(57)【要約】【課題】ＭＲＩ装置において、傾斜磁場コイルの振動に起因する振動がＭＲ画像を劣化させるのを防止する。【解決手段】ＭＲＩ装置は、上下に対向して配置されたリング状の静磁場発生源１ａ，１ｂと、この静磁場発生源の内径側に配置され上下に対向して配置された傾斜磁場コイル６ａ，６ｂおよび高周波コイル８ａ，８ｂとを有している。静磁場発生源と傾斜磁場コイルと高周波コイルは一対の磁気プレート３ａ，３ｂに保持される。磁気プレートは柱状継鉄４により互いに接続される。傾斜磁場コイルは振動抑制手段であるベースプレート１１ａ、１１ｂを有する。【選択図】  図１
2004173722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に対向して配置されたリング状の静磁場発生源と、この静磁場発生源の内径側に配置され上下に対向して配置された傾斜磁場コイルおよび高周波コイルと、前記静磁場発生源と傾斜磁場コイルと高周波コイルを保持する一対の磁気プレートと、この磁気プレートを互いに接続する柱状継鉄とを備えた開放型の磁気共鳴イメージング装置において、前記傾斜磁場コイルに振動抑制手段を設け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】
前記振動抑制手段は、傾斜磁場コイルの両面に配置されるベースプレートと、前記傾斜磁場コイルを前記磁気プレートから所定距離離隔させるスペーサ手段とを含む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】
前記スペーサ手段は、複数個の円筒または複数のリングであ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】
前記振動抑制手段は、前記傾斜磁場コイル状に配置した複数の梁状のベースプレートを含み、このベースプレートはセラミック製であ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】
対向して配置され撮像空間に磁場を発生するリング状の一対の静磁場発生源と、この静磁場発生源を支持する静磁場発生源支持構造物と、撮像空間に傾斜した磁場を発生する傾斜磁場コイルとを有する磁気共鳴イメージング装置において、前記傾斜磁場コイルに平板状または梁状のベースプレートを取り付けたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記傾斜磁場コイルの最低次の固有振動数を、前記静磁場発生源支持構造物の最低次の固有振動数より大きくしたことを特徴する請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記傾斜磁場コイルと前記ベースプレートとの間に減衰材を配置したことを特徴とする請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記傾斜磁場コイルに流す撮像シーケンス電流を周波数分析し、前記静磁場発生源支持構造物の固有振動数の電流成分を許容値以下に制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング。
【請求項９】
上下に対向して配置された静磁場発生源と、この静磁場発生源の上下方向内側に配置され上下に対向して配置された傾斜磁場コイルおよび高周波コイルと、前記静磁場発生源と傾斜磁場コイルと高周波コイルを保持する一対の磁気プレートと、この磁気プレートを互いに接続する１または２本の柱状継鉄とを備えた開放型の磁気共鳴イメージング装置において、前記傾斜磁場コイルに振動抑制手段を設けたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置と称す）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１に記載の従来の開放型ＭＲＩ装置では、被検体が撮像のために入る空間の開放性を高めるために、均一な静磁場を発生する静磁場発生源と、均一な磁場領域に傾斜した磁場を発生する円板状の傾斜磁場コイルを均一磁場領域を挟み上下に対向して配置している。
【０００３】
開放型ＭＲＩ装置の傾斜磁場コイルが振動を生じやすいので、特許文献２では傾斜磁場コイルの振動を抑制するために、傾斜磁場コイルの剛性を高めて振動振幅の大きな位置を固定している。また、特許文献３では傾斜磁場コイルの振動が静磁場発生源に伝播するのを抑制するために、静磁場発生源の外側に鉄板と鉄柱を有する磁気シールドを配設し、静磁場発生源と傾斜磁場コイルを鉄板で支持している。
【特許文献１】
特開平９−２６２２２３号公報
【特許文献２】
特開２００１−１４９３３４号公報
【特許文献３】
特開２００２−１７７０９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の中で特許文献２に記載のＭＲＩ装置では、傾斜磁場コイルがボルト等を介して静磁場発生源に取付けられるので、直接傾斜磁場コイルの振動が静磁場発生源に伝播し、静磁場発生源が励振される。特に、傾斜磁場コイルの振動を抑制するために剛に固定すればする程傾斜磁場コイル振動の静磁場発生源への伝播が大きくなる。
【０００５】
特許文献３に記載のＭＲＩ装置では、傾斜磁場コイル振動が静磁場発生源に直接的に伝播するのを低減できる。しかしながら、傾斜磁場コイルに流す電流の振動数と傾斜磁場コイルの固有振動数と磁気シールドの固有振動数が一致すると、傾斜磁場コイル振動により磁気シールドが励振される。そして、磁気シールドに取り付けられた静磁場発生源も振動されるおそれを生じる。
【０００６】
本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的はＭＲＩ装置の傾斜磁場コイルで発生した振動を低減することにある。本発明の他の目的は、傾斜磁場コイルで発生した振動の静磁場発生源への伝播を低減することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の特徴は、上下に対向して配置されたリング状の静磁場発生源と、この静磁場発生源の内径側に配置され上下に対向して配置された傾斜磁場コイルおよび高周波コイルと、静磁場発生源と傾斜磁場コイルと高周波コイルを保持する一対の磁気プレートと、この磁気プレートを互いに接続する柱状継鉄とを備えた開放型のＭＲＩ装置において、傾斜磁場コイルに振動抑制手段を設けたことにある。
【０００８】
そしてこの特徴において、振動抑制手段は、傾斜磁場コイルの両面に配置されるベースプレートと、傾斜磁場コイルを磁気プレートから所定距離離隔させるスペーサ手段とを含むのが好ましい。さらに、スペーサ手段は、複数個の円筒または複数のリングであってもよい。上記特徴において、振動抑制手段は、傾斜磁場コイル状に配置した複数の梁状のベースプレートを含み、このベースプレートはセラミック製であってもよい。
【０００９】
上記目的を達成する本発明の他の特徴は、対向して配置され撮像空間に磁場を発生するリング状の一対の静磁場発生源と、この静磁場発生源を支持する静磁場発生源支持構造物と、撮像空間に傾斜した磁場を発生する傾斜磁場コイルとを有するＭＲＩ装置において、傾斜磁場コイルに平板状または梁状のベースプレートを取り付けたことにある。
【００１０】
そしてこの特徴において、傾斜磁場コイルの最低次の固有振動数を、静磁場発生源支持構造物の最低次の固有振動数より大きくするのが好ましく、傾斜磁場コイルとベースプレートとの間に減衰材を配置してもよい。
【００１１】
上記いずれかの特徴において、傾斜磁場コイルに流す撮像シーケンス電流を周波数分析し、静磁場発生源支持構造物の固有振動数の電流成分を許容値以下に制御する制御手段を設けるのが望ましい。
【００１２】
上記目的を達成するための本発明のさらに他の特徴は、上下に対向して配置された静磁場発生源と、この静磁場発生源の上下方向内側に配置され上下に対向して配置された傾斜磁場コイルおよび高周波コイルと、静磁場発生源と傾斜磁場コイルと高周波コイルを保持する一対の磁気プレートと、この磁気プレートを互いに接続する１または２本の柱状継鉄とを備えた開放型の磁気共鳴イメージング装置において、傾斜磁場コイルに振動抑制手段を設けたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
ＭＲＩ装置では、静磁場強度を高めてＭＲＩ画像を高精度化する傾向にある。例えば、静磁場強度を０．５Ｔまで高めることが可能なＭＲＩ装置では、高精度化のために、許容磁場変動量が０．０１ｐｐｍ程度となる。この量を許容振動量に換算すると、１０￣２μｍオーダーに相当する。つまり、高精度なＭＲＩ装置では、１／１０μｍ以下の振動しか許容されていない。
【００１４】
そこでこのような低振動を実現する本発明に係るＭＲＩ装置の一実施例を、以下に示す。図１は、ＭＲＩ装置の縦断面図、図２は図１に示したＭＲＩ装置の斜視図である。なお、図１は図２のＡ−Ａ断面である。均一磁場領域の中心を原点とし、垂直方向をＺ軸、左右方向にＸ軸、前後方向（奥行方向）をＹ軸とする。
【００１５】
ＭＲＩ装置では、一対の円柱状の磁気プレート３ａ，３ｂを上下に配置し、磁気プレート３ａ，３ｂの一部を柱状継鉄で連結している。図１に示すように、断面コの字型の形状となっている。磁気プレート３ａ，３ｂは、対向する面のの外径側でリング状の静磁場発生源１ａ、１ｂを保持している。静磁場発生源１ａ，１ｂの内周側位置で、１対のリング状のポールピース５ａ，５ｂが磁気プレート３ａ、３ｂに対向して取付けられている。
【００１６】
ポールピース５ａ，５ｂのさらに内径側の磁気プレート３ａ，３ｂ面には、円板状のシムトレイ７ａ，７ｂと高周波コイル８ａ，８ｂ間にベースプレート１１ａ，１１ｂ，傾斜磁場コイル６ａ，６ｂ、ベースプレート１２ａ，１２ｂを積層した積層体が、高周波コイル８ａ，８ｂ面を対向させて取付けられている。ベースプレート１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂは円板状をしており、プラスチックやセラミック等の適度な剛性を有する非磁性や非金属の材料である。
【００１７】
このように構成した本実施例では、上下に対向して配置された磁場発生源１ａ，１ｂが、このＭＲＩ装置の垂直方向（高さ方向）に静磁場を発生させる。なお、上下に配置した静磁場発生源１ａ、１ｂの距離を人間の背腹方向厚みよりも大きくし、柱状継鉄４を磁気プレート３ａ，３ｂの中心から離して配置して、被検体が入る空間の開放性を高めている。柱状継鉄４は上下の磁気プレート３ａ、３ｂを機械的に支持するだけではなく、磁気的に連結する。静磁場発生源１ａ、１ｂ、磁気プレート３ａ、３ｂおよび柱状継鉄４は、上下の静磁場発生源１ａ，１ｂ間に垂直方向の均一磁場発生領域２を発生可能な磁気回路を構成する。
【００１８】
なお上記実施例では、１本の柱状継鉄４で磁気プレート３ａ、３ｂを支持しているが、開放性を損なわないなら複数本の柱状継鉄４を用いてもよい。磁気プレート３ａ，３ｂおよび柱状継鉄４を一体化した静磁場発生源支持構造物に静磁場発生源１ａ，１ｂを取り付けているが、磁気プレートと柱状継鉄を省いて直接上下の静磁場発生源１ａ，１ｂを連結支持してもよい。この場合、静磁場発生源１ａ，１ｂと静磁場発生源を連結支持する構造物を合わせて、静磁場発生源支持構造物とする。さらに、図３に示すように、ベースプレート１１ｃ，１１ｄ，１２ｃ，１２ｄを梁状とし、周方向に４箇所、ほぼ均等配置する。これにより、図１０（ａ）に示し節直径１次モードの振動を低減できる。また、中央部に円板状のベースプレート１１ｅ、１２ｅを配置して、同図（ｂ）に支援す節円１次モードの振動を低減する。この構成は、大径の円板をセラミクス製とすることが困難な場合に有効である
上記実施例では、静磁場発生源１ａ，１ｂを超電導磁石としたが、常電導磁石や永久磁石でもよい。垂直方向（上下方向）に静磁場が発生するように各構成部材を配置したが、水平方向に静磁場が発生するように各構成部材を配置してもよい。なお図１では、超伝導コイルを極低温状態に保持するクライオスタットのみ図示し、超伝導コイルは図示を省略した。
【００１９】
ポールピース５ａ、５ｂは、良好な均一磁場を得るためのもので、鉄で構成されリング状をしている。傾斜磁場コイル６ａ、６ｂは、ＭＲ信号に位置情報を付与するために、傾斜磁場を静磁場に重畳する。傾斜磁場コイル６ａ，６ｂは、それぞれＸ、Ｙ、Ｚ方向に傾斜した磁場を発生するコイル（導体）を樹脂等でモールドして、円板状に一体形成されている。
【００２０】
傾斜磁場コイル６ａ，６ｂと磁気プレート３ａ，３ｂとの間には、所定間隔が形成されている。この間隔には、均一磁場領域の磁場の均一性を調整する図示しない磁場調整用の磁石または磁性材（図示せず。以下、整磁材という）が配置される。整磁材は、シムトレイ７ａ、７ｂ上もしくはシムトレイ内にネジ止めや接着される。
【００２１】
被検体に面して配置される平板状の高周波コイル８ａ、８ｂは、被検体の検査部位の原子核を共鳴励起するための高周波磁場を発生させる。高周波コイル８ａ，８ｂは、所定機能を果たすため傾斜磁場コイル６ａ，６ｂから所定の距離だけ離隔して配置される。
【００２２】
本実施例では、傾斜磁場コイル６ａ，６ｂにベースプレート１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂを取り付けて一体化したので、傾斜磁場コイル６ａ，６ｂ単体時よりも剛性が大きくなり、傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの振動を低減できる。ベースプレート１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂを傾斜磁場コイル６ａ，６ｂと同じ形状にすれば、一体化部の剛性が板厚の３乗に比例して大きくなることより、傾斜磁場コイル１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂの振動をさらに低減できる。
【００２３】
傾斜磁場コイル６ａ，６ｂにベースプレート１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂを接触させて一体化しているので、傾斜磁場コイル６ａ，６ｂが振動すると傾斜磁場コイル６ａ，６ｂとベースプレート１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ間に摩擦が発生する。そして、傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの振動エネルギーが摩擦により熱エネルギーに変換される。
【００２４】
これにより、傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの振動エネルギーが放散されるので傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの振動が低減する。傾斜磁場コイル６ａ，６ｂとベースプレート１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂとが摩擦したときに振動減衰させるためには、傾斜磁場コイル６ａ，６ｂにベースプレート１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂを接着するのではなく、ボルトで固定し一体化するのがよい。また、ベースプレート１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂの剛性を傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの剛性より高くすれば、ベースプレート１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂが傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの変形を抑制するので、さらに傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの振動を低減できる。
【００２５】
本実施例では、ベースプレート１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂを、傾斜磁場コイル６ａ，６ｂのシムトレイ７ａ，７ｂ側と高周波コイル８ａ，８ｂ側の双方の面に取り付けている。ベースプレート１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂは、傾斜磁場コイルと同じく平板状が望ましいが、図示したように梁状でもよい。ベースプレート１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂをセラミックで製作するときは、加工工程やコストを考慮して梁状とする。その際、ベースプレート１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂを、振動の腹を抑えるように傾斜磁場コイル６ｂ上に配置する。図３では、節円１次モードと節直径１次モードの腹の位置にベースプレート１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂを配置している。
【００２６】
図４に、ＭＲＩ装置の下部に設けた傾斜磁場コイル６ｂ部の詳細縦断面を示す。整磁材を、シムトレイ７ｂ上に配置する。傾斜磁場コイル６ｂのシムトレイ７ｂ側にベースプレート１１ｂを取り付けて一体化し、この一体化した傾斜磁場コイル６ｂをシムトレイ７ｂ上に配置したスペーサ１３を介して磁気プレート３ｂに取り付ける。この取付けには、スタッドと一体化した貫通ボルト１４を用いる。
【００２７】
貫通ボルト１４は、一端側が磁気プレート３ｂにねじ込まれ他端側に雌ねじが形成されたスタッドと、傾斜磁場コイル６ｂの下面で結合されている。これにより、貫通ボルト１４が傾斜磁場コイル６ｂと接触するのを防止している。傾斜磁場コイル６ｂとベースプレート１１ｂを一体化するときは、傾斜磁場コイル６ｂにベースプレート１１ｂをボルトで固定するようにしてもよい。スペーサ１３は、ベースプレート１１ｂをシムトレイ７ｂから離隔して、整磁材に必要な距離を確保するために用いる。
【００２８】
傾斜磁場コイル６ｂをボルト等で直接磁気プレート３ｂに固定していないので、傾斜磁場コイル６ｂの振動が直接磁気プレート３ｂに伝播する量を低減できる。つまり、傾斜磁場コイル６ｂとベースプレート１１ｂ間の摩擦やボルト固定部のガタ等で振動が減衰し、磁気プレート３ｂに伝播する振動を低減できる。
【００２９】
スペーサ１３は円筒状であり、ベースプレート１１ｂとスペーサ１３を含む系の剛性が高まるように、図６に示すように、ベースプレート１１ｂの中心部と、外周部と、その中間部とに配置する。スペーサ１３の本数が多いほど、また断面積が大きいほど傾斜磁場コイル６ｂへの取付部材の剛性が高まる。このようにスペーサ１３を配置したので、少ないスペーサ１３数でベースプレート１１ｂとシムトレイ７ｂ間に形成されるシミング領域を確保できる。また、傾斜磁場コイル６ｂの取付部材の剛性も確保できる。
【００３０】
スペーサ１３の他の例を、図７に示す。図６に示した実施例の複数本のスペーサ１３の代わりに、リング状のスペーサ１３ｘ、１３ｙを外周部および中間位置に配している。本実施例によれば、傾斜磁場コイル６ｂの取付部材の剛性をさらに高めることができ、傾斜磁場コイル６ｂの振動を低減できる。
【００３１】
銅板に導体パターンに沿って溝を切削加工し、その溝に樹脂等を流し込んで傾斜磁場コイル６ｂを一体形成する。または円板状の樹脂に溝を切削加工した後、その溝に導体を保持させ、接着剤で固定して一体形成する。傾斜磁場コイル６ｂを磁気プレート３ｂに直接取り付けるときは、磁気プレート３ｂに取り付けたスタット゛と一体化した貫通ボルト１４を傾斜磁場コイル６ｂに貫通させ、ナットで固定する。この場合、簡単にシミング領域を確保できる。また、傾斜磁場コイル６ｂを所定の位置に位置決めできる。
【００３２】
ただし、傾斜磁場コイル６ｂの導体には大電流が流れるので、スタッドを樹脂で固定する。そしてこの固定点に歪が集中するが、樹脂の剛性は導体に比べて低いので傾斜磁場コイル６ｂとナットを含む系の剛性が低下する。しかしながら、傾斜磁場コイル６ｂをベースプレート１１ｂ面で固定すると、局所的な低剛性部分の影響がなくなり、傾斜磁場コイル６ｂ本来の剛性を維持できる。
【００３３】
傾斜磁場コイル６ｂの固定ボルト穴は、導体部を避けて設けられなければならない。そのため、傾斜磁場コイル６ｂに形成された導体パターンにより、ボルト穴位置は制約される。傾斜磁場コイル６ｂをボルトで磁気プレート３ｂに直接取り付けるときには、必ずしも振動低減上有効な位置にボルトを配置できない、またはボルト位置を優先すると導体パターン設計が制約されるという不具合を生じるおそれがある。
【００３４】
本実施例によれば、傾斜磁場コイル６ｂの導体パターンの制約が少なくなるので、スペーサ１３を傾斜磁場コイル６ｂの振動低減上有効な位置に配置でき、傾斜磁場コイル６ｂの導体パターン設計の自由度が増す。また、傾斜磁場コイル６ｂの振動を低減できる。
【００３５】
なお、ベースプレート１１ｂとシムトレイ７ｂの間に、ダッシュポットなどの傾斜磁場コイル６ｂの面外方向の振動を減衰可能な部材を設けるのがよい。そして、一部のスペーサ１３の代わりに、減衰部材を用いて支持するようにする。このようにすれば、減衰部材が傾斜磁場コイルの振動エネルギを消散するので、傾斜磁場コイルの振動が低減する。減衰部材を、傾斜磁場コイル６ｂと一体化して振動するベースプレート１１ｂの振動が大きくなる位置に取付ける。また本実施例では、傾斜磁場コイル６ｂと高周波コイル８ｂの間に、第２のベースプレート１２ｂを設けている。傾斜磁場コイル６ｂに高周波コイル８ｂと第２のベースプレート１２ｂの剛性が追加されるので、さらに傾斜磁場コイル６ｂの剛性が高められる。
【００３６】
本発明に係る傾斜磁場コイル部の他の実施例を、図５に示す。本実施例では、整磁材をシムトレイ内７ｂに収容している。傾斜磁場コイル６ｂ、ベースプレート１１ｂ及びシムトレイ７ｂは積層され、これらを貫通ボルト１４で磁気プレートに固定する。傾斜磁場コイル６ｂとベースプレート１１ｂは、他のボルトを用いて一体化されてもよい。
【００３７】
本実施例によれば、ベースプレート１１ｂがスペーサの役割を果たす。ベースプレート１１ｂの厚さを所定量に設定することにより、傾斜磁場コイル６ｂをシムトレイ７ｂから所定距離だけ離隔できる。傾斜磁場コイル６ｂにベースプレート１１ｂとシムトレイ７ｂを積層する構造としたので、ベースプレート１１ｂとシムトレイ７ｂの剛性が傾斜磁場コイル６ｂの剛性に付加され、傾斜磁場コイル６ｂの剛性が増大する。傾斜磁場コイル６ｂと高周波コイル８ｂの間には、第２のベースプレート１２ｂを設けて、高周波コイル８ｂと第２のベースプレート１２ｂも一体化している。これにより、傾斜磁場コイルの剛性がさらに増大する。
【００３８】
ところで、傾斜磁場コイル６ａ，６ｂでは、図１０に示す最低次の面外方向の弾性変形モードが発生する。ここで、同図（ａ）は節円１次モードを表し、図中の丸＋部が紙面手前側への変形であり、丸−部は紙面奥行き側の変形である。このモードにおいては、左右の変位が紙面前後方向に反対になる。同図（ｂ）は、節直径１次モードを表し、丸＋部は（ａ）図同様、紙面手前側への変形である。このモードでは中央部が紙面前後方向に変位する。これらの節円１次モードもしくは節直径１次モードを、傾斜磁場コイルの最低次固有モードと称す。
【００３９】
一方、図８に示すように、磁気プレート３１ａ，３１ｂと柱状継鉄３２を有する静磁場発生源支持構造物４０には、柱状継鉄の曲げ１次モードが発生する。ここで、同図（ａ）は、図１と同様の方向における曲げ変形を誇張して示したものであり、同図（ｂ）は（ａ）図の方向に直角な方向における曲げ変形を誇張して示したものである。この図１０で示したモードを、静磁場発生源支持構造物４０の最低次固有モードと称す。
【００４０】
傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの振動に起因する磁気プレート３１ａ，３１ｂの振動は、傾斜磁場コイル６ａ，６ｂに流れる電流の基本振動数と、傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの最低次固有モードの振動数と、静磁場発生源支持構造物４０の最低次固有モードの振動数が一致した時に、極めて大きい。そこで、傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの最低次固有モードの振動数を、静磁場発生源支持構造物４０の最低次固有モードの振動数より大きくして共振を避ける。これにより、傾斜磁場コイル６ａ，５ｂが振動して磁気プレート３１ａ，３１ｂの振動が極大化することを回避でき、磁気プレート３１ａ，３１ｂの振動に起因する静磁場発生源の振動を抑制でき、安定したＭＲ画像が得られる。
【００４１】
共振を避けるためには、傾斜磁場コイル６ａ，６ｂまたは静磁場発生源支持構造物４０のいずれかの固有振動数を共振周波数より小さくするか大きくすればよい。しかしながら、固有振動数を小さくすると傾斜磁場コイル６ａ，６ｂまたは静磁場発生源支持構造物４０の振動が大きくなる。そこで、傾斜磁場コイル６ａ，６ｂまたは静磁場発生源支持構造物４０のいずれかの固有振動数を大きくする。磁気プレート３１ａ，３１ｂと柱状継鉄３２を含む静磁場発生源支持構造物４０の固有振動数は、磁場均一度、漏洩磁場、開放性、寸法及び重量等の制約から大きくすることが困難である。
【００４２】
これに対し、ベースプレート１１ａ，１１ｂと一体化した傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの固有振動数は、傾斜磁場コイル６ａ，６ｂまたはベースプレート１１ａ，１１ｂの形状と材質を変えれば固有振動数を大きくすることができる。傾斜磁場コイル６ａ，６ｂとベースプレート１１ａ，１１ｂが円板状ｄであれば、傾斜磁場コイル６ａ，６ｂまたはベースプレート１１ａ，１１ｂの径を小さくするか、板厚を大きくするか、ヤング率を大きくするかまたは密度を小さくすればよい。
【００４３】
傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの最低次固有モードの振動数を、静磁場発生源支持構造物４０の最低次固有モード振動数の√２倍以上にすれば、傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの励振力が静磁場発生源支持構造物４０に伝達する振動伝達率が１以下となる。傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの振動に起因する励振力が静磁場発生源支持構造物４０へ伝わるのを防止でき、振動絶縁することができる。これにより、静磁場発生源１ａ，１ｂの振動を低減することができる。
【００４４】
上下に配置した静磁場発生源１ａ、１ｂが相対的に変位すれば磁場変動が生じる。この変動量が大になると、ＭＲ画像が劣化する。傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの振動は磁気プレート３ａ，３ｂへの加振力であるから、上下の傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの固有振動数が同じ場合には、上下の磁気プレート３ａ，３ｂが同時に最大の加振力で加振される。このとき、上下の磁気プレート３ａ，３ｂ間の相対変位が最大になる。上下の傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの固有振動数を互いに異ならせると、上下の磁気プレート３ａ，３ｂが同時に最大加振力で励振されるのを回避でき、静磁場発生源の相対変位が大きくなるのを防止できる。
【００４５】
上側の傾斜磁場コイル６ａの固有振動数を下側の傾斜磁場コイル６ｂ系の固有振動数より大きくすれば、下側の傾斜磁場コイル６ｂより上側の傾斜磁場コイル６ａの振動を小さくすることができる。下側の磁気プレート３ｂは床面に直接的または間接的に固定される。上側の磁気プレート３ａは柱状継鉄４でだけ支持されているので、下側の磁気プレート３ｂに比べて振動が大きい。振動が大きい上側の磁気プレート３ａへの励振力を小さくすれば、上下の静磁場発生源の相対変位を効率良く低減できる。
【００４６】
本発明に係るＭＲＩ装置の他の実施例を、図１１を用いて説明する。図１１は、傾斜磁場コイル６ｂ部の縦断面図である。本実施例が上記実施例と異なるのは、傾斜磁場コイル６ｂとベースプレート１１ｂの間に減衰材１５を設けたことにある。具体的には、ペースプレート１１ｂを、ベースプレート固定ボルト１８を用いてスペーサ１３及びシムトレイ７ｂを介して磁気プレート３ｂに固定する。次いで、ベースプレート１１ｂを傾斜磁場コイル６ｂにゴム１６を介してボルト１７で固定する。
【００４７】
傾斜磁場コイル６ｂの振動は、減衰材１５により低減される。減衰材１５の曲げ変形や伸縮変形を利用するよりも減衰材の１５せん断変形を利用する方が、減衰効果が大きい。本実施例では、減衰材１５を傾斜磁場コイル６ｂとベースプレート１１ｂ間に挟んでいるので、傾斜磁場コイル６ｂの表面に減衰材１５を貼っただけより傾斜磁場コイル６ｂの振動減衰が大きい。減衰材１５を設けたので、傾斜磁場コイル６ｂの振動がベースプレート３ｂに伝播するのを低減できる。また、ゴム１６により振動絶縁効果が増す。
【００４８】
図９を用いて、傾斜磁場コイル６ａ，６ｂに流す撮像シーケンス電流の周波数分析をし、静磁場発生源支持構造物４０の固有モード振動数の電流成分を予め定めた基準値以下になるようにする本発明の他の実施例を説明する。図９（ａ）は、撮像シーケンス電流パターンであり、同図（ｂ）はその周波数分析結果である。Ｔは周期であり、ｆ１、ｆ２、…は固有振動数およびその逓倍値である。
【００４９】
磁場変動があっても利用できるＭＲ画像が得られる限界として、磁場発生源支持構造物４０の固有モード振動における振動許容値を求める。それとともに、固有モード振動と傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの電流値との関係を求める。これらの関係から、静磁場発生源支持構造物４０の固有モードの振動許容値における傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの電流値（許容値）を求める。傾斜磁場コイル６ａ，６ｂの電流値と静磁場発生源支持構造物４０の振幅は、一般に線形である。
【００５０】
撮像シーケンス電流を周波数分析し、静磁場発生源支持構造物４０の固有モード振動数の電流成分を許容値以下まで低減して、磁場変動によるＭＲ画像の劣化を回避する。
【００５１】
図１２に、本発明のさらに他の実施例を示す。図１２の上側の図は上面図であり、下側の図はそのＢ−Ｂ断面図である。本発明が上記実施例と相違するのは、静磁場発生源１ｘ、１ｙ、４１が磁気プレートおよび柱状継鉄の代わりの構造材の役目も果たすようにしたことにある。つまり、円板状の静磁場発生源１ｘ、１ｙを上下に配置し、この２つの静磁場発生源１ｘ、１ｙ間を平行に配置した２本の垂直部４１で連接している。また、撮影空間の開放性を高めるために、連結部４１を均一磁場領域２から遠ざけている。本実施例においても、図１等に示した実施例と同様に図８に示した振動モードが発生するおそれがあるが、その量を上記各減衰手段により低減できる。
【００５２】
上記各実施例によれば、傾斜磁場コイルの振動に起因する静磁場発生源支持構造物の振動を低減したので、良質なＭＲ画像が得られる。なお、上記各実施例では下側の傾斜磁場コイル６ｂについて説明したが、上側の傾斜磁場コイルについても同様に取り扱えることは言うまでもない。また、上記各実施例は例示的なものであり、本発明を限定するものではない。本発明の真の精神および範囲内に存在する変形例は、すべて特許請求の範囲に含まれる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、傾斜磁場コイルで発生した振動が静磁場発生源に伝播するのを低減するとともに、静磁場発生源支持構造物の振動を低減したので、傾斜磁場コイルの振動に起因するＭＲ画像の劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＭＲＩ装置の一実施例の縦断面図である。
【図２】図１に示した実施例の斜視図である。
【図３】図１に示した実施例に用いる傾斜磁場コイル部の上面図である。
【図４】図１に示した実施例の傾斜磁場部の詳細縦断面図である。
【図５】傾斜磁場部の他の実施例の縦断面図である。
【図６】図１に示した実施例に用いるベースプレート部の上面図である。
【図７】ベースプレート部の他の実施例の上面図である。
【図８】静磁場発生源支持構造物の振動を説明する図である。
【図９】撮像シーケンス電流を説明する図である。
【図１０】傾斜磁場コイルの振動を説明する図である。
【図１１】傾斜磁場部のさらに他の実施例の縦断面図である。
【図１２】傾斜磁場部のさらに他の実施例の縦断面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ…静磁場発生源、２…均一磁場領域、３ａ，３ｂ…磁気プレート、４…柱状継鉄、５ａ，５ｂ…ポールピース、６ａ，６ｂ…傾斜磁場コイル、７ａ，７ｂ…シムトレイ、８ａ，８ｂ…高周波コイル、１１ａ，１１ｂ、１２ａ，１２ｂ…ベースプレート、１３…スペーサ、１５…減衰材、３１ａ，３１ｂ…磁気プレート、３２…柱状継鉄、４０…静磁場発生源支持構造。
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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