JPH05220127A - 磁石装置 - Google Patents
磁石装置Info
- Publication number
- JPH05220127A JPH05220127A JP4025289A JP2528992A JPH05220127A JP H05220127 A JPH05220127 A JP H05220127A JP 4025289 A JP4025289 A JP 4025289A JP 2528992 A JP2528992 A JP 2528992A JP H05220127 A JPH05220127 A JP H05220127A
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- JP
- Japan
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- magnetic
- magnetic field
- middle hole
- term
- magnet
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- Pending
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- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁場補正が高精度に容易に行な得る磁石装置
を提供する。 【構成】 磁石１の内側に配設され、磁場補正用の磁性
体４を支持する円筒状の磁性体取付機構２、３を円周方
向に２４等分割した。
を提供する。 【構成】 磁石１の内側に配設され、磁場補正用の磁性
体４を支持する円筒状の磁性体取付機構２、３を円周方
向に２４等分割した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＮＭＲ（核磁気共鳴）
装置用マグネット等の磁石装置、特に主コイルが発生す
る主磁場の誤差磁場成分を補正して、磁場均一度を補正
するための磁場補正用磁性体を支持する磁性体取付機構
（シム機構）を備えた磁石装置に関する。
装置用マグネット等の磁石装置、特に主コイルが発生す
る主磁場の誤差磁場成分を補正して、磁場均一度を補正
するための磁場補正用磁性体を支持する磁性体取付機構
（シム機構）を備えた磁石装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＮＭＲ装置用マグネットにおい
ては、被検体が装置される領域の空間磁場均一性が重要
な特性の一つである。従って、磁場の高均一化を図るた
め、出力磁場発生用の主コイルの形状または電流密度分
布には種々の工夫が施されているが、主コイルの製作精
度や温度条件等のマグネット内部条件、または、マグネ
ット近傍に強磁性体が配置される等の外部条件により、
高均一磁場は乱されやすい。
ては、被検体が装置される領域の空間磁場均一性が重要
な特性の一つである。従って、磁場の高均一化を図るた
め、出力磁場発生用の主コイルの形状または電流密度分
布には種々の工夫が施されているが、主コイルの製作精
度や温度条件等のマグネット内部条件、または、マグネ
ット近傍に強磁性体が配置される等の外部条件により、
高均一磁場は乱されやすい。
【０００３】このため、従来より、例えば特開平１−２
８０４４７号「核スピン共鳴断層撮影装置」に示すよう
に、適当に配置された磁性体により誤差磁場成分を補正
する方法が取られている。即ち、マグネット中孔内部の
球領域における磁場をルジャンドル関数およびルジャン
ドル陪関数で展開し、磁性体を適当に配置することによ
り、ルジャンドル関数による展開項（ Zonal項）とルジ
ャンドル陪関数による展開項（Tesseral項）を任意の大
きさに発生させ、測定領域における定数項を除く磁場の
展開係数を０に可能なかぎり近づける方法を用いて磁場
補正が行われている。
８０４４７号「核スピン共鳴断層撮影装置」に示すよう
に、適当に配置された磁性体により誤差磁場成分を補正
する方法が取られている。即ち、マグネット中孔内部の
球領域における磁場をルジャンドル関数およびルジャン
ドル陪関数で展開し、磁性体を適当に配置することによ
り、ルジャンドル関数による展開項（ Zonal項）とルジ
ャンドル陪関数による展開項（Tesseral項）を任意の大
きさに発生させ、測定領域における定数項を除く磁場の
展開係数を０に可能なかぎり近づける方法を用いて磁場
補正が行われている。
【０００４】この磁性体による磁場補正においては、磁
性体の円周上の配置は、 Zonal項は円環状に、Tesseral
項は特定の随伴次数のみを出力するために円周上の特定
角度の位置に配置されるのが一般的である。また、Tess
eral項は円周方向に位相を持った磁場分布を形成する
が、従来は、円周方向の位相が、例えば cosθ項に対す
る sinθ項のように、π／２異なる２つの配置にて磁性
体を取り付け、その２つの配置の磁場出力の重ね合わせ
により特定の位相の磁場出力を得ている。
性体の円周上の配置は、 Zonal項は円環状に、Tesseral
項は特定の随伴次数のみを出力するために円周上の特定
角度の位置に配置されるのが一般的である。また、Tess
eral項は円周方向に位相を持った磁場分布を形成する
が、従来は、円周方向の位相が、例えば cosθ項に対す
る sinθ項のように、π／２異なる２つの配置にて磁性
体を取り付け、その２つの配置の磁場出力の重ね合わせ
により特定の位相の磁場出力を得ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の磁場補正用の磁
性体取付機構（シム機構）を有する磁石装置による磁場
補正）には、以下に記す３点の欠点を有する。
性体取付機構（シム機構）を有する磁石装置による磁場
補正）には、以下に記す３点の欠点を有する。
【０００６】第一に、マグネット装置の高均一磁場空間
の拡大を実現するためには、上記展開係数のうち、従来
磁場補正の対象とされていなかった高次の項、特に、ル
ジャンドル陪関数における随伴次数が３以上の項を補正
する必要が生じる場合があるが、これらの高次項を補正
する具体的な方法は提案されておらず、高均一磁場空間
の拡大を妨げる原因となっている。
の拡大を実現するためには、上記展開係数のうち、従来
磁場補正の対象とされていなかった高次の項、特に、ル
ジャンドル陪関数における随伴次数が３以上の項を補正
する必要が生じる場合があるが、これらの高次項を補正
する具体的な方法は提案されておらず、高均一磁場空間
の拡大を妨げる原因となっている。
【０００７】第二に、Tesseral項の補正において、円周
方向の特定位相の磁場出力を得るために、円周方向の位
相がπ／２異なる２つの配置における磁場出力の重ね合
わせを用いているため、例えば位相がπ／４のTesseral
項補正の場合、直接その位相を出力する配置に磁性体を
取り付けた時の磁性体の量に対して√２倍の磁性対の量
が必要となり、効率が悪い。
方向の特定位相の磁場出力を得るために、円周方向の位
相がπ／２異なる２つの配置における磁場出力の重ね合
わせを用いているため、例えば位相がπ／４のTesseral
項補正の場合、直接その位相を出力する配置に磁性体を
取り付けた時の磁性体の量に対して√２倍の磁性対の量
が必要となり、効率が悪い。
【０００８】第三に、従来の磁性体シム機構では、Tess
eral項の円周上の配置が特殊なため、円環状に配置する
Zonal項とは別の取付機構を必要とし、マグネット装置
中孔内部の有効領域を狭くする。
eral項の円周上の配置が特殊なため、円環状に配置する
Zonal項とは別の取付機構を必要とし、マグネット装置
中孔内部の有効領域を狭くする。
【０００９】本発明は、展開係数の高次項の補正が可能
で、かつ円周方向の位相設定自由度の高いTesseral項補
正用磁性体の取付機構と Zonal項補正用磁性体の取付機
構を一体化し、高精度の効率の良い磁場補正を容易に行
な得るようにした磁石装置を提供することを目的とす
る。
で、かつ円周方向の位相設定自由度の高いTesseral項補
正用磁性体の取付機構と Zonal項補正用磁性体の取付機
構を一体化し、高精度の効率の良い磁場補正を容易に行
な得るようにした磁石装置を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における磁石装置は、磁石の中孔内に配設さ
れる円筒状の磁場補正用の磁性体を支持する円筒状の磁
性体取付機構を円周方向に２４ｎ（但し、ｎは整数）に
等分割したことを特徴とする。
に、本発明における磁石装置は、磁石の中孔内に配設さ
れる円筒状の磁場補正用の磁性体を支持する円筒状の磁
性体取付機構を円周方向に２４ｎ（但し、ｎは整数）に
等分割したことを特徴とする。
【００１１】
【作用】上記のように構成された磁性体シム装置におい
ては、磁性体取付機構が円周方向に２４ｎに等分割され
ているので、等量の磁性体を円周上に角度２π／２４ｎ
で等間隔に配置することにより Zonal項を発生すること
ができ、かつ、従来からの随伴次数１もしくは２のTess
eral項に加えて随伴次数３および４のTesseral項を発生
するのに必要な特定角度位置に磁性体が過不足なく配置
できる。また、Tesseral項の円周方向の位相は、２４ｎ
分割の場合、随伴次数ｍに対してｍπ／１２ｎ単位で容
易に位相を変えることができるので、補正効率の高い位
相位置を自由に選択することができる。
ては、磁性体取付機構が円周方向に２４ｎに等分割され
ているので、等量の磁性体を円周上に角度２π／２４ｎ
で等間隔に配置することにより Zonal項を発生すること
ができ、かつ、従来からの随伴次数１もしくは２のTess
eral項に加えて随伴次数３および４のTesseral項を発生
するのに必要な特定角度位置に磁性体が過不足なく配置
できる。また、Tesseral項の円周方向の位相は、２４ｎ
分割の場合、随伴次数ｍに対してｍπ／１２ｎ単位で容
易に位相を変えることができるので、補正効率の高い位
相位置を自由に選択することができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に基づいて説
明する。
明する。
【００１３】超電導コイル等よりなる円筒状をなすマグ
ネット本体１の中孔内表面状に、円周を２４等分割する
位置に中孔中心軸と平行に溝形部材２は配置され、スラ
イド板（取付部材）３は、溝形部材２の溝にて支持さ
れ、マグネット本体１の中孔内に配置される。なお、溝
形部材２とスライド板３は非磁性材で形成されており、
両者で磁性体取付機構を構成している。
ネット本体１の中孔内表面状に、円周を２４等分割する
位置に中孔中心軸と平行に溝形部材２は配置され、スラ
イド板（取付部材）３は、溝形部材２の溝にて支持さ
れ、マグネット本体１の中孔内に配置される。なお、溝
形部材２とスライド板３は非磁性材で形成されており、
両者で磁性体取付機構を構成している。
【００１４】取り付けるべき磁場補正用の磁性体４は、
図２に示すようにスライド板３上に接着もしくはネジど
め等の手段により固定され、マグネット本体１の中孔内
にて磁性体４に生じる電磁気力にて磁性体４の位置が変
わらないよう配慮されている。スライド板３上の取付位
置とスライド板３を挿入する溝形部材２を選択すること
により、磁性体４の中孔内表面上の取付位置を自由に設
定することができる。
図２に示すようにスライド板３上に接着もしくはネジど
め等の手段により固定され、マグネット本体１の中孔内
にて磁性体４に生じる電磁気力にて磁性体４の位置が変
わらないよう配慮されている。スライド板３上の取付位
置とスライド板３を挿入する溝形部材２を選択すること
により、磁性体４の中孔内表面上の取付位置を自由に設
定することができる。
【００１５】Zonal項を補正するためには、中孔中心軸
と垂直な適当な断面上に第３図(a)(b) に示すような配
置で磁性体４を１８０゜対向させて等量配置する。同様
に、随伴次数１、２、３、４のTesseral項を補正するた
めには、各々、図４、図５、図６、図７に示すような配
置で磁性体４を等量配置する。Tesseral項の円周方向の
位相は、図４〜図７に示す配置を円周方向に１５゜刻み
で変更することにより、随伴次数ｍに対してｍπ／１２
単位で変化させることができる。Zonal項および各Tesse
ral項の多項式次数および出力値は、スライド板３上の
中心軸方向の取付位置および磁性体４の量によって調整
される。
と垂直な適当な断面上に第３図(a)(b) に示すような配
置で磁性体４を１８０゜対向させて等量配置する。同様
に、随伴次数１、２、３、４のTesseral項を補正するた
めには、各々、図４、図５、図６、図７に示すような配
置で磁性体４を等量配置する。Tesseral項の円周方向の
位相は、図４〜図７に示す配置を円周方向に１５゜刻み
で変更することにより、随伴次数ｍに対してｍπ／１２
単位で変化させることができる。Zonal項および各Tesse
ral項の多項式次数および出力値は、スライド板３上の
中心軸方向の取付位置および磁性体４の量によって調整
される。
【００１６】磁性体４の取付け位置・量は磁場分布の測
定データを基に各種数理計画法を利用して容易に決定す
ることができ、所定の均一磁場が達成されるまで、磁場
補正が行われる。
定データを基に各種数理計画法を利用して容易に決定す
ることができ、所定の均一磁場が達成されるまで、磁場
補正が行われる。
【００１７】なお、実施例では磁性体取付機構を溝形部
材とスライド板とで構成したが、２４角形の一体構造に
しマグネット内に配設するようにしてもよい。また、磁
性体取付機構は４８等分割、７２等分割等、２４整数倍
に分割されておればよく、分割数が多い程より高精度に
磁場補正が行な得る。
材とスライド板とで構成したが、２４角形の一体構造に
しマグネット内に配設するようにしてもよい。また、磁
性体取付機構は４８等分割、７２等分割等、２４整数倍
に分割されておればよく、分割数が多い程より高精度に
磁場補正が行な得る。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、従来補正が不可能であ
った随伴次数３〜４のTesseral項の補正を高精度に効率
よく容易に行うことができ、補正効率の高い位相位置を
自由に選択することができる。
った随伴次数３〜４のTesseral項の補正を高精度に効率
よく容易に行うことができ、補正効率の高い位相位置を
自由に選択することができる。
【００１９】また、展開係数の次数に関係なく、同一の
磁性体取付機構を使用するので、マグネット装置の中孔
内部の有効領域を広くすることができると共に、部品点
数の削減を図ることができる。
磁性体取付機構を使用するので、マグネット装置の中孔
内部の有効領域を広くすることができると共に、部品点
数の削減を図ることができる。
【００２０】さらに、実施例のように磁性体取付機構の
取付部材を円筒軸方向に移動（スライド）できるように
しておけば、磁性体の取付、取外しが容易に行な得るの
で、磁場補正作業が能率よくできる。
取付部材を円筒軸方向に移動（スライド）できるように
しておけば、磁性体の取付、取外しが容易に行な得るの
で、磁場補正作業が能率よくできる。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】図１の磁性体取付機構の構成を示す斜視図。
【図３】Zonal項を出力するための磁性体の円周上の配
置を示す図。
置を示す図。
【図４】随伴次数１のTesseral項を出力するための磁性
体の円周上の配置を示す図。
体の円周上の配置を示す図。
【図５】随伴次数２のTesseral項を出力するための磁性
体の円周上の配置を示す図。
体の円周上の配置を示す図。
【図６】随伴次数３のTesseral項を出力するための磁性
体の円周上の配置を示す図。
体の円周上の配置を示す図。
【図７】随伴次数４のTesseral項を出力するための磁性
体の円周上の配置を示す図。
体の円周上の配置を示す図。
１…マグネット本体 ２…溝形部材 ３…スライド板（取付部材） ４…磁性体
Claims (2)
- 【請求項１】 主磁場を発生する円筒状の磁石と、この
磁石の内周側に配設された磁場補正用の磁性体を支持す
る円筒状の磁性体取付機構を有する磁石装置において、
前記磁性体取付機構を円周方向に２４ｎ（但し、ｎは整
数）に等分割したことを特徴とする磁石装置。 - 【請求項２】 上記磁性体取付機構の分割された各取付
部材が円筒軸方向に移動可能であることを特徴とする請
求項１記載の磁石装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4025289A JPH05220127A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 磁石装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4025289A JPH05220127A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 磁石装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05220127A true JPH05220127A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=12161861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4025289A Pending JPH05220127A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 磁石装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05220127A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7683624B2 (en) | 2007-05-25 | 2010-03-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Magnetic field adjustment device and magnetic field adjustment method for superconducting magnet |
| US7884605B2 (en) | 2007-07-06 | 2011-02-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Shim support guide jig for magnetic field generation apparatus, magnetic field generation apparatus and magnetic resonance imaging equipment each including shim support in which magnetic material shims are arranged and adjusted by employing shim support guide jig, and magnetic field adjustment method for magnetic field generation apparatus, as well as magnetic field adjustment method for magnetic resonance imaging equipment |
| JP2016526968A (ja) * | 2013-06-21 | 2016-09-08 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 磁気共鳴ハイブリッドスキャナ用シムシステム |
| US10520567B2 (en) | 2014-09-12 | 2019-12-31 | Siemens Healthcare Limited | Combined shim and bore cooling assembly |
-
1992
- 1992-02-12 JP JP4025289A patent/JPH05220127A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7683624B2 (en) | 2007-05-25 | 2010-03-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Magnetic field adjustment device and magnetic field adjustment method for superconducting magnet |
| US7884605B2 (en) | 2007-07-06 | 2011-02-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Shim support guide jig for magnetic field generation apparatus, magnetic field generation apparatus and magnetic resonance imaging equipment each including shim support in which magnetic material shims are arranged and adjusted by employing shim support guide jig, and magnetic field adjustment method for magnetic field generation apparatus, as well as magnetic field adjustment method for magnetic resonance imaging equipment |
| JP2016526968A (ja) * | 2013-06-21 | 2016-09-08 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 磁気共鳴ハイブリッドスキャナ用シムシステム |
| US11291860B2 (en) | 2013-06-21 | 2022-04-05 | Koninklijke Philips N.V. | Shim system for a magnetic resonance hybrid scanner |
| US10520567B2 (en) | 2014-09-12 | 2019-12-31 | Siemens Healthcare Limited | Combined shim and bore cooling assembly |
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