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発明の名称 MRI装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−38017(P2007−38017A)
公開日 平成19年2月15日(2007.2.15)
出願番号 特願2006−276342(P2006−276342)
出願日 平成18年10月10日(2006.10.10)
代理人 【識別番号】100109900
【弁理士】
【氏名又は名称】堀口 浩
発明者 本橋 弘樹
要約 課題
温度上昇を抑えることが不可能な場合に生じる不具合を解決する。

解決手段
本発明は、MR磁石部1に関する温度を検出する温度センサ13、15と
特許請求の範囲
【請求項1】
MR磁石部に関する温度を検出する検出手段と、
前記MR磁石部を冷却する冷却部と、
前記温度に基づいて、被検体に対してスキャンを実行させないようにインターロックを
かける制御手段と、を有することを特徴とするMRI装置。
【請求項2】
前記検出手段は、前記MR磁石部に収容された傾斜磁場コイルの温度を検出する手段、
及び前記MR磁石部の開口部壁の温度を検出する手段を有し、
前記冷却部は、前記傾斜磁場コイルを冷却する第1の冷却部、前記MR磁石部に収容され
たRFコイルを冷却する第2の冷却部を有し、
前記制御手段は、前記傾斜磁場コイルの温度または前記前記開口部壁の温度のうち、少
なくとも一方の温度に基づいて、前記インターロックするための信号を出力する手段と、
を有することを特徴とする請求項1記載のMRI装置。
【請求項3】
前記制御手段は、前記傾斜磁場コイルの温度に基づいて、前記第1の冷却部をコントロ
ールし、前記開口部壁の温度に基づいて、前記第2の冷却部をコントロールする冷却コン
トローラを備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のMRI装置。
【請求項4】
前記冷却コントローラは、前記温度の上昇が前記冷却部の冷却能力を上回ると判断した
とき、前記スキャンの実行を受け付けないことを特徴とする請求項3記載のMRI装置。
【請求項5】
前記冷却コントローラは、前記温度の上昇が前記冷却部の冷却能力を上回ると判断した
とき、前記スキャンを待機させることを特徴とする請求項3記載のMRI装置。
【請求項6】
前記冷却コントローラは、前記温度の上昇が前記第1の冷却部または第2の冷却部のう
ち少なくともどちらか一方の冷却能力を上回ると判断したとき、前記スキャンの実行を受
け付けないまたは待機させることを特徴とする請求項4記載のMRI装置。
【請求項7】
前記冷却コントローラは、前記温度の上昇が前記冷却部の冷却能力を上回ると判断した
とき、前記スキャンの実行を受け付けないまたは待機させる待機メッセージを表示する手
段を有することを特徴とする請求項3記載のMRI装置。
【請求項8】
前記冷却コントローラは、前記温度の上昇が前記第1の冷却部または第2の冷却部のうち
少なくともどちらか一方の冷却能力を上回ると判断したとき、前記スキャンの実行を受け
付けないまたは待機させる待機メッセージを表示する手段を有することを特徴とする請求
項4記載のMRI装置。
【請求項9】
前記冷却コントローラは、待機中の前記スキャンの実行再会までの待機時間を計算する
手段を有することを特徴とする請求項3または4記載のMRI装置。
【請求項10】
前記冷却コントローラは、前記待機時間を表示する手段を有することを特徴とする請求
項9記載のMRI装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁気共鳴現象を利用してMRI(磁気共鳴画像)や周波数スペクトル等の診断
情報を提供するMRI装置に関する。
【背景技術】
【0002】
MRシステムにおけるMR磁石部には、外側から順番に静磁場磁石、傾斜磁場コイル、
RFコイルが装備されている。このうち、最も熱を発生する熱源としては、非常に高い電
流パルスが繰り返し供給される傾斜磁場コイルである。
【0003】
従来の冷却装置では、熱交換器からの冷却液が流動するチューブが集中する冷却部は、こ
の熱源としての傾斜磁場コイルを主に冷却するように傾斜磁場コイルに近接して設けられ
、または傾斜磁場コイルに一体としてモールドされている。また、従来の冷却装置では、
冷却部から熱交換器への帰還チューブ内に温度センサを取り付け、この帰還冷却液の温度
をモニタして、冷却能力を調整している。
【0004】
このような従来の冷却能力の調整方法では、熱源の温度上昇に対するモニタ温度の応答時
間と、冷却能力の上昇から実際に熱源の温度が下がるまでの応答時間と、熱源で発生した
熱が被検体に接触する又は被検体に最も近い磁石部開口部の内壁まで伝導するのに要する
時間とを見越して、早め早めに冷却する必要があり、これは往々にして過剰冷却となって
しまう傾向にある。したがって、ランニングコストが高くなってしまうという問題があっ
た。また、熱源と磁石部開口部の内壁との間に過剰とも思われる断熱構造が採用され、磁
石部の大型化を招いていた。
【0005】
また従来は、温度上昇の傾きによらず、冷却能力を調整していた。
【特許文献1】特開平8−98829号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従来は温度上昇の傾きによらず、冷却能力を調整していたため、温度上昇を抑えること
が不可能な場合もあった。
【0007】
そこで本発明は、温度上昇を抑えることが不可能な場合に生じる不具合を解決すること
を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明のMRI装置は、MR磁石部に関する温度を検出す
る検出手段と、前記MR磁石部を冷却する冷却部と、前記温度に基づいて、被検体に対し
てスキャンを実行させないようにインターロックをかける制御手段と、を有することを特
徴とするものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、温度上昇を抑えることが不可能な場合に生じる不具合を解決すること
ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、本発明によるMRI装置の実施例を図1乃至図5を参照して説明する。
【実施例】
【0011】
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の一実施の形態に係るMR磁石部の冷却装置の構成を示すブロック図で
ある。MR磁石部1は、磁気共鳴現象を利用してMRI(磁気共鳴画像)や周波数スペク
トル等の診断情報を提供するMRシステムにおいて、パルスシーケンスにしたがって傾斜
磁場パルス及びRFパルスを時系列で発生させることにより磁気共鳴信号を発生させ且つ
受信するための主要構造物であり、被検体を挿入するための円筒形の開口部2が略水平に
形成された略直方体の外形を有し、外側から開口部2に向かって順番に、静磁場磁石3、
傾斜磁場コイル5、RFコイル7を収容する。点線の楕円は、傾斜磁場コイル5によるX
YZの各軸に沿って磁場強度が線形に変化する領域であり、この領域内で撮影、つまり磁
気共鳴信号のサンプリングが可能である。
【0012】
冷却装置は、このようなMR磁石部を局部的に冷却するものであり、MR磁石部の中で
傾斜磁場パルスのスイッチングにより最も熱を発生する熱源としての傾斜磁場コイル5を
主に冷却するために、傾斜磁場コイル5に隣接して設けられ又は傾斜磁場コイル5と一体
として成型された第1の冷却部9と、MR磁石部1の開口部2の最も内側に位置するRF
コイル7に隣接して設けられ又はRFコイル7と一体として成型された第2の冷却部11
とを有する。
【0013】
冷却装置の本体(冷却本体)20は、冷却コントローラ21を制御中枢として、第1の
熱交換器23と、第2の熱交換器25とを有する。冷却液は、第1の熱交換器23と第1
の冷却部9との間を冷却水チューブ31を介して循環される。また、冷却液は、第2の熱
交換器25と第2の冷却部11との間を冷却水チューブ33を介して循環される。
【0014】
第1の温度センサ13は、熱源としての傾斜磁場コイル5に装着され、第1のケーブル
27を介して冷却コントローラ21に駆動されて傾斜磁場コイル5の温度を検出する。第
2の温度センサ15は、MR磁石部1の開口部2の最も内側に位置し被検体が接触する可
能性のある開口部内壁17に装着され、第2のケーブル29を介して冷却コントローラ2
1に駆動されて、開口部内壁17の温度を検出する。なお、通常、RFコイル7は、コイ
ル線材を埋め込んで強化プラスチック等を円筒形に成型してなり、したがって開口部内壁
17とは、RFコイル7そのもの又はRFコイル7の内壁と換言できる。
【0015】
冷却コントローラ21は、第1の温度センサ13により検出された熱源としての傾斜磁場
コイル5の温度に基づいて、第1の熱交換器23の冷却能力を調整する。また、冷却コン
トローラ21は、第2の温度センサ15により検出された開口部内壁17の温度に基づい
て、第2の熱交換器25の冷却能力を調整する。
【0016】
図2に冷却コントローラ21の熱交換器23,25への制御手順を示す。冷却コントロー
ラ21は、第1の熱交換器23と第2の熱交換器25とを完全に独立して制御する。した
がって熱交換器23,25それぞれに対する制御は別の系統で行われる。まず、第1の熱
交換器23に対する制御系統を説明する。
【0017】
まず、ステップS11において、第1の温度センサ13は冷却コントローラ21により駆
動される。これにより、ステップS12において、熱源としての傾斜磁場コイル5の温度
T1 が第1の温度センサ13により検出される。ステップS12以後、MRシステムの
メイン電源がオフされるまで、第1の温度センサ13による傾斜磁場コイル5の温度検出
は継続される。
【0018】
ステップS13において、第1の温度センサ13により検出された傾斜磁場コイル5の温
度T1 は、冷却コントローラ21において、傾斜磁場コイル5の熱容量に応じた傾斜磁
場コイル5の許容温度より応答時間を考慮して若干低めに既定されている閾値Tth1
と比較される。
【0019】
検出された現在の温度T1 が、閾値Tth1 より低いとき(YES)、ステップS1
4において、冷却コントローラ21は、第1の熱交換器23の冷却能力を低下させ、また
は第1の熱交換器23の冷却動作を停止する。冷却能力は、第1の熱交換器23に装備さ
れている冷却水の循環ポンプの出力を低下させて単位時間あたりに第1の熱交換器23か
ら出力される冷却水の水量を低下させること、第1の熱交換器23に装備されている冷媒
を圧縮するためのコンプレッサーの出力を低下させて第1の熱交換器23から出力される
冷却水の水温を高くさせること、またはこれら両者を併用することにより低下される。こ
れにより、傾斜磁場コイル5の不経済な過冷却は防止される。
【0020】
冷却コントローラ21による第1の熱交換器23の冷却能力の低下は、ステップS13に
おいてNOつまりT1 ≧Tth1 となるまで継続される。ステップS13において、
検出された現在の温度T1 が、閾値Tth1 より高いとき(NO)、ステップS15
において、冷却コントローラ21は、第1の熱交換器23の冷却能力を上昇させ、または
第1の熱交換器23の冷却動作を開始する。冷却能力は、第1の熱交換器23に装備され
ている冷却水の循環ポンプの出力を上昇させて単位時間あたりに第1の熱交換器23から
出力される冷却水の水量を増大させること、第1の熱交換器23に装備されている冷媒を
圧縮するためのコンプレッサーの出力を上昇させて第1の熱交換器23から出力される冷
却水の水温を低くさせること、またはこれら両者を併用することにより上昇される。
【0021】
冷却コントローラ21による第1の熱交換器23の冷却能力の上昇は、ステップS13に
おいてYESつまりT1 <Tth1 となるまで継続される。次に、第2の熱交換器2
5に対する制御系統を説明する。まず、ステップS21において、第2の温度センサ15
は冷却コントローラ21により駆動される。これにより、ステップS22において、被検
体に最も近く被検体が接触する可能性のある開口部内壁17の温度T2が第2の温度セン
サ15により検出される。ステップS22以後、MRシステムのメイン電源がオフされる
まで、第2の温度センサ15による開口部内壁17の温度検出は継続される。
【0022】
ステップS23において、第2の温度センサ15により検出された開口部内壁17の温度
T2 は、冷却コントローラ21において、被検体が開口部内壁17に触れたとき、また
比較的長時間さらされたときに不快となり得る上限温度より応答時間を考慮して若干低め
に既定されている閾値Tth2と比較される。
【0023】
検出された現在の温度T2が、閾値Tth2より低いとき(YES)、ステップS24に
おいて、冷却コントローラ21は、第2の熱交換器25の冷却能力を低下させ、または第
2の熱交換器25の冷却動作を停止する。これにより、開口部内壁17の過冷却は防止さ
れる。
【0024】
冷却コントローラ21による第2の熱交換器25の冷却能力の低下は、ステップS23に
おいてNOつまりT2<Tth2となるまで継続される。ステップS23において、検出
された現在の温度T2が、閾値Tth2より高いとき(NO)、ステップS25において
、冷却コントローラ21は、第2の熱交換器25の冷却能力を上昇させ、または第2の熱
交換器25の冷却動作を開始する。
【0025】
冷却コントローラ21による第2の熱交換器25の冷却能力の上昇は、ステップS23に
おいてYESつまりT2<Tth2となるまで継続される。このように本実施の形態によ
れば、従来のように冷却水の温度によらず、被検体が接触する可能性のある開口部内壁1
7の温度を検出し、さらにこれに基づいて開口部内壁17を直接冷却するようになってい
るので、温度上昇に対する冷却の応答時間が短縮され、従来のような過剰冷却が不要にな
って、冷却に要するランニングコストを軽減させることができる。また、傾斜磁場コイル
5の冷却も、この傾斜磁場コイル5の許容温度を越えないように最小限度の冷却でよく、
従来のような過剰冷却が不要になって、冷却に要するランニングコストを軽減させること
ができる。
【0026】
MR磁石部の開口部内壁付近の温度に基づいて、冷却部の冷却能力が調整されるので、
熱源で発生した熱が最も内側の部分まで伝導するのに要する時間を見越す必要がなく、従
来のようなこの伝導時間を見越した早め早めの過剰な冷却が不要になり、短い応答性で高
い効率での冷却が実現される。
【0027】
(第2の実施の形態)
図3は第2の実施の形態による冷却装置の構成を示す。図3において、図1と同じ部分
には同符号を付して説明は省略する。ホストコントローラ35は、MRシステム全体の制
御中枢である。ホストコントローラ35にはスキャン(撮影)の設定条件や設定ガイド等
を表示するためのモニタ37、スキャン条件の設定やスキャンの開始/終了等の指示を入
力するためのキーボード39及びマウス41が接続されている。
【0028】
冷却コントローラ21は、第1の温度センサ13を介して検出した温度に基づいてその
傾斜磁場コイル5の温度上昇の傾き(時間変動)が第1の熱交換器23の冷却能力を上回
り第1の熱交換器23を最大冷却能力で運転しても傾斜磁場コイル5の温度上昇を抑える
ことが不可能であるか否かを判断し、第2の温度センサ15を介して検出した温度に基づ
いて開口部内壁17の温度上昇の傾き(時間変動)が第2の熱交換器25の冷却能力を上
回り第2の熱交換器25を最大冷却能力で運転しても開口部内壁17の温度上昇を抑える
ことが不可能であるか否かを判断し、これらの判断の少なくとも一方において“温度上昇
を抑えることが不可能である”との結果が出されたときに、スキャン休止信号をホストコ
ントローラ35に出力する。スキャン休止信号は、第1の温度センサ13による傾斜磁場
コイル5での温度T1が閾値Tth1より低くなり、且つ第2の温度センサ15による開
口部内壁17での温度T2が閾値Tth2より低くなるまで、冷却コントローラ21から
ホストコントローラ35に継続的に供給される。
【0029】
ホストコントローラ35は、スキャン休止信号を受けている間、スキャンを中止し、且
つキーボード39やマウス41からのスキャン開始命令を受け付けない(インターロック
をかける)。また、ホストコントローラ35は、スキャン休止中であることを表すメッセ
ージをモニタ37に表示するために、モニタ37に当該メッセージのグラフィック信号を
供給する。さらに、ホストコントローラ35は、スキャン停止下での冷却速度に基づいて
、スキャン休止信号が停止されてスキャンが再開できるまでの待ち時間をモニタ37に表
示するために、モニタ37に当該待ち時間のグラフィック信号を供給する。
【0030】
このように本実施の形態によれば、温度上昇の様子に応じて適当にインターロックをか
けることができる。また、スキャン休止中であることやその待ち時間をオペレータに提示
することができる。
【0031】
(第3の実施の形態)
図4は第3の実施の形態による冷却装置の構成を示す。図4において、図1と同じ部分
には同符号を付して説明は省略する。第1の実施の形態では2台の熱交換器が装備されて
いたが、第3の実施の形態では1台の熱交換器で第1の実施の形態と同じ作用及び効果を
実現するものである。
【0032】
熱交換器43は、冷却液チューブ31,33を介して第1の冷却部9と第2の冷却部11
の両方の間で冷却液を循環する。第2の冷却部11の冷却液チューブ33には、電磁弁4
5が介在されている。第1の冷却部9の冷却液チューブ31には、電磁弁45が介在され
ていない。電磁弁45が開けられているとき、冷却液チューブ33は導通状態になり、熱
交換器43と第2の冷却部11との間で冷却液が循環される。電磁弁45が閉じられてい
るとき、冷却液チューブ33は不通状態になり、熱交換器43と第2の冷却部11との間
での冷却液の循環は停止される。
【0033】
図5に冷却コントローラ41の熱交換器43への制御手順を示す。ステップS14、ステ
ップS15において、冷却停止、冷却開始が削除されていることに注意されたい。つまり
、冷却コントローラ41は、スキャンが行われている間、熱交換器43の冷却能力の調整
は行うが、熱交換器43を停止させることなく継続的に運転する。
【0034】
ステップS23において、検出された現在の温度T2 が、閾値Tth2 より低いとき
(YES)、ステップS26において、冷却コントローラ41は、電磁弁45を閉じて、
開口部内壁17の冷却を停止する。これにより、開口部内壁17の過冷却は防止される。
電磁弁45を閉じることは、ステップS23においてNOつまりT2<Tth2となるま
で継続される。
【0035】
ステップS23において、検出された現在の温度T2が、閾値Tth2より高いとき(N
O)、ステップS27において、冷却コントローラ41は、電磁弁45を開き、開口部内
壁17を冷却する。冷却コントローラ41による電磁弁45の開放は、ステップS23に
おいてYESつまりT2<Tth2となるまで継続される。
【0036】
MR磁石部の開口部内壁付近の温度に基づいて、冷却部の冷却能力が調整されるので、熱
源で発生した熱が最も内側の部分まで伝導するのに要する時間を見越す必要がなく、従来
のようなこの伝導時間を見越した早め早めの過剰な冷却が不要になり、短い応答性で高い
効率での冷却が実現される。
【0037】
このように本実施の形態によれば、1台の熱交換器で実施例1と同様の作用効果を達成す
ることができる。本発明は上述した実施の形態に限定されることなく種々変形して実施可
能である。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明の実施例1によるMR磁石部の冷却装置の構成図。
【図2】図1の冷却コントローラの熱交換器への制御手順を示すフローチャート。
【図3】本発明の実施例2によるMR磁石部の冷却装置の構成図。
【図4】本発明の実施例3によるMR磁石部の冷却装置の構成図。
【図5】図4の冷却コントローラの熱交換器への制御手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【0039】
1 MR磁石部
2 開口部
3 静磁場磁石
5 傾斜磁場コイル
7 RFコイル
9 第1の冷却部
11 第2の冷却部
13 第1の温度センサ
15 第2の温度センサ
17 開口部内壁
20 冷却装置本体
21 冷却コントローラ
23 第1の熱交換器
25 第2の熱交換器
27 第1のケーブル
29 第2のケーブル
31 第1の冷却水チューブ
33 第2の冷却水チューブ




 

 


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