(57)【要約】【課題】傾斜磁場コイルから生じる振動を有効に利用することができる磁気共鳴イメージング装置を提供すること。【解決手段】実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、傾斜磁場コイルと、発電部とを備える。傾斜磁場コイルは、電流の供給を受けて傾斜磁場を発生する。発電部は、前記傾斜磁場コイルから生じる振動を電力に変換することで発電する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流の供給を受けて傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルと、
前記傾斜磁場コイルから生じる振動を電力に変換することで発電する発電部と
を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記発電部により発電された電力を蓄電する蓄電部と、
蓄電された電力の供給を制御する制御部と
を更に備えた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】
前記発電部は、前記傾斜磁場コイルの端部に備えられることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記発電部は、前記傾斜磁場コイルの外周面に備えられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記発電部は、
架台の土台部に固定され、当該土台部の振動に伴って振動する振動部と、
前記架台が設置される床面に固定され、表面に圧電素子が貼り付けられた固定部と
を含み、
前記振動部は、前記土台部の振動に伴って振動することで、前記固定部と衝突し、前記固定部の表面に配置された圧電素子を変形させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記蓄電部は、撮影室と機械室との境界部に設置されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージングは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンを、そのラーモア（Larmor）周波数のＲＦ（Radio  Frequency）パルスで磁気的に励起し、励起に伴い発生する磁気共鳴信号のデータから画像を生成する撮像法である。この磁気共鳴イメージングは、磁気共鳴イメージング装置（以下、適宜「ＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）装置」）によって行われる。
【０００３】
ＭＲＩ装置では、装置内の傾斜磁場コイルに大きな電流を流すことで磁場を発生させるため、撮像には多くの電力が消費される。また、ＭＲＩ装置では、被検体が載置される寝台、被検体に風を送る送風機、架台内の照明等を動作させるためにも多くの電力が消費される。
【０００４】
また、傾斜磁場コイルに大きな電流が流れることにより、ＭＲＩ装置にはローレンツ力が働く。傾斜磁場は所定の周波数で切り替えて発生されるため、このローレンツ力は周波数に応じて繰り返し発生することとなり、傾斜磁場コイルは大きく振動する。傾斜磁場コイルの振動は、傾斜磁場コイルを支持する支持体から静磁場磁石へ伝わることで、ＭＲＩ装置の架台をも振動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４５７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、傾斜磁場コイルから生じる振動を有効に利用することができる磁気共鳴イメージング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、傾斜磁場コイルと、発電部とを備える。傾斜磁場コイルは、電流の供給を受けて傾斜磁場を発生する。発電部は、前記傾斜磁場コイルから生じる振動を電力に変換することで発電する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００の全体構成を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、傾斜磁場コイル３について説明するための図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、傾斜磁場コイル３について説明するための図である。
【図３Ａ】図３Ａは、第１の実施形態に係る発電部４０の構造の一例を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、第１の実施形態に係る発電部４０の構造の一例を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１の実施形態に係る発電部４０が傾斜磁場コイル３の外周面端部に設置される場合の一例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１の実施形態に係る発電部４０が傾斜磁場コイル３の外周面端部に設置される場合の一例を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、第１の実施形態に係る発電部４０が傾斜磁場コイル３の外周面端部に設置される場合の一例を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第１の実施形態に係る発電部４０が傾斜磁場コイル３の外周面全体に設置される場合の一例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第１の実施形態に係る発電部４０が傾斜磁場コイル３の外周面全体に設置される場合の一例を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、第１の実施形態に係る発電部４０が傾斜磁場コイル３の外周面全体に設置される場合の一例を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る発電部４０が脚部１０ｃの側面に設置される場合の一例を示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る発電部４０が脚部１０ｃの側面に設置される場合の一例を示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係る電力の供給の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、第２の実施形態に係る発電部４０が傾斜磁場コイル３の外周面の一部に設置される場合の一例を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、第２の実施形態に係る発電部４０が傾斜磁場コイル３の内周面及び外周面に設置される場合の一例を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、第２の実施形態に係る発電部４０が傾斜磁場コイル３の内周面及び外周面に設置される場合の一例を示す図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、第２の実施形態に係る発電部４０が傾斜磁場コイル３の内周面及び外周面に設置される場合の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態に係る発電部４０が傾斜磁場コイル３と静磁場磁石１とに固定される場合の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態に係る発電部４０が傾斜磁場コイル３とは異なる構成要素に設置される場合の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置を説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００の全体構成を示す図である。なお、以下では、磁気共鳴イメージング装置をＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）装置と称する。
【００１１】
図１に示すように、ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１と、静磁場電源２と、傾斜磁場コイル３と、傾斜磁場電源４と、ＲＦコイル５と、送信部６と、受信部７と、寝台８と、蓄電部１５と、シーケンス制御装置２０と、計算機システム３０とを備える。このうち、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル３、及びＲＦコイル５は、同一の筐体に備えられ、この筐体を架台１０と称する。架台１０は、送風機１０ａ及び照明１０ｂを備え、脚部１０ｃにより支持される。なお、以下では、静磁場磁石１と、傾斜磁場コイル３と、ＲＦコイル５とが積層されて支持される円筒形状の構造物を、適宜「コイル機構」と称する。また、傾斜磁場電源４、送信部６、及び受信部７は、図１に示すように、撮影室に設置されても良いし、架台１０、寝台８、機械室等、他の場所に設置されても良い。
【００１２】
また、図１において、寝台８及び架台１０は、撮影室に設置される。静磁場電源２及びシーケンス制御装置２０は、機械室に設置される。計算機システム３０は、操作室に設置される。蓄電部１５は、例えば、撮影室と機械室との境界部に設置される。この境界部については後述する。なお、図１に示す構成は一例に過ぎず、各部は適宜統合若しくは分離して構成されても良い。
【００１３】
静磁場磁石１は、中空の円筒形状に形成された磁石であり、円筒内側の空間に、静磁場を発生する。静磁場磁石１は、例えば、超電導磁石等であり、静磁場電源２から電流の供給を受けて励磁する。静磁場電源２は、静磁場磁石１に電流を供給する。なお、静磁場磁石１は、永久磁石でもよく、この場合、ＭＲＩ装置１００は、静磁場電源２を備えなくても良い。また、静磁場電源２は、ＭＲＩ装置１００とは別に、外部電源として備えられても良い。
【００１４】
傾斜磁場コイル３は、静磁場磁石１の円筒内側に配置され、中空の円筒形状に形成されたコイルである。傾斜磁場コイル３は、傾斜磁場電源４から電流の供給を受けて傾斜磁場を発生する。傾斜磁場電源４は、傾斜磁場コイル３に電流を供給する。
【００１５】
ＲＦコイル５は、ＷＢ（Whole  Body）コイル５ａと、局所コイル５ｂとを備える。ＷＢコイル５ａは、傾斜磁場コイル３の円筒内側に配置され、中空の円筒形状に形成されたコイルである。ＷＢコイル５ａは、送信部６からＲＦパルスの供給を受けて高周波磁場を発生する。局所コイル５ｂは、被検体に装着されるコイルである。局所コイル５ｂは、高周波磁場の影響によって被検体から発せられる磁気共鳴信号（以下、適宜「ＭＲ（Magnetic  Resonance）信号」）を受信し、受信したＭＲ信号を受信部７に出力する。
【００１６】
なお、上述したＲＦコイル５は一例に過ぎない。例えば、ＷＢコイル５ａが局所コイル５ｂと同様の受信機能を有する場合には、ＲＦコイル５は、ＷＢコイル５ａのみで構成されても良い。
【００１７】
送信部６は、対象とする原子の種類及び磁場強度で定まるラーモア周波数に対応するＲＦパルスをＲＦコイル５に供給する。受信部７は、ＲＦコイル５から出力されるＭＲ信号を検出し、検出したＭＲ信号に基づいてＭＲデータを生成する。具体的には、受信部７は、ＲＦコイル５から出力されるＭＲ信号をデジタル変換することによってＭＲデータを生成する。また、受信部７は、生成したＭＲデータをシーケンス制御装置２０に出力する。
【００１８】
寝台８は、被検体が載置される天板８ａを備える。通常、寝台８は、静磁場磁石１の円筒の中心軸（ｚ軸方向）と長手方向が平行になるように設置される。また、天板８ａは、長手方向及び上下方向に移動可能であり、被検体が載置された状態で、ＲＦコイル５の内側の円筒内部の空間に挿入される。
【００１９】
シーケンス制御装置２０は、計算機システム３０による制御のもと、傾斜磁場電源４、送信部６、及び受信部７をそれぞれ駆動することによって被検体の撮像を行う。そして、シーケンス制御装置２０は、撮像を行った結果、受信部７からＭＲデータが送信されると、そのＭＲデータを計算機システム３０に送信する。なお、シーケンス制御装置２０は、例えば、プロセッサ（ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＭＰＵ（Micro-Processing  Unit）、集積回路）等のハードウェアにより構成される。
【００２０】
計算機システム３０は、ＭＲＩ装置１００全体を制御する。具体的には、この計算機システム３０は、制御部３１を備える。例えば、制御部３１は、操作者から入力される撮像条件に基づいてシーケンス制御装置２０に撮像シーケンスを実行させる。また、制御部３１は、シーケンス制御装置２０から送信された生データに基づいて画像を再構成する。制御部３１は、再構成された画像を記憶部に格納したり、表示部に表示したりする。なお、制御部３１は、例えば、プロセッサ等のハードウェアにより構成される。
【００２１】
さて、以下では、傾斜磁場コイル３から発生する振動を電力に変換することで発電する手法を提案する。
【００２２】
図２Ａ及び図２Ｂは、傾斜磁場コイル３について説明するための図である。図２Ａには、コイル機構の中心軸を通るｙｚ平面での断面図を例示する。図２Ｂには、静磁場磁石１及び傾斜磁場コイル３の位置関係を例示する。なお、図１では説明を省略したが、ＭＲＩ装置１００には、ボアチューブ１１が設置される。ボアチューブ１１は、傾斜磁場コイル３の円筒内側及びＲＦコイル５の円筒外側に配置され、中空の円筒形状に形成される。なお、図２Ａ及び図２Ｂでは、ＲＦコイル５を省略して説明する。
【００２３】
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、傾斜磁場コイル３は、例えば、静磁場磁石１の内周面に設けられたコイル支持部２００ａ，２００ｂにより、静磁場磁石１の内周面から所定の高さだけ離れた位置で支持される。なお、以下では、コイル支持部２００ａ，２００ｂを区別無く総称する場合に、「コイル支持部２００」と総称する。
【００２４】
また、傾斜磁場コイル３は、メインコイル３ａとシールドコイル３ｂとを有するＡＳＧＣ（Active  Shield  Gradient  Coil）である。メインコイル３ａは、傾斜磁場電源４から供給される電流によりｘ軸，ｙ軸，ｚ軸の方向に傾斜磁場を印加する。シールドコイル３ｂは、メインコイル３ａの漏洩磁場をキャンセルする磁場を発生させる。
【００２５】
ここで、傾斜磁場を発生させるために傾斜磁場コイル３に電流が供給されると、傾斜磁場コイル３にはローレンツ力が働く。傾斜磁場は所定の周波数で切り替えて発生されるため、このローレンツ力は周波数に応じて繰り返し発生することとなり、傾斜磁場コイル３は大きく振動する。傾斜磁場コイル３の振動は、コイル支持部２００から静磁場磁石１へ伝わることで、ＭＲＩ装置１００の架台１０をも振動させる。
【００２６】
そこで、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、傾斜磁場コイル３から発生する振動を電力に変換することで発電する。これにより、ＭＲＩ装置１００は、傾斜磁場コイル３から発生する振動を有効に利用することが可能となる。
【００２７】
なお、ＭＲＩ装置１００では、傾斜磁場コイル３の振動によって騒音が発生する。このため、ＭＲＩ装置１００には、騒音を軽減するための静音設計が採用される。この静音設計は、騒音の伝播経路を絞ることで、静音化を図るものである。ここで、騒音の伝播経路としては、空気を媒体として伝播する空気伝播と、傾斜磁場コイル３と接触する部材を介して伝播する固体伝播とがある。そこで、図２Ａに示す例では、円筒状に形成された静磁場磁石１及びボアチューブ１１の両端を端板２１０によって固定することで、静磁場磁石１の内周側とボアチューブ１１の外周側との間に配置された傾斜磁場コイル３の周囲に密閉容器を形成させる。そして、傾斜磁場コイル３の周囲に形成される密閉容器内の空気を真空ポンプで排出し、傾斜磁場コイル３の周囲に真空空間２２０を形成することで、空気伝播を抑えている。
【００２８】
したがって、第１の実施形態においては、既存の静音設計を維持しつつ発電することが可能なＭＲＩ装置１００を提案する。以下では、まず、振動による発電について説明し、その後、発電された電力の供給について説明する。
【００２９】
（振動による発電）
まず、振動による発電について説明する。第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、振動による発電を行うための機能部として、発電部４０，５０（図３Ａ以降に図示）を備える。
【００３０】
第１の実施形態に係る発電部４０，５０は、振動を電力に変換することで発電する。例えば、発電部４０，５０は、圧電素子を含み、圧電素子が傾斜磁場コイル３の振動によって変形することで発電する。なお、圧電素子は、磁場の影響を受けにくく、かつ、コイル機構の磁場を乱さない。また、発電部４０，５０は、リード線や導電性ペースト等の接続部を介して蓄電部１５に接続される。発電部４０，５０により発電された電力は、接続部を介して蓄電部１５に収集され、蓄電される。
【００３１】
例えば、発電部４０は、傾斜磁場コイル３から発生する振動を直接的に電力に変換するために、傾斜磁場コイル３に設置される。また、例えば、発電部５０は、撮像画像への影響を考慮して、脚部１０ｃに設置される。以下では、これら代表的な設置位置について、図面を用いて順に説明する。
【００３２】
（傾斜磁場コイル３に対する発電部４０の設置）
図３Ａ及び図３Ｂは、第１の実施形態に係る発電部４０の構造の一例を示す図である。図３Ａには、傾斜磁場コイル３に設置される発電部４０の一断面を斜視的に例示する。図３Ｂには、傾斜磁場コイル３に設置される発電部４０のｘｙ平面での一断面を例示する。
【００３３】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、発電部４０は、圧電素子４１と、構造体４２とを有する。圧電素子４１は、厚さ数ｍｍの板状の構造であり、傾斜磁場コイル３の表面に取り付けられる。また、構造体４２は、質量を有し、コイル機構の磁場を乱さない材質の板状の構造体である。構造体４２は、圧電素子４１の表面であって、傾斜磁場コイル３に取り付けられた面とは反対側の表面に取り付けられる。そして、圧電素子４１と構造体４２とが積層された発電部４０は、例えば、傾斜磁場コイル３の外周を覆うように配置される（図３Ｂ）。
【００３４】
このように、傾斜磁場コイル３に設置される発電部４０の構造は、圧電素子４１が傾斜磁場コイル３と構造体４２とで挟まれた構造である。このため、傾斜磁場コイル３が様々な方向に振動する度に、質量のある構造体４２も追従して振動する。このとき、傾斜磁場コイル３と構造体４２とで挟まれた圧電素子４１には、様々な方向からの圧力がかかるため、圧電素子４１が変形して発電する。図３Ｂに示す例では、例えば、傾斜磁場コイル３が左右方向に振動することで、圧電素子４１が左右それぞれの方向から圧力を受けて変形し、発電することとなる。
【００３５】
なお、図３Ａ及び図３Ｂに示した例は、あくまで一例に過ぎない。例えば、図３Ａ及び図３Ｂでは、１枚の圧電素子４１が設置される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図示した発電部４０の設置面に対して、複数の圧電素子４１が設置されても良い。
【００３６】
また、圧電素子４１及び構造体４２は、必ずしも同じ広さの面を有していなくても良い。例えば、圧電素子４１及び構造体４２は、設置面の範囲内で任意の広さであって良い。ただし、圧電素子４１は、発電効率の観点から、設置面全体を覆うように１枚若しくは複数枚の圧電素子４１が配置されるのが好ましい。また、構造体４２は、発電効率の観点から、圧電素子４１を覆うように１枚若しくは複数枚の構造体４２が配置されるのが好ましい。
【００３７】
また、発電部４０は、必ずしも圧電素子４１及び構造体４２の２層構造でなくても良い。例えば、傾斜磁場コイル３と圧電素子４１との間に、構造体４２と同様の構造体を含んでいても良い。ただし、発電部４０は、少なくとも、傾斜磁場コイル３に取り付けられる側の面とは反対側に、質量のある構造体４２を有する。
【００３８】
このように、発電部４０は、傾斜磁場コイル３の振動により発電する構造を有する。そして、発電部４０は、例えば、傾斜磁場コイル３の外周面端部、若しくは傾斜磁場コイル３の外周面全体に設置される。以下、それぞれの部分に設置される場合について、順に説明する。
【００３９】
（傾斜磁場コイル３の外周面端部）
図４Ａから図４Ｃは、第１の実施形態に係る発電部４０が傾斜磁場コイル３の外周面端部に設置される場合の一例を示す図である。図４Ａには、コイル機構の中心軸を通るｙｚ平面での断面図を例示する。図４Ｂには、傾斜磁場コイル３及び発電部４０の位置関係を例示する。図４Ｃには、傾斜磁場コイル３の外周面の展開図を例示する。なお、傾斜磁場コイル３の外周面とは、静磁場磁石１が存在する側の面、すなわち、積層されたメインコイル３ａ及びシールドコイル３ｂのうちシールドコイル３ｂ側の外側の面を指す。また、この展開図は、傾斜磁場コイル３の下端をｚ軸方向に沿って切り開いた場合の展開図である。
【００４０】
図４Ａから図４Ｃに示すように、例えば、発電部４０は、傾斜磁場コイル３のｚ軸方向における端部（ｚ軸方向において磁場中心よりも外側に離れた位置）、且つ、傾斜磁場コイル３の外周面に設置される。ここで、発電部４０が傾斜磁場コイル３の端部に設置されるのは、次の２つの理由による。すなわち、１つ目の理由は、傾斜磁場コイル３のｚ軸方向における端部は、中央部（例えばコイル支持部２００ａとコイル支持部２００ｂとの間）よりも発電効率が良いからである。具体的には、１又は複数の位置で支持された物体（傾斜磁場コイル３）の振動は、支持位置に近いほど小さくなり、支持位置から遠いほど大きくなると考えられる。すなわち、図４Ａから図４Ｃの例では、傾斜磁場コイル３の振動は、ｚ軸方向において、コイル支持部２００ａとコイル支持部２００ｂとの間の位置、及び、コイル支持部２００ａ，２００ｂに近い位置ほど小さくなり、コイル支持部２００ａ，２００ｂから外側に離れた位置ほど大きくなる。したがって、発電部４０は、傾斜磁場コイル３のｚ軸方向における端部、例えば、コイル支持部２００よりも外側に設置される。
【００４１】
２つ目の理由は、発電に伴って発生する磁場の影響を軽減するためである。具体的には、発電部４０により発電された電力が接続部を介して蓄電部１５に蓄電される場合に、接続部の周囲に磁場が発生する。この磁場は、撮像画像にアーチファクトを生じ得るため、接続部は短いことが好ましい。ここで、発電部４０に接続された接続部は、傾斜磁場コイル３の端部を経由して蓄電部１５に接続される。このため、発電部４０が傾斜磁場コイル３の端部に設置される方が、中央部に設置される場合よりも接続部が短くなり、接続部の周囲に発生する磁場の影響が軽減される。したがって、発電部４０は、傾斜磁場コイル３のｚ軸方向における端部に設置される。
【００４２】
また、発電部４０が傾斜磁場コイル３の外周面に設置されるのは、発電に伴って発生する磁場の影響を軽減するためである。具体的には、接続部の周囲に発生する磁場がＲＦコイル５に影響を与えないために、接続部は傾斜磁場コイル３の外周面に設置されることが好ましい。したがって、発電部４０は、傾斜磁場コイル３の外周面に設置される。
【００４３】
なお、図４Ａに示すように、発電部４０は、静磁場磁石１に接触しないように設置される。これは、既存の静音設計を維持するためである。具体的には、発電部４０が傾斜磁場コイル３と静磁場磁石１との間に挿入され、両者に接触するように設置されると、騒音が発電部４０を介して静磁場磁石１に伝播してしまう。すなわち、騒音の伝播経路が増えることで、既存の静音設計を維持できなくなってしまう。このため、発電部４０は、静磁場磁石１に接触しないように設置される。
【００４４】
このように、発電部４０は、傾斜磁場コイル３の外周面端部に設置される。なお、図４Ａから図４Ｃは一例に過ぎない。例えば、上記の例では、発電部４０が傾斜磁場コイル３の両端部に設置される場合を説明したが、いずれか一方の端部に設置される場合であっても良い。また、例えば、発電部４０は、図示の例よりも中心側にずれた位置に配置されても良い。
【００４５】
（傾斜磁場コイル３の外周面全体）
図５Ａから図５Ｃは、第１の実施形態に係る発電部４０が傾斜磁場コイル３の外周面全体に設置される場合の一例を示す図である。図５Ａには、コイル機構の中心軸を通るｙｚ平面での断面図を例示する。図５Ｂには、傾斜磁場コイル３及び発電部４０の位置関係を例示する。図５Ｃには、傾斜磁場コイル３の外周面の展開図を例示する。なお、この展開図は、傾斜磁場コイル３の下端をｚ軸方向に沿って切り開いた場合の展開図である。
【００４６】
図５Ａから図５Ｃに示すように、例えば、発電部４０は、傾斜磁場コイル３の外周面の全面に設置される。これは、発電量を増加させるためである。具体的には、発電部４０を設置する領域を広くすることで、設置される圧電素子の数を増加させることができ、発電量を増加させることができるからである。ただし、接続部の周囲に発生する磁場を傾斜磁場コイル３と被検体との間で発生させないために、発電部４０は、傾斜磁場コイル３の内周面よりも外周面に設置されることが好ましい。したがって、発電部４０は、傾斜磁場コイル３の外周面全面に設置される。
【００４７】
（脚部１０ｃに対する発電部５０の設置）
図６は、第１の実施形態に係る発電部５０が脚部１０ｃの側面に設置される場合の一例を示す図である。図６には、脚部１０ｃの側面に設置される発電部５０の斜視図を例示する。図６に示すように、脚部１０ｃの側面に設置される発電部５０は、固定部５１と、振動部５２とを備える。なお、図６では、固定部５１の形状を説明するために、振動部５２を半透明で表現したが、振動部５２は実際には半透明でなくとも良い。また、脚部１０ｃは、土台部の一例である。
【００４８】
固定部５１は、床面に固定される。例えば、固定部５１は、立方体形状の物体であり、支持部５３により床面に固定される。また、固定部５１は、その表面に圧電素子が貼り付けられ（貼着）、圧電素子は接続部を介して蓄電部１５に接続される。
【００４９】
振動部５２は、脚部１０ｃの振動に伴って振動する。例えば、振動部５２は、底面を有しない立方体形状の筐体であり、固定部５１を覆うように脚部１０ｃに固定される。振動部５２の大きさは、固定部５１の大きさと、傾斜磁場コイル３の振動により脚部１０ｃが振動する距離とに基づいて決定される。例えば、振動部５２のｘ軸方向の大きさは、脚部１０ｃのｘ軸方向の振動によって振動部５２の左右の面が固定部５１の左右の面にそれぞれ衝突するように決定される。また、振動部５２のｙ軸方向の大きさは、脚部１０ｃのｙ軸方向の振動によって振動部５２の上面が固定部５１の上面に衝突するように決定される。また、振動部５２のｚ軸方向の大きさは、脚部１０ｃのｚ軸方向の振動によって振動部５２の前後の面が固定部５１の前後の面にそれぞれ衝突するように決定される。
【００５０】
ここで、傾斜磁場コイル３の振動により架台１０全体が振動すると、脚部１０ｃも振動する。そして、脚部１０ｃに固着された振動部５２が振動し、床面に固定された固定部５１と衝突を繰り返す。このとき、固定部５１の表面に貼着された圧電素子が変形され、発電する。これにより、発電部５０は、ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸の３方向の振動を用いて発電することができる。
【００５１】
このように、発電部５０は、脚部１０ｃの側面において、固定部５１及び振動部５２を用いて発電する。なお、図６は一例に過ぎない。例えば、図７に例示するように、固定部５１は球形であっても良い。これにより、発電部５０は、多方向の振動を用いて発電することができる。また、例えば、圧電素子は、固定部５１の表面ではなく、振動部５２の内側面に貼着されても良いし、固定部５１の表面及び振動部５２の内側面に貼着されても良い。図７は、第１の実施形態に係る発電部５０が脚部１０ｃの側面に設置される場合の一例を示す図である。
【００５２】
上述してきたように、第１の実施形態に係る発電部４０，５０は、傾斜磁場コイル３の外周面端部、傾斜磁場コイル３の外周面全体、若しくは脚部１０ｃの側面に設置される。なお、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、上述した発電部４０，５０の設置位置は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせ可能である。例えば、発電部４０，５０は、傾斜磁場コイル３の外周面端部と脚部１０ｃの側面とに設置されても良い。
【００５３】
（電力の供給）
次に、電力の供給について説明する。第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、振動による発電を行うための機能部として、蓄電部１５と、制御部３１とを備える。
【００５４】
第１の実施形態に係る蓄電部１５は、図１に示すように、例えば、撮影室と機械室との境界部に設置される。この境界部とは、各部屋の間で電源を供給したり、信号を送受信したりするために、撮影室と機械室とを中継する筐体（例えばフィルタパネル）である。蓄電部１５が境界部に設置されることで、撮影室、操作室、及び機械室に設置される各部に対して電力を容易に供給することが可能となる。
【００５５】
また、蓄電部１５は、発電部４０，５０により発電された電力を蓄電する。蓄電部１５に蓄電された電力は、制御部３１の制御により、図１に示した各部に供給される。例えば、蓄電部１５に蓄電された電力は、送風機１０ａ、照明１０ｂ、寝台８、操作室のコンピュータ及びモニタ等の各機器に供給される。なお、蓄電部１５は、例えば、鉛蓄電池やリチウムイオン二次電池等である。
【００５６】
第１の実施形態に係る制御部３１は、蓄電された電力の供給を制御する。例えば、制御部３１は、蓄電部１５の蓄電率（若しくは蓄電量）を監視する。そして、制御部３１は、供給先となる機器の動作が開始される場合に、蓄電部１５の蓄電率が閾値以上であるか否かを判定する。この閾値は、例えば、供給先となる機器を動作させるのに十分な蓄電率として、ＭＲＩ装置１００の操作者によって機器ごとに予め設定される。そして、制御部３１は、閾値以上である場合に、供給先となる機器に対して蓄電部１５の電力を供給する制御を行う。
【００５７】
図８は、第１の実施形態に係る電力の供給の処理手順を示すフローチャートである。図８では、制御部３１が送風機１０ａに対して電力を供給する場合を説明する。
【００５８】
図８に示すように、制御部３１は、送風機１０ａの電源がオンになると（ステップＳ１０１肯定）、蓄電部１５の蓄電率が５０％以上あるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。なお、制御部３１は、送風機１０ａの電源がオンになるまで（ステップＳ１０１否定）、以下の処理を実行しない。
【００５９】
そして、制御部３１は、蓄電率が５０％以上ある場合には（ステップＳ１０２肯定）、送風機１０ａに対して蓄電部１５から電力を供給し（ステップＳ１０３）、送風機１０ａを稼働させる。
【００６０】
一方、制御部３１は、蓄電率が５０％以上ない場合には（ステップＳ１０２否定）、送風機１０ａに対して設備電源から電力を供給し（ステップＳ１０４）、送風機１０ａを稼働させる。
【００６１】
なお、図８は一例に過ぎない。例えば、図８では、制御部３１が送風機１０ａに対して電力を供給する場合を説明したが、他の機器に対して電力を供給する場合においても、図８と同様の処理手順によって供給可能である。また、供給先となる機器は、図１に示した各部に限らず、例えば、ＭＲＩ装置１００とは異なる外部装置であっても良い。また、蓄電部１５に蓄電された電力は、ＵＰＳ（uninterruptible  power  supply）として各機器に供給されても良い。また、蓄電部１５の設置位置は、境界部に限らず、例えば、架台１０の内部に設置されても良い。
【００６２】
また、例えば、ＥＰＩシーケンス（Echo  Planar  Imaging）におけるＭＰＧ（Motion  Probing  Gradient）パルスの印加等のように、短時間に高電力の出力が要求される場合には、蓄電部１５から補完的に電力を供給しても良い。ＥＰＩシーケンスとは、撮像法の一つであり、高速撮像を実行するパルスシーケンスである。具体的には、パルスシーケンスの実行中にリアルタイムに傾斜磁場電源４の出力電圧をモニタリングした結果等に基づいて、まさに高電力出力が要求されたタイミングで、蓄電部１５から補完的に電力を供給する。これにより、要求される電力量を満たせずに画質劣化等が生じる恐れを回避することができる。
【００６３】
上述してきたように、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００において、発電部４０，５０は、傾斜磁場コイル３から発生する振動を電力に変換することで発電する。このため、ＭＲＩ装置１００は、傾斜磁場コイル３から発生する振動を有効に利用することができる。
【００６４】
また、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００において、発電部４０，５０は、既存の静音設計を維持することが可能な範囲で発電部４０を設置する。このため、ＭＲＩ装置１００は、既存の静音設計を維持しつつ発電することができる。
【００６５】
また、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００において、蓄電部１５は、発電部４０，５０により発電された電力を蓄電する。そして、制御部３１は、蓄電部１５に蓄電された電力を各機器に供給する制御を行う。このため、ＭＲＩ装置１００は、蓄電された電力を各機器において有効に利用することができ、ＭＲＩ装置１００の装置全体で消費される電力を抑制したり、顧客の経済的負担を軽減したりすることができる。
【００６６】
（第２の実施形態）
さて、これまで第１の実施形態について説明したが、これ以外にも、種々の異なる形態にて実施されて良い。
【００６７】
（傾斜磁場コイル３の外周面の一部）
例えば、発電部４０は、傾斜磁場コイル３の外周面の一部に設置されても良い。図９は、第２の実施形態に係る発電部４０が傾斜磁場コイル３の外周面の一部に設置される場合の一例を示す図である。図９には、傾斜磁場コイル３の外周面の展開図を例示する。この展開図は、傾斜磁場コイル３の下端をｚ軸方向に沿って切り開いた場合の展開図である。
【００６８】
図９に示すように、発電部４０は、例えば、傾斜磁場コイル３の外周面の上下左右の４箇所に設置される。なお、図９は一例に過ぎず、例えば、発電部４０は、傾斜磁場コイル３の外周面の上部のみに設置されても良い。すなわち、発電部４０は、傾斜磁場コイル３の外周面において任意の位置に設置可能である。
【００６９】
（傾斜磁場コイル３の内周面及び外周面）
また、例えば、発電部４０は、傾斜磁場コイル３の外周面に加えて、内周面に設置されても良い。傾斜磁場コイル３の内周面とは、ボアチューブ１１が存在する側の面、すなわち、積層されたメインコイル３ａ及びシールドコイル３ｂのうちメインコイル３ａ側の外側の面を指す。
【００７０】
図１０Ａから図１０Ｃは、第２の実施形態に係る発電部４０が傾斜磁場コイル３の内周面及び外周面に設置される場合の一例を示す図である。図１０Ａには、コイル機構の中心軸を通るｙｚ平面での断面図を例示する。図１０Ｂには、傾斜磁場コイル３の外周面の展開図を例示する。図１０Ｃには、傾斜磁場コイル３の内周面の展開図を例示する。これらの展開図は、傾斜磁場コイル３の下端をｚ軸方向に沿って切り開いた場合の展開図である。
【００７１】
図１０Ａから図１０Ｃに示すように、発電部４０は、例えば、傾斜磁場コイル３の内周面及び外周面の端部に設置される。これによれば、例えば、発電部４０を設置する領域を広くすることで、発電量を増加させることができる。なお、図１０Ａから図１０Ｃは一例に過ぎず、例えば、発電部４０は、傾斜磁場コイル３の内周面のみに設置されても良いし、内周面の一部に設置されても良い。
【００７２】
（傾斜磁場コイル３及び静磁場磁石１に固定）
また、例えば、発電部４０は、傾斜磁場コイル３及び静磁場磁石１に固定されても良い。図１１は、第２の実施形態に係る発電部４０が傾斜磁場コイル３と静磁場磁石１とに固定される場合の一例を示す図である。図１１には、コイル機構の中心軸を通るｙｚ平面での断面図を例示する。
【００７３】
図１１に示すように、発電部４０は、例えば、傾斜磁場コイル３の端部において、傾斜磁場コイル３と静磁場磁石１とに固定される。これによれば、傾斜磁場コイル３の振動により生じる傾斜磁場コイル３と静磁場磁石１との距離の変位を、直接的に発電部４０（圧電素子）に伝えることができる。なお、図１１は一例に過ぎず、例えば、発電部４０は、傾斜磁場コイル３の外周面全体において、傾斜磁場コイル３と静磁場磁石１とに固定されても良い。
【００７４】
（傾斜磁場コイル３以外の構成要素への設置）
また、例えば、発電部４０は、傾斜磁場コイル３とは異なる構成要素に設置されても良い。これは、傾斜磁場コイル３の振動がコイル支持部２００を介して静磁場磁石１や架台１０に伝播されるからである。
【００７５】
図１２は、第２の実施形態に係る発電部４０が傾斜磁場コイル３とは異なる構成要素に設置される場合の一例を示す図である。図１２には、コイル機構の中心軸を通るｙｚ平面での断面図を例示する。
【００７６】
図１２に示すように、発電部４０は、例えば、静磁場磁石１の上部に設置される。なお、図１２は一例に過ぎず、例えば、発電部４０は、架台１０の外周面全体に設置されても良い。
【００７７】
ここで、発電部４０の設置位置が傾斜磁場コイル３から離れるほど、伝播される振動は弱くなるものの、撮影画像への影響は低減することができる。このため、傾斜磁場コイル３から任意の距離離れた位置に発電部４０が設置されることにより、例えば、撮像画像への影響が許容される範囲内で最適な発電効率を得ることが可能となる。
【００７８】
（発電部４０の設置位置の組み合わせ）
また、上述してきた発電部４０の設置位置それぞれは、矛盾しない範囲で適宜組み合わせ可能である。例えば、発電部４０は、傾斜磁場コイル３の外周面全体（図５Ａから図５Ｃ）、及び、内周面の端部（図１０Ｃ）に設置されても良い。
【００７９】
更に、上記の実施形態の説明で図示した各部は、機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示のように構成されていなくても良い。例えば、図１に例示した蓄電部１５は、ＭＲＩ装置１００に含まれていなくても良い。この場合、例えば、ＭＲＩ装置１００の外部に設置された蓄電池がＭＲＩ装置１００に接続される。
【００８０】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、振動を有効に利用することができる。
【００８１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８２】
１００      ＭＲＩ装置
３      傾斜磁場コイル
４０，５０      発電部
【図１】
2015136393.tif 000003
【図２Ａ】
2015136393.tif 000004
【図２Ｂ】
2015136393.tif 000005
【図３Ａ】
2015136393.tif 000006
【図３Ｂ】
2015136393.tif 000007
【図４Ａ】
2015136393.tif 000008
【図４Ｂ】
2015136393.tif 000009
【図４Ｃ】
2015136393.tif 000010
【図５Ａ】
2015136393.tif 000011
【図５Ｂ】
2015136393.tif 000012
【図５Ｃ】
2015136393.tif 000013
【図６】
2015136393.tif 000014
【図７】
2015136393.tif 000015
【図８】
2015136393.tif 000016
【図９】
2015136393.tif 000017
【図１０Ａ】
2015136393.tif 000018
【図１０Ｂ】
2015136393.tif 000019
【図１０Ｃ】
2015136393.tif 000020
【図１１】
2015136393.tif 000021
【図１２】
2015136393.tif 000022