JP2538954B2 - 磁気共鳴診断装置 - Google Patents

磁気共鳴診断装置

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JP2538954B2
JP2538954B2 JP62289403A JP28940387A JP2538954B2 JP 2538954 B2 JP2538954 B2 JP 2538954B2 JP 62289403 A JP62289403 A JP 62289403A JP 28940387 A JP28940387 A JP 28940387A JP 2538954 B2 JP2538954 B2 JP 2538954B2
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基司 原頭
芳三 前川
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、磁気共鳴現象を利用して被検者の特定部位
のスライス像等と診断情報を得るようにした磁気共鳴診
断装置に関する。
(従来の技術) 磁気共鳴現象は、静磁場中に置かれた零でないスピン
及び磁気モーメントを持つ原子核が特定の周波数の電磁
波のみを共鳴的に吸収・放出する現象であり、この原子
核は下記式に示す角周波数ω(ω=2πν00;ラ
ーモア周波数)で共鳴する。
ω=γH0 ここで、γは原子核の種類に固有の磁気回転比であ
り、また、H0は静磁場強度である。
以上の原理を利用して生体診断を行う装置は、上述の
共鳴吸収の後に誘起される上記と同じ周波数の電磁波を
信号処理して、原子核密度,縦緩和時間T1,横緩和時間T
2,流れ,化学シフト等の情報が反映された診断情報例え
ば被検体のスライス像等を無侵襲で得るようにしてい
る。
以下この種の磁気共鳴診断装置を詳細に説明する。第
6図に示すように、被検者Pを内部空間1aに収容するこ
とができるようになっているマグネットアッセンブリ1
は、常電導又は超電導方式により静磁場磁石(静磁場補
正用シムコイルが付加されていることもある。)2を備
えている。
また、マグネッアッセンブリ1内には磁気共鳴信号の
誘起部位の位置情報を付与するための傾斜磁場を発生す
る傾斜磁場発生コイル3と、回転高周波磁場を送信する
と共に誘起された磁気共鳴信号を検出するための送受信
系であるコイルからなるプローブ4とを備えている。
さらに、静磁場制御系5、X軸,Y軸,Z軸傾斜磁場電源
6、送受信器7、所定の撮影シーケンスを実施するシー
ケンサ8、これらを制御すると共に検出信号の信号処理
及びその表示を行うコンピュータシステム9、撮影開始
の指示,スライス部位の設定等の撮影条件を入力するコ
ンソール10及びモニタ11を備えている。
上述した原理及び装置構成を用いて生体の解剖学的情
報や質的情報を得ようとする場合、対象核種を複数にし
たり、静磁場の強度を可変すること(ランパブル磁石を
用いた構成)が行なわれる。この場合、プローブから被
検者に対する印加又は被検者から検出される高周波信号
(共鳴周波数)は、上記式に示すように対象核種の種類
によって、また同一核種であっても静磁場強度によって
異なる。
例えば、1Hにおいては0.5Tで21.3MHz、1.0Tで42.6MH
z、1.5Tで64MHzであり、31Pにおいては0.5Tで8.6MHz、
1.0Tで17.2MHz、1.5Tで25.8MHzであり、13Cにおいては
0.5Tで5.4MHz、1.0Tで10.7MHz、1.5Tで16.1MHzである。
この場合、プローブのコイル同調周波数は、コイルの
インダクタンスにより一義的に定まったものであるた
め、上述した対象核種を複数とし、また静磁場強度を可
変することを実現するためには同調周波数を可変同調に
する必要がある。
ここで、文献“Society of Magnetic Resonance
in Medicine(Fourth Annual Meeting,August 19−2
3,1985)”の抄録『R.F.COIL DESIGN FOR NMR IMAG
ING(J.F.Shen and I.J.Low;Physics Department,Un
iversity of Pittsburgh;Pittsburgh,PA15260)』に
よれば、コイルを含む回路系に短縮コンデンサを介挿す
ることにより、同調周波数を変えることができると示さ
れている。
以下、短縮コンデンサを介挿するプローブについて説
明する。第7図は短縮コンデンサを介挿し、同調周波数
を変えることができるようにしたプローブの電気回路図
であり、コイルのインダクタンスL0、コイル自身及び被
検者に起因する等価抵抗r0、短縮コンデンサCs、チュー
ニング用コンデンサC1、マッチング用コンデンサC2から
構成される。
この構成にて、短縮コンデンサCsの容量を調整するこ
とにより、同調周波数を変えることができるようにな
る。この場合、チューニング用コンデンサC1、マッチン
グ用コンデンサC2も調整することがある。
以上の構成を実現するために必要な可変容量型コンデ
ンサとして、第8図に示す構成のものが一例としてあ
る。すなわち、可変容量型コンデンサVCは、直列又は並
列に複数のコンデンサ要素Cを設け、またこれらコンデ
ンサ要素Cの接続間に接点Tを設け、この接点Tをアク
チュエータを有する駆動部Dにより機械的に切換動作さ
せるようにしている。すなわち、第6図の構成におい
て、切換制御回路12を設け、この切換制御回路12により
駆動部Dを含む操作機構4aを動作させ、同調周波数を調
整するようにしている。
この駆動部として、従来、第9図及び第10図に示す構
成のものが知られている。すなわち、第9図の構成のも
のは、第6図のマグネットアッセンブリ1に近接して例
えば固定子に永久磁石を有する固定磁界動作型電動機13
を設け、この電動機13の回転軸に非磁性軸14を設け、こ
の非磁性軸14によりプローブ4に備わっている駆動部を
含む操作機構4aを動作させ、第8図の接点Tを切換制御
するようにしている。ここで、電動機13は切換動作を行
なわせるために大きな力を必要とし、この固定磁界は比
較的大きいものとなっている。
また、電動機13の固定磁界が、静磁場磁石1の静磁場
により影響を受けないようにし且つ内部空間1a内の静磁
場が電動機13の固定磁界により乱されないようにするた
め、電動機13をシールド容器14内に収容する構成として
いる。ここで、シールド容器14は、電動機13の固定磁界
に対応して大型のものとなっている。
また、第10図の構成のものは、第9図の構成のものを
電気式ロータリアクチュエータと称すれば、エア式リニ
ア又はロータリアクチュエータであって、コンプレッサ
16,電磁弁17,シリンダ18,配管19を備え、シリンダ18の
軸(望ましくは非磁性材料からなる。)18aによりプロ
ーブ4に備わっている駆動部を含む操作機構4aを動作さ
せ、第8図の接点Tを切換制御するようにしている。
しかし乍、第9図に示す構成では次のような問題点が
ある。すなわち、大きなシールド容器14をマグネットア
センブリ1に近接して設けるので、装置構成が大掛りと
なってしまい、またマグネットアセンブリ1に突出物が
あるような形になるので、美観上も好ましくない。
また、第10図に示す構成では次のような問題点があ
る。すなわち、エア駆動であるので、高速動作ができ
ず、また、大きな設置空間を必要とし装置構成が大掛り
となってしまい、問題である。
(発明が解決しようとする問題点) このように従来の技術においては、磁気共鳴診断装置
のマグネットアセンブリ内で動力を発生するものにあっ
ては、通常の固定磁界動作型電動機による電気式ロータ
リアクチュエータやエア式リニア又はロータリアクチュ
エータを用いるようにしているが、これらは装置構成が
大掛りであったり、低速応答であるので、問題である。
そこで本発明の目的は、装置構成が大掛りでなく且つ
高速応答にして磁気共鳴診断装置のマグネットアセンブ
リ内で動力を発生することができるアクチュエータを有
する磁気共鳴診断装置を提供することにある。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明は上記問題点を解決し且つ目的を達成するため
に次のような手段を講じたことを特徴としている。すな
わち、本発明は、静磁場を発生するマグネットアセンブ
リ内に置かれた被検者の特定部位を磁気共鳴励起し、該
励起部位から磁気共鳴信号を収集して診断情報を得るよ
うにした磁気共鳴診断装置において、 前記マグネットアセンブリ内に配置されるものであっ
て、非磁性材で作られた容器部と、 この容器部に回転可能に設けられ、複数の磁極を形成
するためのアーマチュアコア及び該コアに巻装されたコ
イルを有する、非磁性材で作られた回転子部と、 前記複数の磁極を形成すべく前記回転子部の前記コイ
ルに駆動電流を供給する、非磁性材で作られたコンミテ
ータ部と から構成されたアクチュエータを具備することを特徴
とする。
(作用) このような構成によれば、容器部に回転可能に設けら
れた回転子部は、複数の磁極を持つ電動機回転子として
機能し、該回転子部は前記マグネットアセンブリによる
静磁場を固定磁界として受けることになるので、本アク
チュエータは、複数の磁極を持つ固定磁界動作型電動機
として動作する。従って、アクチュエータは、複数の磁
極を持つ電動機としての高速応答性が発揮される。ま
た、アクチュエータは、非磁性材で作られているので、
マグネットアセンブリによる静磁場を乱すこともない。
(実施例) 以下本発明にかくる磁気共鳴診断装置の一実施例を図
面を参照して説明する。
本実施例の磁気共鳴診断装置はアクチュエータを有す
る。このアクチュエータは、磁気共鳴診断装置のマグネ
ットアセンブリ内で、プローブの同調周波数を調整する
ため、つまり可変容量型コンデンサの接点切換用の動力
源として用いられる。
第1図は本実施例のアクチュエータの軸方向に沿う部
分断面図であり、固定子の固定磁界として、固定子永久
磁石に代えて、図示しない磁気共鳴診断装置マグネット
アセンブリの静磁場を利用した固定磁界動作型電動機と
して構成してある。
すなわち、第1図に示すように、アルミニウム等の非
磁性軽合金からなるブランケット20,同非磁性軽合金か
らなるフレーム21,同非磁性軽合金からなるウォームギ
ヤボックス22により非磁性容器23を構成している。この
容器23のブランケット20とギヤボックス22とには強化樹
脂よりなる軸受24a,24bが設けられている。容器23内に
は非磁性材にて構成された回転子25が設けられ、その軸
の一端側25a,他端側25bは軸受24a,24bにより回転可能に
支持されている。ここで、回転子25の軸は、燐青銅等の
非磁性金属により作られている。また、回転子25の軸の
一端側25aはギヤが形成され、この一端側25aと噛合する
ように非磁性金属からなるウオームギヤ26が設けられ、
この一端側25aのギヤ形成端部とウオームギヤ26とはギ
ヤボックス22内に配置されている。
さらに、回転子25の軸の他端側25bには銅等の非磁性
金属からなるコンミテータバー27と樹脂モールドによる
コンミテータ28が設けられている。また、回転子25の軸
の一端側25aと他端側25bとの間には、樹脂等よりなるア
ーマチュアコア29が設けられ、このアーマチュアコア29
にはコイル30が巻装され、このコイル30はコンミテータ
28に接続されて電機子31を構成している。ここで、磁気
共鳴診断装置マグネットアセンブリによる静磁場は、フ
レーム21を通して電機子31に対し有効的に作用するもの
となっている。
さらに、ブランケット20とフレーム21との間には樹脂
モールドからなるブラシホルダ32を介して導体よりなる
ブラシ33が設けられ、このブラシ33はコンミテータ28に
摺動可能になっている。また、ブラシ33にはリード線34
の一端側が接続され、その他端側はブランケット20を貫
通して外部に導出されている。
第2図(a)(b)は第1図の回転子25における電機
子31を示しており、第2図(a)は90℃毎に磁極A,B,C,
Dを形成した4極型電機子であり、第2図(b)は120゜
毎に磁極を形成した3極型電機子である。
ここで、第2図(a)に示す4極型電機子の場合で
は、コイルC1,C2,C3,C4に流す電流の方向を変えること
により、磁極A,B,C,DのS極,N極は第3図(a)(b)
(c)(d)に示すようになる。
そして、第1図に示す電動機の電機子を第2図(a)
に示す4極型電機子にて構成し、第1図に示すように、
図示しない磁気共鳴診断装置マグネットアセンブリの静
磁場を固定磁界として利用し、リード線34によって電機
子31のコイルC1,C2,C3,C4に電流を流すことにより、次
の第4図又は第5図の回転動作を得ることができる。
第4図(a)(b)(c)は、第3図(a)→第3図
(b)→第3図(c)→第3図(d)となるように、電
機子31のコイルC1,C2,C3,C4に電流を流すことにより、
反時計方向にステップ的に回転する様子を示している。
第5図(a)(b)(c)は、第3図(d)→第3図
(c)→第3図(b)→第3図(a)となるように、電
機子31のコイルC1,C2,C3,C4に電流を流すことにより、
時計方向にステップ的に回転する様子を示している。
一方、第2図(b)の3極型電機子を用いて、通常の
連続回転動作を得ることもできる。
以上のように本実施例は、固定子の固定磁界として、
固定子永久磁石に代えて、図示しない磁気共鳴診断装置
マグネットアセンブリの静磁場を利用した固定磁界動作
型電動機を構成している。そして、全ての要素は非磁性
材料である。
従って、プローブの同調周波数を調整するときに通電
を行ない、可変容量型コンデンサの接点を切換え動作を
行なうことができる。このとき、電機子からは磁場が発
生するもののプローブの同調周波数を調整するのは非診
断時であるので、静磁場の乱れを問題にすることはな
い。もちろん、プローブの同調周波数を調整しないとき
には非通電であり且つ全ての要素は非磁性材料であるの
で、診断時における静磁場の乱れは一切ない。
また、固定子永久磁石を用いない電動機であるので、
装置構成が簡単であり、電動機としての高速応答性を利
用することができる。
[発明の効果] 以上のように本発明は、静磁場を発生するマグネット
アセンブリ内に置かれた被検者の特定部位を磁気共鳴励
起し、該励起部位から磁気共鳴信号を収集して診断情報
を得るようにした磁気共鳴診断装置において、 前記マグネットアセンブリ内に配置されるものであっ
て、非磁性材で作られた容器部と、 この容器部に回転可能に設けられ、複数の磁極を形成
するためのアーマチュアコア及び該コアに巻装されたコ
イルを有する、非磁性材で作られた回転子部と、 前記複数の磁極を形成すべく前記回転子部の前記コイ
ルに駆動電流を供給する、非磁性材で作られたコンミテ
ータ部と から構成されたアクチュエータを具備することによ
り、 容器部に回転可能に設けられた回転子部は、複数の磁
極を持つ電動機回転子として機能し、該回転子部は前記
マグネットアセンブリによる静磁場を固定磁界として受
けることになるので、本アクチュエータは、複数の磁極
を持つ固定磁界動作型電動機として動作する。従って、
アクチュエータは、複数の磁極を持つ電動機としての高
速応答性が発揮される。また、アクチュエータは、非磁
性材で作られているので、マグネットアセンブリによる
静磁場を乱すこともない。
よって、本発明によれば、磁気共鳴診断装置のマグネ
ットアセンブリ内で、高速応答性にて動力を発生するこ
とができるアクチュエータを有する磁気共鳴診断装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる磁気共鳴診断装置の一実施例に
おけるアクチュエータの一実施例の構成を示す部分断面
図、第2図は第1図における電機子の構成例を示す図、
第3図は4極型電機子の磁化のパターンを示す図、第4
図及び第5図は4極型電機子における回転動作を示す
図、第6図は一般的な磁気共鳴診断装置の構成を示す
図、第7図は同調周波数を変えることができるプローブ
の電気回路図、第8図は可変容器型コンデンサの電気回
路図、第9図及び第10図は従来のアクチュエータの構成
を示す図である。 20……ブランケット、21……フレーム、22……ギヤボッ
クス、23……容器、24a,24b……軸受、25……回転子、2
6……ウォームギヤ、27……コンミテータバー、28……
コンミテータ、29……アーマチュアコア、30……コイ
ル、31……電機子、32……ブラシホルダ、33……ブラ
シ、34……リード線。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】静磁場を発生するマグネットアセンブリ内
    に置かれた被検者の特定部位を磁気共鳴励起し、該励起
    部位から磁気共鳴信号を収集して診断情報を得るように
    した磁気共鳴診断装置において、 前記マグネットアセンブリ内に配置されるものであっ
    て、非磁性材で作られた容器部と、 この容器部に回転可能に設けられ、複数の磁極を形成す
    るためのアーマチュアコア及び該コアに巻装されたコイ
    ルを有する、非磁性材で作られた回転子部と、 前記複数の磁極を形成すべく前記回転子部の前記コイル
    に駆動電流を供給する、非磁性材で作られたコンミテー
    タ部と から構成されたアクチュエータを具備することを特徴と
    する磁気共鳴診断装置。
JP62289403A 1987-11-18 1987-11-18 磁気共鳴診断装置 Expired - Lifetime JP2538954B2 (ja)

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