JP4960607B2 - 開放型ｍｒｉのための支持構造並びにその方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、全般的には磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムに関し、また具体的には磁気共鳴イメージング・システムの支持構造に関する。

ＭＲＩシステムは、対象の組織や臓器の構造を撮像するための診断用ツールとして医療界において広範に使用されている。ＭＲＩシステムは、主磁場と、撮像対象内の磁気回転物質に影響を及ぼす一連の傾斜磁場と、を確立させている。撮像の間に、傾斜磁場は所定の撮像プロトコルに従ってパルス動作を受けると共に、無線周波数磁場によって磁気回転物質の分子に運動を生じさせる。次いで、分子の再整列によって得られた信号が検出されかつ処理されて、対象に関する有用な画像が再構成される。ＭＲＩ磁石の設計には閉鎖型磁石と開放型磁石が含まれる。

閉鎖型磁石は、典型的には、単一で管状のボアを有しており、この内部に撮像のために対象（医療分野では典型的には、患者）を位置決めすることができる。開放型磁石設計は、「Ｃ」字形または「Ｖ」字形の磁石を含んでおり、典型的には、互いからある間隔だけ分離させた２つの磁石アセンブリを利用し、これら磁石アセンブリ間の間隔によって撮像ボリュームが規定されている。患者は撮像のためにこの撮像ボリューム内に位置決めされる。開放型ＭＲＩシステムでは、閉鎖型または管状の磁石設計と異なり、これらの磁石アセンブリ間の間隔が検査の間に患者の快適性を保つのに役立つ。これらの磁石アセンブリは離して位置決めされているため、医療従事者は磁気共鳴イメージングの間に外科的手技やその他任意の医療手技のためにアクセスすることが可能である。

これらの開放型ＭＲＩシステムでは、支持構造に直接永久磁石が取り付けられている。現在利用されているＭＲＩシステムでは、その支持構造は大規模な機械加工処理を伴った熱間圧延、鍛造または鋳造によって製作されている。こうした機械加工処理によって余分な材料が除去されるのが一般的である。目下の設計では、かなりの体積の材料がこの方式によって除去されており、これによって後側のエッジに向かってより厚手の区画が残されかつ前面の近くにはより薄手の区画（典型的には、片持ちばり領域（ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｅｄ ａｒｅａｓ））が形成される。目下の典型的な設計での有効材料利用は約６０〜６５％である。したがって目下の設計では、使用に供する原材料だけではなく除去される材料もあるために材料コストが増大する。目下の設計ではさらに、機械加工処理をするために製造コストも増大する。
米国特許第６１５０８１９号

したがって、撮像で必要となる高品質で均一な磁場を提供しながらコストの低下が可能であるような開放型ＭＲＩシステムの磁石の支持構造のための改良型の設計、並びに対応する製造処理法に対する必要性が存在している。

簡単に述べると、本技法の一態様では、磁場源からの磁束に対して大きな透磁性を提供するように構成された開放型磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム向けの多層式支持構造を提供する。この多層式支持構造は、第１の多層式支持構造及び第２の多層式支持構造を含む。この多層式支持構造はさらに、少なくとも２つの磁石アセンブリを支持するためにこれら第１の多層式支持構造と第２の多層構造を接続している第３の支持構造を含む。これら２つの磁石アセンブリの間に撮像ボリュームが形成される。この多層式支持構造はさらに、撮像で必要となる高品質で均一な磁場を提供するように構成されている。

本技法の別の態様では、開放型ＭＲＩシステムの多層式支持構造を製造する方法を提供する。本方法は一般に、複数の構造を製作する工程と、これら複数の構造を結合する工程と、を含む。これら複数の構造には、第１の多層式支持構造、第２の多層式支持構造及び第３の支持構造が含まれる。第３の支持構造は、最終のアセンブリ内でこれらの多層式構造を一緒に結びつけている。

本技法の別の態様では、開放型ＭＲＩシステムの多層式支持構造を製造する方法を提供する。この多層式支持構造は、撮像のための均一な磁場を提供するように構成されている。本方法は、開放型ＭＲＩシステムの多層式支持構造内の複数の層間にあるギャップのうちの少なくとも１つを調整する工程を含む。

本発明に関するこれらの特徴、態様及び利点、並びにその他の特徴、態様及び利点については、同じ参照符号が図面全体を通じて同じ部分を表している添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことによってより理解が深まるであろう。

本技法は開放型磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム向けの支持構造を目的としている。一般に、この支持構造は、開放型ＭＲＩシステム内に１対の磁石アセンブリを収容するように構成される。本技法のコンテキストでは、材料や製造コストを削減すると共に、システムの磁場を調整することによって撮像のための均一磁場を提供するために、多層式支持構造が使用される。本技法がさらに別の医療コンテキストや医療以外のコンテキストにも応用できることは当業者であれば理解するであろう。

ここで図面に移って先ず図１を参照すると、開放型ＭＲＩシステム１０の例示的な一実施形態を本技法と関連させて模式的に表している。図示したように、この開放型ＭＲＩシステム１０は、多層式支持構造１２（より詳細には後の段落で検討することにする）及び少なくとも２つの磁石アセンブリ（第１の磁石アセンブリ１４と第２の磁石アセンブリ１６）を含む。これらの磁石アセンブリの間に撮像ボリュームが形成される。多層式支持構造は、磁場源からの磁束に対して高い透磁性を提供するように構成されている。医療のコンテキストでは、この撮像ボリューム内に撮像のために患者が位置決めされる。別のコンテキストまたより一般的には、検査中に画像データを収集するために撮像ボリューム内に関心対象物が配置される。これらの磁石アセンブリの間にある開放空間は、患者が閉鎖型の磁石設計で起こすことがあるようなある種の閉鎖恐怖の感覚を克服するのに役立つ。開放型ＭＲＩシステムはさらに、医療従事者が磁気共鳴イメージングの間に外科的手技やその他任意の医療手技のためにアクセスすることを可能にしている。開放型ＭＲＩシステム１０は、０．２テスラ定格から１テスラ定格以上までの範囲にある開放型ＭＲＩシステムを含め適当な任意のタイプあるいは定格とすることができる。

図２は、第１の３層式支持構造１８と、第２の３層式支持構造２０と、これら第１の３層式構造と第２の３層式構造を接続している第３の支持構造２２、２４と、を備えた多層式支持構造１２を表している。この多層式支持構造１２はさらに、脚２６、２８、３０及び３２を備えている（ただし図２では、脚３２は見えていない）。

第１の３層式支持構造１８は、第１層の低炭素鋼プレート３４、３６と、第２層の低炭素鋼プレート３８と、第３層の低炭素鋼プレート４０と、を備えており、これらは、留め具、リベット、接着剤、溶接及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つによって結合させている。第１の３層式支持構造１８はさらに、磁石アセンブリ（図２では図示せず）のための穴または凹部４２を備えている。第２の３層式支持構造２０は、第１層の低炭素鋼プレート４４と、第２層の低炭素鋼プレート４６と、第３層の低炭素鋼プレート４８、５０（プレート５０は図２では見えていない）と、を備えており、これらは、留め具、リベット、接着剤、溶接及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つによって結合させている。第２の３層式支持構造２０もまた、磁石アセンブリ（図２では図示せず）のための穴または凹部５２を備えている。

第１の３層式支持構造１８と第２の３層式支持構造２０は、留め具、リベット、接着剤、溶接及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つによって第３の支持構造２２及び２４に結合させている。第３の支持構造２２及び２４は、低炭素鋼から製作されたプレート、ピラー、支柱及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを備えている。脚２６、２８、３０及び３２は、留め具、リベット、接着剤、溶接及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つによって第２の３層式支持構造の下側に結合させている。この多層式支持構造１２はさらに、ＭＲＩシステム内に生成される磁場に対する調整を提供するためのデバイスを含むことがある（これについては、以下でさらに十分に記載することにする）。

図３は、上で詳細に説明したような多層式支持構造１２の分解図である。図３から分かるように、上側支持構造及び下側支持構造を構成しているプレートの各層は最終構造に組み付けられるように形成された材料の分離片とすることがある。したがってこの多層式支持構造が、過剰な材料の無駄な提供や、時間及び費用が無駄になるより厚手のプレート材料に対する重量を軽くするための機械加工を回避しながら所望の機械的支持や磁束のチャネリングを提供するような有効な輪郭（例えば、段階式）とすることができることは、当業者であれば理解されよう。

図４は、多層式支持構造５６と、少なくとも２つの磁石アセンブリ（第１の磁石アセンブリ５８及び第２の磁石アセンブリ６０）と、を備えた開放型ＭＲＩシステムの別の例示的な実施形態５４を表している。多層式支持構造５６（さらに詳細には後の段落で検討することにする）は、超伝導磁石及び／または永久磁石機構などの磁場源が発生させた磁束に対して高い透磁性を提供するように構成されている。

図５は、第１の２層式支持構造６２と、第２の２層式支持構造６４と、これら第１の２層式構造と第２の２層式構造を接続している第３の支持構造６６及び６８と、を備えた多層式支持構造５６を表している。多層式支持構造５６はさらに、脚７０、７２、７４及び７６（図５では、脚７６は図示していない）を備えている。

第１の２層式支持構造６２は、第１層の低炭素鋼プレート７８及び８０と、第２層の低炭素鋼プレート８２と、を備えている。上の実施形態の場合と同様に、これらのプレートは、留め具、リベット、接着剤、溶接及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つによって互いに結合させることがある。第１の２層式支持構造６２はさらに、磁石アセンブリ（図５では図示せず）のための穴または凹部８４を備えている。

第２の２層式支持構造６４は、第１層の低炭素鋼プレート８６と第２層の低炭素鋼プレート８８及び９０（プレート９０は図５では見えていない）とを備えている。同様にここでも、下側支持構造のプレートは、留め具、リベット、接着剤、溶接及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つによって互いに結合されている。第２の２層式支持構造６４はさらに、磁石アセンブリ（図５では図示せず）のための穴または凹部９２を備えている。第１の２層式支持構造６２と第２の２層式支持構造６４は、締結、リベット留め、接着、溶接及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つによって第３の支持構造６６、６８に結合させている。第３の支持構造６６及び６８は、低炭素鋼から製作されたプレート、ピラー、支柱及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを備えている。脚７０、７２、７４及び７６は、留め具、リベット、接着剤、溶接及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つによって第２の２層式支持構造の下側に結合されている。多層式支持構造５６はさらに、システムの磁場に対する調整を提供するためのデバイスを含むことがある（これについては、以下に記載することにする）。

本明細書では支持構造の製作材料用として低炭素鋼について記載しているが、使用される具体的な材料は設計選択によることがあることに留意すべきである。例えば、様々な鋼材や実際上は別の材料が当該の用途に適することがある。しかし多くのコンテキストでは、磁場の送出はその構造に依存することになり、また最上のシステム操作にとってはその磁気特性が重要となることがある。

図６は、多層式Ｃ字形支持構造９６と、少なくとも２つの磁石アセンブリ（第１の磁石アセンブリ９８及び第２の磁石アセンブリ１００）と、を備えた開放型ＭＲＩシステム９４のさらに別の例示的な実施形態を表している。この多層式Ｃ字形支持構造９６（これについては、後の段落でより詳細に検討することにする）は、上述のように磁場源からの磁束に対して高い透磁性を提供するように構成されている。

図７は、多層式Ｃ字形支持構造のための代替的な一構成９６を表している。ここでも構造９６は、第１の２層式支持構造１０２と、第２の２層式支持構造１０４と、これら第１の２層式構造と第２の２層式構造を接続している第３の支持構造１０６と、を含む。多層式Ｃ字形支持構造９６はさらに、脚１０８、１１０、１１２及び１１４（脚１１４は図７では見えていない）を備えている。

第１の２層式支持構造１０２は、第１層の低炭素鋼プレート１１６及び第２層の低炭素鋼プレート１１８を備えている。これらのプレートは、留め具、リベット、接着剤、溶接及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つによって互いに結合されている。第１の２層式支持構造１０２はさらに、磁石アセンブリ（図７では図示せず）のための穴または凹部１２０を備えている。第２の２層式支持構造１０４は、留め具、リベット、接着剤、溶接及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つによって連結させた第１層の低炭素鋼プレート１２２及び第２層の低炭素鋼プレート１２４（図７では図示せず）を備えている。第２の２層式支持構造１０４はさらに、磁石アセンブリ（図７では図示せず）のための穴または凹部１２６を備えている。第１の２層式支持構造１０２と第２の２層式支持構造１０４は、留め具、リベット、接着剤、溶接及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つなどの組み上げ手段によって第３の支持構造１０６に結合されている。脚１０８、１１０、１１２及び１１４は同様の組み上げ手段によって第２の２層式支持構造の下側に結合されている。多層式支持構造９６はさらに、磁場に対する調整を提供するための機構を含むことがある（これについては、以下に記載することにする）。

図８は、本技法の態様に従って開放型ＭＲＩシステム向けの多層式支持構造を製造するための例示的な方法を表している。この処理は一般に、複数のプレートを所望の形状に切断する工程（工程１２８に示す）で開始される。次いで、エッジや表面を準備することなどの予備的機械加工が実行される（工程１３０に示す）。本実施形態では次いで、プレートを貫通するように複数の貫通穿孔穴並びに複数のねじ穴が形成される（工程１３２に示す）。こうして準備されたプレート及び支持体に関して、積み重ね及び締結によってこれらが組み上げられる（工程１３４に示す）。本実施形態の１つでは次いで、これらのプレートが溶接される（工程１３６に示す）。これらの部材の連結のためにこうした溶接を使用する場合、熱処理を介した応力除去を実施することがある（工程１３８に示す）。こうした熱処理は溶接による応力を除去する役割をする。最後に、所望の最終構成を提供するために機械加工操作を実施することがある（工程１４０に示す）。こうした操作は、磁石アセンブリ向けの複数の穴の形成を含む穿孔操作やミリング操作を含むことがある。

図９は、開放型ＭＲＩシステムの多層式支持構造の例示的な一実施形態１４２の部分断面図を表している。図９に示すように、この構造は、複数のねじ穴を有する第１のプレート１４４と、その貫通穴と整列させた複数の貫通穿孔穴を有する第２のプレート１４６と、同様に複数の貫通穿孔穴を有する第３のプレート１４８と、を含む。この得られた構造は、以下で検討するようにボルトによって連結されることがある。

図示した機構では、第１のプレート１４４に対する機械加工は、表面１５０及び１５２を仕上げること、溶接のためにエッジ１５４を準備すること、ねじ穴１５６及び１５８を設けること、並びに締結具を受け入れるための貫通穿孔穴１６０を設けること、を含む。第２のプレート１４６に対する機械加工は、表面１６２及び１６４を仕上げること、溶接のためにエッジ１６６及び１６８を準備すること、並びに貫通穿孔穴１７０、１７２及び１７４を設けること、を含む。第３のプレート１４８に対する機械加工は、表面１７６及び１７８を仕上げること、溶接のためにエッジ１８０を設けること、並びに貫通穿孔穴１８２及び１８４を設けること、を含む。構造１８６に対する機械加工は、表面１８８を仕上げること、並びに少なくとも１つのねじ穴１９０を設けること、を含む。ねじ穴１５６と貫通穿孔穴１７０は、組み上げ中に互いに整列するように構成されている。同様に、ねじ穴１５８と貫通穿孔穴１７２及び１８２は組み上げ中に互いに整列するように構成されている。貫通穿孔穴１６０、１７４及び１８４と構造１８６内のねじ穴１９０とは、組み上げ中に互いに整列するように構成されている。

これらのプレートは、表面１５２が表面１６２と境を接し、かつ表面１６４が表面１７６と境を接するようにして組み上げられる。第１のプレート１４４と第２のプレート１４６は、貫通穿孔穴１７０及びねじ穴１５６内まで延びている少なくとも１つの締結具１９２を用いて結合されている。第３のプレート１４８は、貫通穿孔穴１７２及び１８２とねじ穴１５８内まで延びている少なくとも１つの締結具１９４を用いて第２のプレート１４６を介して第１のプレート１４４と結合されている。第１のプレート１４４と第２のプレート１４６は、エッジ１５４と１６６の間の溶接１９６によって示したように溶接される。同様に、第２のプレート１４６と第３のプレート１４８は、エッジ１６８と１８０の間の溶接１９８によって示したように溶接される。上で指摘したように、こうした溶接操作を実施する場合、その多層式支持構造１４２はさらに熱処理を介した応力除去を受ける。所望の構成を達成するために、磁石アセンブリ（図９では図示せず）のための少なくとも１つの穴２００を準備すること、並びに表面１５０を仕上げることを含む最終的な機械加工が実施される。仕上げ済みの多層式支持構造１４２は、貫通穿孔穴１６０、１７４及び１８４とねじ穴１９０内まで延びる少なくとも１つの締結具２０２を用いて支持構造１８６に結合されている。

図１０は、本技法の態様に従って開放型ＭＲＩシステム向けの多層式支持構造を製造するための別の例示的な方法を表している。図１０の方法では、複数のプレートが所望の形状になるように切断される（工程２０４に示す）。次いでエッジ及び表面を準備するために、一連の予備的機械加工の工程が実施される（工程２０６に示す）。次いで、この複数のプレート内に複数の貫通穿孔穴及び複数のねじ穴が形成される（工程２０８に示す）。次いで、これらのプレートに接着剤が塗布される（工程２１０に示す）。この目的のためには、エポキシ樹脂を含む接着剤など適当な任意の接着剤が利用されることがある。次いで、これら複数のプレートは積み重ね及び締結によって組み上げられる（工程２１２に示す）。こうした締結は、これらのプレートに対する接着剤連結を補完するため、補助的な連結圧力を提供するため、並びに接着剤の硬化を容易にするために使用されることがある。組み上げに続いて、所望の最終構成を提供するためにこれらのプレートに対して機械加工操作を実施することがある（工程２１４に示す）。またここでも、こうした機械加工操作は一般に、磁石アセンブリのための少なくとも１つの穴を設けること含むことになる。

図１１は、開放型ＭＲＩシステムの多層式支持構造の別の例示的な実施形態２１６の例示的な断面図を表している。図１１の機構では、第１のプレート２１８には複数のねじ穴及び１つの貫通穿孔穴が設けられている。第２のプレート２２０は、これ以外のプレートの穴と整列した複数の貫通穿孔穴を有している。最後に、第３のプレート２２２は、適当な締結具を介したプレートの組み上げを容易にするために、同じくこれ以外のプレートの穴と整列した複数の貫通穿孔穴を有している。

第１のプレート２１８に対する機械加工は、表面２２４及び２２６を仕上げること、並びにねじ穴２２８及び２３０と貫通穿孔穴２３２を形成すること、を含む。第２のプレート２２０に対する機械加工は、表面２３４及び２３６を仕上げること、並びに貫通穿孔穴２３８、２４０及び２４２を形成すること、を含む。第３のプレート２２２に対する機械加工は、表面２４４及び２４６を仕上げること、並びに貫通穿孔穴２４８及び２５０を形成すること、を含む。構造２５２に対する機械加工は、表面２５４を仕上げること、並びにねじ穴２５６を形成すること、を含む。ねじ穴２２８と貫通穿孔穴２３８は組み上げ中に互いに整列するように構成されている。同様に、ねじ穴２３０と貫通穿孔穴２４０及び２４８は組み上げ中に互いに整列するように構成されている。貫通穿孔穴２３２、２４２及び２５０と構造２５２内のねじ穴２５６とは、組み上げ中に互いに整列させて構成されている。

表面２２６と２３４とに共通したエリアには適当な接着剤２５８の層が付与される。同様に、表面２３６と２４４とに共通したエリアには別の接着剤２６０の層が付与される。これらのプレートは、表面２２６が表面２３４と境を接し、かつ表面２３６が表面２４４と境を接するようにして組み上げられる。第１のプレート２１８と第２のプレート２２０は、貫通穿孔穴２３８及びねじ穴２２８内まで延びる少なくとも１つの締結具２６２を用いて結合されている。第３のプレート２２２は、貫通穿孔穴２４０及び２４８とねじ穴２３０内まで延びている少なくとも１つの締結具２６４を用いて第２のプレート２２０を介して第１のプレート２１８と結合されている。所望の構成を達成するためには、磁石アセンブリ（図１１では図示せず）のための少なくとも１つの穴または凹部２６６を準備すること、並びに表面２２４を仕上げること、をさらに含む機械加工が実施される。仕上げ済みの多層式支持構造２１６は、貫通穿孔穴２３２、２４２及び２５０とねじ穴２５６内まで延びる図示した締結具２６８などの締結具によって表面２２４と２５４を接触させて支持構造２５２に結合されている。

図１２は、最終の開放型ＭＲＩシステムの磁場のチューニングのための調整を可能にさせる構成を備えた多層式支持構造を製造するためのさらに別の例示的な方法を表している。図示した例示的な方法では、先ず複数のプレートが所望の形状になるように切断される（工程２７０に示す）。次いで、エッジ及び表面の準備などの予備的機械加工の工程が実施される（工程２７２に示す）。次いで、この複数のプレートの内部に、複数の貫通穿孔穴と複数のねじ穴が形成される（工程２７４に示す）。次いでこれら複数のプレートは、締結具を用いた積み重ね及び締結によって組み上げられる（工程２７６に示す）。この実施形態では次いで、これら複数のプレートの間の少なくとも１つのギャップが調整され、支持構造によって影響を受ける磁場がこれに応じて調整される（工程２７８に示す）。ギャップの調整に続いて、これらのプレートは所望により溶接によって永続的に連結されることがある（工程２８０に示す）。こうした溶接を実施する場合、熱処理を通じて応力除去を実施することがある（工程２８２に示す）。次いで、所望の最終構成を提供するために最終的な機械加工を実施することがある（工程２８４に示す）。ここでもやはり、こうした機械加工には一般に、磁石アセンブリのために少なくとも１つの穴または凹部を準備することが含まれる。

図１３は、多層式支持構造のさらに別の例示的な実施形態２８６の断面図を表している。多層式支持構造２８６は、撮像のための均一な磁場を提供するために開放型ＭＲＩシステムによって生成された磁場に対する影響を修正または調整するように構成可能である。多層式支持構造２８６は、複数のねじ穴を有する第１のプレート２８８を備えている。第２のプレート２９０は１つのねじ穴及び複数の貫通穿孔穴を有している。第３のプレート２９２は同様に、１つのねじ穴及び複数の貫通穿孔穴を有している。

第１のプレート２８８に対する機械加工は、表面２９４及び２９６を仕上げること、溶接のためのエッジ２９８を準備すること、並びにねじ穴３００及び３０２と切除３０４（図１４を参照して以下で検討する）を形成すること、を含む。第２のプレート２９０に対する機械加工は、表面３０６及び３０８を仕上げること、溶接のためのエッジ３１０及び３１２を準備すること、並びに貫通穿孔穴３１４及び３１６、ねじ穴３１８と切除３２０（以下で検討する）を形成すること、を含む。第３のプレート２９２に対する機械加工は、表面３２２及び３２４を仕上げること、溶接のためのエッジ３２６を準備すること、並びに貫通穿孔穴３２８及び３３０とねじ穴３３２を形成すること、を含む。構造３３４に対する機械加工は、表面３３６を仕上げること、並びに少なくとも１つのねじ穴３３８を設けること、を含む。ねじ穴３００と貫通穿孔穴３１４は組み上げ中に互いに整列するように構成されている。同様に、ねじ穴３０２と貫通穿孔穴３１６及び３２８は組み上げ中に互いに整列するように構成されている。貫通穿孔穴３３０と構造３３４内のねじ穴３３８は組み上げ中に互いに整列するように構成されている。

これらのプレートは、表面２９６が表面３０６と境を接しかつ表面３０８が表面３２２と境を接するようにして組み上げられる。第１のプレート２８８と第２のプレート２９０は、貫通穿孔穴３１４及びねじ穴３００内まで延びる図示した締結具３４０などの締結具を用いて結合されている。第３のプレート２９２は、貫通穿孔穴３１６及び３２８とねじ穴３０２まで延びる締結具３４２などの締結具を用いて第２のプレート２９０を介して第１のプレート２８８と結合されている。第１のプレート２８８と第２のプレート２９０の間のギャップ３４４は、ねじ穴３１８内の少なくとも１つの締結具３４６を用いて調整される。本図において理解できるように、締結具３３８の下側部分は第１のプレート２８８の表面２９６と接触しており、これによりこれらの間のギャップに対する調整を可能としている。同様に、第２のプレート２９０と第３のプレート２９２の間のギャップ３４８は、ねじ穴３３２内の少なくとも１つの締結具３５０を用いて調整される。ここでもやはり締結具３５０の下側部分は第２のプレート２９０の表面３０８に接触しており、これによりこれらの間のギャップに対する調整を可能としている。

目下の実施形態では、各ギャップについて０．２ｍｍから５ｍｍ（全体では、０．４ｍｍ〜１０ｍｍ）の間の調整によって最終のＭＲＩシステムに得られる磁場の改善が得られるものと考えられる。ある種のＭＲＩシステムでは、所望の中心磁場を提供するために概ね１．８％だけ磁場が調整されることがある。こうした調整に続いて、第１のプレート２８８と第２のプレート２９０は、エッジ２９８と３１０の間の溶接３５２で示すように互いに永続性に溶接されることがある。溶接３５２は、多層式支持構造２８６の安定性を向上させるためにプレート２９０の周りに延びることがある。同様に、第２のプレート２９０と第３のプレート２９２は、エッジ３１２と３２６の間の溶接３５４によって示したように溶接される。上で言及したように、溶接３５４は、多層式支持構造２８６の安定性を向上させるためにプレート２９２の周りに延びることがある。次いで、多層式支持構造２８６は熱処理を介した応力除去を受けることがある。引き続いて、所望の構成を達成するために、磁石アセンブリのための少なくとも１つの穴または凹部３５６を準備することをさらに含む最終の機械加工が実施される。最後に、支持構造２８６の表面３５８などの表面に対して仕上げを実施することがある。仕上げ済みの多層式支持構造２８６は、この構造２８６の表面３５８が構造３３４の表面３３６と境を接するようにして、貫通穿孔穴３３０とねじ穴３３８を接続する少なくとも１つの締結具３６０を用いて構造３３４に結合されている。

図１４は、図１３の構造３３４の多層式支持構造２８６に対する組み付けを表している。多層式支持構造２８６は、切除３０４を有する第１のプレート２８８と、切除３２０を有する第２のプレート２９０と、第３のプレート２９２と、を含む。締結具３４０及び３４２は、上で言及したように、これらのプレートを互いに結合させるために設けられており、また締結具３４６及び３５０はこれらプレート間のギャップを調整するために設けられている。これらの切除は、締結具３６０を用いて表面３３６と３５８を接触させながら支持構造２８６を構造３３４に組み付けるために設けられている。

図１５は、多層式支持構造のさらに別の例示的な実施形態３６２の断面図を表している。多層式支持構造３６２は、撮像のための均一な磁場を提供するように開放型ＭＲＩシステムによって生成された磁場に対する影響を修正または調整するように構成することができる。製造及び機能に関して、多層式支持構造３６２は、図１３及び図１４に図示しかつ上で説明したような多層式支持構造２８６と同様である。第１のプレート２８８は表面２９４及び２９６を仕上げること、溶接のためのエッジ２９８を準備すること、ねじ穴３００及び３０２を形成すること、並びに貫通穿孔穴３６４を準備すること、によって機械加工される。第２のプレート２９０に対する機械加工は、表面３０６及び３０８を仕上げること、溶接のためのエッジ３１０及び３１２を準備すること、並びに貫通穿孔穴３１４、３１６及び３６６とねじ穴３１８を形成すること、を含む。第３のプレート２９２は、上述の実施形態で説明したようにして仕上げられる。多層式支持構造３６２は、上で説明したような多層式支持構造２８６と実質的に同様に仕上げられる。しかし、多層式支持構造３６２は、表面３３６と２９４を接触させることによって構造３６８に組み付けられる。次いで、構造３６２と３６８は、図示したような貫通穿孔穴３３０、３６６及び３６４とねじ穴３３８を接続する少なくとも１つの締結具３７０を用いて結合されている。

本明細書では本発明のある種の特徴についてのみ図示し説明してきたが、当業者によって多くの修正や変更がなされるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神の域内にあるこうした修正及び変更のすべてを包含させるように意図したものであることを理解されたい。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。

本技法の態様に従った開放型ＭＲＩシステムのための磁石構造の斜視図である。 図１に示したタイプの３層式の磁石支持構造の斜視図である。 図２の３層式支持構造の分解斜視図である。 本技法の態様に従った開放型ＭＲＩシステムのための磁石構造の斜視図である。 図４に示したタイプの２層式磁石支持構造の斜視図である。 本技法の態様に従ったＣ字形支持構造を備えた開放型ＭＲＩシステムのための磁石構造の斜視図である。 図６に示したタイプの２層式Ｃ字形支持構造の斜視図である。 本技法の態様に従った多層式支持構造を製造する例示的な一方法を表した図である。 本技法の態様に従ったボルト留め及び溶接を施した多層式支持構造の最上部の正面断面図である。 本技法の態様に従った多層式支持構造を製造する例示的な一方法を表した図である。 本技法の態様に従ってボルト留めしかつ接着剤によって結合した多層式支持構造の最上部の正面断面図である。 本技法の態様に従った多層式支持構造を製造する例示的な一方法を表した図である。 本技法の態様に従ってＢ０調整を提供する多層式支持構造の最上部の正面断面図である。 図１３のＢ０調整を提供する多層式支持構造の最上部支持構造の上面図である。 本技法の態様に従ってＢ０調整を提供する多層式支持構造の最上部の正面断面図である。

符号の説明

１０ 開放型ＭＲＩシステム
１２ 多層式支持構造
１４ 第１の磁石アセンブリ
１６ 第２の磁石アセンブリ
１８ 第１の３層式支持構造
２０ 第２の３層式支持構造
２２ 第３の支持構造
２４ 第３の支持構造
２６ 脚
２８ 脚
３０ 脚
３２ 脚
３４ 第１層の低炭素鋼プレート
３６ 第１層の低炭素鋼プレート
３８ 第２層の低炭素鋼プレート
４０ 第３層の低炭素鋼プレート
４２ 穴、凹部
４４ 第１層の低炭素鋼プレート
４６ 第２層の低炭素鋼プレート
４８ 第３層の低炭素鋼プレート
５０ 第３層の低炭素鋼プレート
５２ 穴、凹部
５４ 開放型ＭＲＩシステム
５６ 多層式支持構造
５８ 第１の磁石アセンブリ
６０ 第２の磁石アセンブリ
６２ 第１の２層式支持構造
６４ 第２の２層式支持構造
６６ 第３の支持構造
６８ 第３の支持構造
７０ 脚
７２ 脚
７４ 脚
７６ 脚
７８ 第１層の低炭素鋼プレート
８０ 第１層の低炭素鋼プレート
８２ 第２層の低炭素鋼プレート
８４ 穴、凹部
８６ 第１層の低炭素鋼プレート
８８ 第２層の低炭素鋼プレート
９０ 第２層の低炭素鋼プレート
９２ 穴、凹部
９４ 開放型ＭＲＩシステム
９６ 多層式Ｃ字形支持構造
９８ 第１の磁石アセンブリ
１００ 第２の磁石アセンブリ
１０２ 第１の２層式支持構造
１０４ 第２の２層式支持構造
１０６ 第３の支持構造
１０８ 脚
１１０ 脚
１１２ 脚
１１４ 脚
１１６ 第１層の低炭素鋼プレート
１１８ 第２層の低炭素鋼プレート
１２０ 穴、凹部
１２２ 第１層の低炭素鋼プレート
１２４ 第２層の低炭素鋼プレート
１２６ 穴、凹部
１４２ 多層式支持構造
１４４ 第１のプレート
１４６ 第２のプレート
１４８ 第３のプレート
１５０ 表面
１５２ 表面
１５４ エッジ
１５６ ねじ穴
１５８ ねじ穴
１６０ 貫通穿孔穴
１６２ 表面
１６４ 表面
１６６ エッジ
１６８ エッジ
１７０ 貫通穿孔穴
１７２ 貫通穿孔穴
１７４ 貫通穿孔穴
１７６ 表面
１７８ 表面
１８０ エッジ
１８２ 貫通穿孔穴
１８４ 貫通穿孔穴
１８６ 支持構造構造
１８８ 表面
１９０ ねじ穴
１９２ 締結具
１９４ 締結具
１９６ 溶接
１９８ 溶接
２００ 穴
２０２ 締結具
２１６ 多層式支持構造
２１８ 第１のプレート
２２０ 第２のプレート
２２２ 第３のプレート
２２４ 表面
２２６ 表面
２２８ ねじ穴
２３０ ねじ穴
２３２ 貫通穿孔穴
２３４ 表面
２３６ 表面
２３８ 貫通穿孔穴
２４０ 貫通穿孔穴
２４２ 貫通穿孔穴
２４４ 表面
２４６ 表面
２４８ 貫通穿孔穴
２５０ 貫通穿孔穴
２５２ 支持構造
２５４ 表面
２５６ ねじ穴
２５８ 接着剤層
２６０ 接着剤層
２６２ 締結具
２６４ 締結具
２６６ 穴、凹部
２６８ 締結具
２８６ 多層式支持構造
２８８ 第１のプレート
２９０ 第２のプレート
２９２ 第３のプレート
２９４ 表面
２９６ 表面
２９８ エッジ
３００ ねじ穴
３０２ ねじ穴
３０４ 切除
３０６ 表面
３０８ 表面
３１０ エッジ
３１２ エッジ
３１４ 貫通穿孔穴
３１６ 貫通穿孔穴
３１８ ねじ穴
３２０ 切除
３２２ 表面
３２４ 表面
３２６ エッジ
３２８ 貫通穿孔穴
３３０ 貫通穿孔穴
３３２ ねじ穴
３３４ 構造
３３６ 表面
３３８ ねじ穴
３４０ 締結具
３４２ 締結具
３４４ ギャップ
３４６ 締結具
３４８ ギャップ
３５０ 締結具
３５２ 溶接
３５４ 溶接
３５６ 穴、凹部
３５８ 表面
３６０ 締結具
３６２ 多層式支持構造
３６４ 貫通穿孔穴
３６６ 貫通穿孔穴
３６８ 構造
３７０ 締結具

Claims (10)

1. 磁気共鳴イメージング・システム内の磁場源のための支持構造を製造する方法であって、
   第１の複数層の鋼を組み上げて第１の支持構造（１８）を形成する工程と、
   第２の複数層の鋼を組み上げて第２の支持構造（２０）を形成する工程と、
   鋼から製作されたプレート及び支柱の少なくとも一方を設けて第３の支持構造（２２及び２４）を形成する工程と、
   前記第１の支持構造（１８）が前記第３の支持構造（２２及び２４）を介して前記第２の支持構造（２０）と関連付けされるようにして前記第１の支持構造（１８）、前記第２の支持構造（２０）及び前記第３の支持構造（２２及び２４）を組み上げる工程と、
   前記第１の支持構造（１８）と前記第２の支持構造（２０）の少なくとも一方の複数の層間の少なくとも１つのギャップを調整する工程と、
   を含み、
   前記第１の複数層の鋼が、その寸法が順次小さくなり、互いに平行であるように前記第１の支持構造（１８）が形成され、
   前記第２の複数層の鋼が、その寸法が順次小さくなり、互いに平行であるように前記第２の支持構造（２０）が形成される、
   方法。
2. 前記第１の支持構造（１８）及び前記第２の支持構造（２０）の前記複数の層を機械加工する工程をさらに含む請求項１に記載の方法。
3. 前記第３の支持構造（２２及び２４）を機械加工する工程をさらに含む請求項１に記載の方法。
4. 前記第１の多層式支持構造（１８）、前記第２の多層式支持構造（２０）及び前記第３の支持構造（２２及び２４）は磁束に対して高い透磁性を有する材料から製作されている、請求項１に記載の方法。
5. 前記第１の多層式支持構造（１８）は少なくとも３層の低炭素鋼プレート（３４、３６、３８及び４０）を備えており、
   前記第２の多層式支持構造（２０）は少なくとも３層の低炭素鋼プレート（４４、４６、及び４８）を備えており、
   前記第３の支持構造（２２及び２４）は複数の支柱を備えている、請求項１に記載の方法。
6. 前記第１の多層式支持構造（１８）及び前記第２の多層式支持構造（２０）は、磁気共鳴イメージング・システムの磁場に対する調整を提供するように構成された融通型の組み上げ機構によって一緒に組み上げられている、請求項１に記載の方法。
7. 前記第１の複数層の鋼のプレートを貫通するように複数の貫通穿孔穴並びに複数のねじ穴を形成する工程（１３２）と、
   前記プレートを積み重ねる工程（１３４）と、
   前記プレートを溶接する工程（１３６）と、
   溶接された前記プレートに熱処理を施して溶接による応力を除去する工程（１３８）と、
   磁石アセンブリ向けの複数の穴を形成する工程（１４０）と、
   を含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記第１の複数層の鋼が第１乃至第３のプレート（１４４、１４６、１４８）を含み、
   前記第１の支持構造（１８）を形成する工程が、
   前記第１のプレート（１４４）と前記第２のプレート（１４６）とを、前記第２のプレート（１４６）の第１の貫通穿孔穴（１７０）及び前記第１のプレート（１４４）の第１のねじ穴（１５６）内まで延びている第１の締結具（１９２）を用いて結合する工程と、
   前記第３のプレート（１４８）を、前記第２および第３のプレート（１４６、１４８）の第２の貫通穿孔穴（１７２及び１８２）と前記第１のプレート（１４４）の第２のねじ穴（１５８）内まで延びている第２の締結具（１９４）を用いて、前記第２のプレート（１４６）を介して前記第１のプレート（１４４）と結合する工程と、
   を含み、
   前記前記第１の支持構造（１８）、前記第２の支持構造（２０）及び前記第３の支持構造（２２及び２４）を組み上げる工程が、
   前記第１乃至第３のプレート（１４４、１４６、１４８）の第３の貫通穿孔穴（１６０、１７４及び１８４）と前記前記第３の支持構造（２２及び２４）のねじ穴（１９０）内まで延びる第３の締結具（２０２）を用いて前記第１の支持構造（１８）を前記第３の支持構造（２２及び２４）に結合する工程を含む、請求項１に記載の方法。
9. 締結具、溶接、接着剤及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを用いて、前記第１の支持構造（１８）及び前記第２の支持構造（２０）を前記第３の支持構造（２２及び２４）に組み付ける工程を含む請求項１に記載の方法。
10. 前記第１の複数層の鋼が第１乃至第３のプレート（１４４、１４６、１４８）を含み、
    前記第１及び第２のプレート（１４４、１４６）及び／又は前記第２及び第３のプレート（１４６、１４８）の間のギャップ（３４４、３４８）を調節する工程と、
    前記第１乃至第３のプレート（１４４、１４６、１４８）を互いに連結する工程と、
    を含む、請求項１乃至９のいずれかに記載の方法。
    

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