JP2001149338A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 開放性の高い靜磁場発生源を有する磁気共鳴
イメージング装置において、低振動、低騒音の傾斜磁場
コイルの構造とその固定構造を提供する。 【解決手段】 2組の靜磁場発生源が上下方向に対向し
て配置され、両靜磁場発生源の間に形成される均一磁場
領域（測定空間）を挟んで2組のほぼ平坦なコイル組立
体14が対向して配置される。コイル組立体14は測定空間
に傾斜磁場を発生させる主コイル5と、この外部磁場を
シールドするシールドコイル6と、両コイル間に配した
中間部材13とから構成される。中間部材13は剛性の高い
材料から成る。中間部材13の外周部には複数個の振動減
衰材30が設置され、これと対応する冷却容器（静止物）
2の表面には固定具のボルト25が植え込まれている。コ
イル組立体14の中間部材13は振動減衰材30を介してボル
ト25によって冷却容器2に固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴イメージ
ング装置（以下、ＭＲＩ装置という）に係り、特に大き
な開口を備え、アクティブシールド方式の傾斜磁場コイ
ルを有するＭＲＩ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＲＩ装置は、均一な静磁場内に置かれ
た被検体に電磁波を照射したときに被検体を構成する原
子の原子核に生じる核磁気共鳴現象を利用し、被検体か
らの核磁気共鳴信号（以下、ＭＲ信号という）を検出
し、このＭＲ信号を使って画像再構成することにより、
被検体の物理的性質をあらわす磁気共鳴画像（以下、Ｍ
Ｒ画像という）を得るものであり、イメージングの位置
情報を付与するために、静磁場に重畳して傾斜磁場が印
加される。

【０００３】この傾斜磁場を互いに直交する3軸方向
（x、y、z軸方向）についてそれぞれ発生させるために3
つの傾斜磁場コイルが設けられる。これらの傾斜磁場コ
イルは通常ＦＲＰ（繊維補強樹脂）などで作られた絶縁
性の保持部材に一体化されて、静磁場発生装置の発生す
る静磁場内に配置される。また、これらの傾斜磁場コイ
ルは、静磁場の方向によって形状が異なり、静磁場方向
が被検体の体軸方向と平行な場合には円筒形の傾斜磁場
コイルが、静磁場方向が被検体の体軸方向と直交する場
合には平板状の傾斜磁場コイルが、一般的に採用されて
いる。

【０００４】また、3つの傾斜磁場コイルはそれぞれ電
源装置に接続され、ＭＲＩ装置の検査条件に応じて、適
当なタイミングでパルス状電流が印加される。静磁場内
で傾斜磁場コイルにパルス電流を流すことによって、フ
レミングの左手の法則に従い、ローレンツ力（電磁力）
が作用する。そして、この電磁力が傾斜磁場コイルを変
形させようとして、振動、騒音が発生する。

【０００５】代表的なＭＲＩ装置の第1の従来例を図8、
図9に示す。この例は水平磁場方式の超電導磁石を使用
した装置で、図8はその超電導磁石の断面図、図9はこの
装置に使用されている傾斜磁場コイルの外観図である。
本例では、円筒形の超電導磁石1の内側に円筒形の傾斜
磁場コイル4が配置されていて、傾斜磁場コイル4に近接
した超電導磁石1の冷却容器2などの導電体に発生する渦
電流を抑制するために、傾斜磁場コイル4は主コイル5と
シールドコイル6を同軸に配置して構成するアクティブ
シールド方式となっている。

【０００６】主コイル5は主に均一磁場領域（測定空間
となる）3に所定の傾斜磁場を発生させ、シールドコイ
ル6は主コイル5と逆方向の磁場を発生することにより、
傾斜磁場コイル4の外側に生じる磁場強度を低減させ、
冷却容器２などの導電体に発生する渦電流を抑制する作
用をする。このように、渦電流発生を抑制することによ
って、均一磁場領域3の磁場均一度を高めることができ
るため、高画質のＭＲ画像を得ることができる。

【０００７】しかし、図8、図9に示した構成の場合、図
８からわかるように撮影のために被検体の入る測定空間
3が狭く、周囲がほぼ完全に囲まれているために、被検
体は閉塞感を感じる。また、装置の外部から、術者が被
検体にアクセスすることも困難であった。

【０００８】代表的なＭＲＩ装置の第2の従来例を図1
0、図11に示す。この例は永久磁石を対向して配置した
垂直磁場方式のＭＲＩ装置で、図10は磁石全体の外観
図、図11は装置の下側半分の傾斜磁場コイルの周辺部の
外観図と断面図を示したものである。このＭＲＩ装置で
は、図10に示すように、測定空間3の四方が開放されて
いるために、被検体にとって開放感が得られ、第1の従
来例の問題点は解消されている。

【０００９】本例では、2組の静磁場発生源（永久磁石8
を含む）7が上下方向に対向して配置されて、その間に
均一磁場領域3が形成され、その均一磁場領域3を挟んで
対向して傾斜磁場コイル4が配置される構成となってい
る。傾斜磁場コイル4は、ほぼ平坦で、磁気回路10を構
成するポールピース（磁極）9の内側に収容されている
のが一般的である。ここで、ポールピース9の素材とし
て電気抵抗率の高い材料を採用することにより、傾斜磁
場コイル4を駆動した時にも、傾斜磁場コイル４の周辺
（ポールピース９）に渦電流を発生させない技術が確立
されている。

【００１０】また、本例の傾斜磁場コイル4は非シール
ドタイプのものであるために、傾斜磁場コイル4の発生
効率が良く、また電流密度が低いために、振動を励起す
る電磁力は小さく、傾斜磁場コイル4の振動に起因する
画質低下、騒音増加は特に問題になっていない。

【００１１】しかし、永久磁石8を用いた静磁場発生源7
の場合には、測定空間3において高い静磁場強度を得る
ことが難しく、0.3テラス程度が上限となる。ＭＲＩ装
置での画質は静磁場強度に依存するところが大きく、画
質を向上するためにはできるだけ高い静磁場強度を得る
ことが望ましい。

【００１２】ＭＲＩ装置の第3の従来例として特開平9-2
62223号公報に開示されている例を図12に示す。図12は
磁石と傾斜磁場コイルとの組合せを示す断面図である。
この例は、高い静磁場強度を得るために、静磁場発生源
として超電導磁石1を使用した垂直磁場方式のＭＲＩ装
置で、傾斜磁場コイル4に近接した導電体に発生する渦
電流を抑制するためにアクティブシールド方式の傾斜磁
場コイル4を採用している。

【００１３】本例では冷却容器2内に収納された静磁場
発生源（超電導磁石1など）2組が上下方向に対向して配
置され、両静磁場発生源の間に高い磁場強度の均一磁場
領域3が形成される。均一磁場領域3を挟んで対向して配
置されたほぼ平坦な傾斜磁場コイル4は主として均一磁
場領域3に傾斜磁場を発生させるための主コイル5と、主
コイル5が傾斜磁場コイル4の外側に発生する磁場をシー
ルドするような磁場を発生させるシールドコイル6とか
ら構成される。この装置では、四方が開放されているこ
と、高磁場強度の均一磁場領域3が得られること、アク
ティブシールド方式の傾斜磁場コイル4を使用している
ことにより、高い開放感が得られるとともに高画質のＭ
Ｒ画像を撮影することができる。

【００１４】しかし、上記傾斜磁場コイル4において、
主コイル5及びシールドコイル6には稼動時に傾斜磁場を
発生させるための電流が流れる。静磁場中で電流が流れ
るとローレンツ力（電磁力）が発生して、傾斜磁場コイ
ル4が励振される。第2、第3の従来例の場合には、第1の
従来例である水平磁場方式の場合の円筒形傾斜磁場コイ
ルに比べて、コイル形状が平板状であるため、傾斜磁場
コイルの面外方向の曲げ剛性が低く、面外方向への振動
が発生しやすい。また、傾斜磁場コイルの振動により、
ＭＲ信号の正確な位置情報を得ることができず、高画質
のＭＲ画像を得ることができなくなる。

【００１５】また、傾斜磁場コイルにパルス状の電流を
連続して流すため、パルス的な電磁力が傾斜磁場コイル
に作用し、この電磁力により傾斜磁場コイルが振動し、
特に傾斜磁場コイルの面外方向の振動によって、連続的
な打音が発生する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記の問題点を考慮
し、本発明では、平板状の傾斜磁場コイルについて構造
的な改良を行うことにより、振動、騒音の小さい傾斜磁
場コイルを具備するＭＲＩ装置を提供することを目的と
する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のＭＲＩ装置は、対向配置され間に均一磁場
領域を形成する２組の静磁場発生源と、前記静磁場発生
源の対向面側に均一磁場領域を挟んで対向配置されたほ
ぼ平坦な２組の傾斜磁場コイルを備え、前記傾斜磁場コ
イルは主として均一磁場領域に傾斜磁場を発生させるた
めの主コイルと、前記主コイルの均一磁場領域と反対側
に発生する磁場をシールドするための磁場を発生させ、
前記主コイルと静磁場発生源との間に位置するシールド
コイルとから構成される磁気共鳴イメージング装置にお
いて、前記傾斜磁場コイルは、主コイルとシールドコイ
ルの間に配置された中間部材と、前記中間部材の少なく
とも端部を前記静磁場発生源に保持し前記中間部材から
の振動を抑制するための振動減衰材を有する保持部材を
備えたものである。（請求項１）。

【００１８】この構成では、傾斜磁場コイルの主コイル
とシールドコイルの間に中間部材を備えたことにより、
中間部材を加えた傾斜磁場コイル全体の剛性が主コイ
ル、シールドコイル単体の剛性に比べて格段に向上した
ことにより、傾斜磁場コイルの振動が低減されるととも
に、中間部材を振動減衰材を介して静磁場発生源に固定
されたことにより、傾斜磁場コイルの振動がこの振動減
衰材によって吸収、減衰されるため、振動は更に低減さ
れる。

【００１９】本発明のＭＲＩ装置では更に、前記振動減
衰材が保持部材の中間部材の外周部に複数個取り付けら
れ、この振動減衰材を介して固定具にて静磁場発生源等
の外周部に固定される。この構成では、振動減衰材をス
ペース的に余裕のある中間部材の外周部に取り付けてい
るため、大きな振動減衰材の取り付けが可能であり、ま
た取付け個数も多くすることができる。この結果、振動
減衰材による傾斜磁場コイルの振動低減効果を大きくす
ることができ、傾斜磁場コイルの振動、騒音を大幅に低
減することができる。

【００２０】本発明のＭＲＩ装置では更に、振動減衰材
が静磁場発生源に直接に設置され、この振動減衰材に取
付けられた複数個の固定具により、中間部材の外周部が
固定、支持されるものである。この構成では、振動減衰
材が静磁場発生源に設置されているので、大きな振動減
衰材（また、場合によっては複数個に分割した振動減衰
材）を設置することができ、さらにその振動減衰材にボ
ルトなどの固定具が取り付けられているので、傾斜磁場
コイルの静磁場発生源への取り付け、固定が非常に容易
になる。また、静磁場発生源には大きな振動減衰材を設
置することができるので、傾斜磁場コイルの振動、騒音
の低減効果も大きなものとなる。

【００２１】本発明のＭＲＩ装置では更に、振動減衰材
が静磁場発生源に直接取り付けられた複数個の座の表面
に設置され、この振動減衰材に取り付けられた複数個の
固定具と、中間部材に設けた座ぐり部とを位置合わせし
て、傾斜磁場コイルが固定具にて静磁場発生源に固定さ
れるものである。この構成では、中間部材に座ぐりを設
けることにより、傾斜磁場コイルを静磁場発生源に取り
付ける高さを低くし、また、静磁場発生源に座を設ける
ことにより、静磁場発生源の表面の剛性が低いときで
も、この座によって剛性の補強を行うことができる。こ
の構成の場合も、振動減衰材を大きくすることができる
ので、上記の場合と同様に傾斜磁場コイルの振動、騒音
を低減することができる。

【００２２】本発明のＭＲＩ装置では更に、中間部材の
外周部に加えて、中央部においても、振動減衰材を介し
て、固定具にて静磁場発生源に固定されている。この構
成では、傾斜磁場コイルが外周部のみでなく、中央部に
おいても、振動減衰材を介して静磁場発生源に固定され
るので、傾斜磁場コイルの各部における振動特性に応じ
て、静磁場発生源への固定箇所及びその固定箇所に使用
される振動減衰材の特性を選定して固定することがで
き、傾斜磁場コイルの振動、騒音を効率よく低減するこ
とができる。

【００２３】本発明のＭＲＩ装置は、2組の静磁場発生
源が対向して配置されて、両静磁場発生源の間に均一磁
場領域を形成し、2組のほぼ平坦な傾斜磁場コイルが両
静磁場発生源の内側で、かつ均一磁場領域を挟んで対向
して配置され、該傾斜磁場コイルは主として均一磁場領
域に傾斜磁場を発生させるための主コイルと、該主コイ
ルが傾斜磁場コイルの外側に発生する磁場をシールドす
るような磁場を発生させるシールドコイルとから構成さ
れるＭＲＩ装置において、前記主コイルと、前記シール
ドコイルと、主コイルとシールドコイルの間に配置され
た中間部材とから構成されるコイル組立体を備え、該コ
イル組立体が全体としてほぼ平坦であり、主コイルと中
間部材の間及び／又はシールドコイルと中間部材の間に
振動減衰材が挿入、配置され、コイル組立体がその外周
部において固定具にて静磁場発生源に固定されている。
この構成では、主コイルと中間部材の間、シールドコイ
ルと中間部材の間に、シート形状の振動減衰材を挟み込
むことにより、剛性を高めるのが容易な中間部材によっ
て高い曲げ剛性を得、振動減衰材によって主コイルとシ
ールドコイルに加わる力による振動エネルギーを消費、
吸収することで、コイル組立体の振動を低減するもので
ある。

【００２４】本発明のＭＲＩ装置では更に、主コイル又
はシールドコイルと中間部材の間に挿入される振動減衰
材が、径方向に、複数個の振動減衰特性の異なる区画に
分割されている。この構成では、主コイル又はシールド
コイルと中間部材の間に挿入されたシート形状の振動減
衰材が、径方向に2個以上の振動減衰特性の異なる区画
に分割されているので、コイル組立体の振動減衰特性を
径方向の場所によって変化させることができる。例え
ば、径の大きい区画の振動減衰材の剛性を低くすること
で、径の大きい区画の傾斜磁場コイルに作用するローレ
ンツ力が中間部材に伝播する割合を低減することがで
き、この結果、コイル組立体が全体で振動する量を低減
できるので、傾斜磁場コイルの騒音を抑制することがで
きる。

【００２５】本発明のＭＲＩ装置では更に、主コイルと
中間部材の間及び／又はシールドコイルと中間部材の間
に振動減衰材が挿入、配置されたコイル組立体を、振動
減衰材を介して静磁場発生源に固定するものである。こ
の構成では、コイル組立体の主コイル及び／又はシール
ドコイルと中間部材との間にシート形状の振動減衰材を
挿入すると共に、コイル組立体自体を振動減衰材を介し
て静磁場発生源に固定しているので、傾斜磁場コイルの
振動エネルギーは、コイル組立体の部分及びコイル組立
体の固定部分の両部分において消費、吸収されるので、
振動、騒音を抑制することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
に沿って具体的に説明する。図6に本発明のＭＲＩ装置
の傾斜磁場コイルの構造及び配置例を示す。図6におい
て、2組の静磁場発生源1が上下に対向して配置され、そ
の間に均一磁場領域（測定空間）3が形成される。この
均一磁場領域3を挟んで、静磁場発生源1の内側に、傾斜
磁場を均一磁場領域3に発生させるほぼ平坦な傾斜磁場
コイル4が対向して配置される。傾斜磁場コイル4は、主
として傾斜磁場を発生させるための主コイル5と、主コ
イル5が傾斜磁場コイル4の外側に発生する磁場をシール
ドするような磁場を発生させるシールドコイル6とから
構成されている。

【００２７】ここで、主コイル5及びシールドコイル6
は、均一磁場領域3に傾斜磁場を発生するように構成さ
れた平板状体で、それぞれコイル導体とそれを保持する
保持部材とから成る。コイル導体は銅線又は銅板などの
良導体を渦巻状に巻いたものであり、全体としてほぼ平
板状に形成されている。保持部材としては例えばＦＲＰ
やガラエポなどの絶縁材料から成る板状体で、その一方
の面又は両方の面にコイル導体を収納するための溝、す
なわちコイル導体の渦巻形状に合わせた溝を設け、その
溝にコイル導体を収納して保持する構成が可能である。
あるいはコイル導体の間の隙間にエポキシ系の接着剤を
流し込み固化させることにより構成することもできる。

【００２８】主コイル5、シールドコイル6及び静磁場発
生源1は、装置中央の均一磁場領域3の中心面11に対して
ほぼ上下対称に配置されていて、中心面11に近い側から
順に主コイル5、シールドコイル6、静磁場発生源1とな
っている。主コイル5が傾斜磁場コイル4の外側に発生す
る磁場をシールドコイル6で発生する磁場でシールドす
るために、主コイル5及びシールドコイル6は適切な間隔
で配置される。また、傾斜磁場コイル4に近接する導電
体に発生する渦電流を抑制するために、シールドコイル
6は導電体（本実施例では、冷却容器2）と適切な間隔を
とって配置される。静磁場発生源1に関しては、超電導
磁石に限定されず、常伝導磁石、永久磁石を静磁場発生
源として用いたＭＲＩ装置にも適用可能である。従っ
て、上記導電体としては、超電導磁石の場合には超電導
コイルを収納する冷却容器、常伝導磁石の場合には常伝
導コイルを収納する容器、永久磁石の場合にはポールピ
ース（磁極）などが該当する。

【００２９】図6において、傾斜磁場コイル4について
は、主コイル5とシールドコイル6の間に、ほぼ平板状の
中間部材13が配置され、主コイル5と中間部材13とシー
ルドコイル6とで傾斜磁場コイル組立体（以下、コイル
組立体という）14が形成されている。コイル組立体14は
中間部材13を芯にして、その両面に主コイル5とシール
ドコイル6が接合された構造をしている。本実施例のよ
うに、傾斜磁場コイル4をコイル組立体14とすることに
より、主コイル5、シールドコイル6の各々が単独である
場合に比べて、面外方向の曲げ剛性が大幅に向上する。
これは、平板の曲げ剛性が板厚の約3乗に比例して高く
なるためである。このようにコイル組立体14として実質
的な板厚を増加させることにより、曲げ剛性を増加させ
ることができる。この結果、コイル組立体14の面外方向
の振動を抑制することができるので、傾斜磁場コイル4
による騒音を低減することができる。

【００３０】また、コイル組立体14とすることにより、
主コイル5、シールドコイル6の振動による音響放射面を
大幅に減少することができるため、騒音を低減すること
ができる。更に、主コイル5とシールドコイル6の間に中
間部材13が挿入されたことにより、両コイルの間で気柱
共鳴が起こることによる騒音の増大も回避される。

【００３１】図7に、コイル組立体14の他の実施例を示
す。図７はＭＲＩ装置の下側半分を示したもので、図７
（ａ）は断面図、図７（ｂ）は上面図である。本実施例
では、コイル組立体14を構成する中間部材13は複数個
（ここでは9個）の梁状体20から成る。すなわち、図6の
如き1個の板状体でなく、9個の長さの異なる梁状体20a
〜20iがほぼ平坦に配列されて全体として平板状の組合
せ剛体を形成するものである。図7（ｂ）において、9個
の梁状体20a〜20iは、断面が長方形の角材で、横方向に
平行に配列され、両端部を固定具21にて、冷却容器2の
外周部に固定されている。各々の梁状体20a〜20iの長さ
を異なるものとし、固定具21を冷却容器2の外周部に配
置することにより、梁状体20a〜20iが全体として平板状
の板状体としての中間部材13を形成している。

【００３２】梁状体20a〜20i（中間部材13）と主コイル
5、シールドコイル6との間は、梁状体20a〜20iを芯にし
て両面に主コイル5とシールドコイル6が接着又はボルト
固定などにより接合されてコイル組立体14が形成されて
いる。コイル組立体14として組み立てられた状態で、コ
イル組立体14は各梁状体20a〜20iの両端部にて冷却容器
2に固定具21にて固定されている。従って、中間部材13
を構成する個々の梁状体20a〜20iはばらばらのものであ
るが、コイル組立体14に組み込まれた梁状体20a〜20i
は、両コイル5、6の芯となり、傾斜磁場コイル4の曲げ
剛性の向上に大きく寄与している。その結果、図7の実
施例においても傾斜磁場コイル4の振動及び騒音の低減
に効果を発揮することができる。

【００３３】また、コイル組立体14は中間部材13に対し
て主コイル5とシールドコイル6を固定する構造であるた
め、主コイル5とシールドコイル6を高い寸法精度をもっ
て一定間隔で配置することができる。両コイル間の間隔
がずれると、傾斜磁場コイルの外側での磁場の打ち消し
が不十分となり、冷却容器２などの導電体での渦電流が
増加するので、この部分の寸法精度が確保されることは
重要である。

【００３４】主コイル5及びシールドコイル6の中間部材
13への接合は、接着剤による接着、ボルトによる固定な
どの方法で行われている。本実施例では、主コイル5、
シールドコイル6及び中間部材13は別個に形成された後
に、コイル組立体14を構成するように組み立てられてい
る。しかし、本発明の趣旨に沿えば、主コイル5とシー
ルドコイル6との間に中間部材13を配置して、三者を実
質的に堅固に接合する構成であれば、三者の剛性を向上
することができ、振動、騒音の抑制という目的を達成す
ることができる。このことから、例えば三者を一体モー
ルドした構成なども、三者の接合例として上げることが
できる。

【００３５】図1には、本発明のＭＲＩ装置の第1の実施
例を示す。図1は、本実施例の要部拡大断面図を示した
もので、傾斜磁場コイルの取付け構造の詳細を示してい
る。図1において、コイル組立体14は主コイル5と中間部
材13とシールドコイル6とから成り、コイル組立体14
は、中間部材13の外周部を介して冷却容器2に固定具21
にて固定されている。この固定具21による中間部材13の
固定においては、中間部材13を直接固定するのではな
く、間に振動減衰材30を介して固定している。

【００３６】図1において、冷却容器2には固定具21を取
付けるためのボルト穴26が設けてあり、このボルト穴26
によって固定具21のボルト25がナット28、ワッシャー27
などを用いて冷却容器２に取付けられる。コイル組立体
14の中間部材13の外周部には振動減衰材30が取付けられ
ており、その振動減衰材30に固定用の穴31が設けられて
いる。この穴31に固定具21のボルト25を嵌合して中間部
材13を冷却容器2に固定する。ここで、中間部材13の外
周部への振動減衰材30の取り付けは、中間部材13の外周
部に複数個の大き目の穴29を穿ち、その穴29に複数個の
振動減衰材30を埋め込み、その振動減衰材30に小さ目の
固定用の穴31を設けたものである。この中間部材13に取
り付けた振動減衰材30に設けた固定用の穴31を介して、
コイル組立体14を固定具21にて冷却容器2に固定する。
中間部材13の固定具21のボルト25への固定は、ナット28
とワッシャ−27を用いて行われる。

【００３７】振動減衰材30の材料としては、適度な弾性
を持つゴムや高分子材料などが用いられる。この振動減
衰材30に伝播した傾斜磁場コイルの振動エネルギーは、
振動減衰材30の内部で熱エネルギーに変換されるため、
傾斜磁場コイル4の振動を抑制する作用が得られる。ま
た、コイル組立体14は振動減衰材30を介して冷却容器2
に固定されているため、傾斜磁場コイル4の振動が冷却
系に伝播することを抑制することができる。冷却系が振
動すると、冷却容器2内部の静磁場発生源にまで振動が
伝わり、均一磁場領域3内の静磁場が時間的に変動する
おそれがある。また、冷却容器2内の液体ヘリウム槽が
揺すられることにより、液体ヘリウムの蒸発量が増加す
るという問題が発生する可能性もある。

【００３８】図2には、本発明のＭＲＩ装置の第2の実施
例を示す。本実施例では、振動減衰材は冷却容器２側に
設置されている。図2において、振動減衰材36は冷却容
器2に適当な深さで掘った溝34に埋め込まれている。振
動減衰材36の冷却容器２への埋め込みについては一体埋
め込みではなく、冷却容器２に溝34の代りに複数個の穴
をあけて、その穴に複数個に分割した振動減衰材36を埋
め込んでもよい。また、この振動減衰材36は冷却容器2
の表面に接着して取付けてもよい。この振動減衰材36の
中に固定具21のボルト25が融着又は接着などにより取付
け固定される。このボルト25をコイル組立体14の中間部
材13の外周部に設けられた取付用の穴32に嵌合させて、
コイル組立体14は冷却容器2に固定される。

【００３９】本実施例の場合には、振動減衰材の取付け
構造が簡略化されるという利点がある。すなわち、冷却
容器2の外周部はスペースが広く、その外周部にボルト2
5を融着した振動減衰材36を埋め込んだり、接着するこ
とは極めて容易である。また、図7の実施例の如く、中
間部材13を梁状体20で構成する場合には、梁状体20の端
部に余り大きな振動減衰材30を取付けることは困難であ
り、このような場合には本実施例の如く、振動減衰材を
冷却容器2側に取付けることにより、大型の振動減衰材3
6の使用が可能となる。大型の振動減衰材36を使用した
場合には、ボルト25と振動減衰材36との接触部分を大き
くすることができるので、振動減衰効果も大きくするこ
とができる。

【００４０】以上述べた何れの実施例においても、導電
体である冷却容器2に発生する渦電流を抑制するため
に、シールドコイル6と冷却容器2との間に適切な間隔を
設ける必要があるが、本発明の第1、第2の実施例におい
ては、コイル組立体14を冷却容器2に固定する際の取付
け位置がボルト25に対するナット28の固定位置で調整で
きるため、上記のシールドコイル6と冷却容器2との間隔
は自由に選択することができる。また、シールドコイル
6と冷却容器2との間の空間には、均一磁場領域3の静磁
場を調整するためのシム機構（例えば、鉄片、磁石片、
常伝導コイルなど）を敷設することができる。ボルトで
の固定部を除いて、配置上の制約がないため、シム機構
を自由に敷設することができる。

【００４１】図3には、本発明のＭＲＩ装置の第3の実施
例を示す。本実施例は第2の実施例の変形例で、冷却容
器2の表面に剛性の高い座42を設け、この座42に振動減
衰材44を固定して、この振動減衰材44を介してコイル組
立体14を固定するものである。図3において、冷却容器2
の外周部に剛体から成る座42が溶接又は接着などにより
取付けられ、その座42に振動減衰材44が接着などにより
固定される。この振動減衰材44の中に固定具21のボルト
40が融着又は接着などにより取付け固定される。コイル
組立体14の中間部材13の外周部には固定用の座ぐり38及
び固定用の穴32が設けてあり、この穴32に固定具21のボ
ルト40を嵌合させて、ナット28をボルト40に締結するこ
とにより、コイル組立体14は冷却容器2の座面42に直接
固定される。

【００４２】本実施例では、コイル組立体14の中間部材
13に座ぐり38を設け、上側からナット28を締付けるのみ
で、中間部材13を冷却容器2の座面42に直接固定する構
造にしたことにより、ボルト40の実質長が短くなると共
に、固定具21が中間部材13より上に飛出すことがなくな
る。この結果、冷却容器2及び傾斜磁場コイル4の端部の
スペースがガントリカバー等で取り付けるためのスペー
スとして利用することができ、ガントリカバーを含めた
外形寸法の小型化を可能にし、装置の開放性の向上に寄
与する。

【００４３】上記の第1〜第3の実施例においては、コイ
ル組立体14の中で中間部材13の外径を主コイル5及びシ
ールドコイル6より大きいものとして、中間部材13の外
周部又は端部を冷却容器2に固定している。このような
構成では、節直径振動モード（円板状の傾斜磁場コイル
が直径を節として振動する場合）において、振幅の大き
い円周部（すなわちコイル組立体14の外周部）を固定す
ることで、効果的に振動を抑制することができる。

【００４４】一方、径方向の外周部でなく内部の点で、
面外方向への振動の振幅が大きい箇所（振動の腹）を、
質量の大きい静磁場発生源（上記例では冷却容器2）に
直接固定することによっても、傾斜磁場コイル4の振動
を効果的に抑制することができる。この場合は、中間部
材13の外周部ではなく、コイル組立体14の中間部材13と
主コイル5とシールドコイル6の三層が接合されている中
央部を固定具21にて冷却容器2に固定することになる。
またコイル組立体14の外周部と中央部を固定具21にて冷
却容器2に固定しても、傾斜磁場コイル4の振動を抑制す
ることができる。また、冷却容器2の壁厚が薄くて、傾
斜磁場コイル4の振動の影響を受けやすいような場合に
は、上記とは逆に振動の振幅が小さい箇所（振動の節）
で、コイル組立体14を冷却容器2に固定することで振動
の抑制効果が得られる。

【００４５】また、図7に例示したように、中間部材13
が軸対称でない配置の場合には、動作させる傾斜磁場コ
イルの種類（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のいずれかの方向の傾斜
磁場コイル）により、発生する振動モードが異なる可能
性がある。このような場合には、各固定箇所ごとに振動
減衰材の弾性率を適切に選択することで、傾斜磁場コイ
ルの種類に応じた振動の抑制を実現することができる。
図7の例は、中間部材13を複数個の梁状体で構成したも
のであるが、本実施例はこれに限定されず、中間部材13
が中実の平板の場合であっても、あるいは内部に冷却媒
体を流すための流路を有する中空の平板状体の場合であ
っても適用できる。また、中間部材13については、必要
があれば電気絶縁性を有する部材を用いることができ
る。このようにすることにより、主コイル5とシールド
コイル6を電気的に絶縁することができる。

【００４６】また、第1〜第3の実施例において、主コイ
ル5及びシールドコイル6のコイル形状は円板形状として
説明したが、本発明の実施に際しては、これに限定され
ず、楕円形状のものや長方形状などのものも必要に応じ
て選択することができる。また、主コイル5、シールド
コイル6、中間部材13の大きさ（面積、厚さなど）の関
係も同様に、上記の実施例に限定されず他の関係にあっ
てもよい。

【００４７】なお、上記の実施例では、静磁場発生源と
しては、冷却容器2を例示したが、これに限定されず、
コイル組立体14を固定できる質量の大きな静磁場発生源
であればよい。例えば、永久磁石方式の場合のポールピ
ース（磁極）、常伝導磁石の場合のコイル容器、整磁
板、磁気シールド、ＭＲＩ装置の設置床面などが静磁場
発生源として上げられる。

【００４８】図4には、本発明のＭＲＩ装置の第4の実施
例を示す。本実施例は、コイル組立体14の主コイル5と
中間部材13の間、及び中間部材13とシールドコイル6の
間に振動減衰材を挟み込んだものである。図4におい
て、中間部材13の上面及び下面に平板状の振動減衰材4
6、47が接着剤などにより強固に固着され更にその上面
及び下面に主コイル5とシールドコイル6が接着剤などに
より強固に固着されている。コイル組立体14全体は中間
部材13の外周部を固定具21にて冷却容器2に固定されて
いる。本実施例の場合には、第1〜第3の実施例の如く、
コイル組立体14としての曲げ剛性を高めるのではなく、
剛性を高めることの容易な中間部材13の部分で高い剛性
を得て、主コイル5とシールドコイル6に加わるローレン
ツ力（電磁力）を振動減衰材46、47の部分で消費、吸収
することにより、コイル組立体14の振動を低減するよう
にしている。

【００４９】本実施例では、振動減衰材46、47として
は、薄いシート状で、非導電性のものが望ましい。ただ
し、小片に分割して貼り付けることが出来れば傾斜磁場
コイル4からの磁場によって生じる渦電流の影響も小さ
くなるので、若干の導電性は許容される。また、均一磁
場領域3の磁場均一度への影響を避けるために、振動減
衰材46、47は非磁性であることが要求される。また、両
振動減衰材46、47の特性は通常同一特性のものが用いら
れるが、場合によっては両者の特性を変化させてもよ
い。例えば、主コイル5とシールドコイル6の振動エネル
ギーが大幅に異なる場合などに有効である。

【００５０】図5には、本発明のＭＲＩ装置の第5の実施
例を示す。本実施例は、第4の実施例において振動減衰
材の特性が径方向で一様であったのに対し、径方向で特
性値を変更したものである。図5において、主コイル5と
中間部材13の間の振動減衰材は外周部に配置された第1
振動減衰材48と中央部に配置された第2振動減衰材49か
ら成り、シールドコイル6と中間部材13の間の振動減衰
材は外周部に配置された第3振動減衰材50と中央部に配
置された第4振動減衰材51とから成り、第1、第3振動減
衰材48、50と第2、第4振動減衰材49、51の特性が異なる
ものである。例えば、外周部の剛性を低くし、中央部の
剛性を高くするものである。本実施例においては、各振
動減衰材の特性値を変化させたり、外周部と中央部の境
界位置を変えることにより、コイル組立体14の振動の低
減を図ることができる。

【００５１】本発明を適用する開放型の超電導磁石を具
備するＭＲＩ装置では、直径の大きな傾斜磁場コイル4
を用いるのが一般的である。このために、傾斜磁場コイ
ル4が配置される高さの辺りでは、静磁場の成分に関
し、径方向の中心部では上下方向の成分が主であるが、
径方向の外周部では径方向の成分が急激に増加する。こ
のような径方向の静磁場成分があると、傾斜磁場コイル
4に加わるローレンツ力は上下方向の力となるため、傾
斜磁場コイル4は振動を起こしやすい状況となる。

【００５２】従って、径方向の外周部の振動減衰材の剛
性を低くすることにより、この外周部の傾斜磁場コイル
4に作用する力のうちの中間部材13に伝播する割合を低
減することができる。この結果、コイル組立体14全体と
しての振動量を低減することができるので、騒音も抑制
することができる。また、主コイル5とシールドコイル6
とでは、各々の位置での静磁場の分布が若干異なってい
たり、コイル自体の電流パターンも同一ではないので、
振動低減の最適値を得るためには各々コイルでの振動減
衰材の特性を変化させることが良い。さらに、傾斜磁場
コイルの振動を細やかに抑制、制御するためには、振動
減衰材の特性を、径方向で、3種類以上に変化させるこ
とも可能である。

【００５３】なお、第1〜第3の実施例と第4、第5の実施
例については、単独で実施することで説明して来たが、
第1〜第3の実施例と第4、第5の実施例とを併用すること
も可能である。この併用により、傾斜磁場コイルの振
動、騒音の低減効果も加算される。

【００５４】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、開
放型の高磁場発生可能な静磁場発生源と平板状の傾斜磁
場コイルの組合せにおいて、傾斜磁場コイルの振動、騒
音を低減することができるので、開放感が高く、良好な
ＭＲ画像を撮影することができ、かつ、ＭＲ画像撮影時
の騒音の小さいＭＲＩ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＭＲＩ装置の第1の実施例。

【図2】本発明のＭＲＩ装置の第2の実施例。

【図3】本発明のＭＲＩ装置の第3の実施例。

【図4】本発明のＭＲＩ装置の第4の実施例。

【図5】本発明のＭＲＩ装置の第5の実施例。

【図6】本発明のＭＲＩ装置の傾斜磁場コイルの構造及
び配置例。

【図7】コイル組立体の他の実施例。

【図8】代表的なＭＲＩ装置の第1の従来例の超電導磁石
の断面図。

【図9】第1の従来例に使用されている傾斜磁場コイルの
外観図。

【図10】代表的なＭＲＩ装置の第2の従来例の磁石全体
の外観図。

【図11】第2の従来例の装置の下側半分の傾斜磁場コイ
ルの周辺部の外観図と断面図。

【図12】ＭＲＩ装置の第3の従来例の磁石と傾斜磁場コ
イルとの組合せを示す断面図。

【符号の説明】

１…超電導磁石 ２…冷却容器 ３…均一磁場領域（測定空間） ４…傾斜磁場コイル ５…主コイル ６…シールドコイル ７…静磁場発生源 ８…永久磁石 ９…ポールピース（磁極） 10…磁気回路 11…中心面 13…中間部材 14…傾斜磁場コイル組立体（コイル組立体） 20…梁状体 21…固定具 25、40…ボルト 26…ボルト穴 27…ワッシヤ− 28…ナット 29、31、32…穴 30、36、44、46、47…振動減衰材 34…溝 38…座ぐり 42…座 48…第１振動減衰材 49…第２振動減衰材 50…第３振動減衰材 51…第４振動減衰材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 博司 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内 (72)発明者 吉野 仁志 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内 (72)発明者 本白水 博文 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 根本 泰弘 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 石井 博 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Ｆターム(参考） 4C096 AB33 AB47 AD09 CA16 CA39 CA67 CB07 CB19

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向配置され間に均一磁場領域を形成す
   る２組の静磁場発生源と、前記静磁場発生源の対向面側
   に均一磁場領域を挟んで対向配置されたほぼ平坦な２組
   の傾斜磁場コイルを備え、前記傾斜磁場コイルは主とし
   て均一磁場領域に傾斜磁場を発生させるための主コイル
   と、前記主コイルの均一磁場領域と反対側に発生する磁
   場をシールドするための磁場を発生させ、前記主コイル
   と静磁場発生源との間に位置するシールドコイルとから
   構成される磁気共鳴イメージング装置において、 前記傾斜磁場コイルは、主コイルとシールドコイルの間
   に配置された中間部材と、前記中間部材の少なくとも端
   部を前記静磁場発生源に保持し前記中間部材からの振動
   を抑制するための振動減衰材を有する保持部材を備えた
   ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。