JPS63244602A - 常電導磁石用電源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、核磁気共鳴断ｌｌ１ｌｌ像装置の静磁場用の
自己シールド型常電導磁石用電源に関する。

（従来の技術） 核磁気共鳴断層撮像装置（以下ＮＭＲ−ＣＴという）は
強力な静磁場中に勾配磁場をかけ、静磁場に垂直な軸に
勾配磁場によって生ずる磁場の強さに比例したラーモア
周波数の高周波回転磁場を印加すると磁気共鳴を生じ、
その周波数に共鳴した原子核からのエコー信号を受信し
て、処理し診断する装置である。このＮＭＲ−ＣＴには
上記のように強力な静磁場を必要とし、しかもこの静磁
場の安定性は極めて重要で、得られる画像の画質を決め
るといっても過言ではない。

静磁場の主磁場磁石としては常電導磁石、永久磁石及び
超電導磁石があり、ｗｉｔ、　Ｍ持費、設置場所等の条
件を勘案し、広い均一領域を持つ静磁場をできるだけ少
ない電力で発生させる点で優れた常電導磁石が良く用い
られている。

（発明が解決しようとする問題点） 常電導磁石において、漏洩磁場を減少させるため及び強
磁性体による磁場エンハンスにより消費電力を減少させ
るため等の必要上から１１ｓ発生体の周りに磁気シール
ドを設けている。この自己シールド型電磁石において、
その磁気シールドの温度が変化すると、シールド材の磁
気抵抗が変化するため磁場強度が変動してしまう。

自己シールド型電磁石では鉄シールド材を飽和磁束密度
Ｂｓの状態で使用している。一般に温度ＴでのＢｓ　　
（Ｔ）は絶対温度Ｔ−０における飽和磁束密度ａｓ　　
（０）をＢＳＩａＸとすれば次の関係がある。

Ｂｓ　　（Ｔ）　−ａｓ　ｗａｘ　　（１−（Ｔ／Ｔｃ
　）　）２ここで、Ｔｃ・・・キューリ一温度（０Ｋ）
室温　Ｔ−２９８°Ｋ（２５℃）において１℃の温度変
化で飽和磁束密度Ｂｓは０．０９％変わる。

通常のＮＭＲ−ＣＴ用の磁石寸法ではこのＢｓの０．０
９％／℃の変化によって一１００ｆｌＤ−／’Ｃのドリ
フトになる。磁気シールド材の温度は室温の変化又はコ
イルに流すｆｆｆ！による発熱のために変化する。その
結果として、既述のようにＢｓのドリフトを生じ磁場強
度が変化してしまう。この状態を第２図に示す。図はコ
イル電流を一定に保つた場合における磁気シールド材の
温度変化に対する磁場強度の変化を示す曲線である。こ
のように磁場強度が変化するとＮＭＲ−ＣＴの出力信号
に変動を生じて誤差を生じてしまう。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、温度が変化しても磁場の変化しない常電導磁石のため
の電源を実現することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記の問題点を解決する本発明は、核磁気共鳴断層撮像
装置の静磁場用の自己シールド型常電導磁石用電源にお
いて、コイルに電流を供給する直流電源と該直流電源回
路に直列に挿入された電流検出手段と電流調整手段とか
ら成るフィル電流供給手段と、磁気シールドの温度を検
出する手段と、前記検出温度に基づいて補償電圧を出力
する温度補償調整手段と、前記補償電圧と標準電圧電源
の出力電圧を加算する加算手段と、この加算手段の出力
と前記電流検出手段の出力との差に基づいて前記電流調
整手段を制御する制御手段を具備することを特徴とする
ものである。

（作用） 磁気シールド温度に基づく補償信号を含む標準電圧と電
流検出手段の出力との差電圧により電流調整手段を流れ
る電流量を調整し、磁気シールドの温度変化による磁気
抵抗の変化により生じる磁場ドリフトを補償する。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例の概略構成図である。

１はＮＭＲ−ＣＴに静磁場を与える常電導磁石のコイル
で、磁気シールド２に周囲を覆われて、磁場をエンハン
スされている。３はコイル１に直流電流を流して静磁場
を作るための直流電源、４はコレクタを直流電源３に接
続され、エミッタを電流検出抵抗５を介してコイル１に
接続されて、コイル１に流れる電流を調節するトランジ
スタで、電流検出抵抗５はコイル１に電流を供給してい
る電源回路に直列に挿入されている抵抗値ｒの温度係数
の小さい精密抵抗で、その両端はアンプ６の入力端子に
それぞれ接続されている。以上の直流電源３．トランジ
スタ４．電流検出抵抗５とで電流供給手段を構成してい
る゛。アンプ６は電流検出抵抗５の両端電圧を増幅する
。７は磁気シールド２の温度を検出する温度センサ、８
は温度センサ７の温度データに基づき磁気シールド２の
温度に比例した補償弁の電圧ｖｔｈを出力するためのゲ
イン及びオフセットの調節機能を持つ温度補償調節器、
９は標準電圧Ｖ「を出力する標準電圧電源で、その出力
電圧Ｖｒは前記温度補償調節器８の出力電圧ｖｔｈと共
に加算器１０に入力される。加算器１０は２つの入力を
加算して電圧“’ｖｒ＋ｖｔｈ”を出力する。１１は加
算器１０の出力電圧“ｖｒ＋ｖｔｈ”とアンプ６の出力
電圧■・「とを比較してその差電圧に基づく制御信号を
トランジスタ４のベースに入力し、トランジスタ４のエ
ミッタ・コレクタ間の内部抵抗を変化させる制御器であ
る。

次に上記のように構成された回路の動作を説明する。運
転開始に当って、直流電源３からコイル１にトランジス
タ４のコレクタ・エミッタ間の内部抵抗、電流検出抵抗
５を経由して電流を供給し、ＮＭＲ−ＣＴに所望の静磁
場を与える。このときのコイル１の電流を■とする。時
間の経過に伴って変化する磁気シールド２の温度は温度
センサ７によって検出され、温度補償調節器８において
補償電圧ｖｔｈとして加算器１０に入力され、標準電圧
電源９の出力電圧■ｒと加算される。この加算出力は制
御器１１に入力される。制御器１１にはコイル１に流れ
る電流Ｉによって生ずる電流検出抵抗５の両端電圧Ｉ・
「がアンプ６を介して入力されていて、加算器１０の出
力”Ｖｒ＋■ｔｈ’”との差の電圧“（Ｖｒ　＋Ｖｔｈ
）　−Ｉ・ｒ′°に基づく制賀信号を出力する。運転開
始時にはコイル１の電流は次式を満足させるように調節
されている。

（Ｖｒ　＋Ｖｔｈ）　−１−ｒ　−０ 時間の経過と共に磁気シールド２の温度が上昇すると、
ｍ度補償調節器８の出力は“ｖｔｈ＋Δｖ　ｔｈ”とな
り、加算器９は電圧“Ｖｒ＋Ｖｔｈ＋Δｖｔｈ″を出力
する。この入力電圧により制御器１０の出力電圧は次式
のようになる。

（Ｖｒ　　＋Ｖｔｈ＋△Ｖｔｈ）−Ｉ　　−ｒ　　＞０
従って、トランジスタ４のベース電圧が上昇し、コレク
タ・ベース間抵抗が減って直流電源３の負荷が増してコ
イル１に流れる電流は増加する。このためコイル１によ
る磁束が増え、磁場の強さが増加し、磁気シールド２の
温度上昇による磁気抵抗の増加を補償する。

磁気シールドの温度が上昇するに従ってコイル１に流れ
る電流は増加し、磁気シールドの温度上昇に伴う磁気抵
抗の増加を補償するように磁束を増加させる。

本実施例による磁気シールドの温度上昇に対する補償の
状況を第３図に示す。図において、（イ）図は磁気シー
ルドの温度上昇によりコイル電流Ｉの増加する状況を示
す図で、（０）図は（イ）図のコイル電流Ｉの増加によ
って第２図に示した磁場強度の低下が補償されて、一定
の磁場強度が得られる状況を示す曲線である。図によっ
て明らかなように磁気シールドの温度上昇に応じてコイ
ル電流が増えるため、磁場強度は磁気シールドの温度に
拘らず一定になっている。

尚、本発明は上記実施例に限定され・るものではない。

例えば、電流検出抵抗は直流用のカレントトランスであ
っても差支えない。

（発明の効果） 以上詳細に説明しように、本発明によれば、周囲温度等
の変化により磁気シールドの温度が変動しても、電磁石
の磁場の強度の変化しない安定な常電導磁石によるＮＭ
Ｒ−ＣＴの静磁場を得ることができ、実用上の効果は大
きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成図、第２図は磁気
シールドの温度変化による磁場強度の変化を示す図、第
３図は本実施例による温度補償の状況説明図である。 １・・・コイル　　　　　２・・・磁気シールド３・・
・直流電源　　　　４・・・トランジスタ５・・・電流
検出抵抗　　６・・・アンプ７・・・温度センサ　　　
８・・・温度補償調節器９・・・標準電圧電源　　１０
・・・加算器ｉ’＋−ａｉＩＪｉｉｐａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　核磁気共鳴断層撮像装置の静磁場用の自己シールド型
   常電導磁石用電源において、コイルに電流を供給する直
   流電源と該直流電源回路に直列に挿入された電流検出手
   段と電流調整手段とから成るコイル電流供給手段と、磁
   気シールドの温度を検出する手段と、前記検出濃度に基
   づいて補償電圧を出力する温度補償調整手段と、前記補
   償電圧と標準電圧電源の出力電圧を加算する加算手段と
   、この加算手段の出力と前記電流検出手段の出力との差
   に基づいて前記電流調整手段を制御する制御手段を具備
   することを特徴とする常電導磁石用電源。