JP5931612B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
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Description
また、本発明は、前記静磁場発生装置と前記傾斜磁場発生源の間に設けられ、電気抵抗が周囲より高いスリット状領域を有し、隣と隣接して積層される複数層の導電性部材を有し、前記導電性部材は、前記静磁場発生装置と前記傾斜磁場発生源の間に設けられ、互いに隣と径方向に隣接して積層され、前記静磁場発生源の円環状の中心軸方向に略平行である前記スリット状領域を有する導電性の複数のリングとを有し、前記スリット状領域の内の少なくとも1つと、その他の前記スリット状領域とは、前記傾斜磁場発生装置の前記径方向からその外周面上へ投影した投影像が互いに重ならないように配置され、前記リングは、前記スリット状領域によって前記静磁場発生源の円環状の周方向に分割され、前記中心軸方向には連続しているMRI装置であることを特徴としている。
図1に、本発明の第1の実施形態に係る水平磁場型のMRI(磁気共鳴イメージング)装置1の斜視図を示す。MRI装置1は、被検体10を内部の撮像空間8に導入可能な円筒形状の静磁場発生装置2と、導入された被検体10の生体組織を構成する原子核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波信号を照射する照射コイル4と、被検体10から発せられる各々の信号に位置情報を与えるための傾斜磁場発生装置3と、傾斜磁場発生装置3の径方向外側に設けられる導体リング(導電性部材)5と、被検体10から発せられる信号を受信するための受信コイル22と、被検体10を積載するベッド11等で構成されている。
なお、このMRI装置1では、その構造の理解を容易にするために、撮像空間8の中に原点を有するxyz座標系を設定している。z軸の方向は均一磁場7(図2参照)の向き(静磁場発生装置2の中心軸の方向)に一致する方向に定義し、x軸の方向は被検体10が仰臥した時の左右方向(肩幅の方向)に一致する方向に定義し、y軸の方向はz軸とx軸に直交する方向(上下方向)に定義している。
図4に、本発明の第2の実施形態に係る水平磁場型のMRI装置1のyz平面で切断した縦断面(左側図)及びxy平面で切断した横断面(右側図)の、zx平面から上方部分の概略図を示す。第2の実施形態のMRI装置1が、第1の実施形態のMRI装置1と異なっている点は、スリット状領域51a、51b、51c、52a、52b、52cを有する導体リング5(5a、5b、5c)が、3層以上(図4の例では3層)に多層化されている点である。
図5に、本発明の第3の実施形態に係る水平磁場型のMRI装置1のyz平面で切断した縦断面(左側図)及びxy平面で切断した横断面(右側図)の、zx平面から上方部分の概略図を示す。第3の実施形態のMRI装置1が、第1と2の実施形態のMRI装置1と異なっている点は、中心軸(z軸)方向に略平行なスリット状領域が設けられていない点である。導体リング5(5a、5b)には、周方向に略平行なスリット状領域51a、51bが設けられている。導体リング5aと5bは、スリット状領域51a、51bによって中心軸方向に分割され、周方向には連続している。これによれば、導体リング5(5a、5b)の周方向の剛性が高まり、周方向に腹と節が現れる変形モードによる変形を抑制することができる。また、z軸方向に勾配を持つ傾斜磁場発生源3a、3bは、一般に周方向に連続した構造をしているため、z軸方向に勾配を持つ傾斜磁場の漏れ磁場の遮蔽効果を高めることができる。第3の実施形態では、第1の実施形態のように、導体リング5aと5bが2層であってもよいし、第2の実施形態のように、導体リング5aと5bが3層以上に多層化されていてもよい。
図6に、本発明の第4の実施形態に係る水平磁場型のMRI装置1のyz平面で切断した縦断面(左側図)及びxy平面で切断した横断面(右側図)の、zx平面から上方部分の概略図を示す。第4の実施形態のMRI装置1が、第1と2の実施形態のMRI装置1と異なっている点は、周方向に略平行なスリット状領域が設けられていない点である。導体リング5(5a、5b)には、中心(z)軸方向に略平行なスリット状領域52a、52bが設けられている。導体リング5aと5bは、スリット状領域52a、52bによって周方向に分割され、z軸方向には連続している。これによれば、導体リング5(5a、5b)のz軸方向の剛性が高まり、z軸方向に腹と節が現れる曲げの変形モードによる変形を抑制することができる。
図7に、本発明の第5の実施形態に係る水平磁場型のMRI装置1のxy平面で切断した横断面の、x軸から上方部分の概略図を示す。第5の実施形態のMRI装置1が、第1〜4の実施形態のMRI装置1と異なっている点は、傾斜磁場発生装置3のメインコイル3aとシールドコイル3bの径方向のギャップ(間隔)が周方向において均一でない点である。図7では、ギャップが不均一でない場合の例として、メインコイル3aのxy平面で切断した縦断形状が、長径がx軸方向に一致し、短径がy軸方向に一致する楕円形になっている。横たわった被検体10(図1参照)の肩幅の方向を、長径のx軸方向に合わせることで、被検体10はゆったりと体を横たえることができる。一方、シールドコイル3bのxy平面で切断した縦断形状は、円形であるので、メインコイル3aとシールドコイル3bの径方向のギャップ(間隔)は、周方向の、x軸(方向)上とその付近で最も狭くなり、y軸(方向)上とその付近で最も広くなっている。ギャップが最も広い領域は、y軸(方向)から周方向に±15°程度の範囲に入っている。ギャップが最も狭い領域は、x軸(方向)から周方向に±15°程度の範囲に入っている。前記ギャップが最も広い領域は、メインコイル3aとシールドコイル3bの間隔が広いため、漏れ磁場が大きくなり易い。このため、スリット状領域52a、52bは、前記ギャップが最も広い領域(y軸から周方向に±15°程度の範囲)に、配置しないことが望ましい。一方、前記ギャップが最も狭い領域は、メインコイル3aとシールドコイル3bの間隔が狭いため漏れ磁場は小さいが、メインコイル3aとシールドコイル3bとの相対的な位置ずれにより漏れ磁場が増加する感度が高い領域である。位置ずれによっては、漏れ磁場が大きくなると考えられる。このため、スリット状領域52a、52bは、前記ギャップが最も狭い領域(x軸から周方向に±15°程度の範囲)に、配置しないことが望ましい。前記より、スリット状領域52a、52bは、y軸から周方向に略15°以上離れ、かつ、x軸からも周方向に略15°以上離れていることが望ましい。
図8に、本発明の第6の実施形態に係る垂直磁場型のMRI装置1の斜視図を示す。第6の実施形態のMRI装置1が、第1〜5の実施形態のMRI装置1と異なっている点は、均一磁場の向き7が垂直方向(z方向)である垂直磁場型(オープン型)のMRI装置となっている点である。第6の実施形態のMRI装置1では、撮像空間8を挟むように上下一対の静磁場発生装置2を対向配置することで、被検体10がベッド11に仰臥して撮像空間8に置かれても、検査者からアクセスされるための十分なガントリーギャップを確保している。連結柱17は、上下一対の静磁場発生装置2の間に設けられ、上下一対の静磁場発生装置2それぞれに連結して、上下1対の静磁場発生装置2を互いに離して保持している。上下一対の静磁場発生装置2は、撮像空間8に、向きが垂直方向(z方向)で磁場強度が均一の静磁場(均一磁場7)を発生させる。
なお、第6の実施形態では、導体リング5が2層からなる場合について説明したが、第2の実施形態のように導体リング5が3層以上積層されていても良い。また、第3と4の実施形態で記したように、導体リング5のスリット状領域51a、51b、52a、52bは、z軸方向のみでも、周方向のみでも良い。そして、これらの実施形態と同様の効果を得ることができる。また、導体リング5のスリット状領域51a、51b、52a、52bは、z軸方向や周方向に導体リング5を貫通(横断したり、ループに閉じたり)してもしていなくても良い。
図11に、本発明の第7の実施形態に係る垂直磁場型のMRI装置1のzx平面で切断した縦断面(上側図)のx軸から上方部分、及び、xy平面に平行な平面で切断した横断面(下側図)のzx平面からベッド側の概略図を示す。第7の実施形態のMRI装置1が、第6の実施形態のMRI装置1と異なっている点は、上下の片側ずつに設けられた一対の導体リング5(5a、5b)の替わりに、上下の片側ずつに一対の導体円板(円板、導電性部材)6が設けられている点である。上下の片側ずつに設けられた一対の導体円板(円板)6は、上下一対の静磁場発生装置2と上下一対の傾斜磁場発生装置3の傾斜磁場発生源3bとの間の中心(z)軸方向の隙間に配置されている。導体円板6の内側円板6aと外側円板6bは、z軸方向に積層されている。
2 静磁場発生装置
2a 静磁場発生源(メインコイル)
2b 静磁場発生源(シールドコイル)
2c 真空容器(静磁場発生装置の外壁)
2d 輻射シールド
2e 冷却容器
2f 真空容器支持脚
3 傾斜磁場発生装置
3a 傾斜磁場発生源(メインコイル)
3b 傾斜磁場発生源(シールドコイル)
3c レジン
4 照射コイル
5 導体リング(リング、導電性部材)
5a 内側リング
5b 外側リング
51a 内側リングの周方向に設けられたスリット状領域
51b 外側リングの周方向に設けられたスリット状領域
52a 内側リングのz軸方向(中心軸方向)に設けられたスリット状領域
52b 外側リングのz軸方向に設けられたスリット状領域
6 (導体)円板(導電性部材)
6a 内側円板
6b 外側円板
61a 内側円板の周方向に設けられたスリット状領域
61b 外側円板の周方向に設けられたスリット状領域
62a 内側円板の径方向(x軸y軸方向)に設けられたスリット状領域
62b 外側円板の径方向に設けられたスリット状領域
7 均一磁場
8 撮像空間
9 傾斜磁場
10 被検体
11 ベッド
12 設置床面(床面)
22 受信コイル
Claims (3)
- 空間に均一磁場を発生させる円環状の静磁場発生源を有する静磁場発生装置と、
前記均一磁場に傾斜磁場を重畳させる傾斜磁場発生源を有する傾斜磁場発生装置と、
前記静磁場発生装置と前記傾斜磁場発生源の間に設けられ、電気抵抗が周囲より高いスリット状領域を有し、隣と隣接して積層される複数層の導電性部材とを有し、
前記導電性部材は、
前記静磁場発生装置と前記傾斜磁場発生源の間に設けられ、互いに隣と径方向に隣接して積層され、前記静磁場発生源の円環状の周方向に略平行である前記スリット状領域を有する導電性の複数のリングを有し、
前記スリット状領域の内の少なくとも1つと、その他の前記スリット状領域とは、前記傾斜磁場発生装置の前記径方向からその外周面上へ投影した投影像が互いに重ならないように配置され、
前記リングは、前記スリット状領域によって前記静磁場発生源の円環状の中心軸方向に分割され、前記周方向には連続していることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 空間に均一磁場を発生させる円環状の静磁場発生源を有する静磁場発生装置と、
前記均一磁場に傾斜磁場を重畳させる傾斜磁場発生源を有する傾斜磁場発生装置と、
前記静磁場発生装置と前記傾斜磁場発生源の間に設けられ、電気抵抗が周囲より高いスリット状領域を有し、隣と隣接して積層される複数層の導電性部材とを有し、
前記導電性部材は、
前記静磁場発生装置と前記傾斜磁場発生源の間に設けられ、互いに隣と径方向に隣接して積層され、前記静磁場発生源の円環状の中心軸方向に略平行である前記スリット状領域を有する導電性の複数のリングを有し、
前記スリット状領域の内の少なくとも1つと、その他の前記スリット状領域とは、前記傾斜磁場発生装置の前記径方向からその外周面上へ投影した投影像が互いに重ならないように配置され、
前記リングは、前記スリット状領域によって前記静磁場発生源の円環状の周方向に分割され、前記中心軸方向には連続していることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 前記傾斜磁場発生源は、
前記均一磁場に前記傾斜磁場を重畳させるメインコイルと、
前記メインコイルが前記静磁場発生装置の側に形成する磁場を遮蔽するシールドコイルとを有し、
前記メインコイルと前記シールドコイルの間隔が前記周方向で均一でないことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置。
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