JP6759006B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。

従来、磁気共鳴イメージング装置における撮像時の騒音対策の１つとして、音の発生源である傾斜磁場コイルの周辺を真空状態にすることで、被検体である患者の耳元へ伝わる音を減らす静音化技術が知られている。このような静音化技術として、例えば、傾斜磁場コイルを密閉容器内に配置し、密閉容器内の空間を真空状態にする方法がある。

特開２０１２−１５７６９３号公報 特開２０１３−２３３３５４号公報 特開２０１１−７８５０１号公報 特開２０１４−１８２３９号公報

本発明が解決しようとする課題は、患者空間に伝わる騒音を低減させ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である。

実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、静磁場磁石と、傾斜磁場コイルと、ボアチューブと、保持部とを備える。静磁場磁石は、略円筒形状に形成される。傾斜磁場コイルは、前記静磁場磁石の内側に略円筒形状に形成される。ボアチューブは、前記傾斜磁場コイルの内側に略円筒形状に形成される。保持部は、前記傾斜磁場コイルの端部において、前記静磁場磁石と前記傾斜磁場コイルとの間、又は、前記傾斜磁場コイルと前記ボアチューブとの間の略円筒状空間を密閉状態に保つ。前記保持部は、前記略円筒状空間に収まる形状のベースリングと、前記ベースリングの内周側又は外周側の少なくとも一方に設けられた前記略円筒状空間を形成する壁面と接するシール部と、前記ベースリングを前記略円筒状空間の外側から支持する支持部とを備える。

図１は、実施形態に係るＭＲＩ装置の構成を示すブロック図である。 図２は、実施形態に係るＭＲＩ装置の架台の内部構造を説明するための図である。 図３は、実施形態に係るシール構造体の形状及び配置を説明するための図である。 図４は、実施形態に係るシール構造体の構造を説明するための図である。 図５は、実施形態に係るシール部材の断面の構造を説明するための図である。 図６は、実施形態に係るシール構造体の挿入前後における構造を説明するための図である。 図７は、実施形態に係るフックの配置について説明するための図である。 図８は、実施形態に係るフックの配置について説明するための図である。 図９は、実施形態に係るベースリングの排気管について説明するための図である。 図１０は、実施形態に係るシール構造体の真空排気時の形状について説明するための図である。 図１１Ａは、その他の実施形態に係るフックの支持方式を説明するための図である。 図１１Ｂは、その他の実施形態に係るフックの支持方式を説明するための図である。 図１２は、その他の実施形態に係るシール構造体の構造を説明するための図である。 図１３は、その他の実施形態に係るシール構造体の構造を説明するための図である。 図１４は、その他の実施形態に係るシール構造体の構造を説明するための図である。

以下、図面を参照して、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置を説明する。

（実施形態）
図１は、実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成を示すブロック図である。なお、以下では、磁気共鳴イメージング装置をＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置と称する。

図１に示すように、ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１０１と、静磁場電源１０２と、傾斜磁場コイル１０３と、傾斜磁場電源１０４と、寝台１０５と、寝台制御回路１０６と、ＷＢ（Whole Body）コイル１０７と、送信回路１０８と、受信コイル１０９と、受信回路１１０と、真空ポンプ１１１と、シーケンス制御回路１２０と、計算機１３０とを備える。なお、ＭＲＩ装置１００に、被検体Ｐ（例えば、人体）は含まれない。また、図１に示す構成は一例に過ぎない。

静磁場磁石１０１は、中空の略円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に静磁場を発生する。静磁場磁石１０１は、例えば、超伝導磁石等であり、静磁場電源１０２から電流の供給を受けて励磁する。静磁場電源１０２は、静磁場磁石１０１に電流を供給する。なお、静磁場磁石１０１は、永久磁石でもよく、この場合、ＭＲＩ装置１００は、静磁場電源１０２を備えなくてもよい。また、静磁場電源１０２は、ＭＲＩ装置１００とは別に備えられてもよい。また、略円筒形状には、真円の円筒形状のみならず、ＭＲＩ装置１００の機能を大きく損なわない範囲で歪んだ楕円の円筒形状も含まれる。

傾斜磁場コイル１０３は、中空の略円筒形状に形成されたコイル構造体であり、静磁場磁石１０１の内側に配置される。傾斜磁場コイル１０３は、互いに直交するｘ、ｙ、及びｚの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成されており、これら３つのコイルは、傾斜磁場電源１０４から個別に電流の供給を受けて、ｘ、ｙ、及びｚの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生する。傾斜磁場コイル１０３によって発生するｘ、ｙ、及びｚの各軸の傾斜磁場は、例えば、スライスエンコード傾斜磁場Ｇ_ＳＥ（若しくはスライス選択傾斜磁場Ｇ_ＳＳ）、位相エンコード傾斜磁場Ｇ_ＰＥ、及び周波数エンコード傾斜磁場Ｇ_ＲＯである。傾斜磁場コイル１０３は、例えば、これら３つのコイルがエポキシ樹脂等で含浸されて形成される。傾斜磁場電源１０４は、傾斜磁場コイル１０３に電流を供給する。

寝台１０５は、被検体Ｐが載置される天板１０５ａを備え、寝台制御回路１０６による制御の下、天板１０５ａを、被検体Ｐが載置された状態で、傾斜磁場コイル１０３の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、寝台１０５は、長手方向が静磁場磁石１０１の中心軸と平行になるように設置される。寝台制御回路１０６は、計算機１３０による制御の下、寝台１０５を駆動して天板１０５ａを長手方向及び上下方向へ移動する。

ＷＢコイル１０７は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置され、送信回路１０８からＲＦパルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。また、ＷＢコイル１０７は、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから発せられる磁気共鳴信号（以下、適宜「ＭＲ（Magnetic Resonance）信号」）を受信し、受信したＭＲ信号を受信回路１１０に出力する。

送信回路１０８は、対象とする原子の種類及び磁場強度で定まるラーモア周波数に対応するＲＦパルスをＷＢコイル１０７に供給する。

受信コイル１０９は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置され、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから発せられるＭＲ信号を受信する。受信コイル１０９は、ＭＲ信号を受信すると、受信したＭＲ信号を受信回路１１０へ出力する。

なお、上述したＷＢコイル１０７及び受信コイル１０９は一例に過ぎない。例えば、受信コイル１０９は、必ずしも備えられていなくても良い。また、ＷＢコイル１０７及び受信コイル１０９は、送信機能のみを備えたコイル、受信機能のみを備えたコイル、及び送受信機能を備えたコイルのうち、１つ若しくは複数を組み合わせることによって構成されれば良い。

受信回路１１０は、受信コイル１０９から出力されるＭＲ信号を検出し、検出したＭＲ信号に基づいてＭＲデータを生成する。具体的には、受信回路１１０は、受信コイル１０９から出力されるＭＲ信号をデジタル変換することによってＭＲデータを生成する。また、受信回路１１０は、生成したＭＲデータをシーケンス制御回路１２０へ送信する。

真空ポンプ１１１は、所定の空間に含まれる空気を排出させることで、所定の空間を真空にするポンプである。ここで、本実施形態において、真空（真空状態）とは、空気などの物質が全く存在しない状態（絶対真空）のみに限定されるものではなく、例えば、所定の空間が大気圧（約０．１ＭＰａ）より低い圧力の気体で満たされた状態を含むものである。なお、ＭＲＩ装置１００における真空ポンプ１１１の機能については、後述する。

シーケンス制御回路１２０は、計算機１３０から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源１０４、送信回路１０８及び受信回路１１０を駆動することによって、被検体Ｐの撮像を行う。ここで、シーケンス情報は、撮像を行うための手順を定義した情報である。シーケンス情報には、傾斜磁場コイル１０３に供給する電流の強さや電流を供給するタイミング、送信回路１０８がＷＢコイル１０７に供給するＲＦパルスの強さやＲＦパルスを印加するタイミング、受信回路１１０がＭＲ信号を検出するタイミング等が定義される。例えば、シーケンス制御回路１２０は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路である。

また、シーケンス制御回路１２０は、傾斜磁場電源１０４、送信回路１０８及び受信回路１１０を制御して被検体Ｐを撮像した結果、受信回路１１０からＭＲデータを受信すると、受信したＭＲデータを計算機１３０へ転送する。

計算機１３０は、ＭＲＩ装置１００の全体制御や、ＭＲ画像の生成等を行う。例えば、計算機１３０は、操作者から入力される撮像条件に基づいてシーケンス制御回路１２０に撮像シーケンスを実行させる。また、計算機１３０は、シーケンス制御回路１２０から送信されたＭＲデータに基づいて画像を再構成する。計算機１３０は、再構成された画像を記憶部に格納したり、表示部に表示したりする。なお、計算機１３０は、例えば、コンピュータ等の情報処理装置である。

このような構成のもと、実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、患者空間（ボア）に伝わる騒音を低減させるために、以下に説明する構成を備える。

図２は、実施形態に係るＭＲＩ装置１００の架台の内部構造を説明するための図である。図２には、静磁場磁石１０１の中心軸を通るｙｚ平面における断面図を例示する。

図２に示すように、例えば、架台は、被検体Ｐが置かれる略円筒形状のボアを有し、架台カバー１１により囲まれた構造である。架台の内部には、略円筒形状の静磁場磁石１０１、傾斜磁場コイル１０３、及びＷＢコイル１０７が設置される。

傾斜磁場コイル１０３は、静磁場磁石１０１の内部の空間において、コイル支持部材１２ａ，１２ｂ及び支持部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄにより支持される。コイル支持部材１２ａ，１２ｂは、傾斜磁場コイル１０３の振動を低減しつつその重量を支えるための部材である。コイル支持部材１２ａ，１２ｂは、例えば、ゴムやエラストマーなどの防振材によって形成される。また、支持部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、静磁場磁石１０１と傾斜磁場コイル１０３との位置関係を維持するための部材である。支持部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、例えば、傾斜磁場コイル１０３の端部において、円周方向に沿って数個配置される。

ボアチューブ１４０は、傾斜磁場コイル１０３の内側に略円筒形状に形成される。ボアチューブ１４０は、例えば、傾斜磁場コイル１０３の内部の空間において、被検体Ｐが置かれるボアを形成する。ボアチューブ１４０は、強度を確保するために、ガラス繊維と、エポキシ樹脂又はポリエステル樹脂とを用いたフィラメントワインディング成形（ＦＷ成形）によって略円筒形状に形成される。また、ボアチューブ１４０には、ＷＢコイル１０７が設置される。

例えば、ボアチューブ１４０は、支持部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄにより支持される。支持部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、例えば、ボアチューブ１４０及びＷＢコイル１０７の重量を支えるための部材である。支持部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄそれぞれは、防振部材１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄをそれぞれ介してボアチューブ１４０に取り付けられる。

また、ボアチューブ１４０の内側に形成されたボアには、被検体Ｐを載置するための天板１０５ａが挿入される。天板１０５ａは、ボア内部に設置される寝台レール１６の上を軸方向に沿って移動可能に支持される。寝台レール１６は、寝台レール支持部１７ａ，１７ｂにより静磁場磁石１０１から支持される。

ここで、実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、傾斜磁場コイル１０３からボアへ伝わる騒音を低減させるために、シール部材２０ａ，２０ｂと、シール構造体１５０ａ，１５０ｂとを備える。

シール部材２０ａ，２０ｂは、傾斜磁場コイル１０３の端部において、傾斜磁場コイル１０３とボアチューブ１４０との間の略円筒状空間を密閉状態に保つ。例えば、シール部材２０ａは、傾斜磁場コイル１０３とボアチューブ１４０との間における軸方向のうち一方の端部に配置される。また、シール部材２０ｂは、傾斜磁場コイル１０３とボアチューブ１４０との間における軸方向のうちもう一方の端部に配置される。つまり、シール部材２０ａ，２０ｂは、傾斜磁場コイル１０３の内周面とボアチューブ１４０の外周面とで形成される略円筒形状の空間（略円筒状空間）を、軸方向の両端部にて密閉する。密閉された略円筒状空間は、真空ポンプ１１１によって空気が排出されて真空となる。

傾斜磁場コイル１０３とボアチューブ１４０との間の略円筒状空間が真空になると、シール部材２０ａ，２０ｂには、大気圧により軸方向の中心へ向かう力（シール部材２０ａ，２０ｂを略円筒状空間へ吸引する力）がかかる。この場合、シール部材２０ａ，２０ｂは、例えば、図示しない突起や窪みによって支えられるため、略円筒状空間への吸引を防止し、略円筒状空間を真空のまま保つことができる。これにより、ＭＲＩ装置１００は、傾斜磁場コイル１０３の内側から伝わる空気伝搬音を低減させることができる。

なお、シール部材２０ａ，２０ｂは、従来の如何なる密閉部材が適用されても良い。例えば、ボアチューブ１４０の外周面に設けられた突起によって、大気圧による軸方向の中心への力に対抗しつつ真空を維持する密閉部材が適用される。また、シール部材２０ａ，２０ｂは、以下に説明するシール構造体１５０ａ，１５０ｂと同様の構成が適用されても良い。

シール構造体１５０ａ，１５０ｂは、傾斜磁場コイル１０３の端部において、静磁場磁石１０１と傾斜磁場コイル１０３との間の略円筒状空間を密閉状態に保つ。例えば、シール構造体１５０ａは、静磁場磁石１０１と傾斜磁場コイル１０３との間における軸方向のうち一方の端部に配置される。また、シール構造体１５０ｂは、静磁場磁石１０１と傾斜磁場コイル１０３との間における軸方向のうちもう一方の端部に配置される。つまり、シール構造体１５０ａ，１５０ｂは、静磁場磁石１０１の内周面と傾斜磁場コイル１０３の外周面とで形成される略円筒状空間を、軸方向の両端部にて密閉する。密閉された略円筒状空間は、真空ポンプ１１１によって空気が排出されて真空となる。

ここで、シール構造体１５０ａ，１５０ｂは、静磁場磁石１０１の内周面や傾斜磁場コイル１０３の外周面に突起や窪みが無くとも略円筒状空間への吸引を防止することができる。これにより、ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１０１と傾斜磁場コイル１０３との間の略円筒状空間を真空に維持して、傾斜磁場コイル１０３の外側から伝わる空気伝搬音を低減させることができる。

以下、図３から図９を用いて、シール構造体１５０ａ，１５０ｂの構成について説明する。なお、図３から図９の内容はあくまで一例であり、図示の例に限定されるものではない。また、以下の実施形態では、シール構造体１５０ａ，１５０ｂそれぞれを区別なく総称する場合に、「シール構造体１５０」と表記する。また、シール構造体１５０は、保持部の一例である。

図３は、実施形態に係るシール構造体１５０の形状及び配置を説明するための図である。図３には、シール構造体１５０及び傾斜磁場コイル１０３の斜視図を例示する。

図３に示すように、シール構造体１５０は、リング形状（環状）に形成される。ここで、シール構造体１５０の「リング形状」とは、傾斜磁場コイル１０３の円周方向に沿った方向に形成されるリングの形状である。つまり、シール構造体１５０が傾斜磁場コイル１０３の外周面に配置される場合、シール構造体１５０のリングの軸方向（中心軸）は、傾斜磁場コイル１０３の軸方向に一致する。シール構造体１５０は、軸方向に所定の幅を有する。

シール構造体１５０ａは、傾斜磁場コイル１０３の軸方向のうち一方の端部の外周面に配置される。シール構造体１５０ｂは、傾斜磁場コイル１０３の軸方向のうちもう一方の端部の外周面に配置される。図３では図示しないが、シール構造体１５０ａ，１５０ｂそれぞれは、静磁場磁石１０１の内周面にも接する（図２参照）。なお、シール構造体１５０が配置される「端部」とは、傾斜磁場コイル１０３の軸方向の最先端の位置のみに限定されるものではなく、図３に示すように、最先端の位置から軸方向の中心方向にずれた位置であってもよい。ただし、真空となる略円筒状空間を一定以上確保して空気伝搬音を効果的に低減させるためには、シール構造体１５０は、軸方向の最先端により近い位置に配置されるのが好適である。

図４は、実施形態に係るシール構造体１５０の構造を説明するための図である。図４には、シール構造体１５０ａの断面図を例示する。この断面図は、シール構造体１５０ａの円周方向に略直交する方向の断面図である。

図４に示すように、シール構造体１５０ａは、ベースリング１５１ａと、シール部材１５２ａと、シール部材１５２ｂと、フック１５３ａとを備える。なお、以下において、シール構造体１５０ａの構造を図示して説明するが、シール構造体１５０ｂも同様の構成を備える。すなわち、シール構造体１５０ｂは、図示しないが、ベースリング１５１ｂと、シール部材１５２ｃと、シール部材１５２ｄと、フック１５３ｂとを備える。

ベースリング１５１ａは、静磁場磁石１０１と傾斜磁場コイル１０３との間の略円筒状空間に収まる形状である。ベースリング１５１ａは、例えば、傾斜磁場コイル１０３の円周方向に沿ったリング形状に形成される。ベースリング１５１ａは、略円筒形状空間に収まる厚みを有し、シール構造体１５０の軸方向（ｚ方向）に所定の幅を有する。ベースリング１５１ａは、ゴムなどの弾性体により形成され、ガラス繊維などの非磁性繊維１５４を内部に含む。例えば、ベースリング１５１ａは、帯状（ベルト状）に形成された非磁性繊維１５４を含むように帯状に硬化された弾性体の両端を繋ぐことにより、リング形状に形成される。

また、ベースリング１５１ａは、孔１５５を有する。孔１５５は、真空となる略円筒状空間への吸引を防止するためのフック１５３ａが接続される。具体的には、孔１５５は、フック１５３ａの一端が掛けられる。なお、孔１５５は、フック１５３ａによる孔１５５の変形（拡大化）を低減させるために、非磁性繊維１５４を貫通するように設けられるのが好適である。なお、図４には、フック１５３ａを一部のみ図示し、フック１５３ａの構成については後述する。

また、ベースリング１５１ａは、フック１５３ａが接続される側の反対側であって、シール部材１５２ａ，１５２ｂと接する面に突起１５６ａ，１５６ｂを有する。突起１５６ａは、シール部材１５２ａが接する面が隆起した部分である。また、突起１５６ｂは、シール部材１５２ｂが接する面が隆起した部分である。突起１５６ａ，１５６ｂは、真空となる略円筒状空間へシール部材１５２ａ，１５２ｂが吸引されるのを防止するための構造である。なお、シール部材１５２ａ，１５２ｂの吸引を防止するためには、突起１５６ａ，１５６ｂの高さは高いほど良いが、静磁場磁石１０１又は傾斜磁場コイル１０３と衝突しない程度の間隔をあけておくのが好適である。

また、ベースリング１５１ａは、シール部材１５２ａ，１５２ｂと接着固定される。例えば、ベースリング１５１ａは、外周側でシール部材１５２ａと接着固定され、内周側でシール部材１５２ｂと接着固定される。例えば、ベースリング１５１ａは、各シール部材１５２ａ，１５２ｂとが接触する接触面（図４の太線部分）に接着剤が塗布されて固定される。なお、ベースリング１５１ａは、必ずしも各シール部材１５２ａ，１５２ｂと接着固定されなくてもよい。例えば、ベースリング１５１ａは、各シール部材１５２ａ，１５２ｂと接触する接触面（図４の太線部分）に真空用のシリコングリス等が塗布された状態で構成されてもよい。

シール部材１５２ａは、ベースリング１５１ａの外周側に設けられた略円筒状空間を形成する壁面と接する部材である。ここで、略円筒状空間は、静磁場磁石１０１の内周面及び傾斜磁場コイル１０３の外周面を壁面として形成される。例えば、シール部材１５２ａは、内部が空洞（中空）であるリング形状であって、空洞に大気を取り込む孔１５７ａを有する。シール部材１５２ａは、傾斜磁場コイル１０３の円周方向に沿ったリング形状に形成される。また、シール部材１５２ａの内部の空洞は、傾斜磁場コイル１０３の円周方向に沿って形成される。つまり、シール部材１５２ａを円周方向に略直交する方向で切断した断面は、中空部分を一つの平面と一つの曲面とが囲む「Ｄ型」形状である。この「Ｄ型」の平面部分がベースリング１５１ａに接する面であり、曲面部分が挿入時に静磁場磁石１０１の内周面に接する面である。つまり、シール部材１５２ａは、ベースリング１５１ａの外周面と静磁場磁石１０１の内周面との間を塞ぐ。

また、シール部材１５２ａの孔１５７ａは、突起１５６ａと接触する側の反対側の面に設けられる。この孔１５７ａは、シール部材１５２ａの空洞に大気を流入させる。これにより、シール部材１５２ａの空洞の表面には大気圧（約０．１ＭＰａ）がかかる。孔１５７ａは、一つのシール部材１５２ａに対して少なくとも一つ設けられればよいが、複数ある場合には、シール部材１５２ａの円周方向に沿って離散的に設けられるのが好適である。また、孔１５７ａは、丸穴に限らず、スリット形状であってもよい。なお、孔１５７ａによる作用については、後述する。

図５は、実施形態に係るシール部材１５２ａの断面の構造を説明するための図である。図５に示すように、シール部材１５２ａは、それぞれの気泡が独立して存在する独立気泡を有する発泡材（クロロプレンなど）により形成される。この独立気泡の大きさは、表面（シール部材１５２ａの外表面及び空洞表面）に近いほど小さく、表面から遠いほど大きい。また、シール部材１５２ａの表面には、ほとんど独立気泡が存在しないスキン層が存在する。

このように、シール部材１５２ａは、独立発泡を有するので、空気の流れを遮断することができる。また、シール部材１５２ａは、独立発泡を有することにより、柔軟性を有する。このため、シール部材１５２ａは、傾斜磁場コイル１０３の振動への形状追従性に優れるとともに、シール部材１５２ａ自体を媒質として傾斜磁場コイル１０３から伝わる固体伝搬音を低減することが可能となる。なお、図５はあくまで一例であり、図５の内容に限定されるものではない。例えば、シール部材１５２ａに含まれる全ての気泡は、個々が完全に独立していなくてもよく、例えば、密閉空間への空気の流入を防ぐことが可能な範囲内でいくつかの気泡同士が繋がっていてもよい。

図４の説明に戻る。シール部材１５２ｂは、シール部材１５２ａと同様の構成を備え、ｙｚ平面における断面形状が上下反転した構成である。すなわち、シール部材１５２ｂは、ベースリング１５１ａの内周側に設けられた略円筒状空間を形成する壁面と接する部材である。つまり、シール部材１５２ｂは、ベースリング１５１ａの内周面と傾斜磁場コイル１０３の外周面との間を塞ぐ。シール部材１５２ｂは、内部が空洞であるリング形状であって、空洞に大気を取り込む孔１５７ｂを有する。シール部材１５２ｂの孔１５７ｂは、突起１５６ｂと接触する側の反対側の面に設けられる。この他、シール部材１５２ｂの構成は、シール部材１５２ａの構成と同様であるので説明を省略する。なお、以下において、シール部材１５２ａ，１５２ｂそれぞれを区別なく総称する場合に、「シール部材１５２」と表記する。また、シール部材１５２は、シール部の一例である。

図６は、実施形態に係るシール構造体１５０の挿入前後における構造を説明するための図である。図６には、シール構造体１５０ａが静磁場磁石１０１と傾斜磁場コイル１０３との間に挿入される前後の様子を、中心軸を通るｙｚ平面における断面図を用いて例示する。

図６に示すように、ベースリング１５１ａは、シール部材１５２ａ及びシール部材１５２ｂが接着固定された状態で、静磁場磁石１０１と傾斜磁場コイル１０３との間の略円筒状空間（空間Ｓ）に挿入される。ここで、空間Ｓに挿入されると、シール部材１５２ａ及びシール部材１５２ｂが押し潰された状態となる。具体的には、挿入前において、ベースリング１５１ａ、シール部材１５２ａ、及びシール部材１５２ｂにより形成される厚みが、静磁場磁石１０１と傾斜磁場コイル１０３との間の長さ（距離）よりも大きくなるように構成される。そして、挿入後において、ベースリング１５１ａ、シール部材１５２ａ、及びシール部材１５２ｂにより形成される厚みが、静磁場磁石１０１と傾斜磁場コイル１０３との間の長さに一致するように、シール部材１５２ａ及びシール部材１５２ｂが押し潰される。シール部材１５２ａ及びシール部材１５２ｂが押し潰された分（潰し代）は、傾斜磁場コイル１０３の振動による変位量に対して十分な長さが与えられる。これにより、シール部材１５２ａ及びシール部材１５２ｂは、傾斜磁場コイル１０３が振動しても、その振動による変位に対して追従して変形するので（形状追従性）、空間Ｓの密閉状態を保つことができる。

図７及び図８は、実施形態に係るフック１５３ａの配置について説明するための図である。図７には、フック１５３ａの取り付け位置におけるシール構造体１５０の断面図を例示する。この断面図は、シール構造体１５０の円周方向に略直交する方向の断面図である。図８には、傾斜磁場コイル１０３の端面の拡大図を例示する。

図７及び図８に示すように、フック１５３ａは、ベースリング１５１ａを略円筒状空間の外側から支持する。例えば、フック１５３ａは、プラスチックなどの非磁性樹脂や、ガラス繊維などの非磁性繊維により強化された弾性体（ゴムなど）により形成される。フック１５３ａは、一端がベースリング１５１ａと結合又は接続し、もう一端が傾斜磁場コイル１０３に固定される。具体的には、フック１５３ａは、一端がベースリング１５１ａの孔１５５に掛けられ、もう一端が傾斜磁場コイル１０３の端部に固定される。図７に示す例では、フック１５３ａは、傾斜磁場コイル１０３の端部において、傾斜磁場コイル１０３の端面、外周面、及び内周面に接するように取り付けられる。また、フック１５３ａは、傾斜磁場コイル１０３の端部において、円周方向に沿って離散的に８個配置される。これにより、フック１５３ａは、ベースリング１５１ａの略円筒状空間への吸引を防止することができる。なお、フック１５３ａは、支持部の一例である。

なお、図７及び図８の説明はあくまで一例であり、図７及び図８の内容に限定されるものではない。例えば、配置されるフック１５３ａの数は、任意に変更可能である。また、フック１５３ａが配置される位置も任意に変更可能であるが、略円筒状空間への吸引を防止するためには円周方向に沿って離散的に配置されるのが好適である。また、例えば、フック１５３ａは、ベースリング１５１ａと一体として形成されても良い。また、図８には排気管１５８も図示したが、排気管１５８については後述する。

また、図７及び図８では、フック１５３ａが傾斜磁場コイル１０３の端面に固定される場合を説明したが、これに限らず、例えば、静磁場磁石１０１に固定されても良い。すなわち、フック１５３ａは、傾斜磁場コイル１０３及び静磁場磁石１０１のうち少なくとも一方に固定されればよい。フック１５３ａが静磁場磁石１０１に固定される場合の例については、後述する。なお、フック１５３ａと傾斜磁場コイル１０３（若しくは静磁場磁石１０１）との「固定」とは、傾斜磁場コイル１０３自体を形成する導電性の板や、超伝導コイルを形成する銅線に直接取り付けられることを意味するものではない。つまり、フック１５３ａは、傾斜磁場コイル１０３の外形を成す樹脂や静磁場磁石１０１の外形を成す筐体などに直接的若しくは間接的に取り付けられれば良い。

図９は、実施形態に係るベースリング１５１ａの排気管１５８について説明するための図である。図９には、排気管１５８の取り付け位置におけるシール構造体１５０の断面図を例示する。この断面図は、シール構造体１５０の円周方向に略直交する方向の断面図である。

図９に示すように、ベースリング１５１ａは、静磁場磁石１０１と傾斜磁場コイル１０３との間の略円筒状空間を真空排気するための排気管１５８を有する。排気管１５８は、シール構造体１５０の円周方向の少なくとも１カ所において、ベースリング１５１ａを貫通するように配置される。具体的には、排気管１５８は、一端が空間Ｓに到達し、もう一端が空間Ｓの外側に突出するようにベースリング１５１ａを貫通する。そして、排気管１５８のうち、空間Ｓの外側に突出した部分は、真空ポンプ１１１に取り付けられる。真空ポンプ１１１は、空間Ｓに含まれる空気を、排気管１５８を経て排出（真空排気）させることで、空間Ｓを真空にする。

ここで、排気管１５８は、ベースリング１５１ａを貫通する部分の断面が扁平形状であり、真空ポンプ１１１に取り付けられる部分の断面が円形状である、これにより、排気管１５８は、ベースリング１５１ａの厚みに収まる大きさで効率良く真空排気を行うことができる。

なお、図９はあくまで一例であり、図９の内容に限定されるものではない。例えば、排気管１５８において、ベースリング１５１ａを貫通する部分の断面や真空ポンプ１１１に取り付けられる部分の断面は、上記の形状に限らず、任意の形状であってもよい。

図１０は、実施形態に係るシール構造体１５０の真空排気時の形状について説明するための図である。図１０には、シール構造体１５０の断面図を例示する。この断面図は、シール構造体１５０の円周方向に略直交する方向の断面図である。

図１０に示すように、空間Ｓが真空にされることにより、ベースリング１５１ａ及びシール部材１５２ａ，１５２ｂには、空間Ｓへ吸引する力がかかる。ここで、ベースリング１５１ａは、フック１５３ａにより傾斜磁場コイル１０３の端部に固定されるため、空間Ｓへの吸引が防止される。また、シール部材１５２ａ，１５２ｂは、突起１５６ａ，１５６ｂそれぞれによって支えられるため、空間Ｓへの吸引が防止される。

また、シール部材１５２ａ，１５２ｂは、柔軟性を有するため、空間Ｓへの吸引により変形する。通常のシール部材は、変形すると、接触面に隙間を生じさせる場合がある。しかしながら、上述したように、シール部材１５２ａ，１５２ｂの空洞の表面には大気圧がかかっているため、シール部材１５２ａ，１５２ｂの周囲の接触面における接触圧が増加している。具体的には、シール部材１５２ａの空洞の表面にかかる大気圧により、シール部材１５２ａと静磁場磁石１０１との間の接触面１６０にかかる接触圧と、シール部材１５２ａとベースリング１５１ａとの間の接触面１６１にかかる接触圧とが増加している。また、シール部材１５２ｂの空洞の表面にかかる大気圧により、シール部材１５２ｂと傾斜磁場コイル１０３との間の接触面１６２にかかる接触圧と、シール部材１５２ｂとベースリング１５１ａとの間の接触面１６３にかかる接触圧とが増加している。このため、シール部材１５２ａ，１５２ｂは、接触面１６０，１６１，１６２，１６３におけるシール性能（密着性）が高く、空間Ｓの方向に吸引されても、接触面に隙間を生じさせることなく空間Ｓを真空に保つことができる。

また、接触面１６０，１６１，１６２，１６３における接触圧が増加しているため、シール部材１５２ａ，１５２ｂは、傾斜磁場コイル１０３が振動しても、その振動による変位に対して追従して変形するので（形状追従性）、接触面に隙間を生じさせることなく空間Ｓを真空に保つことができる。

上述してきたように、実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、シール構造体１５０ａ，１５０ｂを備える。シール構造体１５０ａ，１５０ｂは、傾斜磁場コイル１０３の端部において、静磁場磁石１０１と傾斜磁場コイル１０３との間の略円筒状空間を密閉状態に保つ。ここで、シール構造体１５０ａは、略円筒状空間に収まる形状のベースリング１５１ａと、ベースリング１５１ａの内周側及び外周側それぞれに設けられた略円筒状空間を形成する壁面と接するシール部材１５２ａ，１５２ｂと、ベースリング１５１ａを略円筒状空間の外側から支持するフック１５３ａとを備える。また、シール構造体１５０ｂは、シール構造体１５０ａと同様の構成を備える。これによれば、ＭＲＩ装置１００は、患者空間（ボア）に伝わる騒音を低減させることができる。

例えば、ＭＲＩ装置１００において、フック１５３ａは、傾斜磁場コイル１０３の端部からベースリング１５１ａを支持することで、ベースリング１５１ａの空間Ｓへの吸引を防止する。また、ベースリング１５１ａは、シール部材１５２ａ，１５２ｂが接着固定されるとともに、突起１５６ａ，１５６ｂを備えることで、シール部材１５２ａ，１５２ｂの空間Ｓへの吸引を防止する。ここで、シール部材１５２ａは、ベースリング１５１ａの外周面と静磁場磁石１０１の内周面との間を塞ぐ（密閉する）。また、シール部材１５２ｂは、ベースリング１５１ａの内周面と傾斜磁場コイル１０３の外周面との間を塞ぐ。このように、ＭＲＩ装置１００は、ベースリング１５１ａの内周面と傾斜磁場コイル１０３の外周面との間に、シール部材１５２ａ、ベースリング１５１ａ、及びシール部材１５２ｂの３段構造を形成する。これにより、ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１０１の内周面や傾斜磁場コイル１０３の外周面に突起や窪みが無くとも、簡易な構成で略円筒状空間（空間Ｓ）を密閉状態に保つことができる。そして、ＭＲＩ装置１００は、空間Ｓの内部の空気を真空ポンプ１１１によって排出させて真空とすることで、傾斜磁場コイル１０３の外側から伝わる空気伝搬音を低減させることができる。

また、ＭＲＩ装置１００において、シール部材１５２ａ，１５２ｂは、独立発泡を有することにより、柔軟性を有する。このため、ＭＲＩ装置１００は、シール部材１５２ａ，１５２ｂ自体を媒質として伝わる固体伝搬音を低減することができる。

また、例えば、ＭＲＩ装置１００に関する作業を行う作業員は、ＭＲＩ装置１００を設置する場合、傾斜磁場コイル１０３と静磁場磁石１０１との間に、２つのシール構造体１５０ａ，１５０ｂを両端から挿入するだけで、空間Ｓを密閉することができる。このため、ＭＲＩ装置１００は、組み立て性に優れている。

また、例えば、ＭＲＩ装置１００は、簡易な構成であることにより、空気がリークする箇所が減少するため、真空を維持しやすくなるとともに、真空ポンプ１１１への負荷が軽減される。このため、ＭＲＩ装置１００においては、安価な真空ポンプ１１１であっても適用可能となる。

（その他の実施形態）
さて、これまで実施形態について説明したが、上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。

（傾斜磁場コイル１０３とボアチューブ１４０との間の空間への適用）
例えば、上記の実施形態では、シール構造体１５０が静磁場磁石１０１と傾斜磁場コイル１０３との間の略円筒状空間を密閉する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、シール構造体１５０は、傾斜磁場コイル１０３とボアチューブ１４０との間の略円筒状空間を密閉するために適用されても良い。傾斜磁場コイル１０３とボアチューブ１４０との間に挿入されるシール構造体は、直径が小さくなることを除き、シール構造体１５０と同様の構造により形成される。

（ワイヤーを用いたフックの支持方式）
また、例えば、上記の実施形態では、フック１５３を傾斜磁場コイル１０３の端面に固定する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ワイヤーを用いてフックを支持することも可能である。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、その他の実施形態に係るフックの支持方式を説明するための図である。図１１Ａ及び図１１Ｂには、フックの取り付け位置におけるシール構造体１５０の断面図を例示する。なお、図１１Ａには、シール構造体１５０が取り付けられる前の状態を例示する。また、図１１Ｂには、シール構造体１５０が取り付けられた後の状態を例示する。

図１１Ａに示す例では、静磁場磁石１０１と傾斜磁場コイル１０３との位置関係を維持するために円周方向に沿って配置される数個の支持部材（支持部材１３ａなど）に非磁性ワイヤー１７０が取り付けられる。具体的には、非磁性ワイヤー１７０は、円周方向に沿って配置される数個の支持部材に沿って、円周方向にリング状に取り付けられる。この非磁性ワイヤー１７０は、例えば、ケブラー繊維で形成される。

そして、図１１Ｂに示すように、ベースリング１５１ａに掛けられたフック１７１は、静磁場磁石１０１の端部に固定された支持部材に取り付けられた非磁性ワイヤー１７０に掛けられる。これにより、シール構造体１５０は、空間Ｓの方向に吸引されて非磁性ワイヤー１７０を図中の矢印方向に引き延ばしたとしても、非磁性ワイヤー１７０の延びが止まった位置で固定されることとなる。

なお、ここでは、フック１７１が支持部材１３ａに取り付けられた非磁性ワイヤー１７０に掛けられる場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、フック１７１は、例えば、静磁場磁石１０１又は傾斜磁場コイル１０３の端部に直接的又は間接的に支持されれば良い。

（ベースリングの片側にシール部材を有する場合）
また、例えば、上記の実施形態では、ベースリング１５１の両側（内周面及び外周面）にシール部材１５２を有する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、シール構造体は、ベースリングの片側にシール部材を有する場合にも空間Ｓを密閉可能である。

図１２及び図１３は、その他の実施形態に係るシール構造体１８０，１９０の構造を説明するための図である。図１２及び図１３には、シール構造体１８０，１９０の断面図を例示する。

図１２に示す例では、シール構造体１８０は、ベースリング１８１と、シール部材１８２とを備える。ここで、ベースリング１８１は、領域１８３の部分が他の部分よりも軟らかい素材で形成される。また、ベースリング１８１は、領域１８３に突起１８４，１８５を有する。なお、シール部材１８２は、シール部材１５２と同様の構造であるので、詳細な説明を省略する。

ここで、シール構造体１８０が空間Ｓに挿入されると（図１２の右図）、シール部材１８２及び領域１８３が押し潰された状態となる。これにより、図６で説明したシール部材１５２ａ及びシール部材１５２ｂの潰し代と同様の潰し代を設けることができるので、シール構造体１８０は、傾斜磁場コイル１０３の振動による変位に対して追従して変形することができ、空間Ｓの密閉状態を保つことができる。

図１３に示す例では、シール構造体１９０は、ベースリング１９１と、シール部材１９２とを備える。ここで、ベースリング１９１は、領域１９３の部分が空隙として形成される。また、ベースリング１９１は、領域１９３に突起１９４，１９５を有する。なお、シール部材１９２は、シール部材１５２と同様の構造であるので、詳細な説明を省略する。

ここで、シール構造体１９０が空間Ｓに挿入されると（図１３の右図）、シール部材１９２及び領域１９３が押し潰された状態となる。これにより、図６で説明したシール部材１５２ａ及びシール部材１５２ｂの潰し代と同様の潰し代を設けることができるので、シール構造体１９０は、傾斜磁場コイル１０３の振動による変位に対して追従して変形することができ、空間Ｓの密閉状態を保つことができる。

このように、シール構造体１８０，１９０は、ベースリング１８１，１９１の片側にシール部材１８２，１９２を有する場合にも空間Ｓを密閉することができる。なお、図１２及び図１３の内容に限らず、例えば、突起１８４，１８５，１９４，１９５の数や大きさは適宜変更されて良い。突起１８４，１８５，１９４，１９５の大きさは、ベースリング１８１，１９１が軟らかいほど大きく、ベースリング１８１，１９１が硬いほど小さく形成されるのが好適である。

（ベースリングが突起を備えない場合）
また、例えば、上記の実施形態では、ベースリング１５１が突起１５６ａ，１５６ｂを備える場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ベースリング１５１は、突起１５６ａ，１５６ｂを備えていなくても良い。

図１４は、その他の実施形態に係るシール構造体２００の構造を説明するための図である。図１４には、シール構造体２００の断面図を例示する。

図１４に示す例では、シール構造体２００は、ベースリング２０１と、シール部材２０２ａ，２０２ｂとを備える。ここで、ベースリング２０１は、図４に示したベースリング１５１の突起１５６ａ，１５６ｂを備えない。

一方、シール部材２０２ａ，２０２ｂは、空間Ｓ側に隆起した構造を有する。これにより、空間Ｓが真空にされても、シール部材２０２ａ，２０２ｂの変形を図１０に示したシール部材１５２ａ，１５２ｂの変形と同程度に抑えるとともに、シール部材２０２ａ，２０２ｂの空洞の表面にかかる大気圧による密着性と形状追従性を得ることができる。

（真空ポンプ１１１の着脱）
また、例えば、上記の実施形態では、真空ポンプ１１１がＭＲＩ装置１００に常設されるものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、真空ポンプ１１１は、傾斜磁場コイル１０３とボアチューブ１４０との間の空間や、傾斜磁場コイル１０３と静磁場磁石１０１との間の空間を真空にする場合に取り付けられ、真空が維持されている場合にはＭＲＩ装置１００から取り外されても良い。つまり、真空ポンプ１１１は、必要に応じて着脱可能である。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、患者空間に伝わる騒音を低減させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００ ＭＲＩ装置
１０１ 静磁場磁石
１０３ 傾斜磁場コイル
１４０ ボアチューブ
１５０ シール構造体
１５１ ベースリング
１５２ シール部材
１５３ フック

Claims (13)

1. 略円筒形状に形成された静磁場磁石と、
   前記静磁場磁石の内側に略円筒形状に形成された傾斜磁場コイルと、
   前記傾斜磁場コイルの内側に略円筒形状に形成されたボアチューブと、
   前記傾斜磁場コイルの端部において、前記静磁場磁石と前記傾斜磁場コイルとの間、又は、前記傾斜磁場コイルと前記ボアチューブとの間の略円筒状空間を密閉状態に保つ保持部と
   を備え、
   前記保持部は、
   前記略円筒状空間に収まる形状のベースリングと、
   前記ベースリングの内周側又は外周側の少なくとも一方に設けられた前記略円筒状空間を形成する壁面と接するシール部と、
   一端が前記ベースリングと結合又は接続し、もう一端が前記静磁場磁石又は前記傾斜磁場コイルに固定されることで、前記ベースリングを前記略円筒状空間の外側から支持する支持部と
   を備える、
   磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記支持部は、前記傾斜磁場コイルの端部に取り付けられたフックである、
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記支持部は、前記静磁場磁石の端部又は前記傾斜磁場コイルの端部に固定された非磁性ワイヤーに掛けられる、
   請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記ベースリングは、前記略円筒状空間を真空排気するための排気管を有する、
   請求項１〜３のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記排気管は、前記ベースリングを貫通する部分の断面が扁平形状であり、真空ポンプに取り付けられる部分の断面が円形状である、
   請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記ベースリングは、非磁性繊維を含む、
   請求項１〜５のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記ベースリングは、前記シール部と接着固定される、
   請求項１〜６のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. 前記ベースリングは、前記支持部が結合又は接続される側の反対側であって、前記シール部と接する面に突起を有する、
   請求項１〜７のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 前記保持部は、
   前記ベースリングの外周側に設けられ、前記略円筒状空間を形成する壁面と接する第１シール部と、
   前記ベースリングの内周側に設けられ、前記略円筒状空間を形成する壁面と接する第２シール部と、
   を備える、
   請求項１〜８のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
10. 前記シール部は、内部が空洞であるリング形状であって、前記空洞に大気を取り込む孔を有する、
    請求項１〜９のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
11. 前記シール部は、独立気泡を有する発泡材により形成され、
    前記独立気泡の大きさは、前記シール部の表面に近いほど小さい、
    請求項１〜１０のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
12. 略円筒形状に形成された静磁場磁石と、
    前記静磁場磁石の内側に略円筒形状に形成された傾斜磁場コイルと、
    前記傾斜磁場コイルの内側に略円筒形状に形成されたボアチューブと、
    前記傾斜磁場コイルの端部において、前記静磁場磁石と前記傾斜磁場コイルとの間、又は、前記傾斜磁場コイルと前記ボアチューブとの間の略円筒状空間を密閉状態に保つ保持部と
    を備え、
    前記保持部は、
    前記略円筒状空間に収まる形状のベースリングと、
    前記ベースリングの内周側又は外周側の少なくとも一方に設けられた前記略円筒状空間を形成する壁面と接するシール部と、
    前記ベースリングを前記略円筒状空間の外側から支持する支持部と
    を備え、
    前記支持部は、前記傾斜磁場コイルの端部に取り付けられたフックである、
    磁気共鳴イメージング装置。
13. 略円筒形状に形成された静磁場磁石と、
    前記静磁場磁石の内側に略円筒形状に形成された傾斜磁場コイルと、
    前記傾斜磁場コイルの内側に略円筒形状に形成されたボアチューブと、
    前記傾斜磁場コイルの端部において、前記静磁場磁石と前記傾斜磁場コイルとの間、又は、前記傾斜磁場コイルと前記ボアチューブとの間の略円筒状空間を密閉状態に保つ保持部と
    を備え、
    前記保持部は、
    前記略円筒状空間に収まる形状のベースリングと、
    前記ベースリングの内周側又は外周側の少なくとも一方に設けられた前記略円筒状空間を形成する壁面と接するシール部と、
    前記ベースリングを前記略円筒状空間の外側から支持する支持部と
    を備え、
    前記支持部は、前記静磁場磁石の端部又は前記傾斜磁場コイルの端部に固定された非磁性ワイヤーに掛けられる、
    磁気共鳴イメージング装置。

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