(57)【要約】【課題】輻射シールドの振動に伴う渦電流の発生を抑え、画質劣化を低減できる磁気共鳴イメージング装置および超電導磁石を提供する。【解決手段】磁気共鳴イメージング装置用の超電導磁石１は、略円筒形状の真空容器１１と、真空容器１１内に配置された略円筒形状の輻射シールド１２と、輻射シールド１２内に配置された超電導コイル１０と、を有する。輻射シールド１２は、超電導コイル１０の径方向内側に位置する内筒１２ａを有している。輻射シールド１２の内筒１２ａには、該内筒１２ａの中心軸８を中心とした円周方向に沿って形成された円環状のリブ１７が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像空間に静磁場を発生させる略円筒形状の超電導磁石と、
前記超電導磁石の径方向内側に前記超電導磁石の中心軸と略同心に設置され、前記撮像空間内に位置に対して線形な勾配を有する磁場強度の動磁場を発生させる略円筒形状の傾斜磁場コイルと、
前記傾斜磁場コイルの径方向内側に前記超電導磁石の中心軸と略同心に設置され、前記撮像空間内に高周波磁場を発生させる略円筒形状の高周波コイルと、
信号を処理し画像を得るためのコンピュータシステムと、を備え、
前記超電導磁石は、
略円筒形状の真空容器と、
前記真空容器内に配置された略円筒形状の輻射シールドと、
前記輻射シールド内に配置された超電導コイルと、を有し、
前記輻射シールドは、前記超電導コイルの径方向内側に位置する内筒を有し、
前記内筒には、該内筒の中心軸を中心とした円周方向に沿って形成された円環状のリブが設けられていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記超電導コイルが内部に配置された冷媒容器を備え、
前記リブは、前記内筒の中心軸を含む断面において径方向における高さが軸方向における長さよりも大きく、前記内筒の径方向外側に少なくとも１箇所以上設置されており、
前記リブの外径は、前記冷媒容器の内径よりも大きく、
前記冷媒容器には、前記リブの外周部が入り込むように該冷媒容器の内径を部分的に径方向外側に拡大させる凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記リブは、前記内筒の中心軸を含む断面において径方向における高さが軸方向における長さよりも小さく、前記内筒の径方向内側若しくは径方向外側、または径方向内側および径方向外側の両方に、少なくとも１箇所以上設置されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記リブは、前記撮像空間の中心を通り前記超電導磁石の中心軸に直交する平面に対して対称となるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記リブは、金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記リブは、前記内筒に絶縁層を介して接続されていることを特徴とする請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記リブは、前記内筒に直接接続されていることを特徴とする請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記内筒には、該内筒の中心軸に対して平行な方向に延在するスリットが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
略円筒形状の真空容器と、
前記真空容器内に配置された略円筒形状の輻射シールドと、
前記輻射シールド内に配置された冷媒容器と、
前記冷媒容器内に配置された超電導コイルと、を有し、
前記輻射シールドは、前記超電導コイルの径方向内側に位置する内筒を有し、
前記内筒には、該内筒の中心軸を中心とした円周方向に沿って形成された円環状のリブが設けられていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置用の超電導磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置および超電導磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置と称する）は、主に、磁石装置、傾斜磁場コイル、高周波コイル、および、コンピュータシステムから構成されている。磁石装置は、被検体が挿入される撮像空間に均一な静磁場を生成する。傾斜磁場コイルは、撮像空間に位置情報を付与するために空間的に強度が勾配した磁場（以下、傾斜磁場と呼ぶ）をパルス状に発生する。高周波コイルは、被検体に高周波パルスを照射する。コンピュータシステムは、受信した信号を処理して画像を表示する。
【０００３】
ＭＲＩ装置の主な性能向上の手段として、磁石装置が発生する静磁場の強度向上と、傾斜磁場コイルによる傾斜磁場の強度および磁場精度の向上がある。
静磁場は、撮像対象の原子核スピンの方向を揃えるために使用される。静磁場強度が大きい程より多くの核スピンの方向が揃うため鮮明な画像が得られることから、強い静磁場強度を発生する磁石装置が用いられる傾向にある。以下、より強い静磁場強度を発生する磁石装置として超電導磁石が用いられる場合について説明する。
【０００４】
傾斜磁場コイルは、撮像空間内で発生させた磁気共鳴信号に位置情報を付与するために使用される。傾斜磁場の強度が強い程、また、磁場精度として線形勾配分布に近い程、正確な位置情報が得られることから、高精細な画像取得または短時間での撮像が可能となる。このため、傾斜磁場コイルには、より大きな電流を通電、または、コイル導体を数多く巻き回す構成が必要となり、傾斜磁場コイルの通電電流には、より速い大電流のパルス通電が求められる。
【０００５】
高周波コイルは、原子核スピンに磁気共鳴現象を生じさせ、電磁波として磁気共鳴信号を取得するコイルである。良好な画像を取得するためには、静磁場強度から決まる周波数の電磁波を均一な分布で撮像対象に照射する必要がある。
【０００６】
一般的な水平磁場型のＭＲＩ装置において、傾斜磁場コイルは、略円筒形状であり、略円筒形状をした超電導磁石の径方向内側に、超電導磁石と略同心軸上に設置される。さらに、高周波コイルも略円筒形状であり、傾斜磁場コイルの径方向内側に、超電導磁石および傾斜磁場コイルと略同心軸上に設置される。
【０００７】
超電導磁石の径方向内側に設置された傾斜磁場コイルに大きなパルス電流を通電すると、傾斜磁場コイルを構成する導体に流れる電流には、静磁場との間にローレンツ力が生じる。このため、傾斜磁場コイルには振動電磁力が生じる。一方で、超電導磁石にも、傾斜磁場コイルの振動電磁力の反力が生じる。
【０００８】
これらの傾斜磁場コイルおよび超電導磁石に発生する振動電磁力は、ＭＲＩ装置全体を振動させる。ＭＲＩ装置の振動は性能に影響を及ぼす。例えば、傾斜磁場コイルは高周波コイルや被検体が載せられた寝台を支える構造物を兼ねる場合が多いため、傾斜磁場コイルの振動は間接的に寝台上の被検体を振動させることになる。特に、周波数１００Ｈｚ以下の低周波振動が大きい場合には、被検体である患者によっては不快を感じる場合がある。また、被検体が大きく振動すると取得する画像にブレが生じて画質が劣化する場合もある。一方で、超電導磁石に発生する傾斜磁場コイルの振動電磁力の反力も、超電導磁石を構成する超電導コイルや磁場調整用の磁性体を振動させる。これにより、撮像空間内の静磁場強度が不均一になることから、本来の画質から劣化する原因となり得る。
【０００９】
近年のＭＲＩ装置では、画質の向上と撮像時間の短縮のために、より強い静磁場を発生する超電導磁石と、強くて高速なパルスで傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルの組合せが進んでいる。このため、発生する振動電磁力も大きくなる傾向にある。静磁場強度が不均一となり画質劣化を引き起こす要因には、先に挙げた超電導コイルや磁性体の振動だけでなく、超電導磁石を構成する金属構造物に発生する渦電流による磁場もある。超電導コイルの作る強磁場中で金属構造物が振動すると渦電流が生じるためである。
【００１０】
特に、超電導コイルは、超電導状態を維持するために極低温とする必要がある。一般的には、超電導コイルは、ステンレス材などで構成された冷媒容器中における４ケルビンの液体ヘリウム中に浸漬される。さらに、超電導コイルは、冷媒容器と外気との間の伝熱を軽減する輻射シールド、および、真空容器によって囲われている。一般に、輻射シールドは輻射率の小さいアルミニウム材で構成され、真空容器はステンレス材で構成されている。これらは導電性の金属であるため、磁場中で振動すると渦電流を発生する。特に、輻射シールドは、高純度のアルミニウム材であり、しかも、輻射伝熱を低減するために、外気温と比較して例えば７０ケルビンなどの低温に保持されるため、常温時と比較して電気抵抗が小さくなる。このため、振動によって発生する渦電流が大きくなり、画像への影響が無視できない場合が生じる。
【００１１】
本発明の背景技術として、特願平７−２２２３１号公報（特許文献１）がある。この公報には、真空容器および超電導コイルと同心軸上におかれた円筒形状の輻射シールドに、該輻射シールドの軸方向に複数本のスリットを設けた技術が記載されている。そして、円筒形状の輻射シールドの内・外周面の少なくともどちらか一方に、スリットが覆われるようにＦＲＰ層を設けている。これにより、電磁力による輻射シールド振動とそれによる画像への影響の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平７−２２２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に記載の技術では、輻射シールドにスリットを設けることで、振動によって輻射シールドに発生する渦電流を低減することができる。
しかしながら、スリットの存在によって輻射シールドの剛性が低下し、同じ電磁力を受けても振動が大きくなる場合がある。特許文献１に記載の技術では振動の増大を防ぐためにＦＲＰ層を設けているが、一般にＦＲＰ材のヤング率は、金属であるアルミ材のヤング率の１／５程度に小さい。したがって、同等の剛性を得るためには、ＦＲＰ材の厚さは輻射シールドの円筒の板厚に対して十分厚くする必要があった。また、輻射シールドをアルミ材で構成する理由の一つに、輻射シールド全体の温度を一様にする必要があることが挙げられる。輻射率は表面状態だけに依存するので、高抵抗または非導電性材で構成した輻射シールドの表面に極薄いアルミ材の膜を塗布しても変わらない。しかし、輻射シールドにおいて温度差が生じると温度の高い部分からの冷媒容器への輻射伝熱量が増大するため、輻射シールドは全体をできるだけ低温に維持する必要がある。このため、輻射シールド全体を熱伝導率の大きいアルミ材または銅材で構成する必要がある。ＦＲＰの熱伝導率は金属と比較して小さいため、スリットの存在によって輻射シールドの温度が均一にならない原因となり得る。特に、スリット対して直交する方向である、輻射シールドの中心軸を中心とした円周方向は、温度差が生じやすい。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、輻射シールドの振動に伴う渦電流の発生を抑え、画質劣化を低減できる磁気共鳴イメージング装置および超電導磁石を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を達成するために、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、超電導磁石と、傾斜磁場コイルと、高周波コイルと、コンピュータシステムと、を備えている。前記超電導磁石は、略円筒形状を呈しており、撮像空間に静磁場を発生させる。前記傾斜磁場コイルは、略円筒形状を呈しており、前記超電導磁石の径方向内側に前記超電導磁石の中心軸と略同心に設置され、前記撮像空間内に位置に対して線形な勾配を有する磁場強度の動磁場を発生させる。前記高周波コイルは、略円筒形状を呈しており、前記傾斜磁場コイルの径方向内側に前記超電導磁石の中心軸と略同心に設置され、前記撮像空間内に高周波磁場を発生させる。前記コンピュータシステムは、信号を処理し画像を得るためのものである。前記超電導磁石は、略円筒形状の真空容器と、前記真空容器内に配置された略円筒形状の輻射シールドと、前記輻射シールド内に配置された超電導コイルと、を有している。前記輻射シールドは、前記超電導コイルの径方向内側に位置する内筒を有している。前記内筒には、該内筒の中心軸を中心とした円周方向に沿って形成された円環状のリブが設けられている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、輻射シールドの振動に伴う渦電流の発生を抑え、画質劣化を低減できる磁気共鳴イメージング装置および超電導磁石を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＭＲＩ装置を構成する超電導磁石と傾斜磁場コイルと高周波コイルを示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＭＲＩ装置を模式的に示す外観斜視図である。
【図３】比較例に係る従来のＭＲＩ装置を構成する超電導磁石と傾斜磁場コイルと高周波コイルを示す概略断面図である。
【図４Ａ】輻射シールドの内筒が静磁場中で静磁場方向に直交する軸を中心とした回転方向に振動した場合の渦電流シミュレーション結果を示す斜視図である。
【図４Ｂ】輻射シールドの内筒が静磁場中で静磁場方向に直交する軸方向に沿って振動した場合の渦電流シミュレーション結果を示す斜視図である。
【図５Ａ】輻射シールドの内筒が静磁場中で静磁場方向と直交する方向に断面形状が変化して振動した場合の振動状態の正面図である。
【図５Ｂ】輻射シールドの内筒が静磁場中で静磁場方向と直交する方向に断面形状が変化して振動した場合の渦電流シミュレーション結果を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るＭＲＩ装置を構成する超電導磁石と傾斜磁場コイルと高周波コイルを示す概略断面図である。
【図７Ａ】本発明の第３実施形態に係るＭＲＩ装置を構成する超電導磁石の輻射シールドの内筒を示す概略正面断面図である。
【図７Ｂ】本発明の第３実施形態に係るＭＲＩ装置を構成する超電導磁石の輻射シールドの内筒を示す概略部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１実施形態）
図２は、本発明の実施形態に係るＭＲＩ装置１００を模式的に示す外観斜視図である。
図２に示すように、ＭＲＩ装置１００は、超電導コイル１０（図１参照）を有する超電導磁石１を備えている。超電導磁石１は、Ｚ軸を中心軸８とする略円筒形状を呈しており、撮像空間２にＺ軸と同方向に白抜き矢印で示す静磁場３を発生させる。被検者４は可動式のベッド５によって撮像空間２に運ばれて、画像が取得される。
【００１９】
ＭＲＩ装置１００は、超電導磁石１の径方向内側に超電導磁石１の中心軸８と略同心に設置された略円筒形状の傾斜磁場コイル６と高周波コイル７とを備えている。つまり、超電導磁石１、傾斜磁場コイル６および高周波コイル７は、共通の中心軸８を有している。傾斜磁場コイル６は、画像取得の位置情報を取得するための常伝導のコイルである。傾斜磁場コイル６は、撮像空間２内に位置に対して線形な勾配を有する磁場強度の動磁場を発生させる。高周波コイル７は、磁気共鳴を生じさせ信号を取得するための常伝導のコイルである。高周波コイル７は、撮像空間２内に高周波磁場を発生させる。これらの傾斜磁場コイル６および高周波コイル７は、超電導磁石１と一緒に図示されていないカバーで覆われている。
【００２０】
なお、ＭＲＩ装置１００には、前記以外の主要な構成機器として、図示していない電源装置と、コンピュータシステム２０がある。電源装置は、傾斜磁場コイル６や高周波コイル７に電流を供給する。コンピュータシステム２０は、信号を処理し画像を得る。また、コンピュータシステム２０は、操作の受付けや画像の表示を行う。
【００２１】
次に、図３を参照して、まず、一般的なＭＲＩ装置の構成について説明する。
図３は、比較例に係る従来のＭＲＩ装置を構成する超電導磁石１と傾斜磁場コイル６と高周波コイル７を示す概略断面図である。
【００２２】
図３に示すように、超電導磁石１は超電導コイル１０を有している。超電導コイル１０は、超電導線材を巻枠であるステンレス材などで形成されたコイルボビン９に巻き回しエポキシ樹脂などで硬化して生成される。この超電導コイル１０を約４ケルビンの極低温に保持して超電導状態とし、大電流を通電することで、撮像空間２に例えば１．５テスラ乃至３テスラの強磁場が生成される。超電導コイル１０は、極低温に保持するために、大気である外側から真空容器１１、輻射シールド１２、冷媒容器１３に囲われた構造で構成されている。
【００２３】
真空容器１１は、ステンレス材若しくはアルミ材または繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）材などから構成されている。真空容器１１は、その内部を真空状態にすることで、対流による内部構造物への熱伝達を低減する。輻射シールド１２は、アルミ材や銅材などから構成されており、表面に輻射率の小さい光沢金属を使用することで外部からの輻射伝熱を低減する。輻射シールド１２は、超電導コイル１０の径方向内側に位置する内筒１２ａと、超電導コイル１０の径方向外側に位置する外筒１２ｂと、軸方向両側に位置する円環状の端板１２ｃ，１２ｃとを有している。冷媒容器１３は、温度約４ケルビンの液体状態のヘリウムに超電導コイル１０を浸漬して超電導状態を保持するために、ステンレス材などから構成される構造物である。
【００２４】
また、輻射シールド１２および冷媒容器１３には、図示していない冷凍機が設置されており、これにより、液体ヘリウムの蒸発を抑えつつ極低温状態を維持している。さらに、超電導コイル１０や冷媒容器１３および輻射シールド１２は、外部からの熱侵入を抑えるために、図示していない熱抵抗の大きい支持部材で、真空容器１１内に支持される。この支持部材は、熱伝導率の小さいＦＲＰ材等から構成され、例えば断面積の小さい棒状あるいは鎖状の細長い部材が用いられる。
【００２５】
傾斜磁場コイル６にパルス状の電流が通電されると、撮像空間２には傾斜磁場１４が生成される。このとき、傾斜磁場コイル６には、超電導コイル１０が生成する静磁場３との間に振動電磁力が生じる。反対に、傾斜磁場コイル６による撮像空間２以外への漏れ磁場と超電導コイル１０との間にも振動電磁力が生じる。これらの振動電磁力は、ＭＲＩ装置１００全体を振動させる。なお、図３に示した傾斜磁場１４は、Ｙ軸方向傾斜磁場の例であり、傾斜磁場コイル６は、Ｘ，Ｙ，Ｚの任意の３軸方向に強さが傾斜した磁束密度分布の傾斜磁場を互いに独立なパルス波形で生成する。
【００２６】
超電導コイル１０が振動すると、撮像空間２に生成する静磁場３の分布が乱れ、ＭＲＩ画像が影響を受ける。同時に、真空容器１１、輻射シールド１２、冷媒容器１３も振動するが、これらは金属構造物のため、超電導コイル１０の作る静磁場３中で振動すると渦電流を生じる。この渦電流の作る磁場も、撮像空間２で静磁場３の分布を乱す原因となる。
【００２７】
特に、輻射シールド１２はアルミ材や銅材などの低抵抗の金属を用いて構成されるため、小さな振動でも渦電流が発生することが知られている。このため、従来は渦電流の発生を抑えるために、例えばスリットを設けることで渦電流経路の抵抗値を増加させる対策が取られている。しかしながら、スリットによって輻射シールド１２の剛性が低下して振動振幅が増加するため、発生する渦電流が増大する場合もある。
【００２８】
次に、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂを参照して、輻射シールド１２の内筒１２ａが振動した場合の渦電流の発生について説明する。
【００２９】
超電導コイル１０による静磁場３は撮像空間２で均一であり、輻射シールド１２の内筒１２ａにおける静磁場３の分布もおよそ均一であると言ってよい。
図４Ａは、輻射シールド１２の内筒１２ａが静磁場３中で静磁場３方向に直交するｙ軸を中心とした回転方向（図４Ａ中の符号１６参照）に振動した場合の渦電流シミュレーション結果を示す斜視図である。図４Ｂは、輻射シールド１２の内筒１２ａが静磁場３中で静磁場３方向に直交するｙ軸方向（図４Ｂ中の符号１６参照）に沿って振動した場合の渦電流シミュレーション結果を示す斜視図である。
図４Ａに示す隣り合う渦電流等値線の間隔は１Ａ（アンペア）であり、図４Ｂに示す隣り合う渦電流等値線の間隔は５μＡである。図４Ａ、図４Ｂに示すように、均一な静磁場３中において、輻射シールド１２の内筒１２ａが静磁場３の方向に対して直交するｙ軸を中心に回転振動またはｙ軸に沿って平行に振動しても発生する渦電流は小さい。特に、静磁場３方向に対して直交するｙ軸方向に沿って振動した場合は、ｙ軸を中心に回転振動した場合と比較しても、渦電流の発生は無視できるほど小さいことがわかる。
【００３０】
図５Ａは、輻射シールド１２の内筒１２ａが静磁場３中で静磁場３方向と直交する方向に断面形状が変化して振動した場合の振動状態の正面図である。図５Ｂは、輻射シールド１２の内筒１２ａが静磁場３中で静磁場３方向と直交する方向に断面形状が変化して振動した場合の渦電流シミュレーション結果を示す斜視図である。なお、図５Ａおよび図５Ｂは、図４Ａおよび図４Ｂと同程度の変位を与えた場合を示す。
図４Ａおよび図４Ｂは、内筒１２ａが変形の無い剛体であって振動した場合を示すものである。一方、図５Ｂは、図５Ａに示す方向（図５Ａ中の符号１６参照）に内筒１２ａの断面形状が変形した場合の渦電流シミュレーション結果を示す。図５Ｂに示す隣り合う渦電流等値線の間隔は５０Ａであり、図４Ａ、図４Ｂに示す場合と比較して非常に大きくなる。この場合も、内筒１２ａは、静磁場３方向に直交する方向に振動している。しかし、この場合は、振動によって内筒１２ａの断面形状が変化するために、大きな渦電流が発生していることがわかる。
【００３１】
次に、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るＭＲＩ装置１００（図２参照、以下同様）の超電導磁石１の構成について説明する。以下、本発明の第１実施形態について、図３に示す一般的なＭＲＩ装置の超電導磁石１の構成と相違する点を主に説明し、共通する構成要素や同様な構成要素については同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００３２】
図１は、本発明の第１実施形態に係るＭＲＩ装置１００を構成する超電導磁石１と傾斜磁場コイル６と高周波コイル７を示す概略断面図である。
図１に示すように、本発明の第１実施形態では、ＭＲＩ装置１００用の超電導磁石１は、略円筒形状の真空容器１１と、真空容器１１内に配置された略円筒形状の輻射シールド１２と、輻射シールド１２内に配置された超電導コイル１０と、を有する。輻射シールド１２は、超電導コイル１０の径方向内側に位置する内筒１２ａを有している。輻射シールド１２の内筒１２ａには、該内筒１２ａの中心軸８を中心とした円周方向に沿って形成された円環状のリブ１７が設けられている。リブ１７は、内筒１２ａに固着されている。
【００３３】
このような第１実施形態によれば、円環状のリブ１７の存在により、図５Ａに示したような振動による内筒１２ａの断面形状変化を抑えることができるため、渦電流の発生を低減することができる。これにより、振動が画像に与える影響を小さく抑えることが可能になる。ここで、輻射シールド１２は電気抵抗が小さいため渦電流が発生しやすく、輻射シールド１２の内筒１２ａは撮像空間２に近いため画像に影響を及ぼしやすい。したがって、輻射シールド１２の内筒１２ａにおける渦電流の発生を抑えることで、画質劣化を効果的に低減できる。
【００３４】
また、第１実施形態では、リブ１７は、内筒１２ａの中心軸８を含む断面において径方向における高さＨが軸方向における長さＷよりも大きく、内筒１２ａの径方向外側に少なくとも１箇所以上設置されている。リブ１７の外径Ｄ１は、超電導コイル１０が内部に配置された冷媒容器１３の内径Ｄ２よりも大きい。また、リブ１７の外径Ｄ１は、ここでは該リブ１７の隣りに位置する超電導コイル１０の内径よりも大きい。超電導コイル１０は複数設けられており、リブ１７は、超電導コイル１０と干渉しないように隣り合う二つの超電導コイル１０の間に設置されている。そして、冷媒容器１３には、リブ１７の外周部が入り込むように冷媒容器１３の内径を部分的に径方向外側に拡大させる凹部１３ａが形成されている。これに応じて、コイルボビン９にも、コイルボビン９の内径を部分的に径方向外側に拡大させる凹部９ａが形成されている。このように構成すれば、リブ１７と、冷媒容器１３、超電導コイル１０およびコイルボビン９との干渉を避けつつ、リブ１７の径方向における高さＨを大きく取ることができる。このため、内筒１２ａの剛性が向上し、輻射シールド１２の内筒１２ａの変形を抑制するのに効果的となる。
【００３５】
リブ１７は、輻射シールド１２の内筒１２ａに対して十分に剛性を高める材質であることが望ましい。例えば、リブ１７の材質は、アルミ材やステンレス材などの金属材料、またはセラミック材等が考えられる。
【００３６】
リブ１７を金属材料で形成する場合、リブ１７は、輻射シールド１２の内筒１２ａと直接接続されていても、絶縁層（図示せず）を介して接続されることで電気的に絶縁されていてもよい。
【００３７】
リブ１７の材質を金属材料とすることで、輻射シールド１２の内筒１２ａの円周方向における冷却効果が向上することが期待できる。また、リブ１７による伝熱によって輻射シールド１２の温度の均一化が図られるため、冷媒容器１３への輻射伝熱を低減することができる。さらに、リブ１７が内筒１２ａと直接接続されることで、内筒１２ａの剛性、およびリブ１７による伝熱をより向上させることができる利点がある。一方、リブ１７が内筒１２ａと電気的に絶縁されることで、電流経路の電気抵抗を大きくして渦電流の発生をより抑えることができる利点がある。
【００３８】
リブ１７の位置は、図１では内筒１２ａのＺ軸方向における中心１箇所に設置されているが、複数個所に設置することで、振動による内筒１２ａの断面形状変化をより抑えることができる。ここで、リブ１７は、撮像空間２の中心を通り超電導磁石１の中心軸８に直交する平面に対して対称となるように配置される。このように構成すれば、リブ１７の少ない設置個数で、振動による内筒１２ａの断面形状変化を効果的に抑えることができる。
【００３９】
（第２実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第２実施形態に係るＭＲＩ装置１００の超電導磁石１の構成について説明する。以下、本発明の第２実施形態について、図１に示す第１実施形態に係るＭＲＩ装置１００の超電導磁石１と相違する点を主に説明し、共通する構成要素や同様な構成要素については同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００４０】
図６は、本発明の第２実施形態に係るＭＲＩ装置１００を構成する超電導磁石１と傾斜磁場コイル６と高周波コイル７を示す概略断面図である。
図６に示すように、本発明の第２実施形態では、リブ１７は、内筒１２ａの中心軸８を含む断面において径方向における高さＨが軸方向における長さＷよりも小さい。そして、リブ１７は、内筒１２ａの径方向外側に、少なくとも１箇所以上（図６では７か所）設置されている。このように構成すれば、第１実施形態と比較して、径方向における高さＨが小さいため、リブ１７との干渉を避けるために冷媒容器１３に凹部１３ａを形成したりコイルボビン９に凹部９ａを形成したりする必要がない。
【００４１】
第１実施形態と同様に、リブ１７の材質は、アルミ材やステンレス材などの金属材料、またはセラミック材等が考えられる。また、リブ１７の材質を金属材料とすることで、輻射シールド１２の内筒１２ａの円周方向における冷却効果の向上、および輻射シールド１２の温度の均一化による冷媒容器１３への輻射伝熱の低減が図られる。
【００４２】
なお、本実施形態において、リブ１７は輻射シールド１２の内筒１２ａの径方向外側に設置されているが、径方向内側に設置されていてもよく、さらには、径方向外側および内側の両方に設置されていてもよい。
【００４３】
（第３実施形態）
次に、図７Ａおよび図７Ｂを参照して、本発明の第３実施形態に係るＭＲＩ装置１００の超電導磁石１の構成について説明する。以下、本発明の第３実施形態について、図６に示す第２実施形態に係るＭＲＩ装置１００の超電導磁石１と相違する点を主に説明し、共通する構成要素や同様な構成要素については同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００４４】
図７Ａは、本発明の第３実施形態に係るＭＲＩ装置１００を構成する超電導磁石１の輻射シールド１２の内筒１２ａを示す概略正面断面図である。図７Ｂは、本発明の第３実施形態に係るＭＲＩ装置１００を構成する超電導磁石１の輻射シールド１２の内筒１２ａを示す概略部分斜視図である。
【００４５】
図７Ａおよび図７Ｂに示すように、本発明の第３実施形態では、輻射シールド１２の内筒１２ａには、該内筒１２ａの中心軸８に対して平行な方向に延在するスリット１８が形成されている。また、第３実施形態では、前記した第２実施形態と同様に、輻射シールド１２の内筒１２ａには、該内筒１２ａの中心軸８を中心とした円周方向に沿って形成された円環状のリブ１７が設けられている。このように構成すれば、スリット１８によって輻射シールド１２の振動に伴う円周方向の渦電流の発生を抑えつつ、リブ１７によって断面形状の変形を防ぐことで渦電流の発生をより低減できる。
【００４６】
本実施形態においては、リブ１７の材質をアルミ材またはステンレス材などの金属材料とする場合には、リブ１７と輻射シールド１２の内筒１２ａとは絶縁層を介して接続することで電気的に絶縁することが望ましい。リブ１７と輻射シールド１２の内筒１２ａとの間の絶縁層の厚さが薄ければ、輻射シールド１２の内筒１２ａの円周方向における剛性と伝熱は、円環状のリブ１７によって保たれる。これにより、振動に伴う渦電流発生の低減と同時に、冷却効果の向上による温度の均一化が可能となる。
【００４７】
以上、本発明について実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、前記した実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００４８】
例えば、本発明は、超電導コイル１０が液体ヘリウム等の冷媒を用いることなく冷凍機等によって直接冷却される場合にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１      超電導磁石
２      撮像空間
３      静磁場
４      被検者
５      ベッド
６      傾斜磁場コイル
７      高周波コイル
８      中心軸
９      コイルボビン
９ａ    凹部
１０    超電導コイル
１１    真空容器
１２    輻射シールド
１２ａ  内筒
１３    冷媒容器
１３ａ  凹部
１４    傾斜磁場
１７    リブ
１８    スリット
１００  ＭＲＩ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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