JPH0332643A - 核磁気共鳴装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は核磁気共鳴装置における傾斜磁場コイルの変形
防止構造に関する。

〔従来の技術〕

従来の医療用核磁気共鳴装置では、特開昭６１−２７９
２３８号公報に記載されているように、クライオスタッ
ト内側に形成されたボア内の静磁場を直角に切り断面の
ｘＹ力方向、互いに対向するように配置された対の鞍形
状の傾斜磁場コイルを、抵抗率の非常に大きなエポキシ
樹脂等で製作した円筒状の支持体、ボビン上に直接固定
していた。この傾斜磁場コイルに周期的なパルス電流を
流してボア内に周期的な傾斜磁場を発生させて、被検査
者の３次元断面画像信号を得ていた。このパルス電流を
流す時、ボア内の静磁場を横切る方向に電流が流れる導
線に、フレミングの左手の法則レニ従った電磁力が作用
し、傾斜磁場コイルを変形しようとする力が働き、この
ためにボビンにパルス的な荷重がかかつていた。この荷
重によりボビンが振動して騒音を発生するため、ボビン
と傾斜磁場コイル間に防振ゴムを挾み、更に、傾斜磁場
コイルをバンドで防振ゴム上に縛りつけていた。

一方、従来の医療用核磁気共鳴装置では、特開昭６２−
２６１１０５号公報や特開昭６２−２２９９０６号公報
に記載されてるように、鞍形状の１対の傾斜磁場コイル
が、抵抗率の非常に大きなエポキシ樹脂等の材料で製作
した円筒状の支持体であるボビン上に直接固定されてい
た。この傾斜磁場コイルを、ボア内の均一静磁場内に配
置し、ボア内の被検査者の２次元断面画像処理を行うた
めに傾斜磁場コイルに周期的なパルス電流を流し、静磁
場中に周期的な傾斜磁場分布を与えるようにしていた。

従って、パルス電流を流す時には、静磁場によって傾斜
磁場コイルの円周部に半径方向の電磁力が生じる。

この他傾斜磁場コイルの支持の工夫として特開昭６３−
１５８０４７号公報、同６２−２３９５０３号公報記載
の技術がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のような核磁気共鳴装置では傾斜磁場コイルがボビ
ン上に直接固定されていたため、パルス電流を流すと、
電磁力によるパルス的な荷重によって、ボビンが振動し
て、ボビン全体から大きな音が発生し、被検査者に不快
感を与えてしまう問題があった。この場合に発生する音
の周波数域は、２５０Ｈｚ〜８ＫＨｚの低周波数から高
周波数域までの全搬にわたっていた。

また、ボビンと傾斜磁場コイルの間に防振ゴム挾むと騒
音は緩和されるが、傾斜磁場コイルをテープ状の固着体
で固定しているため、引張り方向以外の剛性が不足し、
傾斜磁場コイル自身が振動し、ボア内の磁場分布に変化
が生じ、実際と異なる像の歪の画像に生じてしまうとい
う問題があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、傾斜磁場の電磁力によって生じる騒音を低減
でき、かつ、高画質の画像を形成できる核磁気共鳴装置
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、Ｘ＋　ｙｓＺ各方向の傾斜
磁場コイルを一体に締結または成形し、さらに弾性体を
介して、位置決め支持用のボビンに一体化し、傾斜磁場
コイルをボア内に精密に位置決めするようにし、さらに
、ボビンの外周面に複数個の質量−ばね系を付設させ、
ボビンの外周面の振動と逆位相の振動を発生させて、ボ
ビンの振動を打ち消するようにし、また、ボビンの内外
周面にウレタン、グラスウールなどの吸音材を貼付し、
質量−ばね系で低減できなかった周波数の騒音を低減で
きるようにしたものである。

〔作用〕

この発明において電磁力によって生じる傾斜磁場コイル
のパルス的な荷重を傾斜コイルとボビンとの間に挾んだ
弾性体が吸収する。

また、ｘ、ｙ、ｚ３方向の傾斜磁場コイルを締結する高
剛性の固定具は、傾斜磁場コイルの剛性を増し、かつ、
傾斜磁場コイルを弾性体で支持したとき、全ての方向で
剛性を均一化する作用をする。

さらに、質量−ばね系の固有振動数をボビンの振動数と
合致させると、質量−ばね系はボビンの振動方向とは逆
向きに振動し、ボビン振動を抑えるように動作する。こ
れにより、ボビンの振動によって発生する騒音を低減す
ることができる。

また、ボビンの内外周面に貼付した吸音材は、質量−ば
ね系で低減できなかった周波数の騒音を吸音材の吸音効
果により吸音し、騒音を低減できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る核磁気共鳴装置の構造
を示す図で、円筒体の側面より手前側の外筒（シールド
部）及びクライオスタット部を除去して内部の様子を示
した図である。第２図はボビンおよび傾斜磁場コイルの
取付状況を示す図である。

内部を真空断熱したクライオスタット１内に液体ヘリウ
ム槽２を設け、これに静磁場発生用の超電導マグネット
（磁石）３を内蔵させて高磁場発生手段を構成し、超電
導マグネット３を液体ヘリウム４で冷却する。この超電
導マグネット３によってクライオスタット１の中央部空
間のボア５内に軸方向の０．５〜４テスラの静磁場が発
生する。

ボア５内には、静磁場方向２に対して、それぞれｙ方向
、Ｘ方向、２方向に傾斜磁場コイル６゜７を配置しく尚
、６はＸ方向、ｙ方向）、これらの傾斜磁場コイルは締
結金具１５．１６により締結し、一体化され、弾性体９
を介して、クライオスタット１に一端を固定したボビン
（支持体）１０で支持される。また、コイル内に流すパ
ルス電流により、Ｘ方向おわよびｙ方向のコイルには円
周方向に電流が流れる部分に対して荷重が作用する。頻
雑さを避けるため、Ｘおよびｙ方向の傾斜磁場コイルの
みを示している。

ボア５内のＸおよびｙ方向に磁場分布を発生させるため
に２対の傾斜磁場コイル６および７を配置する。傾斜磁
場コイル６および７は締結金具１５．１６により一体化
されており、剛性は非常に高く、複数個の弾性体９を介
して、ボビン１０に固着されている。

ボビン１０の両端部は、支持ボルト１１によってクライ
オスタット１の内面で支持されており、これによって、
鞍形コイル６および７の位置合せ（すなわち円筒体の軸
芯合わせ）を行う。また、クライオスタットの外側には
、漏えい磁場空間域を小さく押えるため、重量が数トン
の鉄製の磁気シールド体１２を設けている。

鞍形の傾斜磁場コイル６および７に傾斜磁場発生用のパ
ルス電流を流す場合、コイルの円周部に作用する電磁力
は、フレミングの左手の法則に従い、静磁場方向が第１
図中左から右方向にあるとき、左端上側コイル円周部に
は半径方向外向に、同下側のコイル円周部には半径方向
軸中心向きに作用する。またコイル６および７の左側中
央部の円周部には電流が逆向きに流れるので、これと逆
向きの荷重が作用する。以上に述べた電磁力に起因する
作用は鞍形コイル６および７を変形させようとするもの
であり、若しコイル６および７が変形するならば傾斜磁
場に歪が生じて画像処理精度が低下することになる。

しかし本例においては、傾斜磁場コイル６および７は強
固に連結され、剛性も大きくなっているので、この荷重
による傾斜磁場コイル６および７の変形は拘束され、か
つ、その変位量を非常に小さくすることができる。傾斜
磁場コイル６および７にかかる荷重は弾性体９に伝わる
が、多数個の弾性体９に分散するため、単位面積当りの
荷重は小さい。したがって１弾性体９の変位量は十分小
さく、傾斜磁場分布に乱れを生じさせることなく。

その結果、３次元空間で高画質の画像を得ることができ
る。

傾斜磁場コイル６および７で発生した電磁力は弾性体９
でほとんど吸収されるが、場合によっては弾性体９で十
分吸収しきれない場合がある。このような場合ボビンＩ
Ｏが振動し騒音を発生する。

ボビン１０の振動数をｆ　（Ｈｚ）とし、質量−ばね系
（ダンパ）１３の質量（重鐘）１４をｍ、ばね定数をｋ
とすると、ダンパ１３の固有振動数ｆ。

は。

で与えられる。

ｆｏ＝ｆ　　になるように質量ｍおよびばね定数ｋを設
定すれば、ダンパ１３はボビン１０の振動方向とは逆の
方向に振動し、ボビン１０の振動を抑える方向に慣性力
が加わり、ボビン１０の振動は低減され、騒音も下がる
。

ダンパ１３を設置する位置はボビン１０の振動が大きい
ところ、すなわち、振動の腹または腹の近くがよい。ボ
ビン１０の振動の腹は通常、複数個あり、ダンパ１３も
複数個設置する。

第３図は防振ゴム１７をばねに使ったダンパの実施例、
第４図はコイルばね１８を使ったダンパの実施例、第５
図は片持梁の板ばね１９を使ったダンパの実施例、第６
図は両持梁の板ばね１９を使ったダンパの実施例である
。

ダンパ１３は特定の振動周波数が卓越しているときにそ
の振動を低減させるのに効果があるが、場合によっては
複数個の振動周波数が卓越しているときがある。このよ
うな場合には、ダンパ１３で設定されていない周波数の
振動、Ｕ音が発生するため、ボビン１０の内外周面に、
ウレタン、グラスウール、モルトプレーンなどの吸音材
８を貼付し、騒音の発生を抑える。

〔発明の効果〕

本発明によれば、傾斜磁場コイルにパルス電流を流した
時に生じる電磁力によって、傾斜磁場コイルに作用する
変形荷重を、剛性の大きなコイルで受け、その変形量を
十分小さく押え込み、かつ。

その荷重を弾性体で大部分吸収し、弾性体を介して位置
決めされたボビンに均等に伝播できるので、ボビンの変
形量も十分小さくすることが可能となる。従って、傾斜
磁場コイルの動きによる磁場の乱れが無く、高画質の画
像を得られる効果がある。

また、該電磁力によって生じるコイルの振動を、弾性体
によって吸収し、その振動をボビン及びクライオスタッ
トに伝播せず、かつ、放射面積を小さくできるので、騒
音を低減できる効果もあり、よって被検査者の不快感を
与えることがなくなる。

また、質量−ばね系により、ボビン外周面の振動と逆位
相の振動をボビンへ加えることができるので、ボビン外
周面の振動を打ち消すことができ、ボビンの振動によっ
て発生する騒音を低減できる効果がある。

さらに、ボビンの内外周面に貼付した吸音材により、質
量−ばね系では低減できなかった周波数の騒音を低減で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る核磁気共鳴装置の内部
構造物の部分断面図、第２図は第１図の実施例装置に適
用するボビン及び傾斜磁場コイルの部分を示す要部断面
図、第３図、第４図、第５図及び第６図は夫々第１図の
実施例に適用する質量−ばね系（ダンパ）の要部断面模
式図である。 １・・・クライオスタット、３・・・超電導マグネット
、５・・・ボア、６・・・傾斜磁場コイル（Ｘ方向）、
７・・・傾斜磁場コイル（ｙ方向）、８・・・吸音材、
９・・・弾性体、１０・・・ボビン、１３・・・質量−
ばね系（ダン第 図 １５、／６ 仲硅金具 纂 ３ 図 第 図 第 団 冨２ 図 ９ ４ 重拉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、円筒空間に均一な高磁場を供給する強磁場発生手段
   と、該円筒空間内の半径方向に傾斜磁場分布を供給する
   傾斜磁場発生手段と、該傾斜磁場発生手段を前記円筒空
   間内の所定の位置に固定する支持体とを備えて成る核磁
   気共鳴装置において、前記傾斜磁場発生手段と前記支持
   体との間に該支持体よりも剛性の小さな弾性体を設け、
   さらに、該支持体の外周面に質量とばねで構成するダン
   パを付設し、かつ、該支持体の内外周面に吸音材を貼付
   したことを特徴とする核磁気共鳴装置。 ２、請求項１に記載のばねは防振ゴム、高分子化合物樹
   脂、金属などの弾性体で構成されることを特徴とする核
   磁気共鳴装置。 ３、請求項１に記載の傾斜磁場発生手段はｘ、ｙ、ｚの
   各方向成分のコイルが一体に締結または成形されている
   ことを特徴とする核磁気共鳴装置。