專利名稱：磁共振成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施方式涉及磁共振成像(MR1:Magnetic Resonance Imaging)裝置。磁共振成像是通過拉莫爾頻率的RF信號磁性地激勵靜磁場中放置的被檢體的原子核自旋，并根據(jù)伴隨該激勵發(fā)生的MR信號重構(gòu)圖像的攝像法。在MRI裝置中，使用利用了基于液體氦的浸潰冷卻的超導(dǎo)電磁鐵。超導(dǎo)電磁鐵構(gòu)成為通過使超導(dǎo)電線圈浸潰冷卻到儲藏了液體氦的氦容器中，維持超導(dǎo)狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
但是，氦是稀有物質(zhì)，所以希望不使用大量的液體氦就能夠?qū)崿F(xiàn)超導(dǎo)電線圈的冷卻的超導(dǎo)電磁鐵。因此，還公開了在超導(dǎo)電線圈的圓周上安裝電子冷卻部件而使超導(dǎo)電線圈冷卻的無液體氦的技術(shù)。但是，在該技術(shù)中，難以說超導(dǎo)電線圈的冷卻充分。如果超導(dǎo)電線圈的冷卻不充分，則外部熱侵入等主要原因所致的淬火的風(fēng)險上升。本實施方式是鑒于上述課題而完成的，其目的在于無需進行基于液體氦的浸潰冷卻，而降低淬火的風(fēng)險。為了解決上述課題，本實施方式的MRI裝置具有:超導(dǎo)電線圈單元，包括超導(dǎo)電線圈和支承超導(dǎo)電線圈的支承部件；無液體氦的冷卻容器，收納超導(dǎo)電線圈單元；以及多個冷凍機，配置于超導(dǎo) 電線圈單元上，使超導(dǎo)電線圈單元冷卻。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的MRI裝置，在冷卻容器是無液體氦的結(jié)構(gòu)的情況下，能夠抑制淬火的發(fā)生風(fēng)險。


圖1是示出第I實施方式的MRI裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖。圖2是示出第I實施方式的MRI裝置中的圓筒型磁鐵的圖。圖3是示出第I實施方式的MRI裝置中的超導(dǎo)電磁鐵單元的結(jié)構(gòu)的圖。圖4是示出多個冷凍機的第I配置的圖。圖5是示出多個冷凍機的第2配置的圖。圖6是示出多個冷凍機的第3配置的圖。圖7是示出多個冷凍機的第4配置的圖。圖8是示出第2實施方式的MRI裝置中的超導(dǎo)電磁鐵單元的結(jié)構(gòu)的圖。圖9是用于說明使超導(dǎo)電線圈勵磁的處理的圖。
具體實施方式
參照附圖，說明本實施方式的磁共振成像(MRI)裝置。(第I實施方式)圖1是示出第I實施方式的MRI裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖。圖1示出第I實施方式的MRI裝置100。MRI裝置100具備:靜磁場發(fā)生部I以及傾斜磁場發(fā)生部2，對被檢體150發(fā)生磁場；發(fā)送接收部3，對被檢體150進行RF脈沖的照射和MR信號的接收；以及床4，載置被檢體150。另外，MRI裝置100具備:圖像數(shù)據(jù)生成部5，對由發(fā)送接收部3接收到的MR信號進行重構(gòu)處理來生成圖像數(shù)據(jù)；顯示部6，顯示所生成的圖像數(shù)據(jù)；輸入部7，進行MR信號的收集條件和圖像數(shù)據(jù)的顯示條件的設(shè)定、各種命令信號的輸入等；以及控制部9，控制MRI裝置100的各單元。靜磁場發(fā)生部I具備超導(dǎo)電磁鐵單元11、和對超導(dǎo)電磁鐵單元11供給電流的靜磁場電源12，在被檢體150的周圍形成靜磁場。傾斜磁場發(fā)生部2具備:傾斜磁場線圈21，形成相互正交的X、Y以及Z軸方向的傾斜磁場；和傾斜磁場電源22，對傾斜磁場線圈21的各個供給電流。由控制部9對傾斜磁場電源22供給傾斜磁場控制信號，進行設(shè)置了被檢體150的空間的編碼。即，通過根據(jù)上述傾斜磁場控制信號控制從傾斜磁場電源22對X、Y、Z軸方向的傾斜磁場線圈21供給的脈沖電流，Χ、Υ、Ζ軸方向的傾斜磁場被合成而在任意的方向上形成相互正交的切片選擇傾斜磁場Gs、相位編碼傾斜磁場Ge以及讀出(頻率編碼)傾斜磁場Gr。各方向的傾斜磁場重疊于由超導(dǎo)電磁鐵單元11形成的靜磁場而被施加到被檢體150。發(fā)送接收部3具備用于對被檢體150照射RF脈沖并且檢測在被檢體150中發(fā)生的MR信號的發(fā)送接收線圈31、和與發(fā)送接收線圈31連接的發(fā)送部32以及接收部33。其中，發(fā)送接收線圈31也可以分離設(shè)置發(fā)送線圈和接收線圈。發(fā)送部32具有與由超導(dǎo)電磁鐵單元11的靜磁場強度決定的磁共振頻率相同的頻率，通過以選擇激勵波形調(diào)制了的RF脈沖電流驅(qū)動發(fā)送接收線圈31，對被檢體150照射RF脈沖。另一方面，接收部33針對發(fā)送接收線圈31作為MR信號而接收到的電信號，進行A/D變換等信號處理，作為數(shù)字信號臨時保存到MR信號存儲部511。床4具備的頂板為了設(shè)定期望的攝影位置而能夠使被檢體150移動到體軸方向的任意的位置，成為能夠插入機架的攝像空間的構(gòu)造。靜磁場發(fā)生部I的超導(dǎo)電磁鐵單元11、傾斜磁場發(fā)生部2的傾斜磁場線圈21以及發(fā)送接收部3的發(fā)送接收線圈31設(shè)置于機架且
與床4 一起設(shè)置于攝影室(屏蔽室)。圖像數(shù)據(jù)生成部5具備存儲部51和高速運算部52，存儲部51具備存儲MR信號的MR信號存儲部511、和存儲圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)存儲部512。在MR信號存儲部511中存儲由接收部33進行了數(shù)字變換的MR信號，在圖像數(shù)據(jù)存儲部512中保存對上述MR信號進行重構(gòu)處理而得到的圖像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)生成部5的高速運算部52對MR信號存儲部511中臨時保存的MR信號進行基于二維傅立葉變換的圖像重構(gòu)處理，生成實際空間的圖像數(shù)據(jù)。顯示部6具備未圖示的顯示數(shù)據(jù)生成電路、變換電路、以及監(jiān)視器，顯示數(shù)據(jù)生成電路將從圖像數(shù)據(jù)生成部5的圖像數(shù)據(jù)存儲部512供給的圖像數(shù)據(jù)、和經(jīng)由控制部9從輸入部7供給的被檢體信息等附帶信息合成而生成顯示數(shù)據(jù)，變換電路使將顯示數(shù)據(jù)變換為規(guī)定的顯示格式而生成的影像信號顯示于由CRT或者液晶等構(gòu)成的監(jiān)視器。

輸入部7在操作桌上具備開關(guān)、鍵盤、鼠標(biāo)等各種輸入設(shè)備、顯示面板，進行被檢體信息的輸入、MR信號的收集條件和圖像數(shù)據(jù)的顯示條件的設(shè)定、床4的移動指示信號和攝影開始命令信號等的輸入。
控制部9具備主控制部91和序列控制部92。主控制部91包括未圖示的控制電路(第1CPU)和存儲電路等，具有總體上控制MRI裝置100的功能。在主控制部91的存儲電路中保存通過輸入部7輸入或者設(shè)定的與被檢體信息、MR信號的收集條件、圖像數(shù)據(jù)的顯示條件以及圖像顯示格式相關(guān)的信息等。主控制部91的第ICPU生成基于從輸入部7輸入的上述信息的脈沖序列信息(例如與對傾斜磁場線圈21、發(fā)送接收線圈31施加的脈沖電流的大小、施加時間、施加定時等相關(guān)的信息)并供給到序列控制部92。控制部9的序列控制部92具備未圖示的控制電路(第2CPU)和存儲電路，在將從主控制部91送來的脈沖序列信息臨時存儲到上述存儲電路之后，依照該脈沖序列信息控制傾斜磁場發(fā)生部2的傾斜磁場電源22和發(fā)送接收部3的發(fā)送部32以及接收部33。接下來，使用圖2以及圖3，說明超導(dǎo)電磁鐵單元11的結(jié)構(gòu)。此處，以使用了圓筒型磁鐵的超導(dǎo)電磁鐵單元11為例子進行說明。圖2是示出第I實施方式的MRI裝置中的圓筒型磁鐵的圖。圖3是示出第I實施方式的MRI裝置中的超導(dǎo)電磁鐵單元11的結(jié)構(gòu)的圖。圖3所示的超導(dǎo)電磁鐵單元11的磁鐵,通過以圓筒的中心軸C為縱向的縱剖面，示出圖2的圓筒型磁鐵。如圖3所示，在作為磁鐵使用了圓筒型磁鐵的情況下，除了冷凍機的設(shè)置部分以外，相對圓筒的中心軸C對稱。超導(dǎo)電磁鐵單元11的磁鐵具備多個冷凍機(小型極低溫冷凍機:冷卻頭)204a、204b、真空容器205、熱屏蔽物206、冷卻容器207、超導(dǎo)電線圈單元208以及溫度傳感器210。在圖3中，作為冷凍機示出了 2個冷凍機204a、204b，但不限于此，也可以是3個以上。超導(dǎo)電線圈單元208包括超導(dǎo)電線圈208a以及線圈架(支承部件)208b。在線圈架208b的外周，設(shè)置用于卷繞超導(dǎo)電線圈208a的槽。超導(dǎo)電線圈208a經(jīng)由該槽配置于線圈架208b上。冷凍機204a、204b配置于冷卻容器207內(nèi)部的超導(dǎo)電線圈單元208上。例如，如圖3所示，冷凍機204a、204b配置于超導(dǎo)電線圈單元208的線圈架208b上。另外，冷凍機204a,204b通過使被壓縮了的制冷劑氣體(氦氣以及氮氣等)膨脹而產(chǎn)生制冷并直接冷卻線圈架208b，從而使線圈架208b上配置的超導(dǎo)電線圈208a冷卻?；蛘撸m然未圖示，但冷凍機204a、204b也可以配置于超導(dǎo)電線圈208a上。在該情況下，冷凍機204a、204b使被壓縮了的制冷劑氣體膨脹而發(fā)生冷熱并直接冷卻超導(dǎo)電線圈208a。當(dāng)然，雖然未圖示，但冷凍機204a、204b也可以跨越配置于超導(dǎo)電線圈208a以及線圈架208b上。另外，雖然還有時將逆變器、壓縮機、以及冷卻頭的整體稱為“冷凍機”，但在本實施方式中，僅將冷卻頭稱為“冷凍機”。冷卻容器207設(shè)置于構(gòu)成為遮斷外部的熱的真空容器205內(nèi)，內(nèi)部被維持為真空。即，冷卻容器207成為無液體氦的結(jié)構(gòu)。冷卻容器207為了提高熱遮斷效果而具有熱屏蔽物 206。熱屏蔽物206優(yōu)選由多層(通常2層或者3層)構(gòu)成。
至少I個溫度傳感器210設(shè)置于超導(dǎo)電線圈單元208(超導(dǎo)電線圈208a或者線圈架208b)上。在圖2所示的例子中，溫度測量部212與溫度傳感器210連接，根據(jù)溫度傳感器210的測量值求出超導(dǎo)電線圈單元208的溫度。另外，圖3的下側(cè)的真空容器205是圓筒型磁鐵的下側(cè)剖面，且是除了冷凍機204a,204b以外以中心軸對稱的構(gòu)造。圖4至圖7是示出多個冷凍機的配置例的圖。圖4至圖7的左側(cè)示出圖2的圓筒型磁鐵的正面(插入被檢體150的一側(cè)的面)。圖4至圖7的右側(cè)示出圖2的圓筒型磁鐵的側(cè)面。在圖4所示的配置例中，在圓筒型磁鐵的側(cè)面隨機地配置多個冷凍機204a、204b。在圖5所示的配置例中，在圓筒型磁鐵的圓周上排列配置多個冷凍機204a、204b。在圖6以及圖7所示的配置例中，在與床4的進退方向(中心軸C)平行的一直線上，排列配置多個冷凍機204a、204b。另外，在具備3個以上的冷凍機的情況下，也同樣地在與中心軸C平行的一直線上排列配置。在圖6所示的配置例中，排列配置從真空容器205的正上方朝向超導(dǎo)電線圈單元208分別插入的冷凍機204a、204b。在圖7所示的配置例中，排列配置從真空容器205的斜上方朝向超導(dǎo)電線圈單元208分別插入的冷凍機204a、204b。MRI裝置100中的冷凍機204a、204b的配置可以是圖4至圖7中的任意一個。但是，在圖6以及圖7所示的配置例中，在從正面觀察了磁鐵的情況下，后方的冷凍機204b被前方的冷凍機204a遮擋，所以磁鐵看起來較小。因此，根據(jù)圖6以及圖7所示的配置例，起到抑制在觀察磁鐵的正面的同時被插入孔洞的被檢體150的壓迫感這樣的效果。

返回圖3的說明，冷凍機204a、204b分別具備用于從壓縮機203a、203b供給高壓的制冷劑氣體的供給管。冷凍機204a、204b分別具備用于將在冷凍機204a、204b的內(nèi)部膨脹了的氣體向壓縮機203a、203b排出的排出管。壓縮機203a、203b與逆變器202a、202b分別連接。逆變器202a、202b包括轉(zhuǎn)換器電路、平滑電路、以及逆變器電路。逆變器202a、202b與商用電源201連接，在通過轉(zhuǎn)換器電路將商用電源201的交流電壓變換為直流電壓之后，通過平滑電路進行平滑化，通過逆變器電路從直流電壓變換為任意的頻率的交流電壓。逆變器控制電路211與溫度測量部212連接。逆變器控制電路211根據(jù)由溫度測量部212測量的超導(dǎo)電線圈單元208 (超導(dǎo)電線圈208a或者線圈架208b)的溫度，控制逆變器202a、202b，以使超導(dǎo)電線圈單元208的溫度成為設(shè)定溫度。以往，除了利用液體氦的冷卻以外，還有使用熱傳導(dǎo)率高的物質(zhì)來進行冷卻的傳導(dǎo)冷卻。在通過傳導(dǎo)冷卻來冷卻超導(dǎo)電線圈的情況下，由于是通過I臺冷凍機來冷卻全部的超導(dǎo)電線圈的構(gòu)造，所以如果由于冷凍機的故障或者停電等而冷凍機停止，則由于從外部的熱侵入，磁鐵線圈的溫度上升。于是，在達到超導(dǎo)電線圈的超導(dǎo)電臨界溫度時，超導(dǎo)電磁鐵無法保持超導(dǎo)狀態(tài)，而有可能發(fā)生一下子釋放超導(dǎo)電線圈中積蓄的能量(一般稱為淬火)現(xiàn)象。如果發(fā)生淬火，則超導(dǎo)電線圈中積蓄的能量、即幾 幾10兆焦耳左右的能量被釋放成熱量。如果在超導(dǎo)電線圈中發(fā)生急劇的熱量，則在超導(dǎo)電線圈本體、保持該超導(dǎo)電線圈本體的線圈架中發(fā)生急劇的熱應(yīng)力，從而有可能對超導(dǎo)電磁鐵造成損傷。另外，為了去除在內(nèi)部發(fā)生的熱量而再冷卻需要大量的時間(通常，幾周期間)。冷凍機在構(gòu)造上存在磨損部件，所以還需要定期的維護。在該情況下，需要使冷凍機臨時停止，根據(jù)上述理由，需要臨時降低磁場(減磁)和維護后的再勵磁，以使得不發(fā)生淬火。在磁鐵的勵磁/減磁作業(yè)中，淬火的風(fēng)險大，所以希望盡可能減少次數(shù)的構(gòu)造。在第I實施方式中，使用多個(2個以上)的冷凍機。由此，即使至少I臺冷凍機發(fā)生了故障，通過切換為剩余的冷凍機中的至少I個，從而也能夠抑制發(fā)生淬火。參照圖3，說明切換多個冷凍機的處理。(多個冷凍機中的第I動作例)以在多個冷凍機204a、204b中的冷凍機204a在使用中、而冷凍機204b未使用的情況下，冷凍機204a發(fā)生了故障(性能劣化)的情況為例子而進行說明。如果設(shè)為冷凍機204a發(fā)生了故障，則超導(dǎo)電線圈單元208的溫度上升。在控制部213中，如果由溫度測量部212測量的溫度從設(shè)定溫度上升了規(guī)定溫度以上，則判斷為冷凍機204a的冷卻能力降低。在控制部213判斷為冷凍機204a的冷卻能力降低了的情況下，通過逆變器控制電路211停止向逆變器202a供給商用電源201，并且開始向逆變器202b供給商用電源201。在逆變器202a中，如果商用電源201的供給停止，則停止向壓縮機203a供給交流電壓。其結(jié)果，壓縮機203a停止，冷凍機204a的使用停止。在逆變器202b中，如果開始供給商用電源201，則開始向壓縮機203b供給交流電壓。其結(jié)果，壓縮機203b動作，開始使用冷凍機204b。這樣，在多個冷凍機中的至少I個發(fā)生了故障的情況下，通過切換為剩余的冷凍機的至少I個，能夠抑制發(fā)生淬火。

如果冷凍機停止，則來自外部的熱侵入變大，所以優(yōu)選冷凍機的至少I個的冷卻能力可變。更優(yōu)選為，冷凍機的至少I個被設(shè)定為比必要的冷卻能力高(例如，110%左右)。能夠通過變更從逆變器對壓縮機提供的交流電壓的頻率來變更冷凍機的冷卻能力。具體而言，如果對壓縮機提供的交流電壓的頻率高，則壓縮機的馬達的轉(zhuǎn)速上升而冷卻能力變高。相反地，如果對壓縮機提供的交流電壓的頻率低，則壓縮機的馬達的轉(zhuǎn)速減少而冷卻能力降低。(多個冷凍機中的第2動作例)以在多個冷凍機204a、204b中的冷凍機204a在使用中、而冷凍機204b未使用的情況下，進行冷凍機204a的維護的情況為例子而進行說明。在該情況下，如第I動作例的說明那樣，通過將停止的冷凍機切換為剩余的冷凍機，不降低磁場(減磁)就能夠進行維護。由此，不需要減磁/勵磁作業(yè)，能夠降低淬火的風(fēng)險。在上述系統(tǒng)中，即使至少I個冷凍機停止，通過其他冷凍機也保持充分的冷卻性能是重要的。因此，預(yù)先對操作者等通知冷凍機的性能降低而需要維護是重要的。參照圖3來說明該方法。逆變器202a、壓縮機203a、冷凍機204a (以下，將它們總稱為“a群”)、和逆變器202b、壓縮機203b、冷凍機204b (以下，將它們總稱為“b群”)針對每預(yù)先決定的時間(例如，I天至I周期間等)切換運轉(zhuǎn)。只要a群運轉(zhuǎn)時的超導(dǎo)電線圈單元208的溫度、和b群運轉(zhuǎn)時的由溫度測量部212測定的超導(dǎo)電線圈單元208的溫度不都異常，就沒有問題。但是，假設(shè)呈現(xiàn)出在單方的群中在運轉(zhuǎn)中由溫度測量部212測定的超導(dǎo)電線圈單元208的溫度比其他群高的傾向的情況下，判斷為溫度上升的一方的群的性能劣化，需要維護。從控制部213通過系統(tǒng)控制部91對操作者等通知該內(nèi)容。在一部分的群的性能劣化了的情況下，通過其他群來保持冷卻性能。另外，在2個以上的群中性能劣化了的情況下，控制部213進行控制，以使得按照通過2個以上的群相互補充性能的形式保持冷卻能力。 如以上那樣，根據(jù)第I實施方式的MRI裝置100，在冷卻容器207是無液體氦的結(jié)構(gòu)的情況下，能夠通過基于多個冷凍機的超導(dǎo)電線圈單元208的冷卻來抑制淬火的發(fā)生風(fēng)險。具體而言，根據(jù)第I實施方式的MRI裝置100，即使多個冷凍機中的至少I個冷凍機的動作停止，通過切換為剩余的冷凍機的至少I個，也能夠抑制淬火的發(fā)生風(fēng)險。(第2實施方式)第2實施方式的MRI裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖與圖1所示的示出第I實施方式的MRI裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖相同，所以省略說明。圖8是示出第2實施方式的MRI裝置中的超導(dǎo)電磁鐵單元的結(jié)構(gòu)的圖。針對圖8所示的第2實施方式的各部，用同一符號來表示與圖3的超導(dǎo)電磁鐵單兀11同樣的部分。第2實施方式與第I實施方式不同的點在于，超導(dǎo)電磁鐵單兀11使用電池304中積蓄的能量，從而即使由于停電等而不從商用電源等商用電源201供給電力，也能夠使冷凍機繼續(xù)運轉(zhuǎn)的方面。另外，電池304的容量優(yōu)選為超導(dǎo)電線圈208a中積蓄的能量以上。作為電池，雖然沒有特別限定，但既可以使用工業(yè)用電池，也可以使用電車用電池(例如，容量約IOMJ以上)。此處，說明使超導(dǎo)電線圈208a勵磁的處理。圖9是用于說明使超導(dǎo)電線圈208a勵磁的處理的圖。圖9示出冷凍機204a、冷卻容器207、超導(dǎo)電線圈208a、勵磁用電源電路301、減磁用電源電路302、開關(guān)加熱器401、連接部402以及線材403。在圖9中，為簡化圖示，僅示出了冷凍機204a，但對于其他冷凍機也是同樣的。另外，減磁用電源電路302被電氣地切離。首先，將設(shè)置于圖9所示的A— B之間的開關(guān)加熱器401設(shè)為0N。于是，A— B之間的溫度上升，從超導(dǎo)狀態(tài)成為通常傳導(dǎo)狀態(tài)，在A — B之間發(fā)生電壓而流過規(guī)定的電流。流過A — B之間的電流通過A — B之間的超導(dǎo)部分，而在超導(dǎo)電線圈208a中積蓄能量。如果流過A — B之間的電流達到被設(shè)定為比臨界電流低的規(guī)定的電流值，則將開關(guān)加熱器401設(shè)為OFF。接下來，為了使A — B之間冷卻，使用與冷凍機204a連接的熱傳導(dǎo)率高的連接部402，通過熱傳導(dǎo)釋放A — B之間的加熱器的熱。如果A — B之間被冷卻而成為超導(dǎo)狀態(tài)，則經(jīng)由勵磁用電源電路301而流過的電流成為在A — B之間流過的狀態(tài)，而成為永久電流模式。如果成為永久電流模式，則遮斷從勵磁用電源電路301流出的電流。這樣，為了通過熱傳導(dǎo)釋放A — B之間的加熱器的熱量，需要強化開關(guān)加熱器401周邊的冷卻構(gòu)造。作為這樣的冷卻構(gòu)造，例如，設(shè)將超導(dǎo)電線圈208a和勵磁用電源電路301連接起來的線材403為超導(dǎo)線材即可。由此，在將開關(guān)加熱器401設(shè)為OFF之后，高效地進行開關(guān)加熱器401的冷卻，能夠容易地使超導(dǎo)電線圈208a遷移為永久電流模式。
接下來，說明減磁組件。在圖9中，將勵磁用電源電路301的輸出端子電氣地切離。首先，在減磁用電源電路302中，沿著箭頭方向流過與在超導(dǎo)電磁鐵中流過的電流相同的電流。之后，設(shè)開關(guān)加熱器401為0N，使A — B之間的超導(dǎo)狀態(tài)遷移為通常傳導(dǎo)狀態(tài)。之后的電流路徑成為減磁用電源電路302 — A點一超導(dǎo)電線圈208a — B點一減磁用電源電路302。通過使減磁用電源電路302的輸出電壓向負側(cè)減少，電流逐漸減少,而最終使全部的磁場消失。此時,如果從減磁用電源電路302觀察，則相對負的輸出電壓而流過正的電流，所以對外取出磁鐵內(nèi)部的能量。通常，在外部發(fā)熱元件中被消耗為熱能。返回圖8的說明，電力控制電路303是控制MRI裝置100的各部的電力的控制電路。電力控制電路303與商用電源201連接，將從商用電源201供給的電力供給給電池304、逆變器202a和逆變器202b、逆變器控制電路211以及MRI系統(tǒng)305 (MRI裝置100的超導(dǎo)電磁鐵單元11以外的結(jié)構(gòu))。在通常使用時，電力控制電路303對電池304進行充電，以使電池304中積蓄的能量的剩余量成為規(guī)定值(例如，最大容量的90%以上)。在停電時，電力控制電路303將電力供給源從商用電源201切換為電池304，使MRI系統(tǒng)305停止。在該情況下，電力控制電路303優(yōu)選使電池304中積蓄的能量的剩余量顯示于未圖示的監(jiān)視器。電力控制電路303在雖然再生超導(dǎo)電線圈208a中積蓄的能量，但電池304的剩余量仍未超過最大容量的100%的時刻，使減磁用電源電路302以及變換電路306動作。接下來，減磁用電源電路302使超導(dǎo)電線圈208a中積蓄的能量通過變換電路306在電池304中再生。 再生原理如下所述。即，將以往被消耗為熱能的能量并非以熱能而是原樣地以電能充電到電池304中。通常在減磁時發(fā)生的再生電動勢和電池304的充電用電壓不同。因此,臨時經(jīng)由電壓變換電路306，將從磁鐵發(fā)生的再生電動勢變換為電池304的充電電壓而對電池304充電。另一方面，電力控制電路303使用電池304中積蓄的能量，對逆變器202a、202b以及逆變器控制電路211繼續(xù)供給電力。減磁用電源電路302再生超導(dǎo)電線圈208a的能量，能夠進行運轉(zhuǎn)直至超導(dǎo)電線圈208a的殘留能量剩余量消失為止。進而，能夠進行冷凍機的運轉(zhuǎn)，直至電池中積蓄的能量消失為止，所以即使在停電等長期持續(xù)的情況下，也能夠冷卻保持。如以上那樣，根據(jù)第2實施方式的MRI裝置100，除了第I實施方式的MRI裝置100的效果以外，通過使用電池中積蓄的能量，即使由于停電等而不從商用電源供給電力，也能夠使冷凍機繼續(xù)運轉(zhuǎn)。另外，如果電池的剩余量成為規(guī)定量以下，則通過進行減磁處理而對電池再生，能夠防止淬火所致的超導(dǎo)電磁鐵發(fā)熱。進而，能夠通過所再生的電池的能量，使冷凍機更長地運轉(zhuǎn)。以上，說明了本發(fā)明的幾個實施方式，但這些實施方式僅為例示而不意圖限定發(fā)明的范圍。這些新的實施方式能夠通過其他各種方式實施，能夠在不脫離發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)進行各種省略、置換、變更。這些實施方式、其變形包含于發(fā)明的范圍、要旨中，并且包含于權(quán)利要求書記載的發(fā)明和其均等范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磁共振成像裝置，其特征在于，具有: 超導(dǎo)電線圈單元，包括超導(dǎo)電線圈和支承所述超導(dǎo)電線圈的支承部件； 無液體氦的冷卻容器，收納所述超導(dǎo)電線圈單元；以及 多個冷凍機，配置于所述超導(dǎo)電線圈單元上，使所述超導(dǎo)電線圈單元冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 所述多個冷凍機中的各冷凍機是使被壓縮了的制冷劑氣體膨脹而產(chǎn)生制冷的冷卻頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 所述多個冷凍機配置于所述超導(dǎo)電線圈單元的線圈架上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 所述多個冷凍機排列配置在與載置被檢體的床的進退方向平行的一直線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 使所述冷卻容器的內(nèi)部成為真空。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于，還具有: 溫度傳感器，配置于所述超導(dǎo)電線圈單元上，探測所述超導(dǎo)電線圈單元的溫度；以及控制單元，在所述多個冷凍機中的至少I個冷凍機的動作中，在根據(jù)所述探測到的溫度判斷為所述至少I個冷凍機的冷卻能力降低了的情況下，將動作切換為所述多個冷凍機中的剩余的冷凍機。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 在使所述至少I個冷凍機和所述剩余的冷凍機交替動作時，在呈現(xiàn)出所述至少I個冷凍機的動作中的溫度比所述剩余的冷凍機的動作中的溫度高的傾向的情況下，所述控制單元判斷為所述至少I個冷凍機的冷卻能力降低。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 所述多個冷凍機中的至少I個冷凍機的冷卻能力可變。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 所述控制組件通知所述至少I個冷凍機的冷卻能力降低了的意旨。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于，還具有: 電力控制電路，與電源連接；以及 電池，與所述電力控制電路連接， 所述電力控制電路將電力供給源從所述電源切換為所述電池。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 還具有將所述超導(dǎo)電線圈中積蓄的能量在所述電池中再生的減磁用電源電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 如果所述電池的剩余量成為規(guī)定量以下，則所述減磁用電源電路將所述超導(dǎo)電線圈中積蓄的能量在所述電池中再生。
全文摘要
本發(fā)明的實施方式涉及磁共振成像(MRI)裝置。本發(fā)明提供一種在冷卻容器為無液體氦的結(jié)構(gòu)的情況下，能夠抑制淬火的發(fā)生風(fēng)險的MRI裝置。MRI裝置具有超導(dǎo)電線圈單元，包括超導(dǎo)電線圈和支承超導(dǎo)電線圈的支承部件；無液體氦的冷卻容器，收納超導(dǎo)電線圈單元；以及多個冷凍機，配置于超導(dǎo)電線圈單元上，使超導(dǎo)電線圈單元冷卻。
文檔編號A61B5/055GK103156607SQ201210536530
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者橫井基尚 申請人:株式會社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社