(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静磁場を形成する超伝導コイルと、
被検体を収容する開口部を有し、前記超伝導コイルを内蔵するコイル容器と、
前記コイル容器の内部に充填される冷媒と、
前記冷媒を冷却する冷却機と、
空気を送風する送風機と、
前記送風機に取り付けられ、前記送風機によって送風された空気を前記被検体へと送るダクトと、
前記ダクト内の空気を冷却する熱交換器と、
前記コイル容器あるいは前記冷却機の少なくともいずれか一方と接し、前記コイル容器あるいは前記冷却機と、前記熱交換器との間の熱伝導によって前記熱交換器を冷却する熱伝導材と
を有することを特徴とする磁気共鳴画像診断装置。
【請求項２】
傾斜磁場を形成する傾斜磁場コイルを備え、
前記ダクトは第１の送風端及び第２の送風端を備え、
前記ダクトは前記送風機によって送風された空気を、第１の送風端より前記被検体へと送風し、第２の送風端より前記傾斜磁場コイルへと送風する
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴画像診断装置。
【請求項３】
前記熱伝導材は振動を吸収する弾性部材によって構成される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の磁気共鳴画像診断装置。
【請求項４】
前記熱伝導材は、電気信号の印加に応じて前記熱交換器からの吸熱を行い、前記コイル容器あるいは前記冷却機への放熱を行うペルチェ素子によって構成される
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項に記載の磁気共鳴画像診断装置。
【請求項５】
前記ダクトは振動を吸収する弾性部材によって構成される
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁気共鳴画像診断装置。
【請求項６】
前記ダクトに前記ダクト内の水を排出するバルブを設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか1項に記載の磁気共鳴画像診断装置。
【請求項７】
前記開口部に温度を検知する温度センサを備え、
前記送風機は前記温度センサが検知した温度に基づいて送風の量を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁気共鳴画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体を空冷することが可能な磁気共鳴画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴画像診断装置は、患者ボアと呼ばれる円筒の開口部内に被検体を収容して、静磁場中の被検体に高周波磁場を加えた際に被検体から生じる磁気共鳴信号（ＭＲ信号：Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ信号）を検出し、このＭＲ信号に基づいた被検体の磁気共鳴画像を生成する装置である。
【０００３】
この磁気共鳴画像の生成時には、磁気共鳴画像診断装置は被検体の位置情報を検出するために、被検体に対して傾斜磁場を印加する。近年の磁気共鳴画像診断装置においては精度良い測定を短時間で行うべく、傾斜磁場のスイッチングが高速度且つ高強度で行われる。これに伴い傾斜磁場コイルには高速スイッチングされた大電流が流れ込むために、大きな発熱が発生する。この傾斜磁場コイルの発熱は患者ボア内の温度を上昇させる。また、ＭＲ信号を得るために被検体へと加えられる高周波パルス信号は被検体の温度上昇を引き起こす。こうした発熱による被検体への負担を和らげるために、磁気共鳴画像診断装置の外部と患者ボア内とを繋ぐダクトから被検体へ向かって空気を送り込み空冷する発明が公開されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３２２８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
先述したような磁気共鳴画像診断装置において外部から空気を送り込む場合には、空気の温度は外気温程度であり、冷却効果が十分でない。被検体の温度上昇を防ぎ被検体への負担を和らげるためには、より温度の低い空気を用いて空冷を行う必要があった。
【０００６】
そこで本発明においては、温度の低い空気を用いて被検体を効率的に冷却することが可能な磁気共鳴画像診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の磁気共鳴画像診断装置は、静磁場を形成する超伝導コイルと、被検体を収容する開口部を有し、前記超伝導コイルを内蔵するコイル容器と、前記コイル容器の内部に充填される冷媒と、前記冷媒を冷却する冷却機と、空気を送風する送風機と、前記送風機に取り付けられ、前記送風機によって送風された空気を前記被検体へと送るダクトと、前記ダクト内の空気を冷却する熱交換器と、前記コイル容器あるいは前記冷却機の少なくともいずれか一方と接し、前記コイル容器あるいは前記冷却機と、前記熱交換器との間の熱伝導によって前記熱交換器を冷却する熱伝導材とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、温度の低い空気を用いて被検体を効率的に冷却することが可能な磁気共鳴画像診断装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気共鳴画像診断装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施形態に係る超伝導コイルの構成を示す図。
【図３】本発明の実施形態に係る冷凍機の内部構成を示す断面図。
【図４】本発明の実施形態に係る空冷部の構成を示す断面図。
【図５】本発明の実施形態に係る空冷部の構成を示す側面図。
【図６】本発明の実施形態に係る空冷部の内部構成を示す概観矢視図。
【図７】本発明の実施形態に係る送風機の駆動処理を示すフローチャート。
【図８】本発明の実施形態に係る外カバーとダクトとの位置を示す断面図。
【図９】本発明の実施形態に係る送風口の位置を示す断面図。
【図１０】本発明の実施形態に係る内部部材を冷却するダクトの構成図。
【図１１】本発明の実施形態に係るダクトを分岐した構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
（磁気共鳴画像診断装置１の構成）
図１は、本発明に係る磁気共鳴画像診断装置１の構成を示したブロック図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態に係る磁気共鳴画像診断装置１は、制御部１００と、傾斜磁場電源２０１と、高周波送信コイル制御部２０２と、静磁場磁石２０３と、傾斜磁場コイル２０４と、高周波送信コイル２０５と、高周波受信コイル２０６と、ＭＲ信号受信部２０７と、天板３０２と、天板基台３０３と、冷凍機４００と、ダクト４０２と、送風機４０３と、排水バルブ４０４と、温度センサ４１０と、空冷部５００から構成される。なお、本発明の構成はこれに限られるものではなく、適宣構成要素を追加し、あるいは省略しても構わない。
【００１３】
なお、静磁場磁石２０３、傾斜磁場コイル２０４、及び高周波送信コイル２０５は後述する円筒状のコイル容器６００中に内蔵され、診断を行う際に被検体Ｐはこの円筒状のコイル容器６００の開口部に収容されることとなる。以降、このコイル容器６００の開口部を患者ボアと記載する。
【００１４】
制御部１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などから構成される。制御部１００は、ＲＯＭに記憶されるプログラムや、後述する記憶部１０３からＲＡＭにロードされた各種のアプリケーションプログラムに従って処理を実行する。制御部１００には、後述するスキャン制御部１０１、再構成処理部１０２、記憶部１０３、表示部１０４、及び入力部１０５などが含まれる。制御部１００は、各部から供給される信号を処理し、また種々の制御信号を生成して各部に供給する。このような処理によって、制御部１００は、磁気共鳴画像診断装置１を統括的に制御する。
【００１５】
スキャン処理部１０１は、磁気共鳴画像診断装置１がスキャンを行う際に、後述する傾斜磁場電源２０１、高周波送信コイル制御部２０２、天板基台３０３、冷凍機４００、送風機４０３を動作させるための指示信号を各部へと出力する。より具体的には、磁気共鳴画像診断装置１を用いてスキャンを行う場合、スキャン制御部１０１は、後述する入力部１０７から入力されたスキャンシーケンスやＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ  Ｏｆ  Ｖｉｅｗ）といった種々のスキャン条件に基づいて傾斜磁場電源２０１へ傾斜磁場発生信号を出力し、高周波送信コイル制御部２０２へ高周波パルス発生信号を出力する。また、スキャン制御部１０１は測定を行う被検体の部位に基づいて天板基台３０３へ天板移動信号を出力する。また、スキャン制御部１０１は後述する冷却風をダクト４０２から送風するための送風信号を送風機４０３へと出力する。
【００１６】
再構成処理部１０２は、ＭＲ信号受信部２０７から出力された受信データに基づいて、磁気共鳴画像を再構成する。再構成処理部１０２は磁気共鳴画像を生成すると、これを記憶部１０３あるいは表示部１０４へと出力する。
【００１７】
記憶部１０３は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭや電気的に書き換えや消去が可能な不揮発性メモリであるフラッシュメモリ、およびＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）などの記憶媒体で構成され、制御部１００のＣＰＵにより実行される種々のアプリケーションプログラムや制御データ、及び再構成処理部１０２から出力された磁気共鳴画像を記憶する。
【００１８】
表示部１０４は例えば液晶ディスプレイなどによって構成され、再構成処理部１０２から出力された磁気共鳴画像を表示する。なお、表示部１０４には磁気共鳴画像の他に磁気共鳴画像診断装置１を操作するための操作画面や、入力部１０５によって入力されたスキャン条件などを表示するものであっても構わない。
【００１９】
入力部１０５は例えばタッチパネルディスプレイや機械的なボタンなどから構成され、磁気共鳴画像診断装置１の使用者が入力部１０５に対して行った入力を受け付ける。入力部１０５は使用者の指示を受け付けると、使用者が行った指示に応じて入力信号を制御部１００へと出力する。制御部１００は、入力部１０５が出力した入力信号に応じて種々の処理を実行する。
【００２０】
静磁場磁石２０３は超伝導コイル２０３１を用いて構成される、円筒状に形成された磁石である。図２に静磁場磁石２０３の断面を示す。静磁場磁石２０３は、円筒状に形成された超伝導コイル２０３１、液体ヘリウム層２０３２、及び断熱シールド２０３３をデュワー２０３４内に内包して構成される。
【００２１】
超伝導コイル２０３１は、導電性線材を巻いて構成したコイルである。超伝導コイル２０３１は後述する液体ヘリウム層２０３２によって絶対温度４．２Ｋ程度まで冷却され、超伝導状態となる。超伝導コイル２０３１には図示せぬ電流源から電流が供給される。超伝導状態となった超伝導コイル２０３１が供給された電流に応じてコイル内部に磁束を発することで、円筒内部に一様な静磁場を発生させる。
【００２２】
液体ヘリウム層２０３２は、液状のヘリウムが充填された容器である。液体ヘリウム層２０３２は超伝導コイル２０３１を内包する円筒状に形成され、超伝導コイル２０３１を冷却する。液体ヘリウム層２０３２には後述する冷凍機４００が接続され、冷凍機４００によって液体ヘリウム層２０３２が冷却され、低温のまま温度が保たれる。
【００２３】
熱シールド２０３３は、金属などによって構成された板状部材である。熱シールド２０３３は液体ヘリウム層２０３２を内包する円筒状に形成され、熱シールド２０３３内部への輻射熱の侵入を防ぐ。
【００２４】
デュワー２０３４は、内部を真空に保つための容器である。デュワー２０３４は先述した超伝導コイル２０３１、液体ヘリウム層２０３２、及び熱シールド２０３３を内包する。デュワー２０３４には図示せぬ空気ポンプが接続され、デュワー２０３４内部の空気を外部へ排出することにより、デュワー２０３４内部を真空状態に保つ。デュワー２０３４内部が真空状態になることで、デュワー２０３４外部の熱の影響が内部へ及ぶ事態が防がれる。
【００２５】
なお、本発明における静磁場磁石の構成は、上記構成に限られるものではない。例えば、本実施例においてはデュワー２０３４内部に熱シールド２０３３と液体ヘリウム層２０３２が１層設けられる例を述べたが、例えば温度の異なる液体ヘリウム層を複数設けて、超伝導コイル２０３１を冷却するものであっても構わない。あるいは、液体ヘリウム層２０３２内に充填される冷媒に他の媒質を用いても構わない。
【００２６】
傾斜磁場電源２０１は、後述するスキャン制御部１０１から出力された傾斜磁場出力信号に基づいて、傾斜磁場コイル２０４へ電流を供給する。
【００２７】
傾斜磁場コイル２０４は、円筒状に形成された静磁場磁石２０３の筒内に配置された３対のコイルである。３対のコイルは傾斜磁場電源２０１から供給される電流によって、図１中に示すｘ，ｙ，ｚ方向に沿った傾斜磁場を発生させる。
【００２８】
高周波送信コイル２０５は、傾斜磁場コイル２０４の内部に配置されたコイルである。３対のコイルは高周波送信コイル制御部２０２から供給された電流によって、ＲＦ（Ｒｅｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）パルスを高周波送信コイル２０５内に載置された被検体２に対して送信する。
【００２９】
高周波受信コイル２０６は、被検体２に近接するように配置され、被検体Ｐ内の水素原子核励起によって放出されたＭＲ信号をＭＲ信号受信部２０７へと出力する。
【００３０】
高周波送信コイル制御部２０２は、後述するスキャン制御部１０１から出力されたＲＦパルス出力信号に基づいて、高周波送信コイル２０５へ電流を供給する。
【００３１】
ＭＲ信号受信部２０７は、高周波受信コイル２０６から出力されたＭＲ信号を計算機処理可能な受信データへと変換し、制御部１００へと出力する。
【００３２】
天板基台３０３の上部には、被検体Ｐを載置するための天板３０２が設けられる。天板基台３０３は、スキャン制御部１０１から出力された天板移動信号に基づいて天板３０２を移動させる。例えば、磁気共鳴画像診断装置１が被検体Ｐのスキャンを行う場合には、天板基台３０３は天板３０２を患者ボア内部へと移動させる。
【００３３】
（冷凍機の構成）
冷凍機４００は、液体ヘリウム層２０３２中に充填された液体ヘリウムを冷却するための装置である。冷凍機４００の構成としては、例えばＧＭ（Ｇｉｆｆｏｒｄ−ＭａｃＭａｈｏｎ）冷凍機などを用いることができる。冷凍機４００は図示せぬ電流源からの電力供給を受けて、冷凍機４００の下部に設けられた低温発生部４００８の温度を低下させる。低温発生部４００８と液体ヘリウム層２０３２とが接するように冷凍機４００を設けることで、冷凍機４００は液体ヘリウム層２０３２を冷却する。
【００３４】
図３は、冷凍機４００の構成の概略を示す図である。冷凍機４００は例えば吸気パイプ４００１、排気パイプ４００２、吸気バルブ４００３、排気バルブ４００４、ディスプレーサ駆動部４００５、ディスプレーサ４００６、気室４００７、低温発生部４００８、及びシールド４００９から構成される。シールド４００９は冷凍機４００の低温発生部４００８以外の部分を覆い、輻射熱により冷媒の温度が上昇する事態を防ぐ。低温発生部４００８は気室４００７の底部に設けられ、液体ヘリウム層２０３２に接するように設けられる。
【００３５】
以下に、図３を用いて冷凍機４００による冷却動作の流れについて示す。まず、図３（ａ）に示すようにディスプレーサ４００６が気室４００７内の下部にあるとき、排気バルブ４００４が閉じられた状態で吸気バルブ４００３が開放され、吸気パイプ４００１から気室４００７内へ冷媒が流入する。なお、冷媒として気体ヘリウムなどの気体を用いることができるが、冷媒の種類はここに述べるものに限定されない。気室４００７内に冷媒が充填されると吸気バルブ４００３が閉じられ、気室４００７内の冷媒が密閉される。気室４００７内の冷媒が密閉されると、図３（ｂ）に示すようにディスプレーサ駆動部４００５がディスプレーサ４００６を気室４００７上部へと移動させ、気室４００７内の冷媒を膨張させる。ここで、気室４００７内の冷媒は、膨張による気圧低下に伴い温度が低下することとなる。気室４００７内の冷媒の温度が低下すると、先述した低温発生部４００８の温度が低下し、低温発生部４００８に接する液体ヘリウム層２０３２が冷却されることとなる。
【００３６】
気室４００７内の冷媒の温度が低下すると、排気バルブ４００４が開かれて膨張した冷媒が排気パイプ４００２から排出される。排気パイプ４００２から冷媒が排出されると、ディスプレーサ駆動部４００５がディスプレーサ４００６を気室４００７の下部へと移動させ、更に排気バルブ４００４が閉じて気室４００７が密閉され、図３（ａ）に示す状態へと戻る。以上の動作を繰り返すことにより、冷凍機４００は吸気パイプ４００３から流入する冷媒を冷却して、低温発生部４００８に接する液体ヘリウム層２０３２を冷却する。
【００３７】
なお、上述の冷却動作に伴って冷凍機４００を覆うシールド４００９の温度も低下する。また、冷凍機４００の周辺にあるデュワー２０３４の表層部分も、循環パイプ４００８の位置が近いために、冷凍機４００の冷却動作に伴って冷却されることとなる。つまり、冷凍機４００が冷却動作を行うことにより、冷凍機４００の表層を覆うシールド４００９及び冷凍機４００の周辺にあるデュワー２０３４の表層部分も冷却され、低い温度となる。
【００３８】
また、上述の冷却動作に伴って、冷凍機４００中のディスプレーサ４００６は一定の時間間隔で上下移動するために、冷凍機４００はこの上下移動に伴って振動することとなる。
【００３９】
ダクト４０２は、磁気共鳴画像診断装置１の外部と患者ボア内部との空気を繋ぐパイプである。ダクト４０２は、例えばシリコンゴム、ビニール、軟質樹脂などの振動を吸収する弾性部材を用いて構成される。ダクト４０２の一端は磁気共鳴画像診断装置１の外部へ向けられ、送風機４０３が取り付けられる。一方ダクト４０２のもう一端は患者ボア内部へと向けられる。なお、本発明の構成はこれに限られるものではなく、ダクト４０２をポリ塩化ビニールなどの剛性の高い部材を用いて構成しても構わない。
【００４０】
送風機４０３はダクト４０２の一端に取り付けられ、電気モータを取り付けたファンなどを用いて構成された、空気を送風する装置である。送風機４０３はスキャン制御部１０１から出力された送風信号に応じて駆動し、外気をダクト４０２の内部へと送り込む。また、送風機４０３はファンの回転速度を変化させるなどの方法で送風量を制御可能なように構成され、スキャン制御部１０１から出力された送風信号に応じて送風量を変化させる。
【００４１】
排水バルブ４０４は、ダクト４０２の下部に取り付けられた開閉可能な排水口である。排水バルブ４０４が開放されることにより、ダクト４０２の内部に結露して溜まった水が排水される。
【００４２】
温度センサ４１０は、患者ボア内に取り付けられ温度を検知するセンサである。温度センサ４１０は患者ボア内の温度測定を行い、温度データを制御部１００へと出力する。
【００４３】
（空冷部の構成）
空冷部５００は、冷凍機４００の駆動によって冷却された冷凍機４００の表層及びデュワー２０３４の表層部分を利用して、ダクト４０２中の空気を冷却する装置である。空冷部５００は、後述する熱交換機５００１、熱伝導材５００２、フランジ５０３、及びガスケット５００４から構成される。
【００４４】
図４は静磁場磁石２０３及び空冷部５００を図中のｘｚ平面から見た断面図である。図５は静磁場磁石２０３及び空冷部５００を図中のｘｙ平面から見た側面図である。
【００４５】
熱伝導材５００２は、冷却された冷凍機４００の表層及びデュワー２０３４表層の温度を熱交換器５００１へ伝え、熱交換器５００１を冷却する部材である。熱伝導材５００２は例えばゴムなどの弾性部材を用いて構成される。熱伝導材５００２の一面は冷凍機４００の側面及び、冷凍機４００周辺にあるデュワー２０３４の表層部分を覆う様に取り付けられる。そして、熱伝導材５００２の反対側の面には熱交換器５００１が取り付けられる。ゴムは熱伝導性を有するため、熱伝導材５００２に接する物体の熱を伝熱する。本発明においては冷凍機４００の表層及びデュワー２０３４の表層は、冷凍機４００が駆動することにより冷却され、外気に晒されている熱交換器５００１に比べ低い温度となる。熱伝導材５００２は冷却された冷凍機４００の表層及びデュワー２０３４の温度を熱交換器５００１へ伝えることにより、結果として熱交換器５００１を冷却する。
【００４６】
なお、本実施例において熱伝導材５００２はゴムの弾性部材を用いて構成すると述べたが、本発明の構成はこれに限られるものではない。例えば、熱伝導材５００２を電流の印加に応じて伝熱する、ペルチェ素子など熱電素子を用いて構成しても構わない。ペルチェ素子を用いて熱伝導材５００２を構成する場合には、冷凍機４００の表層及びデュワー２０３４の表層にペルチェ素子の発熱端を取り付け、熱交換器５００１にペルチェ素子の吸熱端を取り付ける。ペルチェ素子に電流を印加することにより、ペルチェ素子は熱交換器５００１から熱を奪い、冷凍機４００及びデュワー２０３４の表層へと放熱する。このペルチェ素子の吸熱・放熱動作により、熱交換器５００１を冷却することができる。また、熱伝導材５００２をゴムの弾性部材とペルチェ素子とを組み合わせて構成しても構わない。ゴムの弾性部材とペルチェ素子とを組み合わせて熱伝導材５００２を構成する場合には、まず冷凍機４００の表層及びデュワー２０３４の表層にペルチェ素子の発熱端を取り付け、ペルチェ素子の吸熱端にゴムの弾性部材を設ける。更に、ゴムの弾性部材に熱交換器５００１を取り付ける。即ち、熱交換器５００１と冷凍機４００の表層及びデュワー２０３４の表層との間には、ペルチェ素子とゴムの弾性部材の２層が挟み込まれることとなる。ペルチェ素子に電流を印加することにより、ペルチェ素子は熱交換器５００１からゴムの弾性部材を介して熱を奪い、冷凍機４００及びデュワー２０３４の表層へと放熱する。このペルチェ素子とゴムの弾性部材の取り付け順を逆にしても本発明を構成することができ、この場合は冷凍機４００の表層及びデュワー２０３４の表層にゴムの弾性部材を取り付ける。ゴムの弾性部材にペルチェ素子の発熱端を取り付け、熱交換器５００１にペルチェ素子の吸熱端を取り付ける。
【００４７】
熱交換器５００１はダクト４０２に接続され、熱伝導材５００２による冷却を利用してダクト４０２内部の空気を冷却する装置である。図６に熱交換器５００１の内部構成を示す。熱交換器５００１は、内部に空洞を有するように構成され、ダクト４０２から流れ込んだ空気がこの空洞内を通過するようにダクト４０２に取り付けられる。熱交換器５００１内部の空洞面には、熱伝導性の大きな金属素材を図５に示すように、空気に対して露出する表面積が大きくなるよう薄い短冊状に加工した、所謂ヒートシンクが設けられる。ヒートシンクは冷凍機４００が駆動したことに伴って熱伝導材５００２により冷却され、その温度が低下する。ヒートシンクは薄い短冊形状の構造のため、ダクト４０２の空気に対して露出する表面積が大きい。従って、ヒートシンクが冷却されることにより、ヒートシンクに触れるダクト４０２の空気を効率良く冷却することができる。なお、図６においては製図の都合上、熱伝導材５００２及び熱交換器５００１が冷凍機４００の表層のみに取り付けられているものを示したが、同様の形状の熱伝導材５００２及び熱交換器５００１がデュワー２０３４の表層に接していても構わない。なお、熱交換器５００１の構造はここに例示した構造に限定されない。例えば、短冊状の金属部材を高さ方向（図６中のｙ方向）に対して波打たせて構成しても構わない。
【００４８】
フランジ５００３は、ダクト４０２と熱交換器５００１とを接続する部材である。フランジ５００３はダクト４０２より径の大きい円盤状の形状を持ち、ダクト４０２とフランジ５００３とが一体化するように形成される。フランジ５００３と熱交換器５００１とは例えば螺子などを用いて接続される。
【００４９】
ガスケット５００４は、フランジ５００３と熱交換器５００１との間に設けられ、フランジ５００３と熱交換器５００１との隙間を密閉する部材である。ガスケット５００３は例えばゴムなどの弾性部材によって構成される。フランジ５００３と熱交換器５００１とがガスケット５００４を挟み込んで接続されることにより、フランジ５００３あるいは熱交換器５００１の形状の不整合による空気の漏れを防ぐことができる。
【００５０】
（冷却された空気の送風）
先述の磁気共鳴画像診断装置１を用いて被検体Ｐのスキャンを行う場合には、まず天板３０３を移動させて被検体Ｐを患者ボア内部へと移動させる。続いて、傾斜磁場コイル２０４が傾斜磁場を被検体Ｐへ印加して、高周波送信コイル２０５がＲＦパルスを被検体Ｐへ放射する。傾斜磁場及びＲＦパルスの印加に応じて被検体Ｐが放射したＭＲ信号に基づいて、再構成画像の生成が行われる。ところで、こうした磁気共鳴画像診断装置１によるスキャンの際には、スキャンを高精度且つ高速に行うために、傾斜磁場コイル２０４には高速スイッチングする大電流が印加されることとなる。この電流の印加によって、傾斜磁場コイル２０４に発熱が発生する。傾斜磁場コイル２０４の発熱は、患者ボア内部に載置された被検体Ｐの温度を上昇させる。また、高周波送信コイル２０５から被検体Ｐに放射されるＲＦパルスは被検体Ｐの発熱を引き起こす。被検体Ｐの体感温度が上昇することは、被検体Ｐに不快感を与える原因となる。
【００５１】
そこで本発明においては、空冷部５００によって冷却された空気をダクト４０２から被検体Ｐへ向けて送風することにより、被検体Ｐの体感温度の下降を図る。以下に冷却された空気の送風について記す。
【００５２】
まず、磁気共鳴画像診断装置１が被検体Ｐのスキャンを開始すると、スキャン制御部１０１は送風機４０３に対して送風信号を出力する。送風機４０３は送風信号を受信すると駆動して、外部の空気をダクト４０２の内部へと送り込む。ダクト４０２の内部へ送り込まれた空気は、空冷部５００の熱交換器５００１へと流れ込む。ここで、磁気共鳴画像診断装置１は超伝導コイル２０３１を超伝導状態に保つために、冷凍機４００による液体ヘリウム層２０３２の冷却が行われている。冷凍機４００の冷却に伴って、冷凍機４００の表層及び冷凍機４００の周辺にあるデュワー２０３４の表層部の温度が低下する。冷凍機４００の表層及びデュワー２０３４の表層部に取り付けられた熱伝導材５００２は、温度低下に従って熱交換器５００１の熱を吸熱し、温度を低下させる。熱交換器５００１の温度が低下することにより、熱交換器５００１に晒されたダクト４０２内の空気が冷却される。冷却されたダクト４０２内の空気は被検体Ｐに向かって放出され、被検体Ｐの体感温度を低下させる。ダクト４０２内の空気は熱交換器５００１によって冷却されるため、室外の空気を直接患者ボア内に送風する場合に比べて、より少ない送風量でより効率の良い冷却を行うことが可能となる。
【００５３】
また、先に冷却機４００はディスプレッサ４００６の上下運動により振動すると述べた。ディスプレッサ４００６の振動は、装置全体の振動を引き起こすと共に、騒音の原因となる。ここで、冷却機４００の表層部に取り付けられた熱伝導材５００２は弾性を有する部材によって構成され、また冷凍機４００とデュワー２０３４とを繋ぐように取り付けられる。熱伝導剤５００２はその弾性によってディスプレッサ４００６が引き起こす振動を吸収する。また、冷凍機４００とデュワー２０３４とを繋ぐことでディスプレッサ４００６が引き起こす振動を抑える。これにより、冷却機４００の振動が原因となって装置全体に引き起こされる振動を抑えることができると共に、冷却機４００が発する騒音を抑えることができる。
【００５４】
また、ダクト４０２は例えばシリコンゴム、ビニール、軟質樹脂などの、弾性を有する部材によって構成すると述べた。冷却機４００が起こす振動は熱交換器５００１にも波及し、熱交換器５００１が接続されたダクト４０２をも振動させることとなる。ダクト４０２をシリコンゴム、ビニール、軟質樹脂などの弾性を有する部材で構成することにより、熱交換器５００２に波及した振動を吸収することができる。これにより、冷却機４００、熱交換器５００１、及びダクト４０２の振動が原因となって装置全体に引き起こされる振動を抑えることができると共に、冷却機４００、熱交換器５００１、及びダクト４０２が振動によって発する騒音を抑えることができる。
【００５５】
また、ガスケット５００４は、ゴムなどの弾性を有する部材によって構成すると述べた。冷却機４００が起こす振動は熱交換器５００１にも波及し、熱交換器５００１が接続されたダクト４０２をも振動させることとなる。弾性を有する部材でガスケット５００４を構成することにより、熱交換器５００２に波及した振動をガスケット５００４が吸収することができる。これにより、熱交換器５００１、及びダクト４０２の振動が原因となって装置全体に引き起こされる振動を抑えることができると共に、熱交換器５００１、及びダクト４０２が振動によって発する騒音を抑えることができる。
【００５６】
また、ダクト４０２の下部には排水バルブ４０４が設けられる。ダクト４０２中を冷却された空気が循環することによりダクト４０２中の気温が低下し、内部に結露が発生する自体が考えられる。排水バルブ４０４をダクト４０２の下部に設けることにより、結露によってダクト４０２中に発生した水を適宣排出することができる。
【００５７】
また、本発明の構成はこれに限られるものではなく、例えばダクト４０２の周囲をウレタンなどによって構成した断熱部材で覆っても構わない。ダクト４０２の周囲を断熱部材で覆うことにより、冷却されたダクト４０２内部の空気が外気温によって暖められてしまう事態を防ぐことができる。
【００５８】
（温度センサによる送風機の制御）
先述のように被検体Ｐへの送風は送風機４０３を駆動することにより行われるが、必要以上の送風を行うことは磁気共鳴画像診断装置１の消費電力の都合上効率が悪く、また送風量が大きすぎることで被検体Ｐにとって体感温度が低すぎるように感じられ、あるいは送風が引き起こす騒音が不快に感じられる事態が考えられる。そこで本発明においては、患者ボア内に温度を検知する温度センサ４１０を設け、患者ボア内の温度に応じて送風機４０３の送風量を制御する。
【００５９】
図７は、温度センサ４１０の温度検知に基づいた送風機４０３の送風量制御の流れを示すフローチャートである。以下に、送風機４０３の送風量制御の流れを記す。
【００６０】
まず、磁気共鳴画像診断装置１がスキャンを開始すると（ステップ１０００）、温度センサ４１０は患者ボア内の温度を検出して（ステップ１００１）、制御部１００へと出力する。制御部１００は患者ボア内の温度が所定の上限閾値を上回るか否かを判断する（ステップ１００２）。
【００６１】
制御部１００が患者ボア内の温度が所定の上限閾値を上回ると判断すると（ステップ１００２のＹｅｓ）、スキャン制御部１０１は送風信号を送風機４０３に出力し、送風機４０３の送風量を増加させて（ステップ１００３）、処理を終了する（ステップ１００６）。
【００６２】
一方、制御部１００が患者ボア内の温度が所定の上限閾値を下回ると判断すると（ステップ１００２のＮｏ）、制御部１００は患者ボア内の温度が所定の下限閾値を下回るか否かを判断する（ステップ１００３）。制御部１００が患者ボア内の温度が所定の下限閾値を下回ると判断すると（ステップ１００３のＹｅｓ）、スキャン制御部１０１は送風信号を送風機４０３に出力し、送風機４０３の送風を停止させて（ステップ１００５）、処理を終了する（ステップ１００６）。
【００６３】
一方、制御部１００が患者ボア内の温度が所定の下限閾値を上回る、即ち患者ボア内の温度が所定の下限閾値と上限閾値との間の温度であると判断すると（ステップ１００５のＮｏ）、スキャン制御部１０１は送風信号を送風機４０３に出力し、送風機４０３の送風量を低下させて（ステップ１００４）、処理を終了する（ステップ１００６）。なお、本発明の構成はこれに限られるものではなく、ステップ１００４の処理は、送風機４０３の送風量を低下させる代わりに、送風機４０３の送風量を現在の送風量のまま維持させる処理を行っても構わない。
【００６４】
以上の処理により、制御部１００は患者ボア内の温度を温度センサ４１０によって検知して、患者ボア内の温度に基づいて送風機４０３の送風量を制御する。これにより、送風機４０３を必要以上に駆動する事態を防ぎ、磁気共鳴画像診断装置１の消費電力を低減すると共に、被検体Ｐにとっての体感温度が低下し過ぎる事態を防ぎ、風騒音が必要以上に発生する事態を防ぐことができる。
【００６５】
（ダクトの外カバーへの取り付け）
図８は、ダクト４０２と外カバー６００との位置関係を示した図である。静磁場磁石２０３、傾斜磁場コイル２０４、高周波送信コイル２０５、あるいは冷凍機４００といった構成要素が被検体Ｐや磁気共鳴画像診断装置１の操作者によって触れられる事態を防ぎ、また外観上の美観を保つために、これらの構成要素を覆う外カバー６００が設けられる。外カバー６００は例えばプラスチックやポリエチレンなどの種々の素材を組み合わせて構成される。ダクト４０２は外カバー６００の内部に収納されて、例えば外カバー６００に穿たれた穴からダクト４０２を突出させて、被検体Ｐへの送風を行う。
【００６６】
ここで、ダクト４０２は外カバー６００の内壁に接するように設けられる。ダクト４０２がポリ塩化ビニールなどの剛性の高い部材を用いて構成される場合には、ダクト４０２が外カバー６００の補強部材として働く。ダクト４０２が剛性を有することにより、外カバー６００に加えられた外圧や、内蔵部材の振動によって外カバー６００が変形する事態を防ぐことができる。
【００６７】
（傾斜磁場コイルへの送風）
図９は、ダクト４０２から送風される空気を被検体Ｐへと送風する別の実施形態を示す図である。先述した磁気共鳴画像診断装置１においては、ダクト４０２の一端を被検体Ｐへと向けて、ダクト４０２から送風される空気によって被検体Ｐを冷却する例を述べた。しかし本発明の構成はこれに限られるものではなく、外カバー６００に送風口４０５を設けて送風口４０５とダクト４０２とを接続し、送風口４０５から被検体Ｐへ向けて空気を送る構成を取っても構わない。
【００６８】
被検体Ｐに対する角度を自在に変化させることが可能な、薄い板状の送風角度調節板を送風口４０５に設けることで、送風角度調節板を回動させて被検体Pの冷却したい部位へ送風方向を変化させることができる。
【００６９】
図１０は、ダクト４０２から送風される空気を傾斜磁場コイル２０４へと送風する別の実施形態を示す図である。先述した磁気共鳴画像診断装置１においては、ダクト４０２の一端を被検体Ｐへ向けて送風し被検体Ｐを冷却する例を述べたが、ダクト４０２の送風口を傾斜磁場コイル２０４へ向けて、傾斜磁場コイル２０４や周辺部品を冷却しても構わない。
【００７０】
磁気共鳴画像診断装置１がスキャンを行う場合には、高速スイッチングする大電流が傾斜磁場コイル２０４に向けて流れ込むことにより、傾斜磁場コイル２０４が発熱する。傾斜磁場コイル２０４が発熱することによって、傾斜磁場コイル２０４の周辺に配置された部品が破損する事態や、あるいは電気的特性や磁気的特性が変化して正しくスキャンが行えない事態が起こり得る。図１０に示すように、空冷部５００によって冷却された空気を傾斜磁場コイル２０４へと送風することにより、傾斜磁場コイル２０４やその周辺の部品を冷却して、発熱によって起こる部品の破損や特性変化を防ぐことができる。
【００７１】
図１１は、ダクト４０２から送風される空気を分岐して、一方を傾斜磁場コイル２０４へと送風し、もう一方を被検体Ｐへと送風する別の実施形態を示す図である。ダクト４０２を分岐することにより傾斜磁場コイル２０４と被検体Ｐとを同時に冷却することができ、傾斜磁場コイル２０４の発熱による部品の破損や特性変化を防ぐと共に、発熱によって被検体Ｐに不快感を与える事態を防ぐことができる。
【００７２】
なお、本発明の構成はこれに限られるものではなく、例えばダクト４０２の送風口を別の構成要素へ向け、任意の構成要素を冷却する構成を取っても構わない。あるいは、ダクト４０２を複数分岐させて、複数の任意の構成要素を同時に冷却する構成を取っても構わない。
【００７３】
以上の発明の構成により、磁気共鳴画像診断装置１は、空冷部５００によって冷却された空気をダクト４０２から送風して冷却を行う。空冷部５００によって冷却された空気が送風されるために、室外の空気を直接送風する場合に比べて、より少ない送風量で冷却を行うことが可能となる。温度低下のために必要な送風量が低下するために、送風機４０３を駆動するために必要な消費電力を低減させることができる。
【００７４】
また、温度低下のために必要な送風量が低下するために、強い風が当たって被検体Ｐに不快感を与える事態を避けることができ、また強い風が発する風騒音によって被検体Ｐに不快感を与える事態を避けることができる。
【００７５】
また、空冷部５００の冷却は、冷凍機４００の駆動によって生じる冷凍機４００の表層及び冷凍機４００周辺にあるデュワー２０３４の表層部の冷却を利用して行われる。新たに電気的な冷却手段を必要とせず冷却を行えるために、磁気共鳴画像診断装置１の消費電力を増加させることなく冷却の効率を向上させることができる。
【００７６】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宣な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。あるいは、異なる実施例にわたる構成要素を適宣組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１００    制御部
１０１    スキャン制御部
１０２    再構成処理部
１０３    記憶部
１０４    表示部
１０５    入力部
２０１    傾斜磁場電源
２０２    高周波送信コイル制御部
２０３    静磁場磁石
２０４    傾斜磁場コイル
２０５    高周波送信コイル
２０６    高周波受信コイル
２０７    ＭＲ信号受信部
３０２    天板
３０３    天板基台
４００    冷凍機
４０２    ダクト
４０３    送風機
４０４    排水バルブ
４０５    送風口
４１０    温度センサ
５００    空冷部
２０３１  超伝導コイル
２０３２  液体ヘリウム層
２０３３  断熱シールド
２０３４  デュワー
４００１  吸気パイプ
４００２  排気パイプ
４００３  吸気バルブ
４００４  排気バルブ
４００５  ディスプレーサ駆動部
４００６  ディスプレーサ
４００７  気室
４００８  低温発生部
４００９  熱シールド
５００１  熱交換器
５００２  熱伝導材
５００３  フランジ
５００４  ガスケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005431180.tif 000009
【図９】
0005431180.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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