JPH09201347A - Ｍｒｉ装置及びｍｒｉ装置製造方法 - Google Patents
Ｍｒｉ装置及びｍｒｉ装置製造方法Info
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- JPH09201347A JPH09201347A JP8013527A JP1352796A JPH09201347A JP H09201347 A JPH09201347 A JP H09201347A JP 8013527 A JP8013527 A JP 8013527A JP 1352796 A JP1352796 A JP 1352796A JP H09201347 A JPH09201347 A JP H09201347A
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- high temperature
- temperature superconductor
- magnet
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温超電導体を超電導磁石として使用した場
合に均一な磁場範囲を広くすることが可能なＭＲＩ装置
を実現する。 【解決手段】 ピン止め効果を有する高温超電導体に囲
まれた空間が所望の磁場分布になるように該高温超電導
体の周囲から磁場を形成し（Ｓ１，Ｓ２）、前記磁場の
形成の後に前記高温超電導体が高温超電導状態を保つよ
うに冷却して所望の磁場分布の転写を行い（Ｓ３，Ｓ
４）、この転写の後に高温超電導体の周囲の磁場を取除
く（Ｓ５，Ｓ６）ことを特徴とする。
合に均一な磁場範囲を広くすることが可能なＭＲＩ装置
を実現する。 【解決手段】 ピン止め効果を有する高温超電導体に囲
まれた空間が所望の磁場分布になるように該高温超電導
体の周囲から磁場を形成し（Ｓ１，Ｓ２）、前記磁場の
形成の後に前記高温超電導体が高温超電導状態を保つよ
うに冷却して所望の磁場分布の転写を行い（Ｓ３，Ｓ
４）、この転写の後に高温超電導体の周囲の磁場を取除
く（Ｓ５，Ｓ６）ことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気共鳴イメージング
（ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging））装置及びＭ
ＲＩ装置製造方法に関し、特に、所望の磁場が転写され
たＭＲＩ装置及び所望の磁場の転写によりＭＲＩ装置を
製造する製造方法に関する。
（ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging））装置及びＭ
ＲＩ装置製造方法に関し、特に、所望の磁場が転写され
たＭＲＩ装置及び所望の磁場の転写によりＭＲＩ装置を
製造する製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＲＩ装置は、核磁気共鳴現象を利用し
て被検体中の所望の検査部位における原子核スピンの密
度分布，緩和時間分布等を計測して、その計測データか
ら被検体の断面を画像表示するものである。
て被検体中の所望の検査部位における原子核スピンの密
度分布，緩和時間分布等を計測して、その計測データか
ら被検体の断面を画像表示するものである。
【０００３】均一で強力な静磁場発生装置内に置かれた
被検体の原子核スピンは、静磁場の強さによって定まる
周波数（ラーモア周波数）で静磁場の方向を軸として歳
差運動を行う。そこで、このラーモア周波数に等しい周
波数の高周波パルスを外部より照射すると、スピンが励
起されて高いエネルギー状態に遷移する。これを核磁気
共鳴現象と言う。
被検体の原子核スピンは、静磁場の強さによって定まる
周波数（ラーモア周波数）で静磁場の方向を軸として歳
差運動を行う。そこで、このラーモア周波数に等しい周
波数の高周波パルスを外部より照射すると、スピンが励
起されて高いエネルギー状態に遷移する。これを核磁気
共鳴現象と言う。
【０００４】この高周波パルスの照射を打ち切ると、ス
ピンはそれぞれの状態に応じた時定数で元の低いエネル
ギー状態に戻り、この時に外部に電磁波を照射する。こ
れをその周波数に同調した高周波受信コイル（ＲＦコイ
ル）で検出する。このとき、空間内に位置情報を付加す
る目的で、三軸の傾斜磁場を静磁場空間に印加する。こ
の結果、空間内の位置情報を周波数情報として捕らえる
ことができる。
ピンはそれぞれの状態に応じた時定数で元の低いエネル
ギー状態に戻り、この時に外部に電磁波を照射する。こ
れをその周波数に同調した高周波受信コイル（ＲＦコイ
ル）で検出する。このとき、空間内に位置情報を付加す
る目的で、三軸の傾斜磁場を静磁場空間に印加する。こ
の結果、空間内の位置情報を周波数情報として捕らえる
ことができる。
【０００５】この際の静磁場を発生させる磁石として超
電導を利用した磁石がある。この超電導を利用すること
で、永久電流を利用することができるため、常電導の磁
石に比較して強い磁場を発生させることができる。
電導を利用した磁石がある。この超電導を利用すること
で、永久電流を利用することができるため、常電導の磁
石に比較して強い磁場を発生させることができる。
【０００６】また、この超電導を利用するには従来は液
体ヘリウムによる冷却を行っていたが、近年は液体窒素
の温度で超電導現象を発生する酸化物セラミックスを用
いる高温超電導が利用されつつある。
体ヘリウムによる冷却を行っていたが、近年は液体窒素
の温度で超電導現象を発生する酸化物セラミックスを用
いる高温超電導が利用されつつある。
【０００７】ところで、従来の超電導磁石は、超電導材
料に直接的あるいは間接的に永久電流を流して、損失の
無い強直流磁場を得るように構成されている。このよう
な高温超電導体を磁石として用いた技術として、例え
ば、特願昭６２−１５２２５０号公報には、高温超電導
体を１ターンのコイルリングにしたものが示されてい
る。この場合のコイルリングには均一の電流が流れるよ
うな構成になっている。
料に直接的あるいは間接的に永久電流を流して、損失の
無い強直流磁場を得るように構成されている。このよう
な高温超電導体を磁石として用いた技術として、例え
ば、特願昭６２−１５２２５０号公報には、高温超電導
体を１ターンのコイルリングにしたものが示されてい
る。この場合のコイルリングには均一の電流が流れるよ
うな構成になっている。
【０００８】また、このような高温超電導体を用いた技
術として、例えば、特開昭６３−２８３００３号公報に
は、高温超電導体を環状にしたものが示されている。そ
して、１つの環状体には均一の電流が流れるような構成
であり、この環状体を複数個組合わせて使用すること
で、均一磁場範囲が広くなるように構成している。
術として、例えば、特開昭６３−２８３００３号公報に
は、高温超電導体を環状にしたものが示されている。そ
して、１つの環状体には均一の電流が流れるような構成
であり、この環状体を複数個組合わせて使用すること
で、均一磁場範囲が広くなるように構成している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】以上のような１ターン
若しくは複数の環状の高温超電導体によると、１つの環
状コイル内では均一の電流が流れるため、均一な磁場範
囲を広くするような細かな調整を単一コイルでは行うこ
とができないという問題を有していた。
若しくは複数の環状の高温超電導体によると、１つの環
状コイル内では均一の電流が流れるため、均一な磁場範
囲を広くするような細かな調整を単一コイルでは行うこ
とができないという問題を有していた。
【００１０】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、高温超電導体を超電導磁石として使用
した場合にも均一な磁場範囲が広くなるようにすること
が可能なＭＲＩ装置を実現し、さらにこのようなＭＲＩ
装置製造方法を実現することである。
で、その目的は、高温超電導体を超電導磁石として使用
した場合にも均一な磁場範囲が広くなるようにすること
が可能なＭＲＩ装置を実現し、さらにこのようなＭＲＩ
装置製造方法を実現することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本件出願の発明者は、従
来の高温超電導体を磁石として使用する場合における問
題を改良すべく鋭意研究を行った結果、高温超電導での
ピン止め効果に着目して磁場均一領域を最適化する手法
を新たに見い出して本発明を完成させたものである。
来の高温超電導体を磁石として使用する場合における問
題を改良すべく鋭意研究を行った結果、高温超電導での
ピン止め効果に着目して磁場均一領域を最適化する手法
を新たに見い出して本発明を完成させたものである。
【００１２】すなわち、課題を解決する手段である本発
明は以下の（１）〜（３）に説明するようなものであ
る。 （１）前記の課題を解決する第１の発明は、ピン止め効
果を有する高温超電導物質で構成され、所望の磁場分布
になるように周囲のバイアス磁石により磁場の転写が行
われる高温超電導体と、前記磁場の転写が行われる際に
前記円筒磁石を高温超電導状態に保つように冷却を行う
冷却手段と、を有することを特徴とするＭＲＩ装置であ
る。
明は以下の（１）〜（３）に説明するようなものであ
る。 （１）前記の課題を解決する第１の発明は、ピン止め効
果を有する高温超電導物質で構成され、所望の磁場分布
になるように周囲のバイアス磁石により磁場の転写が行
われる高温超電導体と、前記磁場の転写が行われる際に
前記円筒磁石を高温超電導状態に保つように冷却を行う
冷却手段と、を有することを特徴とするＭＲＩ装置であ
る。
【００１３】尚、このバイアス磁石及び高温超電導体
は、円筒形状や平面形状に構成することが可能である。
また、バイアス磁石と高温超電導体とは１対１に対応し
ている必要はない。
は、円筒形状や平面形状に構成することが可能である。
また、バイアス磁石と高温超電導体とは１対１に対応し
ている必要はない。
【００１４】このＭＲＩ装置では、高温超電導体が所望
の磁場分布になるように周囲のバイアス磁石により磁場
が形成され、このように所望の磁場が形成された状態で
冷却手段が高温超電導体を冷却して超電導状態にした後
にバイアス磁石の磁場が除かれることで磁場の転写が行
われる。
の磁場分布になるように周囲のバイアス磁石により磁場
が形成され、このように所望の磁場が形成された状態で
冷却手段が高温超電導体を冷却して超電導状態にした後
にバイアス磁石の磁場が除かれることで磁場の転写が行
われる。
【００１５】この際に、高温超電導体のピン止め効果に
より、バイアス磁石により均一領域が広くなるように形
成した所望の磁場を保持するような電流分布が保持され
る。従って、高温超電導体を超電導磁石として使用した
場合にも均一な磁場範囲を広くすることが可能なＭＲＩ
装置を実現できる。
より、バイアス磁石により均一領域が広くなるように形
成した所望の磁場を保持するような電流分布が保持され
る。従って、高温超電導体を超電導磁石として使用した
場合にも均一な磁場範囲を広くすることが可能なＭＲＩ
装置を実現できる。
【００１６】（２）前記の課題を解決する第２の発明
は、ピン止め効果を有する高温超電導体に囲まれた空間
が所望の磁場分布になるように該高温超電導体の周囲か
ら磁場を形成し、前記磁場の形成の後に前記高温超電導
体が高温超電導状態を保つように冷却して所望の磁場分
布の転写を行い、この転写の後に高温超電導体の周囲の
磁場を取除くことを特徴とするＭＲＩ装置製造方法であ
る。
は、ピン止め効果を有する高温超電導体に囲まれた空間
が所望の磁場分布になるように該高温超電導体の周囲か
ら磁場を形成し、前記磁場の形成の後に前記高温超電導
体が高温超電導状態を保つように冷却して所望の磁場分
布の転写を行い、この転写の後に高温超電導体の周囲の
磁場を取除くことを特徴とするＭＲＩ装置製造方法であ
る。
【００１７】尚、このバイアス磁石及び高温超電導体
は、円筒形状や平面形状に構成することが可能である。
また、バイアス磁石と高温超電導体とは１対１に対応し
ている必要はない。
は、円筒形状や平面形状に構成することが可能である。
また、バイアス磁石と高温超電導体とは１対１に対応し
ている必要はない。
【００１８】このＭＲＩ装置製造方法では、高温超電導
体が所望の磁場分布になるように周囲のバイアス磁石に
より磁場が形成され、このように所望の磁場が形成され
た状態で冷却手段が高温超電導体を冷却して超電導状態
にした後にバイアス磁石の磁場が除かれることで磁場の
転写が行われる。
体が所望の磁場分布になるように周囲のバイアス磁石に
より磁場が形成され、このように所望の磁場が形成され
た状態で冷却手段が高温超電導体を冷却して超電導状態
にした後にバイアス磁石の磁場が除かれることで磁場の
転写が行われる。
【００１９】この際に、高温超電導体のピン止め効果に
より、バイアス磁石により均一領域が広くなるように形
成した所望の磁場を保持するような電流分布が保持され
ることで、所望の磁場分布の転写を行ってＭＲＩ装置を
製造できる。
より、バイアス磁石により均一領域が広くなるように形
成した所望の磁場を保持するような電流分布が保持され
ることで、所望の磁場分布の転写を行ってＭＲＩ装置を
製造できる。
【００２０】従って、高温超電導体を超電導磁石として
使用した場合にも均一な磁場範囲を広くすることが可能
なＭＲＩ装置を製造することが可能になる。 （３）また、前記の課題を解決する第３の発明は、所望
の磁場分布を形成するようにバイアス磁石が発生する磁
場を調整し、ピン止め効果を有する高温超電導体に囲ま
れた空間が所望の磁場分布になるように該高温超電導体
の周囲からバイアス磁石で磁場を形成し、前記磁場の形
成の後に前記高温超電導体が高温超電導状態を保つよう
に冷却して所望の磁場分布の転写を行い、この転写の後
に高温超電導体の周囲のバイアス磁石の磁場を取除くこ
とを特徴とするＭＲＩ装置製造方法である。
使用した場合にも均一な磁場範囲を広くすることが可能
なＭＲＩ装置を製造することが可能になる。 （３）また、前記の課題を解決する第３の発明は、所望
の磁場分布を形成するようにバイアス磁石が発生する磁
場を調整し、ピン止め効果を有する高温超電導体に囲ま
れた空間が所望の磁場分布になるように該高温超電導体
の周囲からバイアス磁石で磁場を形成し、前記磁場の形
成の後に前記高温超電導体が高温超電導状態を保つよう
に冷却して所望の磁場分布の転写を行い、この転写の後
に高温超電導体の周囲のバイアス磁石の磁場を取除くこ
とを特徴とするＭＲＩ装置製造方法である。
【００２１】このＭＲＩ装置製造方法では、バイアス磁
石が発生する磁場を予め調整し、高温超電導体が所望の
磁場分布になるように周囲のバイアス磁石により磁場を
形成し、このように所望の磁場が形成された状態で冷却
手段が高温超電導体を冷却して超電導状態にした後にバ
イアス磁石の磁場が除かれることで磁場の転写が行われ
る。
石が発生する磁場を予め調整し、高温超電導体が所望の
磁場分布になるように周囲のバイアス磁石により磁場を
形成し、このように所望の磁場が形成された状態で冷却
手段が高温超電導体を冷却して超電導状態にした後にバ
イアス磁石の磁場が除かれることで磁場の転写が行われ
る。
【００２２】この際に、高温超電導体のピン止め効果に
より、バイアス磁石により均一領域が広くなるように形
成した所望の磁場を保持するような電流分布が保持され
ることで、所望の磁場分布の転写を行ってＭＲＩ装置を
製造できる。
より、バイアス磁石により均一領域が広くなるように形
成した所望の磁場を保持するような電流分布が保持され
ることで、所望の磁場分布の転写を行ってＭＲＩ装置を
製造できる。
【００２３】従って、高温超電導体を超電導磁石として
使用した場合にも均一な磁場範囲を広くすることが可能
なＭＲＩ装置を製造することが可能になる。また、予め
外部で調整しておいたバイアス磁石を用いて転写及び保
存を行うことを、多数のＭＲＩ装置に繰り返して行うこ
とで、均一領域の広いマグネットを備えたＭＲＩ装置を
容易に製造することができる。すなわち、調整はバイア
ス磁石の１回だけでよく、実際に製造するＭＲＩ装置の
１台毎における調整が不要になる。
使用した場合にも均一な磁場範囲を広くすることが可能
なＭＲＩ装置を製造することが可能になる。また、予め
外部で調整しておいたバイアス磁石を用いて転写及び保
存を行うことを、多数のＭＲＩ装置に繰り返して行うこ
とで、均一領域の広いマグネットを備えたＭＲＩ装置を
容易に製造することができる。すなわち、調整はバイア
ス磁石の１回だけでよく、実際に製造するＭＲＩ装置の
１台毎における調整が不要になる。
【００２４】（４）以上述べたように、外部からの磁場
の転写が行なえるわけであるが、磁場を転写した後にピ
ン止め効果をやぶるような強い磁場を印加して、磁場調
整を行うことも可能である。
の転写が行なえるわけであるが、磁場を転写した後にピ
ン止め効果をやぶるような強い磁場を印加して、磁場調
整を行うことも可能である。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態例の
ＭＲＩ装置において静磁場を発生するマグネットに関す
る部分を示す断面図である。尚、送受信コイルや勾配磁
場を発生させるコイル等は図示されていない。
施例を詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態例の
ＭＲＩ装置において静磁場を発生するマグネットに関す
る部分を示す断面図である。尚、送受信コイルや勾配磁
場を発生させるコイル等は図示されていない。
【００２６】この図１において、筐体１０の内部に以下
に説明するマグネットが配置されている。テーブル１１
は被検体を載置してマグネットのボア内に移動可能に構
成されたものである。
に説明するマグネットが配置されている。テーブル１１
は被検体を載置してマグネットのボア内に移動可能に構
成されたものである。
【００２７】バイアス磁石２０は所望の分布になるよう
な転写用の静磁場を発生させる磁石であり、永久磁石や
電磁石で構成され、このＭＲＩ装置の所定の位置に挿抜
可能に構成されている。断熱材３０は後述する液体窒素
による冷却を行うために外部からの熱を遮断するための
ものであり、環状の液体窒素容器３１を囲うように構成
されている。液体窒素容器３１は高温超電導環状体３３
の周囲を液体窒素３２で冷却するように配置されてい
る。高温超電導環状体３３は液体窒素の温度で超電導状
態になるような酸化物セラミックスで構成され、更に、
ピン止め効果により永久電流の電流分布を保持すること
が可能なように構成されている。
な転写用の静磁場を発生させる磁石であり、永久磁石や
電磁石で構成され、このＭＲＩ装置の所定の位置に挿抜
可能に構成されている。断熱材３０は後述する液体窒素
による冷却を行うために外部からの熱を遮断するための
ものであり、環状の液体窒素容器３１を囲うように構成
されている。液体窒素容器３１は高温超電導環状体３３
の周囲を液体窒素３２で冷却するように配置されてい
る。高温超電導環状体３３は液体窒素の温度で超電導状
態になるような酸化物セラミックスで構成され、更に、
ピン止め効果により永久電流の電流分布を保持すること
が可能なように構成されている。
【００２８】このピン止め効果を有する物質としては、
ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 等の単結晶の超電導体の一部の原子
をＮｄ等で置き換えたものが該当する。また、この他に
も、Ｂｉ系の物質、Ｄｙ系の物質、Ｎｄ系の物質がピン
止め効果を有するものとして知られており、この実施の
形態例において使用することが可能である。また、これ
ら以外の物質であっても、超電導現象発生してピン止め
効果を有するものであれば問題なく使用することができ
る。
ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 等の単結晶の超電導体の一部の原子
をＮｄ等で置き換えたものが該当する。また、この他に
も、Ｂｉ系の物質、Ｄｙ系の物質、Ｎｄ系の物質がピン
止め効果を有するものとして知られており、この実施の
形態例において使用することが可能である。また、これ
ら以外の物質であっても、超電導現象発生してピン止め
効果を有するものであれば問題なく使用することができ
る。
【００２９】以下、この実施の形態例においては、ＭＲ
Ｉ装置製造方法を説明しつつＭＲＩ装置についても説明
する。まず、ＭＲＩ装置の高温超電導環状体３３の周囲
（液体窒素容器３１及び断熱材３０の周囲）にバイアス
磁石２０を配置する（図２Ｓ１）。このバイアス磁石２
０は転写の元となる所望の均一な磁場を発生する必要が
ある。そのため、高温超電導環状体３３より軸方向に大
きくしておく必要がある。また、均一な磁場を発生する
ように予め調整がなされたものであることが必要であ
る。このようなバイアス磁石２０を高温超電導環状体３
３の周囲に同軸的に配置する。
Ｉ装置製造方法を説明しつつＭＲＩ装置についても説明
する。まず、ＭＲＩ装置の高温超電導環状体３３の周囲
（液体窒素容器３１及び断熱材３０の周囲）にバイアス
磁石２０を配置する（図２Ｓ１）。このバイアス磁石２
０は転写の元となる所望の均一な磁場を発生する必要が
ある。そのため、高温超電導環状体３３より軸方向に大
きくしておく必要がある。また、均一な磁場を発生する
ように予め調整がなされたものであることが必要であ
る。このようなバイアス磁石２０を高温超電導環状体３
３の周囲に同軸的に配置する。
【００３０】尚、このバイアス磁石２０はコイルによる
電磁石であっても、永久磁石であっても良い。そして、
このバイアス磁石２０については、磁場の転写の後に取
除くことができるように、ＭＲＩ装置の高温超電導環状
体３３周囲の所定の位置に挿抜可能に構成されている。
電磁石であっても、永久磁石であっても良い。そして、
このバイアス磁石２０については、磁場の転写の後に取
除くことができるように、ＭＲＩ装置の高温超電導環状
体３３周囲の所定の位置に挿抜可能に構成されている。
【００３１】そして、このバイアス磁石２０により、所
望の磁気分布になるように静磁場を発生させる（図２Ｓ
２）。すなわち、上述したように予め均一な静磁場を発
生するように調整されたバイアス磁石２０を用いること
で、永久磁石であれば上述の配置により磁場形成が完了
する。また、電磁石であれば所定の電流を流すことで磁
場形成が完了する。これにより、図３（ａ）に示すよう
に、高温超電導環状体３３の中心軸方向に静磁場Ｂ0 が
形成される。尚、この段階では、液体窒素による冷却を
行っておらず、高温超電導環状体３３は超電導状態には
なっていない。従って、反磁性の性質は高温超電導環状
体３３に発生しておらず、バイアス磁石２０による静磁
場は高温超電導環状体３３に影響されずに形成すること
ができる。
望の磁気分布になるように静磁場を発生させる（図２Ｓ
２）。すなわち、上述したように予め均一な静磁場を発
生するように調整されたバイアス磁石２０を用いること
で、永久磁石であれば上述の配置により磁場形成が完了
する。また、電磁石であれば所定の電流を流すことで磁
場形成が完了する。これにより、図３（ａ）に示すよう
に、高温超電導環状体３３の中心軸方向に静磁場Ｂ0 が
形成される。尚、この段階では、液体窒素による冷却を
行っておらず、高温超電導環状体３３は超電導状態には
なっていない。従って、反磁性の性質は高温超電導環状
体３３に発生しておらず、バイアス磁石２０による静磁
場は高温超電導環状体３３に影響されずに形成すること
ができる。
【００３２】静磁場の形成が完了した時点で、高温超電
導環状体３３の周囲の液体窒素容器３１の図示されてい
ない液体窒素注入口から液体窒素を注入し、高温超電導
環状体３３の冷却を開始する（図２Ｓ３）。
導環状体３３の周囲の液体窒素容器３１の図示されてい
ない液体窒素注入口から液体窒素を注入し、高温超電導
環状体３３の冷却を開始する（図２Ｓ３）。
【００３３】この冷却により、高温超電導環状体３３が
臨界温度以下になったことが検出された（図２Ｓ４）
後、バイアス磁石２０による磁場を取除く（図２Ｓ
５）。すなわち、バイアス磁石２０が永久磁石であれば
ＭＲＩ装置の筐体１０から引き抜くようにし（図２Ｓ
５，Ｓ６）、また、バイアス磁石２０がコイルによる電
磁石であれば供給電流を遮断（図２Ｓ５）してからコイ
ルをＭＲＩ装置から引き抜くようにする（Ｓ６）。
臨界温度以下になったことが検出された（図２Ｓ４）
後、バイアス磁石２０による磁場を取除く（図２Ｓ
５）。すなわち、バイアス磁石２０が永久磁石であれば
ＭＲＩ装置の筐体１０から引き抜くようにし（図２Ｓ
５，Ｓ６）、また、バイアス磁石２０がコイルによる電
磁石であれば供給電流を遮断（図２Ｓ５）してからコイ
ルをＭＲＩ装置から引き抜くようにする（Ｓ６）。
【００３４】このように臨界温度以下でバイアス磁石２
０による外部磁界を取除くと、超電導体が有する完全反
磁性（鎖交する磁束の変化を拒絶する性質）により、バ
イアス磁石２０の磁界が断たれても、高温超電導環状体
３３内を貫通していた強さＢ0 の磁場が転写，保存され
る。すなわち、完全反磁性により図３（ｂ）のような磁
場の状態になった後に、外部磁界が取除かれることで、
図３（ｃ）に示すように強さＢ0 の均一磁場を発生する
に足る電流が高温超電導環状体３３内に発生し、保存さ
れる。
０による外部磁界を取除くと、超電導体が有する完全反
磁性（鎖交する磁束の変化を拒絶する性質）により、バ
イアス磁石２０の磁界が断たれても、高温超電導環状体
３３内を貫通していた強さＢ0 の磁場が転写，保存され
る。すなわち、完全反磁性により図３（ｂ）のような磁
場の状態になった後に、外部磁界が取除かれることで、
図３（ｃ）に示すように強さＢ0 の均一磁場を発生する
に足る電流が高温超電導環状体３３内に発生し、保存さ
れる。
【００３５】この磁場の転写，保存の場合において、高
温超電導環状体３３はピン止め効果を有する物質で構成
されているために、超電導状態を保っている限りはピン
止め効果によって永久電流の電流分布を保持することに
なる。尚、この場合には、高温超電導環状体３３の円筒
面を環方向に電流が流れる。
温超電導環状体３３はピン止め効果を有する物質で構成
されているために、超電導状態を保っている限りはピン
止め効果によって永久電流の電流分布を保持することに
なる。尚、この場合には、高温超電導環状体３３の円筒
面を環方向に電流が流れる。
【００３６】ここで、永久電流は高温超電導環状体３３
の環方向に流れることで軸方向の磁場を形成している
が、図４（ａ）に示すようなバイアス磁石２０の磁場
が、図４（ｂ）のように高温超電導環状体３３に転写さ
れ略均一磁場を保持する。このために、図４（ｃ）に示
すように、高温超電導環状体３３の末端付近で電流値が
Ｉ1 になっており、電流分布が末端部付近で大きくなっ
ている。そして、この図４（ｃ）の電流分布が上述した
ピン止め効果により保存されている。尚、図４では、高
温超電導環状体３３の軸方向をｘとし、端部をｘ1 ，ｘ
2 としている。
の環方向に流れることで軸方向の磁場を形成している
が、図４（ａ）に示すようなバイアス磁石２０の磁場
が、図４（ｂ）のように高温超電導環状体３３に転写さ
れ略均一磁場を保持する。このために、図４（ｃ）に示
すように、高温超電導環状体３３の末端付近で電流値が
Ｉ1 になっており、電流分布が末端部付近で大きくなっ
ている。そして、この図４（ｃ）の電流分布が上述した
ピン止め効果により保存されている。尚、図４では、高
温超電導環状体３３の軸方向をｘとし、端部をｘ1 ，ｘ
2 としている。
【００３７】以上のように磁場の転写及び永久電流の分
布の保存によって高温超電導環状体３３に均一磁場を発
生させることができる。この結果、以下のような効果が
得られる。
布の保存によって高温超電導環状体３３に均一磁場を発
生させることができる。この結果、以下のような効果が
得られる。
【００３８】予めバイアス磁石２０に均一磁場を発生
させるように外部で調整しておいて、これを転写及び保
存することで、ＭＲＩ装置のマグネットとしての均一性
のトリミングやシミングなどの複雑な作業が不要にな
る。また、均一領域の広いマグネットが容易に形成でき
るようになる。
させるように外部で調整しておいて、これを転写及び保
存することで、ＭＲＩ装置のマグネットとしての均一性
のトリミングやシミングなどの複雑な作業が不要にな
る。また、均一領域の広いマグネットが容易に形成でき
るようになる。
【００３９】以上のに関連して、予め外部で調整し
ておいたバイアス磁石２０を用いて転写及び保存を行う
ことを、多数のＭＲＩ装置に繰り返して行うことで、均
一領域の広いマグネットを備えたＭＲＩ装置を容易に製
造することができる。すなわち、調整はバイアス磁石２
０の１回だけでよく、実際に製造するＭＲＩ装置の１台
毎における調整が不要になる。従って、製造における調
整作業が軽減され、作業効率が向上する。
ておいたバイアス磁石２０を用いて転写及び保存を行う
ことを、多数のＭＲＩ装置に繰り返して行うことで、均
一領域の広いマグネットを備えたＭＲＩ装置を容易に製
造することができる。すなわち、調整はバイアス磁石２
０の１回だけでよく、実際に製造するＭＲＩ装置の１台
毎における調整が不要になる。従って、製造における調
整作業が軽減され、作業効率が向上する。
【００４０】このＭＲＩ装置のマグネットは円筒状の
超電導磁石であるので、被測定領域が完全シールド状態
になる。従って、外部からの機器から発生する磁気ノイ
ズを完全に遮断することができる。従って、ノイズが存
在する場所においても、従来より高品質な（ＳＮ比に優
れた）診断画像を得ることができるようになる。
超電導磁石であるので、被測定領域が完全シールド状態
になる。従って、外部からの機器から発生する磁気ノイ
ズを完全に遮断することができる。従って、ノイズが存
在する場所においても、従来より高品質な（ＳＮ比に優
れた）診断画像を得ることができるようになる。
【００４１】尚、以上の実施の形態例においては、円筒
形状のバイアス磁石及び超電導磁石を用いてＭＲＩ装置
及びその製造方法の説明を行ってきたが、この形状に限
定されることはない。すなわち、磁場の転写及び永久電
流の分布の保存によって、高温超電導体に均一磁場を発
生させることができるものであれば、いかなる形状であ
っても構わない。例えば、バイアス磁石や超電導磁石の
形状としては、平板状のものを用いることも可能であ
る。
形状のバイアス磁石及び超電導磁石を用いてＭＲＩ装置
及びその製造方法の説明を行ってきたが、この形状に限
定されることはない。すなわち、磁場の転写及び永久電
流の分布の保存によって、高温超電導体に均一磁場を発
生させることができるものであれば、いかなる形状であ
っても構わない。例えば、バイアス磁石や超電導磁石の
形状としては、平板状のものを用いることも可能であ
る。
【００４２】また、バイアス磁石及び高温超電導体の対
応個数も１対１に限るものではない。例えば、バイアス
磁石の内部に複数の高温超電導体を配置して、磁場の転
写及び永久電流の保存を行うことも可能である。
応個数も１対１に限るものではない。例えば、バイアス
磁石の内部に複数の高温超電導体を配置して、磁場の転
写及び永久電流の保存を行うことも可能である。
【００４３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１記
載のＭＲＩ装置の発明では、高温超電導体が所望の磁場
分布になるように周囲のバイアス磁石により磁場が形成
され、このように所望の磁場が形成された状態で冷却手
段が高温超電導体を冷却して超電導状態にした後にバイ
アス磁石の磁場が除かれることで磁場の転写が行われる
ので、この際に、高温超電導体のピン止め効果により、
バイアス磁石により均一領域が広くなるように形成した
所望の磁場を保持するような電流分布が保持される。
載のＭＲＩ装置の発明では、高温超電導体が所望の磁場
分布になるように周囲のバイアス磁石により磁場が形成
され、このように所望の磁場が形成された状態で冷却手
段が高温超電導体を冷却して超電導状態にした後にバイ
アス磁石の磁場が除かれることで磁場の転写が行われる
ので、この際に、高温超電導体のピン止め効果により、
バイアス磁石により均一領域が広くなるように形成した
所望の磁場を保持するような電流分布が保持される。
【００４４】従って、高温超電導体を磁石として使用し
た場合にも均一な磁場範囲を広くすることが可能なＭＲ
Ｉ装置を実現できる。請求項２記載のＭＲＩ装置製造方
法の発明では、高温超電導体が所望の磁場分布になるよ
うに周囲のバイアス磁石により磁場が形成され、このよ
うに所望の磁場が形成された状態で冷却手段が高温超電
導体を冷却して超電導状態にした後にバイアス磁石の磁
場が除かれることで磁場の転写が行われ、この際に、高
温超電導体のピン止め効果により、バイアス磁石により
均一領域が広くなるように形成した所望の磁場を保持す
るような電流分布が保持される。
た場合にも均一な磁場範囲を広くすることが可能なＭＲ
Ｉ装置を実現できる。請求項２記載のＭＲＩ装置製造方
法の発明では、高温超電導体が所望の磁場分布になるよ
うに周囲のバイアス磁石により磁場が形成され、このよ
うに所望の磁場が形成された状態で冷却手段が高温超電
導体を冷却して超電導状態にした後にバイアス磁石の磁
場が除かれることで磁場の転写が行われ、この際に、高
温超電導体のピン止め効果により、バイアス磁石により
均一領域が広くなるように形成した所望の磁場を保持す
るような電流分布が保持される。
【００４５】従って、高温超電導体を超電導磁石として
使用した場合にも均一な磁場範囲を広くすることが可能
なＭＲＩ装置を製造することが可能になる。請求項３記
載のＭＲＩ装置製造方法では、バイアス磁石が発生する
磁場を予め調整し、高温超電導体が所望の磁場分布にな
るように周囲のバイアス磁石により磁場を形成し、この
ように所望の磁場が形成された状態で冷却手段が高温超
電導体を冷却して超電導状態にした後にバイアス磁石の
磁場が除かれることで磁場の転写が行われ、この際に、
高温超電導体のピン止め効果により、バイアス磁石によ
り均一領域が広くなるように形成した所望の磁場を保持
するような電流分布が保持されることで、所望の磁場分
布の転写を行ってＭＲＩ装置を製造できる。
使用した場合にも均一な磁場範囲を広くすることが可能
なＭＲＩ装置を製造することが可能になる。請求項３記
載のＭＲＩ装置製造方法では、バイアス磁石が発生する
磁場を予め調整し、高温超電導体が所望の磁場分布にな
るように周囲のバイアス磁石により磁場を形成し、この
ように所望の磁場が形成された状態で冷却手段が高温超
電導体を冷却して超電導状態にした後にバイアス磁石の
磁場が除かれることで磁場の転写が行われ、この際に、
高温超電導体のピン止め効果により、バイアス磁石によ
り均一領域が広くなるように形成した所望の磁場を保持
するような電流分布が保持されることで、所望の磁場分
布の転写を行ってＭＲＩ装置を製造できる。
【００４６】従って、高温超電導体を超電導磁石として
使用した場合にも均一な磁場範囲を広くすることが可能
なＭＲＩ装置を製造することが可能になる。また、予め
外部で調整しておいたバイアス磁石を用いて転写及び保
存を行うことを、多数のＭＲＩ装置に繰り返して行うこ
とで、均一領域の広いマグネットを備えたＭＲＩ装置を
容易に製造することができる。すなわち、調整はバイア
ス磁石の１回だけでよく、実際に製造するＭＲＩ装置の
１台毎における調整が不要になる。
使用した場合にも均一な磁場範囲を広くすることが可能
なＭＲＩ装置を製造することが可能になる。また、予め
外部で調整しておいたバイアス磁石を用いて転写及び保
存を行うことを、多数のＭＲＩ装置に繰り返して行うこ
とで、均一領域の広いマグネットを備えたＭＲＩ装置を
容易に製造することができる。すなわち、調整はバイア
ス磁石の１回だけでよく、実際に製造するＭＲＩ装置の
１台毎における調整が不要になる。
【図１】本発明の実施の形態例のＭＲＩ装置の概略断面
構成を示す構成図である。
構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態例のＭＲＩ装置製造方法の
手順を示すフローチャートである。
手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態例のＭＲＩ装置及びＭＲＩ
装置製造方法における磁場の転写の様子を示す説明図で
ある。
装置製造方法における磁場の転写の様子を示す説明図で
ある。
【図４】本発明の実施の形態例のＭＲＩ装置及びＭＲＩ
装置製造方法における磁場の転写及び電流分布の保存の
様子を示す説明図である。
装置製造方法における磁場の転写及び電流分布の保存の
様子を示す説明図である。
１０ 筐体 １１ テーブル ２０ バイアス磁石 ３０ 断熱材 ３１ 液体窒素容器 ３２ 液体窒素 ３３ 高温超電導環状体
Claims (3)
- 【請求項１】 ピン止め効果を有する高温超電導物質で
構成され、所望の磁場分布になるように周囲のバイアス
磁石により磁場の転写が行われる高温超電導体と、 前記磁場の転写が行われる際に前記円筒磁石を高温超電
導状態に保つように冷却を行う冷却手段と、 を有することを特徴とするＭＲＩ装置。 - 【請求項２】 ピン止め効果を有する高温超電導体に囲
まれた空間が所望の磁場分布になるように該高温超電導
体の周囲から磁場を形成し、 前記磁場の形成の後に前記高温超電導体が高温超電導状
態を保つように冷却して所望の磁場分布の転写を行い、 この転写の後に高温超電導体の周囲の磁場を取除くこと
を特徴とするＭＲＩ装置製造方法。 - 【請求項３】所望の磁場分布を形成するようにバイアス
磁石が発生する磁場を調整し、 ピン止め効果を有する高温超電導体に囲まれた空間が所
望の磁場分布になるように該高温超電導体の周囲からバ
イアス磁石で磁場を形成し、 前記磁場の形成の後に前記高温超電導体が高温超電導状
態を保つように冷却して所望の磁場分布の転写を行い、 この転写の後に高温超電導体の周囲のバイアス磁石の磁
場を取除くことを特徴とするＭＲＩ装置製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8013527A JPH09201347A (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | Ｍｒｉ装置及びｍｒｉ装置製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8013527A JPH09201347A (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | Ｍｒｉ装置及びｍｒｉ装置製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09201347A true JPH09201347A (ja) | 1997-08-05 |
Family
ID=11835636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8013527A Pending JPH09201347A (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | Ｍｒｉ装置及びｍｒｉ装置製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09201347A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000262486A (ja) * | 1999-03-17 | 2000-09-26 | Hitachi Ltd | 静磁場発生装置及び方法 |
| GB2367949A (en) * | 2000-06-26 | 2002-04-17 | Riken | A method of setting the magnetic field of a high temperature superconducting magnet |
| GB2369438A (en) * | 2000-06-26 | 2002-05-29 | Riken | Nuclear Magnetic Resonance Apparatus |
| US8108987B2 (en) | 2002-12-23 | 2012-02-07 | General Electric Company | Method of manufacturing a pole face for a permanent magnet MRI system with laminated structure |
| JP2022136030A (ja) * | 2021-03-05 | 2022-09-15 | ブルーカー スウィッツァーランド アー・ゲー | 印加される励磁磁場の少なくとも１つの不均一磁場成分を用い、磁場中冷却によって超伝導バルク磁石を励磁するための方法 |
-
1996
- 1996-01-30 JP JP8013527A patent/JPH09201347A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000262486A (ja) * | 1999-03-17 | 2000-09-26 | Hitachi Ltd | 静磁場発生装置及び方法 |
| GB2367949A (en) * | 2000-06-26 | 2002-04-17 | Riken | A method of setting the magnetic field of a high temperature superconducting magnet |
| GB2369438A (en) * | 2000-06-26 | 2002-05-29 | Riken | Nuclear Magnetic Resonance Apparatus |
| GB2367949B (en) * | 2000-06-26 | 2004-01-21 | Riken | Controlling method of superconductor magnetic field application apparatus and nuclear magnetic resonance apparatus and superconducting magnet apparatus |
| GB2369438B (en) * | 2000-06-26 | 2005-03-30 | Riken | Nuclear magnetic resonance apparatus |
| DE10130678B4 (de) * | 2000-06-26 | 2009-06-25 | Riken, Wako | Kernresonanz-Vorrichtung |
| US8108987B2 (en) | 2002-12-23 | 2012-02-07 | General Electric Company | Method of manufacturing a pole face for a permanent magnet MRI system with laminated structure |
| JP2022136030A (ja) * | 2021-03-05 | 2022-09-15 | ブルーカー スウィッツァーランド アー・ゲー | 印加される励磁磁場の少なくとも１つの不均一磁場成分を用い、磁場中冷却によって超伝導バルク磁石を励磁するための方法 |
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