(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の静磁場発生源が対向して配置されて該一対の静磁場発生源に挟まれる空間に静磁場を発生する静磁場発生手段と、傾斜磁場コイルと該傾斜磁場コイルを保持する保持部材とを有して上記静磁場空間に傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、上記静磁場内に置かれた被検体の生体組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波信号を照射する送信手段と、上記核磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出する受信手段と、上記受信手段で検出されたエコー信号を用いて画像再構成演算を行う信号処理手段とを備えて成る磁気共鳴イメージング装置において、
上記一対の静磁場発生源の各々は、その上記静磁場空間側に密閉空間を有し、
上記密閉空間は、上記静磁場空間側に向かう環状突出部と、上記環状突出部に囲まれた内側の窪み空間と、上記窪み空間の開口を全面覆うカバーとで形成されて、減圧手段により減圧され、
上記傾斜磁場発生手段は、上記密閉空間の内部に収容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、
上記静磁場発生源は、その上記静磁場空間側に磁極を備え、
上記磁極が、上記環状突出部と上記窪み空間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３】
請求項１又は２記載の磁気共鳴イメージング装置において、
上記各静磁場発生源は、その内部を貫通して上記密閉空間から空気を排気するための貫通孔を有し、
上記密閉空間内を減圧するための減圧手段が上記密閉空間外に配置され、且つ、上記貫通孔に接続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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は核磁気共鳴（以下「ＮＭＲ」と略記する）現象を利用して被検体（人体）の所望部位の断層像を得る磁気共鳴イメージング装置に関し、特に被検体に傾斜磁場を与える傾斜磁場コイルから発生する騒音を低減することができる磁気共鳴イメージング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴イメージング装置は、ＮＭＲ現象を利用して被検体中の所望の検査部位における原子核スピン（以下単に「スピン」と称す）の密度分布，緩和時間分布等を計測して、その計測データから被検体の任意断面を画像表示するものである。そして、従来の磁気共鳴イメージング装置は、図６に示すように、被検体に静磁場及び傾斜磁場を与える磁場発生手段６１と、上記被検体の生体組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波信号を照射する送信用高周波コイル等を有する送信系と、上記核磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出する受信用高周波コイル６２等を有する受信系と、この受信系で検出したエコー信号を用いて画像再構成演算を行う信号処理系６３とを備えている。
【０００３】
なお、図６において、符号６４は被検体を寝載して上記磁場発生手段６１の開口部内へ移動させるための寝台である。また、図示は省略したが、上記磁場発生手段６１は、一様な静磁場を発生させるための静磁場発生磁石と、この静磁場発生磁石の近傍に設けられ傾斜磁場を発生させるための傾斜磁場コイルと、この傾斜磁場コイルの近傍に設けられ被検体に対し核磁気共鳴を励起させるための高周波信号を照射する送信用高周波コイルとを含んでいる。
【０００４】
図７及び図８に示すような従来の傾斜磁場コイル２は、例えば円板状に形成された一体物の絶縁板５に傾斜磁場発生パターンをなして切られた溝を有し、この溝の中に例えば銅のより線から成る線材７を押しつぶすように詰め込み、この線材７の一端を入力端とすると共に他端を出力端とする一電流路を形成して、Ｘ方向傾斜磁場コイル３，Ｙ方向傾斜磁場コイル４を形成していた。そして、上記のように形成されたＸ方向，Ｙ方向傾斜磁場コイル３，４を有する絶縁板５の両面には、吸音部材６ａ，６ｂがそれぞれ貼り付けられており、上記傾斜磁場コイル２が溝から脱落するのを防止すると共に線材７の振動により発生する騒音を吸収するようになっている。さらに、上記絶縁板５の下面側には、リング状に形成されたＺ方向傾斜磁場コイル７１が、それらの間に吸音部材６ｂを介在させて取り付けられている。そして、このように構成された傾斜磁場コイル２は、静磁場発生磁石として例えば永久磁石２０の片面に取り付けられたポールピース２１の外周部の環状突起部に、コイル取付板７２を介してネジ７３により取り付けられている。
【０００５】
傾斜磁場コイル２を永久磁石２０による静磁場空間の中に置いた状態で、Ｘ方向，Ｙ方向傾斜磁場コイル３，４に電流を流すと、フレミングの左手の法則により或る定まった方向に力が発生し、上記の電流がパルス的に流れることから各傾斜磁場コイル２の線材７は振動して、絶縁板５に形成された溝の内壁面をたたき、騒音が発生するものであった。これに対して、従来は、上記溝の幅よりやや大きい径の線材７を用い、これを押しつぶすようにして溝に詰め込むと共に、ある程度は遊びを持たせて上記線材７の振動を非線形に伝達させるようにしたり、さらに吸音部材６ａ，６ｂにより、上記線材の振動による騒音を吸収していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の磁気共鳴イメージング装置における傾斜磁場コイルにおいては図８に示すように、ベース部材としての絶縁板５が板状の一体物に形成されると共にこれに溝が切られているため、上記振動する線材７は溝の内壁面を直接たたくこととなり、剛性を有する絶縁板５の打撃により大きな騒音が発生するものであった。また、上記絶縁板５は、直径の大きい例えば円板状に形成されているので、振動する線材７による溝の内壁面に対する打撃音が該絶縁板５を介して四方八方に広がり、その騒音が拡大されることがあった。従って磁場発生手段６１の内部に形成された計測空間に位置する被検体に対して、上記騒音の発生により不快感や不安感を与えることがあった。
【０００７】
そこで本発明は、このような問題点に対処し、被検体に傾斜磁場を与える傾斜磁場コイルから発生する騒音を低減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を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、一対の静磁場発生源が対向して配置されて該一対の静磁場発生源に挟まれる空間に静磁場を発生する静磁場発生手段と、傾斜磁場コイルと該傾斜磁場コイルを保持する保持部材とを有して上記静磁場空間に傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、上記静磁場内に置かれた被検体の生体組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波信号を照射する送信手段と、上記核磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出する受信手段と、上記受信手段で検出されたエコー信号を用いて画像再構成演算を行う信号処理手段とを備えて成る磁気共鳴イメージング装置において、上記一対の静磁場発生源の各々は、その上記静磁場空間側に密閉空間を有し、上記密閉空間は、上記静磁場空間側に向かう環状突出部と、上記環状突出部に囲まれた内側の窪み空間と、上記窪み空間の開口を全面覆うカバーとで形成されて、減圧手段により減圧され、上記傾斜磁場発生手段は、上記密閉空間の内部に収容されているように構成したものである。
【００１０】
また、上記静磁場発生源は、その上記静磁場空間側に磁極を備え、
上記磁極が、上記環状突出部と上記窪み空間を備えて構成したものである。
さらに、上記各静磁場発生源は、その内部を貫通して上記密閉空間から空気を排気するための貫通孔を有し、上記密閉空間内を減圧するための減圧手段が上記貫通孔に接続されるように構成したものである。
【００１１】
このように構成された磁気共鳴イメージング装置において、傾斜磁場コイル表面に傾斜磁場発生パターンをなして切られた溝内に詰め込まれた線材がパルス電流によって振動し、上記溝の内壁面をたたくことによる打撃音を外部に伝達することを減少させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の磁気共鳴イメージング装置における傾斜磁場コイルをポールピースの内部に配置した実施例を示す平面図であり、図２はその中央断面図である。図３は、図２に示した中央断面図の一部を拡大して示した部分拡大断面図である。
【００１３】
まず、上記傾斜磁場コイルを内部に配置したポールピースが適用される磁気共鳴イメージング装置は、図６に示す従来例と同様に、上記磁場発生手段６１と，送信系と，受信系と，信号処理系６３とを備えて成る。上記磁場発生手段６１は、被検体に静磁場及び傾斜磁場を与えるもので、該被検体の周りにその体軸方向または体軸と直交する方向に均一な静磁場を発生させる静磁場発生磁石（図示省略）と、被検体にＸ，Ｙ，Ｚの三軸方向の傾斜磁場を印加するためのＸ，Ｙ，Ｚの三軸方向に形成された傾斜磁場コイル（図示省略）とを内蔵している。なお、上記静磁場発生磁石としては被検体の周りのある広がりをもった空間に永久磁石方式または常電導磁石方式或いは超電導磁石方式の磁場発生手段が配置されている。
【００１４】
送信系は、被検体の生体組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波信号を照射するもので、図示省略したが上記傾斜磁場コイルの内側にて被検体に近接して配置された送信用高周波コイルと、この送信用高周波コイルに高周波パルスを供給する高周波発信器及び変調器並びに高周波増幅器などを有して成る。
【００１５】
受信系は、被検体の生体組織の原子核の核磁気共鳴により放出されるエコー信号（ＮＭＲ信号）を検出するもので、上記送信用高周波コイルから照射された高周波信号による被検体の応答の電磁波（ＮＭＲ信号）を検出するため該被検体に近接して配置された受信用高周波コイルと、図示省略したが増幅器及び直交位相検波器並びにＡ／Ｄ変換器などを有して成る。
【００１６】
信号処理系６３は、上記受信系で検出したエコー信号を用いて画像再構成演算を行うもので、上記エコー信号から得られた画像データをフーリエ変換し補正係数計算，像再構成等の処理を行う中央処理装置（ＣＰＵ）と、磁気ディスク及び光磁気ディスク等の記録装置と、得られた任意断面の断層像データを画像表示するＣＲＴ等のディスプレイ等を有して成る。
【００１７】
なお、図６において符号６４は被検体を寝載して上記磁場発生手段６１の開口部内へ移動させるための寝台を示し、符号６５は、前記送信用高周波コイルに高周波パルスを供給するための高周波電源及び傾斜磁場コイル２用の電源等を収容した装置ユニットを示し、符号６６は、得られた磁気共鳴イメージング画像をフィルム等に撮影するマルチフォーマットカメラを示している。
【００１８】
ここで本発明の特徴であり図６に示す磁場発生手段６１の内部に設けられた傾斜磁場コイルを内部に配置したポールピース１には、図１〜図３に示すように、ポールピース１内部に傾斜磁場コイル２が配置されており、上記傾斜磁場コイル２は、従来例と同様にＸ方向及びＹ方向傾斜磁場コイル３，４を有し絶縁板５の上下面には、図２に示すように、吸音部材６ａ，６ｂが貼り付けられており上記各傾斜磁場コイル３，４が溝から脱落するのを防止すると共に、上記線材７の振動により発生する騒音を吸収するようになっている。また、傾斜磁場コイル２はＤピース８にＸ方向，Ｙ方向傾斜磁場発生パターンを避けてネジ（図示省略）にて取り付けられている。更に、Ｄピース８は、振動を吸収し非磁性且つ非電導性の材料、例えばゴム製のＤピース９を介してポールピース１に取り付けられポールピース１を介して振動が外部に伝わることを防止している。そして、ポールピース１の外周部には、空気を引き出しポールピース１内部を減圧するためのパイプ１０，バルブ１１が取り付けられている。また、ポールピース１内部の密閉度を高めるためにポールピース１の内壁面はシール材等により全面シールされている。且つ、ポールピース１の環状突起部にＯリング１２を配置する溝１３が設けられ、非磁性で且つ剛性の高い材料、例えばガラス繊維樹脂製等のカバー１４で全面覆われている。上記カバー１４は、ネジ１５にてポールピース１に固定されている。
【００１９】
そして、上記ポールピース１を密閉し、バルブ１１より真空ポンプにてポールピース１内部の空気を引き出し、ポールピース１内部を減圧する。減圧することによって、傾斜磁場コイル２表面に傾斜磁場発生パターンをなして切られた溝内に詰め込まれた線材７がパルス電流によって振動して、上記溝の内壁面をたたくことによる打撃音を減少させることができる。つまり、密閉することで外部への振動が減少でき、さらに減圧することで、空気中への振動が減少できるので打撃音による騒音が抑制できる。
【００２０】
以上のように構成されたポールピース１は、磁場発生手段６１（図６参照）の内部において図４に示すように取り付けられている。すなわち、透磁率の高い材質，例えば低炭素鋼から成る上ヨーク４１と，下ヨーク４２と，これら両者間を連結するサイドヨーク４３と，上記上ヨーク４１及び下ヨーク４２の対向する内側面に対向して固定された円板状の永久磁石２０，２０とで静磁場発生の磁気回路を構成し、上記永久磁石２０，２０の対向する内側面の間に形成される被検体の計測空間をはさんで該計測空間の上下に対向して上記ポールピース１が配置され、上記永久磁石２０の近傍に取り付けられている。なお、図４において、矢印Ｂｏは上記永久磁石２０，２０によって発生する静磁場の方向を示している。
【００２１】
図５は本発明における傾斜磁場コイルが密閉され且つ減圧されたポールピース容器の他の磁場発生手段６１に対する適用例を示す内部構成図である。この実施例は、静磁場発生の磁気回路を構成する磁石として永久磁石ではなく電磁石を用いたものである。すなわち、鉄芯５１の周りに励磁用コイル５３を複数回巻いて電磁石５２を構成し、この電磁石５２を上ヨーク４１と下ヨーク４２との対向する内側面に対向して固定し、そぞれの電磁石５２，５２の対向する内側面の間に形成される被検体の計測空間の上下に傾斜磁場コイルが密閉され且つ、減圧されたポールピース容器を対向して配置し、上記電磁石５２の近傍に取り付けている。そして、各電磁石５２，５２の励磁用コイル５３に矢印方向の電流を流すことにより、矢印Ｂｏで示す方向に静磁場が発生する。この場合も前述の実施例と同様に密閉することで外部への振動が減少でき、さらに減圧することで、空気中への振動が減少できるので打撃音による騒音が抑制できる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は以上の様に構成されたので、上記傾斜磁場コイル２表面に傾斜磁場発生パターンをなして切られた溝内に詰め込まれた線材７がパルス電流によって振動し、上記溝の内壁面をたたくことによる打撃音の空気中の伝達を減少させることができる。つまり、密閉することで外部への振動を、減圧することで空気中への振動を減少できる。このことから、磁場発生手段６１に内部に形成された計測空間に位置する被検体に対し騒音を抑制できるので不快感や不安感を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気共鳴イメージング装置におけるポールピースの実施例を示す平面図。
【図２】上記ポールピースの中央横断面図る。
【図３】上記ポールピースの一部を拡大して示す部分断面図。
【図４】上記ポールピースの磁場発生手段の内部における取り付け状態を示す内部構成図。
【図５】本発明におけるポールピースの他の磁場発生手段に対する適用例を示す内部構成図。
【図６】本発明の及び従来例の磁気共鳴イメージング装置の外観を示す斜視図。
【図７】従来例における傾斜磁場コイルとポールピースを示す平面図。
【図８】従来例における傾斜磁場コイルとポールピースの中央横断面図。
【図９】従来例における傾斜磁場コイルとポールピースの一部を拡大して示す部分断面図。
【符号の説明】
１  ポールピース
２  傾斜磁場コイル
３  信号処理系
６ａ，６ｂ  吸音部材
９  Ｄピース
１１  バルブ
１２  Ｏリング
１４  カバー
２０  永久磁石
６１  磁場発生手段
６２  受信用高周波コイル
６３  信号処理系
６４  寝台
【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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