JPH02114941A - 磁力計装置 - 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、検出しようとする少なくとも一つの磁界源
により引き起こされる弱い磁界を測定するためのデユー
７びんを備えた磁力計装置に関する。

［従来の技術Ｊ 首を経て出入できる内部空間を有するデューアびんを備
え、この内部空間の中には複数の超電導磁界勾配計及び
これらに従属するスクイド（ＳＱＵＩＤ　）が配置され
、これらの磁界勾配計及びスクイドが外から首を経て供
給される冷却媒体により冷却されるようになっている前
記の種類の磁力計装置は、例えば出版物「フィジックス
　トウデイ（Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｔｏｄａｙ　）　Ｊ　、
　　１９８６年３月、ｔＪＳ３６〜４４ページに記載さ
れている。

非常に弱い磁界を測定するために超電導量子干渉計、い
わゆるスクイド（ＳＱＵＩＩＩ　）を用いることが知ら
れている（例えば「ジャーナル　オブ　フィジックス（
Ｊ、　Ｐｈｙｓ、）　、第Ｅ編：サイエンティフィック
　インストルメンツ（Ｓｃｉ。

Ｉｎ５ｔｒｕ＋ｓ、）　Ｊ　、第１３巻、１９８０年、
第８０１〜８１３ページ、又は「アイトリプルイー　ト
ランザクションズ（ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、　）　、エ
レクトロニクス編」、第ＥＤ−２７巻、第１０号、１９
８０年１０月、第１８９６〜１９０８ページ参照）。

この干渉計のための有利な適用分野として医療診断の領
域では心磁計又は脳磁計が考えられる。磁気的な心臓波
又は脳波により引き起こされる磁界は約５０ｐＴないし
ｏ、ｉｐ’ｒの大きさの磁界強度を有するにすぎない（
例えば「バイオマグネテイズム（Ｂｉｏｍａｇｎｅｔｉ
ｓ履）−生体磁気についての第３回国際研究集会議事録
、ベルリン、１９８０年Ｊ、ベルリン／ニューヨーク、
１９８１年、第３〜３１ページ参照）、加えるにこの非
常に弱い磁界を比較的大きい妨害磁界が存在する場合に
も検出できなければならない。

前記の大きさのかかる生体磁界を測定するために、単チ
ャネル又は特に多チャネルに構成することができる測定
装置が知られている（例えばドイツ連邦共和国特許出願
公開第３２４７５４３号公報参照）、これらの装置はチ
ャネルの数に応じて第１次又は高次の磁界勾配計を備え
たスクイド磁力計を有する。

相応の磁力計装置は前記文献「フィジックストウデイ」
に記載されている。超電導の磁界勾配計はそれに従属す
るスクイドと共にデューアびんの内部に配置されている
。その際超電導の組み込み部品特に高感度のスクイドの
冷却は、直接及び間接の磁気妨害を防止しながら行うこ
とが必要である。それゆえに電磁放射により及び可動磁
性部品により振動を介して妨害磁界を発生させる冷凍機
を組み込んだ冷却技術は採用できない。従って冷却媒体
特に液体ヘリウムの蓄えを用いて冷却され、液体ヘリウ
ムは数日の時間間隔を置いて補充すべきである。

しかしながらこの公知の磁力計装置では、超電導の磁界
勾配計及びスクイドを収容するデューアびんが検査しよ
うとする患者の検出しようとする磁界源の上方に配置さ
れている。例えば多チャネルの装置に対して通常行われ
るようにデューアびん当たり約１５ないし３０１の液体
の冷却媒体の充填量を前提とすれば、デューアびんの前
記の配置は直接びんの下にいる患者の危険を招く、もし
絶縁真空の突然の破壊又は安全弁の応答を伴なうデユー
７びんの突然の破損が起これば、危険な量の低温ガスが
患者の上に注がれる。例えば液にして１５ないし３０１
のかなりのヘリウム充填量は、相応の本裁の際に約１０
ｍ３ないし３０ｍ３のヘリウム低温ガスを発生させる。

特に検査が遮蔽室の中で実施されるときに、この低温ガ
スを患者に近づけないようにするのは困難である。更に
デューアびんの頭上配置は患者から不愉快に感じられる
おそれがある。

［発明が解決しようとする課題］ この発明の課題は、少なくとも一つのデューアびんを備
える磁力計装置が患者の危険を招くおそれがなく、また
それにもかかわらず磁気妨害を引き起こす冷凍機の組み
込みを必要としないように、前記の種類の磁力計装置を
構成することである。

［課題を解決するための手段］ この課題はこの発明に基づき、デューアびんが少なくと
も一つの磁界源の下方又は側方に配置され、内部空間の
中に特別の組み込み容器が設けられ、この組み込み容器
の中へは首を貫いて導かれる管路を経て液体の冷却媒体
を供給することができ、組み込み容器の中に又はこれに
接してスクイドが設けられ、組み込み容器から取り出さ
れた気体の冷却媒体は、少なくとも一つのホース状管路
を経て超電導磁界勾配計に供給することができ、内部空
間の中の磁界勾配計から流出する気体の冷却媒体が首を
経て外に向かって導出され、首の中には比較的高温の気
体の冷却媒体が内部空間の中へ逆流するのを阻止する絞
り装置が組み込まれていることにより解決される。

この発明に基づく磁力計装置の有利な構成は請求項２以
下に記載されている。

［実施例］ 次にこの発明に基づく磁力計装置の一実施例を示す図面
により、この発明の詳細な説明する。

この発明に基づく単チャネル又は特に多チャネルの装置
のために用いることができるスクイド磁力計は原理的に
知られている。これらの磁力計は、磁界源特に患者の心
臓又は脳から出される磁気的信号（磁束又は磁束勾配）
を検出するために、少なくとも一つの超電導磁界勾配計
を備える。そして検出された信号は超電導又は常電導接
続電線を介してチャネル数に相応する数のスクイドに供
給される。同様に一つのアレーにまとめることができる
これらのスクイドには電子装置が後置接続されている。

第１図ではこれらの周知の部分は示されていない。

第１図の縦断面図に示すように、超電導磁力計を収容す
る二重壁のデューアびん２は少なくともほぼ回転対称の
構造を備えている。このびんの内部空間３には比較的狭
い首４を経て手が届く、内部空間は更に首の範囲に少な
くとも一つの安全弁５を備え、事故の場合にはこの安全
弁を経て低温ガスが外に向かって逃げることができる。

びん２の壁８と９との間の中間空間７は周知の方法で真
空引きされ、場合によっては図示されていない超断熱材
を備える。更に中間空間の中に熱放射シールドｌＯを配
置することができる。真空空間７のために首の範囲に同
様に少なくとも一つの安全弁１１が設けられている。

デューアびん２は、少なくともほぼ回転対称の構成の場
合に１首４が位置的に内部空間３より低いように配置さ
れるのが有利である。図示の実施例に示すように首４は
斜めに下に向かって傾けられている。この配置方式によ
り床１３上に置かれた患者横臥台１４の中にびん２を組
み込むことができる。その際図示の実施例に示すように
、患者Ｐの快適な横臥位置が得られるようにでデューア
びん２が傾けられている。この患者から例えば脳の磁界
を検査しようとしている。この理由からデューアびんの
形は患者の頭の形に相応に適合されている。

患者横臥台１４の下部構造は、全断面にわたりデューア
びん範囲の消極的及び／又は加えるに積極的な負圧通気
のために利用されるのが有利である。積極的な貫流通気
の相応の流れの状態は第１図に矢印１５により示されて
いる。加えるに患者横臥台１４の中に吸い込み間隙１６
をデューアびん２の周囲に設けることができる。安全弁
５又は１１の応答の際に相応の低温ガスが内部空間３又
は真空空間７から患者横臥台の下部構造の中へ流出し、
そこで大きい断面で吸い出される。

デューアびん２を患者Ｐの下方に配置することは更に、
間接的に磁界妨害を招くおそれのある振動振幅を制限す
るために大きな質量を患者の下方に取り付けることがで
きるという長所を有する。

第２図にはデューアびん２が縦断面図で詳細に示されて
いる。その内部空間３の中には組み込み容器１８が収容
され、この組み込み容器は一作業期間例えば−作業日の
ために必要な量の液体の冷却媒体Ｋｌ　、例えば２〜３
１の液体ヘリウムを収容する。この冷却媒体はこの発明
に基づく装置の超電導部品の冷却のために直接又は間接
に用いることを目的とする。冷却媒体は下方から首４を
貫いて導かれた管路１９を経て補充され、この管路は図
示されていない外部の貯蔵容器への真空絶縁され冷却媒
体の排ガスによる向流の中で冷却される接続部である。

その際補充は例えば日ごとに規則的に繰り返して行うこ
とができる８組み込み容器１８の中に又はこれに接して
、特に温度に敏感な部品特にスクイドが配置されている
。図示されていないこれらのスクイドは例えば一つのア
レーにまとめられ、このアレーは略示されたチップ２１
上に設けられている。スクイドは例えば超電導線２２を
介して相応の磁界勾配計に結合されている。これらの磁
界勾配計のうち図には三つだけが示され符号２４ａない
し２４ｃが付けられている。しかしながら磁界勾配計の
数は三つより著しく多くすることができる。接続電線２
２はホース状の冷却媒体管路２５の内部に配置され、こ
の管路は例えばプラスチックから成る。それぞれ従属す
るホース状の冷却媒体管路の中に組み込まれた接続電線
２２を用いることもできる０例えば公知の箔状導体の少
なくとも一つの平面上をホース状のスリーブで覆う例え
ば接着することができるので、そのときは導体はホース
状の冷却媒体管路２５の一部と見なすことができる。管
路２５を経て組み込み容器１８の中に生じる比較的低温
の気体の冷却媒体に２が磁界勾配計２４ａないし２４ｃ
に供給される０組み込み容器１８はこのために蓋１８ａ
を備え、この蓋はガス分配器として形成されこの蓋には
冷却媒体管路２５が接続されている。必要な場合には排
ガス流量が１例えばガラスｍ維強化材料から成る伝熱性
の棒を用いた組み込み容器１８の中への相応の熱供給具
により調節される。８１界勾配計では低温ガスが内部空
間３の中へ流入する。そして低温ガスは首４でこの内部
空間から流出する。その際温度差及び密度差に基づく対
流により内部空間３の中へ比較的高温の排ガスが逆流す
るのを防止するために、特別の注意が払われるべきであ
る。この目的のために首４の中には絞り装置２７が配置
され、この絞り装置は比較的狭い間隙だけを排ガスに３
に対して開放する。その際内部空間の中で超過圧力を受
ける排ガスに３が外だけに向かって流れるように、少な
くとも一つの間隙が作用する。この排ガスを場合によっ
てはそのとき更に１例えば放射シールド１０のような装
置の別の部分の冷却のために利用することができる。起
こり得る低温ガス対流を一層制限するために、更に内部
空間３は場合によってはガラス球充填部を備えることが
できる。

絞り装ｇ！１２７の一実施例が第３図及び第４図に横断
面図又は縦断面図として示されている。絞り装置は環状
円筒形に構成され、その際絞り装置は液体の冷却媒体Ｋ
ｌ　のための管路１９を囲む。例えば絞り装置は管路上
に押しはめられている。

絞り装置２７は複数の例えば五つの円筒形要素３０ａな
いし３０ｅから成る積層体を備える。その際これらの絞
り要素のそれぞれは中央のリング円板形の挟みつけ保持
体３１を有し、この保持体は例えばガラス繊維強化プラ
スチックから成る。

保持体の外径ｄはデューアびんの筒形の首の内径りより
明らかに小さく選択されている０個々の保持体の向かい
合う平面上には相応の直径ｄを有する環状円筒形の詰め
物３２が設けられている。例えば硬質発泡体から成るこ
とができるこれらの詰め物は、特に個々の保持体３１相
互の間隔を空けるために用いられる。これらの保持体そ
れぞれによりリング円板形のプラスチック板３３が支持
され、このプラスチック板は特に特殊なポリエステル箔
から成ることができる。この比較的薄い板３３は首４の
内径りより僅かだけ小さい外径ｄａを有する。それで首
４の内壁と円板形のプラスチック板３３との間にはそれ
ぞれ小さい間隙３４が残り、この間隙を通って排ガスに
３がデューアびんの内部空間３から外に向かって流れる
。それぞれの薄い板３３の保持体３１の外縁を越えて側
方に突出するリング円板形の外周部分３３ａは比較的た
わみやすいので、この部分は内部空間３の超過圧力が比
較的高い場合例えば事故の場合に曲げたわむことができ
、排ガスに３のための間隙３４に相応の一層大きい流路
断面積をもたらすので有利である。場合によっては板３
３の弾性を有する外縁部分３３ａが首４の内壁に達する
まで突出すること、及び間隙３４が超過圧力を受ける排
ガスに３による部分３３ａの曲げたわみに基づき初めて
引き起こされることさえ可能である。

第３図及び第４図に示された実施例では、デューアびん
２が首範囲に比べてその内部空間３の膨らんだ拡大部を
有することを前提とした（例えば欧州特許出願公開第０
２００９５８号公報参照）。

この場合には内部空間の中へ導入後に広がる保持要素を
用いて、及び／又は組み込み容器１８と事前に組み込ま
れる磁界勾配計２４ａないし２４ｃとの間の差し込みコ
ネクタを用いて加工することができる。自明のように膨
らんだ拡大部のないデューアびんを用いることもでき、
このデユー・アびんは用いられる装置の組み込みの際に
特別な問題を生じない０両びん形状において下記の二つ
の場合を区別すべきである。すなわち ｌ）スクイドは従属する磁界勾配計と共にモジュールに
集積されている。この場合には常電導の端子接続線と排
ガス冷却接続部とだけを製作すればよい。

′２）採用された実施例によればスクイドは組み込み容
器の中に又はこれに接してまとめられている。そのとＳ
ｓｉ界勾配計への超電導ｖｃｊｓ線及び磁界勾配計の排
ガス冷却部を製作すべきである。

両方の場合に組み込み容３８１８の蓋１８ａはガス分配
器として構成され、組み込み容器を組み込む前に磁界勾
配計と一緒に組み込まれるのが有利である。第１の場合
には導電用多重コネクタ（前記欧州特許公開第０２００
９５８号公報参照）を用いるのが有利である。これに対
して第２の場合には平面形の多重結合変圧器を実現する
のが有利であり、その場合には組み込み容器の挿入の際
に結合が自動的に行われる。

更に組み込み容器１８とこの容器を囲むデューアびん２
とが同一の軸線を有することは、この発明に基づく装置
にとって必ずしも必要ではない。

組み込み容器が所定の角度だけデューアびん軸線に対し
相対的に回されると、デユー７びん軸線の自由に設定で
きる標準位置が得られる。そのとき例えばデューアびん
軸線を水平に置くことが可能であり、患者が普通の状態
で患者横臥台上に寝ている場合に、水平な軸線により患
者にとって快適な軸線の頂点領域への接近が可能となる
。しかしながらその際液体の冷却媒体に１の上方に存在
する気体の冷却媒体に２だけが蓋に届くように、組み込
み容器が配置されていることが保証されていなければな
らない、従ってこの発明に基づく装置では特に構造が回
転対称の場合に首４を（斜めに）下向きないし水平に傾
けることができる。原理的に首の傾斜は特別問題にはな
らない、しかしながら組み込み容器の中の相の境界の前
記の位置を守らなければならない、しかし容易な組み立
てと保持との理由から、例えば斜めに下に向かう首（第
１図参照）を備えた回転対称の構造が有利である。

［発明の効果］ この発明のかかる構成により生じる長所は特に、デュー
アびんの頭上配置が避けられ、それにもかかわらず装置
の超電導部品の有効な冷却を保証できるということにあ
る。その際冷却媒体の排ガスの望ましくない対流が防止
される。磁界勾配計は一般に位置的に組み込み容器より
高く、従って冷却媒体が温度差及び密度差により引き起
こされる対流に基づき流れようとする方向とは逆向きに
配置されているけれど、例えばホース状の結合管路が超
電導磁界勾配計への特に低温の排ガスの妨げられない供
給を受は持つ、更に首の範囲に配置された絞り装置は、
比較的高温の排ガスが外から内部空間の中へ逆流するお
それを防止する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に基づく磁力計装置の一実施例を備え
た患者横臥台の縦断面図、第２図は第１図に示すデュー
アびんの拡大断面図、第３図及び第４図はそれぞれ第２
図に示す絞り装置の横断面図及び縦断面図である。 ２・・・デューアびん ３・・・内部空間 ４・・・首 １４・・・患者横臥台 １８・・・組み込み容器 １８ａ・・・蓋 １９・・・管路 ２１・・・スクイドを備えたチップ ２２・・・接続電線 ２４ａ〜２４ｃ・・・磁界勾配計 ２５・・・ホース状管路 ２７・・・絞り装置 ３０ａ〜３０ｅ・・・絞り要素 ３１・・・挟みつけ保持体 ３３・・・プラスチック板 ３３ａ・・・外縁部分 ３４・・・間隙 ｄ、ｄａ・・・外径 Ｋｌ・・・液体の冷却媒体 に２ に３ ・・・気体の冷却媒体 Ｐ・・・患者

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）首を経て出入できる内部空間を有する デューアびんを備え、この内部空間の中には複数の超電
   導磁界勾配計及びこれらに従属するスクイド（ＳＱＵＩ
   Ｄ）が配置され、これらの磁界勾配計及びスクイドが外
   から首を経て供給される冷却媒体により冷却されるよう
   に なっており、検出しようとする少なくとも 一つの磁界源により引き起こされる弱い磁 界を測定するための磁力計装置において、 デューアびん（２）が少なくとも一つの磁 界源の下方又は側方に配量され、内部空間 （３）の中に特別の組み込み容器（１８） が設けられ、この組み込み容器の中へは首 （４）を貫いて導かれる管路（１９）を経て液体の冷却
   媒体（Ｋ＿１）を供給することができ、組み込み容器（
   １８）の中に又はこれに接してスクイド（チップ２１）
   が設けられ、組み込み容器（１８）から取り出された気
   体の冷却媒体（Ｋ＿２）は、少なくとも一つのホース状
   管路（２５）を経て超電導磁界勾 配計（２４ａ〜２４ｃ）に供給することが でき、内部空間（３）の中の磁界勾配計 （２４ａ〜２４ｃ）から流出する気体の冷却媒体（Ｋ＿
   ３）が首（４）を経て外に向かって導出され、首（４）
   の中には比較的高温の気体の冷却媒体が内部空間（３）
   の中へ逆流するのを阻止する絞り装置（２７）が組み込
   まれていることを特徴とする磁力計装置。 ２）絞り装置（２７）が気体の冷却媒体 （Ｋ＿３）に対する流路抵抗を高める首（４）の中の挿
   入体であり、この挿入体が積層体となるように集成され
   たリング円板形の複数の絞り要素（３０ａ〜３０ｅ）か
   ら成り、これらの絞り要素が首（４）の内壁と共に気体
   の冷却媒体（Ｋ＿３）のための少なくとも一つの狭い間
   隙（３４）を形成することを特徴とする請求項１記載の
   装置。 ３）絞り要素（３０ａ〜３０ｅ）がそれぞれ少なくとも
   そのリング円板形の外縁部分 （３３ａ）の範囲において弾性的に構成さ れ、間隙（３４）がこのリング円板形の外縁部分（３３
   ａ）の曲げたわみに基づき気体の冷却媒体（Ｋ＿３）に
   より引き起こされるか又は増大させられることを特徴と
   する請求項２記載の装置。 ４）各絞り要素（３０ａ〜３０ｅ）が冷却媒体（Ｋ＿１
   ）のための管路（１９）を囲む中央の挟みつけ保持体（
   ３１）を備え、この挟みつけ保持体にはリング円板形の
   プラスチック板（３３）が取り付けられていることを特
   徴とする請求項２又は３記載の装置。 ５）プラスチック板（３３）の外径（ｄ＿３）が中央の
   挟みつけ保持体（３１）の外径（ｄ）より著しく大きい
   ことを特徴とする請求項４記載の装置。 ６）プラスチック板（３３）がポリエステル箔から作ら
   れていることを特徴とする請求項３ないし５の一つに記
   載の装置。 ７）組み込み容器（１８）がガス分配器として構成され
   た蓋（１８ａ）を備え、このガス分配器には気体の冷却
   媒体（Ｋ＿２）のためのホース状の少なくとも一つの管
   路（２５）が接続されていることを特徴とする請求項１
   ないし６の一つに記載の装置。 ８）スクイド（２１）と磁界勾配計（２４ａ〜２４ｃ）
   との間に延びる接続電線（２２）が設けられ、これらの
   接続電線がホース状の 管路（２５）の中を流れる気体の冷却媒体 （Ｋ＿２）に熱的に結合されていることを特徴とする請
   求項１ないし７の一つに記載の装 置。 ９）接続電線（２２）が少なくとも気体の冷却媒体（Ｋ
   ＿２）を導くホース状の管路（２５）の一部として構成
   されていることを特徴とする請求項８記載の装置。 １０）デューアびん（２）の内部空間（３）の中にはガ
   ラス球充填部が設けられていることを特徴とする請求項
   １ないし９の一つに記載の装置。 １１）デューアびん（２）が検査しようとする患者（Ｐ
   ）のための横臥台（１４）の中に、 患者（Ｐ）の検査しようとうする磁界源が デューアびん（２）の上方又は側方に来るように組み込
   まれていることを特徴とする請求項１ないし１０の一つ
   に記載の装置。 １２）首（４）が内部空間（３）より低く置かれている
   ように、デューアびん（２）が磁界源に関して配置され
   ていることを特徴とする請求項１ないし１１の一つに記
   載の装置。 １３）患者横臥台（１４）がデューアびん（２）の範囲
   の消極的及び／又は積極的な負圧通気を行うように構成
   されていることを特徴とする請求項１１又は１２記載の
   装置。 １４）デューアびん（２）の軸線が内部空間（３）の中
   に配置された組み込み容器 （１８）の軸線と所定の角度を成すことを特徴とする請
   求項１ないし１３の一つに記載の装置。 １５）デューアびん（２）が少なくともほぼ回転対称に
   構成されていることを特徴とする請求項１ないし１４の
   一つに記載の装置。