JPH08257008A - Magnetic resonance imaging device and its vibration/noise suppressing method - Google Patents
Magnetic resonance imaging device and its vibration/noise suppressing methodInfo
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- JPH08257008A JPH08257008A JP7064554A JP6455495A JPH08257008A JP H08257008 A JPH08257008 A JP H08257008A JP 7064554 A JP7064554 A JP 7064554A JP 6455495 A JP6455495 A JP 6455495A JP H08257008 A JPH08257008 A JP H08257008A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴イメージング
装置（以下、ＭＲＩ装置という）、特に傾斜磁場発生装
置が発生する騒音及び振動低減に関するものであり、特
に圧電素子を用いて傾斜磁場で発生する騒音及び振動を
打ち消す場合に好適な圧電素子の駆動方法に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as an MRI apparatus), and more particularly to reducing noise and vibration generated by a gradient magnetic field generator, and more particularly to generating a gradient magnetic field using a piezoelectric element. The present invention relates to a piezoelectric element driving method suitable for canceling noise and vibration that occur.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＭＲＩ装置は、静磁場内に置かれた検査
対象に電磁波を照射することによって、検査対象内の原
子核に核磁気共鳴現象を生じさせ、これにより検査対象
から発生する磁気共鳴信号に基づいて検査対象の物理的
性質を表す画像を得るもので、静磁場、傾斜磁場の各磁
場発生手段と、検査対象に電磁波を照射したり、検査対
象からの核磁気共鳴信号を検出する高周波コイルと、検
出信号を使って検査対象の物理的性質を表す画像を得る
画像再構成手段とを備えている。2. Description of the Related Art An MRI apparatus irradiates an inspection target placed in a static magnetic field with electromagnetic waves to cause a nuclear magnetic resonance phenomenon in atomic nuclei in the inspection target, thereby generating a magnetic resonance signal from the inspection target. An image showing the physical properties of the inspection object is obtained based on the magnetic field generating means of the static magnetic field and the gradient magnetic field, and the high frequency for irradiating the inspection object with electromagnetic waves and detecting the nuclear magnetic resonance signal from the inspection object. It comprises a coil and image reconstruction means for obtaining an image representing the physical properties of the examination object using the detection signal.
【０００３】傾斜磁場は、ＮＭＲ信号に位置情報を付加
するために静磁場に重畳して印加されるもので、静磁場
発生装置の発生する磁場内に位置させた傾斜磁場コイル
とその保持部材とからなり、傾斜磁場コイルにパルス状
電流を流すことにより駆動される。この場合磁場内でパ
ルス電流を流すことによってフレミングの左手の法則に
従い、電磁力が作用する。そしてこの電磁力が傾斜磁場
コイルを変形させようとし、騒音、振動が発生する。こ
のような騒音や振動は検査対象である患者に恐怖感、不
快感を与えるので好ましくなく、防音或いは消音するこ
とが好ましい。The gradient magnetic field is applied so as to be superimposed on the static magnetic field in order to add position information to the NMR signal. The gradient magnetic field coil and its holding member are positioned in the magnetic field generated by the static magnetic field generator. And is driven by passing a pulsed current through the gradient coil. In this case, an electromagnetic force acts according to Fleming's left-hand rule by passing a pulse current in a magnetic field. Then, the electromagnetic force tries to deform the gradient magnetic field coil, and noise and vibration are generated. Such noises and vibrations are not preferable because they give a fear or discomfort to the patient to be inspected, and it is preferable that they be soundproofed or silenced.
【０００４】このためＭＲＩ装置では従来より装置外周
を覆う化粧カバーの内側に吸音材等を設け傾斜磁場の騒
音を低減すると共に、傾斜磁場コイルを保持する保持部
材に制振部材を用い、制振部材のダンピング特性を利用
して振動振幅の絶対値を軽減すると共に、減衰時間を短
くする方法を採用していた。しかし化粧カバーの内側に
吸音材を配置した場合には、ある程度の消音効果はある
ものの、騒音は十分に減衰せず、良好な消音は行えな
い。また制振部材による制御は、基本的には保持部材に
ゴム系の材料を混ぜることでダンピング効果を得るもの
であるため、保持部材の剛性が下がり、傾斜磁場コイル
の変位が大きくなる。このような傾斜磁場コイルの変位
は、発生する傾斜磁場を変化させ画像劣化を来す。特に
近年、ＭＲＩ装置で行われている撮影手法はＮＭＲ信号
の位相の高精度化が必要であり、このため傾斜磁場コイ
ルの変位は数ミクロンから数十ミクロンオーダーでなけ
ればならず、従来の振動の制御方法では対応できなくな
ってきている。Therefore, in the conventional MRI apparatus, a noise absorbing member or the like is provided inside a decorative cover that covers the outer periphery of the apparatus to reduce the noise of the gradient magnetic field, and a damping member is used as a holding member for holding the gradient magnetic field coil. The damping characteristic of the member is used to reduce the absolute value of the vibration amplitude, and the damping time is shortened. However, when the sound absorbing material is arranged inside the decorative cover, the noise is not attenuated sufficiently, but the sound cannot be satisfactorily silenced, although there is a sound damping effect to some extent. Further, the control by the vibration damping member basically obtains a damping effect by mixing a rubber-based material into the holding member, so that the rigidity of the holding member decreases and the displacement of the gradient magnetic field coil increases. Such displacement of the gradient magnetic field coil changes the generated gradient magnetic field and causes image deterioration. Particularly in recent years, the imaging method used in the MRI apparatus needs to improve the accuracy of the phase of the NMR signal. Therefore, the displacement of the gradient magnetic field coil must be on the order of several microns to several tens of microns, and the conventional vibration It is not possible to deal with the control method of.
【０００５】一方、各種の騒音を軽減する方法として、
騒音と逆位相で同一振幅の音波を付加音源から発生して
騒音を消音する能動的消音方法が知られている。この消
音方法では、騒音に関係した信号を検出する装置（マイ
ク）と、消音したい場所付近において騒音源からの音響
エネルギーを最小にする装置（スピーカ）とが常に耳元
に位置しなければ良好な消音はできない。従ってこの消
音方法をＭＲＩ装置に適用する場合、ＭＲＩ装置では被
検者の位置は撮影部位によって変化するので、マイクや
スピーカを被検者に装着しなければならず、被検者に違
和感や不快感を与える。On the other hand, as a method of reducing various noises,
An active muffling method is known in which a sound wave having the same amplitude as that of the noise is generated from an additional sound source to muffle the noise. In this noise reduction method, a device that detects a signal related to noise (microphone) and a device that minimizes acoustic energy from the noise source (speaker) near the location where you want to mute the sound are not always located near your ears. I can't. Therefore, when this muffling method is applied to the MRI apparatus, the position of the subject changes depending on the imaged site in the MRI apparatus, and therefore a microphone and a speaker must be attached to the subject, and the subject feels uncomfortable and uncomfortable. Give a pleasant feeling.
【０００６】また、ＭＲＩ装置には適用例はないが、圧
電素子を使用して装置の振動を検出するとともに、さら
に検出された信号と逆位相の振動を発生させ、振動を打
ち消す方法が米国特許５０２２２７２号などに記載され
ている。Although there is no application example to the MRI apparatus, there is a method of canceling the vibration by detecting the vibration of the apparatus by using a piezoelectric element and further generating the vibration having a phase opposite to the detected signal. No. 5,022,272.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしこの米国特許に
開示される方法では、複雑な変形を伴うＭＲＩ装置の傾
斜磁場コイルには直接適用することは困難である。まず
複雑な変形パターンを有する傾斜磁場コイルの変形を検
出するためには数多くの振動検出用圧電素子（以下、セ
ンサという）が必要となり、同時に変形を発生する圧電
素子（以下、アクチュエータという）の数も多くなる。However, the method disclosed in this US patent is difficult to be directly applied to the gradient coil of the MRI apparatus with complicated deformation. First, in order to detect the deformation of a gradient magnetic field coil having a complicated deformation pattern, a large number of vibration detecting piezoelectric elements (hereinafter, referred to as sensors) are required, and the number of piezoelectric elements (hereinafter, referred to as actuators) that generate the deformation at the same time. Also increases.
【０００８】またこの方法は振動共振モードを打ち消す
ようにセンサ、アクチュエータが配置されており、振動
ピーク周波数は低減できても、必ずしも騒音が低減され
るとは言えない。本発明者らがＭＲＩ装置の傾斜磁場コ
イルによる振動と騒音との関係を解析した結果では、こ
れらのピーク周波数は一致しないことが確認されてお
り、上記米国特許の方法では大きな騒音低減は望めない
ことになる。また、傾斜磁場コイルの振動は、コイルの
駆動電流が台形状であることから保持部材を共振させる
ものでなく、共振モードにおける変形量だけを低減した
のでは不十分と言える。Further, in this method, the sensor and the actuator are arranged so as to cancel the vibration resonance mode, and although the vibration peak frequency can be reduced, the noise is not necessarily reduced. As a result of analyzing the relationship between vibration and noise caused by the gradient magnetic field coil of the MRI apparatus by the present inventors, it has been confirmed that these peak frequencies do not match, and a large noise reduction cannot be expected by the method of the above US patent. It will be. Further, the vibration of the gradient magnetic field coil does not cause the holding member to resonate because the driving current of the coil is trapezoidal, and it can be said that it is insufficient to reduce only the deformation amount in the resonance mode.
【０００９】更に上記方法では、センサからの信号をフ
ィードバックしアクチュエータを駆動するようにしてい
るので、振動開始後の数周期は騒音を打ち消す効果が得
られない。即ち、ＭＲＩ装置に適用した場合には撮影開
始直後の騒音を防止することはできない。本発明は、Ｍ
ＲＩ装置の傾斜磁場コイルに発生する複雑な変形を抑制
し、振動、騒音を効率よくキャンセルできるＭＲＩ装置
及び振動・騒音抑制方法を提供することを目的とする。
また本発明はＭＲＩ装置の撮影と同時に応答性よく振
動、騒音を抑制することができるＭＲＩ装置及び振動・
騒音抑制方法を提供することを目的とする。Further, in the above method, since the signal from the sensor is fed back to drive the actuator, the effect of canceling noise cannot be obtained for several cycles after the start of vibration. That is, when applied to the MRI apparatus, noise immediately after the start of imaging cannot be prevented. The present invention is based on M
An object of the present invention is to provide an MRI apparatus and a vibration / noise suppressing method capable of suppressing complicated deformation generated in a gradient magnetic field coil of the RI apparatus and efficiently canceling vibration and noise.
In addition, the present invention is an MRI device and a vibration / vibration device capable of suppressing vibration and noise with good responsiveness at the same time as photographing the MRI device.
An object is to provide a noise suppression method.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明の第１の態様によるＭＲＩ装置は、ＭＲＩ装置
の傾斜磁場発生手段を、傾斜磁界を発生させるコイル導
体と、このコイル導体を保持する保持部材と、これらコ
イル導体及び保持部材から成る積層体に固定され、電気
的エネルギーを機械的エネルギーに変換可能な複数の変
換素子とから構成し、各変換素子に印加される電圧をコ
イル導体のローレンツ力によって保持部材に生じるモー
メント分布をキャンセルするモーメント分布を生ずるよ
うにするものである。In the MRI apparatus according to the first aspect of the present invention which achieves the above object, the gradient magnetic field generating means of the MRI apparatus includes a coil conductor for generating a gradient magnetic field, and a coil conductor for generating the gradient magnetic field. A holding member for holding and a plurality of conversion elements which are fixed to a laminated body composed of the coil conductor and the holding member and can convert electric energy into mechanical energy, and a voltage applied to each conversion element is coiled. This is to generate a moment distribution that cancels the moment distribution generated in the holding member by the Lorentz force of the conductor.
【００１１】また、傾斜磁場発生手段は上記傾斜磁場コ
イル導体及びその保持部材に加え、傾斜磁界を遮断する
シールドコイル導体とその保持部材とを備える場合に
は、それらコイル導体及び保持部材と電気的エネルギー
を機械的エネルギーに変換可能な複数の変換素子とを一
体に構成し、各変換素子に印加される電圧が傾斜磁場コ
イル及びシールドコイルの各ローレンツ力の合力によっ
て保持部材に生じるモーメント分布をキャンセルするモ
ーメント分布を生ずるようにするものである。In addition to the gradient magnetic field coil conductor and the holding member thereof, the gradient magnetic field generating means, in the case where the shield coil conductor and the holding member for shielding the gradient magnetic field are provided, the coil conductor and the holding member are electrically connected to each other. A plurality of conversion elements that can convert energy into mechanical energy are integrally configured, and the voltage applied to each conversion element cancels the moment distribution generated in the holding member by the resultant force of each Lorentz force of the gradient magnetic field coil and the shield coil. It is intended to generate a moment distribution.
【００１２】変換素子は圧電素子であり、コイル導体と
保持部材とからなる積層体の断面の図心から離れた位置
であって、積層体の軸方向に配列される。本発明のＭＲ
Ｉ装置の第２の態様によれば、傾斜磁場発生手段は、傾
斜磁界を発生させるコイル導体と、このコイル導体を保
持する保持部材と、電気的エネルギーを機械的エネルギ
ーに変換可能な複数の変換素子とから構成し、各変換素
子に印加される電圧が制御手段の情報に基づき制御され
るとともに、一定の直流オフセットを有するものとす
る。変換素子は圧電素子の場合には、各圧電素子に印加
される電圧が圧電素子に逆分極が起こらない範囲の振動
電圧となるように制御する。本発明においてコイル導体
とは、傾斜磁場を発生するコイル導体のみならず、この
傾斜磁場コイル導体が発生するコイル導体外側の磁場を
打ち消すような傾斜磁場を発生するシールドコイル導体
をも含むものである。The conversion element is a piezoelectric element and is arranged in the axial direction of the laminated body at a position away from the centroid of the laminated body consisting of the coil conductor and the holding member. MR of the present invention
According to the second aspect of the apparatus I, the gradient magnetic field generating means includes a coil conductor for generating a gradient magnetic field, a holding member for holding the coil conductor, and a plurality of conversions capable of converting electrical energy into mechanical energy. The voltage applied to each conversion element is controlled based on the information of the control means and has a constant DC offset. When the conversion element is a piezoelectric element, it is controlled so that the voltage applied to each piezoelectric element becomes an oscillating voltage in a range where reverse polarization does not occur in the piezoelectric element. In the present invention, the coil conductor includes not only a coil conductor that generates a gradient magnetic field but also a shield coil conductor that generates a gradient magnetic field that cancels a magnetic field outside the coil conductor generated by this gradient magnetic field coil conductor.
【００１３】[0013]
【作用】図１（ａ）に示すように傾斜磁場コイル９が電
磁力（ローレンツ力）５０によって変形しようとすると
き、保持部材にモーメントが作用する。このモーメント
は位置により分布を生じる。変換素子は電気的エネルギ
ー（電圧）を印加することにより、機械的エネルギーを
発生し、傾斜磁場コイルに生じる変形を打ち消すように
作用し、これにより傾斜磁場コイルの振動、騒音を低減
する。この際、変換素子３０に印加する電圧を制御し
て、ローレンツ力によって傾斜磁場コイルに発生するモ
ーメント分布と逆の方向を持つモーメント分布を発生さ
せることにより、ローレンツ力によって生じる静的変形
（ローレンツ力そのもの）をキャンセルすることができ
る（同図（ｂ））。When the gradient magnetic field coil 9 is about to be deformed by the electromagnetic force (Lorentz force) 50 as shown in FIG. 1 (a), a moment acts on the holding member. This moment has a distribution depending on the position. The conversion element applies mechanical energy (voltage) to generate mechanical energy and acts so as to cancel the deformation generated in the gradient magnetic field coil, thereby reducing vibration and noise of the gradient magnetic field coil. At this time, the voltage applied to the conversion element 30 is controlled to generate a moment distribution having a direction opposite to the moment distribution generated in the gradient magnetic field coil by the Lorentz force, so that the static deformation (Lorentz force) generated by the Lorentz force is generated. Itself) can be canceled ((b) in the same figure).
【００１４】傾斜磁場コイルが傾斜磁場コイル導体とそ
の外側の磁場を打ち消すシールドコイル導体とを有して
いる場合には、これら各コイル導体のローレンツ力の合
力によってモーメント分布が生じるので、その合力によ
るモーメント分布と逆の方向をもつモーメント分布を発
生させることにより、単独の傾斜磁場コイル導体を有す
る場合と同様に振動、騒音を低減することができる。When the gradient magnetic field coil has a gradient magnetic field coil conductor and a shield coil conductor that cancels the magnetic field outside the gradient magnetic field coil conductor, a moment distribution is generated by the resultant force of the Lorentz forces of these coil conductors. By generating a moment distribution having a direction opposite to that of the moment distribution, vibration and noise can be reduced as in the case of having a single gradient coil conductor.
【００１５】また変換素子３０が圧電素子である場合に
は、電圧を印加することによって単純圧縮力或いは引張
り力（図中左右方向の力）を発生する。従ってこのよう
な圧電素子はコイル導体及び保持部材から成る積層体９
の断面（板厚）の図心（図１（ｃ）における点線位置）
にある場合には、積層体に単なる左右方向の単純圧縮力
或いは引張り力を与えるのみであるが、図心から離れた
位置に配置することによって、モーメント６０を発生す
ることができる。このモーメントの方向は図心からの位
置が図示する位置と反対側の場合には逆向きとなる。即
ち圧電素子により発生するモーメントはその配置される
位置によって決まる。従って、ローレンツ力により発生
するモーメントをキャンセルするためには、図心からの
位置に応じて変換素子に印加する電圧の分布をモーメン
ト分布と略反対の分布にすればよい。When the conversion element 30 is a piezoelectric element, a simple compressive force or a tensile force (a lateral force in the figure) is generated by applying a voltage. Therefore, such a piezoelectric element has a laminated body 9 including a coil conductor and a holding member.
Centroid of the cross section (plate thickness) (dotted line position in Fig. 1 (c))
In the case of 1), the laminated body is simply given a simple compressive force or a pulling force in the left-right direction, but the moment 60 can be generated by disposing the laminated body at a position away from the centroid. The direction of this moment is opposite when the position from the centroid is opposite to the illustrated position. That is, the moment generated by the piezoelectric element is determined by its position. Therefore, in order to cancel the moment generated by the Lorentz force, the distribution of the voltage applied to the conversion element according to the position from the centroid may be set to a distribution substantially opposite to the moment distribution.
【００１６】また本発明者らの解析によれば、傾斜磁場
に発生するモーメントは主として円筒状の傾斜磁場コイ
ルの場合には円筒の軸方向に作用する。従って変換素子
を傾斜磁場コイルの軸方向に配置することにより、主と
して軸方向に作用するモーメントを効率よく打ち消すこ
とができる。更に変換素子を駆動する電圧として、ＭＲ
Ｉ装置の検査条件を制御する制御手段の情報、即ち傾斜
磁場コイルの駆動タイミング、電流波形等を利用するこ
とにより、フィードフォワード制御が可能となり、傾斜
磁場コイル駆動開始と同時にその振動、騒音を低減でき
る。この際、変換素子に電圧を印加して機械的エネルギ
ーを発生する場合には、変換素子の変換特性が略リニア
であることが必要となるが、制御手段からの情報は０Ｖ
を基準として±に振幅を有する振動電圧として与えられ
るので、必ずしも変換素子の変換特性がリニアの範囲と
は限らない。従って、このような制御手段からの情報に
対し、一定の直流オフセットを与えることにより、変換
素子を所望の電圧範囲で駆動させることが可能となる。According to the analysis by the present inventors, the moment generated in the gradient magnetic field mainly acts in the axial direction of the cylinder in the case of the cylindrical gradient magnetic field coil. Therefore, by arranging the conversion element in the axial direction of the gradient magnetic field coil, the moment acting mainly in the axial direction can be effectively canceled. Further, as a voltage for driving the conversion element, MR
By utilizing the information of the control means for controlling the inspection condition of the I apparatus, that is, the drive timing of the gradient magnetic field coil, the current waveform, etc., feedforward control becomes possible, and at the same time the gradient magnetic field coil drive is started, its vibration and noise are reduced. it can. At this time, when a voltage is applied to the conversion element to generate mechanical energy, the conversion characteristic of the conversion element needs to be substantially linear, but the information from the control means is 0V.
Is given as an oscillating voltage having an amplitude of ±, and the conversion characteristics of the conversion element are not necessarily in the linear range. Therefore, it is possible to drive the conversion element in a desired voltage range by giving a constant DC offset to the information from such control means.
【００１７】また変換素子が圧電素子の場合には、図２
に示すように電圧Ｖ（横軸）を＋方向に上げて行くと変
位Ｘ（縦軸）が上昇するが、逆に電圧を下げて行くと変
位も減少するが、電圧がマイナスを少し過ぎた時点で変
位の極性が反転する。従って、この分極反転（逆分極）
を生じる電圧より高い電圧で圧電素子を駆動することに
より、ほぼリニアな特性を得ることができる。Further, when the conversion element is a piezoelectric element, FIG.
As shown in, when the voltage V (horizontal axis) is increased in the + direction, the displacement X (vertical axis) increases, but conversely, when the voltage is decreased, the displacement also decreases, but the voltage has passed minus a little. At this point, the polarity of displacement is reversed. Therefore, this polarization reversal (reverse polarization)
By driving the piezoelectric element at a voltage higher than the voltage that causes, the almost linear characteristic can be obtained.
【００１８】[0018]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図３は本発明のＭＲＩ装置の一実施例を示
す全体構成を示すブロック図である。このＭＲＩ装置
は、磁気共鳴現象を利用して被検体１の断層画像を得る
もので、そのために必要な十分大きなボア径をもった静
磁場発生磁気回路２と、傾斜磁場発生系３と、送信系４
と、受信系５と、信号処理系６と、シーケンサ７と、中
央処理装置（以下、ＣＰＵという）８とを備えている。
シーケンサ７は、ＣＰＵ８の制御で動作し、被検体の断
層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系４及び
傾斜磁場発生系３並びに受信系５に送るものであり、Ｃ
ＰＵ８とともに検査条件を制御する制御手段として機能
する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration showing an embodiment of the MRI apparatus of the present invention. This MRI apparatus obtains a tomographic image of the subject 1 by using a magnetic resonance phenomenon, and a static magnetic field generating magnetic circuit 2 having a sufficiently large bore diameter necessary for that purpose, a gradient magnetic field generating system 3, and a transmission system. System 4
A reception system 5, a signal processing system 6, a sequencer 7, and a central processing unit (hereinafter referred to as CPU) 8.
The sequencer 7 operates under the control of the CPU 8 and sends various commands necessary for data acquisition of a tomographic image of the subject to the transmission system 4, the gradient magnetic field generation system 3 and the reception system 5, and C
It functions as a control unit that controls the inspection condition together with the PU 8.
【００１９】静磁場発生磁気回路２は、被検体１の周り
にその体軸方向または体軸と直交する方向に均一な磁束
を発生するもので、被検体１の周りのある広がりをもっ
た空間に永久磁石方式または常電導方式或いは超電導方
式の磁場発生手段が配置されている。傾斜磁場発生系３
は、Ｘ、Ｙ、Ｚの三方向に巻かれた傾斜磁場コイル９と
それぞれのコイルを駆動する傾斜磁場電源１０とから成
り、シーケンサ７からの命令に従って各傾斜磁場電源１
０を駆動することにより、Ｘ、Ｙ、Ｚの三方向の傾斜磁
場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを被検体１に印加するようになって
いる。この傾斜磁場の加え方により、被検体１に対する
スライス面を設定することができる。これら傾斜磁場コ
イルには、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換
する変換素子として圧電素子３０が一体的に設置されて
いる。圧電素子３０の配置及び駆動については後述す
る。The static magnetic field generating magnetic circuit 2 generates a uniform magnetic flux around the subject 1 in the body axis direction or in a direction orthogonal to the body axis, and has a space around the subject 1 with a certain spread. A magnetic field generating means of a permanent magnet type, a normal conducting type or a superconducting type is arranged in the. Gradient magnetic field generation system 3
Is composed of a gradient magnetic field coil 9 wound in three directions of X, Y and Z and a gradient magnetic field power source 10 for driving each coil, and each gradient magnetic field power source 1 according to an instruction from the sequencer 7.
By driving 0, gradient magnetic fields Gx, Gy, and Gz in the three directions of X, Y, and Z are applied to the subject 1. The slice plane for the subject 1 can be set by the method of applying the gradient magnetic field. A piezoelectric element 30 is integrally installed in these gradient magnetic field coils as a conversion element that converts electrical energy into mechanical energy. The arrangement and driving of the piezoelectric element 30 will be described later.
【００２０】送信系４は、高周波発振器１１と変調器１
２と高周波増幅器１３と送信側高周波コイル１４ａとか
ら成り、高周波発振器１１から出力された高周波パルス
をシーケンサ７の命令に従って、変調器１２で振幅変調
し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器１
３で増幅した後に被検体１に近接して配置された高周波
コイル１４ａに供給することにより、電磁波が被検体１
に照射されるようになっている。The transmission system 4 includes a high frequency oscillator 11 and a modulator 1.
2, a high-frequency amplifier 13, and a transmission-side high-frequency coil 14a. The high-frequency pulse output from the high-frequency oscillator 11 is amplitude-modulated by the modulator 12 according to the instruction of the sequencer 7, and the high-frequency pulse thus amplitude-modulated is supplied to the high-frequency amplifier 1.
3 is supplied to the high-frequency coil 14a arranged in the vicinity of the subject 1 after being amplified by the electromagnetic wave 3
It is designed to be illuminated.
【００２１】受信系５は、受信側高周波コイル１４ｂと
増幅器１５と直交位相検波器１６とＡ／Ｄ変換器１７と
からなり、送信側の高周波コイル１４ａから照射された
電磁波による被検体の応答の電磁波（ＮＭＲ信号）を被
検体１に近接して配置された高周波コイル１４ｂで検出
し、増幅器１５及び直交位相検波器１６を介してＡ／Ｄ
変換器１７に入力してデジタル量に変換する。この際、
Ａ／Ｄ変換器１７はシーケンサ７からの命令によるタイ
ミングで、直交位相検波器１６から出力された二系列の
信号をサンプリングし、二系列のデジタルデータを出力
する。それらのデジタル信号は信号処理系６に送られフ
ーリエ変換されるようになっている。The receiving system 5 comprises a receiving side high frequency coil 14b, an amplifier 15, a quadrature phase detector 16 and an A / D converter 17, and the response of the object by the electromagnetic wave emitted from the transmitting side high frequency coil 14a. An electromagnetic wave (NMR signal) is detected by the high-frequency coil 14b arranged close to the subject 1, and the A / D is detected via the amplifier 15 and the quadrature detector 16.
It is input to the converter 17 and converted into a digital amount. On this occasion,
The A / D converter 17 samples the two series of signals output from the quadrature phase detector 16 at the timing according to the command from the sequencer 7, and outputs the two series of digital data. Those digital signals are sent to the signal processing system 6 and are Fourier transformed.
【００２２】信号処理系６は、ＣＰＵ８と磁気ディスク
１８及び磁気テープ１９等の記録装置とＣＲＴ等のディ
スプレイ２０とからなり、デジタル信号を用いてフーリ
エ変換、補正係数計算、画像再構成等の処理を行い、任
意断面の信号強度分布或いは複数の信号に適当な演算を
行って得られた分布を画像化してディスプレイ２０に表
示する。The signal processing system 6 is composed of a CPU 8, a recording device such as a magnetic disk 18 and a magnetic tape 19 and a display 20 such as a CRT, and uses a digital signal to perform processing such as Fourier transform, correction coefficient calculation and image reconstruction. Then, the signal intensity distribution of an arbitrary cross section or the distribution obtained by performing an appropriate calculation on a plurality of signals is imaged and displayed on the display 20.
【００２３】尚、図３において、傾斜磁場コイル９は、
被検体１の周りの空間に配置された静磁場発生磁気回路
２の磁場空間内に配置され、さらに傾斜磁場コイル９の
内側に送信側及び受信側の高周波コイル１４ａ、１４ｂ
（１つの高周波コイルが送受信を兼ねる場合もある）が
配置されている。次に本発明における傾斜磁場コイルの
構成を更に詳述する。Incidentally, in FIG. 3, the gradient coil 9 is
It is arranged in the magnetic field space of the static magnetic field generating magnetic circuit 2 arranged in the space around the subject 1, and inside the gradient magnetic field coil 9, the high frequency coils 14a and 14b on the transmitting side and the receiving side are provided.
(In some cases, one high-frequency coil doubles as transmission / reception). Next, the configuration of the gradient magnetic field coil according to the present invention will be described in more detail.
【００２４】図４（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の
第１の実施例である円筒状の傾斜磁場コイルの斜視図及
び断面図である。本実施例において傾斜磁場コイル９は
Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に線形に変化する磁場を発生する傾斜磁
場コイル導体９１と、それらを保持する保持部材である
ＦＲＰ製ボビン９２とが積層された構造を有しており、
コイル導体９１はボビン９２に接着剤で接着、もしくは
ネジ止めされている。尚、図では傾斜磁場コイル導体９
１とボビン９２がそれぞれ１層のみからなる構成を示し
たが、各Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の各傾斜磁場コイル導体が異な
る層に形成されていてもよい。FIGS. 4A and 4B are a perspective view and a sectional view of a cylindrical gradient magnetic field coil according to the first embodiment of the present invention, respectively. In the present embodiment, the gradient magnetic field coil 9 has a structure in which a gradient magnetic field coil conductor 91 that generates a magnetic field that linearly changes in the X, Y, and Z directions and an FRP bobbin 92 that is a holding member that holds them are laminated. Have,
The coil conductor 91 is adhered to the bobbin 92 with an adhesive or is screwed. In the figure, the gradient magnetic field coil conductor 9
1 and the bobbin 92 are shown to have a single layer, respectively, but the gradient magnetic field coil conductors in the X, Y, and Z directions may be formed in different layers.
【００２５】このような傾斜磁場コイルのボビン９２の
内側には、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換
する変換素子としての圧電素子３０が軸方向に数列配置
され、これら圧電素子３０はボビン９２にダンピングが
少ない接着剤で接続されている。或いは圧電素子は、コ
イル導体９１の外側に固定しても、またコイルの外形を
モールドした樹脂に固定してもよい。Inside the bobbin 92 of such a gradient magnetic field coil, a plurality of piezoelectric elements 30 as conversion elements for converting electric energy into mechanical energy are axially arranged in several rows, and these piezoelectric elements 30 are arranged on the bobbin 92. Connected with an adhesive that reduces damping. Alternatively, the piezoelectric element may be fixed to the outside of the coil conductor 91, or may be fixed to the resin in which the outer shape of the coil is molded.
【００２６】このような圧電素子３０は、例えば断面が
略矩形で長手方向の変形が他方向の変形よりも大きくな
るものを用い、より大きな変形を生じる方向が円筒の軸
方向と一致するように一列に配置され、円周方向に適当
な間隔を置いて複数の列に配置される。長手方向に大き
な変形を生じる圧電素子３０として、好適には分極方向
に積層された薄板状の積層体を用いることができ、その
分極方向が軸方向となるように配置される。As such a piezoelectric element 30, for example, a piezoelectric element having a substantially rectangular cross section that is deformed in the longitudinal direction larger than deformation in the other direction is used so that the direction in which the greater deformation occurs coincides with the axial direction of the cylinder. They are arranged in one row, and are arranged in a plurality of rows at appropriate intervals in the circumferential direction. As the piezoelectric element 30 that greatly deforms in the longitudinal direction, a thin plate-shaped laminated body laminated in the polarization direction can be preferably used, and the polarization direction is arranged in the axial direction.
【００２７】尚、圧電素子としては、圧電現象を生じる
ＢａＴｉＯ3系、ＰｂＺｒＯ3−ＰｂＴｉＯ3系などの圧
電セラミックが好適に用いられる。次に以上のような構
成における圧電素子の駆動方法について図１を参照して
説明する。図１（ａ）は、円筒状の傾斜磁場コイル９を
軸方向の断面（一部）を示すものであるが、既に述べた
ように静磁場中に置かれた傾斜磁場コイル９が傾斜磁界
を発生させるために駆動された場合、コイルに電流が流
れることによりローレンツ力が作用し、モーメントに分
布を生じる。図では円筒の中央部において最も大きなモ
ーメントが作用している。一方、軸方向に配置された圧
電素子の１つに着目した場合、図１（ｃ）に示すように
１つの圧電素子３０に電圧を印加することにより、圧電
素子３０に単純引張り力が発生するが、圧電素子３０は
ボビン９２の内側、即ち傾斜磁場コイル断面の図心から
離れた位置に位置するため、磁場コイル９に対し、モー
メント６０を発生する。このモーメントは圧電素子に印
加する電圧に略比例する。従って、図１（ａ）に示すモ
ーメント分布と略逆の分布を有するような電圧を各圧電
素子に印加することにより、ローレンツ力によって生じ
るモーメントを打消すことができる。As the piezoelectric element, piezoelectric ceramics such as BaTiO 3 system and PbZrO 3 -PbTiO 3 system which generate a piezoelectric phenomenon are preferably used. Next, a method of driving the piezoelectric element having the above structure will be described with reference to FIG. FIG. 1A shows a cross section (a part) of the cylindrical gradient magnetic field coil 9 in the axial direction. As described above, the gradient magnetic field coil 9 placed in the static magnetic field generates the gradient magnetic field. When driven to generate, the Lorentz force acts due to the current flowing through the coil, which causes a distribution of moments. In the figure, the largest moment acts on the center of the cylinder. On the other hand, when focusing on one of the piezoelectric elements arranged in the axial direction, a simple tensile force is generated in the piezoelectric element 30 by applying a voltage to the one piezoelectric element 30 as shown in FIG. 1C. However, since the piezoelectric element 30 is located inside the bobbin 92, that is, at a position away from the centroid of the gradient magnetic field coil cross section, a moment 60 is generated with respect to the magnetic field coil 9. This moment is approximately proportional to the voltage applied to the piezoelectric element. Therefore, the moment generated by the Lorentz force can be canceled by applying a voltage having a distribution substantially opposite to the moment distribution shown in FIG. 1A to each piezoelectric element.
【００２８】即ち、軸方向のｚ位置における圧電素子の
発生するモーメントをＭp（ｚ）とし、ｚ位置における
ローレンツ力により発生するモーメントをＭL（ｚ）と
するとき、 ＭP（ｚ）＝ｋＶd （１） （式（１）中、Ｖｄは圧電素子駆動電圧、ｋは定数を表
す）であるので、 ＭL（ｚ）≒−Ｍp（ｚ） （２） となるように圧電素子駆動電圧Ｖdを決めればよい。ＭL
（ｚ）及びｋは予め傾斜磁場コイルを駆動することによ
り、或いはシミュレートによる演算によって求めておく
ことができる。ここで図４に示すように複数の圧電素子
を配置した場合、各圧電素子の相互作用があるためロー
レンツ力によるモーメント分布をキャンセルするための
電圧の分布は、モーメント分布と全く同じではないの
で、複数の圧電素子を駆動することによってローレンツ
力によるモーメント分布と逆のモーメント分布を生じる
ように個々の圧電素子について最適な値ｋを決めること
が好ましい。That is, when the moment generated by the piezoelectric element at the z position in the axial direction is Mp (z) and the moment generated by the Lorentz force at the z position is ML (z), MP (z) = kVd (1 ) (In the formula (1), Vd is a piezoelectric element drive voltage and k is a constant). Therefore, if the piezoelectric element drive voltage Vd is determined so that ML (z) ≈−Mp (z) (2), Good. ML
(Z) and k can be obtained in advance by driving the gradient magnetic field coil or by calculation by simulation. Here, when a plurality of piezoelectric elements are arranged as shown in FIG. 4, the voltage distribution for canceling the moment distribution due to the Lorentz force is not exactly the same as the moment distribution due to the interaction of each piezoelectric element. It is preferable to determine the optimum value k for each piezoelectric element so that a moment distribution opposite to the moment distribution due to the Lorentz force is generated by driving a plurality of piezoelectric elements.
【００２９】尚、上式（２）は圧電素子がボビン９２の
内側に配置されている場合を示したものであるが、圧電
素子がコイル導体の外側（図１（ｃ）中、上側）に配置
される場合には、逆のモーメントを生じるので、 ＭL（ｚ）≒Ｍp（ｚ） （３） となるように駆動電圧Ｖdを決める必要がある。The above equation (2) shows the case where the piezoelectric element is arranged inside the bobbin 92, but the piezoelectric element is arranged outside the coil conductor (upper side in FIG. 1C). When arranged, a reverse moment is generated, so it is necessary to determine the drive voltage Vd so that ML (z) ≈Mp (z) (3).
【００３０】尚、以上の実施例ではローレンツ力による
モーメントが主として円筒の軸方向に生じ、その分布が
軸方向に存在する場合について説明したが、モーメント
分布が円筒の周方向にも存在する場合には、周方向のモ
ーメント分布に対応して周方向の圧電素子の配列につい
ても駆動電圧に分布をもたせることができる。圧電素子
に印加する電圧は、好適には後述するようにＭＲＩ装置
のシーケンサからの情報（傾斜磁場強度即ち傾斜磁場コ
イルに印加する電圧値、印加タイミング等に）基づき決
定されるが、このように圧電素子ごとに決定された電圧
値に、ローレンツ力によるモーメント分布に対応する一
定のゲインを与えることにより、駆動電圧に分布をもた
せることができる。In the above embodiment, the moment due to the Lorentz force mainly occurs in the axial direction of the cylinder, and the distribution thereof exists in the axial direction. However, when the moment distribution also exists in the circumferential direction of the cylinder. Can also have a distribution in the driving voltage for the arrangement of the piezoelectric elements in the circumferential direction corresponding to the moment distribution in the circumferential direction. The voltage applied to the piezoelectric element is preferably determined based on information from the sequencer of the MRI apparatus (gradient magnetic field strength, that is, voltage value applied to the gradient magnetic field coil, application timing, etc.), as described later. By giving a constant gain corresponding to the moment distribution due to the Lorentz force to the voltage value determined for each piezoelectric element, the drive voltage can have a distribution.
【００３１】次に、傾斜磁場コイルとして主傾斜磁場コ
イルと、主傾斜磁場コイルが発生する外側の磁場を打消
すような傾斜磁場を発生するシールドコイルとを備えた
傾斜磁場コイルに本発明を適用した実施例について説明
する。図５にこのような傾斜磁場コイルの構造を示す。
この実施例も円筒状の傾斜磁場コイルで、主傾斜磁場コ
イル（以下、主コイルという）９とシールドコイル９’
で構成されており、主コイル９及びシールドコイル９’
はともにＸ、Ｙ、Ｚ方向に線形に変形する磁場を発生す
るコイル導体９１、９１’と、これらコイル導体９１、
９１’を保持する保持部材であるボビン（主ボビン９
２、シールドボビン９２’）とからなる。コイル導体９
１、９１’はそれぞれ主ボビン９２及びシールドボビン
９２’の外周に例えばエポキシ樹脂系接着剤で固定さ
れ、主コイル９のコイル導体９１とシールドコイル９’
のボビン９２とは樹脂９３で剛性よく接続され一体化さ
れている。Next, the present invention is applied to a gradient magnetic field coil having a main gradient magnetic field coil as a gradient magnetic field coil and a shield coil for generating a gradient magnetic field that cancels the outer magnetic field generated by the main gradient magnetic field coil. The embodiment will be described. FIG. 5 shows the structure of such a gradient magnetic field coil.
This embodiment is also a cylindrical gradient magnetic field coil, and includes a main gradient magnetic field coil (hereinafter referred to as a main coil) 9 and a shield coil 9 '.
The main coil 9 and the shield coil 9 '
Are both coil conductors 91 and 91 ′ that generate a magnetic field that linearly deforms in the X, Y and Z directions, and these coil conductors 91 and 91 ′.
The bobbin (main bobbin 9
2, a shield bobbin 92 '). Coil conductor 9
1, 91 'are fixed to the outer circumferences of the main bobbin 92 and the shield bobbin 92', for example, with an epoxy resin adhesive, and the coil conductor 91 of the main coil 9 and the shield coil 9 '
The bobbin 92 is integrally connected to the bobbin 92 with a resin 93 with high rigidity.
【００３２】このような傾斜磁場コイルにおいて、図示
されていないが圧電素子３０は、主ボビン９２の内側、
シールドコイル圧電導体９１’の外側或いはコイル導体
９１（９１’）とボビン９２（９２’）との間等に図４
に示す実施例と同様に円筒の軸方向に沿って複数列配置
される。積層体の厚さ方向における圧電素子の位置は、
いずれの場合も図心から離れた位置とする。これによっ
て既に述べたようにモーメントを発生することができ
る。In such a gradient magnetic field coil, although not shown, the piezoelectric element 30 is provided inside the main bobbin 92,
The outside of the shield coil piezoelectric conductor 91 'or between the coil conductor 91 (91') and the bobbin 92 (92 ') is shown in FIG.
In the same manner as in the embodiment shown in FIG. 5, a plurality of rows are arranged along the axial direction of the cylinder. The position of the piezoelectric element in the thickness direction of the laminate is
In any case, the position is far from the center of gravity. This makes it possible to generate a moment as already mentioned.
【００３３】このような傾斜磁場コイルでは、コイル導
体９１の駆動と同期してシールドコイル導体９１’が駆
動され、シンルドコイル導体９１’に印加される電圧
は、コイル導体９１によってその外側に生じる傾斜磁場
を打ち消すような値に設定されている。そしてこれら両
コイル導体９１、９１’を駆動することにより、それぞ
れのローレンツ力が作用し、結果としてローレンツ力の
合力が傾斜磁場コイル全体に作用する。従って、圧電素
子はローレンツ力の合力の作用により生じるモーメント
分布を打ち消すように、略同一或いは逆の分布を持つ電
圧が印加される。In such a gradient magnetic field coil, the shield coil conductor 91 'is driven in synchronization with the driving of the coil conductor 91, and the voltage applied to the shield coil conductor 91' is generated by the coil conductor 91 on the outside thereof. Is set to a value that cancels. By driving both of these coil conductors 91 and 91 ', the respective Lorentz forces act, and as a result, the resultant force of the Lorentz forces acts on the entire gradient magnetic field coil. Therefore, a voltage having substantially the same or opposite distribution is applied to the piezoelectric element so as to cancel the moment distribution generated by the action of the resultant force of the Lorentz force.
【００３４】これにより図４に示す実施例と同様に傾斜
磁場コイル駆動時に生じるモーメントを効果的に抑制す
ることができる。次に圧電素子の制御方法について説明
する。以下説明する制御方法は、以上述べたすべての構
成において適用することができる。圧電素子３０は図６
に示すように電源４１及び制御装置４２に接続されてい
る。制御装置４２は、キャンセルすべきローレンツ力に
関する情報に基づき電源４１を駆動し、圧電素子３０が
ローレンツ力によるモーメントを打ち消す力を生じるよ
うに電気的エネルギーである電圧を印加する。このロー
レンツ力に関する情報は、予めシミュレーションによっ
て得た情報を格納しておいてもよいが、好適にはシーケ
ンサ７からの傾斜磁場駆動情報（傾斜磁場強度、タイミ
ング）を利用する。シーケンサ７の傾斜磁場駆動情報と
しては、傾斜磁場強度、印加タイミング、印加軸が利用
される。As a result, similarly to the embodiment shown in FIG. 4, the moment generated when the gradient magnetic field coil is driven can be effectively suppressed. Next, a method of controlling the piezoelectric element will be described. The control method described below can be applied to all the configurations described above. The piezoelectric element 30 is shown in FIG.
It is connected to the power supply 41 and the control device 42 as shown in FIG. The control device 42 drives the power supply 41 based on the information regarding the Lorentz force to be canceled, and applies a voltage that is electrical energy so that the piezoelectric element 30 generates a force that cancels the moment due to the Lorentz force. As the information on the Lorentz force, information obtained by simulation in advance may be stored, but the gradient magnetic field drive information (gradient magnetic field strength, timing) from the sequencer 7 is preferably used. As the gradient magnetic field drive information of the sequencer 7, the gradient magnetic field strength, the application timing, and the application axis are used.
【００３５】図６の構成において、制御装置４２は、予
め複数の圧電素子３０の各々に加える電圧の比率（重み
付量）を求めメモリに格納しておき、この重み付量に基
づき、各圧電素子に印加する電圧を決定する。重み付量
は以下のように決定される。まず３軸の傾斜磁場コイル
のうちＸ軸のみ、ある傾斜磁場強度（Ｇ0）で駆動し、
そのときに発生する各部の圧電素子の電圧をＡ／Ｄ変換
し、その値を制御装置４２のメモリに格納する。同様に
Ｙ、Ｚ軸の傾斜磁場の場合についても各部の圧電素子の
電圧の値を求めメモリに格納する。これら各軸の傾斜磁
場駆動に伴う各圧電素子３０に加える電圧について、そ
の比率を演算し、重み付け量（ｋｘ、ｋｙ、ｋｚ）とす
る。In the configuration of FIG. 6, the controller 42 obtains the ratio (weighting amount) of the voltage applied to each of the plurality of piezoelectric elements 30 in advance and stores it in the memory, and based on this weighting amount, each piezoelectric element is calculated. Determine the voltage applied to the device. The weighting amount is determined as follows. First, of the three-axis gradient magnetic field coils, only the X axis is driven with a certain gradient magnetic field strength (G 0 ),
The voltage of the piezoelectric element of each part generated at that time is A / D converted, and the value is stored in the memory of the control device 42. Similarly, in the case of the Y and Z axis gradient magnetic fields, the voltage value of the piezoelectric element of each part is obtained and stored in the memory. The ratio of the voltage applied to each piezoelectric element 30 accompanying the driving of the gradient magnetic field of each of these axes is calculated to obtain the weighting amount (kx, ky, kz).
【００３６】そして実際の撮影時に、制御装置４２はシ
ーケンサ７から傾斜磁場駆動情報を取込み、印加軸とそ
の傾斜磁場強度の情報から全体の傾斜磁場強度を求め、
その値を各圧電素子ごとに重み付けし、さらにローレン
ツ力によるモーメント分布に対応する一定のゲインを与
え、その信号で各圧電素子の電源４１を駆動し圧電素子
３０に電圧を印加する。この圧電素子駆動のタイミング
は、シーケンサ７からの印加タイミング情報に合せて行
う。ところで、実際の撮像シーケンス実行時において
は、複数の傾斜磁場が同時に印加される場合が多い。例
えば撮像時の傾斜磁場強度をＧとし３軸同時に印加した
とすると、１つの圧電素子に印加する電圧は、その圧電
素子の重み付け量をｋｘ、ｋｙ、ｋｚとすると、−Ｇ
（ｋｘ＋ｋｙ＋ｋｚ）／Ｇ0となる。この電圧に一定の
ゲインを与えた電圧がシーケンサ７の信号の出力に基づ
くタイミングで印加される。At the time of actual photographing, the control device 42 fetches the gradient magnetic field driving information from the sequencer 7 and obtains the entire gradient magnetic field strength from the information on the applied axis and the gradient magnetic field strength,
The value is weighted for each piezoelectric element, a constant gain corresponding to the moment distribution due to the Lorentz force is given, and the power source 41 of each piezoelectric element is driven by the signal to apply a voltage to the piezoelectric element 30. The timing of driving the piezoelectric element is set in accordance with the application timing information from the sequencer 7. By the way, in the actual execution of the imaging sequence, there are many cases where a plurality of gradient magnetic fields are simultaneously applied. For example, assuming that the gradient magnetic field strength at the time of imaging is G and the three axes are applied simultaneously, the voltage applied to one piezoelectric element is -G, where the weighting amounts of the piezoelectric elements are kx, ky, and kz.
(Kx + ky + kz) / G 0 . A voltage obtained by giving a certain gain to this voltage is applied at a timing based on the output of the signal from the sequencer 7.
【００３７】尚、モーメント分布に対応してきめられる
ゲイン量は、モーメント分布が一定である場合には各圧
電素子について一定であるので、ハード的に一定のゲイ
ンを与えるように構成できる。また制御装置４２のメモ
リに重み付量とともに格納しておくことも可能である。
このようにシンケンサ７の情報を利用することにより、
応答性に優れ、効果的に振動、騒音のキャンセルを行う
ことができる。Since the amount of gain determined in accordance with the moment distribution is constant for each piezoelectric element when the moment distribution is constant, it is possible to provide a constant gain in terms of hardware. It is also possible to store it together with the weighted amount in the memory of the control device 42.
In this way, by using the information of the sinker 7,
It has excellent responsiveness and can effectively cancel vibration and noise.
【００３８】以上、本発明の第１の態様として複数の変
換素子に印加する電圧をローレンツ力によるモーメント
分布に対応して制御することを説明したが、次に本発明
の第２の態様として変換素子に印加する電圧をその特性
に対応して制御することを実施例により説明する。上記
実施例においては、圧電素子３０は主として傾斜磁場コ
イルに生じるモーメントに着目し、それを打ち消すため
に好適な配置を説明したが、本実施例では、傾斜磁場コ
イルに発生する複雑な変形に対応して、モーメントのみ
ならず単純圧縮力或いは引張り力を打ち消すための種々
の配置とすることができる。図７に円周方向及び軸方向
に発生するモーメントに対応するための圧電素子の配置
を示す。As described above, as the first aspect of the present invention, it has been described that the voltage applied to the plurality of conversion elements is controlled in accordance with the moment distribution due to the Lorentz force. Next, as the second aspect of the present invention, the conversion is performed. The control of the voltage applied to the device according to its characteristics will be described by way of examples. In the above embodiment, the piezoelectric element 30 mainly focuses on the moment generated in the gradient magnetic field coil, and the suitable arrangement for canceling it has been described. However, in the present embodiment, it is possible to cope with the complicated deformation generated in the gradient magnetic field coil. Then, various arrangements can be made to cancel not only the moment but also the simple compressive force or the tensile force. FIG. 7 shows the arrangement of piezoelectric elements for dealing with moments generated in the circumferential direction and the axial direction.
【００３９】図７（ｂ）に示す傾斜磁場コイル９は、図
４の傾斜磁場コイルと同様にＸ、Ｙ、Ｚ３軸方向の傾斜
磁界を発生するコイル導体９１とそれらを保持するボビ
ン９２とがネジ止め或いはダンピングの少ない接着剤で
接着し一体化した円筒状で、このコイル導体９１の外側
に軸方向に大きな変形を生じる圧電素子３０と円周方向
に大きな変形を生じる圧電素子３０’とがそれぞれ複
数、配置されている。これら圧電素子は、個々の圧電素
子３０の間に圧電素子とほぼ同面積の電極を挟んだ構造
をしており、分極の方向（図中、矢印方向）が交互に反
対側を向くように積層されている。これら圧電素子３０
は一層おきに外部電極により電気的に並列接続されてお
り、隣接する圧電素子の境界面の電圧が同一でも同一方
向に変形する。しかも、多数の圧電素子を積層した構造
をしているので、分極方向に大きな変換エネルギーを得
ることができる。従って、分極方向が軸方向と一致する
ように配置された圧電素子３０を駆動することにより、
軸方向に生じるモーメントを抑制することができ、分極
方向が円周方向と一致するように配置された圧電素子３
０’を駆動することにより、円周方向に生じるモーメン
トを抑制することができる。The gradient magnetic field coil 9 shown in FIG. 7 (b) includes a coil conductor 91 for generating a gradient magnetic field in the X, Y, and Z axis directions and a bobbin 92 for holding them, similarly to the gradient magnetic field coil of FIG. A piezoelectric element 30 that has a cylindrical shape that is bonded and integrated with an adhesive agent that has a small amount of screwing or damping and that is greatly deformed in the axial direction and a piezoelectric element 30 ′ that is largely deformed in the circumferential direction are provided outside the coil conductor 91. Plural are arranged respectively. These piezoelectric elements have a structure in which electrodes having substantially the same area as the piezoelectric element are sandwiched between the individual piezoelectric elements 30, and the layers are laminated so that the polarization directions (arrow directions in the figure) are alternately directed to the opposite side. Has been done. These piezoelectric elements 30
Are electrically connected in parallel to each other by external electrodes, and are deformed in the same direction even if the boundary surfaces of adjacent piezoelectric elements have the same voltage. Moreover, since a large number of piezoelectric elements are laminated, a large conversion energy can be obtained in the polarization direction. Therefore, by driving the piezoelectric element 30 arranged so that the polarization direction matches the axial direction,
A piezoelectric element 3 which can suppress a moment generated in the axial direction and is arranged so that the polarization direction matches the circumferential direction.
By driving 0 ', the moment generated in the circumferential direction can be suppressed.
【００４０】尚、本態様による傾斜磁場コイル及び圧電
素子の配置は図７に限定されるものではなく、傾斜磁場
コイルは図５に示すようなシールドコイルを備えたもの
であってもよく、また圧電素子はボビン９２の内側、さ
らにはコイルとボビンからなる積層体の内部に配置して
もよい。次にこのように傾斜磁場コイルに配置された圧
電素子の駆動制御方法について説明する。図８は傾斜磁
場コイルの駆動も含めた圧電素子駆動の制御を示すブロ
ック図で、圧電素子に関する基本的な構成は図６に示す
ブロック図と同様であり、圧電素子制御部４２と圧電素
子アンプ４１（図６の電源に対応）とから成る。The arrangement of the gradient magnetic field coil and the piezoelectric element according to this embodiment is not limited to that shown in FIG. 7, and the gradient magnetic field coil may be provided with a shield coil as shown in FIG. The piezoelectric element may be arranged inside the bobbin 92, and further inside the laminated body including the coil and the bobbin. Next, a drive control method of the piezoelectric element arranged in the gradient magnetic field coil in this manner will be described. FIG. 8 is a block diagram showing the control of the piezoelectric element drive including the drive of the gradient magnetic field coil. The basic configuration of the piezoelectric element is the same as the block diagram shown in FIG. 41 (corresponding to the power supply in FIG. 6).
【００４１】また傾斜磁場コイル９は傾斜磁場コントロ
ール部７０とアンプ７１とを備えており、これら傾斜磁
場コントロール部７０及びアンプ７１は図３に示す傾斜
磁場電源１０に対応する。傾斜磁場コントロール部７０
は、傾斜磁場コイルで発生する渦電流によって傾斜磁場
の磁場立ち上がり波形がなまる現象を補償する機能を有
する。傾斜磁場コントロール部７０の出力はアンプ７１
に入力され傾斜磁場コイル９に１５０Ａものパルス電流
を流す。ディレイ７２はシーケンサ７からの信号が一定
の遅延時間をもって送信系４、受信系５及び傾斜磁場コ
ントロール部７０に入力するようにするためのもので、
圧電素子制御部４２における演算時間を経て圧電素子に
供給される振動電圧と傾斜磁場コイルに供給される電流
波形とが時間的に一致するように調整する。尚、送信系
４、受信系５にも同様のディレイ７２が設けられている
のは、送信系４及び受信系５への信号送出タイミング
は、イメージングの原理から傾斜磁場系への電圧印加タ
イミングとの関係が決定されているため、傾斜磁場系に
ディレイ７２を設けたことに伴い設けられたものであ
る。The gradient magnetic field coil 9 includes a gradient magnetic field controller 70 and an amplifier 71, and the gradient magnetic field controller 70 and the amplifier 71 correspond to the gradient magnetic field power source 10 shown in FIG. Gradient magnetic field control unit 70
Has a function of compensating for the phenomenon that the magnetic field rising waveform of the gradient magnetic field is blunted by the eddy current generated in the gradient magnetic field coil. The output of the gradient magnetic field control unit 70 is an amplifier 71.
Pulse current of 150 A is applied to the gradient magnetic field coil 9. The delay 72 is for allowing the signal from the sequencer 7 to be input to the transmission system 4, the reception system 5 and the gradient magnetic field control unit 70 with a constant delay time.
Adjustment is performed so that the oscillating voltage supplied to the piezoelectric element and the current waveform supplied to the gradient magnetic field coil temporally match with each other after the calculation time in the piezoelectric element control unit 42. The transmission system 4 and the reception system 5 are also provided with the same delay 72 because the signal transmission timing to the transmission system 4 and the reception system 5 is the voltage application timing to the gradient magnetic field system from the principle of imaging. Since the relationship is defined, it is provided because the delay 72 is provided in the gradient magnetic field system.
【００４２】圧電素子制御部４２は、各圧電素子ごとに
傾斜磁場コイル９で発生する振動を圧電素子で打ち消す
のに必要な駆動信号を発生するために、シーケンサ７か
らの情報に基づき所定の演算を行う。圧電素子制御部４
２は例えばデジタルシグナルプロセッサから成り、シー
ケンサ７からのアナログ情報をＡ／Ｄ変換後所定の演算
を行い、Ｄ／Ａ変換し所定の振動電圧として圧電素子ア
ンプ４１に出力する。圧電素子制御部４２で行う演算は
既に述べたような各圧電素子ごとの重み付量等に対応す
るゲイン演算、位相演算を含み、更に圧電素子の特性を
考慮したフィルタ処理及び直流オフセット電圧演算が含
まれる。The piezoelectric element control section 42 generates a drive signal necessary for canceling the vibration generated in the gradient magnetic field coil 9 for each piezoelectric element by the piezoelectric element, and performs a predetermined calculation based on the information from the sequencer 7. I do. Piezoelectric element control unit 4
Reference numeral 2 denotes, for example, a digital signal processor, which performs analog / digital conversion on analog information from the sequencer 7 to perform a predetermined operation, performs D / A conversion, and outputs a predetermined oscillating voltage to the piezoelectric element amplifier 41. The calculation performed by the piezoelectric element control unit 42 includes gain calculation and phase calculation corresponding to the weighted amount for each piezoelectric element as described above, and further filter processing and DC offset voltage calculation considering the characteristics of the piezoelectric element. included.
【００４３】直流オフセット電圧演算は、圧電素子が逆
分極を生じない範囲で振動電圧を印加するためになされ
る。即ち、圧電素子への印加電圧とそれにより生じる変
形との関係を示す図２からもわかるように、圧電素子に
電圧を＋方向に下げて行くと、矢印１０１に示すような
変位も減少するが、電圧を−方向に下げて行くと矢印１
０１に示すように変位も減少するが、電圧がマイナスを
少し過ぎた時点で逆分極が生じる。このような逆分極
は、例えば電圧を±１００〜１５０Ｖの範囲で印加した
ときに２０〜３０μの変位が得られる圧電素子について
は、−４０Ｖ付近で起こる。従ってこのような圧電素子
では印加する電圧と圧電素子の変位との関係がリニアで
ある−４０Ｖ以上の範囲で振動電圧を与える必要があ
る。通常シーケンサ７からの傾斜磁場駆動情報は、図９
に示すように０Ｖを基準電圧とする振動電圧１０２とし
て与えられるので、逆分極を生じない範囲で圧電素子を
駆動するためには、上記例では−４０Ｖの直流オフセッ
ト１０３を持たせればよいことになる。これにより傾斜
磁場の振動をキャンセルするための振動波形１０２と直
流オフセット１０３の和である電圧１０４が圧電素子３
０に印加される。The DC offset voltage calculation is performed in order to apply the oscillating voltage within the range where the piezoelectric element does not cause reverse polarization. That is, as can be seen from FIG. 2 which shows the relationship between the voltage applied to the piezoelectric element and the deformation caused thereby, when the voltage is lowered in the + direction to the piezoelectric element, the displacement as shown by the arrow 101 also decreases. , When the voltage is lowered in the-direction, arrow 1
Although the displacement also decreases as indicated by 01, reverse polarization occurs when the voltage slightly exceeds minus. Such reverse polarization occurs in the vicinity of −40 V for a piezoelectric element that can obtain a displacement of 20 to 30 μ when a voltage is applied in the range of ± 100 to 150 V, for example. Therefore, in such a piezoelectric element, it is necessary to apply an oscillating voltage within a range of -40 V or more, where the relationship between the applied voltage and the displacement of the piezoelectric element is linear. The gradient magnetic field drive information from the normal sequencer 7 is shown in FIG.
Since it is given as an oscillating voltage 102 having 0V as a reference voltage as shown in FIG. 5, in order to drive the piezoelectric element in a range where reverse polarization does not occur, it is sufficient to have a DC offset 103 of −40V in the above example. Become. As a result, the voltage 104, which is the sum of the vibration waveform 102 for canceling the vibration of the gradient magnetic field and the DC offset 103, is applied to the piezoelectric element 3.
Applied to zero.
【００４４】更に本実施例では直流電圧１０３は緩やか
な立ち上がり及び立ち下がり波形となるように印加され
る。このように振動波形印加前に、緩やかな立ち上がり
波形で電圧を印加することにより、また撮影終了時に緩
やかな立ち下がり波形で直流電圧をオフすることによ
り、直流電圧印加時の振動、騒音発生を防止している。
圧電素子制御部４２におけるフィルタ処理は圧電素子の
共振周波数付近より低い部分でローパスフィルタをかけ
る処理であり、圧電素子印加電圧に対する変形の直線性
の悪化を防止する。Further, in this embodiment, the DC voltage 103 is applied so as to have gentle rising and falling waveforms. In this way, by applying a voltage with a gentle rising waveform before applying the vibration waveform and turning off the DC voltage with a gentle falling waveform at the end of shooting, vibration and noise are prevented when applying a DC voltage. are doing.
The filtering process in the piezoelectric element control unit 42 is a process of applying a low-pass filter in a portion lower than the vicinity of the resonance frequency of the piezoelectric element, and prevents deterioration of linearity of deformation with respect to the voltage applied to the piezoelectric element.
【００４５】以上のような構成において、圧電素子制御
部４２はシーケンサ７から傾斜磁場駆動情報が入力され
ると、それに対しゲイン演算、位相演算、フィルタ処理
及び直流オフセット演算を行い、図９に１０４で示すよ
うな振動電圧をそれぞれ各圧電素子アンプ４１に送り、
各圧電素子３０を駆動する。またシーケンサ７からの傾
斜磁場駆動情報は、圧電素子制御部４２における演算に
要する所定の遅延時間をもって傾斜磁場コントロール部
７０に入力されアンプ７１を介して傾斜磁場コイル９を
駆動するので、傾斜磁場コイル９の駆動開始（撮影開
始）と同時にその振動及び騒音を抑制することができ
る。この際、圧電素子は直線性のよい電圧範囲で駆動さ
れるので効率よく振動及び騒音が防止される。In the configuration described above, when the gradient magnetic field drive information is input from the sequencer 7, the piezoelectric element control unit 42 performs gain calculation, phase calculation, filter processing and DC offset calculation on the gradient magnetic field drive information. The oscillating voltage as shown by is sent to each piezoelectric element amplifier 41,
Each piezoelectric element 30 is driven. Further, the gradient magnetic field drive information from the sequencer 7 is input to the gradient magnetic field control unit 70 with a predetermined delay time required for calculation in the piezoelectric element control unit 42 and drives the gradient magnetic field coil 9 via the amplifier 71. It is possible to suppress the vibration and noise at the same time when the driving of 9 (the start of photographing) is started. At this time, since the piezoelectric element is driven in a voltage range with good linearity, vibration and noise are efficiently prevented.
【００４６】以上、図８を参照して圧電素子の制御方法
について説明したが、本発明は図８の構成に限定される
ものではなく、例えば図１０〜１２に示すような種々の
変形が可能である。図１０の実施例では、シーケンサ７
から傾斜磁場コントロール部７０を介して出力される傾
斜磁場駆動情報を圧電素子制御部４２に利用する構成で
あり、傾斜磁場コイルへの駆動情報を所定時間遅延させ
るためのディレイ７２は傾斜磁場コントロール部７０と
アンプ７１との間に設けられている。また図１１及び図
１２の実施例では圧電素子制御部４２自体に遅延機能を
持たせたもので、その他の構成はそれぞれ図８及び図１
０の構成と対応している。傾斜磁場駆動情報を傾斜磁場
コントロール部７０から取り出した図１０及び図１２の
構成では、渦電流を補償するように傾斜磁場コイル９に
印加される電圧そのものの情報が得られるので、より精
度のよい振動及び騒音の抑制が可能となる。Although the method for controlling the piezoelectric element has been described above with reference to FIG. 8, the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 8, and various modifications such as those shown in FIGS. Is. In the embodiment of FIG. 10, the sequencer 7
The gradient magnetic field drive information output from the gradient magnetic field control unit 70 is used for the piezoelectric element control unit 42. The delay 72 for delaying the drive information to the gradient magnetic field coil for a predetermined time is a gradient magnetic field control unit. It is provided between 70 and the amplifier 71. In the embodiment of FIGS. 11 and 12, the piezoelectric element control unit 42 itself has a delay function, and other configurations are as shown in FIGS. 8 and 1, respectively.
This corresponds to the configuration of 0. In the configuration of FIGS. 10 and 12 in which the gradient magnetic field drive information is extracted from the gradient magnetic field control unit 70, information of the voltage itself applied to the gradient magnetic field coil 9 so as to compensate the eddy current is obtained, and therefore, more accurate. Vibration and noise can be suppressed.
【００４７】尚、上述した実施例ではシーケンサ７から
の情報に対し一定の直流オフセットを持たせるようにし
ているが、圧電素子駆動電源の設定等によって逆分極を
起こさない範囲の振動電圧となるように、例えば−４０
Ｖと１００Ｖの範囲の振動電圧とすることも可能であ
る。また以上電気的エネルギーを機械的エネルギーに変
換可能な変換素子として圧電素子を例示して説明した
が、本発明は圧電素子に限定されるものではなく電圧の
印加によって所定の変形を生じる素子であれば使用でき
る。Although the information from the sequencer 7 is provided with a constant DC offset in the above-mentioned embodiment, the oscillating voltage is set within the range in which reverse polarization does not occur due to the setting of the piezoelectric element drive power source. , For example, -40
Oscillating voltages in the range of V and 100V are also possible. Further, the piezoelectric element has been described as an example of the conversion element capable of converting electric energy into mechanical energy, but the present invention is not limited to the piezoelectric element and may be an element which causes a predetermined deformation by applying a voltage. Can be used.
【００４８】[0048]
【発明の効果】以上の実施例からの明らかなようじ、本
発明によればＭＲＩ装置の振動及び騒音の発生源である
傾斜磁場コイルに、電気的エネルギーを機械的エネルギ
ーに変換する変換素子を配置し、これら変換素子に印加
する電圧をコントロールすることにより、効率よく振動
源及び騒音源となる傾斜磁場コイルに発生する電磁力を
キャンセルすることができる。これにより傾斜磁場コイ
ルの振動、騒音を防止し、被検体の恐怖感、不快感が解
消される。As is apparent from the above embodiments, according to the present invention, a conversion element for converting electric energy into mechanical energy is arranged in the gradient magnetic field coil which is a source of vibration and noise of the MRI apparatus. However, by controlling the voltage applied to these conversion elements, it is possible to efficiently cancel the electromagnetic force generated in the gradient magnetic field coil serving as the vibration source and the noise source. This prevents vibration and noise of the gradient magnetic field coil, and eliminates fear and discomfort of the subject.
【００４９】また本発明によれば、傾斜磁場コイル駆動
時のローレンツ力により発生するモーメント分布に対応
して変換素子に印加する電圧をコントロールするように
したので、モーメントによる変形、それに伴う騒音を効
果的に防止することができる。さらに本発明によれば、
変換素子の特性が線形である範囲で変換素子を駆動した
ので高精度の振動、騒音抑制が可能となる。更に本発明
によれば、このような変換素子に印加する電圧の制御
を、傾斜磁場コイルを駆動するシーケンサからの情報に
基づいて行うことにより、撮影の開始と同時に応答性よ
く騒音、振動を抑制できる。Further, according to the present invention, the voltage applied to the conversion element is controlled in accordance with the moment distribution generated by the Lorentz force when the gradient magnetic field coil is driven, so that the deformation due to the moment and the accompanying noise are effective. Can be prevented. Further according to the invention,
Since the conversion element is driven in the range where the characteristics of the conversion element are linear, it is possible to suppress vibration and noise with high accuracy. Further, according to the present invention, by controlling the voltage applied to such a conversion element based on the information from the sequencer that drives the gradient magnetic field coil, noise and vibration are suppressed with good responsiveness at the same time as the start of imaging. it can.
【図１】 本発明によるＭＲＩ装置の振動・騒音抑制方
法を説明する図で、（ａ）は傾斜磁場コイルに作用する
ローレンツ力及びそれによって生じるモーメント分布を
示す図、（ｂ）は（ａ）のモーメント分布に対応した電
圧分布を示す図、（ｃ）は単一の圧電素子によるモーメ
ントを示す図。1A and 1B are diagrams illustrating a vibration / noise suppressing method of an MRI apparatus according to the present invention, FIG. 1A is a diagram showing a Lorentz force acting on a gradient coil and a moment distribution generated thereby, and FIG. 1B is a diagram showing FIG. 1A. FIG. 6 is a diagram showing a voltage distribution corresponding to the moment distribution of FIG.
【図２】 圧電素子の印加電圧と変位との関係を示す
図。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between applied voltage and displacement of a piezoelectric element.
【図３】 本発明のＭＲＩ装置の全体構成図。FIG. 3 is an overall configuration diagram of an MRI apparatus of the present invention.
【図４】 本発明のＭＲＩ装置の傾斜磁場コイルの１実
施例を示す図で、（ａ）はその一部切り欠け斜視図、
（ｂ）はその断面図。FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the gradient magnetic field coil of the MRI apparatus of the present invention, in which (a) is a partially cutaway perspective view,
(B) is the sectional view.
【図５】 本発明のＭＲＩ装置の傾斜磁場コイルの他の
実施例を示す断面図。FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the gradient magnetic field coil of the MRI apparatus of the present invention.
【図６】 本発明のＭＲＩ装置における圧電素子の制御
の一実施例を説明するブロック図。FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of control of a piezoelectric element in the MRI apparatus of the present invention.
【図７】 本発明のＭＲＩ装置の傾斜磁場コイルの他の
実施例を示す図で、（ａ）はその断面図、（ｂ）はその
一部拡大図。7A and 7B are views showing another embodiment of the gradient magnetic field coil of the MRI apparatus of the present invention, in which FIG. 7A is a sectional view thereof and FIG. 7B is a partially enlarged view thereof.
【図８】 本発明のＭＲＩ装置における傾斜磁場コイル
及び圧電素子の制御の一実施例を説明するブロック図。FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of control of a gradient magnetic field coil and a piezoelectric element in the MRI apparatus of the present invention.
【図９】 本発明におけるシーケンサからの情報と圧電
素子に印加される電圧との関係を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a relationship between information from a sequencer and a voltage applied to a piezoelectric element in the present invention.
【図１０】 本発明のＭＲＩ装置における傾斜磁場コイ
ル及び圧電素子の制御の他の実施例を説明するブロック
図。FIG. 10 is a block diagram illustrating another embodiment of controlling the gradient magnetic field coil and the piezoelectric element in the MRI apparatus of the present invention.
【図１１】 本発明のＭＲＩ装置における傾斜磁場コイ
ル及び圧電素子の制御の他の実施例を説明するブロック
図。FIG. 11 is a block diagram illustrating another embodiment of controlling the gradient magnetic field coil and the piezoelectric element in the MRI apparatus of the present invention.
【図１２】 本発明のＭＲＩ装置における傾斜磁場コイ
ル及び圧電素子の制御の他の実施例を説明するブロック
図。FIG. 12 is a block diagram illustrating another embodiment of controlling the gradient magnetic field coil and the piezoelectric element in the MRI apparatus of the present invention.
１・・・・・・被検体（検査対象） ２・・・・・・静磁場発生回路（静磁場発生手段） ３・・・・・・傾斜磁場発生系（傾斜磁場発生手段） ６・・・・・・信号処理系（画像再構成手段） ７・・・・・・シーケンサ（制御手段） ８・・・・・・ＣＰＵ（画像再構成手段） ９・・・・・・主コイル（傾斜磁場発生コイル） ９’・・・・・・シールドコイル １４ａ、１４ｂ・・・・・・高周波コイル ３０・・・・・・圧電素子（変換素子） ４２・・・・・・圧電素子制御装置 ９１・・・・・・主コイル導体（コイル導体） ９１’・・・・・・シールドコイル導体（コイル導体） ９２・・・・・・主ボビン（保持部材） 1 --- Subject (inspection target) 2 --- Static magnetic field generation circuit (static-field generation means) 3 ...- Gradient magnetic field generation system (gradient magnetic-field generation means) 6 ... .... Signal processing system (image reconstruction means) 7 ... Sequencer (control means) 8 ... CPU (image reconstruction means) 9 ... Main coil (tilt) Magnetic field generating coil) 9 '... Shield coil 14a, 14b ... High frequency coil 30 ... Piezoelectric element (conversion element) 42 .. Piezoelectric element control device 91 ..... main coil conductor (coil conductor) 91 '... shield coil conductor (coil conductor) 92 ... main bobbin (holding member)
Claims (6)
査対象に電磁波を照射したり、検査対象からの核磁気共
鳴信号を検出する高周波コイルと、前記検出信号を使っ
て検査対象の物理的性質を表す画像を得る画像再構成手
段と、検査条件を制御する制御手段とを備えた磁気共鳴
イメージング装置において、 前記傾斜磁場発生手段は、傾斜磁界を発生させる少なく
とも１つのコイル導体と、前記コイル導体を保持する少
なくとも１つの保持部材と、前記コイル導体及び前記保
持部材から成る積層体に固定され、電気的エネルギーを
機械的エネルギーに変換可能な複数の変換素子とから構
成され、各変換素子は前記コイル導体のローレンツ力に
よって又はコイル導体が複数であるときは各コイル導体
のローレンツ力の合力によって前記保持部材に生じるモ
ーメント分布をキャンセルするモーメント分布を生ずる
ように電圧が印加されることを特徴とする磁気共鳴イメ
ージング装置。1. Magnetic field generating means for static magnetic field and gradient magnetic field, a high frequency coil for irradiating an electromagnetic wave to an object to be inspected and for detecting a nuclear magnetic resonance signal from the object to be inspected, and to detect In a magnetic resonance imaging apparatus including image reconstruction means for obtaining an image representing physical properties and control means for controlling inspection conditions, the gradient magnetic field generation means includes at least one coil conductor for generating a gradient magnetic field, Each of the conversion members includes at least one holding member that holds the coil conductor, and a plurality of conversion elements that are fixed to a laminated body including the coil conductor and the holding member and that can convert electrical energy into mechanical energy. The element is the holding member by the Lorentz force of the coil conductor or by the resultant force of the Lorentz force of each coil conductor when there are a plurality of coil conductors. A magnetic resonance imaging apparatus, wherein a voltage is applied so as to generate a moment distribution that cancels a moment distribution generated in the magnetic resonance imaging device.
体の断面の図心から離れた位置であって前記コイル導体
の軸方向に配列されていることを特徴とする請求項１記
載の磁気共鳴イメージング装置。2. The magnetic element according to claim 1, wherein the conversion element is a piezoelectric element and is arranged at a position apart from the centroid of the cross section of the laminated body and in the axial direction of the coil conductor. Resonance imaging device.
ルを駆動する際に発生するローレンツ力により生ずる振
動及び騒音を抑制する方法であって、 前記傾斜磁場コイルと一体的に、電気的エネルギーを機
械的エネルギーに変換可能な複数の変換素子を配置し、
各変換素子に印加される電圧によって前記傾斜磁場コイ
ルのローレンツ力により前記傾斜磁場コイルに生ずるモ
ーメント分布をキャンセルするモーメント分布を生ずる
ように前記変換素子を駆動することを特徴とする磁気共
鳴イメージング装置の振動・騒音抑制方法。3. A method for suppressing vibration and noise caused by Lorentz force generated when driving a gradient magnetic field coil of a magnetic resonance imaging apparatus, wherein electrical energy is mechanically integrated with the gradient magnetic field coil. Arranging multiple conversion elements that can be converted into energy,
A magnetic resonance imaging apparatus characterized in that the conversion element is driven so as to generate a moment distribution that cancels the moment distribution generated in the gradient magnetic field coil by the Lorentz force of the gradient magnetic field coil by the voltage applied to each conversion element. Vibration / noise suppression method.
査対象に電磁波を照射したり、検査対象からの核磁気共
鳴信号を検出する高周波コイルと、前記検出信号を使っ
て検査対象の物理的性質を表す画像を得る画像再構成手
段と、検査条件を制御する制御手段とを備えた磁気共鳴
イメージング装置において、 前記傾斜磁場発生手段は、傾斜磁界を発生させる少なく
とも１つのコイル導体と、前記コイル導体を保持する少
なくとも１つの保持部材と、前記コイル導体及び前記保
持部材から成る積層体に固定され、電気的エネルギーを
機械的エネルギーに変換可能な複数の変換素子とから構
成され、各変換素子に印加される電圧は前記制御手段の
情報に基づき制御されるとともに、一定の直流オフセッ
トを有していることを特徴とする磁気共鳴イメージング
装置。4. Magnetic field generating means for static magnetic field and gradient magnetic field, a high frequency coil for irradiating an electromagnetic wave to an inspection target and detecting a nuclear magnetic resonance signal from the inspection target, and an inspection target using the detection signal. In a magnetic resonance imaging apparatus including image reconstruction means for obtaining an image representing physical properties and control means for controlling inspection conditions, the gradient magnetic field generation means includes at least one coil conductor for generating a gradient magnetic field, Each of the conversion members includes at least one holding member that holds the coil conductor, and a plurality of conversion elements that are fixed to a laminated body including the coil conductor and the holding member and that can convert electrical energy into mechanical energy. The voltage applied to the element is controlled on the basis of the information of the control means, and has a constant DC offset, which is a magnetic resonance impedance. Amazing device.
査対象に電磁波を照射したり、検査対象からの核磁気共
鳴信号を検出する高周波コイルと、前記検出信号を使っ
て検査対象の物理的性質を表す画像を得る画像再構成手
段と、検査条件を制御する制御手段とを備えた磁気共鳴
イメージング装置において、 前記傾斜磁場発生手段は、傾斜磁界を発生させる少なく
とも１つのコイル導体と、前記コイル導体を保持する少
なくとも１つの保持部材と、複数の圧電素子とから構成
され、各圧電素子に印加される電圧は前記圧電素子に逆
分極が起こらない範囲の振動電圧となるように制御され
ることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。5. Magnetic field generating means for static magnetic field and gradient magnetic field, a high frequency coil for irradiating an electromagnetic wave to an object to be inspected and for detecting a nuclear magnetic resonance signal from the object to be inspected, and an inspection object using the detection signal. In a magnetic resonance imaging apparatus including image reconstruction means for obtaining an image representing physical properties and control means for controlling inspection conditions, the gradient magnetic field generation means includes at least one coil conductor for generating a gradient magnetic field, It is composed of at least one holding member for holding the coil conductor and a plurality of piezoelectric elements, and the voltage applied to each piezoelectric element is controlled so as to be an oscillating voltage in a range where reverse polarization does not occur in the piezoelectric element. A magnetic resonance imaging apparatus characterized by the following.
ルを駆動する際に発生するローレンツ力により生ずる振
動及び騒音を抑制する方法であって、 前記傾斜磁場コイルと一体的に、複数の圧電素子を配置
し、各圧電素子に印加される電圧が前記圧電素子に逆分
極が起こらない範囲の振動電圧となるように制御するこ
とを特徴とする磁気共鳴イメージング装置の振動・騒音
抑制方法。6. A method for suppressing vibration and noise caused by Lorentz force generated when driving a gradient magnetic field coil of a magnetic resonance imaging apparatus, wherein a plurality of piezoelectric elements are arranged integrally with the gradient magnetic field coil. However, the method for suppressing vibration and noise of a magnetic resonance imaging apparatus is characterized in that the voltage applied to each piezoelectric element is controlled so as to be a vibration voltage in a range where reverse polarization does not occur in the piezoelectric element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7064554A JPH08257008A (en) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | Magnetic resonance imaging device and its vibration/noise suppressing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7064554A JPH08257008A (en) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | Magnetic resonance imaging device and its vibration/noise suppressing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08257008A true JPH08257008A (en) | 1996-10-08 |
Family
ID=13261570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7064554A Withdrawn JPH08257008A (en) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | Magnetic resonance imaging device and its vibration/noise suppressing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08257008A (en) |
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