WO2014119536A1 - 傾斜磁場コイルユニット及び磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

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WO2014119536A1
WO2014119536A1 PCT/JP2014/051751 JP2014051751W WO2014119536A1 WO 2014119536 A1 WO2014119536 A1 WO 2014119536A1 JP 2014051751 W JP2014051751 W JP 2014051751W WO 2014119536 A1 WO2014119536 A1 WO 2014119536A1
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WO
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magnetic field
support mechanism
field coil
gradient magnetic
gradient
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PCT/JP2014/051751
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French (fr)
Inventor
広太 渡辺
博光 高森
祐 上田
Original Assignee
株式会社 東芝
東芝メディカルシステムズ株式会社
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/385—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using gradient magnetic field coils
    • G01R33/3854—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using gradient magnetic field coils means for active and/or passive vibration damping or acoustical noise suppression in gradient magnet coil systems
    • G—PHYSICS
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    • G01R33/385—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using gradient magnetic field coils
    • G01R33/3858—Manufacture and installation of gradient coils, means for providing mechanical support to parts of the gradient-coil assembly

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a gradient coil unit and a magnetic resonance imaging (MRI: Magnetic Resonance Imaging) apparatus.
  • MRI Magnetic Resonance Imaging
  • the MRI apparatus magnetically excites the nuclear spin of a subject placed in a static magnetic field with a Larmor frequency radio frequency (RF) signal, and magnetic resonance (MR) generated along with this excitation.
  • RF radio frequency
  • MR magnetic resonance
  • An image diagnostic apparatus that reconstructs an image from a signal.
  • a cylindrical gradient magnetic field coil which is one of the components of an MRI apparatus, is installed in a bore of a cylindrical static magnetic field magnet.
  • the gradient magnetic field coil is supported by brackets attached to both side surfaces of the magnet forming the open end of the static magnetic field magnet.
  • an object of the present invention is to provide a gradient coil unit and an MRI apparatus capable of reducing vibration and noise.
  • a gradient coil unit includes a cylindrical gradient coil and a support mechanism.
  • the cylindrical gradient magnetic field coil applies a gradient magnetic field to the imaging region of magnetic resonance imaging.
  • the support mechanism is fixed at a plurality of positions of the gradient magnetic field coil, and applies a pressing force having a component in the central axis direction of the magnet to a plurality of positions on the inner edge of the wall constituting the cylindrical magnet, thereby the gradient magnetic field.
  • a coil is held on the magnet.
  • a magnetic resonance imaging apparatus includes the gradient coil unit and an imaging system. The imaging system performs magnetic resonance imaging of a subject using the gradient coil unit.
  • FIG. 4 The block diagram of the gradient magnetic field coil unit and MRI apparatus which concern on embodiment of this invention.
  • positioning of the support mechanism shown in FIG. Sectional drawing which shows the detailed structural example of the 1st support mechanism shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view of a first support mechanism shown in FIG. 3.
  • the perspective view of the 2nd member by the side of the magnet shown in FIG. The figure which shows the structural example of the edge of the magnet formed by the inner cylinder member and end surface member which are shown in FIG.
  • Sectional drawing which shows the detailed structural example of the 2nd support mechanism shown in FIG.
  • FIG. 10 is a top view of the third support mechanism shown in FIG. 9. Sectional drawing which looked at the 1st member of the 3rd support mechanism shown in FIG. 9 from the diagonal direction.
  • the perspective view which shows the example of the elongate hole provided in the 3rd support mechanism shown in FIG.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a gradient coil unit and an MRI apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the MRI apparatus 1 includes an imaging system 3 that performs MR imaging of the subject O using the gradient coil unit 2.
  • the imaging system 3 includes a magnet 4, a whole body coil 5, a receiving RF coil 6, a bed apparatus 7, and a control system 8 for controlling them.
  • the magnet 4, gradient magnetic field coil unit 2, and whole body coil 5 of the imaging system 3 each have a cylindrical structure and are coaxially built in a gantry 9.
  • the receiving RF coil 6 is provided at a position corresponding to the imaging purpose, for example, the top plate 10 of the bed apparatus 7.
  • the magnet 4 is a superconducting magnet having a cylindrical structure for forming a static magnetic field in the imaging region R of MR imaging.
  • FIG. 1 illustrates a cylindrical type superconducting magnet.
  • the magnet 4 is formed by closing the cylindrical outer cylinder member 4A constituting the outer wall of the magnet 4 and the cylindrical inner cylinder member 4B constituting the inner wall of the magnet 4 with the end face members 4C at both ends. Is configured.
  • a plurality of annular superconducting coils 4D cooled by liquid helium L He are arranged between the outer cylinder member 4A and the inner cylinder member 4B of the magnet 4, a plurality of annular superconducting coils 4D cooled by liquid helium L He are arranged.
  • a pipe 4E for circulating liquid nitrogen LN as a cooling medium is typically provided between the outer cylinder member 4A and the inner cylinder member 4B.
  • the gradient magnetic field coil unit 2 includes a cylindrical gradient magnetic field coil 11 that applies a gradient magnetic field to the imaging region R of MR imaging, and a support mechanism 12 that holds the gradient magnetic field coil 11 in the magnet 4.
  • the gradient magnetic field coil 11 includes a cylindrical X-axis coil 11X, a Y-axis coil 11Y, and a Z-axis coil 11Z.
  • the X-axis coil 11X, the Y-axis coil 11Y, and the Z-axis coil 11Z are protected by a hollow and cylindrical casing 11A.
  • the pipe 11B for circulating the cooling water L W is provided in the casing 11A.
  • a cancel coil having a polarity opposite to the polarity of the magnet 4 may be provided in the casing 11A as a shield for improving the uniformity of the static magnetic field.
  • the gradient magnetic field coil 11 provided with such a cancel coil is called an active shield gradient coil (ASGC).
  • ASGC active shield gradient coil
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement example of the support mechanism 12 illustrated in FIG.
  • FIG. 2 is a view of the magnet 4 and the gradient coil 11 as viewed from the side.
  • the gradient coil 11 can be held on the magnet 4 by using a plurality of first support mechanisms 12 ⁇ / b> A and a plurality of second support mechanisms 12 ⁇ / b> B as the support mechanism 12.
  • the first support mechanism 12 ⁇ / b> A and the second support mechanism 12 ⁇ / b> B are fixed to a plurality of locations of the gradient magnetic field coil 11.
  • the first support mechanism 12 ⁇ / b> A and the second support mechanism 12 ⁇ / b> B apply a pressing force having a component in the central axis direction of the magnet 4 to a plurality of locations on the inner edge of the wall constituting the cylindrical magnet 4.
  • the first support mechanism 12 ⁇ / b> A and the second support mechanism 12 ⁇ / b> B are configured to load the gradient magnetic field coil 11 with a tensile force having a component in the central axis direction of the magnet 4. Thereby, the gradient coil 11 can be held by the magnet 4.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a detailed structure example of the first support mechanism 12A shown in FIG. 2
  • FIG. 4 is a perspective view of the first support mechanism 12A shown in FIG. 3
  • FIG. 5 is a view of the magnet 4 side shown in FIG. It is a perspective view of the 2nd member.
  • illustration of the gradient magnetic field coil 11 is abbreviate
  • the first support mechanism 12A can be composed of a first member 20A, a second member 21A, and a positioning mechanism 22A.
  • the first member 20A is fixed to the gradient coil 11 side by an arbitrary method. In the illustrated example, the first member 20A is fastened to the gradient coil 11 side with a bolt 23A.
  • the second member 21 ⁇ / b> A is disposed at a position in contact with the inner edge of the wall constituting the magnet 4. Therefore, the second member 21 ⁇ / b> A has a shape that fits with the inner edge of the wall constituting the magnet 4.
  • the end portion of the inner cylinder member 4B has a shape without chamfering. For this reason, the inner cylinder member 4B side of the second member 21A is also not chamfered. Further, the shape of the second member 21A on the side of the inner cylinder member 4B can be determined so as to fit other parts.
  • FIG. 6 is a view showing an example of the structure of the edge of the magnet 4 formed by the inner cylinder member 4B and the end face member 4C shown in FIG.
  • FIG. 6A, 6B, and 6C show examples of the structure of the edge of the magnet 4 when the inner cylinder member 4B and the end face member 4C are connected by welding 4F.
  • FIG. 6A the end of the cylindrical side surface perpendicular to the plate thickness direction of the inner cylinder member 4B and the ring-like surface parallel to the plate thickness direction of the end face member 4C are welded 4F.
  • FIG. 6B a ring-shaped end surface parallel to the plate thickness direction of the inner cylinder member 4B and a ring-shaped end portion of the surface perpendicular to the plate thickness direction of the end surface member 4C are provided. It can also be connected to each other by welding 4F.
  • the inner cylinder member 4B and the end face member 4C are not in contact with each other or only slightly in contact with each other, and the inner cylinder member 4B and the end face member 4C are connected by welding 4F. Can also be connected.
  • the inner edge of the wall constituting the magnet 4 is formed by a corner of the inner cylinder member 4B, a corner of the end face member 4C, or a corner of both the inner cylinder member 4B and the end face member 4C. Therefore, the second member 21A provided in the first support mechanism 12A is configured to apply a pressing force to at least one end of the inner cylinder member 4B and the end surface constituting the magnet 4. That is, a pressing force is applied directly or indirectly to the end of the inner cylinder member 4B by the first support mechanism 12A.
  • the first member 20A and the second member 21A are connected to each other by an arbitrary method.
  • the first member 20 ⁇ / b> A is provided with a gap 24 for inserting the second member 21 ⁇ / b> A so as to be slidable in the central axis direction of the magnet 4. Then, the second member 21A is inserted into the gap 24 of the first member 20A.
  • the positioning mechanism 22A can be configured using, for example, a position adjusting bolt 25 and a nut 26.
  • the first member 20A is provided with a through hole for inserting the tip of the position adjusting bolt 25 into the gap 24 from the outside of the first member 20A. Further, the first member 20A is provided with a nut 26 for tightening the position adjusting bolt 25.
  • the nut 26 and the through hole are provided in the first member 20 ⁇ / b> A so that the length direction of the position adjusting bolt 25 is the central axis direction of the magnet 4.
  • the gradient magnetic field coil 11 can be positioned and fixed in the length direction.
  • the central axis direction of the magnet 4 and the gradient coil 11 is the horizontal direction. Therefore, by providing the first support mechanism 12 ⁇ / b> A at both ends of the magnet 4 and the gradient magnetic field coil 11, the gradient magnetic field coil 11 can be positioned and fixed in the horizontal direction with respect to the magnet 4. In the example shown in FIG. 1, the central axis direction of the magnet 4 and the gradient magnetic field coil 11 is set to the Z-axis direction.
  • a support member 27 for the gradient magnetic field coil 11 is provided on the inner surface of the magnet 4 as shown in FIG.
  • the support member 27 it is preferable to use a cushion such as rubber or elastomer. The reason is that the cushion functions as a vibration isolator.
  • a sheet 28 such as fiber reinforced plastic (FRP) or glass fiber reinforced plastic (GFRP) is attached to the surface of the inner cylindrical member 4B as a base.
  • FRP fiber reinforced plastic
  • GFRP glass fiber reinforced plastic
  • a plurality of support members 27 are provided on the sheet 28 in the circumferential direction.
  • any method such as a double-sided tape can be used.
  • the position of the gradient coil 11 can be adjusted by the first support mechanism 12A. Specifically, by adjusting the tightening amount of the position adjusting bolt 25 of the first support mechanism 12A provided on both sides of the gradient magnetic field coil 11, the gradient magnetic field coil 11 can be positioned in the longitudinal direction.
  • the female screw 26A provided on the first member 20A side and the male screw 25A of the position adjusting bolt 25 that is fastened to the female screw 26A and contacts the second member 21A are the first member for the second member 21A.
  • the member 20A functions as a movable unit for positioning at least the gradient coil 11 and the magnet 4 in the central axis direction. However, if it is possible to move the first member 20A relative to the second member 21A in the direction of the central axis of the gradient coil 11 and the magnet 4, another structure is adopted as the movable unit. Also good.
  • a movable unit when a movable unit is comprised with the internal thread 26A and the external thread 25A, it is suitable to provide the contact surface which contacts the 2nd member 21A and a curved surface at the front-end
  • the tip of the male screw 25A has a convex shape that is part of a spherical surface.
  • the portion of the second member 21A that contacts the tip of the male screw 25A has a concave shape that is part of a spherical surface.
  • the first support mechanism 12A may be provided on one end side of the gradient magnetic field coil 11, and the support mechanism 12 having another structure may be provided on the other end side.
  • one support mechanism 12 having a position adjusting function is provided at both ends of the gradient coil 11, the gradient coil 11 can be easily adjusted.
  • a sufficient number of support mechanisms 12 are attached to both ends of the gradient magnetic field coil 11 while avoiding interference with other components.
  • two first support mechanisms 12A and three second support mechanisms 12B are attached to both ends of the gradient coil 11, respectively.
  • the vibration isolation member 29 is used at least in part, and that the member that contacts the magnet 4 is formed of a non-conductive material 30.
  • the second member 21 ⁇ / b> A can have a structure in which the vibration isolating member 29 is sandwiched between two nonconductive materials 30.
  • the vibration isolating member 29 can absorb the vibration.
  • a typical example of the vibration-proof member 29 is an elastic body such as chloroprene rubber (CR).
  • a representative example of the non-conductive material 30 is a resin such as polyoxymethylene (POM) (also referred to as polyacetal).
  • POM polyoxymethylene
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a detailed structure of the second support mechanism 12B shown in FIG. 2, and FIG. 8 is a perspective view of the second support mechanism 12B shown in FIG.
  • the second support mechanism 12B can also be composed of the first member 20B, the second member 21B, and the positioning mechanism 22B.
  • the first member 20B is fixed to the gradient coil 11 side by an arbitrary method. In the illustrated example, the first member 20B is fastened to the gradient coil 11 side with a bolt 23B.
  • 2nd member 21B is arrange
  • the first member 20B and the second member 21B are connected to each other by an arbitrary method. In the illustrated example, the first member 20B and the second member 21B are coupled by the positioning mechanism 22B.
  • the positioning mechanism 22B can be configured using a position adjustment bolt 40, a position adjustment nut 41, and a fixing nut 42.
  • the position adjustment nut 41 has a structure in which a female screw is provided on the inner surface of one end of a cylindrical member that opens at both ends.
  • the first member 20B is provided with a through hole for passing the position adjusting bolt 40.
  • the through hole of the first member 20B is provided in the first member 20B in such a position and orientation that the tip of the position adjustment bolt 40 contacts the second member 21B in a state where the position adjustment bolt 40 is inclined.
  • the position adjusting bolt 40 is inserted into the through hole of the first member 20B, and the female screw 41A of the position adjusting nut 41 is tightened from the tip end side of the position adjusting bolt 40.
  • the female screw 41A of the position adjusting nut 41 is fastened to the male screw 40A of the position adjusting bolt 40 so that the female screw 41A side of the position adjusting nut 41 becomes the first member 20B side.
  • the fixing nut 42 is fastened to the male screw 40 ⁇ / b> A of the position adjusting bolt 40 protruding from the position adjusting nut 41.
  • bolt 40 which protruded from the nut 42 for fixation contacts the dent provided in the 2nd member 21B.
  • the position adjusting bolt 40 is tightened with the position adjusting nut 41, the protruding length of the position adjusting bolt 40 becomes longer.
  • the second member 21 ⁇ / b> B is pressed with a stronger force from the oblique direction by the position adjusting bolt 40.
  • the fixing nut 42 is tightened with a sufficient torque in a state where a sufficient pressing force is applied to the second member 21B by the position adjusting bolt 40.
  • the end of the position adjusting nut 41 on the side where the female screw 41A is not provided becomes the receiving surface of the fixing nut 42, and the position adjusting bolt 40, the position adjusting nut 41, and the fixing nut 42 are the first member 20B. It is firmly fixed to.
  • the second support mechanism 12B is configured to apply a pressing force to the inner edge of the wall constituting the magnet 4 at an angle inclined with respect to the central axis direction of the magnet 4. Therefore, from the second support mechanism 12 ⁇ / b> B, a pressing force having two component forces in the central axis direction (Z-axis direction) of the magnet 4 and a radial direction perpendicular to the central axis acts on the edge of the magnet 4. For this reason, the second support mechanism 12B shears an outward force in the radial direction of the cross section of the magnet 4 on the end surface member 4C that closes the space between the outer cylinder member 4A and the inner cylinder member 4B of the magnet 4. It is loaded as a compressive force, not as a force.
  • the second support mechanism 12B to the gradient magnetic field coil 11 are centered in the radial direction perpendicular to the central axis of the magnet 4 and the tensile force in the central axis direction (Z-axis direction) of the magnet 4 by the bolt 23B. Pushing force is loaded.
  • the position of the gradient coil 11 can be adjusted by adjusting the tightening amounts of the position adjusting bolt 40 and the position adjusting nut 41. That is, the female screw 41A of the position adjusting nut 41 provided on the first member 20B side and the male screw 40A of the position adjusting bolt 40 that is fastened to the female screw 41A and contacts the second member 21B are It functions as a movable unit for positioning at least the gradient coil 11 and the magnet 4 in the central axis direction of the first member 20B with respect to the member 21B.
  • the position adjusting bolt 40 of the second support mechanism 12B contacts the second member 21B in a state where the length direction is inclined. Accordingly, the female screw 41A of the position adjusting nut 41 and the male screw 40A of the position adjusting bolt 40 are formed on the first member 20B with respect to the second member 21B in the radial direction perpendicular to the central axis of the gradient coil 11 and the magnet 4. It also functions as a movable unit for positioning.
  • the second support mechanism 12B has a structure in which the gradient magnetic field coil 11 is stretched using the inner edge portion of the magnet 4 as a support position. Therefore, the centering function of the gradient coil 11 can be obtained by disposing the second support mechanism 12B at least at three points that are the apex of the acute triangle. Even if the second support mechanism 12B is not disposed at the apex of the acute triangle, the centering function of the gradient coil 11 in one direction can be achieved if the two second support mechanisms 12B are disposed at line-symmetric positions. Can be obtained.
  • two second support mechanisms 12B for one side are arranged on an XZ plane including a horizontal X axis and a Z axis perpendicular to the Z axis set as the central axis of the magnet 4 at the magnetic field center.
  • the gradient magnetic field coil 11 in the X-axis direction.
  • the second support mechanism 12B is arranged at a position facing the support member 27 that supports the load of the gradient magnetic field coil 11, the gradient in the Y-axis direction orthogonal to both the X-axis and the X-axis in the magnetic field center.
  • the vibration of the magnetic field coil 11 can be suppressed. Therefore, by arranging the second support mechanism 12B at an appropriate position, it is possible to obtain effects such as improving the image quality of the MR image by centering the gradient coil 11 and preventing vibration of the gradient coil 11.
  • the second support mechanism 12B it is preferable to provide a contact surface that contacts the second member 21B with a curved surface at the tip of the male screw 40A of the position adjusting bolt 40.
  • a contact surface that contacts the second member 21B with a curved surface at the tip of the male screw 40A of the position adjusting bolt 40.
  • the tip of the male screw 40A has a convex shape that is a part of a spherical surface.
  • the portion of the second member 21B that contacts the tip of the male screw 40A has a concave shape that is part of a spherical surface.
  • the vibration isolating member 29 it is preferable to use the vibration isolating member 29 at least in part, as in the first support mechanism 12A.
  • a vibration isolating member 29 is provided between the first member 20B and the position adjusting nut 41 and on the surface forming the through hole of the first member 20B.
  • the second member 21 ⁇ / b> B that contacts both the inner cylinder member 4 ⁇ / b> B and the end surface member 4 ⁇ / b> C of the magnet 4 is made of a non-conductive material 30.
  • the second support mechanism 12B having such a structure can be used in combination with at least one of the first support mechanism 12A and the support mechanism 12 having another structure.
  • a single or a plurality of second support mechanisms 12B can be used alone.
  • only the first support mechanism 12A may be used without using the second support mechanism 12B.
  • the structure of the second support mechanism 12B may be a structure in which force is applied only in the radial direction perpendicular to the Z-axis direction. In that case, what is necessary is just to make the shape of the 2nd member 21B into the shape which contacts the inner cylinder member 4B of the magnet 4 only in a plate
  • the support member 27 for supporting the load of the gradient coil 11 is installed. It can be omitted. In this case, the number of parts for installing the gradient magnetic field coil 11 can be reduced.
  • FIG. 9 is a perspective view showing another detailed structure example of the support mechanism 12 shown in FIG. 1
  • FIG. 10 is a top view of the third support mechanism 12C shown in FIG. 9
  • FIG. 11 is a third support mechanism shown in FIG. It is sectional drawing which looked at 12C 1st member 20C from the diagonal direction.
  • the third support mechanism 12C can also be constituted by the first member 20C, the second member 21C, and the positioning mechanism 22C.
  • the first member 20C is fixed to the gradient coil 11 side by an arbitrary method. In the illustrated example, the first member 20C is fastened to the gradient coil 11 side with a bolt 23C.
  • the first member 20 ⁇ / b> C has a structure in which two plate-like arms 51 are formed on the main body block 50.
  • Each arm 51 is provided with a female screw for tightening the bolt 23C.
  • each arm 51 is configured to be elastically deformable by sufficiently increasing the length of each arm 51. By doing so, vibration can be absorbed by the elastic function of each arm 51.
  • the first member 20C can be provided with an elastically deformable portion for absorbing vibrations in various modes, not limited to the illustrated example.
  • the second member 21C is connected to the inner edge of the wall constituting the magnet 4.
  • the second member 21 ⁇ / b> C may be fixed to the edge of the magnet 4 or may be arranged in contact with the magnet 4.
  • the second member 21 ⁇ / b> C may be integrally formed as a part of the wall of the magnet 4.
  • the positioning mechanism 22 ⁇ / b> C can be composed of a position adjusting bolt 52 and a position adjusting nut 53.
  • the first member 20C is provided with a long hole 54 for inserting the position adjusting bolt 52 toward the second member 21C.
  • the second member 21 ⁇ / b> C is provided with a recess for inserting and receiving the tip of the position adjusting bolt 52 in an oblique direction with respect to the central axis of the magnet 4.
  • the position adjusting bolt 52 is inserted into the long hole 54 of the first member 20C. Further, the female screw 53 A of the position adjusting nut 53 is fastened to the male screw 52 A of the position adjusting bolt 52. The tip of the position adjusting bolt 52 protruding from the position adjusting nut 53 is applied to the recess of the second member 21C. Accordingly, as the position adjusting nut 53 is tightened, the protruding length of the position adjusting bolt 52 becomes longer. As a result, the second member 21 ⁇ / b> C is pressed with a stronger force from the oblique direction by the position adjusting bolt 52.
  • the third support mechanism 12C the gradient coil 11 can be held in the magnet 4 on the same principle as the second support mechanism 12B. Therefore, the third support mechanism 12C can obtain the same function as the second support mechanism 12B including the centering function of the gradient magnetic field coil 11.
  • the third support mechanism 12C also has a function as a movable unit that moves the first member 20C. That is, the female screw 53A of the position adjusting nut 53 provided on the first member 20C side, and the male screw 52A of the position adjusting bolt 52 that is tightened to the female screw 53A and is in contact with the second member 21C are It functions as a movable unit for positioning at least the gradient coil 11 and the magnet 4 in the central axis direction of the first member 20C with respect to the member 21C. As described above, also in the third support mechanism 12 ⁇ / b> C, the position of the gradient coil 11 can be adjusted by adjusting the tightening amounts of the position adjusting bolt 52 and the position adjusting nut 53.
  • the tip of the male screw 52A has a convex shape that is a part of a spherical surface.
  • the portion of the second member 21C that comes into contact with the tip of the male screw 52A has a concave shape that is part of a spherical surface.
  • the vibration isolating member 29 it is preferable to use the vibration isolating member 29 at least partially.
  • the member that contacts the magnet 4 is made of the non-conductive material 30.
  • a sheet-like vibration isolating rubber is provided as a vibration isolating member 29 between the position adjusting nut 53 and the first member 20C.
  • the second member 21 ⁇ / b> C is made of a non-conductive material 30.
  • a hole for inserting the male screw 52A of the position adjusting bolt 52 into the first member 20C is a long hole 54. That is, an elongated hole 54 for inserting the male screw 52A is provided in the first member 20C. For this reason, the position of the gradient coil 11 can be adjusted by adjusting the relative position of the position adjusting bolt 52 with respect to the first member 20C.
  • FIG. 12 is a perspective view showing an example of the long hole 54 provided in the third support mechanism 12C shown in FIG. 9, and FIG. 13 shows the position of the gradient coil 11 in the positive direction by using the long hole 54 shown in FIG.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of offset
  • FIG. 14 is a diagram showing an example in which the position of the gradient magnetic field coil 11 is offset in the negative direction using the long hole 54 shown in FIG.
  • the illustration of the position adjustment nut 53 and the vibration isolation member 29 is omitted.
  • the position of the position adjusting bolt 52 of the third support mechanism 12C attached to the gradient magnetic field coil 11 on the positive side in the Z-axis direction is set to the gradient magnetic field coil 11 side of the long hole 54, the gradient is obtained.
  • the position of the magnetic field coil 11 can be offset to the positive side in the Z-axis direction.
  • the position of the position adjusting bolt 52 is set to the side away from the gradient magnetic field coil 11 of the long hole 54, the position of the gradient magnetic field coil 11 is offset to the negative side in the Z-axis direction. be able to.
  • the third support mechanism 12C having such a structure can be used alone or in combination with the support mechanism 12 having another structure.
  • the third support mechanism 12C can be used as an alternative to the second support mechanism 12B used in combination with the first support mechanism 12A.
  • the gradient magnetic field coil unit 2 as described above is such that the gradient magnetic field coil 11 is supported by the support mechanism 12 using the inner cylinder of the magnet 4 having high rigidity.
  • the propagation of vibration generated in the gradient magnetic field coil can be suppressed as compared with the conventional case where the gradient magnetic field coil is supported using the end plate of the magnet having low rigidity.
  • noise associated with resonance between the gradient coil and the magnet can be avoided.
  • the resonance frequency tends to be low because the rigidity of the end portion of the magnet vacuum vessel is low. For this reason, if the drive frequency of the gradient magnetic field coil coincides with the resonance frequency at the end face of the magnet, a large noise and vibration are generated due to a very large resonance magnification.
  • the gradient coil 11 is supported using the inner cylinder end of the magnet 4 having high rigidity. For this reason, the resonance frequency becomes high and the vibration magnification at a low frequency becomes small. As a result, vibration transmitted to the magnet is reduced, and noise radiated from the magnet can be reduced. Further, vibration transmitted to the subject O can also be reduced.

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Abstract

　実施形態に係る傾斜磁場コイルユニットは、筒状の傾斜磁場コイルと支持機構を備える。筒状の傾斜磁場コイルは、磁気共鳴イメージングの撮像領域に傾斜磁場を印加する。支持機構は、前記傾斜磁場コイルの複数箇所に固定され、磁石の中心軸方向における成分を有する押し付け力を筒状の磁石を構成する壁の内側の縁の複数箇所に負荷することによって前記傾斜磁場コイルを前記磁石に保持する。また、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、前記傾斜磁場コイルユニットと、前記傾斜磁場コイルユニットを用いて被検体の磁気共鳴イメージングを行う撮像システムとを備える。

Description

傾斜磁場コイルユニット及び磁気共鳴イメージング装置
　本発明の実施形態は、傾斜磁場コイルユニット及び磁気共鳴イメージング(MRI: Magnetic Resonance Imaging)装置に関する。
　MRI装置は、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波(RF: radio frequency)信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生する磁気共鳴(MR: magnetic resonance)信号から画像を再構成する画像診断装置である。
　従来、MRI装置の構成要素の１つである円筒状の傾斜磁場コイルは、円筒状の静磁場用磁石のボア内に設置される。そして、傾斜磁場コイルは、静磁場用磁石の開口端を形成する磁石の両側面に取り付けられるブラケットにより支持される。
特開２００７－１９０２００号公報 特開２００５－２４５７７５号公報
　MRI装置では、振動及び騒音を低減させることが重要である。
　そこで本発明は、振動及び騒音を低減させることが可能な傾斜磁場コイルユニット及びMRI装置を提供することを目的とする。
　本発明の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニットは、筒状の傾斜磁場コイルと支持機構を備える。筒状の傾斜磁場コイルは、磁気共鳴イメージングの撮像領域に傾斜磁場を印加する。支持機構は、前記傾斜磁場コイルの複数箇所に固定され、磁石の中心軸方向における成分を有する押し付け力を筒状の磁石を構成する壁の内側の縁の複数箇所に負荷することによって前記傾斜磁場コイルを前記磁石に保持する。
　また、本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、前記傾斜磁場コイルユニットと撮像システムを備える。撮像システムは、前記傾斜磁場コイルユニットを用いて被検体の磁気共鳴イメージングを行う。
本発明の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニット及びMRI装置の構成図。 図１に示す支持機構の配置例を示す図。 図２に示す第１の支持機構の詳細構造例を示す断面図。 図３に示す第１の支持機構の斜視図。 図３に示す磁石側の第２の部材の斜視図。 図３に示す内筒部材及び端面部材によって形成される磁石の縁の構造例を示す図。 図２に示す第２の支持機構の詳細構造例を示す断面図。 図７に示す第２の支持機構の斜視図。 図１に示す支持機構の別の詳細構造例を示す斜視図。 図９に示す第３の支持機構の上面図。 図９に示す第３の支持機構の第１の部材を斜め方向から見た断面図。 図９に示す第３の支持機構に設けられる長穴の例を示す斜視図。 図１２に示す長穴を利用して傾斜磁場コイルの位置を正方向にオフセットした例を示す図。 図１２に示す長穴を利用して傾斜磁場コイルの位置を負方向にオフセットした例を示す図。
実施形態
　本発明の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニット及びMRI装置について添付図面を参照して説明する。
　図１は本発明の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニット及びMRI装置の構成図である。
　MRI装置１は、傾斜磁場コイルユニット２を用いて被検体ＯのMRイメージングを行う撮像システム３を備えている。撮影システム３には、傾斜磁場コイルユニット２の他、磁石４、全身用コイル５、受信用RFコイル６、寝台装置７及びこれらを制御するための制御系８が備えられる。撮影システム３の磁石４、傾斜磁場コイルユニット２及び全身用コイル５は、それぞれ円筒状の構造を有し、同軸状にガントリ（架台）９に内蔵される。また、受信用RFコイル６は、撮像目的に応じた位置、例えば寝台装置７の天板１０に設けられる。
　磁石４は、MRイメージングの撮像領域Ｒに静磁場を形成するための、筒状の構造を有する超電導磁石である。図１には、シリンドリカルタイプの超電導磁石が例示されている。具体的には、磁石４の外壁を構成する円筒状の外筒部材４Ａと、磁石４の内壁を構成する円筒状の内筒部材４Ｂとを、両端において端面部材４Ｃで閉塞することによって磁石４が構成される。磁石４の外筒部材４Ａと内筒部材４Ｂとの間には、液体ヘリウムLHeによって冷却された環状の複数の超電導コイル４Ｄが配置される。また、外筒部材４Ａと内筒部材４Ｂとの間には、典型的には、冷却媒体としての液体窒素LNを循環させるための配管４Ｅが設けられる。
　傾斜磁場コイルユニット２は、MRイメージングの撮像領域Ｒに傾斜磁場を印加する筒状の傾斜磁場コイル１１と、傾斜磁場コイル１１を磁石４に保持するための支持機構１２とを有する。
　傾斜磁場コイル１１は、筒状のＸ軸用コイル１１Ｘ、Ｙ軸用コイル１１Ｙ及びＺ軸用コイル１１Ｚで構成される。Ｘ軸用コイル１１Ｘ、Ｙ軸用コイル１１Ｙ及びＺ軸用コイル１１Ｚは、中空かつ筒状のケーシング１１Ａで保護される。典型的な傾斜磁場コイル１１では、ケーシング１１Ａ内に、冷却水LWを循環させるための配管１１Ｂが設けられる。更に、ケーシング１１Ａ内には、静磁場の均一性を向上させるためのシールドどして、磁石４の極性と逆極性のキャンセルコイルが設けられる場合もある。このようなキャンセルコイルを備えた傾斜磁場コイル１１は、アクティブ型シールドグラジェントコイル(ASGC: active shield gradient coil)と呼ばれる。
　図２は、図１に示す支持機構１２の配置例を示す図である。
　図２は、磁石４及び傾斜磁場コイル１１を側面方向から見た図である。図２に示すように、支持機構１２として複数の第１の支持機構１２Ａ及び複数の第２の支持機構１２Ｂを用いて傾斜磁場コイル１１を磁石４に保持することができる。
　具体的には、第１の支持機構１２Ａ及び第２の支持機構１２Ｂは、傾斜磁場コイル１１の複数箇所に固定される。そして、第１の支持機構１２Ａ及び第２の支持機構１２Ｂは、磁石４の中心軸方向における成分を有する押し付け力を筒状の磁石４を構成する壁の内側の縁の複数箇所に負荷するように構成される。一方、第１の支持機構１２Ａ及び第２の支持機構１２Ｂは、傾斜磁場コイル１１に磁石４の中心軸方向における成分を有する引っ張り力を負荷するように構成される。これにより、傾斜磁場コイル１１を磁石４に保持することができる。
　まず、第１の支持機構１２Ａの構造例について説明する。
　図３は図２に示す第１の支持機構１２Ａの詳細構造例を示す断面図、図４は図３に示す第１の支持機構１２Ａの斜視図、図５は図３に示す磁石４側の第２の部材の斜視図である。但し、図４及び図５では、傾斜磁場コイル１１の図示が省略されている。
　第１の支持機構１２Ａは、第１の部材２０Ａ、第２の部材２１Ａ及び位置決め機構２２Ａで構成することができる。第１の部材２０Ａは、任意の方法で傾斜磁場コイル１１側に固定される。図示された例では、第１の部材２０Ａがボルト２３Ａで傾斜磁場コイル１１側に締結されている。
　第２の部材２１Ａは、磁石４を構成する壁の内側の縁と接触する位置に配置される。そのために、第２の部材２１Ａは、磁石４を構成する壁の内側の縁とフィットする形状を有している。図示された例では、内筒部材４Ｂの端部が面取りのない形状を有している。このため、第２の部材２１Ａの内筒部材４Ｂ側も面取りのない形状となっている。また、他の部品にもフィットするように第２の部材２１Ａの内筒部材４Ｂ側における形状を決定することができる。
　図６は図３に示す内筒部材４Ｂ及び端面部材４Ｃによって形成される磁石４の縁の構造例を示す図である。
　図６(A), (B), (C)は、内筒部材４Ｂと端面部材４Ｃとを溶接４Ｆによって連結した場合における磁石４の縁の構造例を示している。図６(A)に示すように、内筒部材４Ｂの板厚方向に垂直となる円筒状の側面の端部と、端面部材４Ｃの板厚方向に平行となるリング状の面とを溶接４Ｆによって互いに連結することができる。或いは、図６(B)に示すように、内筒部材４Ｂの板厚方向に平行となるリング状の端面と、端面部材４Ｃの板厚方向に垂直となる面のリング状の端部とを溶接４Ｆによって互いに連結することもできる。
　更に別の例として、図６(C)に示すように、内筒部材４Ｂと端面部材４Ｃとを非接触とするか僅かに接触させるのみとし、溶接４Ｆによって内筒部材４Ｂと端面部材４Ｃとを連結することもできる。
　このように、磁石４を構成する壁の内側の縁は、内筒部材４Ｂの角部、端面部材４Ｃの角部又は内筒部材４Ｂ及び端面部材４Ｃの双方の角部によって形成される。従って、第１の支持機構１２Ａに備えられる第２の部材２１Ａは、磁石４を構成する内筒部材４Ｂ及び端面の少なくとも一方の端部に、押し付け力を負荷するように構成される。すなわち、第１の支持機構１２Ａにより、内筒部材４Ｂの端部に直接的又は間接的に押し付け力が負荷される。
　そして、第１の部材２０Ａと第２の部材２１Ａとは互いに任意の方法で連結される。図示された例では、第１の部材２０Ａに、第２の部材２１Ａを磁石４の中心軸方向にスライド可能に挿入するための空隙２４が設けられている。そして、第１の部材２０Ａの空隙２４に第２の部材２１Ａが挿入される。
　位置決め機構２２Ａは、例えば、位置調整ボルト２５とナット２６とを用いて構成することができる。第１の部材２０Ａには、第１の部材２０Ａの外部から位置調整ボルト２５の先端を空隙２４内に挿入するための貫通孔が設けられる。また、第１の部材２０Ａには、位置調整ボルト２５を締付けるためのナット２６が設けられる。ナット２６及び貫通孔は、位置調整ボルト２５の長さ方向が磁石４の中心軸方向となるように、第１の部材２０Ａに設けられる。
　このため、ナット２６で位置調整ボルト２５を締付けつつ、位置調整ボルト２５の先端を第２の部材２１Ａに押し当てることができる。従って、位置調整ボルト２５を締付けることによって、磁石４の縁に、磁石４の中心軸方向の押し付け力を負荷することができる。逆に、傾斜磁場コイル１１に、中心軸方向に向かう引っ張り力を負荷することができる。このような圧縮力及び引張力を、磁石４の縁及び傾斜磁場コイル１１に、両端側から負荷することによって、傾斜磁場コイル１１の長さ方向における位置決め及び固定を行うことができる。
　尚、通常のMRI装置１では、磁石４及び傾斜磁場コイル１１の中心軸方向は、水平方向である。従って、第１の支持機構１２Ａを磁石４及び傾斜磁場コイル１１の両端に設けることによって、磁石４に対する傾斜磁場コイル１１の水平方向における位置決め及び固定を行うことができる。図１に示す例では、磁石４及び傾斜磁場コイル１１の中心軸方向は、Z軸方向に設定されている。
　一方、傾斜磁場コイル１１の鉛直方向における荷重を支持するために、図４に示すように磁石４の内面には、傾斜磁場コイル１１の支持部材２７が設けられる。支持部材２７としては、ゴムやエラストマ等のクッションを用いることが好適である。その理由は、クッションが防振材として機能するためである。
　図４に示す例では、内筒部材４Ｂの表面に、繊維強化プラスチック(FRP: fiber reinforced plastics)やガラス繊維強化プラスチック(GFRP: glass fiber reinforced plastics)等のシート２８が下地として貼着されている。そして、シート２８上に周方向に複数の支持部材２７が設けられている。シート２８に支持部材２７を取付ける方法としては、両面テープ等の任意の方法を用いることができる。
　このように傾斜磁場コイル１１の荷重は、支持部材２７によって受けられる。従って、第１の支持機構１２Ａによって、傾斜磁場コイル１１の位置を調整することができる。具体的には、傾斜磁場コイル１１の両側に設けられる第１の支持機構１２Ａの位置調整ボルト２５の締付量を調整することによって、傾斜磁場コイル１１の長手方向における位置決めを行うことができる。
　つまり、第１の部材２０Ａ側に設けられる雌ネジ２６Ａと、雌ネジ２６Ａに締付けられ、かつ第２の部材２１Ａと接触する位置調整ボルト２５の雄ネジ２５Ａが、第２の部材２１Ａに対する第１の部材２０Ａの少なくとも傾斜磁場コイル１１及び磁石４の中心軸方向における位置決めを行うための可動ユニットとして機能する。但し、第２の部材２１Ａに対して第１の部材２０Ａを相対的に傾斜磁場コイル１１及び磁石４の中心軸方向に移動させることが可能であれば、他の構造を可動ユニットとして採用してもよい。
　尚、雌ネジ２６Ａと雄ネジ２５Ａとによって可動ユニットを構成する場合には、雄ネジ２５Ａの先端に第２の部材２１Ａと曲面で接触する接触面を設けることが好適である。その理由は、安定した力の伝達が可能となるためである。図３に示す例では、雄ネジ２５Ａの先端が球面の一部の凸形状となっている。逆に、雄ネジ２５Ａの先端と接触する第２の部材２１Ａの部分は、球面の一部の凹形状となっている。
　傾斜磁場コイル１１の長さ方向における位置決めを行うためには、傾斜磁場コイル１１の両端に少なくとも１つの支持機構１２を設ける必要がある。従って、傾斜磁場コイル１１の一端側に第１の支持機構１２Ａを設け、他端側には他の構造を有する支持機構１２を設けるようにしてもよい。
　また、傾斜磁場コイル１１の両端に、それぞれ位置調整機能を有する支持機構１２を１つ設ければ、傾斜磁場コイル１１の調整が容易となる。但し、支持機構１２をコンパクトにしつつ、十分な押し付け力を磁石４に負荷できるようにするためには、複数の支持機構１２を傾斜磁場コイル１１の片側に設けることが必要となる場合が多い。その場合には、十分な数の支持機構１２が、それぞれ他の部品との干渉を避けて傾斜磁場コイル１１の両端に取り付けられる。図示された例では、傾斜磁場コイル１１の両端に、それぞれ２つの第１の支持機構１２Ａ及び３つの第２の支持機構１２Ｂが取り付けられている。
　第１の支持機構１２Ａの他の好適な特徴として、少なくとも一部に防振部材２９を用いて構成した点と、磁石４と接触する部材を非導電性材料３０で構成した点が挙げられる。例えば、図示されるように、第２の部材２１Ａを、２つの非導電性材料３０で防振部材２９を挟んだ構造とすることができる。このように、磁石４と接触又は近接する部分を非導電性材料３０で構成すれば、振動によるノイズの発生を防止することができる。加えて、仮に振動が発生したとしても、防振部材２９で振動を吸収することができる。
　防振部材２９の代表例としては、クロロプレンゴム(CR: chloroprene rubber)等の弾性体が挙げられる。一方、非導電性材料３０の代表例としては、ポリオキシメチレン(POM: polyoxymethylene)（ポリアセタールとも言う）等の樹脂が挙げられる。
　次に、第２の支持機構１２Ｂの構造例について説明する。
　図７は図２に示す第２の支持機構１２Ｂの詳細構造例を示す断面図、図８は図７に示す第２の支持機構１２Ｂの斜視図である。
　第２の支持機構１２Ｂについても、第１の部材２０Ｂ、第２の部材２１Ｂ及び位置決め機構２２Ｂで構成することができる。第１の部材２０Ｂは、任意の方法で傾斜磁場コイル１１側に固定される。図示された例では、第１の部材２０Ｂがボルト２３Ｂで傾斜磁場コイル１１側に締結されている。
　第２の部材２１Ｂは、磁石４を構成する壁の内側の縁と接触する位置に配置される。そして、第１の部材２０Ｂと第２の部材２１Ｂとは互いに任意の方法で連結される。図示された例では、位置決め機構２２Ｂによって第１の部材２０Ｂと第２の部材２１Ｂとが連結されている。
　位置決め機構２２Ｂは、位置調整ボルト４０、位置調整ナット４１及び固定用ナット４２を用いて構成することができる。位置調整ナット４１は、両端が開口する筒状の部材の一端の内面に雌ネジを設けた構造である。
　また、第１の部材２０Ｂには、位置調整ボルト４０を通すための貫通孔が設けられる。第１の部材２０Ｂの貫通孔は、位置調整ボルト４０が傾斜した状態で位置調整ボルト４０の先端が第２の部材２１Ｂと接触するような位置及び向きで第１の部材２０Ｂに設けられる。
　そして、第１の部材２０Ｂの貫通孔に位置調整ボルト４０が挿入され、位置調整ボルト４０の先端側から位置調整ナット４１の雌ネジ４１Ａが締付けられる。このとき、位置調整ナット４１の雌ネジ４１Ａ側が第１の部材２０Ｂ側となるように位置調整ボルト４０の雄ネジ４０Ａに位置調整ナット４１の雌ネジ４１Ａが締付けられる。更に、位置調整ナット４１から突出した位置調整ボルト４０の雄ネジ４０Ａに固定用ナット４２が締付けられる。そして、固定用ナット４２から突出した位置調整ボルト４０の先端が、第２の部材２１Ｂに設けられた凹みに接触する。
　従って、位置調整ボルト４０を位置調整ナット４１で締付ける程、位置調整ボルト４０の突出長さが長くなる。その結果、第２の部材２１Ｂは、位置調整ボルト４０によって斜め方向からより強い力で押し付けられることとなる。そして、位置調整ボルト４０によって十分な押し付け力が第２の部材２１Ｂに作用した状態で、固定用ナット４２が十分なトルクで締付けられる。そうすると、位置調整ナット４１の雌ネジ４１Ａが設けられない側の端部が、固定用ナット４２の受け面となって位置調整ボルト４０、位置調整ナット４１及び固定用ナット４２が第１の部材２０Ｂに強固に固定される。
　つまり、第２の支持機構１２Ｂは、磁石４を構成する壁の内側の縁に、磁石４の中心軸方向に対して傾斜した角度で押し付け力を負荷するように構成されている。従って、第２の支持機構１２Ｂからは、磁石４の中心軸方向（Z軸方向）及び中心軸に垂直な半径方向における２つの分力を成分とする押し付け力が磁石４の縁に作用する。このため、第２の支持機構１２Ｂは、磁石４の外筒部材４Ａと内筒部材４Ｂとの間を閉塞する端面部材４Ｃに、磁石４の横断面の半径方向における外向きの力を、せん断力としてではなく圧縮力として負荷することになる。
　逆に、第２の支持機構１２Ｂから傾斜磁場コイル１１には、ボルト２３Ｂによって、磁石４の中心軸方向（Z軸方向）における引張力と、磁石４の中心軸に垂直な半径方向において中心に向かう押し付け力が負荷される。
　第２の支持機構１２Ｂにおいても、位置調整ボルト４０及び位置調整ナット４１の締付量の調整によって、傾斜磁場コイル１１の位置調整を行うことができる。つまり、第１の部材２０Ｂ側に設けられる位置調整ナット４１の雌ネジ４１Ａと、雌ネジ４１Ａに締付けられ、かつ第２の部材２１Ｂと接触する位置調整ボルト４０の雄ネジ４０Ａが、第２の部材２１Ｂに対する第１の部材２０Ｂの少なくとも傾斜磁場コイル１１及び磁石４の中心軸方向における位置決めを行うための可動ユニットとして機能する。
　また、第２の支持機構１２Ｂの位置調整ボルト４０は、長さ方向が傾斜した状態で第２の部材２１Ｂに接触する。従って、位置調整ナット４１の雌ネジ４１Ａと位置調整ボルト４０の雄ネジ４０Ａは、傾斜磁場コイル１１及び磁石４の中心軸に垂直な半径方向における、第２の部材２１Ｂに対する第１の部材２０Ｂの位置決めを行うための可動ユニットとしても機能する。
　但し、第２の部材２１Ｂに対して第１の部材２０Ｂを相対的に傾斜磁場コイル１１及び磁石４の中心軸方向及び中心軸に垂直な方向に移動させることが可能であれば、他の構造を可動ユニットとして採用してもよい。
　このように、第２の支持機構１２Ｂは、磁石４の内側のエッジ部分を支持位置として傾斜磁場コイル１１を突っ張る構造である。従って、第２の支持機構１２Ｂを少なくとも鋭角三角形の頂点となる３箇所に配置すれば、傾斜磁場コイル１１のセンタリング機能を得ることができる。また、第２の支持機構１２Ｂを鋭角三角形の頂点に配置しない場合であっても、線対称な位置に２つの第２の支持機構１２Ｂを配置すれば、１方向における傾斜磁場コイル１１のセンタリング機能を得ることができる。
　具体例として、磁石４の中心軸として設定されたZ軸に磁場中心において直交する水平方向のX軸とZ軸とを含むXZ平面上に、片側用の２つの第２の支持機構１２Ｂを配置すれば、X軸方向における傾斜磁場コイル１１のセンタリングを行うことができる。また、傾斜磁場コイル１１の荷重を支持する支持部材２７に対向する位置に第２の支持機構１２Ｂを配置すれば、X軸及びX軸の双方に対して磁場中心において直交するY軸方向における傾斜磁場コイル１１の振動を抑制することができる。従って、第２の支持機構１２Ｂを適切な位置に配置することによって、傾斜磁場コイル１１のセンタリングによるMR画像の画質向上や傾斜磁場コイル１１の振動防止といった効果を得ることができる。
　また、第２の支持機構１２Ｂにおいても、位置調整ボルト４０の雄ネジ４０Ａの先端に、第２の部材２１Ｂと曲面で接触する接触面を設けることが好適である。特に、第２の支持機構１２Ｂの場合には、傾斜磁場コイル１１と磁石４との間における相対的な位置の変化に伴って位置調整ボルト４０の傾斜角度が変化したとしても、安定した力の伝達が可能となる。このため、図示された例では、雄ネジ４０Ａの先端が球面の一部の凸形状となっている。逆に、雄ネジ４０Ａの先端と接触する第２の部材２１Ｂの部分は、球面の一部の凹形状となっている。
　更に、第２の支持機構１２Ｂにおいても、第１の支持機構１２Ａと同様に、少なくとも一部に防振部材２９を用いることが好適である。また、磁石４と接触する部材を非導電性材料３０で構成することが望ましい。図示された例では、第１の部材２０Ｂと位置調整ナット４１との間及び第１の部材２０Ｂの貫通孔を形成する面に、防振部材２９が設けられている。また、磁石４の内筒部材４Ｂ及び端面部材４Ｃの双方に接触する第２の部材２１Ｂが非導電性材料３０で構成されている。
　このような構造を有する第２の支持機構１２Ｂは、第１の支持機構１２Ａ及び他の構造を有する支持機構１２の少なくとも一方と組合わせて使用することができる。或いは、単一又は複数の第２の支持機構１２Ｂを単独で使用することもできる。逆に、第２の支持機構１２Ｂを使用せずに、第１の支持機構１２Ａのみを使用するようにしてもよい。
　特に、Z軸方向における傾斜磁場コイル１１の保持力が強固な第１の支持機構１２Ａと第２の支持機構１２Ｂとを併用する場合には、過剰な力がZ軸方向に作用しないように第２の支持機構１２Ｂの構造をZ軸方向に垂直な半径方向にのみ力を作用させる構造としてもよい。その場合には、例えば、第２の部材２１Ｂの形状を、磁石４の内筒部材４Ｂに板厚方向にのみ接触する形状とすればよい。換言すれば、第２の部材２１Ｂが、磁石４の内面にのみ接触して荷重を負荷するようにすればよい。これは、他の構造を有する支持機構１２の併用によってZ軸方向における傾斜磁場コイル１１の保持力が十分である場合においても同様である。
　また、第２の支持機構１２Ｂによって、Z軸方向に垂直な半径方向における傾斜磁場コイル１１の保持力が十分である場合には、傾斜磁場コイル１１の荷重を支えるための支持部材２７の設置を省略することもできる。この場合、傾斜磁場コイル１１を設置するための部品点数を削減することができる。
　次に支持機構１２の別の詳細構造例について説明する。
　図９は図１に示す支持機構１２の別の詳細構造例を示す斜視図、図１０は図９に示す第３の支持機構１２Ｃの上面図、図１１は図９に示す第３の支持機構１２Ｃの第１の部材２０Ｃを斜め方向から見た断面図である。
　第３の支持機構１２Ｃについても、第１の部材２０Ｃ、第２の部材２１Ｃ及び位置決め機構２２Ｃで構成することができる。第１の部材２０Ｃは、任意の方法で傾斜磁場コイル１１側に固定される。図示された例では、第１の部材２０Ｃがボルト２３Ｃで傾斜磁場コイル１１側に締結されている。
　第１の部材２０Ｃは、本体ブロック５０に２つの板状のアーム５１を形成した構造を有している。各アーム５１には、ボルト２３Ｃを締付けるための雌ネジが設けられる。好適には、各アーム５１の長さを十分に長くすることにより、各アーム５１が弾性変形できるように構成される。そうすることにより、各アーム５１の弾性機能によって振動を吸収することができる。尚、図示された例に限らず、様々な態様で、第１の部材２０Ｃに振動を吸収するための弾性変形可能な部分を設けることができる。
　第２の部材２１Ｃは、磁石４を構成する壁の内側の縁と連結される。第２の部材２１Ｃは、磁石４の縁に固定しても良いし、接触させて配置するようにしてもよい。或いは、磁石４の壁の一部として第２の部材２１Ｃを一体成形するようにしてもよい。
　位置決め機構２２Ｃは、位置調整ボルト５２及び位置調整ナット５３で構成することができる。第１の部材２０Ｃには、位置調整ボルト５２を第２の部材２１Ｃに向けて挿入するための長穴５４が設けられる。一方、第２の部材２１Ｃには、位置調整ボルト５２の先端を磁石４の中心軸に対して斜め方向に挿入して受けるための凹みが設けられる。
　そして、位置調整ボルト５２が第１の部材２０Ｃの長穴５４に挿入される。更に、位置調整ボルト５２の雄ネジ５２Ａに、位置調整ナット５３の雌ネジ５３Ａが締付けられる。位置調整ナット５３から突出した位置調整ボルト５２の先端は、第２の部材２１Ｃの凹みに当てがわれる。従って、位置調整ナット５３を締付ける程、位置調整ボルト５２の突出長さが長くなる。その結果、第２の部材２１Ｃは、位置調整ボルト５２によって斜め方向からより強い力で押し付けられることとなる。
　このため、第３の支持機構１２Ｃによれば、第２の支持機構１２Ｂと同様な原理で傾斜磁場コイル１１を磁石４内に保持することができる。従って、第３の支持機構１２Ｃにおいても傾斜磁場コイル１１のセンタリング機能を含む、第２の支持機構１２Ｂと同様な機能が得られる。
　また、第３の支持機構１２Ｃも、第１の部材２０Ｃを可動させる可動ユニットとしての機能を有している。つまり、第１の部材２０Ｃ側に設けられる位置調整ナット５３の雌ネジ５３Ａと、雌ネジ５３Ａに締付けられ、かつ第２の部材２１Ｃと接触する位置調整ボルト５２の雄ネジ５２Ａが、第２の部材２１Ｃに対する第１の部材２０Ｃの少なくとも傾斜磁場コイル１１及び磁石４の中心軸方向における位置決めを行うための可動ユニットとして機能する。このように、第３の支持機構１２Ｃにおいても、位置調整ボルト５２及び位置調整ナット５３の締付量の調整によって、傾斜磁場コイル１１の位置調整を行うことができる。
　また、第２の支持機構１２Ｂと同様に、雄ネジ５２Ａの先端が球面の一部の凸形状となっている。逆に、雄ネジ５２Ａの先端と接触する第２の部材２１Ｃの部分は、球面の一部の凹形状となっている。
　第３の支持機構１２Ｃにおいても少なくとも一部に防振部材２９を用いることが好適である。また、磁石４と接触する部材を非導電性材料３０で構成することが好適である。図示された例では、位置調整ナット５３と第１の部材２０Ｃとの間に、シート状の防振用ゴムが防振部材２９として設けられている。また、第２の部材２１Ｃが非導電性材料３０で構成されている。
　第３の支持機構１２Ｃでは、位置調整ボルト５２の雄ネジ５２Ａを第１の部材２０Ｃに挿入するための穴が長穴５４となっている。すなわち、第１の部材２０Ｃに雄ネジ５２Ａを挿入するための長穴５４が設けられている。このため、位置調整ボルト５２の第１の部材２０Ｃに対する相対的な位置を調整することによって、傾斜磁場コイル１１の位置を調整することができる。
　図１２は図９に示す第３の支持機構１２Ｃに設けられる長穴５４の例を示す斜視図、図１３は図１２に示す長穴５４を利用して傾斜磁場コイル１１の位置を正方向にオフセットした例を示す図、図１４は図１２に示す長穴５４を利用して傾斜磁場コイル１１の位置を負方向にオフセットした例を示す図である。但し、図１３及び図１４では、位置調整ナット５３及び防振部材２９の図示が省略されている。
　図１３に示すように、Z軸方向の正側において傾斜磁場コイル１１に取付けられる第３の支持機構１２Ｃの位置調整ボルト５２の位置を、長穴５４の傾斜磁場コイル１１側にすれば、傾斜磁場コイル１１の位置をZ軸方向の正側にオフセットさせることができる。逆に、図１４に示すように、位置調整ボルト５２の位置を、長穴５４の傾斜磁場コイル１１から離れた側にすれば、傾斜磁場コイル１１の位置をZ軸方向の負側にオフセットさせることができる。
　このような構造を有する第３の支持機構１２Ｃは、単独又は他の構造を有する支持機構１２と組合わせて使用することができる。例えば、第１の支持機構１２Ａと組合わせて使用される第２の支持機構１２Ｂの代替品として第３の支持機構１２Ｃを用いることもできる。
　以上のような傾斜磁場コイルユニット２は、傾斜磁場コイル１１を支持機構１２によっ剛性の高い磁石４の内筒を利用して支持するようにしたものである。
　このため、従来のように剛性の低い磁石の端板を利用して傾斜磁場コイルを支持する場合に比べて、傾斜磁場コイルで生じる振動の伝播を抑制することができる。その結果、傾斜磁場コイルと磁石の共振に伴う騒音を回避することができる。特に、磁石の真空容器を構成する端部の剛性は低いため、共振周波数は低くなる傾向にある。このため、傾斜磁場コイルの駆動周波数と磁石の端面における共振周波数が一致すると、非常に大きな共振倍率によって大きな騒音と振動が生じる。
　これに対して、傾斜磁場コイルユニット２によれば、剛性が高い磁石４の内筒端部を用いて傾斜磁場コイル１１が支持される。このため、共振周波数が高くなり、低い周波数での振動倍率が小さくなる。その結果、磁石に伝わる振動が減少し、磁石から放射される騒音を小さくすることができる。また、被検体Ｏに伝わる振動も軽減することができる。
　更に、磁石の端面への負荷が減少する。このため、磁石の端板の板厚を従来よりも薄くすることができる。その結果、コストの低減効果を期待することもできる。
　以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。

Claims (13)

  1. 　磁気共鳴イメージングの撮像領域に傾斜磁場を印加する筒状の傾斜磁場コイルと、
    　前記傾斜磁場コイルの複数箇所に固定され、磁石の中心軸方向における成分を有する押し付け力を筒状の磁石を構成する壁の内側の縁の複数箇所に負荷することによって前記傾斜磁場コイルを前記磁石に保持するための支持機構と、
    を備える傾斜磁場コイルユニット。
  2. 　前記支持機構は、前記磁石の中心軸方向に前記押し付け力を負荷するように構成される請求項１記載の傾斜磁場コイルユニット。
  3. 　前記支持機構は、前記磁石の中心軸方向に対して傾斜した角度で前記押し付け力を負荷するように構成される請求項１記載の傾斜磁場コイルユニット。
  4. 　前記支持機構は、前記磁石を構成する内筒部材及び端面の少なくとも一方の端部に、前記押し付け力を負荷するように構成される請求項１記載の傾斜磁場コイルユニット。
  5. 　前記支持機構は、前記傾斜磁場コイルに前記中心軸方向における成分を有する引っ張り力を負荷するように構成される請求項１記載の傾斜磁場コイルユニット。
  6. 　前記支持機構は、前記傾斜磁場コイルの位置を調整できるように構成される請求項１記載の傾斜磁場コイルユニット。
  7. 　前記支持機構は、少なくとも一部に防振部材を用いて構成される請求項１記載の傾斜磁場コイルユニット。
  8. 　前記支持機構の前記磁石と接触する部材を非導電性材料で構成した請求項１記載の傾斜磁場コイルユニット。
  9. 　前記支持機構は、
    　前記傾斜磁場コイル側に固定される第１の部材と、
    　前記縁と接触する又は連結される第２の部材と、
    　前記第２の部材に対する前記第１の部材の少なくとも前記中心軸方向における位置決めを行うための可動ユニットと、
    を有する請求項１記載の傾斜磁場コイルユニット。
  10. 　前記支持機構は、
    　前記傾斜磁場コイル側に固定される第１の部材と、
    　前記縁と接触する又は連結される第２の部材と、
    　前記第１の部材側に設けられる雌ネジと、
    　前記雌ネジに締付けられ、かつ先端に前記第２の部材と曲面で接触する接触面を有する雄ネジと、
    を有する請求項１記載の傾斜磁場コイルユニット。
  11. 　前記支持機構は、
    　前記傾斜磁場コイル側に固定され、かつ弾性変形可能な部分を有する第１の部材と、
    　前記縁と接触する又は連結される第２の部材と、
    　前記第１の部材側に設けられる雌ネジと、
    　前記雌ネジに締付けられ、かつ前記第２の部材と接触する雄ネジと、
    を有する請求項１記載の傾斜磁場コイルユニット。
  12. 　前記支持機構は、
    　前記傾斜磁場コイル側に固定される第１の部材と、
    　前記縁と接触する又は連結される第２の部材と、
    　前記第１の部材側に設けられる雌ネジと、
    　前記雌ネジに締付けられ、かつ前記第２の部材と接触する雄ネジとを有し、
    　前記第１の部材は、前記雄ネジを挿入するための長穴を有する請求項１記載の傾斜磁場コイルユニット。
  13. 　請求項１記載の傾斜磁場コイルユニットと、
    　前記傾斜磁場コイルユニットを用いて被検体の磁気共鳴イメージングを行う撮像システムと、
    を備える磁気共鳴イメージング装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014166349A (ja) * 2013-02-01 2014-09-11 Toshiba Corp 傾斜磁場コイルユニット及び磁気共鳴イメージング装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013212461B3 (de) * 2013-06-27 2014-05-22 Siemens Aktiengesellschaft Montagevorrichtung für eine Körperspule eines Magnetresonanzgeräts
DE102015218104A1 (de) * 2015-09-21 2017-03-23 Siemens Healthcare Gmbh System mit einer Baueinheit und einer die Baueinheit umgebenden Gehäuseeinheit

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009090101A (ja) * 2007-09-21 2009-04-30 Toshiba Corp 磁気共鳴装置用ガントリおよび磁気共鳴装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5786695A (en) * 1997-03-21 1998-07-28 Picker International, Inc. Shim tray with reduced heat conduction and forced cooling
US6208141B1 (en) * 1998-06-11 2001-03-27 Picker International, Inc. Method and apparatus for mounting gradient tube to diagnostic imaging device
US6160399A (en) * 1999-07-06 2000-12-12 General Electric Company Apparatus for supporting MR gradient coil assembly
CN1237938C (zh) * 2001-03-14 2006-01-25 株式会社日立医药 磁共振成像装置和在装置中使用的静磁场发生装置
DE10147745C2 (de) * 2001-09-27 2003-07-24 Siemens Ag Kernspin-Tomographiegerät mit Lärmunterdrückung durch Dämpfung von mechanischen Schwingungen
JP4643158B2 (ja) 2004-03-04 2011-03-02 株式会社東芝 磁気共鳴イメージング装置
EP1815263A1 (en) * 2004-11-17 2007-08-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Magnetic resonance system with reduced noise
JP4945134B2 (ja) 2006-01-19 2012-06-06 株式会社東芝 磁気共鳴イメージング装置
JP6384963B2 (ja) * 2012-04-25 2018-09-05 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 勾配コイルを置くためのシステム及び方法
CN104955391B (zh) * 2013-02-01 2019-11-19 东芝医疗系统株式会社 倾斜磁场线圈单元和磁共振成像装置
JP2015061584A (ja) * 2013-08-19 2015-04-02 株式会社東芝 傾斜磁場コイル保持具、及び、磁気共鳴イメージング装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009090101A (ja) * 2007-09-21 2009-04-30 Toshiba Corp 磁気共鳴装置用ガントリおよび磁気共鳴装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014166349A (ja) * 2013-02-01 2014-09-11 Toshiba Corp 傾斜磁場コイルユニット及び磁気共鳴イメージング装置

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