(57)【要約】【課題】冷凍機が発生する機械的振動の測定系への悪影響を、効率良く低減することができる核磁気共鳴装置を提供する。【解決手段】床からの振動を減衰、絶縁する第１の防振機構と、第１の防振機構上に設置された、内側に空洞部を有する超伝導磁石と、第２の防振機構により、前記超伝導磁石および／または床から絶縁されて、超伝導磁石の内側空洞部に挿入された測定系とを備えた。また、床上に設置された、内側に空洞部を有する超伝導磁石と、防振機構により、前記超伝導磁石および／または床から絶縁されて、超伝導磁石の内側空洞部に挿入された測定系とを備えた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
床からの振動を減衰、絶縁する第１の防振機構と、
第１の防振機構上に設置された、内側に空洞部を有する超伝導磁石と、
第２の防振機構により、前記超伝導磁石および／または床から絶縁されて、超伝導磁石の内側空洞部に挿入された測定系とを備えたことを特徴とする核磁気共鳴装置。
【請求項２】
床上に設置された、内側に空洞部を有する超伝導磁石と、
防振機構により、前記超伝導磁石および／または床から絶縁されて、超伝導磁石の内側空洞部に挿入された測定系とを備えたことを特徴とする核磁気共鳴装置。
【請求項３】
前記測定系は、シム、プローブ、またはスピンナ・ハウジングを構成要素とすることを特徴とする請求項１または２記載の核磁気共鳴装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、核磁気共鳴装置に関し、より詳しくは、冷凍機の振動が測定系に伝わることを防止する防振機構を備えた核磁気共鳴装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
核磁気共鳴測定法は、現在、医学、薬学、化学、生命科学、材料科学などの現場で、分析手法として、広く利用されている。そして、核磁気共鳴スペクトルの感度と分解能を高めるために、静磁場の発生手段として、強い均一磁場を簡単に得ることができる超伝導磁石を用いることが一般的になっている。
【０００３】
ところが、核磁気共鳴装置は、高磁場化、高感度化が進むにつれ、外部の機械的な振動が超伝導磁石を介してプローブに伝わり、スペクトル上のノイズとなって現れるという現象が起こりやすくなる。このため、従来より、床の振動が超伝導磁石に伝わるのを防ぐため、精密防振台を備えた核磁気共鳴装置が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２３０６０４号公報
【特許文献２】
特開２００１−１４５６１１号公報
【特許文献３】
特開２００２−１７７２４１号公報
このようなタイプの核磁気共鳴装置では、数トンにも及ぶ重量物である超伝導磁石を、建造物の床から伝わる機械的な振動を、効率良く減衰・絶縁するエアダンパーなどの、高価な精密防振台上に載せて設置することにより、床から機械的な振動が超伝導磁石に伝わって、測定が妨害されるのを防止していた。これにより、床からの機械的振動は、完全に遮断され、超伝導磁石本体が機械的振動を起こすことは、一応、防止されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、現実には、機械的な振動源は、必ずしも床ばかりではない。例えば、超伝導磁石の冷媒の１つ、窒素タンク中の液体窒素が蒸発するのを抑制するため、超伝導磁石に冷凍機を取り付ける場合がある。このような場合、冷凍機の機械的振動は、床を介することなく、直接、冷凍機から超伝導磁石に伝搬する。このような機械的振動は、従来の、超伝導磁石と床との間に設けられた精密防振台では、全く伝搬を防ぐことができないものであった。
【０００６】
図１は、従来の核磁気共鳴装置を示したものである。冷凍機１からの機械的振動の伝搬経路を説明すると、まず、冷凍機１の機械的振動は、窒素タンク２の注入口を介して、真空容器３へと伝わる。真空容器３に伝わった機械的振動は、ここで、２方向に分かれて伝搬し、１つは、ヘリウムタンク４の支持パイプ５などを介して、超伝導磁石のコイル（超伝導コイル）６へと伝わる。もう１つは、超伝導磁石の内側空洞部に設けられた核磁気共鳴装置の測定系、すなわち、シム７、プローブ８、スピンナ・ハウジング９へと伝わり、最終的には、検出コイル１０や試料１１にまで伝わって、それらを振動させる。
【０００７】
ところで、超伝導コイル６は、重量が数百ｋｇと大きいため、超伝導コイル６への機械的振動の伝搬は、真空容器３に伝わった機械的振動に比べ、大幅に抑制される。また、超伝導コイル６の静磁場が、完全に均一であると仮定すると、超伝導コイル６と、シム７、プローブ８、スピンナ・ハウジング９などの測定系との相対位置が、外部からの振動によって変動しても、試料１１の受ける静磁場強度は、ほとんど変化しないため、試料１１は、超伝導コイル６の振動による位置変動を、ほとんど感知できない。従って、実際には、超伝導コイル６が作る静磁場は、完全に均一ではないものの、数μｍ程度の変動であれば、試料１１の種類にもよるが、超伝導コイル６の位置変動による静磁場強度の変化を、無視できる場合が多い。
【０００８】
一方、これに対し、測定系では、シム７、プローブ８、スピンナ・ハウジング９などが、真空容器３に直接固定されている。具体的には、超伝導磁石の真空容器３の下部に、まず、シム７が、スペーサなどを介してボルトで固定され、更に、そのシム７に、プローブ８が、ボルトで固定されている。また、超伝導磁石の真空容器の上部には、スピンナ・ハウジング９が、直接ボルトで固定されている。シム７、プローブ８、スピンナ・ハウジング９などは、いずれも軽量な構造物であるため、機械的振動の影響を受けやすい。測定系に機械的振動が伝わると、核磁気共鳴信号は、大きく歪む。
【０００９】
装置の機械的振動により、信号が歪むメカニズムは、いろいろと存在するが、１つの例としては、シム７と、超伝導コイル６の位置ずれによる不均一磁場の発生がある。超伝導コイル６が作る静磁場の不均一は、シム７が作る、符号が逆で、大きさが等しい補正磁場を重ね合わせることにより、均一化されている。従って、この状態で、超伝導コイル６とシム７の相対位置が変動すると、試料１１の受ける磁場が、変動する不均一磁場となり、信号が歪む。
【００１０】
また、別の例としては、外部からの振動で、プローブ８と試料１１の相対位置、あるいは、スピンナ・ハウジング９と試料１１の相対位置が変動すると、試料１１から放出される高周波に、変調が加わる。これにより、本来ならば信号が存在しない領域に、ゴースト信号が出現し、信号が歪む。
【００１１】
このように、外部からの機械的振動の影響は、主に、シム７、プローブ８、スピンナ・ハウジング９などの測定系に現れやすく、超伝導コイル６には現れにくい、という特徴があった。
【００１２】
本発明の目的は、上述した点に鑑み、このような冷凍機１が発生する機械的振動の測定系への悪影響を、効率良く低減させることができる核磁気共鳴装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明にかかる核磁気共鳴装置は、
床からの振動を減衰、絶縁する第１の防振機構と、
第１の防振機構上に設置された、内側に空洞部を有する超伝導磁石と、
第２の防振機構により、前記超伝導磁石および／または床から絶縁されて、超伝導磁石の内側空洞部に挿入された測定系とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
また、床上に設置された、内側に空洞部を有する超伝導磁石と、
防振機構により、前記超伝導磁石および／または床から絶縁されて、超伝導磁石の内側空洞部に挿入された測定系とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
また、前記測定系は、シム、プローブ、スピンナ・ハウジングの少なくとも１つを含むことを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図２は、本発明にかかる核磁気共鳴装置の一実施例を示したものである。本実施例では、防振機構を除く核磁気共鳴装置を構成する主要な構成要素は、従来の技術と同じである。
【００１７】
本実施例において、従来の技術と異なる要素は、
▲１▼  超伝導磁石と床を絶縁するために用いられる防振機構を、従来のエアダンパーのような重量物用の精密防振台の代わりに、防振精度の低い、例えば防振ゴムなどの防振機構１２に置き換えたこと、
▲２▼  シム７とプローブ８を、超伝導磁石と接触させることなく、軽量物用の防振機構である小型のエアダンパーなどの精密防振機構１３を用いて、直接、床の上に設置したこと、
▲３▼  スピンナ・ハウジング９と超伝導磁石とが接触する部分に、軽量物用の防振機構である小型のエアダンパーなどの精密防振機構１４を挟み、超伝導磁石との間を機械振動的に絶縁しながら、超伝導磁石の上部から、超伝導磁石の内側空洞部に向けて、スピンナ・ハウジング９を挿入・設置するようにしたこと、
の３つである。これにより、従来は遮断できなかった、冷凍機１から、シム７、プローブ８、スピンナ・ハウジング８などの測定系への、機械的振動の伝搬を、効率良く防ぐことが可能になった。
【００１８】
また、従来のように、重量物用の精密防振機構が不要になり、軽量物用の小型の精密防振機構のみで、用が足りるようになったため、防振対策に必要なコストを低減することが可能になった。
【００１９】
このように、超伝導磁石と測定系との間を、機械振動的に絶縁してやることは、核磁気共鳴装置の防振対策としては、極めて有効な方法である。
【００２０】
以上、本発明の実施の形態について述べたが、本発明には、いくつかの変形例が可能である。例えば、上記実施例では、測定系と床との間、および、測定系と超伝導磁石との間の防振機構として、エアダンパーなどの精密防振機構を採用したが、これは、必要に応じて、アクティブ防振機や防振ゴムのようなものに置き換えても良い。
【００２１】
また、本実施例では、シム７とプローブ８は、床の上に設置した。しかし、これは、図３に示すように、スピンナ・ハウジング９と共に、精密防振機構１４を介して、測定系全体を、超伝導磁石の上方から、下向きに釣り下げるような構成にしても良い。
【００２２】
また、本実施例では、スピンナ・ハウジング９は、超伝導磁石の上方から、超伝導磁石の内側空洞部に向けて、挿入するように構成されている。しかし、これは、図４に示すように、シム７やプローブ８と共に、精密防振機構１３を介して、測定系全体を床の上に置き、超伝導磁石の下側から、超伝導磁石の内側空洞部に向けて、挿入するような構成にしても良い。
【００２３】
また、図５に示すように、シム７やプローブ８やスピンナ・ハウジング９を一体の測定系として、精密防振機構１３を介して、超伝導磁石の下側に設けた台１５の上に載せ、超伝導磁石の下側から、超伝導磁石の内側空洞部に向けて、挿入するような構成にしても良い。
【００２４】
また、図２〜図５で、床と超伝導磁石との間に設けられた防振ゴムなどの防振機構１２は、省略しても良い。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明にかかる核磁気共鳴装置によれば、床からの振動を減衰、絶縁する第１の防振機構と、第１の防振機構上に設置された、内側に空洞部を有する超伝導磁石と、第２の防振機構により、前記超伝導磁石および／または床から絶縁されて、超伝導磁石の内側空洞部に挿入された測定系とを備えたので、冷凍機が発生する機械的振動の測定系への悪影響を、効率良く低減することができる核磁気共鳴装置を提供することが可能になった。
【００２６】
また、床上に設置された、内側に空洞部を有する超伝導磁石と、防振機構により、前記超伝導磁石および／または床から絶縁されて、超伝導磁石の内側空洞部に挿入された測定系とを備えたことを特徴とので、冷凍機が発生する機械的振動の測定系への悪影響を、効率良く低減することができる核磁気共鳴装置を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の核磁気共鳴装置を示す図である。
【図２】本発明にかかる核磁気共鳴装置の一実施例を示す図である。
【図３】本発明にかかる核磁気共鳴装置の別の実施例を示す図である。
【図４】本発明にかかる核磁気共鳴装置の別の実施例を示す図である。
【図５】本発明にかかる核磁気共鳴装置の別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・冷凍機、２・・・窒素タンク、３・・・真空容器、４・・・ヘリウムタンク、５・・・支持パイプ、６・・・超伝導コイル、７・・・シム、８・・・プローブ、９・・・スピンナ・ハウジング、１０・・・検出コイル、１１・・・試料、１２・・・防振機構、１３・・・精密防振機構、１４・・・精密防振機構、１５・・・台。
【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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