JPH0370545A

JPH0370545A - 磁気共鳴イメージング装置

Info

Publication number: JPH0370545A
Application number: JP1209207A
Authority: JP
Inventors: Kyojiro Nanbu; 恭二郎南部
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-08-10
Filing date: 1989-08-10
Publication date: 1991-03-26

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、磁性体の静磁場への侵入に対する安全装置を
備え、被検体（通常は患者）の磁気共鳴像を得る磁気共
鳴イメージング装置（以下ＭＨＩ装置という）に関する
。

（従来の技術）超電導コイルに超電導状態で電流を流して静磁場を発生
する超電導磁石を備え、この静磁場中に被検体を配置し
、この静磁場と直角方向に高周波磁場を加えて磁気共鳴
現象を発生させると共に、静磁場に重畳させるように傾
斜磁場を加えて被検体から得られるＭＲ倍信号プローブ
で検出し、画像化するようにした超電導型ＭＲ・■装置
が知られている。

この超電導型ＭＲＩ装置は、通常０．２Ｔ（テスラ）以
上の高磁場を発生するものである。

そこで、磁性体が静磁場に侵入すると、磁性体の透磁率
の大きさに対応してこの磁性体に吸引力が発生し、静磁
場が乱れる。磁性体には、小さなものでも吸引力が大き
い鉄等の透磁率の大きい強磁性体や、アルミニウム等の
透磁率の小さいものでも比較的重量のあるものでは吸引
力が大きくなる常磁性体又は外部の磁界の方向と逆の方
向に磁化されて磁束を弱める銅等の透磁率の小さい反磁
性体等がある。

例えば、患者の手術後の止血用クリップは、小さなもの
でも強磁性体であれば、静磁場を乱す程の大きな吸引力
が働くので、この患者が静磁場の領域に入ると、このク
リップが超電導磁石に引き込まれて外れるという危険が
ある。

このように、実際にその物が超電導磁石に吸引されるか
どうかは、静磁場の強さ、磁性体の透磁率の関係より外
部から判断することは、困難である。

このため、操作者は、磁性体が磁石に引き込まれるとい
う事故を防ぐため検査室内に患者が入室する前に、患者
が磁性体を持っていないかどうかの検査を磁性体検知器
等を用いて行っていた。

（発明が解決しようとする課題）操作者は、患者が入室する毎に磁性体の所持検査を行わ
なければならないため、操作者への負担が大きいという
問題があった。

また、操作者以外の作業者が誤って磁性体を持込み、こ
の磁性体が超電導磁石に吸引され、ＭＲ■装置が破損す
るという問題があった。

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり
、操作者の負担が軽減し、安全性を向上させた磁気共鳴
イメージング装置を提供することを目的としている。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明に係る請求項１記載の
装置は、コイルに電流を流して静磁場を発生する静磁場
発生手段と、前記静磁場を乱す磁性体の静磁場への侵入
を検出する侵入検出手段と、この検出手段からの検出信
号に基づいて前記静磁場を消失させる消失手段とを有す
るものとしたものである。

また、本発明に係る請求項２記載の装置は、超電導コイ
ルに超電導状態で電流を流して静磁場を発生する静磁場
発生手段と、前記静磁場を乱す磁性体の静磁場への侵入
を検出する侵入検出手段と、この検出手段からの検出信
号に基づいて前記静磁場を消失させる消失手段とを有す
るものとしたものである。

更に本発明に係る請求項３記載の装置は、請求項１又は
２記載の装置において、消失手段を前記コイルに流れる
電流による電気エネルギを熱エネルギに変換する抵抗手
段を有するものとしたものである。

本発明に係る請求項４記載の装置は、請求項２記載の装
置において、消失手段を前記超電導コイルを臨界温度以
上とする温度上昇手段を有するものとしたものである。

（作　用）以下に上記構成の装置の作用を特徴する請求項１及び２
記載の装置においては、静磁場を乱す程の磁性体が侵入
すると静磁場が変化する。

侵入検出手段は、この静磁場の変化を検出することによ
り磁性体の侵入を検出し、検出信号を消失手段に送出す
る。消失手段は、この検出信号に基づいて静磁場を消失
させる。

請求項３記載の装置においては、消失手段の抵抗手段は
、コイルに流れている電流を電気エネルギから熱エネル
ギに変換して静磁場を消失させる。

請求項４記載の装置においては、消失手段の温度上昇手
段は、超電導コイルの温度を臨界温度以上とする。超電
導コイルの超電導性は、急激に失われる。

（実施例）以下に本発明の実施例を詳細に説明する。

本発明の第１の実施例の超電導型ＭＲＩ装置１の外観を
第１図に示す。第２図は第１図に示すＡ−Ａ断面図であ
る。

この超電導型ＭＲＩ装置１は、静磁場を発生する静磁場
発生手段２を備えた超電導磁石架台３と、この架台３に
配置され前記静磁場内への磁性体の侵入を検出する侵入
検出手段４と、この検出手段４からの検出信号としての
電流ｉに基づいて前記静磁場を消失させる温度上昇手段
としての消失手段５と、患者を載置する寝台８とを有し
ている。

前記静磁場発生手段２は、液体ヘリウム２ａ内に配置さ
れた超電導コイル２ｂと、液体ヘリウム２ａの保冷のた
め液体ヘリウム２ａの周囲に配置された真空部２Ｃと、
前記架台３の上部に配置され開放することにより前記真
空部２Ｃに外気を侵入させるための弁２Ｃと、液体ヘリ
ウム２ａが蒸発してヘリウムガスとなった場合の内部の
圧力上昇を防ぐための防爆弁２ｄとを有している。

前記侵入検出手段４は、第３図に示すように検出コイル
４ａ内を通過する磁力線がＸ方向に動くことによる起電
力を検出するものである。

前記消失手段５は、前記侵入検出手段４から送出された
電流ｉを受けるコントローラ６と、前記弁２Ｃを開放す
る弁開閉部７とを有しており、この弁２Ｃを開放させる
ことにより前記真空部２Ｃに外気を侵入させ、前記超電
導コイル２ｂを臨界温度以上にして超電導性を失わせる
ものである。

次に、上記第１の実施例の装置１の作用を第４図及び第
５図をも参照して説明する。

第４図は第１図に示すＢ−Ｂ断面図で、磁性体９が静磁
場領域に侵入する前の状態を示すものである。尚、この
磁性体９は、静磁場を乱す程の強磁性体とする。

磁力線Ｍ。は、同図に示すように、開口部３ａ内を貫通
しこの開口部３ａの両端から開口部３ａの軸方向に飛び
出すようにしてループ状に形成されている。

ここで、第５図に示すように、磁性体９が静磁場領域に
侵入した場合、磁力線Ｍｌは、磁性体９の方に引き寄せ
られ、静磁場は乱れ検出コイル４ａの内側を通過する磁
力線がＸ方向に動くことになる。すると、検出コイル４
ａに、起電力が発生しコントローラ６にこの起電力によ
る電流ｉが流れる。

コントローラ６は、この電流ｉに基づいて弁開閉部７に
開放信号ＳＯを送出する。

弁開閉部７は、開放信号ＳＯに基づき弁２Ｃを開放させ
る。

弁２ｃが開放すると、真空部２Ｃに外気が侵入し、これ
により真空部２Ｃの断熱効果が失われると同時に、液体
ヘリウム２ａが沸騰して蒸発しだす。この蒸発したヘリ
ウムガスは、防爆弁２ｄを通じて外へ逃げる。

液体ヘリウム２ａが蒸発した箇所の近傍の超電導コイル
２ｂは、部分的に超電導性が失われる。

次に、部分的に超電導性が失われた箇所の超電導コイル
２ｂは、電流の抵抗となって熱を発生し、この熱が更に
超電導コイル２ｂの他の温度の低い箇所を温めるので超
電導コイル２ｂの超電導性が喪失した部分が加速度的に
広がり、熱の発生を促す。この発生した熱により液体ヘ
リウム２ａの蒸発を一層促す。この現象はクウェンチと
いわれているもので、静磁場は、短時間の内に消失する
。

本発明の第２の実施例のＭＨＩ装置１０の外観を第６図
に示す。

このＭＲＩ装置１０は、静磁場を発生する静磁場発生手
段としてのコイル１２ｂを備えた架台１３と、この架台
１３に配置され前記静磁場内への磁性体９（第５図参照
）の侵入を検出する侵入検出手段１４と、この検出手段
１４からの検出信号としての電流ｉに基づいて前記静磁
場を消失させる消失手段１５と、患者を載置する寝台８
とを有している。

前記侵入検出手段４は、前述の第３図に示すように検出
コイル４ａの内側を通過する磁力線がＸ方向に動くこと
による起電力を検出するものである。

前記消失手段１５は、前記侵入検出手段４から送出され
た電流ｉを受けるコントローラ１６と、前記超電導コイ
ル１２ｂに流れる電流による電気エネルギを熱エネルギ
に変換する抵抗手段１７とを有している。

この抵抗手段１７は、電磁スイッチ１７ａと、抵抗器１
７ｂとを有しており、前記コントローラ１６からの切換
信号Ｓｃを受けて前記電磁スイッチ１７ａを常接点Ｐｎ
から非常接点Ｐｅに切り換えて、超電導コイル１２ｂに
流れていた電流を抵抗器１７ｂに流し、この電気エネル
ギを熱エネルギに変換して超電導コイル１２ｂを流れる
電流を急激に減衰させ、静磁場を急速に消失させるもの
である。

このＭＲＩ装置１０の作用を前述の第４図及び第５図を
も参照して説明する。

第４図に示すように磁性体９が静磁場領域に侵入してい
ない正常な状態から、第５図に示したように、磁性体９
が静磁場領域に侵入した場合、磁力線Ｍ４は、磁性体９
の方に引き寄せられ、静磁場は乱れ検出コイル４ａの内
側を通過する磁力線がＸ方向に動くことになる。検出コ
イル４ａは、この磁力線がＸ方向に動くことによる起電
力を電流としてコントローラ１６に送出する。

コントローラ１６は、抵抗手段１７に切換信号Ｓｃを送
出する。

抵抗手段１７は、この切換信号Ｓｃに基づき電磁スイッ
チ１７ａを常接点Ｐｎから非常接点Ｐｅに切り換える。

電磁スイッチ１７ａが切り換わると、超電導コイル１２
ｂに流れていた電流は、抵抗器１７ｂに流れ、この電流
は熱エネルギに変換されて超電導コイル１２ｂを流れる
電流は急激に減衰し、静磁場は急速に消失する。

本発明の第３の実施例の超電導型ＭＨＩ装置２０の外観
を第７図に示す。第８図は第７図に示すＣ−Ｃ断面図で
ある。

この超電導型ＭＲＩ装置２０は、静磁場を発生する静磁
場発生手段２２を備えた超電導磁石架台２３と、この架
台２３に配置され前記静磁場内への磁性体９（第５図参
照）の侵入を検出する侵入検出手段４と、この検出手段
４からの検出信号としての電流ｉに基づいて前記静磁場
を消失させる消失手段２５と、患者を載置する寝台８と
を有している。

前記静磁場発生手段２２は、液体ヘリウム２２ａ内に配
置された超電導コイル２２ｂと、液体ヘリウム２２ａの
保冷のため液体ヘリウム２２ａの周囲に配置された真空
部２２ｃとを有している。

前記消失手段２５は、前記侵入検出手段４から送出され
た電流ｉを受けるコントローラ２６と、静磁場発生手段
２２の近傍に配置され前記超電導コイル２２ｂを臨界温
度以上とする温度上昇手段としてのヒータ用コイル２７
と、このヒータ用コイル２７に加熱用電源を供給する同
じく温度上昇手段としての加熱電源２８とを有している
。この消失手段２５のコントローラ２６は、前記侵入検
出手段４から送出された電流ｉを受けると、前記加熱電
源２８に前記コイル２７に加熱用電源を供給させるため
の加熱信号ｓｈを送出し、ヒータ用コイル２７を加熱さ
せるようにしている。

第３の実施例の超電導型ＭＲＩ装置２０の作用を前述の
第４図及び第５図をも参照して説明する。

第４図に示すように磁性体９が静磁場領域に侵入してい
ない正常な状態から、第５図に示すように、磁性体９が
静磁場領域に侵入した場合、磁力線Ｍｌは、磁性体９の
方に引き寄せられ、静磁場は乱れ検出コイル４ａ内を通
過する磁力線がＸ方向に動くことになる。検出コイル４
ａは、この磁力線がＸ方向に動くことによる起電力を電
流としてコントローラ２６に送出する。

コントローラ２６は、加熱電源２８に加熱信号ｓｈを送
出する。

加熱電源２８は、この加熱信号ｓｈに基づきコイル２７
に加熱電源を供給する。

加熱電源を供給されてヒータ用コイル２７が加熱すると
、超電導コイル２２ｂの温度は臨界温度以上となり、超
電導コイル２２ｂの超電導性は急激に失われる。このた
め静磁場は急速に失われる。

上述した第１の実施例の超電導型ＭＨＩ装置においては
、冷却媒体としての液体ヘリウム２２ａの蒸発による冷
却機能を喪失させるようにしているので、静磁場はごく
短時間に失われる。

第２の実施例のＭＨＩ装置においては、常電導型ＭＲＩ
装置及び超電導型ＭＲＩ装置の両方に適用することがで
きる。

第１乃至第３の実施例装置においては、磁性体が磁石に
引き込まれるかどうかの判定を、磁性体が静磁場を変化
させるかどうかを判定することにより行うようにしてい
るので、確実に磁性体が磁石に急激に引き込まれるとい
う危険な状態を回避することができる。

以上、一実施例について説明したが、本発明はこれに限
定されるものでなく、その要旨を変更しない範囲で種々
に変形実施が可能である。

例えば、侵入検出手段は、磁力線の動きを検出するもの
としたが、磁場強度を測定するものを用い、磁場強度の
変化を電流として出力するようにしてもよい。また、侵
入検出手段は、−窓以上の起電力を発生したときに初め
て信号を送出するものを用いてもよい。温度上昇手段と
して、第１及び第３の実施例装置で示した以外に、液体
へりラム用弁を開放して液体ヘリウムを排出するように
し、超電導コイルの温度を臨界温度以上とするようにし
てもよい。

［発明の効果コ以上詳述した本発明によれば、侵入検出手段により静磁
場内への磁性体の侵入を検出し、この検出信号に基づい
て消失手段により静磁場を消失するようにしているので
、操作者の負担が軽減し、安全性を向上させた磁気共鳴
イメージング装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施装置の概略構成図、第２図
はこの装置の断面図、第３図は検出コイルの起電力発生
説明図、第４図は第１図に示すＢ−Ｂ断面の磁性体が静
磁場領域に侵入する前の状態を示す説明図、第５図は磁
性体が静磁場領域に侵入した場合の磁力線の変化を示す
説明図、第６図は本発明の第２の実施装置の概略構成図
、第７図は本発明の第３の実施装置の概略構成図、第８
図はこの装置の断面図である。１．１０．２０．・・・ＭＲＩ装置、２・・・静磁場発生手段、２ｂ、２２ｂ・・・超電導コイル、４・・・侵入検出手段、５・・・消失手段（温度上昇手段）、８・・・磁性体、　１２ｂ・・・コイル、１５・・・消
失手段（抵抗手段）、２５・・・消失手段、２７・・・
ヒータ用コイル（温度上昇手段）、２８・・・加熱電源
（温度上昇手段）、ｉ・・・電流、　　Ｓｏ、Ｓｃ、Ｓ
ｈ・・・信号。３０第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）コイルに電流を流して静磁場を発生する静磁場発
生手段と、前記静磁場を乱す磁性体の静磁場への侵入を
検出する侵入検出手段と、この検出手段からの検出信号
に基づいて前記静磁場を消失させる消失手段とを有する
磁気共鳴イメージング装置。
（２）超電導コイルに超電導状態で電流を流して静磁場
を発生する静磁場発生手段と、前記静磁場を乱す磁性体
の静磁場への侵入を検出する侵入検出手段と、この検出
手段からの検出信号に基づいて前記静磁場を消失させる
消失手段とを有する磁気共鳴イメージング装置。
（３）前記消失手段は、前記コイルに流れる電流による
電気エネルギを熱エネルギに変換する抵抗手段を有する
請求項１又は２記載の磁気共鳴イメージング装置。
（４）前記消失手段は、前記超電導コイルを臨界温度以
上とする温度上昇手段を有する請求項２記載の磁気共鳴
イメージング装置。