JP3222758B2 - ボディコイルおよびmri装置 - Google Patents
ボディコイルおよびmri装置Info
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Description
(body coil)、勾配コイルおよびMRI(Magnetic Re
sonance Imaging)装置に関する。さらに詳しくは、耳
障りな騒音を抑制することができるボディコイル、勾配
コイルおよびMRI装置に関する。
とき、勾配コイルに繰り返し流すパルス状の大電流によ
る機械的振動が起り、勾配コイルから騒音が発生する。
この騒音が被検体に聞こえて耳障りである。
的は、耳障りな騒音を簡単な構成により抑制できるよう
にしたボディコイル、勾配コイルおよびMRI装置を提
供することにある。
明は、ボディコイル用ボビンと、そのボディコイル用ボ
ビンの外面に設けられたRFコイルと、前記ボディコイ
ル用ボビンおよび前記RFコイルを覆う制振材と、その
制振材の外面に設けられ制振材の振動を拘束する拘束板
とを具備したことを特徴とするボディコイルを提供す
る。本願発明者らは、ボディコイル用ボビンおよびRF
コイルを制振材で覆うと共に、その制振材の外面に拘束
板を設けて制振材の振動を拘束すると、制振材および拘
束板それぞれ単独の制振効果よりも制振効果が向上する
ことを見出し、この発明を完成した。すなわち、上記第
1の観点によるボディコイルでは、拘束板を設けること
により制振効果が大幅に向上する結果、耳障りな騒音を
抑制できるようになる。
ボディコイルにおいて、前記ボディコイル用ボビンの厚
さと前記拘束板の厚さとを略等しくしたことを特徴とす
るボディコイルを提供する。本願発明者らは、拘束板の
厚さがボディコイル用ボビンの厚さと略等しいときに特
に制振効果が向上することを見出し、この発明を完成し
た。すなわち、上記第2の観点によるボディコイルで
は、拘束板の厚さとボディコイル用ボビンの厚さとを略
等しくすることにより制振効果が特に向上する結果、耳
障りな騒音を大幅に抑制できるようになる。
用ボビンと、その勾配コイル用ボビンの外面に設けられ
た1以上のコイルと、前記勾配コイル用ボビンおよび前
記コイルを覆うオーバーラッピングと、前記コイルと前
記オーバーラッピングの間または前記コイル間に設けら
れた制振材とを具備したことを特徴とする勾配コイルを
提供する。本願発明者らは、コイルとオーバーラッピン
グの間またはコイル間に制振材を設けると、騒音のうち
で特に耳障りな高音部の発生を抑制できることを見出
し、この発明を完成した。すなわち、上記第3の観点に
よる勾配コイルでは、騒音のうちで特に耳障りな高音部
の発生を抑制できる結果、被検体に聞こえる音質を改善
できるようになる。
勾配コイルにおいて、前記制振材を前記コイルと前記オ
ーバーラッピングの間に設けると共に、前記勾配コイル
用ボビンおよび前記コイルを合せた厚さと前記オーバー
ラッピングの厚さとを略等しくしたことを特徴とする勾
配コイルを提供する。本願発明者らは、制振材が勾配コ
イルの中心に位置するときに特に高音部の発生を抑制す
る効果が向上することを見出し、この発明を完成した。
すなわち、上記第4の観点による勾配コイルでは、高音
部の発生を抑制する効果が特に向上する結果、被検体に
聞こえる音質を大幅に改善できるようになる。
用ボビンと、その勾配コイル用ボビンの外面に設けられ
た1以上のコイルと、前記勾配コイル用ボビンおよび前
記コイルを覆うオーバーラッピングと、前記勾配コイル
用ボビンの内面に設けられた制振材と、その制振材の内
面に設けられ制振材の振動を拘束する拘束板とを具備し
たことを特徴とする勾配コイルを提供する。本願発明者
らは、勾配コイル用ボビンの内面に制振材を設け、その
制振材の内面に拘束板を設けて制振材の振動を拘束する
と、制振材および拘束板それぞれ単独の制振効果よりも
制振効果が向上し、勾配コイルからの騒音の発生が抑制
されることを見出し、この発明を完成した。すなわち、
上記第5の観点による勾配コイルでは、制振効果により
勾配コイルからの騒音の発生が抑制される結果、耳障り
な騒音を抑制できるようになる。
ボディコイルと上記構成の勾配コイルの少なくとも一方
を具備したことを特徴とするMRI装置を提供する。上
述の理由により、上記第6の観点によるMRI装置で
は、耳障りな騒音を抑制できる。また、被検体に聞こえ
る騒音の音質が耳障りでないように改善できる。
この発明をさらに詳細に説明する。なお、これによりこ
の発明が限定されるものではない。
の断面図である。このMRI装置100は、患者Kを収
容する円筒状空間であるボアBを取りまくようにボディ
コイル10と勾配コイル60とを有すると共に、さらに
その外側にマグネットMgを有している。前記マグネッ
トMgにより主磁場を印加し、前記勾配コイル60によ
り勾配磁場を印加し、前記ボディコイル10からRFパ
ルスを送信して、患者Kの体内の対象核種を励起し、前
記ボディコイル10により患者KからのNMR信号を受
信する。
ある。このボディコイル10は、FRP製のボディコイ
ル用ボビン11と、そのボディコイル用ボビン11の外
面に貼り付けられた銅パターン製のRFコイル12と、
前記ボディコイル用ボビン11および前記RFコイル1
2を覆うように貼り付けられた塩化ビニル−酢酸ビニル
共重合体系ゴム製の制振材13と、その制振材13の外
面に強固に貼りつけられたFRP製の拘束板14と、電
気部品15とを有している。数値例を示すと、前記ボデ
ィコイル用ボビン11の厚さは4mm、前記RFコイル
12の厚さは0.1mm、前記制振材13の厚さは1m
m、前記拘束板14の厚さは4mmである。図3に示す
ように、制振材13は、適当なサイズに分割されて貼り
付けられる。
る。この勾配コイル60は、FRP製の勾配コイル用ボ
ビン21と、その勾配コイル用ボビン21の外面に設け
られた銅パターン製のZ軸コイル22,Y軸コイル2
3,X軸コイル24と、前記勾配コイル用ボビン21お
よび前記コイル24を覆うFRPによるオーバーラッピ
ング26とを有している。数値例を示すと、前記勾配コ
イル用ボビン21の厚さは8mm、前記Y軸コイル23
の厚さは4mm、前記Z軸コイル23の厚さは4mm、
前記FRPによるオーバーラッピング26の厚さは16
mmである。なお、前記X軸コイル22の厚さは、前記
勾配コイル用ボビン21の厚さに含まれている。前記Z
軸コイル22はZ軸(図1参照)方向の勾配磁場を発生
し、前記Y軸コイル23はY軸方向(図1参照)の勾配
磁場を発生し、前記X軸コイル24はX軸方向(図1参
照)の勾配磁場を発生する。
1のボディコイル50(図6参照)と,比較例2のボデ
ィコイル70(図7参照)の騒音レベル特性を示す。こ
こで、騒音レベルは、横軸に示す周波数の台形波で勾配
コイル60を駆動したときに、ボアB内に置いた騒音計
で測定した値の相対値である。また、比較例1のボディ
コイル50は、図6に示すように、拘束板14を除去
し、代りに、制振材13の厚さを3mmにしたものであ
る。また、比較例のボディコイル70は、図7に示すよ
うに、制振材13を除去し、代りに、拘束板14の厚さ
を5mmにしたものである。図5から判るように、制振
材13だけ(比較例1のボディコイル50は制振材13
の厚さ3mm)の制振効果および拘束板14だけ(比較
例2のボディコイル70は拘束板14の厚さ5mm)の
制振効果よりも、上記ボディコイル10(制振材13の
厚さ1mm+拘束板14の厚さ4mm)の制振効果が優
れている。
ボディコイル10によれば、ボディコイルの重量を増や
すことなく、且つ、簡単な構成で、耳障りな騒音が被検
体Kに聞こえるのを抑制できるようになる。例えば、1
00Hzでは、約6dBの遮音効果の向上が見られる。
なお、制振材13および拘束板14をRFコイル12の
外側に設けるため、全体を厚くして遮音効果を向上させ
ても、従来と比べて、ボディコイルとしての感度を下げ
ることがなく、また、患者Kが入るボアBの空間も同じ
広さを確保できる。
断面図である。このボディコイル10Aは、FRP製の
ボディコイル用ボビン11Aと、そのボディコイル用ボ
ビン11の外面に貼り付けられた銅パターン製のRFコ
イル12と、前記ボディコイル用ボビン11Aおよび前
記RFコイル12を覆うように貼り付けられた塩化ビニ
ル−酢酸ビニル共重合体系ゴム製の制振材13と、その
制振材13の外面に強固に貼りつけられたFRP製の拘
束板14Aと、電気部品15とを有している。数値例を
示すと、前記ボディコイル用ボビン11Aの厚さは2m
m、前記RFコイル12の厚さは0.1mm、前記制振
材13の厚さは1mm、前記拘束板14の厚さは2mm
である。
造の損失係数特性を示す。ここで、損失係数は、横軸に
示す周波数の機械的振動を上記ボディコイル10Aの積
層構造の一方の面に加え、上記ボディコイル10Aの積
層構造の他方の面に置いた振動センサで振動を検出し、
前記加えた振動と前記検出した振動の大きさから計算し
た値である。また、L0は環境温度0℃での特性、L1
0は環境温度10℃での特性、L20は環境温度20℃
での特性、L30は環境温度30℃での特性、L40は
環境温度40℃での特性、L50は環境温度50℃での
特性、L60は環境温度60℃での特性、L70は環境
温度70℃での特性である。なお、各特性曲線の線種が
異なっているのは、重なった部分でも容易に識別できる
ようにするためである。ボディコイルの使用温度である
30℃〜60℃では、略0.1以上の良好な損失係数に
なっている。このような温度依存性は、主に制振材13
の特性に起因している。
構造の500Hzでの損失係数の温度特性を示す。ボデ
ィコイルの使用温度である30℃〜60℃では、略0.
2以上の良好な損失係数になっている。
の断面図である。このボディコイル10Bは、FRP製
のボディコイル用ボビン11Bと、そのボディコイル用
ボビン11の外面に貼り付けられた銅パターン製のRF
コイル12と、前記ボディコイル用ボビン11Bおよび
前記RFコイル12を覆うように貼り付けられた塩化ビ
ニル−酢酸ビニル共重合体系ゴム製の制振材13と、そ
の制振材13の外面に強固に貼りつけられたFRP製の
拘束板14Bと、電気部品15とを有している。数値例
を示すと、前記ボディコイル用ボビン11Bの厚さは1
mm、前記RFコイル12の厚さは0.1mm、前記制
振材13の厚さは1mm、前記拘束板14Bの厚さは4
mmである。
構造の500Hzでの損失係数の温度特性を示す。ボデ
ィコイルの使用温度である30℃〜60℃では、0.1
以上の良好な損失係数になっている。
図10の特性の方が優れている。このことから、ボディ
コイル10Aのように拘束板14Aの厚さがボディコイ
ル用ボビン11Aの厚さと略等しいときに特に制振効果
が向上することが判る。
面図である。このMRI装置200は、患者Kを収容す
る円筒状空間であるボアBを取りまくようにボディコイ
ル10と勾配コイル20とを有すると共に、さらにその
外側にマグネットMgを有している。前記マグネットM
gにより主磁場を印加し、前記勾配コイル60により勾
配磁場を印加し、前記ボディコイル10からRFパルス
を送信して、患者Kの体内の対象核種を励起し、前記ボ
ディコイル10により患者KからのNMR信号を受信す
る。
説明した構造である。
ある。この勾配コイル20は、FRP製の勾配コイル用
ボビン21と、その勾配コイル用ボビン21の外面に設
けられた銅パターン製のZ軸コイル22,Y軸コイル2
3,X軸コイル24と、そのX軸コイル24の外面に強
固に貼りつけられた塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体系
ゴム製の制振材25と、前記勾配コイル用ボビン21お
よび前記制振材25を覆うように強固に貼りつけられた
FRPによるオーバーラッピング26とを有している。
数値例を示すと、前記勾配コイル用ボビン21の厚さは
8mm、前記Y軸コイル23の厚さは4mm、前記Z軸
コイル23の厚さは4mm、前記制振材25の厚さは5
mm,前記FRPによるオーバーラッピング26の厚さ
は14mmである。
ある。適当なサイズに分割して貼りつけると、気泡が混
入する確率が小さくなり、好ましい。なお、気泡を排除
しやすくするために、制振材25に数ヵ所の穴を穿設し
ておいてもよい。
の損失係数特性を示す。ここで、損失係数は、横軸に示
す周波数の機械的振動を上記勾配コイル20の積層構造
の一方の面に加え、上記勾配コイル20の積層構造の他
方の面に置いた振動センサで振動を検出し、前記加えた
振動と前記検出した振動の大きさから計算した値であ
る。また、M0は環境温度0℃での特性、M10は環境
温度10℃での特性、M20は環境温度20℃での特
性、M30は環境温度30℃での特性、M40は環境温
度40℃での特性、M50は環境温度50℃での特性、
M60は環境温度60℃での特性、M70は環境温度7
0℃での特性である。勾配コイルの使用温度である40
℃〜70℃では、2000Hz以上の高音部で略0.1
以上の良好な損失係数になっている。
勾配コイル20によれば、騒音のうちで特に耳障りな高
音部の発生を抑制でき、その結果、被検体Kに聞こえる
騒音の音質が耳障りでないように改善できる。
図である。分割せずに全面を覆うように貼りつけると、
騒音を良好に抑制できる。
面図である。この勾配コイル20Aは、FRP製の勾配
コイル用ボビン21と、その勾配コイル用ボビン21の
外面に設けられた銅パターン製のZ軸コイル22,Y軸
コイル23,X軸コイル24と、前記勾配コイル用ボビ
ン21および前記X軸コイル24を覆うFRPによるオ
ーバーラッピング26と、前記勾配コイル用ボビン21
の内面に強固に貼り付けられた制振材25と、前記勾配
コイル用ボビン21および前記制振材25を覆うように
強固に貼り付けられた拘束板27とを有している。数値
例を示すと、前記拘束板27の厚さは2mm、前記制振
材25の厚さは2mm、前記勾配コイル用ボビン21の
厚さは8mm、前記Y軸コイル23の厚さは4mm、前
記Z軸コイル23の厚さは4mm、前記FRPによるオ
ーバーラッピング26の厚さは16mmである。
造の損失係数特性を示す。ここで、損失係数は、横軸に
示す周波数の機械的振動を上記勾配コイル20Aの積層
構造の一方の面に加え、上記勾配コイル20Aの積層構
造の他方の面に置いた振動センサで振動を検出し、前記
加えた振動と前記検出した振動の大きさから計算した値
である。P0は環境温度0℃での特性、P10は環境温
度10℃での特性、P20は環境温度20℃での特性、
P30は環境温度30℃での特性、P40は環境温度4
0℃での特性、P50は環境温度50℃での特性、P6
0は環境温度60℃での特性、P70は環境温度70℃
での特性である。勾配コイルの使用温度である40℃〜
70℃では、4000Hz以上の高音部で略0.1以上
の良好な損失係数になっている。
騒音のうちで特に耳障りな高音部の発生を抑制でき、そ
の結果、被検体Kに聞こえる騒音の音質が耳障りでない
ように改善できる。
図16の特性の方が優れている。このことから、勾配コ
イル20のように制振材25をX軸コイル24とFRP
によるオーバーラッピング26の間に設けると共に勾配
コイル用ボビン21およびコイル23,24を合せた厚
さとFRPによるオーバーラッピング26の厚さとを略
等しくしたときに特に好適に高音部を抑制できることが
判る。
照)の積層構造と上記勾配コイル20A(図18参照)
の積層構造と第1の実施形態における勾配コイル60の
積層構造(図4参照)の500Hzでの損失係数の温度
特性を示す。C20は勾配コイル20の特性、C20A
は勾配コイル20Aの特性、C60は勾配コイル60の
特性である。
板により制振材の振動を拘束することにより制振効果が
相乗的に向上する結果、耳障りな騒音を抑制できる。こ
の発明の勾配コイルによれば、騒音のうちで特に耳障り
な高音部の発生を抑制できる結果、被検体に聞こえる音
質を改善できるようになる。この発明のMRI装置によ
れば、耳障りな騒音を抑制できる効果または被検体に聞
こえる騒音の音質が耳障りでないように改善できる効果
の一方もしくは両方を得ることが出来る。
の断面図である。
ルの断面図である。
説明図である。
の断面図である。
7のボディコイルの騒音レベルの特性図である。
ルの断面図である。
波数特性図である。
温度特性図である。
イルの断面図である。
の温度特性図である。
置の断面図である。
ルの断面図である。
の説明図である。
周波数特性図である。
り方の説明図である。
ルの断面図である。
周波数特性図である。
図4の勾配コイルの各積層構造の損失係数の温度特性図
である。
Claims (6)
- 【請求項1】 円筒状空間であるボアを取りまくように
それぞれ配置されたボディコイル、勾配コイル及びマグ
ネットを有するMRI装置においてその勾配コイルの内
側に配置されたボディコイルであって、 ボディコイル用ボビンと、 そのボディコイル用ボビンの外面に貼り付けられたRF
コイルと、 前記ボディコイル用ボビンおよび前記RFコイルを覆う
ように貼り付けられた制振材と、 その制振材の外面に貼り付けられており制振材の振動を
拘束する拘束板とを具備したことを特徴とするボディコ
イル。 - 【請求項2】 請求項1に記載のボディコイルであっ
て、前記ボディコイル用ボビンはFRP製であり、前記
RFコイルは銅パターン製であることを特徴とするボデ
ィコイル。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載のボディコイルで
あって、前記制振材は塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体
系ゴム製であることを特徴とするボディコイル。 - 【請求項4】 請求項1から3のいずれかに記載のボデ
ィコイルであって、前記拘束板はFRP製であることを
特徴とするボディコイル。 - 【請求項5】 請求項1から4のいずれかに記載のボデ
ィコイルにおいて、前記ボディコイル用ボビンの厚さと
前記拘束板の厚さとを略等しくしたことを特徴とするボ
ディコイル。 - 【請求項6】 請求項1から5のいずれかに記載のボデ
ィコイルを具備したことを特徴とするMRI装置。
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