JPH03182232A

JPH03182232A - 磁気共鳴イメージング装置

Info

Publication number: JPH03182232A
Application number: JP1318942A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sugimoto; 博杉本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1989-12-11
Publication date: 1991-08-08
Also published as: DE69028379D1; EP0433002A3; DE69028379T2; EP0433002B1; US5132618A; EP0433002A2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、磁気共鳴（Ｍ　Ｒ：　ｓａｇｎｅｔｌｃ　ｒ
ｅｓｏｎａｒｌｅｅ、以下ｒＭＲＪと称する）現象を用
いて被検体の所定断面における特定原子核スピンの密度
分布に基づく情報を得てコンピュータ断層法（ＣＴ：Ｃ
ｏｍｐｕｔｅｄ　ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ　）により被検
体の所定断面の断層像（ＣＴ像）を得るＭＲＩ装置等と
呼ばれる磁気共鳴イメージング装置に関する。

（従来の技術）磁気共鳴イメージング装置は第４図に示すように、中央
部に撮影孔１０１Ａを有する架台１０１を備え、架台１
０１内には、撮影孔１０１Ａの周囲に設けられ撮影孔１
０１Ａ内に一様静磁場を形成するための超電導磁石１０
２と、撮影孔１０１Ａ内に設けられ一様静磁場に傾斜磁
場を重畳するための傾斜磁場コイル１０３とが設けられ
ている。超電導磁石１０２は、液体ヘリウム槽（図示せ
ず）内に設けられた環状の超電導コイル１０４と、超電
導コイル１０４を熱から遮断するための熱シールド板１
０５とが、断面形状が環状の外筒１０６に収納されて成
る。図中１０７はヘリウム槽内の液体ヘリウムの蒸発量
を低減するために超電導磁石５内を蒸発ヘリウムガスに
より冷却する冷凍機である。

被検体撮影時には被検体が撮影孔１０１Ａに挿入され、
被検体の撮影部位に超電導磁石１０２により一様静磁場
を印加するとともに、この静磁場と直角方向に励起磁場
を印加し、また傾・斜磁場コイル１０３により静磁場に
傾斜磁場を重畳することにより、被検体の特定のスライ
ス部分のみにＭＲ現象を生じさせ、励起磁場のＭ除後に
被検体から発生するＭＲ倍信号得る。このＭＲ倍信号対
してフーリエ変換等の処理を行うことにより断層像を再
構成し、ＣＲＴ等のデイスプレィの画面上に被検体の所
定断面の断層像が表示される。

ところで、傾斜磁場コイル１０３は傾斜磁界を形成する
際にパルス状の漏洩磁界を生じ、この漏洩磁界により熱
シールド板１０５上に渦電流が発生し、この渦電流によ
り生じるパルス状の磁界が傾斜磁界に重畳される。その
ため、被検体に印加する傾斜磁場が予め計画した磁束や
分布形状とは異なるものとなり、画像アーチファクトや
信号値の低下等を招いて、表示画像の画質が低下すると
いう問題があった。

この問題を解決するための方法として、アクティブシー
ルドと呼ばれる方法がある。この方法は、第５図に示す
ように、傾斜磁場コイル１０３と超電導磁石１０２との
間に、漏洩磁界にこれとは逆方向の磁界を重畳すること
により漏洩磁界を打消すためのアクティブシールドコイ
ル１１０を設け、それにより熱シールド板１０５におけ
る渦電流の発生を防止するものである。第５図において
第４図と同一部分には同符号を付した。上記傾斜磁場コ
イル１０３とアクティブシールドコイル１１０は外筒１
０２の中央部に形成された孔（径は約８００〜１０００
＋ｗ、以下ボアと称す）内に設置されており、両コイル
が一体的に設けられていることが多い。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら上記した従来技術の場合には、傾斜磁場コ
イル１０３とアクティブシールドコイル１１０との距離
が近いため、傾斜磁場コイル１０３から生じる漏洩磁界
を打消すためにはアクティブシールドコイル１１０に供
給する電流を大電流容量とするため、消費電力が大きく
なり、また、アクティブシールドコイル１１０から発生
する熱が大きくなるので、この熱を低減するための冷却
手段が必要になるという欠点があった。

そして、漏洩磁界を打消すために、アクティブシールド
コイル１１０に傾斜磁場コイル１０３とは逆向きの電流
を流すため、両コイルから発生する磁界の強さの差が被
検体に印加される傾斜磁場の強さとなるので、両コイル
間の距離が小さいほど両コイルから生じる磁界の強さが
同等に近づき、両コイルに流す電流量に対して形成され
る傾斜磁場が弱くなり、効率が悪いという問題もあった
。

両コイルをボア内で遠ざけるためには、ボア径を大きく
するか、あるいは傾斜磁場コイルの径を小さくすること
が考えられるが、前者の場合には超電導磁石１０２全体
が大きくなり、設置スペースやコストが大きくなるとい
う不都合があり、後者の場合には被検体（被検者）の居
住性が悪くなるという不都合があり、どちらの方法も現
実化に適した方法ではない。

さらに、アクティブシールドコイルを設けていなかった
従来装置のボア径ではアクティブシールドコイルがボア
内に入らないため、このような装置にアクティブシール
ドを適用するためにはボア径を拡大する必要があり、装
置を改造するためのコストや手間がかかり不便であると
いう問題があった。

ここで、漏洩磁界による熱シールド板の渦電流の発生を
低減させる別の方法として、熱シールド板にスリットを
形成して渦電流を低減することが可能であるが、この場
合には漏洩磁界が液体ヘリウム槽まで達し、この槽で渦
電流が発生してその発生熱により液体ヘリウムの蒸発量
が増大するという不具合が生じる。

本発明は上記した従来技術の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、少ない消費電力
で、効率良く熱シールド板における渦電流の発生を防止
して、表示画像の画質低下を防止し、かつ、傾斜磁場形
成の際のロスを低減することができる磁気共鳴イメージ
ング装置を提供することにある。

〔発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明にあっては、架台撮
影孔周囲に設けられ該撮影孔内に一様静磁場を形成する
ための超電導コイルと、該超電導コイルを熱から遮断す
るための熱シールド板とが断面形状が環状の外筒に収納
されて成る超電導磁石と、架台撮影孔内に設けられ前記
静電磁場に傾斜磁場を重畳するための傾斜磁場コイルと
を備えた磁気共鳴イメージング装置において、前記傾斜
磁場コイルから生じる漏洩磁界を打消す磁界を形成する
ためのシールド傾斜磁場コイルを前記外筒内で、かつ前
記熱シールド板より撮影孔内方側に設けて成ることを特
徴とする。

上記装置において、超電導磁石内を冷却するための冷却
手段によりシールド傾斜磁場コイルを冷却してもよい。

（作用）上記構成を有する本発明装置においては、シールド傾斜
磁場コイルを超電導磁石の外筒内に設けることにより、
傾斜磁場コイルとシールド傾斜磁場コイルとの距離を大
きくとることができるので、シールド傾斜磁場コイルに
達する漏洩磁界が弱まり、これを打消すためにシールド
傾斜磁場コイルに流す電流量を低減することができる。

また、超電導磁石内を冷却するための冷却手段によりシ
ールド傾斜磁場コイルを冷却することにより、シールド
傾斜磁場コイルの発熱を低減するための冷却手段を別に
設ける必要がない。

（実施例）以下に、本発明の実施例を図に基いて説明する。第１図
は本発明の一実施例の磁気共鳴イメージング装置の架台
部分の構成を示す説明図、第２図は同実施例装置のスキ
ャナ部の構成を示す斜視図である。

第２図において、磁気共鳴イメージング装置のスキャナ
部１は、概略被検体Ｐを載置するための寝台２と、中央
部に撮影孔３を有する架台４とから成り、被検体撮影時
には、寝台２上部が図中矢印方向に移動して被検体Ｐが
撮影孔３内に挿入される。

架台４内には、第１図に示すように、撮影孔３周囲に設
けられ撮影孔３内に一様静磁場を形成するための超電導
磁石５と、撮影孔３内に設けられ静電磁場に傾斜磁場を
重畳するための傾斜磁場コイル６とが設けられている。

超電導磁石５においては、４にの液体ヘリウム槽（図示
せず）内に超電導コイル７が設置され、この超電導コイ
ル７を熱から遮断するための２０にの熱シールド板８及
び５０〜８０にの熱シールド板９が超電導コイル７を取
り巻く形で２重に設けられ、超電導コイル７及び熱シー
ルド板８．９が、中央部にボア１０が形成される断面形
状が環状の外筒１１内に収納されている。外筒１１はＦ
ＲＰ等の強化プラスチックスから成り、その内部は熱を
遮断するために真空引きされた減圧下にされている。

この外筒１１内には、傾斜磁場コイル６から生じる漏洩
磁界を打消す磁界を形成するためのシールド傾斜磁場コ
イルとしてのアクティブシールドコイル１２が、熱シー
ルド板８．９より撮影孔内方側に配置されている。被検
体撮影時には、アクティブシールドコイル１２に傾斜磁
場コイル６とは逆向きの電流を流し、このときアクティ
ブシールドコイル１２から生じる磁界により、傾斜磁場
コイル６から生じた漏洩磁界が熱シールド板８゜９に達
する前に打消され、熱シールド板８．９に渦電流が発生
することが防止される。

また、アクティブシールドコイル１２は熱シールド板８
．９と電気的には絶縁されているが、熱的には接続され
ており、超電導磁石５内を冷却するための冷凍手段とし
ての冷凍機１３によりアクティブシールドコイル１２も
冷却されている。

本実施例の磁気共鳴イメージング装置においても、上述
した従来装置と同様の動作により被検体Ｐの撮影及び画
像表示が行われる。すなわち第３図に示すように、撮影
孔３内に押入された被検体Ｐに対して、静磁場制御系２
ｏからの制御信号に応じて超電導コイル７により一様静
磁場を印加するとともに、送信器２１からの高周波電流
に応じてＲＦコイル２２により励起高周波磁場を印加し
、Ｘ軸、Ｙ軸、ｚ軸の各傾斜磁場電源２３，２４゜２５
からの駆動電流により傾斜磁場コイル６から発生する各
傾斜磁場を印加する。

そして、被検体Ｐから発生したＭＲ倍信号ＲＦコイル２
２により受信され、受信器２６を介してコンピュータシ
ステム２７に送られる。コンピュータシステム２７では
、送られたＭＲ倍信号フーリエ変換等の処理を施して断
層像を再構成し、この再構成像を内容とする画像信号が
ＣＲＴ等のデイスプレィ２８に送られ、デイスプレィ２
８の画面上に被検体Ｐの所定断面の断層像が表示される
。

また、シーケンサ２９によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各傾斜
磁場電源２３，２４，２５、送信器２１、及び受信器２
２が駆動制御される。

上記実施例装置においては、アクティブシールドコイル
１２が外筒１１内に設けられているので、傾斜磁場コイ
ル６とアクティブシールドコイル１２との距離が大きく
、傾斜磁場コイル６からアクティブシールドコイル１２
に達する漏洩磁界は比較的弱いので、アクティブシール
ドコイル１２で発生させる磁界が比較的弱くても、漏洩
磁界を熱シールド板８．９に達する前に打消すことがで
きる。また、傾斜磁場を形成する際のロスも小さくなる
。

従って、アクティブシールドコイル１２に流す電流量を
低減して、少ない消費電力で、効率良く漏洩磁界を打消
し、熱シールド板８．９に渦電流が発生することを防止
することができる。また、アクティブシールドコイル１
２に電力を供給するための電源の電流容量を小さくする
ことができる。

さらに、本実施例装置では傾斜磁場コイル６とアクティ
ブシールドコイル１２の相対位置を変化させることがで
きるので、組立精度を補正することが可能である。また
、アクティブシールドコイルが設けられていなかったボ
ア径の小さい従来装置において、アクティブシールドコ
イルを超電導磁石の外筒内に設けることにより、ボア径
を変えることなく、簡単に本発明装置として改造するこ
とができる。

そして、本実施例においては、アクティブシールドコイ
ル１２が冷凍機１３により冷却されているので、アクテ
ィブシールドコイル１２の発熱を低減するための冷却手
段を冷凍機１３とは別に設ける必要がなく、装置ｔｌ！
戊を簡略化し、コストを低減することができる。

［発明の効果〕本発明は以上の構成及び作用を有するもので、シールド
傾斜磁場コイルを超電導磁石の外筒内に設けることによ
り、少ない消費電力で、効率良く熱シールド板における
渦電流の発生を防止して、表示画像の画質低下を防止す
ることができる。かつ、傾斜磁場形成の際のロスを低減
することができる。また、シールド傾斜磁場コイルに電
力を供給する電源の電流容量を小さくすることができる
。

さらに、傾斜磁場コイルとシールド傾斜磁場コイルの相
対位置を変化させることができるので、組立精度を補正
することが可能であり、また、シールド傾斜磁場コイル
を設けていなかったボア径の小さい装置に、ボア径を変
えることなくシールド傾斜磁場コイルを設けて、簡単に
本発明装置として改造することが可能となる。

そして、超電導磁石内を冷却する冷却手段によりシール
ド傾斜磁場コイルを冷却することにより、シールド傾斜
磁場コイルを冷却するための冷却手段を別に設ける必要
がなく、装置構成をｍｗｓ化し、コストを低減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の磁気共鳴イメージング装置
の架台部分の構成を示す説明図、第２図は同実施例装置
のスキャナ部の構成を示す斜視図、第３図は同実施例装
置における電気的構成を示す説明図、第４図は従来例の
磁気共鳴イメージング装置の架台部分の構成を示す説明
図、第５図はアクティブシールドを適用した従来例の磁
気共鳴イメージング装置の架台部分の構成を示す説明図
である。１・・・スキャナ部　　　　　３・・・撮影孔４・・・
架台　　　　　　　　５・・・超電導磁石６・・・傾斜
磁場コイル　　　７・・・超電導コイル８．９・・・熱
シールド板　１０・・・ボア１１・・・外筒１２・・・アティブシールドコイル（シールド傾斜磁場
コイル）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）架台撮影孔周囲に設けられ該撮影孔内に一様静磁
場を形成するための超電導コイルと、該超電導コイルを
熱から遮断するための熱シールド板とが断面形状が環状
の外筒に収納されて成る超電導磁石と、架台撮影孔内に
設けられ前記静電磁場に傾斜磁場を重畳するための傾斜
磁場コイルとを備えた磁気共鳴イメージング装置におい
て、前記傾斜磁場コイルから生じる漏洩磁界を打消す磁
界を形成するためのシールド傾斜磁場コイルを前記外筒
内で、かつ前記熱シールド板より撮影孔内方側に設けて
成ることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
（２）超電導磁石内を冷却するための冷却手段によりシ
ールド傾斜磁場コイルを冷却することを特徴とする請求
項１記載の磁気共鳴イメージング装置。