JPH07171131A - Ｍｒｉ磁石の改良 - Google Patents

Ｍｒｉ磁石の改良

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JPH07171131A
JPH07171131A JP5333021A JP33302193A JPH07171131A JP H07171131 A JPH07171131 A JP H07171131A JP 5333021 A JP5333021 A JP 5333021A JP 33302193 A JP33302193 A JP 33302193A JP H07171131 A JPH07171131 A JP H07171131A
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JP
Japan
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magnet
pole
shim
poles
ring
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JP5333021A
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English (en)
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Michael Ben Sellers
ベン セラーズ マイクル
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Siemens Magnet Technology Ltd
Original Assignee
Siemens Magnet Technology Ltd
Oxford Magnet Technology Ltd
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/387—Compensation of inhomogeneities
    • G01R33/3873—Compensation of inhomogeneities using ferromagnetic bodies ; Passive shimming

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気共鳴投影装置用の磁石において、投影容
積中の磁場の均質化をはかるため改良されたシミング装
置を提供する。 【構成】 この磁石はヨーク上に支持され投影容積をそ
の間に定めるよう隣接している一対の極を含み、該極は
各々が中にセットしたシム片を含む対抗端面を有し、こ
のシム片は投影容積中の磁場を均質化する目的のため極
の長手軸と平行の方向に位置的に調節可能に適合され配
置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁石に関係し、特に医療
応用の磁気共鳴投影（ＭＲＩ）に用いる種類の磁石に関
係する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＲＩの理論と動作は公知であり、それ
故ここでは詳細に説明しない。しかしながら、受入れ可
能な画像を作成するためには、所定容積の高度に均質な
磁束を供給する磁場を与えなければならないことを強調
しておかなければならない。通常投影容積と呼ばれるこ
の容積は球状で標準的には約４０cmの直径であり、磁束
は１００ppm 以下の非一様度（ΔＢ／Ｂ）以内まで実質
的に均質である。
【０００３】ＭＲＩに用いられる磁石は永久磁石又は標
準的には０．２Ｔから２Ｔの強磁場を発生するため低温
技術を用いた電磁石で良い。不幸にも、現在既知の全て
の磁石で、磁石のみ、すなわち裸の磁石は十分均質な画
像容積の磁場を発生できない。これは磁石設計に固有の
不可避な非一様性、それが作られる部品の材料と公差、
及び動作時に磁場に影響を与える外界の影響のためであ
る。それ故、これらの磁束の非一様性を補正すること、
シミング（ｓｈｉｍｍｉｎｇ）と呼ばれる過程が必要と
なる。
【０００４】シミングは当業者には公知の技術であり、
各種のシミング方法かつ多分組合せで用いられる。例え
ば、特殊設計の銅コイル、しばしば複雑な形状のものを
磁石内に配置し、所定電流でコイルを付勢することを含
む電気シミングを用いてもよい。これらのコイルからこ
のようにして発生された磁場は投影容積で実質的に均質
な磁場を作成するよう裸の磁石により発生される磁場に
重ね合される。
【０００５】電気シミングは非常に強力な技術ではある
が、これは主にコストの問題を有する。コイルの追加コ
ストと非常に安定した電源の要求は電気シミングの使用
をしばしば忌避する。
【０００６】受動シミングと呼ばれる別のシミング方法
は、裸磁石の磁場をより均質となるように磁場を包囲す
るため強磁性又は永久磁化のどちらかである磁性材料の
離散部品を投影容積近傍の所定位置へ配置する段階を含
む。受動シミングの主な欠点は相対的に大容積のシミン
グ材がしばしば必要であり、この空間が常に利用可能で
あるとは限らない点である。
【０００７】しかしながら、シミング設計を考慮する時
には、利用可能な材料は著しい温度感度を有し、このこ
とは投影容積中の磁場の一様性もある程度まで温度に敏
感であるため、温度変化の効果を考慮しなければならな
い。当業者には公知のように、ＭＲＩは投影容積中に磁
場勾配を作成するよう付勢される勾配コイルの使用が含
まれ、コイルは投影中に電気的にパルス・オン・オフさ
れる。従って不可避的に熱が勾配コイルに発生され、こ
れは又何らかの種類の感温材料を使用した場合磁場の一
様性に影響を与える。
【０００８】本発明は、フレームすなわち「ヨーク」に
より分離保持される２つの極片間の領域に投影容積が定
められる磁石に関係する。このような磁石で、投影容積
に実質的に均質な磁場を発生するために用いられるさら
なる技術は極整形である。これは、ヨーロッパ特許出願
第９１１１９６６７．３号に記載の空隙により磁石の主
極から隔置された特別の別の柔軟な極板を含む。空隙を
変化させるよう局所的に極板をたわませることにより、
極板を通過する磁束を変化可能とする。板を流れる垂直
な磁束が投影容積中の磁場分布に影響するため、磁場の
均質性は所定の極板調節により改良可能である。しかし
ながらシミングに対して柔軟な極板の使用は完全には満
足できるものではない。これは、シミングの過程が複雑
で時間がかかり、投影容積に均質な磁場の所要分解能を
達成することは非常に困難なためである。加えて、柔軟
な極度の機械的堅牢性は良好でない。
【０００９】しかしながら別々の極板は、ヒステリシス
の反対効果が大きく削減可能であるという点で１つの重
要な利点を有する。安価な軟鉄は特にこの現象をこうむ
り、これは勾配コイルがパルスを受けた時に投影容積の
磁場の均質性の劣化を示す。しかしながら、別々の極板
は勾配コイルの戻り磁束の全てを運ぶ役割を果たし、主
極への侵入を許さないスクリーンとして作用する。極板
の材料と構成方法の注意深い選択により、ヒステリシス
効果は従って実質的に除去される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】それ故本発明の目的は
上記欠点のいくつかを少くとも部分的に除去した改良さ
れたシミング方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によると、磁気共
鳴投影用の磁石は、ヨーク上に支持され投影容積をその
間に定めるよう隣接している一対の極を含み、該極は各
々が中にセットしたシム片を含む対抗端面を有し、この
シム片は投影容積中の磁場を均質化する目的のため極の
長手軸と平行の方向に位置的に調節可能に適合され配置
されている。
【００１２】各極はその端面上に設けられ前記軸と実質
的に直交して配置した実質的に堅牢な極板を有し、該極
板は関係する極の端面から隔置している。
【００１３】別々の堅牢な極板を用いることにより、柔
軟な極板に付随する欠点なしにヒステリシスの反対の効
果が実質的に除去され、軸方向に調節可能な極にセット
したシム片を設けることにより投影容積中の磁場の均質
性は簡単に最適化される。
【００１４】シム片は強磁性材料から製造される。又は
シム片は、強磁性材料をさらに含む永久磁石材料から製
造してもよい。シム片は少くとも１つの環状リングを含
み、その位置は極の軸方向に調節可能に配置されてい
る。複数個の同心リングを設けてもよく、各リングはそ
れぞれ調節可能である。少くとも１つのリングはセグメ
ント化され、リングの各セグメントは個別の調節用に適
合され配置される。シム片はネジ係合調節用に適合され
配置される。各セグメントは個別のネジ係合調節用の装
置を含む。シム片はスプリングのバイアス力に対して調
節可能となるよう配置される。
【００１５】本発明の１つの考えられる実施例では、各
極の堅牢な極板は、その一方の面ではそれが付随し、シ
ム片が調節可能に入る極の端面と、その反対面では勾配
コイルとの間にはさまれ、極板と勾配コイルが収容され
る各極上の円筒状空間は、各極に１つの各極の端面に取
付けた一対の環状ローズ・リングにより取囲まれる。
「ローズ」リングはその発明者にちなんで名付けられ
る。その目的は磁場の基本的な均質性を改良することで
ある。これは当該技術において公知であるが、通常「ロ
ーズ」リングと呼ばれるのではなく、その形状と機能に
より説明される。
【００１６】各極に付随する極板は、微細シミング用に
設けた永久磁石を取付ける基板としての役割を果たすよ
う配置される。
【００１７】
【実施例】図１を参照すると、ＭＲＩ用の既知磁石は一
対の極１、２を含む。極１、２は、環状勾配コイル３、
４が入る各端面１ａ、２ａを有する。満足できる画像を
発生するためには、約４０cmの直径を有する球状の投影
容積５中の磁束が１００万分の１００以下の非一様性
（ΔＢ／ΔＢ）で実質的に均質である必要がある。投影
容積５は極１、２間のギャップ６の中心に位置し、この
中へ被走査患者が配置され、従って***作人体域が投影
容積５内となる。
【００１８】前述したように、ＭＲＩ磁石装置は非常に
公知であり、上述した装置とその動作モードは当業者に
より公知である。
【００１９】ここで図２を参照すると、本発明による磁
石の一方の極が図示されているが、磁石は図４に示すよ
うに２つの極を含むものと理解すべきであり、その各々
が図２に示す極と同じであるが隣接位置関係に配置され
ている。図２で、極７が図示され、その上に環状ローズ
・リング８が勾配コイル９と固定した堅牢な極板１０と
により占有される円筒状空間をリング内に定めるように
取付けられる。極板１０は勾配コイル９と調節可能なシ
ム片１２、１３が入り込んでいる極７の端面１１との間
にはさみ込まれている。シム片１２、１３は個別に調節
可能で、極７の極面１１へ入り込んでいる環状リングの
セグメントを含む。シム片１２、１３は極７の長手軸に
平行な矢印１４により示される方向に調節可能に配置さ
れる。極７とシム片１２、１３とに付随する磁気路のリ
ラクタンスを最小とするため、シム片１２、１３は滑動
可能に嵌合する極面１１の各穴１５、１６内に密に嵌合
するよう配置される。
【００２０】シム片１２、１３を調節する任意の適当な
方法を用いてもよいが、図３を参照して以下に１つの調
節装置を説明する。
【００２１】図３に戻ると、図２に対応する部品は同じ
番号指定を有し、シム片はダボ１７、１８上に取付けら
れ、調節は微細ネジ係合を有するネジ１９により実行さ
れる。ネジ１９は固定装置２０により軸方向に固定され
るよう配置され、シム片１２に形成した相補ネジ係合２
１と協動するよう配置されて、ネジ１９の回転の結果、
シム片１２の軸方向位置はダボ１８を取囲むコイル・ス
プリング１８ａのバイアス力に対抗して調節される。ネ
ジ１９の一端の相補穴１９ａに嵌合するよう配置された
キー（図示せず）により調節は影響され、キーのアクセ
ス穴２２が非磁性リング２３に取付けた極板１０に設け
られ、これは又受動微細シミングに必要とされる個別の
磁石（図示せず）用の台としての役割も果たす。
【００２２】板１０はリング２３を通過するネジ（図示
せず）により板７へ通常固定されてもよい。
【００２３】シム片１２のようなシム片は任意の半径で
極に嵌合可能な任意の組合せ及び数のセグメント化リン
グを含むことが認められる。これらのシム片はそれが付
随する極内の任意の幅又は深さの相補溝内に密に嵌合す
るよう配置される。事実セグメントは個々のネジを含む
よう非常に小さい。
【００２４】シム片又はセグメントの増分移動は目的に
応じて必要に設けられる極板の測定穴を介して使用可能
なダイヤル・テスト指示器により簡単に測定される。
【００２５】図４に示すように、本発明による磁石の使
用はＭＲＩ装置の製造を容易にし、投影容積、従って患
者は投影時に医療員にアクセス可能であるため、診断及
び／又は他の目的に動的技術が可能となる。図示の磁石
は「Ｃ」形のヨーク２４を有する。本発明に影響するこ
となく他の形状を使用可能であることは当業者には認め
られる。
【図面の簡単な説明】
本発明の１実施例を一例として添付図面に記述してあ
る。
【図１】既知のＭＲＩ磁石の極の概略側面図。
【図２】本発明の１実施例によるＭＲＩ磁石の一方の極
の側面図。
【図３】図２に示した極の一部分の概略断面側面図。
【図４】ＭＲＩ磁石の全体概略図で、前の図２と図３の
対応部品は同じ数字指示を有する。
【符号の説明】
７ 極 ８ ローズ・リング ９ 勾配コイル １０ 極板 １２，１３ シム片 １５，１６ 穴 １７，１８ ダボ １９ ネジ ２０ 固定装置

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 磁気共鳴投影用の磁石において、ヨーク
    上に支持され投影容積をその間に定めるよう隣接してい
    る一対の極を含み、該極は各々が中にセットしたシム片
    を含む対向端面を有し、このシム片は投影容積中の磁場
    を均質化する目的のため極の長手軸と平行の方向に位置
    的に調節可能に適合され配置されている磁気共鳴投影用
    の磁石。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の磁石において、各極はそ
    の端面上に設けられ前記軸と実質的に直交して配置した
    実質的に堅牢な極板を有し、該極板は関係する極の端面
    から隔置している磁石。
  3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の磁石におい
    て、シム片は強磁性材料から製造される磁石。
  4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２記載の磁石におい
    て、シム片は強磁性材料を追加的に含む永久磁石材料か
    ら製造される磁石。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４に記載の磁石にお
    いて、シム片は少くとも１つの環状リングを含み、その
    位置は極の軸方向に調節可能に配置されている磁石。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の磁石において、複数個の
    同心状リングを含み、各リングはそれぞれ調節可能であ
    る磁石。
  7. 【請求項７】 請求項５又は請求項６記載の磁石におい
    て、少くとも１つのリングはセグメント化され、リング
    の各セグメントは個別の調節用に適合され配置された磁
    石。
  8. 【請求項８】 請求項１から請求項７に記載の磁石にお
    いて、シム片はネジ係合調節用に適合され配置されてい
    る磁石。
  9. 【請求項９】 第７項記載の磁石において、各セグメン
    トは個別のネジ係合調節用の装置を含む磁石。
  10. 【請求項１０】 請求項１から請求項９に記載の磁石に
    おいて、シム片はスプリングのバイアス力に対抗して調
    節可能なように配置されている磁石。
  11. 【請求項１１】 請求項１から請求項１０記載の磁石に
    おいて、磁石の微細シミング調節は複数個の離散永久磁
    石により実行される磁石。
  12. 【請求項１２】 請求項２から請求項１０記載の磁石に
    おいて、各極の堅牢な極板は、その一方の面ではそれが
    付随しシム片が調節可能に入り込む極の端面と、その反
    対面では勾配コイルとの間にはさまれ、極板と勾配コイ
    ルが収容される各極上の円筒状空間は、各極に１つの各
    極の端面に取付けた一対の環状ローズリングにより取囲
    まれる磁石。
  13. 【請求項１３】 請求項２から請求項１１記載の磁石に
    おいて、各極に付随する極板は、微細シミング用に設け
    た永久磁石を取付ける基板としての役割を果たすよう配
    置されている磁石。
  14. 【請求項１４】 請求項１から請求項１３記載の磁石を
    用いた磁気共鳴投影装置。
JP5333021A 1993-04-08 1993-12-27 Ｍｒｉ磁石の改良 Pending JPH07171131A (ja)

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GB93073807 1993-04-08
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US (1) US5431165A (ja)
EP (1) EP0619499B1 (ja)
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DE (1) DE69325255T2 (ja)
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