(57)【要約】【課題】静磁場を形成する超電導コイルが浸漬する液体冷媒が気化した場合にそのガスを外部へ排出するクエンチダクトの通気検査を正確かつ効率的に行なう技術を提供する。【解決手段】クエンチダクトの内部に各周波数の音波を出力し、反響音から周波数毎の音の強さを測定する。周波数毎の音の強さから得られる共鳴周波数と、クエンチダクトが正常である時の共鳴周波数とを比較する。この検査をＭＲＩ装置の自己診断時に行い、ネットワークを介して情報管理装置でデータを精査する。【選択図】図１
2007252576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体冷媒に浸漬されて静磁場を発生する超伝導コイルを有する磁気共鳴イメージ装置に取り付けられて外部へ気化した前記冷媒を放出するクエンチダクトについて、その異常を検査するクエンチダクト検査装置であって、
前記クエンチダクト内部に各周波数の音波を出力する音波発生器と、
前記クエンチダクト内部の反響音から周波数毎の音の強さを測定する音波センサと、
を備えること、
を特徴とするクエンチダクト検査装置。
【請求項２】
前記音波発生器は、
各周波数の正弦波信号を掃引して発生させる波形発生器と、
前記クエンチダクト内部に挿入されて前記正弦波信号を音波に変換して出力する音源と、
を含むこと、
を特徴とする請求項１記載のクエンチダクト検査装置。
【請求項３】
前記音波発生器は、
各周波数成分を含む単発パルスを発生させる波形発生器と、
前記クエンチダクト内部に挿入されて前記単発パルスを音波に変換して出力する音源と、
を含み、
前記音波センサは、
前記クエンチダクト内部に挿入されて音波を集音する集音器と、
集音した音波を周波数解析する周波数解析器と、
を含むこと、
を特徴とする請求項１記載のクエンチダクト検査装置。
【請求項４】
前記音波センサの測定結果に基づき共鳴周波数を検出する検出手段をさらに備えること、
を特徴とする請求項１記載のクエンチダクト検査装置。
【請求項５】
前記音波センサの測定結果を出力する出力手段をさらに備えること、
を特徴とする請求項１記載のクエンチダクト検査装置。
【請求項６】
前記音波センサの測定結果に基づき共鳴周波数を検出する検出手段と、
前記共鳴周波数を出力する出力手段と、
をさらに備えること、
を特徴とする請求項１記載のクエンチダクト検査装置。
【請求項７】
前記クエンチダクトの正常時の周波数毎の音の強さ情報を記憶するメモリと、
前記音波センサの測定結果及び前記クエンチダクトの正常時の周波数毎の音の強さ情報を対応付けて出力する出力手段と、
をさらに備えること、
を特徴とする請求項１記載のクエンチダクト検査装置。
【請求項８】
前記クエンチダクトの正常時の共鳴周波数を記憶するメモリと、
前記音波センサの測定結果に基づき共鳴周波数を検出する検出手段と、
前記正常時の共鳴周波数と前記検出した共鳴周波数とを出力する出力手段と、
をさらに備えること、
を特徴とする請求項１記載のクエンチダクト検査装置。
【請求項９】
前記クエンチダクトの正常時の共鳴周波数を記憶するメモリと、
前記音波センサに基づき共鳴周波数を検出する検出手段と、
前記正常時の共鳴周波数と前記検出した共鳴周波数とを比較する比較手段と、
前記比較の結果を出力する出力手段と、
をさらに備えること、
を特徴とする請求項１記載のクエンチダクト検査装置。
【請求項１０】
液化した冷媒を貯蔵し、気化した前記冷媒を放出するクエンチダクトが取り付けられる冷媒容器と、
前記液化した冷媒に浸漬されて被検体に静磁場を印加する超伝導コイルと、
前記静磁場が印加された前記被検体に対して傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと、
前記被検体から放出される核磁気共鳴信号を受信するＲＦコイルと、
前記受信された核磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の断層像を再構成する再構成手段と、
前記クエンチダクト内部に各周波数の音波を出力する音波発生器と、
前記クエンチダクト内部の反響音から周波数毎の音の強さを測定する音波センサと、
を備えること、
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
前記音波発生器及び前記音波センサを所定タイミングで駆動させ、前記音波センサの測定結果を収集する自己診断手段をさらに備えること、
を特徴とする請求項１０記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
診断内容を管理する情報管理装置とネットワークを介して接続された請求項１１記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記自己診断手段は、
前記測定結果を前記情報管理装置へ送信する送信手段を含むこと、
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
ネットワークを介して情報管理装置と接続された請求項１１記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記自己診断手段は、
収集した測定結果に基づき共鳴周波数を検出する検出手段を含み、
前記共鳴周波数を前記情報管理装置へ送信すること、
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
ネットワークを介して情報管理装置と接続された請求項１１記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記自己診断手段は、
収集した測定結果に基づき共鳴周波数を検出する検出手段と、
前記クエンチダクトの正常時の共鳴周波数を記憶するメモリと、
前記検出手段により検出された共鳴周波数と前記メモリに記憶された共鳴周波数とを比較する比較手段と、
を含み、
前記比較手段による比較結果に基づく警告情報を前記情報管理装置へ送信すること、
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
前記自己診断手段は、
収集した測定結果に基づき共鳴周波数を検出する検出手段と、
前記クエンチダクトの正常時の共鳴周波数を記憶するメモリと、
前記検出手段により検出された共鳴周波数と前記メモリに記憶された共鳴周波数とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に基づく警告情報を出力する出力手段と、
をさらに含むこと、
を特徴とする請求項１１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１６】
液化した冷媒を貯蔵し、気化した前記冷媒を放出するクエンチダクトが取り付けられる冷媒容器と、前記液化した冷媒に浸漬されて静磁場を発生させる超伝導コイルと、前記クエンチダクトの異常を検査する検査手段とを備える磁気共鳴イメージング装置に、ネットワークを介して接続される情報管理装置であって、
前記磁気共鳴イメージング装置から前記検査手段の検査結果を取得する取得手段と、
前記クエンチダクトの正常状態情報を予め記憶するメモリと、
前記検査結果及び前記正常状態情報を対応付けて出力する出力手段と、
を備えること、
を特徴とする情報管理装置。
【請求項１７】
液化した冷媒を貯蔵し、気化した前記冷媒を放出するクエンチダクトが取り付けられる冷媒容器と、前記液化した冷媒に浸漬されて静磁場を発生させる超伝導コイルと、前記クエンチダクト内部に各周波数の音波を出力する音波発生器と、前記クエンチダクト内部の音響に基づき周波数毎の音の強さを測定する音波センサとを備える磁気共鳴イメージング装置に、ネットワークを介して接続される情報管理装置であって、
前記磁気共鳴イメージング装置から前記音波センサの測定結果を取得する取得手段と、
前記クエンチダクトの正常時の周波数毎の音の強さ情報を予め記憶するメモリと、
前記音波センサの測定結果及び前記情報を対応付けて出力する出力手段と、
を備えること、
を特徴とする情報管理装置。
【請求項１８】
前記測定結果に基づき共鳴周波数を検出する検出手段と、
前記クエンチダクトの正常時の共鳴周波数と前記検出した共鳴周波数とを比較する比較手段と、
を更に備え、
前記メモリは、前記クエンチダクトの正常時の共鳴周波数を少なくとも予め記憶し、
前記出力手段は、少なくとも前記比較の結果を出力すること、
を特徴とする請求項１７記載の情報管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静磁場を形成する超電導コイルが浸漬する液体冷媒が気化した場合にそのガスを外部へ排出するクエンチダクトの通気検査技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング法（ＭＲＩ）は、静磁場中に置かれた被検体組織の原子核スピンを、そのラーモア周波数をもつ高周波信号（ＲＦパルス）で励起し、この励起に伴って発生する磁気共鳴信号（ＭＲ信号）から画像データを再構成するイメージング法である。
【０００３】
磁気共鳴イメージング装置（以下、「ＭＲＩ装置」という）は、生体内から検出されるＭＲ信号に基づいて画像データを生成する画像診断装置であり、解剖学的診断情報のみならず生化学的情報や機能診断情報など多くの診断情報を得ることができるため、今日の画像診断の分野では不可欠なものとなっている。
【０００４】
ＭＲ信号に基づいて生成される画像データのＳＮ比は静磁場の強度に依存している。ＭＲＩ装置には、強い静磁場を形成するために超電導磁石を使用するものがある。超電導磁石は、コイル導体を超伝導状態に維持するために、例えば液体ヘリウム等の液体冷媒を貯蔵した冷媒容器内に浸漬されている。
【０００５】
超電導磁石を用いた高磁場のＭＲＩ装置では、クエンチと呼ばれる超電導状態が破れる現象が時折発生することが一般に知られている。即ち、超電導磁石を構成する超電導コイルを通電して静磁場を形成している際に、コイル導体の微動あるいはコイル導体を被覆している樹脂含浸材の破損等によって機械的擾乱が発生した場合、この機械的擾乱に起因して熱擾乱が発生しコイル導体の温度が上昇して超電導状態が崩れると考えられている。このクエンチ現象は、その発生を事前に予測することは困難である。
【０００６】
クエンチ現象が起きると、超電導磁石に蓄えられていた電気エネルギーは熱エネルギーに変換される。この熱エネルギーは、液体冷媒を気化させ、その体積が約７００倍にもなるガスを発生させる。
【０００７】
冷媒容器から排出された大量のガスが冷媒容器を設置する撮影室内部に充満した場合、撮影室においてＭＲＩ撮影を行なっている患者等の被検体や検査技師等は呼吸困難に陥ったり凍傷を受けたりする危険性を有している。このため、超電導磁石を収容する冷媒容器とＭＲＩ装置が設置された施設の屋外とをクエンチダクトと呼ばれるクエンチダクトによって繋ぎ、このクエンチダクトを介して発生したガスを屋外に排出する方法がとられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３１０８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
クエンチ現象の発生頻度は比較的低いため、クエンチダクトの使用頻度も低い。このため、例えば、施設の壁に設けられたクエンチダクトの開口部から侵入した鳥によって作られた巣や前記開口部から浸入した雨水の凍結等によってクエンチダクトが閉塞された状態でクエンチ現象が発生し、ガスヘリウムの屋外への排出が不可能となった事故が過去に発生している（例えば、英国医薬品医療製品規制庁MHRA Medical Device Alert MDA/2003/014参照。）。
【００１０】
このような事故を未然に防止するためには、クエンチダクトの通気が正常か否かを定期的に点検する必要がある。クエンチダクトの点検において、クエンチダクトが単純な形状を有している場合には点検者の目視によってその通気状態を点検することができるが、クエンチダクトは、通常、ＭＲＩ装置が設置された建屋の構造に伴って種々の形状や長さを有しており、目視のみで通気状態を点検することは困難であった。
【００１１】
又、クエンチ現象を人工的に起こしてその通気を確認する方法も考えられるが、この方
法によれば静磁場が消失すると共に大量の液体冷媒が消耗するためＭＲＩ装置を数日間停止する必要があり、又、消耗した液体冷媒を補充するために数十万円の費用が新たに発生する。
【００１２】
即ち、クエンチダクトの定期点検は、構造的、経済的及び臨床的な種々の制約からこれまで困難とされていた。
【００１３】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、静磁場を形成する超電導コイルが浸漬する液体冷媒が気化した場合にそのガスを外部へ排出するクエンチダクトの通気検査を正確かつ効率的に行なう技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明は、液体冷媒に浸漬されて静磁場を発生する超伝導コイルを有する磁気共鳴イメージ装置に取り付けられて外部へ気化した前記冷媒を放出するクエンチダクトについて、その異常を検査するクエンチダクト検査装置であって、前記クエンチダクト内部に各周波数の音波を出力する音波発生器と、前記クエンチダクト内部の反響音から周波数毎の音の強さを測定する音波センサと、を備えること、を特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するための請求項１０記載の発明は、液化した冷媒を貯蔵し、気化した前記冷媒を放出するクエンチダクトが取り付けられる冷媒容器と、前記液化した冷媒に浸漬されて被検体に静磁場を印加する超伝導コイルと、前記静磁場が印加された前記被検体に対して傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと、前記被検体から放出される核磁気共鳴信号を受信するＲＦコイルと、前記受信された核磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の断層像を再構成する再構成手段と、前記クエンチダクト内部に各周波数の音波を出力する音波発生器と、前記クエンチダクト内部の反響音から周波数毎の音の強さを測定する音波センサと、を備えること、を特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するための請求項１６記載の発明は、液化した冷媒を貯蔵し、気化した前記冷媒を放出するクエンチダクトが取り付けられる冷媒容器と、前記液化した冷媒に浸漬されて静磁場を発生させる超伝導コイルと、前記クエンチダクトの異常を検査する検査手段とを備える磁気共鳴イメージング装置に、ネットワークを介して接続される情報管理装置であって、前記磁気共鳴イメージング装置から前記検査手段の検査結果を取得する取得手段と、前記クエンチダクトの正常状態情報を予め記憶するメモリと、前記検査結果及び前記正常状態情報を対応付けて出力する出力手段と、を備えること、を特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するための請求項１７記載の発明は、液化した冷媒を貯蔵し、気化した前記冷媒を放出するクエンチダクトが取り付けられる冷媒容器と、前記液化した冷媒に浸漬されて静磁場を発生させる超伝導コイルと、前記クエンチダクト内部に各周波数の音波を出力する音波発生器と、前記クエンチダクト内部の音響に基づき周波数毎の音の強さを測定する音波センサとを備える磁気共鳴イメージング装置に、ネットワークを介して接続される情報管理装置であって、前記磁気共鳴イメージング装置から前記音波センサの測定結果を取得する取得手段と、前記クエンチダクトの正常時の周波数毎の音の強さ情報を予め記憶するメモリと、前記音波センサの測定結果及び前記情報を対応付けて出力する出力手段と、を備えること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、クエンチダクトの内部に各周波数の音波を出力して、管内の反響音に基づき周波数毎の音の強さを測定するようにした。測定した周波数毎の音の強さをチェックすることでクエンチダクトの詰まり等の異常を容易に発見でき、かつクエンチダクトの全管内の範囲を検査可能となる。
【００１９】
また、磁気共鳴イメージング装置において、クエンチダクト内部に各周波数の音波を出力する音波発生器と、クエンチダクト内部の音響に基づき周波数毎の音の強さを測定する音波センサと、を備えるようにし、自己診断手段にて音波発生器及び音波センサを所定タイミングで駆動させ、前記音波センサの測定結果を収集するようにした。これにより、磁気共鳴イメージング装置の自己診断中に合わせてクエンチダクトの検査をすることができ、検査サイクルの短縮化が可能となる。
【００２０】
また、クエンチダクトの異常を検査する検査手段を備える磁気共鳴イメージング装置にネットワークを介して接続される情報管理装置において、正常な通気状態のクエンチダクトを示す正常状態情報を予め記憶し、磁気共鳴イメージング装置から検査手段の検査結果を取得して、検査結果及び前記正常状態情報を対応付けて出力するようにした。これにより、サービスマンが出向くことなくクエンチダクトの検査が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係るクエンチダクトの検査技術の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係るクエンチダクトの検査方法を適用したクエンチダクト検査装置の構成例を示す概要図である。
【００２３】
図１に示すクエンチダクト検査装置１は、クエンチダクト内に各周波数の音波を出力して、管内の反響音を集音して周波数毎の音の強さを測定する装置である。一端が外部へ開口した管と途中に詰まりが生じて両端が閉口した管とでは、音の強さがピークとなる共鳴周波数が異なるため、クエンチダクトの通気状態をチェック可能となる。
【００２４】
クエンチダクト検査装置１は、音波発生器１０と音波センサ２０を基本構成とする。音波発生器１０は、クエンチダクト内部に各周波数の音波を出力する。音波センサ２０は、クエンチダクト内部の反響音を集音して周波数毎の音の強さを測定する。
【００２５】
音波発生器１０は、波形発生器１１と音源１２とを電気的に接続した構成を有する。
【００２６】
波形発生器１１は、周波数掃引して連続的に又は断続的に各周波数の正弦波信号を出力する。この波形発生器１１は、正弦波信号の出力とともに、掃引タイミングの同期信号を出力する。音源１２は、例えばスピーカで構成され、正弦波信号を音波に変換して出力する。この音源１２は、クエンチダクト内部に挿入されて設置されている。
【００２７】
音波センサ２０は、集音器２１と測定器２２とを電気的に接続した構成を有する。
【００２８】
集音器２１は、例えばマイクロフォンで構成され、音波を受信してその音の強さに比例した電気信号を出力する。この集音器２１は、クエンチダクト内部に挿入されて設置されている。
【００２９】
測定器２２は、増幅部２３と換算部２４とメモリ２５で構成される。集音器２１から順次出力される電気信号を増幅し、その電気信号を音の強さに換算し、メモリ２５に順次記憶する。
【００３０】
この測定器２２は、波形発生器１１と電気的に接続されて同期信号を受信する。換算部２４は、集音器２１が出力した電気信号を同期信号に合わせて拾い、音の強さに換算している。また、音源１２から出力されている音波の周波数を同期信号から求め、音の強さを周波数に関連づけてメモリ２５に記憶する。
【００３１】
このようなクエンチダクト検査装置１の設置態様を図２に示す。
【００３２】
図２に示すように、クエンチダクト検査装置１は、クエンチダクト１３０の内部に音源１２と集音器２１とを設置する。クエンチダクト１３０は、液体冷媒１１１の排出管であり、ＭＲＩ装置１００の構成要素である冷媒容器１１０に接続されている。音源１２と集音器２１は、相互に干渉がない程度離間している。
【００３３】
ＭＲＩ装置１００は、被検体に対して静磁場及び傾斜磁場を印加することで被検体から放出される磁気共鳴信号を受信し、当該磁気共鳴信号から被検体の画像を再構成する装置である。静磁場を発生させる静磁場コイル１２０には、超伝導コイルが採用され、冷媒容器１１０には、液体冷媒１１１として例えば液化ヘリウムが貯蔵される。静磁場コイル１２０は、液体冷媒１１１に浸漬されている。
【００３４】
静磁場コイル１２０のクエンチ現象に起因して熱エネルギーが液体冷媒１１１に放出されると、液体冷媒１１１は気化する。気化した冷媒は、冷媒容器１１０とクエンチダクト１３０との間に介挿された排気弁１１２を介してクエンチダクト１３０を通り外部へ放出される。
【００３５】
クエンチダクト検査装置１は、クエンチダクト１３０に各周波数の音波を出力して反響音を集音し、出力した音波の各周波数と音の強さとを関連づけてメモリ２５に記憶する。メモリ２５に記憶された周波数毎の音の強さを閲覧することでクエンチダクト１３０の通気状態を判断できる。
【００３６】
具体的には、周波数毎の音の強さをグラフにプロットして、正常な通気状態を有する理想的なグラフ形状と比較する。即ち、クエンチダクト１３０には、共鳴周波数に相当する周波数の音波を出力すると、定常波が形成される。この定常波は、その音の強さがピーク値をとる。正常な通気状態における共鳴周波数と検査で得られる共鳴周波数を比較し、通気状態を確認する。
【００３７】
図３及び４は、ＭＲＩ装置１００に取り付けられたクエンチダクト１３０の態様とその態様で管内に形成される定常波を示す。図３は、クエンチダクト１３０の正常な通気状態を示し、図４は、クエンチダクト１３０に詰まり異常が発生した状態を示す。
【００３８】
図３に示すように、正常な通気状態のクエンチダクト１３０は、一端が外部に通じて開口端となり、他端が排気弁１１２により閉口端となる。このクエンチダクト１３０に形成される定常波は、開口端で自由端反射して腹となり、閉口端で固定端反射して節となるため、その周波数、即ち共鳴周波数は、ｆ＝（２ｎ−１）ｖ／４Ｌ、（ｎ＝１，２，３・・・、ｖは音速、Ｌはクエンチダクト１３０の長さ）となる。
【００３９】
一方、図４に示すように、クエンチダクト１３０の排気弁１１２側から距離Ｍに詰まり異常がある場合、両端とも閉口端となる。このクエンチダクト１３０に形成される定常波は、両端で固定端反射して節となる。その共鳴周波数は、ｆ＝ｎｖ／２Ｍとなる。
【００４０】
図５は、メモリ２５に記憶された周波数毎の音の強さをグラフにプロットした図である。図５（ａ）は理想的な通気状態のクエンチダクト１３０から得られるグラフ形状、図５（ｂ）は正常なクエンチダクト１３０の検査でメモリ２５に記憶された周波数毎の音の強さをプロットした場合のグラフ形状、図５（ｃ）は詰まり異常が発生しているクエンチダクト１３０を検査でメモリ２５に記憶された周波数毎の音の強さをプロットした場合のグラフ形状グラフ形状を示す。
【００４１】
図５では、周波数毎の音の強さを対数変換して音響強度（ｄＢ）で表している。プロットされたグラフには、所定周波数に音の強さのピークが存在する。この音の強さがピークとなっている周波数がクエンチダクト１３０の共鳴周波数である。複数のピークは、それぞれ基本振動又は複数倍振動の共鳴周波数である。
【００４２】
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、正常なクエンチダクト１３０を検査すると、メモリ２５に記憶された周波数毎の音の強さをプロットしたグラフ形状は、理想的なクエンチダクト１３０から得られるグラフ形状と類似し、音の強さのピークに対応する共鳴周波数が誤差の範囲内で一致する。
【００４３】
一方、図５（ａ）及び（ｃ）に示すように、詰まり異常のあるクエンチダクト１３０を検査すると、メモリ２５に記憶された周波数毎の音の強さをプロットしたグラフ形状は、理想的なクエンチダクト１３０から得られるグラフ形状とが相違し、音の強さのピークに対応する共鳴周波数が一致しない。
【００４４】
クエンチダクト検査装置１では、メモリ２５内の周波数毎の音の強さをモニタや紙媒体に出力してオペレータが確認するようにしてもよいし、クエンチダクト検査装置１で異常をチェックするようにしてもよい。
【００４５】
図６は、クエンチダクト１３０の検査データチェックに係るクエンチダクト検査装置１を示す構成図である。
【００４６】
図６に示すように、クエンチダクト検査装置１は、基本構成に加えて、共鳴周波数検出部４０、データメモリ５０、比較部６０、及び出力部７０を備える。共鳴周波数検出部４０は、メモリ２５と比較部６０とに電気的に接続している。データメモリ５０は、比較部６０と出力部７０とに電気的に接続している。出力部７０は、メモリ２５、共鳴周波数検出部４０、データメモリ５０、及び比較部６０に電気的に接続している。
【００４７】
共鳴周波数検出部４０は、検査したクエンチダクト１３０の共鳴周波数を検出する。メモリ２５から音の強さのピークを検索し、関連づけられている周波数を取得する。尚、出力した音波の帯域が広い場合は、基本振動及び複数倍振動の複数のピークが検出される。この場合、各共鳴周波数を取得してもよいし、予め規定した帯域にある一の共鳴周波数を取得してもよい。また、共鳴周波数から定常波を発生させた管の長さを算出するようにしてもよい。
【００４８】
データメモリ５０には、正常な通気状態のクエンチダクト１３０が示す正常状態情報が記憶されている。正常状態情報は、正常な通気状態のクエンチダクト１３０の共鳴周波数又は周波数毎の音の強さである。
【００４９】
正常な通気状態における周波数毎の音の強さは、正常な通気状態のクエンチダクト１３０に各周波数の音波を出力して反響音の周波数毎の音の強さを測定して、その結果をデータメモリ５０に記憶させる。あるいは設計図面等から理想的な周波数毎の音の強さを計算して、外部入力からデータメモリ５０に記憶させる。共鳴周波数も同様に、実際に周波数毎の音の強さを測定して共鳴周波数検出部４０が検出した共鳴周波数をデータメモリ５０に記憶させる。あるいは設計図面等から理想的な共鳴周波数を計算して、外部入力からデータメモリ５０に記憶させる。
【００５０】
比較部６０は、正常な通気状態における共鳴周波数と検査結果から検出した共鳴周波数とを比較する。共鳴周波数検出部４０が検出した共鳴周波数を取得し、データメモリ５０に記憶されている共鳴周波数を読み出し、それら値を比較する。比較部６０には、予め誤差範囲を記憶させておく。比較結果が誤差範囲以内であれば、出力部７０に正常メッセージを出力する。比較結果が誤差範囲外であれば、出力部７０に警告メッセージを出力する。
【００５１】
出力部７０は、例えば、液晶ディスプレイ等のモニタである。出力部７０は、メモリ２５に記憶された周波数毎の音の強さ、共鳴周波数検出部４０が検出した共鳴周波数、データメモリ５０に記憶された正常通気状態の共鳴周波数及び周波数毎の音の強さを取得して、個別的にあるいは同時に表示する。
【００５２】
図７は、出力部７０による表示を示す図である。図７に示すように、出力部７０は、正常な通気状態における周波数毎の音の強さがプロットされたグラフＧ１と検査結果である周波数毎の音の強さがプロットされたグラフＧ２を表示する。出力部７０は、周波数毎の音の強さを示す数値データを表形式あるいはグラフＧ１、Ｇ２形式に加工して出力する。グラフＧ１、Ｇ２は、周波数軸を基準にして合成表示する。
【００５３】
また、出力部７０は、正常な通気状態における共鳴周波数Ｇ３と検査結果から算出した共鳴周波数Ｇ４を出力し、比較部６０から警告メッセージを受信すると、例えば「クエンチダクトに異常が見つかりました」等の文字列Ｇ５を表示する。正常メッセージを受信すると、例えば「クエンチダクトは正常です」等の文字列Ｇ５を表示する。
【００５４】
このように、検査結果を正常な通気状態の周波数毎の音の強さや共鳴周波数と比較することにより、クエンチダクト１３０の出入り口付近のみならず、全管内の異常を確認することができる。
【００５５】
このクエンチダクト検査装置１の適用例としては、ＭＲＩ装置１００に内蔵させるようにすることができる。図８は、クエンチダクト検査装置１を搭載したＭＲＩ装置１００を示す図である。
【００５６】
図８に示すように、ＭＲＩ装置１００は、液体冷媒１１１に浸漬された静磁場コイル１２０とクエンチダクト検査装置１に加え、傾斜磁場コイル１４０と、コイル制御部１５０と、ＲＦコイル（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）１６０と、送受信部１７０、再構成部１８０と、自己診断部１９０とを備える。
【００５７】
クエンチダクト検査装置１の共鳴周波数検出部４０とデータメモリ５０と比較部６０、再構成部１８０は、自己診断部１９０側に備える。自己診断部１９０は、図示しないＣＰＵ、メモリ、ストレージ等のコンピュータで構成され、この場合、共鳴周波数検出部４０と比較部６０は、ＣＰＵの演算により実現される。
【００５８】
このＭＲＩ装置１００には、冷媒容器１１０にクエンチダクト１３０が取り付けられ、クエンチダクト１３０内部に音源１２と集音器２１が挿入されて設置されている。
【００５９】
傾斜磁場コイル１４０は、静磁場が印加された被検体に対し、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの三方向に線形傾斜磁場分布を持つ傾斜磁場を印加する。この傾斜磁場コイル１４０が発生する傾斜磁場によって、被検体内の位置が識別される。
【００６０】
ＲＦコイル１６０は、高周波磁場を発生させ、被検体から放出される核磁気共鳴信号を受信する。高周波磁場の印加により被検体の所定原子核の磁化は励起状態となり核磁気共鳴信号を高周波磁場に対応して放出する。
【００６１】
コイル制御部１５０は、静磁場コイル１２０、傾斜磁場コイル１４０及びＲＦコイル１６０のそれぞれに対して電力を供給し、傾斜磁場コイル１４０やＲＦコイル１６０のそれぞれに対してタイミングパルス電流を出力して磁場形成タイミングを制御する。
【００６２】
送受信部１７０は、送信部及び受信部を有し、それぞれＲＦコイル１６０に対して作用する。送信部は、発振部、位相選択部、周波数変換部、振幅変調部、高周波電力増幅部を有しており、ラーモア周波数に対応する高周波パルスをＲＦコイル１６０に送信する。受信部は、増幅部、中間周波数変換部、位相検波部、フィルタ、Ａ／Ｄ変換器（それぞれ図示せず）を有し、核の磁化が励起状態から基底状態に緩和するとき放出する磁気共鳴信号に対して、増幅処理、発信周波数を利用した中間周波数変換処理、位相検波処理、フィルタ処理、Ａ／Ｄ変換処理を施す。
【００６３】
再構成部１８０は、ＲＦコイル１６０が受信した核磁気共鳴信号の入力を受け、その核磁気共鳴信号に基づいて被検体の断層像を再構成する。フーリエ変換等の再構成を実行し、被検体内の所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを求める。再構成された断層像の画像データは、出力部７０に出力される。
【００６４】
自己診断部１９０は、所定のタイミングでＭＲＩ装置１００の各状態を示すデータを収集してチェックする。この自己診断部１９０は、自己診断開始時刻情報を予め記憶している。自己診断開始時刻情報は、オペレータがＭＲＩ装置１００に接続される入力手段を用いて指定する。例えば、入力手段を用いて、ＭＲＩ装置１００の起動時を所定タイミングとして指定し、あるいは週単位、日単位、時間単位の時刻を所定タイミングとして指定する。
【００６５】
自己診断部１９０は、ＭＲＩ装置１００の起動、あるいはタイマーから取得した時刻が自己診断開始時刻情報で示される時刻に達すると、クエンチダクト検査装置１に対して検査開始信号を出力する。
【００６６】
また、自己診断部１９０の診断内容は、入力手段を用いてオペレータにより指定される。例えば、入力手段を用いて、周波数毎の音の強さの収集のみを指定し、又は周波数毎の音の強さから共鳴周波数の検出までを指定し、あるいは共鳴周波数の比較及びメッセージ出力までを指定する。自己診断部１９０は、指定された診断内容を診断内容情報として記憶する。
【００６７】
尚、自己診断部１９０は、クエンチダクト１３０の検査の他にも、冷媒容器１１０内の圧力情報や温度情報や液体冷媒１１１の貯蔵量情報を収集してチェックする。
【００６８】
図９は、自己診断部１９０の動作を示すフローチャートである。ここでは、オペレータにより入力手段を用いて自己診断開始のタイミングと診断内容が入力され、自己診断部１９０に自己診断開始時刻情報及び診断内容情報が予め記憶されている。また、比較部６０には予め誤差範囲が設定されている。
【００６９】
まず、ＭＲＩ装置１００が起動されると、自己診断部１９０は、自己診断開始時刻情報を読み出す（Ｓ０１）。自己診断開始時刻情報が「起動時」であれば（Ｓ０２，Ｙｅｓ）、クエンチダクト検査装置１に検査開始信号を出力する（Ｓ０３）。
【００７０】
自己診断開始時刻情報が所定の時刻であれば（Ｓ０４，Ｙｅｓ）、所定間隔でタイマーから時刻を取得し（Ｓ０５）、自己診断開始時刻情報が示す時刻とタイマーが刻む時刻とを比較する（Ｓ０６）。比較の結果、タイマーが刻む時刻が自己診断開始時刻情報に示される時刻に到達していると（Ｓ０６，Ｙｅｓ）、クエンチダクト検査装置１に検査開始信号を出力する（Ｓ０７）。比較の結果、タイマーが刻む時刻が自己診断開始時刻情報に示される時刻に未だ到達していないと（Ｓ０６，Ｎｏ）、所定間隔毎にＳ０５〜Ｓ０６を繰り返す。
【００７１】
検査開始信号が出力されたクエンチダクト検査装置１は、各周波数の音波をクエンチダクト内に出力し、反響音を集音して周波数毎の音の強さを測定し、メモリ２５に記憶する。クエンチダクト検査装置１は、各周波数の音波出力が終了すると、自己診断部１９０に終了信号を出力する。
【００７２】
自己診断部１９０は、クエンチダクト検査装置１から終了信号を受信すると（Ｓ０８，Ｙｅｓ）、診断内容情報を読み出す（Ｓ０９）。診断内容情報が周波数毎の音の強さの収集のみを指定するものであると（Ｓ１０，Ｙｅｓ）、自己診断部１９０は、自己診断を終了する。
【００７３】
診断内容情報が、周波数毎の音の強さから共鳴周波数の検出までを指定するものであると（Ｓ１１，Ｙｅｓ）、共鳴周波数検出部４０は、メモリ２５から周波数毎の音の強さを読み出し（Ｓ１２）、音の強さのピーク値を検索して（Ｓ１３）、該当する音の強さに関連づけられた共鳴周波数を取得する（Ｓ１４）。
【００７４】
診断内容情報が、正常状態の共鳴周波数との比較及びメッセージ出力までを指定するものであると（Ｓ１５，Ｙｅｓ）、共鳴周波数検出部４０は、メモリ２５から周波数毎の音の強さを読み出し（Ｓ１６）、音の強さのピーク値を検索して（Ｓ１７）、該当する音の強さに関連づけられた共鳴周波数を取得する（Ｓ１８）。共鳴周波数を取得すると、比較部６０は、この共鳴周波数を取得し、データメモリ５０から正常通気状態の共鳴周波数を読み出し（Ｓ１９）、検査によって得られた共鳴周波数と正常通気状態の共鳴周波数を比較する（Ｓ２０）。
【００７５】
比較の結果、両者が誤差範囲内である場合（Ｓ２０，Ｙｅｓ）、比較部６０は出力部７０に正常メッセージを送信する。出力部７０は、正常メッセージを受信すると当該メッセージを出力する。（Ｓ２１）。
【００７６】
また比較の結果、両者が誤差範囲外である場合（Ｓ２０，Ｎｏ）、比較部６０は出力部７０に警告メッセージを送信する。出力部７０は、警告メッセージを受信すると当該メッセージを出力する（Ｓ２２）。この際、出力部７０は、メモリ２５、データメモリ５０、及び共鳴周波数検出部４０から、検査結果の周波数毎の音の強さと共鳴周波数と、正常通気状態の周波数毎の音の強さと共鳴周波数とを読み出し、正常メッセージ又は警告メッセージとともに出力する。
【００７７】
図１０は、クエンチダクト検査装置１の他の適用例を示す図である。このクエンチダクト検査装置１は、ＭＲＩ装置１００とネットワークに接続された情報管理装置２００に分散している。
【００７８】
クエンチダクト検査装置１を構成するネットワークでは、ＭＲＩ装置１００に周波数毎の音の強さを測定する測定機能が内蔵され、情報管理装置２００に測定結果のチェック機能が内蔵されている。
【００７９】
情報管理装置２００は、ＣＰＵとメモリとストレージと通信コントローラとを共通バスで接続したコンピュータである。ストレージには、ＯＳ（オペレーティングシステム）と測定結果のチェック機能を実現するためのプログラムが記憶されている。
【００８０】
図１１は、この情報管理装置２００の構成図である。図１１に示すように、情報管理装置２００は、測定結果取得部２１０と、データメモリ５０と、共鳴周波数検出部４０と、比較部６０と、出力部７０とを備える。
【００８１】
測定結果取得部２１０は、通信部を含み構成され、ネットワークを介して、ＭＲＩ装置１００のメモリ２５から測定結果である周波数毎の音の強さを取得する。測定結果取得部２１０の取得は、ＭＲＩ装置１００の自己診断部１９０が起動時等に送信してくる受動的なものであってもよいし、所定のタイミングで能動的にアクセス要求又は送信要求するものであってもよい。
【００８２】
この情報管理装置２００を備えるクエンチダクト検査装置１では、ＭＲＩ装置１００では、周波数毎の音の強さの収集のみを実施する。情報管理装置２００は、定期的にＭＲＩ装置１００が収集した周波数毎の音の強さを取得して共鳴周波数を検出し、正常な通気状態における共鳴周波数と比較する。比較結果は、情報管理装置２００が備える出力部７０で出力する。
【００８３】
この適用例によると、オペレータはＭＲＩ装置１００の設置個所で待機せずとも情報管理装置２００が設置されたサービスセンタでクエンチダクト１３０の状態を監視することが可能となる。
【００８４】
このように、クエンチダクト検査装置１は、クエンチダクト１３０の内部に各周波数の音波を出力して、クエンチダクト１３０の内部の反響音に基づき周波数毎の音の強さを測定するようにした。この周波数毎の音の強さをチェックすることによって容易にクエンチダクト１３０の詰まり等の異常を発見することができ、かつクエンチダクト１３０の全管内の範囲を検査することができる。
【００８５】
尚、出力部７０は、紙媒体を収容したプリンタや、ランプやスピーカ等の警報機としてもよい。プリンタの場合、モニタに出力する画像を紙媒体に形成して出力する。警報機である場合、比較部６０から正常メッセージ又は警告メッセージが出力されると、メッセージに対応するブザーを鳴らし又はランプを点灯させる。
【００８６】
また、波形発生器１１は、各周波数成分が含まれる単発パルスを発生するようにしてもよい。波形発生器１１が単発パルスを発生させるようにした場合、測定器２２は、換算部２４に周波数解析器を含めて備える。
【００８７】
周波数解析器は、各周波数成分が含まれる単発パルスによって管内で反響し集音された音を周波数解析して各周波数成分の音の強さに分ける。周波数解析としては、ＦＦＴ(高速フーリエ変換 : Fast Fourier Transform)や自己回帰型のＭＥＭ(最大エントロピー法: Maximum Entropy Method)やＡＲ (自己回帰 : AutoRegressive)モデルやＡＲＭＡ (自己回帰−移動平均 : AutoRegressive-Moving Average) モデルなどを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本実施形態に係るクエンチダクト検査装置の構成例を示す概要図である。
【図２】クエンチダクト検査装置の設置態様を示す図である。
【図３】クエンチダクトの正常な通気状態を示す図である。
【図４】クエンチダクトに詰まり異常が発生した状態を示す図である。
【図５】メモリに記憶された周波数毎の音の強さをグラフにプロットした図である。
【図６】クエンチダクトの検査データチェックに係るクエンチダクト検査装置を示す構成図である。
【図７】出力部による表示を示す図である。
【図８】クエンチダクト検査装置を搭載したＭＲＩ装置を示す図である。
【図９】自己診断部の動作を示すフローチャートである。
【図１０】クエンチダクト検査装置の他の適用例を示す図である。
【図１１】情報管理装置の構成図である。
【符号の説明】
【００８９】
１  クエンチダクト検査装置
１０  音波発生器
１１  波形発生器
１２  音源
２０  音波センサ
２１  集音器
２２  測定器
２３  増幅部
２４  換算部
２５  メモリ
４０  共鳴周波数検出部
５０  データメモリ
６０  比較部
７０  出力部
１００  ＭＲＩ装置
１１０  冷媒容器
１１１  液体冷媒
１１２  排気弁
１２０  静磁場コイル
１３０  クエンチダクト
１９０  自己診断部
２００  情報管理装置
【図１】
2007252576.tif 000003
【図２】
2007252576.tif 000004
【図３】
2007252576.tif 000005
【図４】
2007252576.tif 000006
【図５】
2007252576.tif 000007
【図６】
2007252576.tif 000008
【図７】
2007252576.tif 000009
【図８】
2007252576.tif 000010
【図９】
2007252576.tif 000011
【図１０】
2007252576.tif 000012
【図１１】
2007252576.tif 000013