JPH08102416A - 超伝導遮蔽体を設けた開放型磁気共鳴イメージング磁石 - Google Patents
超伝導遮蔽体を設けた開放型磁気共鳴イメージング磁石Info
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- JPH08102416A JPH08102416A JP7142283A JP14228395A JPH08102416A JP H08102416 A JPH08102416 A JP H08102416A JP 7142283 A JP7142283 A JP 7142283A JP 14228395 A JP14228395 A JP 14228395A JP H08102416 A JPH08102416 A JP H08102416A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 開放型磁石の開放性を維持しながら磁気遮蔽
を達成する超伝導遮蔽体を設けた開放型MRI磁石を提
供する。 【構成】 相隔たったほぼ平行なコイル組立体間ポスト
(16)によって隔てられたほぼドーナツ形の2つの超
伝導コイル組立体(12,14)、それぞれ組立体ポス
ト(24,32)によって対応する超伝導コイル組立体
に該コイル組立体から隔たって取り付けられた2つのほ
ぼ環状の超伝導遮蔽組立体(22,30)を含む。遮蔽
組立体の中の遮蔽コイル(40,44)は、その内径が
コイル組立体の中の主コイル(38,42)の外径より
大きくなるように形成される。
を達成する超伝導遮蔽体を設けた開放型MRI磁石を提
供する。 【構成】 相隔たったほぼ平行なコイル組立体間ポスト
(16)によって隔てられたほぼドーナツ形の2つの超
伝導コイル組立体(12,14)、それぞれ組立体ポス
ト(24,32)によって対応する超伝導コイル組立体
に該コイル組立体から隔たって取り付けられた2つのほ
ぼ環状の超伝導遮蔽組立体(22,30)を含む。遮蔽
組立体の中の遮蔽コイル(40,44)は、その内径が
コイル組立体の中の主コイル(38,42)の外径より
大きくなるように形成される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般に、磁気共鳴イメー
ジング(MRI)診断システムの一部として一様な磁界
を発生するために使用される開放型超伝導磁石に関する
ものであり、更に詳しくは磁石から発生する漂遊磁界か
ら磁石のまわりの領域を防護するための超伝導遮蔽体を
有する開放型磁石に関するものである。
ジング(MRI)診断システムの一部として一様な磁界
を発生するために使用される開放型超伝導磁石に関する
ものであり、更に詳しくは磁石から発生する漂遊磁界か
ら磁石のまわりの領域を防護するための超伝導遮蔽体を
有する開放型磁石に関するものである。
【0002】
【従来の技術】超伝導磁石または他の型の磁石を用いる
MRIシステムは、医用診断のような種々の分野で使用
される。公知の超伝導磁石には、液体ヘリウムで冷却さ
れる超伝導磁石および低温冷却器で冷却される超伝導磁
石がある。通常、低温冷却器で冷却される磁石の場合、
超伝導コイル組立体が超伝導主コイルを含み、超伝導主
コイルは熱遮蔽体によって取り囲まれ、熱遮蔽体は真空
エンクロージャによって取り囲まれている。低温冷却器
のコールドヘッドが外部で真空エンクロージャに取り付
けられ、コールドヘッドの第1段が熱遮蔽体と熱的に接
触し、第2段が超伝導主コイルと熱的に接触している。
MRIシステムは、医用診断のような種々の分野で使用
される。公知の超伝導磁石には、液体ヘリウムで冷却さ
れる超伝導磁石および低温冷却器で冷却される超伝導磁
石がある。通常、低温冷却器で冷却される磁石の場合、
超伝導コイル組立体が超伝導主コイルを含み、超伝導主
コイルは熱遮蔽体によって取り囲まれ、熱遮蔽体は真空
エンクロージャによって取り囲まれている。低温冷却器
のコールドヘッドが外部で真空エンクロージャに取り付
けられ、コールドヘッドの第1段が熱遮蔽体と熱的に接
触し、第2段が超伝導主コイルと熱的に接触している。
【0003】公知の超伝導磁石の設計では、閉鎖型磁石
と開放型磁石がある。閉鎖型磁石は通常、内腔(bor
e)を持つ単一の管状の超伝導コイル組立体を有する。
この超伝導コイル組立体は、半径方向に整列し且つ縦方
向に間隔を置いて配置された複数の超伝導主コイルを含
み、その各々は同一方向に等しい大電流を通す。このよ
うに設計された超伝導主コイルは、イメージング対象物
が配置される磁石の内腔内に中心合わせされた球形のイ
メージング容積の中に非常に一様な磁界を作成する。主
コイルにより発生された主コイルの周りの高磁界が磁石
近傍の電子装置に悪影響を及ぼさないように、単一の管
状の超伝導遮蔽組立体が使用される。このような遮蔽組
立体は、半径方向に整列し且つ縦方向に間隔を置いて配
置された複数の超伝導遮蔽コイルを含む。各超伝導遮蔽
コイルは、主コイルの半径方向外側に配置され、主コイ
ルに流れる電流とほぼ等しいアンペア数で、方向が逆の
電流を通す。
と開放型磁石がある。閉鎖型磁石は通常、内腔(bor
e)を持つ単一の管状の超伝導コイル組立体を有する。
この超伝導コイル組立体は、半径方向に整列し且つ縦方
向に間隔を置いて配置された複数の超伝導主コイルを含
み、その各々は同一方向に等しい大電流を通す。このよ
うに設計された超伝導主コイルは、イメージング対象物
が配置される磁石の内腔内に中心合わせされた球形のイ
メージング容積の中に非常に一様な磁界を作成する。主
コイルにより発生された主コイルの周りの高磁界が磁石
近傍の電子装置に悪影響を及ぼさないように、単一の管
状の超伝導遮蔽組立体が使用される。このような遮蔽組
立体は、半径方向に整列し且つ縦方向に間隔を置いて配
置された複数の超伝導遮蔽コイルを含む。各超伝導遮蔽
コイルは、主コイルの半径方向外側に配置され、主コイ
ルに流れる電流とほぼ等しいアンペア数で、方向が逆の
電流を通す。
【0004】開放型磁石では、通常、隔たって配置され
た2つの超伝導コイル組立体が用いられる。組立体相互
の間に空間があるので、MRIイメージングの間、医者
が手術や他の医用手順のために接近することができる。
患者はその空間に配置してもよく、あるいはドーナツ形
のコイル組立体の内腔に配置してもよい。開放空間は、
閉鎖型磁石で生じ得る閉所恐怖感を患者が克服するのを
助ける。開放型磁石を受動的に遮蔽することもできる
が、そうすると磁石の開放性が失われる。そこで(磁石
の代わりに)部屋を遮蔽してもよいが、それはコストが
高過ぎて、多くの設備では考慮されることはない。
た2つの超伝導コイル組立体が用いられる。組立体相互
の間に空間があるので、MRIイメージングの間、医者
が手術や他の医用手順のために接近することができる。
患者はその空間に配置してもよく、あるいはドーナツ形
のコイル組立体の内腔に配置してもよい。開放空間は、
閉鎖型磁石で生じ得る閉所恐怖感を患者が克服するのを
助ける。開放型磁石を受動的に遮蔽することもできる
が、そうすると磁石の開放性が失われる。そこで(磁石
の代わりに)部屋を遮蔽してもよいが、それはコストが
高過ぎて、多くの設備では考慮されることはない。
【0005】
【発明の概要】本発明の目的は、超伝導遮蔽体を有する
開放型超伝導MRI磁石を提供することである。本発明
の開放型磁気共鳴イメージング磁石は、ほぼ環状の超伝
導性の第1の主コイルを含むほぼドーナツ形の超伝導性
の第1のコイル組立体、第1のコイル組立体から隔たっ
て配置された、ほぼ環状の超伝導性の第2の主コイルを
含むほぼドーナツ形の超伝導性の第2のコイル組立体、
および各々が第1のコイル組立体に取り付けられた第1
の端と第2のコイル組立体に取り付けられた第2の端と
を持つ、相隔たって配置されたほぼ平行な少なくとも2
つのコイル組立体間ポストを含む。磁石はまた、第1の
コイル組立体から隔たってコイル組立体間ポスト側とは
反対側に配置されたほぼ環状の超伝導性の第1の遮蔽組
立体を含み、この第1の遮蔽組立体は内径が第1の主コ
イルの外径より大きいほぼ環状の超伝導性の第1の遮蔽
コイルを含む。磁石は更に、各々が第1のコイル組立体
に取り付けられた第1の端と第1の遮蔽組立体に取り付
けられた第2の端とを持つ、相隔たって配置された少な
くとも2つの第1の組立体ポストを含む。磁石は更に、
第2のコイル組立体から隔たってコイル組立体間ポスト
側とは反対側に配置されたほぼ環状の超伝導性の第2の
遮蔽組立体を含み、この第2の遮蔽組立体は内径が第2
の主コイルの外径より大きいほぼ環状の超伝導性の第2
の遮蔽コイルを含む。磁石は更にまた、各々が第2のコ
イル組立体に取り付けられた第1の端と第2の遮蔽組立
体に取り付けられた第2の端1を持つ、相隔たって配置
された少なくとも2つの第2の組立体ポストを含む。第
1および第2のコイル組立体、主コイル、第1および第
2の遮蔽組立体ならびに遮蔽コイルのすべてがほぼ同軸
に整列している。
開放型超伝導MRI磁石を提供することである。本発明
の開放型磁気共鳴イメージング磁石は、ほぼ環状の超伝
導性の第1の主コイルを含むほぼドーナツ形の超伝導性
の第1のコイル組立体、第1のコイル組立体から隔たっ
て配置された、ほぼ環状の超伝導性の第2の主コイルを
含むほぼドーナツ形の超伝導性の第2のコイル組立体、
および各々が第1のコイル組立体に取り付けられた第1
の端と第2のコイル組立体に取り付けられた第2の端と
を持つ、相隔たって配置されたほぼ平行な少なくとも2
つのコイル組立体間ポストを含む。磁石はまた、第1の
コイル組立体から隔たってコイル組立体間ポスト側とは
反対側に配置されたほぼ環状の超伝導性の第1の遮蔽組
立体を含み、この第1の遮蔽組立体は内径が第1の主コ
イルの外径より大きいほぼ環状の超伝導性の第1の遮蔽
コイルを含む。磁石は更に、各々が第1のコイル組立体
に取り付けられた第1の端と第1の遮蔽組立体に取り付
けられた第2の端とを持つ、相隔たって配置された少な
くとも2つの第1の組立体ポストを含む。磁石は更に、
第2のコイル組立体から隔たってコイル組立体間ポスト
側とは反対側に配置されたほぼ環状の超伝導性の第2の
遮蔽組立体を含み、この第2の遮蔽組立体は内径が第2
の主コイルの外径より大きいほぼ環状の超伝導性の第2
の遮蔽コイルを含む。磁石は更にまた、各々が第2のコ
イル組立体に取り付けられた第1の端と第2の遮蔽組立
体に取り付けられた第2の端1を持つ、相隔たって配置
された少なくとも2つの第2の組立体ポストを含む。第
1および第2のコイル組立体、主コイル、第1および第
2の遮蔽組立体ならびに遮蔽コイルのすべてがほぼ同軸
に整列している。
【0006】本発明からいくつかの利益および利点が得
られる。(超伝導遮蔽コイルを有する)環状の遮蔽コイ
ル組立体および各超伝導コイル組立体に取り付けられた
隔たって配置された組立体ポストの設計によって、磁石
の開放性を維持しつつ、遮蔽された開放型MRI磁石が
得られる。このような開放性によって、MRIイメージ
ングの間、医師が手術等の医用手順のために接近するこ
とができるとともに、閉鎖型磁石設計で生じ得る閉所恐
怖感を患者が克服することが助けられる。
られる。(超伝導遮蔽コイルを有する)環状の遮蔽コイ
ル組立体および各超伝導コイル組立体に取り付けられた
隔たって配置された組立体ポストの設計によって、磁石
の開放性を維持しつつ、遮蔽された開放型MRI磁石が
得られる。このような開放性によって、MRIイメージ
ングの間、医師が手術等の医用手順のために接近するこ
とができるとともに、閉鎖型磁石設計で生じ得る閉所恐
怖感を患者が克服することが助けられる。
【0007】
【詳しい説明】付図は本発明の実施例を示す。図を通じ
て、同じ参照番号は同じ素子を表す。図1および図2は
本発明の開放型磁気共鳴イメージング(MRI)磁石1
0を示す。磁石10は、ほぼドーナツ形の第1の超伝導
コイル組立体12、第1の超伝導コイル組立体12から
隔たって配置されたほぼドーナツ形の第2の超伝導コイ
ル組立体14、および相隔たって配置されたほぼ平行な
複数(好ましくは4個)のコイル組立体間ポスト16を
含む。各コイル組立体間ポスト16は、第1のコイル組
立体12に取り付けられた第1の端18、および第2の
コイル組立体14に取り付けられた第2の端20を有す
る。磁石10はまた、第1のコイル組立体12から隔た
ってコイル組立体間ポスト16側とは反対側に配置され
たほぼ環状の第1の超伝導遮蔽組立体22、ならびに相
隔たって配置された複数(好ましくは6個)の第1の組
立体ポスト24を含む。第1の組立体ポスト24の各々
は、その一端26が第1のコイル組立体12に取り付け
られ、もう1つの端28が第1の遮蔽組立体22に取り
付けられている。磁石10は更に、第2のコイル組立体
14から隔たってコイル組立体間ポスト16側とは反対
側に配置されたほぼ環状の第2の超伝導遮蔽組立体3
0、ならびに相隔たって配置された複数(好ましくは6
個)の第2の組立体ポスト32も含む。第2の組立体ポ
スト32の各々は、その一端34が第2のコイル組立体
14に取り付けられ、もう1つの端36が第2の遮蔽組
立体30に取り付けられている。
て、同じ参照番号は同じ素子を表す。図1および図2は
本発明の開放型磁気共鳴イメージング(MRI)磁石1
0を示す。磁石10は、ほぼドーナツ形の第1の超伝導
コイル組立体12、第1の超伝導コイル組立体12から
隔たって配置されたほぼドーナツ形の第2の超伝導コイ
ル組立体14、および相隔たって配置されたほぼ平行な
複数(好ましくは4個)のコイル組立体間ポスト16を
含む。各コイル組立体間ポスト16は、第1のコイル組
立体12に取り付けられた第1の端18、および第2の
コイル組立体14に取り付けられた第2の端20を有す
る。磁石10はまた、第1のコイル組立体12から隔た
ってコイル組立体間ポスト16側とは反対側に配置され
たほぼ環状の第1の超伝導遮蔽組立体22、ならびに相
隔たって配置された複数(好ましくは6個)の第1の組
立体ポスト24を含む。第1の組立体ポスト24の各々
は、その一端26が第1のコイル組立体12に取り付け
られ、もう1つの端28が第1の遮蔽組立体22に取り
付けられている。磁石10は更に、第2のコイル組立体
14から隔たってコイル組立体間ポスト16側とは反対
側に配置されたほぼ環状の第2の超伝導遮蔽組立体3
0、ならびに相隔たって配置された複数(好ましくは6
個)の第2の組立体ポスト32も含む。第2の組立体ポ
スト32の各々は、その一端34が第2のコイル組立体
14に取り付けられ、もう1つの端36が第2の遮蔽組
立体30に取り付けられている。
【0008】第1のコイル組立体12はほぼ環状の第1
の超伝導主コイル38を含み、第1の遮蔽組立体22は
内径が第1の主コイル38の外径より大きいほぼ環状の
第1の超伝導遮蔽コイル40を含む。同様に、第2のコ
イル組立体14はほぼ環状の第2の超伝導主コイル42
を含み、第2の遮蔽組立体30は内径が第2の主コイル
42の外径より大きいほぼ環状の第2の超伝導遮蔽コイ
ル44をむ。第1のコイル組立体12、第2のコイル組
立体14、主コイル38および42、第1の遮蔽組立体
22、第2の遮蔽組立体30、遮蔽コイル40および4
4はすべて、ほぼ同軸に整列していて、共通の縦軸46
を有する。開放型MRI磁石10の(図2に点線で示さ
れた)イメージング容積48の中の磁界の不均一度を医
用イメージングに許容できるレベルまで小さくするため
に、第1のコイル組立体12には第1のバッキング(b
ucking)コイル50が付加的に含まれ、第2のコ
イル組立体14には第2のバッキングコイル52が付加
的に含まれている。
の超伝導主コイル38を含み、第1の遮蔽組立体22は
内径が第1の主コイル38の外径より大きいほぼ環状の
第1の超伝導遮蔽コイル40を含む。同様に、第2のコ
イル組立体14はほぼ環状の第2の超伝導主コイル42
を含み、第2の遮蔽組立体30は内径が第2の主コイル
42の外径より大きいほぼ環状の第2の超伝導遮蔽コイ
ル44をむ。第1のコイル組立体12、第2のコイル組
立体14、主コイル38および42、第1の遮蔽組立体
22、第2の遮蔽組立体30、遮蔽コイル40および4
4はすべて、ほぼ同軸に整列していて、共通の縦軸46
を有する。開放型MRI磁石10の(図2に点線で示さ
れた)イメージング容積48の中の磁界の不均一度を医
用イメージングに許容できるレベルまで小さくするため
に、第1のコイル組立体12には第1のバッキング(b
ucking)コイル50が付加的に含まれ、第2のコ
イル組立体14には第2のバッキングコイル52が付加
的に含まれている。
【0009】第1の主コイル38は第1の方向に電流を
通す。「第1の方向」は、縦軸46を中心として時計方
向または反時計方向の内の一方の円周方向と定義され
る。ただし、電流方向の僅かな縦方向成分は無視され
る。第1の遮蔽コイル40(と第1のバッキングコイル
50)は、第1の方向とは逆の方向に(すなわち、第1
の主コイル38が通す電流の方向とは逆の方向に)電流
を通す。第2の主コイル42は、第1の主コイル38の
電流の方向と同じ方向に電流を通す。第2の遮蔽コイル
44は、第1の遮蔽コイル40の電流の方向と同じ方向
に電流を通す。第2のバッキングコイル52は、第1の
バッキングコイル50の電流の方向と同じ方向に電流を
通す。これらの電流はすべて、アンペア数がほぼ等しい
ことが好ましい。
通す。「第1の方向」は、縦軸46を中心として時計方
向または反時計方向の内の一方の円周方向と定義され
る。ただし、電流方向の僅かな縦方向成分は無視され
る。第1の遮蔽コイル40(と第1のバッキングコイル
50)は、第1の方向とは逆の方向に(すなわち、第1
の主コイル38が通す電流の方向とは逆の方向に)電流
を通す。第2の主コイル42は、第1の主コイル38の
電流の方向と同じ方向に電流を通す。第2の遮蔽コイル
44は、第1の遮蔽コイル40の電流の方向と同じ方向
に電流を通す。第2のバッキングコイル52は、第1の
バッキングコイル50の電流の方向と同じ方向に電流を
通す。これらの電流はすべて、アンペア数がほぼ等しい
ことが好ましい。
【0010】第1のコイル組立体12は、第1の主コイ
ル38(ならびに第1のバッキングコイル50)を支持
する第1の主コイル枠54、第1の主コイル38および
第1の主コイル枠54からほぼ隔たって配置されて第1
の主コイル38および第1の主コイル枠54をほぼ取り
囲む熱遮蔽体56、および第1のコイル組立体12の熱
遮蔽体56から隔たって配置されて該熱遮蔽体56をほ
ぼ取り囲むハウジング58を有する。第1の遮蔽組立体
22は、第1の遮蔽コイル40を支持する第1の遮蔽コ
イル枠60、第1の遮蔽コイル40および第1の遮蔽コ
イル枠60から隔たって配置されて第1の遮蔽コイル4
0および第1の遮蔽コイル枠60をほぼ取り囲む熱遮蔽
体62、および第1の遮蔽組立体22の熱遮蔽体62か
ら隔たって配置されて該熱遮蔽体62をほぼ取り囲むハ
ウジング64を有する。第1の組立体ポスト24の少な
くとも1個(好ましくは全部)は、第1の遮蔽コイル枠
60および第1の主コイル枠54と熱接触する第1の中
心部材66、第1の中心部材66から隔たって配置され
て第1の中心部材66をほぼ取り囲み、且つ第1の遮蔽
組立体22の熱遮蔽体62および第1のコイル組立体1
2の熱遮蔽体56と熱接触する熱遮蔽体68、および少
なくとも1個の第1の組立体ポスト24の熱遮蔽体68
から隔たって配置されて熱遮蔽体68をほぼ取り囲み、
且つ第1の遮蔽組立体22のハウジング64および第1
のコイル組立体12のハウジング58と熱接触するハウ
ジング70を含む。
ル38(ならびに第1のバッキングコイル50)を支持
する第1の主コイル枠54、第1の主コイル38および
第1の主コイル枠54からほぼ隔たって配置されて第1
の主コイル38および第1の主コイル枠54をほぼ取り
囲む熱遮蔽体56、および第1のコイル組立体12の熱
遮蔽体56から隔たって配置されて該熱遮蔽体56をほ
ぼ取り囲むハウジング58を有する。第1の遮蔽組立体
22は、第1の遮蔽コイル40を支持する第1の遮蔽コ
イル枠60、第1の遮蔽コイル40および第1の遮蔽コ
イル枠60から隔たって配置されて第1の遮蔽コイル4
0および第1の遮蔽コイル枠60をほぼ取り囲む熱遮蔽
体62、および第1の遮蔽組立体22の熱遮蔽体62か
ら隔たって配置されて該熱遮蔽体62をほぼ取り囲むハ
ウジング64を有する。第1の組立体ポスト24の少な
くとも1個(好ましくは全部)は、第1の遮蔽コイル枠
60および第1の主コイル枠54と熱接触する第1の中
心部材66、第1の中心部材66から隔たって配置され
て第1の中心部材66をほぼ取り囲み、且つ第1の遮蔽
組立体22の熱遮蔽体62および第1のコイル組立体1
2の熱遮蔽体56と熱接触する熱遮蔽体68、および少
なくとも1個の第1の組立体ポスト24の熱遮蔽体68
から隔たって配置されて熱遮蔽体68をほぼ取り囲み、
且つ第1の遮蔽組立体22のハウジング64および第1
のコイル組立体12のハウジング58と熱接触するハウ
ジング70を含む。
【0011】第2のコイル組立体14は、平面72(そ
の縁が図2に破線で示されている)に対して第1のコイ
ル組立体12のほぼ鏡像である。平面72は、コイル組
立体間ポスト16に対して(そして縦軸46に対して)
ほぼ垂直であり、第1のコイル組立体12と第2のコイ
ル組立体14から等距離の所に位置する。同様に、第2
の遮蔽組立体30は、平面72に対して第1の遮蔽組立
体22のほぼ鏡像である。また相隔たって配置された複
数の第2の組立体ポスト32も、平面72に対して、相
隔たって配置された複数の第1の組立体ポスト24のほ
ぼ鏡像になっている。
の縁が図2に破線で示されている)に対して第1のコイ
ル組立体12のほぼ鏡像である。平面72は、コイル組
立体間ポスト16に対して(そして縦軸46に対して)
ほぼ垂直であり、第1のコイル組立体12と第2のコイ
ル組立体14から等距離の所に位置する。同様に、第2
の遮蔽組立体30は、平面72に対して第1の遮蔽組立
体22のほぼ鏡像である。また相隔たって配置された複
数の第2の組立体ポスト32も、平面72に対して、相
隔たって配置された複数の第1の組立体ポスト24のほ
ぼ鏡像になっている。
【0012】やはり磁石10の一部を構成する、たとえ
ばギフォド・マクマホン(Gifford−McMah
on)低温冷却器のような低温冷却器のコールドヘッド
74が、第1のコイル組立体12のハウジング58に取
り付けられたハウジング76を含む。低温冷却器のコー
ルドヘッド74は、第1段78および第2段80を有す
る。第1段78は、第1のコイル組立体12の熱遮蔽体
56と熱接触し、ほぼ40ケルビンの温度に維持され
る。第2段80は、第1のコイル組立体12の第1の主
コイル枠54と熱接触し、ほぼ10ケルビンの温度に維
持される。
ばギフォド・マクマホン(Gifford−McMah
on)低温冷却器のような低温冷却器のコールドヘッド
74が、第1のコイル組立体12のハウジング58に取
り付けられたハウジング76を含む。低温冷却器のコー
ルドヘッド74は、第1段78および第2段80を有す
る。第1段78は、第1のコイル組立体12の熱遮蔽体
56と熱接触し、ほぼ40ケルビンの温度に維持され
る。第2段80は、第1のコイル組立体12の第1の主
コイル枠54と熱接触し、ほぼ10ケルビンの温度に維
持される。
【0013】コイル組立体間ポスト16の少なくとも1
個(好ましくは全部)は、第1の主コイル枠54と熱接
触する内側部材82を有する。この少なくとも1個のコ
イル組立体間ポスト16は、内側部材82から隔たって
配置されて内側部材82をほぼ取り囲み、且つ第1のコ
イル組立体12の熱遮蔽体56と熱接触する熱遮蔽体8
4も有する。この少なくとも1個のコイル組立体間ポス
ト16は更に、この少なくとも1個のコイル組立体間ポ
スト16の熱遮蔽体84から隔たって配置されて該熱遮
蔽84をほぼ取り囲み、且つ第1のコイル組立体12の
ハウジング58と熱接触するハウジング86も有する。
床取付台88が磁石10を支持する。
個(好ましくは全部)は、第1の主コイル枠54と熱接
触する内側部材82を有する。この少なくとも1個のコ
イル組立体間ポスト16は、内側部材82から隔たって
配置されて内側部材82をほぼ取り囲み、且つ第1のコ
イル組立体12の熱遮蔽体56と熱接触する熱遮蔽体8
4も有する。この少なくとも1個のコイル組立体間ポス
ト16は更に、この少なくとも1個のコイル組立体間ポ
スト16の熱遮蔽体84から隔たって配置されて該熱遮
蔽84をほぼ取り囲み、且つ第1のコイル組立体12の
ハウジング58と熱接触するハウジング86も有する。
床取付台88が磁石10を支持する。
【0014】真空エンクロージャが、第1の遮蔽組立体
22のハウジング64、第1の組立体ポスト24のハウ
ジング70、第1のコイル組立体12のハウジング5
8、コイル組立体間ポスト16のハウジング86、なら
びに上述の鏡像関係にある第2のコイル組立体14、第
2の組立体ポスト32および第2の遮蔽組立体30の対
応するハウジング(図2に示されているが、参照番号は
付されていない)の組み合わせによって形成される。熱
遮蔽体の配列体が、第1の遮蔽組立体22の熱遮蔽体6
2、第1の組立体ポスト24の熱遮蔽体68、第1のコ
イル組立体12の熱遮蔽体56、コイル組立体間ポスト
16の熱遮蔽体84、ならびにそれぞれ鏡像関係にある
の第2のコイル組立体14、第2の組立体ポスト32お
よび第2の遮蔽組立体30の対応する熱遮蔽体(図2に
示されているが、参照番号は付されていない)の組み合
わせによって形成される。熱導体構造が、第1の遮蔽組
立体22の第1の遮蔽コイル枠60、第1の組立体ポス
ト24の第1の中心部材66、第1のコイル組立体12
の第1の主コイル枠54、コイル組立体間ポスト16の
内側部材82、ならびに上述の鏡像関係にある第2のコ
イル組立体14、第2の組立体ポスト32および第2の
遮蔽組立体30の対応する部材(図2に示されている
が、参照番号は付されていない)の組み合わせによって
形成される。
22のハウジング64、第1の組立体ポスト24のハウ
ジング70、第1のコイル組立体12のハウジング5
8、コイル組立体間ポスト16のハウジング86、なら
びに上述の鏡像関係にある第2のコイル組立体14、第
2の組立体ポスト32および第2の遮蔽組立体30の対
応するハウジング(図2に示されているが、参照番号は
付されていない)の組み合わせによって形成される。熱
遮蔽体の配列体が、第1の遮蔽組立体22の熱遮蔽体6
2、第1の組立体ポスト24の熱遮蔽体68、第1のコ
イル組立体12の熱遮蔽体56、コイル組立体間ポスト
16の熱遮蔽体84、ならびにそれぞれ鏡像関係にある
の第2のコイル組立体14、第2の組立体ポスト32お
よび第2の遮蔽組立体30の対応する熱遮蔽体(図2に
示されているが、参照番号は付されていない)の組み合
わせによって形成される。熱導体構造が、第1の遮蔽組
立体22の第1の遮蔽コイル枠60、第1の組立体ポス
ト24の第1の中心部材66、第1のコイル組立体12
の第1の主コイル枠54、コイル組立体間ポスト16の
内側部材82、ならびに上述の鏡像関係にある第2のコ
イル組立体14、第2の組立体ポスト32および第2の
遮蔽組立体30の対応する部材(図2に示されている
が、参照番号は付されていない)の組み合わせによって
形成される。
【0015】超伝導コイル38、40、50、42、4
4および52は、途切れのない一本の(並列の銅の安定
化部材が付加された)NbSn超伝導テープで構成する
ことが好ましい(あるいは、あまり望ましくはないが、
複数本のテープを超伝導継手で一緒に接続して構成す
る)。このようなテープは、超伝導コイル38、40、
50、42、44および52のすべてを単一の電気経路
として一緒に形成するように巻かれる。通常、第1の主
コイル枠54はガラス繊維で構成され(それに、図示し
ないアルミニウムリングが、熱伝導を行い、且つ大形の
主コイル38および42にかかる半径方向外向きの電磁
力に対する支持を行うために設けられ)、また第1の遮
蔽コイル枠60は非磁性ステンレス鋼で構成される。通
常、第1の組立体ポスト24の第1の中心部材66およ
びコイル組立体間ポスト16の内側部材82は銅で構成
され、熱遮蔽体62、68、56、および84はアルミ
ニウムで構成され、ハウジング64、70、58および
86は非磁性ステンレス鋼で構成される。互いに隔たっ
て配置された種々の素子(たとえば、第1の主コイル枠
54から隔たって配置された熱遮蔽体56)は(図示し
ていない、通常ガラス繊維で構成される)熱絶縁管等に
よって隔てられる。必要に応じて、(図示していない、
通常、銅またはアルミニウムで構成される)熱伝導性の
リング、プレート、帯等を付加してもよく、これによ
り、単一の低温冷却器のコールドヘッド74の第2段8
0が超伝導コイル38、40、50、42、44および
52のすべてから(ならびに前に説明した熱導体構造か
ら)熱を除去するための熱経路が得られる。注意すべき
ことは、第2のコイル組立体14および第2の遮蔽組立
体30の超伝導コイル42、44および52を冷却する
ために別個の低温冷却器のコールドヘッドが必要とされ
ないということである。
4および52は、途切れのない一本の(並列の銅の安定
化部材が付加された)NbSn超伝導テープで構成する
ことが好ましい(あるいは、あまり望ましくはないが、
複数本のテープを超伝導継手で一緒に接続して構成す
る)。このようなテープは、超伝導コイル38、40、
50、42、44および52のすべてを単一の電気経路
として一緒に形成するように巻かれる。通常、第1の主
コイル枠54はガラス繊維で構成され(それに、図示し
ないアルミニウムリングが、熱伝導を行い、且つ大形の
主コイル38および42にかかる半径方向外向きの電磁
力に対する支持を行うために設けられ)、また第1の遮
蔽コイル枠60は非磁性ステンレス鋼で構成される。通
常、第1の組立体ポスト24の第1の中心部材66およ
びコイル組立体間ポスト16の内側部材82は銅で構成
され、熱遮蔽体62、68、56、および84はアルミ
ニウムで構成され、ハウジング64、70、58および
86は非磁性ステンレス鋼で構成される。互いに隔たっ
て配置された種々の素子(たとえば、第1の主コイル枠
54から隔たって配置された熱遮蔽体56)は(図示し
ていない、通常ガラス繊維で構成される)熱絶縁管等に
よって隔てられる。必要に応じて、(図示していない、
通常、銅またはアルミニウムで構成される)熱伝導性の
リング、プレート、帯等を付加してもよく、これによ
り、単一の低温冷却器のコールドヘッド74の第2段8
0が超伝導コイル38、40、50、42、44および
52のすべてから(ならびに前に説明した熱導体構造か
ら)熱を除去するための熱経路が得られる。注意すべき
ことは、第2のコイル組立体14および第2の遮蔽組立
体30の超伝導コイル42、44および52を冷却する
ために別個の低温冷却器のコールドヘッドが必要とされ
ないということである。
【0016】本発明の磁石10のコンピュータシミュレ
ーションを行った。これは、直径が25センチメートル
の球形イメージング容積の中にピーク・ピーク磁界不均
一度が7.4ppmの0.3テスラの磁界を発生するよ
うに設計された2500ポンドの磁石に対して行った。
当業者の技術の範囲内にあるような従来の磁界解析とと
もに、本明細書で前に開示された本発明の原理を使用し
て、本発明者はこの特定の磁石10のための遮蔽体の設
計を行った。第1の主コイル38はほぼ414600ア
ンペアターン、第1の遮蔽コイル40はほぼ11868
0アンペアターン、そして第1のバッキングコイル50
はほぼ104400アンペアターンとした。第1の主コ
イル38は平均半径がほぼ36.0cmであり、第2の
主コイル42から縦方向に平均距離がほぼ120.6c
mのところに配置した。第1の遮蔽コイル40は第1の
主コイル38から半径方向外側に平均距離がほぼ35.
3cmで、縦方向外側に平均距離がほぼ39.0cmの
ところに配置した。第1のバッキングコイル50は第1
の主コイル38から半径方向内側に平均距離がほぼ1
5.1cmで、縦方向内側に平均距離がほぼ6.8cm
のところに配置した。「平均半径」とは内側半径と外側
半径との和の半分である。2つのコイルの間の「平均距
離」とは各コイルの中の円の間の最も近い距離であり、
この円はその中心がコイルの縦方向の境界から等距離の
コイルの縦軸上に位置し、円の半径がコイルの平均半径
に等しい円である。コンピュータシミュレーションの示
すところによれば、本発明による遮蔽を行った場合に
は、5ガウスの漂遊磁界が磁石10のイメージング容積
48の中心から縦方向距離2.5mで、半径方向距離
3.5mのところに位置していた。本発明のこのような
遮蔽が無かった場合には、5ガウスの漂遊磁界が磁石1
0のイメージング容積48の中心から縦方向距離7.6
mで、半径方向距離6.2mのところに位置していた。
本発明による有効な超伝導磁気遮蔽により、液体冷凍剤
を使用せず、医用検査室に開放型磁石10を配置するこ
とが容易となり、開放型磁石設計の開放性が維持され
る。
ーションを行った。これは、直径が25センチメートル
の球形イメージング容積の中にピーク・ピーク磁界不均
一度が7.4ppmの0.3テスラの磁界を発生するよ
うに設計された2500ポンドの磁石に対して行った。
当業者の技術の範囲内にあるような従来の磁界解析とと
もに、本明細書で前に開示された本発明の原理を使用し
て、本発明者はこの特定の磁石10のための遮蔽体の設
計を行った。第1の主コイル38はほぼ414600ア
ンペアターン、第1の遮蔽コイル40はほぼ11868
0アンペアターン、そして第1のバッキングコイル50
はほぼ104400アンペアターンとした。第1の主コ
イル38は平均半径がほぼ36.0cmであり、第2の
主コイル42から縦方向に平均距離がほぼ120.6c
mのところに配置した。第1の遮蔽コイル40は第1の
主コイル38から半径方向外側に平均距離がほぼ35.
3cmで、縦方向外側に平均距離がほぼ39.0cmの
ところに配置した。第1のバッキングコイル50は第1
の主コイル38から半径方向内側に平均距離がほぼ1
5.1cmで、縦方向内側に平均距離がほぼ6.8cm
のところに配置した。「平均半径」とは内側半径と外側
半径との和の半分である。2つのコイルの間の「平均距
離」とは各コイルの中の円の間の最も近い距離であり、
この円はその中心がコイルの縦方向の境界から等距離の
コイルの縦軸上に位置し、円の半径がコイルの平均半径
に等しい円である。コンピュータシミュレーションの示
すところによれば、本発明による遮蔽を行った場合に
は、5ガウスの漂遊磁界が磁石10のイメージング容積
48の中心から縦方向距離2.5mで、半径方向距離
3.5mのところに位置していた。本発明のこのような
遮蔽が無かった場合には、5ガウスの漂遊磁界が磁石1
0のイメージング容積48の中心から縦方向距離7.6
mで、半径方向距離6.2mのところに位置していた。
本発明による有効な超伝導磁気遮蔽により、液体冷凍剤
を使用せず、医用検査室に開放型磁石10を配置するこ
とが容易となり、開放型磁石設計の開放性が維持され
る。
【0017】本発明の上記の実施例は、説明のため例示
したものであり、すべてを網羅したものでは無く、また
開示された細部に本発明を限定するものでもない。上記
の教示を参考にして多数の変形および変更を行えること
は明らかである。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記
載により定められる。
したものであり、すべてを網羅したものでは無く、また
開示された細部に本発明を限定するものでもない。上記
の教示を参考にして多数の変形および変更を行えること
は明らかである。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記
載により定められる。
【図1】本発明による超伝導遮蔽体を含む開放型超伝導
MRI磁石の斜視図であり、わかりやすくするため、磁
石に関連する低温冷却器のコールドヘッドおよび床取付
台を省略して示してある。
MRI磁石の斜視図であり、わかりやすくするため、磁
石に関連する低温冷却器のコールドヘッドおよび床取付
台を省略して示してある。
【図2】低温冷却器のコールドヘッドおよび床取付台を
付加した図1のMRI磁石の概略側面断面図である。
付加した図1のMRI磁石の概略側面断面図である。
10 開放型磁気共鳴イメージング磁石 12 第1の超伝導コイル組立体 14 第2の超伝導コイル組立体 16 コイル組立体間のポスト 18 コイル組立体間ポストの第1の端 20 コイル組立体間ポストの第2の端 22 第1の超伝導遮蔽組立体 24 第1の組立体ポスト 26,28 第1の組立体ポストの端 30 第2の超伝導遮蔽組立体 32 第2の組立体ポスト 34,36 第2の組立体ポストの端 38 第1の超伝導主コイル 40 第1の超伝導遮蔽コイル 42 第2の超伝導主コイル 44 第2の超伝導遮蔽コイル 50 第1のバッキングコイル 54 第1の主コイル枠 56 第1のコイル組立体の熱遮蔽体 58 第1のコイル組立体のハウジング 60 第1の遮蔽コイル枠 62 第1の遮蔽組立体の熱遮蔽体 64 第1の遮蔽組立体のハウジング 66 第1の中心部材 68 第1の組立体ポストの熱遮蔽体 70 第1の組立体ポストのハウジング 72 平面 74 低温冷却器のコールドヘッド 76 コールドヘッドのハウジング 78 コールドヘッドの第1段 80 コールドヘッドの第2段 82 内側部材 84 コイル組立体間ポストの熱遮蔽体 86 コイル組立体間ポストのハウジング
Claims (10)
- 【請求項1】 開放型磁気共鳴イメージング磁石に於い
て、 (a)ほぼ環状の超伝導性の第1の主コイルを含むほぼ
ドーナツ形の超伝導性の第1のコイル組立体、 (b)上記第1のコイル組立体から隔たって配置され
た、ほぼ環状の超伝導性の第2の主コイルを含むほぼド
ーナツ形の超伝導性の第2のコイル組立体、 (c)各々が上記第1のコイル組立体に取り付けられた
第1の端と上記第2のコイル組立体に取り付けられた第
2の端を持つ、相隔たって配置されたほぼ平行な複数の
コイル組立体間ポスト、 (d)上記第1のコイル組立体から隔たって上記コイル
組立体間ポスト側とは反対側に配置されたほぼ環状の超
伝導性の第1の遮蔽組立体であって、内径が上記第1の
主コイルの外径より大きいほぼ環状の超伝導性の第1の
遮蔽コイルを含む第1の遮蔽組立体。 (e)各々が上記第1のコイル組立体に取り付けられた
一端と上記第1の遮蔽組立体に取り付けられたもう1つ
の端を持つ、相隔たって配置された複数の第1の組立体
ポスト、 (f)上記第2のコイル組立体から隔たって上記コイル
組立体間ポスト側とは反対側に配置されたほぼ環状の超
伝導性の第2の遮蔽組立体であって、内径が上記第2の
主コイルの外径より大きいほぼ環状の超伝導性の第2の
遮蔽コイルを含む第2の遮蔽組立体、および (g)各々が上記第2のコイル組立体に取り付けられた
一端と上記第2の遮蔽組立体に取り付けられたもう1つ
の端を持つ、相隔たって配置された複数の第2の組立体
ポストを含み、 上記第1および第2のコイル組立体、主コイル、上記第
1および第2の遮蔽組立体ならびに遮蔽コイルのすべて
がほぼ同軸に整列していることを特徴とする開放型磁気
共鳴イメージング磁石。 - 【請求項2】 上記第1の遮蔽組立体が、上記第1の遮
蔽コイルを支持する第1の遮蔽コイル枠を含み、上記第
1のコイル組立体が、上記第1の主コイルを支持する第
1の主コイル枠を含み、少なくとも1つの上記第1の組
立体ポストが、上記第1の遮蔽コイル枠および上記第1
の主コイル枠に熱接触する第1の中心部材を含む請求項
1記載の開放型磁気共鳴イメージング磁石。 - 【請求項3】 上記第1の遮蔽組立体が、上記第1の遮
蔽コイルおよび上記第1の遮蔽コイル枠から隔たって、
上記第1の遮蔽コイルおよび上記第1の遮蔽コイル枠を
ほぼ取り囲むように配置された熱遮蔽体を含み、上記第
1のコイル組立体が、上記第1の主コイルおよび上記第
1の主コイル枠から隔たって、上記第1の主コイルおよ
び上記第1の主コイル枠をほぼ取り囲むように配置され
た熱遮蔽体を含み、上記の少なくとも1つの第1の組立
体ポストが、上記第1の中心部材から隔たって上記第1
の中心部材をほぼ取り囲むように配置され、且つ上記第
1の遮蔽組立体の上記熱遮蔽体および上記第1のコイル
組立体の上記熱遮蔽体と熱接触するように配置された熱
遮蔽体を含む請求項2記載の開放型磁気共鳴イメージン
グ磁石。 - 【請求項4】 上記第1の遮蔽組立体が、上記第1の遮
蔽組立体の上記熱遮蔽体からほぼ隔たって上記第1の遮
蔽組立体の上記熱遮蔽体をほぼ取り囲むように配置され
たハウジングを含み、上記第1のコイル組立体が、上記
第1のコイル組立体の上記熱遮蔽体から隔たって上記第
1のコイル組立体の上記熱遮蔽体をほぼ取り囲むように
配置されたハウジングを含み、上記の少なくとも1つの
第1の組立体ポストが、上記の少なくとも1つの第1の
組立体ポストの上記熱遮蔽体から隔たって上記の少なく
とも1つの第1の組立体ポストの上記熱遮蔽体をほぼ取
り囲むように配置され、且つ上記第1の遮蔽組立体の上
記ハウジングおよび上記第1のコイル組立体の上記ハウ
ジングと熱接触するように配置されたハウジングを含む
請求項3記載の開放型磁気共鳴イメージング磁石。 - 【請求項5】 更に、上記第1のコイル組立体の上記ハ
ウジングに取り付けられたハウジング、上記第1のコイ
ル組立体の上記熱遮蔽体と熱接触する第1段、および上
記第1のコイル組立体の上記第1の主コイル枠と熱接触
する第2段を有する低温冷却器のコールドヘッドが設け
られている請求項4記載の開放型磁気共鳴イメージング
磁石。 - 【請求項6】 上記コイル組立体間ポストの少なくとも
1つが、上記第1の主コイル枠と熱接触する内側部材を
有する請求項5記載の開放型磁気共鳴イメージング磁
石。 - 【請求項7】 上記の少なくとも1つのコイル組立体間
ポストが、上記内側部材から隔たって配置されて上記内
側部材をほぼ取り囲み、且つ上記第1のコイル組立体の
上記熱遮蔽体と熱接触する熱遮蔽体を有する請求項6記
載の開放型磁気共鳴イメージング磁石。 - 【請求項8】 上記の少なくとも1つのコイル組立体間
ポストが、上記の少なくとも1つのコイル組立体間ポス
トの上記熱遮蔽体から隔たって配置されて上記の少なく
とも1つのコイル組立体間ポストの熱遮蔽体をほぼ取り
囲み、且つ上記第1のコイル組立体の上記ハウジングと
熱接触するハウジングを有する請求項7記載の開放型磁
気共鳴イメージング磁石。 - 【請求項9】 上記コイル組立体間ポストに対してほぼ
垂直に伸びていて、上記第1のコイル組立体と上記第2
のコイル組立体からほぼ等距離の所にある平面に対し
て、上記第2のコイル組立体が上記第1のコイル組立体
とほぼ鏡像関係にあり、上記平面に対して上記第2の遮
蔽組立体が上記第1の遮蔽組立体とほぼ鏡像関係にあ
り、上記平面に対して上記複数の第2の組立体ポストが
上記複数の第1の組立体ポストとほぼ鏡像関係にある請
求項8記載の開放型磁気共鳴イメージング磁石。 - 【請求項10】 上記第1のコイル組立体が第1のバッ
キングコイルを含み、上記第1の主コイルがほぼ414
600アンペアターンであり、上記第1の遮蔽コイルが
ほぼ118680アンペアターンであり、上記第1のバ
ッキングコイル50がほぼ104400アンペアターン
であり、上記第1の主コイルは平均半径がほぼ36.0
cmであって、上記第2の主コイル42から縦方向に平
均距離がほぼ120.6cmのところに配置されてお
り、上記第1の遮蔽コイルは上記第1の主コイルから半
径方向外側に平均距離がほぼ35.3cmで、縦方向外
側に平均距離がほぼ39.0cmのところに配置されて
おり、上記第1のバッキングコイルは上記第1の主コイ
ルから半径方向内側に平均距離がほぼ15.1cmで、
縦方向内側に平均距離がほぼ6.8cmのところに配置
されている請求項9記載の開放型磁気共鳴イメージング
磁石。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US260433 | 1988-10-20 | ||
| US08/260,433 US5448214A (en) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | Open MRI magnet with superconductive shielding |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08102416A true JPH08102416A (ja) | 1996-04-16 |
| JP3673556B2 JP3673556B2 (ja) | 2005-07-20 |
Family
ID=22989145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14228395A Expired - Fee Related JP3673556B2 (ja) | 1994-06-15 | 1995-06-09 | 超伝導遮蔽体を設けた開放型磁気共鳴イメージング磁石 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5448214A (ja) |
| EP (1) | EP0687920B1 (ja) |
| JP (1) | JP3673556B2 (ja) |
| DE (1) | DE69531425T2 (ja) |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2295673B (en) * | 1994-11-29 | 1999-04-28 | Oxford Magnet Tech | Improvements in or relating to cryogenic mri magnets |
| DE59609254D1 (de) * | 1995-09-28 | 2002-07-04 | Siemens Ag | Magnetanordnung für ein diagnostisches Magnetresonanzgerät |
| US5799653A (en) * | 1995-10-03 | 1998-09-01 | Toshiba America Mri, Inc. | Magnetic resonance imaging apparatus with decreased patient claustrophobia and increased access to patient |
| US5565831A (en) * | 1995-10-23 | 1996-10-15 | General Electric Company | Shielded and open MRI magnet |
| US5568104A (en) * | 1995-10-23 | 1996-10-22 | General Electric Company | Open MRI superconductive magnet with cryogenic-fluid cooling |
| US5563566A (en) * | 1995-11-13 | 1996-10-08 | General Electric Company | Cryogen-cooled open MRI superconductive magnet |
| US5708362A (en) * | 1995-11-16 | 1998-01-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnet arrangement for a diagnostic magnetic resonance apparatus |
| JP3731231B2 (ja) | 1995-11-30 | 2006-01-05 | 株式会社日立メディコ | 超電導磁石装置 |
| US5818319A (en) * | 1995-12-21 | 1998-10-06 | The University Of Queensland | Magnets for magnetic resonance systems |
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