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2014 年度 実績報告書

バルク高温超伝導磁石を用いたマウス用MRIの開発

研究課題

研究課題/領域番号 24360034
研究機関筑波大学

研究代表者

巨瀬 勝美  筑波大学, 数理物質系, 教授 (60186690)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードMRI / 高温超伝導
研究実績の概要

従来のバルク超伝導磁石の静磁場均一性を改善するために,外径60mm内径28mm,厚さ23mmのバルク磁石を両端に置き,外径60mm内径32mm,厚さ18.5mmのバルク磁石4個をその間に積層したEuBCO系のバルク磁石を開発した.この磁石の着磁過程を計測し,以下の結果を得た.
直径6mm長さ9mmの円柱状領域において,4.7Tの静磁場における100Kから50Kへの冷却過程では,静磁場不均一性が7.2ppmから4.5ppmへと減少し,共鳴周波数は,202.08MHzから202.13MHzへと上昇した.また,4.7Tからの消磁過程においては,静磁場不均一性は4.5ppmから28ppmへと上昇し,共鳴周波数は,202.13MHzから202.05MHzまで低下した.また,冷却過程において,超伝導転移温度以下では,勾配磁場電流効率の約30%の低下が見られ,マイスナー効果によるものと結論した.
以上の静磁場不均一性を改善し,マイスナー効果の影響の問題を解決するために,シングルレイヤーシムコイル(SLSC)と,マイスナー効果を取り入れた勾配磁場コイルの設計方法を開発した.
SLSCの使用の有無による静磁場不均一性を計測したところ,直径8.4mm長さ10mmの円柱状の領域において,63.2ppmから15.4ppmへと大幅に改善することができた.次に,勾配磁場コイルの電流効率を計測したところ,GxとGyコイルの設計値5.3G/cm/Aに対し実測値5.2G/cm/A,Gzコイルの設計値7.4G/cm/Aに対し実測値7.2G/cm/Aと良好な一致を得た.また,従来型勾配磁場コイルよりも広い線形領域を得た.
さらに,化学固定マウスを撮像し,MR microscopeとしての有用性を示した.その結果,先行研究よりも画像コントラスト,信号の空間的均一性などの点で,遙かに優れた画像を取得した.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Two-dimensional Compressed Sensing using the Cross-sampling Approach for Low-field MRI Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Daiki Tamada, and Katsumi Kose
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Medical Imaging

      巻: 33 ページ: 1905-1912

    • DOI

      10.1109/TMI.2014.2326864

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coupled circuit numerical analysis of eddy currents in an open MRI system2014

    • 著者名/発表者名
      Md. Shahadat Hossain Akram, Yasuhiko Terada, Ishi Keiichiro, Katsumi Kose
    • 雑誌名

      J Magn Reson

      巻: 245 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.jmr.2014.05.001

    • 査読あり
  • [学会発表] k-space power distributionを用いたCompressed Sensingサンプリング最適化手法の検討2014

    • 著者名/発表者名
      玉田大輝,巨瀬勝美
    • 学会等名
      第42回日本磁気共鳴医学会大会
    • 発表場所
      ホテルグランヴィア京都(京都市下京区)
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-20
  • [学会発表] Coupled circuit simulation of Z-and X-gradient eddy currents in a 9.4T narrow-bore MRI system2014

    • 著者名/発表者名
      アクラム エムディ シャハダト ホサイン,寺田康彦,巨瀬勝美
    • 学会等名
      第42回日本磁気共鳴医学会大会
    • 発表場所
      ホテルグランヴィア京都(京都市下京区)
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-20
  • [学会発表] Temporal-spatial responses of planar X-gradient eddy currents by solid angle coupled circuit method2014

    • 著者名/発表者名
      アクラム エムディ シャハダト ホサイン,寺田康彦,巨瀬勝美
    • 学会等名
      第42回日本磁気共鳴医学会大会
    • 発表場所
      ホテルグランヴィア京都(京都市下京区)
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-20
  • [学会発表] 高次の静磁場不均一性を考慮したSelf-Calibrated Compressed Sensingアルゴリ ズムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      玉田大輝,巨瀬勝美
    • 学会等名
      第42回日本磁気共鳴医学会大会
    • 発表場所
      ホテルグランヴィア京都(京都市下京区)
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-20
  • [学会発表] 高温超伝導バルク磁石におけるマイスナー効果を考慮した勾配磁場コイルの開発2014

    • 著者名/発表者名
      玉田大輝,仲村高志,巨瀬勝美
    • 学会等名
      第18回NMRマイクロイメージング研究会
    • 発表場所
      金沢勤労者プラザ(石川県金沢市)
    • 年月日
      2014-08-12 – 2014-08-12

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公開日: 2016-06-01  

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