JPH0217038A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

磁気共鳴イメージング装置

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JPH0217038A
JPH0217038A JP63166856A JP16685688A JPH0217038A JP H0217038 A JPH0217038 A JP H0217038A JP 63166856 A JP63166856 A JP 63166856A JP 16685688 A JP16685688 A JP 16685688A JP H0217038 A JPH0217038 A JP H0217038A
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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、核磁気共鳴(以下NMRという)現象を利用
して被検体の任意の断層像を撮像する磁気共鳴イメージ
ング(g、下MRIという)装置に関し、特にii?磁
場磁場発磁用磁石装置被検体載置用架台WA@の構造の
改良に関する。
(従来の技術) 周知のように、MRI@鱈は静磁場中に配置された被検
体に対し励起用へ周波磁場(以下RFパルスという)を
印加することによって誘発される微弱なNMR信号を、
線形傾斜1iti場の重畳印加の下に検出して、対象核
種の密度、K1顛和時間及び横緩和時間の分布に関する
情報を摘出し、これらの情報を基に画像再構成処理を行
うことによって被検体の任意の断層像を画像表示するも
のである。
このようなMRI装置は、最も一般に第10図に示すよ
うな構成からなる。被検体101は寝台102上にl!
置されて、静磁場発生用磁石103の常温ボアー104
に形成される静磁場中に挿入される。静磁場発生用磁石
103としては超電導磁石、常温N磁石又は永久磁石を
使用する。この静磁場発生用磁石103は励磁電源10
5により電流リード106を介して励消磁される。なお
、永久磁石の場合この励磁電源による励消磁は不要であ
り、また超電導磁石の場合は、永久電流モードで運転さ
れるためと冷媒である液体ヘリウムの消費岱を低減させ
るために電流リード106は励磁後に取りはずす。
静磁場発生用磁石103の常温ボアー104内には、更
にRFパルス発信及びNMR信号受信用の送受信コイル
107、磁場補正用のシムコイル108、傾斜磁場発生
用の傾斜磁場コイル109が配置される。送受信コイル
107は受信コイルと送信コイルからなり、各々NMR
受信装置110とRF発発信買置111接続している。
傾斜磁場コイル109はX、Y、Zの各方向別のコイル
からなり、各々励磁電源112,113.114に接続
している。これら各部は中央制御装置115に接続され
、これにより制御される。中央制御装置115は表示・
操作装置116に接続され、これにより運転操作される
係る構成からなるMRI装首では、Z方向に形成された
静磁場中の磁場均一空間200にJ3いて九虐を行うが
、被検体101の全身断層像を冑るには、磁場均一空間
200は直径40〜50C11球、50 ppm+以下
の高均一度が必要となるので、静磁場発生用磁石103
は、例えば超電導磁石の場合長さ2.4m、幅21.高
さ2.4鵬、1聞5へ−6(と巨人なものになる。しか
し、磁石自身ではi径40〜5Qcm球内で数1jip
I)l稈の均一度しか達成されないので、シムコイル1
08を使って磁場を補正−4にとによって要請される5
0ppm以トの均一度を得る。
搬像は、こうして得られた磁場均一空間200に被検体
101の撮像対象部位を設置し、送受信コイル107か
う静磁場と直角方向にR「パルスを印加しで、誘発され
るNMR信号を、傾斜磁場コイル109による傾斜ta
場の重畳印加の下に送受信」イル107で検出して行う
。これら撮像作業は中央f、1ltil装置115の制
御下に行い、又検出されたNMR信号は同じく中央制御
装置115で画像再構成処理されて、表示・操作装置1
16の表示画面上に画像表示される。
(発明が解決しようとする課題) 前記のような構成の従来のM R’ I装置では、被検
体を狭い常温ボアー内に挿入するため、臨床現場で患者
を扱う際、患者に無用/、′に精神的動揺を与えること
になる。
また、思考はり台−Fに横臥位で載置されねばならず、
例えば立位状態においてを椎やを髄にかかるストレスを
要因とり−るを椎ヘルニアの患者等の診断には立位状態
での画像が必要であるが、このような横臥位以外の状態
での画像は行えない。
本発明は係る事情に鑑みてなされたもので、患者に無用
な精神的動揺を与えることなく、又横臥位以外の状態に
J3いても画像が可能な磁気共鳴イメージング装置を提
供することを目的としている。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は前記課題を解決するため、超N導材Fjより成
り永久電流が筒壁内を円JM方向に環流して筒軸方向に
所要強[qの磁場を発佳している筒状超電導体を磁場方
向を一致させて複数個収納する一対の超電導ブロックが
相対峙して平行配置される静磁場発生用磁石装置と、前
記超電導ブロック間に形成2きれる静磁場中に被検体を
床面に対し任意の角痘で配置する傾D R構が装備され
た被検体i!買用架台装同を貝(j!1″4る構成どし
た。
〈作用) 本発明を適用したMRI装置では、前記の構成により静
磁場中に被検体を床面に対し任意の角度で配置できるた
め、被検体が横臥位以外の状態でも撮像が可能となる。
又、相対vf1する超電導ブロック間でii像を行うの
で、被検体を狭い空間に挿入する必要がなくなる。
(実施例) 第1図は本発明を適用したMRIH置の一実施例にJ3
ける静磁場発生用磁石装置、被検体載置用架台装置及び
被検体の関係を示す正面図及び側面図である。
この一実施例では、静磁場発生用磁石装置は一対の超電
導ブロック1を平行に相対峙するよう各端部に設置した
(1字型継鉄2と、この0字型継鉄2をその脚部の略中
央部を中心に回動自在な状態で保持する床面に固定され
た保持枠3と、0字型継鉄2を回動駆動する回動機構4
から構成される。
なお、超電導ブロック1については詳細を後述ブーる。
また、被検体載置用架台装置は、昇降機構とリクライニ
ング機構を備えた座椅子型で、各々ロック機構により連
結されて任意の相な角で固定できる上体受は部5、座椅
了部6、脚受は部7、脚端受は部8と、リンク81横に
よる脣陪が可能な土部アーム9、下部アーム10と、床
面に固定されたベース11から構成される。
このような静磁場発生用磁石gi置と被検体載置用架台
装置は、上体受は部5の背面が0字型継鉄2の両端部間
に臨むように配置され、第1図では被検体Pの1体部が
超電導ブロック1間に形成されている磁場B中に設置さ
れて撮像可能な状態になっている。
第2図は、この一実施例のブロック図である。
超電導ブロック1の間の静磁場中には、X、Y。
2各方向の傾斜磁場コイル12と、送受信コイル13が
配置され、被検体Pはこの送受信コイル13内に配置さ
れる。送受信コイル13は送受信装置5!14に接続し
、傾斜磁場コイル12は電源15に接続する。これら各
部は中央制御l装置16によって制御され、この中央制
御装置16は操作装置17によって操作される。また、
NMR信号は送受信コイル13で受信された後送受信装
置14を介して中央制御211装置16で画像再構成処
理されて表示器18に画像表示される。
次に超電導ブロック1について説明する。まず、液体チ
ッ素温度(77K)以上で超電導状態に転位するセラミ
クス(例えば、Y−Ba −Cu −0)系超電導材料
を焼結させて第3図に示すような筒状超電導体50又は
第4図に示づようなリング状超電導体51を作成する。
この焼結の際、セラミクスのみを焼結すると粒界間に大
きな空隙が発生するが、セラミクス粉末中Pb、Id、
Cu、A女等の高い電気伝導度を有する金属粉末を混合
すると、金属粉末が空隙をうめてより電気特性の良好な
超電導体が作成できる。
次いでこのように作成された超電導体50又は51を超
電導状態で(即ち、臨界温度以下に保たれた状態で)第
5図に示す如く外部磁場H中に置いた後、外部磁場Hを
取り去ると、電磁誘導により取り去られた磁場1−1と
等価の磁JJAbを生じるように筒壁内の円周方向に電
流Iが発生するが、超電導状態ではこの電流■は永久電
流となり(即ち減衰しない)、超電導体50又は51は
一定の磁場すが軸方向に発生した状態を維持する。なお
、リング状超電導体51の場合は複数個を軸方向に同軸
状に積層するが、このような構成にすると磁場すの均一
度、強度精度及び方向精度を向上することができる。
このように一定磁場すを軸方向に発生している超電導体
50又は51は、第6図に示す如く液体チッ素Nで満た
された液体チッ素容器52内に磁場方向を揃えて収納さ
れる。液体チツ索容器52は断熱材53で包囲され、更
に真空層Vで包囲されるように真空容器54内に設置さ
れる。以上の構成による保冷容器(クライオスタット)
を超電導ブロックIとする。なお、液体チッ素容器52
はギフオードマクマホン方式等の小型冷凍機で直接冷却
してもよい。また、超電導体50又は51の磁化は、超
電導ブロック1作成後に行ってもよい。
以」−のようにして作成された超ff?導ブロック1は
第7図に示す如く平行に相対峙するようにU字型継鉄の
各端部に設置されて、両ブロック間の空間に1%磁場B
を形成する。
ところで、静磁場Bの均一度は超電導ブロック1の断面
積に対して超電導体50又は51の断面積を十分に小さ
くすることで向上できるが、上記のような対構成の場合
は、第8図に示す如くエツジ効果によって磁場が乱され
均一度が制限されてしまう。このため、超電導ブロック
1に各超Ny3体50又は51を個別に軸方向へ微調移
動させる機構を装面して、第9図に示す如く状況に応じ
てこの微調整を行うことで均一度が向上できるようにす
る。
以上説明したようなこの一実施例では、静磁場発生用磁
石装置の回動機構と、被検体載置用架台装どのリクライ
ニングam及び昇降11構の働きにより、静磁場Bと被
検体Pの相対関係を様々に変えて設定できる。また、被
検体載置用架台装置のロック機構の働きで、被検体Pを
様々な体位で載置できる。これにより、横臥位以外の姿
勢の被検体Pの任意の部位を画像することが可能となる
勿論従来同様の横臥位での撮像も可能である。
更に、解放されたU字型継鉄2の両端間で撮像を行うの
で、被検体Pを狭い空間に挿入する場合のような無用な
精神的動揺を与えることはなくなる。
また、超電導ブロック1はスペクトロコピー診断や高速
イメージングに必要な高磁場を発生できるほか、液体チ
ッ素Nの使用によりメインテナンスの煩雑さ及びコスト
が低いこと、上記のような超電導体50又は51の使用
により製造コストも低いこと、セラミックス系材料の使
用により小fも人きくないこと、(1字型継鉄2によっ
て漏洩磁場を低減できること、超電導体50又は51の
微調整機構により磁場Bの均一度の向トが達成されるの
で磁場補正用シム、コイルが不要なこと、超電導体50
又は51内の永久電流で磁場Bが形成されること及びク
ライオスタット構造をもつことから運転コストが不要な
こと等、極めて高い性能をもつ。
なお、上記被検体載置用課題装置の具体的構成等本発明
の要旨を逸脱しない範囲で神々変化して実施できるもの
である。
[発明の効果] 以ト説明したように、本発明を適用したMRIK首では
、静磁場と被検体の相対関係を様々に変えて設定できる
ことと、被検体を様々な体位で載置できることにより、
横臥位や立位を含めたあらゆる姿勢の被検体の任意の部
位を搬像することが可能となる。
また、解放された空間でi!il像を行い、被検体を狭
い空間に挿入する必要がないので、無用な精神的初1ヱ
を与えることはなくなる。
更に、高磁場発生可能、低製造コスト、低メインテナン
スコスト、低運転コスト、軽石、低漏洩磁場、磁場均一
度微調整可能等極めて高性能な超電導ブロックの使用に
より、従来に較べて著しく実用性の高いMRI装置とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用したMRI装dの一実施例におけ
る構成を示1図、第2図は回倒のブロック図、第3図、
第4図、第5図、第6図、第7図。 第8図、第9図は回倒の超電導ブロックの構成を説明す
る図、第10図は従来のMRI装置の構成を示す図であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)超電導材料より成り永久電流が筒壁内を円周方向
    に環流して筒軸方向に所要強度の磁場を発生している筒
    状超電導体を磁場方向を一致させて複数個収納する一対
    の超電導ブロックが相対峙して平行配置される静磁場発
    生用磁石装置と、前記超電導ブロック間に形成される静
    磁場中に被検体を床面に対し任意の角度で配置する傾動
    機構が装備された被検体載置用架台装置とを具備するこ
    とを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 (2)前記超電導ブロックは、液体チッ素で満たされた
    液体チッ素容器内に前記筒状超電導体が収納され、前記
    液体チッ素容器の周囲を熱断材及び真空層で包囲し、こ
    れら全体を真空容器に収納したクライオスタット構造を
    有することを特徴とする請求項(1)記載の磁気共鳴イ
    メージング装置。 (3)前記液体チッ素容器はギフォードマクマホン方式
    等の小型冷凍機で直接冷却する構造としたことを特徴と
    する請求項(2)記載の磁気共鳴イメージング装置。 (4)前記筒状超電導体はリング状超電導体を複数個軸
    方向に同軸状に積層して形成したことを特徴とする請求
    項(1)記載の磁気共鳴イメージング装置。 (5)前記筒状超電導体は、液体チッ素温度以上で超電
    導状態に転位するセラミクス系超電導材料を、筒状又は
    リング状に焼結させて形成される超電導体より構成され
    ることを特徴とする請求項(1)記載の磁気共鳴イメー
    ジング装置。 (6)前記筒状超電導は前記セラミクス系超電導材料の
    粉末にPb、Id、Cu、Al等の高い電気伝導度を有
    する金属の粉末を混合して焼結させ、セラミクス粒界の
    空隙を金属母材でうめた超電導体よりなることを特徴と
    する請求項(5)記載の磁気共鳴イメージング装置。 (7)前記筒状超電導体は、外部磁場の印加による電磁
    誘導に基づく永久電流が筒壁内を円周方向に環流した状
    態で前記超電導ブロック内に収納されることを特徴とす
    る請求項(1)記載の磁気共鳴イメージング装置。 (8)前記筒状超電導体は、前記超電導ブロック内に収
    納された後、外部磁場の印加による電磁誘導に基づく永
    久電流が筒壁内を円周方向に環流することを特徴とする
    請求項(1)記載の磁気共鳴イメージング装置。 (9)前記静磁場発生用磁石装置は、前記超電導ブロッ
    ク内の前記筒状超電導体を軸方向に微調移動することに
    より、前記超電導ブロック間に形成される静磁場の磁場
    均一度を調整することを特徴とする請求項(1)記載の
    磁気共鳴イメージング装置。 (10)前記静磁場発生用磁石装置は、前記超電導ブロ
    ックをU字型継鉄の両端に設置してなることを特徴とす
    る請求項(1)記載の磁気共鳴イメージング装置。 (11)前記静磁場発生用磁石装置は、前記U字型継鉄
    をその脚部の略中央部を中心に回動自在な状態で保持す
    る保持枠と、前記U字型継鉄を前記略中央部を回動中心
    として回動駆動する回動機構とを具備することを特徴と
    する請求項(10)記載の磁気共鳴イメージング装置。 (12)前記被検体載置用架台装置は、上体受け部及び
    下体受け部の少くとも一方を傾斜させる機構を具備する
    ことを特徴とする請求項(1)記載の磁気共鳴イメージ
    ング装置。(13)前記被検体載置用架台装置は、リク
    ライニング機構を装備した座椅子型構成であることを特
    徴とする請求項(1)記載の磁気共鳴イメージング装置
    。 (14)前記被検体載置用架台装置は、被検体載置部を
    昇降させる機構を具備することを特徴とする請求項(1
    )記載の磁気共鳴イメージング装置。 (15)前記被検体載置用架台装置は、その頭載置側が
    前記U字型継鉄の両端部間に臨ませてなることを特徴と
    する請求項(10)記載の磁気共鳴イメージング装置。
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