JP2002219112A5 - - Google Patents

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【書類名】 明細書
【発明の名称】 低ノイズ型ＭＲＩスキャナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 イメージング・ボリューム（１０１）を規定している患者ボアチューブ内に収容した被検体（２００）の磁気共鳴（ＭＲ）画像を作成すると共に撮影中に発生する音響ノイズを実質的に最小とするためのイメージング装置であって、該イメージング装置は、静磁場を生成するためのマグネット・アセンブリ（４、６、７）と、前記マグネット・アセンブリ内に配置される、ＭＲ画像の作成の際に使用する磁場傾斜を生成するための傾斜コイル・アセンブリ（３）と、前記傾斜コイル・アセンブリと前記患者ボアチューブの間に収容される、高周波パルスを送信しかつ前記被検体より誘導されるＭＲ信号を受信するための高周波（ＲＦ）コイル・アセンブリ（２）と、を備えており、前記マグネット・アセンブリ、前記傾斜コイル・アセンブリ及び前記ＲＦコイル・アセンブリのうちの少なくとも１つは音響ノイズの発生及び伝達を低下させるように選択的に構成されている、イメージング装置。
【請求項２】 前記傾斜コイル・アセンブリ（３）を前記マグネット・アセンブリ（４、６、７）内に装着させると共に振動伝達による音響ノイズを低下させるための少なくとも１つの隔絶装着装置（１０）をさらに備える請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項３】 前記イメージング・ボリューム内で前記被検体（２００）を導入しかつ支持するための被検体支持構造（１０２、１０４、１０５、１０６）であって、前記患者ボアチューブ（１）の内側表面と該被検体支持構造の少なくとも一方は音響吸収材料の層を含むように製作されている被検体支持構造（１０２、１０４、１０５、１０６）をさらに備える請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項４】 前記ＲＦコイル・アセンブリ（２）が、音響ノイズの要因となるうず電流励起を低下させるように選択したそれぞれの幅を有している、高周波パルスを送信しかつ前記被検体（２００）内で誘導されたＭＲ信号を受信するための複数の導体（４０２、５０２）を備えている、請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項５】 イメージング・ボリューム（１０１）を規定している患者ボアチューブ（１）内に収容した被検体（２００）の磁気共鳴（ＭＲ）画像を作成すると共に撮影中に発生する音響ノイズを実質的に最小とするためのイメージング装置であって、不導体材料からなる内側表面（４）と音響吸収材料（１７）からなる外側表面（７）を有する、静磁場を生成するためのマグネット・アセンブリ（４、６、７）と、前記マグネット・アセンブリ内の真空エンクロージャ（１１）内に配置される、ＭＲ画像の作成の際に使用する磁場傾斜を生成するための傾斜コイル・アセンブリ（３）であって、該傾斜コイル・アセンブリと前記マグネット・アセンブリの間の振動伝達を低下させるために少なくとも１つの隔絶装着装置（１０）により前記マグネット・アセンブリ内に装着されている、傾斜コイル・アセンブリ（３）と、前記患者ボアチューブ（１）の外側表面の周りに配置されると共に前記傾斜コイル・アセンブリ（３）内に収容される、高周波パルスを送信しかつ前記被検体（２００）より誘導されるＭＲ信号を受信するためのＲＦコイル・アセンブリ（２）であって、該ＲＦコイル・アセンブリのそれぞれの端部は該ＲＦコイル・アセンブリと前記マグネット・アセンブリの間の音響ノイズの発生及び伝達を低下させるために前記マグネット・アセンブリのそれぞれの端部に装着されている、ＲＦコイル・アセンブリ（２）と、音響ノイズの発生及び伝達を低下するように構成させた、前記イメージング・ボリューム（１０１）内で前記被検体（２００）を導入しかつ支持するための支持構造（１０２、１０４、１０５、１０６）と、を備えるイメージング装置。
【請求項６】 前記患者ボアチューブ（１）の内側表面と前記被検体支持構造の少なくとも一方は音響吸収材料の層を含むように製作されている、請求項５に記載のイメージング装置。
【請求項７】 前記マグネット・アセンブリがさらに、前記静磁場を調整するように前記マグネット・アセンブリの内側表面（４）上に固定されており、不導体材料と緩衝材料のそれぞれの層から製作されているパッシブ・マグネット・シム（５）を備えている、請求項５に記載のイメージング装置。
【請求項８】 静磁場を発生させるための概して円環状で円筒状の主マグネットと、前記マグネットの内側表面（４）内に位置しておりＭＲ画像を作成する際に使用する磁場傾斜を発生させるための傾斜コイル・アセンブリ（３）と、前記傾斜コイル・アセンブリ内に配置されており高周波パルスを送信しかつイメージング装置内の画像化しようとする被検体（２００）より誘導されるＭＲ信号を受信するためのＲＦコイル・アセンブリ（２）と、を備えている磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムのためのイメージング装置用のマグネット・アセンブリであって、外側表面（７）と、音響ノイズの発生及び伝達を低下させるように構成した、前記マグネットを前記外側表面に取り付けるための複数の懸架部材（１３）と、を備えるマグネット・アセンブリ。
【請求項９】 さらに、前記懸架部材（１３）の各々が、マグネット・アセンブリの振動を隔絶するように懸架ストラップ（１４）に取り付けたブロック塊（１５）を備えている、請求項８に記載のマグネット・アセンブリ。
【請求項１０】 静磁場を発生させるための概して円環状で円筒状の主マグネットと、前記マグネットの内側表面（４）内に位置しておりＭＲ画像を作成する際に使用する磁場傾斜を発生させるための傾斜コイル・アセンブリ（３）と、を備える磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムのためのイメージング装置用のＲＦコイル・アセンブリであって、該ＲＦコイル・アセンブリは高周波パルスを送信しかつ前記イメージング装置のイメージング・ボリューム内で画像化しようとする被検体より誘導されるＭＲ信号を受信するために前記傾斜コイル・アセンブリ内に配置されていると共に、高周波パルスを送信し、前記被検体から誘導されるＭＲ信号を受信し、かつ前記イメージング装置内及びその周りで音響ノイズの要因となるうず電流励起を低下させるように選択した幅を有している複数の導体（５０２）と、前記複数の導体と、前記被検体を前記イメージング・ボリューム（１０１）内に受け入れるための患者ボアチューブ（１）との間に配置した振動隔絶材料（５０４）からなる層と、を備えているＲＦコイル・アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】本発明は、全般的には、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）スキャナに関し、さらに詳細には、低ノイズ型ＭＲＩスキャナに関する。
【０００２】ＭＲＩスキャナは、医学的診断など様々な分野で使用されており、典型的には、マグネットの動作に基づいて画像生成するためのコンピュータ、傾斜コイル・アセンブリ、及び高周波コイルを使用している。このマグネットは原子核（例えば、水素原子の原子核）を高周波励起に対して反応させている均一な主磁場を発生させる。傾斜コイル・アセンブリはこの主磁場上に一連のパルス状の空間傾斜磁場を付加し、これによりイメージング・ボリューム内の各点に対して、イメージング・パルス・シーケンス中の磁場の一意の組に対応した空間的個別性を与えている。この高周波コイルは、高周波コイルにより検出されかつ画像生成のためのコンピュータにより使用される振動する横方向磁化を一時的に生成するための励起周波数パルスを発生させている。典型的には、マグネット内には高周波コイルと傾斜コイル・アセンブリとが存在する。
【０００３】ＭＲＩスキャナ用のマグネットとしては、超伝導コイル・マグネット、抵抗性コイル・マグネット、永久磁石が含まれる。周知の超伝導マグネットとしては、液体ヘリウム冷却式の超伝導マグネットやクライオクーラ冷却式の超伝導マグネットが含まれる。周知の超伝導マグネット設計としては、円筒状マグネットや開放マグネットが含まれる。
【０００４】円筒状マグネットは、典型的には、円筒状に成形されており、軸方向に向いた静磁場を有する。円筒状マグネットに基づくＭＲＩシステムでは、高周波コイル、傾斜コイル・アセンブリ及びそのマグネットは、形状が概して円環状で円筒状であり、かつ概して共軸に整列しており、その傾斜コイル・アセンブリは高周波コイルの外周を囲繞すると共にそのマグネットは傾斜コイル・アセンブリの外周を囲繞している。
【０００５】開放マグネットは、典型的には、間隔をおいた２つのマグネット・アセンブリを利用しており、このアセンブリ間の間隔により医療スタッフはＭＲＩ撮影中に手術その他の医学的処置をするためのアクセスが可能となる。空間が開放されているため、円筒状のマグネット設計で起こることがあるような閉鎖恐怖の感情を患者が克服するのに役立つ。
【０００６】一般に、ＭＲＩスキャナの様々な構成要素は、撮影している患者やスキャナのユーザにとって不快と感ずる可能性があるような音響ノイズの発生源や伝搬路になる。例えば、ＭＲＩスキャナの傾斜コイル・アセンブリは多くの患者が不快と感ずるような大きな音響ノイズを発生させる。これらの音響ノイズはスキャナの患者ボアの内部だけでなく、スキャナの外部でも生じている。傾斜コイル・アセンブリのノイズを低減させるためには、ノイズ排除用患者イヤホンなどの能動的なノイズ制御技法が用いられてきた。周知の受動的ノイズ制御技法としては、傾斜コイル・アセンブリを真空エンクロージャ内に位置させることが含まれる。
【０００７】ＲＦコイル構造体も、振動や音響ノイズのまた別の発生源となる。ＭＲＩシステムでは、電気的に励起した傾斜コイルを利用して時間変化する磁場を主磁場上、すなわちＢ0磁場上に付加している。これらの時間変化する磁場はＲＦコイルの導体内にうず電流を誘導する傾向があり、これによりＲＦコイルの機械的動きが生ずることがある。
【０００８】音響ノイズのさらに別の発生源及び伝搬路は、スキャナ内の機械的構成要素の振動によるものである。機械技術分野では、隔絶マウントにより支持された機械類からの振動がその隔絶マウントを支持している周辺構造に伝達しないように隔絶マウントを設計し使用することは周知である。従来の隔絶マウントとしては、エラストマ・タイプのマウントやバネ・タイプのマウントが含まれる。こうした隔絶マウントは、熟練者によって、マウントと機械類の振動の固有振動数がその機械類の重要な励起周波数未満となるように設計して有効な振動隔絶を提供している。
【０００９】ＭＲＩスキャナ内の様々な構成要素による音響ノイズを低下させるためのこうした技法や措置は一部では有効となっているが、患者や手技者は未だに、ＭＲＩスキャナ内やその周辺のノイズが問題であると感じている。スキャナ内やその周辺の音響ノイズの複数の発生源や伝搬路に対処しているノイズを低下させたＭＲＩスキャナが必要とされている。
【００１０】
【発明の要約】被検体の磁気共鳴（ＭＲ）画像を作成すると共に撮影中に発生する音響ノイズを実質的に最小にするための低ノイズ型イメージング装置を提供する。本イメージング装置は、マグネット・アセンブリと、傾斜コイル・アセンブリと、ＲＦコイル・アセンブリとを備えており、このマグネット・アセンブリ、傾斜コイル・アセンブリ及びＲＦコイル・アセンブリのうちの少なくとも１つはイメージング装置内やその周辺での音響ノイズの発生及び伝達を減少させるように構成されている。
【００１１】磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム用の高周波（ＲＦ）コイル・アセンブリは、その各々が高周波パルスを送信し、被検体内で誘導されるＭＲ信号を受信し、かつイメージング装置内やその周辺での音響ノイズの要因となるうず電流励起を低下させるような幅を有している複数の導体を備えている。さらに、この複数の導体と患者ボアチューブの間には音響吸収材料からなる層を配置することができる。
【００１２】磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムのためのイメージング装置用のマグネット・アセンブリは、外側表面と、この外側表面にマグネットを取り付けるための複数の懸架部材と、を備えている。この懸架部材は音響ノイズの発生及び伝達を低下させるように構成する。
【００１３】本発明の特徴及び利点は、添付の図面と共に以下の本発明の詳細な説明を読めば明らかとなろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１、２及び３を参照すると、本発明の実施形態を適用できる例示的なイメージング装置を表している。このイメージング装置は患者または被検体の磁気共鳴（ＭＲ）画像を作成するのに有用なタイプのものである。図面の全体を通じて、同じ番号は一貫して同じ要素を意味している。図１、２及び３は、円筒状の超伝導マグネットに基づくＭＲシステムを示している。当業者であれば、同様の構成要素に関する機能及び説明を開放マグネット構成で使用するように開放マグネット型ＭＲシステムに適用可能できることを理解するであろう。
【００１５】図２を参照すると、ＭＲイメージングに関して通常用いられるタイプのマグネット配置の断面図を示している。マグネット・アセンブリは、形状が概して円筒状で円環状であると共に、マグネット常温ボア４と呼ぶ内側表面と、パッシブ・マグネット・シム５（同様に、図１に示す）と、マグネット容器６と、クライオスタット・シェル７とを、外側表面の周囲で放射状に配置して備えている。マグネット・アセンブリはさらに、懸架部材１３とエンドキャップ・シール２０を備えている（これについては、後でより詳細に説明する）。
【００１６】典型的には、マグネット容器６は超伝導マグネット（図示せず）を囲繞しており、この超伝導マグネットは、よく知られるように、その各々が同じ方向に大きな同一電流を流すことができるような放射方向に整列させ長手方向に離間させた幾つかの超伝導主コイルを含んでいる。さらに、この超伝導主コイルは、撮影しようとする被検体を配置するマグネットのボア内の中心に位置させる球状のイメージング・ボリューム範囲で高い均一性をもつ磁場を発生させるように設計されている。超伝導主コイルは、典型的には０．５Ｔ〜８Ｔの範囲にある、Ｂ0として知られる主静磁場を発生させる。超伝導主コイルはマグネット容器６により囲繞されている。マグネット容器６は一般に、マグネットの巻き線を周知の方式で封入しかつ冷却するためのヘリウム容器及び熱シールドまたは低温シールドを含んでいる。さらに、マグネット容器６により、熱が超伝導マグネットに伝達されるのを防止している。以下において、本明細書で記載する超伝導主コイルや、従来の熱シールド、液体ヘリウムのデュワーその他は、一般にマグネット容器６により示しており、分かりやすくするためこれらは図面から省略している。クライオスタット・シェル７はマグネット・アセンブリの外側表面を覆っている。クライオスタット・シェル７は一般に金属製であり、典型的には鋼鉄またはステンレス鋼製である。
【００１７】さらに図２を参照すると、ＲＦコイル・アセンブリ２、傾斜コイル・アセンブリ３及びマグネット・アセンブリは、その形状が概して円環状で円筒状であり、かつ概して共軸に整列しており、傾斜コイル・アセンブリは高周波コイルの外周を囲繞すると共にマグネットは傾斜コイル・アセンブリの外周を囲繞している。図１を参照すると、側面図によりイメージング装置の構成要素の各々の相対的配置を表している。患者または撮影する被検体２００（図示せず、図３を参照）は、患者ボアチューブ１により囲繞される円筒状のイメージング・ボリューム１０１内に位置決めされる。患者または被検体２００は患者寝台上またはクレードル１０４（図示せず、図３を参照）上で中心軸１０３に沿ってイメージング装置内に挿入される。中心軸１０３は、マグネット・アセンブリの軸に沿ってＢ0磁場の方向と平行に整列させる。ボアチューブ１は、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）など導電性が低いか不導体の材料で製作することが望ましい。この実施形態では、ＲＦコイル・アセンブリ２は、従来の鳥かご形ＲＦコイル配置などにより患者ボアチューブ１の外側表面上に取り付けられており、例えば均一な高周波（ＲＦ）磁場を維持するために患者ボアチューブの外側表面に沿って複数の導体や容量性素子を互いに離間して配置している。ＲＦコイル・アセンブリ２を用いることにより、ＭＲイメージングの分野でよく知られるように、患者または被検体２００に対して高周波磁場パルスを印加し、かつ被検体２００から戻されるＭＲＩ情報を受け取っている。傾斜コイル・アセンブリ３は、その周囲で離間させた共軸の関係で配置させ、周知の方式により時刻依存の傾斜磁場パルスを発生させている。傾斜コイル・アセンブリ３の周囲には放射状に、常温ボア４、マグネット容器６及びクライオスタット・シェル７を含むマグネット・アセンブリが配置され、これにより上述したように、ＭＲＩ画像の作成に必要な静磁場を生成している。
【００１８】さらに図１を参照すると、常温ボア４により一般にマグネット・アセンブリの円柱状の内側表面を示している。このマグネット常温ボアは、典型的には金属製である。常温ボア４の円柱状の内表面上にはパッシブ・マグネット・シム５がある。このシム５は静磁場に対する微小な調整を行うために、よく知られた方法で使用される。このシムは、典型的には薄肉の鉄製または鋼鉄製のストリップである。
【００１９】さらに図１を参照すると、イメージング装置はさらに、イメージング装置の構成要素を囲繞するような一対のエンドキャップ１２を備えている。エンドキャップ１２は、患者ボアチューブ１の端部部分をマグネット・アセンブリに固定可能に装着させることにより患者ボアチューブ１を適所に保持している。エンドキャップ・シール２０は、エンドキャップ１２と患者ボアチューブ１の間の気密シールの役割を果たしており、さらに傾斜コイル・アセンブリ３を囲繞するための真空スペース１１を維持している。エンドキャップ・シール２０は、典型的には、真空スペース１１内で所望の真空を維持するために３／４〜１インチの厚さを有する適合したガスケット材料より製作される。エンドキャップ・シール２０は、マグネットのクライオスタット・シェル７とエンドキャップ１２の間で振動を隔絶できるようにその弾性特性が選択される。
【００２０】図３を参照すると、イメージング装置の構成要素はさらに、被検体２００をイメージング・ボリューム１０１内に挿入しかつ位置決めするための、患者寝台やクレードル１０４などの支持構造を含む。患者クレードル１０４は、ローラーを用いるなど周知の方式によりブリッジ１０２に沿って摺動可能である。ブリッジ１０２は前方ブリッジ支持体１０５及び後方ブリッジ支持体１０６により支持されている。各ブリッジ支持体は、床面またはマグネット・アセンブリに固定される。さらに、クレードルの電子回路ユニットは、患者クレードル１０４の動きを制御するためにブリッジ１０２またはクレードル１０４に結合させている。
【００２１】傾斜コイル・アセンブリ３は、一般に、１）傾斜コイルに作用するローレンツ（電磁的）力による振動と、２）傾斜コイル・アセンブリと接触していない導電性部品内のローレンツ力によるノイズ、というＭＲイメージング・システム内の２つの音響ノイズ源の要因になっている。傾斜コイル・アセンブリ３は傾斜巻き線を備えており、この巻き線は典型的には、所望の傾斜磁場を発生させる形状に成形したワイヤまたは扁平な導電性ストリップである。傾斜巻き線のワイヤは強い磁場内にあり、
【００２２】
【外１】

【００２３】さらに、ワイヤ内の電流は、典型的には、数百アンペア程度と大きく、また静磁場は典型的には０．５Ｔ〜８Ｔの範囲となることがある。したがって、このローレンツ力は極めて大きくなり、傾斜アセンブリにかなりの振動を生じさせることがある。また一方こうした振動は空気を変位させて耳に聞こえる音を発生させることがある。さらに、この傾斜アセンブリの振動は、マグネット系の構造体を通って機械的に伝達されことがあり、またこの振動により構造体内の別の部品に振動を起こさせ、引き続き音を発生させることがある。音響ノイズの第２の発生源は、傾斜アセンブリと接触していない導電性部品内のローレンツ力によるものである。こうした力が生じる理由は、例えば、傾斜磁場のパルス状磁場によりＭＲＩシステムの様々な導電性部品内にうず電流が誘導され、さらにこれらのうず電
【００２４】
【外２】

【００２５】ＲＦコイル・アセンブリもまた、ＭＲイメージング・システム内の音響ノイズの発生源である。ＲＦコイル・アセンブリ２は、典型的には、鳥かご形構成で装着された大容積のＲＦコイルであり、導体のエッチングしたパターンを使用して製作される。さらに、これらの導体は、典型的には、幅が数インチとなることがある。大容積ＲＦコイルは、典型的には、患者ボアの長さの約半分であって、患者ボアチューブ１の円周全体に巻かれており、さらに、患者ボアチューブ１にしっかりと装着されている。しかし、この大容積ＲＦコイルは、傾斜アセンブリ３からのパルス状の傾斜磁場の影響を受ける。これらのパルス状磁場により大容積ＲＦコイルの導体内にうず電流が誘導されると共に、このうず電流は静磁場と協
【００２６】
【外３】

【００２７】レンツ力を発生させる。次いで、これらの振動は患者やシステムのオペレータに聞こえるような音響ノイズを発生させる。
【００２８】被検体のＭＲ画像を作成するためのイメージング装置の実施の一形態では、そのイメージング装置は、傾斜コイル・アセンブリと、ＲＦコイル・アセンブリと、マグネット・アセンブリとを備えており、これらのアセンブリの各々は、撮影中におけるイメージング装置内やその周辺での音響ノイズの発生及び伝達を減少させるように選択的に構成されている。傾斜アセンブリ、ＲＦコイル・アセンブリ、マグネット・アセンブリ、並びにＭＲＩシステムのその他の構成要素の各々は音響ノイズの発生源や伝搬路の一因となる。これらのアセンブリの各々で音響ノイズを低下させるための実施形態を提示することにする。具体的な用途においては、これらのアセンブリや構成要素に関する各実施形態の特徴を組み合わせてイメージング装置の音響ノイズを低下させることができることを理解されたい。別法として、これらのアセンブリの各々は、音響ノイズの発生及び伝達を単独で減少させるように選択的に構成することができる。本明細書で使用する場合、「のように構成する（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｔｏ）」などの表現は、言及した機能を実行させるための構造及び機能を有する構成要素を示している。
【００２９】傾斜コイル・アセンブリ３は、傾斜コイルに作用するローレンツ力による振動と、傾斜コイル・アセンブリ３に接触していない導電性部品による振動とを低下させるように構成することが望ましい。典型的には、傾斜コイル・アセンブリは、内側と外側に２つの巻き線を有しており、この巻き線はエポキシ充填により互いに保持し合っている。振動及びその結果としてのノイズを低下させるため、このエポキシ充填は周知の方式により硬化させ傾斜アセンブリの重量を増加させる。傾斜コイル・アセンブリ３の第１の実施形態では、傾斜コイル・アセンブリ３はさらに、振動を一層隔絶させるような方式によりマグネット・アセンブリ内に装着させる。図１を参照すると、傾斜アセンブリ３の各端部はブラケット８に装着し、また対応するブラケット９はマグネットの対応する端部に装着させている。ブラケット８とブラケット９の間には、その各々が３〜１０ｍｍの範囲の厚さを有することが望ましい、適合した隔絶スタック１０を配置している。適合した隔絶スタック１０により、傾斜アセンブリからマグネットやＭＲＩシステムのその他の部品への振動伝達が減少するような方法で傾斜アセンブリを装着させ、傾斜アセンブリとマグネットの間で振動を隔絶させている。傾斜コイル・アセンブリ３の別の実施形態では、傾斜コイル・アセンブリ３はさらに、患者ボアチューブ１、マグネット常温ボア４及びエンドキャップ１２により区画されている真空１１内に封入される。音響ノイズの低下を効果的にするには、この真空は２００トル（Ｔｏｒｒ）未満とすることが望ましい。
【００３０】高周波（ＲＦ）コイル・アセンブリ２は、大容積ＲＦコイルの振動、並びに続いて起こるノイズを軽減させることにより、撮影中に発生する音響ノイズを低下させるように構成することが望ましい。図４及び５は、ノイズ低減型ＲＦコイル・アセンブリの様々な実施形態がＲＦコイル・アセンブリ２の導体内でのうず電流に起因する振動並びに続いて起こるノイズを軽減させることを表したものである。図４を参照すると、大容積ＲＦコイル４００は、鳥かご形構成でシリンダ４０１（図１、２及び３の患者ボアチューブ１の外側表面）の周りに巻き付けた１６本の導体４０２を備えている。ＲＦコイルを共振させるためにコンデンサ４０３が設けられている。この実施形態では、導体４０２は幅狭に製作し、うず電流を励起できる有効面積を縮小させて生じる力も低下させることが望ましい。導体４０２の数及び幅は所望のマグネット性能及び磁場均一性に従って選択することが望ましい。本明細書で使用する場合、「幅（ｗｉｄｔｈ）」とは一般に、１つの計測値または寸法のことを指す。典型的には、従来の大容積ＲＦコイル導体は概ね５０ｍｍの幅である。図４に示す実施形態では、導体４０２の幅は５０ｍｍ未満となるように選択し、うず電流を励起できる有効面積を縮小させて、これにより音響ノイズを低下させながら、所望のＲＦ性能をそのまま維持することができる。この幅は、所望のＲＦ性能とうず電流低下が達成できるように選択されることを理解されたい。代替的実施形態の１つでは、音響吸収材料の層を導体４０２とシリンダ４０１の間に配置して導体４０２とシリンダ４０１の間の振動を最小にしている。
【００３１】別の代替的実施形態では、うず電流パターンを遮断するように導体内に切り込みを作り、これによりうず電流並びに関連するローレンツ力を低下させるようにすることでノイズ低下が達成される。
【００３２】図５を参照すると、音響ノイズの発生及び伝達を減少させるように構成されているＲＦコイルの別の実施形態を表している。ＲＦコイル・アセンブリ５００は、望ましくは３ｍｍ〜１２ｍｍの範囲の外径を有するＣｕ製チューブから製作された１６本の導体５０２を備えている。導体５０２はシリンダ５０１の周りに鳥かご形構成で配置されており、かつＲＦコイルを共振させるためにコンデンサ５０３と結合させている。導体５０２はさらに、導体と患者ボアチューブの間の振動隔絶材料５０４と一緒にＦＲＰ製シリンダ５０１（その内側表面は図１、２及び３の患者ボアチューブ１を収容している）の外側表面に装着することが望ましい。振動隔絶材料５０４は、導体５０２とシリンダ５０１の間の任意のギャップを実質的に減らすような厚さをもつ適合した材料により製作することが望ましい。導体５０２及び振動隔絶材料５０４をシリンダ５０１上の適所に固定可能に保持するためにはストラップ５０５を使用する。
【００３３】ノイズ低減型ＲＦコイル・アセンブリの別の実施形態では、その大容積ＲＦコイルは患者ボアチューブと機械的連絡が全くないように製作する。さらに図１を参照すると、一般に、患者ボアチューブ１はその外側表面においてＲＦコイル・アセンブリと結合させている。この実施形態では、ＲＦコイル・アセンブリ２は患者ボアチューブ１との接触を避けるように装着することが望ましく、むしろ傾斜アセンブリ３の内面上に装着させる。この実施形態では、ＲＦコイル・アセンブリがここでは真空スペース１１内に全体が封入されているため、ＲＦコイル・アセンブリからの音響ノイズは機械的手段や空気により直接患者ボアチューブに伝達されることがないことが理解できよう。
【００３４】イメージング装置の別の実施形態では、そのマグネット・アセンブリはイメージング装置内やその周辺での音響ノイズの発生及び伝達を低下させるように構成することが望ましい。マグネット・アセンブリ内の音響ノイズの発生源の１つは、パッシブ・シム５に起因している。典型的には、このシムは鋼鉄製の薄肉のシートである。これら鋼鉄製のシートは、傾斜アセンブリからのパルス状磁場によりその内部にうず電流が誘導され、またこのうず電流は、静磁場と協同してマグ
【００３５】
【外４】

【００３６】ツ力を発生させる。これらの振動は、空気（真空でない場合）やクライオスタットを通る患者ボアチューブまでの機械的伝搬路を介してマグネットの外部に伝達されることがある。マグネットのクライオスタットや患者ボアチューブの外部での引き続き起こる振動により、患者やＭＲＩシステムのオペレータに聞こえるようなかなりの音響ノイズが発生する。
【００３７】図１を参照すると、ノイズを低下させるためのマグネット・アセンブリの第１の実施形態では、パッシブ・シム５は、エポキシなどの不導性ポリマーと混合した細分された磁性材料により製作し、次いでシート状に成形することが望ましい。この実施形態では、シム５は１００メッシュの鋼鉄粉末（Ａｎｃｏｒｓｔｅｅｌ ３００ＳＣ）とポリエチレン（Ｄｏｗｌｅｘ２０４５、密度ρPE＝０．９２ｇ／ｃｍ3）の混合物により製作し、０．２５〜１．３ｍｍの範囲の厚さまでプレスしてストリップの形に切断する。これらのシートは磁気的シム調整が可能なような磁気特性を有しているが、この導電性が低いか不導体の材料はうず電流を助長することがなく、このためパルス状傾斜磁場を受けてもシム５は振動しない。第２の実施形態では、パッシブ・シム５は、振動に関してマグネット常温ボアから隔絶されていることが望ましい。実施の一形態では、シムとマグネット・ボアとの間に振動隔絶材料からなる層を配置させる。この実施形態では、シムからマグネット常温ボアへの振動エネルギーの伝達はいずれもさらに低下させることが望ましい。
【００３８】マグネット・アセンブリの常温ボアもまた音響ノイズの発生源である。マグネット常温ボアは、典型的には、導電性材料で構成されており、したがって、さらにパルス状傾斜磁場が発生させたうず電流を助長することがある。結果的に生じる常温ボアの振動によって、患者やＭＲＩシステムのオペレータに空気や機械的振動により伝達される音響ノイズが生成されることがある。
【００３９】音響ノイズを低下させるためのマグネット・アセンブリの別の実施形態では、そのマグネット常温ボア４は音響ノイズの発生及び伝達を低下させるように構成されている。実施の一形態では、マグネット常温ボア４は、例えば、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）などの非導電性材料により製作することが望ましい。別の実施形態では、マグネット常温ボアを囲繞する真空により空気によるマグネット常温ボアからの音の伝達を防止している。マグネット常温ボアとマグネット構造体の残りの部分との間のシールは、真空シールだけではなく振動の隔絶も実行するように製作することができる。そのシールが、振動に関してマグネット構造体の残りの部分から常温ボアを隔絶することができる場合、常温ボア内で傾斜磁場パルスにより誘導される振動がクライオスタット・シェル７の外部に機械的に伝達されることはない。したがって、マグネット常温ボアを真空により隔絶すると共にマグネット常温ボアを機械的隔絶により隔絶することにより、常温ボアの振動が患者やＭＲＩシステムのオペレータに聞こえるような音響ノイズを発生させるのを防止する（または、その能力を低下させる）ことができることが望ましい。さらに別の実施形態では、ＦＲＰには、常温ボアの表面を通した大気からの気体や水の侵入を低下させるために、極めて薄肉の（厚さがマイクロメートル程度またはマイクロメートル以下であるような）金属層をコーティングする（金属被覆する）ことが望ましい。この金属層が十分に薄肉に（厚さがマイクロメートル程度またはマイクロメートル以下となるように）製作されていると、金属層内でうず電流は実質的に最小化され、さらに結果的にうず電流に誘導される振動も最小化される。
【００４０】さらに図２を参照すると、マグネット・アセンブリの別の実施形態は、音響ノイズの伝達を低下させるように構成した懸架部材１３を備えている。マグネット容器６は、薄肉の懸架部材１３によりクライオスタット・シェル７に接続させる。これらの部材は、典型的には、クライオスタット・シェル７から超伝導マグネットを含んでいるマグネット容器６への熱の流れが最小になるように設計する。この実施形態では、懸架部材１３は、望ましくは振動に関してマグネット容器６がクライオスタット・シェル７から隔絶されるように製作する。この実施形態では、懸架部材１３は、懸架ストラップ１４の途中に装着したブロック塊１５を備えている。ブロック塊１５は非導電性材料により製作する。ストラップ１４は、よく知られるように、炭素ファイバ材料により製作することができる。懸架部材１３に沿った高周波の伝達は、懸架部材の途中に塊１５を取り付けることにより減少させることが望ましく、これにより、懸架部材に沿って伝搬するエネルギーを反射させる傾向がある振動のインピーダンス不整合が形成される。
【００４１】マグネット・アセンブリの別の実施形態は、クライオスタット・シェル７に起因する音響ノイズを低下させたクライオスタット・シェル７の実施形態を含む。このクライオスタット・シェルは一般に金属製、典型的には鋼鉄またはステンレス鋼製である。クライオスタット・シェルの振動は、パルス状傾斜磁場からの直接の電磁的励起であるか、装置内の別のどこかに生じた振動が機械的に伝達された結果であるかに関わらず、患者やＭＲＩシステムのオペレータに聞こえるような音響ノイズを生じさせることがある。
【００４２】別の実施形態では、クライオスタット・シェル７は、ＦＲＰなどの非導電性材料より製作することが望ましい。さらに別の実施形態では、このＦＲＰには、クライオスタット・シェルを通した大気からの気体や水の侵入を低下させるために、極めて薄肉の（厚さがマイクロメートル程度またはマイクロメートル以下であるような）金属層をコーティングする（金属被覆する）ことが望ましい。この金属層が十分に薄肉に（厚さがマイクロメートル程度またはマイクロメートル以下となるように）製作されていると、金属層内でうず電流は実質的に最小化され、さらに結果的にうず電流に誘導される振動も最小化される。
【００４３】さらに図２を参照すると、別の実施形態では、クライオスタット・シェル７は音響材料からなる層１７により覆い、起こり得る振動を阻止かつ吸収し、これにより室内や患者ボア１への音響ノイズの放出を防止する。この層１７は、音響吸収用に設計されたＳｏｕｎｄｃｏａｔ Ｃｏｍｐａｎｙによる「Ｓｏｕｎｄｆｏａｍ」などの連続気泡フォームなどの材料であり、この実施形態では、概ね６ｍｍ〜１３ｍｍの厚さである。さらに、この層１７とクライオスタット・シェルの間には、ストリップ状にしてクライオスタット・シェルに適用することが望ましい拘束層減衰（ＣＬＤ）の層を配置する。ＣＬＤは一般に、音響減衰材料を貼った薄肉のプレートより構成される。このＣＬＤ材料は、その減衰材料が薄肉のプレートと減衰させようとする構造体（クライオスタット・シェル７）との間に挟み込まれるようにしてその構造体に適用する。この構造体を通じて振動が伝達されると構造体が屈曲し、構造体と薄肉のプレートの間に生じたずれにより挟み込まれた音響減衰材料内での減衰が起こる。この材料は、音響レベルを増加させる傾向となることが多い機械的共振の影響を除去するのに効果的となり得る。さらに別の実施形態では、ＣＬＤ材料１００は常温ボア４の内側表面に適用する。さらに別の実施形態では、ＣＬＤ材料１００は傾斜アセンブリ３の内側表面または外側表面、あるいはこの両方に適用される。
【００４４】マグネット・アセンブリのさらに別の実施形態では、振動及びこれに起こる音響ノイズを防止するような取り付け配置が不可欠である。例えば、クライオスタット・シェルの振動は、患者ボアチューブに対して、クライオスタット・シェル７からエンドキャップ１２を経て患者ボアチューブ１までの機械的経路を介しても伝達されることがある。マグネット・アセンブリを装着するための実施の一形態では、エンドキャップ１２とクライオスタット・シェル７の間のシール２０により、確実に傾斜アセンブリの周囲を真空に維持して、さらに振動隔絶の役割も果たさせることによって、その機械的経路を遮断することが望ましい。この実施形態では、クライオスタットからの振動の患者ボアチューブへの伝達が防止されることになる。シール２０はクライオスタット・シェル７とエンドキャップ１２の間に隔絶が提供されるように選択する。実施の一形態は、Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ４０ Ｂｕｎａ−Ｎゴムやその他同様の材料などのＯリング（Ｏ−ｒｉｎｇ）材料により製作されたシール２０を含んでいる。
【００４５】さらに図２を参照すると、別の実施形態では、患者ボアチューブ１はその内側表面上に配置させた、「Ｓｏｕｎｄｆｏａｍ」などの音響吸収材料層を含んでいる。患者ボアチューブは、典型的には、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）など剛性であり、導電性が低いか不導体の材料により製作される。患者ボアチューブ１は、機械的接触や空気を介して患者チューブに伝えられた振動を増幅させる傾向があるような機械的共振を有することがある。別の実施形態では、不導体の拘束層減衰（ＣＬＤ）１００を患者ボアチューブ１の外側表面や内側表面にストリップの形で適用することにより患者チューブ共振に対して減衰を導入することができる。
【００４６】図６を参照すると、傾斜コイルに電源供給する導線による音響ノイズの発生を低下させるための別の実施形態を表している。傾斜コイルに電源供給する導線には、典型的には２００Ａ以上の大きな電流が流れており、したがって大きなローレンツ力を受けることがある。図１を参照すると、導線やワイヤ（図示せず）はエンドキャップ１２のうちの１つを通り、傾斜フィードスルー・アセンブリ６００を介して導かれている。これらの導線は外部電源から傾斜アセンブリまで導くことが必要であり、したがって真空エンクロージャを貫通する必要がある。傾斜用リードに大きなローレンツ力が生じてワイヤを振動させることは望ましくない。傾斜用リードのフィードスルー・アセンブリがエンドキャップ１２にしっかりと装着されていると、傾斜用リードにかかる力によりエンドキャップが振動することがある。比較的面積が大きいエンドキャップの振動により大きな体積の空気が動かされ大きな強度の音を発生させることがあるため、この現象は望ましくない。
【００４７】さらに図６を参照すると、傾斜フィードスルー・アセンブリ６００は、エンドキャップ１２への振動伝達の問題を緩和するように製作される。この実施形態では、外部電源からの電力がエンドキャップ壁６０１を通して伝えられるようにするため、エンドキャップ壁６０１上にクリアランス・ホール６０２を設けている。ネジ溝付きロッド６０３は、クリアランス・ホール６０２及びゴム製ディスク６０４を貫通しており、またネジ溝付きロッド６０３は、ラグ６０７を貫通するように装着されたワイヤ６０８に流す電流のための導体の役割を果たしている。したがって、ワイヤ６０８、ラグ６０７及びネジ溝付きロッド６０３は電源供給のための伝達経路の役割を果たす。さらに、フィードスルー・アセンブリ６００を表面エンドキャップ壁６０１に確保するためのワッシャー６０５及びナット６０６を設けており、このナット６０６もまた伝達経路の一部を担っている。エンドキャップ壁６０１の各側に隣接するように、例えば、柔らかなゴム製の締りばめスペーサなどの電気絶縁材料により製作される一対の隔絶デバイス６０４がある。このゴム製の隔絶材料により、内外方向や傾斜に対して、フィードスルー・アセンブリの移動範囲を小さくすることができ、これにより振動並びに続いて起こる音響ノイズを低下できることが望ましい。さらに、隔絶デバイス６０４は真空を保持するための気密シールを形成する役割も果たしている。
【００４８】図３を参照すると、音響ノイズの別の発生源及び伝搬路は、様々なＲＦコイルからの信号と、典型的にはスキャナの外部に配置させるシステムの電子回路とのインタフェースをとるために使用するクレードル電子回路ユニット３００に起因することがある。典型的には、クレードル電子回路ユニット３００は、パルス状イメージング傾斜を受けた際にうず電流を発生させることがある金属部分をもつ電子モジュールを含んでおり、これらのうず電流により振動やこれに続き音響を発生させることがある。典型的な電子モジュールの幾つかでは、典型的には、約５０ｍｍ以上の寸法をもった金属筐体に収容された前置増幅器その他の電子回路である可能性もある。これらの電子回路が患者寝台１０４に装着されているか、さもなくば撮影中にイメージング・ボリューム内に導入されるような、何らかの電子回路移動用キャリッジにしっかりとボルト止めされている場合には、電子回路の振動によりクレードルまたは寝台が振動することがある。クレードルは比較的表面積が大きい場合があるため、その振動により音響が発生する効率が高いことがある。したがって、振動に関して電子回路を隔絶し、電子回路からの音が患者やシステムのオペレータに全く到達しないようにすることが望ましい。
【００４９】別の実施形態では、ユニット３００内の電子モジュールは、ユニット３００内でその電子モジュールをゴム製パッドなど振動吸収性材料または振動隔絶材料上に置くことにより隔絶させることが望ましい。こうしたゴムは電子回路の振動のキャリッジへの到達を防ぐ傾向がある。さらに、独立気泡音響フォームやガラス繊維詰綿（ｂａｔｔｉｎｇ）などの吸音材を、制御ユニット３００の周りに巻き付けることができる。
【００５０】本発明を好ましい実施形態を参照しながら説明してきたが、当業者であれば、本発明がこれらの実施形態に限定されないことを理解するであろう。当業者であれば、上述の実施形態に対して、本発明の範囲に属するような修正を行うことができることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態を適用できるイメージング装置の側面断面概略図である。
【図２】図１の線３０−３０で切り取って見た図１のイメージング装置の断面概略図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態を適用できるＭＲＩスキャナの側面断面概略図である。
【図４】図１及び３のイメージング装置で有用なタイプのＲＦコイル・アセンブリの概略図である。
【図５】図１及び３のイメージング装置で有用なタイプのＲＦコイル・アセンブリの概略図である。
【図６】図１及び３のイメージング装置で有用なタイプの傾斜電流フィードスルー配置の概略図である。
【符号の説明】
１ 患者ボアチューブ
２ ＲＦコイル・アセンブリ
３ 傾斜コイル・アセンブリ
４ マグネット常温ボア
５ パッシブ・マグネット・シム
６ マグネット容器
７ クライオスタット・シェル
８ ブラケット
９ ブラケット
１０ 隔絶スタック
１１ 真空スペース
１２ エンドキャップ
１３ 懸架部材
１４ 懸架ストラップ
１５ ブロック塊
１６ 拘束層減衰材料
１７ 音響材料層
２０ エンドキャップ・シール
１００ ＣＬＤ材料
１０１ イメージング・ボリューム、患者ボア
１０２ ブリッジ
１０３ 中心軸
１０４ 患者寝台、クレードル
１０５ 前方ブリッジ支持体
１０６ 後方ブリッジ支持体
２００ 患者、被検体
３００ クレードル電子回路ユニット
４００ ＲＦコイル
４０１ シリンダ
４０２ 導体
５００ ＲＦコイル・アセンブリ
５０１ シリンダ
５０２ 導体
５０３ コンデンサ
５０４ 振動隔絶材料
５０５ ストラップ
６００ 傾斜フィードスルー・アセンブリ
６０１ エンドキャップ壁
６０２ クリアランス・ホール
６０３ ネジ溝付きロッド
６０４ ゴム製ディスク
６０５ ワッシャー
６０６ ナット
６０７ ラグ
６０８ ワイヤ