JPH04299275A - 磁気共鳴装置 - Google Patents
磁気共鳴装置Info
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- JPH04299275A JPH04299275A JP3312830A JP31283091A JPH04299275A JP H04299275 A JPH04299275 A JP H04299275A JP 3312830 A JP3312830 A JP 3312830A JP 31283091 A JP31283091 A JP 31283091A JP H04299275 A JPH04299275 A JP H04299275A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/42—Screening
- G01R33/421—Screening of main or gradient magnetic field
Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁石内の測定空間に磁界
を発生する超電導性安定磁界磁石コイル系と、安定磁界
磁石コイル系と同軸であるよう配置される超電導性遮蔽
コイル系からなる磁気共鳴装置に係る。
を発生する超電導性安定磁界磁石コイル系と、安定磁界
磁石コイル系と同軸であるよう配置される超電導性遮蔽
コイル系からなる磁気共鳴装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】この種の超電導磁石コイル系は欧州特許
第１３８２７０号から既知である。引用の公報は、超電
導コイルからなり、特に積極的自己遮蔽に対して、反対
の極性で活性化される２つの同軸的に配置されたコイル
系からなる磁石コイル系を開示している。
第１３８２７０号から既知である。引用の公報は、超電
導コイルからなり、特に積極的自己遮蔽に対して、反対
の極性で活性化される２つの同軸的に配置されたコイル
系からなる磁石コイル系を開示している。
【０００３】かかる磁石系において、積極的に遮蔽され
ていてもいなくても、内部磁界変化は磁石外部で生じる
磁界変化により誘導されうる。磁石内の磁界妨害は磁気
共鳴信号により画像を妨害しがちである。
ていてもいなくても、内部磁界変化は磁石外部で生じる
磁界変化により誘導されうる。磁石内の磁界妨害は磁気
共鳴信号により画像を妨害しがちである。
【０００４】本発明は、超電導ＭＲ磁石が、磁石かそれ
自体短絡されるいわゆる接続モードで慣例的に用いられ
、磁石コイル回路が適切に超電導性である場合、電流及
び磁界は長期間非常に安定のままであるという事実の認
識に基づいている。短絡した磁石が例えば動く磁化され
た対象から生じ、又は可変電流から生じる可変する外部
に発生した磁界にさらされる時、磁石により覆われた全
磁束は一定のままである。外部磁界が磁石に磁束を生じ
る時、磁石の電流は、磁石内の磁束の変化が等しいか外
部磁束とは反対になるよう変えられる。磁石内で、電流
変化は、磁石のコイル定数で共通に決められた磁界変化
を生じる。この磁界変化は外部磁界変化とは一般的に反
対である。
自体短絡されるいわゆる接続モードで慣例的に用いられ
、磁石コイル回路が適切に超電導性である場合、電流及
び磁界は長期間非常に安定のままであるという事実の認
識に基づいている。短絡した磁石が例えば動く磁化され
た対象から生じ、又は可変電流から生じる可変する外部
に発生した磁界にさらされる時、磁石により覆われた全
磁束は一定のままである。外部磁界が磁石に磁束を生じ
る時、磁石の電流は、磁石内の磁束の変化が等しいか外
部磁束とは反対になるよう変えられる。磁石内で、電流
変化は、磁石のコイル定数で共通に決められた磁界変化
を生じる。この磁界変化は外部磁界変化とは一般的に反
対である。
【０００５】米国特許第４９７４１１３号は測定磁界均
一性の外部磁界変化の効果を減少することを目的とする
コイル系を開示しているが、この解決策はコイル系が比
較的長くなることが注目される。
一性の外部磁界変化の効果を減少することを目的とする
コイル系を開示しているが、この解決策はコイル系が比
較的長くなることが注目される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は画像処
理がこれ以上妨害されないような程度までかかる磁界変
化を減少することである。
理がこれ以上妨害されないような程度までかかる磁界変
化を減少することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】これを達成する為、本発
明により示される種類の磁気共鳴装置は、遮蔽コイル系
が異なる直径のコイル部からなることを特徴とする。
明により示される種類の磁気共鳴装置は、遮蔽コイル系
が異なる直径のコイル部からなることを特徴とする。
【０００８】超電導遮蔽コイル系が設けられる時、複合
磁石コイル系は、用いられる反対磁界が遮蔽コイルに発
生される磁界変化に対して遮蔽される。遮蔽コイル系は
、本質的に持続電流導電に対して短絡される超電導コイ
ル導体回路を特に形成する。従って、全自動遮蔽が実現
されうる。遮蔽コイル系は２つの異なる直径を有するア
ーク導体部分を有するコイルから特になる。誘起された
勾配磁界変化を除去するため、例えば軸方向対称面に関
して対称的に配置されたコイルを反対極性で活性化でき
るよう接続することが魅力的である。
磁石コイル系は、用いられる反対磁界が遮蔽コイルに発
生される磁界変化に対して遮蔽される。遮蔽コイル系は
、本質的に持続電流導電に対して短絡される超電導コイ
ル導体回路を特に形成する。従って、全自動遮蔽が実現
されうる。遮蔽コイル系は２つの異なる直径を有するア
ーク導体部分を有するコイルから特になる。誘起された
勾配磁界変化を除去するため、例えば軸方向対称面に関
して対称的に配置されたコイルを反対極性で活性化でき
るよう接続することが魅力的である。
【０００９】望ましい実施例では、磁石コイル及び遮蔽
磁石コイルは共に外部磁界変化に対して実質的に完全な
遮蔽を具体化する磁石コイル系を構成する。外部磁界変
化はこの種の磁石コイル系に内部磁界変化を誘起しない
。
磁石コイルは共に外部磁界変化に対して実質的に完全な
遮蔽を具体化する磁石コイル系を構成する。外部磁界変
化はこの種の磁石コイル系に内部磁界変化を誘起しない
。
【００１０】遮蔽コイル系は、それ自体短絡するソレノ
イドとして構成されるが、例えば米国特許第４９３１７
３５号に開示されるような積重超電導リング又は超電導
材からなる単シリンダとして構成されてもよい。遮蔽磁
石コイルとして用いられる時、ソレノイドは、最適遮蔽
が達成される時磁石コイルに関して比較的長くなる。よ
り短い遮蔽コイル系は、２つの直列の、相互に異なる直
径の同軸に配置されたコイルが含まれる望ましい実施例
で実現されうる。
イドとして構成されるが、例えば米国特許第４９３１７
３５号に開示されるような積重超電導リング又は超電導
材からなる単シリンダとして構成されてもよい。遮蔽磁
石コイルとして用いられる時、ソレノイドは、最適遮蔽
が達成される時磁石コイルに関して比較的長くなる。よ
り短い遮蔽コイル系は、２つの直列の、相互に異なる直
径の同軸に配置されたコイルが含まれる望ましい実施例
で実現されうる。
【００１１】コイルの形状に大きく依存する遮蔽率は磁
石コイル系に割り当てられうる。超電導ＭＲ磁石は、例
えば、磁界が１２番目のオーダまで均一であるような形
状を有し、略０．７５の遮蔽率を有し、その値が例えば
コイル部の幅に依存する同じ直径の６つの同軸コイル部
からなりうる。これは、磁石により、外部磁界変化の効
果が磁石外部の略四分の１まで導電することで減少され
ることを意味する。
石コイル系に割り当てられうる。超電導ＭＲ磁石は、例
えば、磁界が１２番目のオーダまで均一であるような形
状を有し、略０．７５の遮蔽率を有し、その値が例えば
コイル部の幅に依存する同じ直径の６つの同軸コイル部
からなりうる。これは、磁石により、外部磁界変化の効
果が磁石外部の略四分の１まで導電することで減少され
ることを意味する。
【００１２】活性漂遊磁界補償を有する磁石の前記のク
ラスは特別な場合をなす。次に超電導回路は２つの異な
る直径を有するコイル部分からなり、最も大きい直径の
コイルは反対の極性を有する。適切なそれ自体漂遊磁界
抑圧を達成するため満足さるべき１つの要求は磁気双極
子モーメントが実質的にゼロでなければならないことよ
りなる。それに比例する遮蔽率も実質的にゼロになる。 従って、活性的に遮蔽された超電導磁石は外部磁界変化
に関しては意識深い補償効果は有さない。
ラスは特別な場合をなす。次に超電導回路は２つの異な
る直径を有するコイル部分からなり、最も大きい直径の
コイルは反対の極性を有する。適切なそれ自体漂遊磁界
抑圧を達成するため満足さるべき１つの要求は磁気双極
子モーメントが実質的にゼロでなければならないことよ
りなる。それに比例する遮蔽率も実質的にゼロになる。 従って、活性的に遮蔽された超電導磁石は外部磁界変化
に関しては意識深い補償効果は有さない。
【００１３】本発明による磁石コイル系のコイル間の逆
誘導を減少するため、遮蔽コイル系の望ましい実施例は
２つの異なる直径を有する３つの対のコイル部分からな
る。従って、最適遮蔽は、例えば巻線の構成により遮蔽
された磁石系用高磁界均一性で結合されうる。
誘導を減少するため、遮蔽コイル系の望ましい実施例は
２つの異なる直径を有する３つの対のコイル部分からな
る。従って、最適遮蔽は、例えば巻線の構成により遮蔽
された磁石系用高磁界均一性で結合されうる。
【００１４】遮蔽コイル系は、軸方向中央面に関して特
に同軸で、鏡面対称であり、磁石コイル系のコイル部に
適合された直径を有する互いに同じ極性のコイル部分か
らなる。従って、望ましくは安定磁石コイル系のコイル
部分に対する支持部に、共通デューアベーセルで取付け
られうる遮蔽コイル系が実現されえ、いずれの場合もそ
の長さは主磁石により実質的に大きくない。例えば、軸
方向に最も内側に位置した遮蔽コイル対を用いて、遮蔽
及び磁界均一性が最適化されうる。構成の見地から、活
性的に遮蔽された磁石系はその２つのコイル系の内及び
外径への直径の適合により比較的簡単な相互に異なる直
径の遮蔽コイル部を用いる。
に同軸で、鏡面対称であり、磁石コイル系のコイル部に
適合された直径を有する互いに同じ極性のコイル部分か
らなる。従って、望ましくは安定磁石コイル系のコイル
部分に対する支持部に、共通デューアベーセルで取付け
られうる遮蔽コイル系が実現されえ、いずれの場合もそ
の長さは主磁石により実質的に大きくない。例えば、軸
方向に最も内側に位置した遮蔽コイル対を用いて、遮蔽
及び磁界均一性が最適化されうる。構成の見地から、活
性的に遮蔽された磁石系はその２つのコイル系の内及び
外径への直径の適合により比較的簡単な相互に異なる直
径の遮蔽コイル部を用いる。
【００１５】望ましい実施例では、超電導スイッチは、
例えば磁石等の削減又は活性化により遮蔽コイルの高電
流強度を妨げるために遮蔽コイル回路に含まれる。
例えば磁石等の削減又は活性化により遮蔽コイルの高電
流強度を妨げるために遮蔽コイル回路に含まれる。
【００１６】
【実施例】本発明による望ましい実施例を以下図面を参
照して詳細に説明する。
照して詳細に説明する。
【００１７】図１に示す如く磁気共鳴装置は、コイル系
内の測定空間３に強い安定均一磁界を発生する例えば４
から８のコイルとからなる電流コイル系１を有する安定
界磁石からなる。種々の実現可能コイル系に関して、Ｍ
Ｒ（磁気共鳴）画像、１２１〜１２３頁を参照する。磁
気共鳴断層撮像装置、すなわらち対象のスライス状画像
用装置として使用する為、以下に記述される勾配コイル
４が用いられる。磁気共鳴分光測定装置、即ち、対象の
素子又は分子の種々のスピンタイプの偏向用装置におい
て、勾配コイルが省かれうる。
内の測定空間３に強い安定均一磁界を発生する例えば４
から８のコイルとからなる電流コイル系１を有する安定
界磁石からなる。種々の実現可能コイル系に関して、Ｍ
Ｒ（磁気共鳴）画像、１２１〜１２３頁を参照する。磁
気共鳴断層撮像装置、すなわらち対象のスライス状画像
用装置として使用する為、以下に記述される勾配コイル
４が用いられる。磁気共鳴分光測定装置、即ち、対象の
素子又は分子の種々のスピンタイプの偏向用装置におい
て、勾配コイルが省かれうる。
【００１８】更に、ＲＦコイル５は測定空間の回りに比
較的近くに配置され、そのＲＦコイルにはＲＦ電流回用
送信器コイル及び発生したスピン共鳴信号用検出コイル
として作用する。その代わりこれらの２つの機能用に別
なコイルを使うことは可能である。測定さるべき対象の
ＲＦ電磁界によりシュミレートされたスピン共鳴信号は
、信号増幅器６を介して取り出され、位相感知増幅器８
を介して中央演算及び制御装置１０に印加さる。ＲＦ供
給源１４用変調器１２と、主界磁石コイル用供給源１６
と、勾配コイル用供給源１７と、ＲＦ発振器１８と画像
表示用モニタ２０とが図示される。発振器１８は測定信
号を処理する位相感知増幅器８と同様ＲＦ磁界用変調器
１２を制御する。
較的近くに配置され、そのＲＦコイルにはＲＦ電流回用
送信器コイル及び発生したスピン共鳴信号用検出コイル
として作用する。その代わりこれらの２つの機能用に別
なコイルを使うことは可能である。測定さるべき対象の
ＲＦ電磁界によりシュミレートされたスピン共鳴信号は
、信号増幅器６を介して取り出され、位相感知増幅器８
を介して中央演算及び制御装置１０に印加さる。ＲＦ供
給源１４用変調器１２と、主界磁石コイル用供給源１６
と、勾配コイル用供給源１７と、ＲＦ発振器１８と画像
表示用モニタ２０とが図示される。発振器１８は測定信
号を処理する位相感知増幅器８と同様ＲＦ磁界用変調器
１２を制御する。
【００１９】本発明によると、制御装置２５を有する遮
蔽コイル系２２は、安定磁界磁石コイル系の回り又は内
に同心円状に配置される。望ましい実施例では、活性自
己遮蔽を有する安定磁界磁石系に用いられるこの場合の
遮蔽コイル系は３つの対のコイル部分２４軸方向に見て
主磁石１の第１の磁石コイル系２６用巻型に取付けられ
る内部対２４１と外部対２４３と、主磁石１の第２の磁
石コイル系２８用巻型に配置される中央対２４２とから
なる。遮蔽及び磁界均一性はコイル対２４１の軸方向長
及び巻線構造により特に最適化されうる。
蔽コイル系２２は、安定磁界磁石コイル系の回り又は内
に同心円状に配置される。望ましい実施例では、活性自
己遮蔽を有する安定磁界磁石系に用いられるこの場合の
遮蔽コイル系は３つの対のコイル部分２４軸方向に見て
主磁石１の第１の磁石コイル系２６用巻型に取付けられ
る内部対２４１と外部対２４３と、主磁石１の第２の磁
石コイル系２８用巻型に配置される中央対２４２とから
なる。遮蔽及び磁界均一性はコイル対２４１の軸方向長
及び巻線構造により特に最適化されうる。
【００２０】課せられた要求を満足する多くのコイル構
造が実現可能であることは既に述べた。単純な解決策は
長さの単位ごとに均一の巻回数を有する有限長を有する
単純ソレノイドコイルからなる。計算は、ソレノイドの
長さと径の比の関数として、コイルのこのタイプの遮蔽
率１が１．７５の長さと径の比に対して達成されること
を示す。コイルがより長い時、外部磁界変化は過補償さ
れ、一方より短いコイルは外部磁界に対し不適切に補償
される。
造が実現可能であることは既に述べた。単純な解決策は
長さの単位ごとに均一の巻回数を有する有限長を有する
単純ソレノイドコイルからなる。計算は、ソレノイドの
長さと径の比の関数として、コイルのこのタイプの遮蔽
率１が１．７５の長さと径の比に対して達成されること
を示す。コイルがより長い時、外部磁界変化は過補償さ
れ、一方より短いコイルは外部磁界に対し不適切に補償
される。
【００２１】０．８７５の長さと径の比は実際のＭＲ磁
石に対して実質的ではない。図２を参照して説明した実
施例では、遮蔽率１を有する実質的により短いコイル径
は異なる直径で、共に閉じた超電導回路を構成する２つ
の同軸コイルを用いることにより得られる。高磁界均一
性がコイル内に作られるように遮蔽コイル径を設計する
ことが望ましい。均一性の乏しい場合に、等中心外の遮
蔽率が等中心内の遮蔽率に等しくないので、かかる高均
一性は望ましい；この差は極端に大きくはならない。更
に、ネット誘導結合が超電導磁石と超電導遮蔽コイルと
の間に存在する場合、その残留抵抗で生じる磁石の磁界
ドリフトは、外部干渉磁界により誘起された電流変化よ
りずっと大きくなりがちである遮蔽コイルに電流を誘起
し；このドリフト誘起電流の磁界は磁石系の均一性に逆
効果を有さない。往復誘起が遮蔽コイルと磁石コイルの
間で生じる時、誘導結合により誘起されたコイル電流の
変化は遮蔽コイル構成の計算で考慮されなければならな
い。一次コイルの消滅の場合の第２の装置の大きい電流
を防止するため、往復誘起が略ゼロになることが望まし
い。
石に対して実質的ではない。図２を参照して説明した実
施例では、遮蔽率１を有する実質的により短いコイル径
は異なる直径で、共に閉じた超電導回路を構成する２つ
の同軸コイルを用いることにより得られる。高磁界均一
性がコイル内に作られるように遮蔽コイル径を設計する
ことが望ましい。均一性の乏しい場合に、等中心外の遮
蔽率が等中心内の遮蔽率に等しくないので、かかる高均
一性は望ましい；この差は極端に大きくはならない。更
に、ネット誘導結合が超電導磁石と超電導遮蔽コイルと
の間に存在する場合、その残留抵抗で生じる磁石の磁界
ドリフトは、外部干渉磁界により誘起された電流変化よ
りずっと大きくなりがちである遮蔽コイルに電流を誘起
し；このドリフト誘起電流の磁界は磁石系の均一性に逆
効果を有さない。往復誘起が遮蔽コイルと磁石コイルの
間で生じる時、誘導結合により誘起されたコイル電流の
変化は遮蔽コイル構成の計算で考慮されなければならな
い。一次コイルの消滅の場合の第２の装置の大きい電流
を防止するため、往復誘起が略ゼロになることが望まし
い。
【００２２】遮蔽コイル系の電流巻線を通る電流強度が
比較的低いので、比較的低いＩｃを有する超電導器、例
えば超電導性コアワイヤと非超電導シースからなる単一
電流導体を用いることも通常可能である。
比較的低いので、比較的低いＩｃを有する超電導器、例
えば超電導性コアワイヤと非超電導シースからなる単一
電流導体を用いることも通常可能である。
【図１】本発明による磁気共鳴装置を概略的に示す図で
ある。
ある。
【図２】かかる装置のコイル系の一実施例を示す図であ
る。
る。
１ 電流コイル系
２ コイル
３ 測定空間
４ 勾配コイル
５ ＲＦコイル
６ 信号増幅器
８ 位相感知増幅器
１０ 演算及び制御装置
１２ 変調器
１４ ＲＦ供給源
１６，１７ 供給源
１８ ＲＦ発振器
２０ モニタ
２２ 遮蔽コイル系
２４ コイル部
２５ 制御装置
２６，２８ 磁石コイル系
２４１ 内部対
２４２ 中央対
２４３ 外部対
Claims (10)
- 【請求項１】 磁石内の測定空間に磁界を発生する超
電導性静止磁界磁石コイル系と、静止磁界磁石コイル系
と同軸であるよう配置される超電導性遮蔽コイル系から
なる磁気共鳴装置であって、遮蔽コイル系は異なる直径
のコイル部からなることを特徴とする磁気共鳴装置。 - 【請求項２】 遮蔽コイル系は超電導ソレノイドから
なることを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴装置。 - 【請求項３】 遮蔽コイル系は２つの互いに異なる直
径を有する３つの直列接続され同軸に取付けられたコイ
ル対からなることを特徴とする請求項１又は２記載の磁
気共鳴装置。 - 【請求項４】 遮蔽コイル系は静止磁界磁石の磁石コ
イル用巻型に取付けられたコイル対部分からなることを
特徴とする請求項１，２及び３のうちいずれか一項記載
の磁気共鳴装置。 - 【請求項５】 静止磁界磁石コイル系はそれ自体漂遊
磁界を遮蔽するよう構成され、遮蔽コイル系の磁石コイ
ル部が漂遊磁界遮蔽コイルと同様実際の磁石コイルの巻
型に取付けられることを特徴とする請求項４記載の磁気
共鳴装置。 - 【請求項６】 遮蔽コイル系は反対極性で活性化する
よう互いに軸方向にオフセットして２つのコイル系から
なることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一
項記載の磁気共鳴装置。 - 【請求項７】 遮蔽コイル系のコイル部は非超電導シ
ースを設けた単一超電導ワイヤを用いて巻回されること
を特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の
磁気共鳴装置。 - 【請求項８】 超電導スイッチは遮蔽コイル系の超電
導磁石コイル回路に含まれることを特徴とする請求項１
乃至７のうちいずれか一項記載の磁気共鳴装置。 - 【請求項９】 遮蔽コイル系は超電導材のブッシュか
らなることを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴装置。 - 【請求項１０】 第１のコイル系の磁石コイルと同軸
に、外部磁束変化により磁石系に誘導された磁界変化を
補償するため異なる直径の磁石コイルからなる超電導遮
蔽コイル系が設けられていることを特徴とする安定磁界
を発生する超電導磁石系。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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