JPH03145104A

JPH03145104A - 核磁気共鳴断層撮影装置における超電導マグネット用容器

Info

Publication number: JPH03145104A
Application number: JP28435389A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Fujio; 藤生　康雄
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1989-10-30
Filing date: 1989-10-30
Publication date: 1991-06-20

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】Ａ、産業上の利用分野この発明は、核磁気共鳴断層撮影装置において静磁場発
生に用いられる超電導マグネットを収納する超電導マグ
ネット用容器に関する。

Ｂ、従来技術第４図は従来、核磁気共鳴断Ｎ撮影装置に使用されてい
る超電導マグネット用容器の概略構成を示した軸方向の
部分断面図である。

被検体が置かれる空間Ａ内に、被検体の体軸方向（Ｚ方
向）に均一な静磁場を発生させるｖｉ電導マグネントｌ
は、冷却媒体としての液体ヘリウムを充満した環状の液
体ヘリウム槽２内に浸漬されている。液体ヘリウム槽２
の周囲は、アルミニウムなどの熱伝導性の高い材料で形
成された第２熱シールド３によって覆われ、第２熱シー
ルド３の周囲は、同様の材料で形成された第１熱シール
ド４によって覆われている。第２熱シールド３は、冷１
１！機５の冷却作用によって約２０Ｋに維持され、第１
熱シールド４は約８０Ｋに維持されている。このような
、液体ヘリウム槽２、第２熱シールド３、および第１熱
シールド４は常温の真空容器６内に収納されている。真
空容器６の筒内には、直交３軸方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向）
に磁場強度が変化する傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コ
イル７が設けられている。この傾斜磁場コイル７に対向
する真空容器６の内周面を常温ボアー６Ａと称している
。なお、符号８は傾斜磁場コイル７を支持する傾斜コイ
ルボビンである。

傾斜磁場コイル７にパルス電流を通ずることによって発
生する傾斜磁場は、Ｚ軸方向の静磁場強度をそれぞれＸ
、Ｙ、Ｚ方向に直線的に変化させることにより、静磁場
空間内で励起された被検体内のスピンの３次元位置情報
を得るものである。

ところで、傾斜磁場コイル７にパルス電流を流したとき
に発生する磁界の作用によって、常温ボアー６Ａ、第２
熱シールド３．第１熱シールド４にそれぞれ渦電流が誘
起し、これらの渦電流によって発生する合成磁界が静磁
場に重畳して静磁場の均一度が乱れ、その結果、断層像
の画質が低下するということは知られている。

このような渦電流による影響を回避するために、次のよ
うな手法が提案実施されている。

■　傾斜磁場コイル７から発生する磁界は、距離の２乗
に比例して減衰するため、第５図（ａ）に示すように、
傾斜磁場コイル７の径を小さくして、傾斜磁場コイル７
と常温ボア６Ａとの距ｊｉｌＬを長くし、常温ボアー６
八等におよぶ磁界を弱めることによって、渦電流を抑制
する。

■　第５図（ｂ）に示すように、第１熱シールド４の軸
方向に沿って複数個のスリンｌ−Ｓを設け、第１熱シー
ルド４全体を還流する渦電流を空間的に分断するもので
、これにより、渦電流は各スリットＳの間隔り内だけで
発生する小さなものとなる。

■　第５図（Ｃ）に示すように、１頃斜磁場コイル７と
常温ボア６Ａとの間に新たなコイル１３を設け、このコ
イル１３に傾斜磁場コイル７と逆方向の電流を通ずるこ
とによって、傾斜磁場コイル７と常温ボア６Ａとの空間
の磁界を打ち消し、常温ボア６Ａ等に渦電流を発生させ
ないようにする。

Ｃ９発明が解決しようとする！！ｌ！題しかしながら、
上記の従来例にはそれぞれ次のような問題点がある。

■　第５図（ａ）に示した従来例では、撮像領域を確保
する必要があるので、傾斜磁場コイル７の径を小さくす
るにも限度があり、そのため十分な効果が期待できない
。

■　第５図（ｂ）に示した従来例では、真空容器の一部
である常温ボアー６Ａにスリ・ントを設けることができ
ないので、常温ボアー６Ａに誘起される渦電流を抑制す
ることができない。

■　第５図（Ｃ）に示した従来例では、渦電流抑制用の
コイル１３を設け、更にこれに流す電流を制御する機構
が必要となり、装置が複雑化する。

以上のような従来例の他に、常温ボアー６Ａの厚みを厚
くして、真空容器６の内部に侵入する磁束を少なくする
という簡便な手法も考えられるが、このような手法を採
ると次のような別異の問題点が生じる。以下、第３図を
参照して説明する。

傾斜Ｔ６１　＋ｉｉコイル７に第３図（ａ）に示すよう
なパルス電ａ　Ｉ　Ｘを流すと、この電流Ｉ、によって
、同図（ｂ）に示すような傾斜磁界Ｈ，が発生する。こ
のような時間変化をもった磁界Ｈｘが常温ボアー６Ａ。

第２熱シールド３．第１熱シールド４に及ぶと、これら
には渦電流が誘起され、この渦電流によって同図（Ｃ）
に実線で示すような渦電流磁界Ｈ，が発生する。この渦
電流磁界Ｈ，は傾斜磁界Ｈ２を打ち消す向きに発生する
ので、台底された傾斜磁界Ｈヤ′は、第３図（ｄ）に実
線で示すように、立ち上がりの遅い波形になる。

この渦電流磁界Ｈ０は傾斜磁界Ｈ，の時間変化（立ち上
がり）に応じて増加し、傾斜磁界Ｈ９の時間変化がなく
なると、次式で表される時定数τをもって減衰する。

τｃｃｌ／Ｒこの式において、Ｒは渦電流が誘起される導体の抵を穴
（直である。

上式から明らかなように、常温ボアー６への厚みを大き
くすると、常温ボアー６Ａの抵抗値は小さくなるので、
常温ボアー６への時定数τは長くなる。

その結果、渦電流磁界Ｈ０は第３図（Ｃ）に破線で示す
ように、緩慢に変化するので、台底された傾斜磁界ＨＸ
′の立ち上がりは、第３図（ｄ）に破線で示すように、
−層遅くなる。

傾斜磁界旧の立ち上がりや立ち下がりが長くなると、−
回の撮影で傾斜磁場コイル７に連続的に加えられるパル
スｌＩｉ流の間隔を長くしなければならないので、撮影
時間が長くなるという不都合が生じる。

この考案は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、傾斜磁場による渦電流の発生を簡易な構成で抑制
することができる超電導マグネット用容器を提供するこ
とを目的としている。

Ｄ、ｍｕを解決するための手段この発明は、上記目的を達成するために次のような構成
を備えている。

即ち、この発明は、超電導マグネ・ントが浸漬される環
状の冷却媒体槽と、前記冷却媒体槽の周囲を覆う熱シー
ルド板と、前記冷却媒体槽および熱シールド板とを収納
する真空容器とを備え、前記真空容器の内筒部に傾斜磁
場コイルが配置された核磁気共鳴断層撮影装置における
超電導マグネット用容器において、前記真空容器の内筒
面と傾斜磁場コイルとの間に、互いに電気的に絶縁され
た複数枚のＴｈ’ｌ板状の常温ボアー板を積層状態に配
置したことを特徴としている。

巳０作用この発明によれば、真空容器の円筒面と傾斜磁場コイル
との間に、複数枚の常温ボアー仮を積層状態に配置した
ので、真空容器内へ及ぶ外部磁界が低減する。また、各
常温ボアー板を薄板で形成し、互いに電気的にｖＡ縁し
たので、各常温ボアー仮の時定数が短くなる。そのため
、各常温ボアー板に若干の渦電流が誘起されても、これ
らは急速に減衰する。

Ｆ、実施例以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明の一実施例の構成の概略を示した軸
方向の部分断面図である。

同図において、従来に係る第４図と同一符号で示した部
分は同一部分であるから、ここでの説明は省略する。

常温ボアー６八と傾斜磁場コイル７とで挟まれた空間内
には、常温ボアー６Ａと同心円筒状の第１常温ボアー板
１１と第２常温ボアーＦｉ１２とが設けられている。第
１常温ボアー板１１は、第１絶縁部材９を介して常温ボ
アー６Ａに支持され、第２常温ボアー板１２は、第２絶
縁部材１０を介して第１常温ボアー　＋Ｈ１１に支持さ
れている。このように、各常温ボアーＦｉ１１．１２は
、互いに電気的に絶縁された積層構造になっている。

第１常温ボアー板１１および第２常温ボアー板１２は、
常温ボアー６Ａと同様の、例えば、ステンレス鋼などで
形成されているが、その板厚は常温ボアー６Ａよりも薄
くなっている。各常温ボアー！Ｎｉ１１２の時定数を小
さくする観点から言えば、それぞれの板厚は薄いほど好
ましい。しかし、各常温ボアー板１１．１２の板厚が薄
くなると、それだけ磁気シールドの効果が下がるので、
これを補うために、更に多層のボアー構造を設けるよう
にしてもよい。

第１常温ボアー仮１１には第２図（ａ）の展開図に示す
ようなスリットＳ１を軸方向に複数箇所設けるのが好ま
しい。また、同図（ｂ）に示すように第２常温ボアー仮
１２にも同様なスリットＳ２を設け、これらのスリット
Ｓｌ、Ｓ２が互いに重なり合わないように、各常温ボア
ー板１１．１２を取り付けるのが好ましい。

上記のような構成を備えた超電導マグネット用容器の作
用を、以下に説明する。

常温ボアー６Ａと傾斜磁場コイル７との間に、第１常温
ボアー板１１と第２常温ボアー仮１２とが介在している
ので、常温ボアー６Ａ、第２熱シールド３、第１熱シー
ルド４に達する傾斜磁場の磁束が少なくなり、常温ボア
ー６＾、第２熱シールド３．第１熱シールド４で発生す
る渦電流が抑制される。

一方、第１常温ボアー仮１１と第２常温ボアー仮１２に
は、傾斜磁場の磁束変化に応じた渦電流が発生するが、
各常温ボアー板１１．１２は薄板で構成され、互いに電
気的に絶縁されているので、その電気抵抗値は常温ボア
ー６八と同程度に大きく、各々の時定数は小さい。した
がって、各常温ボアー板１１、１２に発生する渦電流の
値は小さく、しかも、急速に減衰する。さらに、各常温
ボアー板１１．１２には、渦電流が還流する方向に交差
するようにスリフト３１．５２を設けであるので、これ
によっても渦電流の値は小さくなる。なお、第２常温ボ
アー板１２に設けたスリットＳ２を通過して磁束が内部
に侵入するが、第１常温ボアー板１１のスリードＳ１は
、前記スリットＳ２と重なり合わないように配置されて
いるので、前記侵入した磁束は第１常温ボアー板１１で
遮蔽され、常温ボアー６Ａに直接影響を与えることはな
い。

以上のように、本実施例によれば、常温ボアー６Ａと傾
斜磁場コイル７との間に設けた第１１温ボアー板１１お
よび第２常温ボ°アー板１２の作用によって、傾斜磁場
の磁束変化によって発生する渦ｉｌ流の値が小さくなる
とともに、各常温ボアー板１１゜１２に僅かに発生した
渦電流も麹、速に減衰するので、傾斜磁場の波形を乱す
ことが少なくなり、ｉｉ！ｉ質の向上および撮影速度の
高速化を図ることができる。

Ｇ０発明の効果以上の説明から明らかなように、この発明によれは、比
較的簡単な構成によって、傾斜磁場コイルから発生する
傾斜磁場の真空容器内への侵入を少なくすることができ
、しかも、各常温ボアー板に発生する渦電流は小さく、
急速に減衰するので、傾斜磁場の波形の乱れが少なくな
り、画質の向上および撮影速度の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この発明の一実施例に係り、第
１図は超電導マグネット用容器の軸方向の部分断面図、
第２図（ａ）は第１常温ボアー板の展開図、同図（ｂ）
は第２常温ボアー板の展開図である。第３図は渦を流磁界による傾斜磁場の波形の乱れを説明
するための波形図、第４図は従来のＭｉ電導マグネット
用容器の軸方向の部分断面図、第５図（ａ）〜（Ｃ）は
従来の渦電流抑制手法を説明するための図である。１・・・超電導マグネット３・・・第２熱シールド４・・・第１熱シールド６・・・真空容器６Ａ・・・常温ボアー９・・・第１絶縁部材Ｏ・・・第２絶縁部材１・・・第１常温ボアー板２・・・第２常温ボアー板

Claims

【特許請求の範囲】

（１）超電導マグネットが浸漬される環状の冷却媒体槽
と、前記冷却媒体槽の周囲を覆う熱シールド板と、前記
冷却媒体槽および熱シールド板とを収納する真空容器と
を備え、前記真空容器の内筒部に傾斜磁場コイルが配置
された核磁気共鳴断層撮影装置における超電導マグネッ
ト用容器において、前記真空容器の内筒面と傾斜磁場コ
イルとの間に、互いに電気的に絶縁された複数枚の薄板
状の常温ボアー板を積層状態に配置したことを特徴とす
る核磁気共鳴断層撮影装置における超電導マグネット用
容器。