JPH04371136A - Ｍｒｉ装置用静磁場発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、核磁気共鳴イメ−ジン
グ装置の静磁場発生装置に係り、特に磁場強度を被検体
撮影部位に応じて可変できる静磁場発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の装置を図７及び図８により説明す
る。第７図及び第８図は静磁場の発生に永久磁石を用い
磁気回路を構成する静磁場発生装置を示す図である。一
対の鉄製ヨ−ク３ａ，３ｂで永久磁石２ａ，２ｂ及び磁
極片１ａ，１ｂを各々支持し、ヨ−ク３ａ，３ｂを４本
のカラム４で所定の距離だけ隔てて対向保持して構成さ
れている。この静磁場発生装置において対向する永久磁
石２ａ、２ｂは互いに極性を異ならせており、磁気回路
は永久磁石２ａ、磁極片１ａ、磁極片１ｂ、永久磁石２
ｂ、ヨ−ク３ｂ、カラム４、ヨ−ク３ａ、永久磁石２ａ
を通り構成される。これらの構成部品のうち、磁極片１
ａ，１ｂは被検体６が入る空間、つまり磁極片１ａ，１
ｂの間の中央の磁場均一度をより均一にするためにある
。（均一度＝ある空間の磁場変化量÷中心磁場強度×１
０６≒１０ｐｐｍ）

【０００３】一般に高い均一度を得るために、磁極片間
距離Ｌと磁極片１ａ，１ｂの直径Ｄ０はＤ０≧２×Ｌの
関係にある。さらに対向する磁極片１ａ，１ｂの周縁部
は上下とも同一形状の環状突起部７を有する。この環状
突起部７は、周辺への磁束の漏れを抑え内部空間の均一
度改善のためのものである。（詳細は、特開昭６０−８
８４０７参照）。

【０００４】従って、被検体６が入りうる有効ギャップ
は磁極片１ａ，１ｂの突端部間距離Ｌｇとなる。この突
端部間距離Ｌｇ内には被検体６のほか、イメ−ジングに
必要な傾斜磁場コイル８ａ，８ｂと、ＲＦ照射コイル（
図示省略）及びＲＦ受信コイル（図示省略）を配置する
。

【０００５】以上のような静磁場発生装置において、イ
メ−ジングに必要な磁場均一度は環境により変化するた
め、据付の段階で上ヨ−ク３ｂまたは上ヨ−ク３ｂと上
永久磁石２ｂの中央に嵌合された移動部材９を上下させ
ることで磁場均一度の調整を行う。しかし、この調整は
据付、保守点検の時のみであり、通常の使用時では突端
部間距離Ｌｇは固定状態のままである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、静磁
場発生装置の磁場強度を変化させることについて検討さ
れておらず、被検体の頭部の撮影でも腹部の撮影用に調
整された突端部間距離で撮影していた。しかし、頭部撮
影時は腹部撮影時より突端部間距離が狭い方が良い画像
が得られるので、突端部間距離を狭くできれば静磁場強
度を上げることができ画像のＳ／Ｎ比の向上、撮影時間
の短縮ができる。

【０００７】本発明の目的は画像のＳ／Ｎ比の向上等を
目的にした静磁場発生装置の磁極片対向間距離の可変を
実現させるため、可変機構、距離可変に伴う磁場均一度
変化を補償する手段を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】静磁場、傾斜磁場の各磁
場発生手段と、検査対象に電磁波を照射する高周波照射
コイルと、検査対象からの磁気共鳴信号を検出する高周
波受信コイルと、前記検出信号を使って対象物体の物理
的性質をあらわす画像を得る画像再構成手段とを備えた
ＭＲＩ装置用の静磁場発生装置において、被検体を収容
し得る空隙を挾んで対向し、かつ前記空隙側の面に静磁
場の均一性を確保する磁極片が各々設けられた一対の永
久磁石装置と、前記永久磁石装置の各々を対向位置決め
すると共に前記空隙を除いた空間領域において前記一対
の永久磁石装置を磁気結合させる永久磁石配設手段と、
前記一対の永久磁石装置の対向間隔を可変設定する磁場
強度可変設定手段と、一対の永久磁石装置の対向間隔を
変化させたときに生ずる静磁場の均一度を補正する磁場
均一度補正手段を備える。

【０００９】

【作用】一対のヨ−ク間に油圧シリンダを接続し、かつ
カラムと上ヨ−クの移動方向にガイドを設け、上ヨ−ク
を均等に移動させ磁場強度を変える。また、移動位置を
検出する検出機構は、移動に伴う各項の磁場不均一を調
整するためのシミング用コイル（以下、シムコイルと称
する）に流す電流量を決める。さらに静磁場発生装置に
シムコイルを設け、移動に伴う磁場均一度変化を補正す
る。

【００１０】

【実施例】以下本発明の実施例を図１乃至図６に基づい
て詳細に説明する。図１は本発明に係る磁気共鳴イメ−
ジング装置の全体構成を示すブロック図である。図１に
おいてこの磁気共鳴イメ−ジング装置は、磁気共鳴（Ｎ
ＭＲ）現象を利用して被検体６の断層画像を得るもので
、そのために、必要な充分大きなボア径をもった静磁場
発生磁石１１０と、中央処理装置（以下、ＣＰＵと称す
る）１１１と、シ−ケンサ１１２と、送信系１１３と、
傾斜磁場系１１４と、受信系１１５と信号処理系１１６
とからなる。上記静磁場発生磁石１１０は、被検体６の
周りにその体軸方向または体軸と直角方向に均一な磁束
を発生するもので、上記被検体６の周りのある広がりを
もった空間に永久磁石方式の磁場発生手段が配置されて
いる。

【００１１】上記シ−ケンサ１１２は、ＣＰＵ１１１の
制御で動作し、被検体６の断層画像のデ−タ収集に必要
な種々の命令を送信系１１３及び傾斜磁場系１４並びに
受信系１５に送るものである。上記送信系１１３は、高
周波発信器１１７と、変調器１１８と、高周波増幅器１
１９と、送信側高周波コイル１２０ａとからなり、上記
高周波発信器１１７から出力された高周波パルスをシ−
ケンサ１１２の命令に従って変調器１１８で振幅変調し
、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器１１
９で増幅した後に被検体６に近接して配置された高周波
コイル１２０ａに供給する。これにより、電磁波が上記
被検体６に照射されるようになっている。

【００１２】上記傾斜磁場系１４はＸ，Ｙ，Ｚの３方向
に巻かれた傾斜磁場コイル８ａ，８ｂと、それぞれのコ
イルを駆動する傾斜磁場電源１２２とからなり、上記シ
−ケンサ１１２からの命令に従ってそれぞれのコイルの
傾斜磁場電源１２２を駆動することにより、Ｘ，Ｙ，Ｚ
の３方向の傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを被検体６に印加
するようになっている。この傾斜磁場の加え方を変える
ことにより、被検体６に対するスライス面を設定するこ
とができる。上記受信系１１５は、受信側高周波コイル
１２０ｂと、増幅器２３と、直交位相検波器１２４と、
Ａ／Ｄ変換器１２５とからなり、上記送信側の高周波コ
イル１２０ａから照射された電磁波による被検体の応答
の電磁波（ＮＭＲ信号）は被検体１に近接して配置され
た高周波コイル１２０ｂで検出される。

【００１３】さらに増幅器１２３及び直交位相検波器１
２４を介してＡ／Ｄ変換器１２５に入力してデジタル量
に変換され、シ−ケンサ１１２からの命令によるタイミ
ングで直交位相検波器１２４によりサンプリングされた
二系列の収集デ−タとされ、この信号が信号処理系１１
６に送られるようになっている。この信号処理系１１６
は、ＣＰＵ１１１と、磁気ディスク１２６及び磁気テ−
プ１２７等の記録装置と、ＣＲＴ等のディスプレイ１２
８とからなり、上記ＣＰＵ１１１でフ−リエ変換、補正
係数計算値像再構成等の処理を行ない、任意断面の信号
強度分布あるいは複数の信号に適当な演算を行なって得
られた分布を画像化してディスプレイ１２８に表示する
ようになっている。また、静磁場発生磁石１１０の磁極
片間距離を位置検出器１３２で検出し、その信号を制御
回路１３１に取り込み、そのデ−タに応じてシムコイル
電源１３０から複数のシムコイル６０（磁場均一度の各
項を補正するために補正項の数だけのコイル）に流す電
流値を決めている。図１において、送信側及び受信側の
高周波コイル１２０ａ，１２０ｂと、傾斜磁場コイル８
ａ，８ｂは、被検体６の周りの空間に配置された静磁場
発生磁石１１０の磁場空間内に配置されている。

【００１４】図２に本発明の実施例の斜視図を示す。図
３は図２におけるＢ−Ｂ矢視断面図で、シムコイル６０
を取り付けたものである。下ヨ−ク１０ａにコの字型の
金具１８が固定されており、油圧シリンダ１７の下端の
穴に回転可能にピン２０が嵌合され、このピン２０の両
端に嵌合する穴を有する軸受１９を金具１８に取り付け
る。また、油圧シリンダ１７の上端の穴には回転可能に
ピン２２を嵌合し、この両端に嵌合した穴を有する軸受
２１は上ヨ−ク１０ｂに取り付けられている。

【００１５】図４は油圧シリンダ１７の構造を示す図で
ある。油圧シリンダ１７の内部には作動油２３が抽入さ
れており、この作動油２３によりロッド１７ａが移動す
る。油圧ポンプで発生する圧力は２５〜３５ｋｇ／ｍｍ
２以上である。また、上ヨ−ク１０ｂ、上永久磁石２ｂ
、上磁極片１ｂの総重量は約４ｔであるため、この重量
を油圧シリンダ１７で支持するための１本当たりのシリ
ンダ内径ｄは、ｄ＝４０００ｋｇ／４本／２５ｋｇ／ｍ
ｍ２＝４０ｍｍ２以上必要である。

【００１６】つぎに油圧シリンダ１７の回路を図５で説
明する。油圧装置は４本の油圧シリンダ１７と、４個の
電磁弁４１と、２個の絞り弁４２と、逆止弁４３と、リ
リ−フ弁４４と、フィルタ４５と、モ−タポンプ４６及
びオイルタンク４７からなる。磁極片間距離を広げる場
合の油圧装置の動作は、モ−タポンプ４６でオイルタン
ク４７からくみ上げられた油は矢印４８の様な流れをす
る。つまり、油はフィルタ４５でゴミを取り除かれ、油
圧シリンダ１７が停止した時の逆戻り防止用逆止弁４３
を通り、電気的に弁を開閉する電磁弁４１を通る。油圧
シリンダ１７が伸びている場合はＣの電磁弁は閉じてい
る。その後、油圧シリンダ１７に入り、ロッド１７ａが
伸び上ヨ−ク１０ｂを上昇させる。油圧シリンダ１７上
部の油は電磁弁４１を通りオイルタンク４７に戻る、磁
極片間距離を狭くする場合は油の流れは逆となる。また
、リリ−フ弁４４は上ヨ−ク１０ｂの移動に異常が生じ
た場合（軸受が異常）に、ある圧力以上かからない様に
油をオイルタンク４７に戻す役目をする。

【００１７】次にガイド機構、位置検出について図３で
説明する。基本的にはカラム４と上ヨ−ク１０ｂに固定
したリニア軸受３０との嵌合がガイドになる。下ヨ−ク
１０ａに下端を固定したカラム４の上端は、上ヨ−クの
固定したリニア軸受３０の内径を勘合するような寸法で
仕上げ加工されており、油圧シリンダ１７の駆動力で上
ヨ−ク１０ｂ（上永久磁石２ｂ、上磁極片１ｂ）が移動
できるようになっている。また、カラム４の中央部に取
り付けられたマイクロスイッチ３１ａ，３１ｂ、および
上ヨ−ク１０ｂの取り付けられたストライカ３２で位置
検出部を構成しており、ストライカ３２がどちらのマイ
クロスイッチ３１ａ，３１ｂを押しているかによりシム
コイル電流を決定する。また、マイクロスイッチ３１ａ
，３１ｂは油圧シリンダ１７の駆動の停止位置を示して
いる。

【００１８】シムコイル６０について説明する。シムコ
イル６０は各磁場不均一項を補正するパタ−ンを有し、
このパターンには例えば特公昭４０−２６３６８に提案
ののものをプリント基板にエッチングをして製作し、同
一のものを上下に配置し所望の補正を得る。油圧シリン
ダ１７の伸縮にともなって上ヨ−ク１０ｂが移動し、磁
場均一度達成のための磁極片１ａ，１ｂ間が変化するが
その変化量をシムコイル６０で補正するもので、上記マ
イクロスイッチ３１ａ，３１ｂのオン、オフで上ヨ−ク
１０ｂの位置を検出しそれに応じてシムコイル６０に流
す電流値を決定している。

【００１９】次に、カバ−について図６で説明する。磁
極片間距離を変化させると、静磁場発生装置全体のカバ
−に問題を生ずるが、そのことについて図６で説明する
。カバ−前面、後面（図示省略）、側面５２、上面５３
をカラム４上部からフレ−ムをだしそのフレ−ムに上記
カバ−を固定することで間隔が変化しても影響がないよ
うにしている。つぎに開口カバ−５４について説明する
。開口カバ−５４は上下２分割で構成され、上側のカバ
−高さ、幅は、下側より大きくなっており、かつ、上、
下のカバ−とも磁極片１ａ，１ｂに固定されている。横
方向に抑え５５を設け、カバ−が開くことを防止してい
る。これで磁極片間距離が変化してもそれに追従して開
口が変化するようにしている。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、被検体の大きさに応じ
て磁極片間距離を変えることができるので頭部撮影時に
は距離が狭く、磁場強度を高くできるので画像のＳ／Ｎ
比の向上、撮影時間の短縮等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気共鳴イメ−ジング装置の全体構成
図

【図２】本発明の静磁場発生装置の斜視図

【図３】本発
明の静磁場発生装置の断面図

【図４】油圧シリンダの断
面図

【図５】油圧回路図

【図６】本発明に係るカバ−断面図

【図７】従来装置の平面図

【図８】従来装置の立体図

【符号の説明】

１ａ　　　　磁極片 １ｂ　　　　磁極片 ２ａ　　　　永久磁石 ２ｂ　　　　永久磁石 ３　　　　　　ヨ−ク ４　　　　　　カラム ５　　　　　　空隙 ６　　　　　　被検体 ７　　　　　　環状突起部 ８ａ　　　　傾斜磁場コイル ８ｂ　　　　傾斜磁場コイル ９　　　　　　移動部材 １０ａ　　ヨーク １０ｂ　　ヨーク １７　　　　油圧シリンダ １７ａ　　ロッド ３０　　　　リニア軸受 ３１ａ　　マイクロスイッチ ３１ｂ　　マイクロスイッチ ３２　　　　ストライカ ６０　　　　シムコイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静磁場、傾斜磁場の各磁場発生手段と、検
   査対象に電磁波を照射する高周波照射コイルと、検査対
   象からの磁気共鳴信号を検出する高周波受信コイルと、
   前記検出信号を使って対象物体の物理的性質をあらわす
   画像を得る画像再構成手段とを備えたＭＲＩ装置用の静
   磁場発生装置において、被検体を収容し得る空隙を挾ん
   で対向し、かつ前記空隙側の面に静磁場の均一性を確保
   する磁極片が各々設けられた一対の永久磁石装置と、前
   記永久磁石装置の各々を対向位置決めすると共に前記空
   隙を除いた空間領域において前記一対の永久磁石装置を
   磁気結合させる永久磁石配設手段と、前記一対の永久磁
   石装置の対向間隔を可変設定する磁場強度可変設定手段
   と、一対の永久磁石装置の対向間隔を変化させたときに
   生ずる静磁場の均一度を補正する磁場均一度補正手段を
   備えたことを特徴とするＭＲＩ装置用静磁場発生装置。