JP6849393B2 - Magnetic resonance imaging device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a magnetic resonance imaging apparatus.
磁気共鳴イメージング装置には、超伝導磁石を用いるものがある。超伝導磁石は、超伝導コイルを有する。超伝導状態を維持するために、超伝導コイルは極低温に冷却される。 Some magnetic resonance imaging devices use superconducting magnets. The superconducting magnet has a superconducting coil. In order to maintain the superconducting state, the superconducting coil is cooled to a very low temperature.
本発明が解決しようとする課題は、冷却装置の停止と稼働とを制御可能な磁気共鳴イメージング装置を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a magnetic resonance imaging apparatus capable of controlling the stoppage and operation of the cooling apparatus.
実施形態の磁気共鳴イメージング装置1は、冷却容器22と、冷却装置3と、撮像部と、制御部とを備える。冷却容器22は、超伝導コイル21を収容する。冷却装置3は、冷却容器22の内部を冷却する。撮像部は、被検体Sに傾斜磁場および高周波磁場を印加し、発生したMR信号を収集してMR画像を生成する。制御部は、撮像部による被検体Sの撮像を行う検査の時間以外の時間において、冷却装置3による冷却の停止と稼働を制御する。また、制御部は、第1の検査が終了するタイミングと第1の検査から所定時間後に開始される第2の検査が開始するタイミングとに応じて、冷却装置3による冷却の停止と稼働のそれぞれの期間を設定する。
The magnetic
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置1の概略図である。磁気共鳴イメージング装置1は、超伝導磁石2と、超伝導磁石2を冷却する冷却装置3とを有する。監視制御回路4は、超伝導磁石2の状態を表す情報を取得する。冷却運転制御回路6は、監視制御回路4やホストコンピュータ5から得た情報に基づいて、冷却装置3を制御する。ホストコンピュータ5は、操作者からの入力を受け付けたり、後述する各種機能を実行するための処理を行ったりする。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a schematic view of the magnetic
磁気共鳴イメージング装置1による磁気共鳴画像の取得は、超伝導磁石2によって形成される静磁場に被検体Sを置いて行われる。以下、磁気共鳴画像をMR(Magnetic Resonance)画像と呼ぶこととする。本実施形態においては、超伝導磁石2が略円筒形状であることを前提に説明するが、本実施形態は略円筒形状以外の任意の形状の超伝導磁石にも適用できる。
The acquisition of the magnetic resonance image by the magnetic
超伝導磁石2は、略円筒形状の超伝導コイル21を有する。超伝導コイル21は、冷却容器22に収容されている。冷却容器22は、冷却材を内部に有し、超伝導コイル21を冷却材により冷却することができる。以下、冷却材としてヘリウムを例にとって説明する。なお、冷却容器22の内部には、液体状態のヘリウムのほか、気体状態のヘリウムも一部存在する。超伝導コイル21がヘリウムによって極低温に冷却された状態で、図示しない電源から電流の供給を受けると、超伝導コイル21には永久電流が流れ始める。このようにして励磁された超伝導磁石2の超伝導コイル21は静磁場を形成する。超伝導磁石2の励磁に用いられた電源は、励磁後は超伝導磁石2から切り離される。冷却容器22の内部の液体または気体のヘリウムは、超伝導状態を維持するため、冷却装置3によって冷却される。
The
冷却装置3は、コンプレッサー31とコールドヘッド32とを有し、冷却容器22の内部を冷却する。コンプレッサー31とコールドヘッド32とは流通管33で接続され、冷媒ガスが循環している。冷媒ガスは例えばヘリウムガスである。コンプレッサー31は、冷媒ガスを圧縮して、コールドヘッド32へ供給する。コールドヘッド32は、圧縮された冷媒ガスの供給を受けて、例えば冷却容器22の内部を冷却する。コールドヘッド32は、例えばギフォード−マクマホン(Gifford-McMahon、GM)方式で構成される。冷却容器22の内部の気体状態のヘリウムは、極低温に冷却されると再び液体状態のヘリウムになる。冷却容器22内部においてヘリウムの液化が進み、気体状態のヘリウムが減少すると、気体状態のヘリウムが冷却容器22の内壁を押す力が小さくなる。すると、冷却容器22の内部に大気が侵入してしまうおそれがある。このような冷却装置3による過冷却を防ぐために、冷却容器22の内部には、ヒーター221が設けられる。ここで、冷却容器22の内部の気体状態のヘリウムによって冷却容器22の内壁が押される力を磁石内圧と呼ぶことにする。ヒーター221は、液体状態のヘリウムを温めて気化させ、気体状態のヘリウムの量を一定に保つことにより、磁石内圧を適正範囲内に収める。この磁石内圧は、冷却容器22の内壁に取り付けられた圧力センサー222により計測される。圧力センサー222は、特許請求の範囲におけるセンサーの一例である。
The
冷却容器22の外部には熱シールド23が設けられる。熱シールド23は、外部からの輻射熱による冷却材の温度上昇を防ぐために設けられ、例えば金属板によって構成される。図1において、熱シールド23は、冷却容器22を囲うように設けられている。ただし、熱シールド23を冷却容器22に対してどのように設けるかは任意である。熱シールド23には、熱シールド23の温度を計測するための熱シールド温度センサー231が設けられる。ここで、熱シールド23の温度を熱シールド温度と呼ぶことにする。熱シールド温度センサー231は、特許請求の範囲におけるセンサーの一例である。
A
熱シールド23および冷却容器22の外部には、超伝導磁石2の最外層となる、磁石筐体200が設けられる。磁石筐体200の内部は、例えば真空な状態に保たれ、外部からの熱が伝導するのを防ぐ。
A
上述した超伝導磁石2や冷却装置3は、監視制御回路4によって監視または制御される。監視制御回路4は、例えばプロセッサで構成される。
The
「プロセッサ」とは、例えば、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。プロセッサは、プロセッサの回路内に組み込まれた記憶領域からプログラムを読み出して実行することで機能を実現する。以下、本実施形態や変形例の記載で、プロセッサという文言を用いる場合は、同様な定義に基づくものとする。また、プロセッサとして例示する回路は、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよいものとする。 A "processor" is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), an application specific integrated circuit (ASIC), or a programmable logic device (for example, a simple programmable logic device (Simple Programmable Logic)). Device: SPLD), Complex Programmable Logic Device (CPLD), Field Programmable Gate Array (FPGA)) and other circuits. A processor realizes a function by reading a program from a storage area built in the circuit of the processor and executing the program. Hereinafter, when the word "processor" is used in the description of the present embodiment and the modified example, it shall be based on the same definition. Further, the circuit exemplified as a processor is not limited to the case where each processor is configured as a single circuit, and a plurality of independent circuits may be combined to form one processor to realize its function. It shall be.
監視制御回路4は、圧力センサー222が取得した磁石内圧や、熱シールド温度センサー231が取得した熱シールド温度、といった超伝導磁石2の状態を表す情報を受け取り、後述する冷却運転制御回路6に送信する。一方、監視制御回路4は、ヒーター221に対して加温の命令を送る。
The
図2は、ホストコンピュータ5の内部構成を、周辺の構成である冷却運転制御回路6や監視制御回路4、シーケンス制御回路73、冷却装置3、ディスプレイ9、外部装置99と関連付けて示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the internal configuration of the
ホストコンピュータ5は、取得したデータを処理する処理回路51と、操作者からの入力を受け付ける入力インターフェイス回路52と、外部装置99と通信する通信回路53と、記憶部54とを有する。外部装置99は、磁気共鳴イメージング装置1の一部である必要はない。また、外部装置99は、例えばサービスセンターに設けられた端末などである。
The
記憶部54は、磁気ディスク(例えば、ハードディスク)やフラッシュメモリ(例えば、ソリッドステートドライブ、USBメモリ、メモリカード)、そして光学ディスク(例えば、CD、DVD)に情報の読み書きを行う回路などで構成される。また、記憶部54は、内部回路で接続される形態によらず、図示しないUSBポートや、通信回路53を経由して接続される、外付けの形態をとってもよい。 The storage unit 54 includes a circuit for reading and writing information to a magnetic disk (for example, a hard disk), a flash memory (for example, a solid state drive, a USB memory, a memory card), and an optical disk (for example, a CD or DVD). To. Further, the storage unit 54 may take an external form of being connected via a USB port (not shown) or a communication circuit 53, regardless of the form of being connected by an internal circuit.
通信回路53は、インターネット回線や電話回線などと接続するのに用いられるインターフェイスであり、例えば有線または無線のLAN(Local Area Network)ポートや電話回線ポートである。磁気共鳴イメージング装置1は、通信回路53を介して、例えば監視制御回路4により取得された、超伝導磁石2の状態を表す情報を外部装置99に送信することができる。また、磁気共鳴イメージング装置1は、例えば通信回路53を介して、冷却装置3の運転に関する情報を外部装置99から受信することができる。
The communication circuit 53 is an interface used for connecting to an Internet line, a telephone line, or the like, and is, for example, a wired or wireless LAN (Local Area Network) port or a telephone line port. The magnetic
冷却運転制御回路6は、内部に設けられた記憶部61に記憶された、冷却装置3の運転に関する情報に基づいて、冷却装置3を稼働および停止を制御する命令を送信する。冷却運転制御回路6は、冷却装置3に対する停止と稼働の命令を交互に出力する。ここで、冷却装置3が停止と稼働を交互に繰り返す運転を、冷却装置3の間欠運転と呼ぶこととする。冷却装置3の運転に関する情報は、例えば、冷却装置3を停止または稼働させる期間や、冷却装置3の間欠運転を開始または終了させる時刻の情報を含む。
The cooling operation control circuit 6 transmits a command for controlling the operation and stop of the
冷却装置3の間欠運転を開始させる時刻は、例えば冷却運転制御回路6がホストコンピュータ5の電源が落とされたことを検知した時刻とする。冷却運転制御回路6は、例えばホストコンピュータ5に対して信号を送信し、応答の有無によってホストコンピュータ5の通電状態を確認する。ただし、ホストコンピュータ5の電源が落とされたことを検知した時刻と間欠運転を開始する時刻は同一である必要はない。例えばホストコンピュータ5の電源が落とされたことを検知した時刻から所定の期間が経過してから間欠運転を開始するように構成してもよい。また、冷却装置3の間欠運転を開始させる時刻は、例えば入力インターフェイス回路52を介して入力された時刻であってもよい。この場合、冷却運転制御回路6は、入力インターフェイス回路52から送信されるデータを受信することにより、冷却装置3の間欠運転を開始する時刻を取得する。さらに例えば、冷却装置3の間欠運転を開始させる時刻は、通信回路53を介して外部装置99から入力された時刻の情報を、冷却運転制御回路6が受信してもよい。なお、冷却装置3の間欠運転を開始させる時刻は、記憶部61にあらかじめ記憶された既定の時刻であってもよい。また、ホストコンピュータ5の電源が完全に落とされていなかったとしても、例えば、再構成回路77で生成されたMR画像に対してホストコンピュータ5が後処理を施している段階に至っていれば、冷却装置3の間欠運転を許可するように、冷却運転制御回路6は冷却装置3を制御してもよい。
The time at which the intermittent operation of the
なお、冷却運転制御回路6は、監視制御回路4から得られる超伝導磁石2の状態を表す情報を用いて冷却装置3の運転を制御することも可能であるが、かかる具体的な構成については他の実施形態において説明する。また、冷却運転制御回路6は、例えばホストコンピュータ5などの他の構成に内蔵させてもよい。なお、冷却運転制御回路6は、特許請求の範囲における制御部の一例である。
The cooling operation control circuit 6 can control the operation of the
処理回路51は、撮像を実行するための撮像制御機能513を機能として有する。撮像制御機能513は、記憶部54にあらかじめ記憶された撮像条件や、入力インターフェイス回路52を介して操作者により入力された撮像条件を、後述するシーケンス制御回路73に送信する。撮像条件には、例えば、被検体Sに対して印加する磁場の波形情報であるシーケンスの種類やシーケンスの実行順序、患者の身体情報、撮像対象となる部位などの情報が含まれる。
The
以下、図1に戻って説明する。
傾斜磁場コイル71は、例えば、略円筒形状の超伝導磁石2の中心軸方向に沿うZ軸方向に傾斜磁場を発生させるZ軸コイルと、鉛直方向であるY軸方向に傾斜磁場を発生させるY軸コイルと、Z軸とY軸のそれぞれと直交するX軸方向に傾斜磁場を発生させるX軸コイルとを有する。
Hereinafter, the description will be given by returning to FIG.
The gradient
RF(Radio Frequency)コイル72は、高周波磁場を送信または受信するコイルである。図1に示したRFコイル72は、被検体Sの広い領域に対して高周波磁場を送信することができるWB(Whole Body)コイルである。WBコイルは、高周波磁場を送信する送信コイルとして機能する他、被検体Sに磁場を印加した結果発生するMR信号を受信する受信コイルとしても機能するように構成してもよい。RFコイル72は、図1に示すWBコイルに限らず、例えば頭部や膝など、部位に合わせた局所コイルであってもよい。局所コイルは、送信コイルと受信コイルの機能を兼ねるように構成してもよいし、送信コイルまたは受信コイルの機能のみを有するように構成してもよい。
The RF (Radio Frequency)
寝台装置8は、ホストコンピュータ5による命令に応じて駆動し、超伝導磁石2により形成される静磁場内の撮像領域まで被検体Sを移動させる。なお、寝台装置8は、床に固定されていてもよいし、例えば車輪を取り付けて移動可能なようにしてもよい。
The sleeper device 8 is driven in response to a command from the
シーケンス制御回路73は、撮像制御機能513から撮像条件を受け付けると、撮像領域に置かれた被検体Sに対して印加する傾斜磁場および高周波磁場の波形情報、つまりシーケンスを生成する。生成された傾斜磁場の波形情報は、傾斜磁場アンプ74で増幅されて傾斜磁場コイル71に供給される。また、生成された高周波磁場の波形情報は、送信回路75で増幅などの処理が施されRFコイル72に供給される。磁場の印加によって被検体Sから発生するMR信号は、RFコイル72で受信され、受信回路76に送信される。MR信号は受信回路76においてディジタル信号に変換され、シーケンス制御回路に送信される。このディジタル信号は、傾斜磁場コイル71の各軸コイルによって発生する、周波数エンコード傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場、スライス選択傾斜磁場によって位置情報が付加されており、k空間データと呼ばれる。シーケンス制御回路73は、受け取ったk空間データを再構成回路77に送信する。
When the
再構成回路77は、k空間データに対してフーリエ変換などの処理を行い、MR画像を生成する。生成されたMR画像は、ホストコンピュータ5に送られる。ホストコンピュータ5は、MR画像に対して必要に応じて画像処理を施して、ディスプレイ9に表示させる。ディスプレイ9は、例えば液晶ディスプレイや、LED(light emitting diode)ディスプレイなど、任意の表示装置によって構成される。
The
上述した、傾斜磁場コイル71やRFコイル72、シーケンス制御回路73、傾斜磁場アンプ74、送信回路75、受信回路76、再構成回路77などは特許請求の範囲における撮像部の構成の一例である。以下、冷却運転制御回路6による冷却装置3の制御について具体的に説明する。
The gradient
図3は、第1の実施形態に係る冷却運転制御回路6による、冷却装置3の制御を示す図である。図3は、熱シールド温度の時間変化と、冷却装置3の運転状況とを対応付けている。時刻t0は、冷却装置3の間欠運転の開始時刻である。
FIG. 3 is a diagram showing control of the
図3に示した、時刻t0、t2、t4は冷却装置3を停止させる時刻であり、時刻t1、t3、t5は冷却装置3を稼働させ始める時刻である。ここで、「停止」とは、例えば冷却装置3のコンプレッサー31が、コールドヘッド32を稼働させるのを停止した状態である。つまり、冷却装置3が冷却運転制御回路6から命令を受け取る機能などは停止させる必要はない。また、冷却装置3を停止させる代わりに、例えばコンプレッサー31やコールドヘッド32の動作周波数を減少させることにより、冷却装置3の冷却出力を制御してもよい。ただし、以下は、例として冷却装置3の消費電力を低減した状態として停止させる場合をなお、冷却装置3を停止させる期間は、記憶部61に記憶させておき、冷却運転制御回路6が読み出し可能にする。冷却装置3を停止させる期間は、例えば冷却装置3を停止させた場合の磁石内圧や熱シールド温度などをシミュレーションして得られる、超伝導磁石2を安全に使用できる期間として、記憶部61に記憶される。
Times t 0 , t 2 , and t 4 shown in FIG. 3 are times when the
冷却運転制御回路6は、まず時刻t0において、監視制御回路4を起動させ、超伝導磁石2の状態を確認する。超伝導磁石2の状態が間欠運転を開始させても支障がない状態であれば、冷却運転制御回路6は冷却装置3を停止させる。一方で、超伝導磁石2の状態が間欠運転を開始させると支障をきたす状態であれば、冷却運転制御回路6は、冷却装置3の停止を保留し、超伝導磁石2の状態が間欠運転を開始させても支障がない状態となるまで待機する。そして、冷却運転制御回路6は、時刻t1になるか、あるいは監視制御回路4により取得される超伝導磁石2の状態に関する情報があらかじめ設定された条件を満たした場合に、冷却装置3を稼働させる。時刻t2になるか、あるいは監視制御回路4により取得される超伝導磁石2の状態に関する情報があらかじめ設定された条件を満たした場合に、冷却運転制御回路6は、再び冷却装置3を停止させる。
The cooling operation control circuit 6 first activates the monitoring control circuit 4 at time t 0 and confirms the state of the
冷却装置3を停止させる期間の長さは、例えば熱シールド温度がTthを超えないことがあらかじめ保証された長さを設定する。また、冷却装置3を停止させる期間の長さは、図3に例示された熱シールド温度に限らず、例えば磁石内圧に基づいて定めてもよいし、熱シールド温度と磁石内圧とを組み合わせてもよい。なお、例えば、熱シールド温度や磁石内圧が所定の閾値を超えた場合は、冷却運転制御回路6は、冷却装置3を強制的に稼働させるように構成してもよい。また、熱シールド温度や磁石内圧が冷却装置3による冷却を必要とする温度の領域または圧力の領域に入った場合は、冷却運転制御回路6は、冷却装置3を強制的に稼働させるように構成してもよい。これにより、冷却装置3による間欠運転の安全性が高まる。
For the length of the period during which the
冷却装置3を稼働させる期間は、例えば冷却装置3の消耗品の耐久性に基づいてあらかじめ定めてもよい。例えばコンプレッサー31の中のコンダクターやモーター、コールドヘッド32のディスプレーサーは、一般に冷却装置3の消耗品である。例えば、冷却装置3が頻繁に停止と稼働を繰り返した場合、冷却装置3の消耗品の寿命が短くなる可能性がある。したがって、冷却装置3を稼働させる期間は、冷却装置3の消耗品の寿命に基づいて、所定の時間以上となるように構成してもよい。冷却装置3を停止させる期間は、超伝導磁石2を安全に使用する観点から所定の長さ以上に延長することができない一方で、冷却装置3を稼働させる期間は、自由に延長することができる。なお、冷却装置3の消耗品の消耗度合いをカウントしておき、カウントの結果に応じて、冷却装置3の間欠運転を実行するか否かを判定してもよい。なお、冷却装置3の消耗品の消耗度合いをカウントした結果は、例えば通信回路53を介して、外部装置99に送信してもよい。カウントした結果は、例えば冷却装置3を構成する部品の故障を予測するのに用いてもよい。さらに例えば、ある間欠運転の期間において、冷却装置3の停止と稼働の繰り返し回数の上限値を決めておき、上限値に達した段階で、冷却運転制御回路6が間欠運転を停止するようにしてもよい。例えば、検査を行なう日と行わない日とで別に上限値を設定していてもよい。このように、冷却装置3を構成する部品の消耗度に応じて、冷却装置3を稼働させる時間を変更することで、冷却装置3を構成する部品の寿命を伸ばすことができる。
The period for operating the
時刻t2からt4までの冷却装置3の運転は、時刻t0からt2までと同様に行われる。
The operation of the
時刻tsは、磁気共鳴イメージング装置1による検査が開始される時刻である。この時刻において、熱シールド温度Tsは、磁気共鳴イメージング装置1による撮像を行うのに適した定常状態の熱シールド温度まで下がっている必要がある。一般的に、磁気共鳴イメージング装置においては、渦電流に起因した渦磁場を相殺する磁場を発生させることにより磁場均一性を整えている。渦電流は例えば熱シールド温度に相関がある。渦磁場を相殺する補正磁場をどのように発生させるかは、磁気共鳴イメージング装置の据付時に設定される。補正磁場は、冷却容器22内部が定常状態の温度下で設定されるので、磁気共鳴イメージング装置1による検査が開始される時刻において熱シールド温度が定常状態のときよりも高いと、渦磁場が十分に相殺できず、MR画像の画質が劣化することになる。
The time t s is the time when the inspection by the magnetic
時刻tsは、例えば冷却装置3による間欠運転が開始されるときに、入力インターフェイス回路52を介して入力された値を冷却運転制御回路6が読み出す。また、例えば、記憶部61にあらかじめ記憶された検査開始の時刻を冷却運転制御回路6が読み出してもよい。さらには、例えば医療機関では検査開始の時刻は一週間の中で曜日ごとに定められている場合があるので、検査開始の時刻は曜日と関連付けて記憶させておいてもよい。一日中冷却装置3による間欠運転が行われる日が設定されていても構わない。一方で、例えば一日中検査が行われない場合であっても、間欠運転を行わないように設定してもよい。検査が開始される時刻は、間欠運転が開始される度に入力される必要はなく、設定されている検査開始時刻を例えばディスプレイ9で確認のみ行えるように構成してもよい。以下は、時刻tsを検査開始時刻として説明するが、時刻tsは例えば検査の開始時刻から数時間前の時刻として定めていてもよい。
At time t s , for example, when the intermittent operation by the
上述した例では、検査開始の時刻があらかじめ記憶部61などに記憶され、検査開始の時刻には冷却装置3の間欠運転が終了している場合を説明した。しかしながら、医療機関における検査時間が変則的になる場合があるので、冷却運転制御回路6は、ホストコンピュータ5の通電状態に応じて、あらかじめ設定されたスケジュールとは異なる、冷却装置3の間欠運転を行ってもよい。例えば、あらかじめ定められた検査開始時刻が午前8時である場合、冷却運転制御回路6は、午前8時には熱シールド温度が定常状態の温度になるように冷却装置3を制御する。午前8時を過ぎた時、例えば冷却運転制御回路6がホストコンピュータ5の通電状態を確認して、電源が落ちていたと仮定する。この場合、医療機関が例えば午前休診になったことなどが考えられ、冷却装置3を間欠運転させたほうが、消費電力を低減させることができる。このように、冷却運転制御回路6は、例えばホストコンピュータ5の通電状態に基づいて、変則的な冷却装置3の間欠運転が実行できるように構成してもよい。また、この構成によれば、曜日ごとの間欠運転のスケジュールをあらかじめ記憶部61に記憶させておらずとも、日ごとのホストコンピュータ5の通電状態に応じた間欠運転の制御が可能となる。なお、上述した例では、午前休診の場合を示したが、午後には検査が開始される場合がある。つまり、検査を開始する時刻にホストコンピュータ5の通電状態を確認して冷却装置3の間欠運転を開始させた場合は、次の日の検査開始時刻よりも前の時刻で検査が開始される場合に対応できるようにすることが好ましい。例えば、午前8時に間欠運転が開始された場合、冷却運転制御回路6は、一旦、午前12時には熱シールド温度が定常状態の温度になるように冷却装置3を制御する。これにより、午後から検査が開始される場合に対応できる。続いて、午後2時において、再びホストコンピュータ5の通電状態を確認し、依然ホストコンピュータ5の電源が落ちていれば、午後においても検査が行われないとみなし、冷却運転制御回路6は、冷却装置3による間欠運転を停止させる。
In the above-described example, the case where the inspection start time is stored in the
図3において、時刻t5から点線で示された温度変化は、時刻t2からt4までと同様な時間間隔で、冷却運転制御回路6により冷却装置3の稼働と停止が制御されたと仮定した場合の、時刻t5からの熱シールド温度の変化を示す。この場合、時刻tsでは熱シールド温度が、撮像を行うのに適した定常状態の温度Tsまで下がっていない。第1の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置1は、冷却装置3に対して、稼働と停止を周期的に行わせるほか、検査を開始する時刻に近づいた場合に停止と稼働の周期を変更する。なお、停止と稼働の1周期は、冷却装置3の間欠運転における、一連の停止と稼働の期間を指す。
In FIG. 3, it is assumed that the temperature change indicated by the dotted line from time t 5 is controlled by the cooling operation control circuit 6 to start and stop the
冷却運転制御回路6は、例えば時刻tsまでの時間を常時監視する。冷却運転制御回路6は、設定されている冷却装置3の稼働および停止の周期を適用した場合に、時刻tsの熱シールド温度が定常状態の温度Tsまで下がらない場合に、冷却装置3を停止させる時間を短縮する。例えば図3では、時刻t4から時刻tsまでの時間が、冷却装置3の停止および稼働に係る期間(t4−t2)を超えているので、冷却装置3を停止させる時間が(t3−t2)から(t5−t4)に変更される。冷却運転制御回路6が、時刻t5において、冷却装置3を停止から稼働に切り替えることで、時刻tsよりも前に熱シールド温度を定常状態の温度まで下げることができる。なお、時刻tsまでの時間は、常時監視しておかなくてもよい。例えば、所定の時間間隔で冷却運転制御回路6が監視するようにしてもよい。また、冷却装置3を停止させるタイミングのみ時刻tsまでの時間を算出するようにしてもよい。
The cooling operation control circuit 6 constantly monitors the time until the time t s, for example. The cooling operation control circuit 6 sets the
図4は、冷却装置3による間欠運転の開始から終了までの一例を示すフローチャートである。以下、図4を用いて間欠運転の流れを説明する。
FIG. 4 is a flowchart showing an example from the start to the end of the intermittent operation by the
ステップS1では、冷却運転制御回路6が冷却装置3の間欠運転を開始するかを判定する。例えば、冷却運転制御回路6は、ホストコンピュータ5に対して信号を送信し、応答がなければホストコンピュータ5の電源が落とされたと判定し、間欠運転を開始する。一方、ホストコンピュータ5から応答が返ってきた場合は、間欠運転は開始しない。
In step S1, it is determined whether the cooling operation control circuit 6 starts the intermittent operation of the
ステップS2では、時刻tsにおいて熱シールド温度が定常状態の温度まで下がるかを冷却運転制御回路6が判定する。例えば、設定されている期間で間欠運転を停止させ、再び稼働させた後に、定常状態の温度まで下がるまで間に、現時刻から検査を開始する時刻までの期間よりも長い場合は、ステップS3に進み、冷却装置3の停止期間を短縮する。それ以外の場合は、冷却装置3の停止期間は変更せずにステップS4に進む。
In step S2, the cooling operation control circuit 6 determines whether the heat shield temperature drops to the steady state temperature at time t s. For example, if the period from the current time to the time when the inspection is started is longer than the period from the current time to the time when the temperature drops to the steady state after the intermittent operation is stopped and restarted in the set period, step S3 is performed. Proceed and shorten the down period of the
ステップS3では、冷却運転制御回路6は、冷却装置3の運転の停止期間を短縮する。
In step S3, the cooling operation control circuit 6 shortens the operation stop period of the
ステップS4では、冷却運転制御回路6が、冷却装置3に対して運転を停止する命令を送信する。
In step S4, the cooling operation control circuit 6 transmits a command to stop the operation to the
ステップS5では、冷却運転制御回路6が、冷却装置3の運転の停止期間が終了しているかを判定する。例えば、冷却運転制御回路6は、記憶部61から停止期間の限度値を読み出して、運転を停止した時刻からの時間と比較する。停止期間が終了している場合は、ステップS6に進み、まだ停止期間である場合はステップS5で待つ。
In step S5, the cooling operation control circuit 6 determines whether the stop period of the operation of the
ステップS6では、冷却運転制御回路6が冷却装置3を稼働させる。
In step S6, the cooling operation control circuit 6 operates the
ステップS7では、冷却運転制御回路6が冷却装置3による間欠運転を終了するかを判定する。例えば、本ステップに入った段階で検査開始時刻を過ぎていれば、間欠運転を終了し、一連のフローを終わらせる。一方、本ステップに入った段階で、検査開始時刻に至っていなければ、間欠運転を継続し、ステップS8に進む。
In step S7, it is determined whether the cooling operation control circuit 6 ends the intermittent operation by the
ステップS8では、冷却運転制御回路6が、冷却装置3の稼働期間が終了しているかを判定する。稼働期間が終了しているかは、冷却装置3の運転に関する情報を記憶部61に記憶された値や入力インターフェイス回路52を介して入力された値、通信回路53を介して外部装置99から取得した値などを参照して判定する。稼働期間が終了している場合は、ステップS2に戻り、まだ稼働期間である場合は、ステップS8で待つ。
In step S8, the cooling operation control circuit 6 determines whether the operating period of the
以上説明した流れにより、冷却装置3は間欠運転を行うことができる。
According to the flow described above, the
上述した第1の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置1によれば、検査が終了してから次に開始されるまでの期間において、冷却運転制御回路6が、冷却装置3に対して停止と稼働を交互に繰り返す間欠運転を行わせる。そして、冷却運転制御回路6は、検査を開始する時刻までに、熱シールド温度が定常状態の温度まで下がるかを判定する。例えば、冷却装置3を停止させる時刻から検査を開始する時刻までの時間と、冷却装置3の停止および稼働の周期とを比較する。検査を開始する時刻までに、熱シールド温度が定常状態の温度まで下がらない場合は、冷却装置3を停止させる時間を短縮する。
According to the magnetic
この構成により、磁気共鳴イメージング装置1による検査を行わない期間において、冷却容器22の冷却に用いる消費電力を低減することができる。そして、検査を開始する時刻において、熱シールド温度が撮像に適した定常状態の温度となるため、MR画像の画質を損なうことなく消費電力を低減できる。つまり、磁気共鳴イメージング装置1による検査を行わない期間において冷却装置3の運転を停止させることによる熱シールド温度の温度上昇の影響を受けない撮像を行うことができる。また、磁気共鳴イメージング装置1による検査を行わない期間において、冷却装置3を停止させる期間を可能な限り長く設けているので、冷却容器22の冷却に用いる消費電力を低減させる効果が大きい。
With this configuration, it is possible to reduce the power consumption used for cooling the cooling container 22 during the period when the inspection by the magnetic
また、第1の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置1は、冷却装置3を稼働させる期間を、冷却装置3を構成する部品の消耗度合いに基づいてあらかじめ定めることが可能である。これにより、冷却装置3を過度に停止または稼働させないようにすることができるので、冷却装置3の消耗品の寿命を伸ばすことができる。
Further, in the magnetic
さらに、第1の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置1は、冷却装置3の間欠運転を開始させるか否かをホストコンピュータ5の通電状態に応じて判定できる。これにより、あらかじめ設定された冷却装置3による間欠運転のスケジュールとは異なる変則的な磁気共鳴イメージング装置1の運用に対して柔軟に対応できるようになる。また、あらかじめ冷却装置3による間欠運転の開始時刻が記憶部61や記憶部54に記憶されていなくても、冷却装置3の間欠運転を開始させることが可能なタイミングを検知することができる。
Further, the magnetic
(変形例1)
上述した第1の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置1では、検査を開始する時刻までに、熱シールド温度が定常状態の温度まで下がらない場合は、冷却装置3を停止させる時間を短縮させていた。一方、変形例1に係る磁気共鳴イメージング装置1では、検査を開始する時刻までに、熱シールド温度が定常状態の温度まで下がらない場合に、冷却運転制御回路6は間欠運転を終了させる。
(Modification example 1)
In the magnetic
図5は、変形例1に係る冷却運転制御回路6による、冷却装置3の制御を示す図である。図5は、熱シールド温度の時間変化と、冷却装置3の運転状況とを対応付けている。時刻t0は、冷却装置3の間欠運転の開始時刻である。
FIG. 5 is a diagram showing control of the
図5において、時刻t0、t2は冷却装置3を停止させる時刻であり、時刻t1、t3は冷却装置3を稼働させ始める時刻である。図3で説明した冷却装置3の制御と異なる点は、時刻t4における冷却装置3の運転停止を行わないことである。時刻t4は、検査を開始する時刻tsまでの時間が、冷却装置3の停止および稼働の周期よりも短くなるような時刻である。
In FIG. 5, times t 0 and t 2 are times when the
図6は、変形例1に係る冷却装置3による間欠運転の開始から終了までを示すフローチャートである。以下、図6を用いて間欠運転の流れを説明する。ただし、図4で示したフローチャートと重複するステップは省略して説明する。
FIG. 6 is a flowchart showing from the start to the end of the intermittent operation by the
ステップS11は、図4のステップS1に対応する。 Step S11 corresponds to step S1 in FIG.
ステップS12では、時刻tsにおいて熱シールド温度が定常状態の温度まで下がるかを冷却運転制御回路6が判定する。例えば冷却運転制御回路6が、設定されている間欠運転の停止と稼働の周期が検査を開始する時刻よりも短いか判定する。設定されている間欠運転の停止と稼働の周期が検査を開始する時刻よりも短ければ、ステップS13に進む。一方、設定されている間欠運転の停止と稼働の周期が検査を開始する時刻よりも長ければ、間欠運転を終了し、一連のフローを終わらせる。 In step S12, the cooling operation control circuit 6 determines whether the heat shield temperature drops to the steady state temperature at time t s. For example, the cooling operation control circuit 6 determines whether the set intermittent operation stop and operation cycle is shorter than the time when the inspection is started. If the set intermittent operation stop and operation cycle is shorter than the time at which the inspection is started, the process proceeds to step S13. On the other hand, if the set intermittent operation stop and operation cycle is longer than the time at which the inspection is started, the intermittent operation is ended and the series of flows is ended.
ステップS13、S14、S15は、それぞれ図4のステップS4、S5、S6に対応する。 Steps S13, S14, and S15 correspond to steps S4, S5, and S6 of FIG. 4, respectively.
ステップS16では、冷却運転制御回路6が、冷却装置3の稼働期間が終了しているかを判定する。稼働期間が終了しているかは、冷却装置3の運転に関する情報を記憶部54や記憶部61に記憶された値や入力インターフェイス回路52を介して入力された値、通信回路53を介して外部装置から取得した値などを参照して判定する。稼働期間が終了している場合は、ステップS12に戻り、まだ稼働期間である場合は、ステップS16で待つ。
In step S16, the cooling operation control circuit 6 determines whether the operating period of the
以上説明した流れにより、冷却装置3は間欠運転を行うことができる。
According to the flow described above, the
上述した変形例1に係る磁気共鳴イメージング装置1によれば、冷却運転制御回路6は、検査を開始する時刻までに、熱シールド温度が定常状態の温度まで下がらない場合に、冷却装置3の間欠運転を終了させる。これにより、検査を開始する時刻において、熱シールド温度が撮像に適した定常状態の温度となるため、MR画像の画質を損なうことなく消費電力を低減できる。つまり、磁気共鳴イメージング装置1による検査を行わない期間において冷却装置3の運転を停止させることによる熱シールド温度の温度上昇の影響を受けない撮像を行うことができる。さらに、冷却装置3の運転を停止させる時間を変更する必要がないため、冷却運転制御回路6の機能を簡単にすることができる。そして、検査を開始する時刻よりもある程度早い段階で、熱シールド温度を定常状態の温度まで下げることができる場合があり、検査を開始する時刻が何らかの事情で前倒しになった場合に好都合である。
According to the magnetic
(第2の実施形態)
第1の実施形態および変形例1に係る磁気共鳴イメージング装置1は、検査を開始する時刻までに、熱シールド温度が定常状態の温度まで下がらない場合において、冷却装置3の運転を変化させるものである。一方、第2の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置1では、冷却運転制御回路6が、検査を開始する時刻に基づいて、冷却装置3の停止と運転の周期を、間欠運転が開始される時点で調整する。以下、第2の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置1について説明するが、第1の実施形態と重複する内容については省略する。また、図面において共通する構成は同じ符号を用いて説明する。
(Second embodiment)
The magnetic
冷却運転制御回路6は、冷却装置3の運転に関する情報を、例えば記憶部61や記憶部54に記憶された既定値を冷却運転制御回路6が読み出すことにより取得する。また、冷却装置3の運転に関する情報は、入力インターフェイス回路52を介して操作者が入力した値や通信回路53を介して外部から取得した値などを取得可能なように構成してもよい。冷却運転制御回路6は、冷却装置3の運転に関する情報のうち、例えば、冷却装置3の停止と稼働の周期や検査を開始する時刻を取得する。
The cooling operation control circuit 6 acquires information regarding the operation of the
図7は、熱シールド温度の時間変化と、冷却装置3の稼働状況とを対応付けて示した図であり、冷却運転制御回路6による冷却装置3の停止と稼働の周期の調整前後で比較している。図7において、調整前の時刻t0、t2、t4は冷却装置3を停止させる時刻であり、時刻t1、t3、t5は冷却装置3を稼働させ始める時刻である。また、調整後の時刻t0、t12、t14は冷却装置3を停止させる時刻であり、時刻t11、t13、t15は冷却装置3を稼働させ始める時刻である。
FIG. 7 is a diagram showing the time change of the heat shield temperature and the operating status of the
図7の上段は、冷却装置3の停止と稼働の周期を調整する前の一例を示す。調整前においては、検査を開始する時刻である時刻tsにおいて、熱シールド温度が撮像に適した定常状態の温度Tsまで下がっていない。この場合、MR画像の画質が劣化するおそれがあるため、冷却装置3の停止と稼働の周期を修正する必要がある。冷却運転制御回路6は、例えば冷却装置3を停止させる期間を短く、または長くすることで、検査を開始する時刻である時刻tsに熱シールド温度が撮像に適した定常状態の温度Tsまで下がるようにする。冷却装置3を停止させる期間を調整する場合は、例えば超伝導磁石2が安全に使用できる範囲で設定された熱シールド温度以下となるように設定することが好ましい。
The upper part of FIG. 7 shows an example before adjusting the stop and operation cycle of the
図7の下段は、冷却装置3の停止と稼働の周期を調整した後の一例を示す。冷却運転制御回路6により、冷却装置3の停止と稼働の周期が短く設定されたことにより、検査を開始する時刻において、熱シールド温度が撮像に適した定常状態の温度まで下がっている。
The lower part of FIG. 7 shows an example after adjusting the stop and operation cycles of the
ここで冷却装置3の停止と稼働の周期について補足する。図8は、冷却装置3の停止と稼働の周期が異なる2つの場合を比較する図である。図8の上段の周期に対して、図8の下段の周期は短い。図8の上段に示す停止と稼働の周期で冷却装置3を運転させた場合、熱シールド温度は最大でT0まで上昇する。一方、図8の下段に示す停止と稼働の周期で冷却装置3を運転させた場合、熱シールド温度は最大でもT0より低いT1までしか上昇しない。つまり、撮像に適した定常状態の温度と上昇しうる熱シールド温度との開きが小さい。例えば、緊急患者の受け入れが多い病院では、冷却装置3の間欠運転を実施している最中に、急遽熱シールド温度を撮像に適した温度まで下げる必要が生じた場合に対応できるように、冷却装置3の停止と稼働の周期を短く設定しておくことが一例として挙げられる。定常状態の熱シールド温度と、上昇しうる最大の熱シールド温度との差が小さいので、撮像に適した状態になるまでの時間が短くて済む。なお、冷却装置3による間欠運転を実施する期間は、例えば停止と稼働の周期が短い期間と停止と稼働の周期が長い期間とが組み合わせられていてもよい。また、急遽熱シールド温度を撮像に適した温度まで下げる必要が生じた場合に、コンプレッサー31から供給されるガス圧やコンプレッサー31の動作周波数を変更できるように構成してもよい。
Here, the cycle of stopping and operating the
図9は、第2の実施形態に係る冷却装置3による間欠運転の開始から終了までを示すフローチャートである。以下、図9を用いて間欠運転の流れを説明する。ただし、図4で示したフローチャートと重複するステップは省略して説明する。
FIG. 9 is a flowchart showing from the start to the end of the intermittent operation by the
ステップS21は、図4のステップS1に対応する。 Step S21 corresponds to step S1 in FIG.
ステップS22では、冷却運転制御回路6が検査の開始時刻を取得する。 In step S22, the cooling operation control circuit 6 acquires the inspection start time.
ステップS23では、冷却運転制御回路6が、冷却装置3の停止と稼働の周期を調整する必要があるか判定する。冷却運転制御回路6は、例えば記憶部61や記憶部54に記憶された熱シールド温度の変化モデルを読み出して、取得した検査開始時刻における熱シールド温度を計算する。熱シールド温度の変化モデルは、例えば冷却装置3の停止期間と稼働期間とを熱シールド温度に対応付けるモデルである。検査開始時刻における熱シールド温度が撮像に適した定常状態の温度まで下がらないことが求まった場合、冷却運転制御回路6は、冷却装置3の停止と稼働の周期を調整する必要があると判定し、ステップS24へ進む。検査開始時刻における熱シールド温度が撮像に適した定常状態の温度まで下がっていることが求まった場合、冷却運転制御回路6は、冷却装置3の停止と稼働の周期を調整する必要がないと判定し、ステップS25に進む。
In step S23, the cooling operation control circuit 6 determines whether it is necessary to adjust the stop and operation cycles of the
ステップS24では、冷却運転制御回路6が、冷却装置3の停止と稼働の周期を調整する。例えば、冷却運転制御回路6は、冷却装置3を停止させる期間を短くする。
In step S24, the cooling operation control circuit 6 adjusts the cycle of stopping and operating the
ステップS25、S26、S27は、図4のステップS4、S5、S6に対応する。 Steps S25, S26, and S27 correspond to steps S4, S5, and S6 of FIG.
ステップS28では、冷却運転制御回路6が冷却装置3による間欠運転を終了するかを判定する。例えば、本ステップに入った段階で検査開始時刻を過ぎていれば、間欠運転を終了し、一連のフローを終わらせる。一方、本ステップに入った段階で、検査開始時刻に至っていなければ、間欠運転を継続し、ステップS29に進む。
In step S28, it is determined whether the cooling operation control circuit 6 ends the intermittent operation by the
ステップS29では、冷却運転制御回路6が、冷却装置3の稼働期間が終了しているかを判定する。稼働期間が終了しているかは、冷却装置3の運転に関する情報を記憶部61や記憶部54に記憶された値や入力インターフェイス回路52を介して入力された値、通信回路53を介して外部装置から取得した値などを参照して判定する。稼働期間が終了している場合は、ステップS25に戻り、まだ稼働期間である場合は、ステップS29で待つ。
In step S29, the cooling operation control circuit 6 determines whether the operating period of the
以上説明した流れにより、冷却装置3は間欠運転を行うことができる。なお、上述した説明では、冷却装置3の間欠運転を開始してから終了するまでの全てに亘って、冷却装置3の停止と稼働の周期を変更することとしたが、例えば検査開始時刻の数時間前などのある時刻で変更してもよい。
According to the flow described above, the
上述した第2の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置1によれば、冷却運転制御回路6が、検査を開始する時刻を踏まえて、冷却装置3の停止と運転の周期を変更する必要があるかを判定し、必要に応じて冷却装置3の停止と運転の周期を変更する。これにより、検査を開始する時刻において、熱シールド温度が撮像に適した定常状態の温度となるため、MR画像の画質を損なうことなく消費電力を低減できる。つまり、磁気共鳴イメージング装置1による検査を行わない期間において冷却装置3の運転を停止させることによる熱シールド温度の温度上昇の影響を受けない撮像を行うことができる。
According to the magnetic
なお、第1および第2の実施形態、それに付随する変形例において、熱シールド温度を超伝導磁石2の状況を表す情報として説明したが、熱シールド温度に限らない。例えば、磁石内圧や、コールドヘッド32の本体または周辺の温度を超伝導磁石2の状況を表す情報として用いてもよい。
Although the heat shield temperature has been described as information representing the situation of the
(第3の実施形態)
第1の実施形態および変形例1、そして第2の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置1では、冷却運転制御回路6が、あらかじめ決められた冷却装置3の停止と稼働の周期に基づいて、冷却装置3を制御していた。一方、第3の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置1は、超伝導磁石2の状態を表す情報に基づいて、冷却装置3を停止または稼働させる期間が動的に変更される。以下、超伝導磁石2の状態を表す情報として磁石内圧をモニタリングして冷却装置3を停止させる期間を変更する例を示す。
(Third Embodiment)
In the magnetic
[磁石内圧に応じた制御例]
冷却運転制御回路6は、圧力センサー222から出力される磁石内圧を、監視制御回路4を介して取得し、冷却装置3を制御する。図10は、磁石内圧の時間変化と冷却装置3の運転状況を対応付けて示した図である。図10の磁石内圧の時間変化の横軸において、時刻t0は、冷却装置3の間欠運転の開始時刻である。時刻t0、t32は、冷却装置3を停止させる時刻である。時刻t31、t33は、冷却装置3を稼働させる時刻である。冷却装置3を稼働させる時刻、検査を開始する時刻である。また、縦軸において、磁石内圧Pthは、磁石内圧の上限値である。
[Example of control according to magnet internal pressure]
The cooling operation control circuit 6 acquires the internal magnet pressure output from the
冷却運転制御回路6は、時刻t0を過ぎると、冷却装置3を停止させる。冷却装置3が停止すると、磁石内圧が上昇する。冷却運転制御回路6は、圧力センサー222から送信される磁石内圧を、監視制御回路4を介して受信する。冷却運転制御回路6は、磁石内圧があらかじめ記憶部61に記憶させておいた磁石内圧の上限値Pthに近づくと、冷却装置3を稼働させ始める。図10では、時刻t31において冷却装置3が稼働する。冷却装置3が稼働し始めてから、所定の期間が経過すると、冷却運転制御回路6は、再び冷却装置3を停止させる。ここで、冷却装置3を稼働させる期間は、例えば記憶部61にあらかじめ記憶させておく。また、例えば冷却装置3を稼働させ始めてから、磁石内圧や熱シールド温度が所定の値に達するまで冷却装置3を稼働させ続けるように構成してもよい。なお、圧力Psは、定常状態における磁石内圧である。
The cooling operation control circuit 6 stops the
冷却運転制御回路6は、検査を開始する時刻tsにおいて、磁石内圧が上限値を超えないように、または磁石内圧が定常状態における磁石内圧に近づくように冷却装置3を制御するほか、MR画像の画質が検査を開始する時刻において安定した状態となるように、例えば一次の渦電流の値が、検査開始時刻において閾値Ethを超えていないように冷却装置3を制御する。図11は、磁石内圧の時間変化と一次の渦電流の変化の一例とを冷却装置3の運転状況に対応付けて示した図である。なお、一次の渦電流は逐次計測しているわけではなく、図11は、磁石内圧の変化に応じて想定される一次の渦電流の変化を示している。冷却運転制御回路6は、検査を開始する時刻において、一次の渦電流の値が上限値を超えないようにする。例えば、冷却装置3による冷却を停止させる期間の長さと一次の渦電流の値とを対応付けたテーブルを記憶部61や記憶部54に記憶させておく。冷却運転制御回路6は、記憶部61や記憶部54からテーブルを読み出し、検査開始時刻からどれだけ前の時刻までに冷却装置3による冷却を開始させるかを決定する。
The cooling operation control circuit 6 controls the
上述した、一次の渦電流の値は、磁石内圧に対応付けられた画質パラメータの一例である。画質パラメータは、一次の渦電流の値のほか、RFコイルで受信する受信信号の安定性を評価するパラメータを、画質パラメータとして採用することができる。画質パラメータとして、例えば拡散強調画像(DWI、Diffusion Weighted Image)を取得する際のN/2アーチファクトやDWI画像歪みに対応する値を採用してもよい。また例えば、時間軸方向に関する信号安定性や撮像面内の感度むらに対応する値を画質パラメータとして採用してもよい。さらに例えば、オフセンターにおける画質を指標化して、画質パラメータとして採用してもよい。被検体Sに印加する高周波磁場の中心周波数を画質パラメータとして用いてもよい。したがって、磁石内圧と併せて用いる画質パラメータは種々の値を採用することが可能である。これらの画質パラメータは、磁石内圧と対応付けて記憶部54や記憶部61に記憶させておく。なお、これらの画質パラメータは、例えば、日々の検査を開始する前に実行される、磁気共鳴イメージング装置1の動作チェック時に、ファントムを用いて取得しておいてもよい。また、上記においては、画質パラメータを磁石内圧と対応付ける例を示したが、磁石内圧の代わりに、熱シールド温度と対応付けて、記憶部54や記憶部61に記憶させてもよい。さらに、上記においては、磁石内圧を上限値や定常状態における磁石内圧と比較していたが、磁石内圧は閾値との比較に限らない。例えば磁石内圧が所定の圧力の範囲に含まれるか否かを冷却運転制御回路6が判定してもよい。
The above-mentioned primary eddy current value is an example of an image quality parameter associated with the magnet internal pressure. As the image quality parameter, in addition to the value of the primary eddy current, a parameter for evaluating the stability of the received signal received by the RF coil can be adopted as the image quality parameter. As the image quality parameter, for example, a value corresponding to an N / 2 artifact or DWI image distortion when acquiring a diffusion weighted image (DWI) may be adopted. Further, for example, a value corresponding to signal stability in the time axis direction and sensitivity unevenness in the imaging surface may be adopted as an image quality parameter. Further, for example, the image quality in the off-center may be indexed and adopted as an image quality parameter. The center frequency of the high-frequency magnetic field applied to the subject S may be used as an image quality parameter. Therefore, various values can be adopted for the image quality parameter used in combination with the magnet internal pressure. These image quality parameters are stored in the storage unit 54 or the
[冷却装置3の制御に用いる情報の他の例]
上述した第3の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置1では、冷却運転制御回路6は、磁石内圧を用いて冷却装置3を制御していた。しかしながら、冷却運転制御回路6は、磁石内圧以外に、たとえば、コンプレッサー31とコールドヘッド32との間で循環する冷媒ガスの圧力を冷却装置3の停止と稼働に用いてもよい。例えば、冷媒ガスの圧力が大きい場合は冷却装置3による冷却能力は高く、逆に冷媒ガスの圧力が小さい場合は、冷却能力は低くなる性質がある。冷却運転制御回路6は、例えば磁気共鳴イメージング装置1の据付時に取得される、コンプレッサー31に充填される冷媒ガスの圧力情報に基づいて冷却装置3の稼働および停止の期間を設定してもよい。
[Other examples of information used for controlling the cooling device 3]
In the magnetic
また、コンプレッサー31やコールドヘッド32は、その冷却能力に個体差を有する場合がある。冷却能力の個体差を表す情報は、例えば、装置を据え付ける際に測定される、冷却容器22の温度やコールドヘッド32の温度、ヒーター221の消費電力値などが挙げられ、これらの情報に基づいて、冷却装置3の稼働および停止の期間を設定してもよい。例えば、磁気共鳴イメージング装置1を据え付ける際に、冷却容器22の温度減少特性を計測しておき、得られた温度減少特性に基づいて、冷却装置3の稼働および停止の期間を設定してもよい。
Further, the
さらに、磁気共鳴イメージング装置1が有する構成の経年劣化の状態を冷却装置3の稼働および停止の期間を設定してもよい。例えば、冷却容器22の過冷却を防止するヒーター211の消費電力が、例えばひと月、一日の期間で見て減少傾向にある場合、冷却装置3による冷却能力が経年低下していることがわかる。例えば、コールドヘッド32や冷却容器22の温度が、あらかじめ据付時に計測したデータと比較して高い場合、冷却装置3による冷却能力が低下していると判断できる。このような経年劣化の状態として使用することが可能な情報は、例えば定期点検時や監視制御回路4から数日や数ヶ月単位で送信されるデータ、あるいはサービス用の端末により得られるデータを冷却運転制御回路6が取得して用いることができる。
Further, the operation and stop periods of the
上述した第3の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置1によれば、超伝導磁石2の状態を表す情報に基づいて、冷却運転制御回路6が冷却装置3の停止または稼働させる期間を動的に変更する。これにより、刻一刻と変化する超伝導磁石2の状態に応じた、冷却装置3の運転が可能になる。また、例えば、超伝導磁石2は個体ごとに特性が若干異なる場合があったり、据付時からの時間経過で特性が異なる場合があったりする。超伝導磁石2の状態に応じて冷却装置3の運転を制御することにより、このような超伝導磁石2の状態の個体差や経年変化にも対応できるようになる。
According to the magnetic
(定常状態の温度の定義に関する他の例)
以上説明した第1、2、3の実施形態およびそれらに付随する変形例では、検査を開始する時刻において、熱シールド温度が撮像に適した定常状態の温度となるように、冷却運転制御回路6は冷却装置3を制御していた。しかしながら、検査を開始する時刻において定常状態の温度まで下がっていない場合であっても、条件付きで撮像を許容してもよい。以下、図12を用いながら、条件付きで撮像を許可する場合を説明する。
(Another example of defining steady-state temperature)
In the first, second, and third embodiments described above and the modifications accompanying them, the cooling operation control circuit 6 is used so that the heat shield temperature becomes a steady-state temperature suitable for imaging at the time when the inspection is started. Was controlling the
図12は、検査開始時刻付近の熱シールド温度の時間変化を表す図である。縦軸において、Tsは定常状態の温度である。図12では、Tsよりも高い温度T1と、温度T1よりも高いT2とを定める。熱シールド温度がT1よりも低い場合は、ほぼ定常状態に到達したとみなし、他の条件によらず、冷却運転制御回路6は、撮像に適した状態であると判定する。図12では、時刻t1でこのような判定が行われる。一方、熱シールド温度がT2以上である場合は、他の条件によらず、冷却運転制御回路6は、撮像に適さない状態であると判定する。図12では、時刻t3でこのような判定が行われる。 FIG. 12 is a diagram showing a time change of the heat shield temperature near the inspection start time. On the vertical axis, T s is the steady state temperature. In FIG. 12, a temperature T 1 higher than T s and a temperature T 2 higher than temperature T 1 are defined. When the heat shield temperature is lower than T 1 , it is considered that a nearly steady state has been reached, and the cooling operation control circuit 6 determines that the state is suitable for imaging regardless of other conditions. In FIG. 12, such a determination is made at time t 1. On the other hand, when the heat shield temperature is T 2 or higher, the cooling operation control circuit 6 determines that the state is not suitable for imaging regardless of other conditions. In FIG. 12, such a determination is made at time t 3.
熱シールド温度がT1よりも高く、T2よりも低い場合は、冷却運転制御回路6は、熱シールド温度以外に、超伝導磁石2の状態を表す情報を取得して、撮像に適した状態であるかを判定する。図12では、時刻t2で超伝導磁石2が撮像に適した状態であるかを判定する。熱シールド温度以外の超伝導磁石2の状態を表す情報として、例えば、磁石内圧などのパラメータを取得する。磁石内圧が、定常状態の圧力まで下がりきっていない状態で検査を開始すると、冷却容器22内の気体状態のヘリウムが急速に増加する場合がある。気体状態のヘリウムが急速に増加すると、磁石内圧を正常に保つため、冷却容器22から気体状態のヘリウムを外部に逃さざるをえない。ヘリウムは高価であるため、ヘリウムの損失がないように撮像を行うことができれば、磁気共鳴イメージング装置1の運用コストが低減できる。冷却運転制御回路6は、磁石内圧がヘリウムの損失のおそれがない値の範囲であれば、検査を開始してもよいと判定する。なお、磁石内圧などの超伝導磁石2の状態を表す情報は、必ずしもセンサーなどで計測された値でなくてもよい。例えば、熱シールド温度と超伝導磁石2の状態を表す情報とをあらかじめ記憶部61などにテーブルとして記憶しておく。冷却運転制御回路6は、熱シールド温度の情報に基づいて、超伝導磁石2の状態を表す情報を読み出し、検査を開始するのに適した状態であるかを判定するように構成することもできる。
When the heat shield temperature is higher than T 1 and lower than T 2 , the cooling operation control circuit 6 acquires information indicating the state of the
なお、パラメータは磁石内圧に限らず、その他のシステム調整値を採用してもよい。採用するシステム調整値としては、例えばMR画像の画質に影響を及ぼす渦電流の発生に寄与するパラメータが挙げられる。 The parameter is not limited to the internal pressure of the magnet, and other system adjustment values may be adopted. Examples of the system adjustment value to be adopted include parameters that contribute to the generation of eddy currents that affect the image quality of MR images.
上述したように、熱シールドの温度領域を複数のステージに分け、条件付きで検査開始を許容することにより、磁気共鳴イメージング装置1による撮像を柔軟に行うことができる。つまり、熱シールド温度が定常状態の温度まで下がらずとも、冷却運転制御回路6はMR画像の撮像が可能だと判定することができるようになる。
As described above, by dividing the temperature region of the heat shield into a plurality of stages and conditionally allowing the start of inspection, imaging by the magnetic
以上説明した各実施形態は、組み合わせることも可能である。例えば、冷却装置3の間欠運転の期間のうち、冷却運転制御回路6が第1の実施形態に係る制御と第3の実施形態に係る制御とを組み合わせて行なうようにしてもよい。
Each of the embodiments described above can be combined. For example, during the period of intermittent operation of the
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、冷却運転制御回路6は、撮像部による被検体Sの撮像を行う検査の時間以外の時間において、冷却装置3による冷却の停止と稼働を制御する。また、冷却運転制御回路6は、検査が開始される時刻において、MR画像の画質に関連するパラメータが撮像に適した値になるように、冷却装置3による冷却の停止または稼働の期間を制御する。この構成により、被検体Sの撮像を行わない期間において、磁気共鳴イメージング装置1の冷却装置3における消費電力を低減することができる。また、検査が開始される時刻において、超伝導磁石2の状態が、撮像に適した状態になっているので、消費電力を低減した結果MR画像の画質が劣化するおそれがない。
According to at least one embodiment described above, the cooling operation control circuit 6 controls the stop and operation of cooling by the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. This novel embodiment can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1 磁気共鳴イメージング装置
3 冷却装置
4 監視制御回路
6 冷却運転制御回路
1 Magnetic
Claims (13)
前記冷却容器の内部を冷却する冷却装置と、
被検体に傾斜磁場および高周波磁場を印加し、発生したMR(Magnetic Resonance)信号を収集してMR画像を生成する撮像部と、
前記撮像部による前記被検体の撮像を行う検査の時間以外の時間において、前記冷却装置による冷却の停止と稼働を制御して間欠運転する制御部と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。 A cooling container that houses the superconducting coil and
A cooling device that cools the inside of the cooling container,
An imaging unit that applies a gradient magnetic field and a high-frequency magnetic field to the subject, collects the generated MR (Magnetic Resonance) signal, and generates an MR image.
A control unit that controls the stop and operation of cooling by the cooling device to perform intermittent operation at a time other than the inspection time for imaging the subject by the imaging unit.
A magnetic resonance imaging device comprising.
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
請求項1又は2に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1 or 2.
前記制御部は、前記所定期間内の前記冷却装置の停止回数が前記停止可能回数の上限値になるように制御する、 The control unit controls so that the number of times the cooling device is stopped within the predetermined period becomes the upper limit of the number of times the cooling device can be stopped.
請求項1乃至3の何れか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記冷却装置は、圧縮された冷媒ガスを供給するコンプレッサと、前記コンプレッサからの冷媒ガスの供給を受けて前記冷却容器の内部を冷却するコールドヘッドとを有し、 The cooling device includes a compressor that supplies a compressed refrigerant gas, and a cold head that receives the supply of the refrigerant gas from the compressor and cools the inside of the cooling container.
前記制御部は、前記検出部の検出した圧力が所定の上限値以下になる範囲内で、前記コンプレッサを制御する、 The control unit controls the compressor within a range in which the pressure detected by the detection unit is equal to or less than a predetermined upper limit value.
請求項1乃至4の何れか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 4.
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置。 At the timing when the second inspection starts, the control unit stops cooling by the cooling device so that the parameters related to the image quality of the image obtained by the imaging in the second inspection are included in a predetermined range. Set each period of operation,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2.
前記第2の検査は、前記第1の検査が行われる日とは異なる日に行われる最初の検査である、
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The first test is the last test among the plurality of tests in a day.
The second test is the first test performed on a different day than the day on which the first test is performed.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2.
前記制御部は、前記第1の情報に基づいて前記冷却装置による冷却の停止と稼働を制御した場合に、前記第2の検査が開始される時刻における画質に関連するパラメータが撮像に適していないと判定すると、前記冷却装置による冷却の停止または稼働の期間を変更する、
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置。 Further provided with a storage unit for storing the first information including the period during which the cooling by the cooling device is stopped or operated is provided.
When the control unit controls the stop and operation of cooling by the cooling device based on the first information, the parameters related to the image quality at the time when the second inspection is started are not suitable for imaging. If it is determined, the period for stopping or operating the cooling by the cooling device is changed.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2.
請求項8に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The control unit controls a period during which cooling by the cooling device is stopped or operated according to the pressure inside the cooling container.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 8.
請求項8に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The control unit changes the cycle of stopping and operating the cooling by the cooling device.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 8.
請求項8に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The control unit controls the period of operation of cooling by the cooling device according to the degree of wear of the parts included in the cooling device.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 8.
前記センサーにより計測されるデータと前記MR画像の画質に関連するパラメータとを関連付けるテーブルを記憶する記憶部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記センサーにより計測されたデータと、前記テーブルとを用いて、前記第2の検査が開始される時刻において、前記MR画像の画質に関連するパラメータが撮像に適した値になるかを判定する、
請求項6に記載の磁気共鳴イメージング装置。 A sensor that measures the state of the cooling container and
A storage unit that stores a table that associates the data measured by the sensor with the parameters related to the image quality of the MR image.
With more
Using the data measured by the sensor and the table, the control unit sets a parameter related to the image quality of the MR image to a value suitable for imaging at the time when the second inspection is started. To judge whether
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 6.
請求項6に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The parameter relating to the image quality of the MR image is the value of the eddy current.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 6.
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