(57)【要約】【課題】構造体の大きな剛性低下を招くことなく、振動を減衰させて騒音の発生を抑制することが可能な磁気共鳴イメージング装置を実現する。【解決手段】メインコイル９ｍとシールドコイル９ｓとは、互いに５０ｍｍから７０ｍｍ程度の距離を置いて配置される。メインコイル９ｍとシールドコイル９ｓとの間に粉体／粒状体２５が入った密閉袋２４が配置される。真空チャンバー２２内が排気されることにより、密閉袋２４内も排気され、粉体／粒状体２５が圧縮処理される。その後、モールド樹脂がチャンバー２２内のモールド型に注入され硬化される。これにより、圧縮された粉体／粒状体２５を内部に有する傾斜磁場コイル構造体が形成される。圧縮された粉体／粒状体２５は、振動減衰効果を有すると共に圧縮前の粉体より剛性が大きい。したがって、構造体の大きな剛性低下を招くことなく振動を減衰させて騒音の発生を抑制することが可能となる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体又は粒状体が圧縮されて形成された振動減衰部材を有して成る振動減衰構造体の構造部材の一部に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】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記構造部材は、傾斜磁場コイル内に配置されていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記構造部材は、高周波送信内又は受信コイル内の少なくとも一方に配置されていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記構造部材は、ガントリのカバーであり、このカバーの表面に振動減衰部材が配置されることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記構造部材は、ガントリの支持構造部内に配置されていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
請求項２又は３記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記振動減衰部材は、上記粉体又は粒状体は密閉袋に入れられ、この密閉袋内が排気されることにより、上記粉体又は粒状体が圧縮される効果を用いて形成されていること特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
請求項２又は３記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記振動減衰構造体は、上記粉体又は粒状体は上記構造部材に形成されたシリンダ状の穴に入れられ、押圧部材により、上記シリンダ状の穴に入れられた粉体又は粒状体が押圧されることにより、上記粉体又は粒状体が圧縮される効果を用いて形成されていること特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
請求項４記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記振動減衰構造体は、上記粉体又は粒状体は押圧部材により、上記カバーに押圧されることにより、上記粉体又は粒状体が圧縮される効果を用いて形成されていること特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
請求項５記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記振動減衰構造体は、上記粉体又は粒状体は、上記ガントリの自重により押圧されることにより、上記粉体又は粒状体が圧縮される効果を用いて形成されていること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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置に係り、特に、磁気共鳴イメージング装置の振動により発生する騒音を抑制するための振動減衰構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）を運転すると、傾斜磁場コイルに振動が発生し、それにより騒音が発生させる。
【０００３】
この騒音は、被検体や医師等に不快感を与えることとなる。
【０００４】
そこで、特許文献１には、真空パックで傾斜磁場コイルを包囲し、騒音の低減を図る技術が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、粉体／粒状体をパイプ部材に入れ、粉体／粒状体どおしの衝突により振動を緩和する技術が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−７０７６５号公報
【特許文献２】特開平５−１５５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術は、構造体に真空パックが占有する部分が存在するため、構造体の剛性低下を招く可能性がある。
【０００８】
また、上記特許文献２に記載の技術においても、パイプ部材中に粉体／粒状体を封入する構成であるため、構造体の剛性低下を招く可能性がある。
【０００９】
本発明の目的は、構造体の大きな剛性低下を招くことなく、振動を減衰させて騒音の発生を抑制することが可能な磁気共鳴イメージング装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、振動減衰構造体を備えた磁気共鳴イメージング装置であり、この振動減衰構造体は、粉体又は粒状体が圧縮されたものを基本部材とする振動減衰部材を有して成る。
【００１１】
そして、上記振動減衰構造体が、磁気共鳴イメージング装置の構造部材の一部として用いられることにより磁気共鳴イメージング装置が構成される。
【発明の効果】
【００１２】
構造体の大きな剛性低下を招くことなく、振動を減衰させて騒音の発生を抑制することが可能な磁気共鳴イメージング装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
まず、本発明の基本概念を説明する。
【００１４】
本発明者らは、粉体もしくは粒状体を強く圧縮すると、それぞれの粒同士の摩擦力が増加し、振動減衰の効果が得られることを見出した。
【００１５】
ここで、摩擦力は、接触面の面圧（Ｆ）に摩擦係数（ｋ）を乗じることで得られ、相対変位（ｘ）の時、振動により失われるエネルギーは、摩擦力・変位＝Ｆ・ｋ・ｘで得られるので、面圧を増すほどより多くのエネルギーが失われ、すなわち振動の減衰は大きくなる。
【００１６】
しかし、面圧を大きくしすぎると、粒同士の変位が生じなくなり、減衰は発生しない。よって、摩擦力（摩擦係数・面圧）が適当になる様に、実験的に圧縮度を調整するのが望ましい。
【００１７】
本発明の実施形態は、上記基本概念に基づき、構成されている。
【００１８】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。  
図１は、本発明が適用されるＭＲＩ装置の概略構成図である。  
図１において、ＭＲＩ装置は、静磁場発生系２と、傾斜磁場発生系３と、送信系５と、受信系６と、信号処理系７と、シーケンサ４と、中央処理装置（ＣＰＵ）８と、テーブル２１と、寝台２２とを備えている。
【００１９】
静磁場発生系２は、一対の静磁場発生源が被検体１が配置される空間領域を間に挟み、これら一対の静磁場発生源が対向する方向（つまり、被検体１の体軸と直交する方向）に均一な静磁場を発生させるものである。この一対の静磁場発生源には、それぞれ永久磁石方式または常電導方式あるいは超電導方式による磁場発生手段が配置されている。
【００２０】
傾斜磁場発生系３は、Ｘ、Ｙ、Ｚの三軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル９と、傾斜磁場コイル９を駆動する傾斜磁場電源１０とを備え、後述するシーケンサ４からの命令に従い、傾斜磁場電源１０を駆動することにより、Ｘ、Ｙ、Ｚの三軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを被検体１に印加するようになっている。この傾斜磁場の加え方により被検体１に対するスライス（撮像断面）を設定することができる。
【００２１】
シーケンサ４は、被検体１の生体組織を構成する原子の原子核に、ＮＭＲ現象を起こさせるＲＦパルスをある所定のパルスシーケンスで繰り返し印加する。このシーケンサ４は、ＣＰＵ８の制御で動作し、被検体１の断層像のデータ収集に必要な種々の命令を、送信系５、及び傾斜磁場発生系３並びに受信系６に送るようになっている。
【００２２】
送信系５は、被検体１の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、被検体１にＲＦパルスを照射する。この送信系５は、高周波発振器１１と、変調器１２と、高周波増幅器１３と、送信側の高周波コイル（送信コイル）１４ａとを備える。
【００２３】
高周波発振器１１から出力された高周波パルスは、シーケンサ４からの指令によるタイミングで変調器１２により振幅変調される。そして、この振幅変調された高周波パルスが高周波増幅器１３で増幅された後に、被検体１に近接して配置された高周波コイル１４ａに供給される。高周波コイル１４ａからのＲＦパルスが被検体１に照射される。
【００２４】
受信系６は、被検体１の生体組織を構成する原子核スピンのＮＭＲ現象により放出されるエコー信号（ＮＭＲ信号）を検出する。この受信系６は、受信側の高周波コイル１４ｂと、信号増幅器１５と、直交位相検波器１６と、Ａ／Ｄ変換器１７とを備える。
【００２５】
送信側の高周波コイル１４ａから照射されたＲＦパルスによって誘起され被検体１から応答されたエコー信号が被検体１に近接して配置された高周波コイル１４ｂで検出され、信号増幅器１５で増幅される。信号増幅器１５で増幅されたエコー信号は、シーケンサ４からの指令によるタイミングで直交位相検波器１６により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがＡ／Ｄ変換器１７でディジタル量に変換されてエコーデータとして信号処理系７に送られる。
【００２６】
信号処理系７は、ＣＰＵ８と、磁気ディスク１８及び磁気テープ１９等の記録装置と、ＣＲＴ等のディスプレイ２０とを備える。そして、ＣＰＵ８で信号処理、画像再構成等の処理を行い、任意断面の信号強度分布あるいは複数の信号に適当な演算を行い得られた分布を画像化して、ディスプレイ２０に断層像として表示する。
【００２７】
テーブル２１は、上記静磁場発生系２によって発生された静磁場空間（計測空間）内を被検体１を配置して移動させるものである。つまり、テーブル２１は、ＣＰＵ８によって制御される駆動部が内蔵された寝台２２上を被検体１の体軸方向、又はこの体軸方向に垂直な方向に連続的又は断続的に移動する。
【００２８】
また、テーブル２１又は寝台２２には図示せぬ位置検出器を内蔵して、テーブル２１の位置座標と、移動方向及び移動量の内の少なくとも一方を検知し、その情報をＣＰＵ８に送出する。
【００２９】
次に、本発明の第１の実施形態であり、図１に示したＭＲＩ装置の傾斜磁場コイル９における振動減衰構造体を説明する。
【００３０】
図２は、本発明の第１の実施形態である、傾斜磁場コイル９の振動減衰構造体を製作するときの概略説明図である。
【００３１】
当業者らにとって広く用いられているアクティブシールド型傾斜磁場コイルでは、メインコイル９ｍ、シールドコイル９ｓの２層のコイルを互いに離して配置することで、磁石側への漏洩磁束を低減するアクティブシールド型傾斜磁場コイルを実現している。
【００３２】
メインコイル９ｍ、シールドコイル９ｓは、それぞれ、ｘ、ｙ、ｚの３ｃｈのコイルからなり、メインコイル９ｍとシールドコイル９ｓとは、およそ、互いに５０ｍｍから７０ｍｍ程度の距離を置いて配置される。
【００３３】
傾斜磁場コイルは、大きく別けると、円筒型のものと平板型のものとが装置形状に併せてあるが、断面ではほぼ同じであり、本発明はいずれにも適用できるので、その断面で示す。
【００３４】
図２に示した例では、間隔支持部材２３によって、互いに隔てられたメインコイル９ｍとシールドコイル９ｓとの間に、粉体／粒状体２５が入った密閉袋２４を配置している。
【００３５】
本発明の第１の実施形態である振動減衰構造体の製作について、順を追って説明する。
【００３６】
まず、図３に示すような、一方が開いた密閉袋２４を用意する。密閉袋２４の材質に対しては、ガスを通さず、柔軟であり、樹脂モールドの熱に耐えられる、という要求を満たしていれば、適当な材質を選択してもよい。密閉袋２４は樹脂のシートを２枚重ねて、端部をヒートシールなどで接着することで製作することが出来る。
【００３７】
この時、密閉袋２４の一端は開放しており、他端は密閉ネック２８として細く括れていることが必要である。この密閉袋２４中に粉体もしくは粒状体２５を充填し、開放端をヒートシールで封止する。そして、図４に示すような真空チャンバー２９内に密閉袋２４を配置し、真空チャンバー２９を排気すると、密閉袋２４の内部も排気され、図５に示すような振動減衰構造が出来る。
【００３８】
この状態において、再度空気を入れて大気圧に戻すと、密閉ネック２８の部分は両側から大気圧で加圧されているので、密閉袋２４内部は真空を保つことが出来る。また、この圧縮された密閉袋２４は、それ自体で高い振動減衰特性を持つので、これをそのまま、構造体に貼り付けても良い。
【００３９】
密閉袋２４は、図示した構造の他に、機能としては、ワンウェイバルブの様なもので、一方に排気できるものも、本発明に適用可能である。
【００４０】
上述のようにして、粉体／粒状体入り真空密閉袋２４は、図２に示すように、真空チャンバー２２内のメインコイル９ｍとシールドコイル９ｓとの間に配置し、真空チャンバー２２内を排気して、モールド用樹脂溜り２６からモールド樹脂をモールド型２１に供給する。
【００４１】
この場合、密閉袋２４は、図５に示すような状態ではなく、密閉袋２４内は真空状態とされる前の状態であってもよく、真空チャンバー２２内を排気すると共に密閉袋２４内を排気することもできる。このようにすることにより、本発明を実施するにあたり、傾斜磁場コイル構造体の製造に新たな工程を増やす必要はない。
【００４２】
つまり、モールド型２１を組みあわせる時に、粉体／粒状体２５の入った密閉袋を配置し、注型前に真空排気し、その後、樹脂を注液してモールド、硬化させればよい。このとき、モールド樹脂は、密閉袋２４内に入る事は無く、出来上がった硬化物の内部には、真空で圧縮された粉体／粒状体２５が存在している状態を作ることができる。
【００４３】
傾斜磁場コイル構造体に、密閉袋２４が無い場合と、在る場合とを比べると、この密閉袋２４の体積分については高価な樹脂を減らすことが出来る。粉体／粒状体２５は、元来、樹脂のフイラー等として配置されているので、本発明の一実施形態を適用するにあたり、コストアップの要因とはならない。
【００４４】
また、密閉袋２４自体は、薄いプラスチックフィルムから容場に製作できるので、安価なものである。
【００４５】
また、密閉袋２４に入れる粉体もしくは粒状体２５の選択にあたっては、次の特性が要求される。
【００４６】
１つは摩擦力によって振動減衰効果を得るので、摩擦係数が大きい方が望ましい。また、摩擦するためには弾塑性が低いことが望まれる。さらに、磁気共鳴イメージング装置内で用いるため、磁性を持たない物質である必要がある。
【００４７】
粒径及びその分布は、接触面積を大きくするという意昧では、小さいものを含んでかつ広い粒径分布であるほうが好ましい。
【００４８】
また、摩擦係数を増大させるために、粒状体の表面処理をしても構わない。より効果が得られる具体的な選択については、多くの実験を経て決めることが可能である。例としては、径２ｍｍ〜３ｍｍのプラスチックビーズ、セラミックビーズ、チタンビーズ等である。
【００４９】
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、粉体／粒状体２５が入った密閉袋２４内を真空とし、傾斜磁場コイルの構造体内に配置したので、構造体の大きな剛性低下を招くことなく、振動を減衰させて騒音の発生を抑制することが可能な磁気共鳴イメージング装置を実現することができる。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５１】
本発明の第１の実施形態においては、密閉袋２４内の粉体／粒状体の圧縮処理は、密閉袋２４内を排気することに行なった。これに対して、第２の実施形態においては、傾斜磁場コイル構造体中に粉体／粒状体２５を入れ、バネにより加圧することにより粉体／粒状体の圧縮処理を行う。
【００５２】
つまり、図６に示すように、傾斜磁場コイル構造体３０に穴（シリンダ）３４を形成し、この穴３４に粉体／粒状体２５を封入し、シリンダ３４の一方端は端部ねじ込み蓋３１で封止し、シリンダ３４の他方端は、浮動ピストン３２をバネ３３で押す構造となっている。
【００５３】
傾斜磁場コイル構造体３０を横から見ると、図７に示すようになり、構造物３０の剛性を保つ程度にシリンダ３４を形成すれば良い。傾斜磁場コイルの場合は、その表面に剛性の高い導体が配置されているので、シリンダ３４の空隙は全体の曲げ剛性に対する寄与が小さく、極端にはほとんど中空の状態であっても成立する。
【００５４】
以上のように、本発明の第２の実施形態によれば、傾斜磁場コイルの構造体に形成したシリンダ３４内に粉体／粒状体２５を入れ、バネにより押圧して、粉体／粒状体２５の圧縮処理を行う構造としているので、構造体の大きな剛性低下を招くことなく、振動を減衰させて騒音の発生を抑制することが可能な磁気共鳴イメージング装置を実現することができる。
【００５５】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００５６】
図８は、本発明の第３の実施形態の概略説明図である。この第３の実施形態は、傾斜磁場コイル構造体３０全体を、粉体／粒状体２５が入った密閉袋２４で覆う例である。
【００５７】
傾斜磁場コイル構造体３０全体を、粉体／粒状体２５が入った密閉袋２４で覆った後、密閉袋２４の密閉ネック２８から真空排気を行なうことにより、密閉袋２４内の粉体／粒状体２５の圧縮処理を行う。
【００５８】
この第３の実施形態においても、構造体の大きな剛性低下を招くことなく、振動を減衰させて騒音の発生を抑制することが可能な磁気共鳴イメージング装置を実現することができる。
【００５９】
この第３の実施形態は、傾斜磁場コイルのみならず、ＲＦコイルにも適用することができる。
【００６０】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。  
この第４の実施形態は、ＭＲＩ装置のガントリのカバー３７の振動を減衰させる構造体の例である。
【００６１】
図９は、本発明の第４の実施形態の概略構造説明図である。図９において、ガントリのカバー３７の表面に粉体／粒状体２５を配置し、これを押え板４１、押さえネジ３９、押えバネ４０で、カバー３７に押し付けることで、粉体／粒状体２５の圧縮処理を行い、振動減衰効果をもたらす。
【００６２】
粉体／粒状体２５をカバー３７に押しつける力は、押えネジ３９とこれに取り付けた押えバネ４０により、調節することが可能である。
【００６３】
押えバネ４１としては、弦巻バネや皿バネなど、多種の選択が可能であるが、押えネジ３９の個数、太さ、押え板４１の剛性等を考慮して適切なものを選択することができる。
【００６４】
この第４の実施形態においても、構造体の大きな剛性低下を招くことなく、振動を減衰させて騒音の発生を抑制することが可能な磁気共鳴イメージング装置の振動減衰構造体を実現することができる。
【００６５】
次に本発明の第５の実施形態について説明する。
【００６６】
この第５の実施形態は、ＭＲＩ装置のガントリ４２と建造物の床面等との間に、ガントリの支持構造部材として振動減衰構造体を設置する例である。
【００６７】
図１０において、シリンダ４４に粉体／粒状体２５を入れ、ピストン４３でこれを圧縮するが、圧縮する力としてガントリ４２の自重に対する重力を利用する。
【００６８】
ここで、シリンダ４４として剛性の高いものを使用すると、上下方向にしか自由度が無く、横方向の振動、揺れに対しての振動減衰効果が得られない。
【００６９】
このため、シリンダ４４は横方向に変形する構造である必要がある。例えば、シリンダ４４をゴム状の物質にて構成して横方向への変形を許容したり、図１１に示すように、リング４５状のものを積み重ねることで、横方向に変形する構造とすることもできる。
【００７０】
この第５の実施形態によれば、ガントリ４２から建造物の床への振動を減衰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明が適用されるＭＲＩ装置の全体概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態である振動減衰構造体の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態である振動減衰構造体の説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態である振動減衰構造体の説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態である振動減衰構造体の説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態である振動減衰構造体の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態である振動減衰構造体の説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態である振動減衰構造体の説明図である。
【図９】本発明の第４の実施形態である振動減衰構造体の説明図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態である振動減衰構造体の説明図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態である振動減衰構造体の説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
１                被検体
２                静磁場発生系
３                傾斜磁場発生系
４                シーケンサ
５                送信系
６                受信系
７                信号処理系
８                ＣＰＵ
９                傾斜磁場コイル
１０              傾斜磁場電源
１１              高周波発振器
１２              変調器
１３、１５        増幅器
１４ａ            送信側の高周波コイル
１４ｂ            受信側の高周波コイル
１６              直交位相検波器
１７              Ａ／Ｄ変換器
１８              磁気ディスク
１９              磁気テープ
２０              ディスプレイ
２１              モールド型
２２、２９        真空チャンバー
２３              間隔支持部材
２４              密閉袋
２５              粉体／粒状体
２６              モールド用樹脂溜り
２７              ヒートシール
２８              密閉ネック
３０              傾斜磁場コイル構造体
３１、３５        端部ねじ込み蓋
３２              浮動ピストン
３３              押えバネ
３４、４４        シリンダ
３７              カバー
３８              側面押え板
３９              押えネジ
４０              押えバネ
４１              押え板
４２              ガントリ
４３              ピストン
４５              リング
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007190318.tif 000005
【図４】
2007190318.tif 000006
【図５】
2007190318.tif 000007
【図６】
2007190318.tif 000008
【図７】
2007190318.tif 000009
【図８】
2007190318.tif 000010
【図９】
2007190318.tif 000011
【図１０】
2007190318.tif 000012
【図１１】
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