JPH03109043A - 磁気共鳴イメージング装置 - 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、磁気共鳴イメージング装置、特に磁気回路の
温度制御を行なった核磁気共鳴イメージング装置に関す
る。

［従来の技術］ 従来の装置は、特開昭６２−１１２３５８号に記載され
ているように、磁気回路の温度制御を行なっていた。

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
化により磁場強度が変化する欠点がある。永久磁石にＮ
ｄＦｅ−Ｂを用いた場合の温度係数は、−１０００ｐｐ
ｍ／］０００ｐｐｍ弱くなる。

ＭＲ，Ｉ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信号を検出し、
位置の特定を行なう。実際に観測されるＮＭＲ信号は、
多くの位置からのＮＭＲ信号が重なりあった信号である
。従って、これを周波数ごとの成分に分け、基市位置で
の検出周波数を基準周波数として該基準周波数との偏差
周波数を求め、その偏差周波数から位置の特定をはかる
。

然るに、温度によって磁界が変動すると、その変動分に
対応して周波数が変化し、見かけ上の基準位置の変動、
及び基準位置から見た他の位置の変動も生ずる。更に位
置検出のずれは、画像の歪み、ぼけをも生ずる。

一般に、磁界の変化によって画像に影響を与える制限値
は、５ｐｐｍ／時間であるとされる。

この一つの方法として、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）を設け、ヒ
ータへの電流を制御して、磁気回路温度を室内温度より
も高い温度に一定に保つ制御方法を提案している。

ＭＲ，Ｉ装置の磁気回路の温度を一定に保つために、前
記保温ヒータは、例えば、電気ファンヒータ（ヒータ線
にニクロム線を使い、この発熱をファンにより空中に放
出するタイプのヒータ）を用いることができる。

［発明が解決しようとする課悪］ 上記従来技術では、ヒータで温めた空気により、磁気回
路を一定温度に保温制御する方式であるため、保温温度
は室温よりも高い温度に設定する必要がある。

磁気回路の保温温度よりも室内の温度が高くなる可能性
のある場合、従来の装置では冷却機能を持たないので、
温度制御が不可能となることがある。

また、この保温温度を室温よりも高い温度に設定した場
合、常時通電して保温する必要があるために、保温温度
が高いほど電力消費量が大きくなる。また、磁場強度も
弱くなるという問題点がある。

口課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、温度制御を加熱だけではな
く冷却も可能とすることにより。

任意の設定温度で磁気回路を保持できるようにしたもの
である。

［作用］ 本発明では、加熱及び冷却による温度制御が可能な温度
制御機構を使用することにより、外気温に左右されるこ
となく、磁気回路の保温が行なえる。従って、磁気回路
の設定温度を任意の温度にすることが可能となり、磁気
回路の設定条件が緩和される。

［実施例］ 本発明のＭＲＩ装置の実施例を第１図、及平板永久磁石
１め上に均一磁界形成用磁極片２を積層する。この永久
磁石ｌと磁極片２とよりなる積層体を２個用意し、被検
体を挿入する測定空間を挟んで、上下位置に対向して設
置する。この結果、上下の磁極片の間の空間は均一磁界
を形成する。

この均一磁界空間中には、傾斜磁界発生用コイル、及び
電磁波印加用の照射コイル、ＮＭＲ信号を受信する受信
コイルとを収容する。配置順序としては、最外周位置に
相当する部分に永久磁石と磁極片とより成る積層体を設
け１次いで内側方向に向けて、傾斜磁界発生用コイル３
１、電磁波印加用照射コイル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３３は、円筒ソ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、測定が行なわれることとなる。

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幅を持つ。この継鉄板３は
被検体が測定空間に十分に入れるような空間を仕切るた
めの役割を持つ。上下の継鉄板は、継鉄枠４で磁気的、
且つ機構的に結合させである。

継鉄枠４は、矩形の継鉄板の４つの隅で継鉄板相互の磁
気的、機構的結合をなしている。

更に、継鉄枠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１４を形成する。

以上の構成で、上下の積層体にあっては、測定空間を挟
んで均一磁界の形成をはかるとともに、永久磁石の反対
側の面は、永久磁石−継鉄板一継鉄俸一他の継鉄板−他
の永久磁石の磁気回路の形成できた。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った。

上の継鉄板３の上側と、下の継鉄板３の下側に、加熱及
び冷却が可能な温度制御素子２０を、継鉄板に敷き詰め
てはりつける。そして、この温度制御素子を除いた部分
の磁気回路を、発泡スチロールまたはスポンジ体等より
なる断熱材６０でおおって断熱部６を形成する。断熱材
でおおう部分は、継鉄枠４の全体、継鉄板の一部及び積
層対全体である。ただし、積層体と継鉄板とは密着固定
させており、両者を併せて断熱材でおおう構成とさせた
。

また、温度制御素子２０の表面（継鉄板に接触していな
い面）は、断熱材ではおおわずに、外気との通気性をよ
くする。断熱部の外側をおおう化粧カバーにおいても、
その温度制御素子の部分は密閉せずに穴を開ける等、外
気との通気性をよくする必要がある。

第１図は、図面をわかりやすくするために断熱部の一部
のみを開示した。斜線部６０は、その断面である。

この断熱材６０で仕切った空間９内には、図示しないが
、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わらない。

更に、磁極片−２の周辺部の一部に温度センサ１．ＯＡ
を、断熱部とその外側の化粧カバーとの間にＩＯＢを取
付ける。温度センサＬＯＡは磁界中の温度検出を行ない
、ＩＯＢは断熱部外部の温度検出を行なう。

従来、磁気回路の保温制御機構は、冷却機能を持たない
ために、その設定温度は磁気回路の設定される測定室内
で予測される最高温度以上に設定する必要があった。

本発明では、冷却と加熱が可能な温度制御機構を用いる
ことによって、室温に関係なく任意の温度に磁気回路を
保温制御することができる。また、設定温度を低くする
ことによって、磁場強度を大きくすることが可能である
。更に、設定温度を室温に近い温度にすることによって
、保温に要する消費電力を減少させることができる。

ここで、加熱及び冷却可能な温度制御機構の一例として
、ベルチェ効果を用いた素子について、第３図を用いて
説明する。

２つの異なった導体もしくは半導体をつないで、これに
直流電流を流すと、それぞれの接合部においてジュール
熱以外の熱の吸収、または発生が生じる現象をベルチェ
効果と言う。

この効果を利用して、直流電流により冷却・加熱温度制
御を自由に行なうことが可能である。この温度制御素子
は、電気的な温度制御であるため温度応答が非常に早く
、高精度な温度制御が可能である。

第３図において、Ｐ型半導体４３と、Ｎ型半導体４４と
を金属で接合し、図のように電流を流すと、左側の接合
部４１が低温となり、この接合部で吸熱が生じる。同時
に右側の接合部４２Ａ、　４２Ｂは高温となり、この接
合部で発熱が生じる。即ち、低温部から高温部への熱の
移動でヒートポンプ的な役割をする。この効果は可逆的
で電流の向きを逆にすると、高温部と低温部が逆になり
、吸熱、発熱も逆に生じる。この温度制御素子は、平板
の形状で温度制御の対象物にねじで固定することもでき
る。

この温度制御素子を用いて、磁気回路を一定温度に制御
するためには、温度制御をする側とその反対側の温度差
を検知して制御する必要がある。

第４図に示す温度制御のための概略化した回路図で、具
体的な制御方法を説明する。第４図において、４５は直
流電源、４６は温度制御回路、２０は温度制御素子、１
０Ａ、　ＩＯＢは温度センサ（サーミスタまたは熱電対
なと）である。まず、磁気回路の温度をセンサ１．ＯＡ
で、断熱部外部の温度を温度センサＩＯＢで検知する。

そして、この磁気回路の温度と断熱部外部の温度差によ
って、温度制御回路４６で温度制御素子の吸熱、発熱を
判断し、その電流値と電流の向きの制御を行ない、磁気
回路の温度を一定に保つ。

本発明の主旨は、温度制御素子の枚数、取付は場所に制
限されるものではない。また、温度制御素子は加熱及び
冷却が可能であればよく、ベルチェ効果を利用した素子
に限定しない。

［発明の効果］ 本発明によれば、磁気回路の温度を室温に関係なく一定
に保つことができ、画像の歪みがなく、Ｓ　／　Ｎの向
上した画像を得ることができる。

【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
縦断面図、第３図はベルチェ効果の説明図、第４図は温
度制御回路図である。 １・・・永久磁石、２・・・磁極片、３・・・継鉄板、
４・・・継鉄枠、６・・・断熱部、１０・・・温度セン
サ、２０・・・温度制御素子、４６・温度制御回路。 茅　　／　　ロ 第　２　口 ／ ０ ０ ぎＯ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   数の電磁場を印加する照射コイルと、測定空間内の被検
   体からの核磁気共鳴信号を受信する受信コイルと、を備
   えるとともに、加熱及び冷却が可能な機構を設けること
   により、静磁界用磁気回路の温度を設定温度に保持せし
   めることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置におけ
   る温度制御装置。 ２、温度調整機構にペルチエ効果を利用した温度制御素
   子を設け、その電流を制御して加熱及び冷却を行うこと
   で、静磁界用磁気回路の温度を設定温度に保持せしめる
   制御手段とを設けて成る、請求項１記載の核磁気共鳴イ
   メージング装置における温度制御装置。