JPH0670908A - 超伝導マグネット構造体 - Google Patents

超伝導マグネット構造体

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JPH0670908A
JPH0670908A JP5077781A JP7778193A JPH0670908A JP H0670908 A JPH0670908 A JP H0670908A JP 5077781 A JP5077781 A JP 5077781A JP 7778193 A JP7778193 A JP 7778193A JP H0670908 A JPH0670908 A JP H0670908A
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magnet
superconducting
coil
magnetic field
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JP5077781A
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Gordon D Demeester
ディー．デメイスター ゴードン
Michael A Morich
エイ．モリッチ マイケル
John L Patrick
エル．パトリック ジョン
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 最小の直径をもつマグネット構造体の中のボ
アが最大となり、マグネット構造体の直径を減少し、か
つプリエンファシスの修正を簡単にする。 【構成】 中空で円筒形の真空容器４０を含む超伝導マ
グネット構造体である。円環状で液体ヘリウムの入って
いる低温槽６０が真空容器の中央部に広がっているが、
液体ヘリウムが真空域に引かれないようにそれとは密閉
されている。複数のマグネット５６が、液体ヘリウムに
浸された低温槽の中に収容されており、そのマグネット
は真空容器のボアの中に磁場を生成する。コールド・シ
ールド４４と５０が低温槽を取り巻いて真空容器の中に
据え付けられる。主磁場シールド・コイル６６が、円環
状のマグネットによって発生しマグネットを取り囲む磁
場を消すために、低温層の中で円環状の超伝導マグネッ
トの外側に置かれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超伝導マグネット構造体
に関するものである。これは磁気共鳴画像装置に用いら
れる超伝導マグネット構造体に関連する特定の応用であ
り、それに関する詳細な参照図を用いて記述する。しか
しながら、本発明は核磁気共鳴分光計およびそれに類す
るものに応用されているように、他の超伝導マグネット
構造体にも応用することができることは理解されるべき
ことである。
【０００２】
【従来の技術】磁気共鳴画像装置では３つの磁場を画像
ボリュームに重ね合せる。超伝導マグネット構造体は、
空間的に大きいだけではなく、一時的で空間的に一定の
主要な磁場を得るために一般的に使用される。この主要
磁場はＢ０フィールドと呼ばれ、直径５０ｃｍの画像ボ
リュームの範囲内では通常０．５から２．９テスラであ
る。第２の磁場は時間と共に変わり、Ｂ０フィールドに
一直線に合わせた、空間エンコーディングのための空間
直線の勾配δＢｚ／δｘ、δＢｚ／δｙ、δＢｚ／δｚ
を持つ。これらは一般に＋／−１０ミリテスラ／メート
ルの範囲である。これらの二つの磁場を横切るものがＲ
Ｆ磁場で、ＮＭＲの試験中に磁化の方向を変えるために
用いられるものである。
【０００３】従来のＭＲＩマグネット装置では、一組の
Ｂ０磁場発生コイルは直径５０ｃｍのイメージ球の範囲
内に約１０マイクロ・テスラの変動しか許されないよう
に配置されている。このコイルは一般的に液体ヘリウム
の温度４．２゜Ｋ付近の温度で作動する超伝導体であ
る。一般的に、６個から１１個の超伝導コイルが直列に
接続され、共通の液体ヘリウム槽の中に浸されている。
室温の環境によるマグネットの熱の増大を最小にするた
めに、低温維持装置が設けられている。低温維持装置は
対流による熱の移動を防ぐ真空容器である。マグネット
は４．２゜Ｋの液体ヘリウム槽の中にほぼ大気圧で浸さ
れる。これら２つの容器の間には２つのコールド・シー
ルドが支持されている。一方は冷凍機またはヘリウム・
ガスの気化、またはその双方により、約１０゜〜２０゜
Ｋに冷却される。他方は一般に約７７゜Ｋに冷却され
る。数層のアルミニウム・マイラが放射による熱の移動
を最小にする。７７゜Ｋのコールド・シールドは液体窒
素の気化により、または６０゜〜７０゜Ｋに冷却するこ
とのできる機械的な冷凍法により維持される。この内部
構造の支持装置には伝導による熱の移動もある。もちろ
んこれも設計によって最小化されている。このように、
低温維持装置は熱の増大を最小にし、従ってヘリウムの
気化を最小にするために最適な設計がなされている。
【０００４】従来のＭＲＩ装置は、患者または患者の一
部をＲＦコイル、次に勾配磁場コイル、最後にマグネッ
トの室温ボアで取り囲む。低温維持装置は一般に熱の移
動に対して優れた障壁となるが、それはまた時間によっ
て変わる勾配磁場による渦電流に耐える電気的な導伝物
質でもある。この渦電流による磁界は相当な大きさとな
り修正が必要な場合がある。一般にこれはプリエンファ
シスにより電気的に行われる。しかしながら、最も効果
的な方法は、第一に渦電流を発生させないことであっ
て、発生してから修正することではない。この方法は、
第１の半径の第１の組のコイルと、第２の半径の第２の
またはシールドの組のコイルとから成る自己シールド勾
配を用いてすることができる。このコイルの設計は、タ
ーナー他の米国特許第４，８９６，１２９号に述べられ
ているように、マグネット・コールド・シールドの位置
で渦電流を最小にするようになっている。自己シールド
勾配の効率は、シールド・コイルの半径と主コイルの半
径との比によって強く左右される。なぜならば、一方が
コイル外の磁場を打ち消すことのほかに、イメージ・ボ
リュームに亙って他方の磁場を部分的に打ち消すからで
ある。
【０００５】超伝導マグネットには一般に３つのタイ
プ、即ちシールドなし、受動シールド、能動シールドが
ある。意図的に用いるシールドのないマグネットは、マ
グネットの外部の磁界を制御するための備えはない。受
動的にシールドされたマグネットは、磁界の空間的な広
がりを減少させるために、鉄をマグネットに接近させて
設計される。能動的にシールドされたマグネットは、マ
グネットの外側の磁界を最小にするために、（自己シー
ルド勾配のように）内側と外側のコイルを使用して設計
される。合成のマグネットには能動型または受動型のシ
ールドを使うことができる。これらすべてのタイプのマ
グネットには、患者の体積に望まれるレベルの均質さを
得るために、シムセットが必要である。一組のガレット
・コイルが、主磁場をより均一にするための主磁場への
付加物として作ることが可能である。このシムセットの
コイルの中には、超伝導型であれ抵抗型であれ、自己シ
ールド勾配のシールド・コイルのように、勾配コイルに
接続することができるものがある。これらの相互作用を
除きコストを下げるために、現在では大部分のＭＲＩ装
置は受動型（鉄）のみのシムセットを持つ。このシムセ
ットはマグネットの室温ボアの中の勾配コイルに接近し
た位置に置かれる。
【０００６】より明確に述べるならば、患者のボアと真
空室の外径に沿って伝統的に置かれている第１の即ち高
温のコールド・シールドが液体窒素により約７７゜Ｋに
冷却される。例えば、円筒状の液体窒素のタンクが超伝
導マグネットの外周の真空室の内側に備え付けられる。
このタンクは、熱伝導によって冷却されるようにボアの
まわりの円筒および円板と端で熱的に結合されている。
しかしながら、この液体窒素による冷却は通常機械的な
冷却に取って換えられる。機械的冷凍装置は、真空室の
内径に近接して置かれた銅またはアルミニウムのシリン
ダ、および真空室の外径に近接して置かれたもう一つの
アルミニウムまたは銅のシリンダと熱的に連結されてい
る。この機械的冷凍装置は、二つのシリンダが円板によ
り各端が熱的に連結しているのでそれらのシリンダをお
およそ６０゜Ｋ−７０゜Ｋの温度に冷却する。
【０００７】熱の移動を減少させるために、第２の即ち
内側のコールド・シールドは通常第１のコールド・シー
ルドと液体ヘリウム容器との間に置かれる。第２のコー
ルド・シールドには、超伝導マグネットの内径と第１の
コールド・シールドの内側のシリンダとの間に置かれた
第１の銅またはアルミニウムのシリンダ、および超伝導
マグネットの外径と第１のコールド・シールドの外側の
シリンダとの間にある第２の銅またはアルミニウムのシ
リンダとから成る。このシリンダは反対の端で円板によ
り熱的に連結される。第２の冷凍シールドは、熱伝導性
のある金属ストラップのようなものによって約２０゜Ｋ
に冷却する冷凍装置の第２のステージと熱的に連結され
ている。さらに、これらのシリンダは幾層もの超絶縁体
によって内側と外側が囲まれている。
【０００８】勾配磁場コイルは、ボアの中の画像領域に
を横切る磁場勾配を選択的に発生させるために低温維持
装置の内壁から離れたボア内に置かれる。通常は、勾配
磁場は短時間与えられるが、これは磁場勾配パルスと呼
ぶほうがより適切であるほど短い時間である。勾配磁場
パルスは、特に上昇端と下降端においてそれを取り囲む
電気的導伝構造物に電位を発生させ、それが渦電流を引
き起こす。即ち、渦電流はマグネットの型板、シム・コ
イル、液体ヘリウム槽、コールド・シールド、といった
ようなものの中に発生する。これらの温度で得られる非
常に低い抵抗のもとでは、渦電流は磁気共鳴手順の反復
時間を超える時間にわたって存続することがあり得る。
発生した渦電流は非常に複雑で、周波数や温度、電気的
導伝性のある構造体の厚さといったようなものによって
変化するのである。発生した渦電流は、マグネットのボ
アの中の画像領域の中に渦磁場を発生させる。この渦磁
場は、品質の良い高解像度の磁気共鳴像に寄与する正確
な磁場を破壊するのである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】渦磁場を補償するため
の一つの技術は、プリエンファシスである。初期のプリ
エンファシスのキャリブレーションの間、渦磁場による
分担が決定され、勾配磁場を発生させる電流パルスがそ
れに従って調整される。より明確に述べるならば、発生
した勾配磁場と渦磁場との合計が画像領域の中に望みど
おりの磁場を生みだすように、勾配磁場を発生させるた
めに用いられる電流が調整されるのである。例えば、１
９８８年８月２日発行のホランドとシュタウバーの「プ
ログラム可能な渦電流の修正」というタイトルの米国特
許第４，７６１，６１２号、および１９８７年１０月２
７日発行のホランドの「磁性共鳴像における渦電流を補
償する方法と装置」というタイトルの米国特許第４，７
０３，２７５号を参照していただきたい。プリエンファ
シスは効果があるが、複雑な勾配磁場を完全に修正する
訳ではない。発生した渦磁場は非常に複雑なので直線的
な勾配の使用では必ずしも完全に補償することはできな
い。
【００１０】渦磁場を減少させる一つの技術は、超伝導
マグネットの暖かいボアの内側に自己シールド勾配コイ
ルを取付けることである。この自己シールド勾配コイル
には勾配コイルとそのまわりを取り囲む能動型シールド
・コイルがある。シールド・コイルは、渦電流、ゆえに
渦磁場を取り込むのを防ぐためにコールド・シールドの
位置で勾配磁場を無効にするように設計されている。し
かしながら、シールド・コイルは一般に主勾配コイルの
直径の約１．３倍の直径を必要とする。これによって、
勾配コイルの中の利用可能なボアのサイズが小さくなる
か、より大きくてより高価な超伝導マグネットが必要に
なるかのいずれかとなる。医療診断の像作製のために、
ボアの最小のサイズは一般に人間の胴の大きさによって
決められているので、有用なボア・サイズを小さくする
ことは望ましくないことなのである。
【００１１】本発明は先に引用した問題等を解決する、
新しく改良した超伝導マグネット構造体を意図するもの
である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明が提供するのは、
超伝導マグネット構造体であり、これは、中央ののボア
を決定する円筒形の真空容器； 真空容器の中に置かれ
た少なくとも１つの環状の超伝導マグネット； 環状の
超伝導マグネットを取り囲み超伝導マグネットを超伝導
温度以下に保つための媒体を収容するための低温槽で、
円筒形の真空容器の中に置かれてそれとは遮蔽されてい
るもの； および、ボアの中に発生する勾配磁場が渦電
流を誘起するのを抑制するためのシールド磁場を生成す
るための勾配シールド・コイル構造体； とから成る超
伝導マグネット構造体であり、かつ、前記勾配シールド
・コイル構造体が超伝導コイル構造体であることを特徴
とするものである。
【００１３】望ましくは、シールド・コイル構造体は円
筒形の真空容器の中の低温槽の中に適切に、円環状の超
伝導マグネットの内側に置かれるのがよい。
【００１４】シールド・コイル構造体は、上記勾配磁場
によって作動されるようにするために、上記勾配磁場を
生みだすための勾配コイル構造体と誘導的に適切に連結
されている。
【００１５】マグネット構造体はさらに、低温槽と真空
容器との間に置かれた少なくとも１つのコールド・シー
ルドを持つが、このコールド・シールドには低温槽とボ
アとの間に少なくとも１つの一般に円筒状の内側部分、
および低温槽の外側の周りに置かれた少なくとも１つの
一般に円筒状の外側部分とを適切に持ち合わせている。
【００１６】ボアの外側の領域を円環状の超伝導マグネ
ットにより発生する磁場から遮蔽するために、このマグ
ネット構造体はさらに、円環状の超伝導マグネットの周
りに円周状に置かれる主マグネット・シールド・コイル
を持つことは適切なことである。
【００１７】本発明による超伝導マグネット構造体は、
磁気共鳴装置に特別に応用することができるが、この装
置は、検査領域に置かれた無線周波数コイル； 無線周
波数コイルに無線周波数共鳴の励磁および操作パルスを
出さしめる手段； 検査領域に隣接してその周りに置か
れる勾配コイル構造体； 電流磁場パルスを勾配磁場コ
イル構造体に供給して磁場勾配パルスを発生させる手
段； および、無線周波数コイル構造体および勾配コイ
ル構造体がその中に置かれている、中央のボアを決定す
る一般的に円筒形の超伝導マグネット構造体； とから
成るものである。
【００１８】本発明の一つの利点は、最小の直径をもつ
マグネット構造体の中のボアが最大になることである。
【００１９】本発明の別の利点は、マグネット構造体の
直径が小さくなることである。本発明の他の利点は、プ
リエンファシスの修正が簡単になることである。
【００２０】
【実施例】本発明に基づく１つのマグネット構造体を例
として添付の図面を参照して説明する。
【００２１】第１図は、装置には検査領域１２を通して
実質的に均一な磁場を縦方向に生成する超伝導の主磁場
コイル構造体１０を含むことを示している。勾配磁場生
成手段は検査領域１２と交わる勾配磁場を選択的に生成
する。勾配磁場生成手段には検査領域１２のいずれかの
側に対称的に配置された勾配磁場コイル１４がある。勾
配磁場制御手段１６は、望みどおりの磁場パルスが生成
されるように、電流パルス発生器１８が勾配磁場コイル
に適切な特性をもつ電流パルスを当てるように制御す
る。
【００２２】共鳴励磁および操作手段には、検査領域１
２に置かれている、選択された双極子の共鳴を誘起する
ために、適切な周波数スペクトルをもつ無線周波数パル
スを発生させるための無線周波数送信機がある。無線周
波数送信機は、検査領域を取り囲み主磁場マグネット１
０の内側に置かれた無線周波数アンテナ２２と接続され
る。ＲＦコイル２２は関心のある領域に無線周波数パル
スを送信し、そこから放射する無線周波数共鳴信号を受
信する。受信コイルは分離させてもよい。受信した磁性
共鳴信号は無線周波数受信機２４に送られる。復調され
て受信した無線周波数信号は、アレイプロセッサまたは
他の手段２６によってディジタル化され磁性共鳴画像に
復元される。復元された画像はメモリ２８に格納され
る。画像はビデオ・モニタ３０に表示することができ、
以後の処理をする場合にはディスクといったようなもの
に格納することもできる。
【００２３】超電導マグネット構造体１０には真空容器
４０があり、この中に内側の円筒形の室温ボア４０ａ、
この構造体の外径の周りの外壁４０ｂ、および円環状の
端壁４０ｃおよび４０ｄがある。筒状の真空容器４０を
最初に排気するための口が設けられている。
【００２４】第１のコールド・シールド４４には、真空
容器のボア壁４０ａに隣接しマグネットの内側のボアの
中にある内側の円筒形のシールド構造体４４ａ、および
真空タンクの外径の壁に隣接した外側の円筒形の構造体
４４ｂとがある。第１のコールド・シールド４４にはさ
らに円環状の端壁シールド構造体４４ｃおよび４４ｄが
あることが望ましい。第１のコールド・シールドの内側
および外側の円筒は、好適実施例では、それぞれ、銅や
アルミニウムやダイヤモンドや他のセラミック・フィル
ム等のような熱伝導のよいものでコーティングされた、
ガラス強化プラスチックの円筒といった絶縁性の成型材
で作られている。熱伝導のよいコーティングに導電性が
ある場合には、電気的な導通を減らすために縦方向に分
離物を複数個入れる。第１のコールド・シールドは、銅
やアルミニウムや他の熱伝導の高い物質の編み片などの
多数の熱伝導物４６によって、約６０゜Ｋ−７０゜Ｋに
冷却される第１のヒートシンク４８に連結される。
【００２５】第２のコールド・シールド５０には、シー
ルド構造体４４ａの中の第１のコールド・シールドに隣
接して置かれた内側の円筒状のシールド構造体５０ａ、
および第１のコールド・シールドの外側の円筒形シール
ド構造体４４ｂに隣接して置かれた外側の円筒形シール
ド構造体がある。円環状の端壁５０ｃおよび５０ｄが熱
の封じ込めを完成することが望ましい。第２のコールド
・シールドは第１のコールド・シールドに類似させて作
られる。第２のコールド・シールド５０は熱伝導ケーブ
ルまたは他の手段５２により約２０゜Ｋまたはそれ以下
に冷却される第２のヒートシンク５４と連結している。
【００２６】ヘリウム作業ガスが離れた場所で機械的手
段によって圧縮されることが望ましい。ヘリウムは第１
および第２のヒートシンクがその中にある冷却ヘッドに
送られる。圧縮されたヘリウムは二段階のプロセスで膨
張し、ヒートシンクから熱を奪う。
【００２７】誘電性成型材５８に取付けられた複数の超
伝導の円環状のマグネット・コイル５６は、第２のコー
ルド・シールド５０の内側にある低温槽６０の中に置か
れる。低温槽６０は真空容器４０の残りの部分から密閉
されているが、これはヘリウムが真空領域に逃げこまな
いように、液体ヘリウムの中に浸された超伝導マグネッ
トを支持するためである。ヘリウム容器６０の温度を約
４．２゜Ｋに保つためにヘリウムは蒸発するので、ヘリ
ウム・ポート６２により、低温槽６０が液体ヘリウムで
満たされた状態を保つようにすることができる。ヘリウ
ムの回収および再循環装置（図示せず）をヘリウム・ポ
ート６２に連結して気化したヘリウムを回収し液体に再
凝縮してヘリウム槽６０に補充することは任意である。
断熱材の層６４−これにはよくアルミニウム・マイラが
使われる−が真空容器の壁と第１のコールド・シールド
との間、第１と第２のコールド・シールドとの間、およ
び第２のコールド・シールドとヘリウム槽との間に置か
れる。
【００２８】超伝導主磁場シールド・コイル構造体６６
はヘリウム槽の中で超伝導主マグネット５６の外周に電
気的に直列に取付けられる。主磁場シールド・コイル
は、主マグネット５６によって低温装置の外側に発生す
る磁場に対抗する磁場を発生する。超伝導コイル５６お
よび６６は、相互作用により、ボア内には強力で均一な
磁場を生み出すが、ボア外には実質的に磁場が存在しな
いようにすることが望ましい。
【００２９】超伝導勾配シールド・コイル７０はヘリウ
ム槽６０の中の主超伝導マグネット５６のボア側に取付
けられる。勾配シールド・コイルは勾配コイル構造体１
４と電磁誘導するように連結されており、各勾配磁場パ
ルスの上昇端で勾配シールド・コイル７０に電流を誘起
するようになっている。勾配磁場パルスの下降端では勾
配シールド・コイルに等しく反対方向の電流を発生させ
るのでその中の超伝導電流が消滅する。超伝導シールド
・コイルの形態は、その周辺外の機構物には勾配コイル
１４からの磁場を認識できないようになっている。即
ち、超伝導勾配シールド・コイルの巻線の形態は、誘起
された電流が、勾配磁場コイルによってシールド・コイ
ルの周辺外に発生する磁場と実質的に等しく反対方向で
ある磁場を生成するのである。このような方法により、
渦電流が主マグネットおよび他の放射状に配置された遠
隔構造体に誘起されるのを防いでいるのである。
【００３０】第２図には、超伝導勾配シールド・コイル
にガラス強化プラスチック７２といった支持円筒即ち成
型材があることを示す。低温超伝導体はその成型材上に
４つの対称な螺旋状の形態７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、お
よび７４ｄが着けられている。特に第３図を参照する
と、縦軸方向に隣接する螺旋７４ａ、７４ｂ、および７
４ｃ、７４ｄに流れる電流が反対方向に流れるように、
また、円周上で直線状になった螺旋７４ａ、７４ｃ、ま
たは７４ｂ、７４ｄには反対方向に電流が流れるよう
に、４つの螺旋は相互に連絡されている。例えば、螺旋
７４ａおよび７４ｄに流れる電流は双方とも時計方向ま
たは反時計方向でよいが、螺旋７４ｂおよび７４ｃに流
れる電流はそれとは逆に反時計方向または時計方向とな
る。製造を容易にするために、コイルは薄く曲がりやす
いフィルムに着けられ、その後絶縁体の成型材７２に貼
り付けられる。この代わりに円筒状のＮｂＴｉまたは他
のパターンのない超伝導シートを用いてもよい。
【００３１】ｘおよびｙ勾配のための超伝導勾配シール
ド・コイルは実質的に同じコイル形態をしているが、互
いに９０゜回転した関係になっている。この目的のため
に、第２図に示す第２の超伝導勾配コイルは第１の勾配
コイルと９０゜回転して円筒７２の上に作られ、ラミネ
ートされる。さらに、コイル構造体を曲がりやすい絶縁
フィルム上に着け、それを第１のコイル構造体に９０゜
回転してラミネートすることもできる。ｚ勾配の磁場か
ら守るために、複数の円周状のループ７６が成型材７２
の周囲に設けられる。図示された具体例では、低温の超
伝導体の複数のループ７６が成型材７２の内側のボア上
にその軸方向に等間隔に形成されている。円環状のｚ勾
配コイルを薄いフィルムに着けてそれを成型材７２の外
周のｘおよびｙの勾配シールド・コイルの上にラミネー
トすることを選択することもできる。
【００３２】超伝導勾配シールド・コイルは、ヘリウム
槽６０の中に置かれた低温超伝導体から構成するものと
して開示したが、高温超伝導体を使用することもでき、
その場合はシールド・コイルを第１または第２のコール
ド・シールドとして同じ温度帯に置くことができること
は理解できるであろう。例えば、液体窒素の温度付近で
超伝導となっている高温の超伝導勾配シールド・コイル
７０を第１のコールド・シールドの内側のコイル４４ａ
のボア側の面に取付けることを選択することができる。
さらに他に選択できることは、勾配シールド・コイルが
支持される円筒形の成型材を、コールド・シールドとし
ての機能をもつ高伝導ファイバで強化したプラスチック
で構成することができる。
【００３３】さらに他に選択できることは、超伝導勾配
シールド・コイルは勾配フィールド制御装置１６に接続
して勾配コイル１４に供給される電流パルスのような電
流パルスで適切な振幅のものを受け取るようにすること
ができる。例えば、勾配シールド・コイルを勾配コイル
と直列に接続して二つの電流が全く同一であることを確
かめることができる。しかしながら、逆方向の電流の流
れを与えるために、電流の流れは円環上で逆の方向とな
るように接続される。超伝導勾配シールド・コイルに流
れる電流の量は、電流ディバイダといったようなものを
用いて減少させることを選択することも可能である。
【００３４】他の選択も種々考えられる。例えば、非超
伝導材料の小量を勾配シールド・コイルに混ぜあわせ、
漂遊磁場から生ずる残留電流や、誘起電流が勾配パルス
の初期と末期とで正確に一致しない場合に生じる残存電
流を減衰させることができる。この抵抗のある物質の量
は、通常の磁場勾配パルスの存続時間中は減衰を無視で
きるほどに十分に少なくするべきである。他の抑制機
構、たとえば外部から制御することのできる超伝導スイ
ッチで、超伝導電流を抑制する抵抗を通じて、超伝導パ
スを開いたり閉じたりすることを選択することができ
る。
【００３５】本発明は好適実施例を参照して説明した。
前記詳細説明を読んで理解した者には変形や改変を思い
付くであろうことは明らかである。本発明は、添付され
ている請求項またはそれと同等のものの範囲内である限
りにおいては、そのような全ての変形や改変をも包含す
るものと解釈されることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本構造体と一体となった磁気共鳴画像装置をマ
グネット構造体の真空筒および種々の内部の層を貫いた
垂直断面図。
【図２】マグネット構造体のシールド・コイルの透視
図。
【図３】第２図のシールド・コイルを明瞭に説明するた
めに平に開いたものの透視図。
【符号の説明】
１０ 主磁場コイル構造体 １２ 検査領域 １４ 勾配磁場コイル構造体 １６ 勾配磁場制御手段 １８ 電流パルス発生器 ２２ 無線周波数コイル ２４ 無線周波数受信機 ２６ アレイプロセッサ ２８ メモリ ３０ ビデオモニタ ４０ 真空容器 ４４ 第１のコールド・シールド ４６ 熱伝導物質 ４８ 第１のヒートシンク ５０ 第２のコールド・シールド ５４ 第２のヒートシンク ５６ 超伝導マグネット ６０ 低温槽 ６２ ヘリウム・ポート ６６ 主磁場シールド・コイル ７０ 勾配シールド・コイル ７２ 絶縁体の成型材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 7/22 Ａ 9118−2Ｊ Ｇ０１Ｎ 24/06 8203−2Ｇ Ｇ０１Ｒ 33/22 ＺＡＡ Ｔ (72)発明者 マイケル エイ．モリッチ アメリカ合衆国 オハイオ州 44060，メ ントー，ジェリミイ アヴェニュ 7580 (72)発明者 ジョン エル．パトリック アメリカ合衆国 オハイオ州 44022，シ ャグリン フォールズ，スタフォード ロ ード 9495

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 超伝導マグネット構造体（１０）であっ
    て：中心のボアがその中に定められている円筒状の真空
    容器（４０）；真空容器（４０）に中に配置された少な
    くとも１つの円環状の超伝導マグネット（５６）；円環
    状の超伝導マグネット（５６）を取り囲み、超伝導マグ
    ネット（５６）を超伝導温度以下に保つための媒体を入
    れるための低温槽であって、円筒状の真空容器（４０）
    の中に置かれ、それとは密閉されている低温槽； およ
    び前記ボア内に発生する勾配磁場が渦電流を誘起するの
    を妨げるシールド磁場を発生させるための勾配シールド
    ・コイル構造体（７０）；とから成り、前記勾配シール
    ド・コイル構造体（７０）が超伝導コイル構造体である
    ことを特徴とする超伝導マグネット構造体。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のマグネット構造体におい
    て、超伝導勾配シールド・コイル構造体（７０））が円
    筒状の真空容器（４０）の中に配置されていることを特
    徴とするマグネット構造体。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の構造体において、超伝導
    勾配シールド・コイル構造体（７０）が低温槽（６０）
    の中に配置されていることを特徴とする構造体。
  4. 【請求項４】 請求項３記載のマグネット構造体におい
    て、超伝導勾配シールド・コイル構造体（７０） が円
    環状の超伝導マグネット（５６）の内側に配置されてい
    ることを特徴とするマグネット構造体。
  5. 【請求項５】 請求項１、２、３または４のいずれか１
    項に記載のマグネット構造体において、超伝導勾配シー
    ルド・コイル構造体（７０）が前記勾配磁場を生成する
    ための勾配コイル組立（１４）と電磁誘導するように連
    結し、前記勾配磁場によって駆動されるようにしたこと
    を特徴とするマグネット構造体。
  6. 【請求項６】 請求項１、２、３、４または５のいずれ
    か１項に記載のマグネット構造体において、さらに、低
    温槽（６０）と真空容器（４０）との間に置かれる少な
    くとも１つのコールド・シールド（４４）で、そのコー
    ルド・シールド（４４）には低温槽（６０）とボアとの
    間に少なくとも１つの一般的に円筒形の内側部分（４４
    ａ）、および低温槽（６０）の外部の周りに置かれる少
    なくとも１つの一般的に円筒形の外側部分（４４ｂ）と
    があるものを有していることを特徴とするマグネット構
    造体。
  7. 【請求項７】 請求項６記載のマグネット構造体におい
    て、超伝導勾配シールド・コイル構造体（７０）が高温
    超伝導体により構成されており、コールド・シールドの
    円筒形の内側部分（４４ａ）と熱伝達があるように配置
    されていることを特徴とするマグネット構造体。
  8. 【請求項８】 請求項１、２、３、４、５、６または７
    のいずれか１項に記載のマグネット構造体において、さ
    らに、円環状の超伝導マグネット（５６）の周りに円周
    状に配置され、ボアの外側の領域を、円環状の超伝導マ
    グネット（５６）によって生成される磁場から守るため
    の主磁場コイル（６６）を有することを特徴とするマグ
    ネット構造体。
  9. 【請求項９】 請求項８記載のマグネット構造体におい
    て、主磁場シールド・コイル（６６）が低温槽（６０）
    の中に配置されていることを特徴とするマグネット構造
    体。
  10. 【請求項１０】 磁性共鳴装置であって：検査領域（１
    ２）の周りに配置された無線周波数コイル（２２）；無
    線周波数コイル（２２）に無線周波数共鳴の励磁パルス
    および操作パルスを発せしめるための手段（２４）；検
    査領域（１２）に隣接しその周りに配置された勾配コイ
    ル構造体（１４）；磁場勾配パルスを発生させるために
    勾配磁場コイル構造体（１４）に電流パルスを供給する
    手段（１６、１８）；および無線周波数コイル構造体お
    よび勾配コイル構造体（２２および１４）が配置されて
    いる中央のボアを定めている、一般的に円筒形をした超
    伝導マグネット構造体（１０）；とから成り；上記超伝
    導マグネット構造体（１０）が、請求項１から９のいず
    れかによるマグネット構造体であることを特徴とする磁
    性共鳴装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載の装置において、さら
    に、超伝導マグネット組立（１０）のボア内で受信した
    磁気共鳴信号から画像を復元するための復元手段（２
    ６）を有することを特徴とする装置。
JP5077781A 1992-03-27 1993-03-11 超伝導マグネット構造体 Pending JPH0670908A (ja)

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