JP2002272703A - 磁場の遮蔽・検出装置とその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高磁力場による回路の飽和から回路を保護する
ために、回路周辺の外部磁束を遮蔽する。 【解決手段】シールド１０は、緩やかに飽和状態にな
り、比較的に低い透過性を有する熱間圧延炭素鋼から成
り、シールド１０の物理的サイズ及び構造は、最小量の
鉄でシールド１０内の磁束を減少させる。磁場センサ
は、収納された回路に影響する磁場を測定するため、シ
ールド１０内に装着される。同センサは、収納された回
路の動作に磁束が影響する十分な強さの時に報知する外
部回路に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁場の障害を減少
及び検出のいずれか一方のためのシステム及び装置に関
する。より詳しくは、高磁力場における回路を保護する
システム及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）は、放射線を
利用することなしに、身体（軟組織等）の多様な部分の
非侵襲的な精密検査に利用される。ＭＲＩスキャナは、
患者が位置される大きく、極めて強い磁場を有する。体
内へＲＦ信号を伝送するためにラジオアンテナが利用さ
れる。ＲＦ信号が正しい周波数の場合、体内のプロトン
は、一時的に整列し、アンテナから伝送されるＲＦ信号
より弱いＲＦ信号を生成させる。これらの反射信号は、
スキャナに配備されたコンピュータにより画像へと変換
される。

【０００３】身体からのＲＦ信号の出力の強さが極めて
小さいため、保護されてない環境では、周囲の同一の周
波数（小型ラジオステーション信号等）のＲＦ信号が反
射信号をかき消す場合もあり得る。従って、ＭＲＩスキ
ャナは、ＭＲＩ装置に組込まれ、かつＲＦ外部干渉から
ＭＲＩスキャナを保護するためのラジオ周波又はファラ
デーシールドにより取囲まれている。しかしながら、ほ
とんどの電気器具は、関連する周波数で複数のＲＦ信号
を発生する。特定のコンピュータは、身体より発生され
る信号より強いＲＦ信号を発生する。従って、身体から
発生される信号を干渉するラジオ信号を発生しないため
にも、ＭＲＩ装置での器具は改良されねばならない。

【０００４】外部磁場の存在において、体内のプロトン
は磁場とともに整列し、特定の周波数で歳差運動する。
細胞核が読み取られるのに十分の強さを備えたＲＦ信号
を発進する、高静電性磁場は、磁気的な環境を提供する
よう求められる。プロトンが歳差運動をする同周波数の
ＲＦ波によりこれらのプロトンが活性化される際、いわ
ゆる磁気共鳴が発生される。医療的な画像処理では、利
用される磁場の強さは、典型的には１．５テスラ（Ｔ）
であり、地球の磁場の約３万倍の強さである。この磁場
は、掃除機とモップバケツを磁石の穴の中へ引付けるの
に十分な強さであり、担架を部屋の反対側に引付け、ス
チール製酸素ボンベを浮遊発射物に変えてしまう。これ
らの現象の結果として、外傷による死が起ってきた。磁
気が発生する部屋では小さい物体（ポケットベル（登録
商標）、ヘアピン、ペンなど）が、これを携帯する人か
ら引離されることが知られている。磁石による強磁性体
の誘引力は、ＭＲＩによって作り出される、明らかに危
険な高静電磁場である。

【０００５】周囲にあるすべての鉄は常磁性体であり、
磁束に影響を受けやすいため、従って、ＭＲＩ室は徹底
的に調査されなくてはならない。時には、パイプ及び電
気配線を別ルートで運び、静止した周辺の鉄（構造的ス
チール、フロアディック、コンクリート補強棒等）をそ
の場から取外すことが必要である。

【０００６】ＭＲＩ室で稼動する補助器具については３
つの問題がある。これらの問題は、１）磁場における補
助器具への誘引現象が危険でないとされ、２）磁場領域
内で補助器具が適正に作動しているとされ、３）補助器
具が作成される画像の質に本質的な影響を有さないとさ
れることである。

【０００７】ＭＲＩ室で患者を映像化するためのいくつ
かのより重大な試みは、患者を取囲む二つの大型ＲＦコ
イルにより達成される。一般的には、内部コイルが患者
から発信されるＲＦを受信する際、外部コイルがＲＦを
発信する。上記に示されるように、ＭＲＩ室は、ＲＦ受
信を影響し得る外部ＲＦ干渉から遮蔽されねばならな
い。ＭＲＩ室は、典型的な銅製の途切れのないシート又
はスクリーンを伴う壁及び窓を裏付けすることによりＲ
Ｆ遮蔽されることができる。ＲＦを部屋の中へ導くこと
から防ぐため、モニタ及びケーブルは遮蔽されねばなら
ない。例えば、ケーブルは、アルミニウムの薄い層によ
り覆われる、又は波状の銅線及び小さい銅製箱が電気器
具を収納するために利用されることができる。

【０００８】器具におけるＭＲＩ室の磁場の影響は、磁
石の強さ、磁石に対する同器具の近位、常磁性物質の
量、同器具に利用されている回路の詳細に依存する。物
体が磁石穴から離れるにつれて磁場は減少する。典型に
は、強磁性物質は磁場が５０ガウス未満に減少する点か
ら数フィート（１フィート：３０．４８ｃｍ）離れて保
持されることが推奨される。

【０００９】一般的に、電気器具の常磁性の構成物質を
非磁力性のスチール、真鍮、アルミニウム、又はプラス
チックにて代替することは、それをＭＲＩ室内に設置で
きることを可能にする。しかしながら、鉄の装着を減ら
しても、ほとんどの器具のより小さく、より精巧な計測
器は強磁性であり、磁場の影響を受ける。それゆえ、磁
気室内の機能や器具の正確さは、まだ影響され得る。例
えば、高磁力場における変圧器又は誘導原を利用するい
かなる器具は、故障又は損傷する場合がある。

【００１０】ＭＲＩ磁場は、変圧器又は誘導コアを飽和
させる。変圧器又は誘導原コアの飽和はコアの透過性
（インダクタンス）を減少させ、変圧器又は誘導コアを
焼き切り得る過剰な電流の発生を許容する。従って、で
きることなら、患者のモニタは一般的にＭＲＩ室の外側
に保持され、外部電源が利用される。

【００１１】最近では、開磁石式ＭＲＩが設計され、複
雑な脳外科手術はＭＲＩ室内における患者と外科医が磁
石の内側で実行できる。これらの工程の特性は、最大の
磁場が存在する磁石穴に対し近接し、細かく、正確な患
者の画面表示（例えば、浸透性、心拍及び呼吸用モニ
タ）の必要性を増大させる。

【００１２】麻酔装置は、ＭＲＩ室において利用するた
めに特別に設計されている。装置の強磁性構造要素のほ
とんどは、誘引力を最小化するため、真鍮、アルミニウ
ム、非磁性ステンレススチール及びプラスチックにて代
替される。特に、フレーム、胴体、引出しはアルミニウ
ムから成る。加えて、留金及びスプリングを含めるたく
さんの小さい構造要素は、アルミニウム又は非磁性ステ
ンレススチールのどちらかで形成される。

【００１３】循環及び再呼吸麻酔システムは、ＭＲＩ室
での換気のために利用され得る。流速センサは、呼吸流
速を測定するこれらの麻酔システムに重要である。超音
波流速センサは、明確さ、信頼性、保全性が重要とされ
る流れにおける、第一に選択される流速センサである。
送信時間（輸送時間）超音波流速センサは、流体の流れ
に逆らって、送られるパルスの間の移動時間の差を測定
する。測定は、上流に超音波を伝えることは下流に伝え
るより長い時間を要する原理に基づいている。

【００１４】流れが存在する時はいつでも、呼吸流通路
において上流に発信される超音波パルスと下流との間に
送信時間の差が生じる。この差は、流量を得るための流
通路の断面積に因数分解させる流速を算出するために利
用される。好ましくは、二つの変換器は圧セラミックで
あり、向かい合って交互に音波を送信するため、ガス流
の通路に配置される。

【００１５】圧電気変換器は、典型的には、二つの適合
する通常な鉄製コアワイヤが巻付いた変圧器により送信
器及び受信器回路に接続される。変圧器はＭＲＩの磁場
からの飽和に対し敏感である。それは、ＭＲＩの磁場
が、変圧器のコアを飽和させるようにすることができる
からである。

【００１６】コアの透過性が減少すると、変圧器のエネ
ルギー移動効率は減少し、変圧器巻線のインピーダンス
も減少する。これらの変化は、いずれも圧電気変換機か
らのエネルギーを送信及び受信いずれか一方をする変圧
器の操作に影響を与え、ひいては、超音波流速センサの
操作に影響を及ぼす。変圧器コアの飽和は、電力変圧器
を焼切り得る誘導電圧の発生及び過剰な電流を防止す
る。

【００１７】一般的に、磁気コアの劣化は、漸進的なコ
アの飽和磁束レベルによるものである。このレベルに達
した際、同コアは、飽和状態になり、コアの透過性は空
気の透過性に近づく。鉄製のコア構造物においては、こ
れは、透過性の大幅な変化を意味することができる。コ
ア透過性におけるこの大きな変化は、外部磁場での小さ
な漸進的変化におけるガス流変換器の正確な動作が、か
なりの不正確になる。要約すれば、変圧器コアの飽和
は、電力変圧器を焼切り得る誘導電圧の発生及び過剰な
電流を防止し、センサの動作に対して不利に影響する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】略述するならば、本発
明の好ましい実施形態は磁場における回路に遮蔽するこ
とを提供し、磁場における二つ以上の変圧器を飽和状態
から保護し、回路を不正確にさせ得る磁場の影響を受け
ている回路の状態を表示することを提供する。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、磁気室における複数の
変圧器を保護するアセンブリは、電気エネルギーをエネ
ルギー源から処理装置に伝送する第一及び第二変圧器
と、前記第一及び第二変圧器を包囲し、周囲の磁束が変
圧器に干渉することを防止することを要旨とする。

【００２０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のアセンブリにおいて、前記各変圧器がコアに巻き付け
られたコイルを有することで、前記第一及び第二変圧器
の動作が前記コアの磁気特性に依存することを要旨とす
る。

【００２１】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
のアセンブリにおいて、前記コアが、鉄を含む材料から
形成されることを要旨とする。請求項４に記載の発明
は、請求項１に記載のアセンブリにおいて、前記磁気シ
ールドが、変圧器の周囲の磁束を脇へよけるため、周囲
の磁束に対して透過性を有する材料から形成されること
を要旨とする。

【００２２】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
のアセンブリにおいて、前記材料が、熱間圧延鋼を含む
ことを要旨とする。請求項６に記載の発明は、請求項１
に記載のアセンブリにおいて、前記処理回路は、前記処
理回路に接続されたセンサ要素を有する流速センサを備
え、前記流量センサは患者からの流体の流れを測定する
ようになっていることを要旨とする。

【００２３】請求項７に記載の発明は、請求項１に記載
のアセンブリにおいて、前記処理回路は、呼吸流通路と
は逆に、かつ波状の通路に沿って搬送される第一及び第
二超音波パルスの送信時間を記録することにより呼吸流
速を測定する超音波流速センサを有することを要旨とす
る。

【００２４】請求項８に記載の発明は、請求項１に記載
のアセンブリにおいて、前記第一及び第二変圧器を包囲
するハウジングと、前記ハウジングは、ラジオ周波信号
が前記ハウジングに出入することを阻止するＲＦシール
ドを有することから成ることを要旨とする。

【００２５】請求項９に記載の発明は、請求項１に記載
のアセンブリにおいて、前記変圧器及び磁気シールドを
包囲するＲＦシールドハウジングと、前記ＲＦシールド
ハウジングが、ＲＦ信号がハウジングに出入することを
阻止することから成ることを要旨とする。

【００２６】請求項１０に記載の発明は、請求項１に記
載のアセンブリにおいて、前記変圧器が昇圧器であるこ
とを要旨とする。請求項１１に記載の発明は、請求項１
に記載のアセンブリにおいて、シールド内に装着された
磁場センサと、前記センサが、変圧器に影響する磁束を
測定するため、前記第一及び第二変圧器の間に配置され
ることを要旨とする。

【００２７】請求項１２に記載の発明は、請求項１１に
記載のアセンブリにおいて、前記磁場センサに接続さ
れ、磁束が所定のしきい値を越える際に報知する警告回
路から成ることを要旨とする。

【００２８】請求項１３に記載の発明は、前記変圧器
が、６００ガウス未満の磁場において、飽和にする請求
項１に記載のアセンブリを要旨とする。請求項１４に記
載の発明は、麻酔器具が利用される前記アセンブリのＭ
ＲＩ室において、前記ＭＲＩ室が磁石を伴う磁気共鳴映
像装置を有することを要旨とする。

【００２９】請求項１５に記載の発明は、請求項１４に
記載のアセンブリにおいて、前記麻酔器具は、磁石のほ
ぼ垂直方向高さでの基端部分、及び前記基端部分の先端
に下位部分を伴うことと、前記磁気シールドが麻酔器具
の下位部分に固定されることを要旨とする。

【００３０】請求項１６に記載の発明は、請求項１に記
載のアセンブリにおいて、更に、変圧器と処理回路を電
気的に接続するケーブルと、ケーブルをその間の長さ方
向に沿って覆うスリーブとから成り、前記スリーブが、
前記ケーブルと周囲の環境との間でＲＦ遮蔽を行うこと
を要旨とする。

【００３１】請求項１７に記載の発明は、磁気室におけ
る二つ又はそれ以上の変圧器を保護し、前記変圧器がエ
ネルギー源回路から処理回路へ電気エネルギーを伝送す
る方法において、磁気シールド内に二つ又はそれ以上の
変圧器を包囲し、前記磁気シールドが周囲の磁束が変圧
器を干渉することから防止することと、ラジオ周波シー
ルドハウジング内に二つ又はそれ以上の変圧器を包囲
し、前記ＲＦシールドハウジングは、ＲＦ信号がハウジ
ングに出入することを防止することを要旨とする。

【００３２】請求項１８に記載の発明は、請求項１７に
記載の方法において、更に、麻酔装置に前記ＲＦシール
ドハウジングを固定することと、前記麻酔装置がＭＲＩ
室におけるＭＲＩ装置に近接して作動するようになって
いることを要旨とする。

【００３３】請求項１９に記載の発明は、請求項１７に
記載の方法において、更に、磁気シールド内における変
圧器の間に磁場センサを装着することと、前記センサが
磁気シールド内で磁束の値を測定することから成ること
を要旨とする。

【００３４】請求項２０に記載の発明は、請求項１９に
記載の方法において、更に、磁気シールド内の磁束の値
が所定のしきい値を越える際に報知するために、磁気セ
ンサを警報回路に接続することを要旨とする。

【００３５】請求項２１に記載の発明は、周囲の磁束に
よる飽和から複数の変圧器を保護するためのハウジング
であって、前記変圧器はエネルギー源から処理回路に電
気エネルギーを伝送し、前記ハウジングは、前記変圧器
を包囲し、第一及び第二遮蔽部分を備え、前記第一遮蔽
部分は前記変圧器を部分的に包囲して周囲の磁束に対し
透過可能な材料から形成される第一遮蔽層を有し、前記
第二遮蔽部分は前記変圧器を部分的に包囲して周囲の磁
束に対し透過可能な材料から形成される第二遮蔽層を有
し、前記第一及び第二遮蔽部分は、変圧器を包囲するた
めに互いに適合するよう形成され、変圧器の周囲の磁束
を脇へよけることとを有するハウジングを要旨とする。

【００３６】請求項２２に記載の発明は、請求項２１に
記載のハウジングにおいて、変圧器に影響する磁束を測
定するため、ハウジング内における二つの変圧器の間に
装着される磁場センサと、磁束が所定のしきい値を越え
る時を決定する警報回路から成ることを要旨とする。

【００３７】請求項２３に記載の発明は、請求項２１に
記載のハウジングにおいて、前記透過可能な材料は、熱
間圧延鋼を含むことを要旨とする。請求項２４に記載の
発明は、請求項２１に記載のハウジングにおいて、前記
ハウジングが１．５Ｔ未満の磁場において変圧器を保護
することを要旨とする。

【００３８】請求項２５に記載の発明は、請求項２１に
記載のハウジングにおいて、前記処理回路がＭＲＩ室に
おける人の呼吸流速を測定する流速センサを有すること
を要旨とする。

【００３９】請求項２６に記載の発明は、請求項２１に
記載のハウジングにおいて、ラジオ周波干渉が前記ハウ
ジングに出入することを阻止するラジオ周波シールド内
に配置されることを要旨とする。

【００４０】本発明の好ましい実施形態によると、磁気
室における変圧器を保護する例示的なアセンブリは、エ
ネルギー源から処理回路へ電気エネルギーを搬送する変
圧器と、磁気シールドは周囲の磁束が変圧器に干渉する
こと防止するよう、磁気シールドは変圧器を包囲してい
る。

【００４１】本発明の別の好ましい実施形態によると、
磁気室での二つ以上の変圧器を保護する例示的な方法が
記載される。変圧器は、電気エネルギーをエネルギー源
から処理回路に伝送する。同方法は、磁気シールド内に
二つの変圧器を包囲することと、変圧器を干渉する周囲
の磁束を防止する磁気シールドと、変圧器をラジオ周波
遮蔽ハウジング内に包囲し、ＲＦ信号をハウジングに侵
入及び侵出することから防ぐＲＦ遮蔽ハウジングを有す
る。同方法はまた、磁気センサを配置すること、好まし
くは磁気シールド内の第一と第二変圧器の間に位置さ
れ、磁気シールド内の磁束の値を測定する同センサを有
する。磁気センサは、磁気シールド内の磁束の値が所定
のしきい値を超える際に知らせるため、警告回路に接続
される場合がある。加えて、また同方法は、麻酔装置に
磁気シールドを固定することを有し、前記麻酔装置は、
ＭＲＩ室においてＭＲＩスキャナに近接しての操作のた
めに配置される。

【００４２】本発明の別の好ましい実施形態によると、
ハウジングは、周囲の磁束による飽和から二つ以上の変
圧器を保護し、変圧器は、エネルギー源から処理回路へ
電気エネルギーを搬送する。同ハウジングは変圧器を包
囲し、第一及び第二遮蔽部分を有する。第一遮蔽部分は
部分的に変圧器を包囲し、周囲の磁束に対し透過可能な
材料（例えば、鉄）から形成される第一遮蔽層を有す
る。第二遮蔽部分もまた、部分的に変圧器を包囲して周
囲の磁束に対し透過可能な材料（例えば、鉄）から形成
される第二遮蔽層を有する。第一及び第二遮蔽部分は、
変圧器を少なくともほぼ完全に包囲するために整合する
ようにされている。また、本発明の上記実施形態は、ハ
ウジング内に設置され、変圧器に影響する磁束を測定す
るセンサを有し、磁束を決定し、所定のしきい値を超え
る際に報知する警告回路を有する。好ましくは、処理回
路は、ＭＲＩ室での患者の呼吸流速を測定する流速セン
サを有する。

【００４３】

【発明の実施の形態】実施の多様な形態に対しより詳細
に参照すると、図１に本発明の実例的な磁束遮蔽装置１
０（以下、「磁気シールド」という）が示される。磁気
シールド１０は、第一及び第二変圧器１６、１８を伴う
変圧器回路を覆う上部１２及び低部１４を有する。好ま
しくは、磁気シールド１０は、長軸（例えば、長さ）が
第一及び第二変圧器１６、１８の最大磁気感度の軸と整
合するように、適正な方向に配置される。同変圧器は、
一般的に当業者には公知されており、好ましくは、ワイ
ヤから成る互いに絶縁された二つのコイルを有し、磁束
に対して透過性である材料（例えば、鉄）で形成された
通常の成層コアに巻き付けられている。

【００４４】好ましい実施形態では、変圧器１６、１８
は、エネルギーを低電圧巻線から高電圧巻線に変換する
昇圧器である。信号は、好ましくは、次により詳細に説
明されるように、変圧器１６、１８から延伸するピン
（図４に示す）を介して変圧器１６、１８へ、及び変圧
器１６、１８から発信される。しかしながら、変圧器の
種類及びそのコネクタは変圧器の目的次第である。磁気
シールド１０が二つの変圧器を覆うように示される場
合、変圧器の数は、実例、変圧器の必要性、変圧器に接
続される回路にて決定されることが理解される。

【００４５】磁気シールド１０は、好ましくは、比較的
低い透過性を有する低炭素熱間圧延鋼で作られる。磁気
シールド１０は、変圧器１６、１８周りの磁気シールド
１０より外側の周囲磁束を脇へよける。特に、磁気シー
ルド１０は、変圧器コアの周囲の磁束を脇へよける。磁
気シールド１０は、好ましくは、最小量のスチールでシ
ールド１０内の磁束を減少させるよう構成される。

【００４６】シールド１０の底部１４は、変圧器１６、
１８に対応するための後退部分２４を形成する実質的な
平台２０及び壁２２を有する。壁２２は、平台２０から
上へ延びて、後退部分２４の周辺を形成する上方へり２
６を有する。以下により詳細に説明されるように、変圧
器１６、１８は、好ましくは、底部１４の平台２０にお
ける開口部２８（図３に示す）を通してエネルギー源及
び処理回路と伝達する。また、底部１４は、他の物体に
取付けられるため、底部１４から延びるタブ３２、３
４、３６、３８を有する。例えば、以下により詳細に説
明されるように、上部１２から延びるタブに固定するた
め、タブ３２、３４は上方ヘリ２６の端から延びる。以
下により詳細に説明されるように、タブ３６、３８は平
台２０から延び、磁気シールド１０を他の物体、電子ハ
ウジング又は麻酔装置等に固定するために利用される。
各タブ３２、３４、３６、３８は、以下に示される上部
１２又は電子ハウジングにタブを固定するための穴３１
が含まれる場合がある。

【００４７】上部１２は、変圧器１６、１８に対応する
後退部分を形成する上盤４０及び壁４２を有する場合が
ある。壁４２は上盤４０から下へ延び、好ましくは、底
部１４の上方ヘリ２６と合さる下方ヘリ４４を有する。
タブ４８、５０は、上部１２の二つの側面から延びる。
タブ４８、５０は、好ましくは、底部１４のタブ３２、
３４に対しサイズ及び形状が類似する。図１に示すよう
に、底部のタブ３２、３４は、好ましくは、上部１２の
タブ４８、５０にそれぞれ整合される。

【００４８】図２は、図１のカバー又は上部１２の裏側
を示している。図示されるように、同カバーは、以下に
より詳細に説明されるように、ワイヤ５６が通る開口部
５４を有する。磁気センサ５８は、シールド１０の内側
及び、好ましくは、上部１２の裏側に配置される。磁気
センサ５８は、センサでの磁束を測定し、好ましくは、
磁気シールド１０が閉められた際、第一及び第二変圧器
１６、１８のコアの間に位置決めされるよう配置され
る。

【００４９】図１、２に示されるように、センサ５８
は、カバー（上部１２）の開口部５４を通してセンサ５
８から延びるワイヤ５６に接続される。ワイヤ５６は外
部回路６０へ延び、同外部回路はセンサ５８により測定
された磁束を読み取り、磁束が変圧器１６、１８の性能
に影響する十分な強さである時に報知する（例えば、発
光ダイオード表示器、音響、又は他の表示）。上記され
るように、磁束が変圧器１６、１８のコアにおいて増大
すると、コア部材の透過性は低下し、それにより変圧器
１６、１８の伝送効率性及び変圧器巻線のインピーダン
スもまた減少する。これらの減少は、変圧器１６、１８
からのエネルギーを操作及び受信のいずれか一方を行う
回路の動作に影響する。好ましい実施形態では、超音波
流速センサは、変圧器１６、１８からエネルギーを受取
る。前記流速センサは、患者からの呼吸ガス流に逆らう
超音波パルスを送信及び受信する二つの変換機を有す
る。超音波流速センサの変換機は、変圧器１６、１８か
らの電圧突発波を受信する。過剰な磁束によって発生さ
れる変圧器１６、１８からのエネルギーの搬送における
減少は、以下にも示される変換機の動作に影響するだろ
う。

【００５０】磁気センサ５８は、変圧器１６、１８にお
ける磁場をより正確に測定することを可能にするため、
センサ５８をシールド１０の外部よりむしろ磁気シール
ド１０の内側に配置する。図示されるように、センサ５
８は、好ましくは、変圧器１６、１８の最も感度の高い
軸方向に配置される。この位置では、センサ５８は、変
圧器１６、１８に対する最も重要な方向にある磁束の量
を測定することが可能である。作動中では、外部回路６
０は磁気センサ５８から電圧信号を受信する。センサ５
８からの電圧信号が所定の量による実質的に磁場のない
状態から逸脱する際、どの極性においても、外部回路６
０は、磁気シールド１０内の主な磁界の値が超過される
ことを報知する不良状況を信号する。この不良は、変圧
器１６、１８を取囲む磁場の強さのため、変換機の出力
が不安定になり得ることを知らせる。図３は、磁気シー
ルドの底部１４の底部正面図を示す。図示されるよう
に、底部１４は、延伸するタブ３６、３８を伴う実質的
に平らな平台２０を有する。図３に示される底部１４
は、その側面から延びるタブ３２、３４を有する。底部
１４及び上部１２のタブは、好ましい実施形態では重要
でなく、以下により詳細に示されるように、上部１２を
底部１４に固定したり、底部１４を他の部品（例えば、
ＰＣボード、ＲＦ遮蔽ハウジング、麻酔装置）に固定す
るための凡例として示されている。

【００５１】上記したように、底部１４の平台２０は開
口部２８も有する。開口部２８は、好ましくは、変圧器
１６、１８から延伸するピン６２と同列に配置される。
当業者には容易に理解されるように、ピン６２は、一般
的に、変圧器１６、１８から又は変圧器１６、１８へ出
入力信号を伝送するため利用される。詳しく言えば、ピ
ン６２は、変圧器１６、１８とエネルギー源又は処理回
路（例えば、超音波流速信号、圧電気変換機）との間の
信号を伝達するために利用される。絶縁スリーブ又は層
（例えば、プラスチック）は、ピン６２に更なる絶縁性
をもたらすため、ピン６２と開口部２８の内周壁の間に
配置される。前記絶縁物は、いかなる公知の接着方法
（例えば、接着剤、熱密封）の利用により開口部２８又
はピン６２に装着され得る。

【００５２】図４及び図５は、図３の破線４−４及び５
−５によるシールド１０及び変圧器１６、１８のそれぞ
れの断面図を示す。図示されるように、上部１２の下方
ヘリ４４及び底部１４の上方ヘリが当接するために、こ
れらの壁２２、４２及びタブが整合される。この状態で
は、磁気シールド１０は閉じられ、変圧器の周りの磁束
を脇へよけるため、その中で変圧器１６、１８を包囲す
る。

【００５３】図５又は上記に示すように、上部１２は、
開口部２８を有し、同開口部２８を通るワイヤ５６は磁
気センサ５８から、センサ５８により測定される磁束を
読み取り、磁束が所定のしきい値を越える際に報知する
外部回路６０に延伸することが可能である。変圧器１
６、１８に影響する磁束が、所定のしきい値を越える、
変圧器に起り得る飽和を報知し得る時、磁気シールド１
０及び変圧器１６、１８は、より低い磁束を有する領域
へ移動されるべきである。ＭＲＩ室では、例示的な磁気
シールド１０及び変圧器１６、１８を近い距離（例え
ば、５、６センチ）移動させることにより、これは達成
される。

【００５４】当業者には容易に理解されるように、ＭＲ
Ｉ装置での映像化に対する有効な試みは、患者を囲む二
つの大型ラジオ周波コイルにより引き起こされる。典型
的には、内部コイルが患者から発信されるＲＦ信号を受
信する間、外部コイルは、ＲＦ信号を送信する。患者か
ら発信されるＲＦ信号は極めて小さいため（例えば、１
×１０^-8ワット）、同環境でのいかなるＲＦ干渉は、患
者より生成されたＲＦ信号を阻止してしまう可能性があ
る。従って、ＭＲＩ室は、送受信兼用ラジオ、ラジオス
テーション、テレビ放送機、ポケットベル等の外部から
のＲＦ干渉から遮蔽されねばならず、ＭＲＩのＲＦ受信
に影響する場合もある。同様に、ＭＲＩ室に利用され、
ＲＦ干渉を引き起こすすべての器具は、ＲＦ遮蔽されね
ばならない。また、ＲＦパルスは、電気機器内で電流を
誘発し、干渉を引き起こす可能性があるため、モニタ及
びケーブルは遮蔽されねばならない。

【００５５】磁気シールド１０をＲＦ遮蔽する一つの好
ましい実施は図６に示されている。図示されるように、
ＲＦシールドは、磁気シールド１０を包囲する電子ハウ
ジング６４を有する。例示的な電子ハウジング６４は、
磁気シールド１０、フィルター７０、ＰＣボード７２と
コネクタ７４を包囲するためのハウジングボックス６８
を覆う上ブタ６６を有する。フィルター７０は、変換器
の回路により出力する低周波データ信号から変換器の回
路内において発生する高周波ＲＦ信号を分離させる。フ
ィルター７０は、変換器を麻酔装置に接続するケーブル
を介してハウジング６４からＲＦが放たれることを防止
する。ＰＣボード７２は磁気シールド１０に装着され、
正確には変圧器１６、１８のピン６２に装着される。Ｐ
Ｃボード７２は、流速センサのための信号処理回路であ
る。ＰＣボード７２は、変圧器に適切な信号を送信し、
その結果を解析する。その後、ケーブルを介して麻酔装
置に結果として起る流速データを送信する。コネクタ７
４は、アース端子への第一コネクタ７６と、流速センサ
への第二コネクタ７８と、電気回路（例えば、変圧器、
フィルター、磁束センサ等）を作動するための必要な他
のコネクタとを有する。

【００５６】ＲＦシールドを設けるため、電子ハウジン
グ６４は、銅又はアルミニウム等のＲＦ信号を反射又は
吸収する材料の層から形成される。変圧器１６、１８及
び磁気シールド１０に加えて、電気装置及び回路（例え
ば、フィルター７０、ＰＣボード７２）を包囲するＲＦ
シールドを有する電子ハウジング６４が示される場合、
ＲＦシールドは、ＲＦ干渉から磁気シールド１０及び流
速センサ回路を保護するいかなる形態であることができ
る。例えば、ＲＦシールドは、磁気シールド１０及び変
圧器１６、１８のみを包囲するアルミホイル又は銅の薄
い層である場合があり、また、ＲＦシールドは、いくつ
かの電気装置を包囲する更に大型のハウジングを形成す
る場合がある。図示されるように、磁気シールド１０
は、ネジによりＰＣボード及びハウジングボックス６８
に固定される。また、フィルター７０及び上ブタ６６も
ネジによりハウジングボックス６８に接続される。上記
の装置及び回路は、ピン、クリップ又は接着剤を含む他
の留金により固定され、固定はネジだけに限定されず、
装置と回路を共に固定し得るいかなる留金を組込むこと
ができると理解される。

【００５７】磁気シールド１０は、好ましくは、高磁力
の環境において処理回路と共に利用される変圧器１６、
１８を保護する。処理回路の例の一つには超音波流速セ
ンサがある。図７は、超音波流速センサ８０に電気的に
接続される図６の電子ハウジング６４の斜視図を示す。
図示されるように、電子ハウジング６４は、第一及び第
二の変圧器１６、１８を覆う磁気シールド１０を包囲す
る。電子ハウジング６４はケーブル８２を介して流速セ
ンサ８０と伝達する。ケーブル８２は、変圧器１６、１
８を流速センサ８０に接続することが必要とされるよう
にコネクタ及び回路を有する。

【００５８】超音波流速センサにおいては、変圧器は信
号の送信及び受信を増幅するために必要とされる。この
好ましい実施形態では、ＭＲＩスキャナの磁石に関係す
る異なる位置での相対的な磁束の量のため、変圧器１
６、１８は、超音波流速センサの変換器から引離され
る。当業者には容易に理解されるように、磁束は、磁石
に最も近い所で、最も強くなる。言換えれば、磁石から
の距離がより大きければ、磁束はより弱くなる。従っ
て、磁束に対して敏感な電気機器が、磁石から遠い位置
にある時、一般的に、より良い性能を示す。磁束が磁石
の中心の垂直方向の高さに位置するより、床に位置する
方が弱いため、超音波流速センサ８０と利用される変圧
器１６、１８がＭＲＩ室の床の近くに配置される際、よ
り良い性能が発揮される。

【００５９】しかしながら、超音波流速センサ８０は、
患者のより正確な呼吸流を測定するため、患者の近くに
位置されるべきである。言換えると、超音波流速センサ
８０が患者により近接に位置される場合、患者からセン
サ８０へのチューブの長さがより短いため、患者の呼吸
流がより正確に測定される。従って、変圧器１６、１８
及び流速センサ８０の両方が最良に機能するために、流
速センサ８０及び変圧器１６、１８が引離されることに
より、流速センサ８０が患者へ近接に配置することがで
き、変圧器１６、１８が磁石からより遠方へ配置される
ことができる。上記に示されるように、変圧器１６、１
８及び流速センサ８０は、ケーブル８２により電気的に
接続され、好ましくは、ＲＦ遮蔽され、変圧器１６、１
８から流速センサ８０へ及びその逆で電圧を伝送する。

【００６０】流速センサ８０及び変圧器１６、１８の好
ましい位置は、図８での麻酔装置の例示により示される
ことができる。図示されるように、麻酔装置８４は、麻
酔装置８４とＭＲＩスキャナの間の誘引を抑えるため、
最小量の強磁力性部材で構成され、またＭＲＩ室での人
への安全性のためでもある。従って、麻酔装置８４は、
好ましくは、ステンレススチール、真鍮、アルミニウム
及びプラスチック等の非強磁力性材料で実質的に構成さ
れる。麻酔装置８４は、好ましくは、図６に示される電
子ハウジングを含む装置の底部の近くにバッテリボック
ス８６を有する。また、バッテリボックス８６は、好ま
しくは、その中に収納された電気機器を保護するためＲ
Ｆ遮蔽されている。

【００６１】変圧器１６、１８及び磁気シールド１０
は、電子ハウジングの中に配置される必要がないことが
理解される。しかしながら、変圧器１６、１８及び磁気
シールド１０は、好ましくは、ＲＦ遮蔽されており、磁
石より先端側の麻酔装置８４に配置される。ＭＲＩ装置
の磁石が、一般的に、患者の出入りを容易にするため
と、医療専門家からの配慮のために床から数フィート
（１フィート＝３０．４８ｃｍ）上に位置することか
ら、磁石の最先端部にある麻酔装置８４の位置は、一般
的に、バッテリボックス８６内の位置等の、床に最も近
い位置にあると考慮される。例えば図８の流速センサ８
０の位置により示されるように、流速センサ８０は、好
ましくは、患者に対しておおよそに延伸された高さで、
患者の最も近くに位置される。磁気シールド１０の中の
変圧器１６、１８及び流速センサ８０は、医療専門家及
び患者の好みや、ＭＲＩ器具に基づいて好ましく配置さ
れ得ることが理解される。

【００６２】本実施は、ここに開示されることを含んだ
多様な好ましい実施形態で容易に応用され得ることが、
前述の説明及び付随される図面により明らかである。さ
らなる綿密性なしに、前述が本発明を明確に開示するた
め、他者が現行又は将来の技術により、作業の多様な状
況における、利用するための同様を容易に改作し得る。

【００６３】

【発明の効果】外部磁場が上記された問題を起し得る状
況において、ガス流変換器が利用されないことを保証す
るため、シールド及び変圧器を保護する方法を設けるこ
とが有益であり得る。また、重大な外部磁場の存在を示
すため、変圧器の周囲の磁場の強さを測定する手段を設
けることも有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による好ましい実施形態による解体され
た磁束遮蔽装置を示す斜視図。

【図２】図１に記載の磁束遮蔽装置のカバーを示す斜視
図。

【図３】図１に記載の遮蔽装置を示す底部正面図。

【図４】図３に記載の破線４−４間の遮蔽装置を示す断
面図。

【図５】図３に記載の破線５−５間の遮蔽装置を示す断
面図。

【図６】図１に記載の遮蔽装置と共に利用される例示的
な電子ハウジングを示す分解図。

【図７】本発明による流速感知ハウジング及び電子ハウ
ジングを示す斜視図。

【図８】本発明の別の好ましい実施形態による、高磁力
場において利用する例示的な麻酔装置を示す側方正面
図。

【符号の説明】

１０…磁気シールド，１６…第一変圧器、１８…第二変
圧器、５８…磁気センサ、６４…ハウジング、８０…超
音波流速センサ、８２…ケーブル、８４…麻酔装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジミー ビー．オールレッド ザ サード アメリカ合衆国 13152 ニューヨーク州 スキャニアテルズ ティーゼル レーン 11 (72)発明者 フレデリック エイチ．メチルディ アメリカ合衆国 14526 ニューヨーク州 ペンフィールド ヒラリー レーン 12 (72)発明者 ウィリアム チーフォ アメリカ合衆国 18964 ペンシルバニア 州 サウダートン シェフィールド サー クル 11 Ｆターム(参考） 2G017 AA04 AC01 AC06 AD69 BA15 BA18 4C096 AB46 AB48 CA38 CA62 FB03 FC20

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気室における複数の変圧器を保護するア
   センブリは、 電気エネルギーをエネルギー源から処理装置に伝送する
   第一及び第二変圧器と、 前記第一及び第二変圧器を包囲し、周囲の磁束が変圧器
   に干渉することを防止する磁気シールドとから成るアセ
   ンブリ。
2. 【請求項２】前記各変圧器がコアに巻き付けられたコイ
   ルを有することで、前記第一及び第二変圧器の動作が前
   記コアの磁気特性に依存する請求項１に記載のアセンブ
   リ。
3. 【請求項３】前記コアが、鉄を含む材料から形成される
   請求項２に記載のアセンブリ。
4. 【請求項４】前記磁気シールドが、変圧器の周囲の磁束
   を脇へよけるため、周囲の磁束に対して透過性を有する
   材料から形成される請求項１に記載のアセンブリ。
5. 【請求項５】前記材料が、熱間圧延鋼を含む請求項４に
   記載のアセンブリ。
6. 【請求項６】前記処理回路は、前記処理回路に接続され
   たセンサ要素を有する流速センサを備え、前記流速セン
   サは患者からの流体の流れを測定するようになっている
   請求項１に記載のアセンブリ。
7. 【請求項７】前記処理回路は、呼吸流通路とは逆に、か
   つ波状の通路に沿って搬送される第一及び第二超音波パ
   ルスの送信時間を記録することにより呼吸流速を測定す
   る超音波流速センサを有する請求項１に記載のアセンブ
   リ。
8. 【請求項８】更に、前記第一及び第二変圧器を包囲する
   ハウジングと、前記ハウジングは、ラジオ周波信号が前
   記ハウジングに出入することを阻止するＲＦシールドを
   有することから成る請求項１に記載のアセンブリ。
9. 【請求項９】前記変圧器及び磁気シールドを包囲するＲ
   Ｆシールドハウジングと、前記ＲＦシールドハウジング
   が、ＲＦ信号がハウジングに出入することを阻止するこ
   とから成る請求項１に記載のアセンブリ。
10. 【請求項１０】前記変圧器が昇圧器である請求項１に記
    載のアセンブリ。
11. 【請求項１１】シールド内に装着された磁場センサと、
    前記センサが、変圧器に影響する磁束を測定するため、
    前記第一及び第二変圧器の間に配置されている請求項１
    に記載のアセンブリ。
12. 【請求項１２】前記磁場センサに接続され、磁束が所定
    のしきい値を越える際に報知する警告回路から成る請求
    項１１に記載のアセンブリ。
13. 【請求項１３】前記変圧器が、６００ガウス未満の磁場
    において、飽和しない請求項１に記載のアセンブリ。
14. 【請求項１４】麻酔器具が利用される前記アセンブリの
    ＭＲＩ室において、前記ＭＲＩ室が磁石を伴う磁気共鳴
    映像装置を有する請求項１に記載のアセンブリ。
15. 【請求項１５】前記麻酔器具は、磁石のほぼ垂直方向高
    さでの基端部分、及び前記基端部分の先端に下位部分を
    伴うことと、前記磁気シールドが麻酔器具の下位部分に
    固定される請求項１４に記載のアセンブリ。
16. 【請求項１６】変圧器と処理回路を電気的に接続するケ
    ーブルと、ケーブルをその間の長さ方向に沿って覆うス
    リーブとから成り、前記スリーブが、前記ケーブルと周
    囲の環境との間でＲＦ遮蔽を行なう請求項１に記載のア
    センブリ。
17. 【請求項１７】磁気室における二つ又はそれ以上の変圧
    器を保護し、前記変圧器がエネルギー源回路から処理回
    路へ電気エネルギーを伝送する方法において、 磁気シールド内に二つ又はそれ以上の変圧器を包囲し、
    前記磁気シールドは周囲の磁束が変圧器を干渉すること
    を防止することと、 ラジオ周波（ＲＦ）シールドハウジング内に二つ又はそ
    れ以上の変圧器を包囲し、前記ＲＦシールドハウジング
    は、ＲＦ信号がハウジングに出入することを防止するこ
    とから成る方法。
18. 【請求項１８】更に、麻酔装置に前記ＲＦシールドハウ
    ジングを固定することと、前記麻酔装置がＭＲＩ室にお
    けるＭＲＩ装置に近接して作動するようになっている請
    求項１７に記載の方法。
19. 【請求項１９】更に、磁気シールド内における変圧器の
    間に磁場センサを装着することと、前記センサが磁気シ
    ールド内で磁束の値を測定することから成る請求項１７
    に記載の方法。
20. 【請求項２０】更に、磁気シールド内の磁束の値が所定
    のしきい値を越える際に報知するために、磁気センサを
    警報回路に接続する請求項１９に記載の方法。
21. 【請求項２１】周囲の磁束による飽和から複数の変圧器
    を保護するためのハウジングであって、前記変圧器はエ
    ネルギー源から処理回路に電気エネルギーを伝送し、前
    記ハウジングは、前記変圧器を包囲し、第一及び第二遮
    蔽部分を備え、前記第一遮蔽部分は前記変圧器を部分的
    に包囲して周囲の磁束に対し透過可能な材料から形成さ
    れる第一遮蔽層を有し、前記第二遮蔽部分は前記変圧器
    を部分的に包囲して周囲の磁束に対し透過可能な材料か
    ら形成される第二遮蔽層を有し、前記第一及び第二遮蔽
    部分は、変圧器を包囲するために互いに適合するよう形
    成され、変圧器の周りの磁束を脇へよけることとを有す
    るハウジング。
22. 【請求項２２】変圧器に影響する磁束を測定するため、
    ハウジング内における二つの変圧器の間に装着される磁
    場センサと、磁束が所定のしきい値を越える時を決定す
    る警報回路から成る請求項２１に記載のハウジング。
23. 【請求項２３】前記透過可能な材料は、熱間圧延鋼を含
    む請求項２１に記載のハウジング。
24. 【請求項２４】前記ハウジングが１．５Ｔ未満の磁場に
    おいて変圧器を保護する請求項２１に記載のハウジン
    グ。
25. 【請求項２５】前記処理回路がＭＲＩ室における人の呼
    吸流速を測定する流速センサを有する請求項２１に記載
    のハウジング。
26. 【請求項２６】ラジオ周波干渉が前記ハウジングに出入
    することを阻止するラジオ周波シールド内に配置される
    請求項２１に記載のハウジング。