JP2005103295A - Ｍｒｉ磁石用の一体化した電子式ｒｆ遮蔽装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 イメージング・システム（１０）用の一体化した電子システム・ハウジング及び磁石構造（１２）を提供する。
【解決手段】 この一体化した構造はハウジング（４０）と無線周波遮蔽体（４６）とを含む。ハウジング（４０）は磁石構造（１３）に結合されていると共に、イメージング・システム支持電子装置（４２）を収容している。無線周波遮蔽体（４６）はハウジング（４０）に結合されていて、イメージング・システム支持電子装置（４２）からの無線周波受信器コイル（３０）についての無線周波干渉を防止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は一般的に云えば磁気共鳴イメージャ（ＭＲＩ）システム及び構成要素に関するものである。より具体的には、本発明はＭＲＩ磁石構造をＭＲＩシステム支持電子装置から無線周波遮蔽し、それにより両者間を接近させて一体に結合できるようにすることに関するものである。

最近の磁気共鳴イメージャ（ＭＲＩ）システムは、一時的に一定の一次磁場を作成する超伝導磁石構造を含んでいる。超伝導磁石は勾配磁場コイル・アセンブリと共に使用される。勾配磁場コイル・アセンブリは逐次的にパルス駆動されて、ＭＲＩデータ収集シーケンス中に静磁場内に一連の制御された勾配磁場を生成する。この制御された逐次的な勾配磁場は患者撮像容積（患者ボア）全体にわたって達成され、この患者撮像容積には１つ又は複数のＭＲＩ無線周波（ＲＦ）コイル又はアンテナが結合される。ＲＦコイルは勾配磁場コイル・アセンブリと患者ボアとの間に配置されている。

典型的なＭＲＩの一部として、適当な周波数のＲＦ信号が患者ボア内へ送信される。核磁気共鳴（ｎＭＲ）応答ＲＦ信号がＲＦコイルを介して患者から受信される。ＲＦ回路を使用することによって、受信ＲＦ信号の周波数及び位相パラメータ内で符号化された情報が処理されて可視画像を形成する。これらの可視画像は、患者ボアの中の走査されている患者の横断面又は容積内のｎＭＲ核の分布の様々な所望の特性を表す。

ＭＲＩシステムの動作を支持し且つＭＲＩシステムから収集されたデータを処理するために様々なシステム電子装置が利用されている。大部分の電子装置はＭＲＩ磁石構造から離して且つＭＲＩ磁石構造とは異なる部屋の中に配置されている。電子装置は、可視画像にアーティファクトを生じさせるＲＦ広帯域ノイズの発生を防止するために別個の部屋の中に配置されている。

磁石の磁場内で、電気接続部の間で切断や変動する接触が生じたとき、該磁場内にＲＦノイズが誘起され、これは画像アーティファクトを惹起する。画像アーティファクトは、またＲＦノイズを誘起する編組ワイヤの運動や摩擦によっても惹起されることがある。このように、磁石構造上又はその近くでの金属相互間の接触部は接触が変動することがあり、画像アーティファクトの発生源となることがある。このようなアーティファクトは、得られた画像内で「白い画素」として観察される。

電子装置を磁石構造から離して別個の部屋の中に設けることによって、余分な床面積が必要になる。病院のような検査施設内での床面積はコストが掛かり、また利用可能性が限られている。また、電子装置を磁石構造から離して設けるために、余分な仕事がＭＲＩシステム製造者によって行われ、これはＭＲＩシステムのコストを増大させる。
米国特許第６４９８９４７号 米国特許第６５２２１４４号

従って、支持電子装置が磁石構造に非常に接近していることによって惹起されるような画像アーティファクトを発生させることなく、ＭＲＩ磁石構造及び支持電子装置の両方を単一の部屋内に共存させることが可能である改良ＭＲＩシステムが要望されている。

本発明はイメージング・システム用の一体化した電子システム・ハウジング及び磁石構造を提供する。この一体化した構造はハウジングと無線周波遮蔽体とを含む。ハウジングは磁石構造に結合されていると共に、イメージング・システム支持電子装置を収容している。無線周波遮蔽体はハウジングに結合されていて、イメージング・システム支持電子装置からの無線周波（ＲＦ）受信器コイルについての無線周波干渉を防止する。

本発明の実施形態は幾つかの利点を提供する。このような利点の一つは、イメージング・システム支持電子装置で発生されたＲＦノイズをイメージング・システム受信アンテナから隔離する一体化した構造を提供することである。それを行う際に、記述する実施形態は画像アーティファクトの発生を防止し、且つイメージング・システム電子装置と磁石構造とを密に接近させて、単一の部屋の中に設置することを可能にする。従って、記述する実施形態はイメージング・システムの使用空間を最小にすると共に、それに関連するコストを最小にする。単一の部屋の中にイメージング・システム支持電子装置と磁石構造とを設置することは、また、イメージング・システムの設置コストも最小にする。

本発明の多数の実施形態によって提供される別の利点は、磁石構造の磁場とイメージング・システム支持電子装置との間の無線周波干渉を防止する無線周波遮蔽体を提供することである。無線周波干渉を最小にすることによって、電気接続部の故障点検修理が最少にされ、従って、それに関連する点検保守コストも最小にされる。

本発明自体、並びにそれに伴う利点は、添付の図面を参照した以下の説明から最も良く理解されよう。

本発明をより完全に理解するために、本発明の例として添付の図面に示し且つ以下に説明する実施形態を参照されたい。

磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）磁石構造をＭＲＩシステム支持電子装置から無線周波遮蔽し、それにより両者間を接近させて一体に結合できるようにする装置に関して本発明を説明するが、下記の装置は様々な目的のために改変することができ、また下記の用途に限定されない。すなわち、それらは、ＭＲＩシステム、断層撮影システム、Ｘ線イメージング・システム、放射線治療システム、並びに技術分野で公知の磁気構造又は磁場作成構造からシステム電子装置を隔離することを必要とするその他の用途である。

以下の説明においては、１つの構成された実施形態について様々な動作パラメータ及び構成要素を説明する。これらの特定のパラメータ及び構成要素は例として挙げられているものであって、それらに限定することを意味するものではない。

さて、図１及び図２について説明すると、本発明の一実施形態による一体化した電子システム・ハウジング及び磁石構造１２を取り入れたＭＲＩシステム１０の透視図、及びＭＲＩシステム１０のブロック線図が示されている。ＭＲＩシステム１０は、超伝導磁石（図示せず）を有する静止磁石構造１３（円筒形構造）を含んでいる。超伝導磁石は中央ボア（患者ボア）１６の縦軸線（ｚ軸）１４に沿って一時的に一定の磁場を作成する。

超伝導磁石は勾配磁場コイル・アセンブリ１８と共に使用される。勾配磁場コイル・アセンブリ１８は逐次的にパルス駆動されて、ＭＲＩデータ収集シーケンス中に静磁場内に一連の制御された勾配磁場を生成する。この制御された逐次的な勾配磁場は中央ボア１６全体にわたって達成される。中央ボア１６には無線周波（ＲＦ）コイル・アセンブリ（アンテナ）２０が取付けられている。ＲＦコイル・アセンブリは、中央ボア１６内へ送信される適当な周波数のＲＦ信号を発生する。核磁気共鳴（ｎＭＲ）応答ＲＦ信号は中央ボア１６からＲＦコイル・アセンブリ２０で受信される。

ＲＦ送信器２２がＲＦコイル・アセンブリ２０に結合され、またシーケンス制御装置２４に結合される。ＲＦ送信器２２はアナログ又はディジタル装置であってよい。シーケンス制御装置２４は勾配磁場コイル制御装置２８を介して一連の電流パルス発生器２６を制御する。勾配磁場コイル制御装置２８は勾配磁場コイル・アセンブリ１８に結合される。ＲＦ送信器２２は、シーケンス制御装置２４と共に、中央ボア１６内の被検体の一部分の選択された双極子を励起して操作するためのＲＦ信号をパルス状に送信する。

ＲＦ受信器アンテナ又はコイル３０が、被検体の被検査部分から放出される磁気共鳴信号を復調するためにＲＦコイル・アセンブリ２０に結合される。画像再構成装置３２が、受信した磁気共鳴信号を電子的画像表現に再構成し、この電子的画像表現は画像メモリ３４に記憶される。ビデオ処理装置３６が、記憶されている電子的画像を、ビデオ・モニタ３８で表示するための適切な形式に変換する。

一体化した構造１２は、一体化した電子システム・ハウジング又は第１のハウジング４０と第２のハウジング４４とを含んでいる。第１のハウジング４０はイメージング・システム支持電子装置４２を収容する。第２のハウジング４４は磁石構造１３を収容する。第１のハウジング４０及び第２のハウジング４４は図示のように別々のハウジングであってよく、或いは単一の一体化したハウジングとして一緒に形成して、磁石構造１３に結合するように構成してもよい。第１のハウジング４０及び第２のハウジング４４は様々な寸法、形状及びスタイルにしてよく、またそれらの中に様々な隔室を含んでいてもよい。例えば、第１のハウジング４０の磁石側４６を、第２のハウジング４４の外面５０の輪郭と対応するような形状にすることができる。第１のハウジング４０及び第２のハウジング４４は様々な材料で形成することができ、それらの幾つかを以下に述べる。

第１のハウジング４０は、図３に最も良く示されているように、ＲＦ遮蔽体４８を含んでいる。ＲＦ遮蔽体４８は第１のハウジング４０の内部に結合されていると共に、支持電子装置４２を完全に取り囲んでいる。支持電子装置４２を完全に取り囲むことによって、ＲＦ遮蔽体４８は支持電子装置４２をＲＦ受信器コイル３０から隔離する。支持電子装置４２の隔離により、電子装置４２を磁石構造１３に非常に接近させることが可能になる。

支持電子装置４２は、磁石構造１３の作動と電子的画像の作成とに利用される任意の電子装置を含むことができる。支持電子装置４２は、無線周波増幅器、勾配増幅器、タイミング装置、発振器、無線周波送信器、及び当該技術分野で知られている他の支持電子装置を含むことができる。支持電子装置４２は、勾配磁場コイル制御装置２８及びシーケンス制御装置２４のような様々な制御装置を含むことができる。

ここで図３について説明すると、本発明の一実施形態による第１のハウジング４０の角部の断面図を示している。電子システム・ハウジング４０は、外殻５２の内部で外殻５２に直接結合されたＲＦ遮蔽体４８を含んでいる。外殻５２は、様々な材料、例えば、プラスチック、金属、又は当該技術分野で知られている他の所望の材料で形成することができる。第１のハウジング４０は外殻及びＲＦ遮蔽体を有するものとして説明したが、第１のハウジング４０は単にＲＦ遮蔽体の特性を持ち且つＲＦ遮蔽体として機能する外殻を有するものとすることができる。

図３の実施形態では、ＲＦ遮蔽体４８は一対の導電層５４を持つものとして示されている。対の導電層５４は第１の層５６及び第２の層５８を含んでいる。第１の層５６は薄い固体金属層として示されており、また第２の層５８は導線性メッシュとして示されている。ＲＦ遮蔽体４８は任意の数の層を含むことができ、また各層は同様な形態又は異なる形態にすることができる。

導電層５４は、銅、アルミニウム、又は同様な特性を持つ他の材料で形成することができる。層５４が固体遮蔽体として機能するように、層５４相互の間にキャパシタンスが存在することができる。層５４には、遮蔽体４８を勾配磁場に対してより透明にする開口又は空所、例えば、層５８の中の空所６０を設けることができる。導電層５４は、ＲＦ周波を反射すると共に、勾配磁場に対して透明であるように、大きさ及び厚さを定めることができる。

ＲＦ遮蔽体４８は、当該技術分野で知られている様々な手法を使用して外殻５２に結合することができる。ＲＦ遮蔽体４８は、外殻５２に結合し、接着し、締め付けし、又はモールド成形することができる。ＲＦ遮蔽体４８は、外殻５２上、又は外殻５２の内部の様々な位置に配置することができる。ＲＦ遮蔽体４８は、外殻５２の外部に設け、又は外殻５２の一体の一部とし、又は外殻５２の内部に収容し、或いはこれらの幾つかの組合せとすることができる。

ＲＦ遮蔽体４８は支持電子装置４２をＲＦ受信器コイル３０から隔離する。ＲＦ受信器コイル３０からの支持電子装置４２の隔離により、支持電子装置４２の保守コストを低減することができる。支持電子装置４２がＲＦ受信器コイル３０から隔離されることにより、支持電子装置４２からの又はその内部に含まれている電気接続の変動による起こり得るどのような影響も低減及び／又は除去される。従って、ＲＦ遮蔽体４８は、電子装置４２を故障点検修理する必要性を最少にする。

本発明は、イメージング・システム支持電子装置をイメージング・システム磁石構造に密に接近させることを可能にする一体化した電子システム・ハウジング及び磁石構造装置を提供する。それを行う際、本発明は支持電子装置及び磁石構造を単一の部屋内に配置して共存させることを可能にし、これは設置及び保守コスト、並びにイメージング・システムを収容するための建築コストを低減する。

上述した装置及び方法は、当業者にとって、非円筒形開放型システムのような当該分野で知られている様々な用途やシステムに合わせて改変することができる。上述した本発明はまた本発明の真の範囲から逸脱することなく変形することも可能である。

本発明の一実施形態による一体化した電子システム・ハウジング及び磁石構造を取り入れた磁気共鳴イメージング・システムの透視図である。 本発明の一実施形態による図１の磁気共鳴イメージング・システムのブロック線図である。 本発明の一実施形態による磁石構造用の一体化した電子システム・ハウジングの角部の断面図である。

符号の説明

１０ ＭＲＩシステム
１２ 一体化した電子システム・ハウジング及び磁石構造
１３ 静止磁石構造
１４ 縦軸線
１６ 中央ボア
４０ 第１のハウジング
４２ イメージング・システム支持電子装置
４４ 第２のハウジング
４６ 磁石側
４８ ＲＦ遮蔽体
５０ 外面
５２ 外殻
５４ 導電層
５６ 第１の層
５８ 第２の層
６０ 空所

Claims (10)

1. イメージング・システム（１０）用の一体化した電子システム・ハウジング及び磁石構造（１２）であって、
   磁石構造（１３）に結合されていると共に、イメージング・システム支持電子装置（４２）を収容しているハウジング（４０）と、
   前記ハウジング（４０）に結合されていて、前記イメージング・システム支持電子装置（４２）からの少なくとも１つの無線周波受信器コイル（３０）についての無線周波干渉を防止する無線周波遮蔽体（４８）と、
   を有している一体化した電子システム・ハウジング及び磁石構造（１２）。
2. 前記無線周波遮蔽体（４８）は前記ハウジング（４０）の内部に結合されている、請求項１記載のシステム。
3. 前記イメージング・システム支持電子装置（４２）は前記無線周波遮蔽体（４８）で取り囲まれている、請求項１記載のシステム。
4. 前記無線周波遮蔽体（４８）は前記ハウジング（４０）の内部に結合されていると共に、前記イメージング・システム支持電子装置（４２）を取り囲んでいる、請求項１記載のシステム。
5. 前記無線周波遮蔽体（４８）は少なくとも１つの層（５４）を有している、請求項１記載のシステム。
6. 前記無線周波遮蔽体（４８）は導電性メッシュである、請求項１記載のシステム。
7. 前記無線周波遮蔽体（４８）は少なくとも１つの空所（６０）を有している、請求項１記載のシステム。
8. 前記無線周波遮蔽体（４８）は無線周波を反射する、請求項１記載のシステム。
9. 少なくとも１つの磁場を作成する磁石構造（１３）と、
   前記磁石構造（１３）に結合されていると共に、イメージング・システム支持電子装置（４２）を収容している第１のハウジング（４０）と、
   前記ハウジング（４０）に結合されていて、少なくとも１つの無線周波受信器コイル（３０）と前記イメージング・システム支持電子装置（４２）との間の無線周波干渉を防止する無線周波遮蔽体（４８）と、
   を有しているイメージング・システム。
10. 更に、前記磁石構造（１３）を収容している第２のハウジング（４４）を含み、前記第１のハウジング（４０）と前記第２のハウジング（４４）は単一のハウジングとして一体に形成されている、請求項９記載のイメージング・システム。

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