JP4843469B2 - Magnetic resonance imaging system - Google Patents
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Description
本発明は、超伝導磁石装置を用いた磁気共鳴イメージング(以下、MRIと称す)装置に関する。 The present invention relates to a magnetic resonance imaging (hereinafter referred to as MRI) apparatus using a superconducting magnet apparatus.
MRI装置は、生体を構成する水素原子の水素原子核の核磁気共鳴(Nuclear Magnetic Resonance、以下NMRと称す)現象が、生体内の組織によって異なることを利用して、生体組織を画像化するものであり、組織毎に異なる共鳴の強さや、共鳴の時間的変化の速さが画像の位置毎のコントラストとして現われる。 An MRI apparatus images a living tissue by utilizing the fact that the nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as NMR) phenomenon of hydrogen nuclei of hydrogen atoms constituting a living body varies depending on the tissue in the living body. In addition, the strength of resonance that differs for each tissue and the speed of temporal change in resonance appear as contrast for each position of the image.
MRI装置では、NMR現象により水素原子核スピンが放出する電磁波を計測し、その電磁波を信号として演算処理することで、生体を水素原子核密度によって断層像化することができる。水素原子核スピンが放出する電磁波による電磁場の強度は、生体をおく検査領域の静磁場の強度に比例するため、高強度の静磁場を生成できる超伝導磁石装置が用いられている。 In the MRI apparatus, a living body can be formed into a tomographic image by the density of hydrogen nuclei by measuring an electromagnetic wave emitted by a hydrogen nucleus spin due to an NMR phenomenon and performing arithmetic processing using the electromagnetic wave as a signal. Since the strength of the electromagnetic field generated by the electromagnetic waves emitted by the hydrogen nuclear spins is proportional to the strength of the static magnetic field in the examination region where the living body is placed, a superconducting magnet device that can generate a high-strength static magnetic field is used.
また、MRI装置には、傾斜磁場コイルと高周波照射コイルとが用いられている。傾斜磁場コイルが、検査領域内の位置情報を得るために検査領域の静磁場に重畳する形で磁場を空間的に変化させた傾斜磁場を発生させ、高周波照射コイルが、NMR現象を引き起こすための共鳴周波数の電磁波を印加することで、検査領域内の微小領域ごとに水素原子核スピンが放出する電磁波を計測することができる。 The MRI apparatus uses a gradient magnetic field coil and a high-frequency irradiation coil. The gradient magnetic field coil generates a gradient magnetic field that spatially changes the magnetic field so as to be superimposed on the static magnetic field of the examination region in order to obtain position information in the examination region, and the high-frequency irradiation coil causes the NMR phenomenon. By applying an electromagnetic wave having a resonance frequency, it is possible to measure the electromagnetic wave emitted by the hydrogen nuclear spin for each minute region in the inspection region.
傾斜磁場コイルは、傾斜磁場を発生するためにパルス状の電流が流されると、超伝導磁石装置により生成された静磁場により、ローレンツ力が作用し振動する。仮に、この振動が、超伝導磁石装置の静磁場発生源である超伝導コイルにまで伝達し、超伝導コイルを振動させるとすると、超伝導コイルはミクロンオーダーの振幅の振動によっても静磁場は時間的に変動するので、MRI装置の断層像に悪影響を与える。このため、MRI装置では、傾斜磁場コイルの振動が超伝導コイルに伝わり難い構造が採用されている。 When a pulsed current is applied to generate a gradient magnetic field, the gradient magnetic field coil vibrates due to the Lorentz force due to the static magnetic field generated by the superconducting magnet device. If this vibration is transmitted to the superconducting coil, which is the source of the static magnetic field of the superconducting magnet device, and the superconducting coil is vibrated, the superconducting coil is time-consuming even if the amplitude of the micron order is vibrated. Therefore, the tomographic image of the MRI apparatus is adversely affected. For this reason, the MRI apparatus employs a structure in which the vibration of the gradient magnetic field coil is not easily transmitted to the superconducting coil.
一方、MRI装置は、工場で製造され、病院等で稼働し被検者の診断に用いられるので、工場と病院間を輸送しなければならない。輸送時には、道路の路面状況等による衝撃や、船積みでのクレーンやフォークリフト作業による衝撃が発生するが、このような衝撃が発生しても、MRI装置は内蔵された超伝導コイルを支持しなければならない。一般に、堅牢に支持しようとすると、その支持体を伝わり振動は伝わりやすくなると考えられ、超伝導コイルに稼働時の傾斜磁場コイルの振動が伝わることなく、超伝導コイルを輸送時の衝撃にも耐えるように堅牢に支持できる支持構造は提案されていなかった。 On the other hand, the MRI apparatus is manufactured in a factory, operates in a hospital, etc., and is used for diagnosis of a subject. Therefore, the MRI apparatus must be transported between the factory and the hospital. During transportation, impacts due to road surface conditions, etc., and impacts caused by crane and forklift operations during shipping occur. Even if such impacts occur, the MRI apparatus must support the built-in superconducting coil. Don't be. In general, if you try to support it firmly, it is thought that vibration will be transmitted easily through the support, and the vibration of the gradient coil during operation will not be transmitted to the superconducting coil, and the superconducting coil will also withstand the impact during transportation Thus, a support structure that can be supported firmly has not been proposed.
なお、永久磁石を用いたMRI装置において、輸送時に永久磁石の支持体が変形するのを抑制する構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
本発明は前記の問題点を解決しようとするもので、その目的は、稼働時には超伝導コイルに傾斜磁場コイルの振動を伝えず、輸送時には超伝導コイルを輸送時の衝撃にも耐えるように支持するMRI装置を提供することにある。 The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and its purpose is not to transmit the vibration of the gradient magnetic field coil to the superconducting coil during operation, but to support the superconducting coil to withstand the impact during transportation during transportation. An MRI apparatus is provided.
前記目的を達成するために、本発明のMRI装置は、所定の電流を流して検査領域に静磁場を発生させる超伝導コイルと、前記超伝導コイルを支持し前記超伝導コイルを冷媒と共に収納するコイル容器と、前記コイル容器を包囲し内部が真空に保持された真空容器とを有するMRI装置において、前記コイル容器を断熱支持可能な第1断熱支持部と、前記真空容器の内側において前記第1断熱支持部に固定可能であり前記真空容器を貫通する貫通支持部とを有し、前記真空容器の外側において、前記貫通支持部と前記真空容器とを締結可能であり、
そして、前記貫通支持部は、常時、前記第1断熱支持部に固定されているか、
または、前記第1断熱支持部は、一端が前記コイル容器に固定され、他端が前記貫通支持部に固定可能であるパイプまたは棒であり、前記第1断熱支持部の軸方向の延長線が互いに交わる点が、前記貫通支持部の内部に位置しているか、
または、前記第1断熱支持部は、一端が前記コイル容器に固定され、他端が前記貫通支持部に固定可能であるパイプまたは棒であり、前記第1断熱支持部の軸方向の延長線が互いに交わる配置角度がほぼ90度であるか、
または、前記コイル容器を包囲するように設けられ、前記第1断熱支持部に断熱支持され、前記第1断熱支持部が貫通する熱シールドを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an MRI apparatus of the present invention includes a superconducting coil that generates a static magnetic field in an examination region by flowing a predetermined current, supports the superconducting coil, and stores the superconducting coil together with a refrigerant. In an MRI apparatus having a coil container and a vacuum container that surrounds the coil container and is maintained in a vacuum, the first heat insulating support part that can support the coil container in a heat-insulating manner, and the first inside the vacuum container. securable to the heat-insulating supporting part has a through support extending through said vacuum vessel, on the outside of the vacuum vessel, Ri fastenable der and the vacuum container and the through-supporting unit,
And the penetration support part is always fixed to the first heat insulation support part,
Alternatively, the first heat insulating support part is a pipe or a rod having one end fixed to the coil container and the other end fixed to the penetrating support part, and an extension line in the axial direction of the first heat insulating support part. The points where they intersect each other are located inside the penetration support part,
Alternatively, the first heat insulating support part is a pipe or a rod having one end fixed to the coil container and the other end fixed to the penetrating support part, and an extension line in the axial direction of the first heat insulating support part. The arrangement angle intersecting each other is approximately 90 degrees,
Or it is provided so that the said coil container may be surrounded, it has a heat shield which is heat-insulated and supported by the said 1st heat insulation support part, and the said 1st heat insulation support part penetrates, It is characterized by the above-mentioned.
このようなMRI装置によれば、稼働時には超伝導コイルに傾斜磁場コイルの振動を伝えず、輸送時には超伝導コイルを輸送時の衝撃にも耐えるように支持するMRI装置を提供することができる。 According to such an MRI apparatus, it is possible to provide an MRI apparatus that does not transmit vibration of the gradient magnetic field coil to the superconducting coil during operation and supports the superconducting coil so as to withstand an impact during transportation.
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In each figure, common portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(第1の実施形態)
図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係るMRI(磁気共鳴イメージング)装置1としては、オープン型MRI装置をあげることができる。オープン型MRI装置は、超伝導磁石装置2と、被検体をのせるベッド4と、超伝導磁石装置2とベッド4を制御し被検体の任意の箇所からの核磁気共鳴信号を解析する制御装置3とを有している。超伝導磁石装置2は、内部が真空に保持された真空容器5と、貫通支持部11と、貫通支持部11と真空容器5とを締結する締結部15と、貫通支持部11の真空容器5に対する高さを調節する調整ねじ14とを有している。締結部15は、真空容器5と貫通支持部11との間に配置され真空容器5と貫通支持部11との間隔を一定に保つスペーサ13と、スペーサ13を貫通し真空容器5と貫通支持部11とスペーサ13とを締結する締結ねじ12とを有している。真空容器5は、上下に配置された一対の第1真空容器5aと第2真空容器5bと、真空連結管5cとを有している。第2真空容器5bの外周部の上に2本の真空連結管5cが立てられ、これらの真空連結管5cによって第1真空容器5aが支持されている。真空連結管5cは、第1真空容器5aと第2真空容器5bとに連通しているので、第1真空容器5aと第2真空容器5bの内部の気圧を等しい圧力の減圧状態に設定することができる。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the MRI (magnetic resonance imaging)
オープン型MRI装置は、真空連結管5cによって離間された第1真空容器5aと第2真空容器5bの間に検査領域9が形成され、この検査領域9に被検体を入れて診療するものであるため、被検体の視界は閉ざされず解放的であり、被検体に好評である。
第1真空容器5aと第2真空容器5bはそれぞれ、Z軸を共通の中心軸とする円柱形である。また、検査領域9を通りZ軸を法線とする平面に対して、第1真空容器5aと第2真空容器5bは互いに面対称の形状をしている。
In the open MRI apparatus, an
Each of the
図2は、本発明の第1の実施形態に係る超伝導磁石装置2の上方からの透視図であり、図3は、図2のA−A方向の断面図である。図4は、図3の貫通支持部11の周辺の拡大図(輸送時)である。
FIG. 2 is a perspective view from above of the
図3に示すように、超伝導磁石装置2は、所定の永久電流を流して検査領域9に静磁場を発生させ中心軸がZ軸に一致する円環状の1対の超伝導コイル6a、6bと、超伝導コイル6a、6bを支持し、超伝導コイル6a、6bを冷媒22と共に収納するコイル容器8と、コイル容器8を包囲するように設けられた熱シールド7と、コイル容器8と熱シールド7を包囲し内部が真空に保持された真空容器5とを有している。
As shown in FIG. 3, the
冷媒22は超伝導コイル6a、6bを浸して直接冷却している。冷媒22としては液体ヘリウム(He)が用いられている。コイル容器8は、円環状の超伝導コイル6a、6bに沿いこれを収納するように、Z軸を中心軸にする円柱状に形成され、容積をできるだけ小さくしている。同様に、熱シールド7は、円柱状のコイル容器8に沿って覆うように、Z軸を中心軸にする円柱状に形成され、表面積をできるだけ小さくして侵入熱を抑制している。
The
超伝導磁石装置2が、室温の室内に配置されても、真空容器5内が真空になっているので、室内の熱が伝導や対流で、コイル容器8に伝わることはない。また、熱シールド7は、図示していない冷凍機で冷却されることで、真空容器5からの輻射熱を吸収し冷凍機に放出するので、輻射熱でコイル容器8が昇温されることはない。なお、熱シールド7は冷媒22の温度の極低温と室温との間の中低温に設定すればよい。以上により、超伝導コイル6a、6bとコイル容器8は冷媒22の極低温に安定して設定することができる。
Even if the
前記超伝導コイル6a、6bは、上下に対向配置され、それぞれの中心軸がZ軸に一致し、対をなす第1超伝導コイル6aと第2超伝導コイル6bとを有している。
The
前記コイル容器8は、第1超伝導コイル6aを内包する第1コイル容器8aと、第2超伝導コイル6bを内包し第1コイル容器8aから下方に離れた第2コイル容器8bと、第1コイル容器8aと第2コイル容器8bとを連結して冷媒22が通り第1コイル容器8aを支持し第2コイル容器8bに支持されるコイル連結管8cとを有している。コイル連結管8cは、第1コイル容器8aと第2コイル容器8bの外周部に配置されている。コイル連結管8cは、1本でも良いし、2本以上でも良い。
The
前記熱シールド7は、第1コイル容器8aを内包する第1熱シールド7aと、第2コイル容器8bを内包し第1熱シールド7aから離れた第2熱シールド7bと、第1熱シールド7aと第2熱シールド7bとを連結しコイル連結管8cを内包するシールド連結管7cと、熱シールド7を支持するシールド支持部7dとを有する。シールド連結管7cは、第1熱シールド7aと第2熱シールド7bの外周部に配置されている。シールド連結管7cは、コイル連結管8cの本数に合わせて、1本でも良いし、2本以上でも良い。
The
前記真空容器5は、第1コイル容器8aと第1熱シールド7aと第1断熱支持部16と嵌脱部18とを内包する第1真空容器5aと、第2コイル容器8bと第2熱シールド7bと第2断熱支持部23、24とを内包し第1真空容器5aから下方に離れた第2真空容器5bと、第1真空容器5aと第2真空容器5bとを連結し第1真空容器5aを支持し第2真空容器5bに支持されコイル連結管8cとシールド連結管7cを内包する真空連結管5cとを有する。真空連結管5cは、第1真空容器5aと第2真空容器5bの外周部に配置されている。真空連結管5cは、コイル連結管8cの本数に合わせて、1本でも良いし、2本以上でも良い。以上により、検査領域9は、第1真空容器5aと第2真空容器5bと真空連結管5cとの間に設けることができる。
The
なお、第1超伝導コイル6aと、第1コイル容器8aと、第1熱シールド7aと、第1真空容器5aとにより、第1クライオスタット21aを構成していると考えることができる。同様に、第2超伝導コイル6bと、第2コイル容器8bと、第2熱シールド7bと、第2真空容器5bとにより、第2クライオスタット21bを構成していると考えることができる。また、コイル連結管8cと、シールド連結管7cと、真空連結管5cとにより、連結柱21cを構成していると考えることができる。第1クライオスタット21aと第2クライオスタット21bとは、連結柱21cにより、互いに離間して配置されている。
The first
第1真空容器5aと第2真空容器5bの互いに対向する壁面にはそれぞれ、検査部26と検査部27とが設けられている。検査部26、27毎に、傾斜磁場コイルと高周波照射コイルとを有している。傾斜磁場コイルと高周波照射コイルとは、第1真空容器5aと第2真空容器5bとに固定されている。MRI装置1は、NMR現象により水素原子核スピンが放出する核磁気共鳴信号を計測し、その核磁気共鳴信号を演算処理することで、被検体内を水素原子核密度によって断層像化する。その際に、まず、超伝導コイル6a、6bに永久電流を流し、検査領域9に静磁場を生成する。次に、傾斜磁場コイルは、検査領域9内の位置情報を得る目的で、磁場を空間的に変化させた傾斜磁場を検査領域9に印加する。さらに、高周波照射コイルは、NMR現象を引起すための共鳴周波数の電磁波を検査領域9に印加する。これらにより、検査領域9内の微小領域ごとに水素原子核スピンが放出する核磁気共鳴信号を計測し、その核磁気共鳴信号を演算処理することで、被検体体内を水素原子核密度によって断層像化することができる。
An
超伝導コイル6a、6b、コイル容器8、熱シールド7及び真空容器5は互いの位置関係を保持するために、断熱支持で各位置関係を健全に保ち、且つ、高い断熱性能を有した支持を実現している。傾斜磁場を発生させるために傾斜磁場コイルにパルス状の電流を通電すると、傾斜磁場コイルは静磁場中にあるため、電流が流れる傾斜磁場コイルにローレンツ力が作用し、傾斜磁場コイルに振動を誘発する。この振動は、傾斜磁場コイルを固定する真空容器5に伝達し、真空容器5を振動させる。
The superconducting coils 6a and 6b, the
真空容器5が振動するといっても、全体が振動するわけでなく、真空容器5の自重等により床25に圧接される真空容器5の底部は振動しにくい。そこで、第2断熱支持部23、24は、真空容器5(第2真空容器5b)の底部に固定され、コイル容器8と熱シールド7とを断熱支持している。真空容器5(第2真空容器5b)の底部が振動しにくいので、第2断熱支持部23、24もほとんど振動せず、真空容器5の振動が第2断熱支持部23、24を介してコイル容器8と熱シールド7さらには超伝導コイル6a、6bに伝達することはほとんどない。
Even if the
しかしながら、第2断熱支持部23、24だけでは、片持ちに近い支持体系となり、輸送時に衝撃を受けると、熱シールド7とコイル容器8が倒れ込み、熱シールド7とコイル容器8の上部が大きく移動し、第2断熱支持部23、24に曲げや軸力で過大な荷重負荷が生じ大きく変形したり損傷を受けたりすると考えられる。
However, the second heat insulating
そこで、図3と図4(a)に示すように、第1の実施形態では、コイル容器8(第1コイル容器8a)と熱シールド7(第1熱シールド7a)との上部に固定されコイル容器8と熱シールド7を断熱支持可能な第1断熱支持部16と、真空容器5(第1真空容器5a)とコイル容器8(第1コイル容器8a)と熱シールド7(第1熱シールド7a)との上部付近に配置され、真空容器5の内側において第1断熱支持部16に固定可能であり、真空容器5(第1真空容器5a)の上部を貫通する貫通支持部11とが設けられている。さらに、真空容器5(第1真空容器5a)の上部の外側に配置可能であり、貫通支持部11と真空容器5とを締結可能である締結部15と、第1断熱支持部16に固定され貫通支持部11を嵌脱する嵌脱部18とが設けられている。締結部15は、真空容器5と貫通支持部11との間に配置可能なスペーサ13と、スペーサ13を貫通し、真空容器5と貫通支持部11とを締結可能な締結ねじ12とを有している。貫通支持部11は、嵌脱部18に対しての高さを変えることで、貫通支持部11の円柱部が円環状の嵌脱部18に嵌め込まれて接合したり脱離して引き離したりすることができる。貫通支持部11が嵌脱部18に嵌め込まれることで、貫通支持部11を嵌脱部18および第1断熱支持部16に固定することができる。
Therefore, as shown in FIG. 3 and FIG. 4A, in the first embodiment, the coil is fixed to the upper part of the coil container 8 (
真空容器5(第1真空容器5a)の上部には開口が設けられ、貫通支持部11は、その開口を貫通している。開口において、真空容器5(第1真空容器5a)と貫通支持部11とは接しておらず、すきま19が開口の全周にわたり形成されている。
An opening is provided in the upper part of the vacuum vessel 5 (
第1断熱支持部16は、第2断熱支持部23、24と同様に、室温の嵌脱部18や貫通支持部11から液体ヘリウム温度のコイル容器8を支持するため、嵌脱部18からコイル容器8への熱伝導を減らすような素材で構成されている。例えば、図4(b)に示すように、第1断熱支持部16として低熱伝導率の繊維強化型プラスチック(FRP)パイプを用いる。パイプ形状の替わりに板形状または棒形状をしたFRPを用いてもよい。第1断熱支持部16は、Z軸と垂直な水平方向に寝かされて設置される。第1断熱支持部16は、一端がコイル容器8に固定され、もう1つの一端が嵌脱部18に固定され貫通支持部11を嵌脱部18に嵌めることで貫通支持部11に固定可能である。
Similarly to the second heat insulating
なお、第1断熱支持部16の長さ方向の中間地点は、第2断熱支持部23、24と同様に、サーマルアンカになっており、この中間地点で、熱シールド7は第1断熱支持部16に支持している。第1断熱支持部16の中間地点の温度は、熱シールド7の温度に設定されるので、第1断熱支持部16の一端から他端までの室温から極低温にいたる温度プロファイルを装置によらず一定にすることができる。第1断熱支持部16は、その中間地点で熱シールド7を貫通している。第1断熱支持部16の中間地点より低温側では、第1断熱支持部16を覆うために、袋状のシールド支持部7dが設けられている。
In addition, the intermediate point of the length direction of the 1st heat
真空容器5(第1真空容器5a)の上部には、真空容器5(第1真空容器5a)と貫通支持部11との間をシールするシール部17が設けられている。シール部17によれば、真空容器5内の真空を保持することができる。なお、貫通支持部11は、真空容器5に対して上下動するので、このような上下動においても、シール部17は、真空容器5内の真空を保持しなければならない。以上のようなシール部17としてはベローズを用いることができる。
A
また、真空容器5(第1真空容器5a)の上部には、真空容器5と貫通支持部11との間隔を調整可能な調整ねじ14が設けられている。貫通支持部11を真空容器5に対して上下動させる際の調整を容易に行うことができる。調整方法は、後述する。
In addition, an
MRI装置1を輸送するときは、図3に示すように、貫通支持部11は嵌脱部18に嵌められて第1断熱支持部16に固定し、締結部15により貫通支持部11と真空容器5とを締結しておく。一方、MRI装置1が稼働しているときは、貫通支持部11が第1断熱支持部16に固定されないように、貫通支持部11は嵌脱部18から脱離され第1断熱支持部16から離れ開放される。また、締結部15により貫通支持部11と真空容器5とは締結しておく。
When transporting the
輸送時には、第2断熱支持部23、24によって熱シールド7とコイル容器8の下部を支持するだけでなく、第1断熱支持部16によっても熱シールド7とコイル容器8の上部を支持しているので、片持ちの支持体系とは異なり、輸送時に衝撃を受けても、熱シールド7とコイル容器8が倒れ込まず、熱シールド7とコイル容器8の上部が移動しない。このため、第2断熱支持部23、24に曲げや軸力で過大な荷重負荷が生じず、変形や損傷を受けないで熱シールド7とコイル容器8を支持することができる。
At the time of transportation, not only the
また、稼働時には、貫通支持部11は嵌脱部18から脱離され第1断熱支持部16から離されるので、貫通支持部11は第1断熱支持部16に固定されず、傾斜磁場コイルの振動が真空容器5さらには貫通支持部11に伝達しても、貫通支持部11から第1断熱支持部16には伝達することはない。なお、振動の伝達を遮断するだけでなく、熱の伝導も遮断することができる。
Moreover, since the
また、シール部17を用いることで、貫通支持部11の嵌脱部18に対する固定や開放を、真空容器5を真空に保持したままで行うことができる。稼働時や輸送時はもちろん、貫通支持部11の上下動の調整時も、真空容器5を真空に保持することができる。真空を保持しない場合と比べ、輸送先での作業時間を低減できる。
Further, by using the
図2に示すように、貫通支持部11は、複数個配置してもよく、例えば図2に示すように2個配置することができる。複数個にすることで、一箇所あたりの荷重負荷が軽減され、一箇所当りの貫通支持部11の形状を小型化することができる。
As shown in FIG. 2, a plurality of
また、貫通支持部11の1つは、嵌脱部18を介して複数本の第1断熱支持部16を固定可能である。例えば図2に示すように2本設けることができる。複数本にすることで、一本あたりの荷重負荷が軽減され、一本当りの第1断熱支持部16の形状を小型化することができる。また、このようなに複数本の第1断熱支持部16は、軸方向の延長線が互いに交わる配置角度がほぼ90度に設定されている。輸送時の衝撃による熱シールド7とコイル容器8の動きが、どの方向の径方向であっても抑制することができる。
Further, one of the
第1断熱支持部16は、直線状のパイプまたは棒であり、第1断熱支持部16の軸方向の延長線が互いに交わる点が貫通支持部11の内部に位置している。貫通支持部11と嵌脱部18に生じる輸送時の衝撃による曲げモーメントを小さくすることができる。また、第1断熱支持部16の軸方向を、コイル容器8の周方向に沿わせることで、熱シールド7とコイル容器8の冷却による収縮変形を、第1断熱支持部16のバネ定数の弱い軸直角方向変形で逃がすことができ、更に、輸送時の衝撃による熱シールド7とコイル容器8の径方向の動きだけでなく周方向の動きも抑制することができる。
The first heat insulating
なお、調整ねじ14の配置位置は、貫通支持部11上において、締結ねじ12に対して外側であるが、これに限らず、内側に配置されていてもよいし、調整ねじ14と締結ねじ12とが同一半径上に配置されていてもよい。また、調整ねじ14の本数は、貫通支持部11に無理な負荷を加えることなく上昇させるために、3本以上が好ましく、締結ねじ12の本数も、貫通支持部11に無理な負荷を加えることなく真空容器5に締結するために、3本以上が好ましい。なお、調整ねじ14と締結ねじ12とは、1つの貫通支持部11上において、同一の本数である必要はなく、周方向に同ピッチである必要もない。
In addition, although the arrangement position of the
貫通支持部11を真空容器5に対して上下動させる際の調整方法について説明する。
An adjustment method when the
図4の貫通支持部11は、輸送時の状態を示している。輸送時から稼動時へ移行するためには、貫通支持部11を真空容器5から抜くように上方に移動させる。
The
図5に示すように、まず、調整ねじ14を真空容器5に押し当てたまま、真空容器5と貫通支持部11との締結を解除するために、締結ねじ12を取り外す。大気圧により貫通支持部11は真空容器5側に引き付けられている。
As shown in FIG. 5, first, the
調整ねじ14を回して、真空容器5と貫通支持部11との間に押し出す。このことにより、貫通支持部11は真空容器5から抜かれるように上昇する。この上昇により、貫通支持部11は、嵌脱部18から抜かれて脱離する。また、シール部17のベローズも伸びる。真空容器5と貫通支持部11とに挟まれなくなったスペーサ13を除去する。
The adjusting
最後に、図6に示すように、スペーサ13よりも高さの高いスペーサ13aを、真空容器5と貫通支持部11との間に挿入し、締結ねじ12aをスペーサ13aに通したまま、締結ねじ12aで、真空容器5と貫通支持部11とを締結する。以上で、輸送時から稼動時へ移行するための調整が完了し、貫通支持部11は稼働時の状態になる。この一連の調整はシール部17により真空容器5の内部を真空を保持したまま行えるので、調整の前後で真空引きや超伝導コイルの温度を室温まで上げたり下げたりする必要がない。なお、今の説明とは逆の稼働時から輸送時へ移行するための調整は、逆の手順をたどればよい。また、調整ねじ14に替えて、ジャッキを用いてもよい。
Finally, as shown in FIG. 6, a
図6に示すように、稼働時においては、貫通支持部11と嵌脱部18とは離れているので、真空容器5に伝わった振動が、貫通支持部11と嵌脱部18と第1断熱支持部16を経て、コイル容器8と熱シールド7に伝わることはなく、MRI像に悪影響を及ぼすことはない。
As shown in FIG. 6, during operation, the
(第1の実施形態の変形例)
図7に示すように、本発明の第1の実施形態の変形例に係るMRI装置は、第1の実施形態のMRI装置1と比較して、シール部17のベローズが、軸シール28になっている点が異なっている。また、貫通支持部11の嵌脱部18に嵌めこむ側の端面がテーパ形状になっている点が異なっている。また、嵌脱部18の嵌め込まれる側の端面がラウンド形状になっている点が異なっている。調整ねじ14が省かれている点が異なっている。調整ねじ14がない場合は、前記のようにジャッキを用いればよい。
(Modification of the first embodiment)
As shown in FIG. 7, in the MRI apparatus according to the modification of the first embodiment of the present invention, the bellows of the
シール部17に軸シール28を用いることで、真空容器5内を真空に保持したまま、貫通支持部11を真空容器5に対して上下動させることができるだけでなく、万が一、シール部17が損傷しても、溶接で取り付けたベローズに比べて、貫通支持部11の軸部に巻きつけた軸シール28であれば、迅速に交換ができ、MRI装置の復旧までの時間短縮が望める。
By using the
また、貫通支持部11の嵌脱部18に嵌めこむ側の端面をテーパ形状にしたり、嵌脱部18の嵌め込まれる側の端面をラウンド形状にしたりすることにより、貫通支持部11と嵌脱部18とに若干の位置ずれが生じた場合にも、容易に貫通支持部11を嵌脱部18に嵌め込むことができる。なお、第1の実施形態の変形例に限らず、貫通支持部11の嵌脱部18に嵌めこむ側の端面をラウンド形状にしたり、嵌脱部18の嵌め込まれる側の端面をテーパ形状にしたりしてもよい。
Further, the end face on the side to be fitted into the fitting / removing
(第2の実施形態)
図8は、本発明の第2の実施形態に係る超伝導磁石装置2の上方からの透視図であり、図9は、図8のB−B方向の断面図である。図10は、図9の貫通支持部11の周辺の拡大図(輸送時)である。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a perspective view from above of the
図9と図10に示すように、第2の実施形態に係る超伝導磁石装置2は、第1の実施形態の超伝導磁石装置2と比較して、貫通支持部11が、常時、すなわち、輸送時でも、稼働時でも、調整時でも、第1断熱支持部16に直接固定されている点が異なっている。また、調整ねじ14が省かれている点が異なっている。調整ねじ14がない場合は、前記のようにジャッキを用いればよい。
As shown in FIG. 9 and FIG. 10, the
貫通支持部11が、常時、第1断熱支持部16に固定されているので、MRI装置1を輸送するときは、締結部15により、貫通支持部11と真空容器5とを締結すればよい。第2の実施形態によっても、第1の実施形態と同様に、輸送時の衝撃による熱シールド7とコイル容器8の移動を抑制し、第2断熱支持部23、24の変形を防止することができる。
Since the
図11に示すように、MRI装置を、輸送時から稼動時に移行させる場合は、締結ねじ12とスペーサ13を取り外し、複数個のコイルばねからなる除振支持部29に置き換える。除振支持部29は、締結部15が、貫通支持部11と真空容器5とを締結していないときに、真空容器5に支持され、真空容器5に伝わる振動を貫通支持部11に伝えないように除振しながら貫通支持部11を支持する。
As shown in FIG. 11, when the MRI apparatus is moved from the time of transportation to the time of operation, the
このように、MRI装置が稼働しているときは、貫通支持部11が第1断熱支持部16に固定されているものの、締結部15が貫通支持部11と真空容器5とを締結しておらず、真空容器5から貫通支持部11を、貫通支持部11の荷重と大気圧のみを支持可能な弱いコイルばねで支持しているので、真空容器5に伝わる振動は、コイルばねが吸収し、コイル容器8や熱シールド7に伝わらないので、MRI画像に悪影響を与えない。
Thus, when the MRI apparatus is operating, although the
なお、真空容器5の貫通支持部11が貫通する開口において、真空容器5と貫通支持部11とは接しておらず、すきま19が開口の全周にわたり形成されている。また、除振支持部29として、コイルばねを用いたが、これに限らず、皿ばね、板ばね、空気ばね、防振ゴムを用いることができる。
In addition, in the opening which the
また、除振支持部29は、締結部15から置き換えることも可能であるが、締結部15の配置されていない箇所に、稼働時だけでなく輸送時も取り付けておいてもよい。締結部15を取り外すだけで、弱いばねコイルによる支持が可能になる。
Moreover, although the vibration
(第2の実施形態の変形例1)
図12と図13に示すように、本発明の第2の実施形態の変形例1に係る超伝導磁石装置は、第2の実施形態の超伝導磁石装置2と比較して、シール部17のベローズが、軸シール28になっている点が異なっている。
(
As shown in FIGS. 12 and 13, the superconducting magnet device according to the first modification of the second embodiment of the present invention has a
シール部17に軸シール28を用いることで、真空容器5内を真空に保持したまま、貫通支持部11を真空容器5に対して上下動させることができるだけでなく、万が一、シール部17が損傷しても、溶接で取り付けたベローズに比べて、貫通支持部11の軸部に巻きつけた軸シール28であれば、迅速に交換ができ、MRI装置の復旧までの時間短縮が望める。また、軸シール28は、除振ゴムとして機能するだけでなく、すきま19を確実に形成するように機能する。
By using the
(第2の実施形態の変形例2)
図14に示すように、本発明の第2の実施形態の変形例2に係る超伝導磁石装置は、第2の実施形態の超伝導磁石装置2と比較して、除振支持部29のコイルばねが、除振ゴムになっている点が異なっている。除振ゴムであれば、高さ等の微調整が容易で調整時間を短縮できる。
(
As shown in FIG. 14, the superconducting magnet device according to the second modification of the second embodiment of the present invention is different from the
(第2の実施形態の変形例3)
図15に示すように、本発明の第2の実施形態の変形例3に係る超伝導磁石装置は、第2の実施形態の超伝導磁石装置2と比較して、除振支持部29のコイルばねが、1つになっている点が異なっている。コイルばね31は、ベローズの外径側に、ベローズと中心軸が一致するように配置されている。なお、コイルばね31は、ベローズの外径側に限らず、ベローズの内径側に配置することも可能である。コイルばねの本数を2本以上から1本に変更しており、調整時間が短縮できる。
(Modification 3 of the second embodiment)
As shown in FIG. 15, the superconducting magnet device according to the third modification of the second embodiment of the present invention is compared with the
1 磁気共鳴イメージング(MRI)装置
2 超伝導磁石装置
3 制御装置
4 ベッド
5 真空容器
5a 第1真空容器
5b 第2真空容器
5c 真空連結管
6a、6b 超伝導コイル
7 熱シールド
7a 第1熱シールド
7b 第2熱シールド
7c シールド連結管
7d シールド支持部
8 コイル容器
8a 第1コイル容器
8b 第2コイル容器
8c コイル連結管
9 検査領域
11 貫通支持部
12、12a 締結ねじ
13、13a スペーサ
14 調整ねじ
15、15a 締結部
16 第1断熱支持部
17 ベローズ(シール部)
18 嵌脱部
19 すきま
21a 第1クライオスタット
21b 第2クライオスタット
21c 連結柱
22 冷媒
23、24 第2断熱支持部
25 床
26、27 検査部(傾斜磁場コイル、高周波照射コイル)
28 軸シール(シール部)
29 除振支持部(ばね)
30 除振支持部(ゴム)
31 除振支持部(ばね)
DESCRIPTION OF
18 fitting /
28 Shaft seal (seal part)
29 Anti-vibration support (spring)
30 Anti-vibration support (rubber)
31 Anti-vibration support (spring)
Claims (20)
前記超伝導コイルを支持し、前記超伝導コイルを冷媒と共に収納するコイル容器と、
前記コイル容器を包囲し、内部が真空に保持された真空容器とを有する磁気共鳴イメージング装置において、
前記コイル容器を断熱支持可能な第1断熱支持部と、
前記真空容器の内側において前記第1断熱支持部に固定可能であり、前記真空容器を貫通する貫通支持部とを有し、
前記真空容器の外側において、前記貫通支持部と前記真空容器とが締結可能であり、
前記貫通支持部は、常時、前記第1断熱支持部に固定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。 A superconducting coil that generates a static magnetic field in the examination region by flowing a predetermined current;
A coil container for supporting the superconducting coil and storing the superconducting coil together with a refrigerant;
In a magnetic resonance imaging apparatus having a vacuum container that surrounds the coil container and whose inside is maintained in a vacuum,
A first heat insulating support portion capable of supporting the coil container by heat insulation;
The inside of the vacuum vessel can be fixed to the first heat insulating support portion, and has a through support portion that penetrates the vacuum vessel,
On the outside of the vacuum vessel, the penetration support part and the vacuum vessel can be fastened,
The through support portion is always magnetic resonance imaging apparatus you characterized in that it is fixed to the first insulation support.
前記超伝導コイルを支持し、前記超伝導コイルを冷媒と共に収納するコイル容器と、
前記コイル容器を包囲し、内部が真空に保持された真空容器とを有する磁気共鳴イメージング装置において、
前記コイル容器を断熱支持可能な第1断熱支持部と、
前記真空容器の内側において前記第1断熱支持部に固定可能であり、前記真空容器を貫通する貫通支持部とを有し、
前記真空容器の外側において、前記貫通支持部と前記真空容器とが締結可能であり、
前記第1断熱支持部は、一端が前記コイル容器に固定され、他端が前記貫通支持部に固定可能であるパイプまたは棒であり、前記第1断熱支持部の軸方向の延長線が互いに交わる点が、前記貫通支持部の内部に位置することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 A superconducting coil that generates a static magnetic field in the examination region by flowing a predetermined current;
A coil container for supporting the superconducting coil and storing the superconducting coil together with a refrigerant;
In a magnetic resonance imaging apparatus having a vacuum container that surrounds the coil container and whose inside is maintained in a vacuum,
A first heat insulating support portion capable of supporting the coil container by heat insulation;
The inside of the vacuum vessel can be fixed to the first heat insulating support portion, and has a through support portion that penetrates the vacuum vessel,
On the outside of the vacuum vessel, the penetration support part and the vacuum vessel can be fastened,
The first heat insulating support part is a pipe or a rod having one end fixed to the coil container and the other end fixed to the penetrating support part, and the extension lines in the axial direction of the first heat insulating support part intersect each other. point is, the through support portion magnetic resonance imaging apparatus you being located inside the.
前記超伝導コイルを支持し、前記超伝導コイルを冷媒と共に収納するコイル容器と、
前記コイル容器を包囲し、内部が真空に保持された真空容器とを有する磁気共鳴イメージング装置において、
前記コイル容器を断熱支持可能な第1断熱支持部と、
前記真空容器の内側において前記第1断熱支持部に固定可能であり、前記真空容器を貫通する貫通支持部とを有し、
前記真空容器の外側において、前記貫通支持部と前記真空容器とが締結可能であり、
前記第1断熱支持部は、一端が前記コイル容器に固定され、他端が前記貫通支持部に固定可能であるパイプまたは棒であり、前記第1断熱支持部の軸方向の延長線が互いに交わる配置角度がほぼ90度であることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 A superconducting coil that generates a static magnetic field in the examination region by flowing a predetermined current;
A coil container for supporting the superconducting coil and storing the superconducting coil together with a refrigerant;
In a magnetic resonance imaging apparatus having a vacuum container that surrounds the coil container and whose inside is maintained in a vacuum,
A first heat insulating support portion capable of supporting the coil container by heat insulation;
The inside of the vacuum vessel can be fixed to the first heat insulating support portion, and has a through support portion that penetrates the vacuum vessel,
On the outside of the vacuum vessel, the penetration support part and the vacuum vessel can be fastened,
The first heat insulating support part is a pipe or a rod having one end fixed to the coil container and the other end fixed to the penetrating support part, and the extension lines in the axial direction of the first heat insulating support part intersect each other. magnetic resonance imaging apparatus you wherein the arrangement angle is approximately 90 degrees.
前記超伝導コイルを支持し、前記超伝導コイルを冷媒と共に収納するコイル容器と、
前記コイル容器を包囲し、内部が真空に保持された真空容器とを有する磁気共鳴イメージング装置において、
前記コイル容器を断熱支持可能な第1断熱支持部と、
前記真空容器の内側において前記第1断熱支持部に固定可能であり、前記真空容器を貫通する貫通支持部とを有し、
前記真空容器の外側において、前記貫通支持部と前記真空容器とが締結可能であり、
前記コイル容器を包囲するように設けられ、前記第1断熱支持部に断熱支持され、前記第1断熱支持部が貫通する熱シールドを有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 A superconducting coil that generates a static magnetic field in the examination region by flowing a predetermined current;
A coil container for supporting the superconducting coil and storing the superconducting coil together with a refrigerant;
In a magnetic resonance imaging apparatus having a vacuum container that surrounds the coil container and whose inside is maintained in a vacuum,
A first heat insulating support portion capable of supporting the coil container by heat insulation;
The inside of the vacuum vessel can be fixed to the first heat insulating support portion, and has a through support portion that penetrates the vacuum vessel,
On the outside of the vacuum vessel, the penetration support part and the vacuum vessel can be fastened,
The provided so as to surround the coil vessel, insulated supported by the first heat-insulating supporting part, magnetic resonance imaging apparatus further comprising a heat shield which the first heat-insulating supporting portion passes.
前記磁気共鳴イメージング装置が稼働しているときは、前記貫通支持部が前記第1断熱支持部に固定されないか、前記貫通支持部と前記真空容器とが締結されないか、少なくともどちらか一方であることを特徴とする請求項4、請求項5、請求項7のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。 When transporting the magnetic resonance imaging apparatus, the penetration support part is fixed to the first heat insulation support part, and the penetration support part and the vacuum vessel are fastened,
When the magnetic resonance imaging apparatus is in operation, the penetration support part is not fixed to the first heat insulation support part, or the penetration support part and the vacuum vessel are not fastened, or at least one of them. The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 4, 5, and 7, wherein:
前記スペーサを貫通し、前記真空容器と前記貫通支持部とを締結可能な締結ねじとを有し、
前記真空容器の外側に配置可能である締結部とを有することを特徴とする請求項1乃至請求項16のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。 A spacer that can be disposed between the vacuum vessel and the penetration support;
A fastening screw that penetrates the spacer and is capable of fastening the vacuum vessel and the penetration support portion;
Magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 16 and having a fastening portion can be disposed outside the vacuum container.
前記コイル容器は、
前記第1超伝導コイルを内包する第1コイル容器と、
前記第2超伝導コイルを内包し、前記第1コイル容器から下方に離れた第2コイル容器と、
前記第1コイル容器と前記第2コイル容器とを連結し、前記第1コイル容器を支持し、前記第2コイル容器に支持されるコイル連結管とを有し、
前記真空容器は、
前記第1コイル容器と前記第1断熱支持部とを内包する第1真空容器と、
前記第2コイル容器を内包し、前記第1真空容器から下方に離れた第2真空容器と、
前記第1真空容器と前記第2真空容器とを連結し、前記第1真空容器を支持し、前記第2真空容器に支持され、前記コイル連結管を内包する真空連結管とを有し、
前記検査領域9は、前記第1真空容器と前記第2真空容器と前記真空連結管との間に設けられ、
前記貫通支持部は、前記第1真空容器を貫通し、
前記第1断熱支持部は、前記第1コイル容器の上部に固定され、
前記第2断熱支持部は、前記第2真空容器の底部に固定され、前記第2コイル容器を支持することを特徴とする請求項18に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The superconducting coil has a first superconducting coil and a second superconducting coil, which are opposed to each other in the vertical direction, and whose center axes coincide with each other to form a pair,
The coil container
A first coil container containing the first superconducting coil;
A second coil container enclosing the second superconducting coil and spaced downward from the first coil container;
Connecting the first coil container and the second coil container, supporting the first coil container, and having a coil connection tube supported by the second coil container;
The vacuum vessel is
A first vacuum container containing the first coil container and the first heat insulating support;
A second vacuum container containing the second coil container and spaced downward from the first vacuum container;
Connecting the first vacuum container and the second vacuum container, supporting the first vacuum container, supported by the second vacuum container, and having a vacuum connection pipe containing the coil connection pipe;
The inspection region 9 is provided between the first vacuum vessel, the second vacuum vessel, and the vacuum connection tube,
The penetration support part penetrates the first vacuum vessel,
The first heat insulation support part is fixed to an upper part of the first coil container,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 18 , wherein the second heat insulating support part is fixed to a bottom part of the second vacuum container and supports the second coil container.
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