JPS63278310A - 核磁気共鳴イメ−ジング装置 - 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、永久磁石方式の核磁気共鳴イメージング装置
、特にその磁気回路の温度制御手段に関する。

〔従来の技術〕

核磁気共鳴イメージング装置（以下ＭＲＩ装置と称する
）において永久磁石を使用した磁気回路は、周囲温度の
変化によシ磁場強度が変化するとの欠点がある。一般に
その温度係数は、−１０００ｐｐｍ／　Ｃ１即ち、温度
がＩＣ上がると、磁場強度は１１０００ｐｐ弱くなる。

ＭＲＩ装置では、静磁界に傾斜磁界を加えて、位置を磁
界の大きさに対応させ、位置に応じた共鳴周波数を発生
させる。この共鳴周波数を持つＮＭＲ，Ｍ号音検出し１
位置の特定を行う。

然るに、静磁界の大きさが温度の影響を受けて変化する
と、結局、位置の特定に誤差を宮むこととなる。更に位
置検出のずれは１画像の歪み、ぼけをも生む。

一般に、磁界の変化によって画像に影ｆ＃を与える制限
値は、５ｐｐｍ／時間であるとされる。この基準でゆく
と、温度変化は、１時間に５／１０００　Ｃ以内に抑え
ることが必要となる。

この一つの方法として、先に本発明者らは磁気回路の周
囲を断熱材でおおい、内部に、温度調整用ヒータ（保温
ヒータ）と、立ち上げヒータを設け、ヒータへの電流を
制御して、磁気回路温度を一定に保つ制御方法を提果し
ている。ＭＲＩ装置を迅速に使用できるようにする丸め
の前記立ち上げヒータは、通常、電気ファンヒータ（ヒ
ータ線にニクロムｓ’を筺い、この発熱を７７／によシ
空中に放出するタイプのヒータ）を用いることとなるが
、この場酋（１）一部部材が磁性体（ケース、ファンな
ど）であるため、磁気回路の近くに設置することにより
、静磁界の均一度が乱される。（２）一度空気を暖め、
その熱を磁気回路が吸収する間接的加熱方式であるため
、ヒータの熱量（ワットａ）を大きくする割には、空気
ばかシが非常に高温となり、肝心の磁気回路の昇温に時
間を要する。等の不都合がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、上記従来技術で記し念問題点を、（１
）ヒータを構成する素材の非磁性化、（２）熱伝導効率
改善による磁気回路昇温時間短ａｔ計ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的のため、立ち上げ用ヒータｔ１非磁性の面状発
熱体で構成し、両面を絶縁物でおおったものｔ％磁気回
路継鉄表面に固定（接着）した。

〔作用〕

立ち上げヒータが通［さｎゐことにより、発熱体が発熱
するが％磁気回路の継鉄部に直接接触しているので、空
気に比し熱抵抗の低い磁気回路の方へ多くの熱量が吸収
され、効率よく温度制御ができ、もって磁場強度を安定
させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図および第２図によシ説
明する。この実施例では、静磁界用の磁気回路に適用し
た場合について説明する。平板形永久磁石１の上に均一
磁界形成用磁極片２を配置する。この永久磁石１と磁極
片２とより成る積層体を２個用意し、被検体を挿入する
測定空間を法んで上下位置に対向して設置する。この結
果、上下の磁極片の閣の空間は均一磁界を形成する。

この均−磁界空間中には、傾斜磁界発生用コイル３１．
及び電磁波印加用の送信コイル３２゜ＮＭＲ信号を受信
する受信コイル３３とを収容する。配置順序としては、
最外周位置に相補する部分に永久磁石ｌと磁極片２とよ
り成る積層体を設け、次いで内側方向にむけて、傾斜磁
界発生用コイル３１．電磁波印加用送信コイル３２．受
信コイル３３の順に上記均一磁界空間中に収容する。

最内周位置に存在する受信コイルは、円筒ンレノイドコ
イルであり、この円筒内部の空間が真の測定空間をなし
、この測定空間内に被検体が収容され、測定が行われる
こととなる。

更に、上下のそれぞれの永久磁石の片面は継鉄板３に密
着固定させている。継鉄板３は矩形をなし、少なくとも
永久磁石の片面全面をおおう巾を持つ。上下の継鉄板は
、継鉄部４で磁気的、且つ機構的に結合させである。継
鉄部４は、矩形の継鉄板の４つの隅で継鉄板相互の磁気
的１機構的結合をはかった。更に、継鉄部４の一部は下
部の継鉄板を貫通し外側に突出し、磁気回路全体として
の脚部１４ｔ−形成する。

以上の構成で、上下の積Ｉ一体にあっては、測定空間を
伏んで均一磁界の形成をはかると共に、永久磁石の反対
側の面は、永久磁石−継鉄板一継鉄欅一他の継鉄板−他
の永久磁石の磁気系路の形成できた。かくして、全体と
して１個の磁気回路が形成できることになつ九。本実施
例では、前記磁気回路全体を断熱材、たとえば発泡スチ
ロールなど６０Ａでおおって断熱部６を形成する。ただ
し。

被検体が、均−望間に入れるよう、中央部は開口された
形の、断熱部としている。

第１図は、図面をわかシやすくするために断熱部６の一
部のみを開示した。斜線部６０は、その断面である。更
に１脚部１４の底部も断熱材６０Ｂを設けて支持台１３
との間での断熱をはかる。

この断熱材６０Ａで仕切った空間９内には、第２図に示
すように、傾斜磁界用コイル、電磁波送信コイル、受信
コイルを設けていることは従来例と変らない。

さて、断熱部６の内側にはアルミ板８をは９つける。但
し、均一磁界を形成する測定空間に面する個所にははり
つけない。磁界への影響をなくすためである。アルミ板
８の内側には、更に絶縁物でおおわれた温度調整用ヒー
タ７をは９つける。

この時の外観図を第５図に示す。点線矩形部は平板状の
温度調整用ヒータ７を示す。開口部９から被検体は出入
シする。更に、Ｉｆｒ熱部６でおおわれた磁気回路の空
間上での温度むらをなくす九め、ファ／１１を、断熱部
６で形成された磁気回路の密閉空間中に設ける。

第１図および第２図のに図示されている部材２０は立ち
上げ用ヒータでおって、図では面状ヒータを上側継鉄板
に２枚、下側継鉄板に２枚ずつ貼りつけである。

以下、前記立ち上げヒータ２０の構造について、第３図
を用いて詳細に説明する。図において５面状の発熱部２
１はカーボンと導電性樹脂の混合体よシ成る。発熱部を
矩形としその両端に銅製の電極２３を設は端部のリード
線取出部２４よりリード線２５を出す。発熱部２１の全
周を耐熱性の絶縁物２２．たとえばガラスエポキシ樹脂
などでおおう゛ことによシ、ヒータの常用使用温度を１
２０Ｃまで耐えられる構造としている。この面状ヒータ
２０を磁気回路継鉄板３に直接貼９つけるが、その方法
としては、エポキシ系接着剤、熱硬化形のアクリル系両
面粘着テープ等で実現できる。

リード線間に電流（Ｉ）を流すことにより発熱部２１が
発熱するが、その発熱量（ワット数）は。

で表わされる。

具体的数値例として、β＝３０Ω、　　ａ＝＝３６ｃｒ
ｎ＋ｂ＝５４ｃｒｎとすると、Ｒ，＝２０Ω、ＡＣ１０
０Ｖ印加すれば、発熱量が５００Ｗとなる。５００Ｗと
する根拠は後述するが、上記した。　　ａ、　　ｂ、　
βを選択することによυ所望のワット数にできる。

実施例では、磁気回路継鉄板の寸法に合わせａ。

ｂを決め、必要ワット数に合致するβを決めた。

次に立ち上げヒータの作用について述べる。

磁気回路を保温断熱するときの設定温度は、設置される
室温の年間を通じての最高温度よシ高く設定すれば、冷
却機能を付刀口することなく保温機構だけで済む。実施
例では上記の考え方に基づいており、磁気回路を病院等
に搬入し友後、すみやかに磁気回路温度を運転時設定温
度まで昇温させるためにある。

第４図は温度制御のための回路図でこれにより具体的な
使用法を説明する。

図において２０は立ち上げヒータ、１０は温度センサ（
サーミスタまたは熱電対）、４１は電磁開閉器、４２は
温度調整器、４３はブレーカ、４４はヒユーズである。

今、設定温度が３５Ｃ１立ち上げ前の磁気回路温度を２
００とする。ブレーカ４３を入れると、磁気回路温度は
温度調整器４２の設定温度以下であるため、電磁開閉器
４１が閉じ、立ち上げ用面ヒータ２０が通電され発熱す
る。発熱した熱が磁気回路に吸収され、暖められるが温
度センサ１０の動きによシ、設定温度に達すると自動的
に、電磁開閉器４１が開き１通電が終了する。所望温度
に達した後は、図示されていない前記した別の温度調整
手段（保温制御）が役割を引き継ぐ。ここで、具体的な
通電時間の概略を求めると、今、磁気回路の線型ｆＫｋ
　１０　ｔ＋比熱中０．１　（ｋｃａｔ／　ｋｇ−Ｃ）
、温度差が３５Ｃ−２０Ｃ＝１５Ｃ，立ち上げヒータの
容量を５００Ｗ／枚×４枚＝２ＫＷとした場合２ 上記計算から８．７時間通電することになる。上記では
、磁気回路が断熱されているので近似的にと−タの発熱
が全て磁気回路温度上昇となると仮定しているが実際に
は、周９への放熱があるため、通電時間はもう少し長く
なる。実施例では、ヒータ２０を磁気回路に直接接着し
ているので発生した熱が鉄製の継鉄板３に吸収され、立
ち上げヒータの空気側表面でも６０Ｃであつ友。さらな
る通電時間の短縮を実現するには、ヒータ容量を大きく
すればよいが、安全性（過熱）から見ても数分の１にす
ることは容易である。

実施例においては、立ち上げヒータ２０が４枚で、上下
の継鉄板に各々２枚ずつ貼シつけた例を示したが、本発
明の主旨は、ヒータ枚数に制限されるものではない。

また、取付は場所も、継鉄板に限定されることなく継鉄
棒や磁極片表面であっても同等の効果が得られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば。

（１ン　　立ち上げヒータ素材を非磁性部材で構成した
ことによシ、静磁界均一度が乱されることなく良好（歪
のない）な画像が得られる。

（り　磁気回路運転時の設定温度までの昇温時間が短縮
出来、装置の据付期間が短くなる。

（３）　　間接昇温方式に比べ、磁気回路周夛の空気の
温度上昇が低く抑えられ安全性にも優れる。

等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は第１図の
正面図と縦断面図、第３図は立ち上げヒータの構造図、
第４図は温度制御のための回路図。 第５図は断熱部で磁気回路をおおった実施例での斜視図
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、測定空間を介して対向してなる、均一磁界発生用の
   磁極片と永久磁石と磁路とより成る静磁界用磁気回路と
   、上記均一磁界に加算する傾斜磁界を発生する傾斜磁場
   コイルと、測定空間内の被検体に核磁気共鳴を起させる
   周波数の電磁波を印加するトランスミッターコイルと、
   上記被検体からの核磁気共鳴号を受信するレシーバーコ
   イルと、を備えると共に、上記静磁界用磁気回路の周囲
   を断熱材でおおつて断熱部を形成し、且つ該断熱部の内
   部に、温度調整用ヒータと、面状にして上記磁気回路と
   直接接触するように構成した立ち上げ用ヒータとを備え
   、上記各ヒータへの電流を制御して静磁界用磁気回路の
   温度を目標温度に設定せしめる制御手段を設けてなる核
   磁気共鳴イメージング装置。