JP2022076280A - 磁気共鳴イメージングシステムおよび冷媒供給切り替え方法 - Google Patents

Abstract

【課題】常時冷却が必要な機器への冷媒の供給が停止した場合であっても、異なる冷媒供給手段へ切り替えることで、常時冷却が必要な機器への冷却が継続できる磁気共鳴イメージングシステムの提供。【解決手段】磁気共鳴イメージングシステム２００は、常時冷却が必要な第１ユニットと、装置が稼働している間に冷却が必要な第２ユニットと、を冷却するための冷媒を、第１ユニットと第２ユニットとに供給可能な複数の冷媒供給装置１０１と、第１、第２ユニットと複数の冷媒供給装置との間に設けられ、冷媒を第１、第２ユニットに分配可能な冷媒分配部１１と、複数の冷媒供給装置のうち何れか１つの冷媒供給装置から第１ユニットへの冷媒の供給の異常状態を検出する異常検出部１４と、異常状態の検出に応答して、第１ユニットへの冷媒の供給元を、何れか１つの冷媒供給装置から、複数の冷媒供給装置のうち他の冷媒供給装置に切り替える切り替え部１５と、を備える。【選択図】図１

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、磁気共鳴イメージングシステムおよび冷媒供給切り替え方法に関する。

従来、磁気共鳴イメージング（以下、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）と呼ぶ）装置は、磁気共鳴現象を利用して被検体内を撮像する装置である。係るＭＲＩ装置は、撮像領域に静磁場を発生させる静磁場磁石や、静磁場内に置かれた被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイル、被検体に高周波パルスを印加する高周波コイルなど、被検体内を撮像するために必要な各種の機器を備える。これらの機器の中には、運転中に発熱するため冷却が必要なものもある。そのため、従来、ＭＲＩ装置が備える機器に冷却水などの冷媒を循環させることで、各機器を冷却する冷却技術がある。

冷却が必要な機器の中には、常時冷却が必要な機器と、ＭＲＩ装置が稼動している間のみ冷却が必要な機器とがある。常時冷却が必要な機器とは、例えば、ＭＲＩ装置が稼働していない間も運転を続ける機器である。具体的には、静磁場磁石として用いられる超伝導磁石の冷却に関する第１冷媒（例えば、液体ヘリウム）を冷却するための冷凍機などがある。一方、ＭＲＩ装置が稼働している間のみ冷却が必要な機器とは、例えば、ＭＲＩ装置が稼働していない間は運転が停止される機器である。具体的には、傾斜磁場コイルや傾斜磁場電源などがある。これらの冷却が必要な機器に対して、第２冷媒（例えば、冷却水）を循環させることが一般的である。

上記第２冷媒による冷却が停止した場合、常時冷却が必要な機器へ与える影響が大きい。具体的には、冷凍機への第２冷媒の供給が停止した場合、冷凍機が停止する。このため、静磁場磁石のクエンチ発生の可能性が高くなる。第２冷媒による冷却が停止する要因として、第２冷媒を供給する機器自体の故障や、停電による機器の停止などが挙げられる。停電については、近年の大型台風などの自然災害においても、大規模停電の発生する可能性が高まっている。大規模停電が発生すると、停電期間が１週間以上に及ぶことがあり、磁石のクエンチ発生の可能性がさらに高くなる。

従来、ＭＲＩ装置が稼働している間に冷却が必要な機器の電源ＯＮ／ＯＦＦを検知して、第２冷媒の供給有無を制御する構成が知られている。しかしながら、当該構成では、第２冷媒を供給する元の機器の状態を検知することはできない。加えて、常時冷却が必要となる機器への第２冷媒の供給が停止した場合、第２冷媒の供給に関する代替手段が確保されていない。

特開２０１３－２４８２６９号公報 特開２０１１－１５６１１３号公報

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、常時冷却が必要な機器への冷媒の供給が停止した場合であっても、異なる冷媒供給手段へ切り替えることで、常時冷却が必要な機器への冷却が継続できることにある。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

実施形態に係る磁気共鳴イメージングシステムは、第１ユニットと、第２ユニットと、複数の冷媒供給装置と、冷媒分配部と、異常検出部と、切り替え部と、を備える。第１ユニットは、常時冷却が必要である。第２ユニットは、装置が稼働している間に冷却が必要である。複数の冷媒供給装置は、前記第１ユニットと前記第２ユニットとを冷却するための冷媒を、前記第１ユニットと前記第２ユニットとに供給可能である。冷媒分配部は、前記第１ユニットおよび前記第２ユニットと、前記複数の冷媒供給装置との間に設けられ、前記冷媒を前記第１ユニットと前記第２ユニットとに分配可能である。異常検出部は、前記複数の冷媒供給装置のうち何れか１つの冷媒供給装置から前記第１ユニットへの前記冷媒の供給の異常状態を検出する。切り替え部は、前記異常状態の検出に応答して、前記第１ユニットへの前記冷媒の供給元を、前記１つの冷媒供給装置から、前記複数の冷媒供給装置のうち他の冷媒供給装置に切り替える。

図１は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージングシステムの機能構成の一例を示すブロック図。 図２は、第１の実施形態に係る冷却水分配部の構成の一例を示す図。 図３は、第１の実施形態に係る冷媒分配動作の手順の一例を示すフローチャート。 図４は、第２の実施形態に係る冷却水分配部の構成の一例を示す図。

以下、図面を参照しながら、磁気共鳴イメージング（以下、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）と呼ぶ）システムおよび冷媒供給切り替え方法の実施形態について詳細に説明する。以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をおこなうものとして、重複する説明を適宜省略する。以下に示す実施形態では、ＭＲＩ装置が備える各機器を冷却するための冷媒として、冷却水が用いられる場合について説明する。なお、当該冷媒は、水に限定されず、油などの他の液体（以下、冷却液体と呼ぶ）、冷却用の気体（以下、冷却ガスとよぶ）、冷却液体と冷却ガスとを用いた２相冷媒など、一般的な冷媒であってもよい。

（第１の実施形態）
図１は、磁気共鳴イメージング（以下、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）と呼ぶ）システム２００の機能構成の一例を示すブロック図である。ＭＲＩシステム２００は、ＭＲＩ装置１００と、第１の冷却水供給装置１２と、第２の冷却水供給装置１３とを有する。第１の冷却水供給装置１２および第２の冷却水供給装置１３は、一般的な冷媒に関して、複数の冷媒供給装置１０１に相当する。換言すれば、複数の冷媒供給装置１０１は、常時冷却が必要な第１ユニット１０３と、装置が稼働している間に冷却が必要な第２ユニット１０５とを冷却するための冷媒を、第１ユニット１０３と第２ユニット１０５とに供給可能である。第１ユニット１０３および第２ユニット１０５については、後ほど説明する。

ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１と、傾斜磁場コイル２と、高周波コイル３と、天板４と、傾斜磁場電源５と、送信部６と、受信部７と、シーケンス制御装置８と、計算機システム９と、冷凍機１０と、冷却水分配部１１とを有する。冷媒として一般的な冷媒が用いられる場合、冷却水分配部１１は、冷媒分配部に相当するものとなる。

例えば、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、高周波コイル３、天板４は、撮影室に設置される。また、例えば、傾斜磁場電源５、送信部６、受信部７、シーケンス制御装置８、計算機システム９、冷凍機１０及び冷却水分配部１１は、コンピュータ室に設置される。また、例えば、第１の冷却水供給装置１２及び第２の冷却水供給装置１３は、屋外に設置される。

静磁場磁石１は、被検体Ｐが置かれる撮像領域に静磁場を発生させる。例えば、静磁場磁石１は、真空容器１ａ、冷媒容器１ｂ及び超電導コイル１ｃを有する。真空容器１ａは、概略円筒形状に形成されており、円筒壁内が真空状態に保たれる。この真空容器１ａの円筒形状の内側に形成された空間が、被検体Ｐが置かれる撮像領域となる。冷媒容器１ｂは、概略円筒形状に形成されており、真空容器１ａの円筒壁内に収納される。なお、一般的な例としては、冷媒容器１ｂは、容器内を十分に低温な状態に保つため、超電導コイル１ｃを冷却する冷媒として例えば液体ヘリウムを、円筒壁内に収容する。超電導コイル１ｃは、冷媒容器１ｂの円筒壁内に配置され、液体ヘリウムに浸漬される。この超電導コイル１ｃは、真空容器１ａの内側にある撮像領域に静磁場を発生させる。

傾斜磁場コイル２は、概略円筒形状に形成され、静磁場磁石１の内側に配置される。この傾斜磁場コイル２は、傾斜磁場電源５から供給される電流により、撮像領域に設定されたＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の方向に傾斜磁場を発生させる。係る傾斜磁場コイル２は、スキャンの実行中にパルス電流が繰り返し供給されるため発熱する。

高周波コイル３は、傾斜磁場コイル２の内側に配置される。この高周波コイル３は、撮像領域に置かれた被検体Ｐに対して、送信部６から送信される高周波パルスを照射する。また、高周波コイル３は、高周波パルスによる水素原子核の励起によって被検体Ｐから放出される磁気共鳴信号を受信する。

天板４は、図示していない寝台によって支持される。また、天板４は、撮影時には被検体Ｐが載置され、被検体Ｐとともに撮像領域内へ移動される。

傾斜磁場電源５は、シーケンス制御装置８からの指示に基づいて、傾斜磁場コイル２に電流を供給する。この傾斜磁場電源５は、スキャンの実行中に発熱する。

送信部６は、シーケンス制御装置８からの指示に基づいて、高周波コイル３に高周波パルスを送信する。係る送信部６は、高周波コイル３に送信する高周波パルスを発生させるための高周波電源を有する。この高周波電源は、スキャンの実行中に発熱する。送信部６は、高周波パルスの生成に関する各種回路により構成される送信回路により実現される。

上記ＭＲＩ装置１００の稼働中、例えばスキャンの実行中に発熱する傾斜磁場コイル２と傾斜磁場電源５と送信部（送信回路）６とは、装置が稼働している間に冷却が必要な第２ユニット１０５に相当する。なお、第２ユニット１０５は、複数の第２機器と称してもよい。

受信部７は、高周波コイル３によって受信された磁気共鳴信号を検出し、検出した磁気共鳴信号をデジタル化することで生データを生成する。受信部７は、生成された生データをシーケンス制御装置８に送信する。受信部７は、生データの生成に関する各種回路により構成される受信回路により実現される。

シーケンス制御装置８は、計算機システム９による制御のもと、傾斜磁場電源５、送信部６及び受信部７をそれぞれ駆動することによって被検体Ｐのスキャンを行う。シーケンス制御装置８は、スキャンを行った結果として受信部７から生データが送信されると、当該生データを計算機システム９に送信する。シーケンス制御装置８は、例えば、スキャンに関するシーケンスに従って傾斜磁場電源５、送信部６及び受信部７をそれぞれ駆動させる駆動信号を生成する駆動制御機能を有する。シーケンス制御装置８は、当該駆動制御機能を有するプロセッサにより実現される。駆動制御機能を実現するプログラムは、シーケンス制御装置８における記憶回路に記憶される。プロセッサは、記憶回路から当該プログラムを読みだして実行することにより、駆動制御機能を実現する。

上記説明では、「プロセッサ」が各機能に対応するプログラムを記憶回路から読み出して実行する例を説明したが、実施形態はこれに限定されない。「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。

プロセッサが例えばＣＰＵである場合、プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出して実行することで機能を実現する。一方、プロセッサがＡＳＩＣである場合、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、当該機能がプロセッサの回路内に論理回路として直接組み込まれる。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。また、単一の記憶回路が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明したが、複数の記憶回路を分散して配置して、プロセッサは個別の記憶回路から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。

計算機システム９は、操作者によって行われる操作に基づいてＭＲＩ装置１００全体を制御する。例えば、計算機システム９は、入力部としての入力インターフェース、表示部としてのディスプレイ、シーケンス制御機能、画像再構成機能、メモリ、主制御機能などを有する。入力部は、操作者から各種入力を受け付ける。ディスプレイは、被検体Ｐの画像を含む各種情報を表示する。シーケンス制御機能は、操作者から入力される撮像条件に基づいてシーケンス制御装置８にスキャンを実行させる。画像再構成機能は、シーケンス制御装置８から送信された生データに基づいて被検体Ｐの画像を再構成する。メモリは、再構成された画像などを記憶する。主制御機能は、操作者からの指示に基づいて各機能などの動作を制御する。

シーケンス制御機能、画像再構成機能、主制御機能は、各種機能を実現するプログラムを実行するプロセッサにより実現される。シーケンス制御機能、画像再構成機能、主制御機能を実現するプログラムは、メモリに記憶される。プロセッサは、メモリから当該プログラムを読みだして実行することにより、シーケンス制御機能、画像再構成機能、主制御機能を実現する。

冷凍機１０は、静磁場磁石１内の超電導コイル１ｃを冷却する。一般的な例としては、冷凍機１０は、静磁場磁石１内の超電導コイル１ｃを冷却する。この冷凍機１０は、静磁場磁石１が常に超伝導の状態に保たれるように、ＭＲＩ装置１００が稼働していない間も常時運転を続ける。すなわち、冷凍機１０は、常時冷却が必要な第１ユニット１０３に相当する。なお、第１ユニット１０３は、第１機器と称してもよい。

冷却水分配部（冷媒分配部）１１は、第１ユニット１０３および第２ユニット１０５と、複数の冷媒供給装置１０１との間に設けられる。冷却水分配部１１は、第１ユニット１０３および第２ユニット１０５を冷却するための冷媒を、第１ユニット１０３と第２ユニット１０５とに分配可能である。具体的には、冷却水分配部１１は、第１の冷却水供給装置１２と第２の冷却水供給装置１３により供給される冷却水を、冷却が必要な各機器に分配する。

例えば、冷却水分配部１１は、第１の冷却水供給装置１２と第２の冷却水供給装置１３から冷却水が送られると、その冷却水を冷却が必要な各機器に設けられた冷却管それぞれに配給する。また、冷却水分配部１１は、各機器を循環した冷却水が各機器から戻されると、その冷却水を第１の冷却水供給装置１２と第２の冷却水供給装置１３にそれぞれ送る。冷却水分配部１１は、異常検出部１４と切り替え部１５とを備える。

異常検出部１４は、常時冷却が必要な機器である第１ユニット１０３への冷却水（冷媒）の供給の異常状態を検知する。切り替え部１５は、異常検出部１４から出力された異常検出情報を受けて、常時冷却が必要な機器である第１ユニット１０３への冷却水の供給元である冷却水供給装置を、複数の冷媒供給装置１０１において切り替える。異常検出情報は、例えば、異常検出部１４により検出された異常状態を示す情報である。冷却水分配部１１の構成、異常状態、異常検出部１４および切り替え部１５については、後に詳細に説明する。

第１の冷却水供給装置１２は、冷却水分配部１１に冷却水を供給する。例えば、第１の冷却水供給装置１２は、所定の温度（例えば、１０℃～２０℃）に調整された冷却水を冷却水分配部１１に送る。また、第１の冷却水供給装置１２は、冷却水分配部１１から冷却水が戻されると、冷却水分配部１１から戻された冷却水を所定の温度に冷却（調整）する。次いで、第１の冷却水供給装置１２は、所定の温度に冷却された冷却水を冷却水分配部１１に送る。

第２の冷却水供給装置１３も、第１の冷却水供給装置１２と同様に、冷却水分配部１１に冷却水を供給する。複数の冷媒供給装置１０１に相当する第１の冷却水供給装置１２と第２の冷却水供給装置１３としては、冷媒と外気との間で熱交換を行う冷水装置（チラー：ｃｈｉｌｌｅｒ）や市水供給装置を好適に用いることができる。第２の冷却水供給装置１３として市水供給装置を用いる場合については、第２の実施形態において説明する。すなわち、本実施形態においては、第１の冷却水供給装置１２および第２の冷却水供給装置１３は、ともにチラーであるものとして説明する。なお、チラーとしては既存の装置を用いることができるためチラーに関する説明は省略する。

上述した各機器の中には、常時冷却が必要な機器（第１ユニット１０３）と、ＭＲＩ装置１００が稼動している間のみ冷却が必要な機器（第２ユニット１０５）とが含まれる。例えば、冷凍機１０は、ＭＲＩ装置１００が稼働していない間も運転を続けるため、すなわち被検体ＰにスキャンなどのＭＲＩ装置１００の稼働にかかわらず運転を続けるため、冷凍機１０には常時冷却が必要である。

また、例えば、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源５及び送信部６を有する第２ユニット１０５の運転は、ＭＲＩ装置１００が稼働していない間において停止される。すなわち、第２ユニット１０５の運転は、被検体ＰにスキャンなどのＭＲＩ装置１００の稼働中において実施される。これらのことから、第２ユニット１０５には、ＭＲＩ装置１００が稼働している間のみ冷却が必要である。かかる冷却が必要な各機器には、それぞれ、冷却水分配部１１から送られる冷却水を機器に循環させるための冷却管が設けられる。

以下、冷却水分配部１１による各機器への冷却水（冷媒）の分配に関して、図２を用いて詳細に説明する。図２は、冷却水分配部１１の構成の一例を示す図である。なお、本実施形態では、一例として、第１ユニット１０３に相当する冷凍機１０と、第２ユニット１０５に包含される傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源５、および送信部６とを冷却する冷却水分配部１１の構成について説明する。なお、冷却水分配部１１の構成は、図２に示す構成に限定されず、本実施形態の技術的特徴が実現されれば、いずれの構成であってもよい。

冷却水分配部１１は、接合用部品であるジョイントに相当するカプラ（結合器）２１ａ～２１ｄと、電磁弁２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂと、異常検出部１４と、バルブ２４ａ～２４ｈと、接合用部品であるジョイントに相当するカプラ２５ａ～２５ｈと、を有する。図２の冷却水分配部１１の内部において、黒線部は配管、黒丸部は配管の分岐部を示している。すなわち、冷媒分配部１１は、第１の冷却水供給装置１２に対応する１つの冷媒供給装置から第１ユニット１０３および第２ユニット１０５への冷媒の流路を分岐する分岐部ＩＢを有する。換言すれば、１つの冷媒供給装置は、冷媒として所定の温度より低い冷水を供給可能な第１の冷却水供給装置１２である。

また、冷却水分配部１１は、不図示の電気配線によりＭＲＩ装置１００から電力の供給を受ける。電磁弁２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂは、ＭＲＩ装置１００から供給された電力を用いて、開閉動作を行う。電磁弁２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂは、切り替え部１５に相当する。電磁弁２２ａ、２２ｂは、異常検出部１４により異常状態が検出されない場合、すなわち第１の冷却水供給装置１２が正常に動作している場合、開放状態（Ｎｏｒｍａｌｌｙ Ｏｐｅｎ）となる。電磁弁２２ａ、２２ｂは、異常検出部１４により異常状態が検出されない場合、すなわち第１の冷却水供給装置１２が正常に動作している場合、閉塞状態（Ｎｏｒｍａｌｌｙ Ｃｌｏｓｅ）となる。

第１の冷却水供給装置１２から送られた冷却水は、カプラ２１ａを介して冷却水分配部１１に流入する。冷却水分配部１１に流入した冷却水は、配管の分岐部ＩＢを介して分岐した配管により、２方向へ分岐される。１方向へ分岐された冷却水は、電磁弁２２ａと、バルブ２４ａと、カプラ２５ａとを経由して、冷凍機１０へ送られる。他方向へ分岐された冷却水は、異常検出部１４と、バルブ２４ｂと、カプラ２５ｂとを経由して、傾斜磁場電源５へ送られる。

より詳細には、電磁弁２２ａは、流路を制御する弁であり、上述のように正常時に開放動作を行う。電磁弁２２ａが通常稼働の場合、第１の冷却水供給装置１２から送られた冷却水は、配管の分岐部ＩＢにおける分岐後に、電磁弁２２ａを通り抜けてバルブ２４ａへ送られる。バルブ２４ａは、冷凍機１０へ送られる冷却水の水量を予め調整する。

異常検出部１４は、図２に示すように、冷却水分配部１１において、分岐部ＩＢとバルブ２４ｂとの間に設けられる。なお、異常検出部１４は、冷却水分配部１１に搭載されることに限定されず、分岐部ＩＢと第２ユニット１０５との間における任意の位置に設けられてもよい。異常検出部１４は、複数の冷媒供給装置１０１のうち何れか１つの冷媒供給装置（第１の冷却水供給装置）１２から常時冷却が必要な機器である第１ユニット１０３への冷媒の供給の異常状態を検出する。

具体的には、異常検出部１４は、当該１つの冷媒供給装置１２から第１ユニット１０３へ供給される冷媒の流量と温度と圧力とのうち少なくとも一つの異常状態を検出する。異常状態とは、例えば、流量、温度、または圧力の異常状態に相当する。これにより、１つの冷媒供給装置１２の故障などを検出することができる。異常検出部１４の実現手段としては、例えば、流量計（フローセンサ）を好適に用いることができ、他に、温度計や圧力計なども用いることができる。

異常検出部１４として流量計を用いた場合、流量計は、計測している流量が所定の閾値以下となるような流量の低下を、第１の冷却水供給装置１２すなわち１つの冷媒供給装置における冷却水の供給の異常状態として、検出することができる。通常稼働の場合、第１の冷却水供給装置１２から送られた冷却水は、異常検出部１４を通り抜けてバルブ２４ｂへ送られる。バルブ２４ｂ（手動で設定）は、傾斜磁場電源５へ送られる冷却水の水量を調整する。異常検出部１４において用いられる流量検出の閾値については、ゼロや通常時に対する所定の割合など、適宜、設定することができる。異常検出部１４は、異常状態の検出に応答して、異常検出情報を切り替え部１５に出力する。

電磁弁２２ａは、異常検出部１４からの出力と連動することが可能である。電磁弁２２ａは、異常検出部１４により異常状態が検出されると、異常状態の検出に応答して、換言すれば異常検出情報の受信を契機として閉鎖動作を行う。

傾斜磁場コイル２と冷凍機１０とを循環した冷却水は、カプラ２５ｇと２５ｈとを経由して、冷却水分配部１１へ再度流入する。その後、バルブ２４ｇと、バルブ２４ｈと、電磁弁２２ｂとを経由して、冷却水は合流する。合流した冷却水は、カプラ２１ｄを経由して、第１の冷却水供給装置１２へ送られる。ここで、電磁弁２２ｂは、異常検出部１４と連動することが可能である。電磁弁２２ｂは、異常検出部１４により異常状態が検出されると、異常状態の検出に応答して、換言すれば異常検出情報の受信を契機として閉鎖動作を行う。

すなわち、本実施形態において、常に冷却が必要な第１機器である冷凍機１０は、通常時において、第１の冷却水供給装置１２から供給される冷却水によって冷却される。

第２の冷却水供給装置１３から送られる冷却水は、カプラ２１ｂを介して冷却水分配部１１に流入する。流入した冷却水は、配管の分岐部Ｂ１を介して分岐した配管により、２方向へ分岐される。１方向へ分岐された冷却水は、バルブ２４ｃとカプラ２５ｃとを経由して、傾斜磁場電源５へ送られる。他方向へ分岐された冷却水は、バルブ２４ｄとカプラ２５ｄを経由して送信部６へ送られる。

第２の冷却水供給装置１３から送られた冷却水が上記２方向へ分岐する分岐部Ｂ１の他に、電磁弁２３ａを経由する流路に分かれる分岐部Ｂ２と、分岐部Ｂ２とカプラ２１ｂとの間に設けられた分岐部Ｂ３とが、分岐部Ｂ１とカプラ２１ｂとの間に設けられる。

電磁弁２３ａは、流路を制御する弁であり、上述のように、正常時に閉鎖動作を行う。電磁弁２３ａが通常稼働の場合、第２の冷却水供給装置１３から送られた冷却水は、電磁弁２３ａが配置されている流路へは流れない。電磁弁２３ａは、異常検出部１４と連動することが可能である。電磁弁２３ａは、異常検出部１４により異常状態が検出されると、異常状態の検出に応答して、換言すれば異常検出情報の受信を契機として開放動作を行う。

送信部６と傾斜磁場電源５とを循環した冷却水は、カプラ２５ｅとカプラ２５ｆとを経由して、冷却水分配部１１へ再度流入する。その後、バルブ２４ｅとバルブ２４ｆとを経由して冷却水は合流する。合流した冷却水は、カプラ２１ｃを経由して第２の冷却水供給装置１３へ送られる。ここで、電磁弁２３ｂは、通常時に閉鎖動作を行うため、電磁弁２３ｂが配置されている流路に冷却水は流れない。電磁弁２３ｂは、異常検出部１４と連動することが可能である。電磁弁２３ｂは、異常検出部１４により異常状態が検出されると、異常状態の検出に応答して、換言すれば異常検出情報の受信を契機として開放動作を行う。

分岐部Ｂ２とカプラ２１ｂとの間に設けられた分岐部Ｂ３には、バイパス管ＢＰの一端が接続される。バイパス管ＢＰの他端は、合流部ＣＣを介してカプラ２１ｃに接続される。バイパス管ＢＰは、電磁弁２３ａおよび電磁弁２３ｂの開放、閉塞動作に合わせて、第２の冷却水供給装置１３により供給された冷却水の流量および圧力が冷却水の供給先において略一定となるように、冷却水をカプラ２１ｃへ適宜流出可能な構造となっている。なお、バイパス菅ＢＰの設置位置は、図２に示す位置に限定されず、適宜設定可能である。

以下、図３を用いて、第１の冷却水供給装置１２からの冷却水が停止した場合における冷却水分配部１１の動作（以下、冷媒分配動作と呼ぶ）について説明する。図３は、第１の実施形態に係る冷却水分配部１１における冷媒分配動作の一例を示すフローチャートである。

（冷媒分配動作）
（ステップＳ３０１）
第１の冷却水供給装置１２から、冷却水分配部１１への冷却水の供給が停止する（異常状態）。本実施形態において、冷却水の供給停止の要因は、第１の冷却水供給装置１２の故障であるものとする。例えば、第１の冷却水供給装置１２として冷水装置（チラー）を用いた場合、冷却水の供給停止の要因は、冷却水を送り出すためのポンプの故障の発生などである。なお、停電も冷却水の供給停止の要因となるが、本実施形態ではバックアップ用の補助電源などを用いて、複数の冷媒供給装置１０１への電力供給が継続しているものとする。

（ステップＳ３０２）
冷却水分配部１１内に配置された異常検出部１４が異常状態を検出する。本実施形態においては、異常検出部１４として流量計を用いて、流量がゼロになったことを異常状態として検出するものとする。このとき、異常検出部１４は、異常検出部１４自身の異常状態（故障、破損など）も検出することができることとなる。第１の冷却水供給装置１２冷凍機１０への流路上に流量計（異常検出部１４）を配置していないのは、冷凍機１０への流路が、流量計の故障に伴う各種部品の破損により、物理的に閉鎖される危険性を避けるためである。異常検出部１４は、異常状態の検出に伴って異常検出情報を異常信号として生成し、生成された異常信号を、電磁弁２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂに出力する。

（ステップＳ３０３）
切り替え部１５は、異常検出部１４による異常状態の検出に応答して、第１ユニット１０３への冷媒の供給元を、１つの冷媒供給装置１２から、複数の冷媒供給装置１０１のうち他の冷媒供給装置に切り替える。他の冷媒供給装置は、例えば、冷媒として所定の温度より低い冷水を供給可能な第２の冷却水供給装置１３である。

具体的には、異常検出部１４により検出された異常状態に伴って生成された異常信号を受けて、切り替え部１５における電磁弁２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂの状態（動作）が切り替わる。電磁弁２２ａ、２２ｂは、開放状態から閉鎖状態へ切り替わる。また、電磁弁２３ａ、２３ｂは、閉鎖状態から開放状態へ切り替わる。これらにより、冷却水分配部１１内での冷却水の流路が切り替わる。具体的には、第２の冷却水供給装置１３から流入した冷却水が、電磁弁２３ａが配置された流路へ分岐する。

（ステップＳ３０４）
第２の冷却水供給装置１３から流入した冷却水が、電磁弁２３ａとバルブ２４ａ、カプラ２５ａを経由して冷凍機１０へ送られる。冷凍機１０を循環した冷却水は、カプラ２５ｈを経由して冷却水分配部１１へ再度流入する。再度流入した冷却水は、バルブ２４ｈと電磁弁２３ｂとを経由して、傾斜磁場電源５と送信部６から冷却水分配部１１へ再度流入した冷却水と合流する。合流した冷却水は、カプラ２１ｃを経由して第２の冷却水供給装置１３へ送られる。

すなわち、冷媒分配部１１は、切り替え部１５による第１ユニット１０３への冷媒の供給元の切り替えにより、異常検出部１４による異常状態の検出後において、第１の冷媒供給装置１２とは異なる他の冷媒供給装置１３から、第１ユニット１０３に冷媒を分配する。

本ステップＳ３０４においては、通常稼働時と同様に傾斜磁場電源５と送信部６へも冷却水が送られる。つまり、通常稼働時に２分割していた流量を、異常状態の検出時には３分割して各機器へ送ることになる。この場合、冷凍機１０への冷却水の流量が低下しないように、事前に第２の冷却水供給装置１３からの供給量を３機器分の流量に設定することができる。その際、通常時に傾斜磁場電源５と送信部６に必要以上の流量が送られないようにバルブ２４ｃと２４ｄとを調整することができる。加えて、切り替え部１５の動作に伴う流量等の調整は、バイパス管ＢＰが担うこととなる。また、この状態では傾斜磁場コイル２へ冷却水が送られないため、ＭＲＩ装置１００としてはエラー状態となり、撮像は不可となる。

以上の冷媒分配動作により、常時冷却が必要な第１機器、すなわち冷凍機１０などの第１ユニット１０３への冷却水の供給を継続することが可能となる。

以上に述べた実施形態に係るＭＲＩシステム２００は、常時冷却が必要な第１ユニット１０３と、ＭＲＩ装置１００が稼働している間に冷却が必要な第２ユニット１０５とに、第１ユニット１０３と第２ユニット１０５とを冷却するための冷媒を供給し、第１ユニット１０３と第２ユニット１０５とに冷媒を供給可能な複数の冷媒供給装置１０１から、冷媒を分配し、複数の冷媒供給装置１０１のうち何れか１つの冷媒供給装置１２から第１ユニット１０３への冷媒の供給の異常状態（例えば、１つの冷媒供給装置１２の異常状態）を検出し、異常状態の検出に応答して、第１ユニット１０３への冷媒の供給元を、１つの冷媒供給装置１２から、複数の冷媒供給装置１０１のうち他の冷媒供給装置１３に切り替える。

本ＭＲＩシステム２００によれば、例えば、１つの冷媒供給装置１２から第１ユニット１０３へ供給される冷媒の流量と温度と圧力とのうち少なくとも一つの異常状態を検出する。また、本ＭＲＩシステム２００によれば、冷媒の分配は、例えば、切り替え部１５による第１ユニット１０３への冷媒の供給元の切り替えにより、異常状態の検出後において、他の冷媒供給装置１３から、第１ユニット１０３に冷媒を分配することにより実現される。

以上のことから、本実施形態に係るＭＲＩシステム２００によれば、常時冷却が必要な機器への冷媒供給が停止した場合でも、異なる冷媒供給装置へ冷媒の供給元を切り替えることで、常時冷却が必要な機器への冷却を継続することができる。

また、本実施形態に係るＭＲＩシステム２００は、冷媒分配部１１において、１つの冷媒供給装置１２から第１ユニット１０３および第２ユニット１０５への冷媒の流路を分岐する分岐部ＩＢを有し、当該分岐部ＩＢと第２ユニット１０５との間に異常検出部１４を設ける。これにより、異常検出部１４の破損により故障が発生し、当該破損により異常検出部１４の部品が、異常検出部１４の設置位置より下流に流れたとしても、冷凍機１０への流路等が物理的に閉鎖される危険性を避けることができる。これにより、異常検出部１４の破損による冷凍機１０への影響を回避することができ、異常検出部１４自身に異常状態が発生したとしても、常時冷却が必要な機器への冷却を継続することができる。

（第２の実施形態）
本実施形態と第１の実施形態との相違は、第２の冷却水供給装置１３による冷却水の供給先が、冷凍機１０のみとなる点にある。すなわち、第１の実施形態と機能構成で異なる点は、第１機器と第２機器との両方に対して、第１の冷却水供給装置１２からの冷却水が供給されている点、第１の冷却水供給装置１２が停止した場合（すなわち、異常検出部１４により異常状態が検出された場合）に、第２の冷却水供給装置１３から冷凍機１０へのみ冷却水が供給される点である。

以下、第１の実施形態と異なる内容について、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態にかかる冷却水分配部１１の構成の一例を示す図である。なお、既に説明した構成には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

第１の冷却水供給装置１２から冷却水分配部１１へ流入した冷却水は、内部の配管と配管の分岐部ＢＢＰなどを通り、冷凍機１０、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源５と、送信部６へ送られる。本実施形態においても、常に冷却が必要な第１機器は、第１の冷却水供給装置１２から供給される冷却水によって冷却される。

第２の冷却水供給装置１３からカプラ２１ｂを経由して、冷却水分配部１１内に流入した冷却水は電磁弁２３ａへ送られる。電磁弁２３aは正常時に閉鎖動作を行う弁のため、送られた冷却水は電磁弁２３ａより先の流路へは流れない。

本実施形態の第２の冷却水供給装置１３としては、例えば、市水供給装置を好適に用いることができる。市水供給装置は、例えば、病院などの設備に付帯されている水道水を供給する装置である。市水供給装置は、例えば、病院内における水道水の配管の分岐部から、冷却水分配部１１までの導水管に相当する。第２の冷却水供給装置１３として市水供給装置が用いられる場合、冷却水分配部１１には常に冷水が供給されるが、電磁弁２３ａの閉鎖（Ｎｏｒｍａｌｌｙ Ｃｌｏｓｅ）により、冷却水分配部１１内の流路への流入が止められる。

加えて、第２の冷却水供給装置１３として市水供給装置が用いられる場合、カプラ２１ｃは、病院内における排水口など、冷却水としての水道水を病院外へ排出する配管に接続される。これにより、カプラ２１ｃを通過する冷却水は、下水に排出される。すなわち、市水供給装置から供給された水道水は、冷却対象の機器を通過後、病院外へ排水される。

本実施形態においても、図３を用いて、第１の冷却水供給装置１２からの冷却水が停止した場合の冷却水分配部１１の動作（冷媒分配動作）について説明する。図３における各ステップと異なる内容のステップについて説明する。

（冷媒分配動作）
（ステップＳ３０３）
異常検出部１４により検出された異常状態に伴って生成された異常信号を受けて、切り替え部１５における電磁弁２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂの状態（動作）が切り替わる。電磁弁２２ａ、２２ｂは、開放状態から閉鎖状態へ切り替わる。また、電磁弁２３ａ、２３ｂは、閉鎖状態から開放状態へと動作が切り替わる。これらにより、冷却水分配部１１内での冷却水の流路が切り替わる。具体的には、第１の冷却水供給装置１２から冷凍機１０への流路は閉ざされ、第２の冷却水供給装置１３から冷凍機１０への流路が開く。

（ステップＳ３０４）
第２の冷却水供給装置１３から流入した冷却水が電磁弁２３ａとバルブ２４ａ、カプラ２５ａを経由して冷凍機１０へ送られる。冷凍機１０を循環した冷却水は、カプラ２５ｈを経由して冷却水分配部１１へ再度流入する。その後、バルブ２４ｈと電磁弁２３ｂとカプラ２１ｃとを経由して第２の冷却水供給装置１３へ送られる。なお、第２の冷却水供給装置１３として市水供給装置が用いられる場合、カプラ２１ｃの接続先は排水口であるため、冷凍機１０を循環した冷却水は、下水へ排水される。本ステップＳ３０４では、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源５と送信部６に冷却水は流れない。この状態ではＭＲＩ装置１００としてはエラー状態となるため、撮像ができないこととなる。

本実施形態では、第２の冷却水供給装置１３として市水供給装置を用いることで、停電発生時にも冷却水の供給を継続することができる。その際には、停電時においても電磁弁２２と２３とを切り替える電力を必要とするため、別途の充電池などを冷却水分配部１１に備えることが可能である。

以上の動作により、常時冷却が必要な第１機器への冷却水の供給を継続することが可能となる。第２の実施形態における効果は、第１の実施形態と同様なため、説明は省略する。

（応用例）
本応用例は、第２の冷却水供給装置１３としてチラーを用い、さらに第１実施形態または第２の実施形態における冷却水分配部１１の構成において、冷却水の供給として市水供給装置がさらに用いられてもよい。このとき、冷凍機１０で用いられる冷却水は、異常検出部１４が異常状態を検出しない場合、すなわち通常時において、第１の冷却水供給装置１２から供給されることとなる。

異常検出部１４が、第１の冷却水供給装置１２からの冷却水の供給の異常状態を検出した場合、切り替え部１５は、複数の電磁弁の動作により流路を替える。これにより、冷凍機１０で用いられる冷却水は、第２の冷却水供給装置１３から供給されることとなる。加えて、異常検出部１４が、第２の冷却水供給装置１３からの冷却水の供給の異常状態を検出した場合、切り替え部１５は、複数の電磁弁の動作により流路を替える。これにより、冷凍機１０で用いられる冷却水は、市水供給装置から供給されることとなる。

本応用例におけるＭＲＩシステム２００によれば、第１の実施形態および第２の実施形態に対して、さらに常時冷却が必要な機器への冷却を継続することができる。他の効果については、第１の実施形態と同様なため、説明は省略する。

実施形態における技術的思想を冷媒供給切り替え方法で実現する場合、冷媒供給切り替え方法は、常時冷却が必要な第１ユニット１０３と、装置が稼働している間に冷却が必要な第２ユニット１０５とに、第１ユニット１０３と第２ユニット１０５とを冷却するための冷媒を供給し、第１ユニット１０３と第２ユニット１０５とに当該冷媒を供給可能な複数の冷媒供給装置１０１から、冷媒を分配し、複数の冷媒供給装置１０１のうち何れか１つの冷媒供給装置１２から第１ユニット１０３への当該冷媒の供給の異常状態を検出し、当該異常状態の検出に応答して、第１ユニット１０３への当該冷媒の供給元を、１つの冷媒供給装置１２から、複数の冷媒供給装置１０１のうち他の冷媒供給装置１３に切り替える。冷媒供給切り替え方法により実行される冷媒分配動作の手順および効果は、実施形態と同様なため、説明は省略する。

以上説明した実施形態等によれば、常時冷却が必要な機器への冷媒の供給が停止した場合であっても、異なる冷媒供給手段へ切り替えることで、常時冷却が必要な機器への冷却が継続できる。

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

以上の実施形態に関し、発明の一側面および選択的な特徴として以下の付記を開示する。
（付記１）
常時冷却が必要な第１ユニットと、
装置が稼働している間に冷却が必要な第２ユニットと、
前記第１ユニットと前記第２ユニットとを冷却するための冷媒を、前記第１ユニットと前記第２ユニットとに供給可能な複数の冷媒供給装置と、
前記第１ユニットおよび前記第２ユニットと、前記複数の冷媒供給装置との間に設けられ、前記冷媒を前記第１ユニットと前記第２ユニットとに分配可能な冷媒分配部と、
前記複数の冷媒供給装置のうち何れか１つの冷媒供給装置から前記第１ユニットへの前記冷媒の供給の異常状態を検出する異常検出部と、
前記異常状態の検出に応答して、前記第１ユニットへの前記冷媒の供給元を、前記１つの冷媒供給装置から、前記複数の冷媒供給装置のうち他の冷媒供給装置に切り替える切り替え部と、
を備える磁気共鳴イメージングシステム。
（付記２）
前記異常検出部は、前記１つの冷媒供給装置から前記第１ユニットへ供給される前記冷媒の流量と温度と圧力とのうち少なくとも一つの異常状態を検出してもよい。
（付記３）
前記冷媒分配部は、前記切り替え部による前記供給元の切り替えにより、前記異常の検出後において、前記他の冷媒供給装置から、前記第１ユニットに前記冷媒を分配してもよい。
（付記４）
前記１つの冷媒供給装置は、前記冷媒として所定の温度より低い冷水を供給可能な第１の冷却水供給装置であってもよく、
前記他の冷媒供給装置は、前記冷水を供給可能な第２の冷却水供給装置、または市水を供給可能な市水供給装置であってもよい。
（付記５）
前記冷媒分配部は、前記１つの冷媒供給装置から前記第１ユニットおよび前記第２ユニットへの前記冷媒の流路を分岐する分岐部を有してもよく、
前記異常検出部は、前記分岐部と前記第２ユニットとの間に設けられてもよい。
（付記６）
常時冷却が必要な第１ユニットと、装置が稼働している間に冷却が必要な第２ユニットとに、前記第１ユニットと前記第２ユニットとを冷却するための冷媒を供給し、
前記第１ユニットと前記第２ユニットとに前記冷媒を供給可能な複数の冷媒供給装置から、前記冷媒を分配し、
前記複数の冷媒供給装置のうち何れか１つの冷媒供給装置から前記第１ユニットへの前記冷媒の供給の異常状態を検出し、
前記異常状態の検出に応答して、前記第１ユニットへの前記冷媒の供給元を、前記１つの冷媒供給装置から、前記複数の冷媒供給装置のうち他の冷媒供給装置に切り替える、
冷媒供給切り替え方法。

１ 静磁場磁石
１ａ 真空容器
１ｂ 冷媒容器
１ｃ 超電導コイル
２ 傾斜磁場コイル
３ 高周波コイル
４ 天板
５ 傾斜磁場電源
６ 送信部
７ 受信部
８ シーケンス制御装置
９ 計算機システム
１０ 冷凍機
１１ 冷却水分配部
１２ 第１の冷却水供給装置
１３ 第２の冷却水供給装置
１４ 異常検出部
１５ 切り替え部
２１ａ カプラ（結合器）
２１ｂ カプラ（結合器）
２１ｃ カプラ（結合器）
２１ｄ カプラ（結合器）
２２ａ 電磁弁
２２ｂ 電磁弁
２３ａ 電磁弁
２３ｂ 電磁弁
２４ａ バルブ
２４ｂ バルブ
２４ｃ バルブ
２４ｄ バルブ
２５ａ カプラ
２５ｂ カプラ
２５ｃ カプラ
２５ｄ カプラ
１００ ＭＲＩ装置
１０１ 複数の冷媒供給装置
１０３ 第１ユニット
１０５ 第２ユニット
２００ ＭＲＩシステム

Claims (6)

1. 常時冷却が必要な第１ユニットと、
   装置が稼働している間に冷却が必要な第２ユニットと、
   前記第１ユニットと前記第２ユニットとを冷却するための冷媒を、前記第１ユニットと前記第２ユニットとに供給可能な複数の冷媒供給装置と、
   前記第１ユニットおよび前記第２ユニットと、前記複数の冷媒供給装置との間に設けられ、前記冷媒を前記第１ユニットと前記第２ユニットとに分配可能な冷媒分配部と、
   前記複数の冷媒供給装置のうち何れか１つの冷媒供給装置から前記第１ユニットへの前記冷媒の供給の異常状態を検出する異常検出部と、
   前記異常状態の検出に応答して、前記第１ユニットへの前記冷媒の供給元を、前記１つの冷媒供給装置から、前記複数の冷媒供給装置のうち他の冷媒供給装置に切り替える切り替え部と、
   を備える磁気共鳴イメージングシステム。
2. 前記異常検出部は、前記１つの冷媒供給装置から前記第１ユニットへ供給される前記冷媒の流量と温度と圧力とのうち少なくとも一つの異常状態を検出する、
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
3. 前記冷媒分配部は、前記切り替え部による前記供給元の切り替えにより、前記異常状態の検出後において、前記他の冷媒供給装置から、前記第１ユニットに前記冷媒を分配する、
   請求項１または２に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
4. 前記１つの冷媒供給装置は、前記冷媒として所定の温度より低い冷水を供給可能な第１の冷却水供給装置であって、
   前記他の冷媒供給装置は、前記冷水を供給可能な第２の冷却水供給装置、または市水を供給可能な市水供給装置である、
   請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
5. 前記冷媒分配部は、前記１つの冷媒供給装置から前記第１ユニットおよび前記第２ユニットへの前記冷媒の流路を分岐する分岐部を有し、
   前記異常検出部は、前記分岐部と前記第２ユニットとの間に設けられる、
   請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
6. 常時冷却が必要な第１ユニットと、装置が稼働している間に冷却が必要な第２ユニットとに、前記第１ユニットと前記第２ユニットとを冷却するための冷媒を供給し、
   前記第１ユニットと前記第２ユニットとに前記冷媒を供給可能な複数の冷媒供給装置から、前記冷媒を分配し、
   前記複数の冷媒供給装置のうち何れか１つの冷媒供給装置から前記第１ユニットへの前記冷媒の供給の異常状態を検出し、
   前記異常状態の検出に応答して、前記第１ユニットへの前記冷媒の供給元を、前記１つの冷媒供給装置から、前記複数の冷媒供給装置のうち他の冷媒供給装置に切り替える、
   冷媒供給切り替え方法。

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