(57)【要約】      （修正有）【課題】テスラメータを使用せずに磁場強度を確認できる磁気共鳴イメージング装置を提供する。【解決手段】電源手段３００からヒータに電流を供給することにより、永久電流スイッチをオフに設定する。その後、電源手段３００から超伝導コイル１５に励磁電流の供給を開始する。励磁電流がＩthに到達したら、送受信コイル１３からＲＦパルスＰrfを送信し、ファントムＰＨからのＭＲ信号Ｓphの周波数ｆを測定する。測定された周波数ｆが所定の周波数ｆ１〜ｆ２の範囲に含まれる場合、電源手段３００からヒータへの電流の供給を停止する。【選択図】図６
2010051541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超伝導コイルと、
勾配コイルと、
送信コイルと、
ファントムからのＭＲ信号を受信する受信コイルと、
前記超伝導コイルに接続された超伝導体と、
前記超伝導体を加熱するヒータと、
前記ヒータに前記超伝導体を加熱するための電流を供給し、前記超伝導コイルに励磁電流を供給し、前記送信コイルにＲＦパルスを送信するための電流を供給する電源手段と、
前記受信コイルが受信した前記ファントムからのＭＲ信号の周波数が所定の周波数範囲に到達した場合、前記電源手段から前記ヒータへの電流の供給が停止されるように、前記電源手段を制御する制御手段と、
を有する磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記勾配コイルは、Ｘ軸勾配コイルと、Ｙ軸勾配コイルと、Ｚ軸勾配コイルとを有する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記電源手段は、
前記Ｘ軸勾配コイルに電流を供給するＸ軸勾配コイル電源部と、
前記Ｙ軸勾配コイルに電流を供給するＹ軸勾配コイル電源部と、
前記Ｚ軸勾配コイルに電流を供給するＺ軸勾配コイル電源部と、
前記ヒータに電流を供給するヒータ電源部と、
を有する、請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記超伝導コイルは、
前記Ｘ軸勾配コイル電源部から供給される第１の電流と、前記Ｙ軸勾配コイル電源部から供給される第２の電流と、前記Ｚ軸勾配コイル電源部から供給される第３の電流とを合わせた加算電流が、前記励磁電流として供給される、請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記ファントムからのＭＲ信号の周波数を測定する周波数測定手段と、
前記周波数測定手段により測定された周波数が前記所定の周波数範囲に含まれているか否かを判定する周波数判定手段と、
を有する、請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記周波数判定手段が、前記周波数測定手段により測定された周波数が前記所定の周波数範囲に含まれていると判定した場合、前記制御手段は、前記電源手段から前記ヒータへの電流の供給が停止されるように前記電源手段を制御する、請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記第１の電流、前記第２の電流、および前記第３の電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段が検出した前記第１の電流、前記第２の電流、および前記第３の電流を加算することにより、前記励磁電流を算出する励磁電流算出手段と、
を有する請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記励磁電流算出手段によって算出された前記励磁電流が、所定の電流値以上であるか否かを判定する励磁電流判定手段、
を有する請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記励磁電流検出手段は、
前記第１の電流を検出する第１の電流プローブと、
前記第２の電流を検出する第２の電流プローブと、
前記第３の電流を検出する第３の電流プローブと、
を有する、請求項７又は８に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記超伝導コイルに接続された第１のコネクタと、
前記ヒータに接続された第２のコネクタと、
を有する、請求項３〜９のうち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１１】
前記Ｘ軸勾配コイル電源部、前記Ｙ軸勾配コイル電源部、および前記Ｚ軸勾配コイル電源部は、ケーブルによって前記第１のコネクタに接続され、前記ヒータ電源部は、ケーブルによって前記第２のコネクタに接続される、請求項１０に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
前記ケーブルの接触不良が発生しているか否かを判定するケーブル接触状態判定手段を有する、請求項１１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
前記電源手段は、前記送信コイルに電流を供給する電源部を有する、請求項１〜１２のうち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１４】
前記送信コイルは、前記受信コイルを兼ねている、請求項１〜１３のうち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１５】
請求項１〜１４のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置が有する前記超伝導コイルの励磁方法であって、
前記電源手段が、前記ヒータに、前記超伝導体を加熱するための電流を供給するステップと、
前記電源手段が前記超伝導コイルに励磁電流を供給するステップと、
前記電源手段が、前記送信コイルに、ＲＦパルスを送信するための電流を供給するステップと、
前記受信コイルが受信した前記ファントムからのＭＲ信号の周波数が所定の周波数範囲に到達した場合、前記電源手段から前記ヒータへの電流の供給を停止するステップと、
を有する超伝導コイルの励磁方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超伝導コイルを有する磁気共鳴イメージング装置、および超伝導コイルを励磁する励磁方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング装置は、数Ｔ（テスラ）程度の強力な磁場を発生する必要がある。このような磁場を発生させる方法として、永久磁石を用いる方法や、超伝導コイルを用いる方法がある。超伝導コイルを用いて磁場を発生させるには、超伝導コイルに励磁電流を供給する必要がある。超伝導コイルに励磁電流を供給する方法が、例えば、特開2007-117523号公報に開示されている。
【特許文献１】特開2007-117523号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特開2007-117523号公報の方法では、外部の励磁電源装置を用いずに超伝導コイルに励磁電流を供給することができる。しかし、オペレータは、テスラメータを見ながら励磁作業をする必要があり、オペレータに負担がかかる。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑み、オペレータの負担を軽減することができる磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の問題を解決する本発明の磁気共鳴イメージング装置は、
超伝導コイルと、
勾配コイルと、
送信コイルと、
ファントムからのＭＲ信号を受信する受信コイルと、
上記超伝導コイルに接続された超伝導体と、
上記超伝導体を加熱するヒータと、
上記ヒータに上記超伝導体を加熱するための電流を供給し、上記超伝導コイルに励磁電流を供給し、上記送信コイルにＲＦパルスを送信するための電流を供給する電源手段と、
上記受信コイルが受信した上記ファントムからのＭＲ信号の周波数が所定の周波数範囲に到達した場合、上記電源手段から上記ヒータへの電流の供給が停止されるように、上記電源手段を制御する制御手段と、
を有している。
【０００６】
また、上記の問題を解決する本発明の超伝導コイルの励磁方法は、
上記電源手段が、上記ヒータに、上記超伝導体を加熱するための電流を供給するステップと、
上記電源手段が上記超伝導コイルに励磁電流を供給するステップと、
上記電源手段が、上記送信コイルに、ＲＦパルスを送信するための電流を供給するステップと、
上記受信コイルが受信した上記ファントムからのＭＲ信号の周波数が所定の周波数範囲に到達した場合、上記電源手段から上記ヒータへの電流の供給を停止するステップと、
を有している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、受信コイルでファントムからのＭＲ信号を受信し、受信したＭＲ信号の周波数が所定の周波数範囲内に到達した場合、電源手段からヒータへの電流の供給が停止される。したがって、オペレータがテスラメータを見ながら励磁作業をする必要がなく、オペレータの作業負担が軽減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。尚、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態の磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging：以下、「ＭＲＩ」と呼ぶ）装置を示す図である。
【００１０】
ＭＲＩ装置１は、ガントリ１１およびテーブル２１を有している。
【００１１】
図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１２】
ガントリ１１は、被検体が収容されるボア１２を有している。また、ガントリ１１には、送受信コイル１３と、勾配コイル１４と、超伝導コイル１５と、永久電流スイッチ１６が内蔵されている。
【００１３】
送受信コイル１３は、ボア１２の外側に設けられている。送受信コイル１３は、ボア１５内にＲＦパルスを送信する。また、送受信コイル１３は、被検体からのＭＲ信号を受信する。
【００１４】
勾配コイル１４は、送受信コイル１３の外側に設けられている。勾配コイル１４は、Ｘ軸勾配コイル１４Ｘと、Ｙ軸勾配コイル１４Ｙと、Ｚ軸勾配コイル１４Ｚとを有している。Ｘ軸勾配コイル１４Ｘは、Ｘ軸方向に勾配パルスを印加する。Ｙ軸勾配コイル１４Ｙは、Ｙ軸方向に勾配パルスを印加する。Ｚ軸勾配コイル１４Ｚは、Ｚ軸方向に勾配パルスを印加する。
【００１５】
超伝導コイル１５は、ボア１２内に静磁場Ｂ0を印加するコイルであり、勾配コイル１４の外側に設けられている。超伝導コイル１５は、液体ヘリウムなどの超伝導用冷媒が注入された冷媒容器に収容されている。超伝導コイル１５はコネクタ１５ａおよび１５ｂに接続されている。
【００１６】
永久電流スイッチ１６は、超伝導コイル１５に永久電流を流すために設けられている。永久電流スイッチ１６は、液体ヘリウムなどの超伝導用冷媒が注入された冷媒容器に収容されており、超伝導コイル１５に接続されている。永久電流スイッチ１６は、超伝導線材１６１とヒータ１６２とを有している。超伝導線材１６１は、超伝導コイル１５のコネクタ１５ａおよび１５ｂに接続されている。ヒータ１６２は、超伝導線材１６１の温度を臨界温度Ｔc以上に上昇させるためのものであり、ヒータ用コネクタ１６２ａおよび１６２ｂに接続されている。
【００１７】
図１に戻って説明を続ける。
【００１８】
ＭＲＩ装置１は、更に制御装置３０を有している。
【００１９】
制御装置３０は、電源手段３００を有している、電源手段３００は、Ｘ軸勾配コイル電源部３１Ｘ、Ｙ軸勾配コイル電源部３１Ｙ、Ｚ軸勾配コイル電源部３１Ｚ、ヒータ電源部３２、および送受信コイル電源部３３を有している。
【００２０】
Ｘ軸勾配コイル電源部３１Ｘ、Ｙ軸勾配コイル電源部３１Ｙ、およびＺ軸勾配コイル電源部３１Ｚは、それぞれ、Ｘ軸勾配コイル１４Ｘ、Ｙ軸勾配コイル１４Ｙ、およびＺ軸勾配コイル１４Ｚに電流を供給する。Ｘ軸勾配コイル電源部３１Ｘ、Ｙ軸勾配コイル電源部３１Ｙ、およびＺ軸勾配コイル電源部３１Ｚは、最大３００Ａの電流を供給することが可能である。また、Ｘ軸勾配コイル電源部３１Ｘ、Ｙ軸勾配コイル電源部３１Ｙ、およびＺ軸勾配コイル電源部３１Ｚは、それぞれ電流プローブ３ｘ、３ｙ、および３ｚを有している。これらの電流プローブ３ｘ、３ｙ、および３ｚは、超伝導コイル１５に流れる電流を測定するために設けられている。電流プローブ３ｘ、３ｙ、および３ｚを用いて超伝導コイル１５に流れる電流を測定するやり方については後述する。
【００２１】
ヒータ電源部３２は、超伝導コイル１５を励磁する場合に、超伝導線材１６１（図２参照）の温度を臨界温度Ｔc以上に上昇させるための電流をヒータ１６２に供給する。また、ヒータ電源部３２は電流プローブ３２ａを有している。電流プローブ３２ａは、後述するように、ヒータ１６２に流れる電流を測定するために設けられている。
【００２２】
送受信コイル電源部３３は、送受信コイル１３に電流を供給する。
【００２３】
制御装置３０は、更に、電源制御手段３４〜周波数判定手段４１を有している。
【００２４】
電源制御手段３４は、電源手段３００を制御する。
【００２５】
ケーブル接触状態判定手段３５は、抵抗値算出部３６と、抵抗値判定部３７とを有している。抵抗値算出部３６は、電流プローブ３ｘ、３ｙ、および３ｚが検出した電流に基づいて、抵抗値ＲｓおよびＲｈ（後述する式（１）および（２）参照）を算出する。抵抗値判定部３７は、抵抗値算出部３６が算出した抵抗値ＲｓおよびＲｈが所定値以下であるか否かを判定する。
【００２６】
励磁電流算出手段３８は、超伝導コイル１５に流れる励磁電流Ｉe(t)を測定する。
【００２７】
励磁電流判定手段３９は、励磁電流Ｉe(t)が、後述する式（４）を満たすか否かを判定する。
【００２８】
周波数測定手段４０は、送受信コイル１３に流れる受信電流Ｉrの周波数ｆを測定する。
【００２９】
周波数判定手段４１は、周波数測定手段４０が測定した受信電流Ｉrの周波数ｆが、所定の周波数範囲（後述する式（６）参照）に含まれているか否かを判定する。
【００３０】
ＭＲＩ装置１は、更に、操作装置５０および表示モニタ５１を有している。
【００３１】
操作装置５０は、オペレータ５２の指示に従って、制御装置３０に必要な命令を送る。表示モニタ５１は、種々の情報を表示する。
【００３２】
ＭＲＩ装置１は、上記のように構成されている。上記のように構成されたＭＲＩ装置１では、テスラメータを使用せずに超伝導コイル１５を励磁することができる。以下に、テスラメータを使用せずに超伝導コイル１５をどのように励磁しているのかについて説明する。
【００３３】
図３は、超伝導コイル１５を励磁するときのフローチャートを示す図である。
【００３４】
ステップＳ１１では、オペレータ５２がボア１２内にファントムを設置する。
【００３５】
図４は、ボア１２内にファントムが設置されたＭＲＩ装置１の斜視図、図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。
【００３６】
ファントムＰＨは、マグネットセンターに位置するように設置される。オペレータ５２がファントムＰＨを設置した後、ステップＳ１２に進む。
【００３７】
ステップＳ１２では、オペレータ５２はケーブル接続を行う。
【００３８】
図６は、ケーブル接続が行われたＭＲＩ装置１の斜視図、図７は、図６のＡ−Ａ断面図である。
【００３９】
オペレータ５２は、Ｘ軸勾配コイル電源部３１Ｘ、Ｙ軸勾配コイル電源部３１Ｙ、およびＺ軸勾配コイル電源部３１Ｚの＋端子を、ケーブルを用いて超伝導コイル１５のコネクタ１５ａに接続する。また、オペレータ５２は、Ｘ軸勾配コイル電源部３１Ｘ、Ｙ軸勾配コイル電源部３１Ｙ、およびＺ軸勾配コイル電源部３１Ｚの−端子を、ケーブルを用いて超伝導コイル１５のコネクタ１５ｂに接続する。更に、オペレータ５２は、ヒータ電源部３２の＋端子および−端子を、ケーブルを用いてそれぞれヒータ１６２のコネクタ１６２ａおよび１６２ｂに接続する。図６および図７に示すようにケーブル接続した後、ステップＳ１３に進む。
【００４０】
ステップＳ１３では、ステップＳ１２で行われたケーブル接続に対して、ケーブルの接触不良が発生していないかを確認する。次に、ステップＳ１３の処理フローについて具体的に説明する。
【００４１】
図８は、ステップＳ１３の処理フローの説明図である。
【００４２】
ステップＳ１３は、サブステップＳ１３１〜Ｓ１３５を有している。
【００４３】
サブステップＳ１３１では、オペレータ５２は、操作装置５０を操作して、制御装置３０に、ケーブル接触不良が発生していないかを確認するための命令を入力する。この命令が制御装置３０に入力されると、電源制御手段３４は、ケーブル接触不良が発生していないかを確認するための制御信号Ｓgを、勾配コイル電源部３１Ｘ〜３１Ｚおよびヒータ電源部３２に伝送する。勾配コイル電源部３１Ｘ〜３１Ｚおよびヒータ電源部３２は、制御信号Ｓgに応答して、以下のような電流を供給する。
【００４４】
図９は、勾配コイル電源部３１Ｘ〜３１Ｚおよびヒータ電源部３２が電流を供給しているときのＭＲＩ装置１の斜視図、図１０は、図９のＡ−Ａ断面図である。
【００４５】
ヒータ電源部３２は、電源制御手段３４からの制御信号Ｓgに応答して、一定の電圧Ｖｈを印加する。このとき、ヒータ電源部３２から電流Ｉｈが供給される。電流Ｉｈは、以下の経路を流れる。
電流Ｉｈ：ヒータ電源部３２→コネクタ１６２ａ→ヒータ１６２→コネクタ１６２ｂ→ヒータ電源部３２
【００４６】
一方、勾配コイル電源部３１Ｘ〜３１Ｚは、電源制御手段３４からの制御信号Ｓgに応答して、一定の電圧Ｖｓを印加する。このとき、勾配コイル電源部３１Ｘ、３１Ｙ、および３１Ｚから、電流Ｉｘ、Ｉｙ、およびＩｚが供給される。電流Ｉｘ、Ｉｙ、およびＩｚは、それぞれ以下の経路を流れる。
電流Ｉｘ：勾配コイル電源部３１Ｘ→コネクタ１５ａ→超伝導線材１６１（超伝導コイル１５）→コネクタ１５ｂ→勾配コイル電源部３１Ｘ
電流Ｉｙ：勾配コイル電源部３１Ｙ→コネクタ１５ａ→超伝導線材１６１（超伝導コイル１５）→コネクタ１５ｂ→勾配コイル電源部３１Ｙ
電流Ｉｚ：勾配コイル電源部３１Ｚ→コネクタ１５ａ→超伝導線材１６１（超伝導コイル１５）→コネクタ１５ｂ→勾配コイル電源部３１Ｚ
【００４７】
上記の電流Ｉｈ、Ｉｘ、Ｉｙ、およびＩｚを供給した後、サブステップＳ１３２に進む。
【００４８】
サブステップＳ１３２では、勾配コイル電源部３１Ｘ〜３１Ｚの電流プローブ３ｘ〜３ｚが、それぞれ電流Ｉｘ〜Ｉｚを測定する。また、ヒータ電源部３２の電流プローブ３２ａが電流Ｉｈを測定する。各電流プローブ３ｘ〜３ｚおよび３２ａが電流値を測定した後、サブステップＳ１３３に進む。
【００４９】
サブステップＳ１３３では、抵抗値算出部３６が、抵抗値ＲｓおよびＲｈを算出する。抵抗値ＲｓおよびＲｈは、以下の式（１）および（２）で表される。
Ｒｓ＝Ｖｓ／（Ｉｘ＋Ｉｙ＋Ｉｚ）      ・・・（１）
Ｒｈ＝Ｖｈ／Ｉｈ                      ・・・（２）
【００５０】
抵抗値Ｒｓは、式（１）に示すように、コネクタ１５ａと１５ｂとの間の電圧Ｖｓ（図１０参照）と、電流Ｉｘ＋Ｉｙ＋Ｉｚとの比である。したがって、抵抗値Ｒｓは、勾配コイル電源部３１Ｘ〜３１Ｚと、コネクタ１５ａおよび１５ｂと、超伝導線材１６１（超伝導コイル１５）とによって構成される閉回路の抵抗値である。式（１）の電圧Ｖｓは、サブステップＳ１３１で印加した電圧であり、既知の値である。また、式（１）の電流Ｉｘ、Ｉｙ、およびＩｚは、サブステップＳ１３２で算出された値である。したがって、抵抗値算出部３６は、Ｖｓ、Ｉｘ、Ｉｙ、およびＩｚの値を式（１）に代入することによって、抵抗値Ｒｓを算出することができる。
【００５１】
また、抵抗値Ｒｈは、式（２）に示すように、ヒータ１６２の両端の電圧Ｖｈと、電流Ｉｈとの比である。したがって、抵抗値Ｒｈは、ヒータ電源部３２と、コネクタ１７２ａおよび１６２ｂと、ヒータ１６２とによって構成される閉回路の抵抗値である。式（２）の電圧Ｖｈは、サブステップＳ１３１で印加した電圧であり、既知の値である。また、式（２）の電流Ｉｈは、サブステップＳ１３２で算出された値である。したがって、抵抗値算出部３６は、Ｖｈ、およびＩｈの値を式（２）に代入することによって、抵抗値Ｒｈを算出することができる。抵抗値ＲｓおよびＲｈを算出した後、サブステップＳ１３４に進む。
【００５２】
サブステップＳ１３４では、抵抗値判定部３７が、サブステップＳ１３３で算出された抵抗値ＲｓおよびＲｈが所定値以下であるか否かを判定する。抵抗値ＲｓおよびＲｈが所定値以下であると判定された場合、表示モニタ５１に、電源手段３０とコネクタとの間のケーブル接触は良好である旨が表示され、ケーブル接続状態の確認が終了する。
【００５３】
一方、抵抗Ｒｓ又はＲｈが所定値よりも大きいと判定された場合は、表示モニタ５１に、電源手段３０とコネクタとの間のケーブル接触が不良である旨が表示される。ケーブル接触が不良である旨が表示された場合、サブステップＳ１３５に進む。サブステップＳ１３５では、オペレータ５２がケーブル接続の調整を行う。オペレータ５２がケーブル接続の調整を行った後、サブステップＳ１３１に戻る。
【００５４】
したがって、サブステップＳ１３４において、抵抗値判定部３７が、抵抗値ＲｓおよびＲｈのうちの一つでも所定値よりも大きいと判定した場合は、サブステップＳ１３１〜Ｓ１３５のループが繰り返し行われる。サブステップＳ１３４において、抵抗値ＲｓおよびＲｈの両方とも所定値以下であると判定された場合、サブステップＳ１３１〜Ｓ１３５のループを抜け出し、ステップＳ１３が終了する。
【００５５】
図３に戻って説明を続ける。
【００５６】
ステップＳ１３が終了した後、ステップ１４に進む。ステップＳ１４では、電源制御手段３４は、永久電流スイッチ１６をオフにするための制御信号Ｓgを、ヒータ電源部３２に伝送する。ヒータ電源部３２は、制御信号Ｓgに応答して、以下のように、永久電流スイッチ１６をオフにするための電流を供給する。
【００５７】
図１１は、ヒータ電源部３２が永久電流スイッチ１６をオフにするための電流を供給しているときのＭＲＩ装置１の斜視図、図１２は、図１１のＡ−Ａ断面図である。
【００５８】
ヒータ電源部３２は、電源制御手段３４からの制御信号Ｓgに応答して、永久電流スイッチ１６をオフにするための電流Ｉoffが供給される。電流Ｉoffが供給されると、ヒータ１６２は電流Ｉoffによって発熱し、超伝導線材１６１を加熱する。その結果、超伝導線材１６１の温度が臨界温度Ｔc以上に上昇する。超伝導線材１６１の温度が臨界温度Ｔc以上に上昇すると、超伝導線材１６１は常伝導状態になるので、永久電流スイッチ１６はオフに設定される。永久電流スイッチ１６をオフに設定した後、ステップＳ１５（図３参照）に進む。
【００５９】
ステップＳ１５では、超伝導コイル１５に励磁電流を供給するための処理が行われる。次に、ステップＳ１５の処理フローについて具体的に説明する。
【００６０】
図１３は、ステップＳ１５の処理フローを示す図である。
【００６１】
ステップＳ１５は、サブステップＳ１５１〜Ｓ１５６を有している。
【００６２】
サブステップＳ１５１では、電源制御手段３４は、超伝導コイル１５に励磁電流を供給するための制御信号を、勾配コイル電源部３１Ｘ、３１Ｙ、および３１Ｚに伝送する。勾配コイル電源部３１Ｘ、３１Ｙ、および３１Ｚは、制御信号に応答して、以下のようなコイル電流を供給する。
【００６３】
図１４は、勾配コイル電源部３１Ｘ、３１Ｙ、および３１Ｚがコイル電流を供給しているときのＭＲＩ装置１の斜視図、図１５は、図１４のＡ−Ａ断面図である。
【００６４】
勾配コイル電源部３１Ｘ、３１Ｙ、および３１Ｚは、電源制御手段３４からの制御信号Ｓgに応答して、コイル電流Ｉx(t)、Ｉy(t)、およびＩz(t)を供給する。
【００６５】
コイル電流Ｉx(t)、Ｉy(t)、およびＩz(t)の合計が、超伝導コイル１５を流れる励磁電流Ｉe(t)となるので、励磁電流Ｉe(t)は、以下の式（３）で表される。
Ｉe(t)＝Ｉx(t)＋Ｉy(t)＋Ｉz(t)      ・・・（３）
【００６６】
図１６は、コイル電流Ｉx(t)〜Ｉz(t)および励磁電流Ｉe(t)の時間的変化を示すグラフである。
【００６７】
図１６に示すように、コイル電流Ｉx(t)、Ｉy(t)、およびＩz(t)の時間的変化は、いずれも曲線Ａで表される。したがって、本実施形態では、コイル電流Ｉx(t)、Ｉy(t)、およびＩz(t)は、どの時刻であっても、Ｉx(t)＝Ｉy(t)＝Ｉz(t)となる。励磁電流Ｉe(t)の時間的変化は曲線Ｂで表されている。
【００６８】
尚、図１６には、曲線ＡおよびＢの他に、曲線Ｃ、ＲＦパルスＰrf、およびＭＲ信号Ｓphも示されている。曲線Ｃ、ＲＦパルスＰrf、およびＭＲ信号Ｓphについては、後に説明する。
【００６９】
サブステップＳ１５１において、励磁電流Ｉe(t)の供給が開始されると、サブステップＳ１５２に進む。
【００７０】
サブステップＳ１５２では、電流プローブ３ｘ〜３ｚ（図１４参照）が、各時刻におけるコイル電流Ｉx(t)、Ｉy(t)、およびＩz(t)を検出し、検出結果を、励磁電流算出手段３８に送る。励磁電流算出手段３８は、検出された各時刻におけるコイル電流Ｉx(t)、Ｉy(t)、およびＩz(t)の値を加算し、励磁電流Ｉe(t)を算出する。励磁電流算出手段３８は、算出した励磁電流Ｉe(t)を、励磁電流判定手段３９に送る。
【００７１】
励磁電流判定手段３９は、励磁電流算出手段３８が算出した励磁電流Ｉe(t)が以下の関係式（４）を満たすか否かを判定する。
Ｉe(t)≧Ｉth・・・（４）
ここで、Ｉthは、超伝導コイル１５に供給される永久電流Ｉｐ（図１６参照）よりも小さい値である。本実施形態では、Ｉth＝0.9×Ｉｐに設定している。したがって、永久電流Ｉｐが７５０Ａである場合、Ｉth＝６７５Ａである。ただし、Ｉthの値は、0.9×Ｉｐとは異なる値であってもよい。
【００７２】
励磁電流判定手段３９は、関係式（４）を満たさないと判定した場合は、励磁電流算出手段３８が次の励磁電流Ｉe(t)を算出するまで待機する。図１６を参照すると、時刻ｔ0〜ｔ1までは、励磁電流Ｉe(t)はＩthよりも小さいので、時刻ｔ0〜ｔ1の間は、励磁電流判定手段３９は、関係式（４）を満たさないと判定する。
【００７３】
しかし、時刻ｔ１において、励磁電流Ｉe(t)は、Ｉthに到達する。したがって、励磁電流判定手段３９は、時刻ｔ１における励磁電流Ｉe(t1)は関係式（４）を満たすと判定する。励磁電流Ｉe(t1)が関係式（４）を満たす場合、サブステップＳ１５３に進む。
【００７４】
サブステップＳ１５３では、励磁電流判定手段３９は、電源制御手段３４に、励磁電流Ｉe(t1)が関係式（４）を満たす旨の比較結果を伝送する。電源制御手段３４は、励磁電流判定手段３９からの比較結果に応答して、ＲＦパルスの送信を開始するための制御信号Ｓgを送受信コイル電源部３３に伝送する。送受信コイル電源部３３は、制御信号Ｓgに応答して、ＲＦパルスを送信するのに必要な電流を送受信コイル３３に供給する。したがって、送受信コイル１３は、図１６のグラフに示すように、時刻ｔ１が経過した直後からＲＦパルスＰrfの送信を開始する。
【００７５】
送受信コイル１３は、一定間隔Ｔconstごとに、ＲＦパルスＰrfを送信する。送受信コイル１３がＲＦパルスＰrfの送信を開始した後、サブステップＳ１５４に進む。
【００７６】
サブステップＳ１５４では、周波数測定手段４０は、送受信コイル１３がファントムＰＨからのＭＲ信号Ｓphを受信したときに送受信コイル１３に流れる受信電流Ｉr（図１５参照）の周波数ｆを測定する。ＲＦパルスＰrfの周波数範囲をｆ0±Δｆとすると、ファントムＰＨからＭＲ信号Ｓphが発生するためには、以下の式（５）を満たす必要がある。
２π（ｆ0−Δｆ）≦γ・Ｂ0≦２π（ｆ0＋Δｆ）・・・（５）
ここで、γ：磁気回転比、Ｂ0：超伝導コイル１５に励磁電流Ｉe(t)が流れることにより生成される静磁場の強度
【００７７】
したがって、超伝導コイル１５に流れる励磁電流Ｉe(t)により形成される静磁場Ｂ0が、式（５）を満たす場合、送受信コイル１３には、ファントムＰＨからのＭＲ信号Ｓphに起因した受信電流Ｉｒが流れる。しかし、超伝導コイル１５に流れる励磁電流Ｉe(t)により形成される静磁場Ｂ0が、式（５）を満たしていない場合、ファントムＰＨからＭＲ信号Ｓphは発生しないので、送受信コイル１３には、ファントムＰＨからのＭＲ信号Ｓphに起因した電流は流れない。本実施形態では、時刻ｔ1〜ｔ２の間、超伝導コイル１５に流れる励磁電流Ｉe(t)により形成される静磁場Ｂ0は、式（５）を満たしておらず、したがって、ＲＦパルスＰrfは送信されているものの、ファントムＰＨからのＭＲ信号Ｓphはまだ発生していない。このため、時刻ｔ１〜ｔ２の間、送受信コイル１３には受信電流Ｉrは流れず、周波数測定手段４０は、受信電流Ｉｒの周波数ｆを測定することはできない。
【００７８】
しかし、時刻ｔ２以降は、超伝導コイル１５に流れる励磁電流Ｉe(t)により形成される静磁場Ｂ0は、式（５）を満たす。したがって、ファントムＰＨからＭＲ信号Ｓphが発生する。ファントムＰＨからＭＲ信号Ｓphが発生すると、ファントムＰＨからのＭＲ信号Ｓphに起因した受信電流Ｉrが流れるので、周波数測定手段４０は、受信電流Ｉｒの周波数ｆを測定する。図１６には、受信電流Ｉｒの周波数ｆの時間的変化が曲線Ｃで示されている。受信電流Ｉｒの周波数ｆを測定した後、サブステップＳ１５５に進む。
【００７９】
サブステップＳ１５５では、周波数判定手段４１が、受信電流Ｉｒの測定周波数ｆが、所定の周波数ｆ１〜ｆ２の範囲内に到達しているか否か、即ち、以下の式（６）を満たすか否かを判定する。
ｆ１≦ｆ≦ｆ２      ・・・（６）
【００８０】
ＭＲＩ装置１が１．５Ｔ（テスラ）の装置の場合、ｆ１およびｆ２は、例えば、ｆ１＝６３．８ＭＨｚ、ｆ２＝６３．９ＭＨｚである。周波数判定手段４１が、受信電流Ｉｒの測定周波数ｆが式（６）を満たすか否かを判定したら、この判定結果を電源制御手段３４に伝送する。
【００８１】
図１６を参照すると、時刻ｔ４までは、測定周波数ｆは、周波数ｆ１〜ｆ２の範囲に到達していない。したがって、時刻ｔ４までは、サブステップＳ１５４とＳ１５５のループが繰返し実行される。
【００８２】
しかし、時刻ｔ４に到達すると、測定周波数ｆは、周波数ｆ１〜ｆ２の範囲に到達する。したがって、周波数判定手段４１は、測定周波数ｆは周波数ｆ１〜ｆ２の範囲に到達したという判定結果を電源制御手段３４に伝送し、サブステップＳ１５６に進む。
【００８３】
サブステップＳ１５６では、電源制御手段３４は、ヒータ電源部３２からヒータ１６２への電流Ｉoffの供給が停止されるように、ヒータ電源部３２を制御する。したがって、ヒータ電流Ｉoffはゼロになる。この結果、超伝導線材１６１が臨界温度以下になり、超伝導線材１６１は、常伝導状態から超伝導状態に遷移し、永久電流スイッチ１６はオンになる。したがって、励磁電流Ｉe(t)は、超伝導コイル１５と超伝導線材１６１とにより構成される閉ループを循環するようになり、超伝導コイル１５に永久電流Ｉpが流れる。永久電流スイッチ１６がオンになったら、ステップ１５を抜け出し、ステップＳ１６（図３参照）に進む。
【００８４】
ステップＳ１６では、オペレータ５２がケーブルを取り外す。その後、ステップＳ１７で、オペレータ５２はファントムＰＨをボアから取り出す。
【００８５】
このようにして、処理フローが終了する。
【００８６】
本実施形態では、周波数測定手段４０が送受信コイル１３に流れる受信電流Ｉｒの周波数ｆを測定し、周波数判定手段４１が測定周波数ｆに対して式（６）を満たしているか否かを判定する。受信電流Ｉｒの周波数ｆが式（６）を満たすと、電源制御手段３４は、ヒータ１６２への電流の供給が停止されるようにヒータ電源部３２を制御するので、超伝導コイル１５に永久電流Ｉpを流すことができる。したがって、オペレータ５２がテスラメータを見ながら励磁作業をする必要がなく、オペレータの作業負担が軽減される。
【００８７】
尚、本実施形態では、送受信コイル１３がファントムＰＨからのＭＲ信号Ｓphを受信している。しかし、送受信コイル１３とは別の受信コイルを用意し、当該別の受信コイルでファントムＰＨからのＭＲ信号Ｓphを受信してもよい。
【００８８】
また、本実施形態では、励磁電流Ｉe(t)がＩthに到達した時点（時刻ｔ１）で、ＲＦパルスＰrfの送信を開始している。しかし、励磁電流Ｉe(t)の供給開始時刻ｔ０と同時にＲＦパルスＰrfの送信を開始してもよく、あるいは、励磁電流Ｉe(t)の供給開始前にＲＦパルスＰrfの送信を開始してもよい。
【００８９】
更に、本実施形態では、ケーブルの接触状態を確認するために、ケーブル接触状態判定手段３５を備えている。しかし、ケーブル接触状態判定手段３５を備えずに、オペレータ５２がテスタを使ってケーブルの接触状態を確認してもよい。
【００９０】
次に、上記のようにして励磁された超伝導コイル１５を消磁する方法について説明する。
【００９１】
図１７は、超伝導コイル１５を消磁するときのフローチャートを示す図である。
【００９２】
ステップＳ２１では、オペレータ５２はケーブル接続を行う。消磁するときのケーブル接続は、励磁するときのケーブル接続と同じである（図６および図７参照）。図６および図７に示すようにケーブル接続した後、ステップＳ２２に進む。
【００９３】
ステップＳ２２では、ケーブル接触不良が発生していないかを確認する。この確認は、オペレータ５２がテスタなどを使用して、手動で行う。ケーブル接続が良好であることを確認した後、ステップＳ２３に進む。
【００９４】
ステップＳ２３では、オペレータ５２は、操作装置５０を操作して、制御装置３０に、永久電流スイッチ１６をオフにするための命令を入力する。この命令が制御装置３０に入力されると、電源制御手段３４はヒータ電源部３２を制御し、ヒータ１６２に、永久電流スイッチ１６をオフにするための電流Ｉoffが流れる。ヒータ１６２は電流Ｉoffによって発熱し、超伝導線材１６１を加熱する。その結果、超伝導線材１６１の温度が臨界温度Ｔc以上に上昇する。超伝導線材１６１の温度が臨界温度Ｔc以上に上昇すると、超伝導線材１６１は常伝導状態になるので、永久電流スイッチ１６はオフに設定される。永久電流スイッチ１６をオフに設定した後、ステップＳ２４に進む。
【００９５】
ステップＳ２４では、電源制御手段３４は、電源部３１Ｘ〜３１Ｚが超伝導コイル１５に消磁電流を供給するように、電源部３１Ｘ〜３１Ｚを制御する。消磁電流によって、超伝導コイル１５に流れる電流はゼロになる。超伝導コイル１５に流れる電流がゼロになったら、ステップＳ２５に進み、ケーブルを取り外す。
【００９６】
上記のようにして、消磁が行われる。
【００９７】
本実施形態では、消磁もテスラメータを使わずに行うことができるので、消磁作業においても、オペレータの作業負担が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の一実施形態の磁気共鳴イメージング装置を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】超伝導コイル１５を励磁するときのフローチャートを示す図である。
【図４】ボア１２内にファントムが設置されたＭＲＩ装置１の斜視図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】ケーブル接続が行われたＭＲＩ装置１の斜視図である。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図である。
【図８】ステップＳ１３の処理フローの説明図である。
【図９】勾配コイル電源部３１Ｘ〜３１Ｚおよびヒータ電源部３２が電流を供給しているときのＭＲＩ装置１の斜視図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ断面図である。
【図１１】ヒータ電源部３２が永久電流スイッチ１６をオフにするための電流を供給しているときのＭＲＩ装置１の斜視図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ断面図である。
【図１３】ステップＳ１５の処理フローを示す図である。
【図１４】勾配コイル電源部３１Ｘ、３１Ｙ、および３１Ｚがコイル電流を供給しているときのＭＲＩ装置１の斜視図である。
【図１５】図１４のＡ−Ａ断面図である。
【図１６】コイル電流Ｉx(t)〜Ｉz(t)および励磁電流Ｉe(t)の時間的変化を示すグラフである。
【図１７】超伝導コイル１５を消磁するときのフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００９９】
１  ＭＲＩ装置
１１  ガントリ
１２  ボア
１３  送受信コイル
１４  勾配コイル
１５  超伝導コイル
１５ａ、１５ｂ、１６２ａ、１６２ｂ  コネクタ
１６  永久電流スイッチ
３０  制御装置
３１Ｘ  Ｘ軸勾配コイル電源部
３１Ｙ  Ｙ軸勾配コイル電源部
３１Ｚ  Ｚ軸勾配コイル電源部
３２  ヒータ電源部
３３  送受信コイル電源部
３４  電源制御手段
３５  ケーブル接触状態判定手段
３６  抵抗値算出部
３７  抵抗値判定部
３８  励磁電流算出手段
３９  励磁電流判定手段
４０  周波数測定手段
４１  周波数判定手段
５０  操作装置
５１  表示モニタ
５２  オペレータ
１６１  超伝導線材
１６２  ヒータ
３００  電源手段２
【図１】
2010051541.tif 000003
【図２】
2010051541.tif 000004
【図３】
2010051541.tif 000005
【図４】
2010051541.tif 000006
【図５】
2010051541.tif 000007
【図６】
2010051541.tif 000008
【図７】
2010051541.tif 000009
【図８】
2010051541.tif 000010
【図９】
2010051541.tif 000011
【図１０】
2010051541.tif 000012
【図１１】
2010051541.tif 000013
【図１２】
2010051541.tif 000014
【図１３】
2010051541.tif 000015
【図１４】
2010051541.tif 000016
【図１５】
2010051541.tif 000017
【図１６】
2010051541.tif 000018
【図１７】
2010051541.tif 000019