专利名称：磁共振成像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁共振成像装置(以下简称为MRI装置)，尤其涉及MRI装置中的静磁场发生源的振动的抑制。
背景技术：
MRI装置具备静磁场发生源，通过对处在该静磁场发生源所产生的均匀的静磁场中的受检者照射电磁波，检测从受检者产生的磁共振信号，并对所检测出的磁共振信号进行图像处理，从而得到表示受检者的物理性质的磁共振图像。还有，MRI装置也具备倾斜磁场发生源，为了得到磁共振信号的位置信息，在静磁场上叠加倾斜磁场。
在这种MRI装置中，关于静磁场的发生方向有水平方向静磁场方式和垂直方向静磁场方式。水平方向静磁场的MRI装置其静磁场发生源由圆筒结构形成。在这种方式的情况下，受检者进入圆筒结构的静磁场发生源的内部，且其体轴处于与静磁场方向一致的状态。一方面，垂直方向静磁场方式的MRI装置做成上下相对配置静磁场发生源的结构。在这种方式的情况下，受检者进入相对配置结构的静磁场发生源的内部，且其体轴处于与静磁场方向正交的状态。这种垂直方向静磁场方式的MRI装置在受检者的开放性和检查者的进出性方面优于受检者进入圆筒结构的内部的水平方向静磁场方式的MRI装置。
磁共振图像的画质受到静磁场强度和倾斜磁场强度的影响，这些磁场的强度越大，就越能得到高画质的磁共振图像。作为MRI装置的静磁场发生源，虽然使用永久磁铁或通常传导磁铁或超导磁铁，但为了得到例如0.4特斯拉以上的较大的强度的静磁场而用超导磁铁形成静磁场发生源。
还有，磁共振图像的画质受到静磁场的均匀性的影响，静磁场的均匀性越高，就越能得到高画质的磁共振图像。而且，若静磁场发生源振动，则静磁场因其振动而紊乱。即磁共振图像的画质受到静磁场发生源的振动的影响。保持充分的画质所需静磁场的均匀度为ppm级。因而MRI装置的对以米制单位的尺寸能够容许到一百万分之一即μm级的振动。
如上所述，在MRI装置中，以高频线圈向受检者照射电磁波而进行拍摄。虽然与该电磁波照射同步在倾斜磁场发生源通电而产生静磁场，但这样一来在静磁场中电流流动，因而产生劳伦兹力使得倾斜磁场发生源振动。并且，由该倾斜磁场发生源的振动所诱发使得静磁场发生源也振动。因而越提高静磁场强度或倾斜磁场强度，则静磁场发生源的振动也就越容易产生。即为了高画质化而加大静磁场强度和倾斜磁场强度的任意一方或双方，则倾斜磁场发生源的助振力变大，而且容易在静磁场发生源上发生振动。
这种振动问题，对垂直方向静磁场方式的MRI装置尤为重要。在垂直方向静磁场方式的MRI装置中，虽然具有连接支撑上下相对配置的静磁场发生源的结构，但要发挥受检者的开放性和检查者的进出性特性，却不能确保该连接支撑中的结构刚性，还有，在静磁场发生源的上下相对配置中因重心提高等而容易发生振动，使得有效抑制尤显重要。
作为解决MRI装置中的振动问题的技术，已知有例如专利文献1所公开的例子(专利文献1特开2005-137530号公报(第9页、图1)。专利文献1所公开的例子所公开的MRI装置是在静磁场发生源上使用超导磁铁的类型的垂直方向静磁场方式，而且作为垂直方向静磁场方式的超导磁铁的类型具有代表性的结构。具体来讲，在专利文献1所公开的MRI装置中，夹着拍摄空间上下相对配置有静磁场发生源即超导线圈，该上下的超导线圈容纳于分别对应的上下冷却容器内，上下冷却容器进一步容纳于分别对应的上下真空容器内。并且，上下冷却容器由冷却容器连接管连接而构成冷却容器模块(内槽系统)，上下的真空容器由真空容器连接管连接而构成真空容器模块(外槽系统)。还有，夹着拍摄空间上下配置有静磁场上叠加倾斜磁场的倾斜磁场线圈，该上下倾斜磁场线圈支撑于真空容器上。
在这种MRI装置中，如上述那样，因拍摄时所照射的电磁波，倾斜磁场线圈振动。其结果，支撑倾斜磁场线圈的真空容器振动，具体来讲，真空容器模块振动。该振动是直接接触MRI装置的设置场所的设置地面的下侧真空容器的底面(这又是装置的底面)约束在设置地面上的真空容器模块的悬臂梁结构的一阶弯曲模式的振动。因此，下侧真空容器的振动比上侧真空容器的振动小。在专利文献1所公开的MRI装置中，通过利用该原理，能够有效地抑制起因于倾斜磁场线圈的振动的冷却容器及至超导线圈的振动。具体来讲，在下侧真空容器与上侧真空容器之间设置多个支撑部件并借助于这些部件使冷却容器模块支撑于下侧真空容器上。根据这种支撑结构，由于用振动较小的下侧真空容器支撑冷却容器模块，因而能够有效地抑制冷却容器乃至超导线圈的振动。
对于MRI装置，在装置的设置场所本身具有振动的条件下，除如上所述的起因于装置内部的振动以外，也有从外部通过装置的设置地面传递过来的振动的问题。作为解决起因于外部的振动问题的技术，已知有例如专利文献2所公开的例子(专利文献2特开2004-267397号公报(第14页、图1)。专利文献2所公开的MRI装置具备支撑产生静磁场的磁体并设置在设置地面上的支撑单元。该支撑单元具有调整磁体的姿态的姿态调整部和使来自设置地面的振动衰减到不同于磁体的共振频率的振动的衰减单元。这种MRI装置能够有效地抑制从装置外部通过设置地面传递过来的振动，而且即使在装置外部具有振动源的条件的设置场所，也能够有效地防止起因于该外部振动源的磁共振图像的画质的劣化。
在MRI装置中的起因于内部结构的振动之中，具有对画质带来不良影响的可能性的振动除了上述的一阶弯曲模式，也就是说，除了底面约束的悬臂梁结构中的一阶弯曲模式的振动以外，还有非底面约束(底面弹簧支撑)时的摆动，还有装置底面振动。摆动是由倾斜磁场线圈的振动所诱发，使得装置(在具有真空容器模块或冷却容器模块的装置的情况下是这些模块)以以底面为支点转动的方式摇摆的振动。更具体地讲，例如在使装置底面直接接触在设置地面而设置的直接放置方式中，因装置底面或设置地面有凹凸，使得装置底面或设置地面中只是部分接触，从而装置底面的支撑处于不稳定状态时，也就是说，当装置的设置状态处于不稳定状态时，装置整体上发生以该一部分接触部位为支点转动地摇摆的振动，这就是摆动。该摆动在静磁场较大时可以忽视。但若静磁场强度达到1特斯拉以上的强度级别，则使对画质的不良影响明显化。
装置底面振动是以使装置底面部分地支撑在设置地面上的结构来设置装置时，产生在装置底面中悬空在设置地面之上的部分的弯曲模式的振动。该装置底面振动也与摆动相同地在静磁场强度增大到一定以上时，使对画质的不良影响明显化。
对这种MRI装置上的振动，专利文献1所公开的结构能够有效地抑制底面约束的悬臂梁结构中的一阶弯曲模式的振动所引起的超导线圈(静磁场发生源)的振动，也就是说，对于将该振动抑制在不给画质带来不良影响的范围内是有效的，但专利文献1所公开的结构是通过以在下侧冷却容器和下侧真空容器之间设置支撑部件的结构来抑制振动从真空容器模块传播到冷却容器模块，以抑制冷却容器或超导线圈的振动的结构，对装置整体以其底面为支点摇摆的振动即摆动并不有效。因而为了也能够抑制摆动以使之不给画质带来不良影响，有必要有效地抑制摆动发生本身。
如上所述，摆动起因于装置的设置状态的不稳定。因此，通过提高装置设置状态的稳定性能够有效地抑制摆动。对于装置的稳定设置，如专利文献2所示那样的支撑单元那样，用具有姿态调整功能的支撑单元部分地支撑的结构即调整结构较为有效，还有，用设置于设置地面上的固定器部分地支撑装置的固定器结构也较为有效。
然而，调整结构或固定器结构，不仅导致结构性的成本提高，还因增大装置设置的工作量而导致成本提高，再有，调整结构导致高度方向的设置空间的增大。基于这些理由，要求有使装置的稳定的设置更简易地成为可能的结构。
还有，调整结构或固定器结构存在有效地抑制装置底面振动方面不够充分的一面。装置底面振动通过支撑相当于该振动的波腹(最大振幅部分)的部分能够有效地抑制。然而调整结构或固定器结构的部分性的支撑从他们的特性来讲，只能对装置底面的周边部分进行支撑，而不能应对装置底面振动的有效抑制上所要求的支撑。
发明内容
本发明是以如上所述的见解为背景完成的，其目的在于提供一种以更简易的结构使在能够有效地抑制摆动发生的同时，根据需要也能够有效地抑制装置底面的振动发生的稳定性较高的装置设置成为可能的MRI装置。
本发明为了达到上述目的，具有夹着拍摄空间上下相对配置的静磁场发生源的MRI装置，其特征在于，使以规定的弹性系数在支撑荷载方向可弹性变形地形成并以规定的配置状态配置的多个支撑腿介于装置底面和设置地面之间而设置。
还有，在本发明中，关于如上所述的MRI装置，设定所述支撑腿的弹性系数，使得所述支撑腿在承受设置荷载的状态下能够进行所述装置底面和所述设置地面之间产生相对位移程度的变形，即能够进行所述设置地面的平面度程度的变形。
还有，在本发明中，关于如上所述的MRI装置，重叠弹性系数各不相同的第一部件和第二部件来构成所述支撑腿。
还有，在本发明中，关于如上所述的MRI装置，所述支撑腿为四个以上。
还有，在本发明中，关于如上所述的MRI装置，关于支撑所述静磁场发生源的结构，在以正交状态具有结构强度在水平方向上相对不同的高结构强度方向和低结构强度方向时，将所述四个以上的支撑腿中的四个分别配置于相对所述高结构强度方向的坐标轴成25～45度的位置上。
还有，在本发明中，关于如上所述的MRI装置，当具备作为所述静磁场发生源的超导线圈、包括容纳所述超导线圈的冷却容器的冷却容器模块以及包括容纳所述真空容器的真空容器模块时，所述冷却容器模块在设置成从所述真空容器模块的底部竖立的同时，借助于以规定的配置状态设置的支撑部件支撑于所述真空容器模块上。
还有，在本发明中，关于如上所述的MRI装置，设置四个所述支撑部件，关于支撑所述静磁场发生源的结构，以正交状态具有结构强度在水平方向上相对不同的高结构强度方向和低结构强度方向时，将所述四个支撑部件分别配置于相对所述高结构强度方向的坐标轴成25～45度的位置上。
还有，在本发明中，关于如上所述的MRI装置，使所述四个支撑部件的配置位置与所述四个以上的支撑腿中的四个的配置位置一致。
在本发明中，使MRI装置具有使以规定的弹性系数在支撑荷载方向可弹性变形地形成并以规定的配置状态配置的多个支撑腿介于装置底面与设置地面之间而设置的设置结构。在该设置结构中，若将MRI装置放置在以规定的配置状态配置于设置地面上的多个支撑腿之上，则支撑腿承受MRI装置的重量而在支撑荷载方向上变形。于是通过该支撑腿的变形，能够得到各个支撑腿以大致均等的支撑力支撑MRI装置的状态，从而MRI装置的设置状态稳定性高，并能够有效地抑制装置的摆动。而且，在该设置结构中，不仅在装置底面的周边部也在内侧容易设置其支撑腿。因此，根据需要通过在装置底面的内侧设置支撑腿，能够有效地抑制装置底面振动的发生。再有，在该设置结构中，仅仅进行以规定的配置状态将支撑腿配置在设置地面上后再在该多个支撑腿之上放置MRI装置的作业就能进行稳定性较高的设置。
因此，根据本发明能够有效地防止起因于摆动等而在静磁场发生源发生给画质带来不良影响的振动，即使在静磁场强度为1特斯拉以上的强度级别的情况下，也可总是稳定地得到高画质的磁共振图像，并且关于使以上成为可能的MRI装置，无论在结构上还是在操作上都能够实现降低成本。
图1是表示第一实施方式的MRI装置的内部结构的图。
图2是表示图1的MRI装置的外观结构的图。
图3是表示图1的MRI装置中的支撑部件和支撑腿的配置状态的图。
图4是夸大表示MRI装置的悬臂梁一阶弯曲模式的情形的图。
图5是夸大表示MRI装置的摆动情形的图。
图6是表示支撑腿的配置位置和转矩的关系的图。
图7是表示第二实施方式的MRI装置中的支撑部件和支撑腿的配置状态的图。
图8是表示第三实施方式的MRI装置中的支撑部件的配置状态的图。
图9是夸大表示MRI装置的装置底面的振动情形的图。
图10是表示第四实施方式的MRI装置中的支撑腿的配置状态的图。
图中，1-拍摄空间、2-超导线圈(静磁场发生源)、4-冷却容器、5-真空容器、7-冷却容器连接管、11-真空容器连接管、22-垂直方向支撑部件、25-支撑腿、28-装置底面、F-设置地面、S-MRI装置
具体实施例方式
下面，说明用于实施本发明的方式。图1、图2简化表示第一实施方式的MRI装置的结构。图1为用较小地表示在图中的右上角上的MRI装置的俯视图中的A-A线剖切时的状态，表示MRI装置的内部结构，图2表示MRI装置的外观结构。
作为静磁场发生源，本实施方式的MRI装置S具备夹着拍摄空间1上下相对配置的一对超导线圈2(上侧超导线圈2a和下侧超导线圈2b)，还有，与超导线圈2相同地、作为倾斜磁场发生源具备夹着拍摄空间1上下相对配置的一对倾斜磁场线圈3(上侧倾斜磁场线圈3a和下侧倾斜磁场线圈3b)。超导线圈2圆环状地卷绕成线圈而形成，并向拍摄空间1施加垂直方向的均匀的静磁场。该超导线圈2容纳于冷却容器4内，冷却容器4进一步容纳于真空容器5内。
为了容纳圆环状的超导线圈2，冷却容器4空化内部而形成为做成容纳空间6的圆环状，而且作为上侧冷却容器4a、下侧冷却容器4b与上侧超导线圈2a、下侧超导线圈2b对应地上下设有一对。在该容纳空间6内储藏有液体氦等的制冷剂，通过浸泡在该制冷剂中，超导线圈2以维持超导特性所需的温度状态(例如4K左右的极低温)的方式被冷却。冷却容器4a、4b通过由夹着拍摄空间1左右相对配置的一对冷却容器连接管7(7a、7b)连接，构成冷却容器模块(内槽系统)。在该冷却容器模块上，冷却容器4a、4b借助于冷却容器连接管7的内部空腔也热连接。具体来讲，在与冷却容器连接管7的连接部位上，在冷却容器4上设有连通孔8，两冷却容器4a、4b借助于该连通孔8和冷却容器连接管7的内部空腔热连接。
为了容纳圆环状的冷却容器4，真空容器5空化内部并形成为做成容纳空间9的圆环状，而且作为上侧真空容器5a、下侧真空容器5b与上侧冷却容器4a、下侧冷却容器4b对应地上下设有一对。该容纳空间9做成真空状态，由此使得冷却容器4对外部绝热。真空容器5a、5b通过与一对真空容器连接管11(11a、11b)连接构成冷却容器模块(外槽系统)。真空容器连接管11以与冷却容器连接管7对应的配置即夹着拍摄空间1左右相对配置而设置，而且设置成在该内部空腔容纳冷却容器连接管7。从而真空容器模块完全覆盖冷却容器模块。在该真空容器模块上，借助于真空容器连接管11使得真空容器5a、5b各自的容纳空间9中的真空状态形成一体化。这里，下侧真空容器5b中的下侧冷却容器4b的容纳在以做成对真空容器5b能够绝热的支撑结构来支撑的状态下实现，由此，实现通过真空容器模块的对冷却容器模块的支撑。对此，将在后面说明。
另外，虽然省略了说明，但在真空容器模块和冷却容器模块之间设有辐射屏蔽板，通过该辐射屏蔽板降低从真空容器模块向冷却容器的辐射热的进入。具体来讲，以覆盖冷却容器4的方式设有辐射屏蔽板，还有，以覆盖冷却容器连接管7的方式设有辐射屏蔽板。而且，这些辐射屏蔽板以冷却冷却容器4的制冷剂的未图示的冷动机来冷却。
倾斜磁场线圈3(3a、3b)形成为圆盘状，设置成由真空容器5支撑。具体来讲，在真空容器5的拍摄空间一侧的侧面上设置凹部12，并以容纳在该凹部12内的状态支撑于真空容器5上。而且在该支撑上使用双头螺栓或防振橡胶等。该倾斜磁场线圈3在由超导线圈2所产生的静磁场上叠加倾斜磁场，通过该倾斜磁场能够得到用于磁共振图像的磁共振信号的位置信息。
MRI装置S除了如上所述的部分以外，还具备几个部分。例如为对处在拍摄空间1内的受检者(省略图示)照射用于激励磁共振的电磁波的高频线圈、接收来自受检者的磁共振信号的接收线圈、让受检者躺下并向拍摄空间1引导的工作台装置、向超导线圈2或倾斜磁场线圈3等供电的电源装置、控制MRI装置S的整体的控制装置以及根据磁共振信号生成磁共振图像的图像再构成装置等。这些部分在MRI装置中是一般性的部分，因此，省略其图示和说明。
下面对通过真空容器模块的对冷却容器模块的支撑结构和MRI装置S的设置结构进行说明。对于支撑结构或设置结构的说明，在MRI装置S上根据其结构的各向异性而假设坐标为宜。这里，MRI装置S的结构的各向异性是指真空容器连接管11仅设置一对并仅在一个方向相对配置，该相对配置方向的结构强度对于与此正交的方向的结构强度来说相对较大，也就是说，以正交状态具有结构强度相异的高结构强度方向(真空容器连接管11的相对配置方向)和低结构强度方向，这意味着在一个方向和与此正交的方向上构成结构非对称。MRI装置S的坐标采用具有X、Y、Z的各个轴的三维坐标，其原点定在MRI装置S的重心(通常为拍摄空间1的中心)上。而且，高结构强度方向定位X轴，MRI装置S的垂直方向定为Z轴。
首先，对冷却容器模块的支撑结构进行说明。通过真空容器模块的对冷却容器模块的支撑，通过使下侧真空容器5b借助于垂直方向支撑部件21和水平方向支撑部件22支撑下侧冷却容器4b而实现。为了提高下侧真空容器5b和下侧冷却容器4b之间的绝热性并为了防止给静磁场和倾斜磁场带来影响而由导热率较小且非磁性材料例如纤维增强塑料等形成支撑部件21、22。在图1的例子中，用纤维增强塑料棒材形成支撑部件21、22。除了这种方式以外，做成进一步提高真空容器5b和冷却容器4b之间的绝热性的结构也是比较理想的方式。作为进一步提高绝热性的例子，有以纤维增强塑料的管材形成支撑部件的例子或为了加大传热距离而以弯折结构形成支撑部件的例子等。
垂直方向支撑部件21设置成直立于下侧真空容器5b的底板23上，并以下侧真空容器5b的底板23为支点在垂直方向上支撑下侧冷却容器4b。如此构成的垂直方向支撑部件21离散地设置于多处，并处在规定的配置状态上。在本实施方式中，如图3(a)所示，在四处设置垂直方向支撑部件21，且各个垂直方向支撑部件21处在位于从X轴转动大致45度的位置且靠近下侧真空容器5b的外周的位置的配置状态。
根据这种支撑结构，在以如下述的设置结构设置了MRI装置S的状态下，能够有效地抑制受设置地面约束的真空容器模块的悬臂梁结构中的一阶弯曲模式的振动(以下简称“悬臂梁一阶弯曲模式”)和摆动或伴随摆动性振动的超导线圈2的振动。如上所述，由起因于拍摄时所照射的电磁波的倾斜磁场线圈3的振动带来悬臂梁一阶弯曲模式。在图4中夸大表示悬臂梁一阶弯曲模式的情形。从图中可知，在悬臂梁一阶弯曲模式中，受设置地面约束的下侧真空容器5b成为振动的节点，下侧真空容器5b的振动停留于较小的振动。因而借助于垂直方向支撑部件21使下侧真空容器5b支撑冷却容器模块的支撑结构中，能够有效地抑制悬臂梁一阶弯曲模式向冷却容器4及至超导线圈2的传播。即，针对悬臂梁一阶弯曲模式能够有效地抑制超导线圈2的振动。另外，对通过垂直方向支撑部件21的支撑结构抑制摆动或伴随摆动性振动的超导线圈2的振动，将在下面叙述。
水平方向支撑部件22设置成从设置于下侧真空容器5b的底板23的中央的底座24水平地向多个方向突出，并以底座24为支点在水平方向支撑下侧冷却容器4b。
这里，垂直方向支撑部件21承受超导线圈2、冷却容器4及其附加物等的重量以及冷却时的热收缩或搬运时的冲击荷载。因而在垂直方向支撑部件21上需要有能够承受这些荷载的强度。一方面，水平方向支撑部件22虽然不承受超导线圈2等的重量，但承受冷却时的热收缩或搬运时的冲击荷载等，因此，需要有能够承受这些荷载的强度。
下面对MRI装置S的设置结构进行说明。MRI装置S通过使支撑腿25介于下侧真空容器5b的底面即MRI装置S的底面28和设置地面F之间而设置。支撑腿25重叠第一部件26和第二部件27而形成，并在支撑荷载方向(纵向)可弹性变形。为了给支撑腿25赋予弹性变形，可采取用弹性体形成两部件26、27的方式，也可以采取用弹性体形成两部件26、27中的任意一方，用非弹性体形成另一方的方式。当用非弹性体形成两部件26、27中的任意一方时，最好是使其非弹性体部件起隔离器的作用。用弹性体形成两部件26、27时，使其各自的弹性系数不同。具体来讲，一方的弹性体为具有在承受MRI装置S的重量的状态下变形到变形极限的低弹性系数，另一方的弹性体为具有即使承受MRI装置S的重量也保持弹性的高弹性系数。用弹性体形成两部件26、27中的任意一方时的弹性体，虽然最好是在承受MRI装置S的重量的状态下变形到变形极限附近的中等弹性系数，但即使是低弹性系数或高弹性系数也可以。作为理想的部件，弹性体使用例如螺旋弹簧和碟形弹簧或橡胶板等。另一方面，作为理想的部件非弹性体使用不锈钢板等。无论怎样，要求支撑腿25为非磁性体，因而弹性体或非弹性体由非磁性体形成。
如此构成的支撑腿25离散地设置于多处，并处在规定的配置状态上。在本实施方式中，如图3(b)所示，在四处设置支撑腿25，且使各个支撑腿25处在位于从X轴转动大致45度的位置且靠近下侧真空容器5b的外周的位置的配置状态。该配置状态与垂直方向支撑部件21的配置状态对应。
根据这种设置结构，能够有效地抑制MRI装置S上的摆动，也就是说，可将摆动抑制到在超导线圈2上不发生有可能给磁共振图像的画质带来不良影响的振动的程度。下面对此进行说明。
由通过支撑腿25的弹性变形的作用和通过支撑腿25的配置状态(配置数量和配置位置)的作用带来使用了支撑腿25的设置结构所产生的抑制效果。首先，对通过支撑腿25的弹性变形的作用进行说明。如上所述，摆动是由倾斜磁场线圈的振动所诱发而以装置的整体、更具体地讲以真空容器模块和冷却容器模块的整体以底面28为支点转动的方式摇摆的振动。在图5中夸大表示摆动的情形。这种摆动在装置底面中只有一部分支撑在设置地面上并且装置的设置状态处于不稳定状态时容易发生，而且主要作为绕X轴和绕Y轴的转动而发生。
为了防止从静磁场发生源所产生的磁场向拍摄室外漏泄或干扰磁场从外部进入，MRI装置S设置于屏蔽室内。对于屏蔽室来讲，其地面的平面度规定为例如2～5mm，在该范围内容许有凹凸不平。另一方面，通常MRI装置S也在其底面28也就是说在下侧真空容器5b的底面28上存在某种程度的凹凸。即通常因伴随制作时焊接的热收缩等在下侧真空容器5b上产生变形，因该变形下侧真空容器5b的底板23形成球面状，处于中央向外鼓出的状态。若将这种MRI装置S直接设置在屏蔽室的地面上，则装置底面28只有部分与设置地面F接触，使得设置状态不稳定，因而容易产生摆动。尤其，部分接触部的位置靠近MRI装置S的中心轴且其接触面积较小时，绕X轴和绕Y轴的转矩变小，因而在真空容器模块上容易发生较大的摆动。
根据支撑腿25的设置结构，通过解除构成这种摆动的原因的MRI装置S的设置不稳定性，有效地抑制装置的摆动，更具体地讲，有效地控制真空容器模块的摆动。即，若将MRI装置S放置在所述的配置状态下配置于设置地面F上的多个(本实施方式中为4个)支撑腿25之上，则支撑腿25承受MRI装置S的重量而在支撑荷载方向上变形。于是通过该支撑腿25的变形，能够得到各个支撑腿25以大致均等的支撑力支撑MRI装置S的状态，使得MRI装置S的设置状态稳定性提高并能够有效地抑制摆动。若支撑腿25的第一、第二两部件26、27均由弹性材料形成且第一部件26为低弹性系数、第二部件27为高弹性系数时，如下可得这种设置状态的稳定化。若在配置于设置地面F上的支撑腿25之上放置MRI装置S，则第一部件26首先变形。由于第一部件26为在承受MRI装置S的重量的状态下变形到变形极限的低弹性系数，因此，能够变形到变形极限，当变形到变形极限时处于失去其弹性的状态。因MRI装置S的底面28或设置地面F的凹凸而在MRI装置S的底面28和设置地面F之间的间隙上存在较大的不均匀性时，这种第一部件26的较大的变形发挥作用，消除该较大的间隙的不均匀性。当第一部件26变形到变形极限后尚残留有间隙的不均匀性时，通过高弹性系数的第二部件27的变形消除该间隙的不均匀性。这样一来，连微小的间隙的不均匀性也能消除，从而能够得到支撑腿25以均匀性较高的支撑力支撑MRI装置S的稳定性较高的设置状态。
这里，一般的屏蔽室中的设置地面的平面度最大为5mm左右，若为1mm以内的平面度，则不怎么增加成本就可得到。若以这样的平面度为前提，低弹性系数的第一部件26为变形为1～2mm左右的结构较理想。还有，对于支撑腿25的变形，使之非线性也是理想的方式。为了使支撑腿25的变形具有非线性，例如，若以橡胶板等形成第一部件26，则可举出在其承重面设置凸部等的结构作为理想的结构。
下面对通过支撑腿25的配置状态的作用进行说明。支撑腿25的配置状态包括配置数量和配置位置。首先对配置数量进行说明。对于摆动，频率越大则振动越小。还有，摆动若其频率与MRI装置S的固有频率、具体地与真空容器模块或冷却容器模块的固有频率大体一致，则容易变大。由此加大摆动的频率，并且能够得到偏离装置固有频率的条件，这对抑制摆动有效。摆动的频率依赖于以支撑腿25支撑的状态下的转矩(绕X轴和绕Y轴的转矩)。而且，该转矩依赖于支撑腿25的支撑力(具体来讲，是各个支撑腿25的弹性系数和支撑腿25的配置数量)和支撑腿25的对于重心的距离(支撑腿25对于通过MRI装置的重心的垂线的距离)。因而通过增大支撑腿25的弹性系数并加大支撑腿25的对于重心的距离能够提高摆动的频率。还有，通过增多支撑腿25的配置数量也能提高摆动的频率。
若只是MRI装置S的支撑，则支撑点为三个点就足够。因此，支撑腿25只要配置在三处就足够。但若支撑腿25为三处，则摆动频率的优化并不充分。即若支撑腿25为三处，则支撑腿25的配置关于坐标中的X、Y轴不对称，即使能够使一个方向(例如为X轴方向)的摆动的频率优化，对于与其正交的方向的摆动，却不能实现频率的优化。因此，在摆动频率的优化这一点上，需要可使支撑腿25的配置关于X轴、Y轴对称的配置数量即四个以上的配置数量。
另一方面，对于支撑腿25，存在其配置数量越多，损害稳定性的可能性就越大的问题。若支撑腿25的配置数量增多，则产生或者一部分支撑腿的支撑力比其它的支撑腿的支撑力小，或者在极端的情况下一部分支撑腿不接触MRI装置S的底面28的状态亦即发生“悬空”的可能性较大。而且一旦发生“悬空”则处于部分的支撑状态，这有损支撑的稳定性。支撑腿25的弹性系数越大就越容易发生“悬空”。因此，最好是在设计支撑腿25的配置数量时考虑“悬空”问题。从这种“悬空”角度来看，支撑腿25的配置数量越少越好。根据上述内容，较理想的方式之一是支撑腿25的配置数量定为四个，本实施方式正是如此。
下面对配置位置进行说明。图6表示的是分析了支撑腿25的配置位置和分别关于X轴向、Y轴向的转矩的关系的结果。纵轴表示转矩、横轴表示支撑腿25的配置位置对于X轴的角度，图示曲线100a为关于X轴向的转矩的变化，图示曲线100b为关于Y轴向的转矩的变化。从该分析结果推导出如下内容。在各个X轴上和Y轴上分别配置两个支撑腿25时，对X轴向、Y轴向的各转矩，只有各自的轴上的两个支撑腿25起作用。因此，若设定支撑腿25的弹性系数为F，设定支撑腿25的对于重心的距离为L，则X轴向、Y轴向的各转矩M成为M＝F·L+F·L＝2·F·L。对此，若使支撑腿25的配置位置为从X轴上或Y轴上偏离一定距离的位置，则与此偏离相应地四个支撑腿25均对X轴向、Y轴向的各转矩起作用。即就X轴来看，其转矩M为M＝F·a1L+F·a2L+F·a3L+F·a4L。这里，a1～a4是与支撑腿25对于X轴的角度位置相应的系数。从图6中可知，若支撑腿25在对于X轴为45度的角度位置上时，a1＝a2＝a3＝a4＝1/21/2，X轴向的转矩M为M＝4·F·L/21/2≈2.83·F·L而变为最大。这对Y轴向的转矩也相同。从上述内容可知，通过使支撑腿25配置于对于X轴为45度的位置上，能够使X、Y两轴方向的转矩一起最大化。
虽然上面叙述的是真空容器模块的摆动，但对冷却容器模块其固有的摆动性振动(与摆动类似的振动)也成问题。冷却容器模块的摆动性振动，是发生在借助于垂直方向支撑部件21支撑于下侧真空容器5b上的冷却容器模块上的类似于摆动的振动，一般来讲比真空容器模块的摆动小。最好对这种冷却容器模块的摆动也能够有效地抑制，使之成为可能的就是上述的垂直方向支撑部件21的配置状态。具体来讲，是在四处设置垂直方向支撑部件21，并使各个垂直方向支撑部件21位于从X轴转动了大致45度的位置的配置状态。这种垂直方向支撑部件21的配置状态对抑制冷却容器模块的摆动性振动有效的理由如下。
即使是冷却容器模块的摆动性振动，也与真空容器模块的摆动相同，转矩会成为问题。作为加大冷却容器模块的转矩的必要的条件有垂直方向支撑部件21的配置数量。具体来讲，越增多垂直方向支撑部件21的配置数量，就越能够加大转矩。其另一方面，对于垂直方向支撑部件21，存在其配置数量越多，从真空容器5进入冷却容器4的热量就越增加的问题。从这种绝热的问题来看，垂直方向支撑部件21的配置数量越少越好。基于上述理由，垂直方向支撑部件21的配置数量以四个为宜。
还有，对于冷却容器模块的转矩，与真空容器模块的场合相同，与垂直方向支撑部件21的设置位置相关。基于与支撑腿25的场合相同的理由，其设置位置最好是使四个垂直方向支撑部件21分别位于从X轴转动了大致45度的位置上。
对于垂直方向支撑部件21的设置位置，除了对于X轴的角度位置以外对于重心的距离也会成为问题。对于重心的距离与转矩相关，同时与摆动的传播性即真空容器模块的摆动通过垂直方向支撑部件21向冷却容器模块传播时的传播性相关。从加大转矩的角度来看，以加大对于重心的距离为宜。另一方面，对于摆动的传播性，基于越靠近重心则摇摆越小且在摇摆更小的位置上配置垂直方向支撑部件21就能降低传播性的理由，最好是减小对于重心的距离。因而虽然垂直方向支撑部件21的设置位置设计需要考虑这种相反的要求，但通常为重视转矩的设计，在本实施例中也是如此。
这里，在本实施方式中，垂直方向支撑部件21的配置状态与支撑腿25的配置状态一致。通过如此地使垂直方向支撑部件21和支撑腿25的配置一致，能够将垂直方向支撑部件21从冷却容器模块所承受的荷载直接传递到支撑腿25上，使得下侧真空容器5b不负担冷却容器模块的重量，因而能够提高装置的稳定性。
下面，对第二～第四的各个实施方式的MRI装置进行说明。这些各个实施方式的MRI装置基本上与第一实施方式的MRI装置S相同，不同点在于垂直方向支撑部件21和支撑腿25的配置状态。
在第二实施方式中，使垂直方向支撑部件21和支撑腿25具有考虑了MRI装置中的上述的结构的各向异性的配置状态。通过使MRI装置具有结构性的各向异性，使得摆动具有关于Y轴向相对变大的倾向。考虑到这一点，通过使垂直方向支撑部件21配置在从X轴转动了45的位置也就是从等分了X轴和Y轴的位置在一定程度上偏向X轴一侧的位置上，能够更减小真空容器模块的摆动向冷却容器模块的传播性。若对此进行分析，则可得从X轴转动了25～45度的位置作为理想的范围。于是，如图7(a)所示，在本实施方式中，使四个垂直方向支撑部件21分别配置于从X轴转动了25～45度的位置上。还有，如图7(b)所示，对于支撑腿25，也使之位于与垂直方向支撑部件21的配置位置对应的位置上。不过，若使支撑腿25的配置靠近X轴一侧，则导致Y轴向的转矩变小的问题。于是，为了解决这一问题，支撑腿25的配置数量再增加两个，并使该两个配置于Y轴上。
在第三实施方式中，如图8所示那样构成支撑腿25的配置状态。具体来讲，使支撑腿25为五个，使其中的四个与第二实施方式的配置位置相同，使剩余的一个配置在真空容器模块的中心(坐标原点)。配置于真空容器模块的中心的支撑腿25起有效抑制装置底面振动的作用。在以如上所述将装置底面部分支撑在设置地面的结构设置装置时，装置底面的振动为产生在从设置地面悬空的部分的装置底面上的弯曲模式的振动。在图9上夸大表示装置底面的振动。装置底面的振动主要以零阶弯曲模式(图9的(a))或一阶弯曲模式(图9德(b))而产生。这种装置底面的振动，通过支撑其波腹所产生的部位能够有效地得到抑制。在本实施方式中，重视零阶弯曲模式的装置底面振动的抑制，并在其波腹所产生的部位即真空容器模块的中心配置支撑腿25。
在第四实施方式中，如图10所示那样构成支撑腿25的配置状态。具体来讲，使支撑腿25为八个，使其中的四个与第二实施方式的配置位置相同，使剩余的四个(支撑腿25p)中的各两个配置在X轴和Y轴上、且关于对于重心的距离在靠中间的位置上。这重视了一阶弯曲模式的装置底面的振动的抑制，四个支撑腿25p配置在产生一阶弯曲模式的波腹的部位。
本发明实现可以简易的结构有效地防止起因于摆动等而在静磁场发生源产生给画质带来不良影响的振动的MRI装置，并且能够广泛利用于MRI装置领域。
权利要求
1.一种磁共振成像装置，具有夹着拍摄空间上下相对配置的静磁场发生源，其特征在于，使以规定的弹性系数在支撑荷载方向可弹性变形地形成并以规定的配置状态配置的多个支撑腿介于装置底面和设置地面之间而设置。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于，设定所述支撑腿的弹性系数，使得所述支撑腿在承受设置荷载的状态下能够进行所述装置底面和所述设置地面之间产生相对位移程度的变形。
3.根据权利要求1或2所述的磁共振成像装置，其特征在于，通过重叠弹性系数各不相同的第一部件和第二部件构成所述支撑腿。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述支撑腿为四个以上。
5.根据权利要求4所述的磁共振成像装置，其特征在于，支撑所述静磁场发生源的结构以正交状态具有结构强度在水平方向上相对不同的高结构强度方向和低结构强度方向，所述四个以上的支撑腿中的四个分别配置于相对所述高结构强度方向的坐标轴成25～45度的位置上。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的磁共振成像装置，其特征在于，具备作为所述静磁场发生源的超导线圈、包括容纳所述超导线圈的冷却容器的冷却容器模块以及包括容纳所述冷却容器的真空容器的真空容器模块，所述冷却容器模块设置成从所述真空容器模块的底部立起，同时借助于以规定的配置状态设置的支撑部件支撑于所述真空容器模块上。
7.根据权利要求6所述的磁共振成像装置，其特征在于，支撑所述静磁场发生源的结构以正交状态具有结构强度在水平方向上相对不同的高结构强度方向和低结构强度方向，同时设有四个所述支撑部件，而且所述四个支撑部件分别配置于相对所述高结构强度方向的坐标轴成25～45度的位置上。
8.根据权利要求7所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述四个支撑部件的配置位置与所述四个以上的支撑腿中的四个的配置位置一致。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种以更简易的结构使在能够有效地抑制摆动发生的同时，根据需要也能够有效地抑制装置底面的振动发生的稳定性较高的装置设置成为可能的MRI装置。在作为静磁场发生源具有将夹着拍摄空间(1)上下相对配置的超导线圈(2)的磁共振成像装置中，使以规定的弹性系数在支撑荷载方向可弹性变形地形成并以规定的配置状态配置的多个支撑腿(25)介于装置底面与设置地面(F)之间而设置。
文档编号G01R33/389GK101025438SQ20071007884
公开日2007年8月29日 申请日期2007年2月16日 优先权日2006年2月24日
发明者本白水博文, 铃木邦仁 申请人:株式会社日立制作所