JP2014039633A - Magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静磁場を発生させる磁石と傾斜磁場コイルを備えた磁気共鳴イメージング(以下、MRI;Magnetic Resonance Imagingと称す)装置に関する。 The present invention relates to a magnetic resonance imaging (hereinafter referred to as MRI; Magnetic Resonance Imaging) apparatus including a magnet for generating a static magnetic field and a gradient magnetic field coil.
MRI装置は、均一な方向と強度の静磁場(撮像領域)中に置かれた被検体に高周波パルスを照射したときに生じる核磁気共鳴現象を利用して、被検体の物理的、化学的性質を示す断面画像を得る装置であり、特に、医療用として用いられている。MRI装置は、主に、被検者が挿入される撮像領域に前記静磁場を生成する磁石装置と、撮像領域に位置情報を付与するために空間的に強度が勾配した磁場(傾斜磁場)をパルス状に発生させる傾斜磁場コイルと、被検者に前記高周波パルスを照射するRFコイルと、被検者からの磁気共鳴信号を受信する受信コイルと、受信した磁気共鳴信号を処理して画像を表示するコンピュータシステムとを有している。 The MRI apparatus utilizes the nuclear magnetic resonance phenomenon that occurs when a high-frequency pulse is irradiated to a subject placed in a static magnetic field (imaging region) having a uniform direction and intensity, and the physical and chemical properties of the subject. Is a device for obtaining a cross-sectional image showing, particularly for medical use. The MRI apparatus mainly includes a magnet device that generates the static magnetic field in an imaging region in which a subject is inserted, and a magnetic field (gradient magnetic field) that has a spatially gradient intensity to give positional information to the imaging region. A gradient magnetic field coil to be generated in a pulse form, an RF coil that irradiates the subject with the high-frequency pulse, a receiving coil that receives a magnetic resonance signal from the subject, and an image obtained by processing the received magnetic resonance signal And a computer system for displaying.
MRI装置の性能向上のために、前記静磁場の磁場強度が高められている。静磁場の磁場強度が高い程、より鮮明で多様な断面画像を得ることができる。このため、MRI装置では、静磁場の磁場強度をより高くすることを指向して開発が続けられている。また、MRI装置の性能向上のために、傾斜磁場の磁場強度が高められ、傾斜磁場のパルスの発生頻度が高められている(高速駆動)。これらは、撮像時間の短縮と断面画像の画質の向上に寄与し、これらによって、近年盛んに使用されている高速撮像法が実現した。なお、これらは、傾斜磁場コイルの駆動電源の性能向上により、高速なスイッチングと大電流の通電が可能になったことで実現した。 In order to improve the performance of the MRI apparatus, the magnetic field strength of the static magnetic field is increased. The higher the magnetic field strength of the static magnetic field, the clearer and various cross-sectional images can be obtained. For this reason, the MRI apparatus has been continuously developed with the aim of increasing the magnetic field strength of the static magnetic field. Further, in order to improve the performance of the MRI apparatus, the magnetic field strength of the gradient magnetic field is increased and the frequency of generation of the gradient magnetic field pulses is increased (high-speed driving). These contribute to shortening the imaging time and improving the image quality of the cross-sectional image, thereby realizing a high-speed imaging method that has been actively used in recent years. These were realized by improving the performance of the gradient coil drive power supply and enabling high-speed switching and energization with a large current.
傾斜磁場コイルには、パルス状の傾斜磁場を発生させるために、パルス状の電流が流れる。また、傾斜磁場コイルは、前記撮像領域ではないが前記磁石装置が作る静磁場に置かれる。このため、傾斜磁場コイルには、時間変動する電磁力が作用し、傾斜磁場コイルは振動する。また、この振動によって傾斜磁場コイルを支持する磁石装置も振動する。傾斜磁場コイルと磁石装置の振動は、被検者やMRI装置の操作者に騒音として伝わる。この騒音(振動)は、傾斜磁場コイルの電流と、磁石装置の静磁場の磁場強度が、それぞれ大きくなるにしたがい大きくなる傾向にある。このため、MRI装置の性能を向上させようとすると、前記騒音が大きくなった。 A pulsed current flows through the gradient coil in order to generate a pulsed gradient magnetic field. The gradient magnetic field coil is placed not in the imaging region but in a static magnetic field created by the magnet device. For this reason, time-varying electromagnetic force acts on the gradient magnetic field coil, and the gradient magnetic field coil vibrates. Moreover, the magnet apparatus which supports a gradient magnetic field coil also vibrates by this vibration. The vibration of the gradient coil and the magnet device is transmitted as noise to the subject and the operator of the MRI apparatus. This noise (vibration) tends to increase as the current of the gradient magnetic field coil and the magnetic field strength of the static magnetic field of the magnet device increase. For this reason, the noise increased when trying to improve the performance of the MRI apparatus.
このため、この騒音を低減する技術が提案されている。例えば、穿孔された渦電流スクリーンを磁石装置に取り付ける技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。前記磁石装置が振動すると、渦電流スクリーンも振動し、渦電流スクリーンに渦電流が流れる。渦電流スクリーンでこの渦電流を減衰させることで、騒音を低減する。また、磁石装置と外部装飾カバー(外装カバー)の間の空間を固体発泡体層で充填し、磁石装置の初期振動を抑制することで、騒音を低減する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 For this reason, techniques for reducing this noise have been proposed. For example, a technique for attaching a perforated eddy current screen to a magnet device has been proposed (see, for example, Patent Document 1). When the magnet device vibrates, the eddy current screen also vibrates, and eddy current flows through the eddy current screen. Noise is reduced by attenuating this eddy current with an eddy current screen. In addition, a technique for reducing noise by filling a space between a magnet device and an external decorative cover (exterior cover) with a solid foam layer and suppressing initial vibration of the magnet device has been proposed (for example, patents). Reference 2).
騒音(振動)は空気を伝播して被検者等に届くので、その伝播経路に外装カバーをおいて伝播を遮断することは、騒音の低減に有効である。さらに、特許文献2では、固体発泡体層によって、空気を微細に分割し、騒音が空気を伝播するのを阻止している。このように、外装カバーによって、騒音(振動)は低減するが、外装カバー自身も、空気や固体発泡体層を伝播した騒音(振動)によって、振動する。そして、この外装カバーの振動が新たな騒音の音源となる。外装カバーは、自身の振動を減衰させるようになっており、これにより、騒音の低減が可能になっているわけであるが、外装カバーにおけるこの振動を減衰させる能力(減衰力)が高められれば、騒音を一層低減でき、有用である。
Since noise (vibration) propagates through the air and reaches the subject or the like, it is effective to reduce the noise by blocking the propagation by placing an exterior cover on the propagation path. Furthermore, in
そこで、本発明が解決しようとする課題は、低騒音のMRI(磁気共鳴イメージング)装置を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a low noise MRI (magnetic resonance imaging) apparatus.
前記課題を解決するために、本発明は、
撮像領域に静磁場を発生させる磁石と、
前記撮像領域に傾斜した強度分布を持つ傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルと、
前記磁石と前記傾斜磁場コイルを覆う外装カバーを備えた磁気共鳴イメージング装置において、
前記外装カバーに設けられた第1導電性部材と、
前記磁石又は前記外装カバーに設けられ、前記第1導電性部材とは電気的に絶縁され、前記第1導電性部材に近接したまま相対的に独立して移動しうる第2導電性部材とを有することを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention provides:
A magnet that generates a static magnetic field in the imaging region;
A gradient coil for generating a gradient magnetic field having a gradient intensity distribution in the imaging region;
In a magnetic resonance imaging apparatus comprising an exterior cover that covers the magnet and the gradient coil,
A first conductive member provided on the exterior cover;
A second conductive member provided on the magnet or the exterior cover, electrically insulated from the first conductive member, and capable of moving relatively independently while staying close to the first conductive member; It is characterized by having.
本発明によれば、低騒音のMRI(磁気共鳴イメージング)装置を提供できる。 According to the present invention, a low noise MRI (magnetic resonance imaging) apparatus can be provided.
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In each figure, common portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(第1の実施形態)
図1に、本発明の第1の実施形態に係る磁気共鳴イメージング(MRI)装置(水平磁場型)100の縦断面図を示し、図2に、その模式的な斜視図を示す。MRI装置100は、被検者7が挿入される撮像領域9に静磁場6を生成する静磁場磁石装置(磁石)1と、撮像領域9に位置情報を付与するために空間的に強度が勾配した磁場(傾斜磁場)10をパルス状に発生させる傾斜磁場コイル2と、被検者7に高周波パルスを照射するRFコイル12と、被検者7からの磁気共鳴信号を受信する受信コイル(図示省略)と、受信した磁気共鳴信号を処理して画像を表示するコンピュータシステム(図示省略)と、被検者7を寝かせたまま撮像領域9へ移動させる移動式ベッド25と、静磁場磁石装置1と傾斜磁場コイル2を覆う外装カバー13と、外装カバー13と静磁場磁石装置1に設けられる近接導電性部材11を有している。これにより、MRI装置100は、撮像領域9において、均一な方向と強度の静磁場6中に置かれた被検者7に高周波パルスを照射したときに生じる核磁気共鳴現象を利用して、被検者7の物理的、化学的性質を示す断面画像を、低騒音下で得ることができる。また、MRI装置100には、図示を省略したが、静磁場磁石装置1、傾斜磁場コイル2やRFコイル12を駆動するための電源装置が設けられている。これらの電源装置は、前記コンピュータシステムによって制御されている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus (horizontal magnetic field type) 100 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a schematic perspective view thereof. The
静磁場磁石装置1は、被検者7の生体組織を構成する原子のスピンを配向させるために、撮像領域9に均一な方向と強度の静磁場6を形成する。静磁場磁石装置1は、水平方向に平行なz軸を中心軸とする円筒形状をしている(図2参照)。傾斜磁場コイル2は、静磁場磁石装置1の撮像領域9側に設けられている。傾斜磁場コイル2は、静磁場磁石装置1と中心軸を共通とする(z軸を中心軸とする)円筒形状をしている。RFコイル12は、傾斜磁場コイル2の撮像領域9側に設けられている。RFコイル12は、静磁場磁石装置1と中心軸を共通とする(z軸を中心軸とする)円筒形状をしている。
The static magnetic
静磁場磁石装置1は、複数の超電導コイル3と、超電導コイル3を冷媒と共に収納し冷却する液体ヘリウム容器8と、液体ヘリウム容器8を覆い真空容器4から放射される輻射熱をシールドする輻射シールド5と、液体ヘリウム容器8と輻射シールド5を真空環境下に収納し断熱する真空容器4とを有している。傾斜磁場コイル2は、支持部材14を介して真空容器4に取り付けられている。超電導コイル3を、図示していない液体ヘリウムおよび冷凍機によって極低温に冷却でき、その冷却状態を維持することができる。なお、超電導コイル3に替えて、常温で使用するコイルを用いてもよい。この場合、液体ヘリウム容器8、輻射シールド5、真空容器4を省くことができる。
The static magnetic
複数の超電導コイル3は、z軸を互いに共通の中心軸とするリング形状をしている。複数の超電導コイル3は、撮像領域9に、均一な方向と強度の静磁場6を生成する。複数の超電導コイル3は、撮像領域9以外にも、特には、外装カバー13とその周辺にも、静磁場6を生成する。撮像領域9は、円筒形状の静磁場磁石装置1で取り囲まれている。静磁場磁石装置1は、磁性体を有していてもよく、超電導コイル3に替えて磁性体を有してもよい。
The plurality of
静磁場磁石装置1には、傾斜磁場コイル2が支持部材14を介して支持されている。傾斜磁場コイル2は、撮像領域9に、空間的には任意の方向に磁束密度(磁場強度分布)が傾斜し、時間的にはパルス状に変動する磁場(傾斜磁場)10を発生させる。通常、撮像領域9における静磁場6の方向をz軸として、z軸と直交する2方向にx軸(水平方向)とy軸(垂直方向)を取っているが、傾斜磁場コイル2は、これらx軸、y軸、z軸の3方向に、互いに独立な、傾斜磁場10を発生させる。なお、図1の紙面左右方向をz軸、紙面上下方向をy軸、紙面に垂直な方向をx軸(図1では図示せず)としている。例えば、図1に示した傾斜磁場10は、y軸方向に磁場強度が傾斜し、磁場の方向がz軸方向の傾斜磁場である。傾斜磁場コイル2には、図示していないシムと呼ばれる磁性体の小片が複数個配置されている。このシムは、MRI装置100の外部装置が発生させる磁場の影響を含めて撮像領域9で静磁場6の磁場強度が均一となるように調整するための機構である。
In the static magnetic
静磁場磁石装置1、傾斜磁場コイル2およびRFコイル12は、FRP等の非導電性で非磁性の部材で作られた外装カバー13によって覆われている。RFコイル12は、外装カバー13上に設置されたり、外装カバー13の一部を兼ねたりしてもよい。
The static magnetic
静磁場磁石装置1を構成する外側の容器である真空容器4と、外装カバー13には、近接導電性部材(導電性部材)11が設置されている。近接導電性部材11は、外装カバー13に設けられる外装カバー13側の導電性部材(第1導電性部材)16と、導電性部材16とは電気的に絶縁され、導電性部材16に近接したまま相対的に独立して移動しうる静磁場磁石装置1側の導電性部材(第2導電性部材)15とを有している。近接導電性部材11(15、16)は、静磁場磁石装置1のz軸方向の両端面とその付近に設けられている。また、近接導電性部材11(15、16)は、静磁場磁石装置1の円筒形状の外筒壁とその付近に設けられている。なお、静磁場磁石装置1が床に設置され、静磁場磁石装置1の床側が振動しないのであれば、静磁場磁石装置1の床側では、近接導電性部材11(15、16)の配置を省くことができる。導電性部材(第1導電性部材)16の面と、導電性部材(第2導電性部材)15の面とは、互いに離れ、平行で対向している。導電性部材(第1導電性部材)16と、導電性部材(第2導電性部材)15とは、互いに近接しているが、機械的には接続しておらず、電気的には絶縁された状態となっている。すなわち、導電性部材15と導電性部材16は、例えばアルミニウム材や銅材の箔、板、網、または導電性塗料を塗布した塗布膜で形成され、機械的には振動を互いに伝えないような構造で、電気的には互いに導通が生じないようになっている。このような構造は、静磁場磁石装置1の真空容器4と、外装カバー13が接触しないように、かつ、互いに独立に保持されることで実現される。あるいは、静磁場磁石装置1の真空容器4と外装カバー13が、ゴムなどの弾性部材などの柔構造を介して互いに結合されることによっても実現可能である。真空容器4が金属材料で構成されている場合、真空容器4は導電性部材15を兼ね、導電性部材15を省くことができる。静磁場磁石装置1が、導電性の真空容器4を持たない場合や、真空容器4がステンレススチール材などの比抵抗の大きい材質で構成されている場合は、銅材やアルミニウム材などの比抵抗の低い部材の箔、板、網、または、導電性塗料の塗布膜を、導電性部材15として、真空容器4上に設置する。
A proximity conductive member (conductive member) 11 is installed in the
このように、導電性部材16と15とが、近接して、かつ、機械的および電気的に接続せずに設置されること(近接導電性部材11)により、静磁場磁石装置1による静磁場6中で、大きな振動抑制効果が得られる。このため、傾斜磁場コイル2の振動が支持部材14を介して静磁場磁石装置1の真空容器4等に伝搬し、さらに、真空容器4から空気や床を伝播して外装カバー13が振動しても、導電性部材16の取り付けられた外装カバー13は、大きな振動抑制効果により、騒音の発生源となることを抑制する。また、傾斜磁場コイル2または真空容器4が振動して発生する放射音は、外装カバー13を透過して被検者7または、MRI装置100の操作者に到達するが、放射音により傾斜磁場コイル2や真空容器4の周りの空気が振動し、これにより外装カバー13が振動すると外装カバー13を透過する騒音は大きくなる。この場合でも、近接導電性部材11は外装カバー13の振動を低減するので、透過する騒音を小さくすることができる。
As described above, the
図3に、近接導電性部材11の振動低減効果の原理を説明するための摸式図を示す。図3(a)に示すように、近接導電性部材11の導電性部材16と15は、磁場の方向が矢印の方向に一致する静磁場6中に置かれていると考えることができる。静磁場6の磁場の方向は、導電性部材16と15の互いに対向する面のそれぞれと、略平行になっている。静磁場6中で、外装カバー13の振動に伴って、導電性部材16が振動20のように運動(移動)すると、図3(b)に示すような渦電流21が、導電性部材16に発生する。なお、渦電流21の方向は、一方向でなく振動の変位の方向に応じて反転する。図3(c)に示すように、渦電流21には静磁場6との間にローレンツ力(電磁力)23が生じ、この電磁力23の方向は、前記振動の変位の方向と反対方向になる。これにより、振動減衰効果が得られる。また、渦電流21が流れることで、導電性部材16には電気抵抗によるジュール発熱が生じる。導電性部材16の振動20の運動エネルギが、電気エネルギを介して、熱エネルギに変換され、放熱することで消費されることで、振動減衰効果が得られる。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the principle of the vibration reducing effect of the proximity
このように、静磁場6中での導電性部材16の振動は、導電性部材16単独でも振動低減の効果が得られるが、導電性部材15が近接して配置されることにより、この振動低減の効果を高めることができる。渦電流21による誘導起電力のために、導電性部材15には、渦電流22が生じる。渦電流22は渦電流21と方向が反対になる。また、導電性部材16と15が近接していて、導電性部材15の抵抗値が小さいと、渦電流22は渦電流21とほぼ同じ大きさになる。このとき、渦電流21と渦電流22は互いに打ち消し合う方向であるため、導電性部材16が振動によって静磁場6から受ける磁場(磁束)変化を打ち消そうと、導電性部材16には、単独の場合よりも大きな渦電流21が生じる。すなわち、導電性部材16と15の間の相互インダクタンス分だけ導電性部材16の見かけ上のインダクタンスが低減するために、渦電流21は増大する。これにより、渦電流21によって発生する振動変位と反対方向の前記電磁力23と前記ジュール発熱が大きくなるため、導電性部材16の振動低減の効果も大きくなる。また、渦電流22は、渦電流21の反対の方向に流れ、これにより、振動による導電性部材16と15の間の距離の変位と反対方向の電磁力23と24が導電性部材16と15に作用し、導電性部材16の振動低減の効果が大きくなる。
As described above, the vibration of the
MRI装置100において近接導電性部材11の好ましい位置は、静磁場磁石装置1が発生する静磁場6中にあって、傾斜磁場コイル2やRFコイル12からの磁場(漏れ磁場)の影響が小さな部分である。具体的な例としては、図1、図2に示すように、静磁場磁石装置1のz軸方向の前後面、および、それに近接する外装カバー13である。他の好ましい設置位置として、静磁場磁石装置1の円筒形状の外周側面とそれに近接する外装カバー13である。
In the
導電性部材15と16は同じ大きさで有る必要は無く、騒音を伴う振動に対して渦電流が発生するに充分な面積があれば良い。騒音として特に低減が求められる振動周波数は、500[Hz]以上であって5k[Hz]以下である。この騒音が空気を伝搬する際の音の波長は5〜50[cm](音の波長が5[cm]以上であって50[cm]以下のもの)である。一般に板状の材料では、音の板面への入射角度θに依存するが、音の波長λの1〜3倍の波長λBで振動すると遮音効果が低下する(コインシデンス効果、正確にはλB=λ/sinθの場合)。板面では、音の波長の1〜3倍の距離で振動振幅が最大の範囲を含むので、導電性部材15と16の幅が共にこれ以上の寸法であれば、振動に伴う渦電流が充分発生し、板材の振動を低減でき、遮音効果の低下を避けることができる。すなわち、導電性部材15と16のいずれか一方の面内方向の最小寸法が50[cm]以上となるように構成することで、振動周波数が500[Hz]以上の振動を低減でき、導電性部材15と16のいずれか一方の面内方向の最小寸法が25[cm]以上となるように構成することで、振動周波数が1k[Hz]以上の振動を低減でき、遮音効果の低下を防ぎ騒音低減に効果がある。また、MRI装置100または外装カバー13の外周全面を覆うように、すなわち導電性部材15または16の面内方向の最大寸法を300[cm]とすれば、外装カバー13の振動が抑えられ、騒音低下に効果がある。
The
さらに、導電性部材15と16は板厚と導電率によっても騒音低減効果のある周波数が変化する。導電性部材15又は16の導電率が小さいか板厚が薄い場合は高い周波数での騒音低減効果が大きく、導電性部材15と16の双方の導電率が大きいか板厚が厚い場合は低い周波数からの騒音低減効果が期待できる。導電性部材の板厚d[m]と導電率σ[シーメンス/m]の騒音低減効果が期待できる最小値は、それらの積σdでも制限され、500[Hz]ないし1k[Hz]以上の騒音に低減効果を期待する場合、前記の最小寸法を満たした上で、積σdは1000[シーメンス]以上あればよい。例えば、導電性部材15と16に導電率σ=5×107[シーメンス/m]の銅材を使用する場合には、板厚dが0.02[mm]以上、導電率σ=2×106[シーメンス]のステンレス材を使用する場合には、板厚dが0.5[mm]以上あれば外装カバー13の振動は抑えられ騒音低減に効果がある。一方、導電性部材15または16の板厚dの最大値は、銅材の場合2[mm]程度であるので、積σdが100000[シーメンス]以下であれば外装カバー13の振動を低減でき、騒音低減に効果がある。
Further, the frequency of the
図4(a)に、第1の実施形態の近接導電性部材11とその周辺の部分拡大断面図を示す。近接導電性部材11は、真空容器4と外装カバー13の対向する面に設置されている。近接導電性部材11の導電性部材16は、外装カバー13に設けられている。近接導電性部材11の導電性部材15は、真空容器4に設けられている。導電性部材15と導電性部材16とは、機械的・電気的に接続(接触)することを避けるために、導電性部材15と導電性部材16の間には、スペース18が設けられている。また、導電性部材15と16の少なくとも一方の面に、塗布等により薄い絶縁性の膜を設け、導電性部材15と16間の絶縁性を確保してもよい。また、導電性部材15と16間の間隔が広くなるが、導電性部材16を外装カバー13の静磁場磁石装置1の反対側の表面に設置してもよい。また、真空容器4が絶縁性部材で形成されている場合には、導電性部材15を静磁場磁石装置1の外装カバー13の反対側の表面に設置してもよい。真空容器4が導電性部材で形成されている場合には、導電性部材15を省いてもよい。
FIG. 4A shows a partially enlarged cross-sectional view of the proximity
図4(b)に、第1の実施形態の変形例1の近接導電性部材11とその周辺の部分拡大断面図を示す。近接導電性部材11の導電性部材15と16が互いに独立に振動(移動)しうるように、導電性部材15と16の間には、スペーサ(支持構造物)26が部分的に設けられている。部分的なスペーサ26によって、真空容器4(導電性部材15)に対して、外装カバー13(導電性部材16)が支持されている。スペーサ(支持構造物)26によって、導電性部材15と16の間のスペース18が保たれている。導電性部材15と16は、機械的に接続されていないことにはならないが、外装カバー13が薄いFRP材などの柔軟な材質であれば、スペーサ26があっても、外装カバー13(導電性部材16)は真空容器4(導電性部材15)に対して概ね独立に振動が可能であり、近接導電性部材11による振動低減効果を得ることができる。外装カバー13と導電性部材16の振動では、スペーサ26の設けられている箇所が、振動の節となり、隣り合うスペーサ26の間に、振動の腹が生じる。また、導電性部材15と16間の間隔が広くなるが、導電性部材16を外装カバー13の静磁場磁石装置1の反対側の表面に設置してもよい。また、真空容器4が絶縁性部材で形成されている場合には、導電性部材15を静磁場磁石装置1の外装カバー13の反対側の表面に設置してもよい。真空容器4が導電性部材で形成されている場合には、導電性部材15を省いてもよい。
FIG. 4B shows a partially enlarged cross-sectional view of the proximity
図4(c)に、第1の実施形態の変形例2の近接導電性部材11とその周辺の部分拡大断面図を示す。近接導電性部材11の導電性部材15と16が互いに独立に振動(移動)するように、導電性部材15と16の間には、外装カバー13より低弾性のスペーサ27が設けられている。導電性部材15と16の間のスペース18には、例えばゴムなどの柔軟性のある弾性部材(低弾性スペーサ)27が充填されている。弾性部材27によって、真空容器4(導電性部材15)に対して、外装カバー13(導電性部材16)が支持されている。弾性部材27によって、導電性部材15と16の間のスペース18が保たれている。導電性部材15と16は、機械的に接続されていないことにはならないが、外装カバー13が薄いFRP材などの柔軟な材質であれば、弾性部材27があっても、外装カバー13(導電性部材16)は真空容器4(導電性部材15)に対して概ね独立に振動が可能であり、近接導電性部材11による振動低減効果を得ることができる。また、第1の実施形態の変形例1と2を組み合わせて、変形例1の部分的なスペーサ26に弾性部材27を用いてもよい。
FIG. 4C shows a partially enlarged cross-sectional view of the proximity
(第2の実施形態)
図5(a)に、本発明の第2の実施形態に係るMRI装置における近接導電性部材11とその周辺の部分拡大断面図を示す。第2の実施形態が、第1の実施形態の変形例2と異なっている点は、近接導電性部材11の導電性部材15と16の両方が、外装カバー13に設けられている点である。外装カバー13は、外側層13aと内側層13bの表裏2層にわかれており、その間にゴムなどの柔軟性のある弾性部材27を挟み込んだ構造をしている。導電性部材16は、外装カバー13の外側層13aの外側に設けられている。導電性部材15は、外装カバー13の内側層13bの真空容器4側に設けられている。第2の実施形態でも、第1の実施形態の変形例2と同様に、導電性部材16と15が互いに独立に振動(移動)するように、導電性部材16と15の間には、外装カバー13より低弾性の弾性部材(低弾性スペーサ)27が設けられている。外装カバー13が振動すると、弾性部材27のために、外装カバー13の外側層13a(導電性部材16)と内側層13b(導電性部材15)が独立に振動し、導電性部材15と16は近接したままその間隔が変化し、導電性部材15と16に大きな渦電流が生じて外装カバー13の振動が減衰する。なお、図5(a)では、外装カバー13の外側層13aの外側に、導電性部材16を設置したが、これに限らず、弾性部材27の側に設置してもよい。また、外装カバー13の内側層13bの真空容器4側に、導電性部材15を設置したが、これに限らず、弾性部材27の側に設置してもよい。すなわち、導電性部材15と16は、弾性部材27を挟んで対向するように設置してもよい。また、弾性部材27と外装カバー13と導電性部材16(又は15)の3層を更に増して、導電性部材16(又は15)を2つ以上とすることで、振動減衰効果をさらに高めることができる。
(Second Embodiment)
FIG. 5A shows a partially enlarged cross-sectional view of the proximity
図5(b)に、本発明の第2の実施形態の変形例に係るMRI装置における近接導電性部材11とその周辺の部分拡大断面図を示す。第2の実施形態の変形例が、第2の実施形態と異なっている点は、導電性部材16と15とは電気的に絶縁され、導電性部材16と15に近接したまま相対的に独立して振動(移動)しうる導電性部材(第3導電性部材)17(近接導電性部材11)が、真空容器4に設けられている点である。これによれば、外装カバー13の振動低減効果を更に増すことができる。なお、導電性部材17(真空容器4)と導電性部材15(外装カバー13)の間には、弾性部材27を設けてもよい。また、真空容器4が導電性部材の場合には、導電性部材17を省くことができる。
FIG. 5B shows a partially enlarged cross-sectional view of the proximity
(第3の実施形態)
図6(a)に、本発明の第3の実施形態に係るMRI装置における近接導電性部材11とその周辺の部分拡大断面図を示す。第3の実施形態が、第1の実施形態の変形例1と異なっている点は、近接導電性部材11の導電性部材15と16の両方が、外装カバー13に設けられている点である。外装カバー13は、外側層13aと内側層13bの表裏2層にわかれており、その間にスペーサ(部分スペーサ)26を部分的に挟み込んだ構造をしている。導電性部材16は、外装カバー13の外側層13aの外側に設けられている。導電性部材15は、外装カバー13の内側層13bの真空容器4側に設けられている。第3の実施形態でも、第1の実施形態の変形例1と同様に、導電性部材16と15が互いに独立に振動(移動)するように、導電性部材16と15の間には、スペーサ26が部分的に設けられている。外装カバー13が振動すると、スペーサ26のために、外装カバー13の外側層13a(導電性部材16)と内側層13b(導電性部材15)が独立に振動し、導電性部材15と16は近接したままその間隔が変化し、導電性部材15と16に大きな渦電流が生じて外装カバー13の振動が減衰する。なお、図6(a)では、外装カバー13の外側層13aの外側に、導電性部材16を設置したが、これに限らず、スペーサ26の側に設置してもよい。また、外装カバー13の内側層13bの真空容器4側に、導電性部材15を設置したが、これに限らず、スペーサ26の側に設置してもよい。すなわち、導電性部材15と16は、スペーサ26を挟んで対向するように設置してもよい。また、スペーサ26と外装カバー13と導電性部材16(又は15)の3層を更に増して、導電性部材16(又は15)を2つ以上とすることで、振動減衰効果をさらに高めることができる。
(Third embodiment)
FIG. 6A shows a partially enlarged cross-sectional view of the proximity
図6(b)に、本発明の第3の実施形態の変形例に係るMRI装置における近接導電性部材11とその周辺の部分拡大断面図を示す。第3の実施形態の変形例が、第3の実施形態と異なっている点は、導電性部材16と15とは電気的に絶縁され、導電性部材16と15に近接したまま相対的に独立して振動(移動)しうる導電性部材17(近接導電性部材11)が、真空容器4に設けられている点である。これによれば、外装カバー13の振動低減効果を更に増すことができる。なお、導電性部材17(真空容器4)と導電性部材15(外装カバー13)の間には、スペーサ26を設けてもよい。また、真空容器4が導電性部材の場合には、導電性部材17を省くことができる。
FIG. 6B shows a partially enlarged cross-sectional view of the proximity
(第4の実施形態)
図7に、本発明の第4の実施形態に係るMRI装置における近接導電性部材11とその周辺の部分拡大断面図を示す。第4の実施形態が、第1〜3の実施形態と異なっている点は、導電性部材15と16の互いに対向する面(相手側の面)の内の少なくとも一方は凹凸形状を有している点である。これによれば、導電性部材15と16の互いに対向する面の対向面積を、外装カバー13と真空容器4の対向面積よりも大きくすることが可能となり、外装カバー13が振動した場合に発生する渦電流をより大きくすることができる。そして、外装カバー13の振動低減効果をさらに増すことができる。凹凸形状は必ずしも導電性部材15と16の双方に必要ではなく、どちらか一方でもよい。また、第4の実施形態は、第1の実施形態だけでなく、第2、3の実施形態にも適用することができる。また、導電性部材15と16の凹凸形状のピッチは互いに一致していることが好ましい。これによれば、凹凸形状の凹凸の高さによらず、導電性部材15と16の凹凸形状の面を互いに近づけることができる。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 shows a partially enlarged cross-sectional view of the proximity
(第5の実施形態)
図8に、本発明の第5の実施形態に係るMRI装置(垂直磁場型)100の縦断面図を示し、図9に、その模式的な斜視図を示す。第5の実施形態が、第1〜4の実施形態と異なっている点は、撮像領域9における静磁場6の方向が、水平方向から替わって、垂直方向である点である。これに伴い、z軸方向が静磁場6の方向に合わせて垂直方向になっている。y軸方向とx軸方向は水平方向になっている。静磁場6を発生する静磁場磁石装置1は、円環形状の上下で対をなす複数の超電導コイル3と、円盤形状の上下で対をなす磁性体28で構成された上下一対の磁極からなり、その上下一対の磁極が、支持柱29(図9参照)によって互いに支持され、離れて配置されている。なお、静磁場磁石装置1は、図5に示すように、超電導コイル3と磁性体28の両方で構成してもよいし、どちらか一方で構成してもよい。
(Fifth embodiment)
FIG. 8 shows a longitudinal sectional view of an MRI apparatus (vertical magnetic field type) 100 according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 9 shows a schematic perspective view thereof. The fifth embodiment is different from the first to fourth embodiments in that the direction of the static
静磁場磁石装置1の上下一対の磁極それぞれの撮像領域9側には、円板形状の上下一対の傾斜磁場コイル2が設けられている。傾斜磁場コイル2は、静磁場磁石装置1の磁性体28から支持部材14を介して支持されている。傾斜磁場コイル2は、第1の実施形態と同様に、x軸、y軸、z軸の3方向に独立な傾斜磁場を発生することができる。図8に示した傾斜磁場10は、磁場の方向がz軸方向であり、y軸方向に磁場強度分布が傾斜した傾斜磁場の例を示している。上下一対の傾斜磁場コイル2それぞれの撮像領域9側には、円板形状の上下一対のRFコイル12が設けられている。上下一対の外装カバー13は、静磁場磁石装置1の上下一対の磁極と、上下一対の傾斜磁場コイル2を覆っている。上下一対の外装カバー13のそれぞれの撮像領域9側の面には、RFコイル12が設置されている。
A pair of disk-shaped upper and lower gradient magnetic field coils 2 is provided on the
本第5の実施形態においても、近接導電性部材11は、静磁場磁石装置1による静磁場6中にあって、傾斜磁場コイル2およびRFコイル12が発生する磁場(漏れ磁場)の影響が小さな場所に配置することが望ましい。近接導電性部材11は、静磁場磁石装置1の円板形状の磁性体28の側面と、撮像領域9と反対側の面と、それらに対向する外装カバー13の面に設けられる。また、近接導電性部材11は、静磁場磁石装置1の円環形状の真空容器4の側面と、撮像領域9側の面と、それらに対向する外装カバー13の面に設けられる。真空容器4および磁性体28が導電性部材で形成されている場合は、真空容器4および磁性体28に設けられる近接導電性部材11の導電性部材15は省略することができる。本第5の実施形態においても、第2の実施形態のスペーサ26や、第3の実施形態の弾性部材27や、第4の実施形態の凹凸形状を適用できる。本第5の実施形態においては、導電性部材11の対向し近接する導電性部材15と16は互いに同じ大きさ、形状ではないが、導電性部材15と16の大きさと導電率および板厚が、第1の実施形態で説明した条件を満たせば、騒音低減に充分な効果が期待できる。
Also in the fifth embodiment, the proximity
なお、前記した第1〜5の実施形態では、静磁場磁石装置1に超電導コイル3を用いたが、これに限らず、常電導コイルや永久磁石(磁性体28)を用いてもよい。
In the first to fifth embodiments described above, the
1 静磁場磁石装置(磁石)
2 傾斜磁場コイル
3 超電導コイル
4 真空容器(磁石を構成する外側の容器)
5 輻射シールド
6 静磁場(の方向)
7 被検者
8 液体ヘリウム容器
9 撮像領域
10 傾斜磁場(変動磁場)
11 (近接)導電性部材
12 RFコイル
13 外装カバー
14 支持部材
15 静磁場磁石装置側の導電性部材(第2導電性部材)
16 外装カバー側の導電性部材(第1導電性部材)
17 第3導電性部材
18 スペース
20 振動を表す矢印
21、22 渦電流
23、24 電磁力
25 移動式ベッド
26 支持構造物((部分)スペーサ)
27 弾性部材((低弾性)スペーサ)
28 磁性体
29 支持柱
100 磁気共鳴イメージング装置
1 Static magnetic field magnet device (magnet)
2 Gradient
5
7
11 (Proximity)
16 Conductive member on the exterior cover side (first conductive member)
17 Third
27 Elastic member ((low elasticity) spacer)
28
Claims (12)
前記撮像領域に傾斜した強度分布を持つ傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルと、
前記磁石と前記傾斜磁場コイルを覆う外装カバーを備えた磁気共鳴イメージング装置において、
前記外装カバーに設けられた第1導電性部材と、
前記磁石又は前記外装カバーに設けられ、前記第1導電性部材とは電気的に絶縁され、前記第1導電性部材に近接したまま相対的に独立して移動しうる第2導電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。 A magnet that generates a static magnetic field in the imaging region;
A gradient coil for generating a gradient magnetic field having a gradient intensity distribution in the imaging region;
In a magnetic resonance imaging apparatus comprising an exterior cover that covers the magnet and the gradient coil,
A first conductive member provided on the exterior cover;
A second conductive member provided on the magnet or the exterior cover, electrically insulated from the first conductive member, and capable of moving relatively independently while staying close to the first conductive member; A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
前記撮像領域に傾斜した強度分布を持つ変動磁場を発生させる傾斜磁場コイルと、
前記磁石と前記傾斜磁場コイルを覆う外装カバーを備えた磁気共鳴イメージング装置において、
前記外装カバーに設けられた第1導電性部材と、
前記外装カバーに設けられ、前記第1導電性部材とは電気的に絶縁され、前記第1導電性部材に近接したまま相対的に独立して移動しうる第2導電性部材と、
前記磁石に設けられ、前記第1導電性部材と前記第2導電性部材とは電気的に絶縁され、前記第2導電性部材に近接したまま相対的に独立して移動しうる第3導電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。 A magnet that generates a static magnetic field in the imaging region;
A gradient coil that generates a varying magnetic field with a gradient intensity distribution in the imaging region;
In a magnetic resonance imaging apparatus comprising an exterior cover that covers the magnet and the gradient coil,
A first conductive member provided on the exterior cover;
A second conductive member provided on the exterior cover, electrically insulated from the first conductive member, and capable of moving relatively independently while remaining close to the first conductive member;
Third conductivity provided on the magnet, wherein the first conductive member and the second conductive member are electrically insulated, and can move relatively independently while being close to the second conductive member. And a magnetic resonance imaging apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012182868A JP2014039633A (en) | 2012-08-22 | 2012-08-22 | Magnetic resonance imaging apparatus |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016013371A (en) * | 2014-07-03 | 2016-01-28 | 株式会社東芝 | Medical image capturing device |
US10527694B2 (en) | 2015-11-12 | 2020-01-07 | General Electric Company | Magnetic resonance imaging system and an associated method thereof |
-
2012
- 2012-08-22 JP JP2012182868A patent/JP2014039633A/en active Pending
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US10527694B2 (en) | 2015-11-12 | 2020-01-07 | General Electric Company | Magnetic resonance imaging system and an associated method thereof |
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