JP6660742B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
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Description
ことを特徴とする。
図1に、本発明の第1の実施形態に係るMRI(磁気共鳴イメージング)装置1の概略斜視図を示す。図1に示すようにMRI装置1は筒状の筐体を有する。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、静磁場発生装置2が作る磁場の均一度を調整する磁性体であるシム鉄を格納したシムトレイ12(図示せず)と、シムトレイ12を収納するために傾斜磁場発生装置3の内部に設けられるシムトレイ穴(図示せず)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を積載する寝台6等で構成されている。
{F} = [K]{d} (1)
剛性マトリクス[K]は、式(2)の体積積分として表わされる。
[K] = ∫[B]T [D] [B] dV (2)
[B]はひずみ-変位マトリクスを、[D]は応力-ひずみマトリクスを、添字Tはマトリクスの転置を表す。一方、張力のような内力が予め存在する場合、フックの法則は式(3)のように表わされる。
{F} = ([K]+[S]){d} (3)
ここで、[S]は応力剛性マトリクスと呼ばれ、式(4)の体積積分として表わされる。
[S] = ∫[G]T [σ] [G] dV (4)
[G]は変位勾配マトリクスを、[σ]は初期応力マトリクスを表す。線形性が成立する場合は、[G]は[B]の成分を並べ替えたものとなるため、初期応力による全体の剛性の増加分は、[D]に対して[σ]が上乗せされるものとして説明される。[D]の成分に相当するヤング率は、巻枠部材4bでは一般に数GPa〜数十GPaオーダーで、[σ]の成分に相当する張力として数十MPa〜数百MPaオーダーを印加できれば、剛性を%オーダーで上昇させられる。
図4に、本発明の第2の実施形態に係るMRI装置1の傾斜磁場発生装置3および照射コイル4の概略縦断面図・正面図を示す。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、照射コイル4が傾斜磁場発生装置3に対して固定される点である。このような構成によれば、特許文献1や特許文献2と異なり固定位置を中心軸方向両端に限らずとも良くなるため、照射コイル4の支持位置を増やすことで中心軸方向の剛性を高められる。
図5に、本発明の第3の実施形態に係るMRI装置1の傾斜磁場発生装置3および照射コイル4の概略縦断面図・正面図を示す。第3の実施形態のMRI装置1が、第2の実施形態のMRI装置1と異なっている点は、照射コイル4と傾斜磁場発生装置3との間に中間部材13が配置され、照射コイル4が中間部材13を介して傾斜磁場発生装置3に取り付けられる点である。中間部材13は、照射コイル4の外周側の表面を覆うシート状構造を有する。このような構成によれば、照射コイル4から傾斜磁場発生装置3に印加される面圧が均一化され、照射コイル4の傾斜磁場発生装置3に対する片当たりを防ぐことができる。中間部材13は、例えば発泡材のような変形を許容する材質や、ゴムのような粘弾性体で形成される。なお、中間部材13は、照射コイル4の外周側を完全に覆う必要はなく、面内に空隙や分割部を有していても良い。
図6に、本発明の第4の実施形態に係るMRI装置1の傾斜磁場発生装置3および照射コイル4の概略縦断面図・正面図を示す。第4の実施形態のMRI装置1が、第3の実施形態のMRI装置1と異なっている点は、中間部材13が周方向に延びた線状構造である点である。中間部材13は、周回方向に分割部を有していても良いし、あるいは周回方向ではなく中心軸方向に延びた線上構造であってもよい。
図7に、本発明の第5の実施形態に係るMRI装置1の傾斜磁場発生装置3および照射コイル4の概略縦断面図・正面図を示す。第5の実施形態のMRI装置1が、第3の実施形態のMRI装置1と異なっている点は、中間部材13が照射コイル4の寸法に対し中心軸方向および周方向の両方に対して寸法が小さい点状構造とした点である。なお、点状構造とは厳密な点ではなく、ある程度の面積を有していてよいことは当然である。このような構成によれば、照射コイル4の傾斜磁場発生装置3に対する支持位置を実施例4よりも限定でき、面圧を集中させることで傾斜磁場発生装置3を拘束し易くなり、傾斜磁場発生装置3の特定の振動モードを抑制し易くなる。
図8に、本発明の第6の実施形態に係るMRI装置1の傾斜磁場発生装置3および照射コイル4の概略縦断面図・正面図を示す。第6の実施形態のMRI装置1が、第1から第5の実施形態のMRI装置1と異なっている点は、照射コイル4の中心軸方向長さが傾斜磁場発生装置3よりも長い、すなわち静磁場発生装置2の円筒形状に関する中心軸方向において、巻枠部材4bの大きさは、傾斜磁場発生装置3の両端を含む大きさを有する点である。一般に、照射コイル4の電気回路4aの中心軸方向長さは、傾斜磁場発生装置3の中心軸方向長さよりも短いが、このような構成によれば、傾斜磁場発生装置3に対する照射コイル4の固定箇所を増やすことができ、照射コイル4および傾斜磁場発生装置3の剛性を十%オーダー以上に高める効果が得られる。照射コイル4や傾斜磁場発生装置3の振動が減少することで、照射コイル4から傾斜磁場発生装置3、傾斜磁場発生装置3から静磁場発生装置2への振動伝搬が減少し、MRI装置1の振動が抑制できる。
図9に、本発明の第7の実施形態に係るMRI装置1の概略縦断面図を示す。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、照射コイル4の中心軸方向端部側が、照射コイル−静磁場発生装置の取付部材14を介して静磁場発生装置2に固定されている点である。これにより、照射コイル4の振動を更に抑制でき、撮像時に生じる騒音を低減することができる。
図10に、本発明の第8の実施形態に係るMRI装置1の概略縦断面図を示す。第8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、照射コイル4が支持部材15によって、静磁場発生装置2および傾斜磁場発生装置3から独立に支持されている点である。このような構成によれば、照射コイル4が%オーダーで高剛性となることによって、傾斜磁場発生装置3や静磁場発生装置2からの音響的な加振に起因する振動を抑制でき、騒音がサブdBオーダーで減少する。
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 輻射シールド板
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
4a 電気回路
4b 巻枠部材
4c 分割部
4d 分割部固定具(印加部材)
6 寝台
7 均一磁場
8 撮像空間
9 傾斜磁場
10 被検体
12 シムトレイ
13 中間部材
14 取付部材
15 支持部材
22 受信コイル
Claims (2)
- 被検体を内部の撮像空間に導入可能な円筒形状の静磁場発生源を有する静磁場発生装置と、
前記撮像空間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、
前記撮像空間に高周波磁場を照射するための照射コイルと、
を備え、
前記照射コイルは少なくとも、
高周波磁場を発生させる電気回路と、
前記電気回路が固定された巻枠部材と、
を有し、
前記巻枠部材は少なくとも、
前記巻枠部材を前記円筒形状の周回方向に関し分割する分割部と、
前記分割部を押し広げる圧力を印加し、かつ前記巻枠部材を固定する分割部固定具と、
を備え、
前記照射コイルと前記傾斜磁場発生装置との間に複数の点状の中間部材を備え、
前記照射コイルは前記中間部材を介して前記傾斜磁場発生装置に取り付けられる
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 前記静磁場発生装置の円筒形状に関する中心軸方向において、
前記巻枠部材の大きさは、前記傾斜磁場発生装置の両端を含む大きさである
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。
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