JP5458035B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
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Description
傾斜磁場コイルを真空空間に密閉する密閉容器は、その真空空間を形成する容器やカバー類が静磁場磁石のカバーや筐体にジョイントされている。また傾斜磁場コイル自体も静磁場磁石の容器やカバー類に支持させた構造を成している。
図2は、第1実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の架台の縦断面図を示している。傾斜磁場コイル102は、ノン・シールド型であってもよいし、アクティブシールド型であってもよい。傾斜磁場コイル102は、その巻線としてxコイル、yコイルおよびzコイルを有する。それらxコイル、yコイルおよびzコイルは、円筒形状を有するボビンに含浸される。
図4(a)には、第2実施形態に係る傾斜磁場コイルの密閉容器の外観を示している。騒音対策の為に傾斜磁場コイルは、略真空状態に保持される密閉容器201に収容される。このため従来では、傾斜磁場コイルの位置を確認するために、密閉容器201を部分的に解体する必要があった。
図5には、第3実施形態に係る傾斜磁場コイルの密閉容器の外観を示している。傾斜磁場コイルは、密閉容器301に収容される。傾斜磁場コイル102を発生源とする騒音の空気伝搬を防止するために、密閉容器301の内部空気は、真空ポンプにより排気され、密閉容器133の内部は真空又はそれに近い状態に保持されている。それにより密閉容器133は大気圧を受ける。このため、密閉容器133の強度が重要である。上記第2実施形態では、密閉容器133の側壁204に窓302を取り付けている。本実施形態では、この窓302の部分の強度を増加させるために、当該窓302の周囲の側壁304を、ハーフパイプのような丸み形状を有する凸部303に形成することで、窓302の周囲の部分の強度を補強するようにしている。
磁石架台における振動や騒音の発生源は、傾斜磁場コイルだけではない。例えば、静磁場磁石として採用した超電導コイルの熱交換器がある。図7、図8には、本実施形態に係る熱交換器の断面図を示している。超電導コイル401は、クライオスタット404に収容されている。クライオスタット404は、超電導コイル401を液体窒素とともに収容する液体窒素槽の外周を熱輻射シールド402,405,406で多重に取り囲むように構成される。
図10は、第5実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の架台の縦断面図を示している。傾斜磁場コイル502は、その巻線としてxコイル、yコイルおよびzコイルを有する。それらxコイル、yコイルおよびzコイルは、円筒形状を有するボビンに含浸される。この略円筒形状を有する傾斜磁場コイル502は、床面上に設置された重量のあるコンクリート製の架台ベース525上に支持されている。また、傾斜磁場コイル502は、密閉容器533に収容されている。密閉容器533は、その内壁を構成する略円筒形状を有するライナー531と、その真空蓋532とを有する。密閉容器533の背面は、静磁場磁石(ここでは超電導コイル)を極低温環境に置くためのクライオスタット516の内壁517で閉じられている。クライオスタット516の側壁518は、接合板535で真空蓋532に接合されている。密閉容器533と架台ベース525との間は、密閉容器533の気密性を保つために、真空ベローズ534でつなぎ合わされている。
図11は、第6実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の架台の縦断面図を示している。傾斜磁場コイル602は、その巻線としてxコイル、yコイルおよびzコイルを有する。それらxコイル、yコイルおよびzコイルは、円筒形状を有するボビンに含浸される。この略円筒形状を有する傾斜磁場コイル602は、床面上に設置された重量のあるコンクリート製の架台ベース625上に支持されている。また、傾斜磁場コイル602は、密閉容器633に収容されている。密閉容器633は、略円筒形状を有するライナー631と、その略円環板形状を有する真空蓋632と、略円筒形状を有するバックケーシング634とを有する。密閉容器633のバックケーシング634の外側には、静磁場磁石(ここでは超電導コイル)を極低温環境に置くためのクライオスタット616が配置されている。ライナー631の内面には、RFコイル635が配置され、このRFコイル635を介して被検体に高周波磁場を印加し、また被検体からのMR信号を受信する。
第7実施形態は、架台内の金属部品どうしの擦れ合いによるB電波の発生及び誘導電子の発生防止を目的としてなされたものであり、物理的に振動する又はその振動が伝播する磁気共鳴装置の架台を構成するすべての金属部品の締結に適用可能である。
第8実施形態は、RFコイルの外周に配置されるRFシールドの改良に関する。RFシールドは、RFコイルを外部に対して磁気的に隔離して、RFコイルに外部から入ってくる電磁波ノイズを遮蔽するために、典型的には銅製の筒で構成される。この銅製の筒には、傾斜磁場の高速スイッチングに因り渦電流が生じ、傾斜磁場に歪みを生じさせる。この渦電流の時定数を短縮するために、多くのスリットが銅製筒に形成されている。
図19に、本実施形態に係るRFシールドの部分的な斜視図を示している。誘電体基板801の表面に複数の銅板802が所定の隙間(スリット)805をあけて貼り付けられている。誘電体基板801の裏面にも、同様に、複数の銅板803が所定の隙間(スリット)806をあけて貼り付けられている。誘電体基板801を挟んで対向する銅板802,803の間に、容量が形成される。
図20は、第9実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の架台の縦断面図を示している。傾斜磁場コイル902は、その巻線としてxコイル、yコイルおよびzコイルを有する。それらxコイル、yコイルおよびzコイルは、円筒形状を有するボビンに含浸される。この略円筒形状を有する傾斜磁場コイル902は、床面上に設置された重量のあるコンクリート製の架台ベース925上に支持されている。また、傾斜磁場コイル902は、密閉容器933に収容されている。密閉容器933は、その内壁を構成する略円筒形状を有するライナー931と、その真空蓋932とを有する。密閉容器933の背面は、静磁場磁石(ここでは超電導コイル)を極低温環境に置くためのクライオスタット916の内壁917で閉じられている。クライオスタット916の側壁918は、接合板935で真空蓋932に接合されている。密閉容器933と架台ベース925との間は、密閉容器933の気密性を保つために、真空ベローズ934でつなぎ合わされている。
RFユニット940は、開口部941の縁部に近い真空蓋932ではなく、さらに密閉容器933とは物理的に離間した場所、ここでは中心軸(Z軸)から架台円筒の半径方向に関して、RFコイル903の外側であって、開口部941に近いその真下付近に設置される。具体的には、RFユニット940は、重量のあるコンクリート製の架台ベース925、またはそれとは別体の専用のベース上に設置する。
(第10実施形態)
上述したように傾斜磁場コイルは、騒音対策の為に、真空ポンプで内部空気が排気される密閉容器内に収容されている。密閉容器内の真空度(圧力)が高い(低い)ほど、騒音遮蔽効果は大きい。密閉容器内の真空度を高くするために、従来では、スキャン中、連続的に真空ポンプは運転されている。この連続運転は、真空ポンプの寿命を短縮する。能力が低下した真空ポンプを使うことは、密閉容器内の真空度を高くすることができず、騒音遮蔽効果は低下する。
図21には、本実施形態に係る真空ポンプ及び配管システムを示している。密閉容器1001はメインチューブ1003を介して真空ポンプ1002に接続される。メインチューブ1003の途中には電磁バルブ1004が配置される。メインチューブ1003にはブランチチューブ1005が連結され、その先は電磁バルブ1006を介して開放されている。
図23に示すように、電磁バルブ1004の開閉、および電磁バルブ1006の開閉は、このような真空ポンプ1002の間欠的な運転に対して、ポンプ/バルブ制御部1020により関連されている。
図24に第11実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の主要部の構成を示している。架台1101には、静磁場H0 を発生する静磁場磁石1102と、傾斜磁場電源(G−amp)1105から電流供給を受ける傾斜磁場コイル1103と、RFコイル1104と、シムコイル電源(Shim−amp)1107から電流供給を受けて静磁場不均一性を補正する磁場を発生する複数のシムコイル1116とが組み込まれている。
図25に第12実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の主要部の構成を示している。架台1201には、静磁場H0 を発生する静磁場磁石1202と、傾斜磁場電源(G−amp)1205から電流供給を受ける傾斜磁場コイル1203と、送受信器(RF−amp)1208に接続されたRFコイル1204と、シムコイル電源(Shim−amp)1207から電流供給を受けて静磁場不均一性を補正する磁場を発生する複数のシムコイル1216とが組み込まれている。
(1)スキャン開始に先立って真空ポンプ1211が運転を開始するが、このとき密閉容器1215内の真空度(密閉容器内部圧力)が所定値を下回るまで、シーケンスコントローラ1209に対してスキャン開始の指令を出さない。つまり、リアルタイムマネージャ1210は、真空度が所定値を越えた時点で、はじめてシーケンスコントローラ1209に対してスキャン開始の指令を発する。(2)MRSやEPI等の磁場変動に敏感なパルスシーケンスを行うとき、特にスキャン中に真空ポンプ1211を連続運転をさせる。(3)スキャン中に真空度が所定値を超えたとき、当該スキャンを停止する指令をシーケンスコントローラ1209に対してスキャン開始の指令を発する。(4)真空度が所定値を下回っているとき、スキャン開始前に真空ポンプ1211を運転させ、真空度が所定値に達するまで、シーケンスコントローラ1209に対してスキャン開始の指令を出さない。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されてもよい。
Claims (3)
- 静磁場磁石と、傾斜磁場コイルと、高周波コイルと、前記傾斜磁場コイルを収容する密閉容器とを有する磁気共鳴イメージング装置において、
前記密閉容器の内部空気を排気するためのポンプと、
前記ポンプをスキャン中において間欠的に運転するための制御回路と、
前記ポンプと前記密閉容器との間の配管に設けられ、電気的制御が可能なバルブとを具備し、
前記制御回路は、
前記バルブを開くタイミングを前記ポンプの動作開始タイミングよりも所定時間遅延させ、前記バルブを閉じるタイミングを前記ポンプの停止タイミングよりも所定時間早めること、
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 前記制御回路は、前記ポンプを間欠的に運転すると共に、前記ポンプのオンとオフとの切り替えタイミングに対して、前記バルブを開閉するタイミングをずらすことを特徴とする請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記バルブは、複数のバルブであって、
前記制御回路は、前記複数のバルブのうち一方のバルブを開閉するタイミングを前記切り替えタイミングに同期させ、前記複数のバルブのうち他方のバルブを開けている期間を前記ポンプのオン時間より短くすることを特徴とする請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置。
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