JPH01280447A

JPH01280447A - 核スピン共鳴断層撮影装置

Info

Publication number: JPH01280447A
Application number: JP63109494A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Watanabe; 洋之渡邊; Mitsuru Saeki; 満佐伯; Tsuyoshi Takahashi; 高橋　堅; Hiroshi Hashimoto; 宏橋本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-05-02
Filing date: 1988-05-02
Publication date: 1989-11-10

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、所定空間に均一静磁場を発生する核スピン共
鳴断層撮影装置に係り、特に静磁場発生装置合理化、及
び磁場補正作業の効率化に好適な核スピン共鳴断層撮影
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、磁性体の配置による磁場補正については、マグネ
ティック　レゾナンスインメディスン１゜（１９８４）
第４４頁から第６５頁（Ｍａｇｎ、　Ｒｅ５ｏｎ。

Ｍｅｄ、１（１９８４）ｐ　４４−６５）（文献１）お
よびレヴユーオブサイエンティフィック　インストラメ
ンツ５６（１）（１９８５）第１３１頁から第１３５頁
（Ｒｅｖ、　Ｓｃｉ、　Ｉ　ｎｓｔｒｕｍ、５６（１）
（１９８５）　ｐ１３１−１３５）（文献２）において
論じられている。即ち、磁石ボア内の磁場は、領域を球
にとれば球調和関数であるから、ルジャンドル函数、ル
ジャンドル陪関数で展開することができる。ルジャンド
ル函数による展開項をＺ　ａｎａ１項と言い、ルジャン
ドル陪函数による展開項をＴ　ｅｓｓｅｒａ１項と言う
。磁性体による磁場補正とは、磁性体を適当に配置する
ことにより定数項を除（Ｚｏｎａ１項とＴｅ５ｓｅｒａ
１項を任意の大きさに発生させ、測定領域の磁場の展開
係数をＣ１即ち定数項のみにすることである０文献１に
は磁性体によるＺｏｎａ１項とＴｅ５ｓｅｒａ１項の発
生のさせ方が述べられている。しかし、装置の合理性や
、磁場補正の効率等を考慮した具体的な磁性体の配置及
び支持には何ら言及されていない。又、文献２には、鉄
の棒を使った磁場補正例を中心に、実際的な補正効果に
ついて述べられているが、文献１と同様、装置の合理性
や；磁場補正の効果については言及されていない。

Ｔ　ｅｓｓｅｒａ１項を発生させるための周方向の鉄片
の配置は以下の方法で決定する。

１、磁化した鉄片が作る磁場第８図に示すように−様な磁場中のｒの位置に置かれた
鉄片が作る磁場の表式は以下となる。

Ｘｒ”Ｐｎ、ｍ（ｃｏｓθ）ｃｏｓｍ（φ−ψ）］　　
−（Ｉ＝１）２、特定のｍ項を発生させない鉄の配置鉄
片を方位角方向にペアで配置することにより、特定のｍ
項が発生しないようにすることができる。

即ち、式（Ｉ−１）より、αが一定の時、２個の鉄片に
よる磁場を考えれば、ｃｏｓ［ｍ（φ−ψ）］　＋ｃｏｓ　［ｍ（φ−ψ’）
］＝０が、ｍ項が発生しないための必要十分条件である
ことがわかる。

、’、ｃｏｓｍφｃｏｓ　ｍψ＋ｓｉｎ　ｍφｓｉｎ　
ｍψ＋ｃｏｓｍφｃｏｓｍψ’　＋ｓｉｎ　ｍφｓｉｎ
　ｍψ′＝ＯａＣＯ５ｍφ（ｃｏｓｍψ＋ｃｏｓｍψ’
　）＋ｓｉｎ　ｍφ（ｓｉｎｍψ＋ｓｉｎ　ｍψ′）＝
０＜”＞Ｃ０１１ｍψ＋ｃｏｓｍψ′＝０かつｓｉｎ　ｍ
ψ＋ｓｉｎ　ｍψ′＝Ｏａ１ｍψ−ｍψ’　Ｉ＝ｋ　π
（ｋ　＝１．３．５−）ｋπ φ１ψ−ψ’Ｉ＝−（ｋ＝１．３．５・・・）　　・・
・（Ｉ−２）ｋπ 従って、２個の鉄片を□（＝１．３．５・・・）の角度
で配置すれば１ｍ項は発生しない。例えば。

どの鉄片にも１８０’反対側にペアとなる鉄片が存在す
ればｍが奇数の項は発生しない。（ｍが奇数の項を０に
するｋが必ず存在する＠）３、磁場補正項のまとめ式（Ｉ−１）より求めた球調和関数の各項を、通称の磁
場補正成分に対応させて、以下のようにまとめる。以後
、補正項は通称を以て呼ぶことにする。

４、Ｘ、Ｙ項を発生させる鉄の配置（ｎ＝１．　ｍ＝１
）ｉ）ｍ＝２．３．４項を発生させないために（ｍ）５
の項は高次により無視できると仮定する。）２個の鉄片
を−＋　　ｌ　　ｌの間隔で配置する。

従って第９図のような配置を採用する。この時、どの鉄
片をとっても−１１＋の角度をなす鉄片が存在している
。又第９図の配置の場合、±ψのペアの存在により、Σ
Ｃｏｓψ≠０．Σｓｉｎψ＝０となるのでＸ項のみが発
生する。（Ｙ項のみ発生させる場合には９０°ずらせば
よい。）ｍ＝１の他の項、例えばＺＸ、ＺＹ、Ｚ”Ｘ、
Ｚ”Ｙ　（表１−１参照）などの項を発生させるための
周方向の配置も同様である。

５、Ｘ”−Ｙ”、ＸＹ項を発生させる鉄の配置（ｎ＝２
．ｍ＝２）ｉ）ｍ＝２以外の項をできるだけ発生させないようにす
る。式（Ｉ−２）よりすべての鉄片に１８０°の角度を
なす鉄片が存在すれば、奇数項はすべて消去される。ｍ
　＝　４の項を発生させないためにすべての鉄片に４５
°の角度をもったペアを形成させ、ｍ　＝　６の項を発
生させないために３０’の角度をもったペアを形成させ
る。すると、第１０図のような配置を得る。（ＸＹ項の
み発生させる場合は、４５°ずらせばよい。）６　、　Ｔｅ５ｓｅｒａ１項を発生させる鉄片の配置第
４項及び５項より高次の項を無視すれば、Ｔ　ｅｓｓｅ
ｒａ　１項を発生させる鉄片の配置箇所は、第１１図の
場所に限定される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、磁場補正用磁性体小片の質量や、その
支持固定方法については言及していない。

本発明の目的は、合理的で効率の良い磁場補正を行なう
のに適した磁性体の質量とその支持固定方法を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、一定の静磁場を発生する静磁場コイルと、
該静磁場の補正を行う磁性体と、該磁性体を支持し前記
静磁場コイルの内側に配設した円筒状の支持体と、前記
補正された静磁場内の被測定休から発生する核磁気共鳴
信号（以下、ＮＭＲ信号と称す）に位置情報を付与する
前記支持体の内側に配設した円筒状のグラディエントコ
イルと、前記被測定体にパルス状電磁波を印加して前記
ＮＭＲ信号を発生させる前記グラディエントコイルの内
側に配設した照射コイルと、該ＮＭＲ信号を受信する前
記グラディエントコイルの内側に配設した受信コイルと
を備えた核スピン共鳴断層撮影装置において、前記磁性
体の質量を０．０１〜３０ｇの範囲とした核スピン共鳴
断層撮影装置により、または、前記支持体の外側の面の
円周方向に所定数隣接して配設した台座に前記磁性体が
ねじにより固定されるか、またはねじそのものである核
スピン共鳴断層撮影装置により、または、前記支持体の
固定位置を該支持体の円周方向に所定の基準点から７５
’〜３７．５’　、５２．５’〜８２゜５’　、９７．
５″〜１２７．５″’　、１４２．５’〜１７２．５’
　、１８７．５’〜２１７．５”　、２３２゜５″〜２
６２．５’　、２７７．５″′〜３０７．５’　３２２
．５’〜３５２．５°の範囲内とした核スピン共鳴断層
撮影装置により、または、前記静磁場コイルに前記支持
体と前記グラディエントコイルとを共に固定する核スピ
ン断層撮影装置により達成される。

〔実施例〕以下、本発明の内容と一実施例を第１図〜第７図により
説明する。

核スピン共鳴断層撮影装置の撮影空間の常温ボア内磁場
を、ルジャンドル展開し、その展開項に対応する成分を
磁性体小片の配置により補正する場合、一般に該当成分
以外の成分が同時発生する。

この時、磁性体の質量と該当成分の感度及び該当成分以
外の成分の感度は密接な関係を持っている。

ここでは、ルジャンドル関数Ｐ、　（ｃｏｓθ）項（通
称７６項）を、磁性体小片の配置により補正する場合を
代表例として説明する。ＺＧ項を発生させようとすると
、一般にｐ２（ｃｏｓθ）項（通称７２項）とＰ４（ｃ
ｏｓθ）項（通称７４項）を含む偶数項が同時発生する
。この時、７２項は、比較的容易に単独で発生させるこ
とができ、２４項の発生をできるだけ抑えることが、合
理的かつ効率のよい磁場補正をするために、必要である
。そこで、７４項の発生量と２２項の発生量の比を縦軸
に、磁性体小片の重量を横軸に、磁性体小片板厚一定の
条件でグラフを画くと第７図のようになる。即ち、はぼ
３０ｇのあたりで１発生量比の傾きが変わっており、０
．０１〜３０ｇの範囲の磁性体小片を用いることにより
、３０ｇ以上の磁性体小片を用いるよりも、２４項の発
生が低く抑えられることがわかる。又、下限値の０．０
１　ｇは商業ベースの採算上から考えられる限界値であ
る。この７６項を補正する場合のような、２４項と２２
項の発生量の比と、磁性体小片質量との関係は、ｚｓ項
以外の項の場合にも当てはまる。従って磁場補正用磁性
体小片としては、０．０１〜３０ｇの範囲のものを用い
ることにより、合理的かつ効率的な磁場補正が達成され
る。

又、上記磁性体小片は、磁性体小片支持用円筒上にほぼ
等間隔に設けられた取りはずし可能な台座上にねじ止め
される場合、磁場補正により磁性体小片の板厚等変更の
際には、磁性体支持用円筒を引き出す必要は無く、台座
のみを引き出して磁性体小片を交換又は追加すればよく
１台座は周方向に整列して並べられるため、−本を引き
抜いた場合は、両横の台座が再び挿入される場合のガイ
ドとなり合理的かつ効率のよい磁場補正が可能である。

又、磁性体小片は、ねじそのものであってもよい、さら
に、Ｔ　ｅｓｓｅｒａ１項の磁場補正は磁性体小片支持
用円筒の周方向位置で任意の基準線よりボア中心の回り
に７．５″′から３７．５″’、５２゜５°から８２．
５＠、９７．５”　から１２７．５’。

１４２．５’　から１７２．５’　、１８７．５’　か
ら２１７．５’　、２３２．５’　から２６２．５＠、
２７７．５＠から３０７．５’　、３２２．５’　から
３５２．５°以外を効果的に使用すれば実施できるたる
め、磁性体小片支持円筒と電磁石装置の固定位置を上記
範囲とすることにより、磁性体固定用台座を磁性体小片
支持用円筒から取りはずし磁石ボア外に引き出す際１円
筒固定用部品が邪魔になる頻度を減らすことができ、能
率よく磁場補正が達成される。又、上記円筒固定用部品
は、円筒内部に有するグラディエントコイルを同時に電
磁石装置に固定すればより合理的である。

以下、図面により説明する。

第２図は全体構成図である。静磁場コイル１により一定
の静磁場を発生し、この静磁場コイル１の内側に配設さ
れた円筒状の支持体に配設した磁場補正用磁性体小片３
により静磁場を補正し、この補正した静磁場内の被測定
体に照射コイル２３によりパルス状の電磁波を印加して
ＮＭＲ信号を発生させ、このＮＭＲ信号に支持体の内側
に配設した円筒状のグラディエントコイル２により位置
情報を付与し、この位置情報を付与したＮ　Ｍ　Ｒ信号
を受信コイル２４により受信し画像（図示せず）を形成
する。

第１図は本発明の一実施例で部分断面図である。

１は中心に静磁場を発生させる静磁場発生磁石、２はグ
ラディエントコイルである。グラディエントコイル２と
磁石１の内壁との間に磁性体小片固定用円筒７が挿入さ
れ、支持具９によりグラディエントコイル２と共に磁石
１から支持されている。

非磁性円筒７には、磁性体固定用台座５が取りはずし可
能な状態で取付けられており、この台座に磁場補正用磁
性体小片３がネジ止めされている。

磁性体小片３は要素質量０．０１〜３０ｇの範囲の磁性
体で、他項の発生を少なく抑え、合理的で経済的な磁場
補正を達成している。磁性体小片３は台座５にネジ止め
され、台座５は磁性体小片固定用円筒７に周方向にほぼ
等間隔で取り付けられており、磁場補正をする際には１
台座５を磁性体小片固定用円筒７からはずして磁石ボア
外に引き出し、磁性体を取付ければよく、台座５を再び
挿入する場合は、両横の台座がガイドとなり能率的に磁
場補正をすることができる。支持具９は、図に示す位置
で、円筒７とグラディエントコイル２を支持しており、
磁場補正で台座５を引き出す際、邪魔になる頻度が少な
い。又、支持具９は、円筒７とグラディエントコイル２
を同時に支持しているため合理的である。　第３図は、
磁場補正用磁性体の実施例を示す。磁性体はそれ自身が
ネジとなっていてもよく、又ネジ穴をあけておく構造と
してもよい。ネジ穴はそれ自体ねじとなっていてもよく
、又、！！Ｌ通穴で別にナツトを用意して締めつけても
よい。磁性体の形状は任意で、０．０１〜３０ｇの範囲
とする。

第４図は、磁性体固定用台座の実施例を示す。

非磁性り形のしかるべき位置に磁性体固定用穴がおいて
おり、磁性体をネジ止めする。

第５図は、磁性体小片固定用円筒７の取付は位置範囲の
実施例を示す。図の矢印で示した範囲には、磁性体を配
置する数が少なく、この中から適当な位置を選んで円筒
７を磁石１に取付ければ、磁場補正の際台座５を引き出
すのに、支持具９が邪魔になる頻度が少ない。

第６図は、磁性体固定用台座の配置実施例を示す。上記
台座は、磁性体固定用円筒上にほぼ等間隔に取りはずし
可能な状態で固定されており、磁場補正の際には、台座
のみを引き出して磁性体小片を設置すればよく、再び挿
入する場合は両横の台座がガイドとなり、能率よく磁場
補正ができる。

以上のように本実施例によれば、０．０１〜３０ｇの範
囲の磁性体小片を用いることにより、発生させたい磁場
成分（ルジャンドル展開項）と同時発生する他の成分を
少なく抑えることができ、合理的な磁場補正が可能であ
る。又、磁性体小片固定用円筒７上にほぼ等間隔に取り
はずし可能な台座を設置してその上に磁性体小片をねじ
止めすることにより、磁場補正の際、台座のみを引き出
して磁性体小片を設置すればよく、再び挿入する場合両
横の台座がガイドとなり能率よく磁場補正ができる。上
記磁性体小片固定用円筒７を磁石ボアから支持するのに
、図４の位置を使用することにより、磁性体固定用台座
を引き出す際、円筒固定用支持具が邪魔になる頻度が少
ない。又、この支持具は円筒を支持すると同時にグラデ
ィエントコイルも支持しているので合理的である。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので以下
に記載されるような効果を奏する。

静磁場を補正する磁性体の質量を０．０１〜３Ｏｇの範
囲にし所望の磁場成分以外を低く抑えることにより合理
的で効率良く磁場補正ができる。

また、支持体の円周方向に所定数隣接して台座を配設し
、所定の台座に磁性体をねじ止めすることにより、磁場
補正の際、補正する磁性体が取り付けである所望の台座
だけを引外すことができ、また挿入時は隣接する台座を
挿入ガイドとして利用でき磁場補正が容易にできる。

また、支持体の固定位置を７．５’〜３７．５°。

５２．５’〜８２．５’　、９７．５’〜１２７．５°
。

１４２．５＠〜１７２．５’　、１８７．５’〜２１７
．５’，２３２．５″〜２６２．５’，２７７．５’〜
３０７．５’，３２２．５”〜３５２．５’の範囲内と
することにより、磁場補正の際、磁性体が取付けである
台座の引外し及び挿入作業が支持体の支持具と干渉せず
磁場補正の作業が効率よくできる。

また、静磁場コイルに支持体とグラディエントコイルと
を同時に固定することにより別々に固定する必要がなく
固定が合理的に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の部分断面図、第２図は全体
構成図、第３図は磁性体形状の斜視図、第４図は磁性体
固定用台座の斜視図、第５図は磁性体固定用円筒の固定
位置を示す模式図、第６図は磁性体固定用台座の磁性体
固定用円筒上の配設図、第７図は磁性体の質量と同時発
生する項の感度との関係図、第８図〜第１１図は従来技
術の説明図である。１・・・静磁場コイル、２・・・グラディエントコイル
。３・・・磁場補正用磁性体小片、４・・・磁性体固定ね
じ、５・・・磁性体固定用台座、７・・・磁性体固定用
円筒、９・・・支持具、２３・・・照射コイル、２４・
・・受信コイル。

Claims

【特許請求の範囲】

１．一定の静磁場を発生する静磁場コイルと、静磁場の
補正を行う磁性体と、該磁性体を支持し前記静磁場コイ
ルの内側に配設した円筒状の支持体と、前記補正された
静磁場内の被測定体から発生する核磁気共鳴信号に位置
情報を付与する前記支持体の内側に配設した円筒状のグ
ラディエントコイルと、前記被測定体にパルス状電磁波
を印加して前記核磁気共鳴信号を発生させる前記グラデ
ィエントコイルの内側に配設した照射コイルと、該核磁
気共鳴信号を受信する前記グラディエントコイルの内側
に配設した受信コイルとを備えた核スピン共鳴断層撮影
装置において、前記磁性体の質量を０．０１〜３０ｇの
範囲としたことを特徴とする核スピン共鳴断層撮影装置
。
２．前記支持体の外側の面の円周方向に所定数隣接して
配設した台座に前記磁性体がねじにより固定されるか、
またはねじそのものであることを特徴とする請求項１記
載の装置。
３．前記支持体の固定位置を該支持体の円周方向に所定
の基準点から７．５’〜３７．５’，５２．５’〜８２
．５’，９７．５’〜１２７．５’，１４２．５’〜１
７２．５’，１８７．５’〜２１７．５’，２３２．５
’〜２６２．５’，２７７．５’〜３０７．５’，３２
２．５’〜３５２．５’の範囲内としたことを特徴とす
る請求項１又は２記載の装置。
４．前記静磁場コイルに前記支持体と前記グラディエン
トコイルとを共に固定することを特徴とする請求項１、
２又は３記載の装置。