JP2007325876A - 核磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＭＲＩ装置における傾斜磁場コイル装置のコイル電圧の高電圧化に伴い、絶縁体中のボイドによって生じる部分放電を検出し、装置の寿命を長くする。
【解決手段】 傾斜磁場コイル１１，１２，１３に近接してアンテナ５１を設置し、部分放電により発生する電圧変動を信号処理装置５２によって検出することにより、ユーザ等に警報器５３から警報を発生し、コイル１１，１２，１３の破壊を防止する。
【選択図】 図２

Description

本発明は核磁気共鳴イメージング装置に関する。

核磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：magnetic resonance imaging）装置による診断においては、励起範囲の限定，磁気共鳴信号の空間的位置情報の取得等のために、静磁場に傾斜磁場が重畳される。

この傾斜磁場は、磁場傾斜の空間的方向が静磁場と平行なＺ軸傾斜磁場と、磁場傾斜の空間的方向が静磁場と直交するＸ軸傾斜磁場と、磁場傾斜の空間的方向が静磁場及びＸ軸傾斜磁場と直交するＹ軸傾斜磁場との３種類の傾斜磁場が使い分けられている。

一般的に、ＭＲＩ装置では、これら３軸に対応する３種の傾斜磁場コイルのセットは、固体絶縁体によりモールドされ、傾斜磁場コイル装置として組み込まれている。

ここで、いわゆる水平磁場タイプと呼ばれるＭＲＩ装置における、Ｚ軸傾斜磁場コイルの代表例を図１５に、Ｘ軸傾斜磁場コイルの代表例を図１６に、Ｙ軸傾斜磁場コイルの代表例を図１７にそれぞれ示す。この水平磁場タイプのＭＲＩ装置では、静磁場はＺ軸の軸方向であり、図中、静磁場方向をＢ０で表す。

図１５は、Ｚ軸方向（静磁場方向）に傾斜磁場Ｇｚを発生させる例を示したものである。図示の場合は、一対の円形コイル３３，３３をその軸方向を静磁場方向Ｂ０に沿ってＺ軸方向に離間配置し、各円形コイル３３，３３に互いに逆向きの励磁電流３０，３０を流すことによってそれぞれ円形コイル３３，３３にＺ軸方向に沿って相反する向きの磁束（すなわち磁場）Ｂ，Ｂを生じさせ、両コイル３３，３３間の空間にＺ軸方向に沿った傾斜磁場Ｇｚを発生させるようになっている。

図１６は、Ｘ軸方向に傾斜磁場Ｇｘを発生させる例を示したものである。図示の場合は、まず、一対の鞍型コイル３４，３４それぞれの湾曲部一方同士をＸ軸とＹ軸とによって規定されるＸ−Ｙ平面を挟んで対向させて、Ｚ軸方向（静磁場方向Ｂ０）に沿って離間配置した第１の鞍型コイル対が、その鞍型コイル３４，３４の湾曲部の開放側がＺ軸とＹ軸とによって規定されるＺ−Ｙ平面側に面するように配置されている。そして、この第１の鞍型コイル対の各鞍型コイル３４，３４には、それぞれの対向する湾曲部同士の間にＺ軸方向に沿った方向の磁束Ｂを発生させるように、励磁電流３０，３０が流される。加えて、一対の鞍型コイル３４，３４を有し、この第１の鞍型コイル対と同様の構成からなる第２の鞍型コイル対が、Ｚ−Ｙ平面を挟んで、その鞍型コイル３４，３４の湾曲部の開放側がＺ−Ｙ平面側に面するように、第１の鞍型コイル対と対向させて離間配置されている。そして、この第２の鞍型コイル対の各鞍型コイル３４，３４には、それぞれの対向する湾曲部同士の間にＺ軸方向に沿って第１の鞍型コイル対の場合とは逆向きの磁束Ｂを発生させるように、励磁電流３０，３０が流される。このＸ軸方向に沿って並んだＺ軸方向に沿った互いに逆向きの磁束Ｂ，Ｂによって、第１及び第２の鞍型コイル対それぞれの鞍型コイル３４，３４の対向する湾曲部同士間の空間に、Ｚ軸方向に沿った傾斜磁場Ｇｘを発生させるようになっている。

図１７は、Ｙ軸方向に傾斜磁場Ｇｙを発生させる例を示したものである。図示の場合は、まず、一対の鞍型コイル３５，３５それぞれの湾曲部一方同士をＸ軸とＹ軸とによって規定されるＸ−Ｙ平面を挟んで対向させて、Ｚ軸方向（静磁場方向Ｂ０）に沿って離間配置した第３の鞍型コイル対が、その鞍型コイル３５，３５の湾曲部の開放側がＺ軸とＸ軸とによって規定されるＺ−Ｘ平面側に面するように配置されている。そして、この第３の鞍型コイル対の各鞍型コイル３５，３５には、それぞれの対向する湾曲部同士の間にＺ軸方向に沿った方向の磁束Ｂを発生させるように、励磁電流３０，３０が流される。加えて、一対の鞍型コイル３５，３５を有し、この第３の鞍型コイル対と同様の構成からなる第４の鞍型コイル対が、Ｚ−Ｘ平面を挟んで、その鞍型コイル３５，３５の湾曲部の開放側がＺ−Ｘ平面側に面するように、第３の鞍型コイル対と対向させて離間配置されている。そして、この第４の鞍型コイル対の各鞍型コイル３５，３５には、それぞれの対向する湾曲部同士の間にＺ軸方向に沿って第３の鞍型コイル対の場合とは逆向きの磁束Ｂを発生させるように、励磁電流３０，３０が流される。このＹ軸方向に沿って並んだＺ軸方向に沿った互いに逆向きの磁束Ｂ，Ｂによって、第３及び第４の鞍型コイル対それぞれの鞍型コイル３５，３５の対向する湾曲部同士間の空間に、Ｙ軸方向に沿った傾斜磁場Ｇｙを発生させるようになっている。

なお、これら図示の例では、コイルを１ターンの円形コイル３３又は鞍型コイル３４，３５として表記しているが、実際には複数ターンの円形コイル又は鞍型コイルである場合や、これら円形コイル又は鞍型コイルとはコイル形状が異なる場合もある。

これらの図１５〜図１７に示した各コイル３３，３４，３５に通電をすると、図中、Ｂの方向に磁場を発生する。これら磁場Ｂは合成され、Ｚ軸，Ｘ軸，Ｙ軸の方向に強度が傾斜するＺ軸方向の傾斜磁場Ｇｚ，Ｘ軸方向の傾斜磁場Ｇｘ，Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙが発生する。これらの傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを用いることにより、励起範囲の限定、磁気共鳴信号に空間的な位置情報取得等を行う。

ＭＲＩ装置には、この水平磁場タイプの他に垂直磁場タイプも存在し、静磁場を発生する磁石と被検体の配置とが水平磁場タイプの場合と異なるため、傾斜磁場コイルの形状も異なるが、基本的にＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に傾斜磁場を発生することについては水平磁場タイプと同様である。なお通常、被検体の体軸方向をＺ軸方向とし、被検体の幅方向（左右方向）をＸ軸方向、被検体の厚さ方向（前後方向）をＹ軸方向としている。

近年、ＭＲＩ装置を用いた診断では、診断の高速化，診断画像の高精細化等が求められるようになり、核磁気共鳴イメージング装置の高性能化が進んでおり、傾斜磁場性能の向上も課題の一つである。

一般的に、各傾斜磁場は任意のシーケンスに基づいてパルス状に発生させる。診断の高速化を実現するためには、所望の磁界強度の磁場に到達するまでの時間（一般的に立ち上がり時間（：rise time）と呼ばれる）の短縮が求められている。

このことは、傾斜磁場コイルの通電電流の立ち上がり時間を短縮することを意味するが、この通電電流の立ち上がり時間を短縮すると、傾斜磁場コイルのインダクタンスと抵抗のために、傾斜磁場コイルには高電圧が発生する。特に、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸傾斜磁場コイル相互間については高電圧が発生するので、絶縁性能を強化する必要がある。

特開２００４−７３２８８号公報

従来技術で述べたように、最近の核磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）では、その傾斜磁場コイル装置は、診断の高速化のために、その傾斜磁場コイルのコイル電圧の高電圧化が目立つようになってきた。これまで、傾斜磁場コイル装置においては、コイルの巻線間には固体絶縁体により電気的絶縁を施すことが一般的であった。

ところで、このコイルの巻線間の絶縁体による絶縁に関し、不完全な絶縁処理により絶縁体にボイド（空隙）が存在すると、このボイドにおいて部分放電が発生することがある。この部分放電は、ボイドの大きさと圧力との積がパッシェンの法則で規定される放電電圧に達すると発生する放電現象である。この部分放電は、短絡による放電ではないので放電１回当たりの放電量は小さいものの、少しずつ絶縁体を劣化し、やがては傾斜磁場コイルを短絡状態に至らしめる。そのため、この部分放電を防止するには、その原因であるボイドを無くすことが望ましい。

そこで、この傾斜磁場コイルのコイル巻線間に絶縁体として含浸される樹脂中にボイドができることを防止し、コイル巻線の絶縁性を向上する方法として特開２００４−７３２８８号公報（特許文献１）記載の技術がある。

しかしながら、絶縁体中に生じるボイドを完全に無くすことは難しい。また、例え当初はボイドを完全に無くすことができたとしても、傾斜磁場コイルは大きな電磁力がかかるので、運転中の疲労によりこの絶縁体としての樹脂に割れ（クラック）が発生することもあり、樹脂の割れはボイドと同じように部分放電の原因となる。

したがって、絶縁構造を向上しても部分放電を完全に無くし、装置の寿命を長くすることには限界がある。

本発明は、上記した問題点を鑑みなされたものであって、傾斜磁場コイル装置におけるコイル巻線間の絶縁体中に生じたボイドを迅速かつ正確に検出でき、その性能向上を図った核磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記した課題を解決するために、静磁場中に設置された被検体に傾斜磁場を印加するための傾斜磁場コイルを備えた核磁気共鳴イメージング装置であって、時間的に変化する電圧を傾斜磁場コイルに印加する励磁電源と、時間的に変化する電圧の印加時に発生する当該電圧の周波数よりも周波数が高い電磁波を受信するアンテナと、アンテナによる受信信号の任意の周波数帯域における受信信号強度を予め定められた信号強度参照値と比較する信号処理装置と、受信信号強度が信号強度参照値より大きい場合に警報を発する警報器とを備えていることを特徴とする。

これにより、核磁気共鳴イメージング装置を使用する者は、傾斜磁場コイルの絶縁体中に生じるボイドを原因とする部分放電の発生の有／無を迅速かつ正確に把握することができる。

また、本発明では、励磁電源は正弦波を発生することにより、商用周波数の正弦波を用いることにより励磁電源を交流電源とすることができるために、装置の簡素化と検出感度の向上が期待できる。

また、本発明では、励磁電源は任意時間における電源出力の時間的変化が一定である三角波又は台形波を発生することにより、実際に核磁気共鳴イメージング装置による撮像に用いるパルス波以外に部分放電が発生しやすい三角波又は台形波を用いることができるため、さらに部分放電の発生の有／無を検出し易くなる。

また、本発明では、アンテナに、傾斜磁場コイルに近接して設けられ、静磁場を補正するシムコイルや、同様に傾斜磁場コイルに近接して設けられ、被検体に高周波を照射し又は被検体からのＮＭＲ信号を受信するＲＦコイルを用いることにより、高感度で部分放電を検出することができる。

また、本発明では、信号処理装置は、フーリエ変換によってアンテナの受信信号を弁別し、予め定められた周波数帯域における受信信号強度の積分値又は平均値を信号強度参照値と比較するため、精度よく受信信号強度を測定し、比較することができる。

また、本発明では、信号処理装置は、バンドパスフィルタ又はハイパスフィルタによってアンテナの受信信号を弁別し、予め定められた周波数帯域における受信信号強度の積分値又は平均値を信号強度参照値と比較するため、構造の単純なフィルタを用いることによって製造コストの低減がはかれる。

また、本発明では、信号処理装置は、記憶媒体に記憶されている傾斜磁場コイルにおける過去の受信信号強度に基づく値を信号強度参照値とするので、部分放電が発生していない健全なコイルの状態における信号強度を比較対象とすることができ、部分放電発生の有／無を簡単に判別できる。

また、本発明では、信号強度参照値を任意に設定でき、信号強度参照値を工場出荷時の信号強度を比較対照とするので、工場出荷時から現在までの信号強度のデータを記憶するための記憶装置が不要になる。

また、本発明では、警報器は、信号処理装置と通信回線を介して接続されたユーザ若しくは検査員の端末装置、又は遠隔の装置製造者若しくは保守管理者の管理装置であるので、遠隔の装置製造者若しくは保守管理者はもとより、ユーザ若しくは検査員が核磁気共鳴イメージング装置の装置本体付近にいない場合であっても、部分放電の発生を知ることができる。

また、本発明では、信号処理装置は、受信信号強度が前記信号強度参照値より大きいことを検出したとき、又は上述した通信回線を介して接続されている警報器としての端末装置又は管理装置から供給される制御命令に基づいて、核磁気共鳴イメージング装置に備えられている所定機能を制御する制御処理部を含むので、部分放電により傾斜磁場コイルが破壊しないように、自動操作又は遠隔マニュアル操作で、装置を止めること等ができる。

本発明によれば、核磁気共鳴イメージング装置において、傾斜磁場コイルにおける部分放電発生の有／無を、ユーザ又は検査員は迅速かつ正確に知ることができる。

これにより、核磁気共鳴イメージング装置における傾斜磁場コイルのコイル電圧の高電圧化に伴い、絶縁体中のボイドが生じた場合には、適切な対策を速やかに講じることができるので、装置の長寿命化をはかることができる。

本発明の核磁気共鳴イメージング装置の実施の形態について、図面とともに説明する。

［第一の実施の形態］
図１は、本発明の第一の実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）に適用される磁場発生装置の配置図である。

静磁場発生装置１０１は被検体２０１の所望の位置に静磁場を発生する。静磁場発生装置１０１における静磁場発生源としては、永久磁石，超電導コイル又は常電導コイルのいずれか又はこれらの組み合わせが用いられる。

静磁場発生装置１０１によって発生された静磁場は、被検体２０１に核磁気共鳴を発生させる。その際に発生する共鳴周波数は静磁場の強度に比例する。この比例定数は原子の種類により異なるが、例えば、水素原子の場合では、磁場強度２．３４Ｔ（Tesla：テスラ）において共鳴周波数１００ＭＨｚとなる。この静磁場は、被検体２０１の任意の領域において均一な磁場が要求され、許容される誤差は直径３０ｃｍの球内において１００万分の１程度である。

一般的に水平磁場機と呼ばれるＭＲＩ装置では静磁場の方向が水平方向、一般的に垂直磁場機と呼ばれるＭＲＩ装置では静磁場の方向が垂直方向である。

傾斜磁場コイルは、Ｘ軸傾斜磁場コイル１１、Ｙ軸傾斜磁場コイル１２及びＺ軸傾斜磁場コイル１３により構成される。

Ｚ軸傾斜磁場コイル１３は、静磁場発生装置１０１の発生する静磁場Ｂ０と平行方向（被検体２０１の体軸方向、すなわちｚ軸方向）に傾斜磁場Ｇｚを発生し、Ｘ軸傾斜磁場コイル１１は静磁場発生装置１０１の発生する静磁場Ｂ０と直角方向（被検体２０１の幅方向、すなわちＸ軸方向）に傾斜磁場Ｇｘを発生し、Ｙ軸傾斜磁場コイル１２は静磁場方向とＸ軸傾斜磁場方向のそれぞれに直角方向（被検体２０１の厚さ方向、すなわちＺ軸方向）に傾斜磁場を発生する。なお、各傾斜磁場コイル１１〜１３のそれぞれ配置は、図１の場合では、被検体２０１に近い順番に、Ｘ軸傾斜磁場コイル１１，Ｙ軸傾斜磁場コイル１２，Ｚ軸傾斜磁場コイル１３が配置されている構成となっているが、被検体２０１に対する各傾斜磁場コイル１１〜１３それぞれの配置の順番については、これに限るものではない。

ＲＦ（radio frequency）コイル２１は、被検体２０１に高周波を照射するとともに、被検体２０１から発生するＮＭＲ（nuclear magnetic resonance, 核磁気共鳴）信号を受信する。ＭＲＩ装置では、このＲＦコイル２１によって受信されたＮＭＲ信号に対して所定の信号処理を施して、被検体２０１の断層写真を得る。また、シムコイル２２は、静磁場発生装置１０１の不均一性を補正するためのコイルである。

図２は、本発明の第一の実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置のシステム構成図である。

傾斜磁場発生装置は、Ｘ軸傾斜磁場コイル１１，Ｙ軸傾斜磁場コイル１２，Ｚ軸傾斜磁場コイル１３が、それぞれＸ軸傾斜磁場コイル用励磁電源６１，Ｙ軸傾斜磁場コイル用励磁電源６２，Ｚ軸傾斜磁場コイル用励磁電源６３に接続されている。各励磁電源６１，６２，６３は、例として、三角波（電圧の時間微分が任意の時間一定である波）又は台形波といった時間的に変化する電圧を発生できる。各励磁電源６１，６２，６３は、図示のように傾斜磁場コイル１１，１２，１３毎に別のものを使用してもよいし、傾斜磁場コイル１１，１２，１３で一の励磁電源を兼用させるようにしてもよい。また、任意に用意した、時間変化電圧生成機能を備えた携帯型電源を各傾斜磁場コイルに接続してもよい。

図３は、各励磁電源により発生する時間的に変化する電圧の例としての三角波を示した図である。
図３の場合、各励磁電源６１，６２，６３から対応する傾斜磁場コイル１１，１２，１３へは、初期電圧状態から所定のタイミングに基づいて単位時間当たりの電圧増加割合が一定の励磁電圧が供給され、この励磁電圧は予め定められた制限電圧でスライス又は飽和するようになっている。

このような時間的に変化する電圧を各傾斜磁場コイル１１，１２，１３に印加した場合に、傾斜磁場コイル１１，１２，１３におけるコイルの巻線間の絶縁体にボイドやクラック等の欠陥部に起因する部分放電が発生すると、図４に示すように、電圧上昇中に三角波よりも周波数の高い電圧変動が発生する。

これは、欠陥部にパッシェンの法則で規定される電圧以上の分担電圧が印加されることになり、欠陥部に部分放電が発生するためである。

この部分放電が励磁電圧の上昇中に生じると、励磁電圧の値はパッシェンの法則に基づく部分放電が発生しない電圧まで一時的（一般的には１０^−７秒程度）に電圧降下する。そして、この部分放電による一時的な電圧降下によって欠陥部における部分放電が停止すると、励磁電圧の値は励磁電源の出力電圧の大きさ近くまで復帰上昇する。その後は、このようにして、欠陥部にパッシェンの法則で規定される電圧以上の分担電圧が印加される度に、上述した放電並びにこの放電停止に基づき、電圧降下及び電圧復帰を繰り返し、励磁電圧は予め定められた制限電圧まで上昇する。

図４は、部分放電が生じている場合の励磁電圧の変動の説明図である。
すなわち、傾斜磁場コイル１１，１２，１３それぞれのコイル巻線間を絶縁する絶縁体にボイドやクラック等の欠陥部が生じている場合は、欠陥部における部分放電によって、図４に示すような複数のスパイク状の電圧変化が起きることが、時間的に変化する励磁電圧を各傾斜磁場コイル１１，１２，１３に印加した場合の特徴である。そして、この励磁電圧のスパイク状の電圧変化は電磁波となるため、各傾斜磁場コイル１１、１２、１３周辺で観測することができる。

そのために、本実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置では、図２に示すように、傾斜磁場コイル１１、１２、１３の周辺に配置され、傾斜磁場コイル１１、１２、１３の絶縁体に生じたボイドやクラック等の欠陥部で発生する部分放電の電磁波を検出するアンテナ５１と、このアンテナ５１の受信信号が供給され、その信号処理を行う信号処理装置５２と、この信号処理装置５２による処理結果に応じて作動する警報器５３とを、さらに備えた構成になっている。

図５は、この励磁電圧のスパイク状の電圧変化により発生する電磁波を受信したアンテナにより観測された電圧変化の一例を示した図である。

この場合、アンテナ５１の出力電圧には、図５に示すような励磁電源によるランプ状の電圧変化の時間微分した電圧、すなわち矩形波Ｗｓに、図４に示したスパイク状の電圧変化の時間微分を重畳させた電圧波形Ｗｎが発生する。なお、アンテナ５１は、どのような形状でもよく、好ましくは傾斜磁場コイルに近接設置されている方がよい。

信号処理装置５２は、アンテナ５１と接続され、アンテナ５１の出力電圧が供給されるようになっている。そして、信号処理装置５２は、アンテナ５１で発生した電圧に関して、任意の周波数帯域における信号強度を検出し、その検出した信号強度を予め定められている所定値（信号強度参照値）と比較し、この所定値以上であることを判別すると、警報作動信号を警報器５３に送信する構成になっている。さらに具体的には、信号処理装置５２は、フーリエ変換器等を用いてアンテナ５１からの電圧出力を周波数分解し、任意の周波数帯域における平均した信号強度や積分した信号強度を取得し、この取得した任意の周波数帯域における平均した信号強度又は積分した信号強度が予めセットされている判断基準としての所定値以上になっているか否かを比較器等によって検出し、所定値以上になっている場合には、警報作動信号を生成して警報器５３に送信する。

図６は、図５に示した電圧波形を、フーリエ変換により周波数分解した電圧波形の一例を示した図である。
図６において、電圧波形のピーク９１は、図４におけるスパイク状の電圧変化による周波数ピークであり、ピーク９２は励磁電源６１，６２，６３が発生する三角波の周波数ピークである。

ここで、ピーク９１は部分放電が発生していないと存在しないため、着目する任意の周波数帯域９３を予め設定し、この周波数帯域９３における平均した信号強度や積分した信号強度が予めセットされている判断基準としての所定値以上になっているか否かを検出し、所定値以上になっていることを判別することによって、部分放電の有／無を観測できる。

警報器５３は、信号処理装置５２からの警報作動信号の供給により、ＭＲＩシステムのユーザ又は検査員に対し、警告ランプ，ＣＲＴ，或いは液晶ディスプレイ等の画像表示装置、又は、ブザー等の音響発生装置等により、傾斜磁場コイル１１，１２，１３におけるコイルの巻線間の絶縁体にボイドやクラック等の欠陥部が生じ、部分放電が発生していることを警告する。

なお、上述した構成において、信号処理装置５２のフーリエ変換器の代わりに、バンドパスフィルタを用いてもよい。また、部分放電による電圧変動の周波数が励磁電源の電圧変化の周波数より高いことが明らかな場合においては、ハイパスフィルタを用いてもよい。また、各装置間で送信する信号は、ケーブルを通じた電気的信号、無線信号、光ケーブル等を用いた光信号等が望ましい。さらに、ここでは、時間的に変化する電圧の例として三角波について説明したが、台形波の場合でも同様である。

以上のような構成により、本実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置によれば、傾斜磁場コイル１１，１２，１３における部分放電発生の有／無を警報器５３によりユーザ又は検査員が知ることができる。

［第二の実施の形態］
本発明の第二の実施の形態による核磁気共鳴イメージング装置について説明する。
本実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置のシステム構成は、図２に示した第一の実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置のシステム構成の場合と同様に、Ｘ軸傾斜磁場コイル１１，Ｙ軸傾斜磁場コイル１２，Ｚ軸傾斜磁場コイル１３が、それぞれＸ軸傾斜磁場コイル用励磁電源６１，Ｙ軸傾斜磁場コイル用励磁電源６２，Ｚ軸傾斜磁場コイル用励磁電源６３に接続され、これら励磁電源６１、６２、６３により通電される構成になっている。

各励磁電源６１、６２、６３は、時間的に変化する電圧を発生でき、本実施の形態の場合は図２に示した第一の実施の形態の場合と異なり、時間的に変化する電圧の例として、正弦波を発生する構成になっている。

各励磁電源６１，６２，６３は、図示のように傾斜磁場コイル１１，１２，１３毎に別のものを使用してもよいし、傾斜磁場コイル１１，１２，１３で一の励磁電源を兼用させるようにしてもよい。また、任意に用意した、時間変化電圧生成機能を備えた携帯型電源を各傾斜磁場コイルに接続してもよい。

図７は、各励磁電源により発生する時間的に変化する電圧の例としての正弦波を示した図である。

このような時間的に変化する電圧を各傾斜磁場コイル１１，１２，１３に印加した場合に、傾斜磁場コイル１１，１２，１３におけるコイルの巻線間の絶縁体にボイドやクラック等の欠陥部に起因する部分放電が発生すると、図８に示すように、電圧上昇中及び下降中に正弦波よりも周波数の高い電圧変動が発生する。

これは、欠陥部にパッシェンの法則で規定される電圧以上の分担電圧が印加されることになり、欠陥部に部分放電が発生するためである。

この部分放電が励磁電圧の上昇中に生じると、励磁電圧の値はパッシェンの法則に基づく部分放電が発生しない電圧まで一時的（一般的には１０^−７秒程度）に電圧降下或いは上昇する。そして、この部分放電による一時的な電圧降下或いは上昇によって欠陥部における部分放電が停止すると、励磁電圧の値は励磁電源の出力電圧の大きさ近くまで復帰上昇或いは復帰下降する。その後は、このようにして、欠陥部にパッシェンの法則で規定される電圧以上の分担電圧が印加される度に、上述した放電並びにこの放電停止に基づき、電圧降下（或いは上昇）及び電圧復帰を繰り返す。

図８は、部分放電が生じている場合の励磁電圧の変動の説明図である。
すなわち、傾斜磁場コイル１１，１２，１３それぞれのコイル巻線間を絶縁する絶縁体にボイドやクラック等の欠陥部が生じている場合は、欠陥部における部分放電によって、図８に示すような複数のスパイク状の電圧変化が起きることが、時間的に変化する励磁電圧を各傾斜磁場コイル１１，１２，１３に印加した場合の特徴である。そして、この励磁電圧のスパイク状の電圧変化は電磁波となるため、各傾斜磁場コイル１１、１２、１３周辺で観測することができる。

そのために、本実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置では、第一の実施の形態の場合と同様に、傾斜磁場コイル１１、１２、１３の周辺に配置され、傾斜磁場コイル１１、１２、１３の絶縁体に生じたボイドやクラック等の欠陥部で発生する部分放電の電磁波を検出するアンテナ５１と、このアンテナ５１の受信信号が供給され、その信号処理を行う信号処理装置５２と、この信号処理装置５２による処理結果に応じて作動する警報器５３とを、さらに備えた構成になっている。

図９は、この励磁電圧のスパイク状の電圧変化により発生する電磁波を受信したアンテナにより観測された電圧変化の一例を示した図である。

アンテナ５１には、励磁電源６１、６２、６３によるランプ状の電圧変化の時間微分した電圧、すなわち余弦波に、図８に示したスパイク状の電圧変化の時間微分を重畳させた電圧波形が発生する。なお、アンテナ５１は、どのような形状でもよく、好ましくは傾斜磁場コイルに近接設置されている方がよい。

信号処理装置５２は、アンテナ５１で発生した電圧に関して、任意の周波数帯域における信号強度を検出し、その検出した信号強度を予め定められている所定値と比較し、この所定値以上であることを判別すると、警報作動信号を警報器５３に送信する構成になっている。さらに具体的には、信号処理装置５２は、フーリエ変換器等を用いてアンテナ５１からの電圧出力を周波数分解し、任意の周波数帯域における平均した信号強度や積分した信号強度を取得し、この取得した任意の周波数帯域における平均した信号強度又は積分した信号強度が予めセットされている判断基準としての所定値以上になっているか否かを比較器等によって検出し、所定値以上になっている場合には、警報作動信号を生成して警報器５３に送信する。

図１０は、図９に示した電圧波形を、フーリエ変換により周波数分解した電圧波形の一例を示した図である。
図１０において、電圧波形のピーク９１は、図９におけるスパイク状の電圧変化による周波数ピークであり、ピーク９２は励磁電源６１，６２，６３が発生する正弦波の周波数ピークである。

ここで、ピーク９１は部分放電が発生していないと存在しないため、着目する任意の周波数帯域９３を予め設定し、この周波数帯域９３における平均した信号強度や積分した信号強度が予めセットされている判断基準としての所定値以上になっているか否かを検出し、所定値以上になっていることを判別することによって、部分放電の有／無を観測できる。

警報器５３は、信号処理装置５２からの警報作動信号の供給により、ＭＲＩシステムのユーザ又は検査員に対し、警告ランプ，ＣＲＴ，或いは液晶ディスプレイ等の画像表示装置、又は、ブザー等の音響発生装置等により、傾斜磁場コイル１１，１２，１３におけるコイルの巻線間の絶縁体にボイドやクラック等の欠陥部が生じ、部分放電が発生していることを警告する。

なお、上述した構成において、信号処理装置５２のフーリエ変換器の代わりに、バンドパスフィルタを用いてもよい。また、部分放電による電圧変動の周波数が励磁電源の電圧変化の周波数より高いことが明らかな場合においては、ハイパスフィルタを用いてもよい。また、各装置間で送信する信号は、ケーブルを通じた電気的信号、無線信号、光ケーブル等を用いた光信号等が望ましい。

以上のような構成により、本実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置によれば、傾斜磁場コイル１１，１２，１３における部分放電発生の有／無を警報器５３によりユーザ又は検査員が知ることができ、さらに、正弦波を商用周波数とすることにより励磁電源を交流電源とすることができるために、装置の簡素化と検出感度の向上が期待できる。

［第三の実施の形態］
本発明の第三の実施の形態による核磁気共鳴イメージング装置について説明する。
図１１は、本発明の第三の実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置のシステム構成図である。

なお、本実施の形態を含め、以下の実施の形態の説明において、前述した第一及び第二の実施の形態の場合と、同一若しくは同様な構成部分については、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１１において、各励磁電源６１，６２，６３は、例として、三角波，台形波，又は正弦波といった時間的に変化する電圧を発生できる。本実施の形態では、各励磁電源６１，６２，６３は、第１の実施の形態の場合と同様に、時間的に変化する電圧として三角波を発生する場合を例に説明する。

そして、本実施の形態の場合、信号処理装置５２及び警報器５３を備えている点については前述した第一及び第二の実施の形態の場合と同様であるが、欠陥部における部分放電に基づく励磁電圧のスパイク状の電圧変化を検出する手段として、第一及び第二の実施の形態で用いていたアンテナ５１の代わりにシムコイル２２を用いることを特徴とする。

シムコイル２２は、後述の結合器５４を介して、シムコイル励磁電源５５と信号処理装置５２とに接続されている。
シムコイル２２は、シムコイル励磁電源５５から結合器５４を介して任意の直流電流を通電することにより、静磁場発生装置１０１（図１参照）により発生する磁場の強度を補正する構成になっている。

結合器５４は、シムコイル２２をシムコイル励磁電源５５及び信号処理装置５２に対して接続する構成になっており、シムコイル励磁電源５５とシムコイル２２との間では上述したようにシムコイル励磁電源５５からの直流電流を通電でき、シムコイル２２と信号処理装置５２との間では、シムコイル励磁電源５５からの直流電流の供給に基づくシムコイル２２の励磁電圧の中の直流成分をカットして、このシムコイル２２の励磁電圧に重畳した時間的に変化する交流成分のみを取り出し、信号処理装置５２に供給する構成になっている。このような結合器５４の具体的な機器構成としては、コンデンサを用いたフィルタが望ましい。

本実施の形態の場合、各励磁電源６１，６２，６３により発生する時間的に変化する電圧の波形は、図３に示した三角波と同じである。

したがって、このような時間的に変化する電圧を各傾斜磁場コイル１１，１２，１３に印加した場合に、傾斜磁場コイル１１，１２，１３におけるコイルの巻線間の絶縁体にボイドやクラック等の欠陥部に起因する部分放電が発生すると、同じく図４に示すように、電圧上昇中に三角波よりも周波数の高い電圧変動が発生する。

これは、欠陥部にパッシェンの法則で規定される電圧以上の分担電圧が印加されることになり、欠陥部に部分放電が発生するためである。

この部分放電が励磁電圧の上昇中に生じると、励磁電圧の値はパッシェンの法則に基づく部分放電が発生しない電圧まで一時的（一般的には１０^−７秒程度）に電圧降下する。そして、この部分放電による一時的な電圧降下によって欠陥部における部分放電が停止すると、励磁電圧の値は励磁電源の出力電圧の大きさ近くまで復帰上昇する。その後は、このようにして、欠陥部にパッシェンの法則で規定される電圧以上の分担電圧が印加される度に、上述した放電並びにこの放電停止に基づき、電圧降下及び電圧復帰を繰り返し、励磁電圧は予め定められた制限電圧まで上昇する。

すなわち、傾斜磁場コイル１１，１２，１３それぞれのコイル巻線間を絶縁する絶縁体にボイドやクラック等の欠陥部が生じている場合は、欠陥部における部分放電によって、図４に示すような複数のスパイク状の電圧変化が起きることが、時間的に変化する励磁電圧を各傾斜磁場コイル１１，１２，１３に印加した場合の特徴である。そして、この励磁電圧のスパイク状の電圧変化は電磁波となるため、上述したシムコイル２２でも観測することができる。

この場合、シムコイル励磁電源５５から結合器５４を介して任意の直流電流を通電されているシムコイル２２の励磁電圧には、図５に示した場合と同様に、励磁電源６１，６２，６３によるランプ状の電圧変化の時間微分した電圧波形、すなわち矩形波Ｗｓに、図４に示したスパイク状の電圧変化の時間微分を重畳させた電圧波形Ｗｎが重畳される。

そして、信号処理装置５２は、結合器５４を介して、このシムコイル２２の励磁電圧の中の直流成分をカットして、このシムコイル２２の励磁電圧に重畳した時間的に変化する交流成分のみ、すなわち、図５に示した場合と同様の重畳された矩形波Ｗｓ及び電圧波形Ｗｎに対応する電圧波形を取り出し、この電圧波形に関して、第一及び第二の実施の形態で説明した場合と同様にして、任意の周波数帯域における信号強度を検出し、その検出した信号強度を予め定められている所定値と比較し、この所定値以上であることを判別すると、警報作動信号を警報器５３に送信する構成になっている。この信号処理装置５２の具体的な構成は、結合器５４を介して供給されるシムコイル２２の励磁電圧の中の交流成分を、例えばフーリエ変換により図６に示した場合と同様にして周波数分解し、任意の周波数帯域における平均した信号強度や積分した信号強度を取得し、この取得した任意の周波数帯域における平均した信号強度又は積分した信号強度が予めセットされている判断基準としての所定値以上になっているか否かを比較器等によって検出し、所定値以上になっている場合には、警報作動信号を生成して警報器５３に送信する。

警報器５３は、信号処理装置５２からの警報作動信号の供給により、前述した第一及び第二の実施の形態で説明した場合と同じく、傾斜磁場コイル１１，１２，１３におけるコイルの巻線間の絶縁体にボイドやクラック等の欠陥部が生じ、部分放電が発生していることを警告する。

なお、上述した構成において、信号処理装置５２のフーリエ変換器の代わりに、バンドパスフィルタを用いてもよく、部分放電による電圧変動の周波数が励磁電源の電圧変化の周波数より高いことが明らかな場合においては、ハイパスフィルタを用いてもよいことは、前述した第一及び第二の実施の形態の場合と同様である。また、各装置間で送信する信号は、ケーブルを通じた電気的信号、無線信号、光ケーブル等を用いた光信号等が望ましく、時間的に変化する電圧の例としては、三角波以外でも、台形波や正弦波の場合でも適用可能なことも同様である。

以上のような構成により、本実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置によれば、傾斜磁場コイル１１，１２，１３における部分放電発生の有／無を警報器５３によりユーザ又は検査員が知ることができ、さらにアンテナ５１として傾斜磁場コイルに接近して設置されたシムコイル２２を用いることにより、感度良く部分放電を検出できる。

［第四の実施の形態］
本発明の第四の実施の形態による核磁気共鳴イメージング装置について説明する。
図１２は、本発明の第四の実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置のシステム構成図である。

図１２において、各励磁電源６１，６２，６３は、例として、三角波，台形波，又は正弦波といった時間的に変化する電圧を発生できる。本実施の形態では、各励磁電源６１，６２，６３は、第１の実施の形態の場合と同様に、時間的に変化する電圧として三角波を発生する場合を例に説明する。

そして、本実施の形態の場合、信号処理装置５２及び警報器５３を備えている点については前述した第一乃至第三の実施の形態の場合と同様であるが、欠陥部における部分放電に基づく励磁電圧のスパイク状の電圧変化を検出する手段として、第一及び第二の実施の形態で用いていたアンテナ５１、第三の実施の形態で用いていたシムコイル２２の代わりに、ＲＦコイル２１を用いることを特徴とする。

ＲＦコイル２１は、スイッチ５６を介して、ＲＦ信号発生器／信号処理装置５７と信号処理装置５２とに接続されている。

ＲＦコイル２１は、スイッチ５６を介して、被検体２０１にＲＦ信号発生器／信号処理装置５７で生成された高周波を照射するとともに、被検体２０１から発生するＮＭＲ信号をＲＦ信号発生器／信号処理装置５７に供給する。

スイッチ５６は、ＲＦコイル２１をＲＦ信号発生器／信号処理装置５７及び信号処理装置５２に対して、例えばＲＦ信号発生器／信号処理装置５７からの制御信号に基づいて選択的に接続する構成になっている。信号処理装置５２は、上記制御信号に基づいてこの結合器スイッチ５６を切り換えることにより、任意の時間、スイッチ５６を介してＲＦコイル２１と接続することができる。このスイッチ５６は、ＲＦ信号のオン・オフを行うため、高周波であるＲＦ信号やＮＭＲ信号に影響を与えにくいものが好ましい。

本実施の形態の場合、各励磁電源６１，６２，６３により発生する時間的に変化する電圧の波形は、図３に示した三角波と同じである。

したがって、このような時間的に変化する電圧を各傾斜磁場コイル１１，１２，１３に印加した場合に、傾斜磁場コイル１１，１２，１３におけるコイルの巻線間の絶縁体にボイドやクラック等の欠陥部に起因する部分放電が発生すると、同じく図４に示すように、電圧上昇中に三角波よりも周波数の高い電圧変動が発生する。

これは、欠陥部にパッシェンの法則で規定される電圧以上の分担電圧が印加されることになり、欠陥部に部分放電が発生するためである。

この部分放電が励磁電圧の上昇中に生じると、励磁電圧の値はパッシェンの法則に基づく部分放電が発生しない電圧まで一時的（一般的には１０^−７秒程度）に電圧降下する。そして、この部分放電による一時的な電圧降下によって欠陥部における部分放電が停止すると、励磁電圧の値は励磁電源の出力電圧の大きさ近くまで復帰上昇する。その後は、このようにして、欠陥部にパッシェンの法則で規定される電圧以上の分担電圧が印加される度に、上述した放電並びにこの放電停止に基づき、電圧降下及び電圧復帰を繰り返し、励磁電圧は予め定められた制限電圧まで上昇する。

すなわち、傾斜磁場コイル１１，１２，１３それぞれのコイル巻線間を絶縁する絶縁体にボイドやクラック等の欠陥部が生じている場合は、欠陥部における部分放電によって、図４に示すような複数のスパイク状の電圧変化が起きることが、時間的に変化する励磁電圧を各傾斜磁場コイル１１，１２，１３に印加した場合の特徴である。そして、この励磁電圧のスパイク状の電圧変化は電磁波となるため、上述したＲＦコイル２１でも観測することができる。

この場合、ＲＦ信号発生器／信号処理装置５７によりＲＦ信号の発生及びＮＭＲ信号の検出が行われておらず、かつ、例えばＲＦ信号発生器／信号処理装置５７からの制御信号によりスイッチ５６が信号処理装置５２と選択的に接続されている時に、ＲＦコイル２１からスイッチ５６を介して供給されるＲＦコイル２１の電圧出力には、図５に示した場合と同様に、励磁電源６１，６２，６３によるランプ状の電圧変化の時間微分した電圧波形、すなわち矩形波Ｗｓに、図４に示したスパイク状の電圧変化の時間微分を重畳させた電圧波形Ｗｎが重畳される。

そして、信号処理装置５２は、このスイッチ５６がＲＦコイル２１側に切り換えられている任意の時間だけ、ＲＦコイル２１の電圧出力に重畳された時間的に変化する交流成分のみ、すなわち、図５に示した場合と同様の重畳された矩形波Ｗｓ及び電圧波形Ｗｎに対応する電圧波形を取り出し、この電圧波形に関して、第一乃至第三の実施の形態で説明した場合と同様にして、任意の周波数帯域における信号強度を検出し、その検出した信号強度を予め定められている所定値と比較し、この所定値以上であることを判別すると、警報作動信号を警報器５３に送信する構成になっている。この信号処理装置５２の具体的な構成は、スイッチ５６を介して供給されるＲＦコイル２１の電圧出力の中の交流成分を、例えばフーリエ変換により図６に示した場合と同様にして周波数分解し、任意の周波数帯域における平均した信号強度や積分した信号強度を取得し、この取得した任意の周波数帯域における平均した信号強度又は積分した信号強度が予めセットされている判断基準としての所定値以上になっているか否かを比較器等によって検出し、所定値以上になっている場合には、警報作動信号を生成して警報器５３に送信する。

警報器５３は、信号処理装置５２からの警報作動信号の供給により、前述した第一乃至第三の実施の形態で説明した場合と同じく、傾斜磁場コイル１１，１２，１３におけるコイルの巻線間の絶縁体にボイドやクラック等の欠陥部が生じ、部分放電が発生していることを警告する。

なお、上述した構成において、信号処理装置５２のフーリエ変換器の代わりに、バンドパスフィルタを用いてもよく、部分放電による電圧変動の周波数が励磁電源の電圧変化の周波数より高いことが明らかな場合においては、ハイパスフィルタを用いてもよいことは、前述した第一乃至第三の実施の形態の場合と同様である。また、各装置間で送信する信号は、ケーブルを通じた電気的信号、無線信号、光ケーブル等を用いた光信号等が望ましく、時間的に変化する電圧の例としては、三角波以外でも、台形波や正弦波の場合でも適用可能なことも同様である。

以上のような構成により、本実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置によれば、傾斜磁場コイル１１，１２，１３における部分放電発生の有／無を警報器５３によりユーザ又は検査員が知ることができ、さらにアンテナ５１として傾斜磁場コイルに接近して設置されたＲＦコイル２１を用いることにより、感度良く部分放電を検出できる。

［第五の実施の形態］
本発明の第五の実施の形態による核磁気共鳴イメージング装置について説明する。
図１３は、本発明の第五の実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置のシステム構成図である。

そして、本実施の形態の場合、傾斜磁場発生装置の主要構成については、前述した第一乃至第四の実施の形態の場合と同様であるが、信号処理装置５２に、フラッシュメモリ，ハードディスク等の書き換え可能な電子的メモリ又は磁気的メモリからなる記憶媒体５８がデータ読み出し可能に、又はデータ読み出し／書き込み可能に付設されていることを特徴とする。

この記憶媒体５８には、例えば、図６又は図１０に示した周波数帯域９３，ピーク９１の信号強度，このピーク９１の信号強度に基づき演算された部分放電が発生しているか否かを判断するための所定値，図６又は図１０に示した周波数分解した電圧波形等の過去のデータや任意に入力されたデータが蓄積されている。

そして、図１３に図示した例では、本実施の形態による信号処理装置５２の構成を、前述した第一の実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置の構成に適用した場合の変形例を示しているが、本実施の形態の記憶媒体５８が付設された信号処理装置５２によれば、前述した第一乃至第四の実施の形態の場合それぞれにおいて、信号処理装置５２が、その検出した任意の周波数帯域９３における信号強度を予め定められている所定値と比較する際、着目する任意の周波数帯域９３を記憶媒体５８に蓄積されている複数の周波数帯域９３の中から所望の波数領域９３を選択設定することができ、予め定められている所定値を同じく記憶媒体５８に蓄積されている複数の所定値の中から所望の所定値を選択設定することができる。

本実施の形態による核磁気共鳴イメージング装置は、以上のように構成されるが、図１に図示した第一の実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置の場合以外にも、前述した第二乃至第四の実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置のいずれにも、適用可能である。

以上のような構成により、本実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置によれば、傾斜磁場コイル１１，１２，１３における部分放電発生の有／無を警報器５３によりユーザ又は検査員が知ることができ、さらに、部分放電が発生していない健全なコイルの状態における信号強度等の複数のデータを記憶媒体５８にセットしておくことができるため、部分放電発生の有／無を簡単に判別できる特長がある。

［第六の実施の形態］
本発明の第六の実施の形態による核磁気共鳴イメージング装置について説明する。
図１４は、本発明の第六の実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置のシステム構成図である。

傾斜磁場発生装置の主要構成については、前述した第一乃至第五の実施の形態の場合と同様であるが、信号処理装置５２には、予め定められたＭＲＩ装置のユーザ若しくは検査員の端末装置，又は遠隔の装置製造者若しくは保守管理者の管理装置との間で、インターネットや専用通信線等の通信回線を介して情報データを送受信するための通信インタフェース５９が備えられている。

そして、信号処理装置５２は、傾斜磁場コイル１１，１２，１３で部分放電が発生していることを判別した場合は、その警報信号を、核磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）のユーザ若しくは検査員の端末装置，又は遠隔の装置製造者若しくは保守管理者の管理装置に送信する構成になっている。

また、信号処理装置５２は、通信インタフェース５９がユーザ若しくは検査員の端末装置，又は遠隔の装置製造者若しくは保守管理者の管理装置から通信回線を介して供給される核磁気共鳴イメージング装置宛のその任意機能に関する制御命令を受信したときには、この制御命令を取り込み、例えば傾斜磁場発生装置等の各部に対してこの制御命令に対応する処理を実行する構成になっている。

これにより、傾斜磁場発生装置の信号処理装置５２から通信インタフェース５９を介してＭＲＩ装置のユーザ若しくは検査員の端末装置、又は遠隔の装置製造者若しくは保守管理者の管理装置に送信された警報信号を送信することによって、ＭＲＩ装置のユーザ若しくは検査員、又は遠隔の装置製造者若しくは保守管理者は、この警報信号を受信した端末装置又は管理装置では、当該端末装置又は管理装置に備えられた警告ランプ，ＣＲＴや液晶ディスプレイ等の画像表示装置，ブザー等の音響発生装置といった報知手段の警報作動によって、傾斜磁場コイル１１，１２，１３で部分放電が発生していることを認識することができる。

また、この警報に基づいて、ＭＲＩ装置のユーザ若しくは検査員、又は遠隔の装置製造者若しくは保守管理者が、その端末装置又は管理装置から、例えばこのＭＲＩ装置の傾斜磁場発生装置に対する制御命令を送信すれば、傾斜磁場発生装置は通信インタフェース５９によってこの制御命令を受信し、信号処理装置５２は、この制御命令を取り込んで傾斜磁場発生装置の各部に対してこの制御命令に対応する処理を実行することができる。

そのために、図示した実施の形態の場合は、信号処理装置５２は各傾斜磁場励磁電源６１，６２，６３にも接続されており、制御命令に対応する処理として、各傾斜磁場コイル励磁電源６１，６２，６３の出力電圧の制限や使用停止が行える構成になっている。

なお、制御命令に対応する処理としては、上述した各傾斜磁場コイル励磁電源６１，６２，６３の出力電圧の制限や使用停止に限るものではない。

また、各傾斜磁場コイル励磁電源６１，６２，６３の出力電圧の制限や使用停止自体は、通信接続された端末装置又は管理装置からの制御命令によらずに、信号処理装置５２が傾斜磁場コイル１１，１２，１３で部分放電が発生していることを判別した場合に、信号処理装置５２自身によって自動的に、各傾斜磁場コイル励磁電源６１，６２，６３の出力電圧の制限や使用停止を行わせることも可能である。

本実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置は、以上のように構成されるが、図１に図示した第一の実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置の場合以外にも、前述した第二乃至第五の実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置のいずれにも、適用可能である。

以上のような構成により、本実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置によれば、傾斜磁場コイル１１，１２，１３における部分放電発生の有／無を警報器５３によりユーザ又は検査員が知ることができ、さらに、例えば傾斜磁場コイル励磁電源の出力の制限や使用停止を自動的に行うことにより、部分放電の発生を抑制し、部分放電を起こした傾斜磁場コイル１１，１２，１３の破壊を防止することができる。

本発明は、上述した実施の形態に説明したとおりのものであるが、本発明はこれら説明した実施の形態の具体的構成に限定されるものではない。例えば、上述した実施の形態では、傾斜磁場コイル１１，１２，１３に対してアンテナ５１は共通の構成としたが、傾斜磁場コイル１１，１２，１３それぞれに関して指向性を有するものをそれぞれ設ける等、各種の変形例が可能である。

本発明の第一の実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置に適用される磁場発生装置の配置図である。 本発明の第一の実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置のシステム構成図である。 各励磁電源により発生する時間的に変化する電圧の例としての三角波を示した図である。 部分放電が生じている場合の励磁電圧の変動の説明図である。 励磁電圧のスパイク状の電圧変化により発生する電磁波を受信したアンテナにより観測された電圧変化の一例を示した図である。 図５に示した電圧波形を、フーリエ変換により周波数分解した電圧波形の一例を示した図である。 本発明の第二の実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置において各励磁電源により発生する時間的に変化する電圧の例としての正弦波を示した図である。 部分放電が生じている場合の励磁電圧の変動の説明図である。 励磁電圧のスパイク状の電圧変化により発生する電磁波を受信したアンテナにより観測された電圧変化の一例を示した図である。 図９に示した電圧波形を、フーリエ変換により周波数分解した電圧波形の一例を示した図である。 本発明の第三の実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置のシステム構成図である。 本発明の第四の実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置のシステム構成図である。 本発明の第五の実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置のシステム構成図である。 本発明の第六の実施の形態の核磁気共鳴イメージング装置のシステム構成図である。 Ｚ軸方向（静磁場方向）に傾斜磁場Ｇｚを発生させる例の説明図である。 Ｘ軸方向に傾斜磁場Ｇｘを発生させる例の説明図である。 Ｙ軸方向に傾斜磁場Ｇｙを発生させる例の説明図である。

符号の説明

１１ Ｘ軸傾斜磁場コイル
１２ Ｙ軸傾斜磁場コイル
１３ Ｚ軸傾斜磁場コイル
２１ ＲＦコイル
２２ シムコイル
３０ 電流
３１ 磁場
３２ 傾斜磁場方向
３３ Ｚ軸傾斜磁場コイル
３４ Ｘ軸傾斜磁場コイル
３５ Ｙ軸傾斜磁場コイル
５１ アンテナ
５２ 信号処理装置
５３ 警報器
５４ 結合器
５５ シムコイル励磁電源
５６ スイッチ
５７ ＲＦ信号発生器／信号処理装置
５８ 記憶媒体
５９ 通信インタフェース
６１ Ｘ軸傾斜磁場コイル用励磁電源
６２ Ｙ軸傾斜磁場コイル用励磁電源
６３ Ｚ軸傾斜磁場コイル用励磁電源
９１ 周波数ピーク
９２ 周波数ピーク
９３ 任意の周波数帯域
１０１ 静磁場発生装置
２０１ 被検体

Claims (12)

1. 静磁場中に設置された被検体に傾斜磁場を印加するための傾斜磁場コイルを備えた核磁気共鳴イメージング装置であって、
   時間的に変化する電圧を傾斜磁場コイルに印加する励磁電源と、
   前記時間的に変化する電圧の印加時に発生する当該電圧の周波数よりも周波数が高い電磁波を受信するアンテナと、
   前記アンテナによる受信信号の任意の周波数帯域における受信信号強度を予め定められた信号強度参照値と比較する信号処理装置と、
   前記受信信号強度が前記信号強度参照値より大きい場合に警報を発する警報器と
   を備えていることを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記励磁電源は、正弦波を発生する励磁電源である
   ことを特徴とする請求項１記載の核磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記励磁電源は、任意時間における電源出力の時間的変化が一定である三角波又は台形波を発生する励磁電源である
   ことを特徴とする請求項１記載の核磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記アンテナには、前記静磁場を補正するシムコイルを用いた
   ことを特徴とする請求項１記載の核磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記アンテナには、前記被検体に高周波を照射し又は前記被検体からのＮＭＲ信号を受信するＲＦコイルを用いた
   ことを特徴とする請求項１記載の核磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記信号処理装置は、フーリエ変換によって前記アンテナの受信信号を弁別し、予め定められた周波数帯域における受信信号強度の積分値又は平均値を前記信号強度参照値と比較する
   ことを特徴とする請求項１記載の核磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記信号処理装置は、バンドパスフィルタ又はハイパスフィルタによって前記アンテナの受信信号を弁別し、予め定められた周波数帯域における受信信号強度の積分値又は平均値を前記信号強度参照値と比較する
   ことを特徴とする請求項１記載の核磁気共鳴イメージング装置。
8. 前記信号処理装置には、前記傾斜磁場コイルにおける過去の受信信号強度を記憶した記憶媒体が付設され、前記信号強度参照値は該記憶媒体に記憶された過去の受信信号強度に基づく値である
   ことを特徴とする請求項１記載の核磁気共鳴イメージング装置。
9. 前記信号強度参照値は任意に設定できる
   ことを特徴とする請求項１記載の核磁気共鳴イメージング装置。
10. 前記警報器は、前記信号処理装置と通信回線を介して接続されたユーザ若しくは検査員の端末装置、又は遠隔の装置製造者若しくは保守管理者の管理装置である
    ことを特徴とする請求項１記載の核磁気共鳴イメージング装置。
11. 前記信号処理装置は、前記受信信号強度が前記信号強度参照値より大きいことを検出したときに、核磁気共鳴イメージング装置に備えられている所定機能を制御する制御処理部を含む
    ことを特徴とする請求項１記載の核磁気共鳴イメージング装置。
12. 前記信号処理装置は、前記信号処理装置と通信回線を介して接続されたユーザ若しくは検査員の端末装置、又は遠隔の装置製造者若しくは保守管理者の管理装置から供給される制御命令に基づいて、核磁気共鳴イメージング装置に備えられている所定機能を制御する制御処理部を含む
    ことを特徴とする請求項１０記載の核磁気共鳴イメージング装置。
    

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