JPH07213506A - 核スピン共鳴トモグラフィ装置 - Google Patents
核スピン共鳴トモグラフィ装置Info
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- JPH07213506A JPH07213506A JP6225355A JP22535594A JPH07213506A JP H07213506 A JPH07213506 A JP H07213506A JP 6225355 A JP6225355 A JP 6225355A JP 22535594 A JP22535594 A JP 22535594A JP H07213506 A JPH07213506 A JP H07213506A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 構成が簡単でコンパクトで有利なコストで製
造可能で、かつ高い分解能を可能にし、著しくわずかな
漂遊磁界しか発生させず、患者が楽な姿勢で検査でき
る、人の外肢の部分身体検査のためのＮＭＲトモグラフ
ィ磁石装置を提供することである。 【構成】 少なくとも水平軸（１００）を中心とする角
度領域においてクライオスタットの外表面（６）が、室
温孔（２）の軸方向の端部（Ｚ＝０）と、軸線（１０
０；γ＝０）から一様な（均質）体積（５）の中心の深
さ（奥行）Ｚ＝ｌｍの間に、所定の特異的に選定された
最小の距離間隔を有する。
造可能で、かつ高い分解能を可能にし、著しくわずかな
漂遊磁界しか発生させず、患者が楽な姿勢で検査でき
る、人の外肢の部分身体検査のためのＮＭＲトモグラフ
ィ磁石装置を提供することである。 【構成】 少なくとも水平軸（１００）を中心とする角
度領域においてクライオスタットの外表面（６）が、室
温孔（２）の軸方向の端部（Ｚ＝０）と、軸線（１０
０；γ＝０）から一様な（均質）体積（５）の中心の深
さ（奥行）Ｚ＝ｌｍの間に、所定の特異的に選定された
最小の距離間隔を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直径ｄ＝２０ｃｍ〜５
０ｃｍ例えばｄ＝２０ｃｍ〜４０ｃｍの水平の室温孔を
有するクライオスタットを備えた核スピン共鳴（ＮＭ
Ｒ）−トモグラフィ装置であって、該クライオスタット
は、液体ヘリウムの充填された容器を有し、さらに該液
体ヘリウムと緊密に熱接触する水平軸線を有する超伝導
ソレノイドコイルを有し、該ソレノイドコイルは室温孔
における一様な（均質）体積において一様な静磁界を発
生し、該ソレノイドコイルの中心は室温孔の軸方向の端
部（Ｚ＝０）から距離間隔ｌｍの位置にある形式の、核
スピン共鳴（ＮＭＲ）−トモグラフィ装置に関する。
０ｃｍ例えばｄ＝２０ｃｍ〜４０ｃｍの水平の室温孔を
有するクライオスタットを備えた核スピン共鳴（ＮＭ
Ｒ）−トモグラフィ装置であって、該クライオスタット
は、液体ヘリウムの充填された容器を有し、さらに該液
体ヘリウムと緊密に熱接触する水平軸線を有する超伝導
ソレノイドコイルを有し、該ソレノイドコイルは室温孔
における一様な（均質）体積において一様な静磁界を発
生し、該ソレノイドコイルの中心は室温孔の軸方向の端
部（Ｚ＝０）から距離間隔ｌｍの位置にある形式の、核
スピン共鳴（ＮＭＲ）−トモグラフィ装置に関する。
【０００２】
【従来技術】この種のＮＭＲトモグラフィ装置は、例え
ば社誌「ＢＩＯＳＰＥＣ−Ｓｅｒｉｅｓ ｄｅｒ Ｆｉ
ｒｍａ Ｂｒｕｋｅｒ Ｍｅｄｉｚｉｎｔｅｃｈｎｉｋ
ＧｍｂＨ ｉｎ Ｄ−７６２８７ Ｒｈｅｉｎｓｔｅ
ｔｔｅｎ ３．１９９２」に記載されている。
ば社誌「ＢＩＯＳＰＥＣ−Ｓｅｒｉｅｓ ｄｅｒ Ｆｉ
ｒｍａ Ｂｒｕｋｅｒ Ｍｅｄｉｚｉｎｔｅｃｈｎｉｋ
ＧｍｂＨ ｉｎ Ｄ−７６２８７ Ｒｈｅｉｎｓｔｅ
ｔｔｅｎ ３．１９９２」に記載されている。
【０００３】この公知のＮＭＲトモグラフィ磁気装置
は、例えば人間医学における生体スペクトロスコピと断
層像発生のために、ならびに研究目的の小動物の検査の
ために用いられる。比較的大きい磁石孔直径８０〜１０
０ｃｍを有する装置は患者の全身検査のために用いられ
る。他方、２０〜６０ｃｍの磁石孔直径を有する装置は
主として研究目的に用いられる。
は、例えば人間医学における生体スペクトロスコピと断
層像発生のために、ならびに研究目的の小動物の検査の
ために用いられる。比較的大きい磁石孔直径８０〜１０
０ｃｍを有する装置は患者の全身検査のために用いられ
る。他方、２０〜６０ｃｍの磁石孔直径を有する装置は
主として研究目的に用いられる。
【０００４】人の四肢たとえば手または足のような部分
身体研究目的には、または人のひざの撮影のためにはこ
の公知の装置は適していない。何故ならば全身形トモグ
ラフィにおいては患者の全身を磁石孔に挿入する必要が
あり、そのため部分身体検査の場合、同時に検査対象で
はない身体部分も通常は同時に撮影されてしまうからで
ある。他方、著しく小さい磁石では、個々の腕が個々の
ケースにおいて例えば肘にいたるまで検査可能ではあ
る。しかし例えばひざの領域での人の足である部分身体
は、この公知の装置では、この装置の幾何学的形状のた
め同じく可能ではない。何故ならば健康な患者そのもの
を、検査されるべき他方の足を患者に直角に水平に伸ば
したまま、狭い磁石孔の中へ挿入できないからである。
身体研究目的には、または人のひざの撮影のためにはこ
の公知の装置は適していない。何故ならば全身形トモグ
ラフィにおいては患者の全身を磁石孔に挿入する必要が
あり、そのため部分身体検査の場合、同時に検査対象で
はない身体部分も通常は同時に撮影されてしまうからで
ある。他方、著しく小さい磁石では、個々の腕が個々の
ケースにおいて例えば肘にいたるまで検査可能ではあ
る。しかし例えばひざの領域での人の足である部分身体
は、この公知の装置では、この装置の幾何学的形状のた
め同じく可能ではない。何故ならば健康な患者そのもの
を、検査されるべき他方の足を患者に直角に水平に伸ば
したまま、狭い磁石孔の中へ挿入できないからである。
【０００５】ドイツ連邦共和国特許第４０１００３２Ａ
１号に、部分身体トモグラフィ用の超伝導磁石装置が示
されている。この装置では、所属のクライオスタットの
Ｃ字形の横断面幾何学的形状により、この装置の測定体
積へ上から簡単に、障たげられることのないアクセスが
可能となる。そのことは実際に患者のＮＭＲ検査を著し
く容易にする。しかしこのことはこの公知の装置の場
合、著しく複雑なかつ高い費用の下で製造されるべきク
ライオスタット構成を伴う。さらに磁石コイルが吸引さ
れる力−この種の磁石の場合は数トンにもなる−を非対
称的に捕捉する必要がある。このことは、必要とされる
安全標準に基づいてこの装置のスタティックな構成の費
用をさらに増加させてしまう。さらにこの公知のＣ字状
の磁石の場合はソレノイドコイルではなく、部分的に対
向するコイルを有する装置が使用される。そのため、体
積が同じ場合は、ソレノイドコイル装置による磁界の強
さよりも著しく小さい最大磁界の強さしか発生できな
い。
１号に、部分身体トモグラフィ用の超伝導磁石装置が示
されている。この装置では、所属のクライオスタットの
Ｃ字形の横断面幾何学的形状により、この装置の測定体
積へ上から簡単に、障たげられることのないアクセスが
可能となる。そのことは実際に患者のＮＭＲ検査を著し
く容易にする。しかしこのことはこの公知の装置の場
合、著しく複雑なかつ高い費用の下で製造されるべきク
ライオスタット構成を伴う。さらに磁石コイルが吸引さ
れる力−この種の磁石の場合は数トンにもなる−を非対
称的に捕捉する必要がある。このことは、必要とされる
安全標準に基づいてこの装置のスタティックな構成の費
用をさらに増加させてしまう。さらにこの公知のＣ字状
の磁石の場合はソレノイドコイルではなく、部分的に対
向するコイルを有する装置が使用される。そのため、体
積が同じ場合は、ソレノイドコイル装置による磁界の強
さよりも著しく小さい最大磁界の強さしか発生できな
い。
【０００６】日本国の特許抄録、Ｄｒｕｃｋｓｃｈｒｉ
ｆｔ ＪＰ ６１−１７ ２０ ４０（Ａ）、Ｓｅｃ
ｔ．Ｐ， Ｖｏｌ．１０（１９８６），Ｎｒ．３８２
（Ｐ−５２９）に、水平の室温孔を有するクライオスタ
ットを備えた核スピン共鳴トモグラフィ装置が示されて
いる。この装置においてはクライオスタット外壁が使用
者側へ明確に面取りされている。しかしクライオスタッ
ト外壁ならびに室温孔の寸法に関する詳細なデータはこ
の刊行物には示されていない。この公知の装置の場合、
ＮＭＲ磁石の“小型化”の目的で静磁界は、超伝導ソレ
ノイドコイルによってではなく４つの部分コイルにより
発生される。クライオスタット外壁の面取りは、両方の
中央の部分コイルの直径を拡大することにより、形成さ
れる。
ｆｔ ＪＰ ６１−１７ ２０ ４０（Ａ）、Ｓｅｃ
ｔ．Ｐ， Ｖｏｌ．１０（１９８６），Ｎｒ．３８２
（Ｐ−５２９）に、水平の室温孔を有するクライオスタ
ットを備えた核スピン共鳴トモグラフィ装置が示されて
いる。この装置においてはクライオスタット外壁が使用
者側へ明確に面取りされている。しかしクライオスタッ
ト外壁ならびに室温孔の寸法に関する詳細なデータはこ
の刊行物には示されていない。この公知の装置の場合、
ＮＭＲ磁石の“小型化”の目的で静磁界は、超伝導ソレ
ノイドコイルによってではなく４つの部分コイルにより
発生される。クライオスタット外壁の面取りは、両方の
中央の部分コイルの直径を拡大することにより、形成さ
れる。
【０００７】ヨーロッパ特許出願公開第０３５０２６７
号公報に“つり鐘状の”構成を有する超伝導ＮＭＲ磁石
が示されている。この磁石は検査されるべき患者への横
からの容易なアクセスを行なわせる。しかしこの磁石は
従来の中空シリンダ構成に比較して著しく複雑に構成さ
れたクライオスタットを必要とする。この公知のつり鐘
状磁石の特別なコイル形状のため、ソレノイド磁石と比
較して、磁界の利用度が著しく劣り、そのため形成され
るＮＭＲ像の解像度が著しく低い。そのため例えばまさ
に整形外科医にとって重要な細部の構造は、十分正確に
は検出できない。
号公報に“つり鐘状の”構成を有する超伝導ＮＭＲ磁石
が示されている。この磁石は検査されるべき患者への横
からの容易なアクセスを行なわせる。しかしこの磁石は
従来の中空シリンダ構成に比較して著しく複雑に構成さ
れたクライオスタットを必要とする。この公知のつり鐘
状磁石の特別なコイル形状のため、ソレノイド磁石と比
較して、磁界の利用度が著しく劣り、そのため形成され
るＮＭＲ像の解像度が著しく低い。そのため例えばまさ
に整形外科医にとって重要な細部の構造は、十分正確に
は検出できない。
【０００８】最後に米国特許第５１１７１８８号公報に
ＮＭＲ像形成のための準開放形磁石構成体、いわゆる
“裏返した”磁石が示されている。この場合、磁石コイ
ルは著しく大きい直径と著しく小さい奥行きを有し、さ
らに検査体積は磁石コイルの外側にやっと存在する。こ
の種の磁石装置はソレノイドコイルに比較して次の欠点
を有する。即ち外部空間へ放射される強い漂遊磁界、著
しく低い磁界の一様性、著しく小さい磁界一様性領域お
よび著しく低い、発生可能な最大磁界の強さという欠点
を有する。そのためＮＭＲ像の解像度は、ソレノイドコ
イルを有する上述の従来の磁石装置−例えば引用された
Ｆｉｒｍａ Ｂｒｕｋｅｒ Ｍｅｄｉｚｉｎｔｅｃｈｎ
ｉｋ有限会社−の場合よりも著しく低い。この種の磁石
装置のコストを実質的に定める超伝導の導線における所
定の材料の長さの場合、裏返し形磁石コイルは経済的に
著しく不利である。
ＮＭＲ像形成のための準開放形磁石構成体、いわゆる
“裏返した”磁石が示されている。この場合、磁石コイ
ルは著しく大きい直径と著しく小さい奥行きを有し、さ
らに検査体積は磁石コイルの外側にやっと存在する。こ
の種の磁石装置はソレノイドコイルに比較して次の欠点
を有する。即ち外部空間へ放射される強い漂遊磁界、著
しく低い磁界の一様性、著しく小さい磁界一様性領域お
よび著しく低い、発生可能な最大磁界の強さという欠点
を有する。そのためＮＭＲ像の解像度は、ソレノイドコ
イルを有する上述の従来の磁石装置−例えば引用された
Ｆｉｒｍａ Ｂｒｕｋｅｒ Ｍｅｄｉｚｉｎｔｅｃｈｎ
ｉｋ有限会社−の場合よりも著しく低い。この種の磁石
装置のコストを実質的に定める超伝導の導線における所
定の材料の長さの場合、裏返し形磁石コイルは経済的に
著しく不利である。
【０００９】
【発明の解決すべき課題】本発明の課題は、構成が簡単
でコンパクトで有利なコストで製造可能で、かつ高い分
解能を可能にし、著しくわずかな漂遊磁界しか発生させ
ず、患者が楽な姿勢で検査できる、人の外肢の部分身体
検査のためのＮＭＲトモグラフィ磁石装置を提供するこ
とである。
でコンパクトで有利なコストで製造可能で、かつ高い分
解能を可能にし、著しくわずかな漂遊磁界しか発生させ
ず、患者が楽な姿勢で検査できる、人の外肢の部分身体
検査のためのＮＭＲトモグラフィ磁石装置を提供するこ
とである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明により
次のようにして解決されている。即ち、少なくとも水平
軸を中心とする角度領域においてクライオスタットの外
表面が、室温孔の軸方向の端部と、軸線から一様な均質
体積の中心の深さ（奥行）Ｚ＝ｌｍの間に、いたるとこ
ろで最小の距離間隔を有し、該最小距離間隔は０≦Ｚ≦
ｌｍの場合は、両方の点Ｐ1とＰ2を結ぶ直線よりも小さ
いかまたは等しいようにしたのである。
次のようにして解決されている。即ち、少なくとも水平
軸を中心とする角度領域においてクライオスタットの外
表面が、室温孔の軸方向の端部と、軸線から一様な均質
体積の中心の深さ（奥行）Ｚ＝ｌｍの間に、いたるとこ
ろで最小の距離間隔を有し、該最小距離間隔は０≦Ｚ≦
ｌｍの場合は、両方の点Ｐ1とＰ2を結ぶ直線よりも小さ
いかまたは等しいようにしたのである。
【００１１】
【発明の作用】クライオスタットのこの幾何学的構成は
次のことを可能にする。即ち水平の寝椅子の上に置かれ
た患者−例えば足をひざの領域において検査すべき−
を、検査されるべき足が磁石装置の室温孔の中へ挿入可
能となり、他方、検査されない足は、クライオスタット
の表面と室温孔の内側との間の最小の間隔を有する角度
範囲の中で楽にかつスプリット姿勢または脱臼されかね
ることなく、磁石装置の外側に支持できる。磁石コイル
のソレノイド構造ならびに所属のクライオスタットの実
質的にシリンダ状の構造は、本発明の装置においては維
持される。その結果、この装置は上述の特別な装置に比
較して、著しく僅かな技術的、経済的費用で製造可能と
なる。そのためコンパクトで安価でかつ部分身体検査に
特に適合化された（専用の）ＮＭＲ装置が提供される。
この装置は全身トモグラフィ装置と比較して部分身体検
査の領域において著しく良好な“フィリングファクタ”
を提供しそのためコスト的に著しく有利である。ソレノ
イド磁石の、体積に比較して著しく高い、磁界の強さに
より、ＮＭＲ像の優れた解像度が達せられる。例えば整
形外科の使用領域における細部の構造は十分に正確に現
われる。
次のことを可能にする。即ち水平の寝椅子の上に置かれ
た患者−例えば足をひざの領域において検査すべき−
を、検査されるべき足が磁石装置の室温孔の中へ挿入可
能となり、他方、検査されない足は、クライオスタット
の表面と室温孔の内側との間の最小の間隔を有する角度
範囲の中で楽にかつスプリット姿勢または脱臼されかね
ることなく、磁石装置の外側に支持できる。磁石コイル
のソレノイド構造ならびに所属のクライオスタットの実
質的にシリンダ状の構造は、本発明の装置においては維
持される。その結果、この装置は上述の特別な装置に比
較して、著しく僅かな技術的、経済的費用で製造可能と
なる。そのためコンパクトで安価でかつ部分身体検査に
特に適合化された（専用の）ＮＭＲ装置が提供される。
この装置は全身トモグラフィ装置と比較して部分身体検
査の領域において著しく良好な“フィリングファクタ”
を提供しそのためコスト的に著しく有利である。ソレノ
イド磁石の、体積に比較して著しく高い、磁界の強さに
より、ＮＭＲ像の優れた解像度が達せられる。例えば整
形外科の使用領域における細部の構造は十分に正確に現
われる。
【００１２】本発明によるＮＭＲトモグラフィ磁石装置
の有利な実施例によれば、室温孔の内側からクライオス
タットの表面への最小の距離ｈｅ、ｈを有する水平のク
ライオスタット軸線を中心とする角度領域が、室温孔の
上側に垂直にまたは近傍に横方向に設けられている。こ
の装置は例えば足の部分検査の場合に、検査されるべき
患者の著しく楽な支持の姿勢が得られる利点が得られ
る。患者は仰向けの位置で、検査されない足は上方へ置
くか、または著しく小さい角度で横へ伸ばすことができ
る。
の有利な実施例によれば、室温孔の内側からクライオス
タットの表面への最小の距離ｈｅ、ｈを有する水平のク
ライオスタット軸線を中心とする角度領域が、室温孔の
上側に垂直にまたは近傍に横方向に設けられている。こ
の装置は例えば足の部分検査の場合に、検査されるべき
患者の著しく楽な支持の姿勢が得られる利点が得られ
る。患者は仰向けの位置で、検査されない足は上方へ置
くか、または著しく小さい角度で横へ伸ばすことができ
る。
【００１３】例えば整形外科の領域におけるこの種の足
の検査のために本発明のさらに有利な実施例において
は、室温孔の内側からクライオスタットの表面への最小
の距離ｈｅ、ｈを有する水平のクライオスタット軸線を
中心とする角度領域において、クライオスタットの外面
の近傍に、患者の検査されない足のために支持体が設け
られている。
の検査のために本発明のさらに有利な実施例において
は、室温孔の内側からクライオスタットの表面への最小
の距離ｈｅ、ｈを有する水平のクライオスタット軸線を
中心とする角度領域において、クライオスタットの外面
の近傍に、患者の検査されない足のために支持体が設け
られている。
【００１４】同様に有利な実施例では、クリオスタット
の端面が少なくとも所定の角度領域で、空間温度孔部水
平の内側からクリオスタットの外皮までの最小間隔ｈ
ｅ，ｈを以てクリオスタット軸を斜めに横切る。これに
より脚検査の際に、患者の検査しない方の脚は楽な姿勢
を取ることができる。
の端面が少なくとも所定の角度領域で、空間温度孔部水
平の内側からクリオスタットの外皮までの最小間隔ｈ
ｅ，ｈを以てクリオスタット軸を斜めに横切る。これに
より脚検査の際に、患者の検査しない方の脚は楽な姿勢
を取ることができる。
【００１５】本発明のＮＭＲ断層写真装置のとくに有利
な実施例では、超伝導ソレノイドコイルの巻線ターンが
軸方向で次のような非対称の分布形状を有している。す
なわち、ソレノイドコイルにより形成される磁界の均質
容積が空間温度孔部の軸端部から間隔ｌｍを有し、一方
ソレノイドコイルの軸長は２・ｌｍより大きい。これに
より均質容積およびひいては測定容積がさらに前方に空
間温度孔部の軸端部の方向へずれる。この空間温度孔部
へは患者の被検四肢が挿入される。形成可能な最大磁界
強度が同じで、空間温度孔部の直径ｄおよびクリオスタ
ットの外皮と空間温度孔部の内側との小さな最小間隔ｈ
が同じ場合、間隔ｌｍはさらに小さく選択することがで
きる。これはＮＭＲ断層写真装置を部分身体検査の領域
で適用する場合に有利である。というのは、クリオスタ
ットの端面からの測定容積が改善され、被検身体部分を
最初に長くて狭い管に摺動する必要がないからである。
さらにこれにより全体寸法をさらに小型にすることがで
きる。
な実施例では、超伝導ソレノイドコイルの巻線ターンが
軸方向で次のような非対称の分布形状を有している。す
なわち、ソレノイドコイルにより形成される磁界の均質
容積が空間温度孔部の軸端部から間隔ｌｍを有し、一方
ソレノイドコイルの軸長は２・ｌｍより大きい。これに
より均質容積およびひいては測定容積がさらに前方に空
間温度孔部の軸端部の方向へずれる。この空間温度孔部
へは患者の被検四肢が挿入される。形成可能な最大磁界
強度が同じで、空間温度孔部の直径ｄおよびクリオスタ
ットの外皮と空間温度孔部の内側との小さな最小間隔ｈ
が同じ場合、間隔ｌｍはさらに小さく選択することがで
きる。これはＮＭＲ断層写真装置を部分身体検査の領域
で適用する場合に有利である。というのは、クリオスタ
ットの端面からの測定容積が改善され、被検身体部分を
最初に長くて狭い管に摺動する必要がないからである。
さらにこれにより全体寸法をさらに小型にすることがで
きる。
【００１６】本発明のＮＭＲ断層写真装置の有利な実施
例では、液体ヘリウムの充填された容器が超伝導ソレノ
イドコイルの軸線に対して非対称に配置される。
例では、液体ヘリウムの充填された容器が超伝導ソレノ
イドコイルの軸線に対して非対称に配置される。
【００１７】別の有利な実施例では、液体ヘリウムの充
填された容器が超伝導ソレノイドコイルの軸線に対して
垂直な面を基準にして非対称に、空間温度孔部の軸端部
からの間隔ｌｍで配置されている。
填された容器が超伝導ソレノイドコイルの軸線に対して
垂直な面を基準にして非対称に、空間温度孔部の軸端部
からの間隔ｌｍで配置されている。
【００１８】とくに有利な実施例では、クリオスタット
が空間温度孔部への患者入口を有する軸端部領域におい
て、対向する軸端部領域よりも小さな外径を有する。こ
のヘリウムタンクの非対称構成の重要な利点は、クリオ
スタットの外皮と空間温度孔部の内側との最小間隔ｈを
さらに小さくすることができることである。これは磁気
コイル周囲にはほとんどヘリウム容積が存在しないよう
にして行う。このヘリウムタンクの非対称構成自体はす
でにドイツ連邦共和国特許出願公開第３７２４５６２号
公報から公知である。
が空間温度孔部への患者入口を有する軸端部領域におい
て、対向する軸端部領域よりも小さな外径を有する。こ
のヘリウムタンクの非対称構成の重要な利点は、クリオ
スタットの外皮と空間温度孔部の内側との最小間隔ｈを
さらに小さくすることができることである。これは磁気
コイル周囲にはほとんどヘリウム容積が存在しないよう
にして行う。このヘリウムタンクの非対称構成自体はす
でにドイツ連邦共和国特許出願公開第３７２４５６２号
公報から公知である。
【００１９】とくに有利な実施例では、超伝導ソレノイ
ドコイルが熱伝導性の良い材料によって広範囲に取り囲
まれている。この材料は液体ヘリウムの充填された容器
の深部領域へ良好に熱伝導結合する。このようにしてコ
イル周囲にはそれ以上のヘリウム容積が必要ない。これ
によって、クリオスタットの外皮と空間温度孔部の内側
との最小間隔ｈが理論的に考えうる最小間隔に達するこ
とができる。さらに超伝導磁気コイルは容器内のヘリウ
ムの液状態が低い場合でも十分に良好に冷却される。
ドコイルが熱伝導性の良い材料によって広範囲に取り囲
まれている。この材料は液体ヘリウムの充填された容器
の深部領域へ良好に熱伝導結合する。このようにしてコ
イル周囲にはそれ以上のヘリウム容積が必要ない。これ
によって、クリオスタットの外皮と空間温度孔部の内側
との最小間隔ｈが理論的に考えうる最小間隔に達するこ
とができる。さらに超伝導磁気コイルは容器内のヘリウ
ムの液状態が低い場合でも十分に良好に冷却される。
【００２０】本発明のＮＭＲ断層写真装置の有利な実施
例では、少なくとも１つの磁界勾配を形成するためのグ
ラディエントコイル装置が設けられている。この磁界勾
配は超伝導ソレノイドコイルにより形成される静磁界の
均質容積内で形成され、少なくとも近似的に磁気的に一
定の勾配を有する。横方向グラディエントコイルのサブ
システムは、ソレノイドコイルの軸線に対して垂直であ
り、均質容積を半分に分割する平面Ｅを基準にして非対
称である。しかしこの軸線を含み、かつ均質容積を同様
に半分に分割する平面に対しては実質的に鏡対称に構成
されている。さらに横方向グラディエントコイルのサブ
システムは２つの部分コイルからだけなる。この部分コ
イルの巻線ターンは、勾配方向によって与えられる軸線
を基準にしてそれぞれ同じ巻回方向を有する。上記構成
に対し択一的にまたは共存する構成として、軸方向グラ
ディエントコイルのサブシステムはソレノイドコイルの
軸線を基準にして円筒対称であり、均質容積を半分に分
割し、かつソレノイドコイルの軸線に対して垂直である
平面Ｅを基準にして完全に非対称であるように配置され
ており、ここにおいて軸方向グラディエントコイルは少
なくとも２つの部分コイルから成り、該両コイルは平面
Ｅの異なる側に配置されており、ここで平面Ｅの一方の
側の部分コイルは、他方の側の部分コイルとは専ら反対
の巻回方向を有し、所定の巻回方向の巻線ターンの数は
反対の巻回方向の巻線ターンの数と異なる。
例では、少なくとも１つの磁界勾配を形成するためのグ
ラディエントコイル装置が設けられている。この磁界勾
配は超伝導ソレノイドコイルにより形成される静磁界の
均質容積内で形成され、少なくとも近似的に磁気的に一
定の勾配を有する。横方向グラディエントコイルのサブ
システムは、ソレノイドコイルの軸線に対して垂直であ
り、均質容積を半分に分割する平面Ｅを基準にして非対
称である。しかしこの軸線を含み、かつ均質容積を同様
に半分に分割する平面に対しては実質的に鏡対称に構成
されている。さらに横方向グラディエントコイルのサブ
システムは２つの部分コイルからだけなる。この部分コ
イルの巻線ターンは、勾配方向によって与えられる軸線
を基準にしてそれぞれ同じ巻回方向を有する。上記構成
に対し択一的にまたは共存する構成として、軸方向グラ
ディエントコイルのサブシステムはソレノイドコイルの
軸線を基準にして円筒対称であり、均質容積を半分に分
割し、かつソレノイドコイルの軸線に対して垂直である
平面Ｅを基準にして完全に非対称であるように配置され
ており、ここにおいて軸方向グラディエントコイルは少
なくとも２つの部分コイルから成り、該両コイルは平面
Ｅの異なる側に配置されており、ここで平面Ｅの一方の
側の部分コイルは、他方の側の部分コイルとは専ら反対
の巻回方向を有し、所定の巻回方向の巻線ターンの数は
反対の巻回方向の巻線ターンの数と異なる。
【００２１】この種のいわゆる非対称“ヘッドグラディ
エントコイル”は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４
１４２２６３号公報から公知である。非対称ヘッドグラ
ディエントコイルは全体構成の最適空間利用効率に寄与
し、比較的小さな壁厚を有するクリオスタットの患者側
の端面において空間温度孔部の大きな内法直径を可能に
する。とくに被検患者が大きな大腿直径を有し、脚形状
が円錐形に延在する場合、この幾何構成は非常に有利で
ある。
エントコイル”は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４
１４２２６３号公報から公知である。非対称ヘッドグラ
ディエントコイルは全体構成の最適空間利用効率に寄与
し、比較的小さな壁厚を有するクリオスタットの患者側
の端面において空間温度孔部の大きな内法直径を可能に
する。とくに被検患者が大きな大腿直径を有し、脚形状
が円錐形に延在する場合、この幾何構成は非常に有利で
ある。
【００２２】同様に本発明のＮＭＲ断層写真装置のとく
に有利な実施例では、少なくとも１つの磁界勾配を形成
するためのモザイクグラディエントコイル装置が設けら
れている。この磁界勾配は超伝導ソレノイドコイルによ
り形成される静磁界の均質容積内で形成され、少なくと
も近似的に磁気的に一定の勾配を有する。この装置は、
少なくとも４つのモザイク状の実質的に同じ対称形の部
分コイルからなる。これらのコイルは、均質容積の中央
にて仮定される座標原点に対して半径方向および軸方向
に距離をおいて配置されている。４つの部分コイルはそ
れぞれ２つの導電性セグメントを有する。これらのセグ
メントはソレノイドコイル軸線と一致するｚ軸の周りの
方位方向に延在している。これらセグメントの一方はｚ
軸に対してできるだけ小さな半径方向距離ｒ１を有し、
他方のセグメントはできるだけ大きな半径方向距離ｒ２
を有する。各部分コイルは複数の巻線ターンを有し、２
つの方位セグメントはｚ軸方向に相互に軸方向間隔を有
する。ここでｚ軸から半径方向距離ｒ２を有する半径方
向で外側のセグメントはｚ軸を基準にして、ｚ軸から半
径方向距離ｒ１を有する半径方向で内側のセグメントよ
りも座標原点の近くに配置される。さらに２つのセグメ
ントは導体路区間によって相互に接続されており、共通
に回転対称面または楕円面ｒ（ｚ）に存在する。
に有利な実施例では、少なくとも１つの磁界勾配を形成
するためのモザイクグラディエントコイル装置が設けら
れている。この磁界勾配は超伝導ソレノイドコイルによ
り形成される静磁界の均質容積内で形成され、少なくと
も近似的に磁気的に一定の勾配を有する。この装置は、
少なくとも４つのモザイク状の実質的に同じ対称形の部
分コイルからなる。これらのコイルは、均質容積の中央
にて仮定される座標原点に対して半径方向および軸方向
に距離をおいて配置されている。４つの部分コイルはそ
れぞれ２つの導電性セグメントを有する。これらのセグ
メントはソレノイドコイル軸線と一致するｚ軸の周りの
方位方向に延在している。これらセグメントの一方はｚ
軸に対してできるだけ小さな半径方向距離ｒ１を有し、
他方のセグメントはできるだけ大きな半径方向距離ｒ２
を有する。各部分コイルは複数の巻線ターンを有し、２
つの方位セグメントはｚ軸方向に相互に軸方向間隔を有
する。ここでｚ軸から半径方向距離ｒ２を有する半径方
向で外側のセグメントはｚ軸を基準にして、ｚ軸から半
径方向距離ｒ１を有する半径方向で内側のセグメントよ
りも座標原点の近くに配置される。さらに２つのセグメ
ントは導体路区間によって相互に接続されており、共通
に回転対称面または楕円面ｒ（ｚ）に存在する。
【００２３】この種のモザイク状グラディエントコイル
は、同じ出願人による先行特許出願Ｐ４２３０１４５．
９−３３公報に記載されており、これを参照すべきであ
る。この種のモザイク状グラディエントコイル装置によ
って、さらに空間効率が改善され、たくましい大腿を有
する患者、例えば脚を負傷したスポーツマンも容易に取
り扱うことができ、負傷した脚を部分身体断層写真装置
によって外科目的のために検査することができる。
は、同じ出願人による先行特許出願Ｐ４２３０１４５．
９−３３公報に記載されており、これを参照すべきであ
る。この種のモザイク状グラディエントコイル装置によ
って、さらに空間効率が改善され、たくましい大腿を有
する患者、例えば脚を負傷したスポーツマンも容易に取
り扱うことができ、負傷した脚を部分身体断層写真装置
によって外科目的のために検査することができる。
【００２４】上記２つのグラディエントコイル装置は、
グラディエントコイルを同じ対称性を有するシールドコ
イル装置によって、例えばシールドすべきグラディエン
トコイルをアクティブに遮蔽する場合にとくに有利であ
る。これによりグラディエントコイルの漂遊磁界を外部
の小型シールド装置によってさらに低減することができ
る。
グラディエントコイルを同じ対称性を有するシールドコ
イル装置によって、例えばシールドすべきグラディエン
トコイルをアクティブに遮蔽する場合にとくに有利であ
る。これによりグラディエントコイルの漂遊磁界を外部
の小型シールド装置によってさらに低減することができ
る。
【００２５】本発明のさらなる特徴および利点は、本発
明に重要な詳細を示す図面に基づく本発明の実施例の説
明および請求項から明らかである。個々の特徴はそれ自
体で、または複数の任意の組合せで本発明の実施例にお
いて実現することができる。
明に重要な詳細を示す図面に基づく本発明の実施例の説
明および請求項から明らかである。個々の特徴はそれ自
体で、または複数の任意の組合せで本発明の実施例にお
いて実現することができる。
【００２６】図１に示した本発明のＮＭＲトモグラフィ
装置１の概略図には、患者の輪郭だけが示されており、
この患者の被検脚部は、トモグラフィ装置１の約１ｍの
長さのクリオスタットの室温開口部２内に挿入されてお
り、患者の他方の脚部は、クリオスタットの上側外板６
上の保持部７上に、折り曲げた状態で静かに横たえられ
ており、このクリオスタットは、例えば、（図示してい
ない）環部によって実施することもでき、この環部内
で、被検脚部が保持される。クリオスタットの、患者側
の方に傾斜を付けられた端面８によって、患者の両方の
上脚部の各軸線間の角度は、測定位置で、一層小さくす
ることができる。
装置１の概略図には、患者の輪郭だけが示されており、
この患者の被検脚部は、トモグラフィ装置１の約１ｍの
長さのクリオスタットの室温開口部２内に挿入されてお
り、患者の他方の脚部は、クリオスタットの上側外板６
上の保持部７上に、折り曲げた状態で静かに横たえられ
ており、このクリオスタットは、例えば、（図示してい
ない）環部によって実施することもでき、この環部内
で、被検脚部が保持される。クリオスタットの、患者側
の方に傾斜を付けられた端面８によって、患者の両方の
上脚部の各軸線間の角度は、測定位置で、一層小さくす
ることができる。
【００２７】患者の被検脚部の静止した挿入状態が可能
となるのは、少なくとも、クリオスタットの水平軸線１
００（ｒ＝０）を規準にした角度領域において、室温開
口部２の患者側の軸線端（ｚ＝０）から深さｌｍでのク
リオスタットの外板６が、室温開口部２の内側から最小
間隔ｈを有している場合であり、その際、この間隔ｌｍ
のところに、ＮＭＲ装置１の主界磁石４によって発生さ
れる均一磁界Ｂの均一空間５のほぼ中心が位置してい
る。室温開口部２は、２０ｃｍ〜５０ｃｍ、有利には、
２０ｃｍ〜４０ｃｍの直径ｄを有しており、および、ｌ
ｍ，ｈｅ＜３５ｃｍ、有利には、＜３０ｃｍおよびｈ＜
５０ｃｍである。
となるのは、少なくとも、クリオスタットの水平軸線１
００（ｒ＝０）を規準にした角度領域において、室温開
口部２の患者側の軸線端（ｚ＝０）から深さｌｍでのク
リオスタットの外板６が、室温開口部２の内側から最小
間隔ｈを有している場合であり、その際、この間隔ｌｍ
のところに、ＮＭＲ装置１の主界磁石４によって発生さ
れる均一磁界Ｂの均一空間５のほぼ中心が位置してい
る。室温開口部２は、２０ｃｍ〜５０ｃｍ、有利には、
２０ｃｍ〜４０ｃｍの直径ｄを有しており、および、ｌ
ｍ，ｈｅ＜３５ｃｍ、有利には、＜３０ｃｍおよびｈ＜
５０ｃｍである。
【００２８】図２には、本発明のＮＭＲトモグラフィ磁
気装置１が、断面図で詳細に示されている。即ち、超伝
導ソレノイドコイル４が設けられており、この超伝導ソ
レノイドコイル４は、外側タンク管３″と内側タンク管
３′を有する、液体ヘリウムが充填された容器３内に設
けられれていて、容器内で液体ヘリウムと密接に温度接
触している。超伝導ソレノイドコイル４は、水平軸線１
００を有しており、約１８ｃｍの直径の、ほぼ球状領域
の均一空間５内に、均一度△Ｂ／Ｂ＜２０ｐｐｍの静磁
界Ｂを生じる。
気装置１が、断面図で詳細に示されている。即ち、超伝
導ソレノイドコイル４が設けられており、この超伝導ソ
レノイドコイル４は、外側タンク管３″と内側タンク管
３′を有する、液体ヘリウムが充填された容器３内に設
けられれていて、容器内で液体ヘリウムと密接に温度接
触している。超伝導ソレノイドコイル４は、水平軸線１
００を有しており、約１８ｃｍの直径の、ほぼ球状領域
の均一空間５内に、均一度△Ｂ／Ｂ＜２０ｐｐｍの静磁
界Ｂを生じる。
【００２９】クライオスタットは、液体ヘリウムの注入
ないし排気、および電流バーの導入のために、ヘリウム
タンク３内につながっている１つの頚状管部１２を有す
る少なくとも１つの供給用突出部９を有しており、前述
の電流バーは、超伝導ソレノイドコイル４のチャージの
ために使用されるが、図示していない。
ないし排気、および電流バーの導入のために、ヘリウム
タンク３内につながっている１つの頚状管部１２を有す
る少なくとも１つの供給用突出部９を有しており、前述
の電流バーは、超伝導ソレノイドコイル４のチャージの
ために使用されるが、図示していない。
【００３０】トモグラフィ磁気装置１の出来るかぎり簡
単な構成の際、被検外肢を装置に導入するのに出来るか
ぎり有利な形状を達成するために、図１〜図３に示され
た実施例の場合、クライオスタットの水平軸線を規準に
した両外肢の角度領域が、外板６の、室温開口部２の内
側から室温開口部２の垂直方向上側の最小間隔ｈとなる
ように設定されている。しかし、室温開口部２の側方に
並べてこの角度領域を設定することもできる。この場
合、患者は、非被検脚部を最小間隔ｈの、相応の側方方
向に拡げなければならない。
単な構成の際、被検外肢を装置に導入するのに出来るか
ぎり有利な形状を達成するために、図１〜図３に示され
た実施例の場合、クライオスタットの水平軸線を規準に
した両外肢の角度領域が、外板６の、室温開口部２の内
側から室温開口部２の垂直方向上側の最小間隔ｈとなる
ように設定されている。しかし、室温開口部２の側方に
並べてこの角度領域を設定することもできる。この場
合、患者は、非被検脚部を最小間隔ｈの、相応の側方方
向に拡げなければならない。
【００３１】図１〜図３に示された、液体ヘリウムが充
填された容器３の、超伝導ソレノイドコイル４を軸線１
００に関して非対照的な構成にすることにより、ないし
室温開口部２の患者側の軸線端から間隔ｌｍのところ
で、超伝導ソレノイドコイル４を、軸線１００に対する
垂直面に関して非対照的に構成することにより、装置
の、患者側の端部の方向に、均一空間５がシフトされ
る。そうすることによって、均一空間５は、更に一層良
くアクセスし易くなり、例えば、図１に示されたよう
な、患者の膝のＮＭＲ検査のために、直ぐに利用するこ
とができる。付加的に、図１に示されたクライオスタツ
トは、装置の、患者側の直径を、患者とは反対側の軸線
端の直径よりも著しく小さくされており、そうすること
によって、スペースの利便性が改善されて、更に一層有
利に、測定空間５へアクセスし易くなる。極端な場合、
液体ヘリウムに必要な中空空間を、完全に、患者とは反
対側、あるいは非被検脚部とは直径方向で正反対側に設
けることもでき、その結果、間隔ｈを理論的最小値の近
傍にまで低減させることができる。
填された容器３の、超伝導ソレノイドコイル４を軸線１
００に関して非対照的な構成にすることにより、ないし
室温開口部２の患者側の軸線端から間隔ｌｍのところ
で、超伝導ソレノイドコイル４を、軸線１００に対する
垂直面に関して非対照的に構成することにより、装置
の、患者側の端部の方向に、均一空間５がシフトされ
る。そうすることによって、均一空間５は、更に一層良
くアクセスし易くなり、例えば、図１に示されたよう
な、患者の膝のＮＭＲ検査のために、直ぐに利用するこ
とができる。付加的に、図１に示されたクライオスタツ
トは、装置の、患者側の直径を、患者とは反対側の軸線
端の直径よりも著しく小さくされており、そうすること
によって、スペースの利便性が改善されて、更に一層有
利に、測定空間５へアクセスし易くなる。極端な場合、
液体ヘリウムに必要な中空空間を、完全に、患者とは反
対側、あるいは非被検脚部とは直径方向で正反対側に設
けることもでき、その結果、間隔ｈを理論的最小値の近
傍にまで低減させることができる。
【００３２】特に有利には、超伝導ソレノイドコイル４
が充分に良熱伝導材料により囲繞されており、この材料
は、良熱伝導結合部１０、例えば、銅撚線が、液体ヘリ
ウムが充填された容器３の底面に結合されている。そう
することによって、超伝導ソレノイドコイル４が、液体
ヘリウムが低い状態でも容器３内で充分良好に冷却され
るようになる。
が充分に良熱伝導材料により囲繞されており、この材料
は、良熱伝導結合部１０、例えば、銅撚線が、液体ヘリ
ウムが充填された容器３の底面に結合されている。そう
することによって、超伝導ソレノイドコイル４が、液体
ヘリウムが低い状態でも容器３内で充分良好に冷却され
るようになる。
【００３３】さらに良好な冷却部として図３に示されて
いるように、側板１１′、外被体１１″、空間温度孔部
２の回りに配置された内部管１１′″、形状の放射線遮
蔽部１１装置が用いられている。複数の放射線遮蔽部を
設けてもよい。但し少なくとも１つの放射線遮蔽部は
４．２Ｋ〜室温の間の温度になければならない。この遮
蔽部はソレノイドコイル４を完全に囲繞している。通常
この放射線遮蔽部１１は液体窒素の温度に維持される。
この遮蔽頤部の冷却は図には示されていないＮ2−タン
クか又は冷凍機を介して行われる。この冷凍機は障害を
及ぼさないようにトモグラフィ磁気共鳴装置１から空間
的に離されて配置され得る。
いるように、側板１１′、外被体１１″、空間温度孔部
２の回りに配置された内部管１１′″、形状の放射線遮
蔽部１１装置が用いられている。複数の放射線遮蔽部を
設けてもよい。但し少なくとも１つの放射線遮蔽部は
４．２Ｋ〜室温の間の温度になければならない。この遮
蔽部はソレノイドコイル４を完全に囲繞している。通常
この放射線遮蔽部１１は液体窒素の温度に維持される。
この遮蔽頤部の冷却は図には示されていないＮ2−タン
クか又は冷凍機を介して行われる。この冷凍機は障害を
及ぼさないようにトモグラフィ磁気共鳴装置１から空間
的に離されて配置され得る。
【００３４】有利には１つの付加的な放射線遮蔽部が４
Ｋ〜７０Ｋの間の温度で設けられる。この遮蔽部は例え
ば液体ヘリウムから気化されたガス状の冷却ヘリウムか
及び／又は冷凍機を介して冷却され得る。
Ｋ〜７０Ｋの間の温度で設けられる。この遮蔽部は例え
ば液体ヘリウムから気化されたガス状の冷却ヘリウムか
及び／又は冷凍機を介して冷却され得る。
【００３５】図４には非対称形勾配コイル４′が示され
ている。このコイルは良好な熱伝導性を有する、例えば
銅板又はアルミニウム板からなる被覆部１３を有する。
軸方向で非対称な、コイル支持体１４上の超伝導コイル
４′巻回部の分割によって、ソレノイドコイル４′から
生ぜしめられる磁場の均一空間部５はさらに空間温度孔
部２における患者側端部方向にずらすことが可能であ
る。これはアクセス性をより高める。本発明によるＮＭ
Ｒ−トモグラフィ装置１の取扱いの容易度はこれによっ
てさらに一段と向上する。
ている。このコイルは良好な熱伝導性を有する、例えば
銅板又はアルミニウム板からなる被覆部１３を有する。
軸方向で非対称な、コイル支持体１４上の超伝導コイル
４′巻回部の分割によって、ソレノイドコイル４′から
生ぜしめられる磁場の均一空間部５はさらに空間温度孔
部２における患者側端部方向にずらすことが可能であ
る。これはアクセス性をより高める。本発明によるＮＭ
Ｒ−トモグラフィ装置１の取扱いの容易度はこれによっ
てさらに一段と向上する。
【００３６】特にこの種の非対称型ソレノイドコイル
４′の使用の際には、超伝導ソレノイドコイル４′から
生ぜしめられるスタチックな磁場Ｂの均一空間５内部に
おける少なくともほぼ一定な磁場勾配を生ぜしめるため
の同じ様に非対称な勾配コイル系５の使用が推奨され
る。そのような装置は図５に示されている。
４′の使用の際には、超伝導ソレノイドコイル４′から
生ぜしめられるスタチックな磁場Ｂの均一空間５内部に
おける少なくともほぼ一定な磁場勾配を生ぜしめるため
の同じ様に非対称な勾配コイル系５の使用が推奨され
る。そのような装置は図５に示されている。
【００３７】この種の非対称な“ヘッドグラディエント
コイル”は、例えばドイツ連邦共和国特許公開第４１４
２２３１公報から既に公知である。横方向の勾配磁場を
生ぜしめる非対称な下位系は図６に示されている。ソレ
ノイドコイルの均一空間５は測定空間と重なる。この測
定空間においては矢印方向にながれる非対称横型勾配コ
イルの電流によって、ｙ軸方向に延在するほぼリニアな
勾配磁場が生ぜしめられる。ｚ軸を中心にこの横型勾配
コイルを９０°回転させれば、ｘ軸方向の勾配磁場を生
ぜしめることのできる装置が得られる。
コイル”は、例えばドイツ連邦共和国特許公開第４１４
２２３１公報から既に公知である。横方向の勾配磁場を
生ぜしめる非対称な下位系は図６に示されている。ソレ
ノイドコイルの均一空間５は測定空間と重なる。この測
定空間においては矢印方向にながれる非対称横型勾配コ
イルの電流によって、ｙ軸方向に延在するほぼリニアな
勾配磁場が生ぜしめられる。ｚ軸を中心にこの横型勾配
コイルを９０°回転させれば、ｘ軸方向の勾配磁場を生
ぜしめることのできる装置が得られる。
【００３８】図６に示された非対称の横型勾配コイル装
置においては、分割コイル２１′、２１″の所要の所属
ヨーク部２２′、２２″のヨーク逆流部２３′、２３″
が観察者から見て右側の測定空間５に合わせられてい
る。従来の対称形装置に比べてさらなる分割コイル２
１′″、２１″″（これらもｚ＝０の平面の右側に配置
されている）は不変に維持される。幾何学的構成特性の
理由から、変更された分割コイル２１′、２１″は不変
に維持された分割コイル２１′″、２１″″を囲繞す
る。それ故に分割コイル２１′、２１′″は分割コイル
２０′と共に形成され、さらに分割コイル２１″、２
１″″は分割コイル２０″と共に形成される。そのため
非対称−横型勾配コイル装置全体は、２つの分割コイル
２０′、２０″のみで構成される。これらのコイルはｙ
＝０の平面に関して相互に対向して位置する。所要ヨー
ク部２１′、２１″が、やや小さめな所要ヨーク部２
２′″、２２″″よりもいくぶん異なる磁場分割を生ぜ
しめる事実は、相応の分割コイルの異なる巻回数と、ヨ
ーク部２１′、２１″の正確な軸方向位置での適合性と
によって考慮することが可能である。それにより測定空
間５においてほぼリニアな勾配磁場経過特性を生ぜしめ
ることが可能となる。図６からは、観察者から見て左側
のｚ＝０−平面に存在する装置側におけるｚ軸方向での
測定空間５への軸方向からのアクセスが、ヨーク逆流部
２３′、２３″の“離間的な反りないしふくらみ”によ
って顕著に向上していることが明らかである。
置においては、分割コイル２１′、２１″の所要の所属
ヨーク部２２′、２２″のヨーク逆流部２３′、２３″
が観察者から見て右側の測定空間５に合わせられてい
る。従来の対称形装置に比べてさらなる分割コイル２
１′″、２１″″（これらもｚ＝０の平面の右側に配置
されている）は不変に維持される。幾何学的構成特性の
理由から、変更された分割コイル２１′、２１″は不変
に維持された分割コイル２１′″、２１″″を囲繞す
る。それ故に分割コイル２１′、２１′″は分割コイル
２０′と共に形成され、さらに分割コイル２１″、２
１″″は分割コイル２０″と共に形成される。そのため
非対称−横型勾配コイル装置全体は、２つの分割コイル
２０′、２０″のみで構成される。これらのコイルはｙ
＝０の平面に関して相互に対向して位置する。所要ヨー
ク部２１′、２１″が、やや小さめな所要ヨーク部２
２′″、２２″″よりもいくぶん異なる磁場分割を生ぜ
しめる事実は、相応の分割コイルの異なる巻回数と、ヨ
ーク部２１′、２１″の正確な軸方向位置での適合性と
によって考慮することが可能である。それにより測定空
間５においてほぼリニアな勾配磁場経過特性を生ぜしめ
ることが可能となる。図６からは、観察者から見て左側
のｚ＝０−平面に存在する装置側におけるｚ軸方向での
測定空間５への軸方向からのアクセスが、ヨーク逆流部
２３′、２３″の“離間的な反りないしふくらみ”によ
って顕著に向上していることが明らかである。
【００３９】図７において１つの平面に展開して示され
ている横型勾配コイルの非対称な下位系も、２つの対向
する分割コイル３０′、３０″からなっている。この分
割コイルにおいては所要ヨーク部３２′、３２″、３
２′″、３２″″に所属するヨーク逆流部３３′、３
３″、３３′″、３３″″が、所要ヨーク部とは反対側
のｚ＝０の平面上で重ねられている。それにより、図７
に示されている非対称な２重ヨークコイルの観察者から
見て左側においては、ここでもｚ軸方向での測定空間５
への軸方向からのアクセスが明らかに容易になってい
る。なぜなら勾配コイル系の患者側端部と直線的な検査
領域の中央との間の間隔ｚ０が従来の装置に比べて著し
く縮小されているからである。
ている横型勾配コイルの非対称な下位系も、２つの対向
する分割コイル３０′、３０″からなっている。この分
割コイルにおいては所要ヨーク部３２′、３２″、３
２′″、３２″″に所属するヨーク逆流部３３′、３
３″、３３′″、３３″″が、所要ヨーク部とは反対側
のｚ＝０の平面上で重ねられている。それにより、図７
に示されている非対称な２重ヨークコイルの観察者から
見て左側においては、ここでもｚ軸方向での測定空間５
への軸方向からのアクセスが明らかに容易になってい
る。なぜなら勾配コイル系の患者側端部と直線的な検査
領域の中央との間の間隔ｚ０が従来の装置に比べて著し
く縮小されているからである。
【００４０】同様の作用効果は図８に横断面図で概略的
に示されている非対称形軸方向勾配コイルにおいても現
われる。それに加えて図８には磁場コイル４′とアクテ
ィブな遮蔽コイル１７が示されている。この装置によっ
ては空間温度孔部２（この孔部においてはほぼ一定のリ
ニアな勾配磁場がｚ軸方向で生ぜしめられ得る）の端面
側端部からの間隔ｌｍが著しく縮小され得る。
に示されている非対称形軸方向勾配コイルにおいても現
われる。それに加えて図８には磁場コイル４′とアクテ
ィブな遮蔽コイル１７が示されている。この装置によっ
ては空間温度孔部２（この孔部においてはほぼ一定のリ
ニアな勾配磁場がｚ軸方向で生ぜしめられ得る）の端面
側端部からの間隔ｌｍが著しく縮小され得る。
【００４１】図９には別の横型−勾配系１８が示されて
いる。この勾配系も空間温度孔部２の端面側端部におい
てホッパ状の入力側開口部を可能にしている。横型−勾
配コイル１８は格子形の勾配コイルである。これは例え
ばドイツ連邦特許出願Ｐ４２３０１４５．９−３３号明
細書に記載されている。横型−勾配コイルはさらに良好
な空間利用を可能にし、検査空間５へのアクセスをさら
に改善し得る。
いる。この勾配系も空間温度孔部２の端面側端部におい
てホッパ状の入力側開口部を可能にしている。横型−勾
配コイル１８は格子形の勾配コイルである。これは例え
ばドイツ連邦特許出願Ｐ４２３０１４５．９−３３号明
細書に記載されている。横型−勾配コイルはさらに良好
な空間利用を可能にし、検査空間５へのアクセスをさら
に改善し得る。
【００４２】勾配コイル１８の分割コイル４０は、図１
０に示されているようにヨーク状に構成されている。個
々の分割コイル４０はそれぞれ、ｚ軸方向に延在する導
電性の２つのセグメント４１，４２を有する。これらの
うちの半径方向で見て内方のセグメント４１はｚ軸から
ｒ１の間隔を有し、半径方向で見て外方のセグメント４
２はｚ軸からｒ２の間隔を有している。２つのセグメン
ト４１，４２は、ｚ軸に関して軸方向で間隔をあけられ
ており、この場合半径方向で見て外方のセグメント４２
は、半径方向で見て内方のセグメント４１よりも座標原
点近傍にある。この２つのセグメント４１，４２は導体
部分４３によって相互に接続されている。
０に示されているようにヨーク状に構成されている。個
々の分割コイル４０はそれぞれ、ｚ軸方向に延在する導
電性の２つのセグメント４１，４２を有する。これらの
うちの半径方向で見て内方のセグメント４１はｚ軸から
ｒ１の間隔を有し、半径方向で見て外方のセグメント４
２はｚ軸からｒ２の間隔を有している。２つのセグメン
ト４１，４２は、ｚ軸に関して軸方向で間隔をあけられ
ており、この場合半径方向で見て外方のセグメント４２
は、半径方向で見て内方のセグメント４１よりも座標原
点近傍にある。この２つのセグメント４１，４２は導体
部分４３によって相互に接続されている。
【００４３】分割コイル２０は、有利には銅線等の導体
か又は図１０に示されているような導電性の帯状部によ
って構成され得る。別の手法として前記分割コイル４０
をストリーム−ライン−コイルとして構成してもよい。
か又は図１０に示されているような導電性の帯状部によ
って構成され得る。別の手法として前記分割コイル４０
をストリーム−ライン−コイルとして構成してもよい。
【００４４】図１０に示された実施例では、分割コイル
４０のセグメント４１，４２はｚ軸回りの円筒表面上に
設けられている。ここでは図示されていない実施例にお
いてはセグメントはいずれにせよ円錐体表面状にも設け
られる。この円錐体は座標原点方向で開口している。
４０のセグメント４１，４２はｚ軸回りの円筒表面上に
設けられている。ここでは図示されていない実施例にお
いてはセグメントはいずれにせよ円錐体表面状にも設け
られる。この円錐体は座標原点方向で開口している。
【００４５】分割コイル４０に電流を流した際に惹起さ
れる回転トルクの補償のために、図中には示されていな
い補償コイルを設けてもよい。この補償コイルの構造は
実質的に分割コイル４０に類似している。例えばこの補
償コイルは方位角的に内方のセグメントと方位角的に外
方のセグメントを有していてもよい。この外方のセグメ
ントは内方のセグメントよりも半径方向でｚ軸から大き
く隔てられた間隔を有している。
れる回転トルクの補償のために、図中には示されていな
い補償コイルを設けてもよい。この補償コイルの構造は
実質的に分割コイル４０に類似している。例えばこの補
償コイルは方位角的に内方のセグメントと方位角的に外
方のセグメントを有していてもよい。この外方のセグメ
ントは内方のセグメントよりも半径方向でｚ軸から大き
く隔てられた間隔を有している。
【００４６】最後に図１１にはｘｚ面における主磁場の
軸方向孔部においての格子形−勾配コイル系の断面が示
されている。図示の系は４つの分割コイル４０を有して
いる。これらの分割コイル４０は、座標原点に対してい
対称に配設されており、軸方向での孔部を有したプラス
チックからなる支持体４５中に設けられている。図１１
の４つの分割コイル４０は、座標原点を中心に囲繞する
検査空間の中で、ｘ軸方向で軸方向磁場成分の実質的に
一定した勾配を共働して生ぜしめている。ｚ軸を中心に
して図示のｘ−勾配系よりもだけ回転した位置にあるｙ
−勾配系は、この図には示されていない。このｙ−勾配
系は９０°だけずれている以外は図示のｘ−勾配系と同
じ構造を有している。
軸方向孔部においての格子形−勾配コイル系の断面が示
されている。図示の系は４つの分割コイル４０を有して
いる。これらの分割コイル４０は、座標原点に対してい
対称に配設されており、軸方向での孔部を有したプラス
チックからなる支持体４５中に設けられている。図１１
の４つの分割コイル４０は、座標原点を中心に囲繞する
検査空間の中で、ｘ軸方向で軸方向磁場成分の実質的に
一定した勾配を共働して生ぜしめている。ｚ軸を中心に
して図示のｘ−勾配系よりもだけ回転した位置にあるｙ
−勾配系は、この図には示されていない。このｙ−勾配
系は９０°だけずれている以外は図示のｘ−勾配系と同
じ構造を有している。
【００４７】図５〜図８及び図９〜図１１に示された非
対称形の勾配コイル系は、図１１に示されている遮蔽コ
イル４７系によって作用的に遮蔽されてもよい。この場
合は遮蔽コイル４７は有利には遮蔽すべき勾配コイルと
同じような対称構造を有する。この遮蔽コイル４７は勾
配コイルから生ぜしめられた磁場の半径方向残留成分の
抑圧に用いられる。
対称形の勾配コイル系は、図１１に示されている遮蔽コ
イル４７系によって作用的に遮蔽されてもよい。この場
合は遮蔽コイル４７は有利には遮蔽すべき勾配コイルと
同じような対称構造を有する。この遮蔽コイル４７は勾
配コイルから生ぜしめられた磁場の半径方向残留成分の
抑圧に用いられる。
【００４８】本発明によるＮＭＲ−トモグラフィ磁気共
鳴系１は、公知の核スピン共鳴装置においてＨＦ−送受
信コイル系、測定の制御と測定データの記録及び処理の
ための計算機、磁気コイルに対する空間温度−シム系お
よび場合によって超伝導シム系等に使用される全ての通
常の構成要素で構成されている。
鳴系１は、公知の核スピン共鳴装置においてＨＦ−送受
信コイル系、測定の制御と測定データの記録及び処理の
ための計算機、磁気コイルに対する空間温度−シム系お
よび場合によって超伝導シム系等に使用される全ての通
常の構成要素で構成されている。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、構成が簡単でコンパク
トで有利なコストで製造可能で、かつ高い分解能を可能
にし、著しくわずかな漂遊磁界しか発生させず、患者が
楽な姿勢で検査できる、人の外肢の部分身体検査のため
のＮＭＲトモグラフィ磁石装置を実現できるという効果
が奏された。
トで有利なコストで製造可能で、かつ高い分解能を可能
にし、著しくわずかな漂遊磁界しか発生させず、患者が
楽な姿勢で検査できる、人の外肢の部分身体検査のため
のＮＭＲトモグラフィ磁石装置を実現できるという効果
が奏された。
【図１】本発明による局所用人体部位トモグラフィ装置
の概略的断面図を患者と共に示した図である。
の概略的断面図を患者と共に示した図である。
【図２】本は積めによるＮＭＲ−トモグラフィ装置の断
面をヘリウムタンクと超伝導磁気コイルと共に示した図
である。
面をヘリウムタンクと超伝導磁気コイルと共に示した図
である。
【図３】別の放射線遮蔽部を備えた図２による装置を示
した図である
した図である
【図４】熱伝導性の外被部を有する非対称形超伝導コイ
ル装置を示した図である。
ル装置を示した図である。
【図５】非対称な勾配コイルとホッパ状の入力側開講部
を有する本発明による磁気共鳴装置の概略的断面図であ
る。
を有する本発明による磁気共鳴装置の概略的断面図であ
る。
【図６】ドイツ連邦共和国特許公開第４１４２２６３号
公報による非対称勾配コイルを有する分割コイル系を示
した図である。
公報による非対称勾配コイルを有する分割コイル系を示
した図である。
【図７】ドイツ連邦共和国特許公開第４１４２２６３号
公報による非対称勾配コイルを有する分割コイル系を示
した図である。
公報による非対称勾配コイルを有する分割コイル系を示
した図である。
【図８】ドイツ連邦共和国特許公開第４１４２２６３号
公報による非対称勾配コイルを有する分割コイル系を示
した図である。
公報による非対称勾配コイルを有する分割コイル系を示
した図である。
【図９】格子形勾配コイルとホッパ状の入力側開口部を
有する本発明による磁気共鳴装置の概略的断面図であ
る。
有する本発明による磁気共鳴装置の概略的断面図であ
る。
【図１０】先のドイツ連邦共和国特許出願第４２３０１
４５．９−３３号による図９の装置の分割コイルの斜視
図である。
４５．９−３３号による図９の装置の分割コイルの斜視
図である。
【図１１】図１０による装置のように格子形勾配コイル
を有する支持体上の横形勾配コイルの４つの分割コイル
全ての概略的断面図である。
を有する支持体上の横形勾配コイルの４つの分割コイル
全ての概略的断面図である。
１ トモグラフィ装置 ２ 室温開口部 ３ ヘリウムタンク ４ 超伝導ソレノイドコイル ５ 均一空間 ６ 外板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 7/22 ＺＡＡ Ｃ
Claims (10)
- 【請求項１】 直径ｄ＝２０ｃｍ〜５０ｃｍ例えばｄ＝
２０ｃｍ〜４０ｃｍの水平の室温孔を有するクライオス
タットを備えた核スピン共鳴(ＮＭＲ)−トモグラフィ装
置であって、該クライオスタットは、液体ヘリウムの充
填された容器を有し、さらに該液体ヘリウムと緊密に熱
接触する水平軸線(１００；γ＝０)を有する超伝導ソレ
ノイドコイルを有し、該ソレノイドコイルは室温孔にお
ける一様な（均質）体積において一様なスタティック磁
界（静磁界）を発生し、該ソレノイドコイルの中心は室
温孔の軸方向の端部（Ｚ＝０）から距離間隔ｌｍの位置
にある形式の、核スピン共鳴(ＮＭＲ)−トモグラフィ装
置において、少なくとも水平軸(１００)を中心とする角
度領域においてクライオスタットの外表面（６）が、室
温孔（２）の軸方向の端部（Ｚ＝０）と、軸線（１０
０；γ＝０）から一様な（均質）体積（５）の中心の深
さ（奥行）Ｚ＝ｌｍの間に、最小の距離間隔を有し、該
最小距離間隔は至るところで０≦Ｚ≦ｌｍの場合は、両
方の点Ｐ1（Ｚ＝０，γ＝ｈｅ）とＰ2（Ｚ＝ｌｍ，γ＝
ｈ）を結ぶ直線よりも小さいかまたは等しい、ただしｌ
ｍ，ｈｅ＜３５ｃｍ、例えば＜３０ｃｍであり、ｈ＜５
０ｃｍであることを特徴とする、核スピン共鳴（ＮＭ
Ｒ）−トモグラフィ装置。 - 【請求項２】 室温孔（２）の内側からクライオスタッ
トの表面（６）への最小の距離経、ｈを有する水平のク
ライオスタット軸線を中心とする角度領域が、室温孔の
上側に垂直にまたは近傍に横方向に設けられている、請
求項１記載の装置。 - 【請求項３】 クリオスタットの端面（８）が少なくと
も空間温度孔部（２）の内側からクリオスタットの外皮
（６）までの最小間隔ｈｅ，ｈを以て水平クリオスタッ
ト軸の周りの、所定の角度領域にて斜めに形成されてい
る、請求項１又は２記載の装置。 - 【請求項４】 超伝導ソレノイドコイル（４，４′）の
巻線ターンが軸方向で次のような非対称の分布形状を有
し、ソレノイドコイル（４，４′）により形成される磁
界の均質容積（５）が空間温度孔部（２）の軸端部から
間隔ｌｍを有し、一方ソレノイドコイル（４，４′）の
軸長は２・ｌｍより大きい、請求項１から３までのいず
れか１項記載の装置。 - 【請求項５】 液体ヘリウムの充填された容器（３）が
超伝導ソレノイドコイル（４，４′）の軸線に対して非
対称に配置される、請求項１から４までのいずれか１項
記載の装置。 - 【請求項６】 液体ヘリウムの充填された容器（３）が
超伝導ソレノイドコイル（４，４′）の軸線に対して垂
直な平面を基準にして非対称に、空間温度孔部（２）の
軸端部からの間隔ｌｍで配置されている、請求項１から
５までのいずれか１項記載の装置。 - 【請求項７】 クリオスタットが空間温度孔部（２）へ
の患者入口を有する軸端部領域において、対向する軸端
部領域よりも小さな外径を有する、請求項１から５まで
のいずれか１項記載の装置。 - 【請求項８】 超伝導ソレノイドコイル（４，４′）が
熱伝導性の良い材料（１３）によって広範囲に取り囲ま
れており、この材料は液体ヘリウムの充填された容器
（３）の最深部領域（もっとも奥行のある領域）へ良好
に熱伝導結合(１０）する、請求項５から７までのいず
れか１項記載の装置。 - 【請求項９】 少なくとも１つの磁界勾配を形成するた
めのグラディエントコイル装置（１５）が設けられてお
り、この磁界勾配は超伝導ソレノイドコイル（４，
４′）により形成される静磁界の均質容積内（５）で形
成され、少なくとも近似的に磁気的に一定の勾配を有
し、横方向グラディエントコイルのサブシステムは、ソ
レノイドコイル（４，４′）の軸線に対して垂直であ
り、均質容積(５）を半分に分割する平面Ｅを基準にし
て非対称であり、しかしこの軸線を含み、かつ均質容積
を同様に半分に分割する平面に対しては実質的に鏡対称
に構成されており、さらに横方向グラディエントコイル
（１６）のサブシステムは２つの部分コイルだけから成
り、この部分コイル（２０′，２０″，３０′，３
０″）の巻線ターンは、勾配方向によって与えられる軸
線を基準にしてそれぞれ同じ巻回方向を有し、および／
又は軸方向グラディエントコイル（１６）のサブシステ
ムはソレノイドコイル（４，４′）の軸線を基準にして
円筒対称であり、均質容積を半分に分割し、かつソレノ
イドコイル（４，４′）の軸線に対して垂直である平面
Ｅを基準にして完全に非対称であるように配置されてお
り、ここにおいて軸方向グラディエントコイルは少なく
とも２つの部分コイルから成り、該両コイルは平面Ｅの
異なる側に配置されており、ここで平面Ｅの一方の側の
部分コイルは、他方の側の部分コイルとは専ら反対の巻
回方向を有し、所定の巻回方向の巻線ターンの数は反対
の巻回方向の巻線ターンの数と異なる、請求項１から８
までのいずれか１項記載の装置。 - 【請求項１０】 少なくとも１つの磁界勾配を形成する
ためのモザイクグラディエントコイル装置（１８）が設
けられており、この磁界勾配は超伝導ソレノイドコイル
（４，４′）により形成される静磁界の均質容積内
（５）で形成され、少なくとも近似的に磁気的に一定の
勾配を有し、この装置は、少なくとも４つのモザイク状
の実質的に同じ対称形の部分コイル（４０）からなり、
これらのコイルは、均質容積（５）の中央にて仮定され
る座標原点に対して半径方向および軸方向に距離をおい
て配置されており、４つの部分コイルはそれぞれ２つの
導電性セグメント（４１，４２）を有し、これらのセグ
メントはソレノイドコイル軸線（４）と一致するｚ軸の
周りの方位方向に延在しており、これらセグメントの一
方（４１）はｚ軸に対してできるだけ小さな半径方向距
離ｒ１を有し、他方のセグメント（４２）はできるだけ
大きな半径方向距離ｒ２を有し、各部分コイル（４０）
は複数の巻線ターンを有し、２つの方位セグメント（４
１，４２）はｚ軸方向に相互に軸方向間隔を有し、ここ
でｚ軸から半径方向距離ｒ２を有する半径方向で外側の
セグメント（４２）はｚ軸を基準にして、ｚ軸から半径
方向距離ｒ１を有する半径方向で内側のセグメント（４
１）よりも座標原点の近くに配置され、さらに２つのセ
グメント（４１，４２）は導体路区間（４３）によって
相互に接続されており、共通に回転対称面または楕円面
ｒ（ｚ）に存在する、請求項１から９までのいずれか１
項記載の装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4331843 | 1993-09-20 | ||
| DE4402027A DE4402027C1 (de) | 1993-09-20 | 1994-01-25 | Kernspinresonanz-Tomographiemagnetsystem |
| DE4331843.6 | 1994-01-25 | ||
| DE4402027.9 | 1994-01-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07213506A true JPH07213506A (ja) | 1995-08-15 |
Family
ID=25929687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6225355A Pending JPH07213506A (ja) | 1993-09-20 | 1994-09-20 | 核スピン共鳴トモグラフィ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5646532A (ja) |
| JP (1) | JPH07213506A (ja) |
| FR (1) | FR2710253B1 (ja) |
| GB (1) | GB2282227B (ja) |
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