JP4129032B2 - Ｍｒｉ装置用キャビネット - Google Patents
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Description
本発明は、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置用キャビネットに関し、さらに詳しくは、過不足なく、騒音なく、結露の心配なく、ＭＲＩ装置用コンポネントを冷却することが出来るＭＲＩ装置用キャビネットに関する。
従来、ＭＲＩ装置用マグネットの温度を検出して、ＭＲＩ装置が設置された部屋の空調を行い、ＭＲＩ装置用マグネットの温度を適温に維持するＭＲＩ装置用マグネットの表面温度調節方法が知られている（例えば特許文献１参照。）
また、空冷式のＭＲＩ装置用電源装置が知られている（例えば特許文献２参照。）
また、コイルを水冷するＭＲＩ装置が知られている（例えば特許文献３参照。）
特開平０６−１６５７６６号公報
特開２０００−１３９８７３号公報
特開２００４−２６７４０５号公報
また、空冷式のＭＲＩ装置用電源装置が知られている（例えば特許文献２参照。）
また、コイルを水冷するＭＲＩ装置が知られている（例えば特許文献３参照。）
ＭＲＩ装置用コンポネントとして、例えばメモリとグラジエントアンプとを考える。メモリの発熱量よりもグラジエントアンプの発熱量の方が数倍大きい。
従って、上記従来のＭＲＩ装置用マグネットの表面温度調節方法と同様に、ＭＲＩ装置用コンポネントが設置された部屋の空調を行って、ＭＲＩ装置用コンポネントの温度を適温に維持する場合、メモリの発熱量に合わせた空調を行えば、グラジエントアンプに対して不十分となる。一方、グラジエントアンプの発熱量に合わせた空調を行えば、メモリに対して過剰となったり、必要な風量を確保するために高速回転するファンの騒音が大きくなったりする問題点がある。
他方、ＭＲＩ装置用コンポネントを水冷することも考えられるが、メモリの発熱量に合わせた水冷を行えば、グラジエントアンプに対しては不十分となる。一方、グラジエントアンプの発熱量に合わせた水冷を行えば、メモリに対して過剰となり、過冷却による結露を生じかねない問題点がある。
そこで、本発明の目的は、過不足なく、騒音なく、結露の心配なく、ＭＲＩ装置用コンポネントを冷却することが出来るＭＲＩ装置用キャビネットを提供することにある。
従って、上記従来のＭＲＩ装置用マグネットの表面温度調節方法と同様に、ＭＲＩ装置用コンポネントが設置された部屋の空調を行って、ＭＲＩ装置用コンポネントの温度を適温に維持する場合、メモリの発熱量に合わせた空調を行えば、グラジエントアンプに対して不十分となる。一方、グラジエントアンプの発熱量に合わせた空調を行えば、メモリに対して過剰となったり、必要な風量を確保するために高速回転するファンの騒音が大きくなったりする問題点がある。
他方、ＭＲＩ装置用コンポネントを水冷することも考えられるが、メモリの発熱量に合わせた水冷を行えば、グラジエントアンプに対しては不十分となる。一方、グラジエントアンプの発熱量に合わせた水冷を行えば、メモリに対して過剰となり、過冷却による結露を生じかねない問題点がある。
そこで、本発明の目的は、過不足なく、騒音なく、結露の心配なく、ＭＲＩ装置用コンポネントを冷却することが出来るＭＲＩ装置用キャビネットを提供することにある。
第１の観点では、本発明は、冷風を吹き下ろすクーラー室内機と、前記クーラー室内機の下方に設置され前記冷風で冷却される電子部品を含む空冷コンポネントと、前記空冷コンポネントの下方に設置され循環する冷却水により冷却される電子部品を含む水冷コンポネントとを具備したことを特徴とするＭＲＩ装置用キャビネットを提供する。
上記第１の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットでは、ＭＲＩ装置用コンポネントのうちの空冷で足るコンポネントは、空冷コンポネントとして、クーラー室内機から吹き下ろされる冷風で冷却される。一方、ＭＲＩ装置用コンポネントのうちの水冷すべきコンポネントは、水冷コンポネントとして、冷却水により冷却される。すなわち、ＭＲＩ装置用コンポネントを過不足なく冷却することが出来る。そして、空冷コンポネントに対してだけ空冷するから、ファンを高速回転する必要がなく、騒音を生じなくなる。また、水冷コンポネントに対してだけ水冷するから、過冷却による結露を生じることがなくなる。
上記第１の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットでは、ＭＲＩ装置用コンポネントのうちの空冷で足るコンポネントは、空冷コンポネントとして、クーラー室内機から吹き下ろされる冷風で冷却される。一方、ＭＲＩ装置用コンポネントのうちの水冷すべきコンポネントは、水冷コンポネントとして、冷却水により冷却される。すなわち、ＭＲＩ装置用コンポネントを過不足なく冷却することが出来る。そして、空冷コンポネントに対してだけ空冷するから、ファンを高速回転する必要がなく、騒音を生じなくなる。また、水冷コンポネントに対してだけ水冷するから、過冷却による結露を生じることがなくなる。
第２の観点では、本発明は、前記第１の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットにおいて、前記クーラー室内機は、クーラー室外機により室外で排熱されることを特徴とするＭＲＩ装置用キャビネットを提供する。
クーラー室内機からの排熱を室内で行ってもよいが、排熱が室内環境に悪影響を与えることがある。
そこで、上記第２の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットでは、クーラー室内機からの排熱を、クーラー室外機により室外で行う。このため、排熱が室内環境に悪影響を与えることを回避できる。
クーラー室内機からの排熱を室内で行ってもよいが、排熱が室内環境に悪影響を与えることがある。
そこで、上記第２の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットでは、クーラー室内機からの排熱を、クーラー室外機により室外で行う。このため、排熱が室内環境に悪影響を与えることを回避できる。
第３の観点では、本発明は、前記第１または前記第２の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットにおいて、前記冷却水は、前記水冷コンポネントから室外へ循環して放熱され前記水冷コンポネントに戻ることを特徴とするＭＲＩ装置用キャビネットを提供する。
温度上昇した冷却水からの放熱を室内で行ってもよいが、放熱が室内環境に悪影響を与えることがある。
そこで、上記第３の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットでは、温度上昇した冷却水を室外へ導出し、室外で放熱する。このため、放熱が室内環境に悪影響を与えることを回避できる。
温度上昇した冷却水からの放熱を室内で行ってもよいが、放熱が室内環境に悪影響を与えることがある。
そこで、上記第３の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットでは、温度上昇した冷却水を室外へ導出し、室外で放熱する。このため、放熱が室内環境に悪影響を与えることを回避できる。
第４の観点では、本発明は、前記第１から前記第３のいずれかの観点によるＭＲＩ装置用キャビネットにおいて、前記空冷コンポネントおよび前記水冷コンポネントを外部と断熱する断熱材を具備したことを特徴とするＭＲＩ装置用キャビネットを提供する。
キャビネットのケースを介してキャビネットの内と外とが熱の伝達を行うと、一方が他方に対して悪影響を与えることがある。
そこで、上記第４の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットでは、キャビネットの内と外とを断熱材で断熱する。これにより、キャビネットの内と外とが熱の伝達を行えなくなり、一方が他方に対して悪影響を与えることを防止できる。
キャビネットのケースを介してキャビネットの内と外とが熱の伝達を行うと、一方が他方に対して悪影響を与えることがある。
そこで、上記第４の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットでは、キャビネットの内と外とを断熱材で断熱する。これにより、キャビネットの内と外とが熱の伝達を行えなくなり、一方が他方に対して悪影響を与えることを防止できる。
第５の観点では、本発明は、前記第１から前記第４のいずれかの観点によるＭＲＩ装置用キャビネットにおいて、前記空冷コンポネントの電子部品としてデジタル信号処理回路を含むことを特徴とするＭＲＩ装置用キャビネットを提供する。
上記第５の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットでは、電力回路に比べて発熱量が小さいデジタル信号処理回路に対しては、水冷でなく、空冷を行う。これにより、デジタル信号処理回路が過冷却されることを回避できる。
上記第５の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットでは、電力回路に比べて発熱量が小さいデジタル信号処理回路に対しては、水冷でなく、空冷を行う。これにより、デジタル信号処理回路が過冷却されることを回避できる。
第６の観点では、本発明は、前記第５の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットにおいて、前記デジタル信号処理回路は、ＣＰＵおよびメモリを含むことを特徴とするＭＲＩ装置用キャビネットを提供する。
上記第６の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットでは、電力回路に比べて発熱量が小さいＣＰＵおよびメモリに対しては、水冷でなく、空冷を行う。これにより、ＣＰＵおよびメモリが過冷却されることを回避できる。
上記第６の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットでは、電力回路に比べて発熱量が小さいＣＰＵおよびメモリに対しては、水冷でなく、空冷を行う。これにより、ＣＰＵおよびメモリが過冷却されることを回避できる。
第７の観点では、本発明は、前記第１から前記第６のいずれかの観点によるＭＲＩ装置用キャビネットにおいて、前記水冷コンポネントの電子部品として電力回路を含むことを特徴とするＭＲＩ装置用キャビネットを提供する。
上記第７の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットでは、発熱量が大きい電力回路に対しては、空冷でなく、水冷を行う。これにより、電力回路を十分に冷却できる。
上記第７の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットでは、発熱量が大きい電力回路に対しては、空冷でなく、水冷を行う。これにより、電力回路を十分に冷却できる。
第８の観点では、本発明は、前記第７の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットにおいて、前記電力回路は、ＲＦアンプおよびグラジエントアンプを含むことを特徴とするＭＲＩ装置用キャビネットを提供する。
上記第８の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットでは、発熱量が大きいＲＦアンプおよびグラジエントアンプに対しては、空冷でなく、水冷を行う。これにより、ＲＦアンプおよびグラジエントアンプを十分に冷却できる。
上記第８の観点によるＭＲＩ装置用キャビネットでは、発熱量が大きいＲＦアンプおよびグラジエントアンプに対しては、空冷でなく、水冷を行う。これにより、ＲＦアンプおよびグラジエントアンプを十分に冷却できる。
本発明のＭＲＩ装置用キャビネットによれば、ＭＲＩ装置用コンポネントのうちの空冷で足るコンポネントはクーラー室内機から吹き下ろされる冷風で冷却され、ＭＲＩ装置用コンポネントのうちの水冷すべきコンポネントは冷却水により冷却されるから、それぞれを過不足なく冷却することが出来る。そして、空冷コンポネントに対してだけ空冷するから、ファンを高速回転する必要がなく、騒音を生じなくなる。また、水冷コンポネントに対してだけ水冷するから、過冷却による結露を生じることがなくなる。
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１は、実施例１に係るＭＲＩ装置１００の機能構成を示すブロック図である。
このＭＲＩ装置１００において、マグネットアセンブリ１は、内部に被検体を挿入するための空間部分（ボア）を有し、この空間部分を取りまくようにして、Ｘ軸勾配磁場を形成するＸ軸勾配コイル１Ｘと、Ｙ軸勾配磁場を形成するＹ軸勾配コイル１Ｙと、Ｚ軸勾配磁場を形成するＺ軸勾配コイル１Ｚと、被検体内の原子核のスピンを励起するためのＲＦパルスを与える送信コイル１Ｔと、被検体からのＮＭＲ信号を検出する受信コイル１Ｒと、静磁場を形成する永久磁石対１Ｍとを具備している。
なお、永久磁石対１Ｍの代わりに超電導マグネットを用いてもよい。
このＭＲＩ装置１００において、マグネットアセンブリ１は、内部に被検体を挿入するための空間部分（ボア）を有し、この空間部分を取りまくようにして、Ｘ軸勾配磁場を形成するＸ軸勾配コイル１Ｘと、Ｙ軸勾配磁場を形成するＹ軸勾配コイル１Ｙと、Ｚ軸勾配磁場を形成するＺ軸勾配コイル１Ｚと、被検体内の原子核のスピンを励起するためのＲＦパルスを与える送信コイル１Ｔと、被検体からのＮＭＲ信号を検出する受信コイル１Ｒと、静磁場を形成する永久磁石対１Ｍとを具備している。
なお、永久磁石対１Ｍの代わりに超電導マグネットを用いてもよい。
Ｘ軸勾配コイル１Ｘ，Ｙ軸勾配コイル１Ｙ，Ｚ軸勾配コイル１Ｚおよび送信コイル１Ｔは、それぞれＸ軸勾配コイル駆動回路３Ｘ，Ｙ軸勾配コイル駆動回路３Ｙ，Ｚ軸勾配コイル駆動回路３ＺおよびＲＦ電力増幅器４に接続されている。
Ｘ軸勾配コイル駆動回路３Ｘ，Ｙ軸勾配コイル駆動回路３Ｙ，Ｚ軸勾配コイル駆動回路３ＺおよびＲＦ電力増幅器４は、それぞれＸ軸グラジエントアンプ，Ｙ軸グラジエントアンプ，Ｚ軸グラジエントアンプおよびＲＦアンプを含んでいる。
Ｘ軸勾配コイル駆動回路３Ｘ，Ｙ軸勾配コイル駆動回路３Ｙ，Ｚ軸勾配コイル駆動回路３ＺおよびＲＦ電力増幅器４は、それぞれＸ軸グラジエントアンプ，Ｙ軸グラジエントアンプ，Ｚ軸グラジエントアンプおよびＲＦアンプを含んでいる。
シーケンス記憶回路８は、計算機７からの指令に従い、記憶しているパルスシーケンスに基づいて勾配コイル駆動回路３Ｘ，３Ｙ，３Ｚを操作し、勾配コイル１Ｘ，１Ｙ，１Ｚから勾配磁場を発生させると共に、ゲート変調回路９を操作し、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形状・所定位相のパルス状信号に変調し、それをＲＦパルスとしてＲＦ電力増幅器４に加え、ＲＦ電力増幅器４でパワー増幅した後、送信コイル１Ｔに印加する。
受信コイル１Ｒは、前置増幅器５に接続されている。
前置増幅器５は、受信コイル１Ｒで受信された被検体からのＮＭＲ信号を増幅し、位相検波器１２に入力する。位相検波器１２は、ＲＦ発振回路１０の出力する参照信号により前置増幅器５からのＮＭＲ信号を位相検波して、ＡＤ変換器１１に与える。ＡＤ変換器１１は、位相検波後のアナログ信号をデジタルデータに変換して、計算機７に入力する。
前置増幅器５は、受信コイル１Ｒで受信された被検体からのＮＭＲ信号を増幅し、位相検波器１２に入力する。位相検波器１２は、ＲＦ発振回路１０の出力する参照信号により前置増幅器５からのＮＭＲ信号を位相検波して、ＡＤ変換器１１に与える。ＡＤ変換器１１は、位相検波後のアナログ信号をデジタルデータに変換して、計算機７に入力する。
計算機７は、操作卓１３から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受け持つと共にＡＤ変換器１１からデジタルデータを読み込み演算処理を行って画像を生成し、その画像やメッセージを表示装置６に表示する。
計算機７は、ＣＰＵおよびメモリを含んでいる。
計算機７は、ＣＰＵおよびメモリを含んでいる。
図２は、実施例１に係るＭＲＩ装置用キャビネット２００の構成を示す模式的斜視図である。
ＭＲＩ装置用キャビネット２００は、キャビネット内で温度上昇した空気を吸い上げて温度調整および湿度調整した冷風をキャビネット内に吹き下ろすエアコン（air conditoner）室内機３０と、エアコン室内機３０の下方に設置され空冷される空冷コンポネント４０と、空冷コンポネント４０の下方に設置され水冷される水冷コンポネント５０と、キャビネットの表面を覆う断熱材７０とを具備している。
ＭＲＩ装置用キャビネット２００は、キャビネット内で温度上昇した空気を吸い上げて温度調整および湿度調整した冷風をキャビネット内に吹き下ろすエアコン（air conditoner）室内機３０と、エアコン室内機３０の下方に設置され空冷される空冷コンポネント４０と、空冷コンポネント４０の下方に設置され水冷される水冷コンポネント５０と、キャビネットの表面を覆う断熱材７０とを具備している。
空冷コンポネント４０の計算機ユニット４１には、計算機７が収容されている。送信ユニット４２には、シーケンス記憶回路８とゲート変調回路９とＲＦ発信回路１０が収容されている。受信ユニット４３には、前置増幅器５と位相検波器１２とＡＤ変換器１１が収容されている。ＩＯユニット４４には、表示装置６や操作卓１３に対するインタフェース回路が収容されている。
水冷コンポネント５０の安定化電源ユニット５１には、安定化電源が収容されている。ＲＦユニット５２には、ＲＦ電力増幅器４が収容されている。Ｘ軸勾配ユニット５３には、Ｘ軸勾配コイル駆動回路３ＸとＸ軸勾配コイル用電源とが収容されている。Ｙ軸勾配ユニット５４には、Ｙ軸勾配コイル駆動回路３ＹとＹ軸勾配コイル用電源とが収容されている。Ｚ軸勾配ユニット５５には、Ｚ軸勾配コイル駆動回路３ＺとＺ軸勾配コイル用電源とが収容されている。
エアコン配管３２は、エアコン室内機３０から出て、壁Ｗを貫通し、屋外のエアコン室外機３１に入っている。このエアコン配管３２を冷媒が循環し、エアコン室内機３０からの排熱を、エアコン室外機３１により屋外で行う。
冷却水配管６２は、水冷コンポネント５０から出て、壁Ｗを貫通し、屋外の冷却水ポンプ・チラー６１に入っている。水冷コンポネント５０内で温度上昇した冷却水は、冷却水配管６２を通って冷却水ポンプ・チラー（chiller）６１に入り、冷却水ポンプ・チラー６１で放熱し、温度を下げてから冷却水配管６２を通って水冷コンポネント５０に戻る。
実施例１のＭＲＩ装置１００およびＭＲＩ装置用キャビネット２００によれば、次のような効果が得られる。
（１）空冷コンポネント４０は冷風で冷却され、水冷コンポネント５０は冷却水により冷却されるため、それぞれを過不足なく冷却できる。
（２）水冷コンポネント５０に比較して発熱量の少ない空冷コンポネント４０だけを空冷するから、ファンを高速回転する必要がなく、騒音を生じなくなる。
（３）発熱量の多い水冷コンポネント５０だけを水冷するから、発熱量の少ないコンポネントを過冷却して結露を生じることがなくなる。
（４）室温環境に左右されないため、操作室でも、機械室でも、任意の場所に設置でき、設置場所の自由度を高めることが出来る。
（１）空冷コンポネント４０は冷風で冷却され、水冷コンポネント５０は冷却水により冷却されるため、それぞれを過不足なく冷却できる。
（２）水冷コンポネント５０に比較して発熱量の少ない空冷コンポネント４０だけを空冷するから、ファンを高速回転する必要がなく、騒音を生じなくなる。
（３）発熱量の多い水冷コンポネント５０だけを水冷するから、発熱量の少ないコンポネントを過冷却して結露を生じることがなくなる。
（４）室温環境に左右されないため、操作室でも、機械室でも、任意の場所に設置でき、設置場所の自由度を高めることが出来る。
冷却水として、プロピレングリコールや、エチレングリコールを用いてもよい。
本発明のＭＲＩ装置用キャビネットは、被検体の断層像を得るのに利用できる。
２１ 空冷ラジエター
３０ エアコン室内機
３１ エアコン室外機
３２ エアコン配管
４０ 空冷コンポネント
５０ 水冷コンポネント
６１ 冷却水ポンプ・チラー
６２ 冷却水配管
７０ 断熱材
１００ ＭＲＩ装置
２００ ＭＲＩ装置用キャビネット
３０ エアコン室内機
３１ エアコン室外機
３２ エアコン配管
４０ 空冷コンポネント
５０ 水冷コンポネント
６１ 冷却水ポンプ・チラー
６２ 冷却水配管
７０ 断熱材
１００ ＭＲＩ装置
２００ ＭＲＩ装置用キャビネット
Claims (8)
- 冷風を吹き下ろすクーラー室内機と、前記クーラー室内機の下方に設置され前記冷風で冷却される電子部品を含む空冷コンポネントと、前記空冷コンポネントの下方に設置され循環する冷却水により冷却される電子部品を含む水冷コンポネントとを具備したことを特徴とするＭＲＩ装置用キャビネット。
- 請求項１に記載のＭＲＩ装置用キャビネットにおいて、前記クーラー室内機は、クーラー室外機により室外で排熱されることを特徴とするＭＲＩ装置用キャビネット。
- 請求項１または請求項２に記載のＭＲＩ装置用キャビネットにおいて、前記冷却水は、前記水冷コンポネントから室外へ循環して放熱され前記水冷コンポネントに戻ることを特徴とするＭＲＩ装置用キャビネット。
- 請求項１から請求項３のいずれかに記載のＭＲＩ装置用キャビネットにおいて、前記空冷コンポネントおよび前記水冷コンポネントを外部と断熱する断熱材を具備したことを特徴とするＭＲＩ装置用キャビネット。
- 請求項１から請求項４のいずれかに記載のＭＲＩ装置用キャビネットにおいて、前記空冷コンポネントの電子部品としてデジタル信号処理回路を含むことを特徴とするＭＲＩ装置用キャビネット。
- 請求項５に記載のＭＲＩ装置用キャビネットにおいて、前記デジタル信号処理回路は、ＣＰＵおよびメモリを含むことを特徴とするＭＲＩ装置用キャビネット。
- 請求項１から請求項６のいずれかに記載のＭＲＩ装置用キャビネットにおいて、前記水冷コンポネントの電子部品として電力回路を含むことを特徴とするＭＲＩ装置用キャビネット。
- 請求項７に記載のＭＲＩ装置用キャビネットにおいて、前記電力回路は、ＲＦアンプおよびグラジエントアンプを含むことを特徴とするＭＲＩ装置用キャビネット。
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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