JP5032020B2 - 磁気共鳴診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、シールドルームを有する磁気共鳴診断装置に関する。

近年、核磁気共鳴現象を利用して被検体中の所望の検査部位における原子核スピンの密度分布、緩和時間分布等を計測して、その計測データから被検体の断面を画像表示する磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）等を行う、磁気共鳴診断装置（ＭＲ装置）が普及している。
ＭＲ信号は電磁波であり、外部からの磁界によりノイズを受けてしまうので、ＭＲ装置は電磁波シールドルーム内において運用される。
ＭＲ装置は、スキャン部、スキャン部の操作を行う操作コンソール部、電源部等によって構成され、スキャン部はシールドルーム内に、操作コンソール部は操作室等に、電源部等はキャビネット室の中に置くのが一般的である。

すなわち、キャビネット室内の電源部を収容するキャビネットは、シールドルーム外に設置される。シールドルームの壁面に接続端子を有するパネル（以下ペネトレーションパネルと称する）を設け、当該接続端子を介してシールドルーム内のスキャン部とキャビネット内の電源部とを接続する方法が一般的に用いられている。

しかし、例えば、特許文献１に開示された技術では、シールドルームの壁面に開口部を設け、筐体（上記キャビネットと同意）の後面に隔壁（上記ペネトレーションパネルと同様の機能を有する）が設けられ、キャビネットの上下左右の板及び隔壁によってシールドルームの開口部は塞がれ、シールドルーム外の電磁波からシールドルーム内の測定機器がシールドされる。或いは、筐体内のコンピュータがシールドルーム内の電磁波からシールドされる。
特開２０００−８３９２０号公報

しかし、上述したような技術では、キャビネットを取り付ける場合に、シールドルームの開口部とキャビネットとの大きさが異なる等の理由により、物理的・機械的公差が存在し、この公差をうまく吸収することが難しい、という問題が生じると考えられる。
また、機械的公差をうまく吸収できたとしても、電磁波シールド特性を維持することが難しい、という問題が生じるとも考えられる。

本発明は上述した問題を解決するために、磁気共鳴診断装置用キャビネットの設置の際にキャビネットとシールドルームとの間の物理的公差を吸収し、シールド特性を維持した磁気共鳴診断装置と提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、第１の観点の発明の磁気共鳴診断装置は、静磁場内の被検体に高周波磁場を印加した後、前記被検体からの磁気共鳴信号を取得するスキャンを実施するスキャン部と、前記スキャン部の制御、操作及び前記スキャン部で取得した前記磁気共鳴信号を基に前記被検体の画像の生成を行う操作コンソール部と、少なくとも前記スキャン部に所定の電圧を供給する電源部とを有し、前記スキャン部と前記電源部とは導線で接続され、前記スキャン部がシールドルームに収容されている磁気共鳴診断装置であって、少なくとも前記電源部を収容するキャビネットと、前記電源部と接続する接続端子を含み、前記接続端子は前記導線に接続される、前記キャビネットに設けられた電磁波を遮断するパネルと、前記導線を収容し、前記キャビネットと前記シールドルームとに連結されている、電磁波を遮断するシールド材とを有する。

好適には、前記シールド材は、柔軟性を有するシート状の材料で筒型に形成されている。

好適には、前記キャビネットの前記シールド材との連結部及び前記シールドルームの前記シールドルームとの連結部に、シールド材と隙間なく連結を行うための連結用フレームを更に有する。

好適には、前記キャビネットは車輪を有し、移動可能である。

本発明によれば、磁気共鳴診断装置用キャビネットの設置の際にキャビネットとシールドルームとの間の物理的公差を吸収し、シールド特性を維持した磁気共鳴診断装置と提供することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、磁気共鳴診断装置１の構成を示す構成図である。

図１に示すように、磁気共鳴診断装置１は、スキャン部２と、操作コンソール部３と、電源部４とを有する。
なお、図２はスキャン部２と、操作コンソール部３と、電源部４との外観のイメージを示す図である。

スキャン部２について説明する。

スキャン部２は、図１に示すように、静磁場マグネット部２１と、勾配コイル部２２と、ＲＦコイル部２３と、テーブル部２４とを有しており、静磁場が形成された撮像空間内において、被検体ＳＵの撮影領域を励起するように被検体ＳＵに電磁波を照射し、その被検体ＳＵの撮影領域において発生する磁気共鳴信号を得るスキャンを実施する。

スキャン部２の各構成要素について、順次、説明する。

静磁場マグネット部２１は、たとえば、一対の永久磁石により構成されており、被検体ＳＵが収容される撮像空間に静磁場を形成する。ここでは、静磁場マグネット部２１は、被検体ＳＵの体軸方向に対して垂直な方向Ｚに静磁場の方向が沿うように静磁場を形成する。なお、静磁場マグネット部２１は、超伝導磁石により構成されていてもよい。

勾配コイル部２２は、静磁場が形成された撮像空間に勾配磁場を形成し、ＲＦコイル部２３が受信する磁気共鳴信号に空間位置情報を付加する。ここでは、勾配コイル部２２は、ｘ方向とｙ方向とｚ方向との３系統からなり、撮像条件に応じて、周波数エンコード方向と位相エンコード方向とスライス選択方向とのそれぞれに勾配磁場を形成する。具体的には、勾配コイル部２２は、被検体ＳＵのスライス選択方向に勾配磁場を印加し、ＲＦコイル部２３がＲＦパルスを送信することによって励起させる被検体ＳＵのスライスを選択する。また、勾配コイル部２２は、被検体ＳＵの位相エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を位相エンコードする。そして、勾配コイル部２２は、被検体ＳＵの周波数エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を周波数エンコードする。

ＲＦコイル部２３は、図１に示すように、被検体ＳＵの撮像領域を囲むように配置される。ＲＦコイル部２３は、静磁場マグネット部２１によって静磁場が形成される撮像空間内において、電磁波であるＲＦパルスを被検体ＳＵに送信して高周波磁場を形成し、被検体ＳＵの撮像領域におけるプロトンのスピンを励起する。そして、ＲＦコイル部２３は、その励起された被検体ＳＵ内のプロトンから発生する電磁波を磁気共鳴信号として受信する。

テーブル部２４は、被検体ＳＵを載置する台を有する。テーブル部２４は、制御部３２からの制御信号に基づいて、撮像空間の内部と外部との間を移動する。

なお、スキャン部２の各構成は、スキャン部２の各コイルが外部の電磁波によるノイズを受信しないように、図２に示すシールドルーム２００内に収められる。

シールドルーム２００は、外部の磁場を内部に侵入させない、或いは、内部の磁場を外部に漏らさないために、例えば全体を金属板や金属網等で囲んだ部屋であり、磁気共鳴診断装置１のスキャン部２を内部に収容する。シールドルーム２００には、例えば、内部のコイル等から後述するキャビネット４００内にある電源に接続するケーブル類をシールドルーム外に出すために、後述するシールドルーム側フレーム２０１を部屋の外側に取り付けた開口部が設けられている。

次に、操作コンソール部３について説明する。
操作コンソール部３は、図１に示すように、データ収集部３１と、制御部３２と、画像生成部３３と、操作部３４と、表示部３５と、記憶部３６とを有する。

操作コンソール部３の各構成要素について、順次、説明する。

データ収集部３１は、制御部３２からの制御信号に基づいて、ＲＦコイル部２３が受信する磁気共鳴信号を収集する。ここでは、データ収集部３１は、ＲＦコイル部２３が受信する磁気共鳴信号を電源部４が有するＲＦ発振器の出力を参照信号として位相検波器が位相検波する。その後、Ａ／Ｄ変換器を用いて、このアナログ信号である磁気共鳴信号をデジタル信号に変換して出力する。

制御部３２は、コンピュータと、コンピュータを用いて所定のスキャンに対応する動作を各部に実行させるプログラムとを有しており、各部を制御する。ここでは、制御部３２は、操作部３４からの操作データが入力され、その操作部３４から入力される操作データに基づいて、電源部４とデータ収集部３１とのそれぞれに、所定のスキャンを実行させる制御信号を出力し制御を行うと共に、画像生成部３３と表示部３５と記憶部３６とへ制御信号を出力し制御を行う。

画像生成部３３は、コンピュータと、そのコンピュータに所定のデータ処理を実行させるプログラムとを有しており、制御部３２からの制御信号に基づいて、被検体ＳＵのスライスについてのスライス画像を再構成する。

操作部３４は、キーボードやポインティングデバイスなどの操作デバイスにより構成されている。操作部３４は、オペレータによって操作データが入力され、その操作データを制御部３２に出力する。

表示部３５は、ＣＲＴなどの表示デバイスにより構成されており、制御部３２からの制御信号に基づいて、表示画面に画像を表示する。たとえば、表示部３５は、オペレータによって操作部３４に操作データが入力される入力項目についての画像を表示画面に複数表示する。また、表示部３５は、被検体ＳＵからの磁気共鳴信号に基づいて生成される被検体ＳＵのスライス画像についてのデータを画像生成部３３から受け、表示画面にそのスライス画像を表示する。

記憶部３６は、メモリにより構成されており、各種データを記憶している。記憶部３６は、その記憶されたデータが必要に応じて制御部３２によってアクセスされる。

なお、操作コンソール部３の各構成は、図２に示す操作室３００内にある。

電源部４は、勾配コイル部２１及びＲＦコイル部２２等、スキャン部２の各構成に電流を与えて駆動させる電源装置であり、図２に示すキャビネット４００に収められている。

以下、シールドルーム２００とキャビネット４００について説明する。
図３は、キャビネット４００とシールドルーム２００との接続方法の一例を示す図である。
図３に示すように、キャビネット４００は、ペネトレーションパネル４０１、ペネトレーションパネル側フレーム４０２、フレキシブルシールド４０３を介して、シールドルーム２００側のシールドルーム側フレーム２０１に接続される。
なお、図３のフレキシブルシールド４０３は、後述するように柔軟性のある物質で形成されており、自由に伸縮が可能である。図３では、一例として、キャビネット４００が床に固定されておらず、フレキシブルシールド４０３が最大に伸びた上体を示している。後述するように、フレキシブルシールドは、例えば、最大で２０ｃｍまでの伸縮が可能である。
また、図４は各構成を上から見た図である。

キャビネット４００は、電源部４を収納する箱であり、天板、側板、底板、前板及び後板からなる。
前板は開閉可能であり、キャビネット４００内部の電源部４を操作できるようになっている。
天板及び底板は床面と平行且つ水平を保つ。また、底板にはキャスターが取り付けられており、キャビネット４００全体を移動可能にしている。
側板、前板及び後板は天板及び底板に対し垂直である。
後板には後述するペネトレーションパネル４０１が取り付けられており、キャビネット４００内の電源のケーブル類を通す構造になっている。

なお、ここではキャビネット４００の六方全てが板で囲まれている構成を説明したが、底板以外の板はなくてもよく、すなわち、キャビネット４００は、底板以外枠のみの構造をしていてもよい。

ペネトレーションパネル４０１は、電磁波を遮断する材料で作成されており、さらに、パネルの前面と後面とを電気的に接続する接続端子Ｔを有する。
すなわち、図３に示すように、ペネトレーションパネル４０１は、キャビネット４００内の電源のケーブル類の接続端子Ｔを有する。

図５（ａ）はペネトレーションパネル４０１の表面（キャビネット４００側の面）の一例を、図５（ｂ）はペネトレーションパネル４０１（シールドルーム２００側の面）の裏面の一例を示す。
図３に示すように、ペネトレーションパネル４０１上の各接続端子Ｔは、キャビネット側の面にキャビネット４００内の電源に接続されたケーブルを接続し、シールドルーム側の面にシールドルーム内の計測機器やコイル等に接続されたケーブルを接続する。

ペネトレーションパネル側フレーム４０２は、ペネトレーションパネル４０１の後面（シールドルーム側）の縁に固定されたフレーム（枠）であり、ペネトレーションパネル４０１と後述するフレキシブルシールド４０３とを隙間無く接続するためのものである。また、ペネトレーションパネル側フレーム４０２は、電磁波を遮断する材料で作成されている。

フレキシブルシールド４０３は、例えば、金属成分を含む布状の物体であり、例えば、金属粉を含む繊維、或いは金属で出来た糸によって織られた布や金属粉を含むメッシュ等である。
また、フレキシブルシールド４０３は、電磁波を遮断する。
更に、布状であるため、加えられた力に対してある程度柔軟に形を変えることが出来る。
例えば、フレキシブルシールド４０３は、燐青銅によって製造された直径０．０４ｍｍの糸を織って布状に整形したものである。

フレキシブルシールド４０３は、図６に示すように、筒型に形成され、形成された筒の両端部は、ペネトレーションパネル側フレーム４０２及び後述するシールドルーム側フレーム２０１それぞれに合わせた大きさになっており、ペネトレーションパネル側フレーム４０２及びシールドルーム側フレーム２０１と、フレキシブルシールド４０３の筒の対応する大きさの端部とが隙間無く接着される。

なお、フレキシブルシールド４０３が柔軟性を有することは上述した通りであるが、図７に示すように、ペネトレーションパネル４０１、フレキシブルシールド４０３及びシールドルーム２００による電磁波シールド環境を維持したまま、最大でフレキシブルシールド４０３の幅Ｗの分だけ、キャビネット４００はシールドルーム２００から離れることが出来る。

また、キャビネット４００をシールドルーム２００に密着させたい場合には、フレキシブルシールド４０３は、図８に示すように撓んだ状態になり、ペネトレーションパネル側フレーム４０２及びシールドルーム側フレーム２０１が密着した状態になる。

これにより、磁気共鳴診断装置１を通常運用する際には、例えば、フレキシブルシールド４０３を最大限に縮めてキャビネット４００をシールドルーム２００に密着した状態で床に固定しておくことができ、地震等でキャビネット４００が動いたり振動したりした際には、フレキシブルシールド４０３がその動きに合わせて形を変え対応するため、電磁波のシールドを保つことができる。
なお、フレキシブルシールド４０３の幅Ｗは、例えば、２０ｃｍであり、この数値は、フレキシブルシールド４０３の設計時に自由に設定が可能である。

シールドルーム側フレーム２０１は、シールドルーム２００に開いた開口部のキャビネット側の縁に付けられた枠であり、フレキシブルシールド４０３と隙間無く接続されている。また、ペネトレーションパネル側フレーム４０２は、電磁波を遮断する材料で作成されている。

なお、上述したように、電源部４から延びたケーブル類は、ペネトレーションパネル４０１のキャビネット側の面の接続端子と接続され、当該接続端子のシールドルーム側の面から延びたケーブルがフレキシブルシールド内に配置され、シールドルーム２００の開口部を通って勾配コイル部２２およびＲＦコイル部２３に接続されるので、電源部４と勾配コイル部２２およびＲＦコイル部２３とは電気的に接続される。

以上説明したように、シールドルーム２００のケーブル類を通すための開口部には、シールドルーム側フレーム２０１によってフレキシブルシールド４０３が接着され、フレキシブルシールド４０３はキャビネット４００の後板に設けられたペネトレーションパネル４０１とペネトレーションパネル側フレーム４０２によって接着され、すなわち、シールドルーム２００の開口部はペネトレーションパネル４０１及びフレキシブルシールド４０３によって密閉される。すなわち、従来の問題であった、キャビネット４００とシールドルーム２００との開口部との機械的公差を吸収することができる。

また、キャビネット４００とシールドルーム２００とは柔軟なフレキシブルシールド４０３を介して接続されているので、通常の使用時はキャビネット４００をシールドルーム２００に密着させて固定しておき、キャスターによってキャビネット４００を移動させたい場合、或いは地震等不測の振動によってキャビネット４００に力が加わった場合等には、フレキシブルシールド４０３が柔軟性を発揮し、フレキシブルシールド４０３の幅Ｗの分だけキャビネット４００は移動することが出来るので、電磁波のシールドが破れる恐れがない。
なお、キャビネット４００を固定させる場合は、キャビネット４００をシールドルーム２００に固定してもよいし、床に固定してもよいし、或いは他のもの（例えば天井等）に固定してもよい。本実施形態では、キャビネット４００を固定する場所については限定しない。

以上説明したように、本実施形態の磁気共鳴診断装置１によれば、キャビネット４００は柔軟性のあるフレキシブルシールド４０３によってシールドルーム２００に接続されているので、シールドルーム２００の開口部とキャビネット４００との機械的公差をうまく吸収してキャビネット４００を設置することができる。
また、フレキシブルシールド４０３及びペネトレーションパネル４０１がシールドルーム２００の開口部を完全に覆っているので、シールドルーム２００の電磁波シールド特性を維持することができる。
また、キャビネット４００設置後にキャビネット４００に力が加わった場合にも、キャビネット４００はフレキシブルシールド４０３の幅Ｗだけ動くことが出来るように設計されているため、キャビネット４００の不測の動きによって電磁波シールドが破れてしまうことはない。

本発明は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。

図１は、磁気共鳴診断装置１のブロック図である。 図２は、スキャン部２と、操作コンソール部３と、電源部４との外観のイメージを示す図である。 図３は、シールドルーム２００とキャビネット４００とを示したブロック図である。 図４は、シールドルーム２００とキャビネット４００とを上から見た図である。 図５は、ペネトレーションパネル４０１の一例を示す図である。 図６は、フレキシブルシールド４０３の形状を説明するための図である。 図７は、キャビネット４００がシールドルーム２００から離れた場合を説明するための図である。 図８は、キャビネット４００がシールドルーム２００に密着した場合を説明するための図である。

符号の説明

１…磁気共鳴診断装置、２…スキャン部、３…操作コンソール部、４…電源部、２１…静磁場マグネット部、２２…勾配コイル部、２３…ＲＦコイル部、２４…テーブル部、３１…データ収集部、３２…制御部、３３…画像生成部、３４…操作部、３５…表示部、３６…記憶部、２００…シールドルーム、２０１…シールドルーム側フレーム、３００…操作室、４００…キャビネット、４０１…ペネトレーションパネル、４０２…ペネトレーションパネル側フレーム、４０３…フレキシブルシールド

Claims (4)

1. 静磁場内の被検体に高周波磁場を印加した後、前記被検体からの磁気共鳴信号を取得するスキャンを実施するスキャン部と、前記スキャン部の制御、操作及び前記スキャン部で取得した前記磁気共鳴信号を基に前記被検体の画像の生成を行う操作コンソール部と、少なくとも前記スキャン部に所定の電圧を供給する電源部とを有し、前記スキャン部はシールドルームに収容されており、前記操作コンソール部及び前記電源部は前記シールドルームの外側に設置されており、前記スキャン部と前記電源部とは前記シールドルームに設けられた開口部を介して複数のケーブルで接続されている磁気共鳴診断装置であって、
   前記シールドルームと隣り合った外側に設置されており、少なくとも前記電源部を収容するキャビネットと、
   前記電源部と接続する複数の接続端子を含み、前記複数の接続端子は前記複数のケーブルに接続可能であり、前記キャビネットに設けられた、電磁波を遮断するパネルと、
   対向配置された前記パネル及び前記開口部を包み、前記キャビネットと前記シールドルームとに連結されている筒型一体のシールド材であって、前記パネルを介して前記電源部と前記スキャン部とに接続された前記複数のケーブルを収容可能であり、電磁波を遮断するシールド材とを有する
   磁気共鳴診断装置。
2. 前記シールド材は、柔軟性を有するシート状の材料で筒型に形成されている
   請求項１に記載の磁気共鳴診断装置。
3. 前記キャビネットと前記シールド材との連結部及び前記シールドルームと前記シールド材との連結部に、シールド材と隙間なく連結を行うための連結用フレームを更に有する
   請求項１または２に記載の磁気共鳴診断装置。
4. 前記キャビネットは車輪を有し、移動可能である
   請求項１から３のいずれか一項に記載の磁気共鳴診断装置。

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