JPH0564634A - 磁石装置 - Google Patents
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- JPH0564634A JPH0564634A JP3318742A JP31874291A JPH0564634A JP H0564634 A JPH0564634 A JP H0564634A JP 3318742 A JP3318742 A JP 3318742A JP 31874291 A JP31874291 A JP 31874291A JP H0564634 A JPH0564634 A JP H0564634A
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Abstract
(57)【要約】
［目的］ 磁石装置、特に核磁気共鳴装置での使用に適
した磁石装置を提供する。 ［構成］ 第１磁界を発生する第１超電導コイルアセン
ブリ（Ａ，Ａ′−Ｃ，Ｃ′）と第２磁界を発生する第２
超電導コイルアセンブリ（Ｄ−Ｆ）を備えている磁石装
置（１）であって、第２超電導コイルアセンブリ（Ｄ−
Ｆ）は第１超電導コイルアセンブリ（Ａ，Ａ′−Ｃ，
Ｃ′）と電気的に逆極性及び直列に接続しており、各コ
イルアセンブリ（Ａ，Ａ′−Ｃ，Ｃ′Ｄ−Ｆ）は対応す
る成分がほぼ同一の大きさを有している磁界を発生し
て、それにより作用空間（３）内に生成均一磁界を発生
し、第２磁界は磁石装置（１）の外側に第１磁界に対向
するように構成され、両アセンブリは保護抵抗と並列に
接続されている磁石装置。
した磁石装置を提供する。 ［構成］ 第１磁界を発生する第１超電導コイルアセン
ブリ（Ａ，Ａ′−Ｃ，Ｃ′）と第２磁界を発生する第２
超電導コイルアセンブリ（Ｄ−Ｆ）を備えている磁石装
置（１）であって、第２超電導コイルアセンブリ（Ｄ−
Ｆ）は第１超電導コイルアセンブリ（Ａ，Ａ′−Ｃ，
Ｃ′）と電気的に逆極性及び直列に接続しており、各コ
イルアセンブリ（Ａ，Ａ′−Ｃ，Ｃ′Ｄ−Ｆ）は対応す
る成分がほぼ同一の大きさを有している磁界を発生し
て、それにより作用空間（３）内に生成均一磁界を発生
し、第２磁界は磁石装置（１）の外側に第１磁界に対向
するように構成され、両アセンブリは保護抵抗と並列に
接続されている磁石装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は磁石装置、特に核磁気
共鳴（ＮＭＲ）撮像での使用に適した磁石装置に関す
る。近年ＮＭＲ撮像の技術が開発されて、人体の各部の
撮像が可能になってきている。強い磁界中において人体
内のある種の原子は（歳差運動により）特定の周波数で
共鳴するが、ＮＭＲはこのような性質を利用するもので
ある。人体を横切るように直交磁界の勾配を与えると、
空間的判別を行なうことができる。ＮＭＲ装置の一例が
米国特許第４０２１７２６号に記載されている。こうし
たＮＭＲ撮像技術を実行するためには、磁石の孔によっ
て形成される作用空間内に、強度の大きい一様な磁界を
供給する必要がある。孔内の磁界（以下孔内磁界とい
う）の代表的な磁界強度は２．０Ｔである。従来の磁石
装置でこのような磁界を発生する場合に、孔内磁界と同
時に大きな外部磁界も発生して悪影響を及ぼすという問
題がある。したがって磁石装置を遮へいして、このよう
な外部磁界を制限することが望ましい。通常、磁石装置
の一部をなす鉄シールドを用いて外部磁界を抑制する
か、磁石装置を収容する部屋の壁に鉄板を施こし外部磁
界をこの部屋の中にとじこめたりしている。
共鳴（ＮＭＲ）撮像での使用に適した磁石装置に関す
る。近年ＮＭＲ撮像の技術が開発されて、人体の各部の
撮像が可能になってきている。強い磁界中において人体
内のある種の原子は（歳差運動により）特定の周波数で
共鳴するが、ＮＭＲはこのような性質を利用するもので
ある。人体を横切るように直交磁界の勾配を与えると、
空間的判別を行なうことができる。ＮＭＲ装置の一例が
米国特許第４０２１７２６号に記載されている。こうし
たＮＭＲ撮像技術を実行するためには、磁石の孔によっ
て形成される作用空間内に、強度の大きい一様な磁界を
供給する必要がある。孔内の磁界（以下孔内磁界とい
う）の代表的な磁界強度は２．０Ｔである。従来の磁石
装置でこのような磁界を発生する場合に、孔内磁界と同
時に大きな外部磁界も発生して悪影響を及ぼすという問
題がある。したがって磁石装置を遮へいして、このよう
な外部磁界を制限することが望ましい。通常、磁石装置
の一部をなす鉄シールドを用いて外部磁界を抑制する
か、磁石装置を収容する部屋の壁に鉄板を施こし外部磁
界をこの部屋の中にとじこめたりしている。
【０００２】鉄シールドは高価で邪魔になる。例えば５
ｍの半径の領域外での外部磁界を５．０Ｇ以下にしよう
とすると、１．５ＫＧの孔内磁界を発生する磁石装置に
対して３トンの鉄を必要とするし、２０ＫＧの孔内磁界
発生用の磁石装置をシールドするには、４０トンもの鉄
が必要である。このように多量の鉄を使用すると高価に
なるばかりでなく、鉄シールドを磁石装置へ近づけれ
ば、それだけ孔内磁界が歪んでしまう。このことは精密
に制御された一様な孔内磁界を基本とするＮＭＲ撮像用
磁石装置では特に望ましくない。磁石を遮へいする別の
方法として、例えば米国特許第３６７１９０２号に記載
されているように、磁石の周りにコイルを並置するもの
がある。しかしこの場合には、磁石をシールドするのに
用いられるコイルが小さな局部磁界を発生するので、特
定半径での磁界を決めてから適切な遮へい磁界を与える
コイルを設計するのに複雑な計算が必要となる。しかも
この従来装置は、この発明が関係するような磁界強度と
は異なり、比較的小さな強度の孔内磁界を発生する磁石
を遮へいするよう設計されたものである。また特にＮＭ
Ｒ撮像用には孔内磁界の強さを変化させなければならな
いが、従来装置はこのような点を解決していない。孔内
磁界を変えれば外部磁界も変化するから、各種シールド
コイルに複雑な修正を加える必要が生ずる。例えばシー
ルドコイルを流れる励磁電流を変えるだけではなく、コ
イルの巻数とか磁石に対するコイル位置をも変化させな
ければならない。
ｍの半径の領域外での外部磁界を５．０Ｇ以下にしよう
とすると、１．５ＫＧの孔内磁界を発生する磁石装置に
対して３トンの鉄を必要とするし、２０ＫＧの孔内磁界
発生用の磁石装置をシールドするには、４０トンもの鉄
が必要である。このように多量の鉄を使用すると高価に
なるばかりでなく、鉄シールドを磁石装置へ近づけれ
ば、それだけ孔内磁界が歪んでしまう。このことは精密
に制御された一様な孔内磁界を基本とするＮＭＲ撮像用
磁石装置では特に望ましくない。磁石を遮へいする別の
方法として、例えば米国特許第３６７１９０２号に記載
されているように、磁石の周りにコイルを並置するもの
がある。しかしこの場合には、磁石をシールドするのに
用いられるコイルが小さな局部磁界を発生するので、特
定半径での磁界を決めてから適切な遮へい磁界を与える
コイルを設計するのに複雑な計算が必要となる。しかも
この従来装置は、この発明が関係するような磁界強度と
は異なり、比較的小さな強度の孔内磁界を発生する磁石
を遮へいするよう設計されたものである。また特にＮＭ
Ｒ撮像用には孔内磁界の強さを変化させなければならな
いが、従来装置はこのような点を解決していない。孔内
磁界を変えれば外部磁界も変化するから、各種シールド
コイルに複雑な修正を加える必要が生ずる。例えばシー
ルドコイルを流れる励磁電流を変えるだけではなく、コ
イルの巻数とか磁石に対するコイル位置をも変化させな
ければならない。
【０００３】米国特許第３３３３１６２号にも小規模遮
へい装置が開示されている。この装置も前述した問題の
解決には役立たない。その理由として、まず第１にＮＭ
Ｒ装置では孔内の主磁界ベクトルが回転するから、この
コイル装置をＮＭＲ装置に用いることは到底できず、し
たがってそのまま用いることは勿論、大規模化しても役
立たない。第２に取り扱う磁界が、ＮＭＲ用には小さす
ぎる。最大コイルの孔内磁界でもそのＺ軸成分は約４６
０ガウス程度で２０〜３０ｃｍの離間点での周縁磁界は
地磁界以下であると推定される。この発明の目的は、磁
石装置の表面に極めて近い周縁磁界が、地気磁界の強さ
程度に低減されると共に、患者の出入りのために両者が
開口した磁石装置を提供するにある。
へい装置が開示されている。この装置も前述した問題の
解決には役立たない。その理由として、まず第１にＮＭ
Ｒ装置では孔内の主磁界ベクトルが回転するから、この
コイル装置をＮＭＲ装置に用いることは到底できず、し
たがってそのまま用いることは勿論、大規模化しても役
立たない。第２に取り扱う磁界が、ＮＭＲ用には小さす
ぎる。最大コイルの孔内磁界でもそのＺ軸成分は約４６
０ガウス程度で２０〜３０ｃｍの離間点での周縁磁界は
地磁界以下であると推定される。この発明の目的は、磁
石装置の表面に極めて近い周縁磁界が、地気磁界の強さ
程度に低減されると共に、患者の出入りのために両者が
開口した磁石装置を提供するにある。
【０００４】この発明は、第１磁界を発生する第１超電
導コイルアセンブリ（ＡＡ′〜ＣＣ′）と、第２磁界を
発生し、前記第１超電導コイルアセンブリの外側に位置
して、前記第１超電導コルアセンブリと逆極性及び直列
に接続される第２超電導コイルアセンブリとを備えてお
り、使用時に、前記第１及び第２超電導コイルアセンブ
リは、対応する高次磁界成分がほぼ同程度の強さの磁界
を発生して、一様な合成磁界を作用空間内に形成するも
のであり、第２磁界は、磁石装置の外側で第１磁界に対
抗するものであり、前記第１及び第２超電導コイルアセ
ンブリは保護抵抗と並列に接続されていることを特徴と
する磁石装置を提供するものである。
導コイルアセンブリ（ＡＡ′〜ＣＣ′）と、第２磁界を
発生し、前記第１超電導コイルアセンブリの外側に位置
して、前記第１超電導コルアセンブリと逆極性及び直列
に接続される第２超電導コイルアセンブリとを備えてお
り、使用時に、前記第１及び第２超電導コイルアセンブ
リは、対応する高次磁界成分がほぼ同程度の強さの磁界
を発生して、一様な合成磁界を作用空間内に形成するも
のであり、第２磁界は、磁石装置の外側で第１磁界に対
抗するものであり、前記第１及び第２超電導コイルアセ
ンブリは保護抵抗と並列に接続されていることを特徴と
する磁石装置を提供するものである。
【０００５】この発明は、外部シールドを付加する必要
がなく、かつ作用空間内に有用な（すなわち大きな強度
の）一様な磁界を発生できる自蔵型磁石装置を提供す
る。先に述べたように、従来コイルを用いたシールドが
提案されたが、これらのコイルは小さな外部磁界を発生
してしまう。しかるにこの発明では、第２超電導コイル
アセンブリが遮へい磁界を与えるばかりでなく、作用空
間内の合成磁界に大きく寄与する。両コイルアセンブリ
の高次磁界項が零となるように平衡するので、磁界の一
様性が得られる。原理的には、両コイルアセンブリが一
様な磁界を与えて、これらコイルアセンブリを重合せた
ときに結果が一様になるように、第１、第２コイルアセ
ンブリを別個にバランスさせることができる。そして作
用空間内の合成磁界は、両コイルアセンブリによる発生
磁界間の零次項の差にもとづいて発生する。このため孔
内磁界の一様性の制御をかなり向上させることができ
る。２個超電導コイルアセンブリが電気的に直列に接続
されている点が、この発明の一態様におけるさらに重要
な利点である。このために、第１超電導コイルアセンブ
リに流れる電流を変えて孔内磁界の強さを変化させる
と、第２磁界も充分な量だけ自動的に変化するので、同
程度のシールドを行うことができる。換言すれば遮へい
系は直線性を有する。
がなく、かつ作用空間内に有用な（すなわち大きな強度
の）一様な磁界を発生できる自蔵型磁石装置を提供す
る。先に述べたように、従来コイルを用いたシールドが
提案されたが、これらのコイルは小さな外部磁界を発生
してしまう。しかるにこの発明では、第２超電導コイル
アセンブリが遮へい磁界を与えるばかりでなく、作用空
間内の合成磁界に大きく寄与する。両コイルアセンブリ
の高次磁界項が零となるように平衡するので、磁界の一
様性が得られる。原理的には、両コイルアセンブリが一
様な磁界を与えて、これらコイルアセンブリを重合せた
ときに結果が一様になるように、第１、第２コイルアセ
ンブリを別個にバランスさせることができる。そして作
用空間内の合成磁界は、両コイルアセンブリによる発生
磁界間の零次項の差にもとづいて発生する。このため孔
内磁界の一様性の制御をかなり向上させることができ
る。２個超電導コイルアセンブリが電気的に直列に接続
されている点が、この発明の一態様におけるさらに重要
な利点である。このために、第１超電導コイルアセンブ
リに流れる電流を変えて孔内磁界の強さを変化させる
と、第２磁界も充分な量だけ自動的に変化するので、同
程度のシールドを行うことができる。換言すれば遮へい
系は直線性を有する。
【０００６】ＮＭＲ撮像に必要な磁界強度および高精度
磁界を与えるために、超電導コイルアセンブリを用い
る。コイルの超電導状態を得るには、従来の低温または
冷凍技術を用いて４．２Ｋ程度の極低温までコイルを冷
却する。そしてコイルを継続動作状態にして、雑音磁界
を防ぐようにするとよい。この発明による磁石装置全体
の大きさは、冷却装置を含めても従来の非遮へい磁石を
装置を若干上回るにすぎない。この発明の自蔵型磁石装
置は、据付け費用を低減できる利点を有する。さらに第
２超電導コイルアセンブリを用いると遮へい作用を高精
度で行うことができ、作用空間内の磁界の一様性を低下
させることがない。また遮へい磁界は、実際上作用空間
内の磁界の制御に寄与する。さらに従来の鉄板シールド
を用いたものに比し、シールド効果を向上できる。通常
第２超電導コイルアセンブリに流れる電流の方向は、第
１超電導コイルアセンブリでの電流の方向と反対であ
る。
磁界を与えるために、超電導コイルアセンブリを用い
る。コイルの超電導状態を得るには、従来の低温または
冷凍技術を用いて４．２Ｋ程度の極低温までコイルを冷
却する。そしてコイルを継続動作状態にして、雑音磁界
を防ぐようにするとよい。この発明による磁石装置全体
の大きさは、冷却装置を含めても従来の非遮へい磁石を
装置を若干上回るにすぎない。この発明の自蔵型磁石装
置は、据付け費用を低減できる利点を有する。さらに第
２超電導コイルアセンブリを用いると遮へい作用を高精
度で行うことができ、作用空間内の磁界の一様性を低下
させることがない。また遮へい磁界は、実際上作用空間
内の磁界の制御に寄与する。さらに従来の鉄板シールド
を用いたものに比し、シールド効果を向上できる。通常
第２超電導コイルアセンブリに流れる電流の方向は、第
１超電導コイルアセンブリでの電流の方向と反対であ
る。
【０００７】この発明において磁石装置の最も簡単な構
成では、第１、第２コイルアセンブリはそれぞれ単一コ
イルからなり、２個のコイルが電気的に直列に接続され
る。好ましくは第１、第２コイルアセンブリの一方また
は両方が、コイルの軸線に垂直な磁石装置中央面に対し
て、対称的に配置された複数個の同軸コイルを含むこと
である。２個の超電導コイルアセンブリを使用すると、
使用時にかなりの応力が発生するという問題を伴う。し
かしながら、コイル巻線内の磁界の値が全体として非遮
へい磁石の値となるように、第２超電導コイルアセンブ
リを配置することによって、上記応力を相当程度低減で
きる。そして作用空間内に正味の磁界を与えるのに必要
な電流増加分のみが、巻線内の作用力を増加させる。
成では、第１、第２コイルアセンブリはそれぞれ単一コ
イルからなり、２個のコイルが電気的に直列に接続され
る。好ましくは第１、第２コイルアセンブリの一方また
は両方が、コイルの軸線に垂直な磁石装置中央面に対し
て、対称的に配置された複数個の同軸コイルを含むこと
である。２個の超電導コイルアセンブリを使用すると、
使用時にかなりの応力が発生するという問題を伴う。し
かしながら、コイル巻線内の磁界の値が全体として非遮
へい磁石の値となるように、第２超電導コイルアセンブ
リを配置することによって、上記応力を相当程度低減で
きる。そして作用空間内に正味の磁界を与えるのに必要
な電流増加分のみが、巻線内の作用力を増加させる。
【０００８】第１、第２コイルアセンブリが両方とも複
数個のコイルを含む場合、典型的には、２本の軸線を一
致させると共に２個の中央面も一致させる。これにより
作用空間（磁石装置の孔）内の合成磁界をきわめて簡単
に一様化できる。さらに第２超電導コイルアセンブリの
コイルの内側半径を、第１超電導コイルアセンブリのコ
イルの外側半径よりも大きくする。特に同軸コイルを用
いた場合の利点として、第１コイルアセンブリ（磁石）
と第２コイルアセンブリ（シールド）との間のバランス
をとることができるので、磁石アセンブリとシールドア
センブリとを別個に考えた場合には、一様な磁界が得ら
れず両者を一緒に働らかせたときのみ、一様化が達成さ
れるといった点をあげることができる。１実施例の場
合、第１、第２超電導コイルアセンブリはそれぞれ６個
の超電導コイルを含み、第１超電導コイルアセンブリを
構成するコイルが、第２超電導コイルアセンブリを構成
するコイルの半径方向内側に設けられ、コイル全体が同
軸的に配置されると共に、コイルの軸線に垂直な共通中
央面に対して対称的に配置される。
数個のコイルを含む場合、典型的には、２本の軸線を一
致させると共に２個の中央面も一致させる。これにより
作用空間（磁石装置の孔）内の合成磁界をきわめて簡単
に一様化できる。さらに第２超電導コイルアセンブリの
コイルの内側半径を、第１超電導コイルアセンブリのコ
イルの外側半径よりも大きくする。特に同軸コイルを用
いた場合の利点として、第１コイルアセンブリ（磁石）
と第２コイルアセンブリ（シールド）との間のバランス
をとることができるので、磁石アセンブリとシールドア
センブリとを別個に考えた場合には、一様な磁界が得ら
れず両者を一緒に働らかせたときのみ、一様化が達成さ
れるといった点をあげることができる。１実施例の場
合、第１、第２超電導コイルアセンブリはそれぞれ６個
の超電導コイルを含み、第１超電導コイルアセンブリを
構成するコイルが、第２超電導コイルアセンブリを構成
するコイルの半径方向内側に設けられ、コイル全体が同
軸的に配置されると共に、コイルの軸線に垂直な共通中
央面に対して対称的に配置される。
【０００９】上述の磁石装置により得られる特に軸方向
でのシールド作用は、通常の実際上の目的に対して充分
である。しかしながらある場合には、少なくとも第１超
電導コイルアセンブリの周りに設けた磁性材のシールド
をさらに付加するとよい。すなわちこの付加シールド
は、半径方向周線磁界を一層低減する。この付加シール
ドは例えば第２超電導コイルアセンブリの周囲、好まし
くは第１、第２コイルアセンブリの間に配設する。また
この付加シールドを第２超電導コイルアセンブリのコイ
ルに隣接させるとよい。このような配置は、第２超電導
コイルアセンブリを支持する巻粋を上記付加シールドと
して用いることにより、きわめて簡単に実現できる。
でのシールド作用は、通常の実際上の目的に対して充分
である。しかしながらある場合には、少なくとも第１超
電導コイルアセンブリの周りに設けた磁性材のシールド
をさらに付加するとよい。すなわちこの付加シールド
は、半径方向周線磁界を一層低減する。この付加シール
ドは例えば第２超電導コイルアセンブリの周囲、好まし
くは第１、第２コイルアセンブリの間に配設する。また
この付加シールドを第２超電導コイルアセンブリのコイ
ルに隣接させるとよい。このような配置は、第２超電導
コイルアセンブリを支持する巻粋を上記付加シールドと
して用いることにより、きわめて簡単に実現できる。
【００１０】付加シールドを鉄製にすれば、第２コイル
アセンブリ中の高価な超電導体の量を低減できる。１．
５Ｔの孔内磁界に対し、６０００ｋｇの鉄量ですむから
低減効果は顕著である。必要に応じて作用空間の両端に
隣接配置したさらに他の付加コイルアセンブリを設けれ
ば、シールド作用をさらに向上できる。これらの付加コ
イルアセンブリは、第１、第２超電導コイルアセンブリ
が付加コイル位置で発生する合成磁界と対抗して打消す
ように設けられる。そしてこれらの付加コイルアセンブ
リが発生する必要磁界は比較的小さいので、通常抵抗性
コイルのものを用いる。このため大きな低温槽を用いな
くても、コイルの直径を大きくできる。しかし付加コイ
ルアセンブリを超電導性のものとしてもよく、その場合
第１、第２超電導コイルアセンブリと電気的に直列に接
続する。
アセンブリ中の高価な超電導体の量を低減できる。１．
５Ｔの孔内磁界に対し、６０００ｋｇの鉄量ですむから
低減効果は顕著である。必要に応じて作用空間の両端に
隣接配置したさらに他の付加コイルアセンブリを設けれ
ば、シールド作用をさらに向上できる。これらの付加コ
イルアセンブリは、第１、第２超電導コイルアセンブリ
が付加コイル位置で発生する合成磁界と対抗して打消す
ように設けられる。そしてこれらの付加コイルアセンブ
リが発生する必要磁界は比較的小さいので、通常抵抗性
コイルのものを用いる。このため大きな低温槽を用いな
くても、コイルの直径を大きくできる。しかし付加コイ
ルアセンブリを超電導性のものとしてもよく、その場合
第１、第２超電導コイルアセンブリと電気的に直列に接
続する。
【００１１】以下実施例を用いて、この発明による磁石
装置と、この磁石装置を組込んだＮＭＲ装置につき詳細
に説明する。第１図は磁石装置１の一部切欠分解図を示
す。磁石装置１は、軸線４を有する孔３からなる磁石作
用空間を形成する円筒状巻型２を備え、この巻型２はガ
ラス繊維エポキシ合成材からなっている。巻型２の半径
方向外側には、軸線４と同軸のアルミニウム製円筒状巻
粋５が配置されている。軸線４に垂直な装置中央面６に
対して、それぞれ対称に配置された３組のコイル対Ａ
Ａ′，ＢＢ′およびＣＣ′（合計６組）を巻粋５に設け
る（第２図）。典型的には、コイル対の各コイルＡ，
Ａ′〜Ｃ，Ｃ′はＩＩ型合金超電導体の細いより線と、
通常の良導電体母材と、付勢電圧および障害電圧を絶縁
する電気絶縁面とで構成され、超電導体より線は母材中
に整然としたアレイ状に埋設される。各コイルの位置お
よび巻数については後に述べる。コイル対の各コイル
Ａ，Ａ′〜Ｃ，Ｃ′は、一方が他方の半径方向内側に位
置するよう分離して巻回されている。これらのコイルを
ワックス組成材中に埋設してからクランプリング（図示
せず）で取巻く。そして各コイル対を巻粋５の各環状リ
ブ対５Ａ，５Ｂ等の間に配設する。コイルのわずかな移
動によって微量の熱が発生し、超電導状態の破壊（クエ
ンチングとして知られている）に到るので、使用中のコ
イル巻線の移動は問題であり、これを防ぐためにワック
ス組成材とリブとを設けているのである。コイル対Ａ
Ａ′〜ＣＣ′の間隔は小さいから、隣接コイル間で軸方
向に作用し、約２００，０００ｋｇにも及ぶ大きな力に
見合うように巻粋５を構成しなければならない。さら
に、巻粋５をできるだけ軽くして磁石装置の全重量を低
減し、できるだけ真円筒状にする必要がある。巻粋５に
対し半径方向外側に第２のアルミニウム製巻粋７を取付
ける。この巻粋７には、後述のように磁石装置の中央面
６に対して対称的に配置された６個のシールドコイルＤ
〜Ｆ（第２図）が設けられている。これらのコイルＤ〜
Ｆは巻粋７の各リブ対７Ｆ，７Ｅの間にコイルＡ，Ａ′
〜Ｃ，Ｃ′と同様な方法で取付けられる。この場合も、
クランプリング（図示せず）とワックスを用いてコイル
巻線の移動を抑えている。２組のコイル内を反対方向に
流れる電流が極めて大きな力を半径方向に生じさせるか
ら、クランブリングを設けることは特に重要である。
装置と、この磁石装置を組込んだＮＭＲ装置につき詳細
に説明する。第１図は磁石装置１の一部切欠分解図を示
す。磁石装置１は、軸線４を有する孔３からなる磁石作
用空間を形成する円筒状巻型２を備え、この巻型２はガ
ラス繊維エポキシ合成材からなっている。巻型２の半径
方向外側には、軸線４と同軸のアルミニウム製円筒状巻
粋５が配置されている。軸線４に垂直な装置中央面６に
対して、それぞれ対称に配置された３組のコイル対Ａ
Ａ′，ＢＢ′およびＣＣ′（合計６組）を巻粋５に設け
る（第２図）。典型的には、コイル対の各コイルＡ，
Ａ′〜Ｃ，Ｃ′はＩＩ型合金超電導体の細いより線と、
通常の良導電体母材と、付勢電圧および障害電圧を絶縁
する電気絶縁面とで構成され、超電導体より線は母材中
に整然としたアレイ状に埋設される。各コイルの位置お
よび巻数については後に述べる。コイル対の各コイル
Ａ，Ａ′〜Ｃ，Ｃ′は、一方が他方の半径方向内側に位
置するよう分離して巻回されている。これらのコイルを
ワックス組成材中に埋設してからクランプリング（図示
せず）で取巻く。そして各コイル対を巻粋５の各環状リ
ブ対５Ａ，５Ｂ等の間に配設する。コイルのわずかな移
動によって微量の熱が発生し、超電導状態の破壊（クエ
ンチングとして知られている）に到るので、使用中のコ
イル巻線の移動は問題であり、これを防ぐためにワック
ス組成材とリブとを設けているのである。コイル対Ａ
Ａ′〜ＣＣ′の間隔は小さいから、隣接コイル間で軸方
向に作用し、約２００，０００ｋｇにも及ぶ大きな力に
見合うように巻粋５を構成しなければならない。さら
に、巻粋５をできるだけ軽くして磁石装置の全重量を低
減し、できるだけ真円筒状にする必要がある。巻粋５に
対し半径方向外側に第２のアルミニウム製巻粋７を取付
ける。この巻粋７には、後述のように磁石装置の中央面
６に対して対称的に配置された６個のシールドコイルＤ
〜Ｆ（第２図）が設けられている。これらのコイルＤ〜
Ｆは巻粋７の各リブ対７Ｆ，７Ｅの間にコイルＡ，Ａ′
〜Ｃ，Ｃ′と同様な方法で取付けられる。この場合も、
クランプリング（図示せず）とワックスを用いてコイル
巻線の移動を抑えている。２組のコイル内を反対方向に
流れる電流が極めて大きな力を半径方向に生じさせるか
ら、クランブリングを設けることは特に重要である。
【００１２】コイルＡ〜Ｆの巻線を超電導状態に置くた
めには、これらの巻線を約４．２Ｋまで冷却する必要が
ある。この温度はヘリウムの沸点であるから、２個の巻
粋５，７を、外側円筒壁８と、中央円筒部材９およびこ
れよりも半径方向外側の１対の円筒部材１０（第１図で
は片方のみが見える）を有する内側壁とで定められるヘ
リウム容器内に置く。円筒部材９，１０は環状ウエブ部
材１１で接続して一体化する。そして１対のリング部材
１２を用いてヘリウム容器を塞ぐ。壁８、円筒部材９，
１０，１１およびリング部材１２はすべてステンレス綱
でできている。タレット１４内に設けた注入口１３を介
して、ヘリウム容器へ液体ヘリウムを供給する。ヘリウ
ム容器に対し半径方向外側および内側に、これと同軸に
アルミニウム製の円筒状放射シールド１５，１５′が取
付けられ、該シールド１５，１５′とヘリウム容器との
間に排気空間１６を形成する。シールド１５，１５′は
タレット１４内に設けた熱交換器（図示せず）の媒介作
用によりヘリウムと接触して冷却される。この熱交換器
は放射シールド１５，１５′から熱を抽出し、その熱を
ヘリウム容器内で気化している冷いヘリウムガスへ伝え
る。
めには、これらの巻線を約４．２Ｋまで冷却する必要が
ある。この温度はヘリウムの沸点であるから、２個の巻
粋５，７を、外側円筒壁８と、中央円筒部材９およびこ
れよりも半径方向外側の１対の円筒部材１０（第１図で
は片方のみが見える）を有する内側壁とで定められるヘ
リウム容器内に置く。円筒部材９，１０は環状ウエブ部
材１１で接続して一体化する。そして１対のリング部材
１２を用いてヘリウム容器を塞ぐ。壁８、円筒部材９，
１０，１１およびリング部材１２はすべてステンレス綱
でできている。タレット１４内に設けた注入口１３を介
して、ヘリウム容器へ液体ヘリウムを供給する。ヘリウ
ム容器に対し半径方向外側および内側に、これと同軸に
アルミニウム製の円筒状放射シールド１５，１５′が取
付けられ、該シールド１５，１５′とヘリウム容器との
間に排気空間１６を形成する。シールド１５，１５′は
タレット１４内に設けた熱交換器（図示せず）の媒介作
用によりヘリウムと接触して冷却される。この熱交換器
は放射シールド１５，１５′から熱を抽出し、その熱を
ヘリウム容器内で気化している冷いヘリウムガスへ伝え
る。
【００１３】またシールド１５，１５′に対して半径方
向外側および内側に、これらと同軸にアルミニウム製の
放射シールド１７，１７′が取付けられて排気空間１８
を形成する。使用時シールド１７，１７′に巻かれてタ
レット１４の盲口部１９に接続された冷却管（図示せ
ず）へ液体窒素が供給される。最後にシールド１７に対
して同軸にステンレス綱製の円筒状外側ケース２０が取
付けられて真空空間２１を形成する。アルミニウム製端
板２２〜２４で空間１６，１７，２１の端部を塞ぎ、一
方１対のエンドリング２５を内側シールド１７′に装着
する。第１図には、一方の端板およびエンドリングのみ
しか図示されていない。
向外側および内側に、これらと同軸にアルミニウム製の
放射シールド１７，１７′が取付けられて排気空間１８
を形成する。使用時シールド１７，１７′に巻かれてタ
レット１４の盲口部１９に接続された冷却管（図示せ
ず）へ液体窒素が供給される。最後にシールド１７に対
して同軸にステンレス綱製の円筒状外側ケース２０が取
付けられて真空空間２１を形成する。アルミニウム製端
板２２〜２４で空間１６，１７，２１の端部を塞ぎ、一
方１対のエンドリング２５を内側シールド１７′に装着
する。第１図には、一方の端板およびエンドリングのみ
しか図示されていない。
【００１４】熱負荷（損失）を少なくするため、各シー
ルドを対応する取付板に装着されたガラス棒（図示せ
ず）によって支持する。これらの棒を３次元支柱アレイ
として配設すれば、０．０４ワット以下の熱洩れで４０
００ｋｇの磁石を支持できる。使用時ヘリウム容器には
４．２Ｋの液体ヘリウムが充填される。液体ヘリウムが
気化すると、生成されたガスがタレット１４内の熱交換
器へ流入し、シールド１５，１５′を約４０゜Ｋまで冷
却する。液体ヘリウムの気化によりヘリウム容器壁は４
２°Ｋに保たれる。冷却管（図示せず）中の液体窒素は
シールド１７，１７′の温度を約７７Ｋに保つ。この液
体窒素の外被と空間１６，１８，２１内の真空とが、ヘ
リウム容器の温度を４．２Ｋに保持するのに役立ってい
る。空間１６，１８，２１はタレット１４内の弁（図示
せず）を介して大気に接続しているので、これらの空間
を排気できる。
ルドを対応する取付板に装着されたガラス棒（図示せ
ず）によって支持する。これらの棒を３次元支柱アレイ
として配設すれば、０．０４ワット以下の熱洩れで４０
００ｋｇの磁石を支持できる。使用時ヘリウム容器には
４．２Ｋの液体ヘリウムが充填される。液体ヘリウムが
気化すると、生成されたガスがタレット１４内の熱交換
器へ流入し、シールド１５，１５′を約４０゜Ｋまで冷
却する。液体ヘリウムの気化によりヘリウム容器壁は４
２°Ｋに保たれる。冷却管（図示せず）中の液体窒素は
シールド１７，１７′の温度を約７７Ｋに保つ。この液
体窒素の外被と空間１６，１８，２１内の真空とが、ヘ
リウム容器の温度を４．２Ｋに保持するのに役立ってい
る。空間１６，１８，２１はタレット１４内の弁（図示
せず）を介して大気に接続しているので、これらの空間
を排気できる。
【００１５】コイルＡ〜Ｆの配置を理解するには、円筒
表面上に配設された１組の円形共面コイルの中心におけ
る磁界を考えるとよい。コイルを流れる各電流値に対
し、上記磁界は半径に比例する。円筒孔内磁界（孔内磁
界）をＢｏ、磁石装置の外部点の磁界（以下外部点磁界
という）をＢｆとすると、内側コイルＡ，Ａ′〜Ｃ，
Ｃ′により構成される磁石（Ｍ）およびコイルＤ〜Ｆに
より構成される対抗磁石（Ａ）に関して、 Ｂｏ Ｍ／Ｂｆ Ｍ＝Ｒ１ Ｂｏ Ａ／Ｂｆ Ａ＝Ｒ２ が得られる。所定外部点での外部点磁界を完全に打ち消
すためには、Ｂｆ Ａ＝−Ｂｆ Ｍでなければならない。ま
たコイルの両アレイによる合成有効孔内磁界は、 Ｂｏ Ｍ＋（−Ｂｏ Ａ）＝Ｂｏ Ｍ（１−Ｒ２／Ｒ１） となる。よって一定の孔内磁界を得るのに、完全遮へい
系は非遮へい磁石装置よりも大きな電流を必要とする。
この電流増加の影響により、コイル巻線中で導体に作用
する力も増大するので、先に述べたような対策が必要と
なるのである。
表面上に配設された１組の円形共面コイルの中心におけ
る磁界を考えるとよい。コイルを流れる各電流値に対
し、上記磁界は半径に比例する。円筒孔内磁界（孔内磁
界）をＢｏ、磁石装置の外部点の磁界（以下外部点磁界
という）をＢｆとすると、内側コイルＡ，Ａ′〜Ｃ，
Ｃ′により構成される磁石（Ｍ）およびコイルＤ〜Ｆに
より構成される対抗磁石（Ａ）に関して、 Ｂｏ Ｍ／Ｂｆ Ｍ＝Ｒ１ Ｂｏ Ａ／Ｂｆ Ａ＝Ｒ２ が得られる。所定外部点での外部点磁界を完全に打ち消
すためには、Ｂｆ Ａ＝−Ｂｆ Ｍでなければならない。ま
たコイルの両アレイによる合成有効孔内磁界は、 Ｂｏ Ｍ＋（−Ｂｏ Ａ）＝Ｂｏ Ｍ（１−Ｒ２／Ｒ１） となる。よって一定の孔内磁界を得るのに、完全遮へい
系は非遮へい磁石装置よりも大きな電流を必要とする。
この電流増加の影響により、コイル巻線中で導体に作用
する力も増大するので、先に述べたような対策が必要と
なるのである。
【００１６】コイルＡ〜Ｆの半径方向および軸方向位置
は、孔３内の磁界が選択値になると共に、孔全域に亘っ
てほぼ一様になるように選ばれる。さらにコイルの大き
さと位置を選択して、磁石装置の外部の磁界強度が特定
値を越えないようにする。各コイルＡ〜Ｆの位置は４個
の寸法によって決められる。これらの寸法は第２図に示
すように（但しコイルＣに注目して示す）、内側半径ａ
１、外側半径ａ２、コイルが中央面６から軸４に並行に
離間する最短距離ｂ１およびコイルが中央面６から軸４
に並行に離間する最長距離ｂ２である。第２図からわか
るようにコイルＡ〜Ｆかすべて長方形横断面を有する。
は、孔３内の磁界が選択値になると共に、孔全域に亘っ
てほぼ一様になるように選ばれる。さらにコイルの大き
さと位置を選択して、磁石装置の外部の磁界強度が特定
値を越えないようにする。各コイルＡ〜Ｆの位置は４個
の寸法によって決められる。これらの寸法は第２図に示
すように（但しコイルＣに注目して示す）、内側半径ａ
１、外側半径ａ２、コイルが中央面６から軸４に並行に
離間する最短距離ｂ１およびコイルが中央面６から軸４
に並行に離間する最長距離ｂ２である。第２図からわか
るようにコイルＡ〜Ｆかすべて長方形横断面を有する。
【００１７】下の表１はコイルの直径が異なると、孔内
磁界と周縁磁界とがどのように変化するかを示す。各ケ
ースでコイルの半径はａｃｍで、１，４３２，６６４ア
ンペアターンを有するものとする。孔内磁界をＢｏと
し、コイルの中央面内で半径４００ｃｍにおける周縁磁
界をＢｒで示し、コイルの軸に沿いコイルの中心から４
００ｃｍ離れた所での周縁磁界をＢｚで表わす。周縁磁
界はそのＺ成分すなわちコイルの軸に並行な成分をもっ
て表わしてある。 内側コイルとして例えば半径６０ｃｍのコイルを選び、
外側コイルとしては内側コイルと半径方向でできるだけ
接近しているが、相応の周縁磁界となるよう若干弱い強
度のコイルを選ぶ。例えば、主磁石の半径を６０ｃｍと
すると、１５，０００ガウスの孔内磁界および４０．１
ガウスの平均周縁磁界を発生する（表１）。半径８０ｃ
ｍのシールドコイル自身が発生する孔内磁界は１１，２
５０ガウスで、平均周縁磁界は７３．１ガウスである。
そして、シールドコイルは主コイルに対して極性が反対
である。周縁磁界が打消し合うように該周縁磁界を釣合
わせるためにはシールドコイルのアンペアターンを４
０．１／７３．１だけ減少させて７８６，５６０アンペ
アターンにする必要がある。しかしてシールドコイルが
発生する孔内磁界は６，１７６ガウスで、平均周縁磁界
は４０．１ガウスである。したがって正味の孔内磁界は
１５，０００−６，１７６＝８，８２３ガウスとなり、
正味の周縁磁界は零となる。
磁界と周縁磁界とがどのように変化するかを示す。各ケ
ースでコイルの半径はａｃｍで、１，４３２，６６４ア
ンペアターンを有するものとする。孔内磁界をＢｏと
し、コイルの中央面内で半径４００ｃｍにおける周縁磁
界をＢｒで示し、コイルの軸に沿いコイルの中心から４
００ｃｍ離れた所での周縁磁界をＢｚで表わす。周縁磁
界はそのＺ成分すなわちコイルの軸に並行な成分をもっ
て表わしてある。 内側コイルとして例えば半径６０ｃｍのコイルを選び、
外側コイルとしては内側コイルと半径方向でできるだけ
接近しているが、相応の周縁磁界となるよう若干弱い強
度のコイルを選ぶ。例えば、主磁石の半径を６０ｃｍと
すると、１５，０００ガウスの孔内磁界および４０．１
ガウスの平均周縁磁界を発生する（表１）。半径８０ｃ
ｍのシールドコイル自身が発生する孔内磁界は１１，２
５０ガウスで、平均周縁磁界は７３．１ガウスである。
そして、シールドコイルは主コイルに対して極性が反対
である。周縁磁界が打消し合うように該周縁磁界を釣合
わせるためにはシールドコイルのアンペアターンを４
０．１／７３．１だけ減少させて７８６，５６０アンペ
アターンにする必要がある。しかしてシールドコイルが
発生する孔内磁界は６，１７６ガウスで、平均周縁磁界
は４０．１ガウスである。したがって正味の孔内磁界は
１５，０００−６，１７６＝８，８２３ガウスとなり、
正味の周縁磁界は零となる。
【００１９】第１図の磁石装置と共に用いるのに適した
一連のコイルの寸法例を以下の表２に示す。 この表で、巻線長さを除き、他の距離の単位はｃｍであ
る。またコイルＤ〜Ｆの巻数の前に付したマイナス符号
は、これらのコイルを流れる電流が他のコイルの電流に
対して反対方向であることを示す。
一連のコイルの寸法例を以下の表２に示す。 この表で、巻線長さを除き、他の距離の単位はｃｍであ
る。またコイルＤ〜Ｆの巻数の前に付したマイナス符号
は、これらのコイルを流れる電流が他のコイルの電流に
対して反対方向であることを示す。
【００２０】この具体的な構成によると、３０ｃｍＤＳ
Ｖで７４．７ｐｐｍときわめて高い一様性を有すると共
に、０．１ｐｐｍ／時以下の磁界安定度の２．０Ｔの孔
内磁界を発生できる。４２９アンペアの電流を用いて
２．０Ｔの磁界が得られる。コイル間の電気接続を第３
図に示す。スイッチ２７および０．５オームの保護抵抗
２８を介して、コイルＤ〜Ｆと並列に電源２６が接続さ
れる。各コイル群Ｄ〜ＦはコイルＡ，Ａ′〜Ｃ，Ｃ′と
直列接続する。さらに、０．５オームの保護抵抗２９が
全コイルＡ，Ａ′〜Ｃ，Ｃ′と並列に接続し、０．５オ
ームの保護抵抗３０がコイルＢ，Ｂ′〜Ｃ，Ｃ′と並列
に接続している。
Ｖで７４．７ｐｐｍときわめて高い一様性を有すると共
に、０．１ｐｐｍ／時以下の磁界安定度の２．０Ｔの孔
内磁界を発生できる。４２９アンペアの電流を用いて
２．０Ｔの磁界が得られる。コイル間の電気接続を第３
図に示す。スイッチ２７および０．５オームの保護抵抗
２８を介して、コイルＤ〜Ｆと並列に電源２６が接続さ
れる。各コイル群Ｄ〜ＦはコイルＡ，Ａ′〜Ｃ，Ｃ′と
直列接続する。さらに、０．５オームの保護抵抗２９が
全コイルＡ，Ａ′〜Ｃ，Ｃ′と並列に接続し、０．５オ
ームの保護抵抗３０がコイルＢ，Ｂ′〜Ｃ，Ｃ′と並列
に接続している。
【００２１】外側コイル群Ｄ〜Ｆが磁石装置に及ぼす遮
へい効果を第４図に示す。１５ＫＧの孔内磁界を発生す
る非遮へい磁石装置の場合、磁石装置の中央面６から、
１０ｍ離れ、磁石装置の軸４から７．５ｍ離れた位置
で、１０Ｇの強度の外部磁界が発生する。これを第４図
の曲線３１で示す。点線の曲線３２は外部磁界強度が５
Ｇに低下した位置を示す。これに対し、第１，第２図の
磁石装置によると、曲線３３，３４のように１０Ｇ，５
Ｇに低下した外部磁界強度位置が得られる。第５図は別
のコイル形状例であり、この場合内側コイルＡ，Ａ′〜
Ｃ，Ｃ′の代りに、２対のコイル３５，３６を用いる。
コイル３５は４，０９８ターンの巻数を有し、コイル３
６の巻数は２，０００ターンである。また、コイルＤ〜
Ｆの代りに４，４００ターンの１個のソレノイド３７を
用いる。このソレノイドは軸４から１００ｃｍ離間し、
中央面６の両側へ６４ｃｍ延在する。
へい効果を第４図に示す。１５ＫＧの孔内磁界を発生す
る非遮へい磁石装置の場合、磁石装置の中央面６から、
１０ｍ離れ、磁石装置の軸４から７．５ｍ離れた位置
で、１０Ｇの強度の外部磁界が発生する。これを第４図
の曲線３１で示す。点線の曲線３２は外部磁界強度が５
Ｇに低下した位置を示す。これに対し、第１，第２図の
磁石装置によると、曲線３３，３４のように１０Ｇ，５
Ｇに低下した外部磁界強度位置が得られる。第５図は別
のコイル形状例であり、この場合内側コイルＡ，Ａ′〜
Ｃ，Ｃ′の代りに、２対のコイル３５，３６を用いる。
コイル３５は４，０９８ターンの巻数を有し、コイル３
６の巻数は２，０００ターンである。また、コイルＤ〜
Ｆの代りに４，４００ターンの１個のソレノイド３７を
用いる。このソレノイドは軸４から１００ｃｍ離間し、
中央面６の両側へ６４ｃｍ延在する。
【００２２】一般に前掲の図に示した磁石装置の遮へい
で充分であるが、ある場合には特別な遮へいを必要とす
る。このような遮へいは例えば第６Ａ、第６Ｂ図のよう
に行う。この例において、第１図と同じ磁石装置１を軸
４に並行な４枚の長方形状鉄板３８で囲む。軸４に対し
て垂直な１対の抵抗性コイル３９を孔３の両端から離れ
た位置に設ける。代表的にはコイル３９は直径３ｍで５
０ターンを有し、独立した電源（図示せず）から１００
〜１５０Ａの電流供給を受ける。この構成によると、孔
内磁界に大きな影響を及ぼすことなく、さらに遮へい作
用を改善できる。さらに磁石装置をＮＭＲ撮像装置に使
用する場合でも、コイル３９が患者の孔３への出入りを
さまたげることがない。
で充分であるが、ある場合には特別な遮へいを必要とす
る。このような遮へいは例えば第６Ａ、第６Ｂ図のよう
に行う。この例において、第１図と同じ磁石装置１を軸
４に並行な４枚の長方形状鉄板３８で囲む。軸４に対し
て垂直な１対の抵抗性コイル３９を孔３の両端から離れ
た位置に設ける。代表的にはコイル３９は直径３ｍで５
０ターンを有し、独立した電源（図示せず）から１００
〜１５０Ａの電流供給を受ける。この構成によると、孔
内磁界に大きな影響を及ぼすことなく、さらに遮へい作
用を改善できる。さらに磁石装置をＮＭＲ撮像装置に使
用する場合でも、コイル３９が患者の孔３への出入りを
さまたげることがない。
【００２３】巻粋７を鉄製にすることによって、第６
Ａ、第６Ｂ図のような改善された装置を得ることができ
る。このように第６Ａ図の鉄板３８を磁石装置１へ組込
めば、きわめてコンパクトな構造でコイルＤ〜Ｆの遮へ
い効果をかなり向上できる。上述の磁石装置の最も重要
な応用例の１つとしてＮＭＲ撮像装置への応用がある。
第７図はＮＭＲ撮像装置のブロック図を示し、磁石装置
を除いては従来装置と同様である。装置は電源（図示せ
ず）を組込んだ磁石装置１を備えている。ヘリウム容器
と空間１８への入口は適当な供給源に接続され、この供
給源の動作は従来形の低温制御装置４０により制御され
る。
Ａ、第６Ｂ図のような改善された装置を得ることができ
る。このように第６Ａ図の鉄板３８を磁石装置１へ組込
めば、きわめてコンパクトな構造でコイルＤ〜Ｆの遮へ
い効果をかなり向上できる。上述の磁石装置の最も重要
な応用例の１つとしてＮＭＲ撮像装置への応用がある。
第７図はＮＭＲ撮像装置のブロック図を示し、磁石装置
を除いては従来装置と同様である。装置は電源（図示せ
ず）を組込んだ磁石装置１を備えている。ヘリウム容器
と空間１８への入口は適当な供給源に接続され、この供
給源の動作は従来形の低温制御装置４０により制御され
る。
【００２４】巻型２の多数の勾配磁界コイルを設けてあ
るので、孔３を通って異なる磁界勾配が形成されてＮＭ
Ｒ撮像操作を可能にする。勾配磁界コイルは超電導コイ
ルではなく従来形のものである。これらのコイルは、波
形発生器４３を介して制御論理回路４２により制御され
る駆動源４１で駆動される。巻型２にはＲＦ（無線周
波）エネルギを発生、受信するコイル（図示せず）も装
着されていて、分光計４５に接続した増幅器４４にＲＦ
発信機が接続される。ＮＭＲ信号を検出するＲＦ受信機
も分光計４５に接続される。分光計４５に接続した制御
論理回路４２によってＲＦパルスの発生を制御する。分
光計４５からのＮＭＲデータは、制御論理回路４２で制
御されるデータ集収装置４６へ送られる。この装置４６
からのデータは理論処理回路４７へ供給される。
るので、孔３を通って異なる磁界勾配が形成されてＮＭ
Ｒ撮像操作を可能にする。勾配磁界コイルは超電導コイ
ルではなく従来形のものである。これらのコイルは、波
形発生器４３を介して制御論理回路４２により制御され
る駆動源４１で駆動される。巻型２にはＲＦ（無線周
波）エネルギを発生、受信するコイル（図示せず）も装
着されていて、分光計４５に接続した増幅器４４にＲＦ
発信機が接続される。ＮＭＲ信号を検出するＲＦ受信機
も分光計４５に接続される。分光計４５に接続した制御
論理回路４２によってＲＦパルスの発生を制御する。分
光計４５からのＮＭＲデータは、制御論理回路４２で制
御されるデータ集収装置４６へ送られる。この装置４６
からのデータは理論処理回路４７へ供給される。
【００２５】装置全体の制御は、従来のＲＳ（レコード
分離）２３２インターフェースを介してオペレータ入力
部４９に接続したコンピュータ４８によって行われる。
コンピュータに対する情報はディスク駆動機構５０に蓄
えられ、一方、撮像操作の結果はコンピュータによって
表示装置５１へ送られる。そして表示装置５１は患者の
人体スライスをモニタ５２上に表示する。使用時、患者
はＺ方向と呼ばれている磁石装置の軸線４に沿って孔３
内に横たわる。
分離）２３２インターフェースを介してオペレータ入力
部４９に接続したコンピュータ４８によって行われる。
コンピュータに対する情報はディスク駆動機構５０に蓄
えられ、一方、撮像操作の結果はコンピュータによって
表示装置５１へ送られる。そして表示装置５１は患者の
人体スライスをモニタ５２上に表示する。使用時、患者
はＺ方向と呼ばれている磁石装置の軸線４に沿って孔３
内に横たわる。
【００２６】下の表３は従来の非遮へい磁石装置と、第
１図に示す磁石装置との代表的な寸法比較を示してい
る。数字は１ｍの直径の孔で１．５Ｔの孔内磁界に対す
るものである。
１図に示す磁石装置との代表的な寸法比較を示してい
る。数字は１ｍの直径の孔で１．５Ｔの孔内磁界に対す
るものである。
【図１】この発明に実施例の一部切欠分解斜視図。
【図２】第１図のものの超電導コイルの位置を説明する
ための図。
ための図。
【図３】第２図の超電導コイル間の電気的接続を示す回
路図。
路図。
【図４】第１図のものの軸線と中央面との交点で定めた
原点からの距離に対する磁界強度の変化を、非遮へい磁
石装置と、第１図のものとに対して示すグラフ。
原点からの距離に対する磁界強度の変化を、非遮へい磁
石装置と、第１図のものとに対して示すグラフ。
【図５】この発明の第２実施例におけるコイル配置を説
明するための図。
明するための図。
【図６】第６Ａ、第６Ｂ図は、それぞれこの発明の第３
実施例の端面および側面を示す概要図。
実施例の端面および側面を示す概要図。
【図７】第１図のものを組込んだＮＭＲ装置のブロック
図である。
図である。
１ 磁石装置 ３ 作用空間 ４ コイルの軸線 ５、７ 巻枠 ６ 中央面 ８ 外側円筒壁 ９ 中央円筒部材 １０ 円筒部材 １１ 環状ウエブ部材 １２ リング部材 １３ 注入口 １４ タレット １５、１５′ 円筒状放射シールド １６ 排気空間 １７、１７′ 放射シールド １８ 排気空間 １９ 盲口部 ２０ 円筒状外側ケース ２１ 真空空間 ２２、２３、２４ アルミニウム製端板 ２５ エンドリング ２６ 電源 ２７ スイッチ ２８、２９、３０ 保護抵抗 ３１、３３、３４ 曲線 ３２ 点線の曲線 ３５、３６ コイル ３７ ソレノイド ３８ シールド ３９ 付加コイル ４０ 低温制御装置 ４１ 駆動源 ４２ 制御論理回路 ４３ 波形発生器 ４４ 増幅器 ４５ 分光計 ４６ データ収集装置 ４７ 論理処理回路 ４８ コンピュータ ４９ オペレータ入力部 ５０ 駆動機構 ５１ 表示装置 ５２ モニタ ＡＡ′〜ＣＣ′ 第１超電導コイルアセンブリ Ｄ〜Ｆ 第２超電導コイルアセンブリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヨン モーリス バード イギリス国，オクスフオード，チヤールベ リ，スタート ロード，ストーン リー （番地無し） (72)発明者 イーアン リーチ マクドーガル イギリス国，オクスフオード，チヤールベ リ，リーズ ハイツ 16番地 (72)発明者 デイビツド ブラツク イギリス国，オクスフオード，チヤールベ リ，ザ スレイド，ブレインハイム コテ ツジ （番地無し）
Claims (5)
- 【請求項１】 第１磁界を発生する第１超電導コイルア
センブリ（ＡＡ′〜ＣＣ′）と、第２磁界を発生し、前
記第１超電導コイルアセンブリの外側に位置して、前記
第１超電導コルアセンブリと逆極性及び直列に接続され
る第２超電導コイルアセンブリとを備えており、使用時
に、前記第１及び第２超電導コイルアセンブリは、対応
する高次磁界成分がほぼ同程度の強さの磁界を発生し
て、一様な合成磁界を作用空間内に形成するものであ
り、第２磁界は、磁石装置の外側で第１磁界に対抗する
ものであり、前記第１及び第２超電導コイルアセンブリ
は保護抵抗と並列に接続されていることを特徴とする磁
石装置。 - 【請求項２】 第１超電導コイルアセンブリ及び第２超
電導コイルアセンブリの各々が、独立して高次磁界成分
が零となるように構成されていることを特徴とする請求
項１に記載の磁石装置。 - 【請求項３】 第１超電導コイルアセンブリ及び第２超
電導コイルアセンブリは、前記第１及び第２超電導コイ
ルアセンブリを同時に付勢した時に、高次磁界成分が消
し合うように構成されていることを特徴とする請求項１
に記載の磁石装置。 - 【請求項４】 磁性シールドが第１超電導コイルアセン
ブリと第２超電導コイルアセンブリの間に配置されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の磁石装置。 - 【請求項５】 磁性シールドが第２超電導コイルアセン
ブリの外側の周囲に配置されているとを特徴とする請求
項１に記載の磁石装置。
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