專(zhuān)利名稱(chēng)：磁共振成像裝置的超導(dǎo)電磁鐵裝置的制作方法
技術(shù)區(qū)域本發(fā)明涉及磁共振成像裝置的超導(dǎo)電磁鐵裝置。
背景技術(shù)：
磁共振成像(MRI)裝置，對(duì)置于靜磁場(chǎng)內(nèi)的被檢測(cè)體施加高頻磁場(chǎng)，激勵(lì)被檢測(cè)體內(nèi)的例如氫原子核，用核磁共振(以下，稱(chēng)為NMR)現(xiàn)象計(jì)測(cè)氫原子核自旋放出的電磁波，對(duì)其計(jì)測(cè)信號(hào)進(jìn)行演算處理，使被檢測(cè)體內(nèi)的氫原子核的密度分布圖像化，以供被檢測(cè)體的診斷。即，為了用MRI裝置拍攝被檢測(cè)體的所希望位置的斷層像，在觀察區(qū)域的均勻靜磁場(chǎng)上重疊給予測(cè)定空間位置信息的傾斜磁場(chǎng)，將例如1mm厚的切片面的區(qū)域設(shè)定為規(guī)定的磁場(chǎng)強(qiáng)度。接著，向該區(qū)域照射共振頻率的電磁波，僅在切片面引起NMR現(xiàn)象，接收氫原子核自旋放出的電磁波并制成圖像。
一般，放置被檢測(cè)體的觀察區(qū)域的靜磁場(chǎng)要求具有強(qiáng)的靜磁場(chǎng)強(qiáng)度(例如，0.2T以上)，及高的靜磁場(chǎng)均勻度(例如，10ppm程度)。
以前，作為MRI裝置的電磁鐵裝置，提出了各種方案。例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1一美國(guó)專(zhuān)利公報(bào)USP6,570,475號(hào)記載的電磁鐵裝置，由相對(duì)設(shè)置的夾住觀察區(qū)域的一對(duì)超導(dǎo)主線(xiàn)圈構(gòu)成。另外，為了消去由這一對(duì)超導(dǎo)主線(xiàn)圈在觀察區(qū)域的相反一側(cè)形成的磁通，具有外徑比超導(dǎo)主線(xiàn)圈的大的超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈，以一定間隔設(shè)置在各超導(dǎo)主線(xiàn)圈的軸向外側(cè)。即，在超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈上有與超導(dǎo)主線(xiàn)圈反向的電流流過(guò)，以消除在觀察區(qū)域的相反一側(cè)所形成的磁通。
可是，氫原子核自旋所放出的電磁波強(qiáng)度由于和靜磁場(chǎng)強(qiáng)度成比例，所以為了提高圖象的分辨率必須提高靜磁場(chǎng)強(qiáng)度。在電磁鐵裝置中，若要提高觀察區(qū)域的靜磁場(chǎng)強(qiáng)度，則必須增加超導(dǎo)主線(xiàn)圈的電流，同時(shí)增加超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈的電流。當(dāng)增加兩超導(dǎo)線(xiàn)圈的電流時(shí)，由于通過(guò)被兩超導(dǎo)線(xiàn)圈夾住的空間的磁通也增加，因而磁通在超導(dǎo)線(xiàn)圈本身通過(guò)，超導(dǎo)線(xiàn)圈的磁場(chǎng)強(qiáng)度上升，則難以維持超導(dǎo)狀態(tài)。
因此，以前提出了以下方案，即，在超導(dǎo)主線(xiàn)圈和超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈之間配置圓盤(pán)狀的強(qiáng)磁性體，通過(guò)使通過(guò)被兩超導(dǎo)線(xiàn)圈夾住的空間的磁通集中在強(qiáng)磁性體，從而可降低通過(guò)超導(dǎo)線(xiàn)圈本身的磁通(專(zhuān)利文獻(xiàn)2-日本特開(kāi)2001-224571號(hào)公報(bào)，專(zhuān)利文獻(xiàn)3-日本特表2003-512872號(hào)公報(bào)，專(zhuān)利文獻(xiàn)4-日本特開(kāi)平11-318858號(hào)公報(bào)，專(zhuān)利文獻(xiàn)5-日本特開(kāi)平11-283823號(hào)公報(bào))。
但是，由于以前將配置在超導(dǎo)主線(xiàn)圈和超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈之間的強(qiáng)磁性體作成圓盤(pán)狀，因而等于在磁通密度不飽和的區(qū)域、即在未飽和狀態(tài)下使用。當(dāng)強(qiáng)磁性體處于未飽和狀態(tài)時(shí)，每個(gè)材料的磁化特性曲線(xiàn)的偏差變大，有時(shí)磁場(chǎng)均勻度則難以調(diào)整。
即，若根據(jù)技術(shù)文獻(xiàn)<R.M.BozorthFerromagnetism(D.Van Nostrand.Princeton，NJ，1951)，p849>，則知道，直徑D對(duì)板厚T增大10倍(D/T＝10)時(shí)，去磁系數(shù)達(dá)到0.01(1/100)。這里，去磁系數(shù)為0.01意味著強(qiáng)磁體內(nèi)的磁化小于0.01倍，強(qiáng)磁體處于未飽和狀態(tài)。
這里，對(duì)于當(dāng)強(qiáng)磁體處于未飽和狀態(tài)時(shí)，磁場(chǎng)均勻度的調(diào)整變得困難的情況進(jìn)行說(shuō)明。強(qiáng)磁體的磁化特性曲線(xiàn)(BH曲線(xiàn))一般如圖3所示。圖3中，橫軸是磁場(chǎng)H，縱軸是磁通密度B，磁通密度B實(shí)質(zhì)上與磁化M相關(guān)。從圖3可知，在磁化未飽和的點(diǎn)a-點(diǎn)d和點(diǎn)d-點(diǎn)f的范圍，磁化(磁通密度B)隨磁場(chǎng)H的變化而變動(dòng)。由于該磁化特性曲線(xiàn)在每個(gè)材料有偏差，因而必須對(duì)每個(gè)制品進(jìn)行磁場(chǎng)均勻度的調(diào)整，由于不能采用相同的調(diào)整方法，因而存在有調(diào)整花費(fèi)時(shí)間，甚至不能調(diào)整等問(wèn)題。另一方面，在磁通密度B對(duì)磁場(chǎng)H的變化為大致一定的飽和區(qū)域，在用調(diào)整磁場(chǎng)H來(lái)調(diào)整磁場(chǎng)均勻度時(shí)，由于每個(gè)材料的偏差少，磁場(chǎng)均勻度的調(diào)整變得容易。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是減小配置在超導(dǎo)主線(xiàn)圈和超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈之間的強(qiáng)磁性體磁化特性的偏差的影響。
為了完成上述課題，本發(fā)明具有夾住觀察區(qū)域相對(duì)設(shè)置的一對(duì)超導(dǎo)主線(xiàn)圈；以上述一對(duì)超導(dǎo)主線(xiàn)圈的同軸狀從各超導(dǎo)主線(xiàn)圈離開(kāi)，設(shè)置在上述觀察區(qū)域相反側(cè)的一對(duì)超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈；在從上述超導(dǎo)主線(xiàn)圈空心部至上述超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈空心部的空間一部配置的強(qiáng)磁性體，上述超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈有比上述超導(dǎo)主線(xiàn)圈外徑大的外徑，其特征是，上述強(qiáng)磁性體，同軸配置多個(gè)軸對(duì)稱(chēng)的強(qiáng)磁性體構(gòu)件而形成，而且，除了軸心部外，在徑方向的至少一部有脫離軸向的空間部而構(gòu)成。換句話(huà)說(shuō)，其特征是在將本發(fā)明的強(qiáng)磁性體投影在與超導(dǎo)線(xiàn)圈的中心軸垂直的平面時(shí)，在除去該投影圖中心軸附近的區(qū)域有強(qiáng)磁性體構(gòu)件不存在的區(qū)域。
即，本發(fā)明，由于將配置在從超導(dǎo)主線(xiàn)圈至超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈的空間一部的強(qiáng)磁性體分割成多個(gè)強(qiáng)磁性體構(gòu)件，而且在徑方向的至少一部形成空間，通過(guò)調(diào)整分割數(shù)和設(shè)置在徑方向的空間尺寸，能使直徑D對(duì)各強(qiáng)磁性體構(gòu)件的板厚T的比D/T變小。其結(jié)果，由于能使強(qiáng)磁性體構(gòu)件的磁化變大而飽和，能減小強(qiáng)磁性體磁化特性的偏差影響，磁場(chǎng)均勻度的調(diào)整作業(yè)簡(jiǎn)單。
一般在設(shè)置于超導(dǎo)主線(xiàn)圈和超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈之間的強(qiáng)磁性體，由于在觀察區(qū)域相反側(cè)形成的磁通集中通過(guò)，其強(qiáng)磁性體內(nèi)磁通的方向，徑方向是主要成分。其結(jié)果，對(duì)于作用在強(qiáng)磁性體觀察區(qū)域側(cè)的軸向磁壓，由于作用在相反側(cè)的軸向的磁壓變小，等于強(qiáng)吸引磁力作用在對(duì)向的一對(duì)強(qiáng)磁性體間。該點(diǎn)，本發(fā)明的強(qiáng)磁性體，由于磁飽和，作用在強(qiáng)磁性體觀察區(qū)域側(cè)的軸向的磁力和作用在相反側(cè)作用的軸向的磁力的差變小，一對(duì)強(qiáng)磁性體間作用的吸引磁力也變小。因而，能使強(qiáng)磁性體的支持構(gòu)件簡(jiǎn)單化。由于能使構(gòu)件小，所以能提高加工效率。
在上述情況，本發(fā)明的強(qiáng)磁性體的最大直徑，能形成得比超導(dǎo)主線(xiàn)圈的外徑大，比超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈的外徑小。本發(fā)明的強(qiáng)磁性體能由配置在軸心部的圓盤(pán)狀強(qiáng)磁性體構(gòu)件、和設(shè)置空間地配置在該圓盤(pán)狀強(qiáng)磁性體構(gòu)件的外周側(cè)的至少1個(gè)圓環(huán)狀強(qiáng)磁性體構(gòu)件形成。代替其，也能設(shè)置空間地相互在徑方向同軸配置多個(gè)圓環(huán)狀強(qiáng)磁性體構(gòu)件形成。
本發(fā)明的強(qiáng)磁性體能由配置在超導(dǎo)主線(xiàn)圈的空心部的圓環(huán)狀第1強(qiáng)磁性體構(gòu)件、有比第1強(qiáng)磁性體構(gòu)件內(nèi)徑小的外徑的配置在超導(dǎo)主線(xiàn)圈和超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈之間的圓板狀和圓環(huán)狀之中一個(gè)的第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件、和有比第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件外徑大的內(nèi)徑的有比超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈內(nèi)徑小的外徑的圓環(huán)狀第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件構(gòu)成。在該情況，能在第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件的觀察區(qū)域側(cè)的面形成同心狀的凹凸。若使用其，通過(guò)調(diào)整凹凸的形狀，能易于進(jìn)一步調(diào)整觀察區(qū)域磁場(chǎng)的均勻度。
若使用本發(fā)明，可減小配置在超導(dǎo)主線(xiàn)圈和超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈之間的強(qiáng)磁性體的磁化特性偏差的影響。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的超導(dǎo)電磁鐵裝置的斷面結(jié)構(gòu)圖。
圖2是采用超導(dǎo)電磁鐵裝置構(gòu)成的一個(gè)實(shí)施例的MRI裝置的總體外觀圖。
圖3是表示強(qiáng)磁性體的磁化特性曲線(xiàn)圖。
圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例的超導(dǎo)電磁鐵裝置的斷面結(jié)構(gòu)圖。
圖5是本發(fā)明再一實(shí)施例的超導(dǎo)電磁鐵裝置的斷面結(jié)構(gòu)圖。
圖6是本發(fā)明又一實(shí)施例的超導(dǎo)電磁鐵裝置的斷面結(jié)構(gòu)圖。
圖7是本發(fā)明又一實(shí)施例的超導(dǎo)電磁鐵裝置的斷面結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)的實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1圖1表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的超導(dǎo)電磁鐵裝置的斷面結(jié)構(gòu)圖，圖2表示采用該超導(dǎo)電磁鐵裝置而構(gòu)成的一實(shí)施例的MRI裝置的總體外觀圖。
如圖2所示，MRI裝置，在夾住觀察區(qū)域4的相對(duì)設(shè)置的一對(duì)真空容器3內(nèi)，分別收放著由超導(dǎo)主線(xiàn)圈等構(gòu)成的靜磁場(chǎng)發(fā)生源，一對(duì)真空容器3由支柱5連接起來(lái)。本發(fā)明的超導(dǎo)電磁鐵裝置，在相當(dāng)于支柱5的上下真空容器中未配置強(qiáng)磁性體。對(duì)于這樣構(gòu)成的MRI裝置，被檢測(cè)體1以橫臥在床2的狀態(tài)搬送到一對(duì)相對(duì)的真空容器3之間并進(jìn)行定位，以使攝像區(qū)域與預(yù)定的觀察區(qū)域4一致。圖2的MRI裝置，由于被檢測(cè)體1的周?chē)臻g被敞開(kāi)，因而一般稱(chēng)為開(kāi)放型MRI裝置。
圖1表示沿圖2的線(xiàn)I-I的斷面圖。床2的方向雖與圖2不同，但為了參考一并記錄。如圖1所示，在真空容器3的內(nèi)部，設(shè)置著產(chǎn)生箭頭6方向磁場(chǎng)的超導(dǎo)主線(xiàn)圈7和為抑制泄漏磁場(chǎng)而流過(guò)與超導(dǎo)主線(xiàn)圈7反向的電流的超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8。這些超導(dǎo)主線(xiàn)圈7和超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8設(shè)置在冷卻容器9內(nèi)。在冷卻容器9內(nèi)充填著將超導(dǎo)線(xiàn)圈保持在極低溫度用的液體氦。另外，冷卻容器9通過(guò)絕熱支持構(gòu)件10支持在真空容器3上，因此能減少?gòu)恼婵杖萜鞅趤?lái)的熱侵入。真空容器3內(nèi)的構(gòu)造物相對(duì)于軸11大致呈軸對(duì)稱(chēng)而且?jiàn)A住觀察區(qū)域4大致呈上下對(duì)稱(chēng)地配置。另外，真空容器3和冷卻容器9用例如不銹鋼制成，絕熱支持構(gòu)件10用例如纖維強(qiáng)化塑料(FRP)制成。
此外，為了給NMR信號(hào)賦予空間位置信息，對(duì)被檢測(cè)體1施加正交3軸向的傾斜磁場(chǎng)的傾斜磁場(chǎng)線(xiàn)圈12配置在真空容器3的觀察區(qū)域4一側(cè)。進(jìn)而，施加引起NMR現(xiàn)象用的共振頻率電磁波的高頻照射線(xiàn)圈13設(shè)置在傾斜磁場(chǎng)線(xiàn)圈12的觀察區(qū)域4一側(cè)。
本實(shí)施例的超導(dǎo)電磁鐵裝置在中心軸11的周?chē)笾螺S對(duì)稱(chēng)地形成。如圖示那樣，相對(duì)地配置夾住觀察區(qū)域4的一對(duì)超導(dǎo)主線(xiàn)圈7，在一對(duì)超導(dǎo)主線(xiàn)圈7的軸上與各自的超導(dǎo)主線(xiàn)圈7離開(kāi)并在觀察區(qū)域4的相反一側(cè)設(shè)置著一對(duì)超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8。超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8的外徑形成得比超導(dǎo)主線(xiàn)圈7的外徑更大。另外，在本實(shí)施例中，超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8的內(nèi)徑也形成得比超導(dǎo)主線(xiàn)圈7的外徑更大。
特別是，在本實(shí)施例中，在從超導(dǎo)主線(xiàn)圈7至超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8的空間的一部分上，設(shè)置著由對(duì)軸11軸對(duì)稱(chēng)地形成的第1強(qiáng)磁性體構(gòu)件15和第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件16及第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件17構(gòu)成的強(qiáng)磁性體14。第1強(qiáng)磁性體構(gòu)件15，形成為具有比超導(dǎo)主線(xiàn)圈7的內(nèi)徑小的外徑的圓環(huán)狀，并配置在接近超導(dǎo)主線(xiàn)圈7內(nèi)面的空心部。第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件16，形成為具有比第1強(qiáng)磁性體構(gòu)件15的內(nèi)徑小的外徑的圓盤(pán)狀，并配置在超導(dǎo)主線(xiàn)圈7和超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8之間。第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件17形成為圓環(huán)狀，其內(nèi)徑形成得比第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件16的外徑大，外徑形成得比超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8的內(nèi)徑小。這些第1～第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件15、16、17最好由純鐵構(gòu)成，并與超導(dǎo)主線(xiàn)圈7和超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8一起存儲(chǔ)在冷卻容器9中。
由于這樣構(gòu)成，若使用本實(shí)施例，用一對(duì)超導(dǎo)主線(xiàn)圈7在觀察區(qū)域4形成希望的靜磁場(chǎng)。另外，在一對(duì)超導(dǎo)主線(xiàn)圈7的觀察區(qū)域相反一側(cè)所形成的磁通，被由一對(duì)超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8所形成的反向磁通隔斷，并在與軸11正交的方向彎曲。該彎曲的磁通主要呈輻射狀穿過(guò)第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件16和第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件17，并通過(guò)從被超導(dǎo)主線(xiàn)圈7和超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8夾住的空間至冷卻容器9和真空容器3的路徑。通過(guò)被超導(dǎo)主線(xiàn)圈7和超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8夾住的空間的磁通，由于穿過(guò)磁性強(qiáng)的第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件17，所以能抑制穿過(guò)超導(dǎo)主線(xiàn)圈7和超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8的磁通，能維持那些超導(dǎo)線(xiàn)圈的超導(dǎo)狀態(tài)。
特別是，本實(shí)施例的特征是，將設(shè)置在從超導(dǎo)主線(xiàn)圈7至超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8的空間的一部分上的強(qiáng)磁性體14分割成圓盤(pán)狀的第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件16和圓環(huán)狀的第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件17的2個(gè)構(gòu)件，而且，將第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件16的外徑形成得比第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件17的內(nèi)徑小，在那些構(gòu)件間設(shè)置空間。
這樣，第一，直徑D對(duì)圓盤(pán)狀的第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件16的板厚T的比D/T，由于比以前小，所以能加大磁化，易于達(dá)到磁飽和。因而，能避免因材料偏差引起的磁場(chǎng)均勻度調(diào)整時(shí)間大幅增大。
第二，由于第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件16磁飽和，所以能減小強(qiáng)磁性體構(gòu)件16的觀察區(qū)域一側(cè)和觀察區(qū)域相反一側(cè)的磁通密度差(磁力)。其結(jié)果，由于僅有作用在一對(duì)強(qiáng)磁性體構(gòu)件16間是吸引磁力那部分變小，因而能使強(qiáng)磁性體構(gòu)件16的支持構(gòu)件簡(jiǎn)化。
第三，由于將圓環(huán)狀的第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件17配置在第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件16外側(cè)的大致相同面，因而由第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件16集中的磁通就順利地穿過(guò)第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件17，可抑制穿過(guò)超導(dǎo)主線(xiàn)圈7和超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8的磁通，維持這些超導(dǎo)線(xiàn)圈的超導(dǎo)狀態(tài)。還有，圓環(huán)狀的第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件17的D/T可以考慮將其在徑向(放射方向)分割成多個(gè)，通過(guò)積分求出等效地求出。無(wú)論如何，很明顯，第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件17的D/T，由于與以前的圓盤(pán)狀磁性體比較十分小，易于達(dá)到磁飽和。
如上述所示，若使用本實(shí)施例，由于將強(qiáng)磁性體14分割成圓盤(pán)狀的第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件16和圓環(huán)狀的第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件17的2個(gè)構(gòu)件，而且，由于第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件16的外徑形成得比第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件17的內(nèi)徑小，因而能使強(qiáng)磁性體構(gòu)件16、17磁飽和。其結(jié)果，在磁化特性曲線(xiàn)的每種材料的偏差少的磁通密度B大致為一定的飽和區(qū)域，能調(diào)整磁場(chǎng)均勻度。因此，磁場(chǎng)均勻度的調(diào)整作業(yè)變得簡(jiǎn)單，能縮短調(diào)整時(shí)間，而且，能解決不能調(diào)整等的問(wèn)題。
接著，對(duì)作為第四特征的配置在接近超導(dǎo)主線(xiàn)圈7的內(nèi)面的空心部第1強(qiáng)磁性體構(gòu)件15的作用效果進(jìn)行說(shuō)明。穿過(guò)超導(dǎo)主線(xiàn)圈7的空心部的磁通由于集中穿過(guò)第1強(qiáng)磁性體構(gòu)件15，因而能抑制隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增大而穿過(guò)超導(dǎo)主線(xiàn)圈7的磁力線(xiàn)的增加。
另外，由于在第2和第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件16、17之間設(shè)置了空間部，因而雖有從超導(dǎo)主線(xiàn)圈7的空心部通過(guò)超導(dǎo)主線(xiàn)圈7向第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件17的磁力線(xiàn)增加的危險(xiǎn)，但由于在該部位配置了第1強(qiáng)磁性體構(gòu)件15，所以能抑制通過(guò)超導(dǎo)主線(xiàn)圈7的磁力線(xiàn)的增大。
而且，能提高對(duì)應(yīng)于第1強(qiáng)磁性體構(gòu)件15的觀察區(qū)域4的周?chē)糠值拇艌?chǎng)強(qiáng)度。其結(jié)果，由于能改善觀察區(qū)域4的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布的偏差，提高磁場(chǎng)均勻度，所以能降低對(duì)應(yīng)于觀察區(qū)域4的希望磁場(chǎng)強(qiáng)度的超導(dǎo)主線(xiàn)圈7的電流。
另外，若使用本發(fā)明，由于將強(qiáng)磁性體14分割形成多個(gè)強(qiáng)磁性體構(gòu)件，因而能減輕各強(qiáng)磁性體構(gòu)件的重量，同時(shí)能減輕強(qiáng)磁性體14的總重量，并提高裝配作業(yè)的效率。
實(shí)施例2圖4表示本發(fā)明另一實(shí)施例的超導(dǎo)電磁鐵裝置的斷面結(jié)構(gòu)圖。此外，圖4放大表示了在圖1中由虛線(xiàn)18包圍的部分所對(duì)應(yīng)的部分。本實(shí)施例和圖1實(shí)施例的不同之點(diǎn)在于，設(shè)置第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件20來(lái)代替第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件16，而且，改變超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8的尺寸和錯(cuò)開(kāi)軸向位置，從而將第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件20和第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件17包圍在超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8的空心部?jī)?nèi)。由于其他結(jié)構(gòu)和圖1的實(shí)施例相同，標(biāo)上相同的符號(hào)而省略其說(shuō)明。
如圖所示，第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件20，最好用純鐵形成具有外徑比第1強(qiáng)磁性體構(gòu)件15的內(nèi)徑小的圓盤(pán)狀，并配置在超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8的空心部。特別是，在第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件20的觀察區(qū)域4一側(cè)的圓盤(pán)面上設(shè)置著同心條狀的凹凸21。
若使用本發(fā)明，能得到和圖1的實(shí)施例相同的效果的同時(shí)，由于在強(qiáng)磁性體構(gòu)件20的觀察區(qū)域4一側(cè)附加了凹凸21，均勻磁場(chǎng)的調(diào)整變得更容易。
實(shí)施例3圖5表示本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的超導(dǎo)電磁鐵裝置的斷面結(jié)構(gòu)圖。與圖4同樣，放大表示了圖1中由虛線(xiàn)18包圍的部分所對(duì)應(yīng)的部分。本實(shí)施例和圖1的實(shí)施例不同之點(diǎn)在于，將圖1實(shí)施例的第1強(qiáng)磁性體構(gòu)件15和第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件17接合形成1個(gè)強(qiáng)磁性體構(gòu)件22。即，強(qiáng)磁性體構(gòu)件22做成，具有配置在超導(dǎo)主線(xiàn)圈7的空心部配置的圓筒部，和從該圓筒部的超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8一側(cè)的端部突出到超導(dǎo)主線(xiàn)圈7和超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8之間的、外徑比超導(dǎo)主線(xiàn)圈7的內(nèi)徑小的圓環(huán)狀的凸緣部。由于其他結(jié)構(gòu)與圖1的實(shí)施例相同，所以標(biāo)上相同的符號(hào)而省略其說(shuō)明。
若使用本實(shí)施例，能得到和圖1實(shí)施例相同的效果。另外，配置了圖1的第1強(qiáng)磁性體構(gòu)件15和第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件17的位置由于接近超導(dǎo)主線(xiàn)圈7和超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8，因而本來(lái)就是易于磁飽和的場(chǎng)所。因而，即使將它們結(jié)合形成大的強(qiáng)磁性體構(gòu)件22，也能使作為本發(fā)明的目的強(qiáng)磁性體構(gòu)件22磁飽和。
實(shí)施例4圖6表示本發(fā)明又一實(shí)施例的超導(dǎo)電磁鐵裝置的斷面結(jié)構(gòu)圖。此外，與圖4同樣地放大表示圖1中由虛線(xiàn)18包圍的部分所對(duì)應(yīng)的部分。本實(shí)施例和圖1實(shí)施例不同之點(diǎn)在于，將和第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件16同心的超導(dǎo)線(xiàn)圈23配置在第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件16的外側(cè)。
若使用本實(shí)施例，能得到和圖1實(shí)施例相同的效果。另外，由于在第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件16的外側(cè)配置超導(dǎo)線(xiàn)圈23，因而與其他實(shí)施例相比，有更容易達(dá)到磁飽和的效果。特別是，由于能減小第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件16的觀察區(qū)域一側(cè)和觀察區(qū)域相反一側(cè)的磁通密度，因此能使作用在一對(duì)強(qiáng)磁性體構(gòu)件16間的吸引磁力變小。
此外，超導(dǎo)線(xiàn)圈23的位置，不受圖6的例子的限制，根據(jù)促進(jìn)第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件16的磁飽和的目的，夾住強(qiáng)磁性體構(gòu)件16的圓環(huán)部并在上下面相對(duì)地配置一對(duì)超導(dǎo)線(xiàn)圈，即使通過(guò)與它們反向的電流，也能得到相同的效果。
實(shí)施例5圖7表示本發(fā)明又一實(shí)施例的超導(dǎo)電磁鐵裝置的斷面結(jié)構(gòu)圖。此外，與圖4同樣地放大表示圖1中由虛線(xiàn)18包圍的部分所對(duì)應(yīng)的部分。本實(shí)施例和圖1實(shí)施例不同之點(diǎn)在于，將冷卻容器9形成圓環(huán)狀，將超導(dǎo)主線(xiàn)圈7和超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈8和第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件17收放在冷卻容器9內(nèi)，將第1和第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件15、16從冷卻容器9向外伸出。這樣，即使在極低溫度的冷卻容器9的外側(cè)配置第1和第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件15、16，也不影響強(qiáng)磁性體構(gòu)件15、16的磁化特性，所以能得到和圖1的實(shí)施例相同的效果。
權(quán)利要求
1.一種磁共振成像裝置的超導(dǎo)電磁鐵裝置，具有夾住觀察區(qū)域相對(duì)地設(shè)置的一對(duì)超導(dǎo)主線(xiàn)圈，以與上述一對(duì)超導(dǎo)主線(xiàn)圈同軸狀從各超導(dǎo)主線(xiàn)圈離開(kāi)設(shè)置在與上述觀察區(qū)域相反一側(cè)的一對(duì)超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈，配置在從上述超導(dǎo)主線(xiàn)圈的空心部至上述超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈的空心部的空間的一部分上的強(qiáng)磁性體，上述超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈具有比上述超導(dǎo)主線(xiàn)圈外徑大的外徑，其特征是，上述強(qiáng)磁性體由同軸配置形成多個(gè)軸對(duì)稱(chēng)的強(qiáng)磁性體構(gòu)件，而且，除了軸心部外，在徑向的至少一部分具有軸向離開(kāi)的空間部構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1記載的磁共振成像裝置的超導(dǎo)電磁鐵裝置，其特征是，上述強(qiáng)磁性體做成最大外徑比上述超導(dǎo)主線(xiàn)圈的外徑大、比上述超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈的外徑小。
3.如權(quán)利要求1記載的磁共振成像裝置的超導(dǎo)電磁鐵裝置，其特征是，上述強(qiáng)磁性體由做成配置在軸心部的圓盤(pán)狀的強(qiáng)磁性體構(gòu)件和設(shè)有空間地配置在該圓盤(pán)狀的強(qiáng)磁性體構(gòu)件的外周側(cè)的至少1個(gè)圓環(huán)狀的強(qiáng)磁性體構(gòu)件構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1記載的磁共振成像裝置的超導(dǎo)電磁鐵裝置，其特征是，上述強(qiáng)磁性體做成相互在徑向設(shè)有空間地同軸配置多個(gè)圓環(huán)狀的強(qiáng)磁性體構(gòu)件。
5.如權(quán)利要求1記載的磁共振成像裝置的超導(dǎo)電磁鐵裝置，其特征是，上述強(qiáng)磁性體由配置在上述超導(dǎo)主線(xiàn)圈的空心部的圓環(huán)狀的第1強(qiáng)磁性體構(gòu)件，具有比第1強(qiáng)磁性體構(gòu)件內(nèi)徑小的外徑的、配置在上述超導(dǎo)主線(xiàn)圈和上述超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈之間的圓板狀和圓環(huán)狀之中任何一個(gè)的第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件和具有比第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件外徑大的內(nèi)徑、具有比上述超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈內(nèi)徑小的外徑的圓環(huán)狀的第3強(qiáng)磁性體構(gòu)件構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5記載的磁共振成像裝置的超導(dǎo)電磁鐵裝置，其特征是，上述第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件在上述觀察區(qū)域一側(cè)的面上形成同心狀的凹凸。
7.如權(quán)利要求1記載的磁共振成像裝置的超導(dǎo)電磁鐵裝置，其特征是，上述強(qiáng)磁性體由第1強(qiáng)磁性體構(gòu)件和第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件構(gòu)成；第1強(qiáng)磁性體構(gòu)件具有配置在上述超導(dǎo)主線(xiàn)圈的空心部的圓筒部和從該圓筒部的上述超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈一側(cè)的端部向上述超導(dǎo)主線(xiàn)圈和上述超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈之間伸出的、外徑比上述超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈的內(nèi)徑小的圓環(huán)狀突緣部；第2強(qiáng)磁性體構(gòu)件具有比該第1強(qiáng)磁性體構(gòu)件的內(nèi)徑小的外徑，配置在上述超導(dǎo)主線(xiàn)圈和上述超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈之間的圓板狀和圓環(huán)狀中任何一種形狀。
全文摘要
本發(fā)明的磁共振成像裝置的超導(dǎo)電磁鐵裝置能減小配置在超導(dǎo)主線(xiàn)圈和超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈間的強(qiáng)磁性體磁化特性的偏差影響。磁共振成像裝置的超導(dǎo)電磁鐵裝置具備一對(duì)超導(dǎo)主線(xiàn)圈(7)，在一對(duì)超導(dǎo)主線(xiàn)圈的軸上離開(kāi)超導(dǎo)主線(xiàn)圈并設(shè)于與觀察區(qū)域相反側(cè)的一對(duì)超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈(8)，在從超導(dǎo)主線(xiàn)圈的空心部至超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈的空心部的空間的一部分上配置的強(qiáng)磁性體(14)，上述超導(dǎo)屏蔽線(xiàn)圈的外徑做成比上述超導(dǎo)主線(xiàn)圈的外徑大，上述強(qiáng)磁性體同軸配置形成多個(gè)軸對(duì)稱(chēng)的強(qiáng)磁性體構(gòu)件(15、16、17)，而且，除了軸心部外，由于在徑向的至少一部分具有空間部，因而易于使強(qiáng)磁性體構(gòu)件(15、16、17)磁飽和，使強(qiáng)磁性體磁化特性的偏差的影響變小。
文檔編號(hào)G01R33/38GK1758068SQ200510112518
公開(kāi)日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月4日
發(fā)明者中山武, 阿部充志, 渡邊洋之, 高橋正典 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所