JPH0670907A

JPH0670907A - 磁気共鳴装置及び方法

Info

Publication number: JPH0670907A
Application number: JP5077780A
Authority: JP
Inventors: Gordon D Demeester; ディー．デメイスターゴードン; Michael A Morich; エイ．モリッチマイケル; John L Patrick; エル．パトリックジョン
Original assignee: Picker International Inc
Current assignee: Philips Nuclear Medicine Inc
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1993-03-11
Publication date: 1994-03-15
Also published as: EP0562707B1; DE69318611D1; EP0562707A1; US5280247A; DE69318611T2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】コールド・シールドを用いて渦磁場の大きさ
及び時定数を減少させる。【構成】試験領域１２を、超伝導磁石構造体１０のボ
ア内に規定し、ＲＦコイル２２及び勾配磁場コイル１４
を、構造体１０のボア内に配置する。超伝導磁石は、中
空の管状真空容器４０を備え、複数の環状超伝導磁石５
６を含み、液体ヘリウム貯蔵容器６０内に保持し、それ
らが超伝導温度以下に保持される。コールド・シールド
４４と５０は、超伝導磁石及び検査領域の間に管状部分
４４ａ，５０ａを有し、これらは各々補強プラスチック
のような電気的絶縁材による円筒７０を備えている。熱
伝導層７２が各円筒上に規定され、エッチングによるス
ロットまたは抵抗部分７４によって、多数の細長いセグ
メント８０，９２に分割されている。この細長いセグメ
ントは、銅またはアルミニウムのような熱伝導材で作ら
れており、導電性も有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴装置及び方法
に関し、特に、超伝導磁石を用いた磁気共鳴装置及び方
法に関するものである。本発明は、磁気共鳴撮像装置に
おいて用いられる超伝導において特にその用途を見いだ
すものであり、ここではそれに特定して記載することと
する。しかしながら、本発明は、核磁気共鳴分光計（ｓ
ｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）等のような渦磁界が望ましく
ない他の低温磁石においても応用されることは、理解さ
れよう。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムは、１
つの撮像領域に、３つの磁場を重ね合わせる。超伝導磁
石が一般的に用いられて、空間的に大きく、しかも時間
的及び空間的に一定の主磁場を発生する。この主磁場
は、Ｂ₀磁場と呼ばれており、通常５０ｃｍの直径の撮
像領域において、０．５乃至２．０テスラである。第２
の磁場は、時間と共にへかし、空間符号化のための空間
線形勾配δＢｚ／δｘ、δＢｚ／δｙ、δＢｚ／δｚを
有しており、これらはＢ₀磁場と整合されている。これ
らは、典型的に、＋／−１０ｍＴ／ｍの範囲にある。こ
れら２つの磁場の方向を横切って、ＮＭＲ実験中の磁化
再配向のためにＲＦ磁場を用いている。

【０００３】従来のＭＲＩ磁石システムでは、１組のＢ
₀磁場発生コイルが、直径５０ｃｍの撮像球体内で変動
が約１０マイクロテスラのみとなるように、構成されて
いる。これらのコイルは、典型的に液体ヘリウムの温度
４．２゜Ｋ付近の温度で動作する超伝導体である。典型
的に、６個から１１個の間の超伝導コイルが直列接続さ
れ、共通の液体ヘリウム容器内に浸せきされる。室温環
境からの磁石の熱利得を最少化するために、低温維持装
置（ｃｒｙｏｓｔａｔ）が備えられる。低温維持装置
は、対流的熱移動（ｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒ）を除
去するための真空容器である。磁石は、４．２゜Ｋで大
気圧程度のの液体ヘリウム槽に浸せきされる。これら２
つの容器に間で、２つの冷間シールドが懸下（ｓｕｓｐ
ｅｎｄｅｄ）されている。一方は、冷凍及び／またはヘ
リウムガスの沸騰によって、１０度−２０度に冷却され
ている。他方は典型的に、７７゜Ｋに冷却される。数枚
のアルミニウム化されたマイラ（ａｌｕｍｉｎｉｚｅｄ
ｍｙｌａｒ）の層が、放射的熱移動を最少に抑えてい
る。７７゜Ｋの冷間シールドは、それを６０−７０゜Ｋ
に冷却することができる液体窒素の沸騰または機械的な
冷却によって、維持されている。また、これら内部構造
内の懸下部材には、伝導的熱移動もある。これは、当然
設計によって最少化されている。このように、低温維持
装置の設計は、熱利得が最少となり、したがってヘリウ
ムの沸騰が最少となるように、最適化されている。

【０００４】従来のＭＲＩシステムは、まずＲＦコイル
で次に勾配磁場コイルで、そして最後に磁石の室温ボア
（ｂｏａ）で、患者或は患者の一部を包囲している。一
般的に低温維持装置は熱移動に体して優れたバリアとな
るが、導電性材料を含んでいるために時間と共に変化す
る勾配磁場によって渦電流を発生することになる。これ
ら渦電流に起因する磁場は、かなり大きく補正を必要と
することもある。従来、これは電気的にプリエンファシ
スによって行なわれていた。しかしながら、最も効果的
な方法は、渦電流が発生してからそれらの補正を行なう
のではなく、最初に渦電流を発生させなくすることであ
る。これは、第１の半径の主コイル組及び第２の半径の
補助コイル組からなる自己シールド型勾配を用いて行な
われる。これらのコイルの設計は、ターナーら（Ｔｕｒ
ｎｅｒｅｔａｌ）の米国特許第４８９６１２９号に
記載されているように、磁石冷間シールドの位置におい
て渦電流を最少化するようなものである。自己シールド
勾配の効率は、シールドコイル及び主コイルの半径によ
って大きく影響されるが、これは、撮像領域において、
コイルの外側の磁場を消失させるのに加えて、一方が他
方の磁場を部分的に消失させるからである。

【０００５】超伝導磁石は一般的に、非シールド型、受
動シールド型、及び能動シールド型の３種類がある。非
シールド型磁石は、故意に、磁石外部の磁場を制御しな
いようにしてある。受動シールド型磁石は、磁石に近い
鉄で構成されており、磁場の空間的拡張を減少させるよ
うにしている。能動シールド型磁石は、内部及び外部コ
イル（自己シールド型勾配のように）で構成され、磁石
の外側の磁場を最少化したものである。能動及び受動シ
ールド効果を用いた混合磁石もある。これらの種類の磁
石は全て、患者の体内に望ましいレベルの均一性を達成
するために、シムセット（ｓｈｉｍｓｅｔ）を必要とす
る。１組のギャレットコイルを構成して主磁場に付加物
を与え、主磁場をより均一にすることができる。このシ
ムセットのコイルのいくつかは、超伝導型或は抵抗型で
あり、自己シールド型勾配のシールドコイルが行なって
いるように、勾配コイルに結合することができる。これ
らの妨害（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）を除去し、かつコ
ストを低減するために、今日殆どのＭＲＩシステムは、
受動（鉄）のみのシムセットを有している。このシムセ
ットは、勾配コイル付近の磁石の室温ボア内に配置され
ている。

【０００６】より具体的には、従来より患者用ボア及び
真空室の外径に沿って配置される第１の即ち高温冷間シ
ールドは、液体窒素によって約７７゜Ｋに冷却される。
例えば、円筒型液体窒素容器を、超伝導磁石の外側周囲
の、真空室内部に備える。この容器は、熱的にボア周囲
のシリンダ及び縁部の円盤と接続しており、窒素容器が
伝導によって冷却されるようになっている。しかしなが
ら、この液体窒素による冷却は、一般的に機械的冷凍に
代えられている。機械的冷凍装置は、真空室の内計に隣
接して配置された銅またはアルミニウムのシリンダ、及
び真空室の外径に隣接して配置された別の銅またはアル
ミニウムのシリンダと、熱的に接続されている。機械的
冷凍では、これらのシリンダを、約６０−７０゜Ｋに冷
却し、２つのシリンダは円盤によって各端部と熱的に連
係されている。

【０００７】熱の移動を減少させるために、第２の即ち
内側のコールド・シールドは通常第１のコールド・シー
ルドと液体ヘリウム容器との間に置かれる。第２のコー
ルド・シールドには、超伝導マグネットの内径と第１の
コールド・シールドの内側のシリンダとの間に置かれた
第１の銅またはアルミニウムのシリンダ、および超伝導
マグネットの外径と第１のコールド・シールドの外側の
シリンダとの間にある第２の銅またはアルミニウムのシ
リンダとから成る。このシリンダは反対の端で円板によ
り熱的に連結される。第２の冷凍シールドは、熱伝導性
のある金属ストラップのようなものによって約２０゜Ｋ
に冷却する冷凍装置の第２のステージと熱的に連結され
ている。さらに、これらのシリンダは幾層もの超絶縁体
によって内側と外側が囲まれている。

【０００８】勾配磁場コイルは、ボアの中の画像領域に
を横切る磁場勾配を選択的に発生させるために低温維持
装置の内壁から離れたボア内に置かれる。通常は、勾配
磁場は短時間与えられるが、これは磁場勾配パルスと呼
ぶほうがより適切であるほど短い時間である。勾配磁場
パルスは、特に上昇端と下降端においてそれを取り囲む
電気的導伝構造物に電位を発生させ、それが渦電流を引
き起こす。即ち、渦電流はマグネットの型板、シム・コ
イル、液体ヘリウム槽、コールド・シールド、といった
ようなものの中に発生する。これらの温度で得られる非
常に低い抵抗のもとでは、渦電流は磁気共鳴手順の反復
時間を超える時間にわたって存続することがあり得る。
発生した渦電流は非常に複雑で、周波数や温度、電気的
導伝性のある構造体の厚さといったようなものによって
変化するのである。発生した渦電流は、マグネットのボ
アの中の画像領域の中に渦磁場を発生させる。この渦磁
場は、品質の良い高解像度の磁気共鳴像に寄与する正確
な磁場を破壊するのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】渦磁場を補償するため
の一つの技術は、プリエンファシスである。初期のプリ
エンファシスのキャリブレーションの間、渦磁場による
分担が決定され、勾配磁場を発生させる電流パルスがそ
れに従って調整される。より明確に述べるならば、発生
した勾配磁場と渦磁場との合計が画像領域の中に望みど
おりの磁場を生みだすように、勾配磁場を発生させるた
めに用いられる電流が調整されるのである。例えば、１
９８８年８月２日発行のホランドとシュタウバーの「プ
ログラム可能な渦電流の修正」というタイトルの米国特
許第４，７６１，６１２号、および１９８７年１０月２
７日発行のホランドの「磁性共鳴像における渦電流を補
償する方法と装置」というタイトルの米国特許第４，７
０３，２７５号を参照していただきたい。プリエンファ
シスは効果があるが、複雑な勾配磁場を完全に修正する
訳ではない。発生した渦磁場は非常に複雑なので直線的
な勾配の使用では必ずしも完全に補償することはできな
い。

【００１０】渦磁場を減少させる一つの技術は、超伝導
マグネットの暖かいボアの内側に自己シールド勾配コイ
ルを取付けることである。この自己シールド勾配コイル
には勾配コイルとそのまわりを取り囲む能動型シールド
・コイルがある。シールド・コイルは、渦電流、ゆえに
渦磁場を取り込むのを防ぐためにコールド・シールドの
位置で勾配磁場を無効にするように設計されている。し
かしながら、シールド・コイルは一般に主勾配コイルの
直径の約１．３倍の直径を必要とする。これによって、
勾配コイルの中の利用可能なボアのサイズが小さくなる
か、より大きくてより高価な超伝導マグネットが必要に
なるかのいずれかとなる。医療診断の像作製のために、
ボアの最小のサイズは一般に人間の胴の大きさによって
決められているので、有用なボア・サイズを小さくする
ことは望ましくないことなのである。

【００１１】本発明は、コールド・シールドの支援によ
り渦磁場の大きさ及び時定数を減少させる、新しく改良
したコールド・シールド構造を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁気共
鳴装置が提供され、この磁気共鳴装置は、検査領域周囲
に配した無線周波数コイルと、前記検査領域に隣接して
設けた勾配コイル構造体と、前記勾配コイル構造体に勾
配磁場パルスを発生させると共に、前記無線周波数コイ
ルに無線パルスを射出させる手段と、前記検査領域を取
り囲み、前記無線周波数コイル及び前記勾配コイル構造
体を受け入れるボアを規定する超伝導磁石構造体とを有
し、該超伝導磁石構造体は、前記ボアに沿って内側壁を
有する円筒形真空容器と、前記真空容器内に設けられた
少なくとも１つの環状超伝導磁石と、前記環状超伝導磁
石を取り囲み、かつ前記超伝導磁石をその超伝導温度以
下に保持する媒体を含む低温槽であって、前記真空容器
内に空間をおいて収容されている前記低温槽と、前記低
温槽と前記真空容器の内側壁との間に設けられた少なく
とも１つのコールド・シールドとから成り、前記コール
ド・シールドは、円筒と前記円筒規定手段に沿って配置
された多数の熱伝導セグメントとを規定する手段と、前
記コールド・シールドのセグメントを冷却手段に接続す
る手段とを備えていることを特徴とする。

【００１３】本発明による１つの特定の装置において、
前記超伝導磁石構造体は、第１及び第２の前記コールド
・シールドを備えており、前記第２のコールド・シール
ドは、前記第１のコールド・シールド及び前記低温槽と
の間に配置されている。

【００１４】本発明による装置において、前記冷却手段
の各々は、機械式冷凍またはヘリウムの沸騰によって冷
却する冷凍手段を備えている。

【００１５】本発明による装置では、前記各コールド・
シールド円筒規定手段は、誘電体材の円筒を備えてお
り、前記多数の伝導性セグメントは前記円筒によって支
持されている。このような構成において、伝導性セグメ
ントは、細長い金属セグメントを適切に備えている。前
記伝導性セグメントは、全体的に前記ボアの長手方向軸
に平行に延びている。前記セグメントは、前記誘電体円
筒（７０）の外表面または内表面上の金属性フォイルに
よって、適切に規定されている。

【００１６】また、本発明は、磁気共鳴装置において渦
電流を減少させる方法も提供する。この磁気共鳴装置
は、内部ボアを規定する内側壁と、無線周波数コイルと
勾配コイル構造体とを有する円筒形真空容器と、前記勾
配コイル構造体に勾配磁場パルスを発生させると共に、
前記無線周波数コイルに無線パルスを射出させる手段
と、前記真空容器内に設けられた少なくとも１つの環状
超伝導磁石と、前記環状超伝導磁石を取り囲み、かつ前
記超伝導磁石をその超伝導温度以下に保持する媒体を含
む低温槽と、前記真空容器内に空間をおいて収容されて
いる前記低温槽と、前記低温槽と前記真空容器の内側壁
との間に設けられた少なくとも１つのコールド・シール
ドであって、前記コールド・シールドは、金属表面を支
持する円筒型表面を規定するものであり、及び、前記コ
ールド・シールドの金属表面を冷却手段と接続する手段
とを備えた磁気共鳴装置であり、前記方法は、前記コー
ルド・シールド金属表面を多数の細長い領域に分割し、
誘導渦電流ループが実質的に相殺磁場を発生するように
前記細長い領域を配置し、誘導渦電流の経路を延長させ
て、抵抗を増加させ、前記誘導渦電流をより急速に減衰
させることを特徴とする。

【００１７】本発明の１つの利点は、コールド・シール
ドからの渦電流が寄与する振幅を減少させることであ
る。

【００１８】本発明の別の利点は、誘導されたいかなる
渦電流の時定数をも、減少させることである。即ち、い
かなる誘導された渦電流でも、急速に減衰するのであ
る。

【００１９】本発明の別の利点は、プレエンファシスの
補正を簡単にしたことである。

【００２０】

【実施例】本発明に基づく１つの磁気共鳴装置及び方法
を例として添付の図面を参照して説明する。

【００２１】第１図は、装置には検査領域１２を通して
実質的に均一な磁場を縦方向に生成する超伝導の主磁場
コイル構造体１０を含むことを示している。勾配磁場生
成手段は検査領域１２と交わる勾配磁場を選択的に生成
する。勾配磁場生成手段には検査領域１２のいずれかの
側に対称的に配置された勾配磁場コイル１４がある。勾
配磁場制御手段１６は、望みどおりの磁場パルスが生成
されるように、電流パルス発生器１８が勾配磁場コイル
に適切な特性をもつ電流パルスを当てるように制御す
る。

【００２２】共鳴励磁および操作手段には、検査領域１
２に置かれている、選択された双極子の共鳴を誘起する
ために、適切な周波数スペクトルをもつ無線周波数パル
スを発生させるための無線周波数送信機がある。無線周
波数送信機は、検査領域を取り囲み主磁場マグネット１
０の内側に置かれた無線周波数アンテナ２２と接続され
る。ＲＦコイル２２は関心のある領域に無線周波数パル
スを送信し、そこから放射する無線周波数共鳴信号を受
信する。受信コイルは分離させてもよい。受信した磁性
共鳴信号は無線周波数受信機２４に送られる。復調され
て受信した無線周波数信号は、アレイプロセッサまたは
他の手段２６によってディジタル化され磁性共鳴画像に
復元される。復元された画像はメモリ２８に格納され
る。画像はビデオ・モニタ３０に表示することができ、
以後の処理をする場合にはディスクといったようなもの
に格納することもできる。

【００２３】超電導マグネット構造体１０には真空容器
４０があり、この中に内側の円筒形の室温ボア４０ａ、
この構造体の外径の周りの外壁４０ｂ、および円環状の
端壁４０ｃおよび４０ｄがある。筒状の真空容器４０を
最初に排気するための口が設けられている。

【００２４】第１のコールド・シールド４４には、真空
容器のボア壁４０ａに隣接しマグネットの内側のボアの
中にある内側の円筒形のシールド構造体４４ａ、および
真空タンクの外径の壁に隣接した外側の円筒形の構造体
４４ｂとがある。第１のコールド・シールド４４にはさ
らに円環状の端壁シールド構造体４４ｃおよび４４ｄが
あることが望ましい。第１のコールド・シールドの内側
および外側の円筒は、好適実施例では、それぞれ、銅や
アルミニウムやダイヤモンドや他のセラミック・フィル
ム等のような熱伝導のよいものでコーティングされた、
ガラス強化プラスチックの円筒といった絶縁性の成型材
で作られている。熱伝導のよいコーティングに導電性が
ある場合には、電気的な導通を減らすために縦方向に分
離物を複数個入れる。第１のコールド・シールドは、銅
やアルミニウムや他の熱伝導の高い物質の編み片などの
多数の熱伝導物４６によって、約６０゜Ｋ−７０゜Ｋに
冷却される第１のヒートシンク４８に連結される。

【００２５】第２のコールド・シールド５０には、シー
ルド構造体４４ａの中の第１のコールド・シールドに隣
接して置かれた内側の円筒状のシールド構造体５０ａ、
および第１のコールド・シールドの外側の円筒形シール
ド構造体４４ｂに隣接して置かれた外側の円筒形シール
ド構造体がある。円環状の端壁５０ｃおよび５０ｄが熱
の封じ込めを完成することが望ましい。第２のコールド
・シールドは第１のコールド・シールドに類似させて作
られる。第２のコールド・シールド５０は熱伝導ケーブ
ルまたは他の手段５２により約２０゜Ｋまたはそれ以下
に冷却される第２のヒートシンク５４と連結している。

【００２６】ヘリウム作業ガスは、離れた場所で機械的
手段によって圧縮されることが望ましい。ヘリウムは第
１および第２のヒートシンクがその中にある冷却ヘッド
に送られる。圧縮されたヘリウムは二段階のプロセスで
膨張し、ヒートシンクから熱を奪う。

【００２７】誘電性成型材５８に取付けられた複数の超
伝導の円環状のマグネット・コイル５６は、第２のコー
ルド・シールド５０の内側にある低温槽６０の中に置か
れる。低温槽６０は真空容器４０の残りの部分から密閉
されているが、これはヘリウムが真空領域に逃げこまな
いように、液体ヘリウムの中に浸された超伝導マグネッ
トを支持するためである。ヘリウム容器６０の温度を約
４．２゜Ｋに保つためにヘリウムは蒸発するので、ヘリ
ウム・ポート６２により、低温槽６０が液体ヘリウムで
満たされた状態を保つようにすることができる。ヘリウ
ムの回収および再循環装置（図示せず）をヘリウム・ポ
ート６２に連結して気化したヘリウムを回収し液体に再
凝縮してヘリウム槽６０に補充することは任意である。
断熱材の層６４−これにはよくアルミニウム・マイラが
使われる−が真空容器の壁と第１のコールド・シールド
との間、第１と第２のコールド・シールドとの間、およ
び第２のコールド・シールドとヘリウム槽との間に置か
れる。

【００２８】超伝導主磁場遮蔽コイル構造体６６を、超
伝導主磁石５６の外部周囲の、ヘリウムベッセル内に取
り付け、それと電気的に直列とする。遮蔽コイルは、ボ
ア外部に、主磁石５６が発生した磁場とは反対の磁場を
発生する。好ましくは、超伝導コイル５６及び６６は、
相互作用を行ない、ボア内に強力かつ均一な磁場を発生
し、低温維持装置外部の磁場を大幅に減少させるように
する。同様に、超伝導勾配磁場遮蔽コイル６８を、主超
伝導磁石内部の、ヘリウムベッセル内に取り付け、勾配
磁場からのそれらを遮蔽することもできる。この主磁石
及び半径方向でその上にある構造を勾配磁場から遮るこ
とによって、勾配磁場が遮蔽構造内に渦電流を誘導する
のを防止することができる。

【００２９】更に図１を参照しつつ、図２及び図３を参
照すると、コールド・シールドの各々は、非鉄性電気絶
縁内側コア７０と、このコアの一方または両面に高熱伝
導表面被覆７２とを有する層状構造で構成されている。
本体磁石全体では、コールド・シールドは、長さ１−２
メートルで、約１メートル及び１．５メートルの直径を
有する。好適実施例では、熱伝導外側層（複数）７２は
銅かアルミニウムであり、これも電気導電性を備えてい
る。好適実施例をより具体的に説明すると、コールド・
シールドは、回路基板用材料から作られており、内側コ
ア７０はガラスで補強したポリマー材、そして熱伝導被
覆７２は約１−２ミリの厚さの銅またはアルミニウムの
層である。また、コア７０にはガラスよりも熱伝導率が
高いカーボンファイバまたはファイバを含んだものを選
択してもよい。

【００３０】電気導電性外側層７２は、外側層を複数の
部分に分割するための電気絶縁手段の配列７４を備えて
いる。好適実施例では、この電気絶縁手段は、長手方向
のギャップであり、これは従来のエッチング過程で規定
されるものである。好ましくは、約４ミリ幅の帯状体を
２ミリのギャップで隔離する。しかしながら、銅または
アルミニウムを化学的に反応させ化学的に処理して導電
性を減少させるような、他の技法も考えられる。例え
ば、アルミニウムの細い帯状体を酸化させて比較的電気
的に絶縁性のある酸化アルミニウムを得るようにしても
よい。同様に、比較的電気的に絶縁性のある粒子を、導
電性層７２の前もって規定した経路内に埋め込んでもよ
い。別の選択肢として、ダイアモンド、カーボン等のよ
うな熱伝導性があり、電気的には抵抗性を呈するセラミ
ック材料の帯状態を、金属性帯状態の代りに用いてもよ
い。前記層の分割は、各セグメントが、それぞれの冷凍
手段とコールド・シールドを接続する帯状体４６、５２
の１つと熱的に連通するようにしてある。

【００３１】図４を参照して、電気絶縁手段は、導電層
を多数の細長い帯状体８０に分割する。磁性勾配パルス
に応答して、各帯状体は渦電流８２を保持する。電気絶
縁手段７４の各側で反対方向に流れる渦電流が、打ち消
す効果を生じるので、渦電流全体は実質的に電流ループ
８４となる。実際、電気的分割を行なわないと、ループ
８４と同様の渦電流が発生するであろう。しかしなが
ら、渦電流８２の合計の経路長は、ほぼセグメント８０
の数だけ倍増した長さとなる。逆の言い方をすれば、経
路長８２に沿った電気抵抗全体は、経路セグメント８０
の数だけ、経路長８４の電気抵抗を倍増したものとな
る。したがって、電流８２の合計の振幅は、セグメント
数の逆だけ、単一電流ループ８４の振幅より小さいもの
となる。

【００３２】フィンガー即ちセグメント間には容量性及
び誘導性結合があることも、認められよう。したがっ
て、渦電流及び結果的に生じる渦磁場は、金属の抵抗だ
けでなく、誘導性及び容量性リアクタンスによっても、
減衰されるのである。図２、５及び６を参照すると、種
々の導電セグメントパターンが見られる。好ましくは、
これらのセグメントを、磁石の中央軸に平行に延在させ
る。これは、勾配磁場Ｇｘ、Ｇｙ及びＧｚからの渦電流
を、ほぼｚ方向に制限するものである。中央ボアと平行
なｚ方向、即ちＢ₀磁場に平行に流れる渦電流によって
発生した渦磁場は、磁性共鳴現象（ｍａｇｎｅｔｉｃ
ｒｅｓｏｎａｎｃｅｅｘｐｅｒｍｅｎｔ）に対する影
響を最少にする。ｚ方向のコールド・シールドに素って
流れる渦電流は、ｚ方向の磁性成分を発生することがで
きず、撮像過程におけるいかなる影響も最少にする。

【００３３】図２を参照すると、効果的なパターンの１
つが櫛状パターンとして示されている。即ち、一連の共
通アークセグメント９０が１つの縁の一部分に沿って延
長している。各アークセグメントは、多数のフィンガー
９２と相互接続されている。アークセグメントは、ギャ
ップ或は他の電気絶縁体７４によって電気的に分離され
ている。

【００３４】図５を参照すると、別の効果的なパターン
が、インターリーブ状櫛形状で示されている。即ち、ア
ークセグメント９０’及び９０”が、コールド・シール
ドの対向する縁に沿って、規定されている。別のフィン
ガー９２’及び９２”が、セグメント９０’及び９０”
と、それぞれ接続されている。熱伝導帯状体４、５２の
一方が、各アークセグメントと相互接続されている。

【００３５】図６を参照すると、対向端で相互接続され
た複数のセグメントが、Ｓ状パターンを規定するように
した別のパターンが示されている。

【００３６】更に別の代替案として、アークセグメント
及び長手方向導体部分を、電気的に非伝導的で熱的に伝
導的な材料、例えばダイアモンドで、分割することもで
きる。小さなダイアモンドまたは他の熱導電性セラミッ
クセグメントを挿入して、アークセグメントを互いに分
割することにより、周辺縁部の熱伝導率を保持しつつ、
導電性をなくすことができる。同様に、セラミックの挿
入によって、アークセグメントを長手方向セグメントに
接続することができる。

【００３７】これらセグメントのための更に別のパター
ンも考えられる。エッチングによる薄膜材料ではなく、
セグメントを、比較的厚いワイヤ、ビーム等で規定する
こともできる。更に、対角線に沿って設けたセグメン
ト、特に、内側及び外側表面上にて対向する体格線に沿
ったセグメントも、有利な結果を得るものである。フォ
ーマ（ｆｏｒｍｅｒ）７０の外側に導電沿うを規定する
のではなく、導電性部分をフォーマ内部に規定すること
もできる。例えば、ポリマー性シリンダ７０を、対角線
状に巻回した銅またはアルミニウムの撚り糸、金属及び
セラミックファイバの混合物によって、補強することが
できる。更に別の代替案として、コールド・シールド
を、伝導性及び非伝導性材料の多数の内部層を有する回
路基板材料によって、規定してもよい。

【００３８】以上、本発明を好適実施例を参照して説明
した。先の詳細な説明を読み理解すれば、変更及び改造
が、他の者にも思い浮かぶことは、明らかであろう。し
たがって、本発明は、添付の特許請求の範囲またはその
同等物の範疇に入る、そのような変更、改造等も全て含
むものであると、解釈する。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気共鳴撮像装置の低温維持装置及び超伝導主
磁石の種々の内部層を通った部分的縦断面図。

【図２】本発明のコールド・シールドの１つを表した
図。

【図３】図２のコールド・シールドを通った断面図。

【図４】誘導された渦電流を示す、コールド・シールド
の一部の拡大図。

【図５】図２の熱遮蔽をエッチングするためのパターン
の代替案を示す図。

【図６】コールド・シールドのためエッチングパターン
の別の代替案を示す図。

【符号の説明】

１２試験領域１０超伝導磁石構造体２２ＲＦコイル１４勾配磁場コイル４０真空容器５６環状超伝導磁石６０液体ヘリウム貯蔵容器４４第１のコールド・シールド５０第２のコールド・シールド７０円筒７２熱伝導層８０、９２セグメント８２渦電流

フロントページの続き (72)発明者マイケルエイ．モリッチアメリカ合衆国オハイオ州 44060，メントー，ジェリミイアヴェニュ 7580 (72)発明者ジョンエル．パトリックアメリカ合衆国オハイオ州 44022，シャグリンフォールズ，スタフォードロード 9495

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検査領域（１２）周囲に配した無線周波数
コイル（２２）と、前記検査領域（１２）に隣接して設けた勾配コイル構造
体（１４）と、前記勾配コイル構造体（１４）に勾配磁場パルスを発生
させると共に、前記無線周波数コイル（２２）に無線パ
ルスを射出させる手段（１４、１６）と、前記検査領域（１２）を取り囲み、前記無線周波数コイ
ル（２２）及び前記勾配コイル構造体（１４）を受け入
れるボアを規定する超伝導磁石構造体（１０）であっ
て、該超伝導磁石構造体（１０）は、前記ボアに沿って内側壁（４０ａ）を有する円筒形真空
容器（４０）と、前記真空容器（４０）内に設けられた
少なくとも１つの環状超伝導磁石（５６）と、前記環状
超伝導磁石（５６）を取り囲み、かつ前記超伝導磁石
（５６）をその超伝導温度以下に保持する媒体を含む低
温槽（６０）であって、前記真空容器（４０）内に空間
をおいて収容されている前記低温槽（６０）と、前記低
温槽（６０）と前記真空容器の内側壁（４０ａ）との間
に設けられた少なくとも１つのコールド・シールド（４
４または５０）とから成り、前記コールド・シールド（４４または５０）は、円筒と
前記円筒規定手段（７０）に沿って配置された多数の熱
伝導セグメント（８０または９２）とを規定する手段
（７０）と、前記コールド・シールド（４４または５
０）のセグメント（８０または９２）を冷却手段（４８
または５４）に接続する手段（４６または５２）とを備
えていることを特徴とする、磁気共鳴装置。
【請求項２】請求項１記載の装置において、前記超伝導
磁石構造体（１０）は、第１（４４）及び第２（５０）
の前記コールド・シールドを備えており、前記第２のコ
ールド・シールド（５０）は、前記第１のコールド・シ
ールド（４４）及び前記低温槽（６０）との間に配置さ
れていることを特徴とする、磁気共鳴装置。
【請求項３】請求項１または２記載の装置において、前
記冷却手段（４６、５２）の各々は、機械式冷凍または
ヘリウムの沸騰によって冷却する冷凍手段（４８、５
４）を備えていることを特徴とする、磁気共鳴装置。
【請求項４】請求項１、２または３記載の装置におい
て、前記各コールド・シールド円筒規定手段（７０）
は、誘電体材の円筒を備えており、前記多数の伝導性セ
グメント（８０または９２）は前記円筒によって支持さ
れていることを特徴とする、磁気共鳴装置。
【請求項５】請求項４記載の装置において、前記伝導性
セグメント（８０または９２）は、全体的に前記ボアの
長手方向軸に平行に延びていることを特徴とする、磁気
共鳴装置。
【請求項６】請求項５記載の装置において、前記金属セ
グメント（８０または９２）は、全体的に前記ボアの長
手方向軸に沿って延びていることを特徴とする、磁気共
鳴装置。
【請求項７】請求項６記載の装置において、前記セグメ
ント（８０または９２）は、前記誘電体円筒（７０）の
外表面または内表面上の金属性フォイルによって規定さ
れていることを特徴とする、磁気共鳴装置。
【請求項８】請求項６または７記載の装置であって、複
数で別個の前記セグメント（９２）は、前記円筒（７
０）の一端に隣接して相互接続されており、更に前記円
筒の一端全体の回りの導電路を遮断する電気絶縁手段
（７４）を備えていることを特徴とする、磁気共鳴装
置。
【請求項９】請求項１、２、３、４、５、６、７、８の
いずれか１項に記載の装置であって、更に、前記ボア内
で受け取った磁気共鳴信号から画像表現を再生する再生
手段（２６）を備えていることを特徴とする、磁気共鳴
装置。
【請求項１０】内部ボアを規定する内側壁（４０ａ）
と、無線周波数コイル（２２）と勾配コイル構造体（１
４）とを有する円筒形真空容器（４０）と、前記勾配コ
イル構造体（１４）に勾配磁場パルスを発生させると共
に、前記無線周波数コイル（２２）に無線パルスを射出
させる手段（１６、１８）と、前記真空容器（４０）内
に設けられた少なくとも１つの環状超伝導磁石（５６）
と、前記環状超伝導磁石（５６）を取り囲み、かつ前記
超伝導磁石（５６）をその超伝導温度以下に保持する媒
体を含む低温槽（６０）と、前記真空容器（４０）内に
空間をおいて収容されている前記低温槽（６０）と、前
記低温槽（６０）と前記真空容器の内側壁（４０ａ）と
の間に設けられた少なくとも１つのコールド・シールド
（４４または５０）であって、前記コールド・シールド
（４４または５０）は、金属表面（７２）を支持する円
筒型表面を規定するものであり、及び、前記コールド・
シールド（４４または５０）の金属表面（７２）を冷却
手段（４８、５４）と接続する手段（４６または５２）
とを備えた磁気共鳴装置において、渦磁場による劣化を
減少する方法であって、前記コールド・シールド金属表面（７２）を多数の細長
い領域（８０または９２）に分割し、誘導渦電流ループ
（８２）が実質的に相殺磁場を発生するように前記細長
い領域（８０または９２）を配置し、誘導渦電流の経路
を延長させて、抵抗を増加させ、前記誘導渦電流をより
急速に減衰させることを特徴とする、方法。
【請求項１１】請求項１０記載の方法において、前記分
割ステップは、金属層をエッチングして、そこに電気的
に絶縁する不連続部を規定することによって、細長い領
域（８０、９２）を規定することを特徴とする、方法。
【請求項１２】請求項１０または１１記載の方法におい
て、前記分割ステップにおいて、前記金属を分割して、
前記細長い領域（８０、９２）が前記ボアの中央軸に実
質的に平行に延びるようにしたことを特徴とする、方
法。