专利名称：磁共振成像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁共振成像装置(以下称MRI)，特别是涉及实现了抑制静磁场的变动及噪音的MRI装置。
背景技术：
在MRI装置上，为了产生倾斜磁场，脉冲状的电流过倾斜磁场线圈(以下称GC)。由于GC是在静磁场中，所以洛伦茨力作用在流过脉冲状电流的GC的导体上，在GC上诱发振动。该GC振动通过支撑结构构件等一直传递到静磁场发生源，使静磁场发生源振动。根据由此发生的静磁场发生源的微米级的振动，静磁场随时间而变动，其结果对MR影像给予不利影响。另外，GC的振动成为空气振动即噪音，增加被检者的不安感，进一步成为操作者与被检者之间交流的障碍。与此相应，专利文献1-日本特开2003-220050号公报公开了抑制GC的振动的现有的MRI装置的例子。该专利文献1公开的MRI装置对线圈容器进行了加固，通过提高线圈容器的刚性而做成减少线圈及磁极的振动的结构。另外，作为其它的现有技术的例子，在专利文献2-日本特开2002-85371号公报上记载的装置，公开的是通过将振动发生源即GC容纳在真空容器内，并在GC支撑部上使用防振构件，从而抑制振动的MRI装置的结构例子。
但是，专利文献1所示的MRI装置的构造是对线圈容器的加强，所以虽能够在一定程度上抑制线圈容器上发生的振动，但难于抑制真空容器上发生的振动很。
另外，专利文献所表示的超导磁铁装置是通过将GC附近真空化来抑制空气传播振动，且在GC支撑部利用衰减机构，由此能够实现振动及噪音大减轻。但是，即便在该专利文献2的结构中，来自GC的振动也会通过GC支撑部传递到外部，其结果是抑制来自GC的振动很困难。
发明内容
与这些现有技术相比，本发明的目的在于提供一种在MRI装置上能够抑制由于GC的振动造成的静磁场的变动及噪音的MRI装置。
为了实现上述发明目的，本发明的磁共振成像装置具备一组超导线圈；将该超导线圈分别与冷媒一起收容的一组线圈容器；分别收容该线圈容器，上下配置的一组真空容器；以及，连接上述一组真空容器的多根连接管；其特征在于，设有提高真空容器与连接管组成的连接体的刚性的加强构件。
这种情况下，能够将加强构件设置在多根连接管中的至少一根上。或者能够将加强构件设置在连接了连接管的位置的真空容器的外面。进而，能够将加强构件一体设置成架设在多根连接管中的至少一根的外面和连接了该连接管的位置的真空容器的外面。另外，至少能够在上面的真空容器上设置加强构件。进而还能够组合使用这些加强构件。
另外，加强构件的形状最好做成相对于一组超导线圈的对称面为不对称的形状。
再有，为了实现上述发明目的，本发明的磁共振成像装置具备一组超导线圈；将该超导线圈分别与冷媒一起收容的一组线圈容器；以及，分别收容该线圈容器，上下配置的真空容器；其特征在于，上述上部的和下部的真空容器具有倾斜磁场发生线圈，由该一方倾斜磁场发生线圈产生的振动不会传递到另一方的真空容器。
根据本发明，由于能够抑制由GC的振动引起的静磁场的变动，由此能够拍摄优质的图像。而且，也能够实现降低由GC的振动引起的空气传播振动即噪音。
图1是表示本发明的磁共振成像装置的一个实施例的剖视图。
图2是表示从侧面看到的图1的装置的图。
图3是表示本发明的第二实施例的剖视图。
图4是表示本发明的第三实施例的剖视图。
图5是表示本发明的第四实施例的剖视图。
图6是表示本发明的第五实施例的剖视图。
图7是表示本发明的第五实施例的一部分的外观图。
图8是表示本发明的第6实施例的剖视图。
图9是表示本发明的第7实施例的一部分的外观图。
图10是表示本发明的及7实施例的剖视图。
图11是表示能够利用本发明的磁共振成像装置的一例的立体外观图。
具体实施例方式
以下按照
本发明的实施例。
图11表示能够应用本发明的MRI装置的简要结构。如图所示，MRI装置具有由超导线圈(未图示)，与冷媒一起收容该超导线圈的线圈容器(未图示)，包围该线圈容器且内部保持真空的真空容器41、42，连通上下的线圈容器之间的冷媒、夹住摄像空间99配置的连接管61、62及冷却上述冷媒的冷冻机50组成的超导磁体装置80；载放被检测体的底座90以及解析来自被检测体的核磁共振信号的控制装置100；将上述真空容器41、42相互分离相对配置，同时在两个真空容器41、42之间垂直形成磁场空间，对载放在底座90上的被检测体进行断层拍摄。以下说明应用了本发明的MRI装置的实施例。
实施例1图1表示本发明的第一实施例的MRI装置的剖视图。本实施例的超导磁体装置80具有低温恒温器51、52以及连接低温恒温器51、52之间的连接管61、62。低温恒温器51、52相互相对配置，其包括为了产生静磁场用于使规定的电流流过的环状线圈即超导线圈11、12，与冷媒的液体He一起收容该超导线圈的圆环筒状的线圈容器21、22，设置成包围该线圈容器的圆环筒状的热屏障31、32，包围线圈容器21、22及热屏障31、32且内部保持真空的圆筒状的真空容器41、42。另外，低温恒温器52经由固定构件(省略图示)用螺栓固定在地面121上。另外，图中的标号13表示冷媒的液面。
另外，在图1上，相对于中心轴A-A′的左半个剖视图表示了连接管61、62所在位置的部分的剖面，而相对于中心轴A-A′的右半个剖视图表示了不存在连接管61、62的位置的剖视图。
而且，在真空容器41、42上分别形成凹部43、44，GC101、102安装在那里。
再有，在从连接管61、62的上部的真空容器41，经由连接管61、62，一直到连接管61、62的下部的真空容器42为止的部分，安装有相对于通过摄像空间99的中心的平面111不对称的梁状的加强构件91、92。
一系列的加强构件91、92能够通过焊接等，与连接管61、62的上部附近的真空容器41的部分和连接管61、62以及该连接管61、62的下部附近的真空容器42的部份形成一体，另外，也可以采用能装拆的结构。
另外，图2表示了相对于加强构件91、92，从水平方向看到的图1的本发明的MRI装置的例子。如图2所示，加强构件91、92的上下相对于平面111为不对称，使接近地面121的端部形状较大，而上部的真空容器41的部分的形状较小。而且，作为这些加强构件91、92的材质，能够使用非磁性的不锈钢(以下称SUS)、铝或铜等。
根据以上所示的结构，当安装于真空容器41上的GC101上发生由洛伦茨力引起的振动时，该振动就会原封不动地传到真空容器41，通过连接管61、62传到真空容器42，传递到地面121。这时，由于从连接管61的上部附近的真空容器41，经由连接管61、62，到连接管61的下部附近的真空容器42的一系列的部分上，设有一体的梁状的加强构件91、92而具有很高的刚性，所以使相对于真空容器41以地面121的约束端一侧为基准要倒下的振动方式的弯曲刚性(杨氏模量×断面二次矩)之内的断面二次矩增加。另外，当其它的参数衰减比、质量、洛伦茨力等相同时，由于弯曲刚性与振动振幅具有反比的关系，由而能够降低源于GC101的振动的真空容器41的振幅。特别是将一体的加强构件91、92的上下形状做成相对于平面111为不对称，将接近地面121的约束端的加强构件做得宽而厚。这样，通过将接近自由端的部分的加强构件做得比接近约束端的加强构件窄而薄，由此能够避免不必要的加强，能够像等强度梁或也可以称为等效梁的梁那样，实现刚性和质量均衡的优良的加强。在这里，所谓的等强度梁或等效梁，是具有最大弯曲应力与弯曲力矩成正比、且和断面系数成反比的关系，通常的弯曲力矩的数值虽随与约束点的距离而变化，但与弯曲力矩的数值变化相应使断面系数也变化，从而决定断面尺寸使其无论在哪个断面部分总是产生最大弯曲应力的梁。
根据本实施例，由于通过加强构件91、92提高了由连接管61、62和真空容器41、42组成的连接体的刚性，所以能够抑制源于GC的振动的真空容器及线圈容器的振动。其结果，能够抑制静磁场发生源的振动，抑制静磁场的变动的同时，能够抑制源于GC振动的噪音。
而且，由于上下加强的平衡状况不同，所以源于刚性的真空容器的固有振动频率在上下错开，真空容器在上下难以以相同的频率共振，因而还具有峰值噪音强度下降的叠加效果。即由于有相同的几十HZ～几百HZ的脉冲电流流过上下的GC101、102中，所以GC101、102的振动频率相同。另外，由于上下的真空容器41、42一般做成大致地对称，所以真空容器41、42的固有振动频率大致相同。与此不同，根据本实施例，由于加强构件91、92的上下的形状相对于平面111为不对称，所以固定在加强构件91、92上的上下的真空容器41、42的固有振动频率能够具有差值。其结果，由于被相同的振动频率的GC101、102加振的真空容器41、42的共振点错开，所以相对于相同的振动频率的真空容器41、42产生的噪音的大小上产生差异，作为整体能够抑制峰值噪音强度。
另外，在本实施例的上面的真空容器41的顶板部上，虽未设置图11所示的用于设置冷冻机50的凹处，但这一点仅是设计上的不同，可以根据需要设置如图11的MRI装置那样的凹处。
实施例2图3表示本发明的第二实施例。本实施例与第一实施例的不同之处在于仅在连接管61、62的部分设置加强构件81、82以替代加强构件91、92。如图所示，将接近真空容器42的端部形状加大，将真空容器41的部分的形状减小，从而使加强构件81、82的上下相对于平面111为不对称。特别是，将接近真空容器42的加强构件做得宽而厚，而将接近真空容器41部分的加强构件做得比接近真空容器42的部分窄而薄。作为这些加强构件81、82的材质，与第一实施例同样，可以使用非磁性的SUS、铝或铜等。
在采用这种结构的情况下，由于能够确保与低温恒温器51、52的连接刚性上最有效的部分即连接管61、62的刚性，所以在真空容器41、42的刚性充分的情况下，对GC振动的降低是有效的，能够实现将MRI装置的重量增加压缩到最小限度的情况可抑制振动。
而且，由于加强构件81、82的上下相对于平面111做成不对称，使上下的真空容器41、42的固有振动频率错开，还能够获得抑制峰值噪音强度的效果。
实施例3图4表示本发明的第三实施例。本实施例与第一实施例的不同之处在于在连接管61、62的上部附近的真空容器41上设置真空容器加强构件84、85，在连接管61、62的下部附近的真空容器42上设置真空容器加强构件86、87以替代加强构件91、92。
如图所示，将设置在真空容器42上的真空容器加强构件86、87的形状做得较大，将设置在真空容器41上的真空容器加强构件84、85的形状做得较小。特别是，将设置在真空容器42上的真空容器加强构件86、87做得宽而厚，而将设置在真空容器41上的真空容器加强构件84、85做得比真空容器加强构件86、87窄而薄。作为这些真空容器构件84、85、86、87的材质，与第一实施例同样，可以使用非磁性的SUS、铝或铜等。
在采用这种结构的情况下，作为在低温恒温器51、52的连接刚性上有效的部分，由于能够确保真空容器41与连接管61、62连接的附近的地方的刚性和真空容器42与连接管61、62连接的附近地方的刚性，所以在连接管61、62的刚性充分的情况下，能够实现GC振动降低。
而且，由于真空容器加强构件84、85和真空容器加强构件86、87的形状相对于平面111做成为不对称，所以上下的真空容器41、42的固有振动频率错开，能够得到抑制峰值噪音强度的效果。
实施例4图5表示本发明的第四实施例。本实施例与第一实施例的不同之处在于在真空容器41的上侧配置了真空容器加强构件73以替代加强构件91、92，。在采用这种结构的情况下，由于能有效地、无浪费地强化保持低温恒温器51、52的刚性的真空容器41的刚性，所以在连接管61、62的刚性充分的情况下，能够实现GC振动的降低。
而且，由于仅在上面的真空容器41的顶板上设置真空容器加强构件73，加强构件相对于平面111为不对称，上下的真空容器41、42的固有振动频率能有效地错开，从而可获得进一步抑制峰值噪音强度的效果。
实施例5图6表示本发明的第五实施例。该实施例组合了第一实施例和第四实施例，在真空容器41的上侧配置真空容器加强构件73，相对于超导线圈11、12的平面111仅对真空容器的上部配置加强构件的同时，还将从连接管61的上部的真空容器41，经由连接管61，到连接管61的下部的真空容器42为止的一体的梁状加强构件91、92，相对于面111不对称地配置。
图7表示真空容器加强构件73的详细的外观图。图7是表示从中心轴A-A′看到的、1/4部分的装置形状的外观图，真空容器加强构件73做成将非磁性的SUS的板材152、154组合成格子状，通过焊接形成一体的结构。而且，通过焊接等将这样的真空容器加强构件73牢固地接合在真空容器41的上侧，由此能够实现提高真空容器41的刚性。另外，即便真空容器加强构件73不使用SUS的板材，只要重量条件允许，也能够用铝或铜等形成。
而且，如图1的实施例所示，将一体的梁状加强构件91、92的接触下侧的真空容器42的形状做得较大，而将接触上侧的真空容器41的形状做得较小，使其相对于面111为不对称。而且，作为这些加强构件91、92的材质，能够使用非磁性的SUS、铝或铜等。
通过采用这样的结构，真空容器41、42的刚性均被提高，而且，由于相对于刚性提高了的真空容器41、42，能够进一步提高连接管61、62的刚性，从而能够实现装置整体的刚性的显著提高，所以能够实现GC振动的降低。
而且，由于在上面的真空容器41的顶板上设置真空容器加强构件73，而且将一体的梁状加强构件91、92设置成相对于面111为不对称，由此除了显著提高装置整体的刚性，抑制GC振动，降低噪音以外，还能够有效地错开上下的真空容器41、42的固有振动频率，从而获得进一步抑制峰值噪音强度的效果。
实施例6图8表示本发明的第六实施例。该实施例是在第五实施例中的真空容器41的GC101和真空容器加强构件73之间配置多个支撑构件75，进而在真空容器42的GC102和真空容器加强构件73之间配置多个支撑构件76。在采用这种结构的情况下，由于即便是在GC101附近的真空容器41和GC102附近的真空容器42的刚性低的情况下，也能够经由支撑构件75、76，在提高了刚性的同时将GC1101、102安装在真空容器加强构件73及地面121上，所以即便在由于GC产生了振动的情况下，该振动也难以传递到真空容器41、42，因此能够进一步降低静磁场的振动。
实施例7图9、图10表示本发明的第七实施例。本实施例是图6、图7所示的第五实施例的变形例。本实施例与图8的实施例的不同之处在于改变了真空容器加强构件73的结构和梁状加强构件91、92的结构。另外，图9与图7同样，是表示了从中心轴A-A′看到的、1/4部分的装置形状的外观图。
即本实施例的真空容器加强构件74在用厚度不同的多个板材形成梁状加强构件93、94上具有设于连接管61、62上的锥形状的梁状加强构件91、92。即梁状加强构件93、94如图9所示，将位于在被上下的真空容器41、42夹住部分的连接管61、62的外面部所形成的凹处的梁状加强构件93、94的厚度做得较厚。但梁状加强构件93、94的外表面形成一个面。另外，梁状加强构件93、94如图10所示，将下部的真空容器42的周方向的宽度做得较宽，将连接管61、62及上部的真空容器41的周方向的宽度做得较窄，由此使其相对于面111为不对称。
另外，真空容器加强构件74在将非磁性的SUS板材156、158组合成格子状，通过焊接做成一体形成的结构这点上与图7相同。但是，做成不是设置在真空容器41的顶板的整个面上，而是架设在连接了一对连接管61、62的位置那样的梁状。另外，真空容器加强构件74即便不使用SUS板材，只要重量条件允许，也能够用铝或铜等形成。
由于采用这样的结构，所以根据本实施例，除了能够得到与第五实施例相同的效果外，由于梁状加强构件93、94能够组合板材形成，所以制作很容易。另外，真空容器加强构件74能够轻量化。
在以上说明的各实施例中，虽表示了使用了超导线圈的MRI装置的结构，但本发明还能够适用于使用了永久磁铁的MRI装置以替代超导线圈，即便是在这种情况的MRI装置上，也能够实现尽可能地抑制静磁场的振动。
另外，在上述的各实施例的MRI装置上，为了提高装置整体的刚性，降低振动，虽采用了将2根连接管配置在180度相对的场所的结构，但本发明也可适用于该结构以外的MRI装置上，例如，对于配置在180度以外的位置上的2根连接管也能够适用。而且，对1根或3根及其以上的连接管也能适用，在使用了3根及其以上的连接管时，即便对于该配置为非等间距的结构，通过使用本发明也能够实现提高装置的刚性，降低振动。
而且，在上述的各实施例的MRI装置上，虽在2根连接管上设置加强构件，但本发明不限于此，通过在至少1根连接管上设置加强构件也能够取得本发明的效果。
权利要求
1.一种磁共振成像装置，具有一组超导线圈，将该超导线圈分别与冷媒一起收容的一组线圈容器，分别收容该线圈容器、上下配置的一组真空容器，以及连接上述一组真空容器的多根连接管；其特征在于设置有用于提高由上述真空容器与上述连接管组成的连接体的刚性的加强构件。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于在上述多根连接管中的至少一根上设置了上述加强构件。
3.根据权利要求2所述的磁共振成像装置，其特征在于上述加强构件的形状做成相对于上述一组超导线圈的对称面为非对称形状。
4.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于上述加强构件设置在上述真空容器的外表面的连接有上述连接管的位置。
5.根据权利要求4所述的磁共振成像装置，其特征在于上述加强构件的形状做成相对于上述一组超导线圈的对称面为非对称形状。
6.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于上述加强构件一体设置成架设在上述多根连接管中的至少一根的外表面和上述真空容器的外表面的连接有该连接管的位置。
7.根据权利要求6所述的磁共振成像装置，其特征在于上述加强构件的形状做成相对于上述一组超导线圈的对称面为非对称形状。
8.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于至少在上面的上述真空容器上设置了上述加强构件。
9.根据权利要求8所述的磁共振成像装置，其特征在于在上述真空容器的顶板上设置了上述加强构件。
10.根据权利要求9所述的磁共振成像装置，其特征在于上述真空容器具有倾斜磁场发生线圈；还具有连接设置在上述上部的真空容器的顶板上的上述加强构件与上述倾斜磁场发生线圈的支撑构件。
11.根据权利要求10所述的磁共振成像装置，其特征在于具有连接上述下部的真空容器的底板与上述倾斜磁场发生线圈的支撑构件。
12.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于将上述加强构件一体设置成架设在上述多根连接管中的至少一根的外表面和上述真空容器的外表面的连接有该连接管的位置的的同时，至少在上述上部的真空容器的顶板上设置了上述加强构件。
13.根据权利要求9所述的磁共振成像装置，其特征在于设置在上述真空容器的顶板上的上述加强构件做成用板材组合成格子状。
14.根据权利要求13所述的磁共振成像装置，其特征在于设置2根上述连接管，上述加强构件做成梁状并搭架在上述真空容器的顶板上的分别连接2根上述连接管的位置。
15.一种磁共振成像装置，具有一组超导线圈，将该超导线圈分别与冷媒一起收容的一组线圈容器，分别收容该线圈容器、上下配置的一组真空容器，分别配置在上述一组真空容器上的一组倾斜磁场发生线圈以及连接上述一组真空容器的多根连接管；其特征在于，具备一体设置成架设在上述多根连接管中的至少一根的外表面和上述真空容器的外表面的连接有该连接管的位置的第一加强构件；至少设置在上述上部的真空容器的顶板上并将板材组合成格子状的第二加强构件；连接上述第二加强构件与上述倾斜磁场发生线圈的第一支撑构件；以及连接上述下部的真空容器的底板与上述倾斜磁场发生线圈的第二支撑构件。
16.根据权利要求15所述的磁共振成像装置，其特征在于上述第一加强构件做成相对于上述一组超导线圈的对称面为不对称的形状。
17.根据权利要求15所述的磁共振成像装置，其特征在于上述第一加强构件使用板材做成外表面为同一个面，使板的宽度在上下改变并做成相对于上述一组超导线圈的对称面为不对称的形状。
18.一种磁共振成像装置，具有一组超导线圈，将该超导线圈分别与冷媒一起收容的一组线圈容器，分别收容该线圈容器、上下配置的一组真空容器，其特征在于上述上部的和下部的真空容器具有倾斜磁场发生线圈，来自该一方的倾斜磁场发生线圈的振动不传递到另一方的真空容器上。
19.根据权利要求18所述的磁共振成像装置，其特征在于提高了连接上述一组真空容器的连接管的刚性。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种实现了抑制由于GC的振动而引起的静磁场的变动及噪音的磁共振成像装置(MRI装置)。在本发明的MRI装置中，通过牢固配置加强构件从而提高连接上下配置的低温恒温器的2根连接管的强度，由此实现抑制由于倾斜磁场线圈而产生的振动，抑制静磁场的变动。另外，在本发明的MRI装置中，通过在真空容器的连接管的上下部设置加强构件，由此实现抑制由于倾斜磁场线圈而产生的振动，抑制静磁场的变动。而且，在本发明的MRI装置中，通过在真空容器的上下部分设置加强构件，实现抑制由于倾斜磁场线圈而产生的振动，抑制静磁场的变动。
文档编号A61B5/055GK1711966SQ200510079629
公开日2005年12月28日 申请日期2005年6月23日 优先权日2004年6月23日
发明者铃木邦仁, 本白水博文, 高山邦浩, 和田山芳英, 黑目明, 星野伸 申请人:株式会社日立制作所, 株式会社日立医药, 日立工程株式会社