JPH10256027A - 超電導磁石システム - Google Patents
超電導磁石システムInfo
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- JPH10256027A JPH10256027A JP9054728A JP5472897A JPH10256027A JP H10256027 A JPH10256027 A JP H10256027A JP 9054728 A JP9054728 A JP 9054728A JP 5472897 A JP5472897 A JP 5472897A JP H10256027 A JPH10256027 A JP H10256027A
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- coil
- superconducting
- superconducting magnet
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Abstract
(57)【要約】
【課題】クエンチ時のガスの放出を無くし、傾斜磁場コ
イルによる発熱と騒音を除去する超電導磁石システムを
提供すること。 【解決手段】酸化物高温超電導線で形成された静磁場コ
イル（２）と傾斜磁場コイル（３）を同一の真空容器
（１）内に配置し冷凍機（５）で直接冷却する。
イルによる発熱と騒音を除去する超電導磁石システムを
提供すること。 【解決手段】酸化物高温超電導線で形成された静磁場コ
イル（２）と傾斜磁場コイル（３）を同一の真空容器
（１）内に配置し冷凍機（５）で直接冷却する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＲＩ（ｍａｇｎ
ｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ：磁気
共鳴診断装置）等の一様な磁場及び傾斜磁場を発生する
装置に適用される超電導磁石システムに関する。
ｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ：磁気
共鳴診断装置）等の一様な磁場及び傾斜磁場を発生する
装置に適用される超電導磁石システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来のＭＲＩ用超電導磁石シス
テムの側断面図である。円筒形をなすクライオスタット
２１の内部には液体窒素容器２８が設置され、この液体
窒素容器２８内に液体窒素２７が満たされており、７７
Ｋに保たれている。その内側に液体ヘリウム容器２６が
設置され、この液体ヘリウム容器２６内に液体ヘリウム
２５が満たされており、４Ｋに保たれている。その内側
に超電導コイル２２が浸されている。この超電導コイル
２２に電流が流れ、空間的に均一（例えば１０ｐｐｍ／
４０ｃｍＤＳＶ）で時間的に安定した静磁場（例えば
０．１ｐｐｍ／以下）が生成される。このような構成を
なすクライオスタット２１全体が、一般に超電導磁石と
呼ばれている。
テムの側断面図である。円筒形をなすクライオスタット
２１の内部には液体窒素容器２８が設置され、この液体
窒素容器２８内に液体窒素２７が満たされており、７７
Ｋに保たれている。その内側に液体ヘリウム容器２６が
設置され、この液体ヘリウム容器２６内に液体ヘリウム
２５が満たされており、４Ｋに保たれている。その内側
に超電導コイル２２が浸されている。この超電導コイル
２２に電流が流れ、空間的に均一（例えば１０ｐｐｍ／
４０ｃｍＤＳＶ）で時間的に安定した静磁場（例えば
０．１ｐｐｍ／以下）が生成される。このような構成を
なすクライオスタット２１全体が、一般に超電導磁石と
呼ばれている。
【０００３】クライオスタット２１の中空部である室温
空間内に、筒状の傾斜磁場コイル２３が配置されてい
る。この傾斜磁場コイル２３にパルス状の電流が流れる
ことで、線形勾配磁場が空間的に３軸（ｘ，ｙ，ｚ）方
向へ独立に生成される。傾斜磁場コイル２３の内側には
筒状の高周波コイル（ＲＦコイル）２４が設置されてい
る。この高周波コイル２４により、該高周波コイル２４
の内側に位置する被験体へ高周波磁場が照射され、前記
被験体から放出されるＭＲＩの信号が検出される。
空間内に、筒状の傾斜磁場コイル２３が配置されてい
る。この傾斜磁場コイル２３にパルス状の電流が流れる
ことで、線形勾配磁場が空間的に３軸（ｘ，ｙ，ｚ）方
向へ独立に生成される。傾斜磁場コイル２３の内側には
筒状の高周波コイル（ＲＦコイル）２４が設置されてい
る。この高周波コイル２４により、該高周波コイル２４
の内側に位置する被験体へ高周波磁場が照射され、前記
被験体から放出されるＭＲＩの信号が検出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した如き従来のＭ
ＲＩ用超電導磁石では、その動作に液体ヘリウムや液体
窒素等の極低温冷媒が使用されている。したがって、極
低温冷媒収集容器は磁石のクエンチの際圧力サージに耐
えられるよう、圧力容器法規に沿って設計される必要が
ある。また、急激に利かしたガスを放出するための排気
ダクトの設置に注意が必要になるとともに、その際ガス
放出口が人に影響を及ぼさない様、細心の注意が必要に
なる。
ＲＩ用超電導磁石では、その動作に液体ヘリウムや液体
窒素等の極低温冷媒が使用されている。したがって、極
低温冷媒収集容器は磁石のクエンチの際圧力サージに耐
えられるよう、圧力容器法規に沿って設計される必要が
ある。また、急激に利かしたガスを放出するための排気
ダクトの設置に注意が必要になるとともに、その際ガス
放出口が人に影響を及ぼさない様、細心の注意が必要に
なる。
【０００５】また、パルス磁場を生成する傾斜磁場コイ
ルは常電動コイルから構成されており、強い傾斜磁場を
生成することが年々要求されてつつある。しかし、それ
に伴うコイルでの発熱及びスイッチング時の騒音が患者
に不快感を与えることが問題になりつつある。
ルは常電動コイルから構成されており、強い傾斜磁場を
生成することが年々要求されてつつある。しかし、それ
に伴うコイルでの発熱及びスイッチング時の騒音が患者
に不快感を与えることが問題になりつつある。
【０００６】このような事情に鑑みて、最近液体ヘリウ
ムを使用せず冷凍機のみの冷却により超電導磁石を動作
させる手法が試みられている。例えば特開平２−６５２
０４号公報には、ＮｂＴｉ潜在を用いた液体ヘリウムを
使用しない超電導磁石が開示されており、ＵＳＰ５４１
２３６３には従来の低温超電導線や酸化物高温超電導線
を用いた冷凍機直冷タイプのＭＲＩ用超電導磁石が開示
されている。
ムを使用せず冷凍機のみの冷却により超電導磁石を動作
させる手法が試みられている。例えば特開平２−６５２
０４号公報には、ＮｂＴｉ潜在を用いた液体ヘリウムを
使用しない超電導磁石が開示されており、ＵＳＰ５４１
２３６３には従来の低温超電導線や酸化物高温超電導線
を用いた冷凍機直冷タイプのＭＲＩ用超電導磁石が開示
されている。
【０００７】しかし、これらにおいても傾斜磁場コイル
には従来の常電動コイルが使用されており、前述した発
熱や騒音に係る問題は解決できていない現況である。ま
た、ＭＲＩの信号を検出する高周波コイルは常電動線材
で作成されており、線材自身の抵抗損失が有限であり性
能の向上が妨げられている。
には従来の常電動コイルが使用されており、前述した発
熱や騒音に係る問題は解決できていない現況である。ま
た、ＭＲＩの信号を検出する高周波コイルは常電動線材
で作成されており、線材自身の抵抗損失が有限であり性
能の向上が妨げられている。
【０００８】以上のように従来のＭＲＩ用超電導磁石シ
ステムには、クエンチ時の圧力の上昇の問題や、傾斜磁
場コイルに起因する発熱や騒音の問題があるとともに、
高周波コイルにおける抵抗損失の問題がある。
ステムには、クエンチ時の圧力の上昇の問題や、傾斜磁
場コイルに起因する発熱や騒音の問題があるとともに、
高周波コイルにおける抵抗損失の問題がある。
【０００９】本発明の目的は下記の超電導磁石システム
を提供することにある。 (1) クエンチ時のガスの放出を無くし、傾斜磁場コイル
による発熱と騒音を除去する超電導磁石システム。 (2) 高周波コイルの抵抗損失を除去する超電導磁石シス
テム。
を提供することにある。 (1) クエンチ時のガスの放出を無くし、傾斜磁場コイル
による発熱と騒音を除去する超電導磁石システム。 (2) 高周波コイルの抵抗損失を除去する超電導磁石シス
テム。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の超電導磁石システムは以下の
如く構成されている。 （１）本発明の超電導磁石システムは、酸化物高温超電
導線で形成された静磁場コイルと傾斜磁場コイルを同一
の真空容器内に配置し冷凍機で直接冷却する。 （２）本発明の超電導磁石システムは、酸化物高温超電
導線で形成された静磁場コイル、傾斜磁場コイル及び高
周波コイルを同一の真空容器内に配置し冷凍機で直接冷
却する。 （３）本発明の超電導磁石システムは上記（１）または
（２）に記載のシステムであり、かつ前記冷凍機により
前記各コイルを２０Ｋ以上の温度に冷却することで動作
する。 （４）本発明の超電導磁石システムは上記（１）乃至
（３）のいずれかに記載のシステムであり、かつ室温ボ
アが渦電流の発生しない非金属材料で形成される。 （５）本発明の超電導磁石システムは上記（１）乃至
（４）のいずれかに記載のシステムであり、かつ前記静
磁場コイルと所定の超電導リードとの接続及び切り離し
を永久電流スイッチにて行なう。 （６）本発明の超電導磁石システムは上記（１）乃至
（５）のいずれかに記載のシステムであり、かつ前記傾
斜磁場コイルは高温超電導電流リードを介して傾斜磁場
電源と接続される。 （７）本発明の超電導磁石システムは上記（１）乃至
（６）のいずれかに記載のシステムであり、かつ前記傾
斜磁場コイルはシールドタイプで構成される。 （８）本発明の超電導磁石システムは上記（１）乃至
（７）のいずれかに記載のシステムであり、かつ前記真
空容器内にて非金属材の熱輻射シールドまたはスリット
を有する金属材の熱輻射シールドを用いる。
達成するために、本発明の超電導磁石システムは以下の
如く構成されている。 （１）本発明の超電導磁石システムは、酸化物高温超電
導線で形成された静磁場コイルと傾斜磁場コイルを同一
の真空容器内に配置し冷凍機で直接冷却する。 （２）本発明の超電導磁石システムは、酸化物高温超電
導線で形成された静磁場コイル、傾斜磁場コイル及び高
周波コイルを同一の真空容器内に配置し冷凍機で直接冷
却する。 （３）本発明の超電導磁石システムは上記（１）または
（２）に記載のシステムであり、かつ前記冷凍機により
前記各コイルを２０Ｋ以上の温度に冷却することで動作
する。 （４）本発明の超電導磁石システムは上記（１）乃至
（３）のいずれかに記載のシステムであり、かつ室温ボ
アが渦電流の発生しない非金属材料で形成される。 （５）本発明の超電導磁石システムは上記（１）乃至
（４）のいずれかに記載のシステムであり、かつ前記静
磁場コイルと所定の超電導リードとの接続及び切り離し
を永久電流スイッチにて行なう。 （６）本発明の超電導磁石システムは上記（１）乃至
（５）のいずれかに記載のシステムであり、かつ前記傾
斜磁場コイルは高温超電導電流リードを介して傾斜磁場
電源と接続される。 （７）本発明の超電導磁石システムは上記（１）乃至
（６）のいずれかに記載のシステムであり、かつ前記傾
斜磁場コイルはシールドタイプで構成される。 （８）本発明の超電導磁石システムは上記（１）乃至
（７）のいずれかに記載のシステムであり、かつ前記真
空容器内にて非金属材の熱輻射シールドまたはスリット
を有する金属材の熱輻射シールドを用いる。
【００１１】上記手段を講じた結果、それぞれ次のよう
な作用が生じる。 （１）本発明の超電導磁石システムは、酸化物高温超電
導線で形成された静磁場コイルと傾斜磁場コイルを同一
の真空容器内に配置し冷凍機で直接冷却するので、液体
ヘリウムや液体窒素等の極低温冷媒を使用せずに超電導
状態が生成可能になるため、クエンチ時のガスの放出が
無くなり、低温容器の圧力上昇に係る問題が解決され
る。また、高温超電導線を使用することにより、動作温
度が高くなるため比熱が大きくなり、擾乱による発熱に
対してもコイル温度上昇が小さく、クエンチのし難い超
電導磁石システムを実現できる。また、前記傾斜磁場コ
イルを前記真空容器に収めているため、パルス駆動時の
騒音が外部へ漏れなくなり、動作音が静かになる。ま
た、超電導線を使用しているため、前記傾斜磁場コイル
での発熱が無くなる。 （２）本発明の超電導磁石システムは、酸化物高温超電
導線で形成された静磁場コイル、傾斜磁場コイル及び高
周波コイルを同一の真空容器内に配置し冷凍機で直接冷
却するので、前記高周波コイルが高温超伝導線材で形成
されていることで抵抗損失が無くなり、また各コイルが
同一の真空容器内に包含され低温に冷却されるため熱雑
音が低減する。 （３）本発明の超電導磁石システムは、前記冷凍機によ
り前記各コイルを２０Ｋ以上の温度に冷却することで動
作するので、動作温度が高くなるため比熱が大きくな
り、クエンチがし難くなる。 （４）本発明の超電導磁石システムは、室温ボアが渦電
流の発生しない非金属材料で形成されるので、傾斜磁場
コイルから生成されるパルス磁場による渦電流に起因す
る問題を回避できる。 （５）本発明の超電導磁石システムは、前記静磁場コイ
ルと所定の超電導リードとの接続及び切り離しを永久電
流スイッチにて行なうので、前記接続を動作時に確実に
行なえる。 （６）本発明の超電導磁石システムは、前記傾斜磁場コ
イルは高温超電導電流リードを介して傾斜磁場電源と接
続されるので、前記高温超電導電流リードの電気伝導度
が大きく熱伝導度が悪いため、前記傾斜磁場コイルから
の発熱が無くなる。 （７）本発明の超電導磁石システムは、前記傾斜磁場コ
イルはシールドタイプで構成されるので、前記酸化物高
温超電導コイルや前記真空容器等の金属とのカップリン
グを防ぐことができる。 （８）本発明の超電導磁石システムは、前記真空容器内
にて非金属材の熱輻射シールドまたはスリットを有する
金属材の熱輻射シールドを用いるので、前記傾斜磁場コ
イルから生成されるパルス磁場による渦電流に起因する
問題を回避できる。
な作用が生じる。 （１）本発明の超電導磁石システムは、酸化物高温超電
導線で形成された静磁場コイルと傾斜磁場コイルを同一
の真空容器内に配置し冷凍機で直接冷却するので、液体
ヘリウムや液体窒素等の極低温冷媒を使用せずに超電導
状態が生成可能になるため、クエンチ時のガスの放出が
無くなり、低温容器の圧力上昇に係る問題が解決され
る。また、高温超電導線を使用することにより、動作温
度が高くなるため比熱が大きくなり、擾乱による発熱に
対してもコイル温度上昇が小さく、クエンチのし難い超
電導磁石システムを実現できる。また、前記傾斜磁場コ
イルを前記真空容器に収めているため、パルス駆動時の
騒音が外部へ漏れなくなり、動作音が静かになる。ま
た、超電導線を使用しているため、前記傾斜磁場コイル
での発熱が無くなる。 （２）本発明の超電導磁石システムは、酸化物高温超電
導線で形成された静磁場コイル、傾斜磁場コイル及び高
周波コイルを同一の真空容器内に配置し冷凍機で直接冷
却するので、前記高周波コイルが高温超伝導線材で形成
されていることで抵抗損失が無くなり、また各コイルが
同一の真空容器内に包含され低温に冷却されるため熱雑
音が低減する。 （３）本発明の超電導磁石システムは、前記冷凍機によ
り前記各コイルを２０Ｋ以上の温度に冷却することで動
作するので、動作温度が高くなるため比熱が大きくな
り、クエンチがし難くなる。 （４）本発明の超電導磁石システムは、室温ボアが渦電
流の発生しない非金属材料で形成されるので、傾斜磁場
コイルから生成されるパルス磁場による渦電流に起因す
る問題を回避できる。 （５）本発明の超電導磁石システムは、前記静磁場コイ
ルと所定の超電導リードとの接続及び切り離しを永久電
流スイッチにて行なうので、前記接続を動作時に確実に
行なえる。 （６）本発明の超電導磁石システムは、前記傾斜磁場コ
イルは高温超電導電流リードを介して傾斜磁場電源と接
続されるので、前記高温超電導電流リードの電気伝導度
が大きく熱伝導度が悪いため、前記傾斜磁場コイルから
の発熱が無くなる。 （７）本発明の超電導磁石システムは、前記傾斜磁場コ
イルはシールドタイプで構成されるので、前記酸化物高
温超電導コイルや前記真空容器等の金属とのカップリン
グを防ぐことができる。 （８）本発明の超電導磁石システムは、前記真空容器内
にて非金属材の熱輻射シールドまたはスリットを有する
金属材の熱輻射シールドを用いるので、前記傾斜磁場コ
イルから生成されるパルス磁場による渦電流に起因する
問題を回避できる。
【００１２】
（第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形
態に係るＭＲＩ用超電導磁石システムにおける超電導磁
石の側断面図である。なお、当該超電導磁石は円筒形を
なしており、図１は当該超電導磁石のほぼ中央部を軸方
向へ切断した断面図である。
態に係るＭＲＩ用超電導磁石システムにおける超電導磁
石の側断面図である。なお、当該超電導磁石は円筒形を
なしており、図１は当該超電導磁石のほぼ中央部を軸方
向へ切断した断面図である。
【００１３】真空容器１の内部には、静磁場コイルであ
る酸化物高温超電導コイル２が設置され、この酸化物高
温超電導コイル２の内側に傾斜磁場コイル３が設置され
ている。また真空容器１の外側面には、冷凍機５、フィ
ードスルー６及びフィードスルー７が埋設されている。
る酸化物高温超電導コイル２が設置され、この酸化物高
温超電導コイル２の内側に傾斜磁場コイル３が設置され
ている。また真空容器１の外側面には、冷凍機５、フィ
ードスルー６及びフィードスルー７が埋設されている。
【００１４】酸化物高温超電導コイル２は酸化物高温超
電導リード１１を介してフィードスルー６に接続されて
いる。なお酸化物高温超電導リード１１は、電気伝導度
が大きく熱伝導度が悪いため、室温からの熱の流入を防
止できる。酸化物高温超電導コイル２の一部には図示し
ない永久電流スイッチが設けられており、この永久電流
スイッチにより酸化物高温超電導コイル２と超電導リー
ド１１との接続及び切り離しが行なわれる。
電導リード１１を介してフィードスルー６に接続されて
いる。なお酸化物高温超電導リード１１は、電気伝導度
が大きく熱伝導度が悪いため、室温からの熱の流入を防
止できる。酸化物高温超電導コイル２の一部には図示し
ない永久電流スイッチが設けられており、この永久電流
スイッチにより酸化物高温超電導コイル２と超電導リー
ド１１との接続及び切り離しが行なわれる。
【００１５】傾斜磁場コイル３も酸化物高温超電導コイ
ル２と同様酸化物高温超電導線材からなり、酸化物高温
超電導リード１２を介してフィードスルー７に接続され
ている。フィードスルー７の図示しない室温部は、図示
しない傾斜磁場電源に接続されている。傾斜磁場コイル
３においては、静磁場コイルである酸化物高温超電導コ
イル２との磁気的カップリングや真空容器１等の金属と
のカップリングを防ぐ必要がある。このため、シールド
タイプの傾斜磁場コイル３を形成することが好ましい。
ル２と同様酸化物高温超電導線材からなり、酸化物高温
超電導リード１２を介してフィードスルー７に接続され
ている。フィードスルー７の図示しない室温部は、図示
しない傾斜磁場電源に接続されている。傾斜磁場コイル
３においては、静磁場コイルである酸化物高温超電導コ
イル２との磁気的カップリングや真空容器１等の金属と
のカップリングを防ぐ必要がある。このため、シールド
タイプの傾斜磁場コイル３を形成することが好ましい。
【００１６】酸化物高温超電導コイル２と傾斜磁場コイ
ル３とは、熱伝導度の良い電熱材１０を介して冷凍機５
と熱的に接続されているが、電気的には互いに絶縁され
ている。冷凍機５により、各コイル部は２０Ｋ以上の温
度に冷やされる。各コイル部に使用されている酸化物超
電導体の転移温度が７７Ｋ以上である場合、各コイル部
は７７Ｋ以上の温度に冷やされていればよい。
ル３とは、熱伝導度の良い電熱材１０を介して冷凍機５
と熱的に接続されているが、電気的には互いに絶縁され
ている。冷凍機５により、各コイル部は２０Ｋ以上の温
度に冷やされる。各コイル部に使用されている酸化物超
電導体の転移温度が７７Ｋ以上である場合、各コイル部
は７７Ｋ以上の温度に冷やされていればよい。
【００１７】構成を簡単にするため、真空容器１内に輻
射シールドを設置しておらず、この構成が傾斜磁場コイ
ル３からのパルス磁場による渦電流を発生させないメリ
ットを与えている。しかし、室温ボアに熱シールド材を
使用する場合、金属でない材質のもの、例えばエポキシ
樹脂等の非金属材料を使用するか、あるいは金属であっ
てもスリットが入ったものを使用することで、傾斜磁場
コイル３から生成されるパルス磁場による渦電流に起因
する問題を回避できる。
射シールドを設置しておらず、この構成が傾斜磁場コイ
ル３からのパルス磁場による渦電流を発生させないメリ
ットを与えている。しかし、室温ボアに熱シールド材を
使用する場合、金属でない材質のもの、例えばエポキシ
樹脂等の非金属材料を使用するか、あるいは金属であっ
てもスリットが入ったものを使用することで、傾斜磁場
コイル３から生成されるパルス磁場による渦電流に起因
する問題を回避できる。
【００１８】（第２の実施の形態）図２は、本発明の第
２の実施の形態に係るＭＲＩ用超電導磁石システムにお
ける超電導磁石の側断面図である。図２において図１と
同一な部分には同一符号を付してある。なお、当該超電
導磁石は円筒形をなしており、図２は当該超電導磁石の
ほぼ中央部を軸方向へ切断した断面図である。
２の実施の形態に係るＭＲＩ用超電導磁石システムにお
ける超電導磁石の側断面図である。図２において図１と
同一な部分には同一符号を付してある。なお、当該超電
導磁石は円筒形をなしており、図２は当該超電導磁石の
ほぼ中央部を軸方向へ切断した断面図である。
【００１９】真空容器１の内部には、静磁場コイルであ
る酸化物高温超電導コイル２が設置され、この酸化物高
温超電導コイル２の内側に傾斜磁場コイル３が設置され
ている。さらに、傾斜磁場コイル３の内側に高周波コイ
ル（ＲＦコイル）４が設置されている。また真空容器１
の外側面には、冷凍機５、フィードスルー６、フィード
スルー７及び同軸コネクター１４が埋設されている。
る酸化物高温超電導コイル２が設置され、この酸化物高
温超電導コイル２の内側に傾斜磁場コイル３が設置され
ている。さらに、傾斜磁場コイル３の内側に高周波コイ
ル（ＲＦコイル）４が設置されている。また真空容器１
の外側面には、冷凍機５、フィードスルー６、フィード
スルー７及び同軸コネクター１４が埋設されている。
【００２０】酸化物高温超電導コイル２は酸化物高温超
電導リード１１を介してフィードスルー６に接続されて
いる。酸化物高温超電導コイル２の一部には図示しない
永久電流スイッチが設けられており、この永久電流スイ
ッチにより酸化物高温超電導コイル２と超電導リード１
１との接続及び切り離しが行なわれる。
電導リード１１を介してフィードスルー６に接続されて
いる。酸化物高温超電導コイル２の一部には図示しない
永久電流スイッチが設けられており、この永久電流スイ
ッチにより酸化物高温超電導コイル２と超電導リード１
１との接続及び切り離しが行なわれる。
【００２１】傾斜磁場コイル３も酸化物高温超電導コイ
ル２と同様酸化物高温超電導線材からなり、酸化物高温
超電導リード１２を介してフィードスルー７に接続され
ている。フィードスルー７の図示しない室温部は、図示
しない傾斜磁場電源に接続されている。傾斜磁場コイル
３においては、静磁場コイルである酸化物高温超電導コ
イル２との磁気的カップリングや真空容器１等の金属と
のカップリングを防ぐ必要がある。このため、シールド
タイプの傾斜磁場コイル３を形成することが好ましい。
ル２と同様酸化物高温超電導線材からなり、酸化物高温
超電導リード１２を介してフィードスルー７に接続され
ている。フィードスルー７の図示しない室温部は、図示
しない傾斜磁場電源に接続されている。傾斜磁場コイル
３においては、静磁場コイルである酸化物高温超電導コ
イル２との磁気的カップリングや真空容器１等の金属と
のカップリングを防ぐ必要がある。このため、シールド
タイプの傾斜磁場コイル３を形成することが好ましい。
【００２２】酸化物高温超電導コイル２と傾斜磁場コイ
ル３とは、熱伝導度の良い電熱材１０を介して冷凍機５
と熱的に接続されているが、電気的には互いに絶縁され
ている。冷凍機５により、各コイル部は２０Ｋ以上の温
度に冷やされる。各コイル部に使用されている酸化物超
電導体の転移温度が７７Ｋ以上である場合、各コイル部
は７７Ｋ以上の温度に冷やされていればよい。
ル３とは、熱伝導度の良い電熱材１０を介して冷凍機５
と熱的に接続されているが、電気的には互いに絶縁され
ている。冷凍機５により、各コイル部は２０Ｋ以上の温
度に冷やされる。各コイル部に使用されている酸化物超
電導体の転移温度が７７Ｋ以上である場合、各コイル部
は７７Ｋ以上の温度に冷やされていればよい。
【００２３】構成を簡単にするため、真空容器１内に輻
射シールドを設置しておらず、この構成が傾斜磁場コイ
ル３からのパルス磁場による渦電流を発生させないメリ
ットを与えている。しかし、室温ボアに熱シールド材を
使用する場合、金属でない材質のもの、例えばエポキシ
樹脂等の非金属材料を使用するか、あるいは金属であっ
てもスリットが入ったものを使用することで、傾斜磁場
コイル３から生成されるパルス磁場による渦電流に起因
する問題を回避できる。
射シールドを設置しておらず、この構成が傾斜磁場コイ
ル３からのパルス磁場による渦電流を発生させないメリ
ットを与えている。しかし、室温ボアに熱シールド材を
使用する場合、金属でない材質のもの、例えばエポキシ
樹脂等の非金属材料を使用するか、あるいは金属であっ
てもスリットが入ったものを使用することで、傾斜磁場
コイル３から生成されるパルス磁場による渦電流に起因
する問題を回避できる。
【００２４】さらに、前述したように真空容器１の内部
における傾斜磁場コイル３の内側に高周波コイル４が設
置されている。この高周波コイル４は高周波電送線１３
を介して同軸コネクター１４に接続されているととも
に、電熱材１０を介して冷凍機５に接続されている。高
周波電送線１３は、室温からの熱流入を防ぐため酸化物
高温超電導材で構成されており、特性インピーダンスを
５０Ωにするためにスプリットラインを形成するか、あ
るいは同軸ケーブルの形状をなすことが好ましい。な
お、酸化物高温超電導コイル２、傾斜磁場コイル３及び
高周波コイル４は、熱伝導度の良い電熱材１０を介して
冷凍機５と熱的に接続されているが、電気的には互いに
絶縁されている。
における傾斜磁場コイル３の内側に高周波コイル４が設
置されている。この高周波コイル４は高周波電送線１３
を介して同軸コネクター１４に接続されているととも
に、電熱材１０を介して冷凍機５に接続されている。高
周波電送線１３は、室温からの熱流入を防ぐため酸化物
高温超電導材で構成されており、特性インピーダンスを
５０Ωにするためにスプリットラインを形成するか、あ
るいは同軸ケーブルの形状をなすことが好ましい。な
お、酸化物高温超電導コイル２、傾斜磁場コイル３及び
高周波コイル４は、熱伝導度の良い電熱材１０を介して
冷凍機５と熱的に接続されているが、電気的には互いに
絶縁されている。
【００２５】以上のように、上述した各実施の形態に係
る超電導磁石システムによれば、液体ヘリウムや液体窒
素等の極低温冷媒を使用せずに超電導状態が生成可能に
なるため、クエンチ時におけるガスの放出が無くなり、
低温容器の圧力上昇の問題が解決される。また、超電導
磁石と傾斜磁場コイルを同一の真空容器に収めることが
できるので、容器の構造が簡単になり低コストで構成で
きる。また、傾斜磁場コイルと超電導磁石のメインコイ
ルとの実行スペースが広くなるため、傾斜磁場コイルを
シールドタイプにする場合にシールドコイルと傾斜磁場
コイルとの間のスペースを広くでき、効率の良いシール
ドタイプの傾斜磁場コイルを実現できる。なお、本発明
は上記各実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しな
い範囲で適時変形して実施できる。
る超電導磁石システムによれば、液体ヘリウムや液体窒
素等の極低温冷媒を使用せずに超電導状態が生成可能に
なるため、クエンチ時におけるガスの放出が無くなり、
低温容器の圧力上昇の問題が解決される。また、超電導
磁石と傾斜磁場コイルを同一の真空容器に収めることが
できるので、容器の構造が簡単になり低コストで構成で
きる。また、傾斜磁場コイルと超電導磁石のメインコイ
ルとの実行スペースが広くなるため、傾斜磁場コイルを
シールドタイプにする場合にシールドコイルと傾斜磁場
コイルとの間のスペースを広くでき、効率の良いシール
ドタイプの傾斜磁場コイルを実現できる。なお、本発明
は上記各実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しな
い範囲で適時変形して実施できる。
【００２６】
【発明の効果】本発明の超電導磁石システムによれば、
各コイルを高温超電導線で形成し冷凍機で直冷するた
め、冷媒を必要とせず、また動作温度が高くなるため比
熱が大きくなり、クエンチのし難い超電導磁石を構成で
きる。また、傾斜磁場コイルを真空容器内に収めている
ため、パルス駆動時の騒音が外部へ漏れなくなるととも
に、高温超電導線を使用しているため前記傾斜磁場コイ
ルからの発熱が無くなり、高周波コイルの抵抗損失が無
くなる。また、低温で冷却されるため熱雑音が低減す
る。
各コイルを高温超電導線で形成し冷凍機で直冷するた
め、冷媒を必要とせず、また動作温度が高くなるため比
熱が大きくなり、クエンチのし難い超電導磁石を構成で
きる。また、傾斜磁場コイルを真空容器内に収めている
ため、パルス駆動時の騒音が外部へ漏れなくなるととも
に、高温超電導線を使用しているため前記傾斜磁場コイ
ルからの発熱が無くなり、高周波コイルの抵抗損失が無
くなる。また、低温で冷却されるため熱雑音が低減す
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＭＲＩ用超電
導磁石システムにおける超電導磁石の側断面図。
導磁石システムにおける超電導磁石の側断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るＭＲＩ用超電
導磁石システムにおける超電導磁石の側断面図。
導磁石システムにおける超電導磁石の側断面図。
【図３】従来例き係るＭＲＩ用超電導磁石システムの側
断面図。
断面図。
１…真空容器 ２…酸化物高温超電導コイル ３…傾斜磁場コイル ４…高周波コイル（ＲＦコイル） ５…冷凍機 ６…フィードスルー ７…フィードスルー １０…電熱材 １１…酸化物高温超電導リード １２…酸化物高温超電導リード １３…高周波電送線 １４…同軸コネクター ２１…クライオスタット ２２…超電導コイル ２３…傾斜磁場コイル ２４…高周波コイル（ＲＦコイル） ２５…液体ヘリウム ２６…液体ヘリウム容器 ２７…液体窒素 ２８…液体窒素容器
Claims (8)
- 【請求項１】酸化物高温超電導線で形成された静磁場コ
イルと傾斜磁場コイルを同一の真空容器内に配置し冷凍
機で直接冷却することを特徴とする超電導磁石システ
ム。 - 【請求項２】酸化物高温超電導線で形成された静磁場コ
イル、傾斜磁場コイル及び高周波コイルを同一の真空容
器内に配置し冷凍機で直接冷却することを特徴とする超
電導磁石システム。 - 【請求項３】前記冷凍機により前記各コイルを２０Ｋ以
上の温度に冷却することで動作することを特徴とする請
求項１または２に記載の超電導磁石システム。 - 【請求項４】室温ボアが渦電流の発生しない非金属材料
で形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
かに記載の超電導磁石システム。 - 【請求項５】前記静磁場コイルと所定の超電導リードと
の接続及び切り離しを永久電流スイッチにて行なうこと
を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の超電導
磁石システム。 - 【請求項６】前記傾斜磁場コイルは高温超電導電流リー
ドを介して傾斜磁場電源と接続され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超電導磁石システ
ム。 - 【請求項７】前記傾斜磁場コイルはシールドタイプで構
成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに
記載の超電導磁石システム。 - 【請求項８】前記真空容器内にて非金属材の熱輻射シー
ルドまたはスリットを有する金属材の熱輻射シールドを
用いることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記
載の超電導磁石システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9054728A JPH10256027A (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 超電導磁石システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9054728A JPH10256027A (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 超電導磁石システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10256027A true JPH10256027A (ja) | 1998-09-25 |
Family
ID=12978876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9054728A Pending JPH10256027A (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 超電導磁石システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10256027A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007136202A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | General Electric Co <Ge> | 冷却の必要性が低い磁気共鳴イメージングシステム |
| JP2008000604A (ja) * | 2006-06-22 | 2008-01-10 | General Electric Co <Ge> | Ｍｒ超伝導マグネットコイルを局所的に遮蔽するための方法及び装置 |
| JP2009028259A (ja) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Hitachi Medical Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
| JP2011031103A (ja) * | 2010-11-24 | 2011-02-17 | Toshiba Corp | 核磁気共鳴イメージング装置 |
| JP2012520132A (ja) * | 2009-03-10 | 2012-09-06 | タイム メディカル ホールディングス カンパニー リミテッド | 主超伝導磁石、超伝導グラジエント界磁コイル及び冷却状態のｒｆコイルを有するｍｒｉシステム |
| JP2012523902A (ja) * | 2009-04-17 | 2012-10-11 | タイム メディカル ホールディングス カンパニー リミテッド | 磁気共鳴イメージング用極低温冷却超伝導勾配コイルモジュール |
| CN107809836A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-03-16 | 合肥中科离子医学技术装备有限公司 | 一种用于超导磁体的拉杆机构 |
-
1997
- 1997-03-10 JP JP9054728A patent/JPH10256027A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007136202A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | General Electric Co <Ge> | 冷却の必要性が低い磁気共鳴イメージングシステム |
| JP2008000604A (ja) * | 2006-06-22 | 2008-01-10 | General Electric Co <Ge> | Ｍｒ超伝導マグネットコイルを局所的に遮蔽するための方法及び装置 |
| JP2009028259A (ja) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Hitachi Medical Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
| JP2012520132A (ja) * | 2009-03-10 | 2012-09-06 | タイム メディカル ホールディングス カンパニー リミテッド | 主超伝導磁石、超伝導グラジエント界磁コイル及び冷却状態のｒｆコイルを有するｍｒｉシステム |
| JP2012523902A (ja) * | 2009-04-17 | 2012-10-11 | タイム メディカル ホールディングス カンパニー リミテッド | 磁気共鳴イメージング用極低温冷却超伝導勾配コイルモジュール |
| JP2011031103A (ja) * | 2010-11-24 | 2011-02-17 | Toshiba Corp | 核磁気共鳴イメージング装置 |
| CN107809836A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-03-16 | 合肥中科离子医学技术装备有限公司 | 一种用于超导磁体的拉杆机构 |
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