JP2019516447A5

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Publication number: JP2019516447A5
Application number: JP2018555673A
Authority: JP
Filing date: 2017-04-25
Publication date: 2020-06-11
Anticipated expiration: 2037-04-25

Description

図１は、第１の実施形態による磁気共鳴（ＭＲ）撮像システムの一般的な実施形態の一部の概略図である。図２は、第１の実施形態に従って、放射線シールドと、放射線シールド内に配置される主コイル及びアクティブシールドコイルとを有するシールドされた主磁石を、その長手軸に沿った断面図として示す。図３は、第１の実施形態によるシールドされた主磁石を断面図として示す。図４は、第１の実施形態による放射線シールドの円筒壁の詳細図を、断面図として示す。図５は、長手方向スリットを有する第２の実施形態による放射線シールドの円筒壁の表面を、平面図として示す。図６は、長手方向スリット及びアジマス方向スリットを有する第３の実施形態による放射線シールドの円筒壁の表面を、平面図として示す。図７は、半径方向スリットを有する第４の実施形態による放射線シールドの基部壁の表面を、平面図として示す。図８は、少し変位した放射線シールドについて、クエンチ中に最大軸力を有する標準２０Ｋ放射線シールドのクエンチ挙動の図を示す。図９は、クエンチ中の様々な時間における、その長手軸（Ｚ軸）に沿った標準２０Ｋ放射線シールドのフープ応力を示す図を示す。図１０は、少し変位した放射線シールドについて、クエンチ中に最大軸力を有する図２から図７の実施形態による２０Ｋ放射線シールドのクエンチ挙動の図を示す。図１１は、クエンチ中の様々な時間における、その長手軸（Ｚ軸）に沿った図２から図７の実施形態による２０Ｋ放射線シールドのフープ応力を示す図を示す。

ＭＲ撮像システム１１０は、静磁場を発生させるために設けられるシールドされた主磁石２００を含む。シールドされた主磁石２００は、通常、患者である関心被験者１２０の中心軸１１８の周りの検査空間を提供する中心ボア１１６を有する。本実施形態では、中心ボア１１６、したがって、シールドされた主磁石２００の静磁場は、中心軸１１８に従って水平配向を有する。代替実施形態では、シールドされた主磁石２００の配向は、例えば垂直配向を有する静磁場を提供するために、異なっていてもよい。更に、ＭＲ撮像システム１１０は、傾斜磁場コイルシステム１２２を含む。傾斜磁場コイルシステム１２２は、シールドされた主磁石２００によって提供される静磁場に重ね合わされる傾斜磁場を発生させる一組の傾斜磁場コイルを含む。傾斜磁場コイルシステム１２２は、当技術分野において知られているように、シールドされた主磁石２００のボア内に同心円状に配置される。図２から図４を参照して、シールドされた主磁石２００について以下に詳細に説明する。

図２から図４は、上記ＭＲ撮像システム１１０における使用のための第１の好適な実施形態によるシールドされた主磁石２００を示す。シールドされた主磁石２００は、ＭＲ撮像システム１１０内に静磁場を発生させる一組の主コイル２０２を含む。本実施形態では、シールドされた主磁石２００は、主コイル２０２に加えて、主コイル２０２の外側に同軸に置かれ、主コイル２０２とは反対の方向に電気的に接続される一組のアクティブシールドコイル２０３を含む。

図５から図７は、第１の実施形態の放射線シールド２０４に基づいた放射線シールド２０４の詳細な実施形態を示す。したがって、第１の実施形態の放射線シールド２０４の特徴は、第２の実施形態から第４の実施形態の放射線シールド２０４にも等しく当てはまる。更なる実施形態の放射線シールド２０４の追加的な特徴についてのみ説明する。

第２の実施形態から第４の実施形態によれば、上記方法は、第２の実施形態から第４の実施形態について前述されたように、内側円筒壁２０６、外側円筒壁２０８及び／又は２つの基部壁２１２に、軸方向スリット２２０、環状スリット２２２及び／又は半径方向スリット２２４を設ける追加のステップを含む。

好適な実施形態によれば、内側円筒壁２０６、外側円筒壁２０８及び２つのリング状基部壁２１２に外層２１８を設けるステップは、外層２１８を、内層２１６上のコーティングとして設けるステップを含む。好適には、外層２１８を、内層２１６上のコーティングとして設けるステップは、第２の実施形態から第４の実施形態について前述されたように、内側円筒壁２０６、外側円筒壁２０８及び／又は２つの基部壁２１２において、外層２１８に、軸方向スリット２２０、環状スリット２２２及び／又は半径方向スリット２２４を施すステップを含む。

第１の実施形態によるシールドされた主磁石２００及び放射線シールド２０４の有効性を説明する例として、図８から図１１は、クエンチ中に、様々な放射線シールドに対して２０Ｋで作用する計算された力及び圧力を示す。図８は、従来の放射線シールドを使用した場合の完全に左右対称な配置と比較される長手軸２１０に沿って少し変位した放射線シールドのシリンダについての正味軸力を示す。図９は、従来の放射線シールドを使用した場合の半径方向のフープ応力を示す。アルミニウムで作られた従来の放射線シールドについて分かるように、クエンチした場合、放射線シールドは、長手軸２１０に沿って左右非対称に配置されるので、両側で異なる電流が誘発され、長手方向２１０に沿って合力がもたらされる。したがって、発生した力は、損傷を回避するために、頑丈な土台及び材料厚さの増加を必要とする。

図１０及び図１１の正味軸力の計算は、第１の実施形態の放射線シールドに対して行われている。したがって、外層２１８は、スリット２２０、２２２、２２４なしで設けられている。したがって、第２の実施形態から第４の実施形態に従って、外層２１８にスリット２２０、２２２、２２４を設けた場合、力は更に小さくなる。

Claims

磁気共鳴撮像システムの主コイルをシールドする放射線シールドであって、
前記放射線シールドは、少なくとも１つの主コイルを収容する空洞を含み、前記空洞は、互いに対して基本的に同心円状に配置される内側円筒壁及び外側円筒壁と、前記内側円筒壁と前記外側円筒壁とを相互接続する２つのリング状基部壁との間に形成され、
前記内側円筒壁、前記外側円筒壁、及び、前記２つのリング状基部壁の少なくとも１つに、外層、及び、前記空洞に面する内層が少なくとも部分的に設けられ、
前記内側円筒壁及び前記外側円筒壁の少なくとも一方に、外層、及び、前記空洞に面する内層が少なくとも部分的に設けられ、
前記内層は、炭素繊維強化プラスチックを含む層であり、前記外層は、常磁性又は反磁性である金属を含み、
前記内層の前記炭素繊維強化プラスチックの繊維は、前記内側円筒壁及び前記外側円筒壁それぞれの軸方向に整列している、放射線シールド。
前記内層の前記炭素繊維強化プラスチックの繊維は、１つの方向に整列している、請求項１に記載の放射線シールド。
前記外層は、前記内層上のコーティングとして設けられる、請求項１又は２に記載の放射線シールド。
前記外層は、前記内層上のスパッタリングされた層である、請求項３に記載の放射線シールド。
前記外層は、アルミニウム、又は、アルミニウムを含む合金で作られている層である、請求項１から４の何れか一項に記載の放射線シールド。
前記外層は、１ｍｍ未満の厚さ、好適には１００μｍ未満の厚さ、更に好適には２０μｍ未満の厚さを有する層である、請求項１から５の何れか一項に記載の放射線シールド。
前記内層は、１０ｍｍ未満の厚さ、好適には５ｍｍ未満の厚さ、更に好適には３ｍｍ未満の厚さを有する層である、請求項１から６の何れか一項に記載の放射線シールド。
前記外層に、渦電流を防ぐためのスリットが設けられている、請求項１から７の何れか一項に記載の放射線シールド。
前記内側円筒壁及び前記外側円筒壁の少なくとも一方の前記外層に、前記放射線シールドの長手軸に沿って延在する軸方向スリットが設けられている、請求項８に記載の放射線シールド。
前記内側円筒壁、前記外側円筒壁、及び、前記２つのリング状基部壁の少なくとも１つの前記外層に、前記放射線シールドの円周方向に延在する環状スリットが設けられている、請求項８又は９に記載の放射線シールド。
前記２つのリング状基部壁の少なくとも一方の前記外層に、対応するリング状基部壁の中心に対して半径方向のスリットが設けられている、請求項８から１０の何れか一項に記載の放射線シールド。
磁気共鳴撮像システム内に静的主磁場を発生させる少なくとも１つの主コイルと、
請求項１から１１の何れか一項に記載の放射線シールドと、
を含み、
前記少なくとも１つの主コイルは、前記放射線シールドの空洞内に収容される、シールドされた主磁石。
請求項１２に記載のシールドされた主磁石を含む、磁気共鳴撮像システム。
磁気共鳴撮像システムの主コイルをシールドする放射線シールドを製造する方法であって、
少なくとも１つの主コイルを収容し、互いに対して基本的に同心円状に配置される内側円筒壁及び外側円筒壁と、前記内側円筒壁と前記外側円筒壁とを相互接続する２つのリング状基部壁との間に形成される空洞を設けるステップと、
前記内側円筒壁、前記外側円筒壁、及び、前記２つのリング状基部壁の少なくとも１つに、外層、及び、前記空洞に面する内層を少なくとも部分的に設けるステップと、
前記内側円筒壁及び前記外側円筒壁の少なくとも一方に、外層、及び、前記空洞に面する内層を少なくとも部分的に設けるステップと、
を含み、
前記内側円筒壁、前記外側円筒壁、及び、前記２つのリング状基部壁の少なくとも１つに、前記内層を少なくとも部分的に設けるステップは、炭素繊維強化プラスチックを有する内層を設けるステップを含み、
前記内側円筒壁、前記外側円筒壁、及び、前記２つのリング状基部壁の少なくとも１つに、前記外層を少なくとも部分的に設けるステップは、常磁性又は反磁性の金属を有する外層を設けるステップを含み、
前記内層の前記炭素繊維強化プラスチックの繊維は、前記内側円筒壁及び前記外側円筒壁それぞれの軸方向に整列している、方法。