JPH0432525B2 - - Google Patents

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つて生ずる磁場の強
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
を決めるといつても過言ではない。

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、重量，維持費，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磁場発生体
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Bs（Ｏ）をBs maxとすれば次の関係があ
る。

Bs（Ｔ）＝Bs max｛１−（Ｔ／Tc）｝３／２ ここで、Tc…キユーリー温度（〓）室温 Ｔ
＝298〓（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0.09％／℃の変化によ
つて−100ppm／℃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電流
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
ツタを電流検出抵抗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分の電圧Vthを出力するた
めのゲイン及びオフセツトの調節機能を持つ温度
補償調節器、９は標準電圧Vr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Ｉ・
ｒ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
のエミツタ・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。運転開始に当つて、直流電源３からコイル
１にトランジスタ４のコレクタ・エミツタ間の内
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Ｉとする。時間の経過に
伴つて変化する磁気シールド２の温度は温度セン
サ７によつて検出され、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Vr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によつて生ずる電流
検出抵抗５の両端電圧Ｉ・ｒがアンプ６を介して
入力されていて、加算器１０の出力“Vr＋Vth”
との差の電圧“（Vr＋Vth）−Ｉ・ｒ”に基づく
制御信号を出力する。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）−Ｉ・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、温度補償調節器８の出力は“Vth＋△
Vth”となり、加算器９は電圧“Vr＋Vth＋△
Vth”を出力する。この入力電圧により制御器１
０の出力電圧は次式のようになる。

（Vr＋Vth＋△Vth）−Ｉ・ｒ＞０ 従つて、トランジスタ４のベース電圧が上昇
し、コレクタ・ベース間抵抗が減つて直流電源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つてコイル
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、ロ図はイ図のコイル電
流Ｉの増加によつて第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。図によつ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
一定になつている。

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
トランスであつても差支えない。

（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NMR−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、１１……制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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常電導磁石
   用電源。