JP3764140B2

JP3764140B2 - 傾斜磁場コイルシステムを懸架する軸方向剛性懸架素子が設けられるｍｒｉ装置

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Publication number: JP3764140B2
Application number: JP2002546236A
Authority: JP
Inventors: ベーローゼン，ニコラース; スホトルスト，ヘラルトファン; エムイェーエルスーメルス，ヘルマニュス
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2021-11-20
Also published as: US20020079896A1; JP2004514516A; WO2002044745A1; EP1344077A1; US6518761B2

Description

【０００１】
本発明は、磁気共鳴画像を形成する装置に関連する。この装置は、傾斜磁場コイルがその上に配置されるキャリアを含む傾斜磁場コイルシステムを含む。傾斜磁場コイルは、接続手段によって装置の枠組みに取付けられ、接続手段は傾斜磁場コイルシステムによって生成される機械振動の伝達を少なくするよう構成される。
【０００２】
このような種類のＭＲＩ装置は、米国特許第５，７９３，２１０号から公知である。この文書に説明されるＭＲＩ装置には、周囲の雰囲気のガス圧よりも低いガス圧を有するエンクロージャ内に配置される傾斜磁場コイルを有する傾斜磁場コイルが設けられる。このような種類のコイルはキャリア上に配置されるが、キャリア自体がＭＲＩ装置の更なる部分に取付けられる。キャリアは特に、接続手段によってＭＲＩ装置の枠組みに取付けられる。
【０００３】
傾斜磁場コイルは動作すると雑音を生成し、この雑音は検査されるべき患者にとって非常に不快であることは一般的に知られている事実である。従って、この雑音を可能な限り少なくすることを技術目的とする。このために、公知のＭＲＩ装置における傾斜磁場コイルは、傾斜磁場コイルから発生する振動の周囲への音響伝達がかなり少なくなるような残留圧力を有する真空雰囲気内に配置される。この真空空間には、雑音を吸収するガラス繊維材料が充填され、それにより、大気路を介する伝達が更に少なくされる。接続手段を介する振動伝達を防ぐために、接続手段は、傾斜磁場コイルシステムによって生成される振動の伝達を緩和するよう構成される。傾斜磁場コイルシステムは主に、例えば、ゴム、プラスチック、又は、エポキシ材料といった所望の音響特性を有する材料、又は、上述したような材料で、コイルシステムを支持するために特別に設けられる支持体又はフランジといった堅い構造部に付勢する弾性材料によって支持される。
【０００４】
上述した処置は全て制限的な欠点を有する。上述したような材料は、有限の度合いまでにしか音響振動を減衰せず、周囲の雰囲気を介する音響路を依然として可能にする。傾斜磁場コイルを雑音吸収繊維材料で取り囲むことも有限の度合いまでしか音響振動を減衰せず、接続手段を介する音響路を依然として可能にする。このことは、傾斜磁場コイルが真空中に配置されても生じてしまう。更に、傾斜磁場コイルを真空外囲器内に配置することは、思い切った構造処置を採る必要があり、また、追加の空間を必要とする。追加の空間は、ＭＲＩ装置のコイルが位置する付近においては特に望ましくない。傾斜磁場コイルキャリアの弾性懸架装置も欠点を有し、それは、巨視的な意味で傾斜磁場コイルの位置が変化してしまう点である。この欠点は想像上のものではなく、というのは、弾性懸架装置の設計は、振動を最大限に切り離すことを目的とし、懸架装置は可能な限り弾性となるようにされているからである。巨視的な位置変化は撮像品質に影響を及ぼす。
【０００５】
本発明は、傾斜磁場コイルシステム内において生成される振動が、環境へ音響伝搬されることが異なる方法で弱められる、上述したようなＭＲＩ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
このために、本発明のＭＲＩ装置は、接続手段が多数の懸架素子を含み、懸架素子の第１の端はキャリアに取付けられ、第２の端はＭＲＩ装置の枠組みに直接的又は間接的に取付けられ、接続手段は、第１の方向において第１の機械剛性を有し、第１の方向に対し垂直に延在する少なくとも１つの方向において第２の小さい剛性を有し、懸架素子の第１の端はキャリアの取付け点において少なくとも１つの低振動方向を示すようその取付け点に取付けられ、懸架素子の第１の端と第２の端の間に延在する接続方向は、キャリアの取付け点の低振動方向に略一致することを特徴とする。
【０００７】
第１の方向における第１の機械剛性は、位置的な安定性の要件によって決められる。つまり、傾斜磁場コイルキャリアは、巨視的な観点から、動作時にその定位置を維持しなければならない。第２の方向における剛性は、第１の方向における剛性よりもかなり小さくなければならない。このような懸架素子の最も単純な形として、その曲げ剛性が軸方向における剛性よりもかなり小さくなるような厚さを有するロッドが挙げられる。又は、ロッドの取付け点回りにおいて傾斜可能であるように周囲に取付けられるロッドが挙げられる。後者のロッドの場合、横断方向における剛性は、軸方向の剛性に対し更に無視できるほど小さい。このような懸架素子のもう１つの形として、１つの軸回りに小さなヒンジ剛性が得られるような寸法にされるノッチヒンジ、又は、２つの互いに垂直な軸回りに小さなヒンジ剛性が得られるような寸法にされる２つのノッチヒンジの組合せが挙げられる。周知である他の構成素子も、それらの素子が、１つの方向に所与の度合いの機械剛性を示し、その１つの方向に対し垂直な方向にかなり小さな剛性を示すという要件を満たす限り、利用可能である。
【０００８】
一般的に、傾斜磁場コイルシステムは、その上に傾斜磁場コイルが取付けられるキャリアを含む。キャリアは一般的に円筒状にされ、傾斜磁場コイルとキャリアは一体にされて１つの剛性ユニットを形成する。懸架素子を使用することにより、キャリア、即ち、傾斜磁場コイルシステム全体の空間における位置を決めることができる。一般的に、振動する部材の各点は、３つの異なる方向に振動歪みを発生し、それぞれ位相も異なる。本発明は、特に円筒状である傾斜磁場コイルキャリアには、１つの振動方向における振幅は、もう１つの振動方向における振幅よりもかなり低い場所があるという事実の認識に基づいている。振幅の低い振動方向を、低振動方向と称する。本発明の懸架素子がそのような場所（つまり、１つの振動方向における振幅が、もう１つの方向における振幅よりかなり低い場所）に取付けられ、また、低振動方向が懸架素子の延在方向に選択されると、懸架素子の長手方向における振動は、他の方向におけるよりも発生しなくなり、この他の方向における振動は、懸架素子によって非常に小さな度合いでしか伝達されず、なぜなら、懸架素子は当該の他の方向において小さな剛性を有するからである。従って、傾斜磁場コイルシステムによって生成される振動の伝達はかなり少なくなる。本発明の懸架素子を使用することにより、本発明の懸架素子はその軸方向における懸架方向が、所望の方向、つまり、取付け点の低振動方向からほとんどずれないという利点が提供される。このことは、軸方向においてずれている場合の懸架素子によって伝達される振動力の減少率の偏りは、ずれの角度の正弦の二乗に比例することによって示される。小さい角度に対しては、減少率の偏りは非常に小さくなる。
【０００９】
少なくとも１つの懸架素子に対し、軸方向における剛性と横断方向における剛性の比は５０：１であることが好適である。この数値は、残っている振動に対し許容可能な振動絶縁をもたらすことが分かっている。
【００１０】
本発明の上述したような処置の効果は、最も重要な周波数、即ち、最大の音響エネルギーが発生する周波数以外の振動周波数に対してはそれほどではない場合もある。これは、最重要の周波数以外の周波数に対する取付け点において低振動方向がないか、存在する低振動方向は、本発明の懸架素子の長手方向に一致しないこと意味する。最重要の周波数以外のその他の周波数に対し更に、振動絶縁を実現するには、少なくとも１つの懸架素子にアクティブドライブ可能な素子が設けられ、このアクティブドライブ可能な素子は、懸架素子の軸方向における剛性を実質的に弱める。アクティブドライブ可能な素子は、残留振動によってもたらされる懸架素子の長手方向における変位が、アクティブドライブ可能な素子の長さの対抗する拡張／収縮によって補償されるよう制御される。アクティブドライブ可能な素子の長さの拡張／収縮は、駆動されることにより制御可能な素子の長さが変化することによりもたらされる。この結果、駆動周波数（又は複数の駆動周波数）に対する懸架素子の剛性が実質的に弱められる。このような素子は、例えば、圧電アクチュエータ又は電磁気アクチュエータによって形成される。この処置によって、残留振動（ＭＲＩ装置の他の構成部に作用する力）の伝達を防ぐ。
【００１１】
本発明の好適な実施例において、ＭＲＩ装置には、アクティブドライブ可能な素子を駆動させる駆動回路が設けられ、この駆動回路は、キャリアの当該取付け点の領域に設けられる力センサとアクティブドライブ可能な素子との間に配置されるフィードバック回路を含む。力センサは、取付け点において伝達される力、特に、懸架素子の長手方向における力を測定する。長手方向に伝達される力は、従って、ゼロとなるよう制御可能である。
【００１２】
本発明の更なる実施例では、ＭＲＩ装置には、ＭＲＩ装置の傾斜磁場を発生させる信号を生成する傾斜磁場制御回路と、アクティブドライブ可能な素子を駆動させる駆動回路とが設けられる。駆動回路は、傾斜磁場制御回路とアクティブドライブ可能な素子との間に接続されるフィードフォワード回路を含む。この実施例は、傾斜磁場コイルシステムの振動状態に関する演繹的知識を有利に使用する。この知識は、傾斜磁場電流の制御信号から得られ、つまり、アクティブドライブ可能な素子に対する相殺信号が発生されるよう得られ、アクティブドライブ可能な素子の相殺効果は、フィードバック回路を使用した際と同一である。
【００１３】
本発明のＭＲＩ装置のもう１つの実施例には、傾斜磁場コイル用の円筒状キャリアが設けられ、キャリアは、第１の端部において４つの懸架素子に取付けられ、第２の端部において、更に２つの懸架素子に取付けられる。従って、傾斜磁場コイルシステムは、理想的なノッチヒンジとして作用する懸架素子によって実現される。これは、長手方向に対し垂直な方向における剛性は、全ての実用的な目的において無視できるほどに小さい値を有することを意味する。従って、横断方向における振動のわずかな伝達も望ましくない状況において、そのような伝達は最適に防止される。更に、キャリアの巨視的に低い周波数の動作（例えば、１０Ｈｚの大きさのオーダ）も、６つの懸架素子によって懸架されることにより効果的に防止される。従って、ＭＲＩ装置の画質の低下が回避される。
【００１４】
本発明のＭＲＩ装置のもう１つの実施例では、少なくとも１つの懸架素子は、厚くされた中心部を含むロッド状の懸架素子として構成される。厚くされた部分によって、ロッドの破壊安定性が高められる。厚くされた部分があることによって、残りの厚くされていない部分は、厚くされる部分が省略される場合においても薄くなるよう構成され、それにより、横断方向における剛性が更に弱められる。
【００１５】
本発明を、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
【００１６】
図１に概略的に示す磁気共鳴装置は、定常磁場Ｂを生成する第１の磁石システム１と、傾斜磁場を生成する第２の磁石システム（傾斜磁場コイルシステム）と、傾斜磁場コイルシステム２用の電力増幅器３と、第１の磁石システム１用の電源４を含む。ＲＦコイル５は、ＲＦ交流磁場を発生させる。この為に、ＲＦコイル５は、ＲＦ源６を含むＲＦ送信装置に接続される。ＲＦコイル５は、被験者（図示せず）のＲＦ透過磁場（RF transmitted field）によって生成されるスピン共鳴信号の検出にも使用することができる。このために、ＲＦコイルは、信号増幅器７を含むＲＦ受信装置に接続される。信号増幅器７の出力は、検出器回路９に接続され、回路９は中央制御装置１０に接続される。中央制御装置１０は、ＲＦ源６用の変調器１１、電力増幅器３、及び、表示モニタ１２も制御する。ＲＦ発振器１３は、変調器１１と、測定信号を処理する検出器９を制御する。冷却ダクト１５を有する冷却装置１４が、第１の磁石システム１の磁石コイルを冷却するよう設けられる。磁石システム１及び２の中に配置されるＲＦコイル５は、測定空間１６を囲む。この測定空間は、医学診断測定装置の場合では、検査されるべき患者、又は、頭部又は頸部といった検査されるべき患者の一部を受容するのに十分に大きい。従って、定常磁場Ｂと、被験者スライスを選択する傾斜磁場、及び、空間的に一様なＲＦ交流磁場が、測定空間１６内に生成される。ＲＦコイル５は、送信コイルの機能と測定コイルの機能を兼ねることができる。その場合、分離回路８が設けられて、フォワード信号トラフィックとリターン信号トラフィックとを分離させる。或いは、２つの機能に異なるコイルを使用することも可能である。その場合、例えば、表面コイルを測定コイルとして使用することができる。所望される場合は、コイル５は、ＲＦ磁場をシールドするファラデー（Faraday）ケージ１７に囲まれてもよい。
【００１７】
図２は、本発明の懸架素子に使用するダブルノッチヒンジを示す。本発明の磁器共鳴装置における傾斜磁場コイルはキャリア上に配置され、傾斜磁場コイルとキャリアは共に１つの剛性ユニットを構成する。キャリアは、懸架素子によって装置の枠組みに取付けられる。本発明では、懸架素子は、第１の方向（軸方向）に第１の機械剛性を有し、第１の方向に垂直な１つの又は２つの方向（横断方向）に第２の小さい剛性を有する。図２ｃ及び図２ｄは、２つのいわゆるダブルノッチヒンジが設けられる上述したような懸架素子の１つの実施例を示す。
【００１８】
図２ａ及び図２ｂはダブルノッチヒンジを示すが、図２ａは正面図であり、図２ｂは図２ａの側面図である。図示するダブルノッチヒンジは、円形又は矩形の断面を有するロッド状の部材１８によって形成される。２つの互いに平行なカットアウト２０及び２１は、部材１８の長手軸１９に対し垂直に延在するよう設けられ、２つの互いに平行なカットアウト２２及び２３は、カットアウト２０及び２１に対し垂直であり、且つ、長手軸に対しても垂直に延在するよう設けられる。カットアウトの領域においてロッドの幅が小さいことにより、小さい回転剛性が達成される。玉軸継手の動作にダブルノッチヒンジを好適に似せるには、長手軸方向におけるカットアウトの距離を小さくすることが重要である。
【００１９】
本発明の懸架素子は、図２ａ及び図２ｂを参照しながら説明した２つのダブルノッチヒンジと中間ロッドの組合せによって実現される。図２ｃ及び図２ｄは、上述したような種類のロッド状部材２４を示し、その両端には、２つのダブルノッチヒンジ２５、２６が設けられ、これらは、玉軸継手として略動作する。２つのダブルノッチヒンジ２５及び２６は、ヒンジの方向において所与の（僅かな）剛性を有する場合がある。従って、玉軸継手として作用するダブルノッチヒンジ２５及び２６によって実現される懸架素子は、１つの端の近くにある第１のカットアウトの対２７及び２８と、もう１つの端に近い方にある第２のカットアウトの対２９及び３０と、第３のカットアウトの対３１及び３２と、第４のカットアウトの対３３及び３４が設けられるロッド状部材２４から構成される。懸架素子の横断方向における所望のより小さな剛性は、２つの玉軸継手２５及び２６を、ロッド状部材２４の両側に組み合わせることにより実現される。ダブルノッチヒンジは依然として所与の剛性を示すが、２つのダブルノッチヒンジ２５及び２６の間の距離は比較的大きいので、各ヒンジに必要とされる曲げの角度は小さくてよい。これは、横断方向における小さい剛性として明らかとなる。この効果は、ダブルノッチヒンジの技術において、横断方向の剛性は、２つのダブルノッチヒンジ２５及び２６間の距離の２乗の逆数値に比例するという周知の事実に基づいて説明することができる。２つのダブルノッチヒンジ２５及び２６間の距離が比較的大きいので、曲げの角度が小さいと変位が、これは重要ではないが、横断方向において依然として生じる。
【００２０】
ロッド状部材の一部は、アクティブドライブ可能な素子３５によって形成され、それにより、懸架素子を軸方向において実質的に弱めることができる。アクティブドライブ可能な部材３５は、例えば、ピエゾアクチュエータによって形成され、これは、周知であるように、印加される電気電圧の影響下で収縮及び拡張することができる。懸架素子の一端は、傾斜磁場コイルキャリアに接続され、懸架素子の他端は、ＭＲＩ装置の枠組みに接続される。傾斜磁場コイルキャリアは、ロッドの軸方向１９を横断する方向における振動による変位を主に示すが、ロッドの軸方向１９においても一部の残留振動による変位をもたらす振動モードを有する。ピエゾ素子３５が駆動されない場合は、一部の残留振動による変位である後者の振動成分は、懸架素子からＭＲＩ装置の枠組みに、実質的に減衰されることなく伝達される。しかし、好適な信号波形によってピエゾ素子３５を駆動することにより、振動の結果懸架素子に生じる長手方向における変位は、ピエゾ素子３５の長さ方向における対抗する拡張／収縮によって相殺される。ピエゾ素子の長さ方向における拡張／収縮は、ピエゾ素子を駆動することによってその長さが変わることによってもたらされる。その結果、懸架素子は、駆動周波数（複数の周波数）に対し実質的に弱められる。懸架素子の第１の端と第２の端間の接続方向、つまり、ロッドの長手軸１９方向は、懸架素子がキャリアに取付けられる取付け点の低振動方向と同一であるべきである。
【００２１】
図３は、振動によって変形される傾斜磁場コイルシステム用のキャリアを示す。このような種類のキャリアは一般的に円筒状であり、図３は、その側面図である。図３では傾斜磁場コイルは示さないが、傾斜磁場コイルはキャリアと一緒にされると剛性ユニットを形成する。図面中、変形していない円筒状キャリアは実線で表し、参照番号４０ａが付けられる。一方、変形したキャリアは破線で表し、参照番号４０ｂが付けられる。この変形はキャリアへの振動によるものであり、１つの重要な振動モードでは、そのような振動は一般的に７００Ｈｚの周波数を有する。
【００２２】
振動によって、全ての点は、それらの定常位置から変位する。例えば、変形していないキャリア４０ａの端の点４４ａは、振動によって位置４４ｂに変位する。この変位は、点４４ａ及び点４４ｂに関連付けられる変位ベクトル４６によって表される。この変位ベクトルは、変形していないキャリア４０ａの円筒状軸に対し約４５度の角度４７をなす。この変位ベクトルが、考慮される周波数における当該の点の唯一の振動方向である（つまり、振動方向が、図の平面方向においてのみあり、図の平面に対し垂直に延在する振動方向がない）場合、図の平面におけるベクトル４６に対し垂直な方向が、低振動方向である。
【００２３】
本発明の考えに従う懸架装置は、ロッド状部材５０から構成されるロッド状の懸架素子４８によって実現される。ロッド状部材５０の長手方向は、ベクトル４６に対し垂直に延在し、ロッド状部材５０の両端にはそれぞれ玉軸継手５２、５４が設けられる。玉軸継手５２、５４は、例えば、図２を参照しながら説明したように構成される。従って、懸架素子５０の長手方向は、変形していないキャリア４０ａの円筒状軸に対し４５度の角度をなす。玉軸継手５２は、キャリア４０ａの取付け点４４ａに取付けられ、玉軸継手５４は、振動しない固定点、例えば、ＭＲＩ装置の枠組みに取付けられる。尚、ベクトル４６によって表される、ロッド状部材５０の長さに対する振動による変位量の割合は、図３では現実的ではない。実際には、ベクトル４６は、ロッド状部材５０よりも数倍小さい。
【００２４】
図３を参照しながら説明する懸架素子の実施例には、２つの玉軸継手を有する剛性ロッドが含まれるが、懸架素子には異なる構成を選択してもよい。例えば、薄い弾性ロッドを使用してもよく、長手方向を横断する方向における弾性ロッドの柔軟性は、上述の実施例と同一の機能性を有する。この場合、薄いロッドの一端は端の点４４ａに接続され、薄いロッドの他端は、図３に示す玉軸継手５４が取付けられる点に取付けられる。弾性ロッドの長さが長すぎると、負荷により壊れる危険性があるので、ロッドの中心位置は厚めに構成され、それにより、２つの端における残りの薄い部分のみが曲がる。
【００２５】
図４は、傾斜磁場コイルシステムの円筒状キャリアを示す斜視図であり、キャリアは、４つの本発明の懸架素子によって懸架される。図４におけるキャリア４０は略円筒状であり、中心部分における厚い壁５６と、両端における僅かに薄い壁部５８ａ及び５８ｂを有する。懸架素子４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、及び、４８ｄは、薄い壁部５８ａ及び５８ｂに取付けられる。図示する懸架素子はそれぞれ、図３を参照しながら説明した懸架素子４８と同一の方法で構成されうる。本体を空間における固定位置に懸架するには、６つの本発明の懸架素子によって６つの独立した方向でその部材を懸架することが原則的に必要であり、つまり、その横断方向における剛性が、その軸方向における剛性と比較すると無視できるほどに小さい懸架素子によって懸架することが必要である。しかし、本発明の懸架素子４８ａ乃至４８ｄに対しては、端にある玉軸継手の剛性を無視できるほどに小さくせず、その代わり、ロッド状部材の長手方向に対し垂直な面において所与の有限の剛性が維持されるよう決められる。１０：１が、剛性の割合に好適な値であり、この値によって、４つの懸架素子を使用するので十分となる。この有限の剛性を維持することにより、キャリア４０を６つより小さい数の、つまり、図示する状況では、４つの懸架素子で懸架することができるようになる。ロッドの方向は、円筒状キャリア４０の対称軸５９上の点に向かうよう方向付けられる。懸架素子４８ａ及び４８ｂの方向は、対称軸上の同一の第１の点６０で互いに交差し、懸架素子４８ｃ及び４８ｄの方向は、対称軸上の同様の第２の点６２で互いに交差する。４つの懸架素子のそれぞれは、変形していないキャリア４０の円筒状軸５９に対し４５度の角度をなす。
【００２６】
図５は、傾斜磁場コイルシステムの円筒状キャリアの第１の実施例を示し、このキャリアは、６つの本発明の懸架素子によって懸架される。懸架素子４８ａ、４８ｂ、及び、４８ｆは、薄い壁部５８ａに取付けられ、懸架素子４８ｃ、４８ｄ、及び、４８ｅは、薄い壁部５８ｂに取付けられる。図示する懸架素子のそれぞれは、図３を参照しながら説明した懸架素子４８と同一の方法で構成される。ロッド４８ａ、４８ｂ、及び、４８ｆはそれぞれの方向が、円筒状キャリア４０の対称軸５９上の同一の点６４において互いに交差するように方向付けられる。ロッド４８ｃ、４８ｄ、及び、４８ｅはそれぞれの方向が、対称軸５９の同一の点６６において互いに交差するよう方向付けられる。図５において、ロッドの端にあるダブルロッドヒンジは玉軸継手として作用し、玉軸継手の長手軸に対し垂直な方向における剛性は、依然として無視できるほどに小さくはない値を有する。長手軸に対し垂直な方向に、上述したような値の剛性を有するのは、キャリア４０は、懸架素子４８のこの構成では依然として円筒状軸５９の周りに回転の自由があり。この回転の自由は横断方向における有限の剛性によって防止されるからである。６つの懸架素子４８ａ乃至４８ｆのそれぞれは、変形していないキャリア４０の円筒状軸５９に対し４５度の角度をなす。更に、キャリア４０の巨視的な低周波動作（例えば、１０Ｈｚの大きさのオーダ）は、６つの懸架素子を含む懸架装置を使用することによりもはや可能でなくなる。
【００２７】
図６ａ乃至図６ｃは、６つの本発明の懸架素子によって懸架される、傾斜磁場コイルシステムの円筒状キャリアの第２の実施例を示す。図６ａは、全体的な斜視図であり、図６ｂは、図６ａに示すキャリアの正面図であり、図６ｃは、図６ａに示すキャリアの側面図である。図６ａは、図５から派生したものであるが、図６ａでは、図５に示す懸架素子４８ｅが省略され、懸架素子４８ｇが追加される。この懸架素子４８ｇは、薄い壁部５８ａに取付けられ、この取付け点は、懸架素子４８ａ及び４８ｂの取付け点に対し対称的な位置にある。懸架素子４８ｇの長手方向は、対称軸５９に対し垂直に延在し、これは、つまり、懸架素子４８ｇは、丸い円筒状断面に対し接線方向に方向付けられる。３つの懸架素子４８ａ、４８ｂ、及び、４８ｆの方向は全て、キャリア４０の円筒状軸５９上の点６４に方向付けられる。３つの懸架素子のそれぞれは、円筒状軸に対し４５度の角度をなす。懸架素子４８ｃ及び４８ｄの方向は共に、円筒状軸５９上の点６６に方向付けられる。これらの懸架素子４８ｃ及び４８ｄは共に、円筒状軸に対し４５度の角度をなす。図６に示すロッドの端にある玉軸継手は理想的な玉軸継手として作用し、これは、長手軸に対し垂直な方向における剛性は、全ての実用目的において無視できるほどに小さい値を有することを意味する。図５に示す実施例と比較するに、図６に示す実施例では、キャリア４０は円筒状軸５９の回りに回転しないことが保証される。これは、各懸架素子の選択的な位置及び方向によってもたらされる。図５に示す実施例と同様に、キャリア４０の巨視的な低周波動作（例えば、１０Ｈｚの大きさのオーダ）は、６つの懸架素子を含む懸架装置を使用することにより可能でなくなる。
【００２８】
図７は、例えば、図２ｃ及び図２ｄに示す懸架素子におけるアクティブドライブ可能な素子のフィードフォワード駆動の制御動作を表すブロック図である。ここでは、フィードフォワード駆動とは、傾斜磁場コイルキャリアの振動動作を、図２ｃを参照しながら説明したように懸架素子を実質的に弱めることが達成されるような方法で、予測する一種の制御を意味するものと理解する。このような予測は、傾斜磁場コイルを駆動する信号、従って、コイルを振動させる信号は予め既知であることにより可能である。
【００２９】
ブロック図の入力６８は、傾斜磁場コイルを駆動させる信号（例えば、傾斜磁場コイルを流れる電流Ｉ_ｇｒａｄ）を受信する。制御作用と、傾斜磁場電流の影響下の傾斜磁場コイルの振動動作の組み合わせられた結果である信号は、ブロック図の出力７６から得られる。ブロック図は２つの並列の分岐から構成され、第１の分岐は、傾斜磁場電流Ｉ_ｇｒａｄがどのように、キャリアの取付け点によって懸架素子上に加えられるべき力となるかを示すブロック７０を含み、Ｈ_ｇと表される。従って、ブロック７０は、傾斜磁場コイルを傾斜磁場電流Ｉ_ｇｒａｄによって駆動させることによりもたらされる、（相殺されるべき周波数に対する）キャリア４０の動的振動動作を表す。
【００３０】
ブロック図の第２の分岐は、直列接続される第１のブロック７２及び第２のブロック７４を含む。第２のブロック７４は、ピエゾアクチュエータのキャリア４０への影響が、キャリアの取付け点によって懸架素子に加えられるべき力をもたらす様子を示し、Ｈ_ｐと表される。従って、ブロック７４は、ピエゾアクチュエータによってキャリア４０に加えられる力によりもたらされる、（相殺されるべき周波数に対する）キャリア４０の動的振動動作を表す。第１のブロック７２が、実際のフィードフォワード制御を実行する。第１のブロックの内容は、キャリア４０への、傾斜磁場電流Ｈ_ｇの影響とピエゾアクチュエータＨ_ｐの影響の比Ｈ_ｇ／Ｈ_ｐを表す。第１の分岐によって生成される信号と第２の分岐によって生成される信号は、第１のブロック７２の影響下で、（代数的に）ゼロとなるよう加算される。従って、所望の制御は、２つの分岐の結果を加算することによって実現され、この加算は、加算器７８において行われる。
【００３１】
尚、ピエゾアクチュエータを、フィードバック回路によって駆動することも可能である。その場合、フィードバック回路及びピエゾアクチュエータによって形成されるシステムが取付け点にある振動に反応する。相殺されるべき振動は、それ自体は知られている力センサによって決定できる。測定された力は、好適なフィルタリングが施された後に、ピエゾアクチュエータに適用され、上述したような相殺効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】公知の磁気共鳴装置の一般的な構成を示す概略図である。
【図２ａ】ダブルノッチヒンジと、ダブルノッチヒンジから形成される本発明の懸架素子を示す概略図である。
【図２ｂ】ダブルノッチヒンジと、ダブルノッチヒンジから形成される本発明の懸架素子を示す概略図である。
【図２ｃ】ダブルノッチヒンジと、ダブルノッチヒンジから形成される本発明の懸架素子を示す概略図である。
【図２ｄ】ダブルノッチヒンジと、ダブルノッチヒンジから形成される本発明の懸架素子を示す概略図である。
【図３】振動により変形される傾斜磁場コイルシステムのキャリアを示す図である。
【図４】４つの本発明の懸架素子によって懸架される傾斜磁場コイルシステムの円筒状キャリアを示す図である。
【図５】６つの本発明の懸架素子によって懸架される傾斜磁場コイルシステムの円筒状キャリアの第１の実施例を示す図である。
【図６ａ】６つの本発明の懸架素子によって懸架される傾斜磁場コイルシステムの円筒状キャリアの第２の実施例を示す図である。
【図６ｂ】６つの本発明の懸架素子によって懸架される傾斜磁場コイルシステムの円筒状キャリアの第２の実施例を示す図である。
【図６ｃ】６つの本発明の懸架素子によって懸架される傾斜磁場コイルシステムの円筒状キャリアの第２の実施例を示す図である。
【図７】懸架素子におけるアクティブドライブ可能な素子のフィードフォワード駆動の制御動作を説明するブロック図である。

Claims

傾斜磁場コイルがその上に配置されるキャリアを有する傾斜磁場コイルシステムを有し、
上記傾斜磁場コイルキャリアは、接続手段によって磁気共鳴画像形成装置の枠組みに取付けられ、
上記接続手段は、上記傾斜磁場コイルシステムによって生成される機械振動の伝達を減少するよう構成される磁気共鳴画像形成装置であって、
上記接続手段は、多数の懸架素子を有し、
上記懸架素子の第１の端は上記キャリアに取付けられ、第２の端は上記装置の枠組みに、直接的又は非直接的に取付けられ、
上記接続手段は、第１の方向における第１の機械剛性と、上記第１の方向に対し垂直に延在する少なくとも１つの方向における第２の小さい剛性を有し、
上記懸架素子の上記第１の端のそれぞれは、少なくとも１つの低振動方向を示すよう上記キャリアの取付け点に取付けられ、
上記懸架素子の上記第１の端と上記第２の端との間の接続方向は、上記キャリアの上記取付け点の上記低振動方向と略一致することを特徴とする装置。
上記多数の懸架素子のうち少なくとも１つの懸架素子に対し、軸方向の剛性と横断方向の剛性の比は１０：１である請求項１記載の装置。
上記多数の懸架素子のうち少なくとも１つの懸架素子には、上記軸方向における上記懸架素子の剛性を実質的に減少するアクティブドライブ可能な素子が設けられる請求項１又は２記載の装置。
上記アクティブドライブ可能な素子を駆動させる駆動回路が設けられ、
上記駆動回路は、上記キャリアの当該の取付け点の領域に設けられる力センサと上記アクティブドライブ可能な素子との間に配置されるフィードバック回路を有する請求項３記載の装置。
上記装置の傾斜磁場を発生させる信号を生成する傾斜磁場制御回路と、
上記アクティブドライブ可能な素子を駆動させる駆動回路とが設けられ、
上記駆動回路は、上記傾斜磁場制御回路と上記アクティブドライブ可能な素子との間に接続されるフィードフォワード回路を有する請求項３記載の装置。
上記傾斜磁場コイル用の円筒状キャリアが設けられ、
上記キャリアは、第１の端部において４つの上記懸架素子に取付けられ、第２の端部において更に２つの上記懸架素子に取付けられる請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の装置。
上記多数の懸架素子のうち少なくとも１つの懸架素子は、厚くされた中心部を有するロッド状の素子として構成される請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の装置。