特許 6042644 磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）マグネット用のコイル支持体及び支持方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6042644

(24)【登録日】2016年11月18日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）マグネット用のコイル支持体及び支持方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 6/06 20060101AFI20161206BHJP

【ＦＩ】

   H01F6/06

【請求項の数】10

【外国語出願】

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-141542(P2012-141542)

(22)【出願日】2012年6月25日

(65)【公開番号】特開2013-12737(P2013-12737A)

(43)【公開日】2013年1月17日

【審査請求日】2015年6月12日

(31)【優先権主張番号】13/169,812

(32)【優先日】2011年6月27日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390041542

【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100113974

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 拓人

(72)【発明者】

【氏名】マーク・デラクシャン

(72)【発明者】

【氏名】ロンジ・チャン

(72)【発明者】

【氏名】ウィリアム・アインジガー

(72)【発明者】

【氏名】シャオシュ・ディアオ

(72)【発明者】

【氏名】アーマン・シティリック

【審査官】 井上 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０３４５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１６４３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０７１０２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１９６６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０２３８９２８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０２−２１１６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４８９６１２８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５２９１１６９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０７９２４０１０（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開昭５７−１４２３５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ ６／０６

Ａ６１Ｂ ５／０５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超伝導マグネット用のコイル支持機構であって、
端部フランジ間に複数のチャンネルを有する主巻き型体部と、
前記端部フランジの間で前記主巻き型体部に結合されたスプリントであって、前記複数のチャンネルのうちの少なくとも一部のチャンネルの上方において前記主巻き型体部に結合されたスプリントと、
前記スプリントの複数の端部のうちの１つ以上の端部に隣接して前記主巻き型体部の前記端部フランジに結合された荷重拡散器であって、前記スプリントの前記１つ以上の端部と該荷重拡散器との間にギャップを有するように構成された荷重拡散器と、
を備えるコイル支持機構。

【請求項2】

前記主巻き型体部は複合材料から形成されており、前記スプリントは金属材料から形成されており、かつ前記荷重拡散器は複合材料から形成されている、請求項１に記載のコイル支持機構。

【請求項3】

前記主巻き型体部は、前記荷重拡散器と異なる複合材料から形成されている、請求項２に記載のコイル支持機構。

【請求項4】

前記スプリントはステンレス鋼から形成されており、かつ前記荷重拡散器はエポキシ積層体から形成されている、請求項２に記載のコイル支持機構。

【請求項5】

前記ギャップは、超伝導マグネットの通常動作の間において、前記スプリントの端部が前記荷重拡散器と当接するようなサイズとしている、請求項１に記載のコイル支持機構。

【請求項6】

前記荷重拡散器は平板を成している、請求項１に記載のコイル支持機構。

【請求項7】

前記荷重拡散器は階段状の面を有する、請求項１に記載のコイル支持機構。

【請求項8】

前記荷重拡散器は、前記スプリントの一部分を受け容れるためのスロットを有するように構成されている、請求項１に記載のコイル支持機構。

【請求項9】

前記荷重拡散器は、多角形状の面を有するように構成されている、請求項１に記載のコイル支持機構。

【請求項10】

前記スプリントは、前記荷重拡散器の肩部と係合するための少なくとも１つの突起を備えている、請求項１に記載のコイル支持機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示した主題は全般的には診断用撮像システムに関し、またさらに詳細には磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム内の超伝導マグネットのための支持装置及び支持体の形成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＭＲＩシステム及び核磁気共鳴（ＮＭＲ）撮像システムは、時間的に一定の（すなわち、均一で静的な）主要磁場すなわち主磁場を発生させる超伝導マグネットを含むことが可能である。ＭＲＩデータ収集は、磁場傾斜コイルを用いて主要磁場内部に磁気モーメントを励起させることによって達成される。例えばある関心領域を撮像するためには、磁場傾斜コイルを順次式にパルス動作させてＭＲＩスキャナのボア内にパルス状の傾斜磁場を生成し、関心領域に対応したボリュームを選択的に励起させて関心領域のＭＲ画像を収集している。作成により得られる画像は、関心領域の構造及び機能を示している。

【0003】

ＭＲＩシステムではその超伝導マグネットは、マグネットコイル支持構造を囲繞しかつこれにより支持される複数の超伝導マグネットコイルから形成されるのが一般的な電磁石である。超伝導マグネットコイルが通電されたり通電解除されるとコイルは移動する。マグネットコイル支持構造は、該支持構造に沿った及びその周りにおける超伝導マグネットコイルの位置を維持している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第７９２４０１０ Ｂ２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＭＲＩシステム用のマグネットコイル支持構造は、その内部に超伝導マグネットコイルを受け容れて支持するためのチャンネルを伴った複合材支持構造（例えば、複合材巻き型）として形成することができる。コイルに対する通電または通電解除の際に、この複合材支持構造に対して電磁気（ＥＭ）力が加わる。具体的にはこのＥＭ力によって複合材支持構造は、軸方向でマグネットのアイソセンタの方に圧縮される。

【0006】

ＥＭ力に対抗するための従来の支持構造は、マグネットコイル支持構造内まで及びその内部に延びる軸方向の金属製（通常は、ステンレス鋼製）スプリントを含む。このスプリントによって、ＥＭ力のすべてを支持している。さらにこのスプリントによって、システム全体に対して重量とコストの両方が追加される。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一実施形態では、超伝導マグネット用のコイル支持機構を提供する。本コイル支持機構は、端部フランジ間に複数のチャンネルを有する主巻き型体部と、端部フランジの間で主巻き型体部に結合されたスプリントと、を含む。本コイル支持機構はさらに、スプリントの端部のうちの１つまたは幾つかに隣接して主巻き型体部に結合された荷重拡散器であって、スプリントの端部のうちの該１つまたは幾つかと該荷重拡散器の間にギャップを有するようにした荷重拡散器を含む。

【0008】

別の実施形態では、超伝導マグネット用のコイル支持機構を提供する。本コイル支持機構は、端部フランジ間に複数のチャンネルを有する主巻き型体部を含んでおり、この主巻き型体部は非金属複合材料から形成されている。本コイル支持機構はさらに、端部フランジの間で軸方向にかつ複数のチャンネルのうちの少なくとも幾つかの上方で主巻き型体部に結合されたスプリントを含んでおり、このスプリントは金属材料から形成されている。本コイル支持機構はさらに、スプリントの端部に隣接して主巻き型体部の端部フランジに結合された荷重拡散器を含んでおり、この荷重拡散器は非金属複合材料から形成されると共に、スプリントの端部のうちの１つまたは幾つかと該荷重拡散器の間にギャップを有している。

【0009】

さらに別の実施形態では、超伝導マグネット用のコイル支持機構を製作するための方法を提供する。本方法は、端部フランジ間で金属製スプリントを非金属製の主巻き型体部に結合させるステップを含む。本方法はさらに、スプリントの端部のうちの１つまたは幾つかに隣接させると共にスプリントの端部のうちの該１つまたは幾つかと荷重拡散器の間にギャップを有するようにして非金属製荷重拡散器を主巻き型体部に結合させるステップを含む。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】様々な実施形態に従って形成された超伝導コイルマグネット向けのマグネットコイル支持機構の簡略ブロック図である。

【図2】一実施形態によるコイル支持巻き型の斜視図である。

【図3】様々な実施形態による磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）マグネットコイル支持機構を表した図である。

【図4】一実施形態による荷重拡散器の図である。

【図5】別の実施形態による荷重拡散器の図である。

【図6】別の実施形態による荷重拡散器の図である。

【図7】別の実施形態による荷重拡散器の図である。

【図8】別の実施形態による荷重拡散器の図である。

【図9】別の実施形態による荷重拡散器の図である。

【図10】別の実施形態による荷重拡散器の図である。

【図11】別の実施形態による荷重拡散器の図である。

【図12】一実施形態によるスプリントの図である。

【図13】様々な実施形態のマグネットコイル支持機構をその内部に実現し得る撮像システムの外観図である。

【図14】様々な実施形態に従って形成されたＭＲＩシステムのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

上述した要約並びにある種の実施形態に関する以下の詳細な説明は、添付の図面と共に読むことによってさらに十分な理解が得られよう。これらの図面が様々な実施形態の機能ブロックからなる図を表している場合も、必ずしもこれらの機能ブロックがハードウェアや回路間で分割されることを意味するものではない。したがって例えば、これらのブロックのうちの１つまたは幾つかは、単一のハードウェアの形で実現することや、複数のハードウェアの形で実現することができる。こうした様々な実施形態は図面に示した配置や手段に限定されるものではないことを理解すべきである。

【0012】

本明細書で使用する場合、単数形で「ａ」や「ａｎ」の語を前に付けて記載した要素やステップは、これに関する複数の要素やステップも排除していない（こうした排除を明示的に記載している場合を除く）と理解すべきである。さらに、「一実施形態」に対する言及は、記載した特徴も組み込んでいる追加的な実施形態の存在を排除すると理解されるように意図したものではない。さらに特に明示的に否定する記述をしない限り、ある具体的な性状を有する１つまたは複数の構成要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、当該性状を有しないこうした構成要素を追加的に含むことがある。

【0013】

様々な実施形態によれば、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム内のマグネットのための支持装置並びに支持体を形成するための方法が提供される。この様々な実施形態によれば、荷重拡散器を備えたスプリットを含んだスプリント機構が提供される。この機構は、様々な条件下（例えば、ランピング動作時や通常動作時）における荷重分布の異なる分割を可能とする。様々な実施形態の実施によって、主巻き型の（特に、より大きなポケットやチャンネル内における）構造状の欠陥が低減または防止される。

【0014】

ＭＲＩシステム用の超伝導マグネットと連携した幾つかの実施形態について記載することがあるが、これらの様々な実施形態は、超伝導マグネットを有する任意のタイプのシステムと連携して実現し得ることに留意すべきである。この超伝導マグネットは、別のタイプの医用撮像デバイス、並びに非医用の撮像デバイスの形で実現することもできる。

【0015】

図１に示したようにＭＲＩマグネットコイル支持機構２０は、様々な実施形態において超伝導マグネットを形成する複数のコイル２４を支持する複合材巻き型であるようなコイル支持体２２を含む。例えばコイル支持体２２は、当技術分野で周知の方法を用いて繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）を形成するためにエポキシ樹脂合成物を用いて形成させた主巻き型体部とすることがある。ＭＲＩマグネットコイル支持機構２０はさらに、１つまたは複数の荷重拡散器２８（２つの荷重拡散器２８を図示）と連携したスプリント２６を含む。スプリント２６と荷重拡散器２８との合成体は、ある動作条件下において複数のコイル２４が発生させる電磁気（ＥＭ）力（例えば、３９００ｋＮのＥＭ力）などの軸方向力に抗した支持を提供するように構成されている。

【0016】

コイル支持体２２は、超伝導マグネットの複数のコイル２４のうちの１つまたは幾つかを支持できるような形状及びサイズとしている。したがってコイル支持体２２は、１つまたは複数のコイル２４のための軸方向及び半径方向の力からの支持などの構造的支持を提供でき、この１つまたは複数のコイル２４はさらに本明細書でより詳細に記載するようなスプリント２６及び荷重拡散器２８によって支持されている。

【0017】

図２には、形状が全体として円筒状となったコイル支持体２２の一実施形態を示している。コイル支持体２２は全体として、その内部における超伝導マグネットコイル（図示せず）の位置を維持させる複数のチャンネル３２を含んだ複合材体部３０から形成されている。図示した実施形態では、端部チャンネル３２ａ及び３２ｅはこれ以外のチャンネル３２ｂ〜ｄと比べてより大きい（例えば、チャンネル３２ａ及び３２ｅを画定する壁のうちの少なくとも１つに沿った円周方向サイズがより大きい）ことに留意すべきである。しかし、チャンネル３２の円周方向のサイズ及び幅を含むサイズは所望によりまたは必要に応じて変更することができる。

【0018】

コイル支持体２２はさらに、その間にチャンネル３２を備えた荷重拡散器２８（図１参照）を含むことがある端部フランジ３４を含む。荷重拡散器２８は、様々な動作条件の間においてスプリント２６とコイル支持体２２の間で軸方向力からの荷重を拡散または分散することができる。例えば図３に示したような一実施形態では、軸方向力（矢印Ａで示す）はコイル支持機構２０によって分散される。図３は、このコイル支持体の軸対称切欠き図を示している。

【0019】

この実施形態ではスプリント２６は、端部フランジ３４の間を軸方向に延びる金属製のバーまたはロッドとすることがある。例えばスプリント２６は、ステンレス鋼（一実施形態では、ＳＳ３０４ステンレス鋼）などの適当な任意の金属、あるいは適当な別の非鉄金属材料から形成させることがある。スプリント２６は、複合材体部３０の上表面に（例えば、チャンネル３２のうちの幾つかの上方で）適当な任意の締結手段（例えば、ボルトや別の機械的締結器）を用いて結合させることがある。スプリント２６の長さは、最外側チャンネル３２の一部も画定する端部フランジ３４の内側壁４０間の距離と比べてより短い。したがって、スプリント２６の端部と端部フランジ３４の間（またより具体的には、スプリント２６の端部と端部フランジ３４に結合された荷重拡散器２８との間）にギャップ４２を設けている。したがって荷重拡散器２８は、スプリント２６の端部に隣接してまたはこれの反対側に位置決めされている、ただしこれに接してはいない。ギャップ４２はスプリント２６の両方の端部に設けることもスプリント２６の一方の端部にだけ設けるもあり得ることに留意すべきである。

【0020】

具体的には、端部フランジ３４の内側壁４０の上側端部４４に対して１つの荷重拡散器２８を結合させている（例えば、エポキシその他の接着をさせている）。荷重拡散器２８はスプリント２６から端部フランジ３４に（またしたがって、複合材体部３０に）荷重を（具体的には、軸方向力を）伝達するのに適した任意の構造とすることができる。一実施形態ではその荷重拡散器２８は、複合材体部３０がある種の条件下（例えば、通常動作条件下）で圧縮したときにスプリント２６と複合材体部３０の間の接触圧力を低減するように構成された平板である。例えば荷重拡散器２８は、複合材体部３０と同様の材料から形成されることがある。しかし荷重拡散器２８は、ガラス強化エポキシ積層体（例えば、Ｇ１０複合材料）など適当な任意の複合材料から形成されることがある。荷重拡散器２８は、軸方向力の分散を可能にするような、並びに荷重拡散器２８とスプリント２６の間のギャップ４２を画定する所定の間隔を提供するようなサイズ（特に、厚さについて）としている。荷重拡散器２８は、内側壁４０に沿って下方向に（例えば、内側壁４０に沿ったほぼ中間まで）延びることがある。しかし荷重拡散器２８は、所望によりまたは必要に応じて延び方がこれより大きいことや小さいこと、並びに円周方向に延びることもあり得る。さらに荷重拡散器２８は、概して矩形の形状をとること、複合材体部３０の輪郭に従った湾曲した上側または底側端部を有すること、あるいは所望のまたは必要に応じた形状とすることがある。

【0021】

スプリント２６の端部と荷重拡散器２８の間の軸方向ギャップ４２としたギャップ４２は一実施形態では、金属から形成されたスプリント２６と非金属から形成された複合材体部３０との間の熱膨張係数（ＣＴＥ）不整合に対応するように事前決定されている。例えばギャップ４２の距離は、通常動作条件時または定常動作時に（例えば、マグネット温度が４度ケルビンに達したときなどに）、ギャップ４２が閉じてスプリント２６の端部が荷重拡散器２８と当接するすなわち接触するように設けられることがある。この接触圧力は異なる実施形態ごとに様々となり得る。

【0022】

したがって動作中の（複合材体部３０上に支持されたコイル２４により形成される）マグネットのランピングの間では、ギャップ４２が閉じておらずスプリント２６によって荷重が吸収される。マグネットがスプリント２６と荷重拡散器２８が接触状態にある３テスラ磁場などの通常動作条件に到達した後は、スプリント２６と複合材体部３０の間で荷重分布が分割される。例えば一実施形態ではその荷重分布は、複合材体部３０に対して荷重の２５パーセントまたスプリント２６に対して荷重の７５パーセントとなるように分割される。したがって様々な実施形態では、複合材体部３０に加わる総軸方向ＥＭ力は通常動作条件下などある種の条件下において複合材体部３０とスプリント２６の間で分散すなわち共有される。

【0023】

荷重拡散器２８は、スプリント２６と複合材体部３０の間に様々な界面が画定されるような様々な形状及び形態をとり得ることに留意すべきである。したがって荷重拡散器２８は、スプリント２６の端部に界面を作るまたはこれを受け容れるための例えば様々なブラケット構造を形成することがある。さらに荷重拡散器２８は、端部フランジ３４の位置にある最外側チャンネル３２に代えてまたはこれに加えて、チャンネル３２のこれ以外のチャンネルの位置に代替としてまたは追加として位置決めされることもあることに留意すべきである。さらに、複合材体部３０に沿った様々な箇所に配置させるなど荷重拡散器の様々な構成を一緒に用いることがあることに留意すべきである。

【0024】

以下に記載する荷重拡散器の様々な形状及び構成は単に例示である。さらにスプリント２６の端部は、荷重拡散器を当接係合させるように荷重拡散器によって形成される界面を補完するような形状または構成とすることがある。

【0025】

例えば一実施形態では、図４に示したようなスプリント２６を伴う階段状の界面を荷重拡散器５０によって画定させている。この実施形態では荷重拡散器は、スプリント２６の端部を受け容れるための肩部５２を画定する単一のステップを有する。図５に示したような別の実施形態では、荷重拡散器６０は階段状の界面以外に、スプリント２６の突起６４をその内部に受け容れるためのノッチ６２を含む。ノッチ６２は、その内部における突起６４の軸方向の移動を可能にさせるようなサイズとすることがある。図６に示したような別の実施形態では、荷重拡散器７０はスプリント２６を係合するように構成されたピン７２を含む。ピン７２は様々な実施形態では、熱収縮に対する応力集中部（ｓｔｒｅｓｓ ｒａｉｓｅｒ）を生成する。

【0026】

図７に示したように荷重拡散器８０は、より幅広の基部８２を有することがある、ただし図４の荷重拡散器５０と同様の階段状の界面を伴う。図８に示したような別の実施形態では、スプリント２６を係合するためのリングトレーガ（ｒｉｎｇ ｉｎｓｅｒｔ）９２を含むような荷重拡散器９０が提供される。

【0027】

図９に示したような一実施形態では、階段状の界面を有する荷重拡散器１００（ただしこの実施形態では、ステップの高さはスプリント２６との下側係合を提供できるようにより大きくなっている）が提供される。したがってスプリント２６の最上部は、荷重拡散器１００の最上部より下にあり、図４の荷重拡散器５０に示したように最上部と概ね平面性となっていない。

【0028】

この荷重拡散器は様々な断面形状をとることができる。例えば図１０に示したような荷重拡散器１１０は、多角形状のステップ１１２を有するように設けられることがあり、このステップ１１２は図示した実施形態では角度の付いた中間壁（例示として約４５度の角度で図示）を伴う概して垂直な２つの壁を含む。スプリント２６の端部は補完的形状を有する。

【0029】

別の実施形態による荷重拡散器１２０は、図１１に示したようなノッチ１２２を含む。しかし図５に示したような荷重拡散器６０のノッチ６２と異なり、ノッチ１２２は（矩形ではなく）湾曲していると共に、荷重拡散器１２０の端部壁のより近くに配置させている。

【0030】

荷重拡散器に対する修正以外に、スプリント２６を修正することもできる。例えばスプリント２６は、図１２に示したように荷重拡散器５０の下側壁５４を係合する突起１３２を含み荷重拡散器５０の端部壁５６に接触することなく肩部５２上の階段状の界面によって荷重拡散器５０を支持することがある。

【0031】

上述の例は単に例証目的であること、並びにスプリント２６及び荷重拡散器２８に関して任意の形状、構成または向きを提供し得ることに留意すべきである。

【0032】

したがって様々な実施形態によれば、例えばコイル支持体とスプリントの間の軸方向力などの荷重をスプリント及び１つまたは複数の荷重拡散器を用いて分散させているマグネットコイル支持構造が提供される。

【0033】

ＭＲＩマグネットコイル支持機構２０の様々な実施形態は、図１３に示すような撮像システム１４０の一部として設けることができる。撮像システム１４０を単一モダリティの撮像システムとして図示しているが、この様々な実施形態はマルチモダリティ撮像システム内にまたはこれに付属して実現し得ることを理解されたい。撮像システム１４０は、ＭＲＩ撮像システムとして図示しており、またコンピュータ断層（ＣＴ）、陽電子放出断層（ＰＥＴ）、単一光子放出コンピュータ断層（ＳＰＥＣＴ）及び超音波システムなどの異なるタイプの医用撮像システムと組み合わせること、あるいは画像（特に人の画像）の作成が可能な別の任意のシステムと組み合わせることができる。さらに、これらの様々な実施形態は人を対象とした撮像のための医用撮像システムに限定されるものではなく、人間以外の対象、手荷物その他を撮像するための獣医学システムや非医用システムを含むこともある。

【0034】

図１３を参照すると撮像システム１４０は、撮像ユニット１４４（例えば、撮像スキャナ）を有する撮像部分１４２と、プロセッサ１４７やその他のコンピュータ処理デバイスや制御器デバイスを含み得る処理部分１４６と、を含む。具体的には撮像ユニット１４４によって撮像システム１４０は、対象物や患者１５５をスキャンして画像データ（対象物や患者１５５の全体の画像データのこともその一部の画像データのこともある）を収集することが可能となる。撮像ユニット１４４は、画像データの収集を可能とさせる１つまたは複数の撮像構成要素（その内部のマグネットや磁気巻き線など）を含んだガントリ１５０を含む。マルチモダリティ撮像システムでは、磁気共鳴撮像用のマグネット（複数のこともある）以外に、コンピュータ断層撮像用のＸ線源及び検出器、あるいは核医学撮像用のガンマカメラが設けられることがある。これらの撮像構成要素は、有線式やワイヤレス式とし得る通信リンク１５９を介して処理部分１４６に伝送される画像データを表す信号を発生させている。これらの信号は様々なプロトコルその他で構成され得ることに留意すべきである。さらに撮像ユニット１４４による撮像スキャンの間において、ガントリ１５０とその上またはその中に装着された撮像構成要素は静止したまま維持されることも、ボア１５３を通過する検査軸を規定する回転中心の周りでまたは回転中心に沿って回転させることもあり得ることにも留意すべきである。患者１５５は例えばモータ式テーブル１５７を用いてガントリ１５０の内部に位置決めされることがある。

【0035】

したがって動作時において、これらの撮像構成要素のうちの１つまたは幾つかの出力が処理部分１４６に送られ、またこの反対方向に送られており、これには例えば制御インタフェース１６１を介したプロセッサ１４７へのまたはこれからの信号の送信を含むことがある。プロセッサ１４７はさらに、例えばユーザ入力や所定のスキャンに基づいてモータ式テーブル１５７または撮像構成要素の位置を制御するための制御信号を発生させることもある。スキャン中に、撮像構成要素からの磁気共鳴画像データなどの画像データは、制御インタフェース１６１を介してデータインタフェース１６３を通してプロセッサ１４７に伝送されることがある。データの収集及び処理に使用されるプロセッサ１４７と付属のハードウェア及びソフトウェアとのことを、全体としてワークステーション１６４と呼ぶことがある。ワークステーション１６４は、キーボード１６７及び／またはユーザ入力デバイス（マウス、ポインタその他など）、並びに表示デバイス（モニタ１６６として図示）を含む。モニタ１６６は画像データを表示させると共に、タッチ画面が有効であればユーザから入力を受け取ることもある。

【0036】

単に例証の目的において、様々な実施形態を図１４に示したようなＭＲＩシステム１４０として実現させることがある。具体的には撮像システム１４０は、撮像部分１４２と、プロセッサまたはその他のコンピュータ処理デバイスや制御器デバイスを含み得る処理部分１４６と、を含むのが一般的である。ＭＲＩシステム１４０はヘリウム容器１５１の内部に、本明細書に記載したようなマグネットコイル支持構造上に支持され得るコイルから形成した超伝導マグネット１４８を含む。ヘリウム容器１５１は超伝導マグネット１４８を囲繞しており、かつ液体ヘリウムで満たされている。

【0037】

ヘリウム容器１５１の外側表面の全部または一部を囲繞するように断熱体１５２が設けられている。超伝導マグネット１４８の内部には複数の磁場傾斜コイル１５４が設けられており、またこの複数の磁場傾斜コイル１５４の内部にはＲＦ送信コイル１５６が設けられている。幾つかの実施形態ではそのＲＦ送信コイル１５６を１つの送信／受信コイルで置き換えることがある。ガントリ１５０内部にある構成要素は全体として撮像部分１４２を形成している。超伝導マグネット１４８を円筒形状としているが、その他の形状のマグネットも使用可能であることに留意すべきである。

【0038】

処理部分１４６は、制御器１５８、主磁場制御１６０、傾斜磁場制御１６２、メモリ１６５、表示デバイス（モニタ１６６として具現化）、送信−受信（Ｔ−Ｒ）スイッチ１６８、ＲＦ送信器１７０及び受信器１７２を含むのが一般的である。

【0039】

動作時において撮像対象の患者やファントームなどの対象の体部が、ボア１７４内の適当な支持体（例えば、患者テーブル）上に配置される。超伝導マグネット１４８はボア１７４を横断するような均一で静的な主磁場Ｂ₀を発生させる。ボア１７４内及び対応した患者内の電磁場の強度は、主磁場制御１６０を介して制御器１５８により制御されており、制御器１５８はさらに超伝導マグネット１４８への励起電流の供給も制御している。

【0040】

１つまたは複数の傾斜コイル素子を含む磁場傾斜コイル１５４は、ボア１７４内で超伝導マグネット１４８内部の磁場Ｂ₀に対して直交する３つの方向ｘ、ｙ及びｚのうちの任意の１つまたは幾つかの方向に磁場傾斜が印加できるように設けられる。磁場傾斜コイル１５４は、傾斜磁場制御１６２によって励起を受けると共に、制御器１５８による制御も受けている。

【0041】

複数のコイルを含み得るＲＦ送信コイル１５６は、磁気パルスの送信かつ／または受信コイル素子（ＲＦ受信コイルとして構成された表面コイルなど）も設けられている場合は任意選択で同時に患者からのＭＲ信号の検出を行うように配列されている。ＲＦ受信コイルは、任意のタイプまたは構成（例えば、単独の受信表面コイル）とすることがある。受信表面コイルは、ＲＦ送信コイル１５６内部に設けられたＲＦコイルからなるアレイとすることがある。

【0042】

ＲＦ送信コイル１５６と受信表面コイルはＴ−Ｒスイッチ１６８によって、ＲＦ送信器１７０と受信器１７２の一方に対してそれぞれ選択的に相互接続させている。ＲＦ送信器１７０及びＴ−Ｒスイッチ１６８は、ＲＦ磁場パルスまたは信号をＲＦ送信器１７０により発生させかつ患者内で磁気共鳴を励起するために患者に選択的に加えられるように制御器１５８によって制御される。ＲＦ励起パルスが患者に加えられている間は、Ｔ−Ｒスイッチ１６８はさらに受信表面コイルを受信器１７２から切断するように作動させている。

【0043】

ＲＦパルスの印加に続いて、再度Ｔ−Ｒスイッチ１６８を作動させてＲＦ送信コイル１５６をＲＦ送信器１７０から切断すると共に、受信表面コイルを受信器１７２に接続させている。受信表面コイルは、患者内の励起した原子核に由来するＭＲ信号を検出または検知するように動作すると共に、このＭＲ信号を受信器１７２に伝送している。検出したこれらのＭＲ信号は一方、制御器１５８に伝送される。制御器１５８は、例えば患者の画像を表す信号を発生させるようにＭＲ信号の処理を制御するプロセッサ（例えば、画像再構成プロセッサ）を含む。

【0044】

画像を表す処理済み信号はさらに、モニタ１６６に送られ、画像の視覚的描出が提供される。具体的にはこのＭＲ信号によって、観察可能な画像が得られるようにフーリエ変換を受けるｋ空間を満たすまたはこれを形成している。画像を表す処理済み信号は次いで、モニタ１６６に送られる。

【0045】

様々な実施形態及び／または構成要素（例えば、ＭＲＩシステム１４０に関するものなどのモジュールあるいはこれらの内部にある構成要素や制御器）はまた、１つまたは複数のコンピュータまたはプロセッサの一部として実現させることもある。このコンピュータやプロセッサは、コンピュータ処理デバイス、入力デバイス、表示ユニット、及び例えばインターネットにアクセスするためのインタフェースを含むことがある。このコンピュータやプロセッサは、マイクロプロセッサを含むことがある。このマイクロプロセッサは、通信バスと接続させることがある。このコンピュータやプロセッサはさらにメモリを含むことがある。このメモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）や読出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含むことがある。このコンピュータやプロセッサはさらに、ハードディスクドライブ、あるいはフロッピー(商標）ディスクドライブ、光ディスクドライブその他などの取外し可能な記憶ドライブとし得る記憶デバイスを含むことがある。この記憶デバイスはさらに、コンピュータプログラムその他の命令をコンピュータやプロセッサにロードするための別の同様の手段とすることがある。

【0046】

本明細書で使用する場合、「コンピュータ」や「モジュール」という用語は、マイクロコントローラを用いたシステム、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理回路、及び本明細書に記載した機能を実行可能な別の任意の回路やプロセッサを含めプロセッサベースまたはマイクロプロセッサベースの任意のシステムを含むことがある。上述の例は単に例示であり、またしたがっていかなる意味においても「コンピュータ」という用語の定義及び／または意味を限定することを意図していない。

【0047】

このコンピュータやプロセッサは、入力データを処理するために１つまたは複数の記憶素子内に保存された１組の命令を実行する。この記憶素子はさらに、所望によりまたは必要に応じて、データやその他の情報も保存することがある。この記憶素子は情報ソースの形態とすることや、処理装置内部にある物理的な記憶素子とすることがある。

【0048】

この命令の組は、本発明の様々な実施形態の方法や処理などの指定の動作を実行するように処理装置としてのコンピュータまたはプロセッサに指令するための様々なコマンドを含むことがある。この命令組は、有形の非一時的コンピュータ読み取り可能媒体（複数のこともある）の一部を形成し得るソフトウェアプログラムの形態とすることがある。このソフトウェアは、システムソフトウェアやアプリケーションソフトウェアなどの様々な形態とすることがある。さらにこのソフトウェアは、単独のプログラムやモジュールからなる集合体、より大きなプログラムの内部のプログラムモジュール、あるいはプログラムモジュールの一部分の形態とすることがある。このソフトウェアはさらに、オブジェクト指向プログラミングの形態をしたモジュール型プログラミングを含むことがある。処理装置による入力データの処理は、オペレータコマンドに応答すること、以前の処理結果に応答すること、あるいは別の処理装置が発した要求に応答することがある。

【0049】

本明細書で使用する場合に「ソフトウェア」と「ファームウェア」という用語は、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ及び不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリを含めコンピュータによって実行するためにメモリ内に保存された任意のコンピュータプログラムを含むことがある。上述のメモリタイプは単に例示であり、またしたがってコンピュータプログラムの記憶に使用可能なメモリのタイプを限定するものではない。

【0050】

上の記述は例示であって限定でないことを理解されたい。例えば上述の実施形態（及び／または、その態様）は、互いに組み合わせて使用することがある。さらに、具体的な状況や材料を様々な実施形態の教示に適応させるようにその趣旨を逸脱することなく多くの修正を実施することができる。本明細書に記載した材料の寸法及びタイプが様々な実施形態のパラメータを規定するように意図していても、これらは決して限定ではなく単なる例示である。上の記述を検討することにより当業者には別の多くの実施形態が明らかとなろう。様々な実施形態の範囲はしたがって、添付の特許請求の範囲、並びに本請求範囲が規定する等価物の全範囲を参照しながら決定されるべきである。添付の特許請求の範囲では、「を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」や「ようになった（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」という表現を「を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」や「であるところの（ｗｈｅｒｅｉｎ）」という対応する表現に対する平易な英語表現として使用している。さらに添付の特許請求の範囲では、「第１の」、「第２の」及び「第３の」その他の表現を単にラベル付けのために使用しており、その対象に対して数値的な要件を課すことを意図したものではない。さらに、添付の特許請求の範囲の限定は手段プラス機能形式で記載しておらず、また３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２、第６パラグラフに基づいて解釈されるように意図したものでもない（ただし、本特許請求の範囲の限定によって「のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」の表現に続いて追加的な構造に関する機能排除の記述を明示的に用いる場合を除く）。

【0051】

この記載では、様々な実施形態（最適の形態を含む）を開示するため、並びに当業者による任意のデバイスやシステムの製作と使用及び組み込んだ任意の方法の実行を含む様々な実施形態の実施を可能にするために例を使用している。この様々な実施形態の特許性のある範囲は本特許請求の範囲によって規定していると共に、当業者により行われる別の例を含むことができる。こうした別の例は、その例が本特許請求の範囲の文字表記と異ならない構造要素を有する場合や、その例が本特許請求の範囲の文字表記と実質的に差がない等価的な構造要素を有する場合があるが、本特許請求の範囲の域内にあるように意図したものである。

【0052】

上の記述は例示であって限定でないことを理解されたい。例えば上述の実施形態（及び／または、その態様）は、互いに組み合わせて使用することがある。さらに、具体的な状況や材料を様々な実施形態の教示に適応させるようにその趣旨を逸脱することなく多くの修正を実施することができる。本明細書に記載した材料の寸法及びタイプが様々な実施形態のパラメータを規定するように意図していても、これらは決して限定ではなく単なる例示である。上の記述を検討することにより当業者には別の多くの実施形態が明らかとなろう。様々な実施形態の範囲はしたがって、添付の特許請求の範囲、並びに本請求範囲が規定する等価物の全範囲を参照しながら決定されるべきである。添付の特許請求の範囲では、「を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」や「ようになった（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」という表現を「を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」や「であるところの（ｗｈｅｒｅｉｎ）」という対応する表現に対する平易な英語表現として使用している。さらに添付の特許請求の範囲では、「第１の」、「第２の」及び「第３の」その他の表現を単にラベル付けのために使用しており、その対象に対して数値的な要件を課すことを意図したものではない。さらに、添付の特許請求の範囲の限定は手段プラス機能形式で記載しておらず、また３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２、第６パラグラフに基づいて解釈されるように意図したものでもない（ただし、本特許請求の範囲の限定によって「のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」の表現に続いて追加的な構造に関する機能排除の記述を明示的に用いる場合を除く）。

【0053】

この記載では、様々な実施形態（最適の形態を含む）を開示するため、並びに当業者による任意のデバイスやシステムの製作と使用及び組み込んだ任意の方法の実行を含む様々な実施形態の実施を可能にするために例を使用している。この様々な実施形態の特許性のある範囲は本特許請求の範囲によって規定していると共に、当業者により行われる別の例を含むことができる。こうした別の例は、それが本特許請求の範囲の文字表記と異ならない構造要素を有する場合や、それが本特許請求の範囲の文字表記と実質的に差がない等価的な構造要素を有する場合があるが、本特許請求の範囲の域内にあるように意図したものである。

【符号の説明】

【0054】

２０ マグネットコイル支持機構
２２ コイル支持体
２４ コイル
２６ スプリント
２８ 荷重拡散器
３０ 複合材体部
３２ チャンネル
３４ 端部フランジ
４０ 内側壁
４２ ギャップ
４４ 上側端部
５０ 荷重拡散器
５２ 肩部
５４ 下側壁
５６ 端部壁
６０ 荷重拡散器
６２ ノッチ
６４ 突起
７０ 荷重拡散器
７２ ピン
８０ 荷重拡散器
８２ より幅広の基部
９０ 荷重拡散器
９２ リングトレーガ
１００ 荷重拡散器
１１０ 荷重拡散器
１１２ 多角形状のステップ
１２０ 荷重拡散器
１２２ ノッチ
１３２ 突起
１４０ ＭＲＩシステム
１４２ 撮像部分
１４４ 撮像ユニット
１４６ 処理部分
１４７ プロセッサ
１４８ 超伝導マグネット
１５０ ガントリ
１５１ ヘリウム容器
１５２ 断熱体
１５３ ボア
１５４ 磁場傾斜コイル
１５５ 患者
１５６ ＲＦ送信コイル
１５７ モータ式テーブル
１５８ 制御器
１５９ 通信リンク
１６０ 磁場制御
１６１ 制御インタフェース
１６２ 傾斜磁場制御
１６３ データインタフェース
１６４ ワークステーション
１６５ メモリ
１６６ モニタ
１６７ キーボード
１６８ Ｔ−Ｒスイッチ
１７０ ＲＦ送信器
１７２ 受信器
１７４ ボア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】