JPH01133557A

JPH01133557A - 磁気共鳴診断装置

Info

Publication number: JPH01133557A
Application number: JP62289403A
Authority: JP
Inventors: Motoji Haragashira; 基司原頭; Yoshizo Maekawa; 芳三前川
Original assignee: Toshiba Corp; Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Priority date: 1987-11-18
Filing date: 1987-11-18
Publication date: 1989-05-25
Anticipated expiration: 2011-10-02
Also published as: JP2538954B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、磁気共鳴現象を利用して被検者の特定部位の
スライス像等の診断情報を得るようにした磁気共鳴診断
装置をはじめとする静磁場機器内で使用するアクチュエ
ータに関する。

（従来の技術）磁気共鳴現象は、静磁場中に置かれた零でないスピン及
び磁気モーメントを持つ原子核が特定の周波数の電磁波
のみを共鳴的に吸収・放出する現象であり、この原子核
は下記式に示す角周波数ωロ　（ωｏ＝２πし０．シロ
　；ラーモア周波ｆｆ）で共鳴する。

ωロ　＝　γＨＯここで、γは原子核の種類に固有の磁気回転比であり、
また、Ｈａは静磁場強度である。

以上の原理を利用して生体診断を行う装置は、上述の共
鳴吸収の後に誘起される上記と同じ周波数の電磁波を信
号処理して、原子核密度、縦緩和時間ＴＩ、横緩和時間
Ｔ２．流れ、化学シフｌ−等の情報が反映された診断情
報例えば被検体のスライス像等を無侵襲で得るようにし
ている。

以下この種の磁気共鳴診断装置を詳細に説明する。第６
図に示すように、被検者Ｐを内部空間１ａに収容するこ
とができるようになっているマグネットアッセンブリ１
は、常電導又は超電導方式による静磁場磁石（静磁場補
正用シムコイルが付加されていることもある。）２を備
えている。

また、マグネッアッセンブリ１内には磁気共鳴信号の誘
起部位の位置情報を付与するための傾斜Ｉｌ場を発生す
る傾斜磁場発生コイル３と、回転高周波磁場を送信する
と共に誘起された磁気共鳴信号を検出するための送受信
系であるコイルからなるプローブ４とを備えている。

さらに、静磁場制御系５、Ｘ軸、Ｙ軸、ｚ＠傾斜磁場電
源６、送受信器７、所定の撮影シーケンスを実施するシ
ーケンサ８、これらを制御すると共に検出信号の信号処
理及びその表示を行うコンピュータシステム９、撮影開
始の指示、スライス部位の設定等の礪影条件を入力する
コンソール１０及びモニタ１１を備えている。

上述した原理及び装置構成を用いて生体の解−１学的情
報や質的情報を得ようとする場合、対象核種を複数にし
たり、静磁場の強度を可変すること（ランバブル磁石を
用いた構成）が行なわれる。

この場合、プローブから被検者に対する印加又は被検者
から検出される高周波信号（共鳴周波数）は、上記式に
示すように対象核種の種類によって、また同一核種であ
っても静磁場強度によって異なる。

例えば、ＩＨにおいては０．５７で２１．３ＭＨ２，１
，ＯＴで４２．６ＭＨｚ、１．５丁で６４ＭＨｚであり
、３１ｐにおいては０．５王で８．６Ｍ　Ｈｚ、１．Ｏ
Ｔで１７．２ＭＨｚ、１．５丁で２５．８ＭＨｚであり
、１３ｃにおいては０．５Ｔで５．４ＭＨ２，１，ＯＴ
で１０．７ＭＨｚ、１．５Ｔで１６．１ＭＨｚである。

この場合、プローブのコイル同調周波数は、コイルのイ
ンダクタンスにより一義的に定まったものであるため、
上述した対象核種を複数とし、また静磁場強度を可変す
ることを実現するためには同調周波数を可変同調にする
必要がある。

ここで、文献“Ｓ　ｏｃｉｃｔｙ　　Ｏｆ　　Ｍ　ａ（
ｌｎｅＮＯＲｅｓｏｎａｎｃｅ　　ｉｎ　　Ｍｅｄｉｃ
ｉｎｅ　　　（Ｆｏｕｒｔｈ　　Ａｎｎｕａｌ　　Ｍｅ
ｅｔｉｎｇ、　Ａｕｇｕｓｔ　１９−２３．１９８５）
　”の抄録ｒＲ，Ｆ、ｃＯｒＬ　　ＤＥＳＩＧＮ　　Ｆ
ＯＲＮＭＲＩＭＡＧＩＮＧ　（Ｊ、Ｆ、５ｈｅｎ　　ａ
ｎｄｌ　、　Ｊ　、　Ｌｏｗ；　Ｐｈｙｓｉｃｓ　　Ｄ
ｅｐａｒｔｍｅｎｔ　。

Ｕ　ｎ１ｖｅｒｓｉｔｙ　　ｏｆ　　Ｐ　ｉｔｔｓｂｕ
ｒｇｈ　；　Ｐ　ｉｔｔｓｂｕｒｇｈ　。

Ｐ　Ａ　１５２６０　）　Ｊによれば、コイルを含む回
路系に短縮コンデンサを介挿することにより、同調周波
数を変えることができると示されている。

以下、短縮コンデンサを介挿するプローブについて説明
する。第７図は短縮コンデンサを介挿し、同調周波数を
変えることができるようにしたプローブの電気回路図で
あり、コイルのインダクタンスＬｏ、コイル自身及び被
検者に起因する等価抵抗ｒ（１、短縮コンデンサＣ５、
チューニング用コンデンサＣ１、マツチング用コンデン
サＣ２から構成される。

この構成にて、短縮コンデンサＣ８の容量を調整するこ
とにより、同調周波数を変えることができるようになる
。この場合、チューニング用コンデンサＣ１、マツチン
グ用コンデンサＣ２も調整することがある。

以上の構成を実現するために必要な可変容量型コンデン
サとして、第８図に示す構成のものが一例としである。

すなわち、可変容量型コンデンサＶＣは、直列又は並列
に複数のコンデンサ要素Ｃを設け、またこれらコンデン
サ要素Ｃの接続間に接点Ｔを設け、この接点Ｔをアクチ
ュエータを有する駆動部りにより機械的に切換動作させ
るようにしている。すなわち、第６図の構成において、
切換制御回路１２を設け、この切換制御回路１２により
駆動部りを含む操作機構４ａを動作させ、同調周波数を
調整するようにしている。

この駆動部として、従来、第９図及び第１０図に示す構
成のものが知られている。すなわち、第９図の構成のも
のは、第６図のマグネットアッセンブリ１に近接して例
えば固定子に永久磁石を有する固定磁界動作型電動機１
３を設け、この電動機１３の回転軸に非磁性軸１４を設
け、この非磁性軸１４によりプローブ４に備わっている
駆動部を含む操作機構４ａを動作させ、第８図の接点Ｔ
を切換制御するようにしている。ここで、電動機１３は
切換動作を行なわせるために大きな力を必要とし、その
固定磁界は比較的大きいものとなっている。

また、電動機１３の固定磁界が、静磁場磁石１の静磁場
により影響を受けないようにし且つ内部空間１ａ内の静
磁場が電動機１３の固定磁界により乱されないようにす
るため、電動機１３をシールド容器１４内に収容する構
成としている。ここで、シールド容器１４は、電動機１
３の固定磁界に対応して大型のものとなっている。

また、第１０図の構成のものは、第９図の構成のものを
電気式ロータリアクチュエータと称すれば、エア式リニ
ア又はロータリアクチュエータであって、コンプレッサ
１６．Ｎ１１弁１７．シリンダ１８．配管１つを備え、
シリンダ１８の４１！（望ましくは非磁性材料からなる
。）１８ａによりプローブ４に備わっている駆動部を含
む操作機構４８を動作させ、第８図の接点Ｔを切換制御
するようにしている。

しかし乍、第９図に示す構成では次のような問題点があ
る。すなわち、大きなシールド容器１４をマグネットア
センブリ１に近接して設けるので、装置構成が大川りと
なってしまい、またマグネットアセンブリ１に突出物が
あるような形になるので、美観上も好ましくない。

また、第１０図に示す構成では次のような問題点がある
。すなわち、エア駆動であるので、高速動作ができず、
また、大きな設置空間を必要とし装置構成が大川りとな
ってしまい、問題である。

（発明が解決しようとする問題点）このように従来の技術においては、静磁場機器内で動力
を発生するものにあっては、通常の固定磁界動作型電動
機による電気式ロータリアクチュエータやエア式リニア
又はロータリアクチュエータを用いるようにしているが
、これらは装置構成が大川りであったり、低速応答であ
るので、問題である。

そこで本発明の目的は、ＷＡ装置構成大川りでなく旦つ
高速応答にして静磁場機器内で動力を発生することがで
きるアクチュエータを提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は上記問題点を解決し且つ目的を達成するために
次のような手段を講じたことを特徴どしている。すなわ
ち、本発明によるアクチュエータは、電機子巻線を有す
る回転子を非磁性材料で作り、該回転子を静磁場発生機
器の静磁場中に′回転可能に設けて構成したことを特徴
とする。

（作用）このような構成によれば、回転子は静磁場発生機器の静
磁場を固定磁界とした電動機として構成され、また、回
転子は非磁性材料で作られているので、静磁場発生機器
の静磁場を乱すことはない。

（実施例）以下本発明にかかるアクチュエータの一実施例を図面を
参照して説明する。

本実施例のアクチュエータは、静磁場機器として磁気共
鳴診断装置のマグネットアセンブリ内で、プローブの同
調周波数を調整するためつまり可変容量型コンデンサの
接点切換用の動力源として用いるものの構成である。

第１図は本実施例のアクチュエータの軸方向に沿う部分
断面図であり、固定子の固定磁界として、固定子永久磁
石に代えて、図示しない磁気共鳴診断装置マグネットア
センブリの静磁場を利用した固定磁界動作型電動機とし
て構成しである。

すなわち、第１図に示すように、アルミニウム等の非磁
性軽合金からなるブランケット２０．同非磁性軽合金か
らなるフレーム２１．同非磁性軽合金からなるウオーム
ギヤボックス２２により非磁性容器２３を構成している
。この容器２３のブランケット２０とギヤボックス２２
とには強化樹脂よりなる軸受２４ａ、２４ｂが設けられ
ている。

容器２３内には非磁性剤にて構成された回転子２５が設
けられ、その軸の一端側２５ａ、他端側２５ｂは軸受２
４ａ、２４ｂにより回転可能に支持されている。ここで
、回転子２５の軸は、燐青銅等の非磁性金属により作ら
れている。また、回転子２５の軸の一端側２５ａはギヤ
が形成され、この一端ｆｔＮ２５ａと噛合するように非
磁性金属からなるウオームギヤ２６が設けられ、この一
端側２５ａのギヤ形成端部とウオームギヤ２６とはギヤ
ボックス２２内に配置されている。

さらに、回転子２５の軸の他端側２５ｂには銅等の非磁
性金属からなるコンミテータバー２７と樹脂モールドに
よるコンミテータ２８が設けられている。また、回転子
２５の軸の一端側２５ａと他端側２５ｂとの間には、樹
脂等よりなるアーマチュアコア２９が設けられ、このア
ーマチュアコア２つにはコイル３０が巻装され、このコ
イル３０はコンミテータ２８に接続されてＮｍ子３１を
構成している。ここで、磁気共鳴診断装置マグネットア
センブリによる静磁場は、フレーム２１を通して電機子
３１に対し有効的に作用するものとなっている。

さらに、ブランケット２０とフレーム２１との間には樹
脂モールドからなるブラシホルダ３２を介して導体より
なるブラシ３３が設けられ、このブラシ３３はコンミテ
ータ２８に摺動可能になっている。また、ブラシ３３に
はリード線３４の一端側が接続され、その他端側はブラ
ンケット２０を貫通して外部に導出されている。

第２図（ａ）　　（ｔ））は第１図の回転子２５におけ
る電機子３１を示しており、第２図（ａ）は９０″毎に
磁極Ａ、８．Ｃ，Ｄを形成した４極型電機子であり、第
２図（ｂ）は１２０°毎に磁極を形成した３極型電機子
である。

ここで、第２図（ａ）に示す４極型電機子の場合では、
コイルＣＩ　、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４に流す電流の方向を変
えることにより、磁極Ａ、Ｂ、Ｃ。

ＤのＳ極、Ｎ極は第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示
すようになる。

そして、第１図に示す電動機の電機子を第２図（ａ）に
示す４極型電機子にて構成し、第１図に示すように、図
示しない磁気共鳴診断ａ置マグネットアセンブリの静磁
場を固定磁界として利用し、リード線３４によって電機
子３１のコイルＣＩ。

Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４に電流を流すことにより、次の第４図
又は第５図の回転動作を得ることかできる。

第４図（ａ）（ｂ）（ｃ）は、第３図（ａ）−）第３図
（ｂ）→第３図（Ｃ）→第３図（ｄ）となるように、電
機子３１のコイルＣＩ　、　Ｃ２、Ｃ３。

Ｃ４に電流を流すことにより、反時削方向にステップ的
に回転する様子を示している。

第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）は、第３図（ｄ）−）第３図
（Ｃ）−＞第３図（ｂ）−）第３図（ａ）となるように
、電機子３１のコイルＣＩ　、　Ｃ２、Ｃ３。

Ｃ４に電流を流すことにより、時計方向にステップ的に
回転する様子を示している。

一方、第２図（ｂ）の３種型Ｉ！機子を用いて、通常の
連続回転動作を得ることもできる。

以上のように本実施例は、固定子の固定磁界として、固
定子永久磁石に代えて、図示しない磁気共１１１診断装
置マグネットアセンブリの静磁場を利用した固定磁界動
作型電動機を構成している。そして、全ての要素は非磁
性材料である。

従って、プローブの同調周波数を調整するときに通電を
行ない、可変容量型コンデンサの接点を切換え動作を行
なうことができる。このとき、電機子からは磁場が発生
するものの７０−ブの同調周波数を調整するのは非診断
時であるので、静磁場の乱れを問題にすることはない。

もちろん、プローブの同調周波数を調整しないときには
非通電であり且つ全ての要素は非磁性材料であるので、
診断時における静磁場の乱れは一切ない。

また、固定子永久磁石を用いない電動機であるので、装
置構成が簡単であり、電動機としての高速応答性を利用
することができる。

［発明の効果］ｊス上のように本発明では、′ｉｌｉ機子巻線を有する
回転子を非磁性材料で作り、該回転子をＤＶｎ場発生機
器の静磁場中に回転可能に設けて構成したことにより、
回転子は静磁場発生機器の静磁場を固定磁界とした電動
機として構成され、また、回転子は非磁性材料で作られ
ているので、静磁場発生機器の静磁場を乱すことがなく
、もって、簡単な構成にて高速応答にて静磁場機器内で
動力を発生することができるアクチュエータを提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるアクチュエータの一実施例の構
成を示す部分断面図、第２図は第１図における電機子の
構成例を示す図、第３図は４極型１を接子の磁化のパタ
ーンを示す図、第４図及び第５図は４種型Ｎ機子におけ
る回転動作を示す図、第６図は一般的な磁気共鳴診断装
置の構成を示す図、第７図は同調周波数を変えることが
できるプローブの電気回路図、第８図は可変容母型コン
デンサの電気回路図、第９図及び第１０図は従来のアク
チュエータの構成を示す図である。２０・・・プランクツ１〜．２１・・・フレーム、２２
・・・ギヤボックス、２３・・・容器、２４ａ、２４ｂ
・・・軸受、２５・・・回転子、２６・・・ウオームギ
ヤ、２７・・・コンミテータパー、２８・・・コンミテ
ータ、２９・・・アーマチュアコア、３０・・・コイル
、３１・・・電機子、３２・・・ブラシホルダ、３３・
・・ブラシ、３４・・・リード線。出顆入代理人　弁理士　鈴江武彦第１図（ａ）　　　　　　　（ｂ）第２図第３図（ａ）　　　（ｂ）　　　　　　（ｃ）第４図（ａ＞　　　　（ｂ）　　　　　　　　　　（ｃ）第５
図第６図第７図、ＶＣ第８図第９図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

電機子巻線を有する回転子を非磁性材料で作り、該回転
子を静磁場発生機器の静磁場中に回転可能に設けて構成
したことを特徴とするアクチュエータ。