JP3156088B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

磁気共鳴イメージング装置

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JP3156088B2 JP15177291A JP15177291A JP3156088B2 JP 3156088 B2 JP3156088 B2 JP 3156088B2 JP 15177291 A JP15177291 A JP 15177291A JP 15177291 A JP15177291 A JP 15177291A JP 3156088 B2 JP3156088 B2 JP 3156088B2
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太一 佐藤
基八郎 田中
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴イメージング
装置におけるコイル支持体の振動防止構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の医療用磁気共鳴イメージング装置
では、特開昭62−261105号公報や特開昭62−
9906号公報に記載されているように、鞍形状の
一対の傾斜磁場コイルが、弾性率の非常に大きなエポキ
シ樹脂等の材料で製作した円筒状の支持体であるボビン
上に直接固定されていた。この傾斜磁場コイルを、空洞
状をしたボア内の均一静磁場内に配置し、ボア内の被検
査者の2次元断面画像処理を行うために傾斜磁場コイル
に周期的なパルス電流を流し、静磁場中に周期的な傾斜
磁場分布を与えるようにしていた。従って、パルス電流
を流す時には、静磁場によって傾斜磁場コイルが円周部
に半径方向の電磁力が生じる。この電磁力がボビンを加
振する力となり、ボビンが振動して騒音を発生してい
た。
【0003】一方、従来の医療用磁気共鳴イメージング
装置では、特開昭61−279238号公報に記載され
ているように、クライオスタット内側に形成されたボア
内の静磁場を直角に切る断面のXY方向に、互いに対向
するように配置された対の鞍形状の傾斜磁場コイルを、
弾性率の非常に大きなエポキシ樹脂等で製作した円筒状
の支持体であるボビン上に防振ゴムを介して固定してい
た。この傾斜磁場コイルに周期的な傾斜磁場を発生させ
て、被検査者の3次元断面画像信号を得ていた。このパ
ルス電流を流す時、ボア内の静磁場を横切る方向に電流
が流れるコイルに、フレミングの左手の法則に従った電
磁力が働き、このためにボビンにパルス的な荷重がかか
っていた。この荷重によりボビンが振動して騒音を発生
していた。しかし、この公知例においてはコイルとボビ
ンとの間に防振ゴムを介しているためコイルからボビン
に伝達される力が減少する。そのため、特開昭62−2
61105号公報や特開昭62−229906号公報よ
りもこの公知例の方が騒音面では有利となる。この他傾
斜磁場コイルの支持の工夫として特開昭63−1580
47号公報、同62−239503号公報記載の技術が
ある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上のような磁気共鳴
イメージング装置では傾斜磁場コイルがボビン上に直接
固定されていたため、パルス電流を流すと、電磁力によ
るパルス的な荷重によってボビンが振動してボビン全体
から大きな音が発生し、被検査者に不快感を与えてしま
う問題があった。この場合に発生する音の周波数域は、
250Hz〜8KHzの低周波数から高周波数域までの
全般にわたっていた。また、ボビンと傾斜磁場コイルの
間に防振ゴムを挾むと騒音は緩和されるが、傾斜磁場コ
イルをテープ状の固着体で固定しているため、引張り方
向以外の剛性が不足し、傾斜磁場コイル自身が振動し、
ボア内の磁場分布に変化が生じ、実際と異なる、像の歪
が画像に生じてしまうという問題があった。
【0005】本発明の目的は傾斜磁場の電磁力によって
生じる騒音を低減でき、かつ、高画質の画像を形成でき
る磁気共鳴イメージング装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、ボビン軸方向に少くとも2分割以上分割した部材
(以下分割部材とよぶ)を基本となる円筒上のボビン
(以下単にボビンとよぶ)に積層し、該分割部材をバン
ド状の固定部材によってボビンに固定する。
【0007】
【0008】
【0009】すなわち本発明は、円筒空間に均一な高磁
場を供給する強磁場発生手段と、該円筒空間内の半径方
向に傾斜磁場分布を供給する傾斜磁場発生手段と、該傾
斜磁場発生手段を前記円筒空間内の所定の位置に固定す
る支持体とを備えた磁気共鳴イメージング装置におい
て、前記傾斜磁場発生手段と前記支持体との間に該支持
体よりも剛性の小さな弾性体を設け、該支持体の内壁に
該支持体の剛性と同等の分割部材を設けたことを特徴と
するものである。
【0010】また本発明は、円筒空間に均一な高磁場を
供給する強磁場発生手段と、該円筒空間内の半径方向に
傾斜磁場分布を供給する傾斜磁場発生手段と、該傾斜磁
場発生手段を前記円筒空間内の所定の位置に固定する支
持体とを備えた磁気共鳴イメージング装置において、該
支持体が円筒を分割した複数の分割部材と該分割部材を
連結する減衰材とより成ることを特徴とするものであ
る。
【0011】
【0012】前記磁気共鳴イメージング装置において
割部材は支持体よりも半径が大きく且つ該支持体に密
着する円筒を、円筒の軸方向に分割した部材であるのが
よい。また複数の分割部材が不均等分割されたものでも
よい。
【0013】また、本発明は、円筒空間に均一な高磁場
を供給する強磁場発生手段と、該円筒空間内の半径方向
に傾斜磁場分布を供給する傾斜磁場発生手段と、該傾斜
磁場発生手段を前記円筒空間内の所定の位置に固定する
支持体とを備えて成る磁気共鳴イメージング装置におい
て、該支持体に設けられた軸方向のスリットに減衰材が
充填されたことを特徴とするものである。
【0014】
【作用】この発明において電磁力によって生じる傾斜磁
場コイルのパルス的な荷重は、支持体すなわちボビンと
分割部材とに伝達される。このとき、ボビンと分割部材
とは振動するが、両者が異なる形状をしているため、各
々の固有振動数ならびに発生する固有振動モードが異な
る。かつ、両者が固定部材によって固定されているた
め、両者の間には、各々が発生する固有振動モードを互
いに抑制しようとする挙動すなわち干渉作用が生じる。
このため、上記構造とすることでボビンが単体で存在す
るよりも大きな低振動効果が得られる。そのため、ボビ
ンの振動によって生じる騒音を大幅に低減できる。弾性
体や減衰材の介在は一層の低振動効果を図れる。また支
持体のスリットに減衰材を設けた構造も前記分割部材の
設置とほぼ同様の作用効果が得られる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。図1は本発明の一実施例に係る磁気共鳴イメージン
グ装置の構造を示す図で、円筒体の側面より手前側の外
筒(シールド部)及びクライオスタット部を除去して内
部の様子を示した図である図2はボビン及び傾斜磁場コ
イルの取付状況を示す図である。内部を真空断熱したク
ライオスタット1内に液体ヘリウム槽2を設け、これに
静磁場発生用の超電導マグネット(磁石)3を内蔵させ
て高磁場発生手段を構成し、超電導マグネット3を液体
ヘリウム4で冷却する。この超電導マグネット3によっ
てクライオスタット1の中央部空間のボア5内軸方向に
0.5〜4テスラの静磁場が発生する。ボア5内には、
静磁場z方向に対して、それぞれx方向、y方向、z方
向に傾斜磁場コイル6を配置している。傾斜磁場コイル
6はx方向、傾斜磁場コイル7はy方向コイルである。
なお、頻雑さを避けるため、z方向コイルについては図
示していない。
【0016】ボビン10の外側には、複数の分割部材8
が配置され、両者はバンド13によって強固に固定され
ている。傾斜磁場コイルは締結金具15,16により締
結し、一体化されており、剛性は非常に高く、複数の弾
性体9ならびに分割部材8を介して、ボビン10で支持
される。分割部材は非磁性体であればよく例えばFRP
等である。弾性体9は防振ゴム、高分子化合物樹脂又は
金属などで形成されている。また、分割部材8はボビン
10よりも半径が大きく且つボビン10に密着する円筒
を、円筒の軸方向に平行に分割されている。ボビン10
の両端部は、支持ボルト11によってクライオスタット
1の内面で支持されており、これによって、鞍形の傾斜
磁場コイル6および7の位置合せ(すなわち円筒体の軸
芯合わせ)を行う。また、クライオスタット1の外側に
は、漏洩磁場空間域を小さく抑えるため、重量が数トン
の鉄製の磁気シールド体12を設けている。
【0017】ここで鞍形の傾斜磁場コイル7に傾斜磁場
発生用のパルス電流iを流す場合を考える。コイルの円
周部に作用する電磁力は、フレミングの左手の法則に従
い、静磁場方向が図1中の左から右方向にあるとき、左
端上側コイル円周部には半径方向外側に、同下側のコイ
ル円周部には半径方向軸中心向きに作用する。またコイ
ル7の左側中央部の円周部には電流が逆向きに流れるの
で、これと逆向きの荷重が作用する。なお、コイル6に
ついても電流が流れるのでこれと同様な力が働く。以上
述べた電磁力は鞍形コイル6および7を変形させようと
するものであり、もしコイル6および7が変形するなら
ば傾斜磁場に歪が生じて画像処理精度が低下することに
なる。しかし本例においては、傾斜磁場コイル6および
7は強固に連結され、剛性も大きくなっているので、こ
の荷重による傾斜磁場コイル6および7の変形は拘束さ
れ、その変位量を非常に小さくすることができる。傾斜
磁場コイル6および7にかかる荷重は弾性体9に伝わる
が、多数個の弾性体9に分散するため、単位面積当りの
荷重は小さい。したがって、弾性体9の変位量は十分小
さく、傾斜磁場分布に乱れを生じさせることなく、その
結果、3次元空間で高画質の画像を得ることができる。
【0018】しかし、近年、磁気共鳴イメージング装置
では高磁場化傾向が進み、先に述べた電磁力が大きくな
ってきているため、上記弾性体9だけでは該装置の大幅
な低騒音化が困難である。そこで、ボビン自身の低振動
化が不可欠である。本例では、ボビン10の外側にバン
ド13によって強固に固定された分割部材8がボビン1
0の低振動化に寄与している。以下、分割部材8の働き
について説明する。ボビン10の概略形状は図3に示す
ような円筒である。本ボビン10を図中のA−A方向か
ら見た場合、図4及び図5で代表される固有振動モード
が生じる。つまり、一点鎖線が円筒断面の原形を表わ
し、その固有振動モードが実線で表示されている。分割
部材8がない場合には、コイルの振動が弾性体9を介し
てボビン10に伝わり、該振動モードを励起する。この
ように発生したボビン10の振動はなかなか減衰せず、
ボビン10の内外に大きな騒音を発生させることとな
る。分割部材8が本ボビン10に付加されると、それら
両者の固有振動数ならびに固有振動モードが異なるため
に、お互いにそれぞれの固有振動モードの発生を抑制し
ようとする。すなわち干渉しあう。従って、ボビン10
の振動が分割部材8によって低減されることになる。よ
って、本実施例では磁気共鳴イメージング装置の大きな
低騒音化が図れる。尚、上記実施例では、分割部材8と
してボビン10よりも一回り大きな円筒を2分割したも
のを用いているが、図6に示した如く分割数を増やした
ものであってもかまわない。また、図7に示した如く分
割は均等である必要はない。また、図8に示した如くボ
ビン10と分割部材8との間に減衰材25を挿入しても
よい。また、図9に示すように分割部材8はボビン10
の内側に突っ張り部材24等を用いて固定してもよい。
なお、このとき分割部材8はボビン10よりも1回り小
さな円筒を軸方向に分割したものである。
【0019】他の実施例のボビン10を図10に示す。
ボビン10は、2つの分割部材8と両者を結合する減衰
材25とにより構成されている。すなわち、ここでは、
これまで述べてきた基本となる円筒のボビン10がな
く、分割部材8がボビン10の主要部を成す。分割部材
8の振動は、減衰材25によって減衰されるので、ボビ
ン10の低振動化が図れる。これによって磁気共鳴イメ
ージング装置の低騒音化が可能となる。なお、本実施例
においても前述したと同様に分割数を増してもよい(図
11)。また、分割は均等である必要はない(図1
2)。また、減衰材25によって分割部材8が十分強固
に結合できなくてボビン10としての剛性が十分でない
場合には図13に示すように、円筒のボビン10に軸方
向にスリットを設けそこに減衰材25を充填する構造と
してもよい。あるいは、剛性増加のために図10の構造
にリング状部材26を設けて補強を図ってもよい(図1
4)。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、傾斜磁場コイルにパル
ス電流を流した時に生じる電磁力すなわち傾斜磁場コイ
ルに作用する変形荷重を、剛性の大きなコイルで受け、
その変形量を十分小さく抑え込むため、傾斜磁場コイル
の動きによる磁場の乱れが無く、高画質の画像を得られ
る効果がある。一方、コイルからの力によって発生する
ボビンの振動は、分割部材や減衰材によって十分抑制さ
れるので、ボビンの振動によって発生する騒音を低減で
きる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る磁気共鳴イメージング
装置の内部構造物の部分断面図である。
【図2】図1の実施例装置に適用するボビン及び傾斜磁
場コイルの部分を示す要部断面図である。
【図3】ボビン円筒体の斜視図である。
【図4】図3のボビンの固有振動モード図である。
【図5】図3のボビンの固有振動モード図である。
【図6】他の実施例の要部断面図である。
【図7】他の実施例の要部断面図である。
【図8】他の実施例の要部断面図である。
【図9】他の実施例の要部断面図である。
【図10】他の実施例の要部断面図である。
【図11】他の実施例の要部断面図である。
【図12】他の実施例の要部断面図である。
【図13】その他の実施例の要部斜視図である。
【図14】その他の実施例の要部斜視図である。
【符号の説明】
1 クライオスタット 3 超電導マグネット 5 ボア 6 傾斜磁場コイル(x方向) 7 傾斜磁場コイル(y方向) 8 分割部材 9 弾性体 10 ボビン 25 減衰材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塚 雅之 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社 日立製作所 那珂工場内 (56)参考文献 実開 平3−21304(JP,U) 実開 平4−83206(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 5/055

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円筒空間に均一な高磁場を供給する強磁
    場発生手段と、該円筒空間内の半径方向に傾斜磁場分布
    を供給する傾斜磁場発生手段と、該傾斜磁場発生手段を
    前記円筒空間内の所定の位置に固定する支持体とを備え
    た磁気共鳴イメージング装置において、前記傾斜磁場発
    生手段と前記支持体との間に支持体よりも剛性の小さな
    弾性体を設け、該支持体の内壁に該支持体の剛性と同等
    の分割部材を設けたことを特徴とする磁気共鳴イメージ
    ング装置。
  2. 【請求項2】 円筒空間に均一な高磁場を供給する強磁
    場発生手段と、該円筒空間内の半径方向に傾斜磁場分布
    を供給する傾斜磁場発生手段と、該傾斜磁場発生手段を
    前記円筒空間内の所定の位置に固定する支持体とを備え
    た磁気共鳴イメージング装置において、該支持体が円筒
    を分割した複数の分割部材と該分割部材を連結する減衰
    材とより成ることを特徴とする磁気共鳴イメージング装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項において、分割部材は支持体よ
    りも半径が大きく且つ該支持体に密着する円筒を、円筒
    の軸方向に分割した部材であることを特徴とする磁気共
    鳴イメージング装置。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2において、複数の分割部
    材が不均等分割されたものであることを特徴とする磁気
    共鳴イメージング装置。
  5. 【請求項5】 円筒空間に均一な高磁場を供給する強磁
    場発生手段と、該円筒空間内の半径方向に傾斜磁場分布
    を供給する傾斜磁場発生手段と、該傾斜磁場発生手段を
    前記円筒空間内の所定の位置に固定する支持体とを備え
    て成る磁気共鳴イメージング装置において、該支持体に
    設けられた軸方向のスリットに減衰材が充填されたこと
    を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
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US7755359B2 (en) 2004-05-31 2010-07-13 Hitachi Medical Corporation Magnetic resonance imaging apparatus with noise suppressing structure

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