JPH08288120A - 静磁界発生磁石及びmriシステム - Google Patents
静磁界発生磁石及びmriシステムInfo
- Publication number
- JPH08288120A JPH08288120A JP8026953A JP2695396A JPH08288120A JP H08288120 A JPH08288120 A JP H08288120A JP 8026953 A JP8026953 A JP 8026953A JP 2695396 A JP2695396 A JP 2695396A JP H08288120 A JPH08288120 A JP H08288120A
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- JP
- Japan
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- magnetic field
- coil
- coil assembly
- diameter
- superconducting
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高い均一性を有する静磁界を得ることができ、
しかも装置のコンパクト化を図ることができ、既存の病
院建屋に容易に搬入・据付することができ、さらに患者
に閉所感を与えずに済むMRIシステムの提供。 【構成】小径コイルW及び大径コイルVを有し、主磁界
を所定領域に発生する第1コイルアセンブリ11と、前
記主磁界から漏洩する漏洩磁界をアクティブシールドす
るためシールド磁界を発生する第2コイルアセンブリ1
2とを具備する。
しかも装置のコンパクト化を図ることができ、既存の病
院建屋に容易に搬入・据付することができ、さらに患者
に閉所感を与えずに済むMRIシステムの提供。 【構成】小径コイルW及び大径コイルVを有し、主磁界
を所定領域に発生する第1コイルアセンブリ11と、前
記主磁界から漏洩する漏洩磁界をアクティブシールドす
るためシールド磁界を発生する第2コイルアセンブリ1
2とを具備する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アクティブ磁気シール
ドを有する静磁界発生磁石及びMRIシステムに関す
る。
ドを有する静磁界発生磁石及びMRIシステムに関す
る。
【0002】
【従来の技術】MRIシステムに備わる、静磁界発生磁
石には、永久磁石、常電導磁石、超電導磁石がある。こ
の種の静磁界発生磁石は、病院の建屋内に設置されるた
め、該磁石からの漏洩磁界を極小にし、周囲環境への磁
気的悪影響をなくす必要がある。そのため該磁石には、
通常の場合、磁気シールドが施されている。現在実用化
されている磁気シールドとしては、ヨーク磁気シール
ド、アクティブ磁気シールド、ハイブリッド磁気シール
ドの3種類がある。これらの中で、アクティブ磁気シー
ルドはシールドのための格別な部材を殆ど要さず、静磁
界発生磁石を軽量化できるため、病院の建屋内に設置す
るのに有利であり、特に高磁界を発生する超電導型静磁
界発生磁石の磁気シールドとして効果的である。
石には、永久磁石、常電導磁石、超電導磁石がある。こ
の種の静磁界発生磁石は、病院の建屋内に設置されるた
め、該磁石からの漏洩磁界を極小にし、周囲環境への磁
気的悪影響をなくす必要がある。そのため該磁石には、
通常の場合、磁気シールドが施されている。現在実用化
されている磁気シールドとしては、ヨーク磁気シール
ド、アクティブ磁気シールド、ハイブリッド磁気シール
ドの3種類がある。これらの中で、アクティブ磁気シー
ルドはシールドのための格別な部材を殆ど要さず、静磁
界発生磁石を軽量化できるため、病院の建屋内に設置す
るのに有利であり、特に高磁界を発生する超電導型静磁
界発生磁石の磁気シールドとして効果的である。
【0003】以下、従来の静磁界発生磁石、その磁気シ
ールド及びMRIシステムの典型例を図を用いて説明す
る。以下の説明においては、静磁界発生磁石は超電導型
静磁界発生磁石である。図7は、特開昭60−9834
4号公報や特開昭60−123756号公報に開示され
ているようなアクティブ磁気シールド型磁石の一部を切
断して示す斜視図である。図7において、超電導磁石か
らなる静磁界発生磁石60は、主磁気を発生させる第1
超電導コイルアセンブリ61と、その外周に設置され、
上記第1超電導コイルアセンブリ61と電気的に直列接
続されて第2磁気を発生する第2超電導コイルアセンブ
リ(アクティブ磁気シールド)62とを備えている。こ
れら第1,第2超電導コイルアセンブリ61,62は液
体ヘリウムで満たされた液体ヘリウムタンク63に収納
されており、4.2Kの極低温状態に保持されている。
なお静磁界発生磁石60は、MRIシステム用として使
用される場合、磁気の均一性が本質的に重要となる。な
お64は磁気中心軸、65は装置中央面、66は常温ボ
アである。この常温ボア66は、図示しない被検者が導
入される空間である。
ールド及びMRIシステムの典型例を図を用いて説明す
る。以下の説明においては、静磁界発生磁石は超電導型
静磁界発生磁石である。図7は、特開昭60−9834
4号公報や特開昭60−123756号公報に開示され
ているようなアクティブ磁気シールド型磁石の一部を切
断して示す斜視図である。図7において、超電導磁石か
らなる静磁界発生磁石60は、主磁気を発生させる第1
超電導コイルアセンブリ61と、その外周に設置され、
上記第1超電導コイルアセンブリ61と電気的に直列接
続されて第2磁気を発生する第2超電導コイルアセンブ
リ(アクティブ磁気シールド)62とを備えている。こ
れら第1,第2超電導コイルアセンブリ61,62は液
体ヘリウムで満たされた液体ヘリウムタンク63に収納
されており、4.2Kの極低温状態に保持されている。
なお静磁界発生磁石60は、MRIシステム用として使
用される場合、磁気の均一性が本質的に重要となる。な
お64は磁気中心軸、65は装置中央面、66は常温ボ
アである。この常温ボア66は、図示しない被検者が導
入される空間である。
【0004】図8は、上記第1超電導コイルアセンブリ
61と第2超電導コイルアセンブリ62とのコイル配置
関係の一例を示す図である。第1超電導コイルアセンブ
リ61及び第2超電導コイルアセンブリ62は、それぞ
れ超電導コイルを6個づつ有している。すなわち、第1
超電導コイルアセンブリ61は磁気中心軸64に沿っ
て、この軸64に垂直な装置中央面65に対して、それ
ぞれ対称に配置された3組のコイル対AとA′、Bと
B′、CとC′を有している。また第2超電導コイルア
センブリ62は、同様に磁気中心軸64に沿って、この
軸64に垂直な装置中央面65に対して、それぞれ対称
に配置された3組のアクティブコイルDとD′、Eと
E′、FとF′を有している。
61と第2超電導コイルアセンブリ62とのコイル配置
関係の一例を示す図である。第1超電導コイルアセンブ
リ61及び第2超電導コイルアセンブリ62は、それぞ
れ超電導コイルを6個づつ有している。すなわち、第1
超電導コイルアセンブリ61は磁気中心軸64に沿っ
て、この軸64に垂直な装置中央面65に対して、それ
ぞれ対称に配置された3組のコイル対AとA′、Bと
B′、CとC′を有している。また第2超電導コイルア
センブリ62は、同様に磁気中心軸64に沿って、この
軸64に垂直な装置中央面65に対して、それぞれ対称
に配置された3組のアクティブコイルDとD′、Eと
E′、FとF′を有している。
【0005】上記構成の従来のアクティブ磁気シールド
を有する超電導型静磁界発生磁石は次のように動作す
る。第1超電導コイルアセンブリ62及び第2超電導コ
イルアセンブリ62は、対応する高次磁気成分がほぼ同
程度の強度である磁気を発生し、一様な合成磁気を常温
ボア66の中心部の作用空間内に与える。同時に、第1
超電導コイルアセンブリ61に流れる電流の方向に対
し、第2超電導コイルアセンブリ62に流れる電流の方
向が反対になっている。このため、第2超電導コイルア
センブリ62による磁気は磁石60の外部で第1超電導
コイルアセンブリ61による磁気をキャンセルし、漏洩
磁気を低減させる。
を有する超電導型静磁界発生磁石は次のように動作す
る。第1超電導コイルアセンブリ62及び第2超電導コ
イルアセンブリ62は、対応する高次磁気成分がほぼ同
程度の強度である磁気を発生し、一様な合成磁気を常温
ボア66の中心部の作用空間内に与える。同時に、第1
超電導コイルアセンブリ61に流れる電流の方向に対
し、第2超電導コイルアセンブリ62に流れる電流の方
向が反対になっている。このため、第2超電導コイルア
センブリ62による磁気は磁石60の外部で第1超電導
コイルアセンブリ61による磁気をキャンセルし、漏洩
磁気を低減させる。
【0006】すなわち、第1,第2超電導コイルアセン
ブリ61,62によって発生する磁気を高次磁気成分で
展開すると、まず第1超電導コイルアセンブリ61は、
次のようになる。
ブリ61,62によって発生する磁気を高次磁気成分で
展開すると、まず第1超電導コイルアセンブリ61は、
次のようになる。
【0007】 B1 =b01+b11+b21|b31|…… (1) ここでB1 は第1超電導コイルアセンブリ61によって
発生する磁気強度、b01は零次磁気強度、b11は1次磁
気強度、b21は2次磁気強度、b31は3次磁気強度を示
している。また第2超電導コイルアセンブリ62は、次
のようになる。
発生する磁気強度、b01は零次磁気強度、b11は1次磁
気強度、b21は2次磁気強度、b31は3次磁気強度を示
している。また第2超電導コイルアセンブリ62は、次
のようになる。
【0008】 B2 =b02+b12+b22+b32+…… (2) ここで、B2 は第2超電導コイルアセンブリ62によっ
て発生する磁気強度、b02は零次磁気強度、b12は1次
磁気強度、b22は2次磁気強度、b32は3次磁気強度を
示している。
て発生する磁気強度、b02は零次磁気強度、b12は1次
磁気強度、b22は2次磁気強度、b32は3次磁気強度を
示している。
【0009】上記(1),(2)式において、対応する
高次磁気成分b11とb12、b21とb22、b31とb32…は
それぞれほぼ等しくなるので、高次項はほぼ零になり、
常温ボア66内部では高均一磁界となる。さらに、B1
とB2 とは互いに逆極性の磁気となっているので、磁石
外部では磁気がキャンセルされ、漏洩磁界が低減する。
高次磁気成分b11とb12、b21とb22、b31とb32…は
それぞれほぼ等しくなるので、高次項はほぼ零になり、
常温ボア66内部では高均一磁界となる。さらに、B1
とB2 とは互いに逆極性の磁気となっているので、磁石
外部では磁気がキャンセルされ、漏洩磁界が低減する。
【0010】上述した構成の従来の超電導型静磁界発生
磁石には次のような不具合がある。すなわち上記アクテ
ィブ磁気シールドでは、主磁気を発生する第1超電導コ
イルアセンブリ61の外周に、第1超電導コイルアセン
ブリ61での電流の方向とは反対方向の電流を流す第2
超電導コイルアセンブリ62が配置されている。しか
し、常温ボア66内を高い均一性を有する磁界にするた
めには、第1超電導コイルアセンブリ61及び第2超電
導コイルアセンブリ62が発生する磁気の対応する高次
磁気成分をほぼ等しくしなければならないため磁石60
の長さが非常に長くなってしまう。
磁石には次のような不具合がある。すなわち上記アクテ
ィブ磁気シールドでは、主磁気を発生する第1超電導コ
イルアセンブリ61の外周に、第1超電導コイルアセン
ブリ61での電流の方向とは反対方向の電流を流す第2
超電導コイルアセンブリ62が配置されている。しか
し、常温ボア66内を高い均一性を有する磁界にするた
めには、第1超電導コイルアセンブリ61及び第2超電
導コイルアセンブリ62が発生する磁気の対応する高次
磁気成分をほぼ等しくしなければならないため磁石60
の長さが非常に長くなってしまう。
【0011】特開昭60−123756号公報によれ
ば、従来のアクティブ磁気シールドでは1.5T磁石の
場合、磁石の長さが2.3m、磁石直径が2.3mにも
なる。従って、例えば病院への据付を行う場合、磁石6
0を病院内廊下(曲がり角)を経由して移送することが
極めて困難となる。そのため、建屋の部屋を取り壊して
移送スペースを確保したり、当該磁石専用の新建屋を建
造したりしなければならなくなる。
ば、従来のアクティブ磁気シールドでは1.5T磁石の
場合、磁石の長さが2.3m、磁石直径が2.3mにも
なる。従って、例えば病院への据付を行う場合、磁石6
0を病院内廊下(曲がり角)を経由して移送することが
極めて困難となる。そのため、建屋の部屋を取り壊して
移送スペースを確保したり、当該磁石専用の新建屋を建
造したりしなければならなくなる。
【0012】このように従来の超電導型静磁界発生磁石
には、装置寸法が長大であるために、据付が困難である
という実用面での欠点がある。なお、磁石60が長大で
あると、常温ボア66内に横たわった患者が強い閉所感
を覚え、拒否反応を示してしまうという不具合もある。
には、装置寸法が長大であるために、据付が困難である
という実用面での欠点がある。なお、磁石60が長大で
あると、常温ボア66内に横たわった患者が強い閉所感
を覚え、拒否反応を示してしまうという不具合もある。
【0013】また、第1超電導コイルアセンブリ61及
びその外周部に配置され通流する電流の方向が逆向きで
ある第2超電導コイルアセンブリ62のみで、対応する
高次磁気成分を打ち消し合うようにしたものであるた
め、高次項を零にすることが本質的に困難であり、大き
な均一磁気空間を達成できないという不具合もある。
びその外周部に配置され通流する電流の方向が逆向きで
ある第2超電導コイルアセンブリ62のみで、対応する
高次磁気成分を打ち消し合うようにしたものであるた
め、高次項を零にすることが本質的に困難であり、大き
な均一磁気空間を達成できないという不具合もある。
【0014】本発明の目的は、高均一な静磁界を得るこ
とができ、しかも装置のコンパクト化をはかることがで
き、既存の病院建屋に容易に搬入・据付をはかることが
でき、さらに患者に閉所感を与えずに済む、静磁界発生
磁石及び該磁石を用いたMRIシステムを提供すること
にある。
とができ、しかも装置のコンパクト化をはかることがで
き、既存の病院建屋に容易に搬入・据付をはかることが
でき、さらに患者に閉所感を与えずに済む、静磁界発生
磁石及び該磁石を用いたMRIシステムを提供すること
にある。
【0015】
【課題を解決するための手段】このような目的は、次の
ような静磁界発生磁石により達成される。すなわち、小
径コイル及び大径コイルを有し、主磁界を所定領域に発
生する第1コイルアセンブリと、前記主磁界から漏洩す
る漏洩磁界をアクティブシールドするためシールド磁界
を発生する第2コイルアセンブリとを具備する静磁界発
生磁石。
ような静磁界発生磁石により達成される。すなわち、小
径コイル及び大径コイルを有し、主磁界を所定領域に発
生する第1コイルアセンブリと、前記主磁界から漏洩す
る漏洩磁界をアクティブシールドするためシールド磁界
を発生する第2コイルアセンブリとを具備する静磁界発
生磁石。
【0016】前記小径コイル及び前記大径コイルは、前
記小径コイルから低次磁界成分を前記所定領域に発生し
且つ前記大径コイルから高次磁界成分を前記所定領域に
発生するように、前記第2コイルアセンブリ及び前記所
定領域にとの関係で配置されている。
記小径コイルから低次磁界成分を前記所定領域に発生し
且つ前記大径コイルから高次磁界成分を前記所定領域に
発生するように、前記第2コイルアセンブリ及び前記所
定領域にとの関係で配置されている。
【0017】前記大径コイルは、前記所定領域から離れ
且つ前記小径コイルからも離れた所定部位に配置されて
いるクレーム1の静磁界発生磁石。前記第2コイルアセ
ンブリは、前記所定領域から離れ且つ前記第1コイルア
センブリからも離れた所定部位に配置され、前記大径コ
イルは前記第2コイルアセンブリとの関係で配置されて
いる。
且つ前記小径コイルからも離れた所定部位に配置されて
いるクレーム1の静磁界発生磁石。前記第2コイルアセ
ンブリは、前記所定領域から離れ且つ前記第1コイルア
センブリからも離れた所定部位に配置され、前記大径コ
イルは前記第2コイルアセンブリとの関係で配置されて
いる。
【0018】前記小径コイル及び前記大径コイルは、前
記所定領域を貫通する磁界中心軸に沿って配置され、前
記大径コイルは、前記所定領域に近接して配置されてい
る。
記所定領域を貫通する磁界中心軸に沿って配置され、前
記大径コイルは、前記所定領域に近接して配置されてい
る。
【0019】前記小径コイルは、前記大径コイルの両側
に配置されている。前記小径コイル及び前記大径コイル
は、前記所定領域を貫通する磁界中心軸に沿って配置さ
れ、前記小径コイルは、前記所定領域に近接して配置さ
れ、前記大径コイルは、前記小径コイルの両側に配置さ
れている。
に配置されている。前記小径コイル及び前記大径コイル
は、前記所定領域を貫通する磁界中心軸に沿って配置さ
れ、前記小径コイルは、前記所定領域に近接して配置さ
れ、前記大径コイルは、前記小径コイルの両側に配置さ
れている。
【0020】前記大径コイルは、前記所定領域の中心部
に、前記所定領域に発生した合成磁界のほぼ5%の零次
磁界を生成する。磁石長Lと前記所定領域の径D1との
比L/D1が、L/D1≦2.1である。
に、前記所定領域に発生した合成磁界のほぼ5%の零次
磁界を生成する。磁石長Lと前記所定領域の径D1との
比L/D1が、L/D1≦2.1である。
【0021】磁石外径D2と前記所定領域の径D1との
比D1/D1が、D2/D1≦1である。前記第1及び
第2コイルアセンブリは、超電導コイルアセンブリであ
る。
比D1/D1が、D2/D1≦1である。前記第1及び
第2コイルアセンブリは、超電導コイルアセンブリであ
る。
【0022】また、上記的は、次のような静磁界発生磁
石により達成される。すなわち、被検者導入空間を有す
るコンテナと、このコンテナ内に冷却媒体と共に収容さ
れ、小径コイル及び大径コイルを有し、主磁界を所定領
域に発生する第1コイルアセンブリと、前記コンテナ内
に前記冷却媒体と共に収容され、前記第1コイルアセン
ブリによる前記主磁界から漏洩する漏洩磁界をアクティ
ブシールドするためシールド磁界を発生する第2コイル
アセンブリと、前記コンテナの前記被検者導入空間に配
置された傾斜磁界発生部と、前記コンテナの前記被検者
導入空間に配置されたRFユニットと前記傾斜磁界発生
部及び前記RFユニットを制御し、前記RFユニットか
ら得られる磁気共鳴信号に基づき磁気共鳴情報を生成す
る電気ユニットとを具備するMRIシステム。
石により達成される。すなわち、被検者導入空間を有す
るコンテナと、このコンテナ内に冷却媒体と共に収容さ
れ、小径コイル及び大径コイルを有し、主磁界を所定領
域に発生する第1コイルアセンブリと、前記コンテナ内
に前記冷却媒体と共に収容され、前記第1コイルアセン
ブリによる前記主磁界から漏洩する漏洩磁界をアクティ
ブシールドするためシールド磁界を発生する第2コイル
アセンブリと、前記コンテナの前記被検者導入空間に配
置された傾斜磁界発生部と、前記コンテナの前記被検者
導入空間に配置されたRFユニットと前記傾斜磁界発生
部及び前記RFユニットを制御し、前記RFユニットか
ら得られる磁気共鳴信号に基づき磁気共鳴情報を生成す
る電気ユニットとを具備するMRIシステム。
【0023】前記傾斜磁界発生部により発生された傾斜
磁界をアクティブ・グラディエント・シールドするアク
ティブ・グラディエント・シールドコイル部を更に具備
する。
磁界をアクティブ・グラディエント・シールドするアク
ティブ・グラディエント・シールドコイル部を更に具備
する。
【0024】本発明における第1コイルアセンブリは、
小径コイル及び大径コイルを有する。この大径コイルは
高次項磁界成分(高次エラー)を補償する。大径コイル
は、コイル中心からの距離が小径コイルよりも遠く、第
2コイルアセンブリに近接した位置に配置していること
により、漏洩磁界の発生が少ない。
小径コイル及び大径コイルを有する。この大径コイルは
高次項磁界成分(高次エラー)を補償する。大径コイル
は、コイル中心からの距離が小径コイルよりも遠く、第
2コイルアセンブリに近接した位置に配置していること
により、漏洩磁界の発生が少ない。
【0025】本発明の静磁界発生磁石は超電導型静磁界
発生磁石に適用される。超電導型静磁界発生磁石におい
ては、第1超電導コイルアセンブリの少なくとも一部
(例えば、中央部位又は両端近傍の大径コイル)を、第
2超電導コイルアセンブリの外周に設けることができ
る。これにより、高次磁気成分を発生するコイルが常温
ボア内の作用空間から遠くなり、常温ボア内に高均一で
広い磁気空間が容易に得られると同時に、磁石の外部で
は漏洩磁界が低減される。さらに磁石長を短くすること
ができるため、既存の病院建屋に容易に搬入・据付する
ことができるとともに、患者の閉所感を低減させ得るも
のとなる。
発生磁石に適用される。超電導型静磁界発生磁石におい
ては、第1超電導コイルアセンブリの少なくとも一部
(例えば、中央部位又は両端近傍の大径コイル)を、第
2超電導コイルアセンブリの外周に設けることができ
る。これにより、高次磁気成分を発生するコイルが常温
ボア内の作用空間から遠くなり、常温ボア内に高均一で
広い磁気空間が容易に得られると同時に、磁石の外部で
は漏洩磁界が低減される。さらに磁石長を短くすること
ができるため、既存の病院建屋に容易に搬入・据付する
ことができるとともに、患者の閉所感を低減させ得るも
のとなる。
【0026】
【実施の形態】以下、本発明に係る超電導型静磁界発生
磁石の実施形態を図面に従い説明する。図1は、本発明
の第1実施形態に係る超電導型静磁界発生磁石を一部切
断して示す斜視図である。図1において、超電導磁石か
らなる静磁界発生磁石10は、主磁気となる第1磁気を
発生させる、小径コイル及び大径コイルを有する第1超
電導コイルアセンブリ11と、第2磁気を発生させる第
2超電導コイルアセンブリ12(アクティブ磁気シール
ド)とを有している。第2超電導コイルアセンブリ12
は、第1超電導コイルアセンブリ11の外周をその一部
を除いて包囲するように配置され、かつ第1超電導コイ
ルアセンブリ11と電気的に直列に接続されている。
磁石の実施形態を図面に従い説明する。図1は、本発明
の第1実施形態に係る超電導型静磁界発生磁石を一部切
断して示す斜視図である。図1において、超電導磁石か
らなる静磁界発生磁石10は、主磁気となる第1磁気を
発生させる、小径コイル及び大径コイルを有する第1超
電導コイルアセンブリ11と、第2磁気を発生させる第
2超電導コイルアセンブリ12(アクティブ磁気シール
ド)とを有している。第2超電導コイルアセンブリ12
は、第1超電導コイルアセンブリ11の外周をその一部
を除いて包囲するように配置され、かつ第1超電導コイ
ルアセンブリ11と電気的に直列に接続されている。
【0027】上記した第1超電導コイルアセンブリ11
と第2超電導コイルアセンブリ12とは、第1磁気及び
第2磁気における対応する高次磁気成分が、合成するこ
とによってほぼ零になるような磁気を常温ボア16の内
部空間17に形成する。また、第2超電導コイルアセン
ブリ12が発生する第2磁気は、当該磁石の外部におい
て、第1超電導コイルアセンブリ11が発生する第1磁
気と対向させている。
と第2超電導コイルアセンブリ12とは、第1磁気及び
第2磁気における対応する高次磁気成分が、合成するこ
とによってほぼ零になるような磁気を常温ボア16の内
部空間17に形成する。また、第2超電導コイルアセン
ブリ12が発生する第2磁気は、当該磁石の外部におい
て、第1超電導コイルアセンブリ11が発生する第1磁
気と対向させている。
【0028】ところで、第1超電導コイルアセンブリ1
1の磁気中心軸14の軸方向中央部位のコイルは、第2
超電導コイルアセンブリ12の外周に設けられ大径コイ
ル部Vとなっている。そして第1超電導コイルアセンブ
リ11と第2超電導コイルアセンブリ12とは、液体ヘ
リウムで満たされた液体ヘリウムタンク13に収納され
ており、4.2Kの極低温状態に保持されている。ま
た、液体ヘリウムタンク13の外周は熱輻射シールド1
8、多層断熱材19により包まれ、これら全体は真空容
器20に収納されている。液体ヘリウムタンク13を含
む真空容器20は、被検者導入空間を有するコンテナで
ある。この真空容器20の内部は高真空に保たれ断熱構
造となっており、4本の真空容器脚部21〜24(24
は不図示)により支持されている。液体ヘリウムタンク
13を含む真空容器20は、被検者導入空間を有するコ
ンテナである。この場合、常温ボアは被検者導入空間で
ある。
1の磁気中心軸14の軸方向中央部位のコイルは、第2
超電導コイルアセンブリ12の外周に設けられ大径コイ
ル部Vとなっている。そして第1超電導コイルアセンブ
リ11と第2超電導コイルアセンブリ12とは、液体ヘ
リウムで満たされた液体ヘリウムタンク13に収納され
ており、4.2Kの極低温状態に保持されている。ま
た、液体ヘリウムタンク13の外周は熱輻射シールド1
8、多層断熱材19により包まれ、これら全体は真空容
器20に収納されている。液体ヘリウムタンク13を含
む真空容器20は、被検者導入空間を有するコンテナで
ある。この真空容器20の内部は高真空に保たれ断熱構
造となっており、4本の真空容器脚部21〜24(24
は不図示)により支持されている。液体ヘリウムタンク
13を含む真空容器20は、被検者導入空間を有するコ
ンテナである。この場合、常温ボアは被検者導入空間で
ある。
【0029】なお、第1超電導コイルアセンブリ11の
中央部位に位置する大径コイル部Vが磁石10の中心部
に生じさせる零次磁気成分は、合成磁気のほぼ5%とな
るように構成されている。また、磁石10の長さLと常
温ボア16の径D1との比L/D1がL/D1≦2.1
であり、かつ磁石外径D2と常温ボア径D1との比D2
/D1がD2/D1≦D2であるように設けられてい
る。
中央部位に位置する大径コイル部Vが磁石10の中心部
に生じさせる零次磁気成分は、合成磁気のほぼ5%とな
るように構成されている。また、磁石10の長さLと常
温ボア16の径D1との比L/D1がL/D1≦2.1
であり、かつ磁石外径D2と常温ボア径D1との比D2
/D1がD2/D1≦D2であるように設けられてい
る。
【0030】図2は、各コイルの配置関係により具体的
に示すため、磁気中心軸14に対して垂直な方向からみ
た断面図である。第1超電導コイルアセンブリ11は7
個の超電導コイルa〜c、a′〜c′、dを有してお
り、第2超電導コイルアセンブリ12は2個の超電導コ
イルe、e′を有している。第1超電導コイルアセンブ
リ11を構成する小径コイル部Wと大径コイル部Vとは
磁気中心軸14に沿って同心的に配置されるとともに、
磁気中心軸14に垂直な共通中央面15に対して対称な
位置関係となるように配置されている。すなわち、大径
コイル部Vを構成している超電導コイルdが磁気中心軸
14に垂直な共通中央面15に位置しており、小径コイ
ル部Wを構成しているコイル対aとa′、bとb′、c
とc′がそれぞれ対称に配置されている。第2超電導コ
イルアセンブリ12は、第1超電導コイルアセンブリ1
1の小径コイル部Wの外周を包囲するように配置され、
かつ一対のアクティブコイルe、e′が上記共通中央面
15に対して対称に配置されている。この一対のアクテ
ィブコイルe、e′の中間には第1超電導コイルアセン
ブリ11の中央に位置する大径コイル部Vすなわち超電
導コイルdが第2超電導コイルアセンブリ12の外周に
介挿されている。
に示すため、磁気中心軸14に対して垂直な方向からみ
た断面図である。第1超電導コイルアセンブリ11は7
個の超電導コイルa〜c、a′〜c′、dを有してお
り、第2超電導コイルアセンブリ12は2個の超電導コ
イルe、e′を有している。第1超電導コイルアセンブ
リ11を構成する小径コイル部Wと大径コイル部Vとは
磁気中心軸14に沿って同心的に配置されるとともに、
磁気中心軸14に垂直な共通中央面15に対して対称な
位置関係となるように配置されている。すなわち、大径
コイル部Vを構成している超電導コイルdが磁気中心軸
14に垂直な共通中央面15に位置しており、小径コイ
ル部Wを構成しているコイル対aとa′、bとb′、c
とc′がそれぞれ対称に配置されている。第2超電導コ
イルアセンブリ12は、第1超電導コイルアセンブリ1
1の小径コイル部Wの外周を包囲するように配置され、
かつ一対のアクティブコイルe、e′が上記共通中央面
15に対して対称に配置されている。この一対のアクテ
ィブコイルe、e′の中間には第1超電導コイルアセン
ブリ11の中央に位置する大径コイル部Vすなわち超電
導コイルdが第2超電導コイルアセンブリ12の外周に
介挿されている。
【0031】図3は、図2に示した第1超電導コイルア
センブリ11と第2超電導コイルアセンブリ12とコイ
ル配線図である。図3に示すように、第1超電導コイル
アセンブリ11の7個の超電導コイルc′〜a′、d、
a〜cと、第2超電導コイルアセンブリ12の2個の超
電導コイルe、e′とがすべて直列に接続されている。
そして、第1超電導コイルアセンブリ11の超電導コイ
ルc′の一端及び第2超電導コイルアセンブリ12の超
電導コイルe′の一端は、電源供給端子T1、T2にそ
れぞれ接続されている。尚、SWは永久電流スイッチ、
Rはクエンチ時のコイル損傷を防止するための保護抵抗
である。
センブリ11と第2超電導コイルアセンブリ12とコイ
ル配線図である。図3に示すように、第1超電導コイル
アセンブリ11の7個の超電導コイルc′〜a′、d、
a〜cと、第2超電導コイルアセンブリ12の2個の超
電導コイルe、e′とがすべて直列に接続されている。
そして、第1超電導コイルアセンブリ11の超電導コイ
ルc′の一端及び第2超電導コイルアセンブリ12の超
電導コイルe′の一端は、電源供給端子T1、T2にそ
れぞれ接続されている。尚、SWは永久電流スイッチ、
Rはクエンチ時のコイル損傷を防止するための保護抵抗
である。
【0032】第1超電導コイルアセンブリ11と第2超
電導コイルアセンブリ12とによって発生する磁気を高
次磁気成分で展開すると、まず第1超電導コイルアセン
ブリ11に関しては次のようになる。
電導コイルアセンブリ12とによって発生する磁気を高
次磁気成分で展開すると、まず第1超電導コイルアセン
ブリ11に関しては次のようになる。
【0033】 MM =(bOM+b0 ′M )+(b1M+b1 ′M )+(b2M+b2 ′M )+ (b3M+b3 ′M )+…… (3) ここで、BM 、b0M〜b3M、b0 ′M 〜b3 ′M は以下
に示す通りである。
に示す通りである。
【0034】BM :第1超電導コイルアセンブリ11に
よって発生する磁気強度 b0M:同コイルアセンブリ11の小径コイル部Wによっ
て発生する零次磁気強度 b0 ′M :同コイルアセンブリ11の大径コイル部Vに
よって発生する零次磁気強度 b1M:同コイルアセンブリ11の小径コイル部Wによっ
て発生する1次磁気強度 b1 ′M :同コイルアセンブリ11の大径コイル部Vに
よって発生する1次磁気強度 b2M:同コイルアセンブリ11の小径コイル部Wによっ
て発生する2次磁気強度 b2 ′M :同コイルアセンブリ11の大径コイル部Vに
よって発生する2次磁気強度 b3 M :同コイルアセンブリ11の小径コイル部Wによ
って発生する3次磁気強度 b3 ′M :同コイルアセンブリ11の大径コイル部Vに
よって発生する3次磁気強度。
よって発生する磁気強度 b0M:同コイルアセンブリ11の小径コイル部Wによっ
て発生する零次磁気強度 b0 ′M :同コイルアセンブリ11の大径コイル部Vに
よって発生する零次磁気強度 b1M:同コイルアセンブリ11の小径コイル部Wによっ
て発生する1次磁気強度 b1 ′M :同コイルアセンブリ11の大径コイル部Vに
よって発生する1次磁気強度 b2M:同コイルアセンブリ11の小径コイル部Wによっ
て発生する2次磁気強度 b2 ′M :同コイルアセンブリ11の大径コイル部Vに
よって発生する2次磁気強度 b3 M :同コイルアセンブリ11の小径コイル部Wによ
って発生する3次磁気強度 b3 ′M :同コイルアセンブリ11の大径コイル部Vに
よって発生する3次磁気強度。
【0035】また、第2超電導コイルアセンブリ12
(アクティブ磁気シールド)によって発生する磁気を高
次成分で展開すると、次のようになる。 BA =b0A+b1A+b2A+b3A+…… (4) ここで、BA 、b0A〜b3Aは以下に示す通りである。
(アクティブ磁気シールド)によって発生する磁気を高
次成分で展開すると、次のようになる。 BA =b0A+b1A+b2A+b3A+…… (4) ここで、BA 、b0A〜b3Aは以下に示す通りである。
【0036】BA :第2超電導コイルアセンブリ12に
よって発生する磁気強度 b0A:同コイルアセンブリ12によって発生する零次磁
気強度 b1A:同コイルアセンブリ12によって発生する1次磁
気強度 b2A:同コイルアセンブリ12によって発生する2次磁
気強度 b3A:同コイルアセンブリ12によって発生する3次磁
気強度 上記(3)式及び(4)式において、対応する高次成分
は以下のようにすることができる。このとき、高次項は
ほぼ零となり、常温ボア16の内部(作用空間17)で
は高均一磁気となる。
よって発生する磁気強度 b0A:同コイルアセンブリ12によって発生する零次磁
気強度 b1A:同コイルアセンブリ12によって発生する1次磁
気強度 b2A:同コイルアセンブリ12によって発生する2次磁
気強度 b3A:同コイルアセンブリ12によって発生する3次磁
気強度 上記(3)式及び(4)式において、対応する高次成分
は以下のようにすることができる。このとき、高次項は
ほぼ零となり、常温ボア16の内部(作用空間17)で
は高均一磁気となる。
【0037】b1M+b1 ′M −b1A=0 b2M+b2 ′M −b2A=0 b3M+b3 ′M −b3A=0 一方、磁石10の外側ではBM とBA とは互いに逆極性
の磁気となっているので、磁気がキャンセルされ漏洩磁
気が低減する。例えば0.5T磁石の場合、軸中心コイ
ルdの中心磁気(零次磁気成分)を0.025T(磁石
合成磁界)とすると、磁石長さを従来の2200mmか
ら1700mmに短軸化でき、さらに均一空間を2倍に
することができる。またこのとき磁石外径は1665m
mから1600mmに縮小できる。
の磁気となっているので、磁気がキャンセルされ漏洩磁
気が低減する。例えば0.5T磁石の場合、軸中心コイ
ルdの中心磁気(零次磁気成分)を0.025T(磁石
合成磁界)とすると、磁石長さを従来の2200mmか
ら1700mmに短軸化でき、さらに均一空間を2倍に
することができる。またこのとき磁石外径は1665m
mから1600mmに縮小できる。
【0038】図4を参照して第1実施形態のコイルを用
いたMRIシステムを説明する。MRIシステムは、常
温ボアである円柱状被検者導入空間200を有するコン
テナとしての真空容器10を有する。この真空容器10
内の液体ヘリウムタンク13に冷却媒体201と共に第
1超電導コイルアセンブリ11が収容されている。この
第1超電導コイルアセンブリ11は、小径コイルa,a
´,b,b´,c,c´を有する。また、第1超電導コ
イルアセンブリ11は、大径コイルdを有する。第1超
電導コイルアセンブリ11の各コイルは図3に示すよう
に直列接続され、主磁界を所定領域である被検者導入空
間200の中心部に発生する。この被検者導入空間20
0には、図示しない被検者が置かれる。
いたMRIシステムを説明する。MRIシステムは、常
温ボアである円柱状被検者導入空間200を有するコン
テナとしての真空容器10を有する。この真空容器10
内の液体ヘリウムタンク13に冷却媒体201と共に第
1超電導コイルアセンブリ11が収容されている。この
第1超電導コイルアセンブリ11は、小径コイルa,a
´,b,b´,c,c´を有する。また、第1超電導コ
イルアセンブリ11は、大径コイルdを有する。第1超
電導コイルアセンブリ11の各コイルは図3に示すよう
に直列接続され、主磁界を所定領域である被検者導入空
間200の中心部に発生する。この被検者導入空間20
0には、図示しない被検者が置かれる。
【0039】また、真空容器10内の液体ヘリウムタン
ク13に冷却媒体201と共に第2超電導コイルアセン
ブリ12が収容されている。この第2超電導コイルアセ
ンブリ12はコイルe,e´を有し、第1超電導コイル
アセンブリ11による主磁界から漏洩する漏洩磁界をア
クティブシールドするためシールド磁界を発生する。第
1超電導コイルアセンブリ11と第2超電導コイルアセ
ンブリ12とは直列接続され、静磁界電源100により
励磁される。
ク13に冷却媒体201と共に第2超電導コイルアセン
ブリ12が収容されている。この第2超電導コイルアセ
ンブリ12はコイルe,e´を有し、第1超電導コイル
アセンブリ11による主磁界から漏洩する漏洩磁界をア
クティブシールドするためシールド磁界を発生する。第
1超電導コイルアセンブリ11と第2超電導コイルアセ
ンブリ12とは直列接続され、静磁界電源100により
励磁される。
【0040】真空容器10内の被検者導入空間200に
は、傾斜磁界発生コイル部101とRFコイル部102
とが配置されている。傾斜磁界発生コイル部101及び
RFコイル部102は、中に被検者を導入できる円筒構
造体である。傾斜磁界発生コイル部101はX軸傾斜磁
界発生コイル、Y軸傾斜磁界発生コイル及びZ軸傾斜磁
界発生コイルからなる。RFコイル部102は、送信コ
イル及び受信コイルからなる。傾斜磁界発生コイル部1
01は傾斜磁界電源103により励磁される。RFコイ
ル部102は、送受信器104により送受信駆動され
る。傾斜磁界電源103及びRFコイル部102は、シ
ーケンサ105により制御される。シーケンサ105
は、スピンエコー法の磁気共鳴パルスシーケンスに従っ
て傾斜磁界電源103及びRFコイル部102を制御す
る。
は、傾斜磁界発生コイル部101とRFコイル部102
とが配置されている。傾斜磁界発生コイル部101及び
RFコイル部102は、中に被検者を導入できる円筒構
造体である。傾斜磁界発生コイル部101はX軸傾斜磁
界発生コイル、Y軸傾斜磁界発生コイル及びZ軸傾斜磁
界発生コイルからなる。RFコイル部102は、送信コ
イル及び受信コイルからなる。傾斜磁界発生コイル部1
01は傾斜磁界電源103により励磁される。RFコイ
ル部102は、送受信器104により送受信駆動され
る。傾斜磁界電源103及びRFコイル部102は、シ
ーケンサ105により制御される。シーケンサ105
は、スピンエコー法の磁気共鳴パルスシーケンスに従っ
て傾斜磁界電源103及びRFコイル部102を制御す
る。
【0041】このパルスシーケンスの実行によって、被
検者の特定部位に磁気共鳴現象を生じさせ、これに伴い
RFコイル部102からは磁気共鳴信号が得られる。こ
の磁気共鳴信号をコンピュータシステム106にて処理
し、磁気共鳴断層像の磁気共鳴情報が作成され、これは
モニタ107に表示される。静磁界電源100、傾斜磁
界電源103、送受信器104、RFコイル部102、
コンピュータシステム106及びモニタ107は電気ユ
ニットを成している。
検者の特定部位に磁気共鳴現象を生じさせ、これに伴い
RFコイル部102からは磁気共鳴信号が得られる。こ
の磁気共鳴信号をコンピュータシステム106にて処理
し、磁気共鳴断層像の磁気共鳴情報が作成され、これは
モニタ107に表示される。静磁界電源100、傾斜磁
界電源103、送受信器104、RFコイル部102、
コンピュータシステム106及びモニタ107は電気ユ
ニットを成している。
【0042】なお、このMRIシステムは、傾斜磁界発
生コイル部101により発生された傾斜磁界をアクティ
ブ・グラディエント・シールドするアクティブ・グラデ
ィエント・シールド・コイル部を有することができる。
生コイル部101により発生された傾斜磁界をアクティ
ブ・グラディエント・シールドするアクティブ・グラデ
ィエント・シールド・コイル部を有することができる。
【0043】次に、第2実施形態に係る超電導型静磁界
発生磁石について説明する。なお、第1超電導コイルア
センブリ11及び第2超電導コイルアセンブリ12の構
成以外は、図1〜図3に示した第1実施形態とほぼ同様
に構成されている。
発生磁石について説明する。なお、第1超電導コイルア
センブリ11及び第2超電導コイルアセンブリ12の構
成以外は、図1〜図3に示した第1実施形態とほぼ同様
に構成されている。
【0044】図5は、第2実施形態における各コイルの
配置関係をより具体的に示すために、磁気中心軸14に
対して垂直な方向からみた断面図である。第1超電導コ
イルアセンブリ31は、9個の超電導コイルa〜e、
b′〜e′を有しており、第2超電導コイルアセンブリ
32は5個の超電導コイルf〜h、g′〜h′を有して
いる。なお、中央部に位置している超電導コイルaは本
来一つの超電導コイルをなしているが、説明の便宜上共
通中央面15にて二つの超電導コイルa、a′に分割し
て示している。超電導コイルf、f′についても同様で
ある。
配置関係をより具体的に示すために、磁気中心軸14に
対して垂直な方向からみた断面図である。第1超電導コ
イルアセンブリ31は、9個の超電導コイルa〜e、
b′〜e′を有しており、第2超電導コイルアセンブリ
32は5個の超電導コイルf〜h、g′〜h′を有して
いる。なお、中央部に位置している超電導コイルaは本
来一つの超電導コイルをなしているが、説明の便宜上共
通中央面15にて二つの超電導コイルa、a′に分割し
て示している。超電導コイルf、f′についても同様で
ある。
【0045】図5に示すように、第1超電導コイルアセ
ンブリ31を構成する各コイルは磁気中心軸14に沿っ
て同心的に配置されるとともに、磁気中心軸14に垂直
な共通中央面15に対して対称な位置関係となるように
配置される。すなわち、コイルaとa′、bとb′、c
とc′、dとd′、eとe′がそれぞれ対称に配置され
ている。第1超電導コイルアセンブリ31の両端近傍、
例えば両端部から2番目のコイル対d、d′が大径コイ
ル部Vとなっており、その他が小径コイル部Wとなって
いる。
ンブリ31を構成する各コイルは磁気中心軸14に沿っ
て同心的に配置されるとともに、磁気中心軸14に垂直
な共通中央面15に対して対称な位置関係となるように
配置される。すなわち、コイルaとa′、bとb′、c
とc′、dとd′、eとe′がそれぞれ対称に配置され
ている。第1超電導コイルアセンブリ31の両端近傍、
例えば両端部から2番目のコイル対d、d′が大径コイ
ル部Vとなっており、その他が小径コイル部Wとなって
いる。
【0046】第2超電導コイルアセンブリ32を構成す
る各コイル対fとf′、gとg′、hとh′も共通中央
面15に対して対称的に設けられている。図6は、図5
に示した第1超電導コイルアセンブリ31と第2超電導
コイルアセンブリ32とのコイル配線図である。図6に
示すように、第1超電導コイルアセンブリ31の超電導
コイルe′〜a′、a〜eと、第2超電導コイルアセン
ブリ32の超電導コイルh〜f、f′〜h′が全て直列
に接続されている。そして第1超電導コイルアセンブリ
31の超電導コイルe′の一端及び第2超電導コイルア
センブリ32の超電導コイルh′の一端は、電源供給端
子E1、E2にそれぞれ接続されている。尚、SWは永
久電流スイッチ、Rはクエンチ時のミイル損傷を防止す
るための保護抵抗である。
る各コイル対fとf′、gとg′、hとh′も共通中央
面15に対して対称的に設けられている。図6は、図5
に示した第1超電導コイルアセンブリ31と第2超電導
コイルアセンブリ32とのコイル配線図である。図6に
示すように、第1超電導コイルアセンブリ31の超電導
コイルe′〜a′、a〜eと、第2超電導コイルアセン
ブリ32の超電導コイルh〜f、f′〜h′が全て直列
に接続されている。そして第1超電導コイルアセンブリ
31の超電導コイルe′の一端及び第2超電導コイルア
センブリ32の超電導コイルh′の一端は、電源供給端
子E1、E2にそれぞれ接続されている。尚、SWは永
久電流スイッチ、Rはクエンチ時のミイル損傷を防止す
るための保護抵抗である。
【0047】上記第2実施形態に示した超電導型静磁界
発生磁石の作用効果は第1実施形態のものとほぼ同様で
あるが、大径コイル部Vが第1超電導コイルアセンブリ
31の両端近傍の2個所に設けられていることから、磁
石10の長さが比較的長い場合において、その作用効果
がより適確に発揮されることになる。
発生磁石の作用効果は第1実施形態のものとほぼ同様で
あるが、大径コイル部Vが第1超電導コイルアセンブリ
31の両端近傍の2個所に設けられていることから、磁
石10の長さが比較的長い場合において、その作用効果
がより適確に発揮されることになる。
【0048】上述し且つ図示した各実施形態をまとめる
と次の通りである。 (1) 実施形態に示された超電導型静磁界発生磁石は、
常温ボア16の外周を包囲し第1磁気を発生する、小径
コイルa,a´,b,b´,c,´cと、大径コイルd
とを有する第1超電導コイルアセンブリ11と、第1超
電導コイルアセンブリ11の外周を包囲し第2磁気を発
生する第2超電導コイルアセンブリ12とを有する。超
電導型静磁界発生磁石は、常温ボア16の中心部の作用
空間17に前記第1磁気と前記第2磁気とからなる合成
磁気を与える。
と次の通りである。 (1) 実施形態に示された超電導型静磁界発生磁石は、
常温ボア16の外周を包囲し第1磁気を発生する、小径
コイルa,a´,b,b´,c,´cと、大径コイルd
とを有する第1超電導コイルアセンブリ11と、第1超
電導コイルアセンブリ11の外周を包囲し第2磁気を発
生する第2超電導コイルアセンブリ12とを有する。超
電導型静磁界発生磁石は、常温ボア16の中心部の作用
空間17に前記第1磁気と前記第2磁気とからなる合成
磁気を与える。
【0049】第1超電導コイルアセンブリ11と第2超
電導コイルアセンブリ12とは電気的に直列に接続され
ている。第1超電導コイルアセンブリ11の少なくとも
一部分(V)である大径コイルdは、小径コイルa,a
´,b,b´,c,´cから離れ且つ第2超電導コイル
アセンブリ12の近傍又は外周に設けられている。超電
導型静磁界発生磁石は、第1超電導コイルアセンブリ1
1が発生する前記第1磁気の高次磁気成分と第2超電導
コイルアセンブリ12が発生する前記第2磁気の高次磁
気成分とが合成すると略零になるような磁気を発生す
る。これにより、常温ボア16の中央部の作用空間17
に一様な合成磁気を与える。
電導コイルアセンブリ12とは電気的に直列に接続され
ている。第1超電導コイルアセンブリ11の少なくとも
一部分(V)である大径コイルdは、小径コイルa,a
´,b,b´,c,´cから離れ且つ第2超電導コイル
アセンブリ12の近傍又は外周に設けられている。超電
導型静磁界発生磁石は、第1超電導コイルアセンブリ1
1が発生する前記第1磁気の高次磁気成分と第2超電導
コイルアセンブリ12が発生する前記第2磁気の高次磁
気成分とが合成すると略零になるような磁気を発生す
る。これにより、常温ボア16の中央部の作用空間17
に一様な合成磁気を与える。
【0050】このように超電導型静磁界発生磁石におい
ては、第1超電導コイルアセンブリ11の少なくとも一
部(例えば、中央部位の大径コイルd又は両端近傍の大
径コイルd、d′)を第2超電導コイルアセンブリ12
の近傍又は外周に設けたので、高次磁気成分を発生する
コイルが常温ボア16内の作用空間17から遠くなり、
常温ボア16内に高均一で広い磁気空間が容易に得られ
る。これと同時に、磁石10の外部では漏洩磁界が低減
される。さらに、磁石長を短くすることができるため、
既存の病院建屋に対して容易に搬入・据付することがで
きる。また、患者の閉所感を低減させ得るものとなる。
ては、第1超電導コイルアセンブリ11の少なくとも一
部(例えば、中央部位の大径コイルd又は両端近傍の大
径コイルd、d′)を第2超電導コイルアセンブリ12
の近傍又は外周に設けたので、高次磁気成分を発生する
コイルが常温ボア16内の作用空間17から遠くなり、
常温ボア16内に高均一で広い磁気空間が容易に得られ
る。これと同時に、磁石10の外部では漏洩磁界が低減
される。さらに、磁石長を短くすることができるため、
既存の病院建屋に対して容易に搬入・据付することがで
きる。また、患者の閉所感を低減させ得るものとなる。
【0051】(2) 実施形態に示された超電導型静磁界
発生磁石は、常温ボア16の外周を包囲し第1磁気を発
生する第1超電導コイルアセンブリ31と、第1超電導
コイルアセンブリ31の外周を包囲し第2磁気を発生す
る第2超電導コイルアセンブリ32とを有する。超電導
型静磁界発生磁石は、常温ボア16中心部の作用空間1
7に前記第1磁気と前記第2磁気とからなる合成磁気を
与える。第1超電導コイルアセンブリ31と第2超電導
コイルアセンブリ32とは電気的に直列に接続されてい
る。第1超電導コイルアセンブリ31の少なくとも磁気
中心軸14の軸方向中央部位のコイルdは、前記第2超
電導コイルアセンブリ32の近傍又は外周に配置されて
いる。超電導型静磁界発生磁石は、第1超電導コイルア
センブリ31が発生する前記第1磁気の高次磁気成分と
第2超電導コイルアセンブリ32が発生する前記第2磁
気の高次磁気成分とが合成すると略零になるような磁気
を発生する。これにより、前記常温ボア16中心部の作
用空間17に一様な合成磁気を与える。
発生磁石は、常温ボア16の外周を包囲し第1磁気を発
生する第1超電導コイルアセンブリ31と、第1超電導
コイルアセンブリ31の外周を包囲し第2磁気を発生す
る第2超電導コイルアセンブリ32とを有する。超電導
型静磁界発生磁石は、常温ボア16中心部の作用空間1
7に前記第1磁気と前記第2磁気とからなる合成磁気を
与える。第1超電導コイルアセンブリ31と第2超電導
コイルアセンブリ32とは電気的に直列に接続されてい
る。第1超電導コイルアセンブリ31の少なくとも磁気
中心軸14の軸方向中央部位のコイルdは、前記第2超
電導コイルアセンブリ32の近傍又は外周に配置されて
いる。超電導型静磁界発生磁石は、第1超電導コイルア
センブリ31が発生する前記第1磁気の高次磁気成分と
第2超電導コイルアセンブリ32が発生する前記第2磁
気の高次磁気成分とが合成すると略零になるような磁気
を発生する。これにより、前記常温ボア16中心部の作
用空間17に一様な合成磁気を与える。
【0052】従って、上記超電導型静磁界発生磁石にお
いては、上記(1)の場合と同様な作用効果を奏する
上、第1超電導コイルアセンブリ31の少なくとも中央
部位のコイルdを第2超電導コイルアセンブリ32の近
傍又は外周に設けたので、漏洩磁界の低減及び高均一な
磁気空間の生成がより確実に行われる。
いては、上記(1)の場合と同様な作用効果を奏する
上、第1超電導コイルアセンブリ31の少なくとも中央
部位のコイルdを第2超電導コイルアセンブリ32の近
傍又は外周に設けたので、漏洩磁界の低減及び高均一な
磁気空間の生成がより確実に行われる。
【0053】(3) 実施形態に示された超電導型静磁界
発生磁石は、常温ボア16の外周を包囲し第1磁気を発
生する第1超電導コイルアセンブリ31と、前記第1超
電導コイルアセンブリ31の外周を包囲し第2磁気を発
生する第2超電導コイルアセンブリ32とを有する。超
電導型静磁界発生磁石は、前記常温ボア16中心部の作
用空間17に、前記第1磁気と前記第2磁気とからなる
合成磁気を与える。前記第1超電導コイルアセンブリ3
1と前記第2超電導コイルアセンブリ32とは電気的に
直列に接続されている。前記第1超電導コイルアセンブ
リ31の少なくとも磁気中心軸14の軸方向両端近傍の
コイル対d、d′は、前記第2超電導コイルアセンブリ
32の近傍又は外周に設けられている。超電導型静磁界
発生磁石は、前記第1超電導コイルアセンブリ31が発
生する前記第1磁気の高次磁気成分と前記第2超電導コ
イルアセンブリ32が発生する前記第2磁気の高次磁気
成分とが合成すると略零になるような磁気を発生する。
これにより、前記常温ボア16中心部の作用空間17に
一様な合成磁気を与える。
発生磁石は、常温ボア16の外周を包囲し第1磁気を発
生する第1超電導コイルアセンブリ31と、前記第1超
電導コイルアセンブリ31の外周を包囲し第2磁気を発
生する第2超電導コイルアセンブリ32とを有する。超
電導型静磁界発生磁石は、前記常温ボア16中心部の作
用空間17に、前記第1磁気と前記第2磁気とからなる
合成磁気を与える。前記第1超電導コイルアセンブリ3
1と前記第2超電導コイルアセンブリ32とは電気的に
直列に接続されている。前記第1超電導コイルアセンブ
リ31の少なくとも磁気中心軸14の軸方向両端近傍の
コイル対d、d′は、前記第2超電導コイルアセンブリ
32の近傍又は外周に設けられている。超電導型静磁界
発生磁石は、前記第1超電導コイルアセンブリ31が発
生する前記第1磁気の高次磁気成分と前記第2超電導コ
イルアセンブリ32が発生する前記第2磁気の高次磁気
成分とが合成すると略零になるような磁気を発生する。
これにより、前記常温ボア16中心部の作用空間17に
一様な合成磁気を与える。
【0054】従って上記超電導型静磁界発生磁石におい
ては、上記(1)と同様の作用効果を奏する上、第1超
電導コイルアセンブリ31の少なくとも両端近傍を第2
超電導コイルアセンブリ32の外周に設けたので、第
1,第2超電導コイルアセンブリ31,32の軸方向長
さが短い場合でも、漏洩磁界の低減及び高均一な磁気空
間の生成が適確に行なわれる。
ては、上記(1)と同様の作用効果を奏する上、第1超
電導コイルアセンブリ31の少なくとも両端近傍を第2
超電導コイルアセンブリ32の外周に設けたので、第
1,第2超電導コイルアセンブリ31,32の軸方向長
さが短い場合でも、漏洩磁界の低減及び高均一な磁気空
間の生成が適確に行なわれる。
【0055】(4) 実施形態に示された超電導型静磁界
発生磁石は、上記(1)〜(3)に記載の装置であっ
て、かつ第2超電導コイルアセンブリ12,32の外周
に設けられた前記第1超電導コイルアセンブリ11,3
1の大径コイル部Vが磁石10の中心部に生じる零次磁
気成分は合成磁気のほぼ5%である。
発生磁石は、上記(1)〜(3)に記載の装置であっ
て、かつ第2超電導コイルアセンブリ12,32の外周
に設けられた前記第1超電導コイルアセンブリ11,3
1の大径コイル部Vが磁石10の中心部に生じる零次磁
気成分は合成磁気のほぼ5%である。
【0056】従って、上記超電導型静磁界発生磁石にお
いては、前記第1超電導コイルアセンブリ11又は31
の小径コイル部W、大径コイル部V、第2超電導コイル
アセンブリ12又は32の軸方向ズレ(組立て誤差)に
よる均一度の劣化が大径コイル部Vなしに比べて1/1
0になる。このため、高均一な磁気が発生する装置が容
易に得られる。
いては、前記第1超電導コイルアセンブリ11又は31
の小径コイル部W、大径コイル部V、第2超電導コイル
アセンブリ12又は32の軸方向ズレ(組立て誤差)に
よる均一度の劣化が大径コイル部Vなしに比べて1/1
0になる。このため、高均一な磁気が発生する装置が容
易に得られる。
【0057】(5) 実施形態に示された超電導型静磁界
発生磁石は、上記(1)〜(4)に記載の装置であっ
て、かつ磁石の長さLと常温ボア径D1との比L/D1
が、L/D1≦2.1である。
発生磁石は、上記(1)〜(4)に記載の装置であっ
て、かつ磁石の長さLと常温ボア径D1との比L/D1
が、L/D1≦2.1である。
【0058】従って上記超電導型静磁界発生磁石におい
ては上記(1)〜(3)が容易に達成でき、上記(1)
〜(3)と同様の作用効果を奏する上、磁石長を短くす
ることができるため既存の病院建屋への搬入・据付が容
易となる。
ては上記(1)〜(3)が容易に達成でき、上記(1)
〜(3)と同様の作用効果を奏する上、磁石長を短くす
ることができるため既存の病院建屋への搬入・据付が容
易となる。
【0059】(6) 実施形態に示された超電導型静磁界
発生磁石は、上記(1)〜(5)に記載の装置であっ
て、かつ磁石外径D2と常温ボア径D1との比D2/D
1がD2/D1≦2である。
発生磁石は、上記(1)〜(5)に記載の装置であっ
て、かつ磁石外径D2と常温ボア径D1との比D2/D
1がD2/D1≦2である。
【0060】従って、上述した超電導型静磁界発生磁石
においては、上記(1)〜(3)が容易に達成でき、上
記(1)〜(3)と同様の作用効果を奏する上、磁石外
径を縮小することができるため、既存の病院建屋への搬
入・据付がさらに容易になる。
においては、上記(1)〜(3)が容易に達成でき、上
記(1)〜(3)と同様の作用効果を奏する上、磁石外
径を縮小することができるため、既存の病院建屋への搬
入・据付がさらに容易になる。
【0061】
【発明の効果】よって、本発明にる超電導型静磁界発生
磁石及びMRIシステムは、高い均一性を有する静磁界
を得ることができ、しかも装置のコンパクト化を図るこ
とができ、既存の病院建屋に容易に搬入・据付すること
ができ、さらに患者に閉所感を与えずに済む。
磁石及びMRIシステムは、高い均一性を有する静磁界
を得ることができ、しかも装置のコンパクト化を図るこ
とができ、既存の病院建屋に容易に搬入・据付すること
ができ、さらに患者に閉所感を与えずに済む。
【図1】本発明の第1実施形態に係るMRIシステムの
超電導型静磁界発生磁石を一部切断して示す斜視図。
超電導型静磁界発生磁石を一部切断して示す斜視図。
【図2】本発明の第1実施形態に係る各超電導コイルの
配置関係を示す断面図。
配置関係を示す断面図。
【図3】本発明の第1実施形態に係る各超電導コイルの
接続状態を示す配線図。
接続状態を示す配線図。
【図4】第1実施形態に係る各超電導コイルを使用した
MRIシステムを示す図。
MRIシステムを示す図。
【図5】本発明の第2実施形態に係る各超電導コイルの
配置関係を示す断面図。
配置関係を示す断面図。
【図6】本発明の第2実施形態に係る各超電導コイルの
接続状態を示す配線図。
接続状態を示す配線図。
【図7】従来のアクティブ磁気シールドを有する静磁界
発生磁石を一部切断して示す斜視図。
発生磁石を一部切断して示す斜視図。
【図8】従来の各コイルの配置関係を示す図。
10…超電導型静磁界磁石(真空容器) 11…第1超
電導コイルアセンブリ 12…第2超電導コイルアセンブリ 13…液体ヘ
リウムタンク 14…磁界中心軸 15…共通中
央面 16…常温ボア 17…磁場均
一空間 18…熱輻射シールド 19…多層断
熱材 20…真空容器 21〜24…真空容
器脚部 V…大径コイル部 W…小径コイ
ル部 a〜c…超電導コイル a´〜c´…超電
導コイル d…超電導コイル e、e´…超電導コ
イル T1…電源供給端子 T2…電源供
給端子 31…第1超電導コイルアセンブリ 32…第2超
電導コイルアセンブリ h〜f…超電導コイル f´〜h´…超電
導コイル 100…静磁界電源 101…傾斜
磁界発生コイル部 102…RFコイル部 103…傾斜
磁界電源 104…送受信器 105…シー
ケンサ 106…コンピュータシステム 107…モニ
タ 200…被検者導入空間 201…冷却
媒体
電導コイルアセンブリ 12…第2超電導コイルアセンブリ 13…液体ヘ
リウムタンク 14…磁界中心軸 15…共通中
央面 16…常温ボア 17…磁場均
一空間 18…熱輻射シールド 19…多層断
熱材 20…真空容器 21〜24…真空容
器脚部 V…大径コイル部 W…小径コイ
ル部 a〜c…超電導コイル a´〜c´…超電
導コイル d…超電導コイル e、e´…超電導コ
イル T1…電源供給端子 T2…電源供
給端子 31…第1超電導コイルアセンブリ 32…第2超
電導コイルアセンブリ h〜f…超電導コイル f´〜h´…超電
導コイル 100…静磁界電源 101…傾斜
磁界発生コイル部 102…RFコイル部 103…傾斜
磁界電源 104…送受信器 105…シー
ケンサ 106…コンピュータシステム 107…モニ
タ 200…被検者導入空間 201…冷却
媒体
Claims (9)
- 【請求項1】小径コイル及び大径コイルを有し、主磁界
を所定領域に発生する第1コイルアセンブリと、 前記主磁界から漏洩する漏洩磁界をアクティブシールド
するためシールド磁界を発生する第2コイルアセンブリ
とを具備することを特徴とする静磁界発生磁石。 - 【請求項2】前記小径コイル及び前記大径コイルは、 前記小径コイルから低次磁界成分を前記所定領域に発生
し且つ前記大径コイルから高次磁界成分を前記所定領域
に発生するように、前記第2コイルアセンブリ及び前記
所定領域との関係で配置されていることを特徴とする請
求項1に記載の静磁界発生磁石。 - 【請求項3】前記小径コイルは、前記大径コイルの両側
に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記
載の静磁界発生磁石。 - 【請求項4】前記大径コイルは、前記所定領域の中心部
に、前記所定領域に発生した合成磁界のほぼ5%の零次
磁界を生成することを特徴とする請求項1乃至3のいず
れかに記載の静磁界発生磁石。 - 【請求項5】磁石長Lと前記所定領域の径D1との比L
/D1が、L/D1≦2.1であることを特徴とする請
求項1乃至4のいずれかに記載の静磁界発生磁石。 - 【請求項6】磁石外径D2と前記所定領域の径D1との
比D1/D1が、D2/D1≦1であることを特徴とす
る請求項1乃至5のいずれかに記載の静磁界発生磁石。 - 【請求項7】前記第1及び第2コイルアセンブリは、超
電導コイルアセンブリであることを特徴とする請求項1
乃至6のいずれかに記載の静磁界発生磁石。 - 【請求項8】被検者導入空間を有するコンテナと、 このコンテナ内に冷却媒体と共に収容され、小径コイル
及び大径コイルを有し、主磁界を所定領域に発生する第
1コイルアセンブリと、 前記コンテナ内に前記冷却媒体と共に収容され、前記第
1コイルアセンブリによる前記主磁界から漏洩する漏洩
磁界をアクティブシールドするためシールド磁界を発生
する第2コイルアセンブリと、 前記コンテナの前記被検者導入空間に配置された傾斜磁
界発生部と、 前記コンテナの前記被検者導入空間に配置されたRFユ
ニットと前記傾斜磁界発生部及び前記RFユニットを制
御し、前記RFユニットから得られる磁気共鳴信号に基
づき磁気共鳴情報を生成する電気ユニットとを具備する
ことを特徴とするMRIシステム。 - 【請求項9】前記傾斜磁界発生部により発生された傾斜
磁界をアクティブ・グラディエント・シールドするアク
ティブ・グラディエント・シールド・コイル部を更に具
備することを特徴とする請求項8に記載のMRIシステ
ム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8026953A JPH08288120A (ja) | 1995-02-14 | 1996-02-14 | 静磁界発生磁石及びmriシステム |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7-25170 | 1995-02-14 | ||
JP2517095 | 1995-02-14 | ||
JP8026953A JPH08288120A (ja) | 1995-02-14 | 1996-02-14 | 静磁界発生磁石及びmriシステム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08288120A true JPH08288120A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=26362764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8026953A Pending JPH08288120A (ja) | 1995-02-14 | 1996-02-14 | 静磁界発生磁石及びmriシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08288120A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008048923A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Hitachi Ltd | Mri−pet装置 |
-
1996
- 1996-02-14 JP JP8026953A patent/JPH08288120A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008048923A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Hitachi Ltd | Mri−pet装置 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041117 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041124 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050121 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050426 |