JPH08224220A - 磁気共鳴装置および磁気共鳴装置のシムを行う方法 - Google Patents
磁気共鳴装置および磁気共鳴装置のシムを行う方法Info
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- JPH08224220A JPH08224220A JP7309919A JP30991995A JPH08224220A JP H08224220 A JPH08224220 A JP H08224220A JP 7309919 A JP7309919 A JP 7309919A JP 30991995 A JP30991995 A JP 30991995A JP H08224220 A JPH08224220 A JP H08224220A
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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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- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軸傾斜だけでなく高位数の横傾斜のシムが可
能となる磁気共鳴装置およびシムを行う方法を提供す
る。 【解決手段】 患者収容穴（１２）を包囲する磁石（１
０）により生成されるＺ６より大きい調波歪み成分はシ
ムにより減少される。磁界プローブ（８０）は、穴（１
２）内の磁界を十分な数の軸位置において測定して調波
を測定し、例えば２４の軸配置位置でＺ１２調波まで測
定する等である。プローブは、現存の全ての横球形調波
が例えば３２〜３６等の十分な数の角度インクリメント
においてサンプリングされる。鉄シム（６２）は穴の中
のシムトレイ（４４）のポケット（５８）内に設置さ
れ、Ｚ１２および他のサンプリングされたＺ６より大き
い調波の補正を行う。シムトレイは、穴の軸沿いに十分
な数、例えば２４のポケットを有し、Ｚ１２調波を補正
する。
能となる磁気共鳴装置およびシムを行う方法を提供す
る。 【解決手段】 患者収容穴（１２）を包囲する磁石（１
０）により生成されるＺ６より大きい調波歪み成分はシ
ムにより減少される。磁界プローブ（８０）は、穴（１
２）内の磁界を十分な数の軸位置において測定して調波
を測定し、例えば２４の軸配置位置でＺ１２調波まで測
定する等である。プローブは、現存の全ての横球形調波
が例えば３２〜３６等の十分な数の角度インクリメント
においてサンプリングされる。鉄シム（６２）は穴の中
のシムトレイ（４４）のポケット（５８）内に設置さ
れ、Ｚ１２および他のサンプリングされたＺ６より大き
い調波の補正を行う。シムトレイは、穴の軸沿いに十分
な数、例えば２４のポケットを有し、Ｚ１２調波を補正
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴装置およ
び方法に関する。特に本発明は、セルフシールドの傾斜
コイル機構をもつ磁気共鳴撮像装置に関し、詳細な例を
用いて説明する。しかし本発明は、極性磁界または所定
形状をもつ磁界が有利な他の磁気共鳴装置にも関するこ
とを認識されたい。
び方法に関する。特に本発明は、セルフシールドの傾斜
コイル機構をもつ磁気共鳴撮像装置に関し、詳細な例を
用いて説明する。しかし本発明は、極性磁界または所定
形状をもつ磁界が有利な他の磁気共鳴装置にも関するこ
とを認識されたい。
【０００２】
【従来の技術】一般に磁気共鳴撮像装置は、検査を受け
る患者の身体を収容する直径９０ｃｍ以上の穴を有す
る。この穴は、実質的に均一な磁界を患者収容穴内の縦
方向に生成するための一連の環状超伝導磁石により包囲
される。環状磁石が軸状に配置されていればいるほど、
すなわち磁石は長ければ長いほど、患者収容穴内の主磁
界はより均一になる傾向にあり、また磁界の均一性が存
在する軸寸法も長くなる。一般に、穴の長さは直径の約
２倍である。
る患者の身体を収容する直径９０ｃｍ以上の穴を有す
る。この穴は、実質的に均一な磁界を患者収容穴内の縦
方向に生成するための一連の環状超伝導磁石により包囲
される。環状磁石が軸状に配置されていればいるほど、
すなわち磁石は長ければ長いほど、患者収容穴内の主磁
界はより均一になる傾向にあり、また磁界の均一性が存
在する軸寸法も長くなる。一般に、穴の長さは直径の約
２倍である。
【０００３】このような「長い」穴磁石は、通常Ｚ１２
で示される１２位数未満の調波からの測定可能な低下は
実質的にないように設計される。ずさんな構成の結果と
して発生する低位数の調波については、一般に穴の中に
鉄片を配置してシムを行うことになる。
で示される１２位数未満の調波からの測定可能な低下は
実質的にないように設計される。ずさんな構成の結果と
して発生する低位数の調波については、一般に穴の中に
鉄片を配置してシムを行うことになる。
【０００４】手動により、１つの磁界センサを１２の軸
平面上の地点を含む様々な位置に移動させる。各平面で
は、検出器が１２の等しい環状インクリメントで回転
し、磁界が測定される。この方法では、磁石のアイソセ
ンタに中心を置く球状の関心容量面上の１２の平行平面
の各々で１２の測定が行われる。
平面上の地点を含む様々な位置に移動させる。各平面で
は、検出器が１２の等しい環状インクリメントで回転
し、磁界が測定される。この方法では、磁石のアイソセ
ンタに中心を置く球状の関心容量面上の１２の平行平面
の各々で１２の測定が行われる。
【０００５】磁気穴の周りには、例えば３２から３６の
多くの等角度位置でシムトレイが着脱可能に設置され
る。各シムトレイは穴の長さを延長し、鉄またはスチー
ルのプレートまたはシムを収容する１２から１４のポケ
ットを有する。シムトレイは穴から除去され、鉄または
スチールのシムがポケット内に設置される。次にシムト
レイがもとの位置に戻され、磁界を再度測定し、測定さ
れた調波Ｚ１→Ｚ６が最小限化されたことを確認する。
一般に高位数調波は低位数調波と比較して、補正におい
てかなりのスチールが必要とされる。
多くの等角度位置でシムトレイが着脱可能に設置され
る。各シムトレイは穴の長さを延長し、鉄またはスチー
ルのプレートまたはシムを収容する１２から１４のポケ
ットを有する。シムトレイは穴から除去され、鉄または
スチールのシムがポケット内に設置される。次にシムト
レイがもとの位置に戻され、磁界を再度測定し、測定さ
れた調波Ｚ１→Ｚ６が最小限化されたことを確認する。
一般に高位数調波は低位数調波と比較して、補正におい
てかなりのスチールが必要とされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】長穴磁石の欠点の１つ
は、しばしば医療人員が関心領域にアクセスできないと
いうことである。画像に基づいて処理手順が実行される
場合、患者は処理手順が実行される前に穴から移動され
なければならない。患者の移動は、画像と患者間の位置
ずれ問題の危険を増大させる。それ以外には、長穴磁石
はユーザ・フレンドリで閉所的になる傾向にあり、また
大磁石は小磁石と比較して不経済である等の欠点があ
る。
は、しばしば医療人員が関心領域にアクセスできないと
いうことである。画像に基づいて処理手順が実行される
場合、患者は処理手順が実行される前に穴から移動され
なければならない。患者の移動は、画像と患者間の位置
ずれ問題の危険を増大させる。それ以外には、長穴磁石
はユーザ・フレンドリで閉所的になる傾向にあり、また
大磁石は小磁石と比較して不経済である等の欠点があ
る。
【０００７】患者へのアクセスを改善する方法の１つ
は、磁石および患者収容穴の長さを短くすることであ
る。磁石と穴が約１メートルに、または患者穴の直径位
に短くなると、患者へのアクセスはかなり改善される。
均一磁界のサイズについては球形からより円板形状に圧
縮されるが、それでも一連の１０から２０の隣接スライ
ス画像に対しては実質的に均一な領域は充分なものであ
る。
は、磁石および患者収容穴の長さを短くすることであ
る。磁石と穴が約１メートルに、または患者穴の直径位
に短くなると、患者へのアクセスはかなり改善される。
均一磁界のサイズについては球形からより円板形状に圧
縮されるが、それでも一連の１０から２０の隣接スライ
ス画像に対しては実質的に均一な領域は充分なものであ
る。
【０００８】しかし、磁石穴を短くするにあたっては問
題が伴う。第１に、磁界は高位数調波Ｚ１０，Ｚ１２等
と共に非均一になりがちである。第２に、短穴磁石では
かなりの高位数調波が本発明者らにより測定された。Ｚ
１２調波は、相対的に強いことが分かっている。１２の
プローブで調波をモニタすると、この１２のプローブは
Ｚ１２の調波間の中途に配置される。１２のプローブは
Ｚ１２の調波の中間点で磁界を測定しているため、重要
なＺ１２の調波さえも消滅してしまう。本発明者によ
り、高位数調波ではより正確に位置づけられたスチール
が多く必要であることが分かった。
題が伴う。第１に、磁界は高位数調波Ｚ１０，Ｚ１２等
と共に非均一になりがちである。第２に、短穴磁石では
かなりの高位数調波が本発明者らにより測定された。Ｚ
１２調波は、相対的に強いことが分かっている。１２の
プローブで調波をモニタすると、この１２のプローブは
Ｚ１２の調波間の中途に配置される。１２のプローブは
Ｚ１２の調波の中間点で磁界を測定しているため、重要
なＺ１２の調波さえも消滅してしまう。本発明者によ
り、高位数調波ではより正確に位置づけられたスチール
が多く必要であることが分かった。
【０００９】本発明は、上記問題を軽減する磁気共鳴装
置および磁気共鳴装置のシムを行う方法を提供すること
を目的とする。
置および磁気共鳴装置のシムを行う方法を提供すること
を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、被検体
収容穴を包囲する環状主磁石を有し、前記環状主磁石は
一時的に一定な磁界を前記穴内に生成し、磁界はＺ６よ
り大きい歪み成分を含む球形調波歪みをもつ磁気共鳴装
置において、前記磁界をシムしてＺ６より大きい成分に
よる調波歪みを減少させるために前記穴の周囲にシムが
配置されることを特徴とする磁気共鳴装置が提供され
る。
収容穴を包囲する環状主磁石を有し、前記環状主磁石は
一時的に一定な磁界を前記穴内に生成し、磁界はＺ６よ
り大きい歪み成分を含む球形調波歪みをもつ磁気共鳴装
置において、前記磁界をシムしてＺ６より大きい成分に
よる調波歪みを減少させるために前記穴の周囲にシムが
配置されることを特徴とする磁気共鳴装置が提供され
る。
【００１１】本装置は適切に、前記穴の周囲および前記
穴に沿って縦方向に配置される多数のシム収容ポケット
を含み、少なくとも２４のポケットは、該ポケット内に
配置されたシムが２４の環状リングまでエミュレートで
きるように前記穴に沿って配置される。
穴に沿って縦方向に配置される多数のシム収容ポケット
を含み、少なくとも２４のポケットは、該ポケット内に
配置されたシムが２４の環状リングまでエミュレートで
きるように前記穴に沿って配置される。
【００１２】本装置は付加的にまた選択的に、少なくと
も部分的なＺ１２のシムを提供するために前記穴の周囲
に固定配置された複数の鉄リングを含む。
も部分的なＺ１２のシムを提供するために前記穴の周囲
に固定配置された複数の鉄リングを含む。
【００１３】本発明の第２の態様によれば、直径および
軸長をもつ穴と、前記穴内に一時的に一定な磁界を軸状
に生成するために前記穴を包囲する環状主磁石と、前記
穴の中へ無線周波信号を送信し、前記穴から無線周波信
号を受信するために配置された無線周波コイルとを有す
る磁気共鳴装置のシムを行う方法において、磁界の均一
度の測定は、Ｚ６より大きい調波歪み成分の測定と、前
記測定されたＺ６より大きい調波歪み成分を補正するた
めのシム部材の前記穴内への配置とを含む磁気共鳴装置
のシムを行う方法が提供される。
軸長をもつ穴と、前記穴内に一時的に一定な磁界を軸状
に生成するために前記穴を包囲する環状主磁石と、前記
穴の中へ無線周波信号を送信し、前記穴から無線周波信
号を受信するために配置された無線周波コイルとを有す
る磁気共鳴装置のシムを行う方法において、磁界の均一
度の測定は、Ｚ６より大きい調波歪み成分の測定と、前
記測定されたＺ６より大きい調波歪み成分を補正するた
めのシム部材の前記穴内への配置とを含む磁気共鳴装置
のシムを行う方法が提供される。
【００１４】前記磁界均一度測定工程は適切に、少なく
とも画像容量の表面に沿った２４の軸位置、また前記画
像容量周囲の複数の回転状に配置された位置における前
記磁界の測定を含む。この場合、撮像容量は適切な球形
である。
とも画像容量の表面に沿った２４の軸位置、また前記画
像容量周囲の複数の回転状に配置された位置における前
記磁界の測定を含む。この場合、撮像容量は適切な球形
である。
【００１５】前記シム部材配置工程は、シムを前記穴に
沿って、またその周囲に実質的には複数の環状リング内
に設置することを含む。
沿って、またその周囲に実質的には複数の環状リング内
に設置することを含む。
【００１６】本発明の１つの利点は、長穴磁石に匹敵す
る均一度を維持できる短穴磁石が可能となることであ
る。
る均一度を維持できる短穴磁石が可能となることであ
る。
【００１７】本発明の別の利点は、画質を保ちながら患
者へのアクセスが容易となることである。
者へのアクセスが容易となることである。
【００１８】本発明のまた別の利点は、軸傾斜だけでな
く、高位数の横傾斜のシムが可能となることである。
く、高位数の横傾斜のシムが可能となることである。
【００１９】
【実施例】次に添付図面を参照しながら、本発明による
医療診断撮像装置の一部を形成する磁気共鳴装置および
その装置にシムを入れる方法について説明する。
医療診断撮像装置の一部を形成する磁気共鳴装置および
その装置にシムを入れる方法について説明する。
【００２０】図１、図２および図３を参照すると、装置
は、中央患者収容穴１２の縦軸、またはｚ軸に沿って一
時的に一定の磁界を生成する複数の主磁石コイル１０を
含む磁気共鳴装置を有する。穴の全長と直径の比率は
１．７５：１、またはそれ以下で、好ましいのは１．６
７：１である。しかし、１：１等のさらに低い比率も考
えられている。好ましい超伝導性の実施例では、主磁石
コイルは成形具１４にサポートされ、トロイダルヘリウ
ム管または缶１６に収容される。管は液状ヘリウムで満
たされ、主磁石コイルを超伝導温度に保つ。缶はジュワ
ー真空体２０にサポートされた１つ以上の冷却シールド
１８により包囲されている。
は、中央患者収容穴１２の縦軸、またはｚ軸に沿って一
時的に一定の磁界を生成する複数の主磁石コイル１０を
含む磁気共鳴装置を有する。穴の全長と直径の比率は
１．７５：１、またはそれ以下で、好ましいのは１．６
７：１である。しかし、１：１等のさらに低い比率も考
えられている。好ましい超伝導性の実施例では、主磁石
コイルは成形具１４にサポートされ、トロイダルヘリウ
ム管または缶１６に収容される。管は液状ヘリウムで満
たされ、主磁石コイルを超伝導温度に保つ。缶はジュワ
ー真空体２０にサポートされた１つ以上の冷却シールド
１８により包囲されている。
【００２１】装置はさらに、穴１２の周囲に設置された
ｘ，ｙおよびｚ傾斜コイルをもつ全身傾斜コイル機構３
０を含む。好ましい実施例では、傾斜コイル機構は、誘
電性の成形具３４に入った主ｘ，ｙおよびｚ傾斜コイル
機構３２と、ジュワー真空体２０の穴決定シリンダ３８
上にサポートされた副またはシールド型の傾斜コイル機
構３６とを含むセルフシールド傾斜コイル機構である。
主傾斜コイル入りの誘電成形具３４は穴ライナとして機
能でき、また、装飾穴ライナを挿入しての整列も可能で
ある。
ｘ，ｙおよびｚ傾斜コイルをもつ全身傾斜コイル機構３
０を含む。好ましい実施例では、傾斜コイル機構は、誘
電性の成形具３４に入った主ｘ，ｙおよびｚ傾斜コイル
機構３２と、ジュワー真空体２０の穴決定シリンダ３８
上にサポートされた副またはシールド型の傾斜コイル機
構３６とを含むセルフシールド傾斜コイル機構である。
主傾斜コイル入りの誘電成形具３４は穴ライナとして機
能でき、また、装飾穴ライナを挿入しての整列も可能で
ある。
【００２２】主および副傾斜コイル機構は間隔を開けて
設置され、その間に環状のシム収容空洞４０を限定す
る。シム収容空洞４０内には機械的サポート４２が延
び、主傾斜コイル機構をサポートする。このサポートの
円周方向の幅は、複数のシムトレイ４４が実質的に並ん
で配置されるように最小限にされる。図示した実施例で
は、主傾斜コイル機構のシリンダ成形具３４の外側の表
面に３６のシムトレイが設置されている。
設置され、その間に環状のシム収容空洞４０を限定す
る。シム収容空洞４０内には機械的サポート４２が延
び、主傾斜コイル機構をサポートする。このサポートの
円周方向の幅は、複数のシムトレイ４４が実質的に並ん
で配置されるように最小限にされる。図示した実施例で
は、主傾斜コイル機構のシリンダ成形具３４の外側の表
面に３６のシムトレイが設置されている。
【００２３】図４を参照すると、好ましい実施例におけ
るシムトレイ４４はそれぞれ、主傾斜コイル機構の湾曲
半径を収容するための下部表面５２をもつ誘電性の帯部
材５０を有する。端表面５４は、トレイが円形を成す主
傾斜コイル機構上に実質的に隣接して設置できるように
構成される。トレイは、ポケット印をもつ中心領域５６
を限定し、ポケットが各々の識別を助長するための適切
なラベルを提供する。トレイは中心印の両側に２４のポ
ケット５８をもつ。各ポケットは、底に開口６０を有す
る。多数提供される薄い鉄シム６２は、選択的にポケッ
ト内に配置される。シムについては、各々が同量のシム
を提供するように全て同じ厚さで同じ磁気材料であって
もよく、また、例えば２倍、４倍の厚さのシム等、異な
る強さのシムが提供されてもよい。適量のシム材料でポ
ケットが満たされた後、シムをその場所に確実に固定す
るために誘電性のスペーサまたはスプリングが挿入され
る。その後、シムの上にカバー部材６４が固定される。
留め具６８を収容する開口または穴６６は選択された間
隔で提供され、トレイを主傾斜コイルに確実に設置す
る。
るシムトレイ４４はそれぞれ、主傾斜コイル機構の湾曲
半径を収容するための下部表面５２をもつ誘電性の帯部
材５０を有する。端表面５４は、トレイが円形を成す主
傾斜コイル機構上に実質的に隣接して設置できるように
構成される。トレイは、ポケット印をもつ中心領域５６
を限定し、ポケットが各々の識別を助長するための適切
なラベルを提供する。トレイは中心印の両側に２４のポ
ケット５８をもつ。各ポケットは、底に開口６０を有す
る。多数提供される薄い鉄シム６２は、選択的にポケッ
ト内に配置される。シムについては、各々が同量のシム
を提供するように全て同じ厚さで同じ磁気材料であって
もよく、また、例えば２倍、４倍の厚さのシム等、異な
る強さのシムが提供されてもよい。適量のシム材料でポ
ケットが満たされた後、シムをその場所に確実に固定す
るために誘電性のスペーサまたはスプリングが挿入され
る。その後、シムの上にカバー部材６４が固定される。
留め具６８を収容する開口または穴６６は選択された間
隔で提供され、トレイを主傾斜コイルに確実に設置す
る。
【００２４】再度図１から図３を参照すると、無線周波
コイル７０が主傾斜コイル内に設置されている。銅メッ
シュ層等の無線周波シールド７２は、無線周波コイルと
傾斜コイル機構３０間に設置される。
コイル７０が主傾斜コイル内に設置されている。銅メッ
シュ層等の無線周波シールド７２は、無線周波コイルと
傾斜コイル機構３０間に設置される。
【００２５】図１を特に参照すると、磁界センサプロー
ブ８０は、穴１２の中心軸に沿って脱着可能に確実に設
置される中心シャフトを含む。このシャフトを好ましく
は１０°〜１２°のインクリメントで選択的に回転させ
るため、手段８４が提供される。シャフトは、２４の磁
界センサプローブ８８をもつ。プローブは選択位置に配
置されることにより、一組の球形調波のサンプリングを
行う。半容量が選択され、磁界がシムにより最適となる
画像領域の表面に沿ってプローブが配置されるようにす
る。磁界エラーのプロット計算における球形座標の使用
を簡易化するためには、球形サンプリング容量が好まし
い。
ブ８０は、穴１２の中心軸に沿って脱着可能に確実に設
置される中心シャフトを含む。このシャフトを好ましく
は１０°〜１２°のインクリメントで選択的に回転させ
るため、手段８４が提供される。シャフトは、２４の磁
界センサプローブ８８をもつ。プローブは選択位置に配
置されることにより、一組の球形調波のサンプリングを
行う。半容量が選択され、磁界がシムにより最適となる
画像領域の表面に沿ってプローブが配置されるようにす
る。磁界エラーのプロット計算における球形座標の使用
を簡易化するためには、球形サンプリング容量が好まし
い。
【００２６】操作者制御端末９０は手段８４およびプロ
ーブ８８と接続され、プローブ機構を選択された角イン
クリメントで回転させて各位置におけるプローブの出力
を読み取る。操作者端末は磁界測定を生成して均一度か
らの偏差を決定する。この偏差から、シム帯５０の各ポ
ケット内に配置されるシムの数が、操作者により反復的
に、またはコンピュータプログラムにより決定される。
ーブ８８と接続され、プローブ機構を選択された角イン
クリメントで回転させて各位置におけるプローブの出力
を読み取る。操作者端末は磁界測定を生成して均一度か
らの偏差を決定する。この偏差から、シム帯５０の各ポ
ケット内に配置されるシムの数が、操作者により反復的
に、またはコンピュータプログラムにより決定される。
【００２７】２４のプローブにより、少なくともＺ１２
までの調波が正確に測定できることがサンプリング理論
から示される。サイン波においては、サイクル毎の２つ
の測定点により正確なサンプリングが得られる。測定点
がサイクル毎に１つしかないと、サイン波と直線を区別
するのが困難となる。２４のプローブはＺ１２、すなわ
ちＺ12成分を通して最適なサンプリングを行うが、Ｚ１
８成分はサイクル毎１．５サンプルのサンプル率であ
る。実際、２４プローブのサンプリング装置はＺ１８を
通して相対的に正確なサンプリングを行う。一般的な調
波の歪みは以下に示す通りである。
までの調波が正確に測定できることがサンプリング理論
から示される。サイン波においては、サイクル毎の２つ
の測定点により正確なサンプリングが得られる。測定点
がサイクル毎に１つしかないと、サイン波と直線を区別
するのが困難となる。２４のプローブはＺ１２、すなわ
ちＺ12成分を通して最適なサンプリングを行うが、Ｚ１
８成分はサイクル毎１．５サンプルのサンプル率であ
る。実際、２４プローブのサンプリング装置はＺ１８を
通して相対的に正確なサンプリングを行う。一般的な調
波の歪みは以下に示す通りである。
【００２８】
【表１】
【００２９】伝統的な長穴磁石では、上記軸項Ｚ６は通
常零または零に近い値となる。しかし、一般に高位数項
および補正はエーリアシングを低位数項に戻してしま
う。しかし１２プローブの磁界サンプリング装置では、
サンプリング密度はＺ１２、Ｚ１４およびＺ１６等の高
位数調波を検出するには小さすぎることに注意された
い。
常零または零に近い値となる。しかし、一般に高位数項
および補正はエーリアシングを低位数項に戻してしま
う。しかし１２プローブの磁界サンプリング装置では、
サンプリング密度はＺ１２、Ｚ１４およびＺ１６等の高
位数調波を検出するには小さすぎることに注意された
い。
【００３０】シムトレイ４４は、磁界変数に基づいて主
傾斜コイル機構３２の外側に装填、設置される。再度同
じように磁界がサンプリングされて、シムがどのくらい
正確に磁界調波収差を補正したかを判別する。シムトレ
イにはシムを新たに追加してもまた除去してもよく、許
容レベルの磁界エラーが得られるまで手順を反復的に繰
り返してもよい。
傾斜コイル機構３２の外側に装填、設置される。再度同
じように磁界がサンプリングされて、シムがどのくらい
正確に磁界調波収差を補正したかを判別する。シムトレ
イにはシムを新たに追加してもまた除去してもよく、許
容レベルの磁界エラーが得られるまで手順を反復的に繰
り返してもよい。
【００３１】本発明者により、Ｚ１２、Ｚ１４およびＺ
１６成分の補正を行う場合、金属シムは主としてリング
形状でサークルのアイソセンタの周りに対称的に配置さ
れ、一般にアイソセンタの各側には３つまたは４つのリ
ングがあることが分かった。さらに本発明者により、Ｚ
１２、Ｚ１４を補正し、Ｚ１６を限定範囲に置くには、
軸項Ｚ１〜Ｚ１４の補正で使用されるスチールの約９０
％が使われることが分かった。
１６成分の補正を行う場合、金属シムは主としてリング
形状でサークルのアイソセンタの周りに対称的に配置さ
れ、一般にアイソセンタの各側には３つまたは４つのリ
ングがあることが分かった。さらに本発明者により、Ｚ
１２、Ｚ１４を補正し、Ｚ１６を限定範囲に置くには、
軸項Ｚ１〜Ｚ１４の補正で使用されるスチールの約９０
％が使われることが分かった。
【００３２】図２を再度参照すると、一般に穴の周囲の
上記環状リングは、同様に設計された磁石全てのアイソ
センタから等距離に位置している。しかし、各リングに
はかなりのスチールが必要とされるため、リングが少し
でも不正確に軸配置された場合は悪影響を及ぼすことに
なる。他の実施例では、セグメント状のスチールリング
９２を主磁界成形具の周囲に配置することでシムが行わ
れる。図示した実施例では、主傾斜磁界コイル成形具３
４には溝が設けられ、この溝には鉄またはスチールのセ
グメントが入る。各々が絶縁コーティングされた複数の
薄いプレート等のセグメントは、１つ以上の層で溝の周
囲に拡張する。別の実施例では、スチールプレートを横
並びに配置して放射状に拡張させ、絶縁層またはスペー
サにより分離させる。この他に様々なセグメンテーショ
ンを鉄材料に適用することにより、材料を充分小さい片
に分割し、無線周波磁界または傾斜磁界による多くのう
ず電流が誘電されないようにする。
上記環状リングは、同様に設計された磁石全てのアイソ
センタから等距離に位置している。しかし、各リングに
はかなりのスチールが必要とされるため、リングが少し
でも不正確に軸配置された場合は悪影響を及ぼすことに
なる。他の実施例では、セグメント状のスチールリング
９２を主磁界成形具の周囲に配置することでシムが行わ
れる。図示した実施例では、主傾斜磁界コイル成形具３
４には溝が設けられ、この溝には鉄またはスチールのセ
グメントが入る。各々が絶縁コーティングされた複数の
薄いプレート等のセグメントは、１つ以上の層で溝の周
囲に拡張する。別の実施例では、スチールプレートを横
並びに配置して放射状に拡張させ、絶縁層またはスペー
サにより分離させる。この他に様々なセグメンテーショ
ンを鉄材料に適用することにより、材料を充分小さい片
に分割し、無線周波磁界または傾斜磁界による多くのう
ず電流が誘電されないようにする。
【００３３】製造過程においてセグメント状のリングは
傾斜コイル機構内に取り付けられる。従って、磁界の初
期読み取りが行われるとき、これらの金属リングは既に
その場所に設置されている。その後シムトレイ内のシム
配列が計算され、セグメント状の金属リングにより得ら
れた第１の位数補正を修正、最活用する。
傾斜コイル機構内に取り付けられる。従って、磁界の初
期読み取りが行われるとき、これらの金属リングは既に
その場所に設置されている。その後シムトレイ内のシム
配列が計算され、セグメント状の金属リングにより得ら
れた第１の位数補正を修正、最活用する。
【００３４】シムトレイは主傾斜コイル上に設置する代
わりに、副傾斜コイルの誘電成形具３８上に設置するこ
とも可能である。しかし、スチールシムの設置は画像容
量に近ければ近いほどその効果が強くなるので、シムト
レイは主傾斜コイル機構上に配置する方が好ましい。Ｚ
１２、Ｚ１４およびＺ１６傾斜はＺ１からＺ６までの軸
項と比べてスチールを大量に必要とするので、これらの
鉄材料を画像容量に近づけることによりスチールの量は
かなり減少される。
わりに、副傾斜コイルの誘電成形具３８上に設置するこ
とも可能である。しかし、スチールシムの設置は画像容
量に近ければ近いほどその効果が強くなるので、シムト
レイは主傾斜コイル機構上に配置する方が好ましい。Ｚ
１２、Ｚ１４およびＺ１６傾斜はＺ１からＺ６までの軸
項と比べてスチールを大量に必要とするので、これらの
鉄材料を画像容量に近づけることによりスチールの量は
かなり減少される。
【００３５】操作者インタフェース・制御端末９０に
は、ビデオモニタ１００等の人が読み取り可能なディス
プレイ、およびキーボード１０２とマウス１０４を含む
操作者の入力手段が含まれる。また、コントロールボー
ル、ライトペンおよびその他の操作者入力機器も考えら
れている。コンピュータラック１０６は、磁気共鳴シー
ケンスメモリ・制御器、再構成プロセッサ、および、反
響平面、反響容量、スピン反響等を含む従来の多くの磁
気共鳴撮像シーケンスを実行するために無線周波コイル
７０と傾斜コイル機構３０を制御する他のコンピュータ
・ハードウェアおよびソフトウェアを有する。反響平面
および反響容量撮像シーケンスは、データ取得時間の短
さと、傾斜強度の強さおよび高速な旋回速度により特徴
づけられる。
は、ビデオモニタ１００等の人が読み取り可能なディス
プレイ、およびキーボード１０２とマウス１０４を含む
操作者の入力手段が含まれる。また、コントロールボー
ル、ライトペンおよびその他の操作者入力機器も考えら
れている。コンピュータラック１０６は、磁気共鳴シー
ケンスメモリ・制御器、再構成プロセッサ、および、反
響平面、反響容量、スピン反響等を含む従来の多くの磁
気共鳴撮像シーケンスを実行するために無線周波コイル
７０と傾斜コイル機構３０を制御する他のコンピュータ
・ハードウェアおよびソフトウェアを有する。反響平面
および反響容量撮像シーケンスは、データ取得時間の短
さと、傾斜強度の強さおよび高速な旋回速度により特徴
づけられる。
【００３６】コンピュータラック１０６はまた、ＲＦコ
イル７０に無線周波励起信号と磁気操作信号を供給する
デジタル送信機、および無線周波コイルまたは挿入式コ
イル（図示せず）からの磁気共鳴信号を受信・復調する
デジタル受信機を有する。アレイプロセッサおよび関連
のソフトウェアは、受信された磁気共鳴信号を、コンピ
ュータメモリ、ディスク等の記憶媒体に記憶される画像
表示に再構成する。ビデオプロセッサは、記憶された再
構成画像表示の部分を選択的に抜粋し、データをビデオ
モニタ１００表示用にフォーマットする。画像プリンタ
は、選択画像のフィルムコピーを選択的に提供する。
イル７０に無線周波励起信号と磁気操作信号を供給する
デジタル送信機、および無線周波コイルまたは挿入式コ
イル（図示せず）からの磁気共鳴信号を受信・復調する
デジタル受信機を有する。アレイプロセッサおよび関連
のソフトウェアは、受信された磁気共鳴信号を、コンピ
ュータメモリ、ディスク等の記憶媒体に記憶される画像
表示に再構成する。ビデオプロセッサは、記憶された再
構成画像表示の部分を選択的に抜粋し、データをビデオ
モニタ１００表示用にフォーマットする。画像プリンタ
は、選択画像のフィルムコピーを選択的に提供する。
【００３７】好ましい実施例では、穴１２の長さと直径
の比は約１．６７：１である。しかし、本発明は他の幾
何学による磁石にも適用可能であり、特に、磁界の均一
性が制限される磁石にも適用できることを認識された
い。一般にＺ１２の補正では、穴の長さと直径の比が
１．７５：１またはそれ以下である磁石が予期されるか
もしれない。しかし本発明は、Ｚ６より大きい高位数調
波内にかなりの磁界不均一をもつより長い穴の磁気共鳴
コイルにも適用可能である。
の比は約１．６７：１である。しかし、本発明は他の幾
何学による磁石にも適用可能であり、特に、磁界の均一
性が制限される磁石にも適用できることを認識された
い。一般にＺ１２の補正では、穴の長さと直径の比が
１．７５：１またはそれ以下である磁石が予期されるか
もしれない。しかし本発明は、Ｚ６より大きい高位数調
波内にかなりの磁界不均一をもつより長い穴の磁気共鳴
コイルにも適用可能である。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、長穴磁石に匹敵する均
一度を維持できる短穴磁石が可能となり、画質を保ちな
がら患者へのアクセスが容易となり、軸傾斜だけでなく
高位数の横傾斜のシムが可能となる磁気共鳴装置および
磁気共鳴装置のシムを行う方法が提供される。
一度を維持できる短穴磁石が可能となり、画質を保ちな
がら患者へのアクセスが容易となり、軸傾斜だけでなく
高位数の横傾斜のシムが可能となる磁気共鳴装置および
磁気共鳴装置のシムを行う方法が提供される。
【図１】本発明による撮像装置およびシム方法で使用さ
れる２４プローブの磁界センサを示す概略図である。
れる２４プローブの磁界センサを示す概略図である。
【図２】本装置のシムトレイとＲＦコイルおよび主・副
傾斜コイルとの関係を示す横断面図である。
傾斜コイルとの関係を示す横断面図である。
【図３】図２の３−３部の側断面図である。
【図４】１つのシムトレイの斜視図である。
１０ 主磁石コイル １２ 患者収容穴 １４ 成形具 １６ トロイダルヘリウム管 １８ 冷却シールド ２０ ジュワー真空体 ３０ 全身傾斜コイル機構 ３２ 主傾斜コイル機構 ３４ 誘電成形具 ３６ 副傾斜コイル機構 ３８ 穴限定シリンダ ４０ シム収容空洞 ４２ 機械的サポート ４４ シムトレイ ５０ 誘電帯部材 ５２ 下部表面 ５４ 端表面 ５６ 中心領域 ５８ ２４のポケット ６０ 開口 ６２ 鉄シム ６４ カバー部材 ６６ 開口 ６８ 留め具 ７０ 無線周波コイル ７２ 無線周波シールド ８０ 磁界センサプローブ ８２ 中心シャフト ８４ シャフト回転手段 ８８ 磁界センサプローブ２４個 ９０ 操作者制御端末 １００ ビデオモニタ １０２ キーボード １０４ マウス １０６ コンピュータラック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン ヴィ．エム．マックギンレイ イギリス ダブリュ５ ３エイチティ ロ ンドン，イーリング，ウオルデグレイヴ ロード 14 (72)発明者 ゴードン ディ．ディミースター アメリカ合衆国 オハイオ州 44092，ウ ィックリフ，デニス ドライヴ 1613
Claims (11)
- 【請求項１】 被検体収容穴（１２）を包囲する環状主
磁石（１０）を有し、 前記環状主磁石（１０）は一時的に一定な磁界を前記穴
（１２）内に生成し、磁界はＺ６より大きい歪み成分を
含む球形調波歪みをもつ磁気共鳴装置において、 前記磁界をシムしてＺ６より大きい成分による調波歪み
を減少させるために前記穴（１２）の周囲にシム（６
２、９２）が配置されることを特徴とする磁気共鳴装
置。 - 【請求項２】 前記穴（１２）の周囲および前記穴（１
２）に沿って縦方向に配置される多数のシム収容ポケッ
ト（５８）を含み、少なくとも２４のポケット（５８）
は、該ポケット内に配置されたシム（６２）が２４の環
状リングまでエミュレートできるように前記穴（１２）
に沿って配置される請求項１記載の磁気共鳴装置。 - 【請求項３】 少なくとも部分的なＺ１２のシム（６
２、９２）を提供するために前記穴（１２）の周囲に固
定配置された複数の鉄リング（９２）を含む請求項１ま
たは２記載の磁気共鳴装置。 - 【請求項４】 主傾斜コイル（３２）およびそれより大
きい直径のシールド傾斜コイル（３６）を含むセルフシ
ールド傾斜コイル機構（３０）を有し、 前記主傾斜コイル（３２）およびシールド傾斜コイル
（３６）は、その間に環状のシムトレイ収容開口（４
０）を限定し、 さらに、前記シムトレイ収容開口（４０）内で前記主傾
斜コイル（３２）に設置されたシム（６２、９２）を収
容するポケット（５８）をもつ複数のシムトレイ（４
４）を有する請求項１から３のいずれかに記載の磁気共
鳴装置。 - 【請求項５】 前記シム（６２、９２）は、Ｚ１２成分
の調波歪みを減少させる請求項１から４のいずれかに記
載の磁気共鳴装置。 - 【請求項６】 前記穴（１２）は１．７５：１よりも低
い比率の直径を有する請求項１から５のいずれかに記載
の磁気共鳴装置。 - 【請求項７】 直径および軸長をもつ穴（１２）と、 前記穴（１２）内に一時的に一定な磁界を軸状に生成す
るために前記穴（１２）を包囲する環状磁石（１０）
と、 前記穴（１２）の中へ無線周波信号を送信し、前記穴
（１２）から無線周波信号を受信するために配置された
無線周波コイル（７０）とを有する磁気共鳴装置のシム
を行う方法において、 磁界の均一度の測定は、Ｚ６より大きい調波歪み成分の
測定と、 前記測定されたＺ６より大きい調波歪み成分を補正する
ためのシム部材（６２、９２）の前記穴（１２）内への
配置とを含む磁気共鳴装置のシムを行う方法。 - 【請求項８】 Ｚ１２の調波歪み成分を測定し、 前記Ｚ１２の調波歪み成分を補正するためのシムを行う
ことを含む請求項７記載の磁気共鳴装置のシムを行う方
法。 - 【請求項９】 前記磁界均一度測定工程は、少なくとも
画像容量の表面に沿った２４の軸位置、また前記画像容
量周囲の複数の回転状に配置された位置における前記磁
界の測定を含む請求項７または８記載の磁気共鳴装置の
シムを行う方法。 - 【請求項１０】 前記画像容量は球形である請求項９記
載の磁気共鳴装置のシムを行う方法。 - 【請求項１１】 前記シム部材（６２、９２）配置工程
は、シム（６２、９２）を前記穴（１２）に沿って、ま
たその周囲に実質的には複数の環状リング内に設置する
ことを含む請求項７から１０のいずれかに記載の磁気共
鳴装置のシムを行う方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/334,588 | 1994-11-04 | ||
| US08/334,588 US5635839A (en) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | High order passive shimming assembly for MRI magnets |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08224220A true JPH08224220A (ja) | 1996-09-03 |
| JP3702514B2 JP3702514B2 (ja) | 2005-10-05 |
Family
ID=23307901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30991995A Expired - Fee Related JP3702514B2 (ja) | 1994-11-04 | 1995-11-02 | 磁気共鳴装置および磁気共鳴装置のシムを行う方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5635839A (ja) |
| EP (1) | EP0710851B1 (ja) |
| JP (1) | JP3702514B2 (ja) |
| DE (1) | DE69529327T2 (ja) |
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