JP2017113410A - Magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents

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JP2017113410A JP2015254107A JP2015254107A JP2017113410A JP 2017113410 A JP2017113410 A JP 2017113410A JP 2015254107 A JP2015254107 A JP 2015254107A JP 2015254107 A JP2015254107 A JP 2015254107A JP 2017113410 A JP2017113410 A JP 2017113410A
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正吾 前野
Shogo Maeno
正吾 前野
洋之 渡邊
Hiroyuki Watanabe
洋之 渡邊
康則 古関
Yasunori Koseki
康則 古関
千葉 知雄
Tomoo Chiba
知雄 千葉
淳 川村
Atsushi Kawamura
淳 川村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an MRI apparatus providing high uniformity of a static magnetic field.SOLUTION: The MRI apparatus includes an MRI body 200, a control device for controlling operation of the MRI body 200, and a bed on which a subject is placed. The MRI body 200 includes: static magnetic field generators 300, 400 for generating a static magnetic field on an observation area 204; gradient magnetic field generators 210, 211 for generating a gradient magnetic field; and RF pulse irradiation coils 214, 215. The static magnetic field generators 300, 400 include coils 320, 420 for generating magnetic fluxes, and magnetic materials 318, 418 for uniformizing the magnetic fluxes. Support mechanisms of the magnetic materials 318, 418 include heat generators 522, 524 at parts thereof, where the physical relationship of the magnetic materials 318, 418 is controlled by controlling heat-generating amounts of the heat generators 522, 524.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング(以下、MRIと称す)装置に関する。   The present invention relates to a magnetic resonance imaging (hereinafter referred to as MRI) apparatus.

MRI装置は、被検体である人体の組織を構成する原子核のスピンによって発生するNMR信号を計測し、例えばその頭部、腹部、四肢等の形態や機能を2次元的に或いは3次元的に画像化する装置である。被検体の撮像においては、例えばNMR信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードされて、時系列データとして計測される。計測されたNMR信号は、例えば2次元又は3次元フーリエ変換されることにより画像に再構成される。得られた画像は例えば診断など医療関係に利用される。このため質の高い画像が求められる。   An MRI apparatus measures an NMR signal generated by spins of nuclei constituting a tissue of a human body as a subject, and images the form and function of, for example, the head, abdomen, and extremities in a two-dimensional or three-dimensional manner. It is a device to convert. In imaging of a subject, for example, NMR signals are given different phase encodings depending on a gradient magnetic field, are frequency-encoded, and are measured as time-series data. The measured NMR signal is reconstructed into an image by two-dimensional or three-dimensional Fourier transform, for example. The obtained image is used for medical purposes such as diagnosis. For this reason, a high quality image is required.

原子核スピンが発生するNMR信号の強度は、計測領域の静磁場の強度に比例するため、断層像の分解能を向上させるには静磁場の強度を上げる必要がある。そこで、高強度の静磁場を発生させるために超伝導磁石装置が用いられている。また、断層像の画質向上のために、計測領域の磁場均一度を高める必要もある。このために、超伝導磁石装置内に磁性材が設けられている。このようして、計測領域に、高強度で、高い静磁場均一度を有する静磁場領域を生成されている。   Since the intensity of the NMR signal generated by the nuclear spin is proportional to the intensity of the static magnetic field in the measurement region, it is necessary to increase the intensity of the static magnetic field in order to improve the resolution of the tomographic image. Therefore, a superconducting magnet device is used to generate a high-intensity static magnetic field. In addition, it is necessary to increase the magnetic field uniformity in the measurement region in order to improve the image quality of the tomographic image. For this purpose, a magnetic material is provided in the superconducting magnet device. Thus, a static magnetic field region having high strength and high static magnetic field uniformity is generated in the measurement region.

磁性材の位置の変化は静磁場の磁場均一度の低下につながるため、構成部材の伸縮を引き起こす室温の影響を受けないように真空容器内に磁性材を設置していた。特許文献1に、真空容器内に磁性材を配置した構成が開示されている。   Since the change in the position of the magnetic material leads to a decrease in the magnetic field uniformity of the static magnetic field, the magnetic material has been installed in the vacuum container so as not to be affected by the room temperature causing the expansion and contraction of the constituent members. Patent Document 1 discloses a configuration in which a magnetic material is arranged in a vacuum vessel.

特開2010−233736公報JP 2010-233736 A

特許文献1に開示されている、真空容器内に磁性材を配置する構造は、高価な構造となり易い。このため磁性材を真空容器の外に配置する構造が考えられる。一方特許文献1に開示される構成は、真空容器が熱伝達を防ぐ作用をするため、上記磁性材およびそれを支持する構成が外部の温度の影響を受けにくい構造となっていた。磁性材を真空容器内の外に配置する構造では、MRI装置が設置されている検査室の温度が伝わりやすくなり、検査室の温度の影響を受けて静磁場の均一性が低下するとの新たな課題が生じる。   The structure which arrange | positions a magnetic material in the vacuum vessel currently disclosed by patent document 1 tends to become an expensive structure. For this reason, the structure which arrange | positions a magnetic material outside a vacuum vessel can be considered. On the other hand, the configuration disclosed in Patent Document 1 has a structure in which the above-described magnetic material and the configuration that supports the magnetic material are not easily affected by external temperature because the vacuum vessel functions to prevent heat transfer. In the structure in which the magnetic material is arranged outside the vacuum vessel, the temperature of the examination room where the MRI apparatus is installed is easily transmitted, and the uniformity of the static magnetic field is lowered due to the influence of the temperature of the examination room. Challenges arise.

本発明の目的は、静磁場の均一性の低下が抑制される、あるいは静磁場の均一性が向上する、MRI装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an MRI apparatus in which a decrease in the uniformity of a static magnetic field is suppressed or the uniformity of a static magnetic field is improved.

上記課題を解決する本発明のMRI装置は、MRI本体と上記MRI本体の動作を制御する制御装置と被検体を載せる寝台とを有し、上記MRI本体は、観測領域に静磁場を発生する静磁場発生装置と、傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生装置と、RFパルス照射コイルと、を有し、上記静磁場発生装置は磁束を発生するコイルと磁束の均一化を図るための磁性材を有し、上記磁性材の支持機構の一部に発熱体を設け、上記発熱体の発熱量を制御することにより、上記磁性材の位置関係を制御するようにした、ことを特徴とする。   An MRI apparatus of the present invention that solves the above problems includes an MRI main body, a control device that controls the operation of the MRI main body, and a bed on which a subject is placed. The MRI main body generates a static magnetic field in an observation region. A magnetic field generator, a gradient magnetic field generator for generating a gradient magnetic field, and an RF pulse irradiation coil. The static magnetic field generator has a coil for generating magnetic flux and a magnetic material for homogenizing the magnetic flux. In addition, a heating element is provided in a part of the support mechanism of the magnetic material, and the positional relationship of the magnetic material is controlled by controlling the heat generation amount of the heating element.

本発明によれば、静磁場の均一性の低下を抑制できるあるいは静磁場の均一性を向上することができるMRI装置を、提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the MRI apparatus which can suppress the fall of the uniformity of a static magnetic field or can improve the uniformity of a static magnetic field can be provided.

本発明が適用されたMRI装置の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the MRI apparatus with which this invention was applied. 図1に記載のMRI本体のA-A方向の矢視断面図である。It is arrow sectional drawing of the AA direction of the MRI main body described in FIG. 図2に記載の上側鉄心や下側鉄心の位置関係を制御する制御システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system which controls the positional relationship of the upper iron core and lower iron core of FIG. 図3に示す制御システムの他の実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other Example of the control system shown in FIG. 図3に示す制御システムのさらに他の実施例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the further another Example of the control system shown in FIG. ヒータの配置状態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the arrangement | positioning state of a heater. ヒータの他の配置状態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the other arrangement | positioning state of a heater. 静磁場の均一性の維持や向上に加え騒音を低減できる実施例の説明図である。It is explanatory drawing of the Example which can reduce a noise in addition to the maintenance and improvement of the uniformity of a static magnetic field. 上側支持部370の構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the upper side support part 370. FIG. 騒音の伝搬径路を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the propagation path of noise. 静磁場の均一性の維持や向上に加え騒音を低減できる他の実施例の説明図である。It is explanatory drawing of the other Example which can reduce a noise in addition to the maintenance and improvement of the uniformity of a static magnetic field. 図11に示す実施例における騒音の伝搬径路を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the propagation path of the noise in the Example shown in FIG.

1.はじめに
次に本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお参照する図面において同一符号を付した構成は略同様の作用を為し、略同様の効果を奏する。説明の重複を避けるために同一符号の構成に関する作用や効果の説明の繰り返しを省略する。また以下の実施例は、上述した発明の課題を解決し上述した発明の効果を奏するだけでなく、上述した発明の課題以外の課題をも解決し、上述した効果以外の効果をも奏する。課題の解決や効果に付いては実施形態の説明の中で述べる。
1. 1. Introduction Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in drawing referred performs the substantially same effect | action, and there exists a substantially the same effect. In order to avoid duplication of description, the description of the actions and effects relating to the configuration of the same reference numerals is omitted. Further, the following embodiments not only solve the problems of the invention described above and achieve the effects of the invention described above, but also solve problems other than the problems of the invention described above, and achieve effects other than the effects described above. The solution and effect of the problem will be described in the description of the embodiment.

2.本発明が適用されたMRI装置の一実施形態であるMRI装置の説明
次に、本発明が適用されたMRI装置の一実施形態であるMRI装置100の全体構成について、図1を用いて説明する。MRI装置100は、制御装置110とMRI本体200と寝台150を有している。なおこれら構成の他に以下で説明する超伝導電磁石を冷却するための液体ヘリウムなどの冷媒を供給する装置、などがあるが、説明が煩雑になるので図示および説明を省略する。
2. Description of an MRI Apparatus that is an Embodiment of an MRI Apparatus to which the Present Invention is Applied Next, an overall configuration of an MRI apparatus 100 that is an embodiment of an MRI apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. . The MRI apparatus 100 includes a control device 110, an MRI main body 200, and a bed 150. In addition to these configurations, there is an apparatus for supplying a refrigerant such as liquid helium for cooling the superconducting electromagnet described below. However, the illustration and explanation are omitted because the explanation is complicated.

制御装置110は、被検者に関する情報の入力や撮像のための撮像条件の設定を行ったり、設定された撮像条件に従ってMRI本体200の撮像動作を制御したり、撮像動作により検出された画像データなどの処理を行って画像を生成したりする機能を有し、情報入力のための操作や撮像制御のための操作を行う入力装置124や、情報の入力や状態あるいは撮像された画像などを表示する表示装置122を備える入出力装置120や、設定された撮像条件に従ってMRI本体200の撮像動作を制御する演算処理装置130や、撮像制御装置140を備えている。演算処理装置130はMRI本体200を制御するだけでなく、撮像されたデータを処理して画像を構成する処理を行う。演算処理装置130は処理に必要なデータを記憶している記憶装置を備えており、さらに処理された結果を検索可能な状態で上記記憶装置に記憶する処理を行う。これら記憶装置の図示は省略している。演算処理装置130は、撮像制御装置140を介して、設定された撮像条件に従ってMRI本体200の撮像動作を制御する。撮像制御装置140の動作は以下で説明する。   The control device 110 inputs information related to the subject, sets imaging conditions for imaging, controls the imaging operation of the MRI main body 200 according to the set imaging conditions, and image data detected by the imaging operation. The input device 124 that performs an operation for information input and an operation for imaging control, the input and state of information, a captured image, and the like are displayed. An input / output device 120 including a display device 122, an arithmetic processing device 130 that controls an imaging operation of the MRI main body 200 according to a set imaging condition, and an imaging control device 140. The arithmetic processing unit 130 not only controls the MRI main body 200 but also processes the captured data to form an image. The arithmetic processing unit 130 includes a storage device that stores data necessary for processing, and further performs processing for storing the processed result in the storage device in a searchable state. Illustration of these storage devices is omitted. The arithmetic processing device 130 controls the imaging operation of the MRI main body 200 via the imaging control device 140 according to the set imaging conditions. The operation of the imaging control device 140 will be described below.

寝台150は検査を行う被検者を載せるための天板152を有している。被検者を載せた天板152を適切な位置に移動することにより、被験者を撮像条件に基づく適切な位置に移動することができる。被検者を載せた天板152は、高さ方向であるZ軸方向に移動可能であると共に体軸方向であるX軸方向、さらにMRI本体200の広い開口202の左右方向であるY軸方向に移動可能である。寝台180はさらに車輪を有していて被検者を載せた状態で、MRI本体200が配置されている検査室内や院内を移動できる構造であっても良い。   The bed 150 has a top plate 152 on which a subject to be examined is placed. By moving the top board 152 on which the subject is placed to an appropriate position, the subject can be moved to an appropriate position based on the imaging conditions. The top plate 152 on which the subject is placed can move in the Z-axis direction, which is the height direction, and is in the X-axis direction, which is the body axis direction. Can be moved to. The bed 180 may also have a structure that can move in the examination room or the hospital where the MRI main body 200 is arranged in a state where the patient is placed on the bed 180.

3 撮像制御装置140およびMRI本体200による撮像動作の説明
3.1 撮像制御装置140及びMRI本体200の説明
図1およびMRI本体200の内部構造を記載する図2を用いて、撮像制御装置140及びMRI本体200の構成、およびその動作に付いて説明する。演算処理装置130は設定された撮像条件に従って撮像制御装置140へ被検者を撮像するための制御信号を送る。撮像制御装置140は、シーケンサ142と、高周波磁場(以下RFと記す)パルスを照射するためのRF照射コイル214やRF照射コイル215へRF電流を供給するRF電流供給装置144と、傾斜磁場発生装置210や傾斜磁場発生装置211へ傾斜磁場を発生するための電流を供給する傾斜磁場電源146と、計測されたNMR信号を処理する信号処理装置148と、を有している。
3 Description of Imaging Operation by Imaging Control Device 140 and MRI Main Body 200 3.1 Description of Imaging Control Device 140 and MRI Main Body 200 With reference to FIG. 1 and FIG. The configuration and operation of the MRI main body 200 will be described. The arithmetic processing device 130 sends a control signal for imaging the subject to the imaging control device 140 according to the set imaging conditions. The imaging control device 140 includes a sequencer 142, an RF current supply device 144 for supplying an RF current to the RF irradiation coil 214 and the RF irradiation coil 215 for irradiating a high frequency magnetic field (hereinafter referred to as RF) pulse, and a gradient magnetic field generation device. 210 and the gradient magnetic field generator 211 have a gradient magnetic field power source 146 for supplying a current for generating a gradient magnetic field, and a signal processing device 148 for processing the measured NMR signal.

図2は、図1に記載のMRI本体200をZ軸方向においてX軸およびY軸に沿って断面したA−A断面図を示す。本実施例では、MRI本体200はZ軸を中心とし円形あるいは円形に近い外周形状を成しており、Z軸における上下の中央部に被検者の部位を撮像するための観測領域204が形成され、観測領域204およびその周囲により広い空間である開口202が形成されている。   2 shows an AA cross-sectional view of the MRI main body 200 shown in FIG. 1 taken along the X-axis and the Y-axis in the Z-axis direction. In the present embodiment, the MRI main body 200 has a circular shape or a substantially circular outer shape centered on the Z axis, and an observation region 204 for imaging a subject's site is formed at the upper and lower central portions on the Z axis. Thus, an opening 202 which is a wider space is formed in the observation region 204 and its periphery.

鮮明な画像を得るためには観測領域204により均一で強力な磁場を生成することが望ましく、上側超伝導磁石装置300と下側超伝導電磁石400が設けられている。観測領域204を挟むようにして上側RFパルス照射コイル214と下側RFパルス照射コイル215が設けられ、さらに上側傾斜磁場発生装置210と下側傾斜磁場発生装置211が設けられている。さらに上側傾斜磁場発生装置210や下側傾斜磁場発生装置211を挟むようにして上側超伝導磁石装置300の上側鉄心318や下側超伝導電磁石400の下側鉄心418が設けられている。図示を省略するが上側RFパルス照射コイル214と下側RFパルス照射コイル215で挟まれた空間内に被検者に近接してNMR現象により放出されたNMR信号を受信するためのNMR受信コイルが設けられる。   In order to obtain a clear image, it is desirable to generate a uniform and strong magnetic field in the observation region 204, and an upper superconducting magnet device 300 and a lower superconducting electromagnet 400 are provided. An upper RF pulse irradiation coil 214 and a lower RF pulse irradiation coil 215 are provided so as to sandwich the observation region 204, and an upper gradient magnetic field generator 210 and a lower gradient magnetic field generator 211 are further provided. Further, the upper iron core 318 of the upper superconducting magnet device 300 and the lower iron core 418 of the lower superconducting electromagnet 400 are provided so as to sandwich the upper gradient magnetic field generator 210 and the lower gradient magnetic field generator 211. Although not shown in the drawing, an NMR receiving coil for receiving an NMR signal emitted by an NMR phenomenon close to the subject in a space sandwiched between the upper RF pulse irradiation coil 214 and the lower RF pulse irradiation coil 215 is provided. Provided.

3.2 本発明が適用された一実施形態に係る超伝導電磁石の説明
図1および図2に記載のMRI本体200では、静磁場を発生する一対の超伝導磁石である上側超伝導電磁石300と下側超伝導電磁石400が観測領域204を挟んでZ軸方向に対向配置され、対称の形状および構成をなしている。このような構造のMRI装置100では開口202を非常に広く形成することができ、被検者102に開放感を与えると共に、撮像の作業性が向上する効果を奏する。開口202には図1に示す如く寝台150の天板152が配置される構造となっているが、図2では寝台150の図示を省略している。また図2の構成の最外周部および開口202の内部にはカバーが設けられているが、図2ではこれらカバーの図示を省略している。
3.2 Description of Superconducting Electromagnet According to One Embodiment to which the Present Invention is Applied In the MRI main body 200 shown in FIGS. 1 and 2, an upper superconducting electromagnet 300 that is a pair of superconducting magnets that generate a static magnetic field, The lower superconducting electromagnet 400 is disposed opposite to the Z-axis direction across the observation region 204, and has a symmetric shape and configuration. In the MRI apparatus 100 having such a structure, the opening 202 can be formed very widely, which gives the subject 102 an open feeling and improves the workability of imaging. As shown in FIG. 1, the top plate 152 of the bed 150 is disposed in the opening 202, but the bed 150 is not shown in FIG. Further, a cover is provided in the outermost peripheral portion of the configuration of FIG. 2 and the inside of the opening 202, but illustration of these covers is omitted in FIG.

図2に示すように、MRI本体200の内部はZ軸方向に沿って上下の位置に、上側超伝導磁石装置300と下側超伝導電磁石400とが設けられている。またY軸方向において、左右に離間して支柱が設けられており、上側超伝導磁石装置300と下側超伝導電磁石400は上記左右の支柱により互いに一体に固定されると共に、上側超伝導磁石装置300は上記左右の支柱により支持されている。上側超伝導磁石装置300はその内部が真空の真空容器350を有し、下側超伝導電磁石400はその内部が真空の真空容器450を有している。これら真空容器350と真空容器450は、上記左右の支柱の部分で真空容器連結管250により互いに連結されている。   As shown in FIG. 2, an upper superconducting magnet device 300 and a lower superconducting electromagnet 400 are provided inside the MRI main body 200 at upper and lower positions along the Z-axis direction. In the Y-axis direction, struts are provided so as to be separated from each other in the left-right direction. The upper superconducting magnet device 300 and the lower superconducting electromagnet 400 are integrally fixed to each other by the left and right struts, and the upper superconducting magnet device. 300 is supported by the left and right columns. The upper superconducting magnet device 300 has a vacuum container 350 whose inside is a vacuum, and the lower superconducting electromagnet 400 has a vacuum container 450 whose inside is a vacuum. The vacuum vessel 350 and the vacuum vessel 450 are connected to each other by the vacuum vessel connecting pipe 250 at the left and right support columns.

なお内部に真空容器連結管250が形成されている上記左右の支柱は、Y軸に沿って互いに180度の角度差の位置関係に設けられていても良いが、寝台150側の開口をより大きくするために、Y軸よりさらに寝台150と反対側の方にずらせて配置しても良い。寝台150の反対方向にどんどん移動させると、最終的には寝台150の反対側で左右の支柱が重なり合う、言い換えると1本の支柱で上側超伝導磁石装置300を支えることになる。この状態は寝台150側の開口が非常に広くなるが、支柱に回転モーメントによる大きな力が作用することとなり、これらの力に耐える強度が必要となる。   The left and right struts, in which the vacuum vessel connecting pipe 250 is formed, may be provided in a positional relationship with an angular difference of 180 degrees along the Y axis, but the opening on the bed 150 side is larger. In order to do so, the Y axis may be further shifted toward the opposite side of the bed 150. When it is moved further in the opposite direction of the bed 150, the left and right columns overlap each other on the opposite side of the bed 150. In other words, the upper superconducting magnet device 300 is supported by one column. In this state, the opening on the bed 150 side becomes very wide, but a large force due to the rotational moment acts on the support column, and the strength to withstand these forces is required.

真空容器350と真空容器450の内部にそれぞれコイル容器332とコイル容器432が配置されていて、これらコイル容器332とコイル容器432は、真空容器連結管250の内部に設けられたコイル容器232によって繋がっており、コイル容器332とコイル容器432、コイル容器232には液体ヘリュウム等の冷媒230が満たされている。コイル容器332とコイル容器232の上部は共通の中心軸であるZ軸に対して概ね軸回転対称の円盤形状を為していて、上側超伝導磁石装置300を構成するための超伝導コイル320と超伝導コイル322が設けられている。コイル容器432とコイル容器232の下部には、同様にZ軸に対して概ね軸回転対称の円盤形状を為していて、下側超伝導電磁石400を構成するための超伝導コイル420と超伝導コイル422が設けられている。   A coil container 332 and a coil container 432 are disposed inside the vacuum container 350 and the vacuum container 450, respectively. The coil container 332 and the coil container 432 are connected by a coil container 232 provided inside the vacuum container connecting pipe 250. The coil container 332, the coil container 432, and the coil container 232 are filled with a refrigerant 230 such as liquid helium. The upper portions of the coil container 332 and the coil container 232 have a disk shape that is substantially rotationally symmetric with respect to the Z axis, which is a common central axis, and the superconducting coil 320 for configuring the upper superconducting magnet device 300. A superconducting coil 322 is provided. Similarly, the lower part of the coil container 432 and the coil container 232 has a disk shape that is substantially axially symmetric with respect to the Z axis, and the superconducting coil 420 and the superconducting material for constituting the lower superconducting electromagnet 400. A coil 422 is provided.

上側超伝導磁石装置300は超伝導コイル320や超伝導コイル322と上側鉄心318とにより構成され、さらに下側超伝導電磁石400は超伝導コイル420や超伝導コイル422と下側鉄心418とにより構成される。上側超伝導磁石装置300と下側超伝導電磁石400により、球状の観測領域204に、磁場強度が0.7T以上の強磁場を発生することができ、その磁場強度の均一性を数ppmの高い均一度に維持することができる。磁場の方向はZ軸と平行である。上述したように均一磁場領域である観測領域204を挟むようにして上側RFパルス照射コイル214と下側RFパルス照射コイル215が設けられていて、RF電流供給装置144からの電流に基づいて観測領域204に対して高周波磁場パルスを発生することができる。   Upper superconducting magnet device 300 is composed of superconducting coil 320 or superconducting coil 322 and upper iron core 318, and lower superconducting electromagnet 400 is composed of superconducting coil 420 or superconducting coil 422 and lower iron core 418. Is done. The upper superconducting magnet device 300 and the lower superconducting electromagnet 400 can generate a strong magnetic field having a magnetic field strength of 0.7 T or more in the spherical observation region 204, and the uniformity of the magnetic field strength is as high as several ppm. Uniformity can be maintained. The direction of the magnetic field is parallel to the Z axis. As described above, the upper RF pulse irradiation coil 214 and the lower RF pulse irradiation coil 215 are provided so as to sandwich the observation region 204 which is a uniform magnetic field region, and the observation region 204 is set based on the current from the RF current supply device 144. On the other hand, a high frequency magnetic field pulse can be generated.

真空容器350とコイル容器332との間や真空容器450とコイル容器432との間および真空容器連結管250とコイル容器232との間は高い真空状態に維持されているため、対流による熱伝達を防止することができる。他の熱伝達として輻射による熱伝達が考えられる。このため真空容器350とコイル容器332との間や真空容器450とコイル容器432との間および真空容器連結管250とコイル容器232との間には、それぞれ熱シールド334や熱シールド434や熱シールド234が設けられている。各熱シールドは例えば光を反射する特性の材質および構造になっており、さらに各熱シールドを断熱材と光反射材による層状構造にしても良い。   Since a high vacuum state is maintained between the vacuum vessel 350 and the coil vessel 332, between the vacuum vessel 450 and the coil vessel 432, and between the vacuum vessel connecting pipe 250 and the coil vessel 232, heat transfer by convection can be performed. Can be prevented. As another heat transfer, heat transfer by radiation can be considered. Therefore, between the vacuum vessel 350 and the coil vessel 332, between the vacuum vessel 450 and the coil vessel 432, and between the vacuum vessel connecting pipe 250 and the coil vessel 232, respectively, the heat shield 334, the heat shield 434, and the heat shield are provided. 234 is provided. Each heat shield has, for example, a material and a structure that reflects light, and each heat shield may have a layered structure including a heat insulating material and a light reflecting material.

3.3撮像動作の説明
上側超伝導磁石装置300と下側超伝導電磁石400とにより観測領域204に均一な静磁場が形成される。さらに傾斜磁場電源146から上側傾斜磁場発生装置210と下側傾斜磁場発生装置211へ傾斜磁場を発生するための電流が供給されることにより、上側傾斜磁場発生装置210と下側傾斜磁場発生装置211は、被検者の撮像において空間位置情報を付与する目的で、均一磁場領域に磁場の空間的な変化をもたらすための傾斜磁場を印加する。上側RFパルス照射コイル214と下側RFパルス照射コイル215はRF電流供給装置144からのRF電流を受けて、NMR現象を引起すための共鳴周波数の電磁波を、均一磁場領域に印加する。このような動作により寝台150の天板152に載せられた被検者体内の観測領域の断面を画像化することができる。
3.3 Description of Imaging Operation A uniform static magnetic field is formed in the observation region 204 by the upper superconducting magnet device 300 and the lower superconducting electromagnet 400. Further, by supplying a current for generating a gradient magnetic field from the gradient magnetic field power supply 146 to the upper gradient magnetic field generator 210 and the lower gradient magnetic field generator 211, the upper gradient magnetic field generator 210 and the lower gradient magnetic field generator 211 are supplied. Applies a gradient magnetic field for causing a spatial change of the magnetic field in the uniform magnetic field region for the purpose of providing spatial position information in imaging of the subject. The upper RF pulse irradiation coil 214 and the lower RF pulse irradiation coil 215 receive an RF current from the RF current supply device 144 and apply an electromagnetic wave having a resonance frequency for causing an NMR phenomenon to the uniform magnetic field region. By such an operation, a cross section of the observation region inside the subject placed on the top plate 152 of the bed 150 can be imaged.

即ち均一磁場領域である観測領域204に、上側傾斜磁場発生装置210や下側傾斜磁場発生装置211により発生した傾斜磁場を重畳させることにより、観測領域(通常1mm厚のスライス面が設定されることが多い)だけを所定の磁場強度に設定する。続いて、上側RFパルス照射コイル214や下側RFパルス照射コイル215を用いてその観測領域に共鳴周波数の電磁波を照射して、上記観測領域であるスライス面にだけNMR現象を引き起こさせ、水素原子核スピンが放出する電磁波を図示しない受信コイルで受信し、信号処理装置148で信号処理し、処理結果に基づいて画像化する。   That is, by superimposing the gradient magnetic field generated by the upper gradient magnetic field generator 210 and the lower gradient magnetic field generator 211 on the observation region 204 which is a uniform magnetic field region, an observation region (usually a slice surface having a thickness of 1 mm is set. Only) is set to a predetermined magnetic field strength. Subsequently, the observation region is irradiated with an electromagnetic wave having a resonance frequency using the upper RF pulse irradiation coil 214 and the lower RF pulse irradiation coil 215 to cause an NMR phenomenon only on the slice plane which is the observation region, thereby generating hydrogen nuclei. The electromagnetic wave emitted by the spin is received by a receiving coil (not shown), signal processed by a signal processing device 148, and imaged based on the processing result.

4.上側超伝導磁石装置300や下側超伝導電磁石400の説明
上側超伝導磁石装置300および下側超伝導電磁石400の概要は既に上述したが、その構造についてより詳細に説明する。上側超伝導磁石装置300と下側超伝導電磁石400は、観測領域204の中心を通るX軸とY軸で作られる面に対して、上下に対象の構造を成している。上側超伝導磁石装置300は、観測領域204の中心を通るZ軸にその中心軸が一致する円環状の超伝導コイル320や超伝導コイル322を有していて、超伝導コイル320や超伝導コイル322はコイル容器332やコイル容器232に収納され、液体ヘリュウム等の冷媒230内に配置されている。
4). Description of Upper Superconducting Magnet Device 300 and Lower Superconducting Electromagnet 400 Although the outlines of the upper superconducting magnet device 300 and the lower superconducting electromagnet 400 have already been described above, their structures will be described in more detail. The upper superconducting magnet device 300 and the lower superconducting electromagnet 400 form a target structure vertically with respect to a plane formed by the X axis and the Y axis passing through the center of the observation region 204. The upper superconducting magnet device 300 has an annular superconducting coil 320 or superconducting coil 322 whose central axis coincides with the Z axis passing through the center of the observation region 204, and the superconducting coil 320 or superconducting coil. 322 is accommodated in the coil container 332 and the coil container 232, and is disposed in the refrigerant 230 such as liquid helium.

同様に下側超伝導電磁石400は観測領域204の中心を通るZ軸にその中心軸が一致する円環状の超伝導コイル420や超伝導コイル422を有していて、超伝導コイル420や超伝導コイル422はコイル容器432やコイル容器232に収納され、液体ヘリュウム等の冷媒230内に配置されている。コイル容器332やコイル容器432、コイル容器232は、それぞれその内部が真空に保たれた真空容器350や真空容器450、真空容器連結管250の内部に配置され、各コイル容器と各真空容器との間の熱伝導が抑えられている。上記熱伝導の抑制効果をさらに高めるために、各コイル容器と各真空容器との間に、上述した熱シールド334や熱シールド434、熱シールド234がさらに設けられている。   Similarly, the lower superconducting electromagnet 400 includes an annular superconducting coil 420 and a superconducting coil 422 whose center axis coincides with the Z axis passing through the center of the observation region 204. The coil 422 is housed in the coil container 432 or the coil container 232 and is disposed in a refrigerant 230 such as liquid helium. The coil container 332, the coil container 432, and the coil container 232 are disposed inside the vacuum container 350, the vacuum container 450, and the vacuum container connecting pipe 250, each of which is kept in a vacuum. The heat conduction between them is suppressed. In order to further enhance the effect of suppressing the heat conduction, the above-described heat shield 334, heat shield 434, and heat shield 234 are further provided between each coil container and each vacuum container.

超伝導コイル320や超伝導コイル322、超伝導コイル420や超伝導コイル422には一定の永久電流を流すことにより一定の磁場を発生し、さらに観測領域204における磁場が均一となるように磁性材である上側鉄心318と同じく磁性材である下側鉄心418が観測領域204を挟むように配置されている。上側鉄心318と下側鉄心418は静磁場を均一にするために複雑な形状を成しているが、図示ではシンプルな形状で記載している。   A magnetic material is generated by causing a constant permanent current to flow through the superconducting coil 320, the superconducting coil 322, the superconducting coil 420, and the superconducting coil 422, and the magnetic field in the observation region 204 is uniform. As with the upper iron core 318, the lower iron core 418, which is a magnetic material, is arranged so as to sandwich the observation region 204. The upper iron core 318 and the lower iron core 418 have complicated shapes in order to make the static magnetic field uniform, but are illustrated in a simple shape in the drawing.

この実施例では、上側鉄心318は上側支持部370により支持され、上側支持部370は真空容器連結管250の真空容器天板254により支持されている。上側支持部370はこの実施例では、天板372と支持材374を有しており、支持材374は非磁性材からなる円環状の板で作られ、上側鉄心318を天板372に対して吊り下げる構造により、上側鉄心318を支持している。またこの実施例では、下側鉄心418は真空容器連結管250の真空容器底板262に固定された下側支持部470により支持され、下側支持部470はこの実施例では、底板472と支持材474を有しており、支持材474は非磁性材からなる円環状の板で作られ、下側鉄心418を真空容器底板262に対して一定の状態に支持している。   In this embodiment, the upper iron core 318 is supported by the upper support portion 370, and the upper support portion 370 is supported by the vacuum vessel top plate 254 of the vacuum vessel connection pipe 250. In this embodiment, the upper support portion 370 includes a top plate 372 and a support material 374, and the support material 374 is made of an annular plate made of a nonmagnetic material, and the upper iron core 318 is attached to the top plate 372. The upper iron core 318 is supported by the suspended structure. Further, in this embodiment, the lower iron core 418 is supported by a lower support portion 470 fixed to the vacuum vessel bottom plate 262 of the vacuum vessel connecting pipe 250, and the lower support portion 470 is, in this embodiment, the bottom plate 472 and the support material. The support member 474 is made of an annular plate made of a nonmagnetic material, and supports the lower iron core 418 with respect to the vacuum vessel bottom plate 262 in a constant state.

上述の真空容器連結管250は、真空容器底板262と真空容器天板254とを有し、真空容器底板262と真空容器天板254は真空容器外壁252と真空容器内壁256を有していて、上述したように内部は略真空に維持されている。真空容器連結管250の内部に設けられているコイル容器232や熱シールド234は断熱材で構成された支持部材240でそれぞれ支持されている。また真空容器内壁256の観測領域204に対向する部分である真空容器内壁観測部258は外周側に窪んでおり、この構造により開口202をより広い形状としている。この実施例では、以下で説明する外側ヒータ522と内側ヒータ524が真空容器連結管250の外周側に配置されており、外側ヒータ522と内側ヒータ524とのさらに外側に、断熱材512と断熱材514が設けられ、外側ヒータ522や内側ヒータ524が断熱材512や断熱材514により覆われた構造に成っている。外側ヒータ522や内側ヒータ524の位置はこの位置に限るものではないが、この実施例では、上側超伝導磁石装置300と下側超伝導電磁石400との間に位置している。なお以下で説明するヒータの制御のための温度センサ530と温度センサ532がステンレス材で作られた真空容器外壁252に固定され、外側ヒータ522から少し離れた位置の温度を検出している。本実施例では、断熱材512が外側ヒータ522だけでなく温度センサ530や温度センサ532に対しても覆う構造となっており、外気が直接上記センサに作用するのを防止している。なお図2の外側には実際は外側カバーが設けられるので、MRI装置100の外側に、例えば空気の流れすなわち風が存在してもその風が直接温度センサ530や温度センサ532に当たることは無い。   The above-described vacuum vessel connecting pipe 250 has a vacuum vessel bottom plate 262 and a vacuum vessel top plate 254, and the vacuum vessel bottom plate 262 and the vacuum vessel top plate 254 have a vacuum vessel outer wall 252 and a vacuum vessel inner wall 256, As described above, the inside is maintained at a substantially vacuum. The coil container 232 and the heat shield 234 provided inside the vacuum container connecting pipe 250 are respectively supported by support members 240 made of a heat insulating material. Further, the vacuum vessel inner wall observation part 258 that is a portion of the vacuum vessel inner wall 256 facing the observation region 204 is recessed toward the outer periphery, and this structure makes the opening 202 wider. In this embodiment, an outer heater 522 and an inner heater 524, which will be described below, are arranged on the outer peripheral side of the vacuum vessel connecting pipe 250, and a heat insulating material 512 and a heat insulating material are provided further outside the outer heater 522 and the inner heater 524. 514 is provided, and the outer heater 522 and the inner heater 524 are covered with the heat insulating material 512 and the heat insulating material 514. The positions of the outer heater 522 and the inner heater 524 are not limited to this position, but are positioned between the upper superconducting magnet device 300 and the lower superconducting electromagnet 400 in this embodiment. A temperature sensor 530 and a temperature sensor 532 for controlling the heater, which will be described below, are fixed to a vacuum vessel outer wall 252 made of stainless steel and detect the temperature at a position slightly away from the outer heater 522. In this embodiment, the heat insulating material 512 covers not only the outer heater 522 but also the temperature sensor 530 and the temperature sensor 532, thereby preventing outside air from directly acting on the sensor. Since an outer cover is actually provided outside the FIG. 2, even if, for example, an air flow, that is, a wind exists outside the MRI apparatus 100, the wind does not directly hit the temperature sensor 530 or the temperature sensor 532.

図1に記載の如く上側超伝導磁石装置300と下側超伝導電磁石400とを固定するための柱は左右に設けられており、上述した図2の真空容器連結管250の構造は、左右に設けられた柱の内の右側の柱の内部構造を示すが、左右に設けられた柱の内の左側の柱の内部構造および各ヒータや各温度センサの構造や配置は、Z軸およびX軸で作られる面に対して右側の真空容器連結管250および各ヒータや各温度センサと面対称の構造および配置となっている。   As shown in FIG. 1, columns for fixing the upper superconducting magnet device 300 and the lower superconducting electromagnet 400 are provided on the left and right, and the structure of the vacuum vessel connecting pipe 250 shown in FIG. The internal structure of the right pillar among the provided pillars is shown, but the internal structure of the left pillar among the pillars provided on the left and right, and the structure and arrangement of each heater and each temperature sensor are Z-axis and X-axis. The structure and arrangement are symmetrical with respect to the vacuum vessel connecting pipe 250 on the right side and each heater and each temperature sensor.

5.静磁場の均一性の向上に関する説明
上側鉄心318や下側鉄心418は超伝導コイル320や超伝導コイル322、超伝導コイル420、超伝導コイル422により観測領域204に静磁場を発生する。観測領域204の静磁場が均一になるように、上側鉄心318や下側鉄心418は磁場を補正する。上側鉄心318や下側鉄心418等の磁性体の磁化は温度変化に基づいて変化するため、磁性体は温度が一定となるように保温されている。なお、超伝導磁石ではなく永久磁石装置を使用した装置では、磁性体の部分が磁石全体に及ぶため、磁石全体がヒータで保温されているが、本実施例では超伝導磁石装置の非磁性体で構成されている部分に対しては磁化の温度変化に対処する保温は必ずしも必須ではなく、ヒータによる保温を行わない構造であっても、必要な均一性を確保することができる。このため本実施例では、磁石全体をヒータで保温する構造を用いていない。しかし、より精度を向上するためにもちろんヒータによる保温を行っても良い。本実施例ではヒータによる上側鉄心318や下側鉄心418の保温構造を用いていないので、構造が簡単となる効果があり、さらに開口202をより広く設定できる効果がある。
5. Description on Improvement of Uniformity of Static Magnetic Field The upper iron core 318 and the lower iron core 418 generate a static magnetic field in the observation region 204 by the superconducting coil 320, the superconducting coil 322, the superconducting coil 420, and the superconducting coil 422. The upper iron core 318 and the lower iron core 418 correct the magnetic field so that the static magnetic field in the observation region 204 becomes uniform. Since the magnetization of the magnetic material such as the upper iron core 318 and the lower iron core 418 changes based on the temperature change, the magnetic material is kept warm so that the temperature becomes constant. In a device using a permanent magnet device instead of a superconducting magnet, since the magnetic material part covers the entire magnet, the whole magnet is kept warm by a heater. In this embodiment, the nonmagnetic material of the superconducting magnet device is used. It is not always necessary to maintain the temperature to cope with the temperature change of the magnetization for the portion constituted by the above, and the required uniformity can be ensured even if the structure does not maintain the temperature by the heater. For this reason, in this embodiment, a structure in which the whole magnet is kept warm by a heater is not used. However, in order to improve the accuracy, it is of course possible to perform heat insulation with a heater. In this embodiment, since the heat retaining structure of the upper iron core 318 and the lower iron core 418 by the heater is not used, there is an effect that the structure is simplified, and there is an effect that the opening 202 can be set wider.

上側鉄心318や下側鉄心418を支持する上側支持部370や下側支持部470は、温度変化によって伸び縮し、その結果として上側鉄心318や下側鉄心418の位置が変化する。上側鉄心318や下側鉄心418の位置の変化は即静磁場の均一性の悪化につながる。真空容器連結管250や上側支持部370、下側支持部470の温度を所定の基準温度に維持することにより、真空容器連結管250や上側支持部370、下側支持部470の伸び縮みによる歪を抑え、上側鉄心318や下側鉄心418の位置を所定の位置に維持することが可能となる。   The upper support portion 370 and the lower support portion 470 that support the upper iron core 318 and the lower iron core 418 expand and contract due to temperature changes, and as a result, the positions of the upper iron core 318 and the lower iron core 418 change. Changes in the positions of the upper iron core 318 and the lower iron core 418 immediately lead to deterioration of the uniformity of the static magnetic field. By maintaining the temperature of the vacuum vessel connecting tube 250, the upper support portion 370, and the lower support portion 470 at a predetermined reference temperature, distortion due to expansion and contraction of the vacuum vessel connecting tube 250, the upper support portion 370, and the lower support portion 470 is achieved. And the positions of the upper iron core 318 and the lower iron core 418 can be maintained at predetermined positions.

外側ヒータ522や内側ヒータ524は面状の発熱体であり、例えばカーボングラファイトで作られたヒータである。外側ヒータ522や内側ヒータ524は真空容器連結管250の例えば外表面に貼った状態で固定されており、これらヒータに電流を供給することにより供給電流値に基づく熱が発生し、真空容器連結管250の温度を基準値の温度に維持する。基準温度としてはMRI装置100が設置されている室温より少し高い温度が制御精度を維持する観点から望ましい。基準温度をさらに高くすると被検者に温度による悪影響を与える恐れがある。従って25度程度から35度程度の範囲に基準温度を設定することが望ましく、28度から34度の範囲がより望ましい。   The outer heater 522 and the inner heater 524 are planar heating elements, for example, heaters made of carbon graphite. The outer heater 522 and the inner heater 524 are fixed, for example, on the outer surface of the vacuum vessel connecting pipe 250, and heat based on the supplied current value is generated by supplying current to these heaters, and the vacuum vessel connecting pipe The temperature of 250 is maintained at the reference temperature. As the reference temperature, a temperature slightly higher than the room temperature where the MRI apparatus 100 is installed is desirable from the viewpoint of maintaining control accuracy. If the reference temperature is further increased, the subject may be adversely affected by the temperature. Therefore, it is desirable to set the reference temperature in a range of about 25 degrees to 35 degrees, and a range of 28 degrees to 34 degrees is more desirable.

上述のように開口202の左右に設けられた真空容器連結管250の外面にヒータを配置し、真空容器連結管250の温度を基準の温度に設定することにより、左右に設けられた真空容器連結管250や上側支持部370や下側支持部470の温度変化による伸縮を低減し、上側鉄心318や下側鉄心418の位置を基準の位置に維持することができる。これにより静磁場の均一性の悪化を低減できる、あるいはより積極的に静磁場の均一性を向上することが可能となる。本実施例では、上側支持部370を構成する支持材374を左右対称構造で同じ材質の材料を使用しており、温度の影響による上側鉄心318の傾きが生じるのを低減している。また下側支持部470に対して下側鉄心418を支える支持材474も左右対称構造で同じ材質の材料を使用しており、温度の影響による下側鉄心418の傾きが生じるのを低減している。また上側鉄心318と下側鉄心418の相対位置関係におけるズレも抑制できる。さらに真空容器連結管250や上側支持部370、下側支持部470の相対位置変化を小さくすることができる。   As described above, the heaters are disposed on the outer surfaces of the vacuum vessel connection pipes 250 provided on the left and right sides of the opening 202, and the temperature of the vacuum vessel connection pipe 250 is set to the reference temperature, thereby connecting the vacuum vessel provided on the left and right sides. Expansion and contraction due to temperature changes of the tube 250, the upper support portion 370, and the lower support portion 470 can be reduced, and the positions of the upper iron core 318 and the lower iron core 418 can be maintained at the reference positions. As a result, the deterioration of the uniformity of the static magnetic field can be reduced, or the uniformity of the static magnetic field can be improved more positively. In the present embodiment, the support material 374 constituting the upper support portion 370 is made of the same material with a bilaterally symmetric structure, and the occurrence of the inclination of the upper iron core 318 due to the influence of temperature is reduced. Also, the support material 474 that supports the lower iron core 418 with respect to the lower support portion 470 is also made of the same material with a symmetrical structure, and the tilt of the lower iron core 418 due to the influence of temperature is reduced. Yes. Moreover, the shift | offset | difference in the relative positional relationship of the upper side iron core 318 and the lower side iron core 418 can also be suppressed. Furthermore, the relative position change of the vacuum vessel connecting pipe 250, the upper support portion 370, and the lower support portion 470 can be reduced.

図3は開口202の左右に配置された柱の内部にそれぞれ設けられた真空容器連結管250に取り付けられたヒータを制御する制御装置システム540を構成するブロック図である。制御システム540は、熱伸縮を押さえるために、真空容器連結管250の温度を一定に維持するための基準温度を設定する基準温度設定部534と、実際の温度を計測する温度センサ530や温度センサ532などの温度センサと、温度センサの計測値に基づいて外側ヒータ522や内側ヒータ524へ供給する電流を制御するヒータ制御装置550と、上記供給電流を制御するための制御データマップを記録している記録装置552と、を有している。   FIG. 3 is a block diagram of a controller system 540 that controls the heaters attached to the vacuum vessel connecting pipes 250 respectively provided in the columns disposed on the left and right sides of the opening 202. The control system 540 includes a reference temperature setting unit 534 that sets a reference temperature for keeping the temperature of the vacuum vessel connecting pipe 250 constant in order to suppress thermal expansion and contraction, a temperature sensor 530 that measures the actual temperature, and a temperature sensor. Record a temperature sensor such as 532, a heater control device 550 for controlling the current supplied to the outer heater 522 and the inner heater 524 based on the measured value of the temperature sensor, and a control data map for controlling the supply current. And a recording device 552.

なお制御システム540は、実際には演算処理装置130が実行する機能の一つであっても良い。基準温度設定部534は入出力装置120の一機能であっても良く、入出力装置120の入力装置124から真空容器連結管250の温度を一定に維持するための基準温度を入力して設定すると、演算処理装置130の有する記録装置に基準温度が記録される。この基準温度は、一度設定されると変更の操作が行われるまで、繰り返し使用されるようにしても良い。すなわちMRI装置100は一度検査のための部屋に据え付けられると検査室は長期間変更されないで持続して使用されることが一般的である。また部屋の温度は大きく変化することは無く、被検者に適した温度に維持される。このようなことから温度センサ532に入力されて設定された基準温度は繰り返し使用可能となる。温度センサ530や温度センサ532など温度センサを多数設けても良いが、MRI装置100が据え付けられた検査室の温度があまり変化しない状態では、開口202の左右に設けられた真空容器連結管250の温度にあまり差が無い状態となる。このような場合には各部の温度に大きな変化が生じ難いので、温度センサを多くしなくても精度の高い制御が可能となる。また制御対象となる各ヒータの制御にも同様のことが言える。各ヒータをそれぞれ個別にきめ細かく制御することにより、制御精度を向上することが可能であるが、室温の変化が少ない場合、すなわち状態があまり変わらない場合には、各ヒータを個別に制御するのではなく、複数のヒータをグループとしてまとめて制御しても望ましい精度を維持することができる。   Note that the control system 540 may actually be one of the functions executed by the arithmetic processing device 130. The reference temperature setting unit 534 may be a function of the input / output device 120. When the reference temperature for maintaining the temperature of the vacuum vessel connecting tube 250 is input from the input device 124 of the input / output device 120 and set, The reference temperature is recorded in the recording device included in the arithmetic processing unit 130. Once this reference temperature is set, it may be used repeatedly until a change operation is performed. In other words, once the MRI apparatus 100 is installed in a room for inspection, the inspection room is generally used continuously without being changed for a long time. The room temperature does not change greatly and is maintained at a temperature suitable for the subject. For this reason, the reference temperature input and set in the temperature sensor 532 can be used repeatedly. Many temperature sensors such as the temperature sensor 530 and the temperature sensor 532 may be provided. However, in a state where the temperature of the examination room in which the MRI apparatus 100 is installed does not change so much, the vacuum vessel connecting pipe 250 provided on the left and right of the opening 202 is provided. There will be no difference in temperature. In such a case, it is difficult for a large change to occur in the temperature of each part, so that highly accurate control is possible without increasing the number of temperature sensors. The same applies to the control of each heater to be controlled. It is possible to improve the control accuracy by finely controlling each heater individually. However, if the change in room temperature is small, that is, if the state does not change much, it is not possible to control each heater individually. The desired accuracy can be maintained even if the plurality of heaters are collectively controlled.

温度センサ530や温度センサ532の温度が計測されると、計測された温度が温度センサ532により設定された基準温度に近づくように、フィードバック制御により外側ヒータ522や内側ヒータ524に供給する電流を制御する。このようにして真空容器連結管250の温度を基準温度に維持することができる。   When the temperature of the temperature sensor 530 or the temperature sensor 532 is measured, the current supplied to the outer heater 522 or the inner heater 524 is controlled by feedback control so that the measured temperature approaches the reference temperature set by the temperature sensor 532. To do. In this way, the temperature of the vacuum vessel connecting pipe 250 can be maintained at the reference temperature.

あるいは予め基準温度とセンサ出力とを制御パラメータとする、ヒータ電流を決定する制御マップを記録装置552に記憶しておき、制御マップの検索結果に基づいて外側ヒータ522や内側ヒータ524を制御するようにしても良い。開口202の左右に設けられた真空容器連結管250の温度を基準温度に維持することにより、真空容器連結管250の伸縮状態を基準の状態に維持することができ、上側鉄心318や下側鉄心418の位置関係を望ましい位置関係に維持することができる。このことにより観測領域204の静磁場の均一性を維持することが可能となる。   Alternatively, a control map for determining the heater current using the reference temperature and the sensor output as control parameters is stored in the recording device 552 in advance, and the outer heater 522 and the inner heater 524 are controlled based on the search result of the control map. Anyway. By maintaining the temperature of the vacuum vessel connecting pipe 250 provided on the left and right of the opening 202 at the reference temperature, the expansion / contraction state of the vacuum vessel connecting pipe 250 can be maintained at the reference state, and the upper iron core 318 and the lower iron core can be maintained. The positional relationship of 418 can be maintained at a desirable positional relationship. As a result, the uniformity of the static magnetic field in the observation region 204 can be maintained.

静磁場の均一性の維持に関して、上側鉄心318や下側鉄心418の位置関係を、非常に小さい長さの単位で調整することが必要となる。図2や図3、図4、などに記載の実施例では、上側鉄心318と下側鉄心418との間に存在する支持手段、具体的には開口202の左右に配置された真空容器連結管250の微調整を、温度変化による熱膨張を利用して行っている。熱膨張を利用することにより、温度調整である操作量に対して正確にしかも安定して制御量である、長さの微伸縮が可能となる。このように熱膨張を利用することにより、上側鉄心318や下側鉄心418の位置関係の微調整を、非常に安定した状態で、しかも高精度に行うことができる。   In order to maintain the uniformity of the static magnetic field, it is necessary to adjust the positional relationship between the upper iron core 318 and the lower iron core 418 in units of very small lengths. In the embodiments described in FIGS. 2, 3, 4, etc., the supporting means existing between the upper iron core 318 and the lower iron core 418, specifically, the vacuum vessel connecting pipes disposed on the left and right of the opening 202. The fine adjustment of 250 is performed using thermal expansion due to temperature change. By utilizing the thermal expansion, it is possible to make a fine extension and contraction of the length, which is the control amount accurately and stably with respect to the operation amount that is the temperature adjustment. By utilizing thermal expansion in this way, fine adjustment of the positional relationship between the upper iron core 318 and the lower iron core 418 can be performed in a very stable state with high accuracy.

図3の制御により、上側鉄心318や下側鉄心418が配置されている温度環境を所定の状態に維持することにより、上側鉄心318や下側鉄心418の位置関係が望ましい関係に維持されると共に、上側鉄心318や下側鉄心418の磁気特性が所定の特性に維持される。このことにより、予定した静磁場の均一性が得られることになる。   By maintaining the temperature environment in which the upper iron core 318 and the lower iron core 418 are arranged in a predetermined state by the control of FIG. 3, the positional relationship between the upper iron core 318 and the lower iron core 418 is maintained in a desirable relationship. The magnetic characteristics of the upper iron core 318 and the lower iron core 418 are maintained at predetermined characteristics. As a result, the planned uniformity of the static magnetic field can be obtained.

上側鉄心318と下側鉄心418は、上側支持部370や下側支持部470や真空容器連結管250により、機械的に繋がっている。言い換えると真空容器連結管250と上側支持部370と下側支持部470とで上側鉄心318と下側鉄心418が支持され、この支持状態により上側鉄心318と下側鉄心418の位置関係が定まる。上側鉄心318と下側鉄心418に対して、真空容器連結管250や上側支持部370や下側支持部470が支持機構として作用している。この支持機構の内の何処かを伸縮させると上側鉄心318と下側鉄心418位置関係は変化するので、大きな概念としてはヒータを上側支持部370や下側支持部470に設けても良い。しかし伸縮させる場所によっては伸縮により新たなねじれなどが発生して上側鉄心318と下側鉄心418の位置関係を高い精度で制御することが難しくなる。   The upper iron core 318 and the lower iron core 418 are mechanically connected by the upper support portion 370, the lower support portion 470, and the vacuum vessel connecting pipe 250. In other words, the upper iron core 318 and the lower iron core 418 are supported by the vacuum vessel connecting pipe 250, the upper support portion 370, and the lower support portion 470, and the positional relationship between the upper iron core 318 and the lower iron core 418 is determined by this support state. The vacuum vessel connecting pipe 250, the upper support portion 370, and the lower support portion 470 act as a support mechanism for the upper iron core 318 and the lower iron core 418. Since the positional relationship between the upper iron core 318 and the lower iron core 418 changes when any one of the support mechanisms is expanded or contracted, a heater may be provided in the upper support portion 370 or the lower support portion 470 as a large concept. However, depending on the location of expansion and contraction, new torsion or the like occurs due to expansion and contraction, and it becomes difficult to control the positional relationship between the upper iron core 318 and the lower iron core 418 with high accuracy.

図2などに記載の実施例では、真空容器連結管250にヒータを設けている。その理由は、伸縮させた場合に上側鉄心318と下側鉄心418との位置関係が安定した変化を示すからであり、急激なねじれなどが生じ難いためである。真空容器連結管250の観測領域204に対応する位置を伸縮させる位置とすることにより、他の位置を伸縮させるよりも安定した制御が可能となる。このことは図2以外の実施例に対しても同様である。   In the embodiment described in FIG. 2 and the like, the vacuum vessel connecting pipe 250 is provided with a heater. The reason is that, when expanded and contracted, the positional relationship between the upper iron core 318 and the lower iron core 418 shows a stable change, and a rapid twist or the like hardly occurs. By setting the position corresponding to the observation region 204 of the vacuum vessel connecting pipe 250 to the position to expand and contract, more stable control can be performed than to expand and contract other positions. This is the same for the embodiments other than FIG.

図4に記載の制御システム542について次に説明する。上側鉄心318や下側鉄心418の位置関係を望ましい関係に保つことにより、静磁場の均一性を維持できることは上述のとおりである。制御システム542では、上側鉄心318や下側鉄心418の位置関係をセンサにより計測し、上側鉄心318や下側鉄心418のずれをヒータにより補正する。基準位置設定部562により、上側鉄心318と下側鉄心418の位置関係をあらかじめ入力し、記録装置例えば記録装置554に記録しておく。次に位置センサ560により実際の上側鉄心318と下側鉄心418の位置関係を計測し、計測結果が基準位置設定部562により設定された位置関係となるように記録装置552や内側ヒータ524、などに供給する電流をヒータ制御装置550により制御する。上側鉄心318や下側鉄心418の位置関係を正確に計測するために、位置センサを複数個設けてもよい。また長さを調整するためのヒータを複数個設けてもよい。例えば記録装置554に位置センサの計測結果をパラメータとして制御量である各ヒータへの供給電流を出力する制御マップを、予め記録しておき、上記制御マップから各ヒータへの供給電流をマップ検索により求めるようにしてもよい。なお図3に示す実施例と同様、第4図に記載のヒータ制御装置550は制御装置110を構成する演算処理装置130の処理機能の一つであってもよい。この場合には演算処理装置130は処理が必要な機能を例えば時分割的に処理し、その処理される一つの機能が図3や図4に記載の処理内容となる。   Next, the control system 542 shown in FIG. 4 will be described. As described above, the uniformity of the static magnetic field can be maintained by keeping the positional relationship between the upper iron core 318 and the lower iron core 418 in a desirable relationship. In the control system 542, the positional relationship between the upper iron core 318 and the lower iron core 418 is measured by a sensor, and the deviation of the upper iron core 318 and the lower iron core 418 is corrected by a heater. The positional relationship between the upper iron core 318 and the lower iron core 418 is input in advance by the reference position setting unit 562 and recorded in a recording device such as the recording device 554. Next, the positional relationship between the actual upper iron core 318 and the lower iron core 418 is measured by the position sensor 560, and the recording device 552, the inner heater 524, etc. so that the measurement result becomes the positional relationship set by the reference position setting unit 562. The current supplied to the heater is controlled by the heater control device 550. In order to accurately measure the positional relationship between the upper iron core 318 and the lower iron core 418, a plurality of position sensors may be provided. A plurality of heaters for adjusting the length may be provided. For example, a control map that outputs the supply current to each heater as a control amount using the measurement result of the position sensor as a parameter in the recording device 554 is recorded in advance, and the supply current to each heater is retrieved from the control map by a map search. You may make it ask. Similar to the embodiment shown in FIG. 3, the heater control device 550 shown in FIG. 4 may be one of the processing functions of the arithmetic processing device 130 constituting the control device 110. In this case, the arithmetic processing unit 130 processes a function that needs to be processed, for example, in a time-sharing manner, and the one function to be processed is the processing content described in FIGS.

図5に記載のフロ−チャートは、演算処理装置130が処理する機能の一つであり、被検者を撮像する前処理として静磁場の均一性を向上するための処理として実行される。ステップS100で処理が開始されると、ステップS102で磁場の状態例えば静磁場の状態が検出される。その検出結果に基づきステップS104で静磁場の均一性に関する補正の必要性が判断される。もし静磁場の均一性に関する補正が必要なければ、ステップS104の後処理終了のステップS120が実行される。   The flowchart shown in FIG. 5 is one of the functions processed by the arithmetic processing unit 130, and is executed as a process for improving the uniformity of the static magnetic field as a pre-process for imaging the subject. When the process is started in step S100, a magnetic field state, for example, a static magnetic field state is detected in step S102. Based on the detection result, the necessity of correction regarding the uniformity of the static magnetic field is determined in step S104. If correction regarding the uniformity of the static magnetic field is not necessary, step S120, which is a post-processing end of step S104, is executed.

一方静磁場の均一性に関する補正が必要と判断されれば、ステップS106が実行される。大きな補正が必要とされる場合には、シムコイルを用いた補正だけでは困難であり、図3や図4で説明した、上側鉄心318や下側鉄心418の位置に関する補正が必要となる。この場合は上述のようにヒータ制御により上側鉄心318と下側鉄心418の間の支持手段、例えば真空容器連結管250の伸縮を制御することとなる。ステップS108で真空容器連結管250を伸縮させるためのヒータ電流の値が演算により求められ、演算結果に基づいて外側ヒータ522や内側ヒータ524などのヒータに電流が供給される。この後シムコイルによる補正が行われる。この実施例ではステップS108の後再びステップS102が実行され、ステップS104やステップS106の判断が行われる。ステップS106でシムコイルの制御のみでよいと判断されると、ステップS110が実行され、シムコイルの制御量が演算され、制御が実行される。この後補正が終了するとステップS104でこのことが確認され、ステップS120で処理を終了する。   On the other hand, if it is determined that correction regarding the uniformity of the static magnetic field is necessary, step S106 is executed. When large correction is required, it is difficult only by correction using shim coils, and correction related to the positions of the upper iron core 318 and the lower iron core 418 described with reference to FIGS. 3 and 4 is required. In this case, as described above, the expansion and contraction of the support means between the upper iron core 318 and the lower iron core 418, for example, the vacuum vessel connecting pipe 250, is controlled by the heater control. In step S108, a heater current value for expanding and contracting the vacuum vessel connecting pipe 250 is obtained by calculation, and current is supplied to heaters such as the outer heater 522 and the inner heater 524 based on the calculation result. Thereafter, correction by the shim coil is performed. In this embodiment, step S102 is executed again after step S108, and the determination of step S104 or step S106 is performed. If it is determined in step S106 that only shim coil control is required, step S110 is executed, the control amount of the shim coil is calculated, and control is executed. Thereafter, when the correction is completed, this is confirmed in step S104, and the process is terminated in step S120.

図6はヒータの取り付け位置の一例である。上述では、開口202の左右に真空容器連結管250が設けられているとしたが、図6では右側の真空容器連結管の符号を250とし、左側の真空容器連結管の符号を251としている。真空容器連結管250や真空容器連結管251に内側にはコイル容器や熱シールドが設けられているが、図6では、これらを省略している。図2に記載したが、図6に示す真空容器連結管250の外周面には外側ヒータ522や内側ヒータ524が設けられており、真空容器連結管251には同様に外側ヒータ523や内側ヒータ525が設けられている。真空容器連結管250に設けられた外側ヒータ522や内側ヒータ524と、真空容器連結管251に設けられた外側ヒータ523や内側ヒータ525との間の電流量を変えることにより、上側鉄心318や下側鉄心418のY軸方向の傾斜を調整することができる。   FIG. 6 shows an example of the heater mounting position. In the above description, the vacuum vessel connection pipes 250 are provided on the left and right sides of the opening 202. In FIG. 6, the right vacuum vessel connection pipe is denoted by 250, and the left vacuum container connection pipe is denoted by 251. A coil vessel and a heat shield are provided inside the vacuum vessel connecting tube 250 and the vacuum vessel connecting tube 251, but these are omitted in FIG. Although described in FIG. 2, an outer heater 522 and an inner heater 524 are provided on the outer peripheral surface of the vacuum vessel connecting pipe 250 shown in FIG. 6, and the outer heater 523 and the inner heater 525 are similarly provided in the vacuum vessel connecting pipe 251. Is provided. By changing the amount of current between the outer heater 522 and the inner heater 524 provided in the vacuum vessel connecting pipe 250 and the outer heater 523 and the inner heater 525 provided in the vacuum vessel connecting pipe 251, The inclination of the side iron core 418 in the Y-axis direction can be adjusted.

外側ヒータ522や内側ヒータ524の代わりにあるいはこれらに加えてヒータ572やヒータ574を設けてもよい。さらに外側ヒータ523や内側ヒータ525の代わりにあるいはこれらに加えてヒータ573やヒータ575を設けてもよい。真空容器連結管250に設けたヒータへの供給電流と真空容器連結管251に設けたヒータへの供給電流とを制御することにより、上述したように上側鉄心318や下側鉄心418のY方向の傾きや位置関係を補正することができる。さらにヒータ572や573の供給電流に対するヒータ574やヒータ575の供給電流を制御することにより、上側鉄心318や下側鉄心418のX軸方向の傾きや位置関係を補正することができる。このような構造により、よりきめ細かい調整を行うことができる。   Instead of or in addition to the outer heater 522 and the inner heater 524, a heater 572 and a heater 574 may be provided. Furthermore, instead of or in addition to the outer heater 523 and the inner heater 525, a heater 573 and a heater 575 may be provided. By controlling the supply current to the heater provided in the vacuum vessel connection pipe 250 and the supply current to the heater provided in the vacuum vessel connection pipe 251, as described above, the upper iron core 318 and the lower iron core 418 in the Y direction. The tilt and positional relationship can be corrected. Further, by controlling the supply current of the heater 574 and the heater 575 with respect to the supply current of the heaters 572 and 573, the inclination and the positional relationship of the upper iron core 318 and the lower iron core 418 in the X-axis direction can be corrected. With such a structure, finer adjustments can be made.

図7を用いて図2に記載の他の実施例を説明する。なお図2では真空容器連結管250の内部にコイル容器232や熱シールド234が設けられているが、図7ではこれらを省略している。図2では、外側ヒータ522や内側ヒータ524はそれぞれ1個のヒータで構成されているが、これらのヒータを図7ではZ軸方向に於いて分割して配置している。すなわち真空容器外壁252の面にヒータ526とヒータ527を設けている。また凹部258にもヒータ528とヒータ529を設けている。観測領域204の中心に対応する凹部258の位置や観測領域204の中心に対応する真空容器外壁252の位置に、他のセンサが設けられたり、あるいは凹部258や真空容器外壁252の面が平らな面ではなく特別な形状を成していたりする場合がある。凹部258や真空容器外壁252を熱するヒータは図7に示す如く複数に分けてZ軸方向である上下方向において、上側鉄心318や下側鉄心418に対してバランスする配置とすることで、上側鉄心318や下側鉄心418の位置関係を高い精度で制御できる。   Another embodiment shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG. In FIG. 2, a coil container 232 and a heat shield 234 are provided inside the vacuum container connecting pipe 250, but these are omitted in FIG. In FIG. 2, the outer heater 522 and the inner heater 524 are each composed of one heater, but in FIG. 7, these heaters are divided and arranged in the Z-axis direction. That is, a heater 526 and a heater 527 are provided on the surface of the vacuum vessel outer wall 252. In addition, a heater 528 and a heater 529 are also provided in the recess 258. Another sensor is provided at the position of the recess 258 corresponding to the center of the observation region 204 or the position of the vacuum vessel outer wall 252 corresponding to the center of the observation region 204, or the surface of the recess 258 or the vacuum vessel outer wall 252 is flat. It may have a special shape instead of a surface. The heater that heats the recess 258 and the vacuum vessel outer wall 252 is divided into a plurality of parts as shown in FIG. 7 and arranged in a balanced manner with respect to the upper iron core 318 and the lower iron core 418 in the vertical direction, which is the Z-axis direction. The positional relationship between the iron core 318 and the lower iron core 418 can be controlled with high accuracy.

6.静磁場の均一性を維持するとともに騒音を低減する実施例の説明
次に図8に記載の実施例を用いて上側傾斜磁場発生装置210や下側傾斜磁場発生装置211に起因して発生する騒音の低減について説明する。なお図2図と同一の構成についての説明は省略する。この実施例では、上側超伝導磁石装置300の上側鉄心318の観測領域204の側に傾斜磁場コイルを有する上側傾斜磁場発生装置210が固定され、また下側超伝導電磁石400の下側鉄心418の観測領域204の側に傾斜磁場コイルを有する下側傾斜磁場発生装置211が固定されている。上側鉄心318及び上側傾斜磁場発生装置210は、上側支持部370により支持され、上側支持部370は真空容器連結管250の真空容器天板254および真空容器350の真空容器天板354により支持されている。上側支持部370は上側鉄心318や上側傾斜磁場発生装置210の他に上側RFパルス照射コイル214も支持しているが、上側RFパルス照射コイル214は、上側鉄心318や上側傾斜磁場発生装置210とは全く分離された構造で支持されている。
6). Description of an embodiment that maintains static magnetic field uniformity and reduces noise Next, noise generated by the upper gradient magnetic field generator 210 and the lower gradient magnetic field generator 211 using the embodiment shown in FIG. The reduction of the will be described. The description of the same configuration as that in FIG. 2 is omitted. In this embodiment, an upper gradient magnetic field generator 210 having a gradient magnetic field coil is fixed to the observation region 204 side of the upper iron core 318 of the upper superconducting magnet device 300 and the lower iron core 418 of the lower superconducting electromagnet 400 is fixed. A lower gradient magnetic field generator 211 having a gradient magnetic field coil is fixed on the observation region 204 side. The upper iron core 318 and the upper gradient magnetic field generator 210 are supported by an upper support portion 370, and the upper support portion 370 is supported by a vacuum vessel top plate 254 of a vacuum vessel connection tube 250 and a vacuum vessel top plate 354 of a vacuum vessel 350. Yes. The upper support 370 supports the upper RF pulse irradiation coil 214 in addition to the upper iron core 318 and the upper gradient magnetic field generator 210, but the upper RF pulse irradiation coil 214 is connected to the upper iron core 318 and the upper gradient magnetic field generator 210. Are supported in a completely separate structure.

上側支持部370は、真空容器天板254や真空容器天板354により支持された天板372と、上側鉄心318や上側傾斜磁場発生装置210を支持するための支持材374と、支持材374とは分離して設けられた上側RFパルス照射コイル214を支持するための支持材272や支持材273と、を有している。支持材374は非磁性材からなる円環状の板で作られ、上側鉄心318や上側傾斜磁場発生装置210を天板372に対して吊り下げる構造を成している。支持材272や支持材273は上側RFパルス照射コイル214を上側支持部370の天板372に対して吊り下げる構造を成している。   The upper support portion 370 includes a top plate 372 supported by the vacuum vessel top plate 254 and the vacuum vessel top plate 354, a support material 374 for supporting the upper iron core 318 and the upper gradient magnetic field generator 210, and a support material 374. Has a support member 272 and a support member 273 for supporting the upper RF pulse irradiation coil 214 provided separately. The support member 374 is made of an annular plate made of a nonmagnetic material and has a structure in which the upper iron core 318 and the upper gradient magnetic field generator 210 are suspended from the top plate 372. The support member 272 and the support member 273 have a structure in which the upper RF pulse irradiation coil 214 is suspended from the top plate 372 of the upper support portion 370.

上側鉄心318や上側傾斜磁場発生装置210を支持材374により吊り下げる構造及び上側RFパルス照射コイル214を支持材374により吊り下げる構造を有する上側支持部370の構造を、図9に示す。なお以下で説明する下側鉄心418や下側傾斜磁場発生装置211を支持し、さらに下側RFパルス照射コイル215を支持する下側支持部470も上側支持部370と同様の構造をしていて、上側支持部370と下側支持部470は観測領域204に対して対称となるように配置されている。下側支持部470や上側支持部370を代表して、図9に上側支持部370の構造を示す。   FIG. 9 shows the structure of the upper support portion 370 having a structure in which the upper iron core 318 and the upper gradient magnetic field generator 210 are suspended by the support material 374 and a structure in which the upper RF pulse irradiation coil 214 is suspended by the support material 374. The lower support 470 that supports the lower iron core 418 and the lower gradient magnetic field generator 211 described below and further supports the lower RF pulse irradiation coil 215 has the same structure as the upper support 370. The upper support portion 370 and the lower support portion 470 are disposed so as to be symmetric with respect to the observation region 204. As a representative of the lower support portion 470 and the upper support portion 370, the structure of the upper support portion 370 is shown in FIG.

図9において、上側傾斜磁場発生装置210や上側鉄心318が円筒状のステンレス材の板からなる支持材374により上側支持部370の天板372に固定されている。上側RFパルス照射コイル214はステンレス材からなる板状の支持材272や支持材273や支持材274により、上側支持部370の天板372に固定されている。図8に示すように上側傾斜磁場発生装置210と上側RFパルス照射コイル214との間には空隙212が形成されている。   In FIG. 9, the upper gradient magnetic field generator 210 and the upper iron core 318 are fixed to the top plate 372 of the upper support portion 370 by a support member 374 made of a cylindrical stainless steel plate. The upper RF pulse irradiation coil 214 is fixed to the top plate 372 of the upper support portion 370 by a plate-like support material 272, a support material 273, and a support material 274 made of stainless steel. As shown in FIG. 8, a gap 212 is formed between the upper gradient magnetic field generator 210 and the upper RF pulse irradiation coil 214.

下側傾斜磁場発生装置211や下側鉄心418は、真空容器450の真空容器底板462や真空容器連結管250の真空容器底板262に固定された下側支持部470により支持され、さらに下側RFパルス照射コイル215もまた下側支持部470によって462や真空容器底板262に支持され固定されている。下側支持部470は上述のとおり、上側支持部370と同様の構造をしており、下側傾斜磁場発生装置211や下側鉄心418が円筒状のステンレス材の板からなる支持材474により下側支持部470の底板472に固定されている。一方下側RFパルス照射コイル215はステンレス材からなる板状の支持材276や支持材277などにより、下側支持部470の底板472に固定されている。図2に示すように下側傾斜磁場発生装置211と下側RFパルス照射コイル215との間には空間213が形成されている。   The lower gradient magnetic field generator 211 and the lower iron core 418 are supported by a lower support portion 470 fixed to the vacuum vessel bottom plate 462 of the vacuum vessel 450 and the vacuum vessel bottom plate 262 of the vacuum vessel connecting pipe 250, and further, the lower RF The pulse irradiation coil 215 is also supported and fixed to the 462 and the vacuum vessel bottom plate 262 by the lower support portion 470. As described above, the lower support portion 470 has the same structure as the upper support portion 370, and the lower gradient magnetic field generator 211 and the lower iron core 418 are lowered by the support material 474 made of a cylindrical stainless steel plate. It is fixed to the bottom plate 472 of the side support portion 470. On the other hand, the lower RF pulse irradiation coil 215 is fixed to the bottom plate 472 of the lower support portion 470 by a plate-like support material 276 made of stainless steel, a support material 277, or the like. As shown in FIG. 2, a space 213 is formed between the lower gradient magnetic field generator 211 and the lower RF pulse irradiation coil 215.

図8に示すように、上述の真空容器連結管250は、真空容器底板262と真空容器天板254とを有し、真空容器底板262と真空容器天板254は真空容器外壁252と真空容器内壁256を有していて、上述したように内部は略真空に維持されている。真空容器連結管250の内部に設けられているコイル容器232や熱シールド234は断熱材で構成された支持部材240でそれぞれ支持されている。また真空容器内壁256の観測領域204に対向する部分である真空容器内壁観測部258は外周側に窪んでおり、この構造により開口202をより広い形状としている。図1に記載の如く上側超伝導磁石装置300と下側超伝導電磁石400とを固定するための柱は左右に設けられており、上述した図2の真空容器連結管250の構造は、左右に設けられた柱の内の右側の柱の内部構造を示すが、左右に設けられた柱の内の左側の柱の内部構造は、真空容器連結管250に対してZ軸およびX軸で作られる面に対して面対称の構造となっている。   As shown in FIG. 8, the above-described vacuum vessel connecting pipe 250 has a vacuum vessel bottom plate 262 and a vacuum vessel top plate 254, and the vacuum vessel bottom plate 262 and the vacuum vessel top plate 254 have a vacuum vessel outer wall 252 and a vacuum vessel inner wall. 256, and the interior is maintained in a substantially vacuum as described above. The coil container 232 and the heat shield 234 provided inside the vacuum container connecting pipe 250 are respectively supported by support members 240 made of a heat insulating material. Further, the vacuum vessel inner wall observation part 258 that is a portion of the vacuum vessel inner wall 256 facing the observation region 204 is recessed toward the outer periphery, and this structure makes the opening 202 wider. As shown in FIG. 1, columns for fixing the upper superconducting magnet device 300 and the lower superconducting electromagnet 400 are provided on the left and right, and the structure of the vacuum vessel connecting pipe 250 shown in FIG. The internal structure of the right column among the provided columns is shown, but the internal structure of the left column among the columns provided on the left and right sides is made with respect to the vacuum vessel connecting pipe 250 by the Z axis and the X axis. The surface is symmetrical with respect to the surface.

7.騒音発生の原因と騒音の低減についての説明
MRI装置100では、上側傾斜磁場発生装置210や下側傾斜磁場発生装置211が有する傾斜磁場コイルに傾斜磁場電源146から検査条件に基づくタイミング及び電圧で、パルス状の電流が印加される。傾斜磁場コイルにパルス状の電流が印加されると、ローレンツ力が作用して傾斜磁場コイルに振動が発生する。ローレンツ力は静磁場強度の増大につれて増大する傾向にあるため、超伝導磁石による強力な静磁場が使用されるMRI装置では傾斜磁場コイルによる振動が大きくなり、この振動が減衰しない状態で伝達され、上側RFパルス照射コイル214や下側RFパルス照射コイル215、壁352や壁452で空気振動に変換されると大きな騒音10(図10参照)や騒音12(図10参照)が発生する。このことにより被験者に不快感を与えることとなる。
7). Explanation on Causes of Noise Generation and Reduction of Noise In the MRI apparatus 100, the gradient magnetic field coils included in the upper gradient magnetic field generator 210 and the lower gradient magnetic field generator 211 are supplied to the gradient magnetic field coil 146 from the gradient magnetic field power supply 146 with timing and voltage based on the inspection conditions. A pulsed current is applied. When a pulsed current is applied to the gradient coil, Lorentz force acts to generate vibration in the gradient coil. Since the Lorentz force tends to increase as the static magnetic field strength increases, in a MRI apparatus in which a strong static magnetic field by a superconducting magnet is used, vibration due to the gradient magnetic field coil becomes large, and this vibration is transmitted without being attenuated, When the upper RF pulse irradiation coil 214, the lower RF pulse irradiation coil 215, the wall 352 and the wall 452 are converted into air vibrations, a large noise 10 (see FIG. 10) and noise 12 (see FIG. 10) are generated. This gives an unpleasant feeling to the subject.

傾斜磁場コイルによる振動に起因して空気振動が発生し易い構成は、上述のように上側RFパルス照射コイル214や下側RFパルス照射コイル215、および真空容器350の開口202側の面である壁352や真空容器450の開口202側の面である壁452であり、これらは何れも被験者の近傍において、空気を振動させる比較的大きな面を有する形状をしている。従って振動源である上側傾斜磁場発生装置210や下側傾斜磁場発生装置211で発生した振動が上側RFパルス照射コイル214や真空容器350の壁352や真空容器450の壁452への個体伝番を低減することがたいへん重要である。   The configuration in which air vibration is likely to be generated due to the vibration by the gradient magnetic field coil is the wall that is the surface on the opening 202 side of the upper RF pulse irradiation coil 214, the lower RF pulse irradiation coil 215, and the vacuum vessel 350 as described above. 352 and a wall 452 which is a surface on the opening 202 side of the vacuum vessel 450, both of which have a shape having a relatively large surface for vibrating air in the vicinity of the subject. Accordingly, vibrations generated by the upper gradient magnetic field generator 210 and the lower gradient magnetic field generator 211, which are the vibration sources, cause individual numbers to be transmitted to the upper RF pulse irradiation coil 214, the wall 352 of the vacuum vessel 350, and the wall 452 of the vacuum vessel 450. Reduction is very important.

図8や図9に示す構成および図10に示す振動の伝達を示すブロック図を用いて、振動の伝達経路と騒音の発生について説明する。振動の発生源として上述したように上側傾斜磁場発生装置210と下側傾斜磁場発生装置211を挙げることができる。先ず上側傾斜磁場発生装置210で発生した振動について説明する。上側傾斜磁場発生装置210が有する傾斜磁場コイルに振動が生じると、該振動は上側鉄心318や支持材374を介して天板372に伝わり、天板372から支持材272や支持材273や支持材274を介して上側RFパルス照射コイル214に伝わり、上側RFパルス照射コイル214により空気振動が発生し、騒音10となる。また天板372に伝わった振動は真空容器350に伝わり、真空容器350の壁352を振動させ、壁352の振動により空気振動が生じ、騒音12を発生する。上側RFパルス照射コイル214や壁352により発生した騒音10や12が被検体に大きな影響を与える。もちろん上側RFパルス照射コイル214や壁352以外の場所からも騒音が発生するが、騒音10より離れた場所で発生する騒音は被験者への影響が少ない。このため被検体の近くに存在する騒音発生源に対して対策することが望ましい。上述したように被検体の近くに存在する騒音発生源は壁352や上側RFパルス照射コイル214であるが、その他に以下で説明する壁452や下側RFパルス照射コイル215が被検体の近くに存在する騒音発生源となる。   The vibration transmission path and generation of noise will be described using the configuration shown in FIGS. 8 and 9 and the block diagram showing the vibration transmission shown in FIG. As described above, the upper gradient magnetic field generation device 210 and the lower gradient magnetic field generation device 211 can be given as examples of the vibration generation source. First, the vibration generated by the upper gradient magnetic field generator 210 will be described. When vibration is generated in the gradient magnetic field coil included in the upper gradient magnetic field generator 210, the vibration is transmitted to the top plate 372 via the upper iron core 318 and the support material 374, and the support material 272, the support material 273, and the support material are transmitted from the top plate 372. 274 is transmitted to the upper RF pulse irradiation coil 214 via the 274, and air vibration is generated by the upper RF pulse irradiation coil 214, resulting in noise 10. The vibration transmitted to the top plate 372 is transmitted to the vacuum vessel 350, vibrates the wall 352 of the vacuum vessel 350, and air vibration is generated by the vibration of the wall 352, and noise 12 is generated. Noises 10 and 12 generated by the upper RF pulse irradiation coil 214 and the wall 352 greatly affect the subject. Of course, noise is also generated from places other than the upper RF pulse irradiation coil 214 and the wall 352, but noise generated at a place far away from the noise 10 has little influence on the subject. For this reason, it is desirable to take measures against a noise generation source existing near the subject. As described above, the noise generation source existing near the subject is the wall 352 and the upper RF pulse irradiation coil 214, but the wall 452 and the lower RF pulse irradiation coil 215 described below are also close to the subject. It becomes an existing noise source.

図8や図9に示す実施例では、上側傾斜磁場発生装置210で発生した振動が上側鉄心318を介して支持材374に伝わり、支持材374から天板372に伝わる振動の伝搬経路が非常に長くなる構造をしている。また上側傾斜磁場発生装置210と上側RFパルス照射コイル214に間に空隙212が形成されている。なお以下で述べる下側傾斜磁場発生装置211が発生する振動に対しても上側傾斜磁場発生装置210の振動に対する作用効果と同様の作用効果が生じている。   In the embodiment shown in FIGS. 8 and 9, the vibration generated by the upper gradient magnetic field generator 210 is transmitted to the support member 374 via the upper iron core 318, and the propagation path of the vibration transmitted from the support member 374 to the top plate 372 is very high. Has a long structure. A gap 212 is formed between the upper gradient magnetic field generator 210 and the upper RF pulse irradiation coil 214. It should be noted that the same effects as the effects of the upper gradient magnetic field generator 210 on the vibration are also generated for the vibration generated by the lower gradient magnetic field generator 211 described below.

上側傾斜磁場発生装置210と上側RFパルス照射コイル214との間には空隙212が形成されている。なお空隙212は作用効果の点で空間213に対応している。上側傾斜磁場発生装置210の内部の傾斜磁場コイルが発生した振動は、上側傾斜磁場発生装置210の表面から空隙212に伝えられ、空隙212から上側RFパルス照射コイル214に伝えられ上側RFパルス照射コイル214により開口202の空気を振動させることによって騒音を発生するが、上側傾斜磁場発生装置210から空隙212の空気振動を介して再び上側RFパルス照射コイル214を振動させる伝達経路において振動の減衰が大きくなる。このため上側RFパルス照射コイル214に伝達された振動による騒音は小さく、影響が小さくなる。以下で説明する如く空間213が形成された構造に対しても同様の作用効果がある。   A gap 212 is formed between the upper gradient magnetic field generator 210 and the upper RF pulse irradiation coil 214. Note that the air gap 212 corresponds to the space 213 in terms of operational effects. The vibration generated by the gradient magnetic field coil inside the upper gradient magnetic field generation device 210 is transmitted from the surface of the upper gradient magnetic field generation device 210 to the air gap 212 and from the air gap 212 to the upper RF pulse irradiation coil 214 and is transmitted to the upper RF pulse irradiation coil. Noise is generated by vibrating the air in the opening 202 by the 214, but the attenuation of the vibration is large in the transmission path that vibrates the upper RF pulse irradiation coil 214 again from the upper gradient magnetic field generator 210 through the air vibration of the air gap 212. Become. For this reason, the noise caused by the vibration transmitted to the upper RF pulse irradiation coil 214 is small and the influence is small. As described below, the same effect can be obtained for the structure in which the space 213 is formed.

また上側傾斜磁場発生装置210から上側鉄心318を介して上側支持部370へ振動が伝達される伝達径路では、支持材374のZ方向の長さが長い形状となっている。上側傾斜磁場発生装置210が発生する振動は広い帯域幅を有するため弾性体を利用して振動を減衰させようとしても減衰させることが難しい。しかしこの実施例では、支持材374は長い伝達経路を有するため、特定の狭い帯域以外の振動の伝達を大きく抑制する特性を有する。このため上側鉄心318と支持材374の接続部や支持材374と天板372の接続部、あるいは天板372と支持材273や天板372と真空容器天板354の接続部で、特定の狭い帯域の振動を抑制するようにすれば、上側RFパルス照射コイル214や壁352が発生する騒音を大幅に低減できる。支持材374や天板372、真空容器天板354その他真空容器350の壁に、制振材を貼り付けることも可能であるし、支持材374や天板372、真空容器天板354その他真空容器350の材料として制振材を用いることも可能となる。   In the transmission path through which vibration is transmitted from the upper gradient magnetic field generator 210 to the upper support portion 370 through the upper iron core 318, the length of the support member 374 in the Z direction is long. Since the vibration generated by the upper gradient magnetic field generator 210 has a wide bandwidth, it is difficult to dampen it even if it is intended to dampen the vibration using an elastic body. However, in this embodiment, since the support member 374 has a long transmission path, it has a characteristic of greatly suppressing transmission of vibrations other than a specific narrow band. For this reason, the connection portion between the upper iron core 318 and the support member 374, the connection portion between the support member 374 and the top plate 372, or the connection portion between the top plate 372 and the support member 273, the top plate 372, and the vacuum vessel top plate 354 is narrow. By suppressing the vibration in the band, the noise generated by the upper RF pulse irradiation coil 214 and the wall 352 can be greatly reduced. It is possible to attach a damping material to the wall of the support material 374, the top plate 372, the vacuum vessel top plate 354 and other vacuum vessels 350, and the support material 374, the top plate 372, the vacuum vessel top plate 354 and other vacuum vessels. A damping material can be used as the material of 350.

上述したように下側傾斜磁場発生装置211が有する傾斜磁場コイルも広い帯域幅の振動を発生するが、空隙212と同様に下側傾斜磁場発生装置211と下側RFパルス照射コイル215との間に空間213が形成されている。この構造により、下側傾斜磁場発生装置211から下側RFパルス照射コイル215への振動の伝達を大幅に低減できる。また支持材374で説明した如く、支持材474により長い振動の伝達経路が形成される。この結果特定の周波数の振動を残して他の周波数の振動が大きく減衰する。このため上述したように下側鉄心418と支持材474や支持材474と下側支持部470や底板472と支持材277や底板472と真空容器450の壁との接続において、特定の周波数の振動を抑制することにより、下側RFパルス照射コイル215や壁452が発生する騒音を大幅に低減することが可能となる。さらに伝達経路を構成する板材に上述した制振材を貼り付けても良いし、伝達経路を構成する板材そのものを、制振材を使用した構成とすることも可能となる。   As described above, the gradient magnetic field coil included in the lower gradient magnetic field generator 211 also generates a wide bandwidth vibration. However, as with the air gap 212, the lower gradient magnetic field generator 211 and the lower RF pulse irradiation coil 215 are arranged. A space 213 is formed. With this structure, vibration transmission from the lower gradient magnetic field generator 211 to the lower RF pulse irradiation coil 215 can be greatly reduced. Further, as described in the support member 374, a long vibration transmission path is formed by the support member 474. As a result, vibrations at other frequencies are greatly attenuated while leaving vibrations at specific frequencies. Therefore, as described above, in the connection of the lower iron core 418, the support material 474, the support material 474, the lower support portion 470, the bottom plate 472, the support material 277, the bottom plate 472, and the wall of the vacuum vessel 450, the vibration of a specific frequency. By suppressing the noise, the noise generated by the lower RF pulse irradiation coil 215 and the wall 452 can be greatly reduced. Further, the above-described vibration damping material may be attached to the plate material constituting the transmission path, or the plate material itself constituting the transmission path may be configured to use the vibration damping material.

また支持材374が伝達する振動の帯域幅と支持材273や真空容器350が伝達する振動の帯域幅が異なるように、支持材374や支持材273や真空容器350を作ることにより、上側傾斜磁場発生装置210の振動が上側RFパルス照射コイル214や壁352へ伝達するのを抑制することが可能となる。支持材374がZ軸方向に長い板で作られており、支持材272や支持材273および真空容器350が同様にZ軸方向に長い板で作られていることにより、このような作用効果を得ることができる。このことは下側傾斜磁場発生装置211が発生する振動に対しても同様であり、支持材474や支持材276や支持材277真空容器450が、Z軸方向に長い板で作られていることが重要である。   Further, by forming the support material 374, the support material 273, and the vacuum vessel 350 so that the vibration bandwidth transmitted by the support material 374 and the vibration bandwidth transmitted by the support material 273 and the vacuum vessel 350 are different, the upper gradient magnetic field is generated. It is possible to suppress the vibration of the generator 210 from being transmitted to the upper RF pulse irradiation coil 214 and the wall 352. The support material 374 is made of a plate that is long in the Z-axis direction, and the support material 272, the support material 273, and the vacuum vessel 350 are similarly made of a plate that is long in the Z-axis direction. Can be obtained. The same applies to the vibration generated by the lower gradient magnetic field generator 211. The support material 474, the support material 276, and the support material 277 vacuum vessel 450 are made of a plate that is long in the Z-axis direction. is important.

支持材374あるいは下側鉄心418のZ軸方向の長さは、図8や図9からわかるように上側鉄心318あるいは下側鉄心418のZ軸方向の長さに対して2倍以上、約3倍程度の長さがある。支持材272や支持材273あるいは支持材276や支持材277のZ軸方向の長さは、上側鉄心318あるいは下側鉄心418のZ軸方向の長さに対して2倍以上、約3倍程度の長さがある。また真空容器350や真空容器450のZ軸方向の長さは、上側鉄心318あるいは下側鉄心418のZ軸方向の長さに対して2倍以上、約3倍程度の長さがある。このような構造を有することにより、上述した効果を得ることができる。   The length of the support member 374 or the lower iron core 418 in the Z-axis direction is at least twice the length of the upper iron core 318 or the lower iron core 418 in the Z-axis direction, as shown in FIGS. It is about twice as long. The length of the support material 272, the support material 273, or the support material 276, or the support material 277 in the Z-axis direction is about twice or more and about three times the length of the upper iron core 318 or the lower iron core 418 in the Z-axis direction. There is a length of. The lengths of the vacuum vessel 350 and the vacuum vessel 450 in the Z-axis direction are about twice or more and about 3 times the length of the upper iron core 318 or the lower iron core 418 in the Z-axis direction. By having such a structure, the above-described effects can be obtained.

またこのような構造を可能とした背景として、上側超伝導磁石装置300の一部である上側鉄心318や下側超伝導電磁石400の一部である下側鉄心418を真空容器350や真空容器450の外に出す構造としたことが挙げられる。上側鉄心318や下側鉄心418を真空容器350や真空容器450の外に配置したことにより、上側鉄心318を支持する支持材374のZ軸方向の長さを長くすることが可能となった。また上側傾斜磁場発生装置210や下側傾斜磁場発生装置211で発生した振動が、真空容器連結管250の真空容器天板254真空容器底板262に固定する天板372や底板472を経由して上側RFパルス照射コイル214や下側RFパルス照射コイル215に伝達される構造とすることができた。このような構成により、上側RFパルス照射コイル214や下側RFパルス照射コイル215が発生する騒音、および壁352や壁452が発生する騒音を大幅に低減することが可能となった。   In addition, as a background enabling such a structure, the upper iron core 318 which is a part of the upper superconducting magnet device 300 and the lower iron core 418 which is a part of the lower superconducting electromagnet 400 are replaced with the vacuum vessel 350 and the vacuum vessel 450. It is mentioned that it was made the structure which goes outside. By arranging the upper iron core 318 and the lower iron core 418 outside the vacuum vessel 350 and the vacuum vessel 450, the length of the support member 374 supporting the upper iron core 318 in the Z-axis direction can be increased. The vibration generated by the upper gradient magnetic field generator 210 and the lower gradient magnetic field generator 211 is moved upward via the top plate 372 and the bottom plate 472 fixed to the vacuum vessel top plate 254 and the vacuum vessel bottom plate 262 of the vacuum vessel connection pipe 250. A structure that can be transmitted to the RF pulse irradiation coil 214 and the lower RF pulse irradiation coil 215 can be obtained. With this configuration, the noise generated by the upper RF pulse irradiation coil 214 and the lower RF pulse irradiation coil 215 and the noise generated by the wall 352 and the wall 452 can be greatly reduced.

図11は図8および図9に示す実施例の他の実施例を示す。また図12は図11の実施例における振動の伝達状態及び騒音の発生状態を示すブロック図である。図12において図8と共通する構成についての説明は省略する。図8では上側RFパルス照射コイル214や下側RFパルス照射コイル215が、支持材272や支持材273あるいは支持材276や支持材277によって支持されていた。このため図10に示す振動の伝達経路では、天板372や底板472へ伝わった振動が、支持材272や支持材273あるいは支持材276や支持材277を介して上側RFパルス照射コイル214や下側RFパルス照射コイル215へ伝わった。図11に示す他の実施例では、上側RFパルス照射コイル214を真空容器350の壁352や真空容器連結管250の真空容器内壁256の凹部258により支持し固定している。また同様に下側RFパルス照射コイル215を真空容器450の壁452や真空容器内壁256の凹部258により支持し固定している。この構造では、振動の伝達経路は上側傾斜磁場発生装置210から天板372あるいは下側傾斜磁場発生装置211から底板472の部分は同じである。また上側傾斜磁場発生装置210と上側RFパルス照射コイル214との間に空隙212が形成されている。下側傾斜磁場発生装置211と下側RFパルス照射コイル215との間に空間213が形成されるので、上側傾斜磁場発生装置210から空隙212を介して上側RFパルス照射コイル214へ振動が伝達するのが抑制され、下側傾斜磁場発生装置211と下側RFパルス照射コイル215との間に空間213が形成されるので、下側傾斜磁場発生装置211から空間213を介して下側RFパルス照射コイル215へ振動が伝達するのが抑制される。   FIG. 11 shows another embodiment of the embodiment shown in FIGS. FIG. 12 is a block diagram showing a vibration transmission state and noise generation state in the embodiment of FIG. In FIG. 12, the description of the configuration common to FIG. 8 is omitted. In FIG. 8, the upper RF pulse irradiation coil 214 and the lower RF pulse irradiation coil 215 are supported by the support material 272, the support material 273, the support material 276, and the support material 277. For this reason, in the vibration transmission path shown in FIG. 10, the vibration transmitted to the top plate 372 and the bottom plate 472 is transmitted to the upper RF pulse irradiation coil 214 and the lower member via the support member 272, the support member 273, the support member 276, and the support member 277. It was transmitted to the side RF pulse irradiation coil 215. In another embodiment shown in FIG. 11, the upper RF pulse irradiation coil 214 is supported and fixed by the wall 352 of the vacuum vessel 350 and the recess 258 of the vacuum vessel inner wall 256 of the vacuum vessel connecting tube 250. Similarly, the lower RF pulse irradiation coil 215 is supported and fixed by the wall 452 of the vacuum vessel 450 and the recess 258 of the inner wall 256 of the vacuum vessel. In this structure, the vibration transmission path is the same from the upper gradient magnetic field generator 210 to the top plate 372 or from the lower gradient magnetic field generator 211 to the bottom plate 472. An air gap 212 is formed between the upper gradient magnetic field generator 210 and the upper RF pulse irradiation coil 214. Since the space 213 is formed between the lower gradient magnetic field generator 211 and the lower RF pulse irradiation coil 215, vibration is transmitted from the upper gradient magnetic field generator 210 to the upper RF pulse irradiation coil 214 via the gap 212. Is suppressed, and a space 213 is formed between the lower gradient magnetic field generator 211 and the lower RF pulse irradiation coil 215, so that the lower RF pulse irradiation is performed from the lower gradient magnetic field generator 211 via the space 213. Transmission of vibration to the coil 215 is suppressed.

天板372や底板472へ伝わった振動は、真空容器連結管250の真空容器内壁256を介して上側RFパルス照射コイル214や下側RFパルス照射コイル215へ伝達されるが、真空容器内壁256のZ方向の伝達経路が長いので、既に図8において説明した作用効果により、上側RFパルス照射コイル214や下側RFパルス照射コイル215が発生する騒音を大幅に低減することができる。   The vibration transmitted to the top plate 372 and the bottom plate 472 is transmitted to the upper RF pulse irradiation coil 214 and the lower RF pulse irradiation coil 215 via the vacuum vessel inner wall 256 of the vacuum vessel connecting pipe 250. Since the transmission path in the Z direction is long, the noise generated by the upper RF pulse irradiation coil 214 and the lower RF pulse irradiation coil 215 can be greatly reduced by the effects already described in FIG.

天板372へ伝わった振動は、真空容器350を介して壁352へ伝えられ壁352において騒音が発生したり、あるいは壁352からさらに上側RFパルス照射コイル214へ伝達されて上側RFパルス照射コイル214で騒音が発生したりする。しかし既に図8において説明した作用効果により、壁352への振動の伝達を大幅に抑制することができ、壁352や上側RFパルス照射コイル214で発生する騒音を大幅に抑制できる。   The vibration transmitted to the top plate 372 is transmitted to the wall 352 through the vacuum vessel 350 and noise is generated in the wall 352, or further transmitted from the wall 352 to the upper RF pulse irradiation coil 214 to be transmitted to the upper RF pulse irradiation coil 214. Noise may occur. However, the action and effect already described with reference to FIG. 8 can greatly suppress the transmission of vibration to the wall 352, and the noise generated by the wall 352 and the upper RF pulse irradiation coil 214 can be greatly suppressed.

同様に下側傾斜磁場発生装置211から底板472へ伝わった振動は、真空容器450を介して壁452へ伝えられ壁452において騒音が発生したり、あるいは壁452からさらに下側RFパルス照射コイル215へ伝達されて下側RFパルス照射コイル215騒音が発生したりする。しかし既に図8において説明した作用効果により、壁452の振動の伝達を大幅に抑制することができ、壁452から下側RFパルス照射コイル215へ伝達されてそこで発生する騒音を大幅に抑制できる。   Similarly, the vibration transmitted from the lower gradient magnetic field generator 211 to the bottom plate 472 is transmitted to the wall 452 through the vacuum vessel 450 to generate noise in the wall 452 or further from the wall 452 to the lower RF pulse irradiation coil 215. The lower RF pulse irradiation coil 215 noise is generated. However, the action and effect already described with reference to FIG. 8 can greatly suppress the transmission of the vibration of the wall 452, and can greatly suppress the noise transmitted from the wall 452 to the lower RF pulse irradiation coil 215.

8.騒音発生の低減に関するさらに他の実施例の説明
図8に記載の実施例や図11に記載の実施例について説明したが、図8に記載の実施例では、上側RFパルス照射コイル214を支持材272や支持材273を使用して上側RFパルス照射コイル214を固定しているので、真空容器350に負担がかからない利点がある。真空容器350は内部が高度の真空状態であり、機械的な負担を掛けないことが望ましい。図11に記載の構造では、真空容器350の壁352に上側RFパルス照射コイル214を固定する構造であり、壁352に上側RFパルス照射コイル214を固定するための機械的な加工を施すことが必要となる。一方真空容器350の内部は高度な真空状態なので、上記の機械的な加工を施すとなると壁352を厚くするなどの特別な配慮が必要となる。図8や図9に示す支持構造では、上側RFパルス照射コイル214を支持材272や支持材273で吊り下げる状態となり、支持材272や支持材273の引張強度を利用することとなる。支持材272や支持材273を構成する金属板の引張強度を利用することとなるが、金属板は引張強度が強いので比較的薄い状態であっても十分な強度が得られ易い効果がある。
8). Description of Still Another Embodiment Regarding Reduction of Noise Generation Although the embodiment shown in FIG. 8 and the embodiment shown in FIG. 11 have been described, the upper RF pulse irradiation coil 214 is used as a support material in the embodiment shown in FIG. Since the upper RF pulse irradiation coil 214 is fixed using the 272 and the support member 273, there is an advantage that the vacuum vessel 350 is not burdened. It is desirable that the inside of the vacuum vessel 350 is in a high vacuum state and does not impose a mechanical burden. In the structure shown in FIG. 11, the upper RF pulse irradiation coil 214 is fixed to the wall 352 of the vacuum vessel 350, and mechanical processing for fixing the upper RF pulse irradiation coil 214 to the wall 352 is performed. Necessary. On the other hand, since the inside of the vacuum vessel 350 is in a highly vacuum state, special considerations such as thickening the wall 352 are required when the above mechanical processing is performed. In the support structure shown in FIGS. 8 and 9, the upper RF pulse irradiation coil 214 is suspended by the support material 272 and the support material 273, and the tensile strength of the support material 272 and the support material 273 is used. The tensile strength of the metal plate constituting the support material 272 and the support material 273 is used. However, since the metal plate has a high tensile strength, there is an effect that a sufficient strength can be easily obtained even in a relatively thin state.

一方図8の構造では、下側RFパルス照射コイル215を支える支持材276や支持材277には圧縮方向の力が作用する。さらに下側RFパルス照射コイル215の上には被検体20の体重がかかる可能性があり、支持材276や支持材277で下側RFパルス照射コイル215を支えるには、支持材276や支持材277の強度を得るためにより厚くすることが必要となる。この観点から図8に記載の下側RFパルス照射コイル215を支持材276や支持材277で支えるより、図11で示すように下側RFパルス照射コイル215を真空容器450の壁452や真空容器連結管250の凹部258で支える構造の方が好ましい。従って上側RFパルス照射コイル214を図8の構造で支え、下側RFパルス照射コイル215を図11の構造で支える、図8と図11の構造を組み合わせて使用することがより効果的である。   On the other hand, in the structure of FIG. 8, a force in the compression direction acts on the support member 276 and the support member 277 that support the lower RF pulse irradiation coil 215. Further, there is a possibility that the weight of the subject 20 may be applied on the lower RF pulse irradiation coil 215. In order to support the lower RF pulse irradiation coil 215 with the support material 276 or the support material 277, the support material 276 or the support material is used. It is necessary to increase the thickness to obtain a strength of 277. From this viewpoint, the lower RF pulse irradiation coil 215 shown in FIG. 8 is supported by the support material 276 and the support material 277, and the lower RF pulse irradiation coil 215 is supported by the wall 452 of the vacuum vessel 450 and the vacuum vessel as shown in FIG. A structure supported by the recess 258 of the connecting pipe 250 is preferred. Therefore, it is more effective to use a combination of the structure of FIG. 8 and FIG. 11 in which the upper RF pulse irradiation coil 214 is supported by the structure of FIG. 8 and the lower RF pulse irradiation coil 215 is supported by the structure of FIG.

100・・・MRI装置、110・・・制御装置、120・・・入出力装置、122・・・表示装置、124・・・入力装置、130・・・演算処理装置、140・・・撮像制御装置、142・・・シーケンサ、144・・・RF電流供給装置、146・・・傾斜磁場電源、148・・・信号処理装置、150・・・寝台、152・・・天板、200・・・MRI本体、202・・・開口、204・・・観測領域、210・・・上側傾斜磁場発生装置、211・・・下側傾斜磁場発生装置、214・・・上側RFパルス照射コイル、215・・・下側RFパルス照射コイル、230・・・冷媒、232・・・コイル容器、240・・・支持部材、250・・・真空容器連結管、252・・・真空容器外壁、254・・・真空容器天板、256・・・真空容器内壁、258・・・凹部、262・・・真空容器底板、272・・・支持材、273・・・支持材、276・・・支持材、277・・・支持材、300・・・上側超伝導磁石装置、318・・・上側鉄心、320・・・超伝導コイル、322・・・超伝導コイル、332・・・コイル容器、334・・・熱シールド、350・・・真空容器、352・・・壁、354・・・真空容器天板、370・・・上側支持部、372・・・天板、374・・・支持材、400・・・下側超伝導電磁石、418・・・下側鉄心、420・・・超伝導コイル、422・・・超伝導コイル、432・・・コイル容器、434・・・熱シールド、450・・・真空容器、452・・・壁、462・・・真空容器底板、470・・・下側支持部、472・・・底板、474・・・底板支持材、512・・・断熱材、514・・・断熱材、522・・・外側ヒータ、524・・・内側ヒータ、526・・・ヒータ、527・・・ヒータ、530・・・温度センサ、532・・・温度センサ、534・・・基準温度設定部、540・・・制御システム、550・・・ヒータ制御装置、552・・・記録装置。560・・・位置センサ、562・・・基準位置設定部、554・・・記録装置、572・・・ヒータ、・・・573、574・・・ヒータ、575・・・ヒータ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... MRI apparatus, 110 ... Control apparatus, 120 ... Input / output apparatus, 122 ... Display apparatus, 124 ... Input apparatus, 130 ... Arithmetic processing apparatus, 140 ... Imaging control Device: 142 ... Sequencer, 144 ... RF current supply device, 146 ... Gradient magnetic field power supply, 148 ... Signal processing device, 150 ... Bed, 152 ... Top plate, 200 ... MRI main body, 202 ... opening, 204 ... observation region, 210 ... upper gradient magnetic field generator, 211 ... lower gradient magnetic field generator, 214 ... upper RF pulse irradiation coil, 215 ... Lower RF pulse irradiation coil, 230 ... refrigerant, 232 ... coil container, 240 ... support member, 250 ... vacuum vessel connecting tube, 252 ... vacuum vessel outer wall, 254 ... vacuum Container top plate, 256 ..Vacuum vessel inner wall, 258... Recessed portion, 262... Vacuum vessel bottom plate, 272 .. support material, 273 .. support material, 276 .. support material, 277. ..Upper superconducting magnet device, 318 ... upper iron core, 320 ... superconducting coil, 322 ... superconducting coil, 332 ... coil container, 334 ... heat shield, 350 ... vacuum Vessel, 352 ... wall, 354 ... vacuum vessel top plate, 370 ... upper support, 372 ... top plate, 374 ... support material, 400 ... lower superconducting electromagnet, 418 ... Lower iron core, 420 ... Superconducting coil, 422 ... Superconducting coil, 432 ... Coil container, 434 ... Heat shield, 450 ... Vacuum container, 452 ... Wall, 462 ... Vacuum vessel bottom plate, 470 ... Lower support, 4 2 ... bottom plate, 474 ... bottom plate support material, 512 ... heat insulating material, 514 ... heat insulating material, 522 ... outer heater, 524 ... inner heater, 526 ... heater, 527 ... ..Heater, 530 ... temperature sensor, 532 ... temperature sensor, 534 ... reference temperature setting unit, 540 ... control system, 550 ... heater control device, 552 ... recording device. 560 ... Position sensor, 562 ... Reference position setting unit, 554 ... Recording device, 572 ... Heater, ... 573, 574 ... Heater, 575 ... Heater.

Claims (14)

MRI本体と上記MRI本体の動作を制御する制御装置と被検体を載せる寝台とを有し、
上記MRI本体は、観測領域に静磁場を発生する静磁場発生装置と、傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生装置と、RFパルス照射コイルと、を有し、
上記静磁場発生装置は磁束を発生するコイルと磁束の均一化を図るための磁性材を有し、
上記磁性材の支持機構の一部に発熱体を設け、上記発熱体の発熱量を制御することにより、上記磁性材の位置関係を制御するようにした、ことを特徴とするMRI装置。
An MRI main body, a control device for controlling the operation of the MRI main body, and a bed for placing a subject;
The MRI main body includes a static magnetic field generator that generates a static magnetic field in an observation region, a gradient magnetic field generator that generates a gradient magnetic field, and an RF pulse irradiation coil.
The static magnetic field generator has a coil for generating magnetic flux and a magnetic material for equalizing the magnetic flux,
An MRI apparatus characterized in that a heating element is provided in a part of the support mechanism of the magnetic material, and the positional relationship of the magnetic material is controlled by controlling the amount of heat generated by the heating element.
請求項1に記載のMRI装置において、真空容器を有し、上記静磁場発生装置の上記コイルを超伝導コイルで構成し、上記超伝導コイルを上記真空容器の内部に配置し、上記磁性材を上記真空容器の外に配置した、ことを特徴とするMRI装置。   2. The MRI apparatus according to claim 1, further comprising: a vacuum vessel, wherein the coil of the static magnetic field generation device is configured by a superconducting coil, the superconducting coil is disposed inside the vacuum vessel, and the magnetic material is An MRI apparatus, which is disposed outside the vacuum container. 請求項2に記載のMRI装置において、
上記真空容器は上記観測領域を挟んで上下に配置された上側真空容器と下側真空容器を有しており、
上記超伝導コイルは上記観測領域を挟んで上下に配置された上側超伝導コイルと下側超伝導コイルを有していて、上記上側超伝導コイルは上記上側真空容器の内部に設けられ、上記下側超伝導コイルは上記下側真空容器の内部に設けられ、
上記磁性材は上記観測領域を挟んで上下に配置されると共に上記上側真空容器や上記下側真空容器の外に配置された上側磁性材と下側磁性材を有しており、
上記上側超伝導コイルと上記上側磁性材により上側超伝導磁石装置が作られ、さらに上記下側超伝導コイルと上記下側磁性材により下側超伝導電磁石が作られ、
上記支持機構により上記上側磁性材と上記下側磁性材が支持され、
上記支持機構は上記上側真空容器と上記下側真空容器を繋ぐ真空容器連結管と上記真空容器連結管に対して上記上側磁性材を固定する上側支持部と上記真空容器連結管に対して上記下側磁性材を固定する下側支持部とを有し、
上記真空容器連結管に上記発熱体を設けた、ことを特徴とするMRI装置。
The MRI apparatus according to claim 2,
The vacuum vessel has an upper vacuum vessel and a lower vacuum vessel arranged above and below the observation region,
The superconducting coil has an upper superconducting coil and a lower superconducting coil arranged above and below the observation region. The upper superconducting coil is provided inside the upper vacuum vessel, and The side superconducting coil is provided inside the lower vacuum vessel,
The magnetic material has an upper magnetic material and a lower magnetic material which are arranged above and below the observation region and arranged outside the upper vacuum vessel or the lower vacuum vessel,
An upper superconducting magnet device is made by the upper superconducting coil and the upper magnetic material, and a lower superconducting electromagnet is made by the lower superconducting coil and the lower magnetic material,
The upper magnetic material and the lower magnetic material are supported by the support mechanism,
The support mechanism includes a vacuum vessel connecting tube that connects the upper vacuum vessel and the lower vacuum vessel, an upper support portion that fixes the upper magnetic material to the vacuum vessel connecting tube, and the lower support for the vacuum vessel connecting tube. A lower support portion for fixing the side magnetic material,
An MRI apparatus, wherein the heating element is provided in the vacuum vessel connecting pipe.
請求項1乃至3の内の一に記載のMRI装置において、
上記磁性材の状態を検出する検出手段を設け、上記検出手段の検出結果に基づいて上記発熱体へ供給される電流が制御される、ことを特徴とするMRI装置。
The MRI apparatus according to any one of claims 1 to 3,
An MRI apparatus comprising a detecting means for detecting a state of the magnetic material, and a current supplied to the heating element is controlled based on a detection result of the detecting means.
請求項4に記載のMRI装置において、
上記検出手段は温度センサであり、さらに上記MRI装置が置かれている室温より高い温度を基準温度として設定するための基準温度設定部が設けられ、上記温度センサの検出結果と上記基準温度設定部によって設定された上記基準温度とに基づいて、上記発熱体へ供給される電流が制御される、ことを特徴とするMRI装置。
The MRI apparatus according to claim 4, wherein
The detection means is a temperature sensor, and further includes a reference temperature setting unit for setting a temperature higher than the room temperature where the MRI apparatus is placed as a reference temperature. The detection result of the temperature sensor and the reference temperature setting unit The MRI apparatus is characterized in that the current supplied to the heating element is controlled based on the reference temperature set by.
請求項4に記載のMRI装置において、
上記検出手段は上記磁性材の位置状態を検出する位置センサであり、上記位置センサの検出結果に基づいて、上記発熱体へ供給される電流が制御される、ことを特徴とするMRI装置。
The MRI apparatus according to claim 4, wherein
The MRI apparatus, wherein the detection means is a position sensor that detects a position state of the magnetic material, and a current supplied to the heating element is controlled based on a detection result of the position sensor.
請求項4に記載のMRI装置において、
上記検出手段は静磁場の状態を検出する磁場状態検出手段であって、上記磁場状態検出手段の検出結果に基づいて、上記発熱体へ供給される電流が制御される、ことを特徴とするMRI装置。
The MRI apparatus according to claim 4, wherein
The detection means is a magnetic field state detection means for detecting a state of a static magnetic field, and an electric current supplied to the heating element is controlled based on a detection result of the magnetic field state detection means. apparatus.
請求項1乃至請求項7の内の一に記載のMRI装置において、上記発熱体が断熱材で覆われている、ことを特徴とするMRI装置。   8. The MRI apparatus according to claim 1, wherein the heating element is covered with a heat insulating material. 請求項8に記載のMRI装置において、上記発熱体がカーボングラファイトで作られたヒータである、ことを特徴とするMRI装置。   9. The MRI apparatus according to claim 8, wherein the heating element is a heater made of carbon graphite. 請求項1乃至請求項9の内の一に記載のMRI装置において、上記傾斜磁場発生装置の上記観測領域側に上記RFパルス照射コイルが配置され、上記傾斜磁場発生装置と上記RFパルス照射コイルとの間に空隙を形成した、ことを特徴とするMRI装置。   10. The MRI apparatus according to claim 1, wherein the RF pulse irradiation coil is disposed on the observation region side of the gradient magnetic field generator, and the gradient magnetic field generator, the RF pulse irradiation coil, An MRI apparatus characterized in that a gap is formed between the two. 請求項10に記載のMRI装置において、
上記静磁場発生装置は上記観測領域を挟んで上下方向に配置された上側超伝導磁石装置と下側超伝導磁石装置とを有し、
上記RFパルス照射コイルは上側RFパルス照射コイルと下側RFパルス照射コイルとを有し、
上記上側超伝導磁石装置は、上側真空容器と、上記上側真空容器の内部に設けられた上側超伝導コイルと、上側鉄心と、を有し、
上記下側超伝導磁石装置は、下側真空容器と、上記下側真空容器の内部に設けられた下側超伝導コイルと、下側鉄心と、を有し、
上記傾斜磁場発生装置は上側傾斜磁場発生装置と下側傾斜磁場発生装置とを有し、
上記上側鉄心と上記上側傾斜磁場発生装置は上側第1支持部材で支持され、上記下側鉄心と上記下側傾斜磁場発生装置は下側第1支持部材で支持されていて、
上記上側RFパルス照射コイルと下側RFパルス照射コイルとは上記上側第1支持部材および上記下側第1支持部材以外の部材により支持されている、ことを特徴とするMRI装置。
The MRI apparatus according to claim 10, wherein
The static magnetic field generator has an upper superconducting magnet device and a lower superconducting magnet device arranged in the vertical direction across the observation region,
The RF pulse irradiation coil has an upper RF pulse irradiation coil and a lower RF pulse irradiation coil,
The upper superconducting magnet device includes an upper vacuum vessel, an upper superconducting coil provided inside the upper vacuum vessel, and an upper iron core,
The lower superconducting magnet device has a lower vacuum vessel, a lower superconducting coil provided inside the lower vacuum vessel, and a lower iron core,
The gradient magnetic field generator has an upper gradient magnetic field generator and a lower gradient magnetic field generator,
The upper iron core and the upper gradient magnetic field generator are supported by an upper first support member, and the lower iron core and the lower gradient magnetic field generator are supported by a lower first support member,
The MRI apparatus, wherein the upper RF pulse irradiation coil and the lower RF pulse irradiation coil are supported by a member other than the upper first support member and the lower first support member.
請求項11に記載のMRI装置において、
上記上側真空容器と上記下側真空容器とをつなぐ真空容器連結管が設けられ、
上記真空容器連結管の上部に固定された天板が設けられ、
上記上側第1支持部材が上記天板により支持されており、
上記上側RFパルス照射コイルが上側第2支持部材によって上記天板により支持されている、ことを特徴とするMRI装置。
The MRI apparatus according to claim 11,
A vacuum vessel connecting pipe connecting the upper vacuum vessel and the lower vacuum vessel is provided,
A top plate fixed to the upper part of the vacuum vessel connecting pipe is provided,
The upper first support member is supported by the top plate;
The MRI apparatus, wherein the upper RF pulse irradiation coil is supported by the top plate by an upper second support member.
請求項12に記載のMRI装置において、上記上側第1支持部材が円筒形状を成し、上記円筒形状の一方が上記天板に固定され、上記円筒形状の他方に上記上側鉄心と上記上側傾斜磁場発生装置が支持されている、ことを特徴とするMRI装置。   13. The MRI apparatus according to claim 12, wherein the upper first support member has a cylindrical shape, one of the cylindrical shapes is fixed to the top plate, and the upper iron core and the upper gradient magnetic field are fixed to the other cylindrical shape. An MRI apparatus, characterized in that the generator is supported. 請求項13に記載のMRI装置において、
上記観測領域を有する開口が形成されており、
上記開口を挟んで、上記上側真空容器と上記下側真空容器とが対向して配置されており、
上記下側RFパルス照射コイルは上記下側真空容器の上記開口側に固定されている、ことを特徴とするMRI装置。
The MRI apparatus according to claim 13,
An opening having the observation region is formed,
The upper vacuum vessel and the lower vacuum vessel are arranged facing each other across the opening,
The MRI apparatus, wherein the lower RF pulse irradiation coil is fixed to the opening side of the lower vacuum vessel.
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