JP2014018239A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】傾斜磁場コイル用の密閉容器を用いずに、汎用的なシール部材を用いて傾斜磁場コイルの静音化を実現することができる磁気共鳴イメージング装置を提供すること。
【解決手段】実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置において、シール部材は、静磁場磁石の内周面端部と傾斜磁場コイルの外周面端部との間及び傾斜磁場コイルの内周面端部とボアチューブの外周面端部との間に挿入され、それぞれの間に密閉空間を形成する。また、シール部材は、３つの弾性部材を有する。第１の弾性部材は、密閉空間側の端部に向かって厚くなり、密閉空間側に向かって作用する外力に対して軸方向の位置が固定される。第２の弾性部材は、密閉空間側の端部に向かって薄くなり、密閉空間側に向かって作用する外力によって第１の弾性部材に接触しながら軸方向へ移動する。第３の弾性部材は、第１及び第２の弾性部材それぞれの密閉空間側の端部を閉塞する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。

従来、磁気共鳴イメージング装置における撮像時の騒音対策の１つとして、音の発生源である傾斜磁場コイルの周辺を真空状態にすることで、被検体である患者の耳元へ伝わる音を減らす静音化技術が知られている。このような静音化技術として、例えば、傾斜磁場コイルを密閉容器内に配置し、密閉容器内の空間を真空状態にする方法がある。

特開平１０−１１８０４３号公報

本発明が解決しようとする課題は、傾斜磁場コイル用の密閉容器を用いずに、汎用的なシール部材を用いて傾斜磁場コイルの静音化を実現することができる磁気共鳴イメージング装置を提供することである。

実施形態に係る磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging：ＭＲＩ）装置は、略円筒状の静磁場磁石と、前記静磁場磁石の内周側に配置された略円筒状の傾斜磁場コイルと、前記傾斜磁場コイルの内周側に配置された略円筒状のボアチューブと、リング状のシール部材とを備える。シール部材は、前記静磁場磁石の内周面端部と前記傾斜磁場コイルの外周面端部との間及び前記傾斜磁場コイルの内周面端部と前記ボアチューブの外周面端部との間の少なくとも一方に挿入され、前記静磁場磁石の内周面と前記傾斜磁場コイルの外周面との間及び前記傾斜磁場コイルの内周面と前記ボアチューブの外周面との間の少なくとも一方に密閉空間を形成する。また、シール部材は、第１の弾性部材と、第２の弾性部材と、第３の弾性部材とを有する。第１の弾性部材は、前記傾斜磁場コイルの軸方向に幅を有するリング状に形成され、前記密閉空間側の端部に向かって厚くなり、前記密閉空間側に向かって作用する外力に対して前記軸方向の位置が固定される。第２の弾性部材は、前記傾斜磁場コイルの軸方向に幅を有するリング状に形成され、前記密閉空間側の端部に向かって薄くなり、前記密閉空間側に向かって作用する外力によって前記第１の弾性部材の内周側又は外周側に接触しながら前記軸方向へ移動する。第３の弾性部材は、断面形状が前記密閉空間側に突出する屈曲部を有する略Ｃ字状であるリング状に形成され、当該Ｃ字断面の両端部で前記第１の弾性部材及び前記第２の弾性部材それぞれの前記密閉空間側の端部を閉塞する。

図１は、本実施形態に係るＭＲＩ装置の全体構成を示す図である。 図２は、従来のＭＲＩ装置における静音化構造の一例を示す図である。 図３は、従来のＭＲＩ装置における静音化構造の他の例を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係る静磁場磁石、傾斜磁場コイル及びボアチューブの側端部を示す斜視図である。 図５は、第１の実施形態に係るシール部材の外観を示す斜視図である。 図６は、第１の実施形態に係るシール部材の断面形状を示す断面図である。 図７は、第１の実施形態に係るシール部材に生じる摩擦力を説明するための図である。 図８は、第２の実施形態に係るシール部材の形状を示す断面図である。 図９は、第２の実施形態に係るシール部材の使用時の形状を示す図である。 図１０は、第３の実施形態に係るシール部材の形状を示す外観図である。 図１１は、第３の実施形態に係る通気部を示す外観図である。 図１２は、第２の弾性部材が周方向に断続的に切欠部を有する場合の例を示す図である。 図１３は、第４の実施形態に係るシール部材の形状を示す断面図である。 図１４は、第５の実施形態に係るシール部材の形状を示す断面図である。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の全体構成を示す図である。

静磁場磁石１は、概略円筒状に形成され、円筒内に形成される撮像空間に静磁場を発生させる。例えば、静磁場磁石１は、概略円筒形状の真空容器１ａと、真空容器１ａの中で冷却液に浸漬された超伝導コイル１ｂとを有する。

傾斜磁場コイル２は、概略円筒状に形成され、静磁場磁石１の内周側に配置される。この傾斜磁場コイル２は、傾斜磁場電源７から供給される電流により、静磁場磁石１によって発生した静磁場に対してＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の方向に傾斜磁場を印加する。例えば、傾斜磁場コイル２は、メインコイルとシールドコイルとを有するＡＳＧＣ（Active Shield Gradient Coil）である。ＡＳＧＣコイルでは、メインコイルが、静磁場に対してＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の方向に傾斜磁場を印加し、シールドコイルが、メインコイルからの漏洩磁場をキャンセルする磁場を発生させる。

ボアチューブ３は、概略円筒状に形成され、傾斜磁場コイル２の内周側に配置される。

ＲＦ（Radio Frequency）コイル４は、概略円筒状に形成され、ボアチューブ３の内周側に配置される。このＲＦコイル４は、送信部８から高周波パルスの供給を受けて、内周側の空間に配置された被検体Ｐに高周波磁場を印加する。また、ＲＦコイル４は、高周波磁場の影響により水素原子核が励起されることで被検体Ｐから放射される磁気共鳴信号を受信する。

傾斜磁場コイル支持部５は、傾斜磁場コイル２を下方から支持し、傾斜磁場コイル２の位置を固定する。例えば、傾斜磁場コイル支持部５は、一端が静磁場磁石１の下側の端部に固定され、他端が傾斜磁場コイル２の下側の端部に固定されたアーム状の部材であり、静磁場磁石１及び傾斜磁場コイル２それぞれの下側の両端部に設けられる。

天板６は、図示していない寝台に設けられ、操作者からの指示に応じて水平方向へ移動される。この天板６は、撮影時には、被検体Ｐが載置された状態で撮像空間内へ移動される。

傾斜磁場電源７は、シーケンス制御装置１０による制御のもと、傾斜磁場コイル２に電流を供給する。

送信部８は、シーケンス制御装置１０による制御のもと、ラーモア（Larmor）周波数に対応する高周波パルスをＲＦコイル４に供給する。

受信部９は、シーケンス制御装置１０による制御のもと、ＲＦコイル４によって受信された磁気共鳴信号を検出し、検出した磁気共鳴信号をデジタル化して得られる磁気共鳴データをシーケンス制御装置１０に送信する。

シーケンス制御装置１０は、計算機システム１１による制御のもと、傾斜磁場電源７、送信部８及び受信部９を制御する。具体的には、シーケンス制御装置１０は、計算機システム１１から送信される撮像条件に基づいて、被検体Ｐに関する磁気共鳴データを収集するためのパルスシーケンスを生成し、生成したパルスシーケンスにしたがって、傾斜磁場電源７、送信部８及び受信部９を制御する。また、シーケンス制御部１０は、受信部９から送信された磁気共鳴データを計算機システム１１に転送する。

計算機システム１１は、操作者から受け付けた各種操作に応じて、ＭＲＩ装置１００全体を制御する。例えば、計算機システム１１は、操作者から撮像条件の入力を受け付け、受け付けた撮像条件をシーケンス制御装置１０に送信する。また、例えば、計算機システム１１は、シーケンス制御装置１０から送信される磁気共鳴データに基づいて各種画像を再構成し、再構成した各種画像を記憶部に記憶させる。また、例えば、計算機システム１１は、操作者からの要求に応じて、記憶部に記憶された各種画像を表示部に表示させる。

このような構成のもと、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、傾斜磁場コイル２の振動による騒音を低減させるため、シール部材１２及び１３を有する。シール部材１２は、静磁場磁石１及び傾斜磁場コイル２の軸方向の両端部において、静磁場磁石１の内周面と傾斜磁場コイル２の外周面との間に挿入され、静磁場磁石１と傾斜磁場コイル２との間に密閉空間を形成する。また、シール部材１３は、傾斜磁場コイル２及びボアチューブ３の軸方向の両端部において、傾斜磁場コイル２の内周面とボアチューブ３の外周面との間に挿入され、傾斜磁場コイル２とボアチューブ３との間に密閉空間を形成する。そして、シール部材１２及び１３によって形成された各密閉空間は、それぞれ図示していない真空ポンプを用いて真空状態に保たれる。なお、ここでいう真空状態には、真空に近い低圧状態も含まれる。

ここで、従来、ＭＲＩ装置における撮像時の騒音対策の１つとして、音の発生源である傾斜磁場コイルの周辺を真空状態にすることで、被検体である患者の耳元へ伝わる音を減らす静音化技術が知られている。このような静音化技術では、例えば、以下のような静音化構造が用いられているが、各静音化構造には、それぞれ以下のような課題がある。

図２は、従来のＭＲＩ装置における静音化構造の一例を示す図である。図２に示すように、例えば、傾斜磁場コイル２を密閉容器内に配置し、密閉容器内の密閉空間を真空状態にする構造が知られている。図２に示す例では、密閉容器は、密閉カバー２１及び２２と、ボアチューブ３とから構成される。このような構造では、傾斜磁場コイル２の支持系や傾斜磁場コイル２に接続されるケーブル類を考慮して密閉容器を作製する必要があるため、密閉容器が大きくかつ高価になる。また、一般的に、密閉容器は複数の部品に分割される構造となるため、各部品の接続部それぞれをＯリングなどで密閉する必要がある。さらに、傾斜磁場コイル２に接続されるケーブルや水冷ホースなど（例えば、図２に示すケーブル２３及び２４を参照）が密閉容器を貫通する場合には、その貫通部分を特殊なブッシュなどを用いて密閉する必要がある。すなわち、多数の箇所を密閉することになるため、真空リークが発生する可能性が高くなる。また、真空リークが発生した場合に、リーク箇所を特定するのも困難である。さらに、密閉容器は一般的に重量が重く、着脱作業に多数に作業員が必要になる。また、着脱にかかる時間も長くなり、密閉容器の取り付け時の作業性や取り付け後のメンテナンス性が悪くなる。

図３は、従来のＭＲＩ装置における静音化構造の他の例を示す図である。図３に示すように、例えば、傾斜磁場コイル２に接続されるケーブルや水冷ホースなど（例えば、図３に示すケーブル２３及び２４を参照）が密閉容器を貫通することを避けるために、傾斜磁場コイル２の端面を大気中に露出させる構造も知られている。例えば、静磁場磁石１及び傾斜磁場コイル２の軸方向の両端部において、静磁場磁石１の内周面と傾斜磁場コイル２の外周面との間の間隙がシール部材３２で密閉される。また、傾斜磁場コイル２及びボアチューブ３の軸方向の両端部において、傾斜磁場コイル２の内周面とボアチューブ３の外周面との間の間隙がシール部材３３で密閉される。これにより、静磁場磁石１と傾斜磁場コイル２との間、及び、傾斜磁場コイル２とボアチューブ３との間それぞれに密閉空間が形成され、その密閉空間が真空状態に保たれる。このような構造では、静磁場磁石１と傾斜磁場コイル２との間の間隙の大きさ、又は、傾斜磁場コイル２とボアチューブ３との間の間隙の大きさが変わると、それに応じてシール部材３３も変える必要がある。しかし、一般的に、ＭＲＩ装置では、装置の構成によって静磁場磁石、傾斜磁場コイル、及びボアチューブの位置関係が変化するため、このような構造にした場合は、シール部材を汎用的に用いることができない。

このような従来の静音化構造における課題を解決するため、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、傾斜磁場コイル用の密閉容器を用いずに、汎用的なシール部材を用いて傾斜磁場コイルの静音化を実現する。

図４は、第１の実施形態に係る静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２及びボアチューブ３の側端部を示す斜視図である。図４に示すように、本実施形態では、静磁場磁石１の内周面端部と傾斜磁場コイル２の外周面端部との間に、シール部材１２が挿入される。なお、図４には図示していない反対側の側端部でも同様に、静磁場磁石１の内周面端部と傾斜磁場コイル２の外周面端部との間に、別のシール部材１２が挿入される。これにより、２つのシール部材１２は、静磁場磁石１の内周面と傾斜磁場コイル２の外周面との間に密閉空間を形成する。また、本実施形態では、傾斜磁場コイル２の内周面端部とボアチューブ３の外周面端部との間に、シール部材１３が挿入される。なお、図４には図示していない反対側の側端部でも同様に、傾斜磁場コイル２の内周面端部とボアチューブ３の外周面端部との間に、別のシール部材１３が挿入される。これにより、２つのシール部材１３は、傾斜磁場コイル２の内周面とボアチューブ３の外周面との間に密閉空間を形成する。

図５は、第１の実施形態に係るシール部材１２の外観を示す斜視図である。図５に示すように、シール部材１２は、周方向に連続するリング状に形成される。または、シール部材１２は、周方向の少なくとも一部が欠切されたリング状に形成されてもよい。つまり、シール部材１２は、必ずしも周方向に連続するように作製されなくてもよく、周方向の一部が切れた状態に作製されてもよいし、複数の円弧状の部品に分けられて作製されてもよい。

図６は、第１の実施形態に係るシール部材１２の断面形状を示す断面図である。なお、図６は、静磁場磁石１の内周面端部及び傾斜磁場コイル２の外周面端部の様子を示しており、静磁場磁石１の内周面端部と傾斜磁場コイル２の外周面端部との間にシール部材１２が挿入された状態を示している。図６に示すように、シール部材１２は、第１の弾性部材１２ａ、第２の弾性部材１２ｂ、及び第３の弾性部材１２ｃから構成される。各弾性部材は、例えば、ゴムや、プラスチックやＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）などの樹脂で作製される。

なお、本実施形態では、シール部材１２において、内周側に第１の弾性部材１２ａが配置され、外周側に第３の弾性部材１２ｃが配置される場合について説明するが、実施形態はこれに限られない。例えば、本実施形態とは逆に、外内周側に第１の弾性部材１２ａが配置され、内周側に第３の弾性部材１２ｃが配置されてもよい。

第１の弾性部材１２ａは、傾斜磁場コイル２の軸方向に幅を有するリング状に形成され、かつ、密閉空間Ｓ側の端部に向かって厚くなるように形成される。ここで、第１の弾性部材１２ａは、密閉空間Ｓ側に向かって作用する外力に対して、傾斜磁場コイル２の軸方向の位置が固定されるように配置される。

例えば、第１の弾性部材１２ａは、図６に示すように、シール部材１２の半径方向に突出する係合部１２ｄを有する。係合部１２ｄは、断面形状がＬ字状となるように形成される。第１の弾性部材１２ａは、この係合部１２ｄが傾斜磁場コイル２の外周面端部に係合することで、密閉空間Ｓ側に向かって作用する外力に対して傾斜磁場コイル２の軸方向の位置が固定される。なお、外内周側に第１の弾性部材１２ａが配置され、内周側に第２の弾性部材１２ｂが配置される場合には、係合部１２ｄは、静磁場磁石１の内周面端部に係合する。

第２の弾性部材１２ｂは、傾斜磁場コイル２の軸方向に幅を有するリング状に形成され、かつ、密閉空間Ｓ側の端部に向かって薄くなるように形成される。ここで、第２の弾性部材１２ｂは、密閉空間Ｓ側に向かって作用する外力によって、第１の弾性部材１２ａの外周側に接触しながら、傾斜磁場コイル２の軸方向へ移動するように配置される。なお、外内周側に第１の弾性部材１２ａが配置され、内周側に第２の弾性部材１２ｂが配置される場合には、第２の弾性部材１２ｂは、第１の弾性部材１２ａの内周側に接触しながら、傾斜磁場コイル２の軸方向へ移動するように配置される。

第３の弾性部材１２ｃは、断面形状が密閉空間Ｓ側に突出する屈曲部を有する略Ｃ字状であるリング状に形成される。また、第３の弾性部材１２ｃは、Ｃ字断面の両端部で第１の弾性部材１２ａ及び第２の弾性部材１２ｂそれぞれの密閉空間Ｓ側の端部を閉塞するように、第１の弾性部材１２ａ及び第２の弾性部材１２ｂと一体に形成される。

前述したように、本実施形態では、シール部材１２によって静磁場磁石１と傾斜磁場コイル２との間に形成される密閉空間Ｓが真空状態に保たれる。このように密閉空間が真空状態になることで、シール部材１２を密閉空間Ｓ側に引き寄せる吸引力が生じる。本実施形態では、この吸引力が、シール部材１２と静磁場磁石１との間に生じる摩擦力、及び、シール部材１２と傾斜磁場コイル２との間に生じる摩擦力に変換される。

図７は、第１の実施形態に係るシール部材１２に生じる摩擦力を説明するための図である。図７に示すように、本実施形態では、静磁場磁石１と傾斜磁場コイル２との間に形成された密閉空間Ｓが真空状態になると、第３の弾性部材１２ｃに対して、真空によって密閉空間Ｓ側へ引き寄せる吸引力が働く（図７に示す矢印Ａ１を参照）。この吸引力によって、第３の弾性部材１２ｃは密閉空間Ｓ側へ移動する。第３の弾性部材１２ｃが密閉空間Ｓ側へ移動すると、第３の弾性部材１２ｃによって第２の弾性部材１２ｂも密閉空間Ｓ側へ引き寄せられる。このとき、第１の弾性部材１２ａは、密閉空間Ｓ側に向かって作用する外力に対して、傾斜磁場コイル２の軸方向の位置が固定されているため、密閉空間Ｓ側へは移動しない。ここで、第１の弾性部材１２ａは、密閉空間Ｓ側の端部に向かって厚くなるように形成されており、かつ、第２の弾性部材１２ｂは、密閉空間Ｓ側の端部に向かって薄くなるように形成されている。そのため、第２の弾性部材１２ｂのみが密閉空間Ｓ側へ移動すると、第１の弾性部材１２ａ及び第２の弾性部材１２ｂが、シール部材１２の半径方向へ相対的に離れるように移動する。この結果、第１の弾性部材１２ａを傾斜磁場コイル２側へ押し付ける力、及び、第２の弾性部材１２ｂを静磁場磁石１側へ押し付ける力がそれぞれ生じることになり（図７に示す矢印Ａ２を参照）、シール部材１２と静磁場磁石１との間、及び、シール部材１２と傾斜磁場コイル２との間に摩擦力が生じる。

このように、本実施形態では、密閉空間Ｓが真空状態になることで、第３の弾性部材１２ｃに働く吸引力が、シール部材１２と静磁場磁石１との間に生じる摩擦力、及び、シール部材１２と傾斜磁場コイル２との間に生じる摩擦力に変換される。つまり、シール部材１２は、密閉空間Ｓ側に吸引されるほど、大きな摩擦力を発生させることになる。これにより、シール部材１２が密閉空間Ｓ側に吸い込まれるのを防ぐことができるとともに、静磁場磁石１と傾斜磁場コイル２との間の間隙をより強固に密閉することができる。また、装置の構成によって静磁場磁石１と傾斜磁場コイル２との位置関係が変化した場合でも、静磁場磁石１と傾斜磁場コイル２との間の間隙の大きさに合わせて、第１の弾性部材１２ａ及び第２の弾性部材１２ｂがシール部材１２の半径方向へ相対的に離れるように移動するので、静磁場磁石１と傾斜磁場コイル２との間の間隙を適切に密閉することができる。

なお、第３の弾性部材１２ｃの硬度は、第１の弾性部材１２ａ及び第２の弾性部材１２ｂの硬度と比べて低くなるように形成されるのが望ましい。例えば、第３の弾性部材１２ｃは、硬度が３０°程度であり、厚みが２．５ｍｍ程度のクロロプレンゴムを用いて形成される。一方、第１の弾性部材１２ａ及び第２の弾性部材１２ｂは、例えば、硬度が８０°程度のクロロプレンゴムを用いて形成される。また、第１の弾性部材１２ａ及び第２の弾性部材１２ｂは、例えば、厚みの傾斜が２０°、最大の厚さが３．０ｍｍ程度に形成され、第３の弾性部材１２ｃと一体に形成される。

また、第３の弾性部材１２ｃは、シール部材１２におけるＣ字断面の両端部が、静磁場磁石１の内周面及び傾斜磁場コイル２の外周面に密着するように配置されるのが望ましい。このように、第３の弾性部材１２ｃの硬度を低くして静磁場磁石１の内周面及び傾斜磁場コイル２の外周面に密着させることで、静磁場磁石１とシール部材１２との間の摩擦力、及び、傾斜磁場コイル２とシール部材１２との間の摩擦力を増やすことができる。これにより、静磁場磁石１と傾斜磁場コイル２との間の間隙をより確実に密閉することができる。

また、第１の弾性部材１２ａと第２の弾性部材１２ｂとの接触面１２ｅには、グリースなどの潤滑剤が塗布されるのが望ましい。これにより、第１の弾性部材１２ａと第２の弾性部材１２ｂとの間の摩擦力が減り、第１の弾性部材１２ａをより支障なく滑らかに移動させることができるようになる。

また、第２の弾性部材１２ｂは、第１の弾性部材１２ａと比べて傾斜磁場コイル２の軸方向の幅が広くなるように形成されるのが望ましい。これにより、静磁場磁石１と傾斜磁場コイル２との間の間隙が大きい場合でも、第１の弾性部材１２ａを密閉空間Ｓ側により深く移動させることができ、静磁場磁石１と傾斜磁場コイル２との間の間隙をより確実に密閉することができる。

また、第１の弾性部材１２ａにおいて密閉空間Ｓ側の端部に向かって厚くなる傾斜角度と、第２の弾性部材１２ｂにおいて密閉空間Ｓ側の端部に向かって薄くなる傾斜角度とは、同一であることが望ましい。これにより、第１の弾性部材１２ａにおける傾斜磁場コイル２側の密着面と、第２の弾性部材１２ｂにおける静磁場磁石１側の密着面とを平行な状態に保ったまま、第１の弾性部材１２ａを傾斜磁場コイル２の軸方向へ移動させることができる。このため、第１の弾性部材１２ａを移動させた場合でも、密閉状態を安定して保つことができる。

また、第３の弾性部材１２ｃは、カーボンブラックが配合されるのが望ましい。これにより、第３の弾性部材１２ｃの強度が高められるので、真空による吸引力によって第３の弾性部材１２ｃが引き裂かれるのを防ぐことができる。

なお、ここでは、シール部材１２について説明したが、傾斜磁場コイル２の内周面とボアチューブ３の外周面との間に挿入されるシール部材１３も、シール部材１２と同様に形成される。すなわち、シール部材１３は、密閉する対象が、静磁場磁石１の内周面と傾斜磁場コイル２の外周面との間の間隙ではなく、傾斜磁場コイル２の内周面とボアチューブ３の外周面との間の間隙になるだけで、シール部材１２と同様の役割を果たす。

上述したように、第１の実施形態によれば、第１の弾性部材と、第２の弾性部材と、第３の弾性部材とを一体化したシール部材が用いられるので、密閉のために用いられる部品点数を最小にすることができ、シール箇所も最小にすることができる。したがって、真空リークが発生する可能性が減り、真空リークが発生したとしても、リーク箇所を容易に推定することができる。また、シール部材は、密閉空間側に吸引されるほど大きな摩擦力を発生させるので、傾斜磁場コイル用の密閉容器を用いずに、傾斜磁場コイルの周辺を真空状態にすることができるので、メンテナンスなどの作業性を向上させることができる。また、装置の構成によって静磁場磁石、傾斜磁場コイル、及びボアチューブの位置関係が変化した場合でも、静磁場磁石と傾斜磁場コイルとの間の間隙の大きさ、又は、傾斜磁場コイルとボアチューブとの間の間隙の大きさに合わせて、第１の弾性部材及び第２の弾性部材がシール部材の半径方向へ相対的に離れるように移動するので、それぞれの間隙を適切に密閉することができる。つまり、静磁場磁石、傾斜磁場コイル、及びボアチューブの位置関係がずれたり、各種の静磁場磁石、傾斜磁場コイル、及びボアチューブが組み合わせられたりする場合でも、シール部材を汎用的に用いることができる。すなわち、第１の実施形態によれば、傾斜磁場コイル用の密閉容器を用いずに、汎用的なシール部材を用いて傾斜磁場コイルの静音化を実現することができる。

以下では、各種の変形例を他の実施形態として説明する。なお、以下で説明する各実施形態に係るＭＲＩ装置の全体構成は、基本的には、図１に示したものと同じであるので、以下では詳細な説明を省略する。また、以下で説明する実施形態では、図１〜８に示した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付すこととして、詳細な説明を省略する。

（第２の実施形態）
まず、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、シール部材に含まれる第３の弾性部材があらかじめ略Ｃ字状の断面形状を有するように形成される場合の例について説明したが、第２の実施形態では、第３の弾性部材が所定の幅を有するリング状に形成され、傾斜磁場コイル２の軸方向に折り曲げられて用いられる場合の例について説明する。

図８は、第２の実施形態に係るシール部材の形状を示す断面図である。図８に示すように、本実施形態に係るシール部材は、第１の弾性部材１１２ａ、第２の弾性部材１１２ｂ、及び第３の弾性部材１１２ｃから構成される。ここで、第１の弾性部材１１２ａは、第１の実施形態で説明した第１の弾性部材１２ａと同じ断面形状を有するように形成され、第２の弾性部材１１２ｂは、第１の実施形態で説明した第２の弾性部材１２ｂと同じ断面形状を有するように形成される。

また、第３の弾性部材１１２ｃは、所定の幅を有するリング状に形成され、幅方向の一方の端部に第１の弾性部材１１２ａが設けられ、他方の端部に第２の弾性部材１１２ｂが設けられる。ここで、第３の弾性部材１１２ｃは、第１の弾性部材１１２ａ及び第２の弾性部材１１２ｂと一体に形成される。そして、本実施形態に係るシール部材は、使用時には、第３の弾性部材１１２ｃが、第１の弾性部材１１２ａと第２の弾性部材１１２ｂとが対向するように、傾斜磁場コイル２の軸方向に折り曲げられて用いられる。

図９は、第２の実施形態に係るシール部材の使用時の形状を示す図である。例えば、図９に示すように、第２の実施形態に係るシール部材は、第２の弾性部材１１２ｂを第１の弾性部材１１２ａの外周側へ配置させるように、第３の弾性部材１１２ｃを１８０°折り返して用いられる。または、第２の実施形態に係るシール部材は、第１の弾性部材１１２ａを第２の弾性部材１１２ｂの外周側へ配置させるように、第３の弾性部材１１２ｃを１８０°折り返して用いられてもよい。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第１の実施形態及び第２の実施形態では、シール部材があらかじめリング状に形成される場合の例について説明したが、第３の実施形態では、シール部材が帯状に形成される場合の例について説明する。

図１０は、第３の実施形態に係るシール部材の形状を示す外観図である。図１０に示すように、本実施形態に係るシール部材２１２は、帯状に形成され、リング状に曲成されて用いられる。ここで、シール部材２１２に含まれる第３の弾性部材は、第１の実施形態で説明した第３の弾性部材１２ｃと同様に、あらかじめ略Ｃ字状の断面形状を有するように形成されてもよいし、第２の実施形態で説明した第３の弾性部材１１２ｃと同様に、あらかじめ所定の幅を有するように形成され、傾斜磁場コイル２の軸方向に折り曲げられてもよい。

また、第３の実施形態では、ＭＲＩ装置１００は、シール部材２１２によって形成された密閉空間から空気を引き出すための通気孔を有する通気部を備える。通気孔は、密閉空間とその外部の空間とを貫通しており、この通気孔を介して、真空ポンプを用いて空気を引き出すことで、シール部材２１２によって形成された密閉空間が真空状態に保たれる。

図１１は、第３の実施形態に係る通気部を示す外観図である。図１１に示すように、通気部２２０は、通気孔２２１を有し、シール部材２１２における周方向の切欠部に設けられる。ここでいう切欠部とは、帯状に形成されたシール部材２１２をリング状に曲げたときに、シール部材２１２の両端部が対向する箇所に形成される間隙部分である。

なお、例えば、シール部材２１２に含まれる第１の弾性部材２１２ａと第２の弾性部材２１２ｂとは、それぞれ硬度が異なるように形成されてもよい。例えば、図１１に示すように、第２の弾性部材２１２ｂが第１の弾性部材２１２ａの外周側に配置される場合には、第２の弾性部材２１２ｂは、第１の弾性部材２１２ａと比べて硬度が低くなるように形成される。逆に、第１の弾性部材２１２ａが第２の弾性部材２１２ｂの外周側に配置される場合には、第１の弾性部材２１２ａは、第２の弾性部材２１２ｂと比べて硬度が低くなるように形成される。これにより、リング状に曲げられた後の第１の弾性部材２１２ａと第２の弾性部材２１２ｂとの周長の違いを吸収することができる。

または、第１の弾性部材２１２ａ及び第２の弾性部材２１２ｂのいずれか一方が、周方向に断続的に切欠部を有するように形成されてもよい。

図１２は、第２の弾性部材が周方向に断続的に切欠部を有する場合の例を示す図である。図１２に示すように、第２の弾性部材３１２ｂが第１の弾性部材３１２ａの外周側に配置される場合には、第２の弾性部材３１２ｂが、周方向に断続的に切欠部３２１ｆを有するように形成される。逆に、第１の弾性部材３１２ａが第２の弾性部材３１２ｂの外周側に配置される場合には、第１の弾性部材３１２ａが、周方向に断続的に切欠部を有するように形成される。これにより、硬度を異ならせる場合と同様に、断続的に設けられた複数の切欠部によって、リング状に曲げられた後の第１の弾性部材３１２ａと第２の弾性部材３１２ｂとの周長の違いを吸収することができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、シール部材に含まれる第１の弾性部材及び第２の弾性部材が、互いが接触する側の反対側に、少なくとも１つの突起部を有する場合の例について説明する。

図１３は、第４の実施形態に係るシール部材の形状を示す断面図である。なお、図１３は、静磁場磁石１の内周面端部及び傾斜磁場コイル２の外周面端部の様子を示しており、静磁場磁石１の内周面端部と傾斜磁場コイル２の外周面端部との間にシール部材が挿入された状態を示している。図１３に示すように、本実施形態に係るシール部材は、第１の弾性部材４１２ａ、第２の弾性部材４１２ｂ、及び第３の弾性部材４１２ｃから構成される。ここで、第１の弾性部材４１２ａ及び第２の弾性部材４１２ｂは、互いが接触する側の反対側に、少なくとも１つの突起部を有する。

図１３に示す例では、例えば、第１の弾性部材４１２ａが、２つの突起部４１２ｇを有し、第２の弾性部材４１２ｂが、１つの突起部４１２ｈを有する。このように、第１の弾性部材４１２ａ及び第２の弾性部材４１２ｂに対して、互いが接触する側の反対側に突起部を設けることによって、突起部が設けられた箇所において、静磁場磁石１及び傾斜磁場コイル２に対して働く圧力が局所的に強くなる。これにより、シール部材と静磁場磁石１との間に生じる摩擦力、及び、シール部材と傾斜磁場コイル２との間に生じる摩擦力をより強めることができる。なお、傾斜磁場コイル２の内周面端部とボアチューブ３の外周面端部との間に挿入されるシール部材についても、同様に形成することができる。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態では、静磁場磁石１の内周面端部と傾斜磁場コイル２の外周面端部との間に挿入されるシール部材と、傾斜磁場コイル２の内周面端部とボアチューブ３の外周面端部との間に挿入されるシール部材とが一体に形成される場合の例について説明する。

図１４は、第５の実施形態に係るシール部材の形状を示す断面図である。図１４に示すように、例えば、リング状に形成された２つのシール部材５１２及び６１２がシール中継部７１２を介して一体に形成される。第１のシール部材５１２は、静磁場磁石１の内周面端部と傾斜磁場コイル２の外周面端部との間に挿入され、静磁場磁石１の内周面と傾斜磁場コイル２の外周面との間に密閉空間Ｓ１を形成する。第２のシール部材６１２は、傾斜磁場コイル２の内周面端部とボアチューブ３の外周面端部との間に挿入され、傾斜磁場コイル２の内周面とボアチューブ３の外周面との間に密閉空間Ｓ２を形成する。そして、第１のシール部材５１２と第２のシール部材６１２とは、図１４に示すように、傾斜磁場コイル２の側端面を覆うように接続された状態で、一体に形成される。

以上、第１〜第５の実施形態について説明した。上記実施形態では、シール部材によって形成される密閉空間が真空状態に保たれる場合の例について説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、シール部材によって形成される密閉空間は、大気状態に保たれてもよい。その場合には、真空によってシール部材を密閉空間Ｓ側へ引き寄せる吸引力は生じないので、例えば、シール部材に含まれる第２の弾性部材を人力によって密閉空間側に押し込んだ後に、固定具によって第２の弾性部材の位置を固定する。例えば、図６及び７に示した例では、人力によって第２の弾性部材１２ｂを密閉空間Ｓ側に押し込むことで、真空による吸引力が働いたときと同様に、シール部材１２と静磁場磁石１との間、及び、シール部材１２と傾斜磁場コイル２との間に摩擦力が生じる。これにより、シール部材１２と静磁場磁石１との間の間隙、及び、シール部材１２と傾斜磁場コイル２との間の間隙を確実に密閉することができる。

また、上記実施形態では、静磁場磁石１の内周面端部と傾斜磁場コイル２の外周面端部との間、及び、傾斜磁場コイル２の内周面端部とボアチューブ３の外周面端部との間の両方にシール部材が挿入される場合の例について説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、静磁場磁石１の内周面端部と傾斜磁場コイル２の外周面端部との間、及び、傾斜磁場コイル２の内周面端部とボアチューブ３の外周面端部との間の一方が、従来の密閉容器を用いた方法で密閉されてもよい。

また、上記実施形態では、静磁場磁石１及び傾斜磁場コイル２の軸方向の両端部、及び、傾斜磁場コイル２及びボアチューブ３の軸方向の両端部が、それぞれシール部材で密閉される場合の例について説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、静磁場磁石１及び傾斜磁場コイル２の軸方向のいずれか一方の端部がシール部材で密閉され、他方の端部が従来の密閉カバーを用いた方法で密閉されてもよい。同様に、傾斜磁場コイル２及びボアチューブ３の軸方向のいずれか一方の端部がシール部材で密閉され、他方の端部が従来の密閉カバーを用いた方法で密閉されてもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、傾斜磁場コイル用の密閉容器を用いずに、汎用的なシール部材を用いて傾斜磁場コイルの静音化を実現することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００ ＭＲＩ装置
１ 静磁場磁石
２ 傾斜磁場コイル
３ ボアチューブ
１２，１３ シール部材
１２ａ 第１の弾性部材
１２ｂ 第２の弾性部材
１２ｃ 第３の弾性部材

Claims (16)

1. 略円筒状の静磁場磁石と、
   前記静磁場磁石の内周側に配置された略円筒状の傾斜磁場コイルと、
   前記傾斜磁場コイルの内周側に配置された略円筒状のボアチューブと、
   前記静磁場磁石の内周面端部と前記傾斜磁場コイルの外周面端部との間及び前記傾斜磁場コイルの内周面端部と前記ボアチューブの外周面端部との間の少なくとも一方に挿入され、前記静磁場磁石の内周面と前記傾斜磁場コイルの外周面との間及び前記傾斜磁場コイルの内周面と前記ボアチューブの外周面との間の少なくとも一方に密閉空間を形成するリング状のシール部材とを備え、
   前記シール部材は、
   前記傾斜磁場コイルの軸方向に幅を有するリング状に形成され、前記密閉空間側の端部に向かって厚くなり、前記密閉空間側に向かって作用する外力に対して前記軸方向の位置が固定された第１の弾性部材と、
   前記傾斜磁場コイルの軸方向に幅を有するリング状に形成され、前記密閉空間側の端部に向かって薄くなり、前記密閉空間側に向かって作用する外力によって前記第１の弾性部材の内周側又は外周側に接触しながら前記軸方向へ移動する第２の弾性部材と、
   断面形状が前記密閉空間側に突出する屈曲部を有する略Ｃ字状であるリング状に形成され、当該Ｃ字断面の両端部で前記第１の弾性部材及び前記第２の弾性部材それぞれの前記密閉空間側の端部を閉塞する第３の弾性部材と
   を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記第３の弾性部材の硬度は、前記第１の弾性部材及び前記第２の弾性部材の硬度と比べて低いことを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記第１の弾性部材は、
   前記シール部材の半径方向に突出する係合部を有し、
   前記シール部材が前記静磁場磁石の内周面端部と前記傾斜磁場コイルの外周面端部との間に挿入される場合に、前記係合部がいずれか一方の端部に係合することで、前記密閉空間側に向かって作用する外力に対して前記軸方向の位置が固定され、
   前記シール部材が前記傾斜磁場コイルの内周面端部と前記ボアチューブの外周面端部との間に挿入される場合に、前記係合部がいずれか一方の端部に係合することで、前記密閉空間側に向かって作用する外力に対して前記軸方向の位置が固定される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記第２の弾性部材は、前記第１の弾性部材と比べて前記傾斜磁場コイルの軸方向の幅が広いことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記第１の弾性部材において前記密閉空間側の端部に向かって厚くなる傾斜角度と前記第２の弾性部材において前記密閉空間側の端部に向かって薄くなる傾斜角度とが同一であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記静磁場磁石の内周面端部と前記傾斜磁場コイルの外周面端部との間に挿入され、前記静磁場磁石の内周面と前記傾斜磁場コイルの外周面との間に密閉空間を形成するリング状の第１のシール部材と、
   前記傾斜磁場コイルの内周面端部と前記ボアチューブの外周面端部との間に挿入され、前記傾斜磁場コイルの内周面と前記ボアチューブの外周面との間に密閉空間を形成するリング状の第２のシール部材とを備え、
   前記第１のシール部材と前記第２のシール部材とは、傾斜磁場コイルの側端面を覆うように接続された状態で一体に形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記第１の弾性部材と前記第２の弾性部材との接触面には、潤滑剤が塗布されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. 前記第３の弾性部材は、
   前記シール部材が前記静磁場磁石の内周面端部と前記傾斜磁場コイルの外周面端部との間に挿入される場合に、前記Ｃ字の両端部が、前記静磁場磁石の内周面及び前記傾斜磁場コイルの外周面に密着し、
   前記シール部材が前記傾斜磁場コイルの内周面端部と前記ボアチューブの外周面端部との間に挿入される場合に、前記Ｃ字断面の両端部が、前記傾斜磁場コイルの内周面及び前記ボアチューブの外周面に密着する
   ことを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 前記シール部材は、周方向に連続するリング状、又は、周方向の少なくとも一部が欠切されたリング状に形成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
10. 前記シール部材は、帯状に形成され、リング状に曲成されて用いられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
11. 前記密閉空間から空気を引き出すための通気孔を有する通気部をさらに備え、
    前記通気部は、前記シール部材における周方向の切欠部に設けられることを特徴とする請求項１０に記載の磁気共鳴イメージング装置。
12. 前記第１の弾性部材と前記第２の弾性部材とは、それぞれ硬度が異なるように形成されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
13. 前記第１の弾性部材及び前記第２の弾性部材のいずれか一方が、周方向に断続的に切欠部を有するように形成されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
14. 前記第３の弾性部材は、カーボンブラックが配合されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
15. 前記第３の弾性部材は、所定の幅を有するリング状に形成され、幅方向の一方の端部に前記第１の弾性部材が設けられ、他方の端部に前記第２の弾性部材が設けられ、当該第１の弾性部材と当該第２の弾性部材とが対向するように前記軸方向に折り曲げられて用いられることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
16. 前記第１の弾性部材及び前記第２の弾性部材は、互いが接触する側の反対側に、少なくとも１つの突起部を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置。

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