JPH0438931A

JPH0438931A - 核磁気共鳴装置

Info

Publication number: JPH0438931A
Application number: JP2146834A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kadokawa; 滋角川; Kunishige Kuroda; 黒田　邦茂; Ryukichi Takahashi; 高橋　龍吉
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-06-05
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1992-02-10

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、核磁気共鳴装置に係り、特に、超電導コイル
と傾斜磁場コイルとを用いてＭＲイメージングを行なう
核磁気共鳴装置に関する。

〔従来の技術〕

核磁気共鳴装置には、核磁気共鳴現象と画像処理技術と
を組み合わせて、いわゆるＭＲイメージングを行なうＭ
Ｒイメージング装置がある。このＭＲイメージング装置
は、例えば、生体等の画像診断に用いられる。

ＭＲイメージング装置は、その概略を第２図に示すよう
に、主コイル１と、その内側に配置される高周波コイル
２および傾斜磁場コイル３とを有する核磁気共鳴装置と
、図示しない画像処理システムとを備えている。

主コイル１は、コイル中心で均一な静磁場（図ではＺ軸
方向）を発生し、被検体の原子核の磁気モーメントを２
軸方向に揃える。この主コイル１は、測定空間に均一な
静磁場を発生するため、超電導コイルが用いられる。従
って、核磁気共鳴装置は１図示していないが、この超電
導コイルを収納する液体ヘリウム槽と、この液体ヘリウ
ム槽を包囲する熱シールド板と、これらを収容する真空
の容器を有するクライオスタットとを、さらに備えてい
る。

高周波コイル２は、静磁場と直交する高周波電磁場を被
検体に照射し、核磁気共鳴現象を起こさせると共に、核
磁気共鳴信号を受信する。

傾斜磁場コイル３は、ＭＲイメージング装置では、核磁
気共鳴信号の空間位置を同定するために、Ｘｐ’／ｌＺ
の３方向に磁場の２成分の傾斜を作るように、３ｘ、３
ｙ、３ｚの三組取り付けられている。なお、第２図では
、図面の表記を複雑化させないようにするため、Ｘ傾斜
磁場コイル３ｘおよび２傾斜磁場コイル３ｚを示し、ｙ
傾斜磁場コイル３ｙの図示を省略しである。

傾斜磁場コイル３は、パルス的に励磁されるため、その
変動磁場により、クライオスタットの容器壁面や、内部
に収納される熱シールド板等に渦電流が誘起される。こ
の渦電流により磁場が発生する。この磁場は、主コイル
１が作る均一な磁場と傾斜磁場コイル３が作る磁場を、
空間的、時間的に乱し、画像劣化の原因となる。また、
渦電流によるジュール発熱は、熱シールド板の温度上昇
をもたらす。

アクティブシールドコイルは、この問題を解決するもの
である。第３図に、Ｘ傾斜磁場コイル４とＸ傾斜磁場用
アクティブシールドコイル５とを、第４図は、２傾斜磁
場コイル６と２傾斜磁場用アクテイブシールドコイル７
とを、それぞれ概念的に示す。

各アクティブシールドコイルは、第２図に示す主コイル
１および傾斜磁場コイル３と同心で、傾斜磁場コイル３
より半径の大きな円筒上に適切な形状を持って巻かれて
構成される。そして、アクティブシールドコイルは、傾
斜磁場コイル３と逆向きに電流が流される。これにより
、アクティブシールドコイルの外側で傾斜磁場コイル３
による磁場を打消し、熱シールド板等に渦電流が発生す
ることを防ぐ。一方、アクティブシールドコイルは、傾
斜磁場コイル３の内部では必要な傾斜磁場をあまり弱め
ないことも、その条件として要求される。

なお、この種のアクティブシールドコイルに関連する技
術としては、例えば、特開昭６２−１４３０１２号公報
、Ｕ　Ｓ　Ｐ４，７３３，１８９号の特許明細書に記載
されるものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

このようなアクティブシールドコイルを有する従来のＭ
Ｒイメージング装置は、次のような構成となる。すなわ
ち、コイル中心に、人体等の被検体が存在すべき部分が
ある。次に、半径の大きくなる順に、高周波コイル、傾
斜磁場コイル、アクティブシールドコイル、真空槽内周
壁、８０に熱シールド板、２０に熱シールド板、液体ヘ
リウム槽、超電導フィルがある。

高周波コイルおよび傾斜磁場コイルは、被検体である人
体の大きさでほぼ決定される。一方、アクティブシール
ドコイルは、傾斜磁場コイルの内側でも傾斜磁場コイル
と逆向きの磁場を発生するが、この磁場はアクティブシ
ールドコイルと傾斜磁場コイルの距離を離すほど小さく
なる。従って傾斜磁場の発生効率を上げるためには、ア
クティブシールドコイルと傾斜磁場コイルの距離を離す
必要がある。

ところが、アクティブシールドコイルと傾斜磁場コイル
の距離を離すには、被検体の大きさとの関係から、アク
ティブシールドコイルが設けられる円筒の半径を大きく
することになり、これに伴って、真空槽内周壁の半径を
その分大きくする必要がある。この場合、真空槽内周壁
と各熱シールド板相互の間隔は、極端に狭くはできない
ため、必然的に超電導コイル（主コイル）が大型になる
。

超電導コイルが大型化すると、それを収納するヘリウム
槽を大きくせざるを得ない。これに伴って、ヘリウム槽
内に供給されるべき液体ヘリウムの量が増大すると共に
、放熱面積の増加によるヘリウムの消費量が増えるとい
う問題がある。さらに。

ヘリウム槽を収容するクライオスタットの容積および外
径が大きくなるため、装置全体が大型化するという問題
がある。

このように、従来のＭＲイメージング装置は、超電導コ
イルを小型にすると、アクティブシールドコイルと傾斜
磁場コイルの距離が近くなって傾斜磁場の発生効率が下
がるという問題があるため、小型化することが困難であ
った。敢えて、小型化する場合には、渦電流による多少
の画像の乱れを承知の上で、アクティブシールドコイル
の装着を省略する事により、装置を構成していた。

本発明の目的は、アクティブシールドコイルを組み込ん
で画像の乱れの発生を抑え、しかも、傾斜磁場発生の効
率を下げることなく装置を小型化できる核磁気共鳴装置
を提供することにある。

〔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は、測定空間を形成す
る常温空間と、この常温空間を囲む内周壁とその外側の
外周壁とで囲まれる空間に設けられる収納部とを有する
容器を備え、該収納部に、超電導コイルと、これを包囲
して熱遮蔽する少なくとも１の熱シールド板と、アクテ
ィブシールドコイルとを収容し、上記常温空間に、測定
空間を囲む高周波コイルおよび傾斜磁場コイルを収容し
て構成されることを特徴とする。

上記超電導コイルは、その超電導現象作用が起きる温度
に保持されるように構成される。例えば、液体ヘリウム
、液体窒素等の冷媒により冷却されるべく、それらの冷
媒を満たした冷媒槽に収納される。熱シールド板は、こ
の冷媒槽と共に、超電導コイルを包囲して、熱遮蔽を行
なう。

上記熱シールド板の一つの態様として、好ましくは、超
電導コイルを包囲する第１の熱シールド板と、該第１の
熱シールド板を包囲する第２に熱シールド板とを備える
。この場合、上記アクティブシールドコイルは、容器の
内周壁と第２の熱シールド板との間に設けられることが
好ましい。例えば、第１の熱シールド板としては、２０
Ｋに冷却される２０に熱シールド板が、また、第２の熱
シールド板としては、８０Ｋに冷却される８０に熱シー
ルド板が、それぞれ好ましく用いられる。

上記アクティブシールドコイルは、好ましくは。

容器の内周壁のすぐ外側に配置される。

上記容器の収納部は、好ましくは真空状態に保持されて
、断熱機能を持つように構成される。

また、本発明によれば、その一つの態様として、例えば
、測定空間に均一な静磁場を発生させる超電導コイルと
、これを包囲して熱遮蔽する少なくとも１の熱シールド
板と、測定空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル
と、被検体に核磁気共鳴を起こさせて、核磁気共鳴信号
を受信する高周波コイルと、上記熱シールド板と傾斜磁
場コイルとの間に配置されるアクティブシールドコイル
とを備え、上記アクティブシールドコイルの配置位置は
、上記測定空間の中心軸と該アクティブシールドコイル
の外側にある熱シールド板との距離を１としたとき、該
アクティブシールドコイルのコイル巻線部が上記中心軸
から０．８８〜１の範囲に位置するように設定される核
磁気共鳴装置が提供される。

また、本発明によれば、より具体的な態様として、測定
空間に均一な静磁場を発生する超電導コイルと、該超電
導コイルを収納して冷却する冷媒槽と、該冷媒槽を包囲
する少なくとも１の熱シールド板と、中央部に常温空間
、および、この常温空間を囲む部分に前記冷媒槽および
熱シールド板を収容する収納部を有する容器とを備え、
上記常温空間に、傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル
と、被検体に核磁気共鳴を起こさせて、核磁気共鳴信号
を受信する高周波コイルとを配置し、かつ、上記収納部
の、超電導コイルの内側空間で該超電導コイルに最も近
い位置にある熱シールド板より中心軸側の位置に、アク
ティブシールドコイルを配置することを特徴とする核磁
気共鳴装置が提供される。

さらに、本発明によれば、超電導コイルを用いて静磁場
を形成する核磁気共鳴装置であって、上記超電導コイル
を包囲して熱遮蔽する少なくとも１の熱シールド板を備
え、該熱シールド板は、電気絶縁体と金属箔との積層板
で構成されることを特徴とする核磁気共鳴装置が提供さ
れる。

本発明によれば、その一応用例として、保冷機能を有す
る容器内に収容されて、測定空間に均一な静磁場を発生
させる超電導コイルと、測定空間に傾斜磁場を発生させ
る傾斜磁場コイルと、被検体に核磁気共鳴を起こさせて
、核磁気共鳴信号を受信する高周波コイルとを有する核
磁気共鳴装置と、検出される核磁気共鳴信号について、
画像処理を行なってイメージ呂カする画像処理システム
とを備え、上記核磁気共鳴装置は、上記容器内に、アク
ティブシールドコイルを設けて構成されるＭＲイメージ
ング装置が提供される。また、他の例として、このＭＲ
イメージング装置と、被検体を測定空間の軸方向に搬送
する搬送手段とを備えて構成される診断装置が提供され
る。

この他に、測定空間に均一な静磁場を発生させる超電導
コイルと、測定空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コ
イルと、その内側で、被検体に核磁気共鳴を起こさせて
、核磁気共鳴信号を受信する高周波コイルと、上記超電
導コイルと傾斜磁場コイルとの間に配置されるアクティ
ブシールドコイルとを備え、かつ、上記アクティブシー
ルドコイルを冷却する冷却手段を設は核磁気共鳴装置が
提供される。

〔作用〕

アクティブシールドコイルを超電導コイルを収容する容
器内に設置することにより、核磁気共鳴装置の構成を、
例えば、半径の大きくなる順に。

傾斜磁場コイル、容器の内周壁、アクティブシールドコ
イル、熱シールド板（８０に熱シールド板、２０に熱シ
ールド板）とすることができる。従って、傾斜磁場コイ
ル、アクティブシールドコイル、容器内周壁、熱シール
ド板（８０に熱シールド板、２０に熱シールド板）とい
う従来の構成に比べ、アクティブシールドコイルと傾斜
磁場コイルの距離が離れるので、傾斜磁場の発生効率が
上がる。

また、アクティブシールドコイルと傾斜磁場コイルの距
離を離すための空間に、容器の内周壁を位置させること
により、無駄な空間をなくして、超電導コイルの大型化
を避けることができる。

本発明では、アクティブシールドコイルを組み込んでい
るので、傾斜磁場の変動に伴う熱シールド板に誘起され
る渦電流の発生が抑制される。このため、渦電流による
静磁場と傾斜磁場への悪影響が抑えられ、画像の乱れの
発生を防止できる。

なお、アクティブシールドコイルを低温に冷却すればコ
イル導体の抵抗が下がるので、励磁電流が小さくてよい
ため、励磁用電源の負担を低減できる。

（以下余白）〔実施例〕以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明による核磁気共鳴装置の一実施例の構成
を模式的に示す。

本実施例の核磁気共鳴装置は、第１図に示すように、主
コイル１およびこれを収納する液体ヘリウム槽８と、第
１の熱シールド板である２０に熱シールド板１１および
第２の熱シールド板である８０に熱シールド板ＩＱと、
アクティブシールドコイル１２と、これらを収容する収
納部９ｃおよび中央部に常温空間９ａを有する容器９と
、この容器９の常温空間９ａ内部に配置される傾斜磁場
コイル３および高周波コイル２とを備えて構成される。

主コイル１は、超電導コイルからなり、コイル中心付近
に、第２図に示すように、Ｚ軸方向に、均一な静磁場を
発生する。液体ヘリウム槽８は、主コイル１を収納し、
冷媒として液体ヘリウムを用いて、該主コイル１を４．
２Ｋに冷却保持する。

主コイル１は、この状態で、電流が流されており、永久
電流による超電導マグネットを実現する。また、この液
体ヘリウム槽８には、図示しない液体ヘリウム貯蔵槽か
ら液体ヘリウムを補給することができる。

容器９は、クライオスタットを構成し、収納部９ｃの内
部は、真空状態にしである。これにより、内部に収容さ
れる主コイル１等を断熱する。この容器９は１例えば、
ステンレススチールにより製作される。収納部９ｃの一
部には、液体ヘリウム槽８．２０に熱シールド板１１お
よび８０に熱シールド板１０の外部接続部９ｄが設けら
れている。

また、アクティブシールドコイル１２の通電用接続部（
図示せず）が設けられている。

また、この容器９の中央部には、常温空間９ａが設けら
れている。この常温空間９ａは、その内側に、傾斜磁場
コイル３および高周波コイル２が配置される。また、高
周波コイル２の内側には、被検体が配置される空間が確
保される。従って、容器９は、その常温空間９ａの大き
さが、被検体を配置すべき空間、この空間を囲む高周波
コイル２、さらに、この高周波コイル２の外側に配置さ
れる傾斜磁場コイル３を収容するに必要な空間を確保す
べく規定される。

熱シールド板１ｏ、１１は、通常、熱伝導率の大きい金
属、例えば、銅により製作される。そして、これらは、
それぞれ図示しない冷凍機と熱的に接続され、各々８０
に、２０Ｋに冷却される。

前者は、容器９（約３００Ｋ）からの輻射熱を遮蔽し、
後者は、８０に熱シールド板１０からの輻射熱を遮蔽す
る。

傾斜磁場コイル３は、断層像を撮るために必要な傾斜磁
場を主コイル１の中心付近に発生するものである。傾斜
磁場コイル３は、第１図では図示していないが、主コイ
ル１の軸を２軸としたとき、Ｘ傾斜磁場コイル、Ｘ傾斜
磁場コイル、２傾斜磁場コイルの三組が設けられる。な
お、第２図に、このうち、Ｘ傾斜磁場コイル３ｘおよび
２傾斜磁場コイル３ｚを示す。この傾斜磁場コイル３は
、それぞれ、図示しない励磁回路に接続され、パルス電
流により励磁される。

高周波コイル２は、被検体に高周波電磁場を照射する送
信コイルと、被検体からの核磁気共鳴信号を受信する受
信コイルとを兼ねている。この高周波コイル２は、第１
図では図示していないが、例えば、後述する第１２図に
示すように、発振器と、画像処理システムとに接続され
る。この高周波コイル２は、送信コイルとして機能する
場合、発振器により励振される。また、この高周波コイ
ル２は、受信コイルとして機能する場合、検出された核
磁気共鳴信号が、画像処理システムにより、増幅、検波
、演算処理等が行なわれ、結果が記録されると共に、画
像データとして、図示しないデイスプレィに表示される
。また、必要に応じて、画像が印刷出力される。

アクティブシールドコイル１２は、上記収納部９Ｃ内の
、主コイルの内側空間で該主コイル１に最も近い位置に
ある２０に熱シールド板１１より内側の位置、すなわち
１本実施例では、８０に熱シールド板１０と容器９の常
温空間９ａ壁面（以下、単に容器内周壁という。）９ｂ
間に設置される。

また、アクティブシールドコイル１２は、図示しない励
磁回路に接続されたり、傾斜磁場コイルと同一の励磁回
路に傾斜磁場コイルと直列又は並列に接続され、パルス
電流により励磁される。この励磁は、傾斜磁場コイル３
による渦電流を打ち消すように、逆向きの磁場を発生さ
せる電流を供給することにより行なわれる。原理的には
、例えば、傾斜磁場コイルと相似のコイルに、同一の大
きさのパルス電流が逆極性で供給され、励磁される。

このアクティブシールドコイル１２を設置する位置は、
種々考えられる。例えば、８０に熱シールド板１ｏと２
０に熱シールド板１１との間が考えられる。この場合、
２０に熱シールド板１１上で磁場をＯにするアクティブ
シールドコイルの範囲および電流の解は存在する。その
場合は、８０に熱シールド板１０には、渦電流が発生し
にくい材料を用いればよい。

本発明を限定するものではないが、本実施例および以下
の実施例では、アクティブシールドコイル１２は、８０
に熱シールド板１０と容器９の間に設置される。

また、アクティブシールドコイル１２は、核磁気共鳴装
置の中心軸０と８０に熱シールド板１０との間の距離を
１．０とすると、中心軸○から０゜８８〜１．０の範囲
に、そのコイル巻線部が位置するように配置されること
が好ましい。具体的には、本実施例では、中心軸Ｏから
０．９の位置に配置されている。

アクティブシールドコイル１２の形状は、測定空間にお
ける傾斜磁場への影響が少なくて、しかも、８０に熱シ
ールド板１０での渦電流の発生を効果的に抑えることが
できる巻線パターンであればよい。従って、その形状は
、特に限定されるものではなく、従来から用いられてい
る巻線パターンのものを用いることができる。例えば、
第３図、第４図に示すように、傾斜磁場コイルと相似の
形状とすることができる。

次に、本実施例の作用について説明する。

このように構成される核磁気共鳴装置は、主コイル１の
超電導による永久電流により、容器９の常温空間９ａ内
の測定空間に静磁場を形成している。また、８０に熱シ
ールド板１ｏおよび２０に熱シールド板１１は、それぞ
れ冷凍機により冷却され、それぞれが受けた輻射熱が除
去される。これにより、液体ヘリウム槽８への熱輻射を
減少させ、液体ヘリウムの損失を少なくしている。

この状態で、まず、被検体を、測定空間に配置する。そ
して、傾斜磁場コイル３に、パルス電流を供給して、磁
場の２成分の傾斜ｘ、ｙ、ｚの３方向に発生させる。ま
た、高周波コイル２に高周波励振電流を供給して、高周
波電磁界を測定空間内の被検体に印加する。

これにより、被検体を構成する原子核に核磁気共鳴現象
を起こさせる。これは、高周波コイル２により、固有の
核磁気共鳴信号として検出され、図示しない画像処理シ
ステムに送られ、処理される。

撮像のため傾斜磁場コイル３をパルス的に励磁すると、
８０に熱シールド板１０や、２０に熱シールド板１１．
特に、８０に熱シールド板１ｏに、渦電流が発生する。

これに対して、本実施例では、傾斜磁場コイル３をパル
ス的に励磁する際、同時に、アクティブシールドコイル
１２についても励磁を行なう。このため、傾斜磁場コイ
ル３をパルス的に励磁することにより生ずる磁場の影響
が、このアクティブシールドコイル１２により発生され
る磁場により抑えられるため、８０に熱シールド板１０
や、２０に熱シールド板１１における渦電流の発生が抑
制される。

本実施例によれば、その断面構造から明らかなように、
主コイル１．２０に熱シールド板１１．８０に熱シール
ド板１ｏ、アクティブシールドコイル１２、容器９の内
周壁９ｂ、傾斜磁場コイル３および高周波コイル２が、
この順に外側から内側に向かって、同軸円筒状に配置さ
れる。アクティブシールドコイル１２と傾斜磁場コイル
３とは、その間に、容器９の内周壁９ｂが存在するため
、離れて位置する。このため、アクティブシールドコイ
ル１２により発生される磁場の撮像領域（測定空間）に
対する影響が少ないので、撮像領域での必要な傾斜磁場
の発生効率が向上する。

また、アクティブシールドコイルを、容器９の内周壁９
ｂより内側、すなわち、常温空間９ａ内に置く場合には
、上記と同様の撮像領域での必要な傾斜磁場の発生効率
を得ようとすると、常温空間９ａ内で、アクティブシー
ルドコイル１２と傾斜磁場コイル３との間隔を離す必要
がある。このため、常温空間９ａの内径が大きくなり、
これに伴って、外側にある主コイル１はもちろん、容器
９の形状も大きくならざるを得ない。これに比べ、本実
施例は１間隔をとる必要のあるアクティブシールドコイ
ル１２と傾斜磁場コイル３との間に。

容器内周壁９ｂを位置させているので、その分。

容器９の小型化が図れる。

従って、本実施例によれば、主コイル１を構成する超電
導コイルが小型化される。これに伴って、受熱面積が小
さくなり、液体ヘリウムの消費量を減少できる。また、
装置自体の大きさが小型化できると共に、重量も減少す
ることができる。さらに、超電導コイルが小型化できる
ことにより、高価な超電導材料の使用量が少なくて済み
、主コイル１を安価に製作することができる。

また、本実施例では、後述の理由で中心軸○から０．８
８〜１．０の範囲に、アクティブシールドコイル１２の
コイル巻線部が位置するように配置されている。この位
置に設定しているのは、本発明者の研究によって得られ
た新たな知見、すなわち、核磁気共鳴装置の中心軸Ｏか
ら８０に熱シールド板１０までの距離を１．０としたと
き、中心軸Ｏから０．８８〜１．０の範囲において、ア
クティブシールドコイルが最も有効に作用するという新
たな知見に基づくものである。これについて、第５図を
参照して説明する。

第５図に、２傾斜磁場用アクテイブシールドコイルにつ
いて検討した結果を示す。同図は、２傾斜磁場コイルに
一定の電流を流す場合に、アクティブシールドコイルの
半径を種々に設定したとき、それぞれについて、熱シー
ルド板の位置における磁場が０になるアクティブシール
ドコイルの励磁電流値と、その時の撮像領域中心での磁
場勾配の値を示すものである。ここで、アクティブシー
ルドコイルの半径の値は、熱シールド板の、核磁気共鳴
装置中心軸からの距離を１に規格化して表しである。

この図から、アクティブシールドコイルの半径が０．８
８〜１．０のとき、アクティブシールドコイルの電流値
が小さく、かつ、撮像に必要な傾斜磁場はあまり低下し
ないことがわかる。従って、この範囲に、アクティブシ
ールドコイルのコイル巻線部を位置させることが好まし
い。

なお、この位置関係は、アクティブシールドコイル１２
と傾斜磁場コイル３との間に容器内周壁９ｂが位置する
か否かには影響されない。従って、アクティブシールド
コイルを容器９内に収容しない場合でも、アクティブシ
ールドコイルの半径を０．８８〜１．０とすることは、
撮像領域での必要な傾斜磁場の発生効率の向上に有効で
ある。

次に、本発明の核磁気共鳴装置の他の実施例について、
第６図を参照して説明する。

本実施例は、第６図に示すように、主コイル１および超
電導シムコイル２０と、これらを収納する液体ヘリウム
槽８と、第１の熱シールド板である２０に熱シールド板
１１および第２の熱シールド板である８０に熱シールド
板１０と、アクティブシールドコイル１２と、これらを
収容する収納部９ｃおよび中央部に常温空間９ａを有す
る容器９と、この容器９の常温空間９ａ内部に配置され
る傾斜磁場コイル３および高周波コイル２とを備えて構
成される。

本実施例は、超電導シムコイル２０を有するほかは、上
記第１図に示す実施例と同様に構成され、また、同様に
作用する。従って、ここでは、相違点を中心として説明
する。

超電導シムコイル２０は、主コイル１の外側に置かれ、
主コイル１を構成する超電導コイルが発生する静磁場を
均一に補正する。超電導シムコイル２０とアクティブシ
ールドコイル１２との間には相互作用がないので１本実
施例のように、超電導コイル２０を設置しても、アクテ
ィブシールドコイル１２は、有効に作用する。

なお、本実施例では、超電導シムコイル２０を用いたが
、常電導のシムコイルを用いて静磁場の補正を行なう構
成としてもよい。また、磁性体片により静磁場の補正を
行なう構成としてもよい。

これらの場合でも、それらの設置場所によらず、同様に
、アクティブシールドコイルは有効に作用する。

ここでは、説明を繰り返さないが、本実施例によっても
、上記第１図に示す実施例において述べた効果を得るこ
とができる。

上記各実施例に用いられているアクティブシールドコイ
ル１２は、これを冷却することにより、その導体の抵抗
を小さくでき、これにともなって、コイルの線材寸法を
小さくすることができる。これは、適当な冷却手段を設
けることにより実現できる。例えば、８０に熱シールド
板１ｏや２０に熱シールド板１１、または、別系統の冷
媒にて、該アクティブシールドコイル１２が除熱される
ように構成すればよい。

第７図から第１０図は、本発明によるアクティブシール
ドコイルに冷却手段を設けた実施例を示す。

第７図の実施例は、８０に熱シールド板１０と、アクテ
ィブシールドコイル１２とを、熱接触体１３を用いて、
熱シールド板に電流が流れ込まないように、−点で連結
して、冷却する構成としである。これによれば、アクテ
ィブシールドコイル１２は、８０に熱シールド板１０に
接続される図示しない冷凍機により、熱シールド板を介
して冷却される。

第８図に示す実施例は、冷凍機１４からの８０に冷却チ
ャンネル１５を二つに分け、８０に熱シールド板１０と
アクティブシールドコイル１２を独立に冷却する構成と
しである。本実施例によれば、アクティブシールドコイ
ル１２を、８０に熱シールド板１０を介さずに冷却でき
る。

第９図に示す実施例は、アクティブシールドコイル１２
を銅管によって構成し、巻き枠１６に取り付け、銅管中
に液体窒素やガスヘリウムなどの冷媒を流し、冷却する
構成としである。

第１０図に示す実施例は、液体窒素やガスヘリウムなど
の冷媒の流れる銅管１７を、容器９とアクティブシール
ドコイル１２との間に設置した巻き枠１６に取り付け、
アクティブシールドコイル１２と銅管１７とを、熱接触
体】２３を用いて、銅管１７に電流が流れ込まないよう
に一点で連結して、冷却する構成としである。

以上４つの実施例によれば、アクティブシールドコイル
を励磁したときに発生するジュール発熱を除熱して、容
器内部を低温に保持することができる。また、アクティ
ブシールドコイルを低温に冷却するようにすれば５コイ
ル導体の抵抗が下がるので、励磁用電源の負担を低減で
きる。

次に１本発明に用いられる熱シールド板の他の実施例に
ついて、第１１図を参照して説明する。

第１１図は、本実施例の構造を部分的に示す。

本実施例は、８０に熱シールド板を、絶縁体１８と金属
箔１９の積層板として構成さＬるものである。また、こ
の積層板には、アクティブシールドコイル１２を巻き付
けである。

金属箔１９の厚さは、金属箔１９の電気伝導率と傾斜磁
場の立ち上げ時間とによって決まる表皮効果の厚さより
薄くし、また、図示しない冷凍機に接続して、８０Ｋに
冷却されるようになっている。

本実施例によれば、熱シールド板とアクティブシールド
コイルをＭｉＵながら熱伝導によってアクティブシール
ドコイルを間接的に冷却できる。

また、金属箔の厚さを上記のように薄くすることにより
、傾斜磁場コイルとアクティブシールドコイルが発生す
る変動磁場は、金属箔をほとんど減衰せずに突き抜け、
金属箔に発生する渦電流は無視できる。このため、２０
に熱シールド板に渦電流が誘起されることになる。そこ
で１本実施例では、アクティブシールドコイルは、２０
に熱シールド板を傾斜磁場コイルから磁気シールドする
ように設定される。

また、本実施例によれば、アクティブシールドコイルと
８０に熱シールド板とを一体化することができ、これに
より装置全体を小型化することができる。

上記各実施例では、液体ヘリウムにより冷却される超電
導コイルを用いているが、本発明は、これに限られるも
のではない。例えば、液体窒素を冷媒として冷却される
超電導コイルを用いるものであってもよい。

また、上記各実施例では、２０に熱シールド板および８
０に熱シールド板を用いているが、これらの温度は、２
０Ｋ、８０Ｋに限定されるものではない。さらに、熱シ
ールド板は、第１または第２のシールド板の２枚に限ら
れず、１枚または３枚以上であってもよい。

上記各実施例の核磁気共鳴装置は、上述したように小型
化することができる。従って、人体の診断に用いる装置
の場合、装置の断面が、例えば、１．８ｍＸ１．８ｍの
面内に収まるように構成することができる。この結果、
病院等の診察室への搬入が容易になると共に、室内でも
、装置が占める容積が小さくなる。もちろん、小型化に
よって。

装置の総重量も軽くなり、重量制限等による設置場所に
対する制約も少なくなる。

なお、上記各実施例において、常温空間には、被検体を
加熱または冷却する手段を設けてもよい。

次に、本発明の核磁気共鳴装置を用いて構成されるＭＲ
イメージング装置の一実施例について、第１２図を参照
して説明する。

本実施例のＭＲイメージング装置は、上記した実施例と
同様の核磁気共鳴装置１００と、該核磁気共鳴装置の高
周波コイル２を励振する発振器３００と、高周波コイル
２により検出された核磁気共鳴信号に基づいて、画像処
理を行なう画像処理システム２００とを備えて構成され
る。なお、これに、患者等の被検体を、主コイルの軸方
向に搬送する搬送手段（図示せず）を付加することによ
り、診断装置を構成することができる。

上記画像処理システム２００は、核磁気共鳴信号を増幅
する増幅器２０１と、検波する検波器２０２と、検波さ
れた信号について、波形整形、サンプルホールド、アナ
ログ／ディジタル変換等の処理を行なう信号処理部２０
３と、上記処理されたディジタル信号に基づいて演算処
理を行なし）、画像竿−夕を生成する演算処理部２０４
と、ディジタルデータ、画像データ等を記憶保持する記
憶装置２０５と、画像データを表示するＣＲＴ等のデイ
スプレィ（カラーデイスプレィが好ましシ１）２０６と
、画像データ等を印刷出力するプリンタ２０７とを備え
ている。

このように構成されるＭＲイメージング装置により、被
検体から核磁気共鳴信号を検出して、その断溜像を得る
ことができる。この場合、上記した本発明の核磁気共鳴
装置を用いているので、アクティブシールドコイルの作
用によって、静磁場および傾斜磁場の乱れが抑えられ、
乱れのない高精度の画像が得られる。

また、既に述べたように、核磁気共鳴装置を小型化でき
るため、これを用いるＭＲイメージング装置も小型に構
成することができる。

〔発明の効果〕本発明によれば、アクティブシールドコイルを組み込む
ことにより、画像の乱れの発生を抑え、また、アクティ
ブシールドコイルを傾斜磁場コイルとの距離を離して配
置でき、傾斜磁場発生の効率を上げることができ、しか
も、装置の小型化も実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の核磁気共鳴装置の一実施例の構成を模
式的に示す断面図、第２図は核磁気共鳴装置の構成を概
念的に示す斜視図、第３図および第４図はアクティブシ
ールドコイルの構成を概念的に示す斜視図、第５図は２
傾斜磁場用アクテイブシールドコイルの半径の最適な範
囲を示すグラフ、第６図は本発明の核磁気共鳴装置の他
の実施例の構成を模式的に示す断面図、第７図から第１
０図は本発明におけるアクティブシールドコイルの冷却
方式の実施例であり、第７図は８０に熱シールド板と熱
接触させて冷却する実施例を部分的に示す断面図、第８
図は冷凍機からの８０に冷却チャンネルを２系統に分け
て８０に熱シールド板とアクティブシールドコイルを独
立に冷却する実施例を部分的に示す断面図、第９図はア
クティブシールドコイルを冷媒を流して冷却する実施例
を部分的に示す斜視図、第１ｏ図は冷媒の流れる鋼管と
熱接触させて冷却する実施例を部分的に示す断面図、第
１１図は熱シールド板の他の実施例を部分的に示す斜視
図、第１２図は本発明の核磁気共鳴装置を用いて構成さ
れるＭＲイメージング装置の一実施例を示すブロックで
ある。１７・・・銅管、１８・・・絶縁体、１９・・・金属箔
、２０・・・超電導シムコイル、１００・・・核磁気共
鳴装置、２００・・・画像処理システム、３００・・・
発振器。出願人　株式会社　日　立　製　作　所代理人　弁理士
　富　１）和　子１・・・主コイル（超電導コイル）、２・・・高周波コ
イル、３　（３ｘ、３ｚ）・・・傾斜磁場コイル、４・
・・Ｘ傾斜磁場コイル、５・・・Ｘ傾斜磁場用アクティ
ブシールドコイル、６・・・２傾斜磁場コイル、７・・
・２傾斜磁場用アクテイブシールドコイル、８・・・液
体ヘリウム槽、９・・・容器、１０・・・８０に熱シー
ルド板、１１・・・２０に熱シールド板、１２・・・ア
クティブシールドコイル、１３・・熱接触体、１４・・
・冷凍機、１５・・・８０に冷却チャンネル、１６・・
・巻き枠、第１図第３図第２図第４図第７図

Claims

【特許請求の範囲】１、測定空間を形成する常温空間と、この常温空間を囲
む内周壁とその外側の外周壁とで囲まれる空間に設けら
れる収納部とを有する容器を備え、該容器の収納部に、
超電導コイルと、これを包囲して熱遮蔽する少なくとも
１の熱シールド板と、アクティブシールドコイルとを収
容し、上記常温空間に、測定空間を囲む高周波コイルお
よび傾斜磁場コイルを収容して構成されることを特徴と
する核磁気共鳴装置。２、上記アクティブシールドコイルは、容器の内周壁の
すぐ外側に配置されることを特徴とする請求項１記載の
核磁気共鳴装置。３、上記熱シールド板として、超電導コイルを包囲する
第１の熱シールド板と、該第１の熱シールド板を包囲す
る第２に熱シールド板とを備え、上記アクティブシール
ドコイルは、容器の内周壁と第２の熱シールド板との間
に設けられることを特徴とする請求項１記載の核磁気共
鳴装置。４、測定空間に均一な静磁場を発生させる超電導コイル
と、これを包囲して熱遮蔽する少なくとも１の熱シール
ド板と、測定空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイ
ルと、被検体に核磁気共鳴を起こさせて、核磁気共鳴信
号を受信する高周波コイルと、上記熱シールド板と傾斜
磁場コイルとの間に配置されるアクティブシールドコイ
ルとを備え、上記アクティブシールドコイルの配置位置は、上記測定
空間の中心軸と該アクティブシールドコイルの外側にあ
る熱シールド板との距離を１としたとき、該アクティブ
シールドコイルのコイル巻線部が上記中心軸から０．８
８〜１の範囲に位置するように設定されることを特徴と
する核磁気共鳴装置。５、測定空間に均一な静磁場を発生する超電導コイルと
、該超電導コイルを収納して冷却する冷媒槽と、該冷媒
槽を包囲する少なくとも１の熱シールド板と、中央部に
常温空間、および、この常温空間を囲む部分に前記冷媒
槽および熱シールド板を収容する収納部を有する容器と
を備え、上記常温空間に、傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル
と、被検体に核磁気共鳴を起こさせて、核磁気共鳴信号
を受信する高周波コイルとを配置し、かつ、上記収納部内の、超電導コイルの内側空間で該超
電導コイルに最も近い位置にある熱シールド板より中心
軸側の位置に、アクティブシールドコイルを配置するこ
とを特徴とする核磁気共鳴装置。６、上記アクティブシールドコイルの配置位置が、上記
容器中心軸と該アクティブシールドコイルの外側にある
熱シールド板との距離を１としたとき、該アクティブシ
ールドコイルのコイル巻線部の位置が上記容器中心軸か
ら０．８８〜１の範囲となるように設定される請求項１
、２、３または５記載の核磁気共鳴装置。７、前記アクティブシールドコイルを冷却する冷却手段
を設けた請求項１、２、３、４、５または６記載の核磁
気共鳴装置。８、上記冷却手段が、上記アクティブシールドコイルを
熱シールド板に熱接触させて冷却するものである請求項
７記載の核磁気共鳴装置。９、上記冷却手段が、上記アクティブシールドコイルを
、冷凍機を用いて冷却するものである請求項７記載の核
磁気共鳴装置。１０、上記冷却手段が、上記アクティブシールドコイル
を導電性のパイプで形成し、該パイプに冷媒を流すこと
によって冷却するものである請求項７記載の核磁気共鳴
装置。１１、上記冷却手段が、冷媒の流れるパイプを配置し、
このパイプに、上記アクティブシールドコイルを熱接触
させて冷却するものである請求項７記載の核磁気共鳴装
置。１２、超電導コイルを用いて静磁場を形成する核磁気共
鳴装置であって、上記超電導コイルを包囲して熱遮蔽す
る少なくとも１の熱シールド板を備え、該熱シールド板
は、電気絶縁体と金属箔との積層板で構成されることを
特徴とする核磁気共鳴装置。１３、アクティブシールドコイルを備え、該アクティブ
シールドコイルは、上記熱シールド板上に直接巻き付け
て設けられる請求項１２記載の核磁気共鳴装置。１４、超電導コイルが発生する静磁場を補正する超電導
シムコイルを備えた請求項１、２、３、４、５、６、７
、８、９、１０、１１、１２または１３記載の核磁気共
鳴装置。１５、保冷機能を有する容器内に収容されて、測定空間
に均一な静磁場を発生させる超電導コイルと、測定空間
に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルと、被検体に核
磁気共鳴を起こさせて、核磁気共鳴信号を受信する高周
波コイルとを有する核磁気共鳴装置と、検出される核磁
気共鳴信号について、画像処理を行なってイメージ出力
する画像処理システムとを備え、上記核磁気共鳴装置は
、上記容器内に、アクティブシールドコイルを設けて構
成されることを特徴とするＭＲイメージング装置。１６、請求項１５記載のＭＲイメージング装置と、被検
体を測定空間の軸方向に搬送する搬送手段とを備えるこ
とを特徴とする診断装置。１７、測定空間に均一な静磁場を発生させる超電導コイ
ルと、測定空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル
と、その内側で、被検体に核磁気共鳴を起こさせて、核
磁気共鳴信号を受信する高周波コイルと、上記超電導コ
イルと傾斜磁場コイルとの間に配置されるアクティブシ
ールドコイルとを備え、かつ、上記アクティブシールド
コイルを冷却する冷却手段を設けることを特徴とする核
磁気共鳴装置。