JP2002177241A - 磁気共鳴装置 - Google Patents

磁気共鳴装置

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JP2002177241A
JP2002177241A JP2001294182A JP2001294182A JP2002177241A JP 2002177241 A JP2002177241 A JP 2002177241A JP 2001294182 A JP2001294182 A JP 2001294182A JP 2001294182 A JP2001294182 A JP 2001294182A JP 2002177241 A JP2002177241 A JP 2002177241A
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ラーデベック ラルフ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁石によって発生された一定な磁場が時間的
に特に安定しているようにする。 【解決手段】 像形成用磁気共鳴装置１は磁石３を有し
ている。この磁石３は絶縁システム１７によって周囲の
構造物、特に建物の床１５から振動絶縁されている。絶
縁システム１７は、非音響振動（特に５０Ｈｚ以下の周
波数を持つ振動）を減衰させるように設計されている能
動的に制御される絶縁モジュール２３を有している。さ
らに、振動減衰材料Ｄを備えた受動的絶縁モジュール２
１が設けられている。絶縁システム１７によって、周囲
の構造物から磁石３を特に強く絶縁することが達成され
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、磁石を備えた像形
成用磁気共鳴装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】像形成用磁気共鳴装置または核スピント
モグラフは一定の磁場を発生するための磁石（例えば電
磁石コイル）を有している。原子核を励起するために必
要な電磁波はパルス状の波を送信する高周波コイルによ
って発生される。この高周波コイルはパルス状の波の休
止期間に、励起された原子核から送信された核スピン共
鳴信号を受信する。多次元の身体断面を像として表示す
るために、送信された波の出所位置が決められねればな
らない。このために一定の磁場の他にそれぞれの位置で
異なった大きさを有する別の磁場が発生される。この別
の磁場はいわゆる傾斜コイルによって発生される。受信
された核スピン共鳴信号はコンピュータに供給され、こ
のコンピュータにおいてデータから像が形成される。
【０００３】空間的に一定な磁場の時間的安定性に関す
る要求は非常に高い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、磁石
を備えた像形成用磁気共鳴装置を、磁石によって発生さ
れた一定な磁場が時間的に特に安定しているように構成
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、磁気共鳴装置が、能動的に制御される絶縁モジュ
ールを有し周囲の構造物（特に建物の床）から磁石の振
動絶縁を行なう絶縁システムを備えることによって解決
される。
【０００６】本発明は以下における考察に基づいてい
る。
【０００７】磁石は決められた共振周波数で励起される
と固有振動を生ずる。共振周波数は通常１００Ｈｚ以
下、例えば音叉形構造を有するＣ形永久磁石の場合には
１６Ｈｚである。この共振は重力加速度（ｇ）の下に６
５〜７５ｄＢの擾乱振動（例えば建物の振動）によって
強く励起され、それにより検査が擾乱される。この場
合、振動の垂直成分が初めに擾乱作用する。
【０００８】さらに、本発明は、像形成用磁気共鳴装置
に対する受動的振動絶縁だけでは充分ではないという考
察に基づいている。その理由は、受動的振動絶縁システ
ムの共振周波数が所望の範囲から相当離れて選定されて
いることによって、受動的振動絶縁が特定の一定周波数
範囲用のみに構成されていることにある。例えば、受動
的振動絶縁システムは、磁石の１６Ｈｚの固有振動の範
囲を充分に絶縁するために、約４Ｈｚ以下の非常に低い
共振周波数に合わされねばならない。しかしながら、こ
のことによって、受動的振動絶縁システムは例えば磁気
共鳴装置内に患者が横たわることによって振動を生ず
る。この振動によって、特に鉄が周囲に存在している場
合には、同様に磁場が擾乱される。
【０００９】患者によって発生された振動が所望通りに
回避されるようにするためには、受動的振動絶縁システ
ムを硬く構成することが有利である。さらに、例えば超
伝導磁石を冷却するための膨張式冷凍機（冷却ヘッド）
によって発生されたヘルツまたはサブヘルツ範囲のパル
スを建物の床に導き、磁石が擾乱されないようにするた
めにも、硬い構成が有利である。膨張式冷凍機の場合、
ピストンが約０．５秒毎に約１０ｃｍの往復運動を行う
約１．５ｋｇの加速質量を形成する。傾斜コイルによっ
てスピーカ原理に基づいて惹き起こされた振動も抑制さ
れねばならない。しかしながら、受動的振動絶縁システ
ムのこのために必要な硬い構成は磁石の共振範囲におけ
る十分な振動絶縁に関する要求に相反している。
【００１０】この問題を解決するために、本発明によれ
ば、能動的に制御される絶縁モジュールが設けられる。
これは種々異なった周波数でフレキシブルに作動可能で
ある。
【００１１】絶縁システムが、周囲の構造物上に設けら
れ磁石を支持する脚部内に組込まれているか又は脚部に
取付けられていると好ましい。このような組込みもしく
は取付けによって、絶縁システムの製造費用が僅少にな
り、特に効率の良い振動絶縁が達成される。
【００１２】特に優れた実施態様によれば、絶縁システ
ムは振動減衰材料（特にゴム及び／又はばね要素）を有
する受動的絶縁モジュールを含んでいる。
【００１３】能動的に制御される絶縁モジュールと受動
的絶縁モジュールとの組合わせは、磁気共鳴装置におけ
る振動抑制のために特に有利である。というのは、この
場合に、擾乱振動は、１Ｈｚ以下で始まりキロヘルツ範
囲にまで達する非常に幅広い周波数範囲で発生するから
である。キロヘルツ範囲の振動は同様に傾斜コイルによ
っても発生され、擾乱騒音を生じる。
【００１４】傾斜コイルによって発生された可聴騒音が
周囲の構造物または建物内へ入射してはならない。この
ために、受動的絶縁モジュールが音響振動（特に、５０
Ｈｚ以上の周波数を持つ振動）を減衰させるように設計
されていると好ましい。
【００１５】能動的に制御される絶縁モジュールが非音
響振動（特に、５０Ｈｚ以下の周波数を持つ振動）を減
衰させるように設計されていると特に好ましい。
【００１６】受動的絶縁モジュールと能動的に制御され
る絶縁モジュールとを振動絶縁のために種々の周波数範
囲において最適化することは可能である。受動的絶縁モ
ジュールは、例えば、磁石の可聴周波数範囲の振動が周
囲の構造物または建物内へ入射しないように最適化され
る。能動的に制御される絶縁モジュールは、例えば、磁
石を周囲の構造物または建物の低周波範囲の振動に対し
て絶縁するように最適化される。
【００１７】特に、能動的に制御される絶縁モジュール
は磁石の共振周波数の範囲の振動を減衰させるように設
計される。その減衰を実現するために、能動的に制御さ
れる振動システムは、同時に受動的絶縁モジュールが設
けられている場合に特に良好に最適化される。能動的に
制御される絶縁モジュールを用いると、磁石の共振周波
数での特に高い減衰を達成可能であり、それにより磁石
によって発生された一定の磁場の特に高い時間的安定性
が達成される。
【００１８】他の特に優れた実施態様によれば、能動的
に制御される絶縁モジュールは操作部として、センサを
有する制御回路内に組込まれる。これによって、周波数
および振幅が変化する擾乱振動を確実に抑制することが
有利に可能である。
【００１９】センサが加速度検出器として及び／又は機
械的応力を測定するための検出器として及び／又は機械
的変位を測定するための検出器として形成されていると
好ましい。
【００２０】センサが磁石またはその近辺に取付けられ
ていると特に有利である。それによって、能動的に制御
される絶縁モジュールは的確に磁石に到来する擾乱振動
に合わせることができる。
【００２１】能動的に制御される絶縁モジュールと場合
によっては存在する受動的絶縁モジュールとが上下に積
層されて配置される及び／又は脚部内に組込まれている
と好ましい。
【００２２】他の有利な実施態様によれば、能動的に制
御される絶縁モジュール及び／又は受動的絶縁モジュー
ルに対して並列的に作用する別の受動的絶縁モジュール
（例えばばね要素）が設けられる。これによって、例え
ば磁石の質量に起因する静荷重を吸収するかまたは支え
ることができる。
【００２３】センサが操作部またはその近辺に取付けら
れていると好ましい。特に両方の絶縁モジュールを上記
のように積層して配置することによって、制御回路への
受動的絶縁モジュールの影響を直接的に認識可能になる
という利点が得られる。
【００２４】操作部として機能する能動的に制御される
絶縁モジュールが圧電アクチュエータを有すると好まし
い。それによって、能動的に制御される絶縁モジュール
はキロヘルツに至る幅広い周波数範囲に亘って作動可能
になる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下において本発明による磁気共
鳴装置の実施例を図１および図２に基づいて詳細に説明
する。
【００２６】図１は、時間的および空間的に一定な磁場
を発生する磁石３と、強度が空間的に変化する磁場を発
生する傾斜コイル５とを備えた磁気共鳴装置１を極めて
概略的に示している。磁石３および傾斜コイル５は患者
室７を取囲んでおり、この患者室において核スピントモ
グラフ検査が実施される。
【００２７】磁気共鳴装置１は超伝導磁石３を冷却する
ための膨張式冷凍機９（冷却ヘッド）を有している。そ
の代わりに又はそれに追加して、垂直線に対して３０°
以下で向けられている別の膨張式冷凍機１１を設けるこ
とができる。膨張式冷凍機９，１１内では、ピストンが
約１．５ｋｇの加速質量として約０．５秒毎に約１０ｃ
ｍ垂直にもしくは垂直線に対して傾いて往復運動する。
その際に発生する反跳（パルス）が磁石３に伝達され
る。
【００２８】傾斜コイル５によってスピーカ原理により
非常に複雑な振動が惹き起される。この振動は検査方法
に応じてその周波数を変化させ、キロヘルツ範囲にまで
達する。振動方向は垂直方向に限定されず、建物の床１
５に平行な振動も惹起される。とりわけ図示されている
円筒状磁石３の場合には、傾斜コイル５が特に重いの
で、この振動が特に強く発生する。
【００２９】磁気共鳴装置１は脚部１３，１４によって
建物の床１５上に支持されている。
【００３０】図２にはこの脚部１４が拡大して示されて
いる。脚部１４と建物の床１５との間には、脚部１４と
形状結合して絶縁システム１７が挿入されている。絶縁
システム１７は脚部１４に固定されている。
【００３１】建物の床１５から磁石３を振動絶縁するた
めの絶縁システム１７は、能動的に制御される絶縁モジ
ュール２３と、受動的絶縁モジュール２１とを有してい
る。
【００３２】受動的絶縁モジュール２１は振動減衰材料
（特にゴム）Ｄから製作され、その共振周波数が約１５
Ｈｚに合わされている。受動的絶縁モジュール２１によ
って、磁石３または傾斜コイル５の可聴周波数範囲の振
動が建物内へ入射しないようにすることが保証される。
受動的絶縁モジュール２１はばね支持装置として又は約
２ｍｍのばねを内蔵したゴムマットとして形成すること
もできる。ゴムの硬度、従ってその共振周波数は、膨張
式冷凍機９，１１のパルスがアーチファクトを生じない
ように選定されている。
【００３３】建物の振動に対して磁石３を振動絶縁する
ために、能動的に制御される絶縁モジュール２３は１〜
４０Ｈｚの周波数範囲の振動を減衰させるように設計さ
れている。能動的に制御される絶縁モジュール２３は操
作部として、絶縁システム１７の構成要素である制御回
路３１内に組込まれている。能動的に制御される絶縁モ
ジュール２３は圧電性結晶Ｐを有する圧電アクチュエー
タとして形成されている。
【００３４】制御回路３１はさらにセンサ３３を有して
いる。このセンサ３３は加速度センサとして形成され、
脚部１４に固定されている。その代わりに又はそれに追
加して、センサ３３または他のセンサ３４（図１参照）
が磁石３に（図１参照）または能動的に制御される絶縁
モジュール２３の圧電アクチュエータに取付けられてい
る。後者の場合、センサ３３がアクチュエータの機械的
応力を測定するように形成されてアクチュエータに固定
されている場合には有利である。
【００３５】操作部の長さの同相変化によって、センサ
３３、従って脚部１４は絶縁システム１７と共に磁気共
鳴像の形成中に静止している。
【００３６】直接にアクチュエータの機械的応力を測定
することは、さらに、制御回路３１への振動減衰材料Ｄ
の影響を直接的に認識可能であるという利点を有する。
【００３７】図示されている実施例において、センサ３
３は加速度計であり、質量を貼着された圧電性結晶とし
て形成されている。
【００３８】センサ３３は測定線３５を介して評価・制
御装置３７に接続され、評価・制御装置３７は制御線３
９を介して能動的に制御される絶縁モジュール２３に接
続され、それにより閉じた制御ループが形成されてい
る。
【００３９】能動的に制御される絶縁モジュール２３と
制御回路３１とは特に磁石３の共振周波数の範囲におけ
る振動を減衰させるように設計されている。共振周波数
はＣ形磁石を有する他の例によれば約１６Ｈｚである。
能動的に制御される絶縁モジュール２３と制御回路３１
とを共振周波数に最適に合わせることによって、特に建
物の振動に対する磁石３の振動絶縁をフレキシブルにか
つ強くしかも確実に行なうことが保証される。他方、受
動的絶縁モジュール２１は、可聴騒音が建物内へ入射し
ないことを保証する。
【００４０】能動的に制御される絶縁モジュール２３と
受動的絶縁モジュール２１とを組合わせることによっ
て、さらに、磁気共鳴装置１は患者室７内に患者が横た
わる際に振動を生ぜず、これによって磁石３が擾乱され
ない。さらに、膨張式冷凍機９，１１によって発生され
たパルスが確実に建物の床へ導かれることが保証され
る。絶縁システム１７はさらに、傾斜コイル５によって
発生された振動が減衰されて磁石３を擾乱させるのを回
避するように十分硬く実施可能である。
【００４１】全体として、本発明による磁気共鳴装置に
よって、以下の３つの振動タイプを制御可能である。 ａ）建物からの振動 ｂ）磁気共鳴装置からの可聴騒音 ｃ）磁気共鳴装置内の低周波振動
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による磁気共鳴装置を示す概略図
【図２】図１に示された磁気共鳴装置の脚部を示す拡大
図
【符号の説明】
１ 磁気共鳴装置 ３ 磁石 ５ 傾斜コイル ７ 患者室 ９，１１ 膨張式冷凍機 １３，１４ 脚部 １５ 建物の床 １７ 絶縁システム ２１ 受動的絶縁モジュール ２３ 能動的に制御される絶縁モジュール ３１ 制御回路 ３３，３４ センサ ３５ 測定線 ３７ 評価・制御装置 ３９ 制御線 Ｄ 振動減衰材料 Ｐ 圧電性結晶
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギュンター シュヌール ドイツ連邦共和国 91334 ヘムホーフェ ン フンデルト ベーテ 11 ツェー Ｆターム(参考） 3J048 AA03 AB09 AC07 AD01 BA01 BE20 CB22 CB24 DA01 4C096 AB32 AD08 CA02 CA09 CA58 CA70

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 磁石（３）を備えた像形成用磁気共鳴装
    置において、能動的に制御される絶縁モジュール（２
    ３）を有し周囲の構造物から磁石（３）の振動絶縁を行
    なう絶縁システム（１７）が設けられていることを特徴
    とする磁気共鳴装置。
  2. 【請求項２】 絶縁システム（１７）が、周囲の構造物
    上に設けられ磁石（３）を支持する脚部（１３，１４）
    内に組込まれているか又は脚部（１３，１４）に取付け
    られていることを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴装
    置。
  3. 【請求項３】 絶縁システム（１７）が、振動減衰材料
    （Ｄ）を有する受動的絶縁モジュール（２１）を含んで
    いることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気共鳴装
    置。
  4. 【請求項４】 受動的絶縁モジュール（２１）が音響振
    動を減衰させるように設計されていることを特徴とする
    請求項１乃至３の１つに記載の磁気共鳴装置。
  5. 【請求項５】 能動的に制御される絶縁モジュール（２
    ３）及び／又は受動的絶縁モジュール（２１）に対して
    並列的に作用する別の受動的絶縁モジュールが設けられ
    ていることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の
    磁気共鳴装置。
  6. 【請求項６】 能動的に制御される絶縁モジュール（２
    ３）が非音響振動を減衰させるように設計されているこ
    とを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の磁気共鳴
    装置。
  7. 【請求項７】 能動的に制御される絶縁モジュール（２
    ３）が磁石（３）の共振周波数の範囲の振動を減衰させ
    るように設計されていることを特徴とする請求項１乃至
    ６の１つに記載の磁気共鳴装置。
  8. 【請求項８】 能動的に制御される絶縁モジュール（２
    ３）が操作部として、センサ（３３）を有する制御回路
    （３１）内に組込まれていることを特徴とする請求項１
    乃至７の１つに記載の磁気共鳴装置。
  9. 【請求項９】 センサ（３３）が加速度検出器として形
    成されていることを特徴とする請求項８記載の磁気共鳴
    装置。
  10. 【請求項１０】 センサ（３３）が機械的応力を測定す
    るための検出器として形成されていることを特徴とする
    請求項８又は９記載の磁気共鳴装置。
  11. 【請求項１１】 センサ（３３）が機械的変位を測定す
    るための検出器として形成されていることを特徴とする
    請求項８乃至１０の１つに記載の磁気共鳴装置。
  12. 【請求項１２】 センサ（３３）が磁石（３）またはそ
    の近辺に取付けられていることを特徴とする請求項８乃
    至１１の１つに記載の磁気共鳴装置。
  13. 【請求項１３】 センサ（３３）が操作部またはその近
    辺に取付けられていることを特徴とする請求項８乃至１
    ２の１つに記載の磁気共鳴装置。
  14. 【請求項１４】 能動的に制御される絶縁モジュール
    （２３）が圧電アクチュエータを有することを特徴とす
    る請求項１乃至１３の１つに記載の磁気共鳴装置。
JP2001294182A 2000-09-29 2001-09-26 磁気共鳴装置 Withdrawn JP2002177241A (ja)

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