広報活動

Print

2011年5月11日

独立行政法人 理化学研究所
国立大学法人 筑波大学
株式会社エム・アール・テクノロジー

高温超伝導バルク磁石を駆使して世界初のMRI画像を撮影

―理研・筑波大・MRTe社が、直径6.2mm、高さ9.1mmで均一磁場を達成―

マウス胎児のMRI画像

現在の医療現場では、脳梗塞(こうそく)や脳卒中をはじめ、生体内の病状を的確に画像診断することができる核磁気共鳴画像装置(MRI)が大活躍しています。このMRIが高性能を発揮するには、強磁場均一空間を安定して発生することができる磁石が欠かせません。さらに、微細なタンパク質の構造解析に威力を発揮する核磁気共鳴装置(NMR)では、MRIに比べ100倍以上もの均一な強磁場空間が求められます。そのため、MRI/NMRの磁石の作製には、高度な設計と製造技術を駆使して、磁場が均一になるよう超伝導体の細線をコイル状に巻き、液体ヘリウム温度(4.2K)まで冷却する必要があります。この超伝導電磁石の材料の1つには、イットリウム系銅酸化物(YBCO系)が登場しており、線材化せずにバルク(塊)状でも強磁場を発生させることができるため、高温超伝導バルク磁石として注目を集めています。しかし、このバルク磁石を実際に磁化させる際に必要となる磁場が、静磁場着磁時にバルク磁石自身により乱されてしまうため、必要な均一度が確保できない、という課題がありました。

作製した中空円筒の高温超伝導バルク磁石「ユーロピウムバリウム酸化銅:EuBCO」

基幹研究所のケミカルバイオロジー研究施設物質構造解析チームは、ドーナツ状の高温超伝導バルク磁石「ユーロピウムバリウム酸化銅:EuBCO]を6層に積層し、冷凍機で50Kまで冷却して静磁場着磁した超伝導磁石を完成させました。また、筑波大学とMRTe社の協力の下、磁場均一性を可視化する評価システムをMRIを用いて構築しました。このシステムでEuBCO 磁石によるMRIの性能を評価したところ、直径6.2mm、高さ9.1mmの空間において、強磁場(4.7テスラ)かつ均一(±10ppm:ppmは百万分の1)な環境を実現しました。通常のMRIではmm程度の空間分解能ですが、マウス胎児のMRI画像では空間分解能50μmを、植物のセロリでは空間分解能を100μmを達成し、核磁気共鳴を利用した顕微鏡(MRマイクロスコピー)の構築が可能であることを証明しました。今後は、液体ヘリウムなどで冷却する必要がなく、省エネで小型なMRI/NMRの登場が期待されます。

理化学研究所
ケミカルバイオロジー研究基盤施設
物質構造解析チーム
チームヘッド 越野 広雪(こしの ひろゆき)
Tel: 048-467-9361 / Fax: 048-462-1640
専任技師 仲村 高志(なかむら たかし)
Tel: 048-467-9362 / Fax: 048-462-4627