(57)【要約】【課題】漏洩磁界分布を設置環境に適応させることができるコイルの構成についての指標を示し、安価な電磁石装置を提供する。【解決手段】磁界中心４からベッド側（第一の方向側３ａ）に配置されたコイルによる起磁力の絶対値総和ＡＴ１と、反ベッド側（第二の方向側３ｂ）に配置されたコイルによる起磁力の絶対値総和ＡＴ２が、ＡＴ１＜ＡＴ２の関係であり、第一の方向側３ａにおける磁界中心４からの０．５ｍＴ漏洩磁場分布までの距離Ｒ１と、第二の方向側３ｂにおける磁界中心４からの０．５ｍＴ漏洩磁場分布までの距離Ｒ２、がＲ１＞Ｒ２の関係を満たすように、磁気共鳴画像診断装置用の電磁石装置を製作する。【選択図】        図１
2004337240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状開口部が設けられた容器、上記容器内に同軸となるように配列収納され、上記容器の開口部内に均一磁界を発生する、環状に巻き回しされた複数のコイルよりなるコイル群を備え、上記コイル群は、上記均一磁界の中心から上記軸方向に沿う第一の方向側に配置された第一のコイル群と、上記均一磁界の中心から上記第一の方向とは逆向きである第二の方向側に配置された第二のコイル群により構成され、上記第一、第二のコイル群による起磁力の絶対値総和が、それぞれＡＴ１、ＡＴ２であり、上記第一、第二の方向に沿って、上記均一磁界の中心から、コイル磁界強度が任意の絶対値Ｂとなる位置までの距離が、それぞれＲ１、Ｒ２であるとき、Ｒ１＞Ｒ２かつＡＴ１＜ＡＴ２の関係が成り立つことを特徴とする磁気共鳴画像診断用の電磁石装置。
【請求項２】
所定空間をあけて対向配置された第一、第二の容器、上記第一、第二の容器内に、同軸となるように配列収納され、上記第一、第二の容器の間に均一磁界を発生する、それぞれ環状に巻き回しされた複数のコイルよりなる第一、第二のコイル群を備え、上記第一、第二のコイル群による起磁力の絶対値総和がそれぞれＡＴ１、ＡＴ２であり、上記均一磁界の中心から上記第一のコイル群側の上記軸方向に沿う第一の方向、および上記均一磁界の中心から上記第二のコイル群側の上記軸方向に沿う第二の方向に沿って、上記均一磁界の中心から、コイル磁界強度が任意の絶対値Ｂとなる位置まで距離が、それぞれＲ１、Ｒ２であるとき、Ｒ１＞Ｒ２かつＡＴ１＜ＡＴ２の関係が成り立つことを特徴とする磁気共鳴画像診断用の電磁石装置。
【請求項３】
任意の絶対値Ｂは、０．５ｍＴであることを特徴とする請求項２記載の磁気共鳴画像診断用の電磁石装置。
【請求項４】
上記容器は、円筒状であり、その軸が水平方向に沿うように設置され、上記容器の筒状開口部は、被検体を載せるベッドが搬入される上記第一の方向側に位置する開口部内径が、第二の方向側に位置する開口部内径よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴画像診断用の電磁石装置。
【請求項５】
上記第一、第二の容器は、その外形が円柱状であり、下側に配置される上記第一の容器は、上側に配置される上記第二の容器よりもその外径が小さいことを特徴とする請求項２記載の磁気共鳴画像診断用の電磁石装置。
【請求項６】
第一のコイル群を構成するコイルのうち、巻き回し径が最大である第一のコイルは、第二のコイル群を構成するコイルのうち、巻き回し径が最大である第二のコイルよりも、その巻き回し径が小さいことを特徴とする請求項５記載の磁気共鳴画像診断用の電磁石装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁気共鳴画像診断装置（以下、ＭＲＩ装置とする。）の電磁石装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＲＩ装置は、主に水素原子の核磁気共鳴現象を利用し、被検体の断層映像を撮る装置である。このＭＲＩ装置では、検査部位を配置する空間に均一な磁場が必要になる。磁場は、ｐｐｍ（百万分の１）レベルの均一性が要求される。静磁場強度は２．０Ｔ程度までが用いられているが、近年、さらに強い磁場強度の磁石装置も研究用として稼動を始めている。用いられる電磁石装置としては、超電導磁石が一般的である。ＭＲＩ装置の電磁石の形態としては、容器が円筒状で、筒状の開口部が設けられており、その開口部の中央に均一磁界を設け、その開口部内に被検体を搬入して撮像を行うソレノイドタイプと、上下２つの容器にコイル群を収納し、その容器が対向する空間に均一磁界を設け、その空間に被検体を配して撮像を行うオープンタイプのものがある。
【０００３】
強い磁場を発生するＭＲＩ装置では、電磁石装置からの漏洩磁界が問題となる。漏洩磁界の大きさは、一般的には０．５ｍＴ以上の磁場強度の広さで評価され、病院等に電磁石装置を設置する場合には、０．５ｍＴラインをＭＲＩ装置設置室内に納めることが希望される。ソレノイドタイプ、オープンタイプのいずれにおいても、電磁石の漏洩磁場の分布が問題とされる。一般に、ソレノイドタイプの電磁石は、円筒状のコイル群を、円筒の長さ方向が水平となるように配置されるため、水平面方向に対して磁界が発生するので、隣室や隣接する廊下への漏洩磁場が問題となる。オープンタイプでは、垂直方向に磁界が発生するため、階上、階下への漏洩磁場が問題となる。
漏洩磁界を小さく抑える方式として、磁石に対し、強磁性体で磁気回路を構成するパッシブシールド方式、磁場を発生する主コイルと逆向きの磁場を発生するシールドコイルを配置し、外部漏洩磁場を小さく抑えるアクティブシールド方式などが利用されている。これらの方式を採用し、漏洩磁界を環境に合わせて必要な磁場強度に低減する方法が提案されている。
【０００４】
従来のソレノイドタイプのＭＲＩ装置では、電磁石の漏洩磁場を抑える際に、強磁性体を用いることが示されている。また、任意の方向の漏洩磁界を低減させるために、磁気シールド開口部の開口径を他方より小さくし、一方向の漏洩磁界を抑える構造が示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、従来のオープンタイプのＭＲＩ装置では、静磁場発生源の上部および下部の少なくとも一方に、その静磁場発生源から発生する磁場とほぼ逆向きの磁場を発生する打ち消し磁場発生手段と、それを制御する打ち消し磁場制御手段を設け、漏洩磁場を打ち消す技術が示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平０３−０１２１３３号公報
【特許文献２】
特開２００２−１４３１２６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の、ＭＲＩ装置では、漏洩磁界分布を任意に変化させるために、電磁石装置を構成する主コイル群に対し、強磁性体や、打ち消し磁場発生手段などを付加的に設ける必要があり、コストがかかり、また強磁性体を用いる場合では、強磁性体と他の構成部との相互作用が問題となる場合があった。
【０００８】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、強磁場を発生するＭＲＩ装置用の電磁石装置において、漏洩磁界分布を、設置環境に適応させることができるコイルの構成についての指標を示し、安価な電磁石装置およびそれを用いるＭＲＩ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる電磁石装置は、筒状開口部が設けられた容器、上記容器内に同軸となるように配列収納され、上記容器の開口部内に均一磁界を発生する、環状に巻き回しされた複数のコイルよりなるコイル群を備え、上記コイル群は、上記均一磁界の中心から上記軸方向に沿う第一の方向側に配置された第一のコイル群と、上記均一磁界の中心から上記第一の方向とは逆向きである第二の方向側に配置された第二のコイル群により構成され、上記第一、第二のコイル群による起磁力の絶対値総和が、それぞれＡＴ１、ＡＴ２であり、上記第一、第二の方向に沿って、上記均一磁界の中心から、コイル磁界強度が任意の絶対値Ｂとなる位置までの距離が、それぞれＲ１、Ｒ２であるとき、Ｒ１＞Ｒ２かつＡＴ１＜ＡＴ２の関係が成り立つものである。
【００１０】
また、この発明に係わる電磁石装置は、所定空間をあけて対向配置された第一、第二の容器、上記第一、第二の容器内に、同軸となるように配列収納され、上記第一、第二の容器の間に均一磁界を発生する、それぞれ環状に巻き回しされた複数のコイルよりなる第一、第二のコイル群を備え、上記第一、第二のコイル群による起磁力の絶対値総和がそれぞれＡＴ１、ＡＴ２であり、上記均一磁界の中心から上記第一のコイル群側の上記軸方向に沿う第一の方向、および上記均一磁界の中心から上記第二のコイル群側の上記軸方向に沿う第二の方向に沿って、上記均一磁界の中心から、コイル磁界強度が任意の絶対値Ｂとなる位置まで距離が、それぞれＲ１、Ｒ２であるとき、Ｒ１＞Ｒ２かつＡＴ１＜ＡＴ２の関係が成り立つものである。
【００１１】
【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ないし図３を用いて説明する。
図１は、中心に１．５Ｔの静磁界を発生させるソレノイドタイプのＭＲＩ装置の断面図であり、超電導磁石のコイル配置の一例を示した断面図である。
図１に示すように、超電導磁石は、磁場を発生するコイル群により構成され、コイル群は、磁界中心４から第一の方向側（ベッド側）３ａに配置されたコイル１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａとシールドコイル１５ａ（これらのコイルによって、第一のコイル群が構成される。）、および磁界中心４から第一の方向とは逆向きの第二の方向側（反ベッド側）３ｂに配置されたコイル１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂとシールドコイル１５ｂ（これらのコイルによって、第二のコイル群が構成される。）から構成されている。
【００１２】
このコイル群は、磁石の中心軸３上に同軸となるように円状に巻き回し形成された複数のコイルよりなり、磁石の中心軸（軸方向と同じ。）３の方向に沿って第一の方向側３ａ（磁場発生方向５に相当する。）に向って磁場を発生させる。これらコイル群は、例えばＮｂＴｉ線材を用いた超電導物質を使用し構成され、各コイルは矩形の断面形状となるように線材を巻き回して製作され、液体ヘリウムを収納する円筒状のヘリウム槽容器１内に収納される。ヘリウム槽容器１は断熱構造と冷却装置を装備し、被検体を搬入するための筒状の開口部が設けられたクライオスタット２（容器に相当し、その形状は略円筒状である。）の中に設置される。ここでは、断熱構造や冷却装置については、省略している。
【００１３】
また、第一の方向側３ａには、被検体（患者）を寝かせるためのベッド７が配置され、例えば、このベッド７は、スタンバイの状態で、図１のように、クライオスタット２外の、磁場均一空間６よりも低い位置に停止している。検査時には、ベッド７に被検体を載せて、クライオスタット２の筒状開口部２ａ内の磁場均一空間（均一磁界と同意である。）４へ移動する。ベッド７の移動は、ベッド調節用装置７ａにより行われる。
【００１４】
さらに、磁界中心４を通る垂直方向の面が、磁場中心位置４ａであり、この磁場中心位置４ａから第一の方向側３ａに位置するのが第一のコイル群、同様に、第二の方向に位置するのが第二のコイル群となる。ちょうど磁場中心位置４ａ植えのコイル１１ａ、１１ｂは、一続きのコイルであるが、ここでは計算上、磁場中心位置４ａで二つに分断されたものとして考える。
【００１５】
主コイル群を構成するコイル１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａおよび１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂは、磁石の中心軸３に沿って磁界を作る。また、周囲への漏洩磁界を低減するためにシールドコイル１５ａ、１５ｂが配置され、主コイル群と逆向きの磁界を作っている。この時、コイル１４ａと１４ｂは主な磁界を発生し、コイル１１ａ、１２ａ、１３ａと１１ｂ、１２ｂ、１３ｂは主に磁界中心４の周りに約１０ｐｐｍ以下である磁場均一空間６を形成する。磁気共鳴イメージング撮影は、この磁場均一空間６にて行われる。
シールドコイル１５ａは、１５ｂよりも、その矩形断面積が小さく形成されている。また、磁界中心４からベッド７側（第一の方向側３ａに相当。）に配置されるコイル１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａは、磁界中心４を挟んだ反対側（反ベッド側、第二の方向側３ｂに相当。）にあるコイル１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂよりも、その断面積が小さな形状となるように構成されている。
【００１６】
図２は、磁場中心４に１．５Ｔの静磁界を発生させ、反ベッド側（第二の方向側３ｂ。）での０．５ｍＴの位置Ｒ２が４．０ｍに固定されている場合、磁場中心４からのベッド側（第一の方向側３ａ）での０．５ｍＴとなる位置までの距離Ｒ１と、コイル起磁力の関係を示したものである。線（１）はベッド側にある起磁力の絶対値の和ＡＴ１を示し、線（２）は反ベッド側にある起磁力の絶対値の和ＡＴ２を示している。線（１）から判るように、ベッド側の漏洩磁界０．５ｍＴとなる位置までの距離Ｒ１が大きくなると、反ベッド側にある起磁力の絶対値の和ＡＴ２に対し、ベッド側にある起磁力の絶対値の和ＡＴ１は減少していく。このように、Ｒ１がＲ２よりも大きくなると（Ｒ１＞Ｒ２）、ＡＴ１はＡＴ２より小さくなる（ＡＴ１＜ＡＴ２）という関係が成り立つ。
【００１７】
また、図２に示すように、漏洩磁場の分布が磁界中に対して対称な分布の場合、すなわちベッド側の漏洩磁場０．５ｍＴのライン位置（Ｒ１）が４ｍの位置にあるとき、ベッド側のコイルの起磁力ＡＴ１と、反ベッド側のコイルの起磁力ＡＴ２は同じ値となる。ベッド側の漏洩磁場０．５ｍＴの位置Ｒ１が大きくなると、ベッド側コイル起磁力ＡＴ１は減少していくので、ベッド側コイル起磁力ＡＴ１と反ベッド側コイル起磁力ＡＴ２の総和ＡＴ１＋ＡＴ２も減少する。
【００１８】
図３は、磁界中心４に１．５Ｔの静磁界を発生した場合における、磁場中心４からの距離と磁石の中心軸３上における漏洩磁界強度の関係を示した図である。線（１）は、ベッド側（第一の方向側３ａ。）における漏洩磁場強度を示し、線（２）は反ベッド側（第二の方向側３ｂ。）の漏洩磁場強度を示している。漏洩磁界強度が０．５ｍＴとなる磁界中心４からの距離が、ベッド側ではＲ１＝６ｍ、反ベッド側ではＲ２＝約４ｍであり、Ｒ２よりもＲ１が大きな値となっている。
【００１９】
また、Ｒ１が約６ｍ、Ｒ２が約４ｍにおける起磁力は、図２により示され、ベッド側のコイル群の起磁力ＡＴ１はＡＴ１＝２．０２×１０６Ａ、反ベッド側のコイル群の起磁力ＡＴ２はＡＴ２＝２．３７×１０６Ａであることがわかる。漏洩磁界、すなわち漏洩磁場の分布と起磁力の関係は、Ｒ１＞Ｒ２の時に、ＡＴ１＜ＡＴ２となっている。
【００２０】
以上のことから、本発明のような構成にした水平型（ソレノイドタイプ）電磁石において、漏洩磁場強度までの距離がＲ１＞Ｒ２の関係を満たし、さらに、起磁力絶対値の総和がＡＴ１＜ＡＴ２の関係の関係を満たすようにコイルを調節配置すること、つまり、Ｒ１＞Ｒ２およびＡＴ１＜ＡＴ２というコイルの構成についての指標を満たすような電磁石装置を形成することで、漏洩磁界の分布を調整することができる。また、コイルの総起磁力が小さい、製作コストの安価な電磁石を得ることができる。このように漏洩磁界分布を起磁力により設定できるので、漏洩磁界の制限が不必要な領域での磁界強度を緩くして、設置環境に適応した適正な設定をし、電磁石の起磁力を小さくできる。起磁力は電流と巻きターン数が積で表現されるので、起磁力が小さくなると、電流が一定のコイルにおいては、巻きターン数を減少させることができる。また、コイルを製作する場合に、巻線作業に要する時間を短縮することができる。また、使用する超電導線材量も少なくなり、製作費用を安くすることができるなどの効果を得られる。
【００２１】
なお、漏洩磁界分布を示すＲ１、Ｒ２は、ＭＲＩ装置を設置する部屋の大きさの都合などから１０ｍ程度以下の値となるのが一般的であり、その範囲内で、上記のような関係、すなわちＲ１＞Ｒ２およびＡＴ１＜ＡＴ２の関係を満たすように、電磁石装置を製作することで、総起磁力が小さい、製作コストが安価な電磁石を得られる。
また、クライオスタット２の筒状開口部２ａ内では、漏洩磁界は問題にならないことから、Ｒ１、Ｒ２の値が、筒状開口部２内に位置する値とはならない。
【００２２】
実施の形態２．
上述の実施の形態１では、コイル群を収納する容器（クライオスタット２に相当する。）が略円筒状であり、患者が入る筒状開口部２ａにおける内径が一定である例を示したが、この実施の形態２では、患者を寝かせるベッド７が搬入される側の開口部分の内径を大きくする場合について、図４に、そのＭＲＩ装置の断面図を示して説明する。
【００２３】
ヘリウム槽容器３１内には、第一の方向側（ベッド側）３ａに第一のコイル群となるコイル２１ａ、２２ａ、２３ａさらにシールドコイル２４ａが配置され、第二の方向側（反ベッド側）３ｂに第二のコイル群となるコイル２１ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２４ｂ、２６ｂ、２８ｂさらにシールドコイル２２ｂ、２５ｂ、２７ｂが配置されており、このヘリウム槽容器３１がクライオスタット３２内に収納されている。クライオスタット３２の筒状開口部は、ベッド７が搬入される第一の方向側３ａでの開口部３２ａの内径が、他端側の開口部３２ｂの内径よりも大きく形成されている。
【００２４】
開口部２３ａ、３２ｂのように、コイル群を収納する容器の内径を、段階的に変化させる場合においても、実施の形態１で示したように、磁界中心４から漏洩磁場強度（０．５ｍＴ分布）までの距離の関係をＲ１＞Ｒ２とし、起磁力絶対値の総和がＡＴ１＜ＡＴ２の関係を満たすようにコイルの巻きターン数、配置を調整することで、漏洩磁界の分布を任意に調整することができる。
【００２５】
図１で示したようなコイル配置であれば、ベッド７側の開口部３２ａの内径を大きくすると、ベッド７側の磁場を発生する主コイルと、打ち消すシールドコイルの径方向の間隔が狭くなるので起磁力が増加し、電磁力、コイル内部の磁界強度が大きくなるなどの問題があり、特に、コイル内部の磁界強度が大きくなると、使用できる超電導材料が制限され、量産できる電磁石の設計ができなくなるが、ベッド側の０．５ｍＴ磁場間での距離Ｒ１をＲ２よりも大きくし、ＡＴ１＜ＡＴ２とすることで、量産製作が可能なコイルを構成できる。例えば、中心磁界が１．５Ｔの電磁石で、０．５ｍＴの漏洩磁界分布位置がベッド側ではＲ１＝５ｍ、反ベッド側ではＲ２＝２ｍで、ＡＴ１は４．５×１０６Ａ、ＡＴ２は４．７×１０６Ａと量産作成が可能な値となる。
【００２６】
量産の可否は、この例では起磁力が１×１０８Ａに達するかどうか、その大きさに依存する。起磁力が大きくなると、コイルに使用できる超電導線材がより高価となるため（例えばＮｂＴｉ線をＮｂ３Ｓｎ線とするなど。）、量産がより難しくなる。
また、クライオスタット２のベッド７側の開口部３２ａの内径を大きくすることにより、狭い開口部に恐怖心を持つ患者に対しても、その恐怖心を和らげることが可能なＭＲＩ装置を提供できるという効果がある。
【００２７】
実施の形態３．
上述の実施の形態１、２では、ソレノイドタイプ電磁石装置について述べたが、この実施の形態３では、オープンタイプの電磁石装置に発明を適応させる場合について、図５にＭＲＩ装置の断面図を示し、説明する。オープンタイプ電磁石装置の場合、その発生する磁場は、磁界発生軸４７に沿って垂直方向に発生する。コイル群を収納する二つの容器は、所定の空間をあけて対向配置され、それら二つの容器は、その外形が略円柱状であり、その円柱の軸は磁界発生軸４７に沿っており、それぞれの容器内には、同軸となるように、環状に巻き回し形成された複数のコイルが配列収納されている。
【００２８】
一般にオープンタイプの電磁石装置の上側への０．５ｍＴ漏洩磁場部分布４４は、設置室の天井面４２よりも階上床面４３で制限される。装置の床面４１方向（下側）への漏洩磁場条件は、床下の環境により決まるが、一般に設置室の床下は、ＭＲＩ装置重量等から病室等に用いられることは少ない。電磁石装置が発生する磁場均一空間４８の中心から、０．５ｍＴ漏洩磁場分布までの上側（第二の方向）への距離がＲ２、下側（第一の方向）への同様の漏洩磁場分布までの距離がＲ１であるとき、その関係をＲ１＞Ｒ２として、上側クライオスタット４５における起磁力の絶対値総和ＡＴ２、下側クライオスタット４６における起磁力の絶対値総和ＡＴ１の関係を、ＡＴ１＜ＡＴ２とすることで、漏洩磁場の分布を設置環境に適応できる安価な電磁石を得ることができる。なお、磁場均一空間４８の中心を通る水平方向面が磁場中心位置４９である。
【００２９】
オープンタイプ電磁石装置では、コイル群を上下２個の、上側、下側クライオスタット４５、４６（第二、第一の容器に相当する。）に収納しており、第二の容器には第二のコイル群が、第一の容器には第一のコイル群が収納される。上側、下側クライオスタット４５、４６間に吸引しあう電磁力が発生する。この電磁力を支持するためとコイルの自重を支えるために上側、下側クライオスタット４５、４６に断熱構造も兼ね備えた連通管５０が必要になる。この実施の形態３では、起磁力を小さくできることから、コイル吸引電磁力の減少およびコイル自重の低減された電磁石装置が得られる。よって支持する構造も簡素化できるという効果がある。
【００３０】
実施の形態４．
上述の実施の形態３では、上側、下側クライオスタット４５、４６の形状（外径）が同じである場合について述べたが、図６にＭＲＩ装置の断面図を示すように、下側クライオスタット５６（第一の容器に相当。）の外径を上側クライオスタット５５（第二の容器に相当。）の外径より小さくする際にも、この発明を適用できる。このとき、磁界発生軸５７上の、磁界中心（磁界発生軸５７と磁場中心位置５９が交わる位置。）から０．５ｍＴの漏洩磁場分布５４までの、天井面４２側（上側、第二の方向側に相当。）の距離Ｒ２よりも床面４１側（下側、第一の方向側に相当。）の距離Ｒ１を大きくすることで、下側クライオスタット５６における起磁力ＡＴ１を小さくできる。上側クライオスタット５５における起磁力の絶対値総和ＡＴ２に対し、ＡＴ１の値を小さくし、ＡＴ１＜ＡＴ２の関係とすることで、量産可能な起磁力を持つ電磁石を提供することができる。
【００３１】
また、図７に上側、下側クライオスタット５５、５６内のコイル群の配置を示した断面図を示す。
磁界中心７０をとおる磁界発生軸５７を中心として、その断面構造は左右対称であるため、図７では、右側半分を中心にその断面構造を示す。上側クライオスタット５５には、コイル７１ａ、７３ａ、７５ａさらにシールドコイル７２ａ、７４ａ、７６ａよりなる第一のコイル群が収納され、下側クライオスタット５６には、コイル７１ｂ、７３ｂ、７５ｂ、７７ｂさらにシールドコイル７２ｂ、７４ｂ、７６ｂよりなる第二のコイル群が収納されている。図７に示すように、容器の外径に応じて、内部に収納するコイルの最大巻き回し径は調整される。より外径の小さい下側クライオスタット５６内の第一のコイル群を構成するコイルのうち、巻き回し径が最大である第一のコイル（コイル７５ｂ、シールドコイル７６ｂに相当。）は、上側クライオスタット５５の第二のコイル群を構成するコイルのうち、巻き回し径が最大である第二のコイル（シールドコイル７６ａ、コイル７７ａに相当。）よりも、その巻き回し径が小さくなるように形成されている。
【００３２】
この場合、下側クライオスタット５６の外径を小さく構成したため、容器の外径が小さくなった分だけ空間に余裕ができ、磁場均一空間５９へ手が届きやすくなり、アクセスが容易になる。つまり、電磁石装置を部分的に小型化できるために、医療従事者の作業のために空間を広く確保することができ、ＭＲＩ装置を使用する医者や看護士にとって、患者の診察準備等の処置が容易になるなどの効果があり、ＭＲＩ装置の利用効率をあげることができるという効果がある。
また、上記の様な電磁石装置を用いたＭＲＩ装置は、その構造を開放的なものとできるため、患者の恐怖心を和らげることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、この発明の電磁石装置によれば、筒状開口部が設けられた容器、上記容器内に同軸となるように配列収納され、上記容器の開口部内に均一磁界を発生する、環状に巻き回しされた複数のコイルよりなるコイル群を備え、上記コイル群は、上記均一磁界の中心から上記軸方向に沿う第一の方向側に配置された第一のコイル群と、上記均一磁界の中心から上記第一の方向とは逆向きである第二の方向側に配置された第二のコイル群により構成され、上記第一、第二のコイル群による起磁力の絶対値総和が、それぞれＡＴ１、ＡＴ２であり、上記第一、第二の方向に沿って、上記均一磁界の中心から、コイル磁界強度が任意の絶対値Ｂとなる位置までの距離が、それぞれＲ１、Ｒ２であるとき、Ｒ１＞Ｒ２かつＡＴ１＜ＡＴ２の関係が成り立つため、総起磁力を小さくでき、製作コストの安価な電磁石装置を得ることができる。
【００３４】
また、この発明による電磁石装置は、所定空間をあけて対向配置された第一、第二の容器、上記第一、第二の容器内に、同軸となるように配列収納され、上記第一、第二の容器の間に均一磁界を発生する、それぞれ環状に巻き回しされた複数のコイルよりなる第一、第二のコイル群を備え、上記第一、第二のコイル群による起磁力の絶対値総和がそれぞれＡＴ１、ＡＴ２であり、上記均一磁界の中心から上記第一のコイル群側の上記軸方向に沿う第一の方向、および上記均一磁界の中心から上記第二のコイル群側の上記軸方向に沿う第二の方向に沿って、上記均一磁界の中心から、コイル磁界強度が任意の絶対値Ｂとなる位置まで距離が、それぞれＲ１、Ｒ２であるとき、Ｒ１＞Ｒ２かつＡＴ１＜ＡＴ２の関係が成り立つため、総起磁力を小さくでき、製作コストの安価な電磁石装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるソレノイドタイプのＭＲＩ装置を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１による起磁力と漏洩磁界分布との関係を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１による漏洩磁場強度と磁界中心からの距離との関係を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるソレノイドタイプのＭＲＩ装置を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態３によるオープンタイプのＭＲＩ装置を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態４によるオープンタイプのＭＲＩ装置を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態４によるオープンタイプのＭＲＩ装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１、３１  ヘリウム槽容器              ２、３２  クライオスタット
３  磁石の中心軸                    ３ａ  第一の方向側（ベッド側）
３ｂ  第二の方向側（反ベッド側）        ４、７０  磁界中心
４ａ  磁場中心位置                      ５  磁場発生方向
６  磁場均一空間                      ７  ベッド
７ａ  ベッド調節用装置
１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１４ａ、１４ｂ、２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２３ａ、２３ｂ、２４ｂ、２６ｂ、２８ｂ、７１ａ、７１ｂ、７３ａ、７３ｂ、７５ａ、７５ｂ、７７ｂ  コイル
１５ａ、１５ｂ、２２ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２７ｂ、７２ａ、７２ｂ、７４ａ、７４ｂ、７６ａ、７６ｂ  シールドコイル
３２ａ、３２ｂ  開口部                  ４１  床面
４２  天井面                          ４３  階上床面
４４、５４  漏洩磁場分布              ４５、５５  上側クライオスタット
４６、５６  下側クライオスタット      ４７、５７  磁界発生軸
４８、５８  磁場均一空間              ４９、５９  磁場中心位置
５０  連通管。
【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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