WO2005037101A1

WO2005037101A1 - 磁気共鳴イメージング装置

Info

Publication number: WO2005037101A1
Application number: PCT/JP2004/015137
Authority: WO
Inventors: Akira Kurome; Yoshihide Wadayama
Original assignee: Hitachi Medical Corporation
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2005-04-28
Also published as: US7375518B2; US20070001675A1; US7635981B2; JPWO2005037101A1; JP4767688B2; US20080211504A1

Abstract

【課題】傾斜磁場コイルの振動を低減するとともに、静磁場補正部に振動を伝達せず、しかも、省スペース化を図る。【解決手段】静磁場発生部の対向面にそれぞれ第１の支持部材を介して平板状の傾斜磁場発生部を配置する。静磁場発生部と傾斜磁場発生部との間には、静磁場均一度補正のための静磁場補正部を配置する。静磁場補正部は、静磁場均一度を補正するための磁性体片が配置されている平板状のシムトレイであって、一対の静磁場発生部の対向面にそれぞれ第２の支持部材を介して配置されている。これにより、傾斜磁場発生部は、第１の支持部材とは別の第２の支持部によって静磁場発生部に支持されるため、傾斜磁場発生部の振動が静磁場補正部には直接伝達されない。

Description

明細書

磁気共鳴イメージング装置

技術分野

[0001] 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、静磁場均一度を補正する構造と、傾斜磁場コイルからの振動、騒音を減少させる構造とを備えた MRI装置に関する。

背景技術

[0002] MRI装置には、円筒型の静磁場発生磁石を用い、円筒の内部を撮像領域とする装置と、対向配置された一対の静磁場発生磁石を用い、その間の空間を撮像領域とする装置が知られている。静磁場発生磁石としては、一般的には、永久磁石、常電導磁石、または超電導磁石が用いられる。

[0003] 対向配置型の静磁場発生磁石を用いる MRI装置の場合、例えば特許文献 1に示すように、静磁場発生磁石の撮像領域側に傾斜磁場コイルを配置し、傾斜磁場コィルと静磁場発生磁石との間に、傾斜磁場コイルの支持部材と、磁性体群で構成された静磁場調整部とを配置する構成が知られている。しカゝしながら、この構成では、静磁場調整部が静磁場発生磁石に引きつけられて歪みを生じ、これにより傾斜磁場コィルの支持部材も歪みを生じるため、傾斜磁場コイルと支持部材との間に空隙が生じ、支持が不完全になりやすいという問題がある。傾斜磁場コイルにはパルス状の電流が流れるため、ローレンツ力による振動を発生するが、支持部材による支持が不完全であると大きな振動を生じやすい。特許文献 1では、この問題を解決するために、傾斜磁場コイルとその支持部材との間に、高さ調整手段を挿入し、空隙が生じないようにしている。これにより、傾斜磁場コイルの振動を抑制している。

特許文献 1：特開 2002-102206号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 上記特許文献 1に開示されて！ヽる構成では、傾斜磁場コイルの支持部材と静磁場調整部とが接触しているので、傾斜磁場コイルの振動が静磁場調整部に伝達する。このため、静磁場が振動してしまうという問題がある。また、特許文献 1の磁場調整部は、振動減衰機能を備えていないため、振動を減衰させるためには減衰部材を別途配置する必要がある。振動減衰部材を別途配置する場合、減衰部材を配置するための空間が必要になるため、傾斜磁場コイルと静磁場発生部との間の間隔を広げる必要が生じる。その結果、被検体を配置する撮像領域が狭められるという問題がある。

[0005] 本発明の目的は、傾斜磁場コイルの振動を低減するとともに、静磁場補正部に振動を伝達せず、し力も、静磁場補正部が振動減衰をも行うことによって省スペース化を図ることができる MRI装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0006] 上記目的を達成するために、本発明の第 1の態様では、以下のような MRI装置を提供する。すなわち、互いに対向して配置され、その間の空間に静磁場領域を形成する一対の静磁場発生部と、前記一対の静磁場発生部の対向面にそれぞれ第 1の支持部材を介して配置された平板状の傾斜磁場発生部と、前記静磁場発生部と前記傾斜磁場発生部との間にそれぞれ配置された、静磁場均一度補正のための静磁場補正部とを有する MRI装置である。静磁場補正部は、静磁場均一度を補正するための磁性体片が配置されてヽる平板状のシムトレイであって、前記一対の静磁場発生部の対向面にそれぞれ第 2の支持部材を介して配置されている。このような第 1の態様の MRI装置では、傾斜磁場発生部は第 1の支持部材とは別の第 2の支持部によって静磁場発生部に支持されているため、傾斜磁場発生部の振動が静磁場補正部に直接伝達されない。

[0007] このとき、上記シムトレイと傾斜磁場発生部は、それぞれ独立して静磁場発生部によって支持された構成にすることができる。

[0008] また、上記シムトレイと傾斜磁場発生部との間、およびシムトレイと傾斜磁場発生部との間には、空隙が設けられた構成にすることができる。

[0009] 上記シムトレイが 1以上の貫通孔を有する構成とし、第 1の支持部材を貫通孔内に配置する構成にすることができる。これにより、振動減衰のための空間をシムトレイとは別に用意する必要がないため、省スペース化を図ることができる。

[0010] 上記シムトレイが予め定めたパターンで複数の貫通孔を備える構成とし、複数の貫通孔のうち 1以上の孔には、磁性部材片を挿入し、別の 1以上の孔には、第 1の支持部材を挿入する構成にすることができる。

[0011] 上記第 1の支持部材は、傾斜磁場発生部に対して中心対称に配置することが可能である。

[0012] 上記シムトレイは、非磁性材料により形成することが可能である。

[0013] 上記シムトレイは、導電性を有する材料で形成することが可能であり、これにより、静磁場変動を打ち消す導電性シールドとしての作用も得ることができる。

[0014] 上記静磁場発生部は、対向面に凹部を有する構成とし、シムトレイと傾斜磁場発生部は、凹部内に配置することが可能である。この場合、凹部の内周面と傾斜磁場発生部との間に、傾斜磁場発生部の主平面方向の振動を減衰させる部材を配置することが可能である。

[0015] 上記第 1の支持部材は、振動減衰部材を含む構成にすることができる。

[0016] 上記第 1の支持部材は、磁性を有する部材を含み、静磁場均一度を補正する作用を奏するよう〖こすることちできる。

[0017] 上記第 1の支持部材は、シムトレイと非接触となるように配置することができる。これにより、傾斜磁場発生部の振動がシムトレイに伝達するのを防止することができる。

[0018] 上記シムトレイの複数の貫通孔は、大径と小径の 2種類を設け、磁性部材片を小径の貫通孔に挿入し、第 1の支持部材を大径の貫通孔に挿入する構成にすることができる。

[0019] 上記シムトレイの複数の貫通孔のうち、磁性部材片および第 1の支持部材のいずれもが配置されていない貫通孔の少なくとも 1つに、傾斜磁場発生部の振動振幅抑制のための部材を挿入することができる。この振動振幅抑制部材としては、静磁場発生源に一端が固定され、他端が傾斜磁場発生部に接触する弾性部材を用いることができる。上記振動振幅抑制部材は、傾斜磁場発生部の振動の腹の位置に配置することが望ましい。

[0020] また、シムトレイの複数の貫通孔のうち、磁性部材片および支持部材の、ずれもが配置されて!ヽなヽ貫通孔の少なくとも 1つに、振動減衰材料を充填することも可能でめる。 [0021] 上記第 1の支持部材は、振動減衰部材を挟んで配置された第 1固定部と第 2固定部とを有する構成にすることができる。第 1固定部は、静磁場発生部に固定し、第 2固定部は、傾斜磁場発生部に固定する。

[0022] 上記第 1固定部は容器形状部を有する構成とし、振動減衰部材は容器形状部の中に配置し、第 2固定部は、容器形状部の振動減衰部材の中に挿入する構成とすることができる。

[0023] 上記磁性部材片は、振動減衰部材の中に磁性体を混合した材料によって形成されたものを用いることができる。

[0024] 上記目的を達成するために、本発明の第 2の実施の態様では、以下のような MRI 装置を提供する。すなわち、互いに対向して配置され、その間の空間に静磁場領域を形成する一対の静磁場発生部と、前記一対の静磁場発生部の対向面にそれぞれ配置された傾斜磁場発生部と、前記静磁場発生部と前記傾斜磁場発生部との間に配置された、静磁場均一度補正のためのシムトレイとを有する MRI装置である。シムトレィは、複数層構造であって、少なくとも一層は振動減衰材料で形成され、傾斜磁場発生部は、シムトレイの上面に搭載され、シムトレイによって支持されている。発明の効果

[0025] 傾斜磁場コイルと静磁場発生磁石との間の空間を拡張することなぐ傾斜磁場コィルの振動の低減と、静磁場不均一の補正の両方を達成することができる。

発明を実施するための最良の形態

[0026] 本発明の一実施の形態の磁気共鳴イメージング装置について図面を用いて説明する。

(第 1の実施の形態）

第 1の実施の形態の MRI装置は、図 1にその全体構成を示したように、静磁場発生装置 2と、傾斜磁場発生系 3と、ベッド 21と、送信系 5と、受信系 6と、信号処理系 7と、シーケンサ 4と、中央演算処理装置 (CPU) 8とを備えている。

[0027] 静磁場発生装置 2は、図 2にその概要を示したように、上下に対向して配置された一対の静磁場発生磁石 2a、 2bと、板状のシムトレイ 22と、静磁場発生磁石 2a、 2bを連結する不図示の連結柱とを有する。静磁場発生磁石 2a、 2bの外形は、いずれも対向面の中央に凹部 103を有する円盤状であり、静磁場発生磁石 2a、 2bの間の空間に静磁場領域 (撮像空間） 50を形成する。静磁場発生磁石 2a、 2bとしては、永久磁石、常電導磁石、または超電導磁石を用いることができる。シムトレイ 22は、静磁場発生磁石 2a、 2bの凹部 103内にそれぞれ配置されている。シムトレイ 22には、図 3に示したように所望の位置に磁性体片 23が保持されており、磁性体片 23の発する磁界もしくは磁性体片 23が形成する磁路の作用によって静磁場発生磁石 2a、 2bが形成する静磁場領域 50の磁場の不均一を補正する。これにより、静磁場領域 50の均一度を高めている。シムトレイ 22の構造については、後で詳しく説明する。

[0028] 静磁場発生磁石 2a、 2bの凹部 103には、シムトレイ 22の他に、傾斜磁場発生系 3 の傾斜磁場コイル 9と、送信系 5の高周波コイル 14aが配置されている。シムトレイ 22 は、傾斜磁場コイル 9と静磁場発生磁石 2a、 2bとの間に挟まれるように配置される。ベッド 21は被検体 1を搭載し、撮像部位を静磁場領域 50に配置する。

[0029] 傾斜磁場発生系 3は、静磁場領域 50に XYZ3軸方向にそれぞれ所望の傾斜磁場印加するための傾斜磁場コイル 9と、傾斜磁場コイル 9に駆動電流を供給する傾斜磁場電源 10とを有する。

[0030] 送信系 5は、高周波発振器 11と、変調器 12と、高周波増幅器 13と、高周波コイル 1 4aとを有する。高周波発振器 11が発信した高周波信号は、変調器 12によりシーケンサ 4からの指示に応じた周波数に変調され、高周波増幅器 13によって増幅され、送信側高周波コイル 14aに受け渡される。送信側高周波コイル 14aは、受け取った高周波信号から高周波磁場を発生し、静磁場領域 50の被検体 1に照射する。

[0031] 受信系 6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とを有する。被検体 1が発生する磁気共鳴 (MR)信号は、高周波コイル 1 4bにより受信された後、増幅器 15で増幅され、直交位相検波器 16により検波され、さらに AZD変により AZD変換される。なお、直交位相検波器 16の検波の基準となる中心周波数は、高周波発振器 11から直交位相検波器 16にセットされる

[0032] 信号処理系 7は、 CPU8とディスプレイ 20と入力部 19と記録再生装置 18とを有している。 CPU8は、受信系 6の AZD変翻 17から MR信号データを受け取り、これを処理して画像再構成を行う。得られた画像は、ディスプレイ 20に表示される。画像再構成の条件は、入力部 19を介して操作者力も受け付ける。 CPU8は、必要に応じて再構成画像や MR信号データを記録再生装置 18に格納する。

[0033] CPU8は、入力部 19から撮像開始の指示を受け付けた場合には、内蔵するメモリに予め格納されたプログラムを読み込んで実行することにより、所定の撮像を実現するパルスシーケンスをシーケンサ 4に設定する。撮像条件は、入力部 19を介してオペレータから受け付ける。シーケンサ 4は、 CPU8から設定されたパルスシーケンスに従つて、傾斜磁場電源 10、変調器 12および AZD変換器 17に所定のタイミングで制御信号を出力して動作させる。具体的には、シーケンサ 4は、傾斜磁場電源 10に制御信号を送信し、傾斜磁場コイル 9により撮像空間に所望方向の傾斜磁場を発生させる。同時に、変調器 12に命令を送信して所定の高周波磁場波形を生成させ、高周波コイル 14aから高周波磁場パルスを発生し、被検体 1に印加する。被検体 1が発した MR信号は、高周波磁場コイル 14bにより受信し、検波器 16で検波し、 CPU8による画像再構成処理に用いられる。

[0034] ここでシムトレイ 22の構造について図 3、図 4を用いて詳しく説明する。シムトレイ 22 は、図 3に示したように予め定められたパターンで複数の貫通孔 22hが設けられた円板であり非磁性材料によって形成されている。非磁性材料としては、例えば、アルミや銅等の非磁性で導電性の金属、 FRP(Fiber Reinforced Plastics)やガラスエポキシ榭脂等の榭脂を用いることができる。貫通孔 22hの配置パターンは、図 3の例では、シムトレイ 22の中心力も放射状に、かつ、半径方向に一定の間隔をあけて配列している力これに限らず他の配列パターンやランダムな配置とすることも可能である。

[0035] シムトレイ 22は、図 4に示したように、静磁場発生磁石 2a、 2b上に配置された支持部 29によって支持されている。この支持部 29は、シムトレイ 22と静磁場発生磁石 2a 、 2bとが直接接触せず、両者の間に僅かな空隙が開くように支持している。ボルト 12 6は、シムトレイ 22を支持部 29および静磁場発生装置 2a、 2bに固定している。シムトレイ 22の複数の貫通孔 22hのうちの一部には、静磁場発生磁石 2a, 2bの形成する静磁場の不均一を補正するための磁性体片 23が挿入されてヽる。磁性体片 23が挿入されていない貫通孔 22hのうちの一部には、支持部材 25が挿入されている。この支持部材 25は、静磁場発生磁石 2a、 2bに対して傾斜磁場コイル 9を支持している。このとき支持部材 25は、傾斜磁場コイル 9とシムトレイ 22との間には僅かな間隔 (例えば数 mm)の空隙が開くように傾斜磁場コイル 9を支持している。すなわち、シムトレィ 22は支持部 29によって、傾斜磁場コイル 9は支持部材 25によって、それぞれ独立に静磁場発生装置 2a、 2bに支持されている。なお、支持部材 25は、シムトレイ 22の貫通孔 22hの内壁に対して非接触である。

[0036] 支持部材 25は、振動減衰部材 24と、その端面にそれぞれ固定されたボルト 28と座 27とを含む。振動減衰部材 24は、例えばゴム、プラスチック、金属とゴムの複合部材のように振動を熱エネルギーに変換して減衰させる作用が大きい材料で形成された柱状部材を用いることができる。振動減衰部材 24の形状は、用いる材料の振動減衰特性と、傾斜磁場コイル 9の振動モードとを考慮して、抑制したい振動モードが効果的に振動減衰されるように設計する。ボルト 28と座 27は、接着剤やねじ構造等によつて振動減衰部材 24に固定されて!/ヽる。

[0037] 支持部材 25のボルト 28は、静磁場発生磁石 2a、 2bに固定される。一方、座 27には、雌ねじが形成されており、傾斜磁場コイル 9を貫通するボルト 26と結合する。支持部材 25を通す貫通孔 22hは、傾斜磁場コイル 9の形状や振動モードを考慮して支持部材 25を配置するのに適した位置の孔が選択される。具体的には、傾斜磁場コィル 9を支持することができ、かつ、傾斜磁場コイル 9の振動を抑制するのに適した位置にある孔を選択する。例えば、支持部材 25を傾斜磁場コイル 9に対して中心対称に配置する。このとき、振動振幅が大きい主振動モードの腹の位置に支持部材 25を配置するのが望ましい。支持部材 25の数は、傾斜磁場コイル 9を支持できる数、すなわち 1本以上であればよいが、図 3では、一例として 4本の支持部材 25 (振動減衰部材 24)によって傾斜磁場コイル 9を支持している。し力しながら、 4本に限らず所望の本数の支持部材 25を配置することができる。また、支持部材 25を 1本にする場合には、傾斜磁場コイル 9の中心位置に配置することができる。

[0038] 磁性体片 23は、鉄等の磁性体を所望の磁化力が得られる量だけ含み、貫通孔 22 hに挿入可能な形状に形成されている。磁性体としては、強磁性材料、永久磁石材料、軟磁性材料等を用いることができる。磁性体片 23は、磁性体片 23が生じる磁界もしくは磁性体片 23が形成する磁路の作用によって、静磁場発生磁石 2a、 2bの磁場の不均一を補正するものである。例えば、着磁されていない鉄を含む磁性体片 23 が静磁場中に配置されることにより、磁性体片 23が発生する磁界によって、静磁場を強めることによって静磁場不均一を補正することができる。また、着磁されている永久磁石を含む磁性体片 23を、発生する磁界の向きが静磁場の向きと一致するように配置することにより静磁場を強めて静磁場不均一を補正したり、逆向きに配置することにより静磁場を弱めて静磁場不均一を補正することができる。さらに、軟磁性材料を含む磁性体片 23を、静磁場の磁束密度が粗な位置に配置することにより周囲の磁束を引き寄せて静磁場不均一を補正することができる。このように、磁性体片 23としては、静磁場発生磁石 2a、 2bの静磁場中に配置された場合に意図する磁気的性質が生じるものであればよぐ予め着磁しておくかどうかは必要に応じて定めることができる。

[0039] 具体的な磁性体片 23の構造としては、例えば、所望量の磁性体 (例えば鉄)を榭脂等の非磁性材料によって包み込んだものや、磁性体を非磁性材料に分散させたものを用いることできる。磁性体片 23の外形は、貫通孔 22hの形状に合わせ、例えば円柱形状にすることができる。また、貫通孔 22hの内壁に雌ねじを形成しておき、磁性体片 23をそれに嚙み合う雄ねじ形状にすることにより、貫通孔 22hへの磁性体片 23の装着が容易になる。また、磁性体片 23として、複数種類の磁化量が得られるように磁性体の量をそれぞれ変えた複数種類のものを予め用意しておき、静磁場領域 50の不均一度の測定結果に応じて補正に必要な磁ィ匕量のものを選択して、貫通孔 22hに装着するようにすると、容易に静磁場不均一の補正を行うことができる。

[0040] MRI装置の製造時または設置時のシムトレイ 22の装着手順は次の通りである。まず静磁場発生装置 2が形成する静磁場領域 50の磁場均一度を測定する。測定結果に応じて、静磁場均一度の所望の均一度以上にするために必要な、磁性体片 23の磁ィ匕量およびそれを配置すべき貫通孔 22hの位置を計算により求める。磁性体片 2 3を挿入する貫通孔 22hの位置が、予め設計により定めた、支持部材 25を配置する貫通孔 22hの位置と重なる場合には、支持部材 25の配置を優先する。この場合、磁性体片 23の位置を隣接する貫通孔 23にずらす等により対応する。所定の 1以上の貫通孔 22hに磁性体片 23を装着したシムトレイ 22を、静磁場発生磁石 2a、 2bの凹部 103に配置し、ボルト 126で固定する。貫通孔 22hのうち予め設計により定めた孔に、支持部材 25を非接触で通し、支持部材 25のボルト 28を静磁場発生磁石 2a、 2b に固定する。傾斜磁場コイル 9をシムトレイ 22の上に配置し、ボルト 26によって支持部材 25の座 27に固定する。さらに高周波コイル 14aを凹部 103の上部に配置する。

[0041] このようにシムトレイ 22を配置することにより、シムトレイ 22の貫通孔 22hに装着した磁性体片 23により、静磁場不均一を補正することができるため、静磁場均一度を向上させることができ、高精度な再構成画像を提供できる。しカゝも、シムトレイ 22の貫通孔 22hに配置した支持部材 25によって、傾斜磁場コイル 9の振動を熱エネルギーに変換して減衰することができるため、シムトレイ 22に重ねて別の振動減衰部材を配置する必要がなぐ薄型の静磁場発生磁石 2a、 2bを実現できる。これにより、傾斜磁場コイル力ゝらの振動、振動に伴う騒音を低減した MRI装置を提供できる。また、静磁場発生磁石 2a、 2bの凹部 103が浅くても、傾斜磁場コイル 9や高周波コイル 14aを静磁場領域 50側に突出して配置することがないため、被検体 1に対して広い静磁場領域 (撮像空間） 50を提供することができ、被検体 1に圧迫感を与えない。よって、高精度な再構成画像が得られ、しかも振動および騒音が少なぐ広い撮像空間 50を提供できるとヽぅ被検体にとって負担の少なヽ MRI装置を提供できる。

[0042] また、支持部材 25とシムトレイ 22とは非接触であるため、傾斜磁場コイル 9の振動は、支持部材 25と静磁場発生磁石 2a、 2bと支持部 29とを介してシムトレイ 22に伝わる。よって、傾斜磁場コイル 22から直接伝わる場合と比較して、振動の伝達経路が長くなつているため、振動が伝達しにくぐシムトレイ 22の振動を低減できるという効果も得られる。

[0043] なお、上述の説明では、磁性体片 23を配置すべき貫通孔 22hと、支持部材 25を配置すべき貫通孔 22hとが重なる場合には、支持部材 25を優先的に配置しているが、支持部材 25として、所望の磁性を有するものを用いることにより、支持部材 25に磁性体片 23の作用を兼用させることも可能である。これにより、磁性体片 23の位置をずらす必要がないため、高精度に静磁場均一度の補正ができる。所望の磁性を有する支持部材 25の構成としては、例えば振動抑制部材 24に鉄粉等の磁性体を所定量分散させる等により添加した構成にすることができる。また、座 27やボルト 28を所定の磁化量の磁性体材料により構成することや、座 27やボルト 28に磁性体片を埋め込んだ構成にすることも可能である。

[0044] 磁性体片 23として、鉄粉等の磁性体粉を振動減衰材料に分散させたものを圧縮成型等により成型したものを用いることができる。このような磁性体片 23を用いることにより、傾斜磁場コイル 9の発生する傾斜磁場によって磁性体片 23に生じるローレンツ力を振動減衰材料によって減衰させることができる。これにより、磁性体片 23に生じるローレンツ力により、シムトレイ 22に振動が生じるのを防止することができる。

[0045] また、シムトレイ 22の貫通孔 22hのうち、支持部材 25も磁性体片 23も配置していなぃ孔に、振動減衰部材 24を充填することが可能である。シムトレイ 22の振動を減衰する効果が得られる。

[0046] また、シムトレイ 22をアルミや銅等の導電性材料によって形成した場合には、静磁場発生磁石 2a、 2bの振動により生じる静磁場変動を打ち消す導電性シールドとしての作用を得ることができる。この導電性シールドは、静磁場変動によって渦電流を生じ、この渦電流によって生じる磁界が静磁場変動を打ち消す作用をするものであり、アルミシールド等として公知の技術である。

[0047] 上述した支持部材 25は、振動を減衰する効果を向上させようとすると径が大きくなる傾向にある。一方、磁性体片 23は、径が小さい（例えば φ 6— 8mm)ものが多数配置された方が、高精度な静磁場不均一の補正ができる。そこで図 6に示したように、シムトレイ 22に設ける貫通孔 22hを、支持部材 25 (振動減衰部材 24)を通す貫通孔 22hにつヽては予め径を大きく形成しておき、他の貫通孔 22hにつヽては磁性体片 23に合わせた径にしておくことができる。これにより、大径の支持部材 25と小径の磁性体片 23とを用いることが可能になるため、傾斜磁場コイル 9の支持強度向上と、高精度な静磁場不均一の補正とを両立させることができる。

[0048] (第 2の実施の形態）

第 2の実施の形態の MRI装置は、支持部材 25の構造が第 1の実施の形態とは異なっている。他の構造については第 1の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

[0049] 第 2の実施の形態の支持部材 25は、図 5に示したように、金属等の剛性のある材料で形成された容器 28aの底部に雄ねじ 28bを固定した構造のボルト 28を用い、容器 28aの内部にゴム等の振動減衰部材 24を充填している。ねじ穴が形成された座 27 は、振動減衰部材 24の中に埋め込まれている。よって、座 27と容器 28aとは直接接触することはなぐ振動減衰部材 24を挟んで配置される。傾斜磁場コイル 9は、ボルト 26によって座 27に固定される。

[0050] 図 5の支持部材 25は、振動減衰部材 24を容器 28bに収容し、その内部に座 27を埋め込んだ構造であるため、支持部材 25の強度が大きぐ振動減衰の効果が大きいという特徴がある。よって、傾斜磁場コイル 9の重量が大きい場合であっても、少ない数の支持部材 25で傾斜磁場コイル 9を支持することができ、振動減衰の効果も高、

[0051] 第 2の実施の形態の支持部材 25は、減衰効果が高いものが容易に設計できるが、構造上径が大きくなる傾向にある。設計にもよるが第 2の実施の形態の支持部材 25 の径は、例えば φ 40— 50mm程度となる。一方、磁性体片 23は、径が小さい（例えば φ 6— 8mm)ものが多数配置された方力高精度な静磁場不均一の補正ができる。したがって、シムトレイ 22としては、図 6に示した、支持部材 25を通す貫通孔 22hのみ径を大きくしたものを用いることができる。

[0052] (第 3の実施の形態）

第 3の実施の形態の MRI装置は、支持部材 25の構造が第 1の実施の形態とは異なっている。他の構造については第 1の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

[0053] 第 3の実施の形態の支持部材 25は、図 7に示したように、金属等の剛性のある材料で形成された容器 28aの底部に雄ねじ 28bを固定した構造のボルト 28を用い、容器 28aの内部に振動減衰部材 24を充填している。ねじ穴が形成された座 27は、振動減衰部材 24の中に埋め込まれている。容器 28aは開口が狭められた形状であり、この開口が座 27によって塞がれ、さらにシール材 150によって密閉された構造になつている。

[0054] 従って、本実施の形態では、振動減衰部材 24としてゴム等の固体の弾性部材の他に、オイル、ブタン系高分子、シリコン系高分子等の粘性流体や、鉛玉や砂粒等の摩擦の大きな粒状物を容器 28aに封入して用いることができる。

[0055] し力も、本実施の形態の支持部材 25は、振動減衰部材 24が容器 28bに収容されているため、支持部材 25の強度が大きぐ振動減衰の効果も高い。

[0056] なお、シムトレイ 22としては、図 6に示した支持部材 25が配置される貫通孔 22hのみ径を大きくした構造のものを用いることができる。

[0057] (第 4の実施の形態）

第 4の実施の形態の MRI装置を図 8を用いて説明する。図 8の MRI装置では、傾斜磁場コイル 9の振動モードのうち振動振幅が大きい主振動モードや、共振や騒音に寄与して、る振動モード等、その振動振幅を低減した、振動モードの振幅を直接的に低減する手段をさらに配置したものである。具体的には、低減したい振動モードの振幅が大き!、位置 (振動の腹の位置もしくはその近傍)の貫通孔 22hに、弾性材料で形成された柱状の振動振幅抑制部材 124を立設し、振動振幅抑制部材 124の先端を傾斜磁場コイル 22に接触させることにより傾斜磁場コイル 22の振動を直接的に押さえ、振動振幅を減少させる。支持部材 25および磁性体片 23は、第 1の実施の形態と同様に配置する。また、他の構成も第 1の実施の形態と同様である。

[0058] 柱状の振動振幅抑制部材 124は、弾性体であればよぐここでは第 1の実施の形態の支持部材 25と同様に、振動減衰部材 24にボルト 28を取り付けたものを用いている。振動減衰部材 24の先端は、傾斜磁場コイル 9に接するように長さが調節されている

[0059] 振動振幅抑制部材 124を配置する貫通孔 22hは、傾斜磁場コイル 9の振動の腹の位置、またはその近傍を選択する。これにより振動を効率よく抑制することができる。ただし、傾斜磁場コイル 9の振動モードは、周波数が数千 Hz程度のものまで多数存在するため、すべての振動モードの腹の位置に振動振幅減衰部材 124を配置することは現実的には困難である。したがって、騒音や共振等に寄与している振動モードを選択し、その振動の腹の位置またはその近傍に振動振幅抑制部材 124を配置する。

[0060] また、振動振幅抑制部材 124の振動減衰部材 24として、所望の磁化量の磁性体を含有するものを用いることにより、振動振幅抑制部材に磁性体片 23としての作用を兼用させることができる。 [0061] なお、図 8に示した構成において、支持部材 25として、図 5または図 7に示した支持部材 25を用いることも可能である。

[0062] (第 5の実施の形態）

第 5の実施の形態では、第 1一第 4の実施の形態に示した構成に加えて、図 9のように傾斜磁場コイル 9の外周部にリング状の振動減衰部材 224を配置する。

[0063] リング状の振動減衰部材 224は、静磁場発生磁石 2a、 2bにボルト 30によって固定される。リング状の振動減衰部材 224の内周面は、傾斜磁場コイル 9の外周面と接触することにより、傾斜磁場コイル 9の主平面方向の振動を減衰させる。

[0064] これにより、傾斜磁場コイル 9を厚み方向については支持部材 25によって支持して振動を減衰させ、主平面方向につ!、てはリング状の振動減衰部材 224によって振動を減衰させることができる。なお、図 9では、シムトレイ 22および支持部材 25として第 1の実施の形態のものを用いた例を示している力第 2—第 4の実施の形態のものを用いることが可能である。

[0065] また、図 9では、リング状の振動減衰部材 224を用いている力これに代えて、複数の棒状の減衰部材を凹部 103の内壁から傾斜磁場コイル 9に向かって放射状またはランダムに配置することにより、同様の効果を得ることが可能である。

[0066] (第 6の実施の形態）

つぎに、本発明の第 6の実施の形態の MRI装置について図 10を用いて説明する。第 6の実施の形態では、シムトレイ 22を 3層構造とし、中層 324を振動減衰部材で形成している。傾斜磁場コイル 9側に位置する上層 22aおよび静磁場発生磁石 2a、 2b 側に位置する下層 22bは、第 1の実施の形態と同様にアルミや FRP(Fiber

Reinforced Plastics)等の非磁性材料によって形成されて!、る。

[0067] 3層構造のシムトレイ 22には、第 1の実施の形態の図 3に示したように複数の貫通孔 22hが形成され、そのうち静磁場の補正が必要な位置の孔については磁性体片 2 3が挿入されている。磁性体片 23は、第 1の実施の形態で説明したものと同様である。傾斜磁場コイル 9は、シムトレイ 22の表面に直接搭載され、シムトレイ 22の上層 22a に形成されたねじ穴 226に対してボルト 26によって固定されている。この他の MRI装置の構成については第 1の実施の形態と同様の構成である。 [0068] 図 7の 3層構造のシムトレイ 22の場合、傾斜磁場コイル 9の振動を、シムトレイ 22の振動減衰層 324によって熱エネルギーに変換されることにより減衰することができる。また、シムトレイ 22に装着された磁性体片 23によって、静磁場発生磁石 2a、 2bの発生する静磁場の不均一を補正することができる。

産業上の利用可能性

[0069] 本発明は、コンパクトな装置でありながら、高精度な静磁場均一度が得られ、し力も、傾斜磁場コイル力の振動、騒音が少なく被検体にとって負担が少ない MRI装置を提供できる。

図面の簡単な説明

[0070] [図 1]第 1の実施の形態の MRI装置の全体構成を示すブロック図である。

[図 2]第 1の実施の形態の MRI装置の静磁場発生装置 2の断面図である。

[図 3]第 1の実施の形態の MRI装置のシムトレイ 22の上面図である。

[図 4]第 1の実施の形態の MRI装置の静磁場発生磁石 2aとシムトレイ 22の断面図でめる。

[図 5]第 2の実施の形態の MRI装置のシムトレイ 22と支持部材 25の拡大断面図である。

[図 6]第 1および第 2の実施の形態の MRI装置のシムトレイ 22の上面図である。

[図 7]第 3の実施の形態の MRI装置のシムトレイ 22と支持部材 25の拡大断面図である。

[図 8]第 4の実施の形態の MRI装置の静磁場発生磁石 2aとシムトレイ 22の断面図でめる。

[図 9]第 5の実施の形態の MRI装置の静磁場発生磁石 2aとシムトレイ 22の断面図でめる。

[図 10]第 6の実施の形態の MRI装置の静磁場発生磁石 2aとシムトレイ 22の断面図である。

符号の説明

[0071] 1 · · '被検体、 2· · '静磁場発生装置、 2a、 2b - - '静磁場発生磁石、 3 · · '傾斜磁場発生系、 4· ·，シーケンサ、 5 · · ·送信系、 6 · · ·受信系、 7 · · ·信号処理系、 8 · · ·中央演算処理装置 (CPU)、 9···傾斜磁場コイル、 10···傾斜磁場電源、 11···高周波発振器、 12··，変調器、 13· ··高周波増幅器、 14a · · '送信側高周波コイル、 14b- · '受信側高周波コイル、 15·· '増幅器、 16…直交位相検波器、 17· · 'AZD変換器、 18···記録再生装置、 19···入力部、 20· "ディスプレイ、 21· "ベッド、 22···シムトレイ、 22h' · ·貫通孔、 23·· '磁性体片、 24· · '振動減衰部材、 25·· '支持部、 2 6· "ボルト、 27···座、 28· "ボルト、 29···支持部、 103···凹部、 124···振動振幅抑制部材、 126·· 'ボルト、 150·· 'シール材、 224· ··リング状振動減衰部材、 22 6·· 'ボルト、 324· · '振動減衰層。

Claims

請求の範囲

[1] 互いに対向して配置され、その間の空間に静磁場領域を形成する一対の静磁場発生部と、前記一対の静磁場発生部の対向面にそれぞれ第 1の支持部材を介して配置された平板状の傾斜磁場発生部と、前記静磁場発生部と前記傾斜磁場発生部との間にそれぞれ配置された、静磁場均一度補正のための静磁場補正部とを有し、前記静磁場補正部は、静磁場均一度を補正するための磁性体片が配置されてヽる平板状のシムトレイであって、前記一対の静磁場発生部の対向面にそれぞれ第 2 の支持部材を介して配置されていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

[2] 請求項 1に記載の磁気共鳴イメージング装置にぉ、て、前記シムトレイと前記傾斜磁場発生部は、それぞれ独立して前記静磁場発生部によって支持されていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

[3] 請求項 1に記載の磁気共鳴イメージング装置にぉ、て、前記シムトレイと前記傾斜磁場発生部との間、および前記シムトレイと前記傾斜磁場発生部との間には、空隙が設けられていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

[4] 請求項 1に記載の磁気共鳴イメージング装置にぉ、て、前記シムトレイは 1以上の貫通孔を有し、前記第 1の支持部材は前記貫通孔内に配置されていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

[5] 請求項 1に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記シムトレイには、予め定めたパターンで複数の貫通孔が備えられ、前記複数の貫通孔のうち 1以上の孔には、前記磁性部材片が挿入され、別の 1以上の孔には、前記第 1の支持部材が挿入されて、ることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

[6] 請求項 1に記載の磁気共鳴イメージング装置にぉ、て、前記第 1の支持部材は、前記傾斜磁場発生部に対して中心対称に配置されていることを特徴とする磁気共鳴ィメージング装置。

[7] 請求項 1に記載の磁気共鳴イメージング装置にぉ、て、前記シムトレイは非磁性材料により形成されていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

[8] 請求項 7に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記シムトレイは導電性を有する材料で形成されていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

[9] 請求項 1に記載の磁気共鳴イメージング装置にぉ、て、前記静磁場発生部は、前記対向面に凹部を有し、前記シムトレイと前記傾斜磁場発生部は、前記凹部内に配置されて!ヽることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

[10] 請求項 9に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記凹部の内周面と前記傾斜磁場発生部との間には、前記傾斜磁場発生部の主平面方向の振動を減衰させる部材が配置されていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

[11] 請求項 1に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記第 1の支持部材は、振動減衰部材を含むことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

[12] 請求項 1ないし 4のいずれか 1項に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記第 1の支持部材は、磁性を有する部材を含み、静磁場均一度を補正していることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

[13] 請求項 1に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記第 1の支持部材は、前記シムトレイとは非接触であることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

[14] 請求項 5に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記シムトレイの前記複数の貫通孔には、大径と小径の 2種類があり、前記磁性部材片は、前記小径の貫通孔に挿入され、前記第 1の支持部材は、前記大径の貫通孔に挿入されていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

[15] 請求項 5に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記シムトレイの複数の貫通孔のうち、前記磁性部材片および前記第 1の支持部材のいずれもが配置されていない貫通孔の少なくとも 1つには、前記傾斜磁場発生部の振動振幅抑制のための部材が挿入され、

前記振動振幅抑制部材は、前記静磁場発生源に一端が固定され、他端が傾斜磁場発生部に接触する弾性部材であることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

[16] 請求項 15に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記振動振幅抑制部材は、前記傾斜磁場発生部の振動の腹の位置に配置されて!ヽることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

[17] 請求項 5に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記シムトレイの複数の貫通孔のうち、前記磁性部材片および支持部材のヽずれもが配置されて!ヽなヽ貫通孔の少なくとも 1つには、振動減衰材料が充填されていることを特徴とする磁気共鳴ィメ一ジング装置。

[18] 請求項に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記第 1の支持部材は、前記振動減衰部材を挟んで配置された第 1固定部と第 2固定部とを有し、前記第 1固定部は、前記静磁場発生部に固定され、前記第 2固定部は、前記傾斜磁場発生部に固定されていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

[19] 請求項 18に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記第 1固定部は容器形状部を有し、前記振動減衰部材は前記容器形状部の中に配置され、前記第 2固定部は、前記容器形状部の前記振動減衰部材の中に挿入されて!ヽることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

[20] 請求項 1に記載の磁気共鳴イメージング装置にぉ、て、前記磁性部材片は、振動減衰部材の中に磁性体を混合した材料によって形成されて、ることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

[21] 互いに対向して配置され、その間の空間に静磁場領域を形成する一対の静磁場発生部と、前記一対の静磁場発生部の対向面にそれぞれ配置された傾斜磁場発生部と、前記静磁場発生部と前記傾斜磁場発生部との間に配置された、静磁場均一度補正のためのシムトレイとを有し、

該シムトレイは、複数層構造であって、少なくとも一層は振動減衰材料で形成され、前記傾斜磁場発生部は、前記シムトレイの上面に搭載され、シムトレイによって支持されて、ることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。