JP6258049B2 - 傾斜磁場コイルユニット及び磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、傾斜磁場コイルユニット及び磁気共鳴イメージング(MRI: Magnetic Resonance Imaging)装置に関する。

MRI装置は、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波(RF: radio frequency)信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生する磁気共鳴(MR: magnetic resonance)信号から画像を再構成する画像診断装置である。

従来、MRI装置の構成要素の１つである円筒状の傾斜磁場コイルは、円筒状の静磁場用磁石のボア内に設置される。そして、傾斜磁場コイルは、静磁場用磁石の開口端を形成する磁石の両側面に取り付けられるブラケットにより支持される。

特開２００７−１９０２００号公報 特開２００５−２４５７７５号公報

MRI装置では、振動及び騒音を低減させることが重要である。

そこで本発明は、振動及び騒音を低減させることが可能な傾斜磁場コイルユニット及びMRI装置を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニットは、筒状の傾斜磁場コイルと支持機構を備える。筒状の傾斜磁場コイルは、磁気共鳴イメージングの撮像領域に傾斜磁場を印加する。支持機構は、前記傾斜磁場コイルの複数箇所に固定され、磁石の中心軸方向における成分を有する押し付け力を筒状の磁石を構成する壁の内側の縁の複数箇所に負荷することによって前記傾斜磁場コイルを前記磁石に保持する。
また、本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、前記傾斜磁場コイルユニットと撮像システムを備える。撮像システムは、前記傾斜磁場コイルユニットを用いて被検体の磁気共鳴イメージングを行う。

本発明の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニット及びMRI装置の構成図。 図１に示す支持機構の配置例を示す図。 図２に示す第１の支持機構の詳細構造例を示す断面図。 図３に示す第１の支持機構の斜視図。 図３に示す磁石側の第２の部材の斜視図。 図３に示す内筒部材及び端面部材によって形成される磁石の縁の構造例を示す図。 図２に示す第２の支持機構の詳細構造例を示す断面図。 図７に示す第２の支持機構の斜視図。 図１に示す支持機構の別の詳細構造例を示す斜視図。 図９に示す第３の支持機構の上面図。 図９に示す第３の支持機構の第１の部材を斜め方向から見た断面図。 図９に示す第３の支持機構に設けられる長穴の例を示す斜視図。 図１２に示す長穴を利用して傾斜磁場コイルの位置を正方向にオフセットした例を示す図。 図１２に示す長穴を利用して傾斜磁場コイルの位置を負方向にオフセットした例を示す図。

本発明の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニット及びMRI装置について添付図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニット及びMRI装置の構成図である。

MRI装置１は、傾斜磁場コイルユニット２を用いて被検体ＯのMRイメージングを行う撮像システム３を備えている。撮影システム３には、傾斜磁場コイルユニット２の他、磁石４、全身用コイル５、受信用RFコイル６、寝台装置７及びこれらを制御するための制御系８が備えられる。撮影システム３の磁石４、傾斜磁場コイルユニット２及び全身用コイル５は、それぞれ円筒状の構造を有し、同軸状にガントリ（架台）９に内蔵される。また、受信用RFコイル６は、撮像目的に応じた位置、例えば寝台装置７の天板１０に設けられる。

磁石４は、MRイメージングの撮像領域Ｒに静磁場を形成するための、筒状の構造を有する超電導磁石である。図１には、シリンドリカルタイプの超電導磁石が例示されている。具体的には、磁石４の外壁を構成する円筒状の外筒部材４Ａと、磁石４の内壁を構成する円筒状の内筒部材４Ｂとを、両端において端面部材４Ｃで閉塞することによって磁石４が構成される。磁石４の外筒部材４Ａと内筒部材４Ｂとの間には、液体ヘリウムL_Heによって冷却された環状の複数の超電導コイル４Ｄが配置される。また、外筒部材４Ａと内筒部材４Ｂとの間には、典型的には、冷却媒体としての液体窒素L_Nを循環させるための配管４Ｅが設けられる。

傾斜磁場コイルユニット２は、MRイメージングの撮像領域Ｒに傾斜磁場を印加する筒状の傾斜磁場コイル１１と、傾斜磁場コイル１１を磁石４に保持するための支持機構１２とを有する。

傾斜磁場コイル１１は、筒状のＸ軸用コイル１１Ｘ、Ｙ軸用コイル１１Ｙ及びＺ軸用コイル１１Ｚで構成される。Ｘ軸用コイル１１Ｘ、Ｙ軸用コイル１１Ｙ及びＺ軸用コイル１１Ｚは、中空かつ筒状のケーシング１１Ａで保護される。典型的な傾斜磁場コイル１１では、ケーシング１１Ａ内に、冷却水L_Wを循環させるための配管１１Ｂが設けられる。更に、ケーシング１１Ａ内には、静磁場の均一性を向上させるためのシールドどして、磁石４の極性と逆極性のキャンセルコイルが設けられる場合もある。このようなキャンセルコイルを備えた傾斜磁場コイル１１は、アクティブ型シールドグラジェントコイル(ASGC: active shield gradient coil)と呼ばれる。

図２は、図１に示す支持機構１２の配置例を示す図である。

図２は、磁石４及び傾斜磁場コイル１１を側面方向から見た図である。図２に示すように、支持機構１２として複数の第１の支持機構１２Ａ及び複数の第２の支持機構１２Ｂを用いて傾斜磁場コイル１１を磁石４に保持することができる。

具体的には、第１の支持機構１２Ａ及び第２の支持機構１２Ｂは、傾斜磁場コイル１１の複数箇所に固定される。そして、第１の支持機構１２Ａ及び第２の支持機構１２Ｂは、磁石４の中心軸方向における成分を有する押し付け力を筒状の磁石４を構成する壁の内側の縁の複数箇所に負荷するように構成される。一方、第１の支持機構１２Ａ及び第２の支持機構１２Ｂは、傾斜磁場コイル１１に磁石４の中心軸方向における成分を有する引っ張り力を負荷するように構成される。これにより、傾斜磁場コイル１１を磁石４に保持することができる。

まず、第１の支持機構１２Ａの構造例について説明する。

図３は図２に示す第１の支持機構１２Ａの詳細構造例を示す断面図、図４は図３に示す第１の支持機構１２Ａの斜視図、図５は図３に示す磁石４側の第２の部材の斜視図である。但し、図４及び図５では、傾斜磁場コイル１１の図示が省略されている。

第１の支持機構１２Ａは、第１の部材２０Ａ、第２の部材２１Ａ及び位置決め機構２２Ａで構成することができる。第１の部材２０Ａは、任意の方法で傾斜磁場コイル１１側に固定される。図示された例では、第１の部材２０Ａがボルト２３Ａで傾斜磁場コイル１１側に締結されている。

第２の部材２１Ａは、磁石４を構成する壁の内側の縁と接触する位置に配置される。そのために、第２の部材２１Ａは、磁石４を構成する壁の内側の縁とフィットする形状を有している。図示された例では、内筒部材４Ｂの端部が面取りのない形状を有している。このため、第２の部材２１Ａの内筒部材４Ｂ側も面取りのない形状となっている。また、他の部品にもフィットするように第２の部材２１Ａの内筒部材４Ｂ側における形状を決定することができる。

図６は図３に示す内筒部材４Ｂ及び端面部材４Ｃによって形成される磁石４の縁の構造例を示す図である。

図６(A), (B), (C)は、内筒部材４Ｂと端面部材４Ｃとを溶接４Ｆによって連結した場合における磁石４の縁の構造例を示している。図６(A)に示すように、内筒部材４Ｂの板厚方向に垂直となる円筒状の側面の端部と、端面部材４Ｃの板厚方向に平行となるリング状の面とを溶接４Ｆによって互いに連結することができる。或いは、図６(B)に示すように、内筒部材４Ｂの板厚方向に平行となるリング状の端面と、端面部材４Ｃの板厚方向に垂直となる面のリング状の端部とを溶接４Ｆによって互いに連結することもできる。

更に別の例として、図６(C)に示すように、内筒部材４Ｂと端面部材４Ｃとを非接触とするか僅かに接触させるのみとし、溶接４Ｆによって内筒部材４Ｂと端面部材４Ｃとを連結することもできる。

このように、磁石４を構成する壁の内側の縁は、内筒部材４Ｂの角部、端面部材４Ｃの角部又は内筒部材４Ｂ及び端面部材４Ｃの双方の角部によって形成される。従って、第１の支持機構１２Ａに備えられる第２の部材２１Ａは、磁石４を構成する内筒部材４Ｂ及び端面の少なくとも一方の端部に、押し付け力を負荷するように構成される。すなわち、第１の支持機構１２Ａにより、内筒部材４Ｂの端部に直接的又は間接的に押し付け力が負荷される。

そして、第１の部材２０Ａと第２の部材２１Ａとは互いに任意の方法で連結される。図示された例では、第１の部材２０Ａに、第２の部材２１Ａを磁石４の中心軸方向にスライド可能に挿入するための空隙２４が設けられている。そして、第１の部材２０Ａの空隙２４に第２の部材２１Ａが挿入される。

位置決め機構２２Ａは、例えば、位置調整ボルト２５とナット２６とを用いて構成することができる。第１の部材２０Ａには、第１の部材２０Ａの外部から位置調整ボルト２５の先端を空隙２４内に挿入するための貫通孔が設けられる。また、第１の部材２０Ａには、位置調整ボルト２５を締付けるためのナット２６が設けられる。ナット２６及び貫通孔は、位置調整ボルト２５の長さ方向が磁石４の中心軸方向となるように、第１の部材２０Ａに設けられる。

このため、ナット２６で位置調整ボルト２５を締付けつつ、位置調整ボルト２５の先端を第２の部材２１Ａに押し当てることができる。従って、位置調整ボルト２５を締付けることによって、磁石４の縁に、磁石４の中心軸方向の押し付け力を負荷することができる。逆に、傾斜磁場コイル１１に、中心軸方向に向かう引っ張り力を負荷することができる。このような圧縮力及び引張力を、磁石４の縁及び傾斜磁場コイル１１に、両端側から負荷することによって、傾斜磁場コイル１１の長さ方向における位置決め及び固定を行うことができる。

尚、通常のMRI装置１では、磁石４及び傾斜磁場コイル１１の中心軸方向は、水平方向である。従って、第１の支持機構１２Ａを磁石４及び傾斜磁場コイル１１の両端に設けることによって、磁石４に対する傾斜磁場コイル１１の水平方向における位置決め及び固定を行うことができる。図１に示す例では、磁石４及び傾斜磁場コイル１１の中心軸方向は、Z軸方向に設定されている。

一方、傾斜磁場コイル１１の鉛直方向における荷重を支持するために、図４に示すように磁石４の内面には、傾斜磁場コイル１１の支持部材２７が設けられる。支持部材２７としては、ゴムやエラストマ等のクッションを用いることが好適である。その理由は、クッションが防振材として機能するためである。

図４に示す例では、内筒部材４Ｂの表面に、繊維強化プラスチック(FRP: fiber reinforced plastics)やガラス繊維強化プラスチック(GFRP: glass fiber reinforced plastics)等のシート２８が下地として貼着されている。そして、シート２８上に周方向に複数の支持部材２７が設けられている。シート２８に支持部材２７を取付ける方法としては、両面テープ等の任意の方法を用いることができる。

このように傾斜磁場コイル１１の荷重は、支持部材２７によって受けられる。従って、第１の支持機構１２Ａによって、傾斜磁場コイル１１の位置を調整することができる。具体的には、傾斜磁場コイル１１の両側に設けられる第１の支持機構１２Ａの位置調整ボルト２５の締付量を調整することによって、傾斜磁場コイル１１の長手方向における位置決めを行うことができる。

つまり、第１の部材２０Ａ側に設けられる雌ネジ２６Ａと、雌ネジ２６Ａに締付けられ、かつ第２の部材２１Ａと接触する位置調整ボルト２５の雄ネジ２５Ａが、第２の部材２１Ａに対する第１の部材２０Ａの少なくとも傾斜磁場コイル１１及び磁石４の中心軸方向における位置決めを行うための可動手段として機能する。但し、第２の部材２１Ａに対して第１の部材２０Ａを相対的に傾斜磁場コイル１１及び磁石４の中心軸方向に移動させることが可能であれば、他の構造を可動手段として採用してもよい。

尚、雌ネジ２６Ａと雄ネジ２５Ａとによって可動手段を構成する場合には、雄ネジ２５Ａの先端に第２の部材２１Ａと曲面で接触する接触面を設けることが好適である。その理由は、安定した力の伝達が可能となるためである。図３に示す例では、雄ネジ２５Ａの先端が球面の一部の凸形状となっている。逆に、雄ネジ２５Ａの先端と接触する第２の部材２１Ａの部分は、球面の一部の凹形状となっている。

傾斜磁場コイル１１の長さ方向における位置決めを行うためには、傾斜磁場コイル１１の両端に少なくとも１つの支持機構１２を設ける必要がある。従って、傾斜磁場コイル１１の一端側に第１の支持機構１２Ａを設け、他端側には他の構造を有する支持機構１２を設けるようにしてもよい。

また、傾斜磁場コイル１１の両端に、それぞれ位置調整機能を有する支持機構１２を１つ設ければ、傾斜磁場コイル１１の調整が容易となる。但し、支持機構１２をコンパクトにしつつ、十分な押し付け力を磁石４に負荷できるようにするためには、複数の支持機構１２を傾斜磁場コイル１１の片側に設けることが必要となる場合が多い。その場合には、十分な数の支持機構１２が、それぞれ他の部品との干渉を避けて傾斜磁場コイル１１の両端に取り付けられる。図示された例では、傾斜磁場コイル１１の両端に、それぞれ２つの第１の支持機構１２Ａ及び３つの第２の支持機構１２Ｂが取り付けられている。

第１の支持機構１２Ａの他の好適な特徴として、少なくとも一部に防振部材２９を用いて構成した点と、磁石４と接触する部材を非導電性材料３０で構成した点が挙げられる。例えば、図示されるように、第２の部材２１Ａを、２つの非導電性材料３０で防振部材２９を挟んだ構造とすることができる。このように、磁石４と接触又は近接する部分を非導電性材料３０で構成すれば、振動によるノイズの発生を防止することができる。加えて、仮に振動が発生したとしても、防振部材２９で振動を吸収することができる。

防振部材２９の代表例としては、クロロプレンゴム(CR: chloroprene rubber)等の弾性体が挙げられる。一方、非導電性材料３０の代表例としては、ポリオキシメチレン(POM: polyoxymethylene)（ポリアセタールとも言う）等の樹脂が挙げられる。

次に、第２の支持機構１２Ｂの構造例について説明する。

図７は図２に示す第２の支持機構１２Ｂの詳細構造例を示す断面図、図８は図７に示す第２の支持機構１２Ｂの斜視図である。

第２の支持機構１２Ｂについても、第１の部材２０Ｂ、第２の部材２１Ｂ及び位置決め機構２２Ｂで構成することができる。第１の部材２０Ｂは、任意の方法で傾斜磁場コイル１１側に固定される。図示された例では、第１の部材２０Ｂがボルト２３Ｂで傾斜磁場コイル１１側に締結されている。

第２の部材２１Ｂは、磁石４を構成する壁の内側の縁と接触する位置に配置される。そして、第１の部材２０Ｂと第２の部材２１Ｂとは互いに任意の方法で連結される。図示された例では、位置決め機構２２Ｂによって第１の部材２０Ｂと第２の部材２１Ｂとが連結されている。

位置決め機構２２Ｂは、位置調整ボルト４０、位置調整ナット４１及び固定用ナット４２を用いて構成することができる。位置調整ナット４１は、両端が開口する筒状の部材の一端の内面に雌ネジを設けた構造である。

また、第１の部材２０Ｂには、位置調整ボルト４０を通すための貫通孔が設けられる。第１の部材２０Ｂの貫通孔は、位置調整ボルト４０が傾斜した状態で位置調整ボルト４０の先端が第２の部材２１Ｂと接触するような位置及び向きで第１の部材２０Ｂに設けられる。

そして、第１の部材２０Ｂの貫通孔に位置調整ボルト４０が挿入され、位置調整ボルト４０の先端側から位置調整ナット４１の雌ネジ４１Ａが締付けられる。このとき、位置調整ナット４１の雌ネジ４１Ａ側が第１の部材２０Ｂ側となるように位置調整ボルト４０の雄ネジ４０Ａに位置調整ナット４１の雌ネジ４１Ａが締付けられる。更に、位置調整ナット４１から突出した位置調整ボルト４０の雄ネジ４０Ａに固定用ナット４２が締付けられる。そして、固定用ナット４２から突出した位置調整ボルト４０の先端が、第２の部材２１Ｂに設けられた凹みに接触する。

従って、位置調整ボルト４０を位置調整ナット４１で締付ける程、位置調整ボルト４０の突出長さが長くなる。その結果、第２の部材２１Ｂは、位置調整ボルト４０によって斜め方向からより強い力で押し付けられることとなる。そして、位置調整ボルト４０によって十分な押し付け力が第２の部材２１Ｂに作用した状態で、固定用ナット４２が十分なトルクで締付けられる。そうすると、位置調整ナット４１の雌ネジ４１Ａが設けられない側の端部が、固定用ナット４２の受け面となって位置調整ボルト４０、位置調整ナット４１及び固定用ナット４２が第１の部材２０Ｂに強固に固定される。

つまり、第２の支持機構１２Ｂは、磁石４を構成する壁の内側の縁に、磁石４の中心軸方向に対して傾斜した角度で押し付け力を負荷するように構成されている。従って、第２の支持機構１２Ｂからは、磁石４の中心軸方向（Z軸方向）及び中心軸に垂直な半径方向における２つの分力を成分とする押し付け力が磁石４の縁に作用する。このため、第２の支持機構１２Ｂは、磁石４の外筒部材４Ａと内筒部材４Ｂとの間を閉塞する端面部材４Ｃに、磁石４の横断面の半径方向における外向きの力を、せん断力としてではなく圧縮力として負荷することになる。

逆に、第２の支持機構１２Ｂから傾斜磁場コイル１１には、ボルト２３Ｂによって、磁石４の中心軸方向（Z軸方向）における引張力と、磁石４の中心軸に垂直な半径方向において中心に向かう押し付け力が負荷される。

第２の支持機構１２Ｂにおいても、位置調整ボルト４０及び位置調整ナット４１の締付量の調整によって、傾斜磁場コイル１１の位置調整を行うことができる。つまり、第１の部材２０Ｂ側に設けられる位置調整ナット４１の雌ネジ４１Ａと、雌ネジ４１Ａに締付けられ、かつ第２の部材２１Ｂと接触する位置調整ボルト４０の雄ネジ４０Ａが、第２の部材２１Ｂに対する第１の部材２０Ｂの少なくとも傾斜磁場コイル１１及び磁石４の中心軸方向における位置決めを行うための可動手段として機能する。

また、第２の支持機構１２Ｂの位置調整ボルト４０は、長さ方向が傾斜した状態で第２の部材２１Ｂに接触する。従って、位置調整ナット４１の雌ネジ４１Ａと位置調整ボルト４０の雄ネジ４０Ａは、傾斜磁場コイル１１及び磁石４の中心軸に垂直な半径方向における、第２の部材２１Ｂに対する第１の部材２０Ｂの位置決めを行うための可動手段としても機能する。

但し、第２の部材２１Ｂに対して第１の部材２０Ｂを相対的に傾斜磁場コイル１１及び磁石４の中心軸方向及び中心軸に垂直な方向に移動させることが可能であれば、他の構造を可動手段として採用してもよい。

このように、第２の支持機構１２Ｂは、磁石４の内側のエッジ部分を支持位置として傾斜磁場コイル１１を突っ張る構造である。従って、第２の支持機構１２Ｂを少なくとも鋭角三角形の頂点となる３箇所に配置すれば、傾斜磁場コイル１１のセンタリング機能を得ることができる。また、第２の支持機構１２Ｂを鋭角三角形の頂点に配置しない場合であっても、線対称な位置に２つの第２の支持機構１２Ｂを配置すれば、１方向における傾斜磁場コイル１１のセンタリング機能を得ることができる。

具体例として、磁石４の中心軸として設定されたZ軸に磁場中心において直交する水平方向のX軸とZ軸とを含むXZ平面上に、片側用の２つの第２の支持機構１２Ｂを配置すれば、X軸方向における傾斜磁場コイル１１のセンタリングを行うことができる。また、傾斜磁場コイル１１の荷重を支持する支持部材２７に対向する位置に第２の支持機構１２Ｂを配置すれば、X軸及びX軸の双方に対して磁場中心において直交するY軸方向における傾斜磁場コイル１１の振動を抑制することができる。従って、第２の支持機構１２Ｂを適切な位置に配置することによって、傾斜磁場コイル１１のセンタリングによるMR画像の画質向上や傾斜磁場コイル１１の振動防止といった効果を得ることができる。

また、第２の支持機構１２Ｂにおいても、位置調整ボルト４０の雄ネジ４０Ａの先端に、第２の部材２１Ｂと曲面で接触する接触面を設けることが好適である。特に、第２の支持機構１２Ｂの場合には、傾斜磁場コイル１１と磁石４との間における相対的な位置の変化に伴って位置調整ボルト４０の傾斜角度が変化したとしても、安定した力の伝達が可能となる。このため、図示された例では、雄ネジ４０Ａの先端が球面の一部の凸形状となっている。逆に、雄ネジ４０Ａの先端と接触する第２の部材２１Ｂの部分は、球面の一部の凹形状となっている。

更に、第２の支持機構１２Ｂにおいても、第１の支持機構１２Ａと同様に、少なくとも一部に防振部材２９を用いることが好適である。また、磁石４と接触する部材を非導電性材料３０で構成することが望ましい。図示された例では、第１の部材２０Ｂと位置調整ナット４１との間及び第１の部材２０Ｂの貫通孔を形成する面に、防振部材２９が設けられている。また、磁石４の内筒部材４Ｂ及び端面部材４Ｃの双方に接触する第２の部材２１Ｂが非導電性材料３０で構成されている。

このような構造を有する第２の支持機構１２Ｂは、第１の支持機構１２Ａ及び他の構造を有する支持機構１２の少なくとも一方と組合わせて使用することができる。或いは、単一又は複数の第２の支持機構１２Ｂを単独で使用することもできる。逆に、第２の支持機構１２Ｂを使用せずに、第１の支持機構１２Ａのみを使用するようにしてもよい。

特に、Z軸方向における傾斜磁場コイル１１の保持力が強固な第１の支持機構１２Ａと第２の支持機構１２Ｂとを併用する場合には、過剰な力がZ軸方向に作用しないように第２の支持機構１２Ｂの構造をZ軸方向に垂直な半径方向にのみ力を作用させる構造としてもよい。その場合には、例えば、第２の部材２１Ｂの形状を、磁石４の内筒部材４Ｂに板厚方向にのみ接触する形状とすればよい。換言すれば、第２の部材２１Ｂが、磁石４の内面にのみ接触して荷重を負荷するようにすればよい。これは、他の構造を有する支持機構１２の併用によってZ軸方向における傾斜磁場コイル１１の保持力が十分である場合においても同様である。

また、第２の支持機構１２Ｂによって、Z軸方向に垂直な半径方向における傾斜磁場コイル１１の保持力が十分である場合には、傾斜磁場コイル１１の荷重を支えるための支持部材２７の設置を省略することもできる。この場合、傾斜磁場コイル１１を設置するための部品点数を削減することができる。

次に支持機構１２の別の詳細構造例について説明する。

図９は図１に示す支持機構１２の別の詳細構造例を示す斜視図、図１０は図９に示す第３の支持機構１２Ｃの上面図、図１１は図９に示す第３の支持機構１２Ｃの第１の部材２０Ｃを斜め方向から見た断面図である。

第３の支持機構１２Ｃについても、第１の部材２０Ｃ、第２の部材２１Ｃ及び位置決め機構２２Ｃで構成することができる。第１の部材２０Ｃは、任意の方法で傾斜磁場コイル１１側に固定される。図示された例では、第１の部材２０Ｃがボルト２３Ｃで傾斜磁場コイル１１側に締結されている。

第１の部材２０Ｃは、本体ブロック５０に２つの板状のアーム５１を形成した構造を有している。各アーム５１には、ボルト２３Ｃを締付けるための雌ネジが設けられる。好適には、各アーム５１の長さを十分に長くすることにより、各アーム５１が弾性変形できるように構成される。そうすることにより、各アーム５１の弾性機能によって振動を吸収することができる。尚、図示された例に限らず、様々な態様で、第１の部材２０Ｃに振動を吸収するための弾性変形可能な部分を設けることができる。

第２の部材２１Ｃは、磁石４を構成する壁の内側の縁と連結される。第２の部材２１Ｃは、磁石４の縁に固定しても良いし、接触させて配置するようにしてもよい。或いは、磁石４の壁の一部として第２の部材２１Ｃを一体成形するようにしてもよい。

位置決め機構２２Ｃは、位置調整ボルト５２及び位置調整ナット５３で構成することができる。第１の部材２０Ｃには、位置調整ボルト５２を第２の部材２１Ｃに向けて挿入するための長穴５４が設けられる。一方、第２の部材２１Ｃには、位置調整ボルト５２の先端を磁石４の中心軸に対して斜め方向に挿入して受けるための凹みが設けられる。

そして、位置調整ボルト５２が第１の部材２０Ｃの長穴５４に挿入される。更に、位置調整ボルト５２の雄ネジ５２Ａに、位置調整ナット５３の雌ネジ５３Ａが締付けられる。位置調整ナット５３から突出した位置調整ボルト５２の先端は、第２の部材２１Ｃの凹みに当てがわれる。従って、位置調整ナット５３を締付ける程、位置調整ボルト５２の突出長さが長くなる。その結果、第２の部材２１Ｃは、位置調整ボルト５２によって斜め方向からより強い力で押し付けられることとなる。

このため、第３の支持機構１２Ｃによれば、第２の支持機構１２Ｂと同様な原理で傾斜磁場コイル１１を磁石４内に保持することができる。従って、第３の支持機構１２Ｃにおいても傾斜磁場コイル１１のセンタリング機能を含む、第２の支持機構１２Ｂと同様な機能が得られる。

また、第３の支持機構１２Ｃも、第１の部材２０Ｃを可動させる可動手段としての機能を有している。つまり、第１の部材２０Ｃ側に設けられる位置調整ナット５３の雌ネジ５３Ａと、雌ネジ５３Ａに締付けられ、かつ第２の部材２１Ｃと接触する位置調整ボルト５２の雄ネジ５２Ａが、第２の部材２１Ｃに対する第１の部材２０Ｃの少なくとも傾斜磁場コイル１１及び磁石４の中心軸方向における位置決めを行うための可動手段として機能する。このように、第３の支持機構１２Ｃにおいても、位置調整ボルト５２及び位置調整ナット５３の締付量の調整によって、傾斜磁場コイル１１の位置調整を行うことができる。

また、第２の支持機構１２Ｂと同様に、雄ネジ５２Ａの先端が球面の一部の凸形状となっている。逆に、雄ネジ５２Ａの先端と接触する第２の部材２１Ｃの部分は、球面の一部の凹形状となっている。

第３の支持機構１２Ｃにおいても少なくとも一部に防振部材２９を用いることが好適である。また、磁石４と接触する部材を非導電性材料３０で構成することが好適である。図示された例では、位置調整ナット５３と第１の部材２０Ｃとの間に、シート状の防振用ゴムが防振部材２９として設けられている。また、第２の部材２１Ｃが非導電性材料３０で構成されている。

第３の支持機構１２Ｃでは、位置調整ボルト５２の雄ネジ５２Ａを第１の部材２０Ｃに挿入するための穴が長穴５４となっている。すなわち、第１の部材２０Ｃに雄ネジ５２Ａを挿入するための長穴５４が設けられている。このため、位置調整ボルト５２の第１の部材２０Ｃに対する相対的な位置を調整することによって、傾斜磁場コイル１１の位置を調整することができる。

図１２は図９に示す第３の支持機構１２Ｃに設けられる長穴５４の例を示す斜視図、図１３は図１２に示す長穴５４を利用して傾斜磁場コイル１１の位置を正方向にオフセットした例を示す図、図１４は図１２に示す長穴５４を利用して傾斜磁場コイル１１の位置を負方向にオフセットした例を示す図である。但し、図１３及び図１４では、位置調整ナット５３及び防振部材２９の図示が省略されている。

図１３に示すように、Z軸方向の正側において傾斜磁場コイル１１に取付けられる第３の支持機構１２Ｃの位置調整ボルト５２の位置を、長穴５４の傾斜磁場コイル１１側にすれば、傾斜磁場コイル１１の位置をZ軸方向の正側にオフセットさせることができる。逆に、図１４に示すように、位置調整ボルト５２の位置を、長穴５４の傾斜磁場コイル１１から離れた側にすれば、傾斜磁場コイル１１の位置をZ軸方向の負側にオフセットさせることができる。

このような構造を有する第３の支持機構１２Ｃは、単独又は他の構造を有する支持機構１２と組合わせて使用することができる。例えば、第１の支持機構１２Ａと組合わせて使用される第２の支持機構１２Ｂの代替品として第３の支持機構１２Ｃを用いることもできる。

以上のような傾斜磁場コイルユニット２は、傾斜磁場コイル１１を支持機構１２によって剛性の高い磁石４の内筒を利用して支持するようにしたものである。

このため、従来のように剛性の低い磁石の端板を利用して傾斜磁場コイルを支持する場合に比べて、傾斜磁場コイルで生じる振動の伝播を抑制することができる。その結果、傾斜磁場コイルと磁石の共振に伴う騒音を回避することができる。特に、磁石の真空容器を構成する端部の剛性は低いため、共振周波数は低くなる傾向にある。このため、傾斜磁場コイルの駆動周波数と磁石の端面における共振周波数が一致すると、非常に大きな共振倍率によって大きな騒音と振動が生じる。

これに対して、傾斜磁場コイルユニット２によれば、剛性が高い磁石４の内筒端部を用いて傾斜磁場コイル１１が支持される。このため、共振周波数が高くなり、低い周波数での振動倍率が小さくなる。その結果、磁石に伝わる振動が減少し、磁石から放射される騒音を小さくすることができる。また、被検体Ｏに伝わる振動も軽減することができる。

更に、磁石の端面への負荷が減少する。このため、磁石の端板の板厚を従来よりも薄くすることができる。その結果、コストの低減効果を期待することもできる。

以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。

１...MRI装置、２...傾斜磁場コイルユニット、３...撮像システム、４...磁石、４Ａ...外筒部材、４Ｂ...内筒部材、４Ｃ...端面部材、４Ｄ...超電導コイル、４Ｅ...配管、５...全身用コイル、６...受信用RFコイル、７...寝台装置、８...制御系、９...ガントリ（架台）、１０...天板、１１...傾斜磁場コイル、１１Ａ...ケーシング、１１Ｂ...配管、１１Ｘ...Ｘ軸用コイル、１１Ｙ...Ｙ軸用コイル、１１Ｚ...Ｚ軸用コイル、１２...支持機構、１２Ａ...第１の支持機構、１２Ｂ...第２の支持機構、１２Ｃ...第３の支持機構、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ...第１の部材、２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ...第２の部材、２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ...位置決め機構、２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ...ボルト、２４...空隙、２５...位置調整ボルト、２５Ａ...雄ネジ、２６...ナット、２６Ａ...雌ネジ、２７...支持部材、２８...シート、２９...防振部材、３０...非導電性材料、４０...位置調整ボルト、４０Ａ...雄ネジ、４１...位置調整ナット、４１Ａ...雌ネジ、４２...固定用ナット、５０...本体ブロック、５１...アーム、５２...位置調整ボルト、５２Ａ...雄ネジ、５３...位置調整ナット、５３Ａ...雌ネジ、５４...長穴、Ｏ...被検体、Ｒ...撮影領域。

Claims (13)

1. 磁気共鳴イメージングの撮像領域に傾斜磁場を印加する筒状の傾斜磁場コイルと、
   前記傾斜磁場コイルの複数箇所に固定され、磁石の中心軸方向における成分を有する押し付け力を筒状の磁石を構成する壁の内側の縁の複数箇所に負荷することによって前記傾斜磁場コイルを前記磁石に保持するための支持機構と、
   を備える傾斜磁場コイルユニット。
2. 前記支持機構は、前記磁石の中心軸方向に前記押し付け力を負荷するように構成される請求項１記載の傾斜磁場コイルユニット。
3. 前記支持機構は、前記磁石の中心軸方向に対して傾斜した角度で前記押し付け力を負荷するように構成される請求項１記載の傾斜磁場コイルユニット。
4. 前記支持機構は、前記磁石を構成する内筒部材及び端面の少なくとも一方の端部に、前記押し付け力を負荷するように構成される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の傾斜磁場コイルユニット。
5. 前記支持機構は、前記傾斜磁場コイルに前記中心軸方向における成分を有する引っ張り力を負荷するように構成される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の傾斜磁場コイルユニット。
6. 前記支持機構は、前記傾斜磁場コイルの位置を調整できるように構成される請求項１乃至５のいずれか１項に記載の傾斜磁場コイルユニット。
7. 前記支持機構は、少なくとも一部に防振部材を用いて構成される請求項１乃至６のいずれか１項に記載の傾斜磁場コイルユニット。
8. 前記支持機構の前記磁石と接触する部材を非導電性材料で構成した請求項１乃至７のいずれか１項に記載の傾斜磁場コイルユニット。
9. 前記支持機構は、
   前記傾斜磁場コイル側に固定される第１の部材と、
   前記縁と接触する又は連結される第２の部材と、
   前記第２の部材に対する前記第１の部材の少なくとも前記中心軸方向における位置決めを行うための可動手段と、
   を有する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の傾斜磁場コイルユニット。
10. 前記支持機構は、
    前記傾斜磁場コイル側に固定される第１の部材と、
    前記縁と接触する又は連結される第２の部材と、
    前記第１の部材側に設けられる雌ネジと、
    前記雌ネジに締付けられ、かつ先端に前記第２の部材と曲面で接触する接触面を有する雄ネジと、
    を有する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の傾斜磁場コイルユニット。
11. 前記支持機構は、
    前記傾斜磁場コイル側に固定され、かつ弾性変形可能な部分を有する第１の部材と、
    前記縁と接触する又は連結される第２の部材と、
    前記第１の部材側に設けられる雌ネジと、
    前記雌ネジに締付けられ、かつ前記第２の部材と接触する雄ネジと、
    を有する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の傾斜磁場コイルユニット。
12. 前記支持機構は、
    前記傾斜磁場コイル側に固定される第１の部材と、
    前記縁と接触する又は連結される第２の部材と、
    前記第１の部材側に設けられる雌ネジと、
    前記雌ネジに締付けられ、かつ前記第２の部材と接触する雄ネジとを有し、
    前記第１の部材は、前記雄ネジを挿入するための長穴を有する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の傾斜磁場コイルユニット。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の傾斜磁場コイルユニットと、
    前記傾斜磁場コイルユニットを用いて被検体の磁気共鳴イメージングを行う撮像システムと、
    を備える磁気共鳴イメージング装置。

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