作用し、結果的に、漏洩磁界は減少することにな
る。また、キャンセルコイルｌｌａ、１１ｂの径を主コ
イル１２の径よりも大きくすることにより、軸方向及び
径方向の両漏洩磁界を減少させる。

ここで、第１図の例が実機レベルで具体化される第３図
に示す例について説明する。すなわち、超７ｕ導コイル
１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ。

１８ａ、１９ａ、及び１４ｂ、１５ｂ、１６ｂ。

１７ｂ、１８ｂ、１９ｂが主コイルで、超電導コイル２
０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂがキャンセルコイルであ
る。第１表に示す起磁力を各コイルに加えることにより
、磁界均一度を保持した状態で中心磁界を１．５　［Ｔ
］にできる。

また、第２表に、マグネット中心の磁界と、中心から軸
方向６［ｍ］の位置及び径方向４［ｍ］の位置の磁界の
大きさについて、主コイルとキャンセルコイルの発生分
を示しである。このように、主コイルの両端に、キャン
セルコイルを配置するだけで、大幅に漏洩磁界を低減で
きる。

第　　２　　表第　　１　　表このような構成によれば、超電導マグネットを用いて、
高磁界を発生させても、主コイル両端のキャンセルコイ
ルにより、漏洩磁界を減少させる効果があり、周辺への
影響を防げる効果がある。

また、コイルは径方向に１重なので巻枠構成が簡単とな
り、製作が容易になるとともに、精度が高くなる効果が
ある。

本発明の他の実施例を第４図に示す。この実施例は、キ
ャンセルコイルｌｌａ、ｌｌｂの径を、主コイル１２の
径と同じにしたものである。前述の実施例（第１図）で
は主コイル１２の径より、キャンセルコイルｌｌａ、ｌ
ｌｂの径を大きくすることにより、軸方向と径方向の漏
洩磁界を減少させる例であったが、このように径の違う
場合、コイルの巻枠の加工が困難となる。したがって、
特に、軸方向の漏洩磁界を減少させたい場合には、第４
図のように、主コイル１２とキャンセルコイルｌｌａ、
ｌｌｂの径を同じにして、巻枠１３の構造を簡単にした
力が、加工が容易になるとともに、加工精度も良くなる
効果がある。また、主コイル１２とキャンセルコイルＩ
ｌａ、ｌｌｂとの間隔を広げた方が、より効果的に漏洩
磁界を減少させられる。

ここで、第４図の例が、実機レベルで具体化される第５
図に示される例について説明する。すなわち、超電導コ
イル２２ａ、２３ａ、２４ａ。

２５ａ、２６ａ、２７ａ及び２２ｂ、２３ｂ。

２４ｂ、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂが主コイルで、ｍ？ｌ
ｌｉ導コイル２８ａ、２８ｂがキャンセルコイルである
。また、第３表に各コイルの起磁力を示し、第４表に、
マグネット中心磁界と、中心から軸方向６［ｍ］位置及
び径方向４［ｍ］位置の磁界の大きさについて、主コイ
ルとキャンセルコイルの発生骨を示しである。この実施
例では、径方向の漏洩磁界の減少は、それほどでもない
が、軸方向については、大幅に減少できる。

尚、上記いずれの例にあっても、超電導コイルを適用対
象としているが、常電導コイルであっても適用できるも
のであり、コイル形態としてソノイドタイプ、ヘルムツ
タイブ等について特定するものではない。

［発明の効果］以上述べたように、本発明のＭＲＩ装置用マグネットに
おいては、逆向きの電流を流すキャンセルコイルを主コ
イルの両側に配置することにより、コイルの巻枠構成が
簡単になり、製作が容易になり、製作精度が向上する効
果があるとともに、マグネット内部の診断空間に高均一
高磁界を発生し、マグネット外部では漏洩磁界を低減で
きる効果がある。また、マグネットがコンパクトになる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である超電導マグネットを示
す部分断面図、第２図は本発明の詳細な説明する図、第
３図は第１図に示した実施例について具体的に数値をい
れた例を示す図、第４図は本発明の他の実施例を示すも
ので主コイルとキャンセルコイルが同径の場合の例の部
分断面図、第５図は第４図に示した実施例について具体
的に数値をいれた例を示す図、第６図は従来のＭＲＩ装
置用超電導マグネットを示す図である。１ａ〜６ａ、ｌｂ〜６ｂ・・・超電導コイル、７・・・
主コイル巻枠、８・・・キャンセルコイル巻枠、９・・
・診断空間、Ｂｏ主磁界、ｌｌａ、ｌｌｂ、２０ａ２１
ａ、２０ｂ、２１ｂ、２８ａ、２８ｂ−・・キャンセル
コイル、１２．１４ａ　〜１９ａ、１４ｂ　〜１９ｂ、
２２ａ　〜２７ａ、２２ｂ　〜２７ｂ・・・主コイル、
１３・・・巻枠。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

磁気共鳴現象を生じさせるための静磁界を発生する主コ
イルと、この主コイルにより発生された磁界の一部をキ
ャンセルするべく前記主コイルによる磁界と逆極性の磁
界を発生するキャンセルコイルとを有するＭＲＩ装置用
マグネットにおいて、前記主コイルの両側に前記キャン
セルコイルを配置したことを特徴とするＭＲＩ装置用マ
グネット。