(57)【要約】【課題】磁気共鳴イメージング装置において、被検者が入る空間を縮小されることなく、傾斜磁場コイルに振動低減効果を得る構造を提供する。【解決手段】被検者を収容する空間に均一な静磁場を発生させる静磁場発生磁石を具備する静磁場発生部と、静磁場へ重畳して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルを具備する傾斜磁場発生部と、高周波磁場の照射により被検者から発生するＮＭＲ信号を検出し検出された信号を画像化する画像処理部とを有し、傾斜磁場コイルは、静磁場発生磁石の円筒状空洞の内周に沿って設けられ、静磁場発生磁石の内周側と傾斜磁場コイルとの間に生じる間隙に流動体が充填された伸縮性を有する収納袋を挿入することで、傾斜磁場コイルが引き起こす振動を低減するダンパー機構を有することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者を収容する空間に均一な静磁場を発生させる静磁場発生磁石を具備する静磁場発生部と、
前記静磁場発生磁石の円筒状空洞の内周に沿って設けられ、前記静磁場へ重畳して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルを具備する傾斜磁場発生部と、
前記静磁場発生磁石の内周側と前記傾斜磁場コイルとの間に生じる間隙に流動体が充填された伸縮性を有する袋状収納部を具備するダンパー機構と、を有する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記ダンパー機構は、前記傾斜磁場コイルの振動による圧力変動に応じて前記袋状収納部に注入された前記流動体の収納量を調整する圧力室を備え、前記袋状収納部に印加される圧力変動を調整することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記圧力室は、前記流動体を収納する第１収納部と、空気を収納する第２収納部とから構成され、
前記第１収納部と第２収納部とを仕切る側壁にはオリフィスが設けられ、
該オリフィスからの前記流動体の出入りにより圧力変動を調整することを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記ダンパー機構により前記傾斜磁場コイルと前記静磁場発生磁石とを支持する面積を増加することで、前記傾斜磁場コイルの振動を抑制することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
磁気共鳴イメージング装置を構成する傾斜磁場コイルの振動を低減するダンパー機構であって、
内周側に空洞部を有し外周側に流動体を収納可能な袋状収納部を有し、
前記傾斜磁場コイルの振動による圧力変動に応じて前記袋状収納部に注入された前記流動体の収納量を調整する圧力室により、前記袋状収納部に印加される圧力変動を調整することを特徴とするダンパー機構。
【請求項６】
前記圧力室は、前記流動体を収納する第１収納部と、空気を収納する第２収納部とから構成され、
前記第１収納部と第２収納部とを仕切る側壁にはオリフィスが設けられ、
該オリフィスからの前記流動体の出入りにより圧力変動を調整することを特徴とする請求項５に記載のダンパー機構。
【請求項７】
前記圧力室には、前記第１収納部に流動体を給油する給油口と、前記第２収納部に収納する空気圧力を調整する空気弁とを備えることを特徴とする請求項６に記載のダンパー機構。
【請求項８】
前記袋状収納部の一端に前記流動体を注入する注入口を有することを特徴とする請求項５に記載のダンパー機構。
【請求項９】
前記流動体は、シリコンオイルであることを特徴とする請求項５に記載のダンパー機構。
【請求項１０】
前記流動体は、窒素ガスであることを特徴とする請求項５に記載のダンパー機構。
【請求項１１】
静磁場発生磁石と傾斜磁場コイルを備えた磁気共鳴イメージング装置への前段傾斜磁場コイルの振動を低減するダンパー機構の設置方法であって、
油圧ダンパーの流動体を格納する袋状収納容器を前記静磁場発生磁石と前記傾斜磁場コイルとの間に挿入し、
前記静磁場発生磁石の少なくとも一方の面に圧力室を取り付け、
前記収納容器の注入口から前記流動体を注入し、
前記圧力室の空気弁から前記収納容器に混入した余分の空気を吸引し、
前記傾斜磁場コイルの振動を低減するダンパー機構を前記磁気共鳴イメージング装置に組み込むことを特徴とするダンパー機構の設置方法。
【請求項１２】
静磁場発生磁石と傾斜磁場コイルを備えた磁気共鳴イメージング装置への前段傾斜磁場コイルの振動を低減するダンパー機構の設置方法であって、
油圧ダンパーの流動体を格納する袋状収納容器を前記傾斜磁場コイルの外周に前記袋状収納容器の内周が接するように巻きつけ、
前記静磁場発生磁石の撮像空間エリアに前記袋状収納容器が巻きつけられた傾斜磁場コイルを挿入し、
前記静磁場発生磁石の少なくとも一方の面に圧力室を取り付け、
前記収納容器の注入口から前記流動体を注入し、
前記圧力室の空気弁から前記収納容器に混入した余分の空気を吸引し、
前記傾斜磁場コイルの振動を低減するダンパー機構を前記磁気共鳴イメージング装置に組み込むことを特徴とするダンパー機構の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージング（以下、「ＭＲＩ」という）装置に関し、特に騒音が問題となる傾斜磁場コイルの振動を効果的に減少するダンパー機構を備えたＭＲＩ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を利用して人体の断層像を得るＭＲＩ検査法は広く医療機関で利用されている。１日に複数人数の患者を画像診断する病院が多く、予約の患者を立て続けに撮像することも珍しくない。しかしながら、ＭＲＩ撮像時間は検査部位によって異なるが平均３０分前後と他の画像診断装置よりも長い検査時間が必要であり、その間の１００ｄＢに近い傾斜磁場コイルによる騒音は被検者へ与える負担は大きい。
【０００３】
現在、傾斜磁場コイルの振動低減には様々な技術が開発されているが、被検者が入る空間をできるだけ大きく確保する必要性から振動低減機構の小型化が必須となり振動低減との両立を難しくしている。これに伴って、磁気共鳴撮像装置の傾斜磁場コイルを真空に封入し密封する技術が知られている（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１０−１１８０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１では、ＭＲＩ装置に真空容器を設けることにより静音効果を得られるが、傾斜磁場コイル全面を封入し密封する構造は被検者が入る空間を縮小させてしまう。また、真空ポンプや真空シールといった初期コストとランニングコストが掛かるという課題が挙げられる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、被検者が入る空間を縮小されることなく、傾斜磁場コイルの振動低減効果を得る構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明になる磁気共鳴イメージング装置の主な特徴は以下の通りである。
（１）被検者を収容する空間に均一な静磁場を発生させる静磁場発生磁石を具備する静磁場発生部と、静磁場へ重畳して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルを具備する傾斜磁場発生部と、高周波磁場の照射により被検者から発生するＮＭＲ信号を検出し検出された信号を画像化する画像処理部とを有し、傾斜磁場コイルは、静磁場発生磁石の円筒状空洞の内周に沿って設けられ、静磁場発生磁石の内周側と傾斜磁場コイルとの間に生じる間隙に流動体が充填された伸縮性を有する収納袋を挿入することで、傾斜磁場コイルが引き起こす振動を低減するダンパー機構を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明になるダンパー機構の主な特徴は以下の通りである。
（２）磁気共鳴イメージング装置を構成する傾斜磁場コイルの振動を低減するダンパー機構であって、内周側に空洞部を有し外周側に流動体を収納可能な袋状収納部を有し、傾斜磁場コイルの振動による圧力変動に応じて袋状収納部に注入された流動体の収納量を調整する圧力室により、袋状収納部に印加される圧力変動を調整することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明になるダンパー機構の製造方法の主な特徴は以下の通りである。
（３）磁気共鳴イメージング装置を構成する傾斜磁場コイルの振動を低減するダンパー機構の製造方法であって、磁気共鳴イメージング装置に傾斜磁場コイルを据え付け、油圧ダンパーの流動体を格納する収納容器を静磁場発生磁石と傾斜磁場コイルとの間に挿入し、静磁場発生磁石の少なくとも一方の面に圧力室を取り付け、収納容器の注入口から前記流動体を注入し、圧力室の空気弁から収納容器に混入した余分の空気を吸引し、傾斜磁場コイルの振動を低減するダンパー機構を磁気共鳴イメージング装置に組み込むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、袋状のダンパー機構を傾斜磁場コイルの外周部に設置することにより、傾斜磁場コイルの支持面積が増大し、空気伝搬音による振動が粘性のあるダンパーに吸収され、傾斜磁場コイルの振動低減を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ＭＲＩ静磁場発生磁石と傾斜磁場コイルの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の振動低減機構とＭＲＩ静磁場発生磁石と傾斜磁場コイルの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の振動低減機構における袋状のオイルダンパー容器を示す図である。
【図４】傾斜磁場コイル支持構造とオイルダンパー圧力室の構成を示す正面図である。
【図５】傾斜磁場コイルの振動低減の手順を示す処理フローである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面に従って本発明のＭＲＩ装置の好ましい実施形態について詳説する。
なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１３】
図１は、本発明が適用されるクローズド構造のＭＲＩ装置の断面図であり、ＭＲＩ静磁場発生磁石と傾斜磁場コイルの構成を示す。このＭＲＩ装置は、被検者１０が設置される撮像空間エリア１７に均一な磁場を発生する静磁場発生磁石１１と、被検者１０を静磁場発生磁石１１の中心空間に配設する患者テーブル１２と、傾斜磁場コイル１３と、その内側に配置された高周波コイルと、被検者１０から発生するＮＭＲ信号を検出する検出コイル（図示せず）とを備えている。
【００１４】
ＭＲＩ装置の傾斜磁場コイル１３は、図１のように静磁場発生磁石１１の円筒状空洞の内部に取り付けられる。傾斜磁場コイル１３の支持構造は、静磁場発生磁石１１の両側面にアルミニウムの金属ブロック１４を備え、ブロック上に振動減衰を目的としたゴムダンパー１５で支持する構造とする。傾斜磁場コイル１３の取り付け位置は、静磁場発生磁石１１の内側に円筒状空洞と同心円となる様に配置するが、その際、静磁場発生磁石１１の円筒状空洞と傾斜磁場コイル１３の間には微小な隙間１６が生まれる。つまり、傾斜磁場コイル１３は、静磁場発生磁石１１の両端面で支持される両持ち支持梁であり、静磁場発生磁石１１の円筒状空洞の長さ（上記支持構造間の距離）の約１．５ｍは支持が無い範囲となる。
【００１５】
計測空間内に配置された傾斜磁場コイル１３には、動作時にパルス電流が流れるために、ローレンツ力が発生し、傾斜磁場コイル１３自体が振動する原因となる。傾斜磁場コイル１３の振動は、空気伝搬音となり隙間１６を反射し、騒音となって現れる。また、上述したように静磁場発生磁石１１の両端面は両持ち支持梁であるので、隙間１６が存在することは傾斜磁場コイル１３の中心部にかけて振動を励起し易い状況を意味する。さらに、傾斜磁場コイル１３の支持系を介して静磁場発生源に伝わり、静磁場発生源を振動させている。
【００１６】
そこで、以上述べた傾斜磁場コイルの振動発生要因を鑑みて、本発明は、静磁場発生磁石１１の円筒状空洞と傾斜磁場コイル１３の間の間隙空間に、油圧式ダンパーの構造を用いた機構を備え付け、傾斜磁場コイル１３の両持ち支持梁の中間を油圧式ダンパーで弾性支持することにより、騒音発生源の振動減衰を図る構造とした。
【実施例１】
【００１７】
以下に、図２及び図３を用いて具体的に振動減衰を図る構造を説明する。
静磁場発生磁石１１の円筒状空洞に傾斜磁場コイル１３を据付後、静磁場発生磁石１１の全周の隙間１６に油圧式ダンパーのオイルが格納されるオイル容器２０を挿入する。オイル容器２０は、狭い空間でも挿入出来る様に伸縮可能に変形可能で、また当該空間の環境を考慮して耐熱・耐寒・耐薬品性に優れたフッ素樹脂（フッ化炭素樹脂）を用い、容器の形状は袋状とする。
【００１８】
図２は、本発明の振動低減機構とＭＲＩ静磁場発生磁石と傾斜磁場コイルの構成を示す断面図である。
図２は、静磁場発生磁石１１および傾斜磁場コイル１３の円筒を切断した断面図であるので、図では静磁場発生磁石１１および傾斜磁場コイル１３の上部側と下部側のみが図示されているが、実際には上部側と下部側とは連続して繋がっている。
【００１９】
静磁場発生磁石１１の少なくとも一方の面に圧力室３０を備え、圧力室３０は、アルミニウムの金属ブロック１４面上に取り付けられている。圧力室３０の取り付け状態の例は、図４で説明する。圧力室３０は、オイルを充填するエリア３１と数箇所のオリフィス３２を備える。圧力室３０の先端は、オイル容器２０のオイル通り口が油圧用パッキン３３によって圧力室と固定する構造を有する。
静磁場発生磁石１１と傾斜磁場コイル１３との間の隙間には、シリコンオイルを充填したオイル容器２０が配置されている。
【００２０】
図３は、本発明の振動低減機構における袋状のオイルダンパー容器を示す図である。
オイル容器２０は、リング状の形状をなしその外周部分にオイルが収納可能な袋状の収納部から構成される。容器の両端には、圧力室３０へ通じるオイルの通り口２１が設けられている。本図では、それぞれの端部に３個づつ設けられているが、特に３個に限らず、オイルの通り口２１が設けられていれば良い。
【００２１】
図３に示すように、袋状のオイル容器２０は、リング状の形状としているので、傾斜磁場コイル１３の外周部を覆うことが出来る。
【００２２】
オイル容器２０の取り付けは、始めは、オイル容器２０の袋状のオイル収納部は空の状態として隙間１６に挿入し設置する。オイル容器２０は伸縮可能であり、オイルが充填されていないので、隙間１６には挿入しやすい状態となっている。オイル容器２０の挿入後に、袋状のオイル収納部にオイルを充填し、隙間１６を埋めていく。袋状のオイル収納部はオイルの有無によって伸縮可能であり、隙間の公差に追従して容器体積を変化できる利便性がある。
【００２３】
図４は、傾斜磁場コイル支持構造とオイルダンパー圧力室の構成を示す正面図である。
図４の正面図は、図２で示す方向Ａから見た図である。
静磁場発生磁石１１の内周に傾斜磁場コイル１３が配置され、さらに内部にはＭＲＩ患者テーブル１２上に、被検者１０が図示されている。静磁場発生磁石１１の端部は、ゴムダンパー１５を介して金属ブロック１４で傾斜磁場コイル１３を支持している。本図では、３箇所で、支持をしている。シリコンオイルを充填したオイル容器２０が、静磁場発生磁石１１と傾斜磁場コイル１３との隙間に配置されている。本図では、ゴムダンパー１５により、オイル容器２０が隠れて見えない部分があるが、実際には図３に示すように袋状に連続して繋がっている。
【００２４】
本図では、圧力室３０が３箇所に設けられている。また、圧力室３０の側面には、オイルを注入する給油口４０とエア抜き用の空気弁４１、及び油圧用パッキン３３が図示されている。
【００２５】
オイルは、耐熱性、耐寒性、粘性安定性のあるシリコンオイルとし、オイル給油口４０から注入する。静磁場発生磁石１１の円筒状空洞と傾斜磁場コイル１３の間の隙間１６にある袋状のオイル容器２０がシリコンオイルで満たす。シリコンオイルを充填したオイル容器２０は、余計に空気が混入しているため、空気弁４１から空気抜きを行う。
【００２６】
本発明になるダンパー機構は、以下の原理により振動を減衰させる効果を有する。
傾斜磁場コイル１３の振動を受けたオイルがオリフィス３２を通して流出し、圧力室内に圧力が発生する。その際に発生した圧力が傾斜磁場コイル１３の振動を減衰させる。
【００２７】
また、振動減衰の程度を調整するには、オイル給油口４０からの注入オイル量、あるいは抜き取り量により、調整が可能である。また、空気弁４１から空気抜き量によっても調整が可能である。
【００２８】
本発明によれば、袋状のダンパー機構を傾斜磁場コイルの外周部に設置することにより、傾斜磁場コイルの支持面積が増大し、空気伝搬音による振動が粘性のあるオイルダンパーに吸収され、振動低減を可能とする。
【００２９】
また、振動低減の効果により寝台へ伝搬する固体伝搬音が軽減し、撮像中における被検者の快適性向上が期待される。
【００３０】
さらに撮像対象物の振動低減は、磁気共鳴イメージング装置の画質と関係性があり、画質向上が期待される。
【実施例２】
【００３１】
本発明の実施例では、図１〜４に示すように傾斜磁場コイル１３の外周に袋状のオイル容器２０の据付、傾斜磁場コイル１３の振動低減、空気伝搬音の低減を目的としたが、患者空間エリアの許す限り傾斜磁場コイル１３の内周にも設置出来るオイル容器２０を取り付け、傾斜磁場コイル１３を両側から覆う形式で振動低減効果を増加してもよい。
【００３２】
本実施例は、既で施設にインストールされている磁気共鳴イメージング装置に対しても、振動低減するダンパー機構を取り付けることが容易である特徴がある。
【実施例３】
【００３３】
本発明の実施例では、図３に示すようにオイル容器２０にシリコンオイルを充填し、オイルダンパーとして振動低減を図ったが、オイルの代替として窒素ガスを注入してガススプリングとして振動低減を行ってもよい。
【実施例４】
【００３４】
以下に、上記実施例１−３で述べた油圧式ダンパー機構の設置方法を説明する。
図５は、傾斜磁場コイルの振動低減の手順を示す処理フローである。
先ず、傾斜磁場コイル１３を静磁場発生磁石１１に据え付ける（ステップ５０）。
次に、振動減衰するための機構を取り付ける（ステップ６０）。
最後に、振動減衰するための機構を取り付けた状態で撮像することにより傾斜磁場コイルの振動を低減する（ステップ７０）。
【００３５】
さらに、ステップ６０に関して詳細に説明する。
先ず、油圧ダンパーのオイルを格納するオイル容器２０を静磁場発生磁石１１と傾斜磁場コイル１３との間に挿入する（ステップ６１）。
次に、静磁場発生磁石１１の少なくとも一方の面に圧力室３０を据え付ける（ステップ６２）。
引き続き、オイル給油口４０へシリコンオイルを注入する（ステップ６３）。
最後に、空気弁４１からオイル容器２０に混入した余計な空気を吸引する（ステップ６４）。
【００３６】
以上のステップにより、傾斜磁場コイルの振動低減するためのダンパー機構が静磁場発生磁石に据え付けられて、ＭＲＩ装置による撮像の準備が完了する。
なお、上記ステップ６１では、油圧ダンパーのオイルを格納するオイル容器２０を静磁場発生磁石１１と傾斜磁場コイル１３との間に挿入したが、傾斜磁場コイル１３の内周側にオイル容器２０を取り付けてもよい。
【実施例５】
【００３７】
実施例４では、すでに設置されている静磁場発生磁石１１と傾斜磁場コイル１３との間、または、傾斜磁場コイル１３の内周側にオイル容器２０を取り付ける設置方法を説明したが、本実施例では、設置前の傾斜磁場コイル１３に対する油圧式ダンパー機構の設置方法について説明する。
【００３８】
オイル容器２０の取り付け手順を以下に示す。
（１）先ず、袋状のオイル容器２０を傾斜磁場コイル１３の外周にオイル容器２０の内周を接して巻きつける。
（２）次に、設置されている静磁場発生磁石１１の空洞内にオイル容器２０が巻きつけられた傾斜磁場コイル１３を挿入し、静磁場発生磁石１１と傾斜磁場コイル１３との間にオイル容器２０を設置する。
（３）静磁場発生磁石１１の少なくとも一方の面に圧力室３０を据え付ける。
（４）引き続き、圧力室３０に設けられたオイル給油口４０へシリコンオイルを注入する。
（５）最後に、空気弁４１からオイル容器２０に混入した余計な空気を吸引する。
【００３９】
なお、上記説明では、油圧ダンパーのオイルを格納するオイル容器２０を傾斜磁場コイル１３の外周に巻きつけたが、傾斜磁場コイル１３の内周側にオイル容器２０を取り付けてもよい。取り付け手順は、上記（２）以降は外周に巻きつけた場合と同様である。
【００４０】
また、撮像に関しては、実施例４のステップ７０と同様に行われる。
【００４１】
本実施例は、ＭＲＩ装置の組み立て中の作業に適用でき、作業がし易いという作業性向上面で特徴がある。
【符号の説明】
【００４２】
１０：被検者、
１１：静磁場発生磁石、
１２：ＭＲＩ患者テーブル、
１３：傾斜磁場コイル、
１４：金属ブロック、
１５：ゴムダンパー、
１６：静磁場発生磁石の側面と傾斜磁場コイルの側面との隙間、
１７：撮像空間エリア、
２０：オイル容器、
２１：オイル通し口、
３０：圧力室、
３１：オイル充填エリア、
３２：オリフィス
３３：油圧用パッキン、
４０：給油口、
４１：空気弁。
【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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