專利名稱：磁共振成像裝置及其驅(qū)動方法、屏蔽線圈及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及屏蔽在磁共振成像裝置中發(fā)生的磁場的屏蔽線圏及其制 造方法等，特別涉及用超導(dǎo)物質(zhì)形成的無源的屏蔽線圏及其制造方法等。
背景技術(shù)：
在醫(yī)用磁共振成像(MRI)裝置中使用發(fā)生靜磁場的靜磁場線圏、 修正靜磁場的均勻度的勻磁線圏、發(fā)生重疊在靜磁場上的傾斜磁場的傾 斜磁場線圏、高頻信號的發(fā)送接收用的RF線圏等各種的磁場發(fā)生用線 圏。其中，勻磁線圏、傾斜磁場線圏以及RF線圏配置在靜磁場線圏(例 如超導(dǎo)磁鐵)形成的作為診斷用空間的磁場空間(例如，圓筒形空間) 的內(nèi)部。這種情況下， 一般將勻磁線圏配置在最接近靜磁場磁鐵的位置 上，接著配置傾斜磁場線圏。RF線圍相反配置在距離插入到診斷用空間 上的被檢測體最近的位置上。在勻磁線圏中多使用常導(dǎo)墊片、超導(dǎo)墊片以及無源墊片。此外，在 傾斜磁場線團(tuán)中，為了防止按照脈沖序列發(fā)生的傾斜磁場脈沖在支撐靜 磁場線圏的殼體上發(fā)生渦電流等而導(dǎo)致畫質(zhì)降低，多使用屏蔽型的線圏。 從這一觀點(diǎn)出發(fā)，在傾斜磁場線圏中，存在有源屏蔽型的傾斜磁場線圏 和無源屏蔽型的傾斜磁場線圏。其中，有源屏蔽型的傾斜磁場線圏一般具備發(fā)生所希望的空間分 布的傾斜磁場脈沖的主線圏；配置在該主線圏的周圍的屏蔽線圏。主線 圏發(fā)生的傾斜磁場脈沖向外部的泄漏靠屏蔽線圏在有源下發(fā)生的屏蔽用 磁場來抑制。因此，泄漏到線圏單元的外部的傾斜磁場減少，能夠抑制 由該泄漏磁場引起的渦電流對成像的影響等。另一方面，無源屏蔽型的傾斜磁場線圏具備發(fā)生所希望的空間分布的傾斜磁場脈沖的主線圏；配置在該主線圏的周圍上的屏蔽體。該屏 蔽體是用屏蔽材料形成的，例如圓筒形的部件，和有源型不同，不與電 流源連接，以減少傾斜磁場脈沖向外界的泄漏那樣方式進(jìn)行屏蔽。就該屏蔽性能， 一般是有源屏蔽型的傾斜磁場線圏更好一些，但與 無源屏蔽型相比構(gòu)造復(fù)雜，此外要求屏蔽線圏的圖案設(shè)計和制作的精度 高。可是，近年，作為傾斜磁場線圏和靜磁場線圏之間的屏蔽，例如已 知有記栽在特開平8-84712號公^L上的方法。如果釆用在該文獻(xiàn)中記載 的屏蔽構(gòu)造，則如圖1所示，在使用了超導(dǎo)磁鐵裝置的磁共振成像裝置 中，用由超導(dǎo)多層復(fù)合體制作的磁屏蔽體分別被覆傾斜磁場線圏以及對 該線圏供給電流的電流供給用導(dǎo)線這雙者。由此，在配置在靜磁場中的 傾斜磁場線圏及其電流供給用導(dǎo)線上能夠減少基于由脈沖電流流過產(chǎn)生 的電磁力引起的沖擊音。此外，如果采用該結(jié)構(gòu)，則被認(rèn)為能夠減少這 種傾斜磁場線圏發(fā)生的傾斜磁場脈沖對外界的泄漏，還能夠減少因該泄 漏磁場產(chǎn)生的渦電流。但是，如果采用專利文獻(xiàn)l所述的屏蔽構(gòu)造，則例如因?yàn)橛脤bTi 層(30層)、Nb層(60層)、Cu層(31層)多層化而得的厚度lmm左 右的超導(dǎo)多層復(fù)合體形成，所以變成表面分布超導(dǎo)物質(zhì)的超導(dǎo)板的形狀。 因此，根據(jù)所施加的靜磁場的分布情況，該超導(dǎo)板被非常強(qiáng)的磁場源曝 曬，因邁斯納效應(yīng)(meissner effect),在超導(dǎo)物質(zhì)上流動的屏蔽電流飽 和。因此，如果發(fā)生該飽和，則在超導(dǎo)板的大部分上達(dá)到臨界點(diǎn)后變成 常導(dǎo)狀態(tài)，在此時的發(fā)熱下板全體變成常導(dǎo)狀態(tài)，存在不能得到希望的 屏蔽效果的問題。此外，為了制造該超導(dǎo)板，因?yàn)閷Χ鄬拥牟考訅翰?伴隨熱軋以及冷軋等工序，所以制造成本非常高，現(xiàn)實(shí)中在實(shí)用上成本 方面有困難。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是鑒于用上述的超導(dǎo)多層復(fù)合體形成的屏蔽構(gòu)造而做成 的，其目的在于提供一種即使在磁共振成像裝置中使用的情況下，也能夠防止因邁斯納效應(yīng)引起的屏蔽性能的下降，并且對所希望的屏蔽對象 發(fā)揮可靠并且穩(wěn)定的屏蔽性能，另一方面比較簡單并且使所使用的超導(dǎo) 物質(zhì)減少、能夠更便宜地制造的適合于磁共振成像的無源型的屏蔽線圏 及其制造方法。本發(fā)明的磁共振成像裝置為了實(shí)現(xiàn)上述目的，是對從設(shè)置在磁共振 成像裝置上的傾斜磁場發(fā)生用的傾斜磁場線圏發(fā)生的傾斜磁場進(jìn)行屏 蔽，并被配置在上述傾斜磁場線圏的外圍側(cè)上的無源型的屏蔽線圏，該 屏蔽線圏利用由超導(dǎo)物質(zhì)形成環(huán)形的部分和沒有超導(dǎo)物質(zhì)的部分來形成 線圏體。此外，具備有屏蔽線圏的涉及本發(fā)明的磁共振成像裝置的驅(qū)動方法為了實(shí)現(xiàn)上述目的具有使安裝在上述磁共振成像裝置上的靜磁場發(fā)生 部件發(fā)生靜磁場的步驟；通過讓上述屏蔽線圏轉(zhuǎn)移到超導(dǎo)狀態(tài)，使該屏 蔽線圏在容許上述靜磁場的磁通量通過的狀態(tài)下屏蔽上述傾斜磁場的磁 通量的步驟。進(jìn)而，屏蔽從設(shè)置在磁共振成像裝置上的磁場發(fā)生用的線圏發(fā)生的 磁場的本發(fā)明的無源型的屏蔽線圏的制造方法為了實(shí)現(xiàn)上述目的，具有 準(zhǔn)備多條用超導(dǎo)物質(zhì)形成的線材，在該多條線材中以規(guī)定的間隔電連接 相鄰的線材相互之間而形成連接點(diǎn)的步驟；將多個線材在其橫方向上拉 長，形成具有多個孔部的板形的線圏體的步驟。此外，屏蔽從設(shè)置在磁共振成像裝置上的磁場發(fā)生用的線圏發(fā)生的 磁場的本發(fā)明的無源型的屏蔽線圏的制造方法為了實(shí)現(xiàn)上述目的，具有 將用超導(dǎo)物質(zhì)形成的線材在管筒上巻繞安裝成螺旋形的步驟；通過將上 述線材在上述管筒上以與最初巻繞安裝的線材順序交叉的方式巻繞安裝 成螺旋形，形成板形的線圏體的步驟。進(jìn)而，本發(fā)明的磁共振成像裝置為了實(shí)現(xiàn)上述目的具備傾斜磁場 發(fā)生用的傾斜磁場線圏；屏蔽從上述傾斜磁場線圏發(fā)生的傾斜磁場，用 由超導(dǎo)物質(zhì)形成環(huán)形的部分和沒有超導(dǎo)物質(zhì)的部分來形成線圏體的無源 型的屏蔽線圏。


圖1是以關(guān)于本發(fā)明的一實(shí)施方式的磁共振成像裝置的門架為中心 的概略剖面圖。圖2是沿著圖1的II-II線的概略剖面圖。 圖3是Y通道的傾斜磁場線圏的概略結(jié)構(gòu)圖。 圖4是Z通道的傾斜磁場線圏的概略結(jié)構(gòu)圖。圖5是包含在X、 Y以及Z通道上共用的屏蔽線圏的局部放大說明 圖的概略結(jié)構(gòu)圖。圖6是說明屏蔽線圏的制造方法的一個例子的圖。圖7是說明屏蔽線圏的制造方法的另一個例子的圖。圖8是說明實(shí)施方式中的屏蔽線圏的屏蔽動作的圖。圖9是說明本發(fā)明的其他的實(shí)施方式的屏蔽線圏的概略結(jié)構(gòu)圖。圖IO是說明屏蔽線圏及其孔部的變形例子的圖。
具體實(shí)施方式
說明本發(fā)明的有關(guān)屏蔽線圏的實(shí)施方式。參照圖1 8說明本發(fā)明的屏蔽線圏的1個實(shí)施方式。而且，該屏蔽 線圏是不需要電源供給的無源型的屏蔽線圏，和傾斜磁場線圏組裝為一 體地形成無源屏蔽型的傾斜磁場線圏單元。該傾斜磁場線圏單元因?yàn)樵O(shè) 置在磁共振成像裝置上，所以從該磁共振成像裝置說起。圖1表示磁共振成像(MRI)裝置的門架1的概略剖面。該門架1 的全體形成為圓筒形，中心部的膛作為診斷用空間發(fā)揮作用。在診斷時 在該膛內(nèi)可以插入被檢測體P。門架1沿著脈沖序列與承擔(dān)傾斜磁場以 及高頻信號的施加、回波信號的收集、圖像的重構(gòu)等處理的成像裝置連 接，由此可以進(jìn)行磁共振成像。門架l具備大致圓筒形的靜磁場線圏單元ll、配置在該線圏單元 11的膛內(nèi)的大致圓筒形的傾斜磁場線圏單元12、安裝在該單元12的例 如外圍面上的勻磁線圏單元13以及配置在傾斜磁場線圏單元12的膛內(nèi) 的RF線圏14。將被檢體P放置在未圖示的床頂板上，插入形成RF線圏14的膛(診斷用空間)內(nèi)。靜磁場線圏單元ll用超導(dǎo)磁鐵形成。即，在外側(cè)的真空容器中，收 納多個熱輻射屏蔽容器以及單獨(dú)的液態(tài)氦容器，在液態(tài)氦容器的內(nèi)部巻 繞安裝設(shè)置超導(dǎo)線圏。傾斜磁場線圏單元12在此如上所述，形成為無源屏蔽型。該線圏單 元12為了在X軸方向、Y軸方向、Z軸方向上發(fā)生脈沖形的傾斜磁場， 在X、 Y、 Z通道各自上具有線圏組件。而且，作為單元全體，成為將各 通道的傾斜磁場幾乎不向單元徑向的外部泄漏的無源屏蔽構(gòu)造。具體地說，如圖2所示，在該傾斜磁場線圏單元12的情況下，將X、 Y、 Z通道的圓筒形的主線圏(傾斜磁場線圏)12X、 12Y、 12Z在每個 線圏層上絕緣地層疊。進(jìn)而，在最外層的主線圏12Z的外側(cè)上配置匯總 屏蔽全部通道的主線圏12X、 12Y、 12Z發(fā)生的脈沖形的傾斜磁場、即動 態(tài)變化的傾斜磁場的l個(l層)圓筒形的屏蔽線團(tuán)12S。這樣，在本實(shí) 施方式的MRI裝置中，因?yàn)槟軌蛴?個屏蔽線圏12S屏蔽由X、 Y、 Z 通道的主線圏發(fā)生的動態(tài)變化的傾斜磁場，所以能夠縮小傾斜磁場線圏 單元12的厚度。其中，Y通道的主線圏12Y如圖3所示，具備將平板形的導(dǎo)體巻繞 安裝在小直徑的管筒Bl上的4個鞍狀渦旋形的繞線部CR1、 CR2、 CR3 以及CR4。繞線部CR1以及CR2在Z軸方向上并排配置并且電氣串聯(lián) 連接。在將該巻繞部的對相對Z軸旋轉(zhuǎn)了 180度的位置上將由繞線部CR3 以及CR4形成的繞線部的對相對地配置。流過各繞線部的脈沖電流的方 向如Y軸方向傾斜磁場的大小線性改變那樣，在相對的繞線部之間以及 并排配置的繞線部之間如圖中的箭頭那樣設(shè)定。而且，圖3是對于1匝(繞線)示意性地簡化鞍狀渦旋形的繞線圖 案來表示的圖，實(shí)際的各繞線部由多匝鞍狀渦旋形線圏組成。此外，管 筒Bl是通過在其他通道的繞線層上巻繞安裝絕緣層被形成的。此外，X通道的主線圏12X也在相對Z軸4吏Y通道的主線圏12Y 旋轉(zhuǎn)卯度的狀態(tài)下同樣地被配置。進(jìn)而，Z通道的主線圏12Z如在圖4中表示其概略那樣，將平板形的導(dǎo)體在圓筒形的管筒B2上沿著螺旋管形的線圏圖案巻繞安裝多匝形 成。該主線圏12Z對于Z軸方向的中心位置Z一，將繞線方向變成相反 方向。
屏蔽線圏12S是具有實(shí)施了本發(fā)明的特征性構(gòu)造的線圏，形成用超 導(dǎo)物質(zhì)形成的無源屏蔽線圏。具體地說，該屏蔽線圏12S如圖5所示， 由使用作為超導(dǎo)物質(zhì)的例如NbTi類的超導(dǎo)線21形成的網(wǎng)狀的圓筒體(線 圏體)12N組成。即，該圓筒體(線圏體)12N變成沿著其外圍面組裝 超導(dǎo)線21、以便描畫菱形的式樣的簡單的結(jié)構(gòu)。因此，屏蔽線圏12S作 為其線圏部分的實(shí)體，用由沿著其外圍面形成的超導(dǎo)體組成的多個大致 菱形的框部分21A構(gòu)成。該多個大致菱形的框部分21A各自的內(nèi)部變成 孔部(空間部分)21B。
即，所謂該"孔部"是指超導(dǎo)物質(zhì)不存在的部分(區(qū)域)。因此，因?yàn)?只要是沒有超導(dǎo)物質(zhì)的部分即可，所以可以是實(shí)際的"孔"，也可以不是。 例如，在該"孔部"上，可以填充銅等的熱傳導(dǎo)率、導(dǎo)電率好的物質(zhì)，例 如可以填充常導(dǎo)電物質(zhì)來使用。進(jìn)而，這種"孔部"因?yàn)橹灰菦]有超導(dǎo) 物質(zhì)的部分即可，所以，例如也可以是晶格缺損這種原子水平的非常小 的空間的孔。具有該晶格缺損的超導(dǎo)物質(zhì)，例如超導(dǎo)板為了提高電流密 度通過摻入雜質(zhì)等，能夠和其他目的一同制作出。此外，為了將本發(fā)明 的屏蔽線圏作為發(fā)熱少的動態(tài)的屏蔽板(也可以不必須是板形)形成， 希望至少空間上超導(dǎo)孔周圍用超導(dǎo)體包圍，這是因?yàn)闉榱苏诒蝿討B(tài)的磁 場變動而想讓屏蔽永久電流流過的緣故。
這樣表示了具有沒有超導(dǎo)物質(zhì)的部分的本發(fā)明的屏蔽線圏和以往那 樣使用了在一面上填充超導(dǎo)物質(zhì)的超導(dǎo)板的屏蔽線圏完全不同的動作。 對于該動作使用具體的附圖以后說明，在此如果簡單地說則如下所示。 在本發(fā)明的屏蔽線圏中，通過特意設(shè)置在空間上不存在超導(dǎo)物質(zhì)的位置， 對于靜態(tài)磁場宛如沒有超導(dǎo)物質(zhì)那樣動作，而對于動態(tài)磁場變化，在超 導(dǎo)物質(zhì)上生成對通過沒有該超導(dǎo)物質(zhì)的孔的磁通量進(jìn)行抵消的屏蔽永久 電流，有選擇地只遮蔽動態(tài)磁場變化。此時，在物理上以保護(hù)超導(dǎo)物質(zhì) 為目的填充的銅等的導(dǎo)電性導(dǎo)體上發(fā)生渦電流，但該電流在電阻是0的超導(dǎo)物質(zhì)上立即被吸收，由此產(chǎn)生的發(fā)熱非常小。
如上所述，通過將本實(shí)施例的屏蔽線圏12S的圓筒體(線圏體)12N 設(shè)置成具有沿著其外圍面組裝了超導(dǎo)線21、以描畫出菱形式樣那樣的簡 單構(gòu)造，從而圓筒體(線圏體)12N變成不依賴于X、 Y、 Z通道的圓筒 形的主線圏12X、 12Y、 12Z的線圏圖案的形狀。因而，如果采用本實(shí)施 例的屏蔽線圏12S的圓筒體12N，則如果一旦i殳置圓筒體12N，則對于 從線圏圖案變更后的主線圏和可動式的主線圏發(fā)生的磁場的屏蔽也有 效。
再次返回實(shí)施例的屏蔽線圏12S進(jìn)行說明。該屏蔽線圏12S收納在 形成為圓筒形的容器22中，為了將超導(dǎo)線21設(shè)置為超導(dǎo)狀態(tài)，可以填 充液態(tài)氦。
該屏蔽線圏12S能夠用各種方法制造。如圖6以及圖7所示，表示 有關(guān)制造方法的例子。無論在哪種制造方法的情況下，都使用在導(dǎo)線的 內(nèi)部沿著其長度方向埋入例如由NbTi類的超導(dǎo)物質(zhì)組成的超導(dǎo)材料(芯 材料)的超導(dǎo)線21。
在圖6所示的制造方法的情況下，將這種超導(dǎo)線21并排排列多根， 相互在相鄰的線材之間對每一規(guī)定間隔電連接(電接合點(diǎn)CN的形成X參 照圖6(A))。以下，將這樣形成了多個電接合點(diǎn)CN的線材拉長，以使 得分別描畫出將4個位置的電接合點(diǎn)CN作為頂點(diǎn)的菱形的式樣(孔部 21B)(參照同一圖(B))。以下，沿著圓筒形的管筒B3將該拉長的線材 團(tuán)成圓筒形(參照圖5)。
而且，作為該制造方法的另一例子，也可以在用超導(dǎo)物質(zhì)形成了整 個表面的超導(dǎo)板上每隔規(guī)定間隔在多個列上加入規(guī)定長度的切口 ，其后， 將該板在橫向上擴(kuò)展。由此，切口部分的各自擴(kuò)大形成孔部21B，切口 之間的連續(xù)部分分別形成上述的電接合點(diǎn)CN，能夠形成和圖6 (B) — 樣的屏蔽線圏12S。
與此相反，在圖7所示的制造方法的情況下，沿著準(zhǔn)備的圓筒形的 管筒B3的外圍面最初以規(guī)定的傾斜角度將超導(dǎo)線21巻繞成螺旋形。接 著，以與超導(dǎo)線的巻繞安裝方向交叉的方式來改變方向，將超導(dǎo)線21再次巻繞安裝成螺旋形。通過該2次的螺旋巻繞，沿著外圍面超導(dǎo)線21交 叉的各自的位置形成上述電接合點(diǎn)CN，用該電接合點(diǎn)CN包圍的大致菱 形的式樣部分形成孔部21B。
以下，說明本實(shí)施方式的磁共振成像裝置的門架1的屏蔽線圏12S 的作用效果。
該屏蔽線圏12S的目的在于防止從傾斜磁場線圏單元12向著靜磁場 線圏單元11的方向(門架1的半徑的外側(cè)方向)的磁場的泄漏。因此， 需要對于靜磁場不顯示屏蔽效果，而屏蔽脈沖式變化的傾斜磁場(動態(tài) 變化的磁場)。因此，重要的是管理在讓屏蔽線圏12 (即超導(dǎo)線圏21) 轉(zhuǎn)移到超導(dǎo)狀態(tài)時的靜磁場的施加的順序。即，重要的是最初施加靜磁 場，其后將屏蔽線圏12轉(zhuǎn)移到超導(dǎo)狀態(tài)。
因而，當(dāng)使用該磁共振成像裝置執(zhí)行磁共振成像的情況下，沿著該 順序關(guān)系，最初讓靜磁場線圏單元ll起動發(fā)生靜磁場。該靜磁場因?yàn)樽?通過門架l的內(nèi)部的靜磁場發(fā)生，所以該靜磁場的磁通量Bo如圖8所示， 通過屏蔽線圏12。即，因?yàn)榇藭r的屏蔽線圏12還未變成超導(dǎo)狀態(tài)，所以 靜磁場的磁通量Bq經(jīng)該孔部21B能夠自由地通過。
接著，在該靜磁場發(fā)生后，使該屏蔽線圏12轉(zhuǎn)移到超導(dǎo)狀態(tài)。這只 要在容器22內(nèi)填充液態(tài)氦即可。通過該填充，在容器22內(nèi)將屏蔽線圏 12浸漬在液態(tài)氦中。其結(jié)果，屏蔽線圏12因?yàn)槔鋮s為液態(tài)氦的溫度 -269"的極低的溫度，所以轉(zhuǎn)移到超導(dǎo)狀態(tài)。
其后，沿著規(guī)定的脈沖序列，驅(qū)動傾斜磁場線圏單元12的X、 Y以 及Z通道的傾斜磁場線圏(主線圏)12X、 12Y以及12Z，及RF線圏 14，經(jīng)由RF線圏14收集回波信號。
該傾斜磁場線圏(主線圏)12X、 12Y以及12Z通過在極其短時間 內(nèi)導(dǎo)通/斷開的脈沖信號來被驅(qū)動。因此，從各傾斜磁場線圏12X、 12Y 以及12Z發(fā)生的傾斜磁場G (Gx， Gy， Gz)重疊在靜磁場B。上并將空 間的位置信息給予靜磁場Bo。因此，能夠在該靜磁場Bo的基礎(chǔ)上收集所 希望的回波信號。
從該各靜磁場線圏12X、 12Y以及12Z發(fā)生的傾斜磁場G—方面重疊在靜磁場Bo上，另一方還向著靜磁場線圏單元11 一側(cè)發(fā)射。該傾斜 磁場G是與時間一起動態(tài)變化的磁場。
因此，因?yàn)槠帘尉€圏12S的框部分21A為完全非磁性，所以該傾斜 磁場G的磁通量通過該孔部21B。但是，如圖8所示，因?yàn)檫@種孔部21B 分別成為1個閉環(huán)，所以在各閉環(huán)中感應(yīng)的環(huán)路電流在相鄰的環(huán)之間相 互抵消，結(jié)果是沒有電流流過。即，最初施加的靜磁場B。雖然能夠通過 屏蔽線圏12S,但向著其后的超導(dǎo)狀態(tài)移動后施加的磁場、即傾斜磁場G 不能通過屏蔽線圏12S,,皮屏蔽線圏12S屏蔽。因而，因?yàn)楹挽o磁場Bo 沒有任何關(guān)系，所以不會因靜磁場達(dá)到臨界點(diǎn)而發(fā)生淬息(quench)現(xiàn) 象，能夠得到有選擇地只屏蔽傾斜磁場G這一高性能的屏蔽效果。
因此，傾斜磁場G泄漏到靜磁場線圏單元11 一側(cè)，在這種單元ll 的殼體上發(fā)生渦電流，靠該渦電流的作用，能夠可靠地排除或者降低使 被重構(gòu)的MR圖像的畫質(zhì)下降這一事態(tài)。
而且，在本實(shí)施方式的無源的屏蔽線圏12S的情況下，雖然是l個 (l層)的遮蔽體，但能夠遮蔽X通道、Y通道以及Z通道全體的動態(tài) 變動磁場(傾斜磁場)。即、與位于屏蔽線圏12S的內(nèi)徑一側(cè)(膛一側(cè)) 的傾斜磁場線圏12X、 12Y、 12Z的形狀和巻繞安裝圖案無關(guān)地，能夠用 1個無源的遮蔽體來屏蔽。因此，屏蔽線團(tuán)12S能夠作為通用性優(yōu)異的 萬能型遮蔽體來使用。
此外，如上所述能夠應(yīng)用到各種用途的傾斜磁場線圏，并且因?yàn)椴?需要提供電流，所以還能夠在靜磁場線圏單元11和所采用的超導(dǎo)磁鐵的 容器(真空容器)中配置屏蔽線圍12S。通過這樣配置，能夠更大地采 用作為主線圏的傾斜磁場線圏12X、 12Y、 12Z之間的距離。因而，能夠 減少提供給主線圏的電源的容量，能夠進(jìn)一步提高傾斜磁場線圏單元12 的效率，并且能夠謀求進(jìn)一步的小型化。
進(jìn)而，因?yàn)樵谄帘尉€圏12S中使用的超導(dǎo)材料用NbTi線等線材形成， 所以和以往的超導(dǎo)板型的屏蔽線圏不同，能夠得到能夠抑制超導(dǎo)材料的 成本，能夠進(jìn)一步便宜地制造這一在使用上非常重要的效果。
進(jìn)而，雖然需要將該無源的屏蔽線圏12S轉(zhuǎn)移到超導(dǎo)狀態(tài)的機(jī)構(gòu)(容器22和用于它的端口)，但和有源型的傾斜磁場線圏單元不同，如果考 慮在各通道上用共用的1層的屏蔽層(屏蔽線圏12S)就可以，以及不 需要對屏蔽線圏12S的電源和配線的導(dǎo)引，則使用了該屏蔽線圏12S的 無源型的傾斜磁場線圏12可以使其全體構(gòu)成簡單化，并且小型化?？墒?，本實(shí)施方式的屏蔽線圏12S因?yàn)樵诎l(fā)生了靜磁場后轉(zhuǎn)移到超 導(dǎo)狀態(tài)，所以能夠使靜磁場連續(xù)地通過。與此相反，如以往那樣在單純 地在整個表面上分布超導(dǎo)物質(zhì)的超導(dǎo)板的情況下，通過該邁斯納效應(yīng)， 因?yàn)榕c發(fā)生.施加靜磁場的順序沒有關(guān)系地，想將磁通量發(fā)到板的外部， 所以在無論是靜磁場還是運(yùn)動磁場都屏蔽這一點(diǎn)和本實(shí)施方式有決定性 地不同。而且，如上所述，也可以是這樣的構(gòu)成，當(dāng)未具備填充了液態(tài)氦的 容器22的情況下，使用直接型的冷凍機(jī)，通過讓該冷凍機(jī)起動，讓屏蔽 線圏12S轉(zhuǎn)移到超導(dǎo)狀態(tài)。因此，對于用于控制從常導(dǎo)狀態(tài)向超導(dǎo)狀態(tài) 的結(jié)構(gòu)也能夠釆用各種方式。 (另一種實(shí)施方式)進(jìn)而，說明涉及本發(fā)明的屏蔽線圏的另一種實(shí)施方式。 該實(shí)施方式的屏蔽線圏是對磁共振成像裝置的勻磁線圏單元13進(jìn)行 實(shí)施的線團(tuán)。該勻磁線圏單元13如圖9所示，具有和上述的例如圖5所述的屏蔽 線圏12S相同的網(wǎng)格構(gòu)造的屏蔽線圏13S而構(gòu)成的。在該屏蔽線圏13S 中，還具備可以導(dǎo)通/斷開動作的電流供給電路23、讓該電流供給電路 23導(dǎo)通/斷開的開關(guān)24。因此，在操作開關(guān)24讓電流供給電路23導(dǎo)通 動作時，向該屏蔽線圏13S提供電流，加熱該線圏13S。如本實(shí)施方式所示，當(dāng)將本發(fā)明的屏蔽線圏作為勻磁用線圏實(shí)施的 情況下，如上所述不僅屏蔽動態(tài)變化的傾斜磁場G，而且還需要屏蔽靜 磁場。因此，和上述的實(shí)施方式時一樣，靜磁場的施加和屏蔽線圏13S 向超導(dǎo)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移的時期的時刻變動重要。在上述的實(shí)施方式的情況下， 在施加靜磁場后雖然需要使屏蔽線圏13S轉(zhuǎn)移到超導(dǎo)狀態(tài)，但在該實(shí)施 方式的情況下，該順序相反。該具體的一個例子如下所示?，F(xiàn)在，通過向容器22填充液態(tài)氦，設(shè) 置成屏蔽線圏13S也已經(jīng)處于超導(dǎo)狀態(tài)(此時，靜磁場線圏單元ll還未 起動)。在該狀態(tài)下，對開關(guān)24進(jìn)行操作從電流供給電路23向屏蔽線圏 13S提供電流。由此，因?yàn)槠帘尉€圏13S用焦耳熱加熱，所以屏蔽線圏 13S在瞬間返回常導(dǎo)狀態(tài)。這樣在一旦可靠地返回常導(dǎo)狀態(tài)后，對開關(guān)24進(jìn)行操作中止從電流 電路23向屏蔽線圏13S進(jìn)行的電流供給。因此，浸漬到容器22內(nèi)的液 態(tài)氦中的屏蔽線圏13S再次轉(zhuǎn)移超導(dǎo)狀態(tài)。以下，已經(jīng)讓靜磁場線圏單元11起動發(fā)生靜磁場。由此，靜磁場 Bo的磁通量不能通過已變成超導(dǎo)狀態(tài)的屏蔽線圏13S，此外，傾斜磁場 G的磁通量也不能通過屏蔽線圏13S。即，兩者都被屏蔽線圏13S屏蔽。通過配置這樣的屏蔽線圏13S，除了傾斜磁場G的屏蔽功能外，還 能夠得到基于能夠屏蔽靜磁場B。的勻磁效果。而且，也可以并用上述的傾斜磁場線圏單元12 (屏蔽線圏12S)和 勻磁線圏單元13 (屏蔽線圏13S)。此外，而且，在上述屏蔽線圏12S的情況下，使用超導(dǎo)線21形成大 致菱形的多個孔部21B，但基本上該孔部21B的形狀并不是必須限于此。即，作為該孔部的最大的概念，只要超導(dǎo)物質(zhì)不在屏蔽線圏的整個 表面分布即可，形成多個定型以t或者不定型的孔部，只要經(jīng)由該孔部 靜磁場的磁通量能夠通過即可。作為形成定型孔部的方式，有形成一定 形狀的網(wǎng)格形的孔。該一定形狀的孔部21B不是必須限定于菱形，如圖10 (A) ~ (C) 所示，也可以是圓形、長圓'形、正方形，乃至卵形、橢圓形、菱形等任 何形狀。該孔部21B各自作為小的閉環(huán)線圏發(fā)揮作用，能夠屏蔽要進(jìn)入 該線圏的磁通量。例如，當(dāng)是圖10 (A)那樣的圓形狀的孔部21B的情 況下，使用NbTi線等線材，制造多個小環(huán)形線圏，通過將那些環(huán)形線圏 連結(jié)配置在管筒的圓周面上，能夠形成屏蔽線圏12S。此外，即使是相同的一定形狀的孔部21B，也可以根據(jù)圓筒形的屏 蔽線圏12S (13S)的位置調(diào)整其大小。例如，如圖5示意性地表示的那樣，也可以是在屏蔽線圏12S的圓筒軸(Z軸)的方向的中央部上將孔 部21B的大小細(xì)化，與其相反地越靠近圓筒軸上的端部，越將孔部21B 的自身變粗地形成。由此，越接近該中央部，越能夠提高其屏蔽性能， 還能夠根據(jù)位置的重要性調(diào)整屏蔽性能。進(jìn)而，即使是超導(dǎo)物質(zhì)經(jīng)由常導(dǎo)物質(zhì)形成多個小的線圏的構(gòu)造的屏 蔽線團(tuán)，也發(fā)揮同樣的屏蔽效果。然后，在這種情況下，因?yàn)榇嬖谟砂l(fā) 熱引起的淬息現(xiàn)象的問題，所以希望超導(dǎo)物質(zhì)分布成線狀來形成線圏。進(jìn)而，將關(guān)于上述的實(shí)施例以及變形例子的屏蔽線圏至少形成為1 層或者1層以上的多層構(gòu)造。此外，也可以將關(guān)于上述的實(shí)施例以及變 形例的屏蔽線圏配置成與發(fā)生靜磁場的靜磁場線圏相同的真空層或者其 他獨(dú)立的真空層上。進(jìn)而，也可以形成上述的實(shí)施例的傾斜磁場線圏作為所謂的自遮蔽 傾斜磁場線圏(作為一例，有Actively Shielded Gradient Coil (ASGC ))， 對此使用上述的屏蔽線圏。此外，還能夠?qū)㈥P(guān)于本發(fā)明的屏蔽線圏實(shí)施 到非屏蔽型的傾斜磁場線圏。進(jìn)而，為了局部地屏蔽傾斜磁場線圏，在 該傾斜磁場線圏的外側(cè)上也可以配置1個以上的本發(fā)明的屏蔽線圏。本發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施方式及其變形例子，如果是本領(lǐng)域技 術(shù)人員，則能夠在權(quán)利要求的范圍所述的主旨范圍內(nèi)使用以往公知的技 術(shù)進(jìn)一步進(jìn)行各種各樣的變形并實(shí)施，它們也屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種屏蔽線圈，對從設(shè)置在磁共振成像裝置上的傾斜磁場發(fā)生用的傾斜磁場線圈發(fā)生的傾斜磁場進(jìn)行屏蔽，并被配置在上述傾斜磁場線圈的外圍側(cè)上的無源型的屏蔽線圈，其特征在于利用由超導(dǎo)物質(zhì)形成環(huán)形的部分和沒有超導(dǎo)物質(zhì)的部分來形成線圈體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的屏蔽線圏，將上述線圏體設(shè)置成兼具分別 對從由X通道、Y通道以及Z通道組成的多個上述傾斜磁場線圏群分別 發(fā)生的上述傾斜磁場向外圍側(cè)泄漏進(jìn)行屏蔽的功能的結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的屏蔽線圏，將上述線圏體設(shè)置成不依賴于 上述傾斜磁場線圏的線圏圖案的形狀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的屏蔽線圏，將上述線圏體設(shè)置成將形成有 上述環(huán)形的部分i殳為作為上述超導(dǎo)物質(zhì)的超導(dǎo)線存在的部分、而將沒有
5. 才艮據(jù)權(quán)利要求l所述的屏蔽線圏，由配置在上述傾斜磁場線圏的 外側(cè)上、并且包含為了局部屏蔽該傾斜磁場線圏而配置的至少1個以上 的線圏體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的屏蔽線圏，將上述線圏體形成為至少1層 或者l層以上的多層構(gòu)造。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的屏蔽線圏，通過在用上述超導(dǎo)物質(zhì)形成的 線圏體上形成沒有上述超導(dǎo)物質(zhì)的部分，來形成用上述超導(dǎo)物質(zhì)形成的 部分和沒有上述超導(dǎo)物質(zhì)的部分。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的屏蔽線圏，沒有上述超導(dǎo)物質(zhì)的部分是由 該超導(dǎo)物質(zhì)的晶格缺陷產(chǎn)生的部分。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的屏蔽線圏，上述線圏體具有厚度方向，并 且從該厚度方向看時形成板形。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的屏蔽線圏，沒有上述超導(dǎo)物質(zhì)的部分由 設(shè)置在用上述超導(dǎo)物質(zhì)形成的板形的上述線圏體上的多個孔部構(gòu)成。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的屏蔽線圏，在上述線圏體上以網(wǎng)格形形成上述孔部。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的屏蔽線圏，上述線圏體的孔部的形狀是 包含圓形、卵形、橢圓形、矩形、菱形的多個形狀中的一個。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的屏蔽線圏，將用上述超導(dǎo)物質(zhì)形成的多 個環(huán)形線圏在圓筒周面上相互連結(jié)形成。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的屏蔽線圏，上述磁場發(fā)生用的線圏是配 備在上述磁共振成像裝置上的、發(fā)生靜磁場且在內(nèi)周側(cè)具有膛的靜磁場 發(fā)生部件，其構(gòu)成為配置在該靜磁場發(fā)生部件的內(nèi)周側(cè)的規(guī)定位置上擔(dān) 負(fù)使該靜磁場均勻化。
15. —種磁共振成像裝置的驅(qū)動方法，是具備權(quán)利要求13所述的屏 蔽線圏的磁共振成像裝置的驅(qū)動方法，具有使安裝在上述磁共振成像裝置上的靜磁場發(fā)生部件發(fā)生靜磁場的步通過讓上述屏蔽線圏轉(zhuǎn)移到超導(dǎo)狀態(tài)，使該屏蔽線圏在容許上述靜 磁場的磁通量通過的狀態(tài)下屏蔽上述傾斜磁場的磁通量的步驟。
16. —種屏蔽線圏的制造方法，在對從設(shè)置在磁共振成像裝置上的 磁場發(fā)生用的線圏發(fā)生的磁場進(jìn)行屏蔽的無源型的屏蔽線圏的制造方法 中，具有準(zhǔn)備多條用超導(dǎo)物質(zhì)形成的線材，在該多條線材中以規(guī)定的間隔電 連接相鄰的線材相互之間而形成連接點(diǎn)的步驟；將多個線材在其橫方向上拉長，形成具有多個孔部的板形的線圏體 的步驟。
17. —種屏蔽線圏的制造方法，在對從設(shè)置在磁共振成像裝置上的 磁場發(fā)生用的線圏發(fā)生的磁場進(jìn)行屏蔽的無源型的屏蔽線圏的制造方法 中，具有將用超導(dǎo)物質(zhì)形成的線材在管筒上巻繞安裝成螺旋形的步驟； 通過將上述線材在上述管筒上以與最初巻繞安裝的線材順序交叉的 方式巻繞安裝成螺旋形，形成板形的線團(tuán)體的步驟。
18. —種磁共振成像裝置，其特征在于，具備 傾斜磁場發(fā)生用的傾斜磁場線圏；屏蔽從上述傾斜磁場線圏發(fā)生的傾斜磁場，用由超導(dǎo)物質(zhì)形成環(huán)形 的部分和沒有超導(dǎo)物質(zhì)的部分來形成線圏體的無源型的屏蔽線圏。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的磁共振成像裝置，將上述線圏體設(shè)置成 兼具分別對從由X通道、Y通道以及Z通道組成的多個上述傾斜磁場線 圏群分別發(fā)生的傾斜磁場向外圍側(cè)泄漏進(jìn)行屏蔽的功能的結(jié)構(gòu)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的磁共振成像裝置，將上述線圏體設(shè)置成 不依賴于上述傾斜磁場線圏的線圏圖案的形狀。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的磁共振成像裝置，將上述線圏體配置在 和發(fā)生靜磁場的靜磁場線圏同樣的真空層上。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的磁共振成像裝置，將上述線圏體配置在 和發(fā)生靜磁場的靜磁場線圏分別獨(dú)立的真空層上。
23. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的磁共振成像裝置，將上述傾斜磁場線圏 設(shè)置成自遮蔽型傾斜磁場線圏。
24. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的磁共振成像裝置，將上述傾斜磁場線圏 設(shè)置成非屏蔽型的傾斜磁場線圏。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁共振成像裝置及其驅(qū)動方法、屏蔽線圈及其制造方法，其中，特別提供一種屏蔽從設(shè)置在磁共振成像裝置上的磁場發(fā)生用的線圈中發(fā)生的磁場的無源型的屏蔽線圈。用超導(dǎo)物質(zhì)形成該屏蔽線圈，在從厚度方向看時形成板形，并且具有多個孔部。孔部的形狀可以是任何形狀，例如可以是圓形、卵形、橢圓形、矩形、菱形中的某一個。
文檔編號G01R33/421GK101281240SQ20081009183
公開日2008年10月8日 申請日期2008年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月6日
發(fā)明者河本宏美 申請人:株式會社東芝;東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社