(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）（１） 第１の中孔を取り囲んでいると共に全体的に縦方向の第１の軸を有している全体的に円環形状の第１のコイル・ハウジングと、（２） 該第１のコイル・ハウジング内に設けられている第１の低温流体と、（３） 前記第１の軸と全体的に同軸に整列して、前記第１のコイル・ハウジング内に設けられていると共に、前記第１の低温流体と熱的に接触して設けられている全体的に環状の第１の超伝導主コイルとを含んでいる第１の超伝導コイル集合体と、（ｂ）（１） 前記第１のコイル・ハウジングから縦方向に間隔を置いて配置されており、第２の中孔を取り囲んでいる全体的に円環形状の第２のコイル・ハウジングであって、前記第１の軸と全体的に同軸に整列している全体的に縦方向の第２の軸を有している第２のコイル・ハウジングと、（２） 該第２のコイル・ハウジング内に設けられている第２の低温流体と、（３） 前記第２の軸と全体的に同軸に整列して、前記第２のコイル・ハウジング内に設けられていると共に、前記第２の低温流体と熱的に接触して設けられている全体的に環状の第２の超伝導主コイルとを含んでいる第２の超伝導コイル集合体と、（ｃ） 複数の構造ポストであって、該構造ポストの各々は、前記第１のコイル・ハウジングに取り付けられている第１の端と、前記第２のコイル・ハウジングに取り付けられている第２の端とを有しており、前記第１の軸に対して垂直方向に向いており、前記第１のコイル・ハウジングと前記第２のコイル・ハウジングとの中間に縦方向に設けられている平面に対して、前記第２の超伝導コイル集合体は、全体的に前記第１の超伝導コイル集合体の鏡像である、前記複数の構造ポストと、（ｄ）前記第１のコイル・ハウジング内に設けられていると共に全体的に前記第１のコイル・ハウジングから間隔を置いて配置されており、前記第１の低温流体を含んでいる第１のデュワー瓶と、（ｅ）前記第２のコイル・ハウジング内に設けられていると共に全体的に前記第２のコイル・ハウジングから間隔を置いて配置されており、前記第２の低温流体を含んでいる第２のデュワー瓶を備えており、前記第１の超伝導主コイルは、前記第１のデュワー瓶の外側に設けられていると共に、前記第１のデュワー瓶と固体伝導で熱的に接触して設けられており、前記第２の超伝導主コイルは、前記第２のデュワー瓶の外側に設けられていると共に、前記第２のデュワー瓶と固体伝導で熱的に接触して設けられている、開放形磁気共鳴作像磁石。
【請求項２】
（ａ）（１） 第１の中孔を取り囲んでいると共に全体的に縦方向の第１の軸を有している全体的に円環形状の第１のコイル・ハウジングと、（２） 該第１のコイル・ハウジング内に設けられている第１の低温流体と、（３） 前記第１の軸と全体的に同軸に整列して、前記第１のコイル・ハウジング内に設けられていると共に、前記第１の低温流体と熱的に接触して設けられている全体的に環状の第１の超伝導主コイルとを含んでいる第１の超伝導コイル集合体と、（ｂ）（１） 前記第１のコイル・ハウジングから縦方向に間隔を置いて配置されており、第２の中孔を取り囲んでいる全体的に円環形状の第２のコイル・ハウジングであって、前記第１の軸と全体的に同軸に整列している全体的に縦方向の第２の軸を有している第２のコイル・ハウジングと、（２） 該第２のコイル・ハウジング内に設けられている第２の低温流体と、（３） 前記第２の軸と全体的に同軸に整列して、前記第２のコイル・ハウジング内に設けられていると共に、前記第２の低温流体と熱的に接触して設けられている全体的に環状の第２の超伝導主コイルとを含んでいる第２の超伝導コイル集合体と、（ｃ） 複数の構造ポストであって、該構造ポストの各々は、前記第１のコイル・ハウジングに取り付けられている第１の端と、前記第２のコイル・ハウジングに取り付けられている第２の端とを有しており、前記第１の軸に対して垂直方向に向いており、前記第１のコイル・ハウジングと前記第２のコイル・ハウジングとの中間に縦方向に設けられている平面に対して、前記第２の超伝導コイル集合体は、全体的に前記第１の超伝導コイル集合体の鏡像である、前記複数の構造ポストとを備えており、
前記第１の超伝導コイル集合体は、熱シールドを含んでおり、該熱シールドは、前記第１のコイル・ハウジング内に設けられていると共に全体的に前記第１のコイル・ハウジングから間隔を置いて配置されており、全体的に前記第１の超伝導主コイルを取り囲んでいると共に全体的に前記第１の超伝導主コイルから間隔を置いて配置されており、前記熱シールドは、前記第１のコイル・ハウジング内に設けられている唯一の熱シールドであり、該熱シールドと固体伝導で熱的に接触した低温段を有している低温冷却器の低温ヘッドを含んでいる開放形磁気共鳴作像磁石。
【請求項３】
（ａ）（１） 第１の中孔を取り囲んでいると共に全体的に縦方向の第１の軸を有している全体的に円環形状の第１のコイル・ハウジングと、（２） 該第１のコイル・ハウジング内に設けられている第１の低温流体と、（３） 前記第１の軸と全体的に同軸に整列して、前記第１のコイル・ハウジング内に設けられていると共に、前記第１の低温流体と熱的に接触して設けられている全体的に環状の第１の超伝導主コイルとを含んでいる第１の超伝導コイル集合体と、（ｂ）（１） 前記第１のコイル・ハウジングから縦方向に間隔を置いて配置されており、第２の中孔を取り囲んでいる全体的に円環形状の第２のコイル・ハウジングであって、前記第１の軸と全体的に同軸に整列している全体的に縦方向の第２の軸を有している第２のコイル・ハウジングと、（２） 該第２のコイル・ハウジング内に設けられている第２の低温流体と、（３） 前記第２の軸と全体的に同軸に整列して、前記第２のコイル・ハウジング内に設けられていると共に、前記第２の低温流体と熱的に接触して設けられている全体的に環状の第２の超伝導主コイルとを含んでいる第２の超伝導コイル集合体と、（ｃ） 複数の構造ポストであって、該構造ポストの各々は、前記第１のコイル・ハウジングに取り付けられている第１の端と、前記第２のコイル・ハウジングに取り付けられている第２の端とを有しており、前記第１の軸に対して垂直方向に向いており、前記第１のコイル・ハウジングと前記第２のコイル・ハウジングとの中間に縦方向に設けられている平面に対して、前記第２の超伝導コイル集合体は、全体的に前記第１の超伝導コイル集合体の鏡像である、前記複数の構造ポストとを備えており、
前記第２の低温流体は、ガス状の低温流体を含んでおり、前記第２の超伝導コイル集合体は、熱シールドを含んでおり、該熱シールドは、前記第２のコイル・ハウジング内に設けられていると共に全体的に前記第２のコイル・ハウジングから間隔を置いて配置されており、全体的に前記第２の超伝導主コイルを取り囲んでいると共に全体的に前記第２の超伝導主コイルから間隔を置いて配置されており、前記熱シールドは、前記第２のコイル・ハウジング内に設けられている唯一の熱シールドであり、前記ガス状の低温流体と流体的に連通している熱交換管を含んでおり、該熱交換管は、該熱シールドの周りに巻かれていると共に、該熱シールドと固体伝導で熱的に接触している開放形磁気共鳴作像磁石。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般的には超伝導磁気共鳴作像（ＭＲＩ（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｍａｇｉｎｇ））磁石に関し、更に詳しくは、開放形設計を有しているこのような磁石に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超伝導磁石又は他の形式の磁石を採用しているＭＲＩシステムは、医用診断のような種々の分野で使用されている。公知の超伝導磁石の設計には、閉鎖形磁石と、開放形磁石とが含まれている。閉鎖形磁石は典型的には、単一の管状の超伝導コイル集合体を有しており、この超伝導コイル集合体は、中孔を有していると共に、液体ヘリウム又は低温冷却器（クライオクーラ）によって冷却されている。閉鎖形磁石の低温冷却器冷却の場合、超伝導コイル集合体は超伝導主コイルを含んでおり、この超伝導主コイルは、真空エンクロージャによって取り囲まれた単一の熱シールドによって取り囲まれている。閉鎖形磁石は又、真空エンクロージャに取り付けられたハウジングと、単一の熱シールドと固体伝導で熱的に接触している第１段と、超伝導主コイルと固体伝導で熱的に接触している第２段とを有している低温冷却器の低温ヘッドを含んでいる。閉鎖形磁石の液体ヘリウム冷却の場合、超伝導コイル集合体は超伝導主コイルを含んでおり、この超伝導主コイルは、真空エンクロージャによって取り囲まれた二重の熱シールドによって取り囲まれているヘリウム・デュワー瓶に少なくとも部分的に浸されている。低温冷却器を付加することにより、閉鎖形磁石内のヘリウムのボイルオフを少なくすることが知られており、この場合の低温冷却器の第１段は、二重の熱シールドのうち、間隔を置いて配置されている２つの熱シールドの外側の熱シールドに固体伝導で熱的に接触していると共に、低温冷却器の第２段は、二重の熱シールドのうち、間隔を置いて配置されている２つの熱シールドの内側の熱シールドに固体伝導で熱的に接触している。
【０００３】
公知の開放形磁石は、固体伝導で低温冷却器によって冷却されており、典型的には、間隔を置いて配置されている２つの超伝導コイル集合体を用いている。集合体と集合体との間に開放空間があるので、ＭＲＩ作像（イメージング）の間に、医者は手術又は他の医用手順のために接近することができる。患者はその開放空間に配置されていてもよく、又は円環形状（ドーナツ形）のコイル集合体の中孔に配置されていてもよい。開放空間は、閉鎖形磁石設計で生じ得る閉所恐怖感を患者が克服するのを助ける。一方の超伝導コイル集合体に取り付けられている低温冷却器の低温ヘッドは、間隔を置いて配置された超伝導コイル集合体を結合している構造ポストを介した伝導冷却により、第２の超伝導コイル集合体を冷却することができる。低温冷却器で冷却される開放形磁石は公知であり、この開放形磁石では、ＭＲＩ作像の品質を改善するために超伝導主コイルの電流の方向と反対の方向に電流を通し、超伝導主コイルの半径方向内向きに配置されているバッキング（ｂｕｃｋｉｎｇ）・コイルも付加されている。ヘリウムで冷却される開放形磁石について、文献はほとんど触れていない。これは多分、超伝導主コイルを構造的に縦方向に開放空間に十分近付けて、超伝導主コイルのコスト効率の良い量だけをＭＲＩ作像に用いることができないからである。ヘリウムで冷却される開放形ＭＲＩ超伝導磁石が必要とされている。
【０００４】
【発明の概要】
本発明の目的は、低温流体で冷却される開放形超伝導ＭＲＩ磁石を提供することにある。
本発明の開放形ＭＲＩ磁石は、全体的に円環形状の第１のコイル・ハウジングと、第１の低温流体と、全体的に環状の第１の超伝導主コイルとを含んでいる第１の超伝導コイル集合体を含んでいる。第１の低温流体は、第１のコイル・ハウジング内に配置されている。第１のコイル・ハウジングは、第１の中孔を取り囲んでおり、全体的に縦方向の第１の軸を有している。第１の主コイルは、全体的に第１の軸と同軸に整列しており、第１のコイル・ハウジング内に配置されていると共に、第１の低温流体と熱的に接触するように配置されている。開放形ＭＲＩ磁石は又、全体的に円環形状の第２のコイル・ハウジングと、第２の低温流体と、全体的に環状の第２の超伝導主コイルとを含んでいる第２の超伝導コイル集合体を含んでいる。第２の低温流体は、第２のコイル・ハウジング内に配置されている。第２のコイル・ハウジングは、第１のコイル・ハウジングから縦方向に間隔を置いて配置されており、第２の中孔を取り囲んでいる。第２のコイル・ハウジングは、第１の軸と全体的に同軸に整列した全体的に縦方向の第２の軸を有している。第２の主コイルは、全体的に第２の軸と同軸に整列しており、第２のコイル・ハウジング内に配置されていると共に、第２の低温流体と熱的に接触するように配置されている。開放形ＭＲＩ磁石は更に、構造ポストを含んでおり、これらの構造ポストの各々は、第１のコイル・ハウジングに取り付けられている第１の端と、第２のコイル・ハウジングに取り付けられている第２の端とを有している。
【０００５】
好ましい一実施例では、低温流体を入れるために各々のコイル・ハウジング内にデュワー瓶が配置されており、超伝導主コイルは、デュワー瓶の外側に配置されていると共に、デュワー瓶と固体伝導で熱的に接触している。第２の好ましい実施例では、各々のコイル集合体は、単一の熱シールドを含んでおり、このシールドは、低温媒体のボイルオフと流体的に連通している低温冷却器の低温ヘッドの低温段又は熱交換管と固体伝導で熱的に接触しており、これにより、低温流体のボイルオフを減少させる。
【０００６】
本発明からいくつかの利益及び利点が得られる。本発明の開放形磁石の設計によって、患者の閉所恐怖感が解消されると共に、ＭＲＩ作像の間に、医者は手術等の医用手順のために患者に接近することができる。本発明の低温流体冷却設計は、公知の低温冷却器の設計に比べて安価である。本発明の「デュワー瓶の外側のコイル」設計及び「単一の熱シールド」設計により、超伝導主コイルは構造的に、磁石の開放空間に縦方向に近く配置することができ、同じ強さの磁界に必要とされる超伝導主コイルの量を減少させることにより、磁石のコストが低下する。
【０００７】
【実施例】
図面は本発明の実施例を示す。
図面を通じて、同じ参照番号は同じ構成要素を表す。図１、図２及び図３は本発明の開放形磁気共鳴作像（ＭＲＩ（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｍａｇｉｎｇ））磁石１１０の第１の好ましい実施例を示す。磁石１１０は、全体的に円環形状（ドーナツ形）の第１のコイル・ハウジング１１４を有している第１の超伝導コイル集合体１１２を含んでいる。第１のコイル・ハウジング１１４は、第１の中孔１１６を取り囲んでおり、全体的に縦方向の第１の軸１１８を有している。磁石１１０は又、全体的に円環形状の第２のコイル・ハウジング１２２を有している第２の超伝導コイル集合体１２０を含んでいる。第２のコイル・ハウジング１２２は、第２の中孔１２４を取り囲んでおり、全体的に縦方向の第２の軸１２６を有している。第２のコイル・ハウジング１２２は、第１のコイル・ハウジング１１４から縦方向に間隔を置いて配置されており、第２の軸１２６は、第１の軸１１８と全体的に同軸に整列している。磁石１１０は更に、複数の構造ポスト１２８を含んでおり、複数の構造ポスト１２８の各々は、第１のコイル・ハウジング１１４に取り付けられている第１の端と、第２のコイル・ハウジング１２２に取り付けられている第２の端とを有している。第１の軸１１８に対して垂直に向いており、第１のコイル・ハウジング１１４と第２のコイル・ハウジング１２２との中間に縦方向に配設されている（横に立てて図２の破線のように見える）平面１３０に対して、第２の超伝導コイル集合体１２０は、全体的に第１の超伝導コイル集合体１１２の鏡像であることが好ましい。
【０００８】
第１のコイル・ハウジング１１４は、全体的に第１の軸１１８に向かって面している全体的に円周状の第１の外側表面１３２と、円周状の第１の外側表面１３２から半径方向に間隔を置いて配置されており、全体的に第１の軸１１８の反対側を向いている全体的に円周状の第２の外側表面１３４とを含んでいる。第１のコイル・ハウジング１１４は又、全体的に平面１３０に向かって面している全体的に環状の第１の外側表面１３６と、環状の第１の外側表面１３６から縦方向に間隔を置いて配置されており、全体的に平面１３０の反対側を向いている全体的に環状の第２の外側表面１３８とを含んでいる。
【０００９】
第１の超伝導コイル集合体１１２は、第１のコイル・ハウジング１１４内に配設されている第１の低温流体１４０を付加的に含んでいる。第１の超伝導コイル集合体１１２は又、全体的に環状の第１の超伝導主コイル１４２を含んでいると共に、好ましくは全体的に環状の付加的な超伝導主コイル（図示していない）を含んでいる。当業者には知られているように、コイルに使用されている超伝導体の臨界電流密度を超えることなく磁石のイメージング体積内に高磁界強度を達成するために、付加的な超伝導主コイルが必要とされることがある。第１の超伝導主コイル１４２は、従来の方法でコイル枠（図示していない）に支持されている。第１の超伝導主コイル１４２は、第１の軸１１８と全体的に同軸に整列して、第１のコイル・ハウジング１１４内に配設されており、第１の低温流体と熱的に接触するように配設されていると共に、第１の方向に第１の主電流を通す。第１の方向は、第１の軸１１８を中心として時計方向又は反時計方向の円周方向と定義される。但し、電流方向の僅かな縦方向成分は無視される。第１の超伝導主コイル１４２は典型的には、超伝導線又は超伝導テープの対応する寸法よりもはるかに大きい縦方向の延長及び半径方向の延長（即ち、半径方向の厚さ）を第１の超伝導主コイル１４２が有するように巻かれた超伝導線又は超伝導テープとなる。
【００１０】
前に述べたと共に図１及び図２に示したように、平面１３０に対して第２の超伝導コイル集合体１２０は、全体的に第１の超伝導コイル集合体１１２の鏡像である。従って、第２の超伝導コイル集合体１２０は、第２のコイル・ハウジング１２２に加えて、第２のコイル・ハウジング１２２内に配設されている第２の低温流体１４６を付加的に含んでおり、第２の超伝導コイル集合体１２０は又、全体的に環状の第２の超伝導主コイル１４８を含んでいる。第２の超伝導コイル集合体１２０は又、全体的に環状の付加的な超伝導主コイル（図示していない）を含んでいることが好ましい。当業者には明らかなように、第１の超伝導コイル集合体１１２の余分の付加的な超伝導主コイルと釣り合いをとるために、第２の超伝導コイル集合体１２０は付加的な超伝導主コイルを必要とすることがある。第２の超伝導主コイル１４８は、従来の方法でコイル枠（図示していない）に支持されている。第２の超伝導主コイル１４８は、第２の軸１２６と全体的に同軸に整列して、第２のコイル・ハウジング１２２内に配設されており、第２の低温流体１４６と熱的に接触するように配設されていると共に、第１の方向に（即ち、第１の超伝導主コイル１４２の電流と同じ方向に）第２の主電流を通す。
【００１１】
第１の超伝導コイル集合体１１２は、第１のデュワー瓶１５２を有している。第１のデュワー瓶１５２は、第１のコイル・ハウジング１１４内に配設されていると共に、全体的に第１のコイル・ハウジング１１４から間隔を置いて配置されており、第１の低温流体１４０を含んでいる。又、第２の超伝導コイル集合体１２０は、第２のデュワー瓶１５４を有している。第２のデュワー瓶１５４は、第２のコイル・ハウジング１２２内に配設されていると共に、全体的に第２のコイル・ハウジング１２２から間隔を置いて配置されており、第２の低温流体１４６を含んでいる。第１の好ましい実施例では、図２に示すように、第１のデュワー瓶１５２は、第１の超伝導主コイル１４２から間隔を置いて配置されていると共に、第１の超伝導主コイル１４２を取り囲んでおり、第１の超伝導主コイル１４２は、少なくとも部分的に（そして好ましくは、完全に）第１の低温流体１４０内に浸されている。同様に、第２のデュワー瓶１５４は、第２の超伝導主コイル１４８から間隔を置いて配置されていると共に、第２の超伝導主コイル１４８を取り囲んでおり、第２の超伝導主コイル１４８は、少なくとも部分的に（そして好ましくは、完全に）第２の低温流体１４６内に浸されている。図１〜図３に示されているように、構造ポスト１２８は、下側構造ポスト１２８’と、上側構造ポスト１２８”とを含んでいることが好ましい。下側構造ポスト１２８’は、（図２において一点鎖線のように見え、正面から見て図３における点のように見える）第１の軸１１８を含んでいる（横に立てた状態で図３における一点鎖線のように見える）水平平面１５６より下方に配設されており、下側構造ポスト１２８’は、導管１５８を有している。上側構造ポスト１２８”は、水平平面１５６より上方に配設されており、上側構造ポスト１２８”は、導管１６０を有している。図２からわかるように、第２の低温流体１４６は、下側構造ポスト１２８’及び上側構造ポスト１２８”の導管１５８及び１６０を介して、第１の低温流体１４０と流体的に連通している。即ち、導管１５８及び１６０は、第１のデュワー瓶１５２及び第２のデュワー瓶１５４を流体的に相互接続している。磁石１１０は、２つの下側構造ポスト１２８’と、１つの上側構造ポスト１２８”とを有していることが好ましい。
【００１２】
例示の実施例では、第１の低温流体１４０は、液状低温流体１４０’と、ガス状低温流体１４０”とを含んでおり、第２の低温流体１４６は、液状低温流体１４６’と、ガス状低温流体１４６”とを含んでいる。下側構造ポスト１２８’の導管１５８は本質的には、液状低温流体のみを含んでおり、上側構造ポスト１２８”の導管１６０は本質的には、ガス状低温流体のみを含んでいる。好ましい具体例では、液状の第１及び第２の低温流体１４０’及び１４６’の各々は、液体ヘリウムで構成されており、ガス状の第１及び第２の低温流体１４０”及び１４６”の各々は、液体ヘリウムからボイルオフによって生じたガス状ヘリウムで構成されている。好ましくは、上側構造ポスト１２８”は、第１のコイル・ハウジング１１４と第２のコイル・ハウジング１２２とのほぼ中程に縦方向に配設されている低温流体ボイルオフ・スタック１６２を含んでいる。
【００１３】
典型的には、２つのコイル・ハウジング１１４及び１２２と、導管を含んでいる構造ポスト１２８’及び１２８”とは共同して、真空エンクロージャを形成している。単一の熱シールド（わかり易くするために、図面では省略してある。）が、各々のデュワー瓶１５２及び１５４から間隔を置いて配置されていると共に各々のデュワー瓶１５２及び１５４を取り囲んでおり、又、導管１５８及び１６０から間隔を置いて配置されていると共に導管１５８及び１６０を取り囲んでいる。その単一の熱シールド（遮蔽）自体は、コイル・ハウジング１１４及び１２２、並びに導管を含んでいる構造ポスト１２８’及び１２８”から間隔を置いて配置されていると共に、コイル・ハウジング１１４及び１２２、並びに導管を含んでいる構造ポスト１２８’及び１２８”によって取り囲まれている。当業者には知られているように、従来の熱絶縁性のスペーサ（図示していない）が、間隔を置いて配置された構成要素を分離している。磁石１１０の超伝導主コイル１４２及び１４８は典型的には、中心がほぼ平面１３０と第１の軸１１８との交点にある全体的に球形のイメージング体積１６４（図２において点線の円として示してある）を形成している。磁石１１０は、従来の磁石床装着台１６６の上に支持されている。
【００１４】
再び図面を参照して説明する。図４は本発明の開放形磁気共鳴作像（ＭＲＩ（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｍａｇｉｎｇ））磁石２１０の第２の好ましい実施例を示す。磁石２１０は、本発明の第１の実施例の磁石１１０と同様であるが、相違点を以下に説明する。第２の低温流体２４６は、第１の低温流体２４０から流体的に独立している（即ち、第２の好ましい実施例では、２つのデュワー瓶２５２及び２５４を流体的に相互接続する構造ポスト２２８内に導管が存在していない。）。
【００１５】
又、第２の好ましい実施例では、第１の超伝導コイル集合体２１２は、熱シールド（遮蔽）２６８を含んでいる。熱シールド２６８は、第１のコイル・ハウジング２１４内に配設されていると共に、全体的に第１のコイル・ハウジング２１４から間隔を置いて配置されている。又、熱シールド２６８は、第１の超伝導主コイル２４２を全体的に取り囲んでいると共に、全体的に第１の超伝導主コイル２４２から間隔を置いて配置されている。熱シールド２６８は、第１のコイル・ハウジング２１４内に配設されている唯一の熱シールドである。磁石２１０は又、熱シールド２６８と固体伝導で熱的に接触した冷却段２７２を有している高効率の低温冷却器の低温ヘッド２７０を含んでいる。これにより、液状の冷却媒体のボイルオフが減少して、（従来の二重の熱シールドの設計の代わりに、）単一の熱シールドの設計が可能となり、こうして、第１の超伝導主コイル２４２を構造的に、磁石の開放空間２７４に縦方向に近く（即ち、第１のコイル・ハウジング２１４の環状の第１の外側表面２３６に近く）配置することができ、同じ強さの磁界に必要とされる超伝導主コイルの量を減少させることにより、磁石２１０のコストが低下する。第２の超伝導コイル集合体２２０も同様に、１つ以上の構造ポスト２２８を介して低温冷却器の低温ヘッド２７０によって固体伝導で冷却されるか、又はそれ自身の低温冷却器の低温ヘッド（図示していない）によって冷却される熱シールドを有していてもよい。
【００１６】
図４に示すように、第２の超伝導コイル集合体２２０は、熱シールド２７６を含んでいる。熱シールド２７６は、第２のコイル・ハウジング２２２内に配設されていると共に、全体的に第２のコイル・ハウジング２２２から間隔を置いて配置されている。又、熱シールド２７６は、第２の超伝導主コイル２４８を全体的に取り囲んでいると共に、全体的に第２の超伝導主コイル２４８から間隔を置いて配置されている。熱シールド２７６は、第２のコイル・ハウジング２２２内に配設されている唯一の熱シールドである。磁石２１０は又、熱交換管２７８を含んでいる。熱交換管２７８は、第２の低温流体２４６のガス状低温流体２４６”と流体的に連通しており、熱シールド２７６の周りに巻かれていると共に熱シールド２７６と固体伝導で熱的に接触している。これにより、液状の冷却媒体のボイルオフが減少して、（従来の二重の熱シールドの設計の代わりに、）単一の熱シールドの設計が可能となり、こうして、第２の超伝導主コイル２４８を構造的に、磁石の開放空間２７４に縦方向に近く配置することができ、同じ強さの磁界に必要とされる超伝導主コイルの量を減少させることにより、磁石２１０のコストが低下する。第１の超伝導コイル集合体２１２も同様に、第１の低温流体２４０のガス状低温流体２４０”と流体的に連通している熱交換管によって冷却される熱シールドを有していてもよい。
【００１７】
再び図面を参照して説明する。図５は本発明の開放形磁気共鳴作像（ＭＲＩ（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｍａｇｉｎｇ））磁石３１０の第３の好ましい実施例を示す。磁石３１０は、本発明の第１の好ましい実施例の磁石１１０と同様であるが、相違点を以下に説明する。第２の低温流体３４６は、第１の低温流体３４０から流体的に独立している（即ち、第３の好ましい実施例では、２つのデュワー瓶３５２及び３５４を流体的に相互接続する構造ポスト３２８内に導管が存在していない。）。
【００１８】
ここで、第１の超伝導コイル集合体３１２は更に、第１の超伝導バッキング・コイル３８０を含んでいる。第１の超伝導バッキング・コイル３８０は、第１の軸３１８と全体的に同軸に整列して、第１のコイル・ハウジング３１４内に配置されていると共に、第１の超伝導主コイル３４２の半径方向内向きに配設されている。第１の超伝導バッキング・コイル３８０は、第１の方向と反対の方向に電流を通す。又、第２の超伝導コイル集合体３２０は更に、第２の超伝導バッキング・コイル３８２を含んでいる。第２の超伝導バッキング・コイル３８２は、第２の軸３２６と全体的に同軸に整列して、第２のコイル・ハウジング３２２内に配設されていると共に、第２の超伝導主コイル３４８の半径方向内向きに配設されている。第２の超伝導バッキング・コイル３８２は、第１の方向と反対の方向に電流を通す。
【００１９】
第１の好ましい実施例におけるように低温流体に浸されているコイルの代わりに、第３の好ましい実施例では、第１のデュワー瓶３５２の外側に配設されていると共に第１のデュワー瓶３５２と固体伝導で熱的に接触している第１の超伝導主コイル３４２と、第２のデュワー瓶３５４の外側に配設されていると共に第２のデュワー瓶３５４と固体伝導で熱的に接触している第２の超伝導主コイル３４８とが設けられている。同様に、第１の超伝導バッキング・コイル３８０は、第１のデュワー瓶３５２の外側に配設されていると共に第１のデュワー瓶３５２と固体伝導で熱的に接触しており、第２の超伝導バッキング・コイル３８２は、第２のデュワー瓶３５４の外側に配設されていると共に第２のデュワー瓶３５４と固体伝導で熱的に接触している。単一の熱シールド（わかり易くするために、図５では省略してある。）が、第１のデュワー瓶３５２、第１の超伝導主コイル３４２、及び第１の超伝導バッキング・コイル３８０の組み合わせを取り囲んでいる。同様に、単一の熱シールド（わかり易くするために、図５では省略してある。）が、第２のデュワー瓶３５４、第２の超伝導主コイル３４８、及び第２の超伝導バッキング・コイル３８２の組み合わせを取り囲んでいる。超伝導主コイル３４２及び３４８（並びに超伝導バッキング・コイル３８０及び３８２）をデュワー瓶３５２及び３５４の外側に配置し、しかもデュワー瓶３５２及び３５４の壁からの固体伝導によりデュワー瓶３５２及び３５４内の低温流体３４０及び３４６によって冷却することにより、第１及び第２の超伝導主コイル３４２及び３４８（並びに第１及び第２の超伝導バッキング・コイル３８０及び３８２）は構造的に、磁石の開放空間３７４に縦方向に近く配置することができ、同じ強さの磁界に必要とされる超伝導主コイルの量を減少させることにより、磁石３１０のコストが低下する。
【００２０】
本発明のいくつかの好ましい実施例の上述した説明は、例示のためのものであった。その説明は網羅的なものでなく、又、開示された細部に本発明を限定するものでもない。上述した教示を参考にして多くの改変及び変更が可能であることは明らかである。本発明の要旨を限定するのは、特許請求の範囲である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の開放形ＭＲＩ磁石の第１の好ましい実施例の透視図である。
【図２】磁石の床装着台が付加されている図１のＭＲＩ磁石の概略横断側面図である。
【図３】図２の線３−３に沿って見た図１及び図２のＭＲＩ磁石の概略横断面図である。
【図４】図２と同様の概略横断側面図であって、本発明の開放形ＭＲＩ磁石の第２の好ましい実施例の概略横断側面図である。
【図５】図２と同様の概略横断側面図であって、本発明の開放形ＭＲＩ磁石の第３の好ましい実施例の概略横断側面図である。
【符号の説明】
１１０、２１０、３１０  開放形ＭＲＩ磁石
１１２、３１２  第１の超伝導コイル集合体
１１４、２１４、３１４  第１のコイル・ハウジング
１１６  第１の中孔
１１８、３１８  第１の軸
１２０、２２０、３２０  第２の超伝導コイル集合体
１２２、２２２、３２２  第２のコイル・ハウジング
１２４  第２の中孔
１２６、３２６  第２の軸
１２８  構造ポスト
１２８’  下側構造ポスト
１２８”  上側構造ポスト
１３０  平面
１４０、３４０  第１の低温流体
１４０’  第１の低温流体のガス状低温流体
１４０”  第１の低温流体の液状低温流体
１４２、２４２、３４２  第１の超伝導主コイル
１４６、３４６  第２の低温流体
１４８、３４８  第２の超伝導主コイル
１５６  水平平面
１５８、１６０  導管
１６２  低温流体ボイルオフスタック
２４６”  第２の低温流体のガス状低温流体
２４８  第２の超伝導主コイル
２６８、２７６  熱シールド
２７０  低温ヘッド
２７２  冷却段
２７８  熱交換管
３５２  第１のデュワー瓶
３５４  第２のデュワー瓶
３８０  第１の超伝導バッキング・コイル
３８２  第２の超伝導バッキング・コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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