JPH03109042A - 核磁気共鳴イメージング装置用静磁場発生装置 - 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〕 本発明は、核磁気共鳴を利用して被検体の所望箇所を映
像化する核磁気共鳴イメージング装置用静磁場発生装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

核磁気共鳴イメージング装置は、静磁場を被検体に印加
するために磁気回路を使用するが、この琴回路の静磁場
発生用磁石として永久磁石を用いる例がある。永久磁石
を使用すると、常電導や超電導による磁場発生方式に比
べて、ランニングコストがかからず、漏洩磁場が少ない
という利点がある。しかし、永久磁石を使用した磁気回
路は、周囲温度の変化により磁場強度が変化する欠点が
ある。核磁気共鳴イメージング装置では、静磁場に傾斜
磁場を加えて、位置を磁場の大きさに対応させ、位置に
応じた共鳴周波数を持つ核磁気共鳴信号を検出し、位置
の特定を行なう。従って、静磁場の大きさが周囲温度の
影響を受けて撮像中に変化すると、位置の特定に誤差を
含み、得られる画像に歪み、ぼけを生じることとなる。

以上の理由から永久磁石を使用した磁気回路では、これ
を恒温制御する必要がある。

第３図に従来方式による静磁場発生装置を示す。

磁気回路１はヨーク４ａ、４ｂとポールピース３ａ、３
ｂから成り、上下のポールピース３ａ。

３ｂの内側に強力な永久磁石が配置されている。

磁気回路１は全体が断熱材９で囲われており、断熱材９
の内側に加熱用のヒータ８が設置されている。磁気回路
の温度を検出するセンサ２０が要所に取り付けられてお
り、断熱材内部の空気を循環させるためのファン２１が
図の位置に設置させている。ヒータ８は第４図に示すよ
うに断熱材９の内側に複数配置され、それぞれの温度セ
ンサ２０より検出される磁気回路温度が設定値となるよ
うにヒータ電流を制御する。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来技術による静磁場発生装置では、断熱材内部の
空気層を含めて磁気回路をヒータで間接的に加熱する方
式であり、磁気回路は大容積の金属塊であるため、熱時
定数が大きくなる。このため、精度の高い温度制御がで
きないという問題があった。また、熱時定数が大きいた
めに磁気回路が設定温度に達するまでに時間がかがると
いった問題もあり、第５図に示すように立ち上げ専用の
ヒータ８を磁気回路に直接取り付けて対処していた。（
特開昭６３−２７８３１０号に記載）さらに、ヒータが
発するノイズが画像に影響を及ぼす、加熱による温度制
御であるため、設定温度を周囲温度よりも高くしなけれ
ばならない、といった点も問題であった。

本発明の目的は、従来技術による前記問題点を解決した
核磁気共鳴イメージング装置用静磁場発生装置を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

前述問題点は従来の静磁場発生装置が、磁気回路を間接
的に温度制御している点に起因する。そこで、本発明で
は磁気回路内の永久磁石の近傍または内部に、温度制御
した液体を循環させて、直接的に永久磁石を恒温化でき
るように構成した。

この結果、永久磁石を急速に加熱あるいは冷却すること
ができ、高精度な恒温化が可能となる。この、循環させ
る液体をヒータまたは冷却器により一定温度に制御する
ことによって、永久磁石を周囲温度にかかわらず、任意
の設定温度に恒温化することが可能となる。また、循環
経路を磁気回路内に複数設け、循環させる液体をそれぞ
れ異なった温度に設定できるようにして、磁気回路の部
分的な放熱状態に応じた恒温制御も可能となる。さらに
、＠環液体の温度制御装置を静磁場発生装置から十分に
はなれたところに設置することにより、これが発するノ
イズが核磁気共鳴検出信号に影響を与えないようにでき
る。

〔作用〕

本発明によれば、温度制御した液体を循環させて、直接
的に永久磁石を恒温化することによって、従来技術によ
る静磁場発生装置の温度変化に伴う磁場強度の変動を改
善することが可能となり、歪みのない良好な核磁気共鳴
イメージング画像を得ることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明による核磁気共鳴イメージング装置用静
磁場発生装置の一実施例を示したものである。円形平板
状の上下の永久磁石２の上にそれぞれ均一磁場を形成す
るためのポールピース３　ａＨ３ｂを積層する。この永
久磁石２とポールピース３ａ、３ｂより成る積層体を２
個用意し、被検体を挿入する測定空間を挟んで上下位置
に対向して設置する。この結果、上下のポールピースの
間の空間は均一磁場を形成する。この均一磁場空間中に
は、傾斜磁場発生用コイル、電磁波印加用の照射コイル
、核磁気共鳴信号を検出する受信コイル（以上図示して
いない）が配置されている。

上下それぞれの永久磁石２とポールピース３ａ。

３ｂはヨーク４ａに密着固定されている。ヨーク４ａは
矩形をなし、少なくとも永久磁石の片面全面を覆う幅を
持つ、このヨーク４ａは被検体が測定空間に十分に入れ
るような空間を仕切るための役割を持つ、上下のヨーク
４ａは４本の円柱状ヨーク４ｂで磁気的、かつ機械的に
結合させである。

さらに、ヨーク４ｂは下部のヨーク４ａを貫通し、磁気
回路全体の脚部を形成している。以上で磁気回路１が構
成される。さらに、この磁気回路１は第３図の従来例に
示すように断熱材９で全体を覆われ、静磁場発生装置と
なる。

第１図において上下それぞれのポールピース３ａ、３ｂ
の外周部にそれぞれ本発明にかかる液体循環用のパイプ
５および６を複数回、密着して巻き付ける。パイプ５お
よび６は熱伝動の良い材質で構成する必要があり、例え
ば銅パイプを使用する。循環させる液体は比熱が大きく
、安定していることが必要であり、水やオイル等を使用
する（ここではオイルを使用する）。循環パイプ５およ
び６の流入ロアａおよび流出ロアｂを磁気回路より引き
出しておく。

第２図は循環オイルの温度制御装置の構成図である。オ
イル１０はオイルタンク１１に溜められ、オイルヒータ
１５によって加熱される。このオイル１０をオイルポン
プ１２によって磁気回路１内へ循環させる。流入パイプ
１３は循環パイプ５および６の流入ロアａに接続され、
流出パイプ１４は循環パイプ５および６の流出ロアｂに
接続される。これらのオイル循環系は、ポールピース部
分を除いてすべて断熱材で囲い、熱伝達における損失を
なくすように構成する。オイル１０の循環スピードはポ
ールピース３への熱伝達が効率良く行なわれるように、
磁気回路１の温度や周囲温度に応じて最適に調整する。

オイル１０の温度は流入オイル温度センサ１８と流出オ
イル温度センサ１９によって検出され、この情報を基に
オイル温度制御回路１７がオイルヒータ電源１６の電流
値を調整し、循環オイル温度が設定値となるように制御
する。このとき、磁気回路温度が低い場合や、周囲温度
が低い場合は、流入オイル温度と流出オイル温度との温
度差が大きくなるため、オイル温度制御回路１７はこれ
を感知し、設定温度よりもオイル温度を高くするための
補正電流をオイルヒータ１５に流すように、ヒータ電源
１６の電流値を調整する。

ここでは温度制御装置にオイルヒータだけを用いた例を
示したが、これにオイル冷却器を取り付けることによっ
て、循環オイル温度を周囲温度にかかわりなく任意に設
定することが可能となる。

この結果、磁気回路の恒温化温度を平均周囲温度に設定
することにより、恒温化に伴うエネルギーを最小に抑え
ることができる。また、この方式は周囲温度が大きく変
化する環境においても有効である。

この温度制御装置は流入、流出パイプ１３゜１４を延長
することによって、静磁場発生装置から離れたところ、
あるいはシールドルームの外側に設置することができ、
温度制御装置から発生するノイズが核磁気共鳴検出信号
に与える影響を容易に阻止できる。

磁気回路の温度が低い状態から設定した温度へ立ち上げ
る際は、設定温度よりも十分に高温のオイルを循環させ
ることによって、急速に立ち上げることが可能となる。

したがって、従来方式の静磁場発生装置に設置されてい
た立ち上げヒータの必要がなくなる。

第１図に示した磁気回路の場合、下側の磁石がヨーク４
ｂを通じて床面に接しているために、」二側の磁石より
も放熱しやすく、このため、上下の磁石に温度のアンバ
ランスが生じ、磁場均一度が乱れるという問題もある。

この点しこ関しては、第２図のオイル温度制御装置を２
つ設け、上側磁石のオイル循環パイプ５と下側磁石のオ
イル循環バイブロの循環オイル温度を別々に制御するこ
とにより、解決できる。つまり、循環バイブロのオイル
温度を必要に応じて高く設定し、磁気回路の上下温度差
をなくすようにすればよい。ただし、この場合は、温度
センサを磁気回路の適所に複数設置し、この情報でオイ
ル温度を制御する必要がある。このように、磁気回路に
複数のオイル循環経路を設けた場合、設定温度をそれぞ
れ変えることによって、磁場均一度を温度によって調整
することも可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明は、永久磁石を使用した核磁気
共鳴イメージング装置の静磁場発生装置における温度変
化を抑制し、磁場強度を高精度に安定化させることがで
きるようになるため、従来の磁場変動に起因する問題を
解決し、歪みのない良質な画像を得られるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す磁気回路の斜視図、第
２図は、実施例における循環液体の温度制御装置の構成
図、第３図は、従来方式による静磁場発生装置の斜視図
、第４図は、従来方式におけるヒータ取付位置を示す斜
視図、第５図は従来方式における立ち上げ用ヒータの位
置を示す斜視図である。 １・・・磁気回路、２・・・永久磁石、３ａ、３ｂ・・
・ポールピース、４ａ、４．ｂ・・・ヨーク、５，６・
・・循環パイプ、７ａ・・・流入口、７ｂ・・・流出口
、８・・・ヒータ、９・・・断熱材、１０・・・循環オ
イル、１１・・・オイルタンク、１２・・・オイルポン
プ、１５・・・オイルヒータ、１６・・・ヒータ電源、
１７・・・オイル温度制御回路、１８．１９．２０・・
・温度センサ、２１・・・ファン。 茶１図 ＃２ （２） 檗 刀 ７２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、永久磁石を使用して被検体に静磁場を与える磁気回
   路と、傾斜磁場を与える手段と、前記被検体の組織を構
   成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせるために高
   周波を与える手段と、前記核磁気共鳴による信号を検出
   する核磁気共鳴信号検出手段と、前記核磁気共鳴信号を
   用いて画像再構成演算を行なう演算手段とを備えてなる
   核磁気共鳴イメージング装置において、前記磁気回路に
   温度を制御した液体を循環させることによつて、磁気回
   路を恒温化し、温度変化に伴う静磁場変動を解決したこ
   とを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置用静磁場発
   生装置。 ２、前記磁気回路に循環させる液体を加熱あるいは冷却
   させる手段を有し、磁気回路の恒温化温度を任意に設定
   可能である特許請求の範囲第１項記載の核磁気共鳴イメ
   ージング装置用静磁場発生装置。 ３、前記磁気回路に循環させる液体の加熱装置及び冷却
   装置を磁気回路から十分に離れたところに設置すること
   によつて、これらの装置から発生するノイズが検出信号
   に影響を与えないように考慮した特許請求の範囲第１項
   および第２項記載の核磁気共鳴イメージング装置用静磁
   場発生装置。 ４、前記磁気回路に循環させる液体を永久磁石部分の近
   傍あるいは内部を通すようにして、永久磁石部分を急速
   に温度制御することを可能とした特許請求の範囲第１項
   および第２項記載の核磁気共鳴イメージング装置用静磁
   場発生装置。 ５、前記磁気回路に循環させる液体の経路を複数設け、
   それぞれの液体の温度を異なつた値に設定できる手段を
   具備することによつて、磁気回路を部分的に異なつた温
   度に制御可能である特許請求の範囲第１項および第２項
   および第４項記載の核磁気共鳴イメージング装置用静磁
   場発生装置。 ６、前記磁気回路に循環させる液体の温度を磁気回路の
   流入点と流出点の双方でセンサにより検出し、この情報
   を基に液体の温度を制御する手段を有した特許請求の範
   囲第１項および第２項記載の核磁気共鳴イメージング装
   置用静磁場発生装置。 ７、前記磁気回路に循環させる液体の温度を磁気回路の
   温度を検出することによつて、制御する手段を有した特
   許請求の範囲第１項および第２項記載の核磁気共鳴イメ
   ージング装置用静磁場発生装置。