JPH05285118A - 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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JPH05285118A
JPH05285118A JP4112305A JP11230592A JPH05285118A JP H05285118 A JPH05285118 A JP H05285118A JP 4112305 A JP4112305 A JP 4112305A JP 11230592 A JP11230592 A JP 11230592A JP H05285118 A JPH05285118 A JP H05285118A
Authority
JP
Japan
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magnetic field
heat
temperature
gradient magnetic
generating means
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Pending
Application number
JP4112305A
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English (en)
Inventor
Masahiro Iizuka
正弘 飯塚
Hitoshi Yoshino
仁志 吉野
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corp filed Critical Hitachi Medical Corp
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Publication of JPH05285118A publication Critical patent/JPH05285118A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】傾斜磁場コイルが大電流かつ高頻度で使用する
場合でも、傾斜磁場コイルの発熱による静磁場強度の変
化を確実に防止することにある。 【構成】傾斜磁場コイル8からの熱をヒートパイプ16
の吸熱部30で吸収し、この熱を外部空間に突出した放
熱部31で放熱する。また、傾斜磁場コイル8の近傍の
複数の温度センサ34で温度を検出し、この検出温度と
設定温度とを比較して検出温度が高い場合には放熱ファ
ン33を回して熱伝達量を多くし、検出温度が低い場合
には熱伝達量を低くまたは停止させる。 【効果】傾斜磁場コイル8から発生する熱をヒートパイ
プ16により外部へ放熱すると共に外部への熱伝達量を
可変制御することにより、熱による静磁場強度の変化を
防止でき、磁気回路の温度制御が容易となるため、ぼけ
や歪の無い良好な画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は永久磁石を用いた磁気共
鳴イメージング装置に係り、特に傾斜磁場発生手段から
の発熱によって生じる静磁場強度変化の防止手段に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の磁気共鳴イメージング装置を図6
及び図7を参照して説明する。被検体6を挿入する測定
空間5を介して距離Lで相対させた円板状の磁極片1
a、1bが配置されている。この磁極片1a、1bの相
対する面の周縁部には環状の突起部7が設けられてお
り、磁束が測定空間5の周辺に漏洩するのを抑制し、磁
場の均一を図っている。この環状突起部7の周縁部にそ
れぞれ蓋をするように傾斜磁場コイル8a、8bが取り
付けられ、X,Y,Z方向に傾斜磁場を加える。
【0003】磁極片1a、1bの外面には極性の異なる
一対の永久磁石2a、2bがそれぞれ密着状態に当接さ
れており、永久磁石2a、2bの外面には一対の矩形状
の継鉄板3a、3bが当接されている。また、所定の距
離に隔てられた継鉄板3a、3bの間の4隅を4本の継
鉄棒4で機械的かつ磁気的に接続しており、継鉄板3
a、3bと共に継鉄を形成して永久磁石2a、2bを支
持する。この形成された継鉄は、磁極片1a、1b、永
久磁石2a、2bと共に磁気的に結合して磁気回路を形
成し、測定空間5に静磁場を発生させる。
【0004】この磁気回路は永久磁石2a→磁極片1a
→磁極片1b→永久磁石2b→継鉄板3b→継鉄棒4→
継鉄板3a→永久磁石2aの順で形成される。発生した
静磁場の均一度は、均一度=(ある空間の磁場変化量/
中心磁場強度)×106ppmで表され、継鉄板3bを
距離Lが伸縮する方向へ移動させて調整できるが、一般
に距離Lと磁極片1a、1bの直径D0との関係はD0
2Lとされている。そして、この磁気回路を温度変化か
ら防ぐため、磁気回路全体を覆うように断熱壁9が設け
られている。この断熱壁9は発泡プラスチックなどの断
熱材10により形成している。そして、化粧カバー11
により断熱壁9などを覆って外壁を構成している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】永久磁石を使用してい
る磁気共鳴イメージング装置は、電力消費が全く無く運
転維持費も少なくて済むなどの利点を有しているが周囲
温度の変化により静磁場強度が変化するという欠点を有
している。磁気共鳴イメージング装置においては、静磁
場に傾斜磁場を加えて検査部位を磁場の大きさに対応さ
せ、該検査部位に応じた共鳴周波数を発生させ、この共
鳴周波数を持つ磁気共鳴信号を検出して検査部位の特定
を行うようにしている。
【0006】このため、静磁場の強度が周囲温度の影響
を受けて変化すると、検査部位の特定に誤差を生じるこ
とになり、結局この検査部位の位置のずれから画像の
歪、ぼけ、ちらつきなどの原因となる。前記静磁場強度
が変化する場合の温度係数は、一般的に−1000pp
m/℃、すなわち温度が1度上昇すると静磁場強度が1
000ppm弱くなる。画像上で問題にならない静磁場
強度の変化限度は、一般に5ppm/撮影時間であると
されているので、温度変化を撮影時間内に5/1000
℃以内に抑えなければならない。
【0007】このような周囲温度の変化の影響を減少さ
せるものとして、上記従来の装置においては、磁気回路
全体を覆う断熱壁9とこの断熱壁に取り付けた温度調整
用ヒータとを備えていた。しかし、近年の磁気共鳴イメ
ージング装置は、従来使用していたスピンエコー法と異
なり、傾斜磁場コイル8a、8bに印加する電流値が大
きく、しかも使用頻度の高い高速撮像法が要求されてき
ている。これにより、傾斜磁場コイル8a、8bの発熱
量が多くなってきており、この発熱量は温度制御ヒータ
の発熱量の1/2以上にも達している。
【0008】その結果、上記従来装置では傾斜磁場コイ
ル8a、8bの発熱がそのまま磁極片1a、1b及び永
久磁石2a、2bに伝導して温度を変化させることとな
り、磁気回路を所望の温度範囲内に制御することが困難
であった。従って、静磁場が均一にならず良好な画像を
得られないときがあった。
【0009】また、これらの問題を解決するものとし
て、図8乃至図11の特開平3−258243号及び特
開平3−210235号に記載されているものがある。
これは傾斜磁場コイル8あるいは磁極片1に通気孔を開
けて、この通気孔より傾斜磁場コイル8で暖められた空
気を逃がすというものであった。しかし、これでは下側
のコイルの場合には自然対流現象により空気が逃げてい
くが、上側のコイルでは暖められた空気が溜ってしま
う。また、これを解決するためにファンを設けて強制的
に空気を逃がす方法があるが、この場合では空隙からの
熱は抑えられるが傾斜磁場コイル8と磁極片1の接合部
分からの熱が少しではあるが伝達する。つまり、傾斜磁
場コイル8そのものの温度の変化を抑えるのではなく、
暖められた空気の変化を抑えるものであるため、熱の伝
達が必ず発生していた。
【0010】そこで本発明の目的は、傾斜磁場発生手段
が大電流かつ高頻度で使用する場合でも、傾斜磁場発生
手段自体の発熱を抑え、熱による静磁場強度の変化を確
実に防止することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、被検体が入り得る空隙に対向配置した永久磁石とこ
の永久磁石の空隙側の対局面にそれぞれ固着し均一な静
磁場を発生するための磁極片を有する静磁場発生手段
と、前記静磁場にX,Y,Zの各方向に対応する傾斜磁
界を発生する傾斜磁場発生手段と、被検体に電磁波を照
射する高周波送信コイルと、前記電磁波を受けた後に被
検体から発生する共鳴信号を検出する高周波受信コイル
と、この検出信号により被検体の物理的性質を表す画像
を得る画像再構成手段とを有する磁気共鳴イメージング
装置において、上記X,Y,Z方向の傾斜磁場発生手段
のうち少なくとも一方向の傾斜磁場発生手段と上記永久
磁石との間に設置して傾斜磁場発生手段から外部空間へ
熱を伝達する熱伝達手段と、前記傾斜磁場発生手段の温
度を検出する検出手段と、この検出温度と設定温度とを
比較して前記熱伝達手段の熱伝達量を可変制御する制御
手段とを備えたものである。
【0012】
【作用】傾斜磁場発生手段から発生する熱を熱伝達手段
により吸熱して、この吸収した熱を外部空間まで伸長し
た熱伝達手段まで伝達し、外部空間で放熱する。また、
傾斜磁場発生手段の近傍の検出手段により温度を検出
し、この検出温度と設定温度とを比較して、検出温度が
高い場合には熱伝達量を多くし、逆に検出温度が低い場
合には熱伝達量を低くまたは停止させる。これにより、
傾斜磁場発生手段の発熱を防ぎ温度を均一にすることが
でき、磁気回路内の温度変化を無くし、その結果静磁場
を均一にすることができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1乃至図5によ
り説明する。図1は本実施例の要部断面図、図2は本実
施例のヒートパイプ取付図、図3は本実施例の放熱制御
の構成図、図4は吸熱フィンの取付斜視図、図5はヒー
トパイプの原理説明図である。1は永久磁石2からの磁
束を散乱させず均一磁場とする磁極片、2は静磁場を発
生させるための永久磁石、3は永久磁石2と当接した継
鉄板である。磁極片1と永久磁石2と継鉄板3は被検体
を挟んで対向配置する。4は磁極片1、永久磁石2、継
鉄板3とを磁気的に結合し磁気回路を形成する継鉄棒、
8は傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルで磁極片1と取
付部材を介して取り付けられている。
【0014】10は磁気回路の温度を調整する断熱材、
12は断熱材10に密着した金属板、13は磁気回路の
温度制御を行うヒータで金属板12に複数個設けられて
いる。これらの断熱材10、金属板12、ヒータ13に
より断熱壁14を形成して磁極片1、永久磁石2、継鉄
板3を覆っている。15は傾斜磁場コイル8と永久磁石
2の間に設けた空隙、16は傾斜磁場コイル8から発生
する熱を吸収する吸熱部30と及び熱を放射する放熱部
31からなるヒートパイプである。
【0015】このヒートパイプ16の吸熱部30は熱伝
導率の高い接着剤20で傾斜磁場コイル8に接合されて
おり、放熱部31は自由空間に突出している。この放熱
部31にはより多く放熱する機構としてフィン32が取
り付けられている。そして、フィン32からの放熱をよ
り強制的に早めるための放熱ファン33が前記磁極片1
と傾斜磁場コイル8とを連結する取付部材にフィン32
へ向けて取り付けられている。
【0016】次にヒートパイプ16の原理を図5により
説明する。ヒートパイプ16内には液体が減圧封入され
ており、吸熱部51が加熱されると管壁53より熱を奪
い液体が蒸発し、蒸気54は他端の放熱部52へ急進す
る。放熱部52では蒸気54の熱は管壁53より外部へ
放熱され、その結果蒸気54は冷却し凝縮して液体に戻
り、毛細管現象により吸熱部51へ返される。このよう
にヒートパイプ16の一端が加熱されるとパイプ内部で
は液体が蒸発、凝縮の還流のサイクルが構成される。ま
た、ヒートパイプ16の熱伝達量は吸熱部51と放熱部
52との温度差で決定する。これは放熱面積が十分に広
い場合であり、十分な広さが無い場合は温度差ではなく
放熱面積の広さで決定する。さらにこの他に熱伝達量を
決定する要因としては放熱面に触れる空気の熱伝達率の
大きさで決定する。つまり、放熱面へ風を吹きかけると
熱伝達率は大きくなり熱伝達量も大きくなる。
【0017】次に本実施例におけるヒートパイプ16の
構成及び動作を説明する。ヒートパイプ16の吸熱部3
0は熱伝導率の高い接着剤20で傾斜磁場コイル8に沿
った形で複数個接合されており、放熱部31は磁極片1
及び断熱材10を貫通して自由空間に突出している。ま
た、この放熱部31は中に封入された液体の熱が伝達し
やすいように上に傾いており、さらに放熱効果を高める
ためにフィン32が取り付けられている。また、温度セ
ンサ34が傾斜磁場コイル8の温度をムラ無く測定する
ため複数個取り付けられており、この検出した温度を温
度制御回路35で設定温度と比較し、この比較結果より
フィン32に風が当たるよう磁極片1の取付部材に設け
た放熱ファン33の風量を制御する。
【0018】本実施例の動作を説明すると、高速撮像法
などにより被検体を撮影する場合、傾斜磁場コイル8
a、8bには大電流が流れかつ高頻度で使用するため、
傾斜磁場コイル8a、8bから熱を発生する。そして、
この熱は傾斜磁場コイル8a、8bのに取り付けられた
ヒートパイプ16の吸熱部30へ伝達される。吸熱部3
0へ伝達された熱はヒートパイプ16の原理により放熱
部31へ伝達され、今度は管壁を伝達しフィン32に送
られ自由空間に熱を放射する。このとき、傾斜磁場コイ
ル8a、8bに複数個所設けた温度センサ34により温
度を検出し、温度制御回路35により検出温度と設定温
度とを比較する。そして、この比較結果により放熱ファ
ン33の制御を行う。
【0019】つまり、検出温度が設定温度より非常に高
い場合には放熱ファン33の風量を多くし、検出温度が
設定温度より少し高い場合には放熱ファン33からの風
量を少しにして、さらに検出温度が設定温度と同じまた
は低い場合には放熱ファン33を停止する。ここで大気
の自然対流現象により上部の傾斜磁場コイル8aよりも
下部の傾斜磁場コイル8bの方が放熱しやすいため、上
下の傾斜磁場コイル8a、8bの温度が異なり、静磁場
均一度が乱れてしまう可能性があるが、この場合には上
下の温度センサ34に対応してそれぞれ温度制御回路3
5を設けて個々に制御する。
【0020】以上により、傾斜磁場コイル8a、8bが
蒸発した場合にヒートパイプ16で熱を吸収、放射する
ため、傾斜磁場コイル8からの発熱を抑えることができ
る。また、傾斜磁場コイル8a、8bの温度によりヒー
トパイプ16の熱伝達量を変化させるため、傾斜磁場コ
イル8a、8bの温度を一定にでき磁気回路の温度制御
が容易になる。
【0021】また、傾斜磁場コイル8a、8bとヒート
パイプ16との接合に接着剤20の代わりに図4に示す
ようなフィン40で接合することにより、吸熱面積を多
くすることができ、より多くの熱の伝達ができ磁気回路
の温度が安定する。さらに本実施例ではヒートパイプ1
6により熱の伝達を行ったが、液体をパイプ内部で循環
させて傾斜磁場コイル8a、8bを冷却するようにして
も同様の効果を得られる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、傾斜磁場発生手段から
発生する熱を熱伝達手段により外部へ放熱することによ
り、傾斜磁場発生手段が大電流かつ高頻度で使用される
場合でも熱による静磁場強度の変化を防止できる。ま
た、外部への熱伝達の熱伝達量を可変制御することによ
り、磁気回路の温度制御が容易となる。以上により、ぼ
けや歪の無い良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す要部断面図
【図2】本発明の一実施例のヒートパイプ取付図
【図3】本発明の一実施例の放熱制御の構成図
【図4】本発明のヒートパイプの他の取付け例を示す図
【図5】ヒートパイプの原理説明図
【図6】従来の磁気共鳴イメージング装置の静磁場発生
装置を示す図
【図7】従来の磁気共鳴イメージング装置の全体斜視図
【図8】傾斜磁場コイルに通気孔を設けた放熱機構を示
す図
【図9】図8における横断面図
【図10】磁極片に通気孔を設けた放熱機構を示す図
【図11】図10の放熱機構にファンを取り付けた図
【符号の説明】
1 磁極片 2 永久磁石 8 傾斜磁場コイル 16 ヒートパイプ 32 フィン 33 放熱ファン 34 温度センサ 35 温度制御回路
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 8203−2G G01R 33/22 S

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検体が入り得る空隙に対向配置した永久
    磁石とこの永久磁石の空隙側の対局面にそれぞれ固着し
    均一な静磁場を発生するための磁極片を有する静磁場発
    生手段と、前記静磁場にX,Y,Zの各方向に対応する
    傾斜磁界を発生する傾斜磁場発生手段と、被検体に電磁
    波を照射する高周波送信コイルと、前記電磁波を受けた
    後に被検体から発生する共鳴信号を検出する高周波受信
    コイルと、この検出信号により被検体の物理的性質を表
    す画像を得る画像再構成手段とを有する磁気共鳴イメー
    ジング装置において、上記X,Y,Z方向の傾斜磁場発
    生手段のうち少なくとも一方向の傾斜磁場発生手段と上
    記永久磁石との間に設置して傾斜磁場発生手段から外部
    空間へ熱を伝達する熱伝達手段と、前記傾斜磁場発生手
    段の温度を検出する検出手段と、この検出温度と設定温
    度とを比較して前記熱伝達手段の熱伝達量を可変制御す
    る制御手段とを備えたことを特徴とする磁気共鳴イメー
    ジング装置。
JP4112305A 1992-04-06 1992-04-06 磁気共鳴イメージング装置 Pending JPH05285118A (ja)

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