(57)【要約】【課題】磁界の均一度を調整するように配置される鉄シムの取付け作業を容易に行え、精度よく鉄シムを配置することができる超電導磁石装置を得る。【解決手段】複数の環状の超電導コイルを収容すると共に同軸に対向配置された一対の真空断熱容器２の超電導コイルにより、対向配置されて形成される撮像空間１に磁界を発生し、この磁界の均一度を調整するように配置される鉄シム１０の取付けを、真空断熱容器２の互いに対向する面側に設けられた鉄シム取付板４の取付け部に対して行い、このとき、鉄シム１０が取付け部に取付けられた状態で鉄シム取付板４から突出しない形状に、鉄シム１０及び鉄シム取付板４の取付け部を形成している。【選択図】                図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ複数の環状の超電導コイルを収容すると共に同軸に対向配置され、上記超電導コイルにより上記対向配置されて形成される空間に磁界を発生する一対の収容容器、上記磁界の均一度を調整するように配置される複数の調整用部材、及び上記収容容器の互いに対向する面側にそれぞれ設けられ、上記調整用部材が取付けられ配置される取付け部を有する取付板を備え、上記取付板の取付け部及び上記調整用部材は、上記調整用部材が上記取付け部に取付けられた状態で上記取付板から突出しない形状に形成されていることを特徴とする超電導磁石装置。
【請求項２】
それぞれ複数の環状の超電導コイルを収容すると共に同軸に対向配置され、上記超電導コイルにより上記対向配置されて形成される空間に磁界を発生する一対の収容容器、及び上記磁界の均一度を調整するように配置される複数の調整用部材を備え、上記収容容器は、上記収容容器の互いに対向する面側にそれぞれ取付け部を有すると共に、上記調整用部材は、上記取付け部に取付けられ配置されることを特徴とする超電導磁石装置。
【請求項３】
上記取付け部及び上記調整用部材は、上記調整用部材が上記取付け部に取付けられた状態で上記収容容器の対向する面から突出しない形状に形成されていることを特徴とする請求項２記載の超電導磁石装置。
【請求項４】
上記複数の調整用部材には、全部を磁性体により形成された調整用部材が含まれることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の超電導磁石装置。
【請求項５】
上記複数の調整用部材には、内部を部分的に取除くことにより体積を減じた磁性体により形成された調整用部材が含まれることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の超電導磁石装置。
【請求項６】
上記複数の調整用部材には、外形を非磁性体により形成されると共に上記非磁性体の内部に磁性体を有する調整用部材が含まれることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の超電導磁石装置。
【請求項７】
上記非磁性体の内部の磁性体は、粉末状または顆粒状であることを特徴とする請求項６に記載の超電導磁石装置。
【請求項８】
上記粉末状または顆粒状の磁性体には、粉末状の非磁性体が混合されていることを特徴とする請求項７に記載の超電導磁石装置。
【請求項９】
上記調整用部材として、複数種類の調整用部材が用いられると共に、上記調整用部材には、上記調整用部材の種類を識別する識別部が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の超電導磁石装置。
【請求項１０】
上記調整用部材の取付けを指示する指示書が作成され、上記指示書には上記調整用部材の識別部について記載されていることを特徴とする請求項９記載の超電導磁石装置。
【請求項１１】
上記取付け部及び上記調整用部材は、上記調整用部材が上記取付け部の深さ方向の所定の位置に取付けられるような形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の超電導磁石装置。
【請求項１２】
上記調整用部材は、取付け治具を用いて上記取付け部に取付けられることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の超電導磁石装置。
【請求項１３】
上記調整用部材は、上記取付け治具に対応した形状を有することを特徴とする請求項１２記載の超電導磁石装置。
【請求項１４】
上記調整用部材は、ネジ部を有していることを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の超電導磁石装置。
【請求項１５】
それぞれ複数の環状の超電導コイルを収容すると共に同軸に対向配置された一対の収容容器の上記超電導コイルにより上記対向配置されて形成される空間に磁界を発生させ、複数の調整用部材により上記磁界の均一度を調整するようにした超電導磁石装置の磁界均一度調整方法において、上記収容容器の互いに対向する面側には上記調整用部材が取付けられる取付け部を有する取付板が配置され、上記調整用部材は、上記取付板から突出しないように上記取付部に取付けられることを特徴とする超電導磁石装置の磁界均一度調整方法。
【請求項１６】
それぞれ複数の環状の超電導コイルを収容すると共に同軸に対向配置された一対の収容容器の上記超電導コイルにより上記対向配置されて形成される空間に磁界を発生させ、複数の調整用部材により上記磁界の均一度を調整するようにした超電導磁石装置の磁界均一度調整方法において、上記収納容器の互いに対向する面側には上記調整用部材が取付けられる取付け部が設けられ、上記調整用部材は、上記収容容器の対向する面から突出しないように上記取付け部に取付けられることを特徴とする超電導磁石装置の磁界均一度調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、医療用断層撮像装置（以下、ＭＲＩという）に用いられる超電導磁石装置及び超電導磁石装置の磁界均一度調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高強度かつ高均一度で、時間的に安定した静磁界発生源として超電導磁石装置の使用が一般化している。特に、ＭＲＩの静磁界発生源としての普及が著しい。ＭＲＩ用磁石では、精密でコントラストの良い人体（患者）断層像を高速で撮るために、また高機能画像取得のために、撮像空間である磁石中心の直径３０〜４５（ｃｍ）の球状空間内で、０．５〜３（テスラ）の磁界強度、１〜１０（ｐｐｍ）の磁界均一度、０．０５（ｐｐｍ／ｈ）の時間安定な静磁界特性が要求されている。
【０００３】
一方で、ＭＲＩ用磁石では、画像取得上要求される特性以外に、病院に設置される装置である関係上、全ての被検者が安心して受診できるよう広い開口や開放感を有すること、被検者へのアクセス性の向上などが望まれており、それに応えて開放型ＭＲＩ（図１参照）が開発され、ＭＲＩの主流形状の一つになっている。
このような形状の磁石は、以下のような構成になっている。まず、撮像空間に均一な磁界を発生させるための発生源である同軸に配置された複数個の環状超電導コイルを低温容器内に配置し、液体ヘリウムで含侵する。さらに、液体ヘリウムの蒸発を防ぐために、真空断熱容器で包含する。また、低温容器と真空断熱容器の間には１層ないしは２層の熱シールドと呼ばれる熱輻射防止板を設けている。次に、１対の真空断熱容器を間隔を取って上下（あるいは左右）に対向配置し、同じく真空断熱機能を有する筒状構造体の連結管などを用いて連結する。なお、それぞれの真空断熱容器の対向面内側には、画像取得に必須の傾斜磁場コイル、高周波コイル、カバーなどがあり、最終的に被検者は、その対向面内側空隙に入ることになる。
【０００４】
さらに、ＭＲＩ用磁石は、ペースメーカー装着者への安全保護や他の医療機器の動作保護などのために、漏れ磁界を低減する必要がある。これは、一般に０．５ミリテスラ（５ガウス）の範囲として規定されており、磁石の設置部屋の領域を超えないことが望ましい。そのため、真空断熱容器を磁気シールドと呼ばれる鉄体（強磁性体）で覆う方法や、漏れ磁界を打ち消すために逆極性の超電導コイルを使用する方法などが採用されている。図１は、前者の方法を用いた場合について示している。
【０００５】
上記のように、ＭＲＩ用磁石には様々な条件が要求されるが、その中でも高機能画像取得上、特に重要なものの一つに、前述の「磁界均一度」がある。磁界均一度は、一般に撮像空間内の磁界を多点測定することで求められるが、１〜１０（ｐｐｍ）レベルを達成するために、多点測定した各磁界を数学的に多項の誤差成分に分解し、各誤差成分をなるべく零に近づけることが要求される。そのため、超電導磁石装置の設計においては、環状超電導コイルのコイル対数を設定し、また、磁気シールドが発生する磁界なども考慮しながら、全ての誤差成分がほぼ零になるように、各環状超電導コイルの寸法、配置、超電導線材の巻数、電流密度などを厳密に設定する。ＭＲＩ用超電導磁石装置の場合、一般に寸法や配置が１ｍｍずれると誤差成分全体で数十ｐｐｍ程度の影響が出てくる。
【０００６】
このように、超電導磁石装置の設計においては、全ての誤差成分がほぼ零になるように厳密な最適化を行って、寸法、配置、巻数、電流密度等を設定するが、製作時の寸法誤差や使用材料の磁気特性等により、実際に磁界を発生させた場合には数百ｐｐｍ以上の磁界均一度になるのが普通である。特に、開放型ＭＲＩ用磁石の場合は、従来の円筒ソレノイド型超電導磁石装置に比べ、分割された真空断熱容器の相対位置誤差なども加わり、磁界均一度が悪くなりがちである。
さらに、磁気シールドを使用した超電導磁石の場合は、磁気シールドの組立位置誤差なども影響するため、さらに悪化する要素を有する。また、超電導磁石の設置室の鉄骨や外部機器等の周囲環境による影響もあるため、実使用状態で、所望の磁界均一度を達成するためには、何らかの方法で調整していく必要がある。
【０００７】
その方法として、例えば、特許文献１または特許文献２などに示されているように、分割された真空断熱容器のそれぞれ対向面内側に、複数の小さな磁性体片（以下、鉄シムと呼ぶ）を分布的に配置することで、磁界均一度を向上させるというものがある。これは、撮像空間内の磁界測定後、数学的に分解された各誤差成分をなるべ零に近づけるような鉄シムの最適配置を計算し、鉄シムを取付けるという流れの作業である。この場合、鉄シムの取付誤差、磁気特性のバラツキ、鉄シム同士の磁気的な相互影響などがあるため、一度の調整で所望の磁界均一度が得られることはまずない。そのため、上記の一連の作業を何度か繰り返すことになる。場合によっては、一度取付けた箇所の鉄シムを、また外したり、また取付けたり、ということもある。
【０００８】
一方で、鉄シムの取付けおよび取り外し作業は、効率上、定格磁界を発生した状態で行われるため、鉄シム自身に電磁力がかかることになる。この電磁力は場所によっては、自重の２００倍以上にまで達するため、作業時には注意する必要があるとともに、その取付け要領は簡単でなければならない。また、取付後も電磁力がかかり続ける上、磁界均一度の維持と時間的な磁界安定性のために微少な鉄シムの動きも許されないため、恒久的な固定方法が要求される。
【０００９】
上記のことから、従来より、例えばネジ形状を有する鉄シムが用いられてきた。これは、円筒形状の鉄シムの下部にネジ部を設けると共に、上下（あるいは左右）それぞれの真空断熱容器の対向面内側、または真空断熱容器の対向面内側に別途取付けられた鉄シム取付板にネジ穴を設け、ねじ込むというものである。
【００１０】
一方、１〜１０（ｐｐｍ）という高磁界均一度を達成するためには、１００項以上の誤差成分を制御するとともに、誤差成分によっては０．５ｐｐｍ以下の微少な制御を行わなければならないため、非常に多くの鉄シムの取付箇所が必要になってくる（数千〜１万箇所）。この時、隣り合う鉄シムとの距離は、約１０〜２０（ｍｍ）となる。その上、鉄シムの種類も体積の異なった多くの種類が必要となってくる（１０〜２０種類以上）。このとき、最小の鉄シムにいたっては、鉛筆の芯のように小さくすることが必要となり、最終的な微調整の際には、ほとんどこのような小さな鉄シムばかりの取付けおよび取外し作業となる。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−０６８３２７号公報（第４−５頁、図１）
【特許文献２】
特開２００１−０７８９８２号公報（第３頁、図３）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
磁界均一度の調整作業においては、どの場所に、どの種類の鉄シムが取付けられるか、事前に予測することは不可能に近いため、従来は、ネジ部以外の大きさをいろいろと変えることで、多種の鉄シムを製作していた。
【００１３】
そのため、同じ大きさのネジ部を有しながら、他の部分は、鉛筆の芯のような小ささをもつ鉄シムを製作する場合があった。鉄シムの発生する磁界成分は、通常、円筒形状や直方体形状などを模擬して算出するが、このような鉛筆の芯のような小ささをもつ形状の場合、算出が非常に難しかった。また、算出したとしても、その形状の複雑さ故、計算誤差が生じ易かった。それにより、１０ｐｐｍレベルでの最終的な微調整時に希望通りの調整ができず、結果的に調整回数が多くなったり、場合によっては目標の磁界均一度を達成できない場合もあった。
【００１４】
さらに、従来の鉄シム形状の場合、体積の異なる多くの種類を必要とする一方で、被検者の入るスペース高さの確保のため、ネジ部を含めた鉄シムの高さはあまり高くできない（１０〜２０ｍｍ程度）ため、ネジ部の大きさ（ネジ径）および高さの決定は、困難であった。ネジ部の大きさおよび高さをあまり大きくすると、ネジ部の体積が大きいため、微調整用の微少な鉄シムがつくれない。その反面、ネジ部の大きさを小さくすると、逆に最大サイズの鉄シムの体積を大きくできず、鉄シムによる全体の調整量（調整能力）が小さくなってしまい、調整前の磁界均一度が非常に悪い磁石の場合には所望の磁界均一度を達成できなくなってしまうことがある。なお、ネジ部の高さをあまり低くすると、固定力が小さいため、上記の電磁力やその他の衝撃等によって緩んだり、外れたりする場合がある。これらのことから、取付場所によって、かかる電磁力や磁界補正の役割が異なることを考慮し、ネジ部の大きさ（ネジ径）やネジ部の高さを変えていくなどの必要性が生じていた。このため、ネジ加工作業が非経済的であった。
【００１５】
同様に、ネジ部の高さを比較的高くしたとしても、鉄シム全体の高さ（１０〜２０ｍｍ）の制限上、やはり十分に確保できないという問題があり、鉄シムに常に働く電磁力やその他の機器による振動などのため、緩んだり、外れたりすることがあった。すなわち、恒久的な固定の面で不安があった。
【００１６】
また、従来の鉄シム形状の場合、取付あるいは取外しの作業が非常に困難な場合があった。これは例えば、１０ｍｍ間隔で取付け箇所が設けられているときに、既に鉄シムが取りつけてある場所の隣りに新たに鉄シムを取付けるような場合で、鉄シムは、磁石本体に引き付けられる電磁力が働く以外に、近くの鉄シムにも引かれ合う電磁力が働くため、ネジを合わせるのが難しくなってしまう。特に、周囲全てに鉄シムが取付けられているところの真ん中に、新たに鉄シムを取付けるような場合などは、指あるいは取付治具を入れることさえ困難になる。これは取り外し作業時にも同様である。
【００１７】
その他、上記のように、鉄シム取付部の内側面には画像取得に必須の機器が十分な隙間をとらずに設置されるが、その取付面に鉄シムの凸部が多数存在することで、設置に気を遣うなどの煩わしさがあった。特に、上記機器を鉄シムにぶつけた場合などは、鉄シムのネジが緩んだり、外れたりすることも考えられる。
【００１８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、磁界の均一度を調整するように配置される鉄シムの取付け作業を容易に行え、精度よく鉄シムを配置することができる超電導磁石装置を得ることを第一の目的にしている。
また、鉄シムの取付け作業を容易に行え、精度よく鉄シムを配置することができる超電導磁石装置の磁界均一度調整方法を得ることを第二の目的にしている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる超電導磁石装置においては、それぞれ複数の環状の超電導コイルを収容すると共に同軸に対向配置され、超電導コイルにより対向配置されて形成される空間に磁界を発生する一対の収容容器、磁界の均一度を調整するように配置される複数の調整用部材、及び収容容器の互いに対向する面側にそれぞれ設けられ、調整用部材が取付けられ配置される取付け部を有する取付板を備え、取付板の取付け部及び調整用部材は、調整用部材が取付け部に取付けられた状態で取付板から突出しない形状に形成されているものである。
【００２０】
また、この発明に係わる超電導磁石装置の磁界均一度調整方法においては、それぞれ複数の環状の超電導コイルを収容すると共に同軸に対向配置された一対の収容容器の超電導コイルにより対向配置されて形成される空間に磁界を発生させ、複数の調整用部材により磁界の均一度を調整するようにした超電導磁石装置の磁界均一度調整方法において、収容容器の互いに対向する面側には調整用部材が取付けられる取付け部を有する取付板が配置され、調整用部材は、取付板から突出しないように取付部に取付けられるものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による開放型ＭＲＩ用超電導磁石本体を示す概念図である。
図１において、ＭＲＩ用超電導磁石本体は、次のように構成されている。
撮像空間である磁界均一空間１に高均一かつ安定な高強度の静磁界を発生する同軸に配置された複数の環状超電導コイル群（図示せず）と、これら超電導コイル群を包含し、液体ヘリウムで含侵するための低温容器（図示せず）が、液体ヘリウムの蒸発を防ぐために、真空断熱容器２（収容容器）で包含されている。また、低温容器と真空断熱容器２の間には１層ないし２層の熱シールド（図示せず）と呼ばれる熱輻射防止板が設けられている。
つぎに、上下に分割され、同軸に対向配置された一対の真空断熱容器２を同じく真空断熱機能を有する筒状構造体の連結管３などを用いて連結している。さらに、超電導磁石装置の漏れ磁界を低減するために、真空断熱容器２は、磁気シールド５と呼ばれる鉄体（強磁性体）で覆われている。
【００２２】
そして、磁界均一空間１の磁界均一度を初期状態の数百ｐｐｍから１〜１０（ｐｐｍ）レベルに向上させるために、磁界均一度調整用部材として、分割された真空断熱容器２のそれぞれ対向面内側に、複数の小さな磁性体片（鉄シム１０）が配置される。なお、この鉄シム１０は、ここでは、例えばネジ形状を有しているものを仮定するが、本仮定により本発明が限定されるものではない。この鉄シム１０は、それぞれの真空断熱容器２の対向面内側に別途取付けられた鉄シム取付板４に設けられた取付け部（ここではネジ穴）に取付けられる。ネジ穴は、合計で約数千〜１万ヶ所あり、そのうち、磁界均一度の向上のために必要な位置に必要なサイズの鉄シム１０が取付けられることになる。この配置と鉄シムサイズは、数学的に最適化されたものである。この鉄シム１０および鉄シム取付板４の拡大断面図を図２に示す。
【００２３】
図２は、この発明の実施の形態１による開放型ＭＲＩ用超電導磁石の鉄シムの取付けを示す断面側面図である。
図２において、鉄シム１０は、ネジ部により、真空断熱容器２に取付けられた鉄シム取付板４に取付けられる。
図３は、この発明の実施の形態１による開放型ＭＲＩ用超電導磁石の鉄シムの取付けを示す動作説明図である。
図３において、鉄シム１０が、ネジ部により、真空断熱容器２に取付けられた鉄シム取付板４に取付けられる動作を示すものである。
図４は、図３と比較される従来の開放型ＭＲＩ用超電導磁石の鉄シムの取付けを示す動作説明図である。
図４において、従来の鉄シム１０が真空断熱容器２に取付けられた鉄シム取付板４に取付けられる動作を示すものである。
【００２４】
ここで、図２、図３に示されるように、鉄シム１０は、ほぼ高さ全てにおいてネジ部を有している。鉄シム１０の上部には浅い溝が設けられており、ドライバーなどを使用して鉄シム取付板４にねじ込む。一方、鉄シム取付板４の厚さは、鉄シム高さとほぼ同じかそれ以上の寸法であり、そのため、鉄シム１０をねじ込んでしまうと、鉄シム取付面に出っ張りは生じない。これにより、鉄シム取付面内側に設置される他の機器を取付ける際に、鉄シム１０にぶつかる心配がなく、作業が容易になる。
また、ネジ部の高さを高くできることで、鉄シム１０の鉄シム取付板４への固定力が増し、鉄シム１０に働く電磁力やその他機器による振動などによって、鉄シム１０が緩んだり、外れたりする心配がなくなる。また、ネジ山が多く確保できるため、ネジ山のガタによる鉄シム１０の位置ずれが減り、精度よく配置できる。
【００２５】
さらに、鉄シムの取付けおよび取り外し作業は、効率上、定格磁界を発生した状態で行われるため、鉄シム自身に電磁力がかかる。この電磁力は、場所によっては、自重の２００倍以上にまで達するため、できるだけ手早く簡単に取付けたい。作業者は、鉄シム１０がネジ山に引っかかるまでは自身の力で支持しておかねばならないが、最後までねじ込まずとも、１〜２つのネジ山が引っかかることで電磁力から開放されることになる。あとはネジを回すだけで良い。この場合、本発明のような取付方法であれば、周囲に既に鉄シムが取付けられているような場合でも、取付を邪魔する出っ張りがないため、容易にネジ山を引っかけることができる。さらに、図３と図４で比較できるように、一つめのネジ山が引っかかった時点での隣り合う鉄シム間の平均距離が比較的離れているため、作業者が支持しておく力も減ずることができる。
【００２６】
なお、実施の形態１では、鉄シム１０の形状をネジ形状と仮定したが、同様の機能を有する形状であれば、必ずしもネジ形状でなくとも、本発明が適用できることは自明である。
【００２７】
実施の形態１によれば、鉄シムの形状をほぼ高さ全てにおいてネジ部を有するので、鉄シムをねじ込んだときに、出っ張りがなくなり、鉄シムの取付け作業が容易になる。
また、ねじ山を多く確保できるため、鉄シムの位置ずれが減り、精度よく配置することができる。
【００２８】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２による開放型ＭＲＩ用超電導磁石の鉄シムの取付けを示す断面側面図である。
図５において、穴の設けられた鉄シム１０は、ネジ部により、真空断熱容器２に取付けられた鉄シム取付板４に取付けられる。
実施の形態１では、ネジ形状の鉄シムは、全体積が磁性体であったが、鉄シムの種類を増やすために、より小さい体積をもつ鉄シムを製作する場合には、図５に示すように、鉄シム１０に穴を設けて鉄シムの体積を減じるとよい。また、穴の大きさ（径）および深さを変えることで、種類を増やすことができ、磁界均一度が比較的向上してきた場合に調整がしやすくなる。
【００２９】
通常の磁界均一度調整は、数百〜千ｐｐｍレベルの初期状態から、１〜１０ｐｐｍの最終状態まで向上させなければならないが、磁界均一度が数十ｐｐｍのレベルになると、あまり大きな体積をもつ鉄シム、例えば一つが数十ｇもの質量を持つ鉄シムを取付けたり取外したりすれば、たとえ一つの鉄シムであっても簡単に十ｐｐｍレベルの影響を及ぼしてしまう。実際には１００項以上もの誤差磁界成分を各々制御する（なるべく零に近づける）必要があり、場合によっては１ｐｐｍ以下の制御を行わなければならない。その場合、全てが数十ｇもの大きさの鉄シムであれば、微少な制御が行い難く、計算上の最適補正解が得られにくくなってくる。あるいは、たとえ解が得られたとしても、取付けおよび取り外しの鉄シム総量が比較的大きくなってしまうため、様々な誤差が重畳されやすくなる。そこで、場所によって数ｇ程度の鉄シムが要望されてくる。
【００３０】
一方、上記のように、磁界均一度の初期状態が数百〜千ｐｐｍレベルであることから、鉄シムの補正能力（総補正量）もなるべく大きくしておきたい。また、１００ｃｈ以上の誤差磁界成分を柔軟に制御するためには、なるべく多くの鉄シム取付け穴を設けなければならない。すなわち、鉄シム１０の取付け穴は、鉄シム取付け板４になるべく密集させたい。しかしながら、隣り合う鉄シム間距離があまり近すぎると、磁気的な相互影響が生じ、その影響度の複雑さ故、計算誤差が生じやすい。従って、実際には、隣り合う鉄シム間距離は１０〜２０ｍｍ程度となる。このとき、鉄シムの補正能力をなるべく大きくしておきたいということから、一つの鉄シムの質量は数十ｇであることが望ましい。
【００３１】
以上のことから、鉄シムは数十ｇ〜数ｇの範囲内でいろいろな種類のものが要望されるが、それに合わせてネジ穴の大きさ（ネジ径）を変えることは非経済的である。それ以前に、最終的にどの場所にどのサイズの鉄シムが取付けられるか予測することは不可能なので、必然的にネジ穴は一定にしておかなければならない。
そこで、実施の形態２を適用することで、同じネジ穴の大きさで、数十ｇ〜数ｇの範囲内で多種にわたる鉄シムを製作することができる。
【００３２】
なお、実施の形態２においても、鉄シムの形状をネジ形状と仮定したが、同様の機能を有する形状であれば必ずしもネジ形状でなくとも本発明が適用できることは自明である。
【００３３】
実施の形態２によれば、同じネジ部の大きさで、多種にわたる質量の鉄シムを製作し、磁界均一度調整に用いることができる。
【００３４】
実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３による開放型ＭＲＩ用超電導磁石の鉄シムの取付けを示す断面側面図である。
図６において、２、４、１０は図２におけるものと同一のものである。鉄シム１０は、ネジ部を非磁性ネジ２０とし、その中心部に穴をあけ、そこに細長い棒状の鉄体１１を挿入し、接着剤２１により一体化されている。
実施の形態２では、比較的磁界均一度が向上した場合の微調整を行いやすくする例について述べたが、さらに細かい微調整を行う場合には、図６に示すように、ネジを非磁性ネジ２０、例えばステンレス製のネジにし、その中心部に穴をあけ、そこに細長い棒状の鉄体（磁性体）１１を挿入し、たとえば接着剤２１などで一体化させた鉄シム１０を使用することで実現できる。これにより、１／数十（ｇ）程度の極微細な鉄シム１０も製作することができる。ここで、さらに棒状鉄体１１の太さや高さ、また挿入する本数などを変えることで、要求に応じたサイズの鉄シムを自在に製作することができる。
【００３５】
なお、実施の形態３においても、非磁性部をネジ形状と仮定したが、同様の機能を有する形状であれば必ずしもネジ形状でなくとも本発明が適用できることは自明である。
【００３６】
実施の形態３によれば、細長い棒状の鉄体にすることで、ネジ部のような、比較的計算誤差が生じやすい複雑な形状を有する部分がなくなり、計算精度、調整精度が向上する。これにより、より調整回数が少なくなるとともに、磁界均一度の達成値も向上できる。
【００３７】
実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４による開放型ＭＲＩ用超電導磁石の鉄シムの取付けを示す断面側面図である。
図７において、２、４、１０、２０、２１は図６におけるものと同一のものである。鉄シム１０の中心に鉄粉入り容器１２が設けられる。
実施の形態３では、極微細な鉄シムとして細長い棒状の鉄体（磁性体）１１を用いたが、実施の形態４では、図７に示すように、棒状鉄体１１の代わりに、粉末状あるいは顆粒状磁性体を容器に入れるなどして代用した鉄粉入り容器１２を用いる。ここで、鉄粉は容器内に充満していても良いが、たとえば鉄粉と非磁性粉を混合させ、容器１２に入った鉄粉の密度を減ずることで、さらに微細な鉄シム１０を製作することができる。ただし、このとき、鉄粉は容器内にほぼ均質に分布していなければならない。
【００３８】
実施の形態４によれば、鉄シムの中心に鉄粉入り容器を配置したので、容器に入った鉄粉の密度を減ずることで、さらに微細な鉄シムを製作することができる。
【００３９】
実施の形態５．
図８は、この発明の実施の形態５による開放型ＭＲＩ用超電導磁石の鉄シムの取付けを示す断面側面図である。
図８において、鉄シム１０は、真空断熱容器２の厚さを増やした対向面に取りつけられる。
実施の形態１〜実施の形態４では、鉄シムはそれぞれ真空断熱容器２の対向面内側に別途取付けられた鉄シム取付板４に取付けられていたが、実施の形態５は、図８に示すように、鉄シム取付板４を設けず、その代わり、真空断熱容器４の対向面の厚さを増やし、その対向面にネジ穴（取付け部）を設けている。
【００４０】
真空断熱容器４は、通常、大気圧から真空になるにつれて微少ながら歪みを生じる。この歪みは、鉄シムの取付け位置にとって誤差を生じる原因となる。鉄シムの各成分出力は、鉄シムの位置が設計上の位置に配置されることを前提に、事前に数学的な算出がなされる。この設計上の位置と実際の位置とのずれが大きくなるにつれ、磁界均一度調整時の計算誤差が生じやすく、結果的に調整回数が多くなったり、目標の磁界均一度を達成できなくなる可能性が生じる。そこで、本実施の形態５を適用し、真空断熱容器４自体の機械的強度を増し、歪みを減らすことが有効になってくる。
【００４１】
もともと、開放型ＭＲＩ用磁石は、被検者が入る開口をなるべく大きくしたいことから、分割された真空断熱容器２の対向面などは、必要最小限の厚さしか許されない。それに伴って、対向面側の機械的強度もあまり十分に確保できない場合がある。また、その内側に鉄シム取付板４が設置されたとしても、各々独立した構造体であるため、鉄シム取付板４が真空断熱容器２の機械的強度を増すことに寄与するような期待はできない。
【００４２】
そこで、実施の形態５を適用すれば、真空断熱容器２の対向面の厚さを増やすことができ、そこに例え、鉄シム１０の取付け穴が多数あけられたとしても、全体的な機械的強度が増し、真空状態になったときの歪み量が減る。
【００４３】
なお、実施の形態５においても、鉄シムの形状をネジ形状と仮定したが、同様の機能を有する形状であれば、必ずしもネジ形状でなくとも、本発明が適用できることは自明である。
【００４４】
実施の形態５によれば、真空断熱容器の対向面の厚さを増やすことができ、真空状態になったときの歪み量を減らすことができる。
【００４５】
実施の形態６．
鉄シムは、多くの種類を有し、なおかつ毎回の調整箇所数は数十〜数百箇所におよぶため、作業者が取付けおよび取外しを行う際に、種類の区別が容易であることが好ましい。実際、多種におよぶ鉄シム保管容器から鉄シムを取り出したり、取り外した鉄シムを同じ種類の保管容器に戻したりする作業が頻繁になる。また、毎回の調整作業で、要求のサイズの鉄シムが、要求の取付け場所に正確に取付けられてあるかを確認する必要がある。この場合、鉄シムにあけられた穴の大きさや深さなどを目視で判別することは非常に困難であるため、確認作業にかなりの時間を要する。あるいは、正確な確認ができない。
【００４６】
そこで、実施の形態６では、鉄シムを種類毎に識別する識別部を設ける。例えば、各種類の鉄シムの上面、すなわち作業者から見える側の面にそれぞれ異なる色を塗ることで、鉄シムの種類を判別しやすくする。塗布作業は、同じ種類の鉄シムを並べて上からスプレーすることで簡単に行える。
【００４７】
さらに、鉄シムの取付け指示書にも、識別部と同様の色を明記するなどにより、鉄シムのサイズをいちいち文字で読み取ることなく、すばやくかつ正確に作業が行える。
【００４８】
ただし、ここでは色で区別するようにしたものの、作業場の明るさによって色の判別がし難い場合もあるため、単純な文字や図形などを使用したり、それらを組合わせたり（色と文字など）することも有効である。
【００４９】
なお、実施の形態６では、鉄シムの識別手段として色の塗布を示したが、識別できる手段であればどのような方法でも良く、決して本発明を限定するものではない。
【００５０】
実施の形態６によれば、鉄シムの種類を判別しやすくしたので、作業者が簡単に判別することができる。
【００５１】
実施の形態７．
図９は、この発明の実施の形態７による開放型ＭＲＩ用超電導磁石の鉄シムの取付けを示す断面側面図である。
図９において、２、４、１０は図２におけるものと同一のものである。図９では、鉄シム１０の上部のわずかな部分をネジ加工せず、鉄シム径を大きくした形状としている。
図１０は、この発明の実施の形態７による開放型ＭＲＩ用超電導磁石の鉄シム以外の鉄シムの取付けを示す断面側面図である。
図１０において、２、４、１０は図２におけるものと同一のものである。
実施の形態１〜実施の形態６では、鉄シムは高さ全てにおいてネジ部を有していたが、実施の形態７は、図９に示すように、上部のわずかな部分をネジ加工せず、鉄シム径を若干大きくした形状としている。
【００５２】
鉄シム１０を、真空断熱容器２の対向面内側に別途取付けられた鉄シム取付板４に取付ける場合、部品の歪みや組立上のずれなどで、図９および図１０に示すように、真空断熱容器２の内面とそれに相対する鉄シム取付板４の外面の間に隙間が生じる場合がある。このようなとき、鉄シム１０の高さ全てがネジ部であれば、図１０のように、鉄シム１０をねじ込んでゆく際に、正規の位置で止まらず、奥の方にねじ込み過ぎることが考えられる。鉄シム調整にとっては、取付位置精度および取付位置の再現性が重要であり、常に決まった位置で固定することが望まれる。
したがって、図９に示すような鉄シムの形状にした実施の形態７によって、これまでに述べた効果を損なうことなく、鉄シム１０の取付位置精度および取付位置の再現性を向上させることができる。
【００５３】
なお、実施の形態７では、ネジ形状の鉄シムに一部ネジ加工しないという例について示したが、同様の機能を有する形状および構造であれば、必ずしもネジ形状でなくとも、本発明が適用できることは自明である。
【００５４】
実施の形態７によれば、鉄シムの上部のわずかな部分をネジ加工しないので、真空断熱容器の内面とそれに相対する鉄シム取付板の外面の間に隙間が生じる場合でも、鉄シムの取付位置精度および取付位置の再現性を向上させることができる。
【００５５】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
それぞれ複数の環状の超電導コイルを収容すると共に同軸に対向配置され、超電導コイルにより対向配置されて形成される空間に磁界を発生する一対の収容容器、磁界の均一度を調整するように配置される複数の調整用部材、及び収容容器の互いに対向する面側にそれぞれ設けられ、調整用部材が取付けられ配置される取付け部を有する取付板を備え、取付板の取付け部及び調整用部材は、調整用部材が取付け部に取付けられた状態で取付板から突出しない形状に形成されているので、取付け作業を容易に行うことができ、精度よく調整用部材を配置することができる。
【００５６】
また、それぞれ複数の環状の超電導コイルを収容すると共に同軸に対向配置された一対の収容容器の超電導コイルにより対向配置されて形成される空間に磁界を発生させ、複数の調整用部材により磁界の均一度を調整するようにした超電導磁石装置の磁界均一度調整方法において、収容容器の互いに対向する面側には調整用部材が取付けられる取付け部を有する取付板が配置され、調整用部材は、取付板から突出しないように取付部に取付けられるので、取付け作業を容易に行うことができ、精度よく調整用部材を配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による開放型ＭＲＩ用超電導磁石本体を示す概念図である。
【図２】この発明の実施の形態１による開放型ＭＲＩ用超電導磁石の鉄シムの取付けを示す断面側面図である。
【図３】この発明の実施の形態１による開放型ＭＲＩ用超電導磁石の鉄シムの取付けを示す動作説明図である。
【図４】図３と比較される従来の開放型ＭＲＩ用超電導磁石の鉄シムの取付けを示す動作説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２による開放型ＭＲＩ用超電導磁石の鉄シムの取付けを示す断面側面図である。
【図６】この発明の実施の形態３による開放型ＭＲＩ用超電導磁石の鉄シムの取付けを示す断面側面図である。
【図７】この発明の実施の形態４による開放型ＭＲＩ用超電導磁石の鉄シムの取付けを示す断面側面図である。
【図８】この発明の実施の形態５による開放型ＭＲＩ用超電導磁石の鉄シムの取付けを示す断面側面図である。
【図９】この発明の実施の形態７による開放型ＭＲＩ用超電導磁石の鉄シムの取付けを示す断面側面図である。
【図１０】この発明の実施の形態７による開放型ＭＲＩ用超電導磁石の鉄シム以外の鉄シムの取付けを示す断面側面図である。
【符号の説明】
１  撮像空間（磁界均一空間）、２  真空断熱容器、３  連結管、
４  鉄シム取付板、５  磁気シールド、１０  鉄シム、
１１  細長い棒状の鉄体（磁性体）、１２  鉄粉入り容器、
２０  非磁性ネジ、２１  接着剤。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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