(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導用冷媒を充填した冷媒容器に中心軸を一致して収納された超電導コイル群と前記冷媒容器を収納する真空容器とを備えた磁場発生源を上下方向に対向して一対配置し、前記一対の磁場発生源を支持手段により所定距離だけ離して支持し、前記一対の磁場発生源の超電導コイルへ電流を流して前記一対の磁場発生源に挟まれた空間に前記対向方向の均一磁場を発生させる超電導磁石装置において、
前記超電導コイル群は、対向する磁場発生源同士において対向距離が近い位置に配置され前記空間に均一磁場を発生する第１のコイルと、
前記第１のコイルより前記対向距離が大きい位置に配置され前記第１のコイルとは逆向きの電流が流れる第２のコイルと、
前記第１のコイルが前記空間に発生する磁場の均一度を向上させる第３のコイルとを備え、
前記対向する磁場発生源の真空容器同士の対向面には、その外周部に第１の面と、前記第１の面の内側で且つ前記第１の面よりも前記空間から離れた位置にある第２の面とを有する第１の凹部が形成され、
前記第１の凹部の突出部内には、前記第１のコイルにおける内部空間の少なくとも一部が占有され、
前記第２の面を介して前記空間より遠い側には、前記第３のコイルの少なくとも一部が配置されていることを特徴とする超伝導磁石装置。
【請求項２】
前記凹部の底面は平面であることを特徴とする請求項１に記載の超伝導磁石装置。
【請求項３】
前記真空容器の内部に位置する冷媒容器同士の対向面には、その外周部に前記第１の面に平行な第３の面と、前記第３の面の内側で且つ前記第３の面よりも前記空間から離れた位置にあり、前記第２の面に平行な第４の面を有する第２の凹部が形成され、
前記第２の凹部の突出部内には、前記第１のコイルにおける内部空間の少なくとも一部が占有され、
前記第４の面を介して前記空間より遠い側には、前記第３のコイルの少なくとも一部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の超伝導磁石装置。
【請求項４】
超電導用冷媒を充填した冷媒容器に中心軸を一致して収納された超電導コイル群と前記冷媒容器を収納する真空容器とを備えた磁場発生源を上下方向に対向して一対配置し、前記一対の磁場発生源を支持手段により所定距離だけ離して支持し、前記一対の磁場発生源の超電導コイルへ電流を流して前記一対の磁場発生源に挟まれた空間に前記対向方向の均一磁場を発生させる超電導磁石装置において、
前記超電導コイル群は、対向する磁場発生源同士において対向距離が近い位置に配置され前記空間に均一磁場を発生する第１のコイルと、前記第１のコイルより前記対向距離が大きい位置に配置されかつ前記第１のコイルよりも大きな径を有し前記第１のコイルとは逆向きの電流が流れる第２のコイルとを備え、
前記第１のコイルと前記第２のコイルの内の少なくとも一方が複数に分割され、かつ、対向する磁場発生源同士において対向距離が大きいコイルほど径が大きく形成され、
前記真空容器の外周は、略円形であり、且つ、前記第１のコイルの近傍と前記第２のコイルの近傍との間の外周が、前記空間から遠ざかるに従って径が大きくなるように形成されていることを特徴とする超伝導磁石装置。
【請求項５】
超電導用冷媒を充填した冷媒容器に中心軸を一致して収納された超電導コイル群と前記冷媒容器を収納する真空容器とを備えた磁場発生源を上下方向に対向して一対配置し、前記一対の磁場発生源を支持手段により所定距離だけ離して支持し、前記一対の磁場発生源の超電導コイルへ電流を流して前記一対の磁場発生源に挟まれた空間に前記対向方向の均一磁場を発生させる超電導磁石装置において、
前記超電導コイル群は、対向する磁場発生源同士において対向距離が近い位置に配置され前記空間に均一磁場を発生する第１のコイルと、前記第１のコイルより前記対向距離が大きい位置に配置され前記第１のコイルとは逆向きの電流が流れる第２のコイルとを有し、
前記対向する磁場発生源の真空容器同士の対向面には、その外周部に第１の面と、前記第１の面の内側で且つ前記第１の面よりも前記空間から離れた位置にある第２の面とを有する第１の凹部が形成され、
前記第１の凹部の突出部内には、前記第１のコイルにおける内部空間の少なくとも一部が占有され、
前記第２の面を介して前記空間より遠い側には、前記第１のコイルが前記空間に発生する磁場の均一度を向上させる補正手段が配置されていることを特徴とする超伝導磁石装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の超電導磁石装置を用いた磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置（以下ＭＲＩ装置という）に適した超電導磁石装置に係り、特に、広い開口部を有することで被検者に解放感を与え、また、術者に対しては被検者へのアクセスを容易にする超電導磁石装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に従来のＭＲＩ装置用超電導磁石装置の一例を示す。図７に示したものは、水平磁場方式の超電導磁石装置である。この超電導磁石は直径の小さな主コイル１３，１４，１５，１６，１７，１８と直径の大きなシールドコイル１９，  ２０とで構成されており、水平方向（Ｚ軸方向）の磁場を発生させる。この例では、主コイル１３〜１８が磁石の中心軸２２に沿った磁場を作り、シールドコイル１９，２０は周囲への磁場漏洩をシールドするために配置されている。このように磁石を構成することにより、磁場空間内に約１０ppm 以下の磁場均一度を有する均一磁場領域２１が形成される。磁気共鳴イメージング撮影はこの均一磁場領域２１にて行われる。
【０００３】
これらのコイルは通常超電導線材を用いて作られるので、所定の温度（例えば、合金系超電導体の場合には液体ヘリウム温度(４.２Ｋ）とか、酸化物超電導体の場合には液体窒素温度(７７Ｋ)）にまで冷却する必要がある。そのため、コイルは、真空容器や熱シールド（図示せず）および冷媒容器（液体ヘリウムなどを収容）などから構成される冷却容器の中に保持される。図７の例では、コイル  １３〜２０は液体ヘリウムなどの超電導用冷媒１２を収容した冷媒容器１１の中に支持体（図示なし）に支持されて配設されており、さらに冷媒容器１１は真空容器１０内に保持されている。
【０００４】
また、コイルの温度を低く保つために冷凍機（図示せず）を用いて、熱シールドの温度を一定に保ったり、超電導用冷媒１２の蒸発量を低減させたりしている。最近では、冷凍機の性能が向上してきており、超電導体コイルを直接冷凍機で冷やすことによって、冷媒容器１１を使用しない場合もある。
【０００５】
図７に示す超電導磁石装置の場合、撮影のために被検者が入る測定空間が狭く、周囲も囲まれているために被検者に閉塞感を与える。このため、ときどき、装置内に入ることを被検者に拒否される場合もあった。また、装置の外部から、術者が被検者へアクセスすることも困難であった。
【０００６】
図８に従来のＭＲＩ装置用超電導磁石装置の他の例(オープン型水平磁場方式)を示す。この従来例は米国特許第5,410,287 号に開示されたもので、図７の従来例の欠点であった装置の閉塞感、術者の被検者へのアクセスの困難性を改善したものである。図８（ａ）はその断面図を示したもの、図８（ｂ）は外観図を示したものである。図８（ａ）において、３個ずつのコイル２３Ａ，２４Ａ，２５Ａと２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂが均一磁場領域２１を挟んで、中心軸２２と同軸に配置されている。各組のコイルは、支持体（図示せず）に支持されて、冷凍機で直接冷却されており、コイル全体は熱シールド９Ａ，９Ｂで囲い、この熱シールド９Ａ，９Ｂが真空容器１０Ａ，１０Ｂに保持されている。
【０００７】
コイル２３Ａ，２３Ｂ，２４Ａ，２４Ｂは主コイルで同一方向の電流が流れており、コイル２５Ａ，２５Ｂは補助コイルで、主コイルとは逆方向の電流が流れている。この構成の磁石では、主コイル２３Ａ，２３Ｂ，２４Ａ，２４Ｂで中心軸２２に沿った方向の磁場を作り、補助コイル２５Ａ，２５Ｂは均一磁場領域  ２１の磁場均一度を向上するために配列されている。また、この磁石ではシールドコイルを使用せず、装置を設置した部屋に磁気シールドを施している。
【０００８】
図８（ａ）において、対向する真空容器１０Ａ，１０Ｂはドーナツ状をしており、両者の間を２本の支持棒２６で支持されている。このため真空容器１０Ａと１０Ｂの間は解放された空間になっている。被検者は、真空容器の中心穴を通って、中心軸２２に沿って、均一磁場領域２１に挿入され、そこで撮影が行われる。
【０００９】
この構成によれば、撮影領域（均一磁場領域２１）の側面が解放されているために、被検者は閉塞感を受けずに済む。また、術者も側方から容易に被検者にアクセスすることができ、手術中のモニタに使用することができる。
【００１０】
しかし、この構成では、被検者を挿入するためにドーナツ状の超電導コイルの組を使用しているために、このドーナツ状真空容器の中央部分の空間を磁場均一度を改善するための操作をする領域として使用できない。従って、広い空間にわたって、良好な磁場均一度を得ることは困難である。また、超電導コイルが発生する磁束は装置の外部空間を通って戻って来るために、漏洩磁場が広くなってしまう。このため、装置を設置するのに広い設置面積を必要としたり、あるいは手厚い磁場シールドを施すことが必要であった。
【００１１】
図９に従来のＭＲＩ装置用超電導磁石装置の第３の例（垂直磁場方式）を示す。この従来例は米国特許第5,194,810 号に開示されている。この磁石は、上下方向に対向して配置した２組の超電導コイル３１により磁場を発生させ、超電導コイル３１の内側に良好な磁場均一度を得るための鉄によるシミング手段３２を設けて、磁場均一領域２１の磁場均一度を向上させている。さらに、上下の超電導コイル３１が発生する磁場の帰路としての役割を兼ねた鉄ヨーク３３で上下の磁場発生源間を機械的に支持する構造をとっている。
【００１２】
この従来例では、四方に開放されているので、被検者は閉塞感を受けずに済み、術者も容易に被検者にアクセスできる。また、鉄ヨーク３３と鉄板３４によって磁束の帰路を構成しているために、磁場漏洩を少なくすることができる。
しかし、鉄ヨーク３３や鉄板３４を用いているために、磁石重量が重くなり、装置を設置する際に床の強化が必要になるという問題が生じる。また、鉄の飽和磁束密度はほぼ２テスラ程度であるので、あまり磁場強度を高くすることができないという制限もある。さらに、鉄は磁場に対してヒステリシス特性を持つために、傾斜磁場コイルが発生する磁場によって磁場分布に影響を与え、高精度の信号計測の妨げになる可能性があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術の説明で述べたように、これまでは被検者に解放感を与える広い開口を有する超電導磁石装置において、磁場漏洩が少なく、かつ、鉄を使用しないで装置重量の軽量化を図ったものはなかった。また、従来技術では、高い磁場強度で広い均一磁場領域を達成することも困難であった。
【００１４】
従って、本発明では上記課題を解決し、広い開口を備え、磁場漏洩が少なく、軽量で、かつ、高い磁場強度において広い均一磁場領域を達成できる超電導磁石装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は次の解決手段によって解決される。本発明の超電導磁石装置は、超電導用冷媒を充填した冷媒容器に中心軸を一致して収納された超電導コイル群と前記冷媒容器を収納する真空容器とを備えた磁場発生源を上下方向に対向して一対配置し、前記一対の磁場発生源を支持手段により所定距離だけ離して支持し、前記一対の磁場発生源の超電導コイルへ電流を流して前記一対の磁場発生源に挟まれた空間に前記対向方向の均一磁場を発生させる超電導磁石装置において、前記超電導コイル群は、対向する磁場発生源同士において対向距離が近い位置に配置され前記空間に均一磁場を発生する第１のコイルと、前記第１のコイルより前記対向距離が大きい位置に配置され前記第１のコイルとは逆向きの電流が流れる第２のコイルと、前記第１のコイルが前記空間に発生する磁場の均一度を向上させる第３のコイルとを備え、前記対向する磁場発生源の真空容器同士の対向面には、その外周部に第１の面と、前記第１の面の内側で且つ前記第１の面よりも前記空間から離れた位置にある第２の面とを有する第１の凹部が形成され、前記第１の凹部の突出部内には、前記第１のコイルにおける内部空間の少なくとも一部が占有され、前記第２の面を介して前記空間より遠い側には、前記第３のコイルの少なくとも一部が配置されていることを特徴とする。（請求項１）
【００１６】
本発明の超電導磁石装置はさらに、前記凹部の底面は平面であることを特徴とする。(請求項２)
【００１７】
本発明の超電導磁石装置はさらに、前記真空容器の内部に位置する冷媒容器同士の対向面には、その外周部に前記第１の面に平行な第３の面と、前記第３の面の内側で且つ前記第３の面よりも前記空間から離れた位置にあり、前記第２の面に平行な第４の面を有する第２の凹部が形成され、前記第２の凹部の突出部内には、前記第１のコイルにおける内部空間の少なくとも一部が占有され、前記第４の面を介して前記空間より遠い側には、前記第３のコイルの少なくとも一部が配置されていることを特徴とする。(請求項３)
【００１８】
本発明の超電導磁石装置はさらに、超電導用冷媒を充填した冷媒容器に中心軸を一致して収納された超電導コイル群と前記冷媒容器を収納する真空容器とを備えた磁場発生源を上下方向に対向して一対配置し、前記一対の磁場発生源を支持手段により所定距離だけ離して支持し、前記一対の磁場発生源の超電導コイルへ電流を流して前記一対の磁場発生源に挟まれた空間に前記対向方向の均一磁場を発生させる超電導磁石装置において、前記超電導コイル群は、対向する磁場発生源同士において対向距離が近い位置に配置され前記空間に均一磁場を発生する第１のコイルと、前記第１のコイルより前記対向距離が大きい位置に配置されかつ前記第１のコイルよりも大きな径を有し前記第１のコイルとは逆向きの電流が流れる第２のコイルとを備え、前記第１のコイルと前記第２のコイルの内の少なくとも一方が複数に分割され、かつ、対向する磁場発生源同士において対向距離が大きいコイルほど径が大きく形成され、前記真空容器の外周は、略円形であり、且つ、前記第１のコイルの近傍と前記第２のコイルの近傍との間の外周が、前記空間から遠ざかるに従って径が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４)
【００２０】
本発明の超電導磁石装置はさらに、超電導用冷媒を充填した冷媒容器に中心軸を一致して収納された超電導コイル群と前記冷媒容器を収納する真空容器とを備えた磁場発生源を上下方向に対向して一対配置し、前記一対の磁場発生源を支持手段により所定距離だけ離して支持し、前記一対の磁場発生源の超電導コイルへ電流を流して前記一対の磁場発生源に挟まれた空間に前記対向方向の均一磁場を発生させる超電導磁石装置において、前記超電導コイル群は、対向する磁場発生源同士において対向距離が近い位置に配置され前記空間に均一磁場を発生する第１のコイルと、前記第１のコイルより前記対向距離が大きい位置に配置され前記第１のコイルとは逆向きの電流が流れる第２のコイルとを有し、前記対向する磁場発生源の真空容器同士の対向面には、その外周部に第１の面と、前記第１の面の内側で且つ前記第１の面よりも前記空間から離れた位置にある第２の面とを有する第１の凹部が形成され、前記第１の凹部の突出部内には、前記第１のコイルにおける内部空間の少なくとも一部が占有され、前記第２の面を介して前記空間より遠い側には、前記第１のコイルが前記空間に発生する磁場の均一度を向上させる補正手段が配置されていることを特徴とする。（請求項５）
【００２１】
上記本発明の超電導磁石装置のいずれかを用いた磁気共鳴イメージング装置であることを特徴とする。（請求項６）
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
図１，図２，図６（ａ）に本発明の超電導磁石装置の第１の実施例を示す。図１は装置の全体構成を示す断面図、図２は装置の外観を示す図、図６（ａ）は図１の右上の部分を他の実施例と比較できるように再掲したものである。
図１において、超電導コイルを内包する円筒状の真空容器１０Ａ，１０Ｂが上下方向に対向して配置され、上部の真空容器１０Ａは支柱２６で下部真空容器１０Ｂに対して所定の間隔をとって支持されている。真空容器１０Ａ，１０Ｂの内部には超電導用冷媒１２を充填した冷媒容器１１Ａ，１１Ｂが保持され、その冷媒容器１１Ａ，１１Ｂの中に超電導コイル４１Ａ、４２Ａ，４３Ａ，４４Ａ，４５Ａおよび４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂ，４４Ｂ，４５Ｂが支持体（図示せず）に支持されて配置されている。
【００２３】
超電導コイルには、通常よく使用されているＮｂＴｉ線材が使用されている。超電導用冷媒としては液体ヘリウムが用いられる。冷媒容器１１Ａ，１１Ｂの外側には熱の対流を防ぐために真空容器１０Ａ，１０Ｂが配設され、さらに熱の輻射を防ぐための熱シールド（図示せず）などが配設される。
【００２４】
支柱２６は上側の真空容器１０Ａを機械的に支持する働きをしているが、必要な場合には上下の冷媒容器１１Ａと１１Ｂを熱的に接続させる働きを持たせてもよい。そうすることによって、冷凍機（図示せず）を上下の冷媒容器１１Ａ，  １１Ｂそれぞれに１台ずつ設ける必要がなくなり、装置全体に１台の冷凍機で間に合わせることができる。また、支柱２６の本数も図示の２本に限定する必要はなく、３本または４本に増やすこともできるし、被検者の解放感を得るためには、片持ちの１本の支柱としてもよい。
【００２５】
図１では５組の超電導コイルが中心軸２２Ａと同軸に配置されて、均一磁場領域２１に磁場均一度の高い磁場を形成している。これらの超電導コイルの働きは大きく分けて３つに分類される。
先ず、超電導コイル４１Ａ，４１Ｂ（主コイルに相当）は、均一磁場領域２１に、磁場強度が高くかつ所定レベル以上の磁場均一度の磁場を発生させるためのものである。主コイルに関しては、一般に、対向するコイル間の距離を一定に保った状態で、コイルの直径を大きくすると、両コイルの間に発生する磁場の均一度が良くなる傾向にある。従って、良好な磁場均一度を得るためには、できるだけコイルの直径を大きくした方がよい。一方、主コイルの直径を大きくするほど磁場強度は低下するために、一定強度の磁場を得るために必要な主コイルの起磁力は増加し、装置の価格の増加につながる。また、被検者への圧迫感を低減するためには、装置の外径はできるだけ小さいことが望ましい。この両者のバランスから、主コイルである超電導コイル４１Ａ，４１Ｂの直径は決定され、このコイルの直径によって真空容器１０Ａ，１０Ｂの外径もほぼ決まることになる。
【００２６】
次に、本実施例では装置外部への磁場漏洩を抑えるために、主コイル４１Ａ，４１Ｂが発生する外部への磁場を打ち消すための打ち消しコイルを配置している。超電導コイル４２Ａ，４２Ｂが打ち消しコイルで、このコイル４２Ａ，４２Ｂは主コイル４１Ａ，４１Ｂと同軸に配置される。その上で、主コイルとは逆方向の電流を流して、主コイル４１Ａ，４１Ｂが装置外部に発生させるのと逆方向の磁場を発生させて、装置外部の磁場を打ち消すものである。装置外部の磁場を効率的に減少させるためには、打ち消しコイルの直径をできるだけ大きくすることが有効である。一方、打ち消しコイル４２Ａ，４２Ｂによって均一磁場領域２１の磁場強度を下げないためには、打ち消しコイル４２Ａ，４２Ｂを主コイル41Ａ，４１Ｂからできるだけ遠ざけることが重要である。この結果、図１または図６（ａ）に示すように、打ち消しコイル４２Ａ，４２Ｂは主コイル４１Ａ，４１Ｂとほぼ同じ直径を有し、かつ、２つの打ち消しコイル４２Ａと４２Ｂとの間の距離を、２つの主コイル４１Ａと４１Ｂとの間の距離より大きくすることが適当な構成である。
【００２７】
さらに、本実施例では均一磁場領域２１に発生させる磁場の均一度を向上させるために均一度補正用コイル４３Ａ，４４Ａ，４５Ａ，４３Ｂ，４４Ｂ，４５Ｂを配置している。この均一度補正用コイルは、主コイルと打ち消しコイルによって形成される均一磁場領域２１の磁場の不均一成分を補正するために設けられたコイルである。一般に、主コイル４１Ａ，４１Ｂが十分大きな直径を持っていれば、上記の磁場不均一成分はそれほど大きくないので、均一度補正用コイルは、主コイル４１Ａ，４１Ｂや打ち消しコイル４２Ａ，４２Ｂほどの大きな起磁力は必要としない。また、その電流の向きは、主コイル４１Ａ，４１Ｂによって発生する磁場の不均一成分に応じて各コイル毎に決定すればよく、一定方向に限定する必要はない。図１においては、３組のコイルを配置しているが、この個数は磁場の不均一成分に応じて決定することができる。一般に、主コイル４１Ａ，４１Ｂの直径が大きいほど磁場不均一成分は少なくなるので、均一度補正用コイルの個数も少なくすることができる。
【００２８】
本実施例の具体例として、主コイルの外径を１,６００mm〜１,８００mmとし、均一磁場領域の寸法と磁場強度をそれぞれ４５０mmφ、１テスラとしたとき、均一磁場領域において５ppm 以下の磁場均一度が達成されている。
【００２９】
超電導磁石装置を本実施例で述べた構成にすることにより、広い開口を備えていて、磁場漏洩も少ない装置を実現することができる。また、磁場漏洩を抑制するために鉄を使用していないので、装置重量を軽くすることができる。さらに、鉄を使用する場合に問題となる磁束飽和が生じないので、磁場強度が高くなっても、広い均一磁場領域にわたって良好な磁場均一度を達成することができる。
【００３０】
図３，図４に本発明の超電導磁石装置の第２の実施例を示す。図３は装置の全体構成を示す断面図、図４は装置の外観を示す図である。
図３において、上下に配置された真空容器１０Ａ，１０Ｂおよび冷媒容器11Ａ，１１Ｂはドーナツ形状をしており、中央部分５１Ａ，５１Ｂが中空になっている。このような構成をとることにより、この中央部分５１Ａ，５１Ｂに傾斜磁場や静磁場のシミング手段を設置することができる。従って、真空容器１０Ａ，  １０Ｂの対向する面の間にそれらを設置するだけのスペースを設ける必要がないので、装置としての開口をより広くとることができる。
【００３１】
図５に本発明の超電導磁石装置の第３の実施例を示す。図５においては、主コイル４１Ａと４１Ｂとの間の対向距離を均一度補正用コイル４３Ａ，４４Ａ，  ４５Ａと４３Ｂ，４４Ｂ，４５Ｂとの間の対向距離よりも小さくしている。このような構成にすることによって、主コイル４１Ａ，４１Ｂの起磁力を増加させずに、均一磁場領域に発生させる磁場強度を高めることができる。
また、上記と共に真空容器１０Ａ，１０Ｂの対向する面側の中央部分に凹部  ５２Ａ，５２Ｂを設け、この凹部５２Ａ，５２Ｂに傾斜磁場コイル，高周波コイル，磁場シミング手段などを収納させることで、装置の実効的な開口を広くすることができる。
【００３２】
次に、本発明の第１の実施例に対する他の実施例を図６（ｂ)，(ｃ)，(ｄ）に示す。これらの実施例は図６（ａ）に示す第１の実施例に対し、主コイルまたは打ち消しコイルの配置を変えたものである。
【００３３】
図６（ｂ）に示した実施例は、打ち消しコイル４２Ａ，４２Ｂの直径を、主コイル４１Ａ，４１Ｂの直径よりも大きくするとともに、冷媒容器１１Ａの外周形状を主コイル４１Ａ，４１Ｂが位置する側で小さく、打ち消しコイル４２Ａ，４２Ｂが位置する側では大きく、全体としての冷媒容器１１Ａ，１１Ｂの形状を円錐台形状にしたものである。このような構成にすることにより、打ち消しコイル４２Ａ，４２Ｂの効率を高めることができるので、装置外部への磁場漏洩をより効果的に減少させることができる。この場合さらに、打ち消しコイル４２Ａ，４２Ｂの直径を大きくしても、冷媒容器１１Ａ，１１Ｂが計測空間となる均一磁場領域２１側の径が小さい円錐台形状に形成されているので、真空容器１０A、１０Bも同様の円錐台形状に形成されれば、被検者が装置内部に入ったときに実質的な視界は損なわれず、被検者は図６（ａ）の場合と同程度の圧迫感しか感じない。
【００３４】
図６（ｃ）に示した実施例は、図６（ｂ）に示した実施例の打ち消しコイル４２Ａ，４２Ｂを２つずつの打ち消しコイル４２ＡＡ，４２ＡＢと４２ＢＡ，４２ＢＢに分割した場合を示したものである。一般に、各コイルはそれぞれのコイルが発生する磁場の中に配置されており、かつ、各コイルには電流が流れているので、電磁力が働く。この電磁力は均一磁場領域２１の磁場強度にも依存するが、１００トンオーダーに及ぶために、超電導磁石装置を製造する上でこの電磁力を低減する工夫は重要な課題である。そこで、特に大きな電磁量か加わっている打ち消しコイル４２Ａ，４２Ｂを図６（ｃ）に示すように２つのコイルに分割することにより、各々のコイルに働く電磁力を低減することができ、超電導磁石装置の製造条件を緩和することができる。また、本実施例では２つのコイルに分割した場合を示したが、この手法はこれに限定されず、３つ以上のコイルに分割しても良いことは言うまでもない。
【００３５】
図６（ｄ）に示した実施例は、図６（ｂ）の実施例の主コイル４１Ａ，４１Ｂを２つずつの主コイル４１ＡＡ，４１ＡＢと４１ＢＡ，４１ＢＢに分割した場合を示したものである。この場合にも、主コイルを分割することで、分割された主コイルに加わる電磁力を低減することができる。また、本実施例の場合も、コイルの分割数は２つに限定されず、３つ以上にしても良いことは言うまでもない。
【００３６】
以上の本発明の実施例の説明において、超電導材料の冷却手段としては、液体ヘリウム等の超電導用冷媒を用いる場合について説明したが、超電導材料に酸化物超電導体などを用いた場合には、液体窒素で冷却するとか、あるいは、直接冷凍機で冷やすことにより冷媒容器を使用しないで済む場合もある。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明によれば、超電導磁石装置において広い開口を備えることにより被検者に閉塞感を与えることなく、術者も容易に被検者にアクセスすることができる。
また、磁場漏洩が少なく、軽量で、かつ、高い磁場強度においても広い均一磁場領域を実現できる超電導磁石装置を提供することができる。従って、超電導磁石装置の設置条件が緩和され、また、良好な画像を撮像することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超電導磁石装置の第１の実施例を示す断面図。
【図２】本発明の超電導磁石装置の第１の実施例の外観図。
【図３】本発明の超電導磁石装置の第２の実施例を示す断面図。
【図４】本発明の超電導磁石装置の第２の実施例の外観図。
【図５】本発明の超電導磁石装置の第３の実施例を示す断面図。
【図６】本発明の超電導磁石装置の他の実施例を示す部分断面図。
【図７】従来のＭＲＩ装置用超電導磁石装置の一例（水平磁場方式）を示す図。
【図８】従来のＭＲＩ装置用超電導磁石装置の他の例（オープン型水平磁場方式）を示す図。
【図９】従来のＭＲＩ装置用超電導磁石装置の第３の例（垂直磁場方式）を示す図。
【符号の説明】
１０，１０Ａ，１０Ｂ  真空容器
１１，１１Ａ，１１Ｂ  冷媒容器
１２  超電導用冷媒
１３，１４，１５，１６，１７，１８  主コイル
１９，２０  シールドコイル
２１  均一磁場領域
２２，２２Ａ  磁場中心軸
２３Ａ，２３Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ  主コイル
２５Ａ，２５Ｂ  補助コイル
２６  支柱
３１  主コイル
３２  シミング手段
３３  鉄ヨーク
３４  鉄板
４１Ａ，４１Ｂ，４１ＡＡ，４１ＡＢ，４１ＢＡ，４１ＢＢ  主コイル
４２Ａ，４２Ｂ，４２ＡＡ，４２ＡＢ，４２ＢＡ，４２ＢＢ  打ち消しコイル
４３Ａ，４３Ｂ，４４Ａ，４４Ｂ，４５Ａ，４５Ｂ  補助コイル
５１Ａ，５１Ｂ  中央部分（中空）
５２Ａ，５２Ｂ  凹部
【図１】
0003731231.tif 000002
【図２】
0003731231.tif 000003
【図３】
0003731231.tif 000004
【図４】
0003731231.tif 000005
【図５】
0003731231.tif 000006
【図６】
0003731231.tif 000007
【図７】
0003731231.tif 000008
【図８】
0003731231.tif 000009
【図９】
0003731231.tif 000010