JPH0838443A

JPH0838443A - 磁気共鳴イメージング装置

Info

Publication number: JPH0838443A
Application number: JP6181560A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Yoshino; 仁志吉野; Hiroshi Nishimura; 博西村
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1994-08-02
Filing date: 1994-08-02
Publication date: 1996-02-13
Anticipated expiration: 2018-08-11
Also published as: JP3434896B2

Abstract

(57)【要約】【目的】高磁場のＭＲＩ装置の傾斜磁場コイルの振動
及びそれに伴う騒音を効率よく減少させる。【構成】傾斜磁場コイルは、円筒状のボビン４１の外
側に３軸の傾斜磁場コイル導体４０が固定され、ボビン
４１の内側に圧電素子３０ａ、３０ｃが固定され、コイ
ル導体４０の外側に圧電素子３０ｂ、３０ｄが固定され
ている。これら圧電素子３０ａ〜３０ｄは分極方向が交
互に反対方向を向くように積層された積層体で、個々の
圧電素子が電気的に並列に接続されている。これら圧電
素子は、傾斜磁場コイルの駆動時に発生する電磁力によ
りボビン４１が変形しようとするとき、それと逆の力を
発生し、電磁力を打消し、傾斜磁場コイルの駆動に伴う
振動、騒音を低減する。この際、圧電素子は積層体であ
るので大きなエネルギー変換効率を有し、高磁場におい
て発生する大きな電磁力をキャンセルできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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）に関し、特に画像に影
響を与えずに傾斜磁場発生装置が発生する騒音及び振動
低減を図ったＭＲＩ装置に関するものである。

【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、静磁場及び傾斜磁場の各
磁場発生手段と、磁場発生手段の内側に配置され、検査
対象に電磁波を照射し或いは検査対象からの磁気共鳴
（ＮＭＲ）信号を検出する高周波コイルと、検出された
ＮＭＲ信号を使って画像を再構成する画像再構成手段と
を備えている。

【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。

【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、衰減時間を短
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、騒音は充分に減衰せず、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
ゴム系の材料を交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装置で行な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でなけ
ればならなず、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。

【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、消音したい場所附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。

【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
に検出された振動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。

【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。
特に傾斜磁場コイルに発生する変形を打消すためにはモ
ーメント力の発生が必要となり、上記従来技術ではこの
ようなモーメント力を発生させることはできない。

【０００８】また超伝導磁石を用いた高磁場のＭＲＩ装
置では電磁力が大きく、電磁力を打消すために必要な力
は、例えば１ｋｇ／ｍｍ程度となるため、通常の圧電素
子でその電磁力を打消すことは困難である。本発明は、
ＭＲＩ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
置を提供することを目的とし、特に高磁場で発生する電
磁力をも効率よく打消すことができるＭＲＩ装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【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ＭＲＩ装置は、検査対象の置かれる空間に静
磁場を発生する静磁場発生手段と、空間に傾斜磁場を発
生する傾斜磁場発生手段と、検査対象に電磁波を照射し
或いは検査対象からの磁気共鳴信号を検出する高周波コ
イルと、磁気共鳴信号を使って検査対象の物理的性質を
表わ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、傾斜磁場発生手段は、少なくとも１のコイル導体
と、このコイル導体を保持する少なくとも１の保持部材
と、前記コイル導体に発生する電磁力を検出或いはキャ
ンセルするための、電気的エネルギーを機械的エネルギ
ーに変換するエネルギー変換素子及び／又は機械的エネ
ルギーを電気的エネルギーに変換するエネルギー変換素
子とを備え、エネルギー変換素子は複数の素子を積層し
た積層体から成るものである。

【００１０】尚、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。本発明の１つの態様では、エネルギー変換素子
は複数の圧電素子をその分極方向に積層した積層体から
成り、その分極方向が積層体が設置される面の面方向と
同一方向になるように設置されている。本発明の別な態
様では、エネルギー変換素子は複数の圧電素子をその分
極方向に積層した積層体から成り、その分極方向が積層
体が設置される面の面方向に対し直交する方向に積層さ
れている。

【００１１】さらに本発明の好適な態様において、ＭＲ
Ｉ装置はエネルギー変換素子に印加する電圧を制御する
変換素子制御手段を備え、ＭＲＩの検査条件を制御する
制御手段からの情報に基づきエネルギー変換素子を制御
する。

【００１２】

【作用】傾斜磁場コイルが電磁力によって変形しようと
するとき、エネルギー変換素子に印加する電気的エネル
ギーを適宜制御することにより、その変形を打ち消す機
械的エネルギーを発生させて、電磁力をキャンセルし、
傾斜磁場コイルの振動、騒音を低減する。また電磁力に
よる傾斜磁場コイルの変形は、エネルギー変換素子が機
械的エネルギーを電気的エネルギーに変換することによ
り検出され、この検出された変形に基づき、電磁力をキ
ャンセルするためのエネルギー変換素子の駆動を制御す
ることができる。この際、エネルギー変換素子は複数の
素子の積層された積層体であるので、エネルギー変換効
率が累積的に大きくなり、比較的小さい電気的エネルギ
ーで大きな機械的エネルギーを得ることできる。特に分
極方向に積層された圧電素子では、その縦効果の累積に
よって高いエネルギー変換効率を得ることができる。

【００１３】また圧電素子の分極方向が配置面の面方向
と直交する方向となるように配置した場合には、上記の
ように複数の圧電素子によってエネルギー変換効率を累
積的に大きくすることができ、また複数の圧電素子の一
部と他の一部とを互いに異なる横効果歪を発生するよう
に駆動することにより、モーメント力を発生させること
ができ、傾斜磁場コイルの複雑な変形を打消すことがで
きる。

【００１４】さらにＭＲＩ装置では撮影条件で傾斜磁場
コイルの電磁力の絶対値、周期が予め決定されるので、
撮影条件を制御する制御装置からの情報により傾斜磁場
コイルに発生する振動モードが推定できる。その場合に
は、変形を検出するセンサとしてのエネルギー変換素子
を具備しなくても（変換素子をセンサとして用いなくて
も）、制御装置からの情報に基づき推定された振動を打
ち消すようにエネルギー変換素子を駆動することができ
る。

【００１５】

【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６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、そのために必要な充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、ＣＰＵ
８とともに検査条件を制御する制御手段として機能す
る。

【００１６】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
するとともに、機械的エネルギーを電気的エネルギーに
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については後述する。

【００１７】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
らなり、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。

【００１８】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。

【００１９】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、像再構成等の処理を行ない、任
意断面の信号強度分布あるいは複数の信号に適当な演算
を行な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。

【００２０】尚、図６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。

【００２１】図１は本発明の第１の実施例である円筒状
の傾斜磁場コイルの斜視図で、説明のためにその一部を
拡大して示している。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４０と、それらを保持する保持部材で
あるＦＲＰ製ボビン４１とが積層された構造を有してお
り、コイル導体４０はボビン４１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４０とボビン４１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。

【００２２】このような傾斜磁場コイルのボビン４１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
するエネルギー変換素子としての圧電素子３０ａ及び３
０ｃが配置され、コイル導体４０の外側に、電気的エネ
ルギーを機械的エネルギーに変換するエネルギー変換素
子としての圧電素子３０ｂ及び３０ｄが配置されてお
り、これら圧電素子３０ａ〜３０ｄはボビン４１或いは
コイル導体４０にダンピングが少ない接着剤で接着され
ている。或いは圧電素子は、コイルの外形をモールドし
た樹脂に固定してもよい。

【００２３】これら圧電素子３０（３０ａ〜３０ｄ）
は、分極方向５０に積層された薄板状の積層体から成
り、各圧電素子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、縦効果により分極方向に大きな変換エネルギ
ーを得ることができる。

【００２４】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。傾斜磁場コイルの複
雑な変形に対応するために圧電素子は、その分極方向が
異なるものを組合せて用いることが好ましく、図示する
実施例では、分極方向が円筒の周方向と一致するように
配置された圧電素子３０ａ、３０ｂと、分極方向が円筒
の軸方向と一致するように配置された圧電素子３０ｃ、
３０ｄとを用いている。

【００２５】更に圧電素子は、１つの方向（円筒の軸方
向或いは周方向）について３０ａ、３０ｂのいずれか一
方或いは３０ｃ、３０ｄのいずれか一方だけを備えるよ
うにしてもよいが、好適には図示するように、圧電素子
３０ａと圧電素子３０ｂとが対をなし、また圧電素子３
０ｃと圧電素子３０ｄとが対をなし、それぞれ互いにコ
イル導体４０及びボビン４１を挟んで、即ちコイルの半
径方向に間隙をもって配置されていることが好ましい。
このような配置とすることにより、圧電素子の面方向の
単純圧縮力或いは引張り力のみならず、モーメント力を
付与することができる。

【００２６】このことを図２により説明する。図２は圧
電素子の作用を模式的に示したもので、圧電素子の対３
０ａ、３０ｂに同極性の同電圧を印加すると、同図
（ａ）に示すように円周方向に単純圧縮力或いは引張り
力を発生し、ボビン４１及びコイル導体４０の円周方向
に生じる逆向きの単純圧縮力或いは引張り力を抑制する
ことができる。また、圧電素子の対３０ａ、３０ｂに異
なる極性の電圧を印加すると同図（ｂ）に示すように、
円周方向にモーメント力が生じ、ボビン４１に生じる反
対方向のモーメント力を打ち消すことができる。圧電素
子３０ｃ、３０ｄの対についても同様にボビンの軸方向
の単純圧縮力或いは引張り力またはモーメント力を抑制
することができる。

【００２７】尚、図では圧電素子３０ａ、３０ｃをボビ
ン４１の内側に、圧電素子３０ｂ、３０ｄをコイル導体
４０の外側に配置したものを示したが、上記機能を得る
ために、これら圧電素子の対３０ａ、３０ｂ或いは３０
ｃ、３０ｄは、半径方向に間隙をもって配置されていれ
ばよく、例えば圧電素子３０ａ、３０ｃ、或いは、圧電
素子３０ｂ、３０ｄをコイル導体４０とボビン４１との
間に配置してもよい。

【００２８】また、図では各圧電素子の対３０ａ、３０
ｂ及び３０ｃ、３０ｄはそれぞれ１組みずつしか示され
ていないが、これらは例えば分極方向の異なる対の円周
方向の配列が交互となるように円周方向及び軸方向に分
散して複数個配列していることが好ましい。これによ
り、より効果的な、低振動、低騒音化が図られる。また
ボビン４１の変形についての情報が予め与えられている
場合には、圧電素子をボビン４１の特に変形しやすい場
所に選択的に配置することもできる。

【００２９】また以上の実施例では、圧電素子がアクチ
ュエータとして機能する場合について説明したが、同様
の配置で圧電素子を傾斜磁場コイルの変形を検出するセ
ンサとして用いることも可能であり、この場合には１対
の圧電素子の挟まれた部分の変形（圧縮、伸び）によっ
て両圧電素子に発生する電圧の極性と大きさから、その
変形を検出することができる。更に圧電素子はアクチュ
エータとセンサの両者を兼ねたものとしても機能し得
る。この場合、センサとしての圧電素子も、図１の圧電
素子と同様に複数個、ボビン内に分散させることが好ま
しく、より効果的な、低振動、低騒音化が図られる。

【００３０】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３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方向に線形に変化する磁場を発生す
るコイル導体４０、４０’と、これらコイル導体４０、
４０’を保持する保持部材であるボビン（主ボビン４
１、シールドボビン４２）とからなる。コイル導体４
０、４０’はそれぞれ主ボビン４１及びシールドボビン
４２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４０とシールドコイル９’のボ
ビン４２とは樹脂５１で剛性よく接続され、全体として
一体化されている。

【００３１】このような傾斜磁場コイルにおいて、圧電
素子３０ａ、３０ｃは、ボビン４１の内側に、圧電素子
３０ｂ、３０ｄはシールドボビン４２の内側に固定さ
れ、圧電素子３０ａと３０ｂがコイルの半径方向に間隙
をもって、圧電素子３０ｃと３０ｄが半径方向に間隙を
もって、それぞれ配置されている。図１に実施例と同様
に圧電素子３０ａ、３０ｂは分極方向が円周方向で、圧
電素子３０ｃ、３０ｄは分極方向が軸方向であり、複数
の対が円筒状の傾斜磁場コイルに分散配置されている。

【００３２】この実施例においても、図１に実施例と同
様に分極方向に積層された積層体である圧電素子を用い
ることにより、分極方向に大きな機械的エネルギーを発
生させることができ、傾斜磁場コイル駆動時に発生する
振動を効果的にキャンセルすることができる。図３の構
成においても、図１の場合と同様に、圧電素子は電気的
エネルギーを機械的エネルギーに変換する素子として
も、また機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換す
る素子としても、さらに両者を兼ねるものとしても機能
させることができる。また圧電素子の配置は、半径方向
に間隙をもって１対の圧電素子を配置することが好まし
いが、本発明の趣旨から、いずれか一方のみであっても
よく、図示する配置に限定されるものではない。

【００３３】次に本発明の第２の実施例として、圧電素
子の分極方向が積層体が設置される面の面方向に対し直
交する方向となるように積層されているエネルギー変換
素子を用いたＭＲＩ装置について説明する。図４は、そ
のような構成の傾斜磁場コイルの部分拡大図で、コイル
導体４０とボビン４１とから成る傾斜磁場コイルのボビ
ン４１の内側に長方形の圧電素子３０ｅ、３０ｆが配置
されている。その他の構成は図１の傾斜磁場コイルと同
様であるので説明を省略する。圧電素子３０ｅ、３０ｆ
は、それぞれ２枚の圧電素子をその分極方向５０に積層
したもので、圧電素子３０ｅは、その長手方向が円筒の
周方向となるように、一方圧電素子３０ｆは、その長手
方向が円筒の軸方向となるように配置され、圧電横効果
を利用して傾斜磁場コイルの周方向或いは軸方向のモー
メント力を抑制する。

【００３４】これら２枚の圧電素子は、分極方向が同一
となるように積層され、正負逆の電圧が印加されるよう
に電極に接続されている。従って、圧電素子に電圧を印
加した場合、一方の圧電素子は伸びる方向に駆動され、
他方は縮む方向に駆動される。これによって積層体であ
る圧電素子にモーメント力を付与することができる。こ
の原理は図２に示したものと同じであるが、この場合に
は１つの積層体のみでモーメント力を付与することがで
きる。また、発生するモーメント力は圧電素子の長さに
比例し、長い方が大きなモーメント力が得られるので、
長手方向を周方向となるように配置した圧電素子３０ｅ
では、周方向により大きいモーメント力が得られ、長手
方向が軸方向となるように配置した圧電素子３０ｆでは
軸方向により大きいモーメント力が得られることにな
る。従って、このような圧電素子が貼着されたボビン４
１に発生するモーメント力を打消すように圧電素子を駆
動することにより、ボビン４１の変形を抑制し、振動、
騒音をキャンセルできる。

【００３５】尚、図ではボビン４１の内側に圧電素子を
配置した場合を示したが、圧電素子はボビンとコイルと
の間、或いはコイルの外側に配置してもよく、また図１
の実施例のように半径方向に間隙をもって１対の圧電素
子を配置してもよい。更に図１に示された圧電素子の配
置と、図４の配置とを適宜組合せることも可能である。

【００３６】また図４の実施例は、図３に示すシールド
コイル９’を備えた傾斜磁場コイルにも適用できるのは
言うまでもない。更に図４の実施例では、分極方向が同
一となるように積層された２枚の圧電素子に、正負逆の
電圧を印加するようにした場合について述べたが、図４
と同様に面と直交する方向に分極方向がある複数の圧電
素子を分極方向に積層し、これら圧電素子に同極の電圧
を印加されるように電極を接続し、同一方向に変形する
ようにしてもよい。

【００３７】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５に
示すように電源４４及び制御装置４３に接続されてい
る。制御装置４３は、キャンセルすべき電磁力に関する
情報に基づき電源４４を駆動し、圧電素子３０が電磁力
をキャンセルするような単純圧縮・引張り力或いはモー
メント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。この電磁力に関する情報は、傾斜磁場コイル
の単純圧縮・引張り力に基づく変形及びモーメント力に
基づく変形を検出するセンサとしての圧電素子によって
得ることができるが、図示する実施例では電磁力に関す
る情報として、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。

【００３８】図５の構成において、制御装置４３は、予
め各圧電素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ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４３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（ｋ
ｘ、ｋｙ、ｋｚ）とする。

【００３９】そして実際の撮影時に、制御装置４３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、その信号で各圧
電素子の電源４４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。例えば撮影時の傾斜磁場
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ｋ
ｘ、ｋｙ、ｋｚとすると、−Ｇ（ｋｘ＋ｋｙ＋ｋｚ）／
Ｇ₀となる。この電圧がシーケンサ７の信号の出力に基
づくタイミングで印加される。

【００４０】このようにシーケンサ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。尚、以上の実施例において
は電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換する素子
或いは機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換する
素子として圧電素子を例として説明したが、これら変換
素子は圧電素子に限定されるものではない。

【００４１】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、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、エネルギー変換素子の積層体を配置
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打消すことができる。特に高
磁場で発生する大きな電磁力を対応できる。これにより
傾斜磁場コイルの振動、騒音をキャンセルでき、被検体
の恐怖感、不快感が解消される。

【００４２】またエネルギー変換素子として圧電素子の
積層体を用い、その分極方向が配置面と平行或いは直交
するように選択することにより、大きな引張り・圧縮力
或いはモーメント力を付与することができ、傾斜磁場コ
イルの複雑な変形に対応してその変形を打消すことがで
きる。更に変換素子の制御にシーケンサの傾斜磁場駆動
情報を利用することにより、応答性よく、効果的に騒
音、振動を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＭＲＩ装置の傾斜磁場コイルの一実
施例の断面及びその要部を示す図。

【図２】本発明のＭＲＩ装置における変換素子の作用
を模式的に説明する図。

【図３】本発明のＭＲＩ装置の傾斜磁場コイルの他の
実施例の断面及びその要部を示す図。

【図４】本発明のＭＲＩ装置の傾斜磁場コイルの他の
実施例の要部を示す断面図。

【図５】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。

【図６】本発明のＭＲＩ装置の全体構成図。

【符号の説明】

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（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ）・・・・・・圧電素
子４０・・・・・・主コイル導体（コイル導体）４０’・・・・・・シールドコイル導体（コイル導体）４１・・・・・・主ボビン（ボビン）４２・・・・・・シールドボビン（ボビン）４３・・・・・・制御装置（変換素子制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０１Ｎ 24/06 ５１０Ｙ 9307−2ＧＧ０１Ｒ 33/22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検査対象の置かれる空間に静磁場を発生す
る静磁場発生手段と、前記空間に傾斜磁場を発生する傾
斜磁場発生手段と、前記検査対象に電磁波を照射し或い
は前記検査対象からの磁気共鳴信号を検出する高周波コ
イルと、前記磁気共鳴信号を使って前記検査対象の物理
的性質を表わ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、少なくとも１のコイル導体
と、このコイル導体を保持する少なくとも１の保持部材
と、前記コイル導体に発生する電磁力を検出或いはキャ
ンセルするための、電気的エネルギーを機械的エネルギ
ーに変換するエネルギー変換素子及び／又は機械的エネ
ルギーを電気的エネルギーに変換するエネルギー変換素
子とを備え、前記エネルギー変換素子は複数の素子を積
層した積層体から成ることを特徴とする磁気共鳴イメー
ジング装置。
【請求項２】前記エネルギー変換素子は複数の圧電素子
をその分極方向に積層した積層体から成り、前記分極方
向が前記積層体が設置される面の面方向と同一方向にな
るように設置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。
【請求項３】前記エネルギー変換素子は複数の圧電素子
をその分極方向に積層した積層体から成り、前記分極方
向が前記積層体が設置される面の面方向に対し直交する
方向に積層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。
【請求項４】前記制御手段からの情報に基づき、前記エ
ネルギー変換素子に印加する電圧を制御する変換素子制
御手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のい
ずれか１項記載の磁気共鳴イメージング装置。