(57)【要約】      （修正有）【課題】より広い開口を有有する磁気共鳴イメージング装置を提供する。【解決手段】磁気共鳴イメージング装置は、被検者の撮像を行うＭＲＩ本体２００と、前記被検者を載置する寝台と、ＭＲＩ本体２００を制御する制御装置と、を有し、ＭＲＩ本体２００は、静磁場を発生する静磁場発生装置と、傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生装置を備え、前記静磁場発生装置は、磁場を発生する超伝導コイルと前記超伝導コイルを冷却する冷媒を内部に有するコイル容器２３４と、静磁場を発生するための磁性材２１８、２１９と、コイル容器２３４を内蔵すると共に磁性材２１８、２１９を支持するための端部を有する真空容器２５０を有し、真空容器２５０の前記端部はテーパー形状を有するテーパー部を備える。【選択図】図２
2016158705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の撮像を行うＭＲＩ本体と、前記被検者を載置する寝台と、前記ＭＲＩ本体を制御する制御装置と、を有し、
前記ＭＲＩ本体は、静磁場を発生する静磁場発生装置と、傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生装置を備え、
前記静磁場発生装置は、静磁場を発生する超伝導コイルと前記超伝導コイルを冷却する冷媒を内部に有するコイル容器と、静磁場を均一にするための磁性材と、前記コイル容器を内蔵すると共に前記磁性材を支持するための端部を有する真空容器と、を有し、
前記真空容器の前記端部にテーパー形状を有するテーパー部を設けた、
ことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＭＲＩ装置において、
前記被検者の撮像を行うための観測領域の中央に座標の原点を設け、前記被検者の体軸方向をＸ軸とし、前記Ｘ軸に垂直な上下方向をＺ軸とし、前記Ｘ軸および前記Ｚ軸に垂直な軸をＹ軸とした場合に、前記被検者が配置される前記観測領域のＺ軸方向に前記観測領域を挟むようにして前記磁性材である第１磁性材と第２磁性材を配置し、
さらに前記観測領域を挟むようにしてＹ軸に沿って前記真空容器である第１真空容器連結管と第２真空容器連結管を配置し、前記第１真空容器連結管と第２真空容器連結管の前記Ｚ軸に沿う方向に前記端部を配置し、
前記端部に前記テーパー部を設けた、ことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＭＲＩ装置において、
前記第１真空容器連結管と第２真空容器連結管の前記Ｚ軸に沿う方向に上側端部と下側端部がそれぞれ設けられ、前記上側端部は真空容器天板を有し、前記下側端部は真空容器底板を有し、
前記真空容器天板と前記真空容器底板の外周を、Ｚ軸を中心とする円形形状とし、前記真空容器天板と前記真空容器底板の少なくとも外周側にテーパー部を形成した、ことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＭＲＩ装置において、
前記第１真空容器連結管と第２真空容器連結管の前記観測領域に対向する面に、前記観測領域の反対方向に窪む形状の凹部を設けた、ことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の内の一に記載のＭＲＩ装置において、
前記テーパー部は、面取り構造である、ことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項６】
請求項３あるいは請求項４に記載のＭＲＩ装置において、
前記テーパー部は、面取り構造であり、
前記真空容器天板および真空容器天板の前記Ｚ軸を中心とする前記円形形状の半径方向において、前記真空容器天板および真空容器天板の長さの５分の１以上の長さの範囲に前記面取り構造が設けられている、ことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項７】
請求項５に記載のＭＲＩ装置において、
前記テーパー部は、Ｚ軸方向に対して１５度から７５度の範囲に含まれる角度を有して傾斜している、ことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項４の内の一に記載のＭＲＩ装置において、
前記テーパー部は、フィレット構造である、ことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項４の内の一に記載のＭＲＩ装置において、
前記テーパー部は、曲面形状部である、ことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１０】
請求項３あるいは請求項４に記載のＭＲＩ装置において、
前記真空容器天板および真空容器天板の前記Ｚ軸を中心とする前記円形形状の半径方向において、前記真空容器天板および真空容器天板の全体に渡ってテーパー形状が形成されている、ことを特徴とするＭＲＩ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(以下、ＭＲＩと称す)装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置は、被検体例えば人体の組織を構成する原子核のスピンによって発生するＮＭＲ信号を計測し、例えばその頭部、腹部、四肢等の形態や機能を２次元的に或いは３次元的に画像化する装置である。撮影においては、例えばＮＭＲ信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードされて、時系列データとして計測される。計測されたＮＭＲ信号は、例えば２次元又は３次元フーリエ変換されることにより画像に再構成される。得られた画像は例えば診断など医療関係に利用され、質の高い画像が求められる。
【０００３】
原子核スピンによって発生するＮＭＲ信号の強度は、計測領域の静磁場の強度に比例するため、静磁場の強度を上げることにより断層像などの画像の分解能を向上させることができる。このようなことから、ＭＲＩ装置の静磁場発生装置として高強度磁場を発生することが可能な超伝導磁石装置が用いられる。例えば超伝導磁石を用いたＭＲＩ装置では、超伝導磁石装置を構成する磁性材は支持されることが必要であり、該磁性材は支持部材により支持される。ＭＲＩ装置および超伝導磁石装置の支持構造は、例えば特許文献１及び２に、開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2010-233736公報
【特許文献２】特開平11-318857公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＭＲＩ装置では、被検体が計測空間に配置され、計測空間に配置された被検体に静磁場発生装置により発生した静磁場が加えられる。上記計測空間に繋がる開口が広い方が被検体受ける圧迫感が少なくまた計測作業の作業性の向上にも繋がる。上記静磁場を発生する静磁場発生装置を支持する支持部材が、前記開口の確保の障害となる場合があった。
【０００６】
本発明の目的は、被検体が配置される計測空間のための開口の確保が容易となる磁気共鳴イメージング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決する本発明は、被検者の撮像を行うＭＲＩ本体と、前記被検者を載置する寝台と、前記ＭＲＩ本体を制御する制御装置と、を有し、前記ＭＲＩ本体は、静磁場を発生する静磁場発生装置と、傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生装置を備え、前記静磁場発生装置は、静磁場を発生する超伝導コイルと前記超伝導コイルを冷却する冷媒を内部に有するコイル容器と、静磁場を均一にするための磁性材と、前記コイル容器を内蔵すると共に前記磁性材を支持するための端部を有する真空容器と、を有し、前記真空容器の前記端部にテーパー形状を有するテーパー部を設けた、ことを特徴とするＭＲＩ装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、被検体が配置される計測空間のための開口の確保が容易な磁気共鳴イメージング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第1の実施形態に係るＭＲＩ装置の全体構成を説明する説明図である。
【図２】図１におけるＭＲＩ装置本体のＡ−Ａ方向の矢視断面図である。
【図３】図２に示す面取り構造の拡大図である。
【図４】本発明の他の実施形態を説明する説明図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態を説明する説明図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態を説明する説明図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
１  はじめに
次に本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。なお参照する図面において同一符号を付した構成は略同様の作用を為し、略同様の効果を奏する。説明の重複を避けるために同一符号の構成に関する繰り返しの説明を省略する場合がある。また以下の実施例は、上述した発明の課題を解決し上述した発明の効果を奏するだけでなく、上述した発明の課題以外の課題をも解決し、上述した効果以外の効果をも奏する。これらの課題や効果については実施形態の説明の中で述べる。
【００１１】
本明細書において用語「演算」は代数計算だけでなく、テイブル検索などの方法を用いて解を得る方法や、既に求められて保持されているデータを読み出して望ましい情報を得る方法などを含む広い意味で使用する。
【００１２】
さらに本明細書において用語「テーパー」は以下で説明する広い意味で使用し、例えば用語「テーパー」の概念の中に、面取り構造やフィレット構造、曲面形状、などが含まれるとして、説明する。
２  本発明の一実施形態に係るＭＲＩ装置１００の全体構成の説明
本発明の一実施形態に係るＭＲＩ装置１００の全体構成を図１に示す。ＭＲＩ装置１００は制御装置１１０と被検者を配置するための開口２０２を有するＭＲＩ本体２００と被検者を載置するための天板１８２を有する寝台１８０と超伝導電磁石に液体ヘリウムなどの冷媒を供給するための冷媒供給装置１７０、などを有している。制御装置１１０は、ＭＲＩ画像の撮像のための操作を行ったりあるいは必要なデータの入力を行ったりあるいは撮像された画像を含む必要な情報の表示を行ったりするための入出力装置１２０や、ＭＲＩ装置１００の全体に係る制御を行ったりあるいは必要な演算処理あるいは画像処理を行ったりあるいは必要なデータを図示しない記憶装置に記憶したりあるいは記憶装置からデータを読み出したりする処理装置１３０や、撮像動作のためにＭＲＩ本体２００に設けられた装置や機器を制御する撮像制御装置１４０、などを有している。
【００１３】
入出力装置１２０は、画像を含む情報を表示するための例えば液晶ディスプレイなどの表示装置１２２や、操作を行ったり情報を入力したりするキーボードあるいはポインティングデバイス、タッチパネルなどの入力装置１２４を有している。ＭＲＩ本体２００や後述する寝台１８０にも入出力装置が設けられているが、これらの基本動作は入出力装置１２０の表示装置１２２や入力装置１２４と基本動作は類似しており、その記載および説明を省略する。
【００１４】
寝台１８０は検査を行う被検者を載置し、ＭＲＩ本体２００の計測空間に被検者の計測対象部位が配置されるように被検者を適切な位置に移動する。寝台１８０は被検者を高さ方向であるＺ軸方向に移動可能であると共に体軸方向であるＸ軸方向に移動可能である。さらに体軸方向に対して垂直方向であるＹ軸方向にも移動可能である。寝台１８０はさらに車輪を有していて被検者を載置した状態で移動できる構造であっても良い。図１では被検者の図示を省略しているが、ＭＲＩ本体２００の検査空間に被検者が配置されているものとして、以下説明する。
３  撮像制御装置１４０およびＭＲＩ本体２００による撮像動作の説明
３．１  撮像制御装置１４０の構成
処理装置１３０は被検者による撮像の指示に従って撮像制御装置１４０へ撮像のための指令および制御信号を送り、撮像制御装置１４０からＭＲＩ本体２００へＮＭＲ現象を起こすための駆動信号などを送る。ＭＲＩ本体２００はＮＭＲ現象を引き起こすために、静磁場を発生するための超伝導電磁石や、傾斜磁場を発生するための傾斜磁場発生装置や、高周波磁場（以下ＲＦと記す）パルスを照射するためのＲＦ照射コイル、を備えている。またＮＭＲ現象により発生したＮＭＲ信号を受信するためにＮＭＲ受信コイルを有している。撮像制御装置１４０は撮像動作を制御するためのシーケンサ１４２や、シーケンサ１４２からの制御信号に基づきＲＦパルス照射コイルを駆動するための駆動電流を供給するＲＦ電流供給装置１４４や、傾斜磁場発生装置を駆動するための傾斜磁場電源１４６を有し、またＮＭＲ信号を処理する信号処理装置１４８を有している。
３．２  ＮＭＲ現象を起こすための構成の説明
図１にＭＲＩ本体２００の斜視図を示し、ＭＲＩ本体２００のＡ−Ａ断面方向の矢視断面図を図２として示す。ＭＲＩ本体２００の構造の理解を助けるために、ＸＹＺ座標を設定している。被検者の体軸方向をＸ軸とし、Ｘ軸に垂直で高さ方向に対して一定の方向のＹ軸を設定し、Ｘ軸とＹ軸に垂直でＭＲＩ本体２００の高さ方向にZ軸を設定し、以下で説明する計測空間２０４の中心に座標原点を設定している。
【００１５】
図１および図２において、ＭＲＩ本体２００はＺ軸を中心とし円形あるいは円形に近い外周形状を成しており、Ｚ軸における上下の略中央部に被検者の部位を撮像するための観測領域２０４が形成され、観測領域２０４の周囲により広い空間を形成するために開口２０２が形成される。観測領域２０４の適切な位置に被検者の計測部位を配置するために被検者を載置した寝台１８０の天板１８２を観測領域２０４内だけでなく開口２０２内を３次元方向に自由に移動することができる。このことにより適切な状態で被検者の部位の撮像を可能にすると共に、撮像作業の作業性の向上を図ることができる。
【００１６】
より鮮明な画像を得るためには観測領域２０４に均一で強力な磁場を生成することが望ましい。観測領域２０４に均一で強力な静磁場を生成するためにＭＲＩ本体２００には上側超伝導磁石装置３００と下側超伝導磁石装置４００が設けられている。また計測の作業性の向上のためにあるいは部位の適切な画像を撮像するために、上側超伝導磁石装置３００と下側超伝導磁石装置４００との間に上述した観測領域２０４および観測領域２０４に繋がる広い開口２０２が形成されている。
【００１７】
計測空間に配置された被検者の部位を撮像するために、観測領域２０４を挟むようにして上側ＲＦパルス照射コイル２１４と下側ＲＦパルス照射コイル２１５が設けられている。さらに上側ＲＦパルス照射コイル２１４や下側ＲＦパルス照射コイル２１５を挟むようにして上側傾斜磁場コイル２１０と下側傾斜磁場コイル２１１が設けられている。さらに上側傾斜磁場コイル２１０や下側傾斜磁場コイル２１１を挟むようにして上側超伝導磁石装置３００や下側超伝導磁石装置４００を構成する上側磁性材２１８と下側磁性材２１９が設けられている。図示を省略するが上側ＲＦパルス照射コイル２１４と下側ＲＦパルス照射コイル２１５で挟まれた空間内に被検者に近接してＮＭＲ現象により放出されたＮＭＲ信号を受信するためのＮＭＲ受信コイルが設けられる。
【００１８】
上側超伝導磁石装置３００および下側超伝導磁石装置４００は被検者の体軸方向であるＸ軸と直交する方向に超伝導コイル３２０や３２２さらに超伝導コイル４２０や４２２により均一な静磁場を発生させる。静磁場を発生するための電力は図示を省略する電源装置から供給される。また超伝導コイル３２０や３２２さらに超伝導コイル４２０や４２２を冷却するための冷媒例えば液体ヘリウムは冷媒供給装置１７０から供給される。具体的な構造は以下で説明する。
【００１９】
上側傾斜磁場コイル２１０や下側傾斜磁場コイル２１１は傾斜磁場電源１４６から供給される電流に基づきＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向に傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを発生する。例えば２次元スライス面の撮像を行う場合には、撮像断面であるスライス面に直交する方向にスライス傾斜磁場パルス（Ｇｓ）が生成されて被検者に印加される。これにより被検者対する撮像のスライス面が設定される。そのスライス面に直交して且つ互いに直交する残りの２つの方向に位相エンコード傾斜磁場パルス（Ｇｐ）と周波数エンコード傾斜磁場パルス（Ｇｆ）が印加されて、被検者が発生するＮＭＲ信号にそれぞれの方向の位置情報がエンコードされる。得られたＮＭＲ信号から撮像断面の加増を生成することができる。
【００２０】
上述した上側ＲＦパルス照射コイル２１４や下側ＲＦパルス照射コイル２１５へシーケンサ１４２のシーケンス信号に基づいてＲＦ電流供給装置１４４からＲＦパルスパルス電流が供給される。これにより、被検者の生体組織を構成する例えばプロトンがＮＭＲ現象を起こす。上述したように図示を省略したＮＭＲ受信コイルはＮＭＲ現象により放出されるＮＭＲ信号を受信する。受信したＮＭＲ信号は撮像制御装置１４０の信号処理装置１４８へ送られ、直交位相検波処理やアナログディジタル変換処理が行われ、処理された情報がデジタル信号の状態で処理装置１３０へ送られ、被検者の断層画像などが再構成される。得られた画像は表示装置１２２に表示され、また必要に応じて図示しない記憶装置に記憶される。
【００２１】
４  上側超伝導磁石装置３００や下側超伝導磁石装置４００の説明
図１および図２を用いて上側超伝導磁石装置３００および下側超伝導磁石装置４００の構成および作用を説明する。ＭＲＩ本体２００の上側および下側に上側真空容器３５０と下側真空容器４５０が設けられ、これら上側真空容器３５０と下側真空容器４５０は互いにＺ軸方向である上下方向に離間させて配置されている。図１に示すようにＹ方向の両側にはＭＲＩ本体２００の上部と下部とをつなぐ柱２０６と柱２０８が隔離されて設けられ、その内側に観測領域２０４および開口２０２が形成されている。図２では柱２０６の断面を図示し、柱２０８の断面は図示されていないが、柱２０８の断面も柱２０６の断面と同様の構造を成している。柱２０６や柱２０８において、上側真空容器３５０と下側真空容器４５０は真空容器連結管２５０により連結されている。上側真空容器３５０や下側真空容器４５０およびこれらをつなぐ真空容器連結管２５２はその内部が真空状態に保たれており、熱伝導を遮断する作用を為している。
【００２２】
ＭＲＩ本体２００の柱２０６と柱２０８はそれぞれ真空容器連結管２５０を有しており、その内側には開口２０２が形成され中央には観測領域２０４が形成されている。上側真空容器３５０や下側真空容器４５０は共通の中心軸であるＺ軸に対して概ね軸回転対称の円盤形状をしている。これら上側超伝導磁石装置３００および下側超伝導磁石装置４００の作用によって、球状の観測領域２０４において例えば磁場強度が０．７Ｔ以上の強磁場であり、その磁場強度の均一性が数ｐｐｍの高い均一度を有し、磁場の方向がＺ軸と平行である静磁場、いわゆる均一磁場領域、を生成することができる。なお計測空間２０４の形状をこの実施例では球状としているがこれは一例であり、計測空間２０４の形状を球場以外の形状としても良い。
【００２３】
上側真空容器３５０や下側真空容器４５０の内部に液体ヘリウムなどの冷媒２３０を満たすコイル容器３３４やコイル容器４３４、コイル容器２３４が設けられている。これらコイル容器３３４やコイル容器４３４、コイル容器２３４にはそれぞれ、冷媒２３０が基準の高さまで満たされ、冷媒２３０内に超伝導コイル３２０や超伝導コイル３２２、超伝導コイル４２０、超伝導コイル４２２が配置されている。本実施形態ではコイル容器３３４やコイル容器４３４は柱２０６や柱２０８内に設けられているコイル容器２３４によってつながっているので、コイル容器４３４は常に全体が満たされており、コイル容器３３４およびコイル容器２３４の上部に若干の冷媒ガスが存在する程度に各コイル容器は冷媒２３０で満たされている。冷媒２３０は冷媒供給装置１７０から供給され、コイル容器３３４やコイル容器４３４、コイル容器２３４へ送られ、これらの容器は常に一定量の媒体が蓄積されている。
【００２４】
コイル容器３３４やコイル容器４３４、コイル容器２３４の外側にはこれらの容器を包囲するように熱シールド３３２や熱シールド４３２、熱シールド２３２が設けられている。真空中であるので対流による熱伝達が無く、さらにそれぞれの容器が熱シールド３３２や熱シールド４３２、熱シールド２３２によって包囲されているので、輻射による熱伝達が非常に少ない構造となっている。各熱シールドは例えば光を反射する特性の材質および構造になっている。さらに各熱シールドに断熱材などを層状に配置しても良い。
【００２５】
コイル容器３３４やコイル容器２３４の上側に円形の形状に超伝導コイル３２０や超伝導コイル３２２が設けられており、上側磁性材２１８と共に上側超伝導磁石装置３００を構成する。またコイル容器４３４とコイル容器２３４の下側に超伝導コイル４２０や超伝導コイル４２２が配置され、下側磁性材２１９と共に下側超伝導磁石装置４００を構成する。超伝導コイル３２０や超伝導コイル３２２、超伝導コイル４２０や超伝導コイル４２２は、Ｚ軸を中心軸とする円環状の形状をなしている。これらの超伝導コイル３２０や超伝導コイル３２２、超伝導コイル４２０、超伝導コイル４２２に永久電流を流し続けることにより、観測領域２０４に均一の磁場を生成する。上側磁性材２１８は、上側真空容器３５０や真空容器連結管２５０の天井に設けられた真空容器天板３６２に上側支持機構２２２により支持されている。また下側磁性材２１９は、下側真空容器４５０や真空容器連結管２５０の底に設けられた真空容器底板４６２に下側支持機構２２４により支持されている。上側磁性材２１８や下側磁性材２１９は観測領域２０４の静磁場を均一にする作用をしており、柱２０８や下側磁性材２１９の配置の状態が変わると観測領域２０４の均一性が低下する。このため上側磁性材２１８や下側磁性材２１９の配置状態が変化しないようにすることが求められる。
【００２６】
５  真空容器連結管２５０に加わる応力への対応と開口の確保の説明
上側真空容器３５０や下側真空容器４５０、真空容器連結管２５０には真空力が全面に作用している。また超伝導コイル３２０や超伝導コイル３２２、超伝導コイル４２０、超伝導コイル４２２に、電流が供給されている場合には、上側磁性材２１８と下側磁性材２１９との間に大きな吸引力が発生する。この大きな吸引力が、上側支持機構２２２や下側支持機構２２４を介して、真空容器天板３６２や真空容器底板４６２に作用して、真空容器連結管２５０に作用する。真空容器連結管２５０の内側仕切り２５２は構造上応力が高くなる。これに対抗するため真空容器連結管２５０の内側仕切り２５２の厚さを構造的に厚くしたり、あるいはリブを設置したりして上記応力に耐える構造にすると、上記応力に耐えることができるが、開口２０２が狭くなる欠点を有する。また真空容器連結管２５０の内側仕切り２５２の厚さを厚くするとさらに価格においても高価となる。リブなどを設けると構造が複雑となる。もちろん上側磁性材２１８や下側磁性材２１９の配置状態の変化を低減することができ、磁場の均一性が経時的に悪化するとの問題は解決できる。
【００２７】
発明者らが色々検討を行った結果、上側真空容器３５０の真空容器天板３６２および真空容器連結管２５０の真空容器天板３６２と上側真空容器３５０の真空容器外壁３５４や真空容器連結管２５０の真空容器外壁２５４との接続部分に、面取り構造３６０や面取り構造３６１を設けることにより、真空容器天板３６２の剛性を上げられることが分かった。なお上側真空容器３５０の真空容器天板３６２と真空容器連結管２５０の真空容器天板３６２は一体的な構造を成しており、また上側真空容器３５０と真空容器連結管２５０は一体的に作られており、真空容器外壁３５４と真空容器外壁２５４が一体的な構造に作られている。さらに面取り構造３６０と面取り構造３６１は連続した構成及び形状を成しており、この実施形態では、面取り構造３６０や面取り構造３６１はＺ軸を中心軸とした円形構造を成している。面取り構造３６０や面取り構造３６１が一体的な円形構造を成すことにより、より堅固な構造となっている。
【００２８】
さらに下側真空容器４５０の真空容器底板４６２と下側真空容器４５０の真空容器外壁４５４の接続部分や真空容器連結管２５０の真空容器外壁２５４と真空容器底板４６２との接続部分を面取り構造４６０や面取り構造４６１とすることにより、真空容器底板４６２の剛性を上げられることが分かった。なお下側真空容器４５０の真空容器底板４６２と真空容器連結管２５０の真空容器底板４６２は一体構造を成しており、また下側真空容器４５０と真空容器連結管２５０の下部は一体的に作られている。真空容器外壁４５４と真空容器外壁２５４は一体的な構造を成している。さらに面取り構造４６０と面取り構造４６１は連続した構成及び形状を成しており、この実施形態では、面取り構造４６０と面取り構造４６１はＺ軸を中心軸とした円形構造を成している。このように面取り構造４６０と面取り構造４６１を円形構造とすることにより、より剛性力が向上する。
【００２９】
真空容器天板３６２や真空容器底板４６２の剛性を上げることにより、上側磁性材２１８と下側磁性材２１９の間に生じる引力の分担割合のより多くを、真空容器連結管２５０の内側仕切り２５２から真空容器連結管２５０の真空容器外壁２５４へ移すことができる。このことにより、内側仕切り２５２の厚みを、面取り構造３６１や面取り構造４６１を有していない構造に対して薄くすることができる。このことにより、開口２０２をより広く確保することができる。図２では柱２０６内に設けられた真空容器連結管２５０について説明したが、柱２０８も同様の構造を成しており、同様の作用をする。これにより同様の効果を奏することができる。
【００３０】
面取り構造３６０や面取り構造３６１、面取り構造４６０、面取り構造４６１は、ロール加工と溶接を組み合わせて作ることができる。さらにプレスによる成形や、へら絞り、機械加工といった製造方法が可能であり、これらの方法を随時組み合わせて製造することが可能である。
【００３１】
このように面取り構造３６０や面取り構造３６１、面取り構造４６０、面取り構造４６１を設けることにより、より広い開口２０２を確保することができるとともに、上側磁性材２１８や下側磁性材２１９の位置や傾きの経時変化を低減でき、観測領域２０４における磁場の均一性の維持が容易となる。またより広い開口２０２を確保することができ、撮像作業がより容易となる効果がある。さらに真空容器連結管２５０などの板厚を薄くすることができ価格の上昇を抑制できる。また加工が容易となり生産性も向上する。さらにまた観測領域２０４の外側により広い開口２０２を確保することができ、被検者の圧迫感や閉塞感を緩和でき、開放感を与えることができる。
【００３２】
図３に面取り構造３６１の拡大図を示す。面取り構造３６０や面取り構造３６１、面取り構造４６０、面取り構造４６１は同様の構造を成しており、同様の作用をなし、同様の効果を奏する。これらの代表例として面取り構造３６１を例に、構成や作用、効果を説明する。面取り構造の範囲である長さＬ１が小さいと効果が少ない。例えば単に角を落とした程度では効果がない。真空容器天板３６２の長さすなわち真空容器連結管２５０の半径方向の長さＬ０に対して、長さＬ１が１０分の１以上の長さであることが望ましい。さらには５分の１以上の長さであることがより望ましい。またＺ軸方向に対する角度θが非常に小さくゼロに近い値では効果がほとんどない。またＺ軸方向に対する角度θが９０度に近くなると効果がほとんどなくなる。角度θが１５度から７５度の範囲が好ましく、さらに角度θが２５度から６５度の範囲がより好ましい。このような構造とすることにより、真空容器天板３６２の剛性が強化され、内側仕切り２５２の負担が軽減される。
【００３３】
６  図２に記載の実施形態に対する他の実施形態の説明
図４に記載の実施形態は、図２に記載の実施形態の他の実施形態を説明する説明図である。図４において各構成に付されている符号が図２に記載の符号と同じ構成は、同じ作用および効果を奏する。これらについての説明の重複を避ける。図２において、真空容器連結管２５０に内側仕切り２５２に加わる応力が、面取り構造３６０や面取り構造３６１、面取り構造４６０、面取り構造４６１の作用により低減される。このため、真空容器連結管２５０の内側仕切り２５２に外側に向かって凹む形状である、凹部２６２を形成することができる。この凹部２６２により開口２０２をさらに大きくすることができる。図１に示す柱２０６と柱２０８にそれぞれ真空容器連結管２５０が設けられており、これら真空容器連結管２５０の内側仕切り２５２にそれぞれ凹部２６２を設けることにより、観測領域２０４のＹ方向の両側に設けられた開口２０２をさらに広くすることができる。このことにより、観測領域２０４の磁場の均一性を保ちつつ、撮像の作業性を向上することが可能となる。また真空容器連結管２５０などの板厚を薄くすることができ価格の上昇を抑制できる。また加工が容易となり生産性も向上する。さらにまた観測領域２０４の外側により広い開口２０２を確保することができ、被検者の圧迫感や閉塞感を緩和でき、開放感を与えることができる。
【００３４】
７  図４に記載の面取り構造に対する他の実施形態の説明
図５に記載の実施形態は、図４に記載の実施形態のさらに他の実施形態を説明する説明図である。図５において各構成に付されている符号が図４に記載の符号と同じ構成は、同じ作用および効果を奏する。これらについての説明の重複を避ける。図４に記載の実施形態では、面取り構造３６０や面取り構造３６１、面取り構造４６０や面取り構造４６１を、それぞれフィレット構造３７０やフィレット構造３７１、フィレット構造４７０、フィレット構造４７１に代えている。これらのフィレット構造は、ロール加工と溶接を組み合わせて作ることができるが、他にプレスによる成形、へら絞り、機械加工といった方法で作ることができる。これらの方法の中から適切な方法を組み合わせて生産することができる。図５に記載の実施形態によれば、第４に記載の実施形態と同じ効果が得られ、真空容器天板３６２や真空容器底板４６２の剛性を高めることができる。この結果内側仕切り２５２に作用する応力を低減できる。
【００３５】
８  図４に記載の面取り構造に関する他の実施形態の説明
図６に、本発明の更に他の実施形態に係るＭＲＩ本体２００の断面図を示す。本実施形態では上側真空容器３５０や真空容器連結管２５０の真空容器天板３６２の全体を曲面形状部としている。上側真空容器３５０の真空容器天板３６２は曲面形状部３８０をなしており、同様に真空容器連結管２５０の真空容器天板３６２も曲面形状部３８１をなしている。同様に下側真空容器４５０の真空容器底板４６２や真空容器連結管２５０の真空容器底板４６２も曲面形状部４８０や曲面形状部４８１をなしている。なお曲面形状部３８０や曲面形状部３８１、曲面形状部４８０、曲面形状部４８１はそれぞれ、半径方向の断面が円弧状をなし、その頂点が各円弧状の半径方向中心より内側の方に位置している。即ち曲面形状部３８１や曲面形状部４８１と真空容器連結管２５０の真空容器外壁２５４や内側仕切り２５２との接続部は、Ｚ軸方向において同じ位置ではない。曲面形状部３８１と内側仕切り２５２の接続部の位地が曲面形状部３８１と真空容器外壁２５４との接続位置よりＺ方向において中央より遠い位置に位置している。この結果曲面形状部３８１あるいは曲面形状部４８１の断面において、曲面形状部３８１あるいは曲面形状部４８１の頂点と、曲面形状部３８１あるいは曲面形状部４８１と真空容器外壁２５４との接続位置との間の長さが、曲面形状部３８１あるいは曲面形状部４８１の頂点と、曲面形状部３８１あるいは曲面形状部４８１と内側仕切り２５２の接続位置との間の長さより長くなっている。
【００３６】
この関係は曲面形状部３８０に付いても同様である。また曲面形状部４８０や曲面形状部４８０に付いても同様である。曲面形状部３８０や曲面形状部３８１、曲面形状部４８０、曲面形状部４８１においてＺ軸を中心とする半径の外側に位置する接続部の方が、半径の内側に位置する接続部より、Ｚ方向におけるＭＲＩ本体２００の中央側に位置している。このような形状とすることにより、真空容器連結管２５０の内側仕切り２５２に作用する応力を低減することができる。図４や図５を用いて説明した効果を奏することができる。
【００３７】
９  図４に記載の面取り構造に関する他の実施形態の説明
図７は、図４に記載の実施形態に対するさらに他の実施形態を示す。図７に記載のＭＲＩ本体２００の断面図において、各構成に付されている符号が図４に記載の符号と同じ構成は、同じ作用および効果を奏する。これらについての説明の重複を避ける。上側真空容器３５０や真空容器連結管２５０の真空容器天板３６２が図示のようにテーパー形状を成している。即ち上側真空容器３５０や真空容器連結管２５０の真空容器天板３６２がテーパー部３９０やテーパー部３９１を有しており、テーパー部３９０やテーパー部３９１は一体的な構造を成し、Ｚ軸を中心とする円環形状を成している。上記テーパー形状は、径方向の傾斜面が直線形状であっても良いし、湾曲などの曲面であっても良い。
【００３８】
同様に下側真空容器４５０や真空容器連結管２５０の下部に設けられた真空容器天板３６２が図示のようにテーパー形状を成すテーパー部４９０やテーパー部４９１を備えている。テーパー部４９０やテーパー部４９１は一体的な構造を成し、Ｚ軸を中心とする円環形状を成している。上記テーパー形状は、径方向の傾斜面が直線形状であっても良いし、湾曲などの曲面であっても良い。
【００３９】
テーパー部３９０やテーパー部３９１、テーパー部４９０、テーパー部４９１を有することにより、内側仕切り２５２に作用する応力を低減することができる。その結果上側磁性材２１８や下側磁性材２１９の配置や傾きに関する経時変化を低減した上に開口２０２をより広い形状とすることができる。
【００４０】
１０  本明細書におけるテーパーの定義および説明
本明細書においては、図７に記載のテーパー部３９０やテーパー部３９１、テーパー部４９０やテーパー部４９１の技術思想の概念の中に、図２や図３、図４に記載の面取り構造３６０や面取り構造３６１、面取り構造４６０や面取り構造４６１の形状が含まれるとして扱う。図２や図４に記載の実施形態と図７に記載の実施形態との違いは、テーパー部が、真空容器天板３６２あるいは真空容器底板４６２の全体に及んでいるかどうかである。図２や図４に記載の実施形態では、テーパー部が、真空容器天板３６２あるいは真空容器底板４６２の一部に対してであり、図７に記載の実施形態ではテーパー部が、真空容器天板３６２あるいは真空容器底板４６２の全体に渡っている。
【００４１】
また図５に記載のフィレット構造３７０やフィレット構造３７１、フィレット構造４７０、フィレット構造４７１の形状も、図７に記載のテーパー形状の概念に含まれるとして定義する。図５に記載の実施形態と図７に記載の実施形態は、テーパー形状の概念に含まれる点で同じであるが、具体的な形状において図５はテーパー面が曲面であり、しかも真空容器天板３６２や真空容器底板４６２の全体に渡るのではなく一部である点で、図７に記載のテーパー形状の具体的な形状において相違する。
【００４２】
図６に記載の曲面形状部３８０や曲面形状部３８１、曲面形状部４８０や曲面形状部４８１も図７に記載のテーパー形状の概念に含まれるとして定義する。図６に記載の実施形態と図７に記載の実施形態は、テーパー形状の概念では一致している。しかしテーパー形状のより具体的な形状において、図６に記載の実施形態では曲面形状部３８０や曲面形状部３８１、曲面形状部４８０、曲面形状部４８１は何れも、真空容器天板３６２や真空容器底板４６２の全体に渡って曲面形状をしている。一方図７に記載の実施形態では、テーパー面の半径方向が直線的である。
【００４３】
１１  実施形態の効果の説明
図１から図７を用いて説明した本発明に係る実施形態においては上側超伝導磁石装置３００や下側超伝導磁石装置４００の上側磁性材２１８や下側磁性材２１９の間に大きな引力が発生する。また超伝導コイル３２０や超伝導コイル３２２、超伝導コイル４２０や超伝導コイル４２２にも大きな力が作用する。さらに上側真空容器３５０や下側真空容器４５０、真空容器連結管２５０に気圧が作用する。このような関係で大きな応力が内側仕切り２５２に作用する。内側仕切り２５２を厚くすることでこれらの応力に対応しようとすると、開口２０２が狭くなる問題がある。またＭＲＩ本体２００自身が重くなる問題がある。
【００４４】
発明者らが検討を重ねた結果、図２から図７において説明した如く、真空容器天板３６２や真空容器底板４６２に面取り構造３６０や面取り構造３６１、面取り構造４６０、面取り構造４６１を設ける。あるいは真空容器天板３６２や真空容器底板４６２にフィレット構造３７０やフィレット構造３７１、フィレット構造４７０、フィレット構造４７１を設ける。あるいは真空容器天板３６２や真空容器底板４６２に曲面形状部３８０や曲面形状部３８１、曲面形状部４８０、曲面形状部４８１を設ける。あるいは真空容器天板３６２や真空容器底板４６２にテーパー部３９０やテーパー部３９１、テーパー部４９０、テーパー部４９１を設ける。このような方法により、内側仕切り２５２に作用する応力を低減することができる。
【００４５】
このような構成により、上側磁性材２１８や下側磁性材２１９の位置や傾きの経時変化を低減できるのに加え、内側仕切り２５２の厚さを薄くすることが可能となり、内側仕切り２５２に凹部２６２を形成することができる。その結果開口２０２をより広くすることが可能となる。撮像作業の効率向上に繋がったり、作業性の向上に繋がったりする。またＭＲＩ本体２００の重量を低減できたり、価格を抑制できたりする。さらに被検者の圧迫感を和らげることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１００・・・ＭＲＩ装置、１１０・・・制御装置、１２０・・・入出力装置、１２２・・・表示装置１２４、１３０・・・処理装置、１４０・・・撮像制御装置、１４２・・・シーケンサ、１４４・・・ＲＦ電流供給装置、１４６・・・傾斜磁場電源、１４８・・・信号処理装置、１７０・・・冷媒供給装置、１８０・・・寝台、１８２・・・天板、２００・・・ＭＲＩ本体、２０２・・・開口、２０４・・・観測領域、２０６・・・柱、２０８・・・柱、コイル２１０・・・上側傾斜磁場、２１１・・・下側傾斜磁場コイル、２１４・・・上側ＲＦパルス照射コイル、２１５・・・下側ＲＦパルス照射コイル、２１８・・・上側磁性材、２１９・・・下側磁性材、２２２・・・上側支持機構、２２４・・・下側支持機構、２３０・・・冷媒、２３２・・・熱シールド、２３４・・・コイル容器、２５０・・・真空容器連結管、２５２・・・内側仕切り、２６２・・・凹部、３００・・・上側超伝導磁石装置、３２０・・・超伝導コイル、３２２・・・超伝導コイル、３３２・・・熱シールド、３３４・・・コイル容器、３５０・・・上側真空容器、３５４・・・真空容器外壁、３６０・・・面取り構造、３６１・・・面取り構造、３６２・・・真空容器天板、３７０・・・フィレット構造、３７１・・・フィレット構造、３８０・・・曲面形状部、３８１・・・曲面形状部、３９０・・・テーパー部、３９１・・・テーパー部、４００・・・下側超伝導磁石装置、４２０・・・超伝導コイル、４２２・・・超伝導コイル、４３２・・・熱シールド、４３４・・・コイル容器、４５０・・・下側真空容器、４５４・・・真空容器外壁、４６０・・・面取り構造、４６１・・・面取り構造、４６２・・・真空容器底板、４７０・・・フィレット構造、４７１・・・フィレット構造、４８０・・・曲面形状部、４８１・・・曲面形状部、４９０・・・テーパー部、４９１・・・テーパー部、
【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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