(57)【要約】【課題】内部空間の磁気的状態を外部の磁気的状態のいかんに関わらず一定に維持する磁気的状態維持装置、そのような装置により磁気的状態維持が行われるマグネットシステム、および、そのようなマグネットシステムを備えた磁気共鳴撮影装置を実現する。【解決手段】空間を囲んで超伝導状態の閉ループをなす第１のコイル（４０２，４０２’）と、第１のコイルに垂直な方向において空間を囲んで超伝導状態の閉ループをなす第２のコイル（４０４，４０４’）と、第１のコイルおよび第２のコイルに垂直な方向において空間を囲んで超伝導状態の閉ループをなす第３のコイル（４０６，４０６’）とを具備する。【選択図】      図７
2005027761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間を囲んで超伝導状態の閉ループをなす第１のコイルと、
前記第１のコイルに垂直な方向において前記空間を囲んで超伝導状態の閉ループをなす第２のコイルと、
前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに垂直な方向において前記空間を囲んで超伝導状態の閉ループをなす第３のコイルと、
を具備することを特徴とする磁気的状態維持装置。
【請求項２】
前記第１、第２および第３のコイルは、少なくともいずれか１つは前記空間を挟んで互いに対向する１対のループからなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気的状態維持装置。
【請求項３】
前記１対のループは電流方向が同一になるように直列接続されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の磁気的状態維持装置。
【請求項４】
前記１対のループは個々に閉ループをなす、
ことを特徴とする請求項２に記載の磁気的状態維持装置。
【請求項５】
前記第１、第２および第３のコイルはそれぞれループ開閉手段を有する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の磁気的状態維持装置。
【請求項６】
前記ループ開閉手段はヒートスイッチである、
ことを特徴とする請求項５に記載の磁気的状態維持装置。
【請求項７】
前記第１、第２および第３のコイルは高温超伝導材料で構成される、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の磁気的状態維持装置。
【請求項８】
前記高温超伝導材料は臨界温度が液体窒素の温度以上である、
ことを特徴とする請求項７に記載の磁気的状態維持装置。
【請求項９】
磁気共鳴撮影を行うために撮影の対象に磁場を印加するマグネットシステムであって、
請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載された磁気的状態維持装置内の前記空間に収容されている、
ことを特徴とするマグネットシステム。
【請求項１０】
マグネットシステムにより磁場を印加して撮影の対象から磁気共鳴信号を収集し、この磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する磁気共鳴撮影装置であって、
前記マグネットシステムは、請求項９に記載されたマグネットシステムである、
ことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気的状態維持装置、マグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ  ｓｙｓｔｅｍ）および磁気共鳴撮影装置に関し、とくに、空間の磁気的状態を一定に維持する装置、そのような装置により磁気的状態維持が行われるマグネットシステム、および、そのようなマグネットシステムを備えた磁気共鳴撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴撮影装置では、主磁場コイル（ｃｏｉｌ）、勾配コイルおよびＲＦ（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイルがそれぞれ発生する静磁場、勾配磁場およびＲＦ磁場を撮影の対象に印加して磁気共鳴信号を収集し、それに基づいて画像を再構成する。静磁場が外部磁場の影響を受けると撮影の品質が低下するので、外部磁場が発生した場合はそれを補償することが行われる。外部磁場補償は、センサ（ｓｅｎｓｏｒ）で外部磁場を検出し、それに対抗する磁場を生成して相殺することにより行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１９０６１号公報（第４−５頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような外部磁場補償の精度は、センサの配置や補償システムの応答性に左右され、必ずしも十分な成果が得られない。また、補償システムは構成が複雑なものとなる。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、内部空間の磁気的状態を外部の磁気的状態のいかんに関わらず一定に維持する磁気的状態維持装置、そのような装置により磁気的状態維持が行われるマグネットシステム、および、そのようなマグネットシステムを備えた磁気共鳴撮影装置を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、空間を囲んで超伝導状態の閉ループをなす第１のコイルと、前記第１のコイルに垂直な方向において前記空間を囲んで超伝導状態の閉ループをなす第２のコイルと、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに垂直な方向において前記空間を囲んで超伝導状態の閉ループをなす第３のコイルと、を具備することを特徴とする磁気的状態維持装置である。
【０００７】
この観点での発明では、外部磁場が印加されたとき、空間を囲んで超伝導状態の閉ループをなす互いに垂直な第１、第２および第３のコイルにファラデーの法則による電流がそれぞれ流れ、それらの電流が内部空間の磁気的状態の変化を打ち消すので、内部空間の磁気的状態を外部の磁気的状態のいかんに関わらず一定に維持することができる。
【０００８】
前記第１、第２および第３のコイルは、少なくともいずれか１つは前記空間を挟んで互いに対向する１対のループからなることが、磁気的状態を一定に維持する範囲を拡大する点で好ましい。
【０００９】
前記１対のループは電流方向が同一になるように直列接続されていることが、１対のループの作用を均等にする点で好ましい。前記１対のループは個々に閉ループをなすことが、１対のループの作用を独立にする点で好ましい。
【００１０】
前記第１、第２および第３のコイルはそれぞれループ開閉手段を有することが、ループに無用な電流が流れないようにする点で好ましい。前記ループ開閉手段はヒートスイッチであることが、開閉が容易な点で好ましい。
【００１１】
前記第１、第２および第３のコイルは高温超伝導材料で構成されることが、超伝導状態の維持が容易な点で好ましい。前記高温超伝導材料は臨界温度が液体窒素の温度以上であることが、超伝導状態の維持がさらに容易な点で好ましい。
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、磁気共鳴撮影を行うために撮影の対象に磁場を印加するマグネットシステムであって、上記磁気的状態維持装置内の前記空間に収容されている、ことを特徴とするマグネットシステムである。
【００１２】
この観点での発明では、マグネットシステムが磁気的状態維持装置内に収容されているので、マグネットシステムの静磁場を外部の磁気的状態のいかんに関わらず一定に維持することができる。
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、マグネットシステムにより磁場を印加して撮影の対象から磁気共鳴信号を収集し、この磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する磁気共鳴撮影装置であって、前記マグネットシステムは、上記マグネットシステムである、ことを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【００１３】
この観点での発明では、マグネットシステムが磁気的状態維持装置内に収容されているので、マグネットシステムの静磁場を外部の磁気的状態のいかんに関わらず一定に維持することができ、これによって、外部磁場に影響されない撮影を行うことができる。
【００１４】
【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詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮影装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の磁気共鳴撮影装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００１５】
同図に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ  ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は囲み枠２００の内部に収容されている。
【００１６】
マグネットシステム１００は、本発明の実施の形態の一例である。マグネットシステム１００の構成によって、本発明のマグネットシステムに関する実施の形態の一例が示される。囲み枠２００は本発明の実施の形態の一例である。囲み枠２００の構成によって、本発明の磁気的状態維持装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００１７】
マグネットシステム１００は主磁場コイル部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の概ね円柱状の内部空間（ボア：ｂｏｒｅ）に、撮影の対象１がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）５００に搭載されて搬入される。
【００１８】
クレードル５００は、クレードル駆動部１２０によって駆動される。これによって、対象１をマグネットシステムの内部空間において体軸方向に移動させることできる。体軸方向の移動は、対象１の撮影領域を変更するときに行われる。
【００１９】
主磁場コイル部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象１の体軸の方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成してもよい。
【００２０】
勾配コイル部１０６は、互いに垂直な３軸すなわちスライス（ｓｌｉｃｅ）軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。
【００２１】
静磁場空間における互いに垂直な座標軸をｘ，ｙ，ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままｘ，ｙ，ｚ軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。これはオブリーク（ｏｂｌｉｑｕｅ）とも呼ばれる。なお、本装置では対象１の体軸の方向をｚ軸方向とする。
【００２２】
スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場ともいう。位相軸方向の勾配磁場をフェーズエンコード（ｐｈａｓｅ  ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場ともいう。周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト（ｒｅａｄ  ｏｕｔ）勾配磁場ともいう。リードアウト勾配磁場は周波数エンコード勾配磁場と同義である。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。以下、勾配磁場を単に勾配ともいう。
【００２３】
ＲＦコイル部１０８は静磁場空間に対象１の体内のスピン（ｓｐｉｎ）を励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信ともいう。また、ＲＦ励起信号をＲＦパルス（ｐｕｌｓｅ）ともいう。励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号は、ＲＦコイル部１０８によって受信される。
【００２４】
磁気共鳴信号は、周波数ドメイン（ｄｏｍａｉｎ）すなわちフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間の信号となる。位相軸方向および周波数軸方向の勾配により、磁気共鳴信号のエンコードを２軸で行うので、磁気共鳴信号は２次元フーリエ空間における信号として得られる。フェーズエンコード勾配およびリードアウト勾配は、２次元フーリエ空間における信号のサンプリング位置を決定する。以下、２次元フーリエ空間をｋスペース（ｋ−ｓｐａｃｅ）ともいう。
【００２５】
位相エンコードおよび周波数エンコードによってエコー信号ＭＲを読み出すことにより、ｋスペースのデータ（ｄａｔａ）がサンプリング（ｓａｍｐｌｉｎｇ）される。ｋスペース概念図を図２に示す。同図に示すように、ｋスペースの横軸ｋｘは周波数軸であり、縦軸ｋｙは位相軸である。
【００２６】
同図において、複数の横長の長方形がそれぞれ位相軸上のデータサンプリング位置を表す。長方形内に記入された数字は位相エンコード量を表す。位相エンコード量はπ／Ｎで正規化してある。Ｎは位相方向のサンプリング数である。位相方向のサンプリング数は位相エンコード数またはビュー数とも呼ばれる。Ｎは例えば６４〜２５６である。
【００２７】
位相エンコード量は位相軸ｋｙの中心で０である。中心から両端にかけて位相エンコード量が次第に増加する。増加の極性は互いに逆である。サンプリング間隔すなわち位相エンコード量の階差はπ／Ｎである。
【００２８】
勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００２９】
ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦパルスを送信し、対象１の体内のスピンを励起する。
【００３０】
ＲＦコイル部１０８にはデータ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は、ＲＦコイル部１０８が受信した受信信号をディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｄａｔａ）として収集する。
【００３１】
クレードル駆動部１２０、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０にはシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）制御部１６０が接続されている。シーケンス制御部１６０は、クレードル駆動部１２０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御して撮影を遂行する。
【００３２】
シーケンス制御部１６０は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等を用いて構成される。シーケンス制御部１６０は図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）を有する。メモリはシーケンス制御部１６０用のプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）および各種のデータを記憶している。シーケンス制御部１６０の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００３３】
データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ収集部１５０が収集したデータがデータ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、データ収集部１５０が収集したデータをメモリに記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。このデータ空間はｋスペースに対応する。データ処理部１７０は、ｋスペースのデータを２次元逆フ−リエ変換することにより画像を再構成する。
【００３４】
データ処理部１７０は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。データ処理部１７０は図示しないメモリを有する。メモリはデータ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。
【００３５】
データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０の上位にあってそれを統括する。本装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。
【００３６】
データ処理部１７０には表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ  ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。操作部１９０はポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００３７】
表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。使用者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。
【００３８】
図３に、他の方式の磁気共鳴撮影装置のブロック図を示す。同図に示す磁気共鳴撮影装置は、本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の磁気共鳴撮影装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００３９】
本装置は、図１に示した装置とは方式を異にするマグネットシステム１００’を有する。マグネットシステム１００’は囲み枠２００の内部に収容されている。マグネットシステム１００’以外は図１に示した装置と同様な構成になっており、同様な部分は同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
マグネットシステム１００’は本発明の実施の形態の一例である。マグネットシステム１００’の構成によって、本発明のマグネットシステムに関する実施の形態の一例が示される。囲み枠２００は本発明の実施の形態の一例である。囲み枠２００の構成によって、本発明の磁気的状態維持装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００４１】
マグネットシステム１００’は、主磁場マグネット部１０２’、勾配コイル部１０６’およびＲＦコイル部１０８’を有する。これら主磁場マグネット部１０２’および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する１対のものからなる。また、いずれも概ね円盤状の形状を有し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステム１００’の内部空間（ボア）に、対象１がクレードル５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００４２】
主磁場マグネット部１０２’はマグネットシステム１００’の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象１の体軸方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２’は例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成してもよい。
【００４３】
勾配コイル部１０６’は、互いに垂直な３軸すなわちスライス軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。
【００４４】
静磁場空間における互いに垂直な座標軸をｘ，ｙ，ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままｘ，ｙ，ｚ軸に関して任意の傾きを持たせること、すなわちオブリークが可能である。本装置でも対象１の体軸の方向をｚ軸方向とする。３軸方向の勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６’は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００４５】
ＲＦコイル部１０８’は静磁場空間に対象１の体内のスピンを励起するためのＲＦパルスを送信する  励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号は、ＲＦコイル部１０８’によって受信される。ＲＦコイル部１０８’の受信信号がデータ収集部１５０に入力される。
【００４６】
図４に、磁気共鳴撮影に用いるパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、グラディエントエコー（ＧＲＥ：Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００４７】
すなわち、（１）はＧＲＥ法におけるＲＦ励起用のα°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびグラディエントエコーＭＲのシーケンスである。なお、α°パルスは中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００４８】
同図に示すように、α°パルスによりスピンのα°励起が行われる。αは９０以下である。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。
【００４９】
α°励起後、フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、リードアウト勾配Ｇｒによりまずスピンをディフェーズし、次いでスピンをリフェーズして、グラディエントエコーＭＲを発生させる。グラディエントエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータとして収集される。
【００５０】
このようなパルスシーケンスが周期ＴＲで６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００５１】
なお、パルスシーケンスは、ＧＲＥ法に限らず、スピンエコー（ＳＥ：  ｓｐｉｎ  ｅｃｈｏ）法や、ファーストスピンエコー（ＦＳＥ：  ｆａｓｔ  ｓｐｉｎ  ｅｃｈｏ）法あるいはエコープラナーイメージング（ＥＰＩ：  ｅｃｈｏ  ｐａｌｎａｒ  ｉｍａｇｉｎｇ）等適宜の技法によるパルスシーケンスであってよい。
【００５２】
このようなパルスシーケンスによって得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。データ処理部１７０は、メモリに収集したビューデータに基づいて画像を再構成する。
【００５３】
図５に、囲み枠２００の模式的構成を示す。同図に示すように、囲み枠２００は、概ね直方体の外形を持つ籠状の構造になっている。同図において、ｘ，ｙ，ｚは互いに垂直な３方向である。囲み枠２００は、４つの上側水平肢２０２、４つの下側水平肢２０４および４つの垂直肢２０６を有する。これら各肢は直方体の各稜に相当する。
【００５４】
囲み枠２００の内部空間は、マグネットシステム１００（１００’）を収容可能な大きさを持つ。内部空間の大きさは、マグネットシステム１００（１００’）が設置されるスキャンルーム（ｓｃａｎ  ｒｏｏｍ）の容積に相当する大きさとしてもよい。
【００５５】
あるいは、囲み枠２００はマグネットシステム１００（１００’）の外形に沿った形状にしてもよく、また、マグネットシステム１００（１００’）のエンクロージャ（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）内に組み込むようにしてもよい。その場合は囲み枠２００の外形は、必ずしも直方体状になるとは限らず、直方体をマグネットシステム１００（１００’）の外形に沿って変形させたものとなり得る。
【００５６】
図６に、肢の横断面を示す。同図に示すように、肢は中空になっており。中空部には導体３０２，３０２’が収容されている。導体３０２，３０２’は超伝導材料からなる。超伝導材料を臨界温度以下にするための寒剤３０４も中空部に封入されており、外壁３０６は断熱性を有する。
【００５７】
超伝導材料としては、例えば高温超伝導材料が用いられる。その種の超伝導材料の一例としてビスマス（Ｂｉ）系の超伝導材料がある。ビスマス系の超伝導材料は、臨界温度が液体窒素の温度より高いので、液体窒素を寒剤として用いることができる。このため、囲み枠２００は、ヘリウム（Ｈｅ）を寒剤とする場合のように冷却器を必要としないので、比較的低コスト（ｃｏｓｔ）で製作することができる。
【００５８】
導体３０６，３０６’はそれぞれコイルを形成している。図７に、囲み枠２００におけるコイルの構成の一例を示す。同図に示すように、囲み枠２００は、６つのコイル４０２，４０２’，４０４，４０４’，４０６，４０６’を有する。これらコイルはコイル面が直方体の６面にそれぞれ平行である。
【００５９】
コイル４０２，４０２’はコイル面がｘ方向を向き、この方向において空間を挟んで互いに対向する。コイル４０４，４０４’はコイル面がｙ方向を向き、この方向において空間を挟んで互いに対向する。コイル４０６，４０６’はコイル面がｚ方向を向き、この方向において空間を挟んで互いに対向する。
【００６０】
これによって、各コイル対はいずれもヘルムホルツ（Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ）コイルを構成する。各コイル対がヘルムホルツコイルを構成することにより、それらコイルが形成する均一磁場の範囲を大きくすることができる。これによって、後述の外部磁場補償の空間的範囲を大きくすることができる。
【００６１】
コイル４０２，４０２’は、図８に示すように、電流の方向が同一になるように直列に接続された閉ループ（ｌｏｏｐ）となっている。これによって、１対のループに流れる電流を同一にすることにより、両ループの磁気的作用を同一にすることができる。あるいは、図９に示すように、個々に閉ループをなすようにしてもよい。これによって、両ループの磁気的作用を独立にすることができる。他のコイル４０４，４０４’，４０６，４０６’についても同様である。
【００６２】
コイル４０２，４０２’は、本発明における第１のコイルの実施の形態の一例である。コイル４０４，４０４’は、本発明における第２のコイルの実施の形態の一例である。コイル４０６，４０６’は、本発明における第３のコイルの実施の形態の一例である。
【００６３】
このようなコイル４０２〜４０６’を有する囲み枠２００に外側から磁場が加えられたとき、ファラデー（Ｆａｒａｄａｙ）の法則によりコイル４０２〜４０６’に誘導電流が流れる。誘導電流は外部磁場のｘ，ｙ，ｚ方向の各成分に対応したものとなる。
【００６４】
コイル４０２〜４０６’が超伝導状態すなわち電気抵抗が０であることにより、誘導電流の値はコイル面における磁束変化を完全に打ち消す磁束を生じる値となる。
【００６５】
このような誘導電流によって囲み枠２００の内部空間に生じる磁場は、外部磁場による磁場変化を打ち消すものとなる。したがって、囲み枠２００の内部空間の磁気的状態は外部磁場の有無に関わらず一定に保たれる。これによって、囲み枠２００の内部に収容されたマグネットシステム１００（１００’）は、外部磁場の影響を受けないものとなる。
【００６６】
囲み枠２００では、補償磁場を発生するコイル４０２〜４０６’自体が外部磁場のセンサでもある。したがって、従来のように、専用のセンサで外部磁場を検出し、その検出値に基づいて補償システムにより補償磁場を発生する場合のように、センサの配置や補償システムの応答性が問題になることがなく、また、構成も簡素化される。
【００６７】
囲み枠２００は、図１０のように構成してもよい。すなわち、同図に示すように、囲み枠２００に、その中間部分を垂直方向に一巡する循環肢５０２を設ける。このような囲み枠２００には、図１１に示すようなコイルが収容される。このコイルは、ｚ方向を向くコイルは１つのコイル４０６だけとし、そのコイル中心が囲み枠２００の内部空間の中心に一致するようになっている。その他のコイルは図７に示したものと同じである。このようなコイル配置によっても、内部空間を外部磁場の影響を受けないものとすることができる。
【００６８】
これに準じたコイルの単一化は、他のコイルのいずれかまたは全部について行うこともできる。全部のコイルをそれぞれ単一化した場合の囲み枠２００を、図１２に示す。同図に示すように、囲み枠２００は、互いに垂直に交わる３つの循環肢５０２，５０４．５０６を有する。このような囲み枠２００には、図１３に示すようなコイル４０２，４０４，４０６がそれぞれ収容される。
【００６９】
上記のような各コイルは、そのループを開閉する手段を備えている。ループ開閉手段の一例を図１４に示す。同図に示すように、導体３０２に近接して電熱器６０２が配置され、この電熱器６０２にスイッチ６０４を通じて電源６０６からの通電をオン・オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）できるになっている。
【００７０】
電熱器６０２で導体の一部を加熱して温度を臨界温度より高くすることによりその部分を超伝導状態でなくすることができる。これによって超伝導状態の電流が流れなくなるので、超伝導ループとしては開となる。電熱器６０２の通電を止めれば、寒剤による冷却により超伝導状態に復帰するので超伝導ループは閉となる。このようにして、超伝導ループを容易に開閉することができる。このような開閉手段はヒートスイッチ（ｈｅａｔ  ｓｗｉｔｃｈ）と呼ばれる。
【００７１】
このようなループの開閉は、主として、囲み枠２００にマグネットシステム１００（１００’）を出し入れする場合に行われる。すなわち、マグネットシステム１００（１００’）を囲み枠２００の中に設置するときは、予めループを開としておき、設置完了後にループを閉とする。マグネットシステム１００（１００’）を囲み枠２００から出すときも同様である。
【００７２】
このようにすることにより、マグネットシステム１００（１００’）の出し入れに伴ってコイルループに無用な超伝導連流が誘導されるのを防止することができる。また、コイルループに流れる電流による磁場がマグネットシステム１００（１００’）の磁場に影響することが防止される。
【００７３】
なお、囲み枠２００をスキャンルームの大きさに合わせて製作するときは、スキャンルームの６面には、上記のようなコイルに代えて超伝導材料からなる板を設けるようにしてもよい。
【００７４】
このようにすることにより、超伝導材料のマイスナー効果（ＭｅｉｓｓｎｅｒＥｆｆｅｃｔ）に基づく磁気遮断作用を利用してスキャンルームへの外部磁場の侵入を防止することができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、内部空間の磁気的状態を外部の磁気的状態のいかんに関わらず一定に維持する磁気的状態維持装置、そのような装置により磁気的状態維持が行われるマグネットシステム、および、そのようなマグネットシステムを備えた磁気共鳴撮影装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気共鳴撮影装置のブロック図である。
【図２】ｋスペースの概念を示す図である。
【図３】磁気共鳴撮影装置のブロック図である。
【図４】磁気共鳴撮影用のパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図５】囲み枠の模式的構成を示す図である。
【図６】囲み枠の横断面を示す図である。
【図７】囲み枠におけるコイル配置を示す図である。
【図８】対をなすコイルを示す図である。
【図９】対をなすコイルを示す図である。
【図１０】囲み枠の模式的構成を示す図である。
【図１１】囲み枠におけるコイル配置を示す図である。
【図１２】囲み枠の模式的構成を示す図である。
【図１３】囲み枠におけるコイル配置を示す図である。
【図１４】ループ開閉手段を示す図である。
【符号の説明】
１  対象
１００，１００’  マグネットシステム
１０２  主磁場コイル部
１０２’  主磁場マグネット部
１０６，１０６’  勾配コイル部
１０８，１０８’  ＲＦコイル部
１２０  クレードル駆動部
１３０  勾配駆動部
１４０  ＲＦ駆動部
１６０  データ収集部
１６０  シーケンス制御部
１７０  データ処理部
１８０  表示部
１９０  操作部
５００  クレードル
２００  囲み枠
２０２  上側水平肢
２０４  下側水平肢
２０６  垂直肢
３０２，３０２’  導体
３０４  寒剤
３０６  外壁
４０４〜４０６’  コイル
５０２〜５０６  循環肢
６０２  電熱器
６０４  スイッチ
６０６  電源
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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