JPH05269098A - 核磁気共鳴イメージング診断装置 - Google Patents

核磁気共鳴イメージング診断装置

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JPH05269098A
JPH05269098A JP4070561A JP7056192A JPH05269098A JP H05269098 A JPH05269098 A JP H05269098A JP 4070561 A JP4070561 A JP 4070561A JP 7056192 A JP7056192 A JP 7056192A JP H05269098 A JPH05269098 A JP H05269098A
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JP
Japan
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coil
magnetic field
superconducting
liquid nitrogen
resonance imaging
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Pending
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JP4070561A
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English (en)
Inventor
Masaji Kitamura
正司 北村
Katsuzo Aihara
勝蔵 相原
Koichi Oka
晧一 岡
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Hitachi Cable Ltd
Hitachi Ltd
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Hitachi Cable Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】傾斜磁場コイルと傾斜磁場のアクティブシール
ドコイルの間隔を広げて、両コイルの起磁力を低減した
核磁気共鳴イメージング診断装置の提供。 【構成】核磁気共鳴イメージング診断装置の超電導マグ
ネットとして、液体窒素温度以上の温度で動作する超電
導々体と非磁性強度部材とで巻回形成されたコイルを用
いたことを特徴とする核磁気共鳴イメージング診断装
置。 【効果】傾斜磁場コイルの電源容量が小さくでき、コイ
ルのコンパクト化が可能になる。また、液体窒素を使用
するので、ランニングコストを低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導マグネットを用
いた核磁気共鳴イメージング診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の核磁気共鳴イメージング診断装置
の超電導マグネットとしては、例えば、金属系超電導導
体のコイルを液体ヘリウム容器に収納し、該液体ヘリウ
ム容器を真空断熱容器に収納して、これら両容器の間に
は熱輻射シールドを形成し、常温の真空断熱容器から極
低温の液体ヘリウム容器への熱侵入量を極めて少なくし
たマグネットが知られている(特公平3−40489号
号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来技術では、
常温の真空断熱容器から極低温の液体ヘリウム容器の間
にある程度の断熱距離をとる必要があり、そのために真
空断熱容器が大きくなって、傾斜磁場コイルと傾斜磁場
のアクティブシールドコイルとの間隔を大きくとること
ができず、所定の傾斜磁場強度を得るために上記二種の
コイルの起磁力を大きくせざるを得ないと云う問題があ
った。
【0004】本発明の目的は、傾斜磁場コイルと傾斜磁
場のアクティブシールドコイルとの起磁力を低減した核
磁気共鳴イメージング診断装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題は、核磁気共鳴
イメージング診断装置用の超電導マグネットとして、液
体窒素温度以上の温度で動作する超電導々体と非磁性強
度部材とを巻回した超電導コイルを用いることにより解
決される。本発明の要旨は次のとおりである。
【0006】(1)被検体を載置するベッドと、該被検
体をとり囲む核磁気共鳴信号検出用RFコイルと、該R
Fコイルの外周に設置する傾斜磁場コイルと、該傾斜磁
場コイルの外周に設置する傾斜磁場のアクティブシール
ドコイルと、該アクティブシールドコイルの外周に設置
する均一磁場発生超電導マグネットと、該RFコイルの
発信器および受信器と、該傾斜磁場コイルおよび該傾斜
磁場のアクティブシールドコイル用電源と、該発信器、
受信器および傾斜磁場コイル電源のパルスシークエンス
指令装置と、該指令装置の制御および断層画像解析用コ
ンピュータと、該断層画像表示装置からなる核磁気共鳴
イメージング診断装置において、前記マグネットの超電
導コイル用導体として、液体窒素温度以上の温度で動作
する超電導々体からなり、該超電導コイルが液体窒素容
器内に収納され、該液体窒素容器が断熱真空容器内に収
納されていることを特徴とする核磁気共鳴イメージング
診断装置。
【0007】(2)前記(1)に記載の核磁気共鳴イメ
ージング診断装置において、前記マグネットの超電導コ
イル用導体として、液体窒素温度以上の温度で動作する
超電導体と非磁性強度部材とで形成されていることを特
徴とする核磁気共鳴イメージング診断装置。
【0008】(3)前記(1)に記載の核磁気共鳴イメ
ージング診断装置において、前記マグネットの超電導コ
イル用導体として、超電導導体が非磁性強度部材を内包
して形成されていることを特徴とする核磁気共鳴イメー
ジング診断装置。
【0009】
【作用】従来の超電導マグネットでは、該マグネットコ
イルを収納する液体ヘリウム容器壁とそれを収納する常
温の真空断熱容器壁との温度差は約300℃にもなる。
【0010】本発明では、超電導々体として液体窒素温
度以上の温度で動作する超電導体を使用するので、液体
窒素を用いることができるため、該コイルを収納する液
体窒素容器壁と真空断熱容器壁の温度差を200℃程度
にすることができる。この結果、前記両容器間の断熱距
離を従来より小さくすることができる。これによって、
真空断熱容器の厚さをその分薄くすることができ、互い
に逆方向の磁場を発生する傾斜磁場コイルと傾斜磁場の
アクティブシールドコイルとの間隔を従来より広くとれ
るので、所望の傾斜磁場強度を達成するために必要な両
コイルの起磁力を従来より低減することができる。
【0011】また、液体窒素温度以上の温度で動作する
超電導々体としては、酸化物系の超電導体が考えられ
る。しかし、これは従来の金属系超電導体と比較して機
械的強度が劣るが、本発明では、非磁性強度部材と共に
巻回して超電導コイルを形成するので機械強度を十分確
保することができ、超電導コイルを安定に動作させるこ
とができる。なお、本発明の超電導々体は非磁性強度部
材を内包させて形成しても同様の作用効果が得られる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。
【0013】図1は、本発明の一実施例による超電導マ
グネットの模式断面図である。超電導コイルは、紙面の
左右に対称に配置した2個1組とする3種類の超電導コ
イル1、1′、2、2′、3、3′より構成され、これ
らは電気的に直列接続されている。運転時、これらのコ
イルは永久電流状態の閉回路を形成し、マグネット中央
部に核磁気共鳴用の均一磁場Bを発生する。なお、超電
導コイルの導体としては、液体窒素温度以上の温度で動
作する酸化物系超電導体を使用している。
【0014】超電導コイルは液体窒素容器4に収納さ
れ、これを真空断熱容器5内に収納してある。真空断熱
容器5の外周側には、超電導コイルによる漏れ磁場を低
減する鉄製の磁気シールド6が取付けてある。一方、真
空断熱容器5の内周側には、核磁気共鳴信号検出用RF
コイル9、傾斜磁場コイル8、傾斜磁場のアクティブシ
ールドコイル7が設置されている。傾斜磁場コイル8と
アクティブシールドコイル7は電気的に直列接続してあ
り、これらのコイルが発生する磁場の向きは互いに逆方
向となるように構成されている。傾斜磁場のアクティブ
シールドコイル7は傾斜磁場が径方向外側に漏れて超電
導コイルに悪影響を及ぼすことを防止している。
【0015】本実施例は、磁気シールド6により漏れ磁
場を防ぐパッシブシールド方式であるが、漏れ磁場のシ
ールド方式は本実施例に限るものではなく、超電導コイ
ルの外側に逆向きの磁場を発生させる超電導キャンセル
コイルを取付けたアクティブシールド方式や、上記パッ
シブシールド方式とアクティブシールド方式の中間であ
るハイブリッド方式等の超電導マグネットにも適用する
ことができる。
【0016】図2は、本実施例の超電導コイル1、
1′、2、2′あるいは3、3′の拡大模式断面図であ
る。酸化物系超電導々体10は、従来の金属系超電導々
体と比較して機械的強度が劣るので、電磁力や冷却の熱
応力によるコイルの変形を防止するために、超電導々体
10を平板状の非磁性強度部材11と一緒に非磁性巻枠
12の回りに巻き付けてある。これにより機械強度を確
保できるので、超電導コイルを永久電流状態で安定に動
作させることができる。
【0017】また、図2では、平板状の非磁性強度部材
11が超電導々体10の巻回方向に積層されているの
で、径方向に働く強力な電磁力によって超電導々体10
内部に発生する引張り応力の低減に有効である。
【0018】なお、上記非磁性強度部材11の形状は、
平板状に限るものではなく、超電導々体10と非磁性強
度部材11を一緒に巻回して機械的に強固な超電導コイ
ルを形成することができればよい。例えば、超電導々体
10に非磁性強度部材11が内包したような形状でも前
記と同様の作用、効果を得ることができる。
【0019】図3は、本実施例の核磁気共鳴イメージン
グ診断装置の全体構成図である。被検体15(例えば人
体)を載置するベッド14、被検体15をとり囲む核磁
気共鳴信号検出用RFコイル9、傾斜磁場コイル8、傾
斜磁場のアクティブシールドコイル7、超電導マグネッ
ト13と傾斜磁場コイル8および傾斜磁場のアクティブ
シールドコイル7用の電源16、RFコイル9のRF送
信器18およびRF受信器17、傾斜磁場およびRFの
パルスシークエンス指令装置19、装置全体の制御およ
び断層画像解析用コンピュータ20、断層画像表示装置
21から構成される。
【0020】上記の診断装置は、均一磁場Bと傾斜磁場
を重ね合わせた磁場のもとでRFコイル9により核磁気
共鳴を生じさせ、これを適当なシークエンスで繰り返し
ながら、受信器17で検出した核磁気共鳴信号をコンピ
ュータ20で解析して、被検体15の断層画像を表示装
置21に映し出す。
【0021】上記実施例では、常温の真空断熱容器5と
液体窒素容器4の温度差は200℃程度になっているの
で、液体ヘリウム温度で動作する金属系超電導々体を使
用した従来方式の超電導マグネットと比較して、容器
4、5間の断熱距離を短くすることができ、傾斜磁場コ
イル8と傾斜磁場のアクティブシールドコイル7の間隔
を上記断熱距離を短くした分だけ大きくすることが可能
になる。この結果、アクティブシールドコイル7がマグ
ネット中央部に作る逆方向の磁場が、従来と比べて相対
的に小さくなるので、所定の磁場強度を得るための傾斜
磁場コイル8の起磁力を従来マグネットより低減するこ
とができる。従って、シールドすべき傾斜磁場も小さく
なるので、アクティブシールドコイル7の起磁力も低減
することができる。
【0022】なお、前記の真空断熱容器5と液体窒素容
器4との間に熱輻射シールドを設けてもよい。この場合
には、容器4、5間の断熱距離を更に短くすることがで
きる。
【0023】本実施例によれば、傾斜磁場コイル8およ
びアクティブシールドコイル7の起磁力を従来より小さ
くできるので、傾斜磁場コイル用電源16の容量を小さ
くできる効果がある。また、傾斜磁場コイル8および傾
斜磁場のアクティブシールドコイル7のコンパクト化を
図ることができる。
【0024】また、超電導コイルの機械強度を従来のも
のと同程度にできるのでマグネットの信頼性を向上する
効果がある。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、傾斜磁場コイルと傾斜
磁場のアクティブシールドコイルの起磁力を従来より小
さくすることができるのでコイルのコンパクト化を図る
ことができ、かつ、傾斜磁場コイルの電源容量を小さく
ことができる。
【0026】また、冷却に液体窒素を使用できるので、
ランニングコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による超電導マグネットの模
式断面図である。
【図2】本発明の小超電導コイルの拡大模式断面図であ
る。
【図3】本発明の核磁気共鳴イメージング診断装置の全
体構成図である。
【符号の説明】
1、1′、2、2′、3、3′…超電導コイル、4…液
体窒素容器、5…真空断熱容器、6…磁気シールド、7
…傾斜磁場のアクティブシールドコイル、8…傾斜磁場
コイル、9…RFコイル、10…超電導々体、11…非
磁性強度部材、12…巻枠、13…超電導マグネット、
14…ベッド、15…被検体、16…傾斜磁場コイル用
電源、17…RF受信器、18…RF発信器、19…パ
ルスシークエンス指令装置、20…コンピュータ、21
…断層画像表示装置。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 8932−4C A61B 5/05 360 8203−2G G01R 33/22 ZAA M 8203−2G ZAA S 8203−2G ZAA T (72)発明者 岡 晧一 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社システムマテリアル研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検体を載置するベッドと、該被検体をと
    り囲む核磁気共鳴信号検出用RFコイルと、該RFコイ
    ルの外周に設置する傾斜磁場コイルと、該傾斜磁場コイ
    ルの外周に設置する傾斜磁場のアクティブシールドコイ
    ルと、該アクティブシールドコイルの外周に設置する均
    一磁場発生超電導マグネットと、該RFコイルの発信器
    および受信器と、該傾斜磁場コイルおよび該傾斜磁場の
    アクティブシールドコイル用電源と、該発信器、受信器
    および傾斜磁場コイル電源のパルスシークエンス指令装
    置と、該指令装置の制御および断層画像解析用コンピュ
    ータと、該断層画像表示装置からなる核磁気共鳴イメー
    ジング診断装置において、前記マグネットの超電導コイ
    ル用導体として、液体窒素温度以上の温度で動作する超
    電導々体からなり、該超電導コイルが液体窒素容器内に
    収納され、該液体窒素容器が断熱真空容器内に収納され
    ていることを特徴とする核磁気共鳴イメージング診断装
    置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の核磁気共鳴イメージング
    診断装置において、前記マグネットの超電導コイル用導
    体として、液体窒素温度以上の温度で動作する超電導体
    と非磁性強度部材とで形成されていることを特徴とする
    核磁気共鳴イメージング診断装置。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の核磁気共鳴イメージング
    診断装置において、前記マグネットの超電導コイル用導
    体として、超電導導体が非磁性強度部材を内包して形成
    されていることを特徴とする核磁気共鳴イメージング診
    断装置。
JP4070561A 1992-03-27 1992-03-27 核磁気共鳴イメージング診断装置 Pending JPH05269098A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013175928A1 (ja) * 2012-05-21 2013-11-28 株式会社 東芝 磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用の磁石

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WO2013175928A1 (ja) * 2012-05-21 2013-11-28 株式会社 東芝 磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用の磁石
JP2014000388A (ja) * 2012-05-21 2014-01-09 Toshiba Corp 磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用の磁石
US9784808B2 (en) 2012-05-21 2017-10-10 Toshiba Medical Systems Corporation Magnetic resonance imaging apparatus and magnet for magnetic resonance imaging apparatus

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