JPH0464338A - 磁気共鳴イメージング装置用磁石 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、磁気共鳴（Ｍ　Ｒ：　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒ
ｅ５ｏｎａｎｃｅ）現象を利用して生体である被検体の
特定の断面における特定原子核スピンの密度分布に基づ
くいわゆるコンピュータ断層（ＣＴ　：　Ｃｏｍｐｕｔ
ｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）によりＣＴ像（Ｃｏｍｐｕ
ｔｅｄ　Ｔｏｍｏｇｒａｍ）として画像化（Ｉ　ｍａｇ
ｉＢ）する磁気共鳴イメージング装置用の磁石に関する
。

（従来の技術） 従来の磁気共鳴イメージング装置用磁石については例え
ば特開昭６１−２５２６１３　ｒ　Ｍ　Ｒ磁石の遮蔽体
」に詳述されているので、ここでは第２図を用いて簡略
に説明する。

第２図において、鉄ヨーク磁気シールド１は、静磁界磁
石２の周囲を取りかこむ円筒形殻体３とこの円筒形殻体
の両端に取付けられた２つの円板形端蓋４と脚部５とか
ら構成されている。鉄ヨーり磁気シールド１は、電磁軟
鉄などの磁性材料で作られている。

静磁界磁石２は鉄ヨーク磁気シールド１の内部に収納さ
れており静磁界磁石の磁気中心６と円筒形殻体３の縦軸
ｍｌ！７とが同軸になるように配置されている。

次に、上記のように構成された鉄ヨーク磁気シールドの
作用効果について述べる。静磁界磁石２により図示の磁
束８が発生する。静磁界磁石の常温ボアー９を出た磁束
８は鉄などの磁性材料により作られた鉄ヨーク磁気シー
ルド１に吸収される。

鉄磁気シールドが吸収できる磁束量は磁性材料の磁気飽
和特性により制限される。吸収しきれない磁束は磁気シ
ールドの外部に漏れいわゆる漏洩磁界となる。

鉄ヨーク磁気シールドを静磁界磁石に取付けた場合、上
記の漏洩磁界が静磁界磁石単体に比較して大幅に低減さ
れる。第３図にこの状況を示す。

第３図には、５０００ガウス静磁界磁石のみの場合と鉄
ヨーク磁気シールド付の場合の５ガウス漏洩磁界分布が
示されている。この図より明らかなように鉄ヨーク磁気
シールドが取付けられると５ガウス漏洩磁界領域が半減
される。

ところで、上記のような利点を有する鉄ヨーク磁気シー
ルド型の磁石には大きな欠点がある。すな力ち、漏洩磁
界を低減させるために多量の鉄などの磁性体を使用する
ために重量が重くなると共に外形寸法が大きくなり既存
の病院建屋内に据付ける事が困難なケースが多々発生し
てくる。

そこで、発案されたのが、静磁界磁石２の真空容器と鉄
ヨーク磁気シールドとを一体化した磁性真空容器型磁石
である。この型の従来技術に関しては、例えば特開昭６
１−１５９７１４　ｒ超電導マグネット」に記載されて
いる。ここでは、第４図を用いてその概要を説明する。

第４図において、磁石２の真空容器は電磁軟鉄などの磁
性材料で構成されておりヨーク磁気シールドを兼用して
いる。今後これを磁性真空容器１０と称する。

磁性真空容器１０は磁性円筒形殻体３とこの円筒形殻体
の両端に取付けられた２つの磁性円筒形殻体４およびＦ
ＲＰ　（繊維強化プラスチック）などの非磁性材料で作
られた常温ボアー箇９Ｉより成る。

これら３つの構成部品間は、溶接あるいは真空Ｏリング
等の手段によって真空状態が容器内部で維持できる構造
になっている。

この磁性真空容器１０内の構成は従来の磁石内部構成と
同一である。すなわち、液体ヘリウムが満たされた液体
ヘリウム容器１１の内筒すなわちボビンに超電導コイル
Ｉ２が巻回されている。液体ヘリウム容器を極低温状態
に維持させるために外部からの侵入熱を遮蔽するための
２重の輻射シールド板１３が液体ヘリウム容器１１を取
り囲んでいる。

これら、液体ヘリウム容器１１、輻射シールド板１３、
磁性真空容器１０間は高真空状態であると共に多層断熱
材が充てんされており、これにより外部からの熱が遮蔽
され液体ヘリウム容器は極低温状態が維持される。

次に、上記のように構成された従来の磁性真空容器型磁
石の作用・効果について述べる。

超電導コイル１２より発生する磁束が磁性真空容器１０
により吸収され漏洩磁界が大幅に低減する作用・効果は
、先の従来技術で第２図、第３図にて説明した内容と同
一である。

磁性真空容器１０が有する利点は、磁石の真空容器と鉄
ヨーク磁気シールドを一体化したので、外形寸法が縮少
しコンパクトと成ると共に、重量が低減することである
。これにより、既存の病院建屋内への据付が容易になり
磁気共鳴イメージング装置の普及を加速することになる
。

しかしながら、このように構成された従来の磁気共鳴イ
メージング装置用磁石には次のような不具合がある。

磁気共鳴イメージング装置用磁石の本質はその磁界の高
均一性にある。

ヨーク磁気シールドを磁石に付加すると漏洩磁界は低減
するが磁束分布が乱れるために磁気シールド無しの磁石
に比べて高均一磁界達成が難かしい。

そこで、過去、高均一磁界を達成するための超電導コイ
ルとヨーク磁気シールド配置に関する研究が多々成され
て来た。

（発明が解決しようとする課題） 一般に、超電導コイルとヨーク磁気シールドを組合わせ
た状況で高均一磁界を達成するためには、 ■　コイルとヨーク磁気シールドの磁気的相互作用を小
さくするためにできるだけ離して配置する。

■　円板形端蓋の開口径ＩＩ　Ｄ　＋＋を出来るだけ拡
げる。

等が要求される。

ところで、第２図に示した磁石とヨーク磁気シールドが
分離した場合は上記の■、■条件を満たす様に超電導コ
イルとヨーク磁気シールドの配置、形状を最適化するこ
とが容易にできる。

一方、第４図に示す磁性真空容器の場合は、超電導コイ
ルと磁性真空容器の配置は磁石の熱設計より決定され、
通常は超電導コイルと磁性真空容器とは近接して配置さ
れる。

更に、円板形端蓋は真空容器の一部を成しているために
、その間口径は、必然的に常温ボアー径と同一にせざる
を慢ず、開口径を拡大することは不可能である。

以上の理由のために、第４図に示される従来の磁性真空
容器型磁石は磁界均一度が劣化するという、磁気共鳴イ
メージング装置にとって致命的欠点を有している。

そこで、本発明の目的は、従来の磁性真空容器型磁石の
もつ欠点をなくして、高均一磁界を達成しつつ、コンパ
クト化、軽量化、低漏洩磁界化し、既存の病院建屋に容
易に搬入・据付できる磁気共鳴イメージング装置用磁石
を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明による磁気共鳴イメージング装置用磁石は上記の
課題を解決しかつ目的を達成するために次のように構成
する。すなわち、第１図に示す如く、磁石２の真空容器
とヨーク磁気シールドを一体化した磁性真空容器１０は
磁性の円筒形殻体３とこの円筒形殻体の両端に取付けら
れた２つの円板形端Ｍ４およびＦＲＰなどの非磁性材料
で作られた常温ボアー筒９１より構成され、円板形端蓋
４は、中心孔を有する磁性円板１４と前記中心孔の内側
に接合された非磁性リング１５から成り、溶接等の手段
により磁性円板１４は円筒形殻体３と、非磁性リング１
５は常温ボアー筒９１と各々接合され、全体として真空
容器を形成している。

（作　用） 上記のように構成することにより、磁性真空容器のヨー
ク磁気シールドに相当する部分は円筒形殻体３と磁性円
板１４より成るので、非磁性リング１５の幅を任意に設
定することにより円板形端蓋の開口径りを実質的に拡げ
たＤｅとすることが出来ると共に、超電導コイル形状と
円筒形殻体形状に適合させて、高均一磁界を得るために
Ｄｅを任意に選ぶことができる。

従って、磁性真空容器型磁石の特徴であるコンパクトさ
を保ったままで高均一磁界を達成することができる。

（実施例） 以下本発明の磁気共鳴イメージング装置用磁石の一実施
例を第１図を参照して説明する。

（実施例の構成） 第１図は、本実施例の構成を示す図である。

真空容器の機能とヨーク磁気シールドの機能とを一体化
した磁性真空容器１０は、電磁軟鉄で作られた円筒形殻
体３とこの円筒形殻体の両端に取付けられた２つの円板
形端蓋４およびＦＲＰ製の常温ボアー筒９１より構成す
る。

円板形端蓋４は電磁軟鉄層の磁性円板１４とステンレス
鋼製の非磁性リング１５より成り、これら２つの部材は
接合部１６で溶接する。

磁性円板１４は円筒形殻体３と溶接により接合する。一
方、非磁性リングエ５はＦＲＰ製の常温ボアー筒９１と
真空Ｏリング（図示されてない）を介して接合する。

これら、各部材の溶接、○リング構造により真空容器を
形成する。磁性真空容器１０の内部構造は、従来の磁石
構成と同一である。すなわち、液体へリウムが満たされ
た液体ヘリウム容器１１の内筒すなわちボビンに超電導
コイル１２が巻回さ九ると共に、この液体ヘリウム容器
１１を極低温状態に維持するため、外部から侵入熱を遮
蔽する２重の輻射シールド板１３、多層断熱材（図示せ
ず）を配置する。

（実施例の作用） 次に、上記のように構成した本実施例の磁気共鳴イメー
ジング装置用磁石の作用を説明する。

円筒形殻体３、円板形端蓋４、および常温ボアー筒９１
より成る容器は従来通り、磁石２の真空容器として作用
する。

一方、磁気シールドに関しては、円筒形殻体３、および
磁性円板１４より成る部分がヨーク磁気シールドとして
機能する。超電導コイル１２の長さ、円筒形殻体３の形
状が決められた状況下で非磁性リングの幅を調整するこ
とにより、すなわち、磁性円板１４の開口径を調整、最
適化することにより超電導コイル１２、円筒形殻体３、
磁性円板１４により成る磁気回路に於いて漏洩磁界を低
減させると共に高均一磁界を形成することができる。

（実施例の効果） 以上説明したように本実施例によれば磁性真空容器が有
するコンパクト化、軽量化、低漏洩磁界化の特徴は保持
したまま、磁気共鳴イメージング装置に必要とされる高
均一磁界を得ることの出来る磁石を提供することができ
る。

（他の実施例） 次に本発明の他の実施例を説明する。

第１図に於いて、ＦＲＰ製の常温ボアー筒９１の代りに
、非磁性リング１５と同一材質ステンレス製常温ボアー
を用いる。これにより、常温ボアー筒９１と非磁性リン
グ１５は溶接できるので製造が容易となる。この実施例
の作用・効果は上記第１の実施例と同一である。

また、第１図に於いて磁性円板１４と非磁性リング１５
は溶接構成としているが、真空を保つ接合法であれば何
でも適用できる。

さらに、コイルは超電導でなく常電導でもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来の磁性真空容器型磁石のもつ欠点
である磁界均一性劣化をなくし、高均一磁界を達成しう
ると共に、磁性真空容器が本来有しているコンパクト化
、軽量化、低漏洩磁界化を生かし既存の病院建屋に容易
に搬入、据付できる磁気共鳴イメージング装置用磁石を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気共鳴イメージング装置用磁石の実
施例を示す断面図、第２図は従来のヨーク磁気シールド
型磁石を示す斜視図、第３図は漏洩磁界分布図、第４図
は従来の磁性真空容器型磁石を示す構成図である。 １・・・鉄ヨーク磁気シールド、 ２・・・静磁界磁石、　　　３・・・円筒形殻体、４・
円板形端蓋、　　　５・・・脚部、６・・・磁気中心、
　　　　７・・・縦軸線、８・・・磁束、　　　　　　
９・・・常温ボアー１０・・・磁性真空容器、　　１１
・・・液体ヘリウム容器、１２・・・超電導コイル、１
３・・・輻射シールド板、１４・・・磁性用板、　　　
　１５・・・非磁性リング、１６・・接合部。 ９１・・常温ボアー筒。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 第 図 第 図 繕知虚歇体なし 第 図 第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性体からなる円筒形の殻体とこの殻体の両端に
   結合され中心孔を有する磁性体の円板とこの円板の中心
   孔に接合された非磁性体のリングとこのリングの内側に
   取付けられた常温ボアー筒とから形成される環状の空間
   に磁界発生用のコイルを収納したことを特徴とする磁気
   共鳴イメージング装置用磁石。
2. （２）殻体と円板は鉄、リングはステンレス鋼、常温ボ
   アー筒はＦＲＰより成ることを特徴とする請求項（１）
   記載の磁気共鳴イメージング装置用磁石。
3. （３）殻体と円板は鉄、リングはステンレス鋼、常温ボ
   アー筒はステンレス鋼より成ることを特徴とする請求項
   （１）記載の磁気共鳴イメージング装置用磁石。
4. （４）円板とリングの接合は溶接であることを特徴とす
   る請求項（２）または（３）記載の磁気共鳴イメージン
   グ装置用磁石。