(57)【要約】【課題】、超電導電磁石に傾斜磁場コイルの振動が直接伝達されず、また、傾斜磁場コイルの振動を低減し良質なMR画像が得られるようにすると共に、超電導電磁石全体の形状を小型化する。【解決手段】上部超電導電磁石と下部超電導電磁石との間には均一磁場を発生すると共に傾斜磁場を発生するようにしたＭＲＩ用超電導電磁石装置において、下部超電導電磁石にヘリウム容器を支持する支持材を設け、この支持材の一端を下部超電導電磁石の真空容器に固定し、かつその真空容器固定端付近を床面に固定するようにした。【選択図】図１
2007000254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に離間して配置され、それぞれ複数の超電導コイルからなる超電導コイル群と、この超電導コイル群を収納するヘリウム容器と、このヘリウム容器を収納し、内部を真空にすることにより真空断熱する真空容器と、上記ヘリウム容器と真空容器の間にあって、主として真空容器からの輻射熱を遮蔽する熱シールドとで構成された上部超電導電磁石及び下部超電導電磁石、
上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石を一体に連結する連結部、
及び上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石の対向する内面には傾斜磁場を発生する一対の傾斜磁場コイルから構成され、
上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石との間には均一磁場を発生すると共に傾斜磁場を発生するようにしたＭＲＩ用超電導電磁石装置において、
上記下部超電導電磁石に、上記連結部を介して上記上部超電導電磁石のヘリウム容器と一体に連結された上記下部超電導電磁石のヘリウム容器を支持する支持材を設け、この支持材の一端を上記下部超電導電磁石の真空容器に固定し、かつその真空容器固定端付近を床面に固定するようにしたことを特徴とするＭＲＩ用超電導電磁石装置。
【請求項２】
上記支持材は、上記ヘリウム容器を上下方向の力に対して支持する上下方向支持材と、上記ヘリウム容器を径方向及び周方向の力に対して支持する径方向支持材とで構成されることを特徴とする請求項１記載のＭＲＩ用超電導電磁石装置。
【請求項３】
上記上部超電導電磁石及び下部超電導電磁石の対向する内面に凹部を設け、この凹部に上記傾斜磁場コイルを設置したことを特徴とする請求項１または２記載のＭＲＩ用超電導電磁石装置。
【請求項４】
上下に離間して配置され、それぞれ複数の超電導コイルからなる超電導コイル群と、この超電導コイル群を収納するヘリウム容器と、このヘリウム容器を収納し、内部を真空にすることにより真空断熱する真空容器と、上記ヘリウム容器と真空容器の間にあって、主として真空容器からの輻射熱を遮蔽する熱シールドとで構成された上部超電導電磁石及び下部超電導電磁石、
上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石を一体に連結する連結部、
及び上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石の対向する内面には傾斜磁場を発生する一対の傾斜磁場コイルから構成され、
上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石との間には均一磁場を発生すると共に傾斜磁場を発生するようにしたＭＲＩ用超電導電磁石装置において、
上記上部超電導電磁石及び下部超電導電磁石の中央穴部に各々質量体を設け、上記傾斜磁場コイルの中央部に固定したことを特徴とするＭＲＩ用超電導電磁石装置。
【請求項５】
上記質量体の端部を上記上部超電導電磁石及び下部超電導電磁石の各々の真空容器に弾性体を介して固定したことを特徴とする請求項４記載のＭＲＩ用超電導電磁石装置。
【請求項６】
上下に離間して配置され、それぞれ複数の超電導コイルからなる超電導コイル群と、この超電導コイル群を収納するヘリウム容器と、このヘリウム容器を収納し、内部を真空にすることにより真空断熱する真空容器と、上記ヘリウム容器と真空容器の間にあって、主として真空容器からの輻射熱を遮蔽する熱シールドとで構成された上部超電導電磁石及び下部超電導電磁石、
上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石を一体に連結する連結部、
及び上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石の対向する内面には傾斜磁場を発生する一対の傾斜磁場コイルから構成され、
上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石との間には均一磁場を発生すると共に傾斜磁場を発生するようにしたＭＲＩ用超電導電磁石装置において、
上記連結部に、上記上部超電導電磁石のヘリウム容器と下部超電導電磁石のヘリウム容器を連結する連結柱を設け、上記上部超電導電磁石のヘリウム容器の重量及び上記両ヘリウム容器の間に働く電磁力を支持すると共に、両ヘリウム容器のガスの出入りを可能にするガス配管を設け、このガス配管の途中には応力吸収部材を設けたことを特徴とするＭＲＩ用超電導電磁石装置。
【請求項７】
上下に離間して配置され、それぞれ複数の超電導コイルからなる超電導コイル群と、この超電導コイル群を収納するヘリウム容器と、このヘリウム容器を収納し、内部を真空にすることにより真空断熱する真空容器と、上記ヘリウム容器と真空容器の間にあって、主として真空容器からの輻射熱を遮蔽する熱シールドとで構成された上部超電導電磁石及び下部超電導電磁石、
上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石を一体に連結する連結部、
及び上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石の対向する内面には傾斜磁場を発生する一対の傾斜磁場コイルから構成され、
上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石との間には均一磁場を発生すると共に傾斜磁場を発生するようにしたＭＲＩ用超電導電磁石装置において、
上記一対の傾斜磁場コイルを連結する連結部材、この連結部材と上記上部及び下部超電導電磁石の連結部を結合する梁構造部材、及びこの梁構造部材と上記上部及び下部超電導電磁石の連結部との間に介在する緩衝材を備えたことを特徴とするＭＲＩ用超電導電磁石装置。
【請求項８】
上下に離間して配置され、それぞれ複数の超電導コイルからなる超電導コイル群と、この超電導コイル群を収納するヘリウム容器と、このヘリウム容器を収納し、内部を真空にすることにより真空断熱する真空容器と、上記ヘリウム容器と真空容器の間にあって、主として真空容器からの輻射熱を遮蔽する熱シールドとで構成された上部超電導電磁石及び下部超電導電磁石、
上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石を一体に連結する連結部、
及び上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石の対向する内面には傾斜磁場を発生する一対の傾斜磁場コイルから構成され、
上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石との間には均一磁場を発生すると共に傾斜磁場を発生するようにしたＭＲＩ用超電導電磁石装置において、
上記一対の傾斜磁場コイルを連結する連結部材、上記下部超電導電磁石のベースに取り付けた柱、及び上記傾斜磁場コイルを連結する連結部材と柱を結合する梁状部材を備えたＭＲＩ用超電導電磁石装置。
【請求項９】
上記上部超電導電磁石のヘリウム容器に着脱可能な上部支持材を設けたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載のＭＲＩ用超電導電磁石装置。
【請求項１０】
上記上部支持材は、上記ヘリウム容器を上下方向の力に対して支持する上下方向上部支持材と、上記ヘリウム容器を径方向及び周方向の力に対して支持する径方向上部支持材とで構成されることを特徴とする請求項９記載のＭＲＩ用超電導電磁石装置。
【請求項１１】
上記上部支持材の真空容器側を固定する固定板と真空容器との間にベローズを取付け、上記真空容器の真空を破壊することなく上記上部支持材の一端を自由することが可能な構造としたことを特徴とする請求項９または１０記載のＭＲＩ用超電導電磁石装置。
【請求項１２】
上記上部支持材の真空容器側を固定するボルトと真空容器の固定部との間にＯリングを取付け、上記真空容器の真空を破壊することなく上記上部支持材の一端を自由することが可能な構造としたことを特徴とする請求項９または１０記載のＭＲＩ用超電導電磁石装置。
【請求項１３】
上下に離間して配置され、それぞれ複数の超電導コイルからなる超電導コイル群と、この超電導コイル群を収納するヘリウム容器と、このヘリウム容器を収納し、内部を真空にすることにより真空断熱する真空容器と、上記ヘリウム容器と真空容器の間にあって、主として真空容器からの輻射熱を遮蔽する熱シールドとで構成された上部超電導電磁石及び下部超電導電磁石、
上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石を一体に連結する連結部、
及び上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石の対向する内面には傾斜磁場を発生する一対の傾斜磁場コイルから構成され、
上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石との間には均一磁場を発生すると共に傾斜磁場を発生するようにしたＭＲＩ用超電導電磁石装置において、
上記下部超電導電磁石の下に質量が大きな質量体を設置し、この質量体に下部超電導電磁石の固定板を結合したことを特徴とするＭＲＩ用超電導電磁石装置。
【請求項１４】
上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石とを連結する連結部を１本としたことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一つに記載のＭＲＩ用超電導電磁石装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、開放型MRI(磁気共鳴画像診断装置)用超電導電磁石の傾斜磁場コイルの振動による主磁場の変動を防止し、良好な断層画像を得るための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の開放型MRI用超電導電磁石においては、上下に位置する上部超電導電磁石及び下部超電導電磁石からなる超電導電磁石全体を囲むように設けられた枠に、上部超電導電磁石及び下部超電導電磁石の各々の中央部にある穴を貫通して設けられた支持材の一端を固定し、他端を傾斜磁場コイルの中央部に取付け、固定するようにしていた。(例えば特許文献１参照)
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５２００４号公報（段落００４５、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
開放型MRI用超電導電磁石は一対の環状の超電導電磁石が上下に設けられ、前記の超電導電磁石に挟まれる空間のほぼ中央部に磁場強度が0.5から1テスラ程度で、数ppmの均一度を持つ４０から５０cm程度の球状の磁場空間を発生する。また、前記超電導電磁石の各々の中心側端面には前記高均一磁場空間にパルス状傾斜磁場を発生する一対の傾斜磁場コイルが取付けられている。ところが、傾斜磁場コイルは上記のように一対の環状の超電導電磁石の間にあって、強い静磁場中でパルス状の磁場を発生するので大きな電磁力を受け、機械的振動を発生する。この振動が超電導電磁石に伝達され、一対の超電導電磁石間の距離が変動し、微小な磁場振動が発生するために、MR画像（磁気共鳴画像）が悪くなる現象がある。
特許文献1による従来の開放型MRI用超電導電磁石装置では上記のように構成されており、傾斜磁場コイルに発生する機械的振動が一対の超電導電磁石に直接接触しないように設置されているので、超電導電磁石に伝達される振動は低減されるが、超電導電磁石を囲う大きな枠を設ける必要があること、また、傾斜磁場コイルの中央部のみ支持する構造としたために最も大きな電磁力が発生する外周部を有効に固定できないことから傾斜磁場コイルの振動及び騒音が大きくなる問題があった。
【０００５】
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、超電導電磁石に傾斜磁場コイルの振動が直接伝達されず、また、傾斜磁場コイルの振動を低減し良質なMR画像が得られるようにすると共に、超電導電磁石全体の形状を小型化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るＭＲＩ用超電導電磁石装置は、上下に離間して配置され、それぞれ複数の超電導コイルからなる超電導コイル群と、この超電導コイル群を収納するヘリウム容器と、このヘリウム容器を収納し、内部を真空にすることにより真空断熱する真空容器と、上記ヘリウム容器と真空容器の間にあって、主として真空容器からの輻射熱を遮蔽する熱シールドとで構成された上部超電導電磁石及び下部超電導電磁石、上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石を一体に連結する連結部、及び上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石の対向する内面には傾斜磁場を発生する一対の傾斜磁場コイルから構成され、上記上部超電導電磁石と下部超電導電磁石との間には均一磁場を発生すると共に傾斜磁場を発生するようにしたＭＲＩ用超電導電磁石装置において、上記下部超電導電磁石に、上記連結部を介して上記上部超電導電磁石のヘリウム容器と一体に連結された上記下部超電導電磁石のヘリウム容器を支持する支持材を設け、この支持材の一端を上記下部超電導電磁石の真空容器に固定し、かつその真空容器固定端付近を床面に固定するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、下部超電導電磁石に、連結部を介して上部超電導電磁石のヘリウム容器と一体に連結された下部超電導電磁石のヘリウム容器を支持する支持材を設け、この支持材の一端を下部超電導電磁石の真空容器に固定し、かつその真空容器固定端付近を床面に固定するようにしたので、上部超電導電磁石の真空容器からヘリウム容器を支持する支持材を無くすることが出来、上部超電導電磁石においては真空容器に取付けられた傾斜磁場コイルの振動がヘリウム容器に直接伝達されず、磁場の振動が低減され、良質なMR画像が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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において、１a、１bは形状がほぼ環状をし、上下に離間して配置された上部超電導電磁石、及び下部超電導電磁石、２は上部超電導電磁石１aと下部超電導電磁石１bを連結する連結部である。上部超電導電磁石１aと下部超電導電磁石１bは一対となって中心部の空間に高均一で安定な静磁場３を発生する。上部超電導電磁石１a及び下部超電導電磁石１bの中心側端面には各々傾斜磁場コイル４a、４bが取付けられており一対となって、上記高均一な静磁場空間に傾斜磁場を発生する。
上部超電導電磁石１a及び下部超電導電磁石１bの内部構造は次のようになっている。
５aは主として主磁場を発生する主超電導コイル、５bは主として主超電導コイルと逆方向の磁場を発生し、超電導電磁石の外部に主として主超電導コイル５ａが作る磁場を打ち消しあい、超電導電磁石の外部に広がる漏れ磁場を低減するシールド超電導コイル、５cは主超電導コイル５aとシールド超電導コイル５bと一体となって中心部の磁場空間を高均一な磁場空間となるよう調整するよう１又は複数配置された調整用超電導コイルである。
下部超電導電磁石１bについても上部超電導電磁石１ａと対となる超電導コイル５d、５e、５fが配置されており、上部超電導電磁石１aと下部超電導電磁石１bが一対となって両超電導電磁石間にある空間に４０cmから５０cm球程度の範囲で数ppm 程度の高均一磁場空間３を作っている。また、この均一磁場空間３の時間変動は0.1ppm以下を要求され、これが満足できないと良質なMR画像を得ることが出来ない。
超電導コイル５a、５b、５c、は上部のヘリウム容器６aに収納され、超電導コイル５d、５e、５fは下部のヘリウム容器６bに収納されている。
【０００９】
上部のヘリウム容器６aは内部を真空に維持された真空容器７aに収納され、真空断熱されている。更にヘリウム容器６aと真空容器７aとの間には主として真空容器７aからの輻射熱を遮蔽する熱シールド８a、及び熱シールド８aの内側にあって、熱シールド８aからの輻射熱を遮蔽する熱シールド９aによって包囲されている。
下部のヘリウム容器6bは上部のヘリウム容器6aと同様に真空容器7b、熱シールド8b、9bに収納されている。
上部及び下部の各々のヘリウム容器６a、6bは管状連結部１０によって、一体に連結されている。
同様に、上部及び下部の真空容器７a、７b、熱シールド８a、８b、９a、９bについても各々連結部１１、１２、１３により一体に連結されている。
超電導電磁石は以上のように構成され、ヘリウム容器内部には液体ヘリウム(図示されてはいない)が充填されており、超電導コイルは液体ヘリウムによって冷却されることによって、超電導状態を維持している。
【００１０】
１４ｂはヘリウム容器６ｂの上下方向の力を支持する熱伝導率の低い材料を用いた上下方向支持材である。この支持材１４ｂはヘリウム容器６ｂに３点ないし４点程度配置している。支持材１４bの上端は下部のヘリウム容器６bの下面に設けられた凹部にパイプ状部材の1端を固定し、他端は真空容器７bの下面に固定している。
１５bはヘリウム容器６ｂの径方向及び周方向の力を支持する熱伝導率の低い材料を用いた径方向支持材である。この支持材１５bはヘリウム容器６ｂの下面と真空容器７ｂの下面の間に配置され、その一端は下部のヘリウム容器６bの下面に固定され、他端は真空容器７の下面に固定されており、ヘリウム容器６ａ、６ｂに働く径方向力及び環状のヘリウム容器の回転軸に対する回転力を支持している。
支持材１４b、及び１５bの真空容器７b固定部の近傍には真空容器７bを床面に固定する固定板１６aが設けられており、床面に固定され、振動を抑制している。
傾斜磁場コイル４a、４bは弾性体１７ を介して真空容器７a、７bのフランジ面に固定されている。図示されていないが、傾斜磁場コイル４ａ、４ｂは、パルス状電流を供給する傾斜磁場電源に接続されている。
また、その他にMR画像を得るための高周波電波を発信又は受信する高周波コイル及び高周波送受信機、受診者が寝るベッド等が設置される。
【００１１】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、上部超電導電磁石１a及び下部超電導電磁石１bにより磁束の方向が垂直方向で上部超電導電磁石１a及び下部超電導電磁石１bの中間部に０．５から１Ｔ程度の磁場を発生する。発生する磁場は直径４０から５０cm程度の球状又は楕円状磁場空間３が数ppmの均一度で高均一な磁場となっている。
上部超電導電磁石１a及び下部超電導電磁石１bの内側端面付近に設置された傾斜磁場コイル４a及び４bは前記高均一磁場空間３にパルス状で磁場勾配が20mT/secで立ち上がり速度が50から80mT/m/msec程度の傾斜磁場を発生する。また、傾斜磁場コイル４a及び４bは上部超電導電磁石１a及び下部超電導電磁石１bが作る磁場中に設置されており、傾斜磁場コイル４a及び４bには数百Aの電流が流れると、傾斜磁場コイルには数百kgの電磁力が発生し、振動を起こす。ただ、傾斜磁場コイル4a、４bはお互いに反対方向の電磁力を発生している。
傾斜磁場コイル４a、４bは真空容器７a、７bの中間側端面に弾性体17 を介して固定されているので発生する振動は多少減衰し、真空容器７ｂに伝わる。
上部超電導電磁石１aの超電導コイル５a、５b、５cを収納した上部ヘリウム容器６aは下部ヘリウム容器６bに連結部１０により一体に取付けられると共に、上部ヘリウム容器６aは上部の真空容器７aとは支持材により支持されていないため、機械的に縁切りされている。そのため、上部の傾斜磁場コイル４aの振動が上部ヘリウム容器６aには直接伝達されない。
下部ヘリウム容器６bは下部真空容器７bと上下方向支持材１４b、径方向支持材１５bにより固定されているが、上下方向支持材１４b、径方向支持材１５bの下部真空容器７bとの固定点は基礎に固定される固定板１６ａに近接した部分に固定されている。したがって、傾斜磁場コイル４a、４bによる振動が真空容器7bに伝達された振動は固定板１６aが基礎に固定されていることによって振動が小さくなり、固定板１６aの近傍から支持されるヘリウム容器６bに伝達される振動は抑制される。
したがって、超電導コイル５a、５b、５c、５d、５e、５fの相対位置が傾斜磁場コイル４a、４bの振動により変化する量を小さくすることが可能となり、良質なMR画像を取得することができる。
【００１２】
実施の形態２．
上記実施の形態１では超電導電磁石１a、１bの内側端面が平らな面に傾斜磁場コイル４a、４bを緩衝材１７を介して取り付けていたが、図２に示すように超電導電磁石１a、１bに凹部１７a、１７bを設け、この凹部１７a、１７b内に傾斜磁場コイル４c、４dを配置しても同様の効果が期待できる。
以下、この発明の実施の形態２を図２に基づいて説明する。
図２において、１c、１dは形状がほぼ環状をした上部超電導電磁石、及び下部超電導電磁石、２は上部超電導電磁石１cと下部超電導電磁石１dを連結する連結部である。上部超電導電磁石１cと下部超電導電磁石１dは一対となって中心部の空間に高均一で安定な静磁場３を発生する。上部超電導電磁石１c及び下部超電導電磁石１dの中心側端面には各々傾斜磁場コイル４c、４dが取付けられており一対となって、上記高均一な静磁場空間に傾斜磁場を発生する。
上部超電導電磁石１c及び下部超電導電磁石１dの内部構造は次のようになっている。
５gは主として主磁場を発生する主超電導コイル、５hは主として主超電導コイルと逆方向の磁場を発生し、超電導電磁石全体の外部に主超電導コイル５gが作る磁場を打ち消しあい、超電導電磁石の外部に広がる漏れ磁場を低減するシールド超電導コイル、５iは主超電導コイル５gとシールド超電導コイル５hと一体となって中心部の磁場空間を高均一な磁場空間となるように調整する１又は複数配置されている調整用超電導コイルである。
主超電導コイル５gの形状は直径が大きめで、主超電導コイル５g、５j間の寸法が短くなるよう配置しており、主コイル超電導コイル５gの内側に入り込むようにヘリウム容器６c、熱シールド８c、９c、真空容器７cに凹部１７aを設け、傾斜磁場コイル４cがその凹部１７aに入り込むように設置されている。
下部超電導電磁石１dについても上部超電導電磁石１cと対となる超電導コイル５j、５k、５lが同様に配置されており、主コイル超電導コイル５jの内側に入り込むようにヘリウム容器６d、熱シールド８d、９d、真空容器７dに凹部１７bを設け、傾斜磁場コイル４dがその凹部１７bに入り込むように設置されている。
上部超電導電磁石１cと下部超電導電磁石１dが一対となって両超電導電磁石間にある空間に４０cmから５０cm球程度の範囲で数ppm 程度の高均一磁場空間３を作っている。
超電導コイル５g、５h、５i、５h、５k、５lはヘリウム容器６c及び６dに収納されると共に、液体ヘリウム(図示されていいない)によって冷却され、超電導状態を維持している。
【００１３】
上部のヘリウム容器６cは内部を真空に維持された真空容器７cに収納され、真空断熱されている。更にヘリウム容器６cと真空容器７cとの間には主として真空容器７cからの輻射熱を遮蔽する熱シールド８c、及び熱シールド８cの内側にあって、熱シールド８cからの輻射熱を遮蔽する熱シールド９cによって包囲されている。
下部のヘリウム容器６dについても上部のヘリウム容器６cと同様に真空容器７d、熱シールド８d、９dに収納されている。
上部及び下部の各々のヘリウム容器６c、６dは管状連結部１０によって、一体に連結されている。
同様に、上部及び下部の真空容器７c、７d、熱シールド８c、８d、９c、９dについても各々連結部１１、１２、１３により一体に連結されている。
【００１４】
１４bはヘリウム容器６dの上下方向の支持材で熱伝導率の低い材料を用いた上下方向支持材である。この支持材１４ｂはヘリウム容器６dに３点ないし４点程度配置している。支持材１４bの上端は下部のヘリウム容器６dの下面に設けられた凹部にパイプ状部材の1端を固定し、他端は真空容器７dの下面に固定している。
１５dはヘリウム容器６dの径方向の支持材である。この支持材はヘリウム容器６dの下面と真空容器７dの下面との間に配置され、支持材１５bの一端はヘリウム容器６dの下面に固定され、他端は真空容器７dの下面に固定され、ヘリウム容器６c、６dに働く径方向力及び回転力を支持している。
支持材１４a及び１５bの真空容器７d固定部の近傍には真空容器７dを床面に固定する固定板１６bが設けられており、床面に固定され、振動を抑制している。
４c、４dは傾斜磁場コイルで弾性体１７a、１７bを介して真空容器７c、７dのフランジ面に固定されている。
図示されていないが、傾斜磁場コイル４c、４dは、パルス状電流を供給する傾斜磁場電源に接続されている。
また、その他にMR像(磁気共鳴画像)を得るための高周波電波を発信又は受信する高周波コイル及び高周波送受信機、受診者が寝るベッド等が設置される。
【００１５】
上記実施の形態２では、上部超電導電磁石１c及び下部超電導電磁石１dおいて、主超電導コイル５gの形状は、主超電導コイル５g、５j間の寸法を短くなるよう配置し、主コイル超電導コイル５g、５jの内側に入り込むようにヘリウム容器６c、６d、熱シールド８c、９c、８d、８c、真空容器７c、７dに凹部１７c、１７dを設け、傾斜磁場コイル４c、４dがその凹部１７c、１７dに入り込むように設置したので、高均一磁場空間を発生するコイル配置の設計が容易になると共に、連結部１０の長さを短くすることができ、上部ヘリウム容器６cと下部ヘリウム容器６d間の剛性を高めることができ、実施の形態1と同様に傾斜磁場コイルの振動による影響を抑制し、良質なMR画像を取得することができる。
【００１６】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を図３に基づいて説明する。
図３において、１８aは上部超電導電磁石の中央部の穴部を利用し、連結部材１９aを介して上部の傾斜磁場コイル４cの中央部付近に取付けた質量体である。１８bは下部超電導電磁石の中央部の穴部を利用し、連結部材１９bを介して下部の傾斜磁場コイル４dの中央部付近に取付けた質量体である。質量体１８a、１８bの質量は５０kgから２００kg程度である。その材質は、非磁性体で比重の大きい金属、例えば鉛、ステンレスあるいは銅である。
その他の部分は実施の形態２と同じか、同等のものである。
【００１７】
この実施の形態３では、傾斜磁場コイル４c、４dの中央部付近に質量体１８a、１８bを取付けているために、質量体がない場合に比較し、振動部分の質量が大きくなり、振動による変位量を低減することができる。その結果、実施の形態１及び２と同様に傾斜磁場コイル４c、４dの振動による影響を抑制し、良質なMR画像を取得することができる。
【００１８】
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４を図４に基づいて説明する。
図４において、１８cは上部超電導電磁石の中央部の穴部を利用し、上部の傾斜磁場コイル４cの中央部付近に取付けた質量体である。１８dは下部超電導電磁石の中央部の穴部を利用し、下部の傾斜磁場コイル４dの中央部付近に取付けた質量体である。質量体の材質としては、非磁性体で比重の大きい金属、例えば鉛、ステンレスあるいは銅である。
質量体１８c及び１８dの中央側は連結部材１９c、１９dを介して各々傾斜磁場コイル４c、４dに固定されており、他端は真空容器７c、７dに弾性体２０c、２０dを介して固定されている。
図示されていないが、超電導電磁石１c、１dの中央穴部と質量体１８c、１８dとの間には超電導電磁石の均一磁場空間の均一度を向上するための調整用鉄片が多数取付けられる。
【００１９】
この実施の形態４では、傾斜磁場コイル４c、４dに接続する部分が細くなっているが、他端を真空容器７c、７dに弾性支持をしているため、質量体１８c、１８dが転倒する等の問題の発生もない。質量体体１８c、１８dと真空容器体１８c、１８d間に空間が発生し、磁場均一度の調整に必要な調整用鉄片の設置スペースをとることができる。また、質量体１８c、１８dの傾斜磁場コイル４c、４d側の固定部が細いため、振動による渦電流磁場の発生が少なく、振動による影響を抑制できる。なお、実施の形態３と同様、傾斜磁場コイル４c、４dの中央部付近に質量体を取付けているために、質量体１８c、１８dがない場合に比較し、振動部分の質量が大きくなり、振動による変位量を低減することができる。その結果、実施の形態1と同様に傾斜磁場コイルの振動による影響を抑制でき、良質なMR画像を取得することができる。
【００２０】
実施の形態５．
以下、この発明の実施の形態５を図５に基づいて説明する。
１０aはヘリウム容器６c、６dのヘリウムガス又は液体ヘリウムが出入りするガス配管である。
１０bはガス配管１０aに取付けられたベローズ等からなる応力吸収部材である。
１０cはヘリウム容器６c、６d間に働く質量及び電磁力等の力を支持する連結柱である。
他の部分は実施の形態１から４と同等又は相当部分を示す。
【００２１】
上記のように構成された超電導電磁石においては、連結柱１０cをガス配管１０aと別配置としたので、上部ヘリウム容器６cと下部ヘリウム容器６dとの間に働く重力、電磁力、振動に対して剛性の大きな支持柱を効率よく設計することができると共にガス配管１０aにはベローズ等の応力吸収部材１０bにより接続するようにしたので、ヘリウム容器６c、６dの初期冷却等において、ガス配管１０aのみ急速に冷却されてもガス配管１０aと連結柱１０cとの間で大きな応力が発生することはない。また、ガス配管１０aを溶接接続する場合には溶接による収縮等の熱歪が発生するためにヘリウム容器６c、６d に収納した超電導コイル５g、５h、５iと５j、５k、５l間の寸法を寸法精度を良くすることができなかったが、連結部を連結配管１０aと連結柱１０bに分離し、連結柱１０cをボルト締結構造にすることによりヘリウム容器６c、６d間の距離を１ｍ以下程度に加工することが可能となり、均一磁場空間3を形成する上で調整が容易になる。その結果、実施の形態1と同様に傾斜磁場コイルの振動による影響を抑制でき、良質なMR画像を取得することができる。
【００２２】
実施の形態６．
以下、この発明の実施の形態６を図６に基づいて説明する。
図６において２１は傾斜磁場コイル４e、４fを連結する連結部材である。
２２は連結部材２１と超電導電磁石１c、１dの連結部１１を連結するための梁構造部材である。
２３は梁構造部材２２と超電導電磁石１c、１dの連結部１１の間に設けた緩衝材である。
その他の部分は実施の形態１から５と同じか相当部分を示す。
【００２３】
上記のように構成された超電導電磁石において、傾斜磁場コイル４e、４fは各々超電導電磁石１c、１dの磁場の中で数百アンペアの電流が流れるため、数百kgの電磁力が発生する。しかし、傾斜磁場コイル４e、４fに発生する電磁力の大部分は上下方向で互いに反対方向の電磁力である。そのため、傾斜磁場コイル４e、４fを連結部材２１で一体にすることにより、電磁力は打ち消される。
したがって、連結部材２１の中央付近に梁構造部材２２で超電導電磁石１c、１dの連結部１１に緩衝材２３を介して固定した場合にも超電導電磁石１c、１dの真空容器７c、７dに伝達される振動は低減することができる。その結果、実施の形態1と同様に傾斜磁場コイル４e、４fの振動による影響を抑制でき、良質なMR画像を取得することができる。
【００２４】
実施の形態７．
以下、この発明の実施の形態７を図７に基づいて説明する。
図７において２１は傾斜磁場コイル４e、４fを連結する連結部材である。
２４は連結部材２１の中央部付近に取付けられた梁状部材である。
２５は超電導電磁石の固定板１６a又は床面に取付けられた柱である。
梁状部材２４は柱２５に固定され、傾斜磁場コイル４e、４fは超電導電磁石１c、１dに接触することなく支持されている。
その他の部分は実施の形態１から６と同じか相当部分を示す。
【００２５】
上記のように構成された超電導電磁石において、傾斜磁場コイル４e、４fは各々超電導電磁石１c、１dの磁場の中で数百アンペアの電流が流れるため、数百kgの電磁力が発生する。しかし、傾斜磁場コイル４e、４fに発生する電磁力の大部分は上下方向で互いに反対方向の電磁力である。そのため、傾斜磁場コイル４e、４fを連結部材２１で一体にすることにより、電磁力は打ち消される。
打ち消され小さくなった振動は梁状部材２４を経て柱２５に伝わる。柱２５に伝わった振動は質量が大きな床又は超電導電磁石の固定板１６aに固定されているので振動は更に大幅に低減する。一方、超電導電磁石１c、１dは床に固定された固定板１６aを経て接触しているのみであり、したがって、傾斜磁場コイル４e、４fの振動が超電導電磁石１c、１dを振動させることはなく、上部及び下部に配置された超電導コイル５g、５h、５iと５j、５k、５l間の振動変位は小さく、磁場の変動も小さくなり、良質なMR画像を取得することができる。
【００２６】
実施の形態８．
以下、この発明の実施の形態８を図８、図９、図１０に基づいて説明する。
図８において、１４aは上部ヘリウム容器６cの上下方向に働く力に対して支持する熱伝導率が小さい材料で作られた上下方向上部支持材である。
１５aは上部ヘリウム容器６cの径方向及び周方向（中心軸に対する回転方向）の力を支持する熱伝導率が小さい材料で作られた径方向上部支持材である。
上下方向上部支持材１４aの真空容器７cとの固定部は図９のように構成されている。図９において、上下方向上部支持材１４aの真空容器側は固定板２６に固定されており、固定板２６と真空容器７cとの間にはベローズ２７が設けられ真空が保たれている。
固定板２６はボルト・ナット２８により真空を破ることなく固定したり、自由にすることが出来る構造になっている。
また、径方向上部支持材１５aについても真空容器側は固定板２９、固定金具３０と真空容器側金具にベローズ３１を取り付け、真空を保つ構造になっている。また、中心のボルト・ナット３２により真空を破ることなく固定したり、自由にすることが出来る構造になっている。
その他の部分は実施の形態１から７と同じか相当部分を示す。
【００２７】
超電導電磁石を輸送する場合には輸送時の振動として3G或いは５G程度の振動加速度が発生することがある。この振動を下部の支持材１４ｂ、１５ｂで支持しようとすると支持材を非常に強固なものにする必要があり、取り付けが困難な場合が発生する。このような場合には上下方向上部支持材１４a、径方向上部支持材１５aにより上部ヘリウム容器６cを輸送時のみ支持し、病院等に据付後にはボルト・ナット２８、３２を緩めると実施の形態1とほぼ同じように、上部真空容器７cに取付けた傾斜磁場コイル４eの振動はヘリウム容器６c、６dにほとんど伝わることがなく、磁場の変動も小さくなり、良質なMR画像を取得することができる。また、真空容器７c、７dの真空も保つことが出来る。
【００２８】
なお、この実施の形態８において、径方向上部支持材１５aについては、図１０のように真空容器側は固定用のボルト・ナット３２と真空容器側金具にOリング３３を取り付け、真空容器の真空を破壊することなく径方向上部支持材１５aの一端を自由することが可能な構造とすることも出来る。
【００２９】
実施の形態９．
以下、この発明の実施の形態９を図１１に基づいて説明する。
図１１において３４は超電導電磁石の下に設けられた質量体である。
超電導電磁石の固定板１６bは質量体３４に固定されている。
その他の部分は実施の形態１から８と同じか相当部分を示す。
【００３０】
超電導電磁石の固定板１６bは質量体３４に固定されているため傾斜磁場コイル４e、４fから連結部材２１、梁状部材２４、柱２５を経由して伝達された振動は固定板１６aに伝わる。固定板１６aは質量が1000kgから3000kg程度の質量体３４に固定されているので、振動が小さくなり、超電導電磁石１c、１dに伝わる振動は非常に小さくなる。その結果、上下の超電導コイル５g、５h、５iと５j、５k、５l間の振動を低減でき、良好なMR画像をとることが出来る。
【００３１】
実施の形態１０．
以下、この発明の実施の形態１０を図１２に基づいて説明する。
図１２において、１０dは上部及び下部のヘリウム容器６e、６fを連結する連結部である。
連結部１０dは1本で上部及び下部のヘリウム容器６e、６fを支える構造である。
１０eは上部及び下部のヘリウム容器６e、６fをつなぐガス配管で、内部にヘリウムガス、液体ヘリウム、電流リード線等が通っている。
１０fはベローズ等で出来た応力吸収部材である。
７e、７fは上部及び下部真空容器である。
８e、８fはヘリウム容器６e、６fと真空容器７e、７fの各々の間にあって主として輻射熱を遮蔽する熱シールドである。
９e、９fはヘリウム容器６e、６fと熱シールド８e、８fの各々の間にあって主として輻射熱を遮蔽する熱シールドである。
１１dは真空容器７e、７fを連結する連結部である。
１２d、１３dは熱シールド８e、８f、９e、９fを各々連結連結部である。
その他の部分は実施の形態１から９と同じか相当部分を示す。
【００３２】
図１２のように剛性の大きな柱１０dにより上部及び下部ヘリウム容器６e、６fを連結することにより、上下の振動が伝達しにくく、上下の超電導コイル５g、５h、５iと５j、５k、５l間の振動を低減でき、実施の形態1と同様の効果を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の実施の形態１を示す断面側面図である。
【図２】この発明の実施の形態２を示す断面側面図である。
【図３】この発明の実施の形態３を示す断面側面図である。
【図４】この発明の実施の形態４を示す断面側面図である。
【図５】この発明の実施の形態５を示す断面側面図である。
【図６】この発明の実施の形態６を示す断面側面図である。
【図７】この発明の実施の形態７を示す断面側面図である。
【図８】この発明の実施の形態８を示す断面側面図である。
【図９】実施の形態８の要部を示す断面側面図である。
【図１０】実施の形態８の変形例を示す断面側面図である。
【図１１】この発明の実施の形態９を示す断面側面図である。
【図１２】この発明の実施の形態１０を示す断面側面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１a、１c  上部超電導電磁石
１b、１d  下部超電導電磁石
２  連結部
３  静磁場
４a、４b、４c、４d、４e、４f  傾斜磁場コイル
５a、５b、５c、５ｄ、５e、５f、５g、５h、５i、５j、５k、５l  超電導コイル
６a、６b、６c、６ｄ、６e、６f  ヘリウム容器
７a、７b、７c、７ｄ、７e、７f  真空容器
８a、８b、８c、８ｄ、８e、８f  熱シールド
９a、９b、９c、９ｄ、９e、９f  熱シールド
１０、１１、１２、１３  連結部
１４a  上下方向上部支持材
１５a  径方向上部支持材
１４b、１４c  上下方向支持材
１５b、１５c  径方向支持材
１６a  固定板
１７a、１７b  弾性体
１７c、１７d  凹部
１８a、１８b、１８c、１８ｄ  質量体
１９a、１９b、１９c、１９ｄ  連結部材
２０c、２０ｄ  弾性体
２１  連結部材
２２  梁構造部材
２３  緩衝材
２４  梁状部材
２５  柱
２６  固定板
２７  ベローズ
２８  ボルト・ナット
２９  固定板
３０  固定金具
３１  ベローズ
３２  ボルト・ナット
３３  Ｏリング
３４  質量体
【図１】
2007000254.tif 000003
【図２】
2007000254.tif 000004
【図３】
2007000254.tif 000005
【図４】
2007000254.tif 000006
【図５】
2007000254.tif 000007
【図６】
2007000254.tif 000008
【図７】
2007000254.tif 000009
【図８】
2007000254.tif 000010
【図９】
2007000254.tif 000011
【図１０】
2007000254.tif 000012
【図１１】
2007000254.tif 000013
【図１２】
2007000254.tif 000014