CN102665542B - 核磁共振断层摄像装置用磁场调整方法 - Google Patents

Abstract

将测量出的误差磁场分布分解为通过奇值分解得到的固有模式成分，将与各模式对应的铁片配置进行组合，配置在垫片盘上。通过到达可能的磁场精度（均一度）和铁片配置量的适当性来选择要进行修正的固有模式。能够一边把握能够达到的磁场精度（均一度）一边进行调整，因此能够把握错误的调整，此外在重复调整的过程中，能够自动地进行修正。通过实施例1和实施例2的方法、内置有该方法的装置的支援，进行磁场调整时，可靠地在重复进行磁场调整的作业中结束。其结果能够提供磁场精度良好的装置。此外，通过调查到达可能均一度，能够较早地检测不良的磁铁。能够在作为开放型MRI的垂直磁场型的磁铁装置以及水平磁场型MRI的磁铁装置中应用。

Description

核磁共振断层摄像装置用磁场调整方法

技术领域

本发明涉及超导磁铁装置、核磁共振断层摄像装置（Magnetic ResonanceImaging）。

背景技术

在利用核磁共振的诊断中，磁场强度与诊断部位对应，因此对于磁系统产生的磁场强度要求的精度是如果有磁场强度的百万分之一程度的变动就成为问题的精度。MRI装置中的磁场大致分为三种。它们是：

（1）在时间固定空间恒定的磁场中，通常在从0.1到数特斯拉以上的强度的、进行摄像的空间（通常直径为30-40cm的球或者椭圆体的空间）内为数ppm左右的变动范围。

（2）以1秒左右以下的时间常数变化，空间倾斜的磁场。

（3）是基于与核磁共振对应的频率（数MHz以上）的高频的电磁波的磁场。

其中（1）的磁场是时间上恒定，并且空间上进行人体的断层摄影的区域中，要求磁场强度精度极高且均一性。所谓高精度，例如是在40cm直径的摄像空间FOV（Field of View）要求±1.5ppm那样百万分之一的量级（order）的精度。要求这样极高精度的均一性的磁场分布需要在制作磁铁并励磁后高精度地调整磁场。一般来说，制作误差引起的误差磁场与均一磁场中要求的容许误差磁场相比要大1000倍以上。制作后的安装时要求的磁场调整（补偿）通过降低从数100ppm到数ppm的误差磁场，要求极高精度的磁场调整装置及其方法。

作为现有的方法有使用线性计划法的方法的补偿。例如有在日本特开2001-87245号公报、日本特开2003-167941号公报中公开、并且被应用于实际的设备的调整的方法。但是，在该线性计划法的方法中有以下的课题。

（1）为了进行详细的磁场计算需要较多的计算时间。

（2）对于此处的铁片、电流的设置、变化要求与高精度的磁场对应的精度。

（3）在进行了错误的补偿作业的情况下，难以确定错误的部位，恢复需要工夫。

并且，如图2所示通过使用球面调谐函数来调整磁场分布而发生问题。图2是表示现有的磁场调整法的例子，使用了球面函数（日本特开2001-87245号公报）。

球面调谐函数在球面上构成正交的基底，但是，在磁场调整机构上或非球面的磁场评价面上相互间发生干涉，如果使发生高精度的球面调谐函数分布的磁场，则要求细致的磁场调整机构上的调整。例如，均一的磁场分布是球面调谐函数的次数最低的分布，但是，实际上如果不是完全地围住磁场调整区域的磁场调整机构，则无法正确地输出该分布，在以现有技术为对象的MRI中不存在这样的磁场调整机构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-87245号公报

专利文献2：日本特开2003-167941号公报

专利文献3：日本特开2001-327478号公报

非专利文献

非专利文献1：M.ABE，T.NAKAYAMA，S.OKAMURA，K.MATSUOKA，“A new technique to optimize coil winding path for the arbitrarily distributedmagnetic field and application to a helical confinement system”，Phys.Plasmas.Vol.10No.4(2003)1022

发明内容

发明要解决的课题

本发明的课题是提供一种通过磁场调整装置及其方法,tigong包含上述的问题点的解决，并且在调整作业中确认调整的进展状况和最终的误差磁场能够降低到怎样程度，同时能够可靠地完成调整的方法和装置。提供包含在为了快速地完成调整而出现错误的操作时，也能够容易地进行自动地订正的功能的方法以及包含该方法在内,并显示磁场调整作业的指针的装置。

用于解决课题的手段

在针对目标磁场求出曲面或平面等的任意面上的电流分布的方法中有论文中记载的使用电势的方法（非专利文献1）。该计算方法在论文中被命名为DUCAS。应用该方法特别是应用在该方法中使用的电势和奇值分解的想法来进行磁场调整。

在非专利文献1的DUCAS中，作为应该补偿的误差磁场输入的磁场分布是用等离子体约束的理论决定的目标磁场和用假设的电势等计算的磁场分布的差，即用数值计算求出的值，但是，在本发明中，将实际装置作为对象，因此，将目标磁场和计测磁场的差作为误差磁场，来处理多数点的测量磁场，掌握误差磁场分布。

此外，在非专利文献1中，求出电势T的分布，电流密度矢量j被赋予电势T和面的法线的矢量积，电流被赋予（△T）×n，因此将T的等高线设为线电流或者线圈形状，但是，在本发明中，设为磁距分布或铁片密度分布。

发明的效果

根据本发明，能够以低成本制造来用于生成高精度的磁场的MRI装置。此外，即使不是MRI，也能够应用需要高精度的磁场的磁铁的磁场调整法中。

附图说明

图1表示作为本发明的优选的一个实施例的磁场调整流程图。

图2表示现有方法的补偿流程图。

图3是表示本发明的优选的一个实施例的磁场修正所需要的的电势和磁场调整用的磁化铁片量的换算的想法的图。

图4是在本发明的一个实施例中利用的计算体系的一般的体系例子的图。

图5表示作为本发明的一个实施例的磁场调整中利用的MRI用磁铁的磁场调整机构的配置图。

图6表示将本发明应用于图5的磁场调整机构的计算模型的图。

图7是表示将本发明的磁场分布的频谱图和基于补偿的到达可能均一度一起表示的图，（a）是表示补偿前频谱的图，（b）是表示补偿后的频谱的图。

图8是将本发明的垫片盘（shim tray）的磁场修正用的铁片量配置的显示例与电势等等高线一起显示的图。

图9是表示为了本发明的铁片显示，分量内磁距计算以及铁片量换算的想法的图。

图10是将本发明用于起磁力配置设计方法中的情况下的流程图。

图11是本发明的一个实施例的对称的水平磁场型MRI的全体图。

图12是用本发明的一个实施例的对称的水平磁场型MRI的磁铁装置的截面图表、是表示垫片盘的位置和摄像区域的关系的图。

图13是模拟水平磁场型MRI装置的垫片盘的计算体系的图，将评价用于求出补偿用的铁量的电势的面配置成环状。

图14是垫片盘的示意图，根据位置使磁场的微调整用的铁片量变化。

图15是表示电势评价面上的电势的计算结果和铁片物量的配置的图（下侧）。将用分量划分的区域的磁距换算为铁量，在上侧表示的垫片盘上的相同位置处以计算结果的量来配置铁片。

图16是表示计算分量内的磁距的想法的图。在相当于垫片盘的分量内的区域对节点的磁距进行面积积分。

图17是表示分量内的铁片配置的图。在分量内配置与计算结果的物量相应的铁片物量，但是，分割为以预先准备的若干的物量并进行配置。

图18将磁距置换为电流环后的情况下的概念图。以作为小线圈的环包围的面积和电流来调整磁距。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的实施方式。

图3是表示电势和小线圈3（电流环4c）、永久磁铁片4p以及磁化铁片的等价性的图。作为铁片4表示螺旋状的形状和板状的形状。此外，不是铁片，即使磁铁也经过表面的磁化电流2等价，但是，在这种情况下，不依赖于周围的磁场，通过永久磁铁4p的磁化来决定磁化电流2的方向。在此，记述。了铁片，但是，可以是Co等强磁性体或其合金。以下，在本说明书中记述为铁片，但是，如果是强磁性体，可以置换成为铁片。以下，简单地记述为铁片。

图3（a）表示计算时的有限要素12、连接点11以及基于电势的电流21，图3（b）表示基于流过小线圈3的电流1的磁距生成，图3（c）表示基于磁化后的铁片4的磁化电流2的磁距。上侧表示螺旋状的形状，下侧表示板状的形状。如果考虑这些即使不是铁等被动地磁化的磁性体，而是自发磁化的永久磁铁，也可以通过磁化的程度来调整该磁化电流，则为等价。但是，在永久磁铁的情况下，如图3（d）所示，与周围的磁场无关地存在磁化的方向。如图3（a）所示，如果假设在有电势T的连接点11中有值，则能够解释为大小为T的电势的电流21在与其周围的连接点之间旋转流过。即，与图3（b）的小线圈3的电流环中流过电流1的状况等价。此外，这与在磁化的铁片4的表面流过磁化电流2、即j_m（A/m）的右侧的状况等同。即，为了用DUCAS表现电流分布而使用的电势值T作为单位而具有[A]的维数，但是，这也可以考虑为用磁距[Am²]的密度[1/m²]，而具有[A]的维数。另一方面，充分磁化的铁片4，磁距与磁化电流包围的面积和磁力线方向的长度的积成比例，因此，具有与体积成比例的磁距。即，在磁场调整时，电势T是与铁片4的密度[每单位面积的重量g/m²或者体积cc/cm²]成比例的量。利用该性质，此外不是现有方法的球面调谐函数而是利用在DUCAS中使用的奇值分解得到的固有分布函数和奇值。

由此，利用DUCAS，将磁场发生装置作为对象，进行用于调整磁场的支援计算，提供显示该调整用配置的铁片或磁距的配置的装置。作业者按照显示进行调整，由此能够调整为目标的磁场分布。

本发明能够将任意的磁场分布假设为目标磁场，但是，以下，主要以目标磁场一样地均一的磁场来进行讨论。但是，目标磁场是否具有分布对以下的讨论不产生影响。仅仅是为了使得对于讨论的理解变得容易。

误差磁场B_err（r）是位置的函数，但是，在本发明中，考虑为固有分布函数的组合。即为式（1）。

B_err(r)＝∑C_mψ_m(r)（1）

在现有方法中使用勒让德多项式或球面调谐函数。在本发明中，使用基于奇值分解的分布函数。具体说明进行相加的函数ψ_m和其系数C_m的决定方法。

本发明的讨论考虑作为一般的体系的图4的体系。图4是表示本实施例的计算体系的图。由电势评价图13和磁场计算评价点的集合14构成。一般来讲，电势评价面3可以有多个面，但是，在此，假设各1面来讨论。此外，磁场评价点未必构成面，但是，在此，表示为面上的点。

测量点j中有三维的磁场成分B_xj，B_yj，B_zj，但是，1点的测量用测量位置和在该位置定义的单位矢量p表示测量磁场成分。作为空间的点即使1点，在本发明中也有三个数据。

此外，如MRI装置那样要获得均一磁场的情况下，仅磁场的轴方向的主成分为恒定。在MRI中，重要的是磁场强度为恒定，但是，因为主成分以外非常弱，因此主成分的磁场大致与磁场强度相等。

在作为测量值和目标磁场的差的误差磁场中，测量数据是多个，作为全体成为列矢量，表示为B_e。误差磁场B_e是将测量磁场B_m调整为均一磁场时调整的磁场强度B_tg的差。

测量点j所对应的误差磁场是成分为B_ej的矢量B_e，为式（2）。

B_ej=B_tg-B_mj    （2）

应用奇值分解的一般的体系是图4那样。有磁场评价点的区域，在其位置测量磁场。在CCS面配置磁场调整用的铁片。在MRI中将该面成为垫片盘面。

说明该面上的铁片密度和误差磁场修正的关系。用三角要素分割面，对该连接点分配电势。这与非专利文献1中记述的相同。在要素中具有磁场评价点的测量数据的磁场矢量和在要素中具有CCS面上的电势的电势矢量间的关系为式（3）。

B=AT    （3）

该式是表示根据要素中具有电流面上的连接点的电势值的矢量T来表示磁场评价点的磁场的应答的公式，行列A是m（磁场测量点数）行n（连接点数）列。

对该行列A附加连接点的约束条件，对作为从独立的连接点的电势向磁场评价点的应答行列A’的行列进行奇值分解，得到磁场分布和电势的固有分布函数的组。

即作为磁场分布的基底的固有分布

u₁，u₂，u₃    （4）

和作为电势的基底的固有分布

v₁，v₂，v₃     （5）

u_j和v_j有式（6）所示的关系。

λ_ju_j=A·v_j    （6）

在此，λ_j为奇值。此外，下标j是按照奇值的大小的顺序对固有分布赋予的顺序的数值。针对一个编号各个逐一对应表示电势分布和磁场分布的基底矢量。将与该一个编号关联的两个基底矢量和一个奇值汇总，称为一个固有模式。此外，顺序的编号j是固有模式的次数。

奇值大的低次的固有模式可以根据每单位电势v_j的磁场强度为λ_ju_j来理解，可以说能够产生大的磁场。另一方面，即使用奇值小的固有模式使电势变化，磁场的分布也是寥寥无几。该性质后面进行说明，但是，对本磁场调整法发挥重要的作用。作为式（1）的分布函数使用通过奇值分解得到的固有矢量的分布。

说明在本发明中次数j的固有模式所对应的误差磁场的修正方法或者调整法（通过补偿来降低误差磁场）。可以根据误差磁场分布来求出应该进行基底电势分布v_j的几倍的修正的系数D_j。其大小为从

C_j=B_e·u_j    （7）

到

D_j=-C_j/λ_j    （8）。

即，第j固有分布的误差磁场通过赋予D_j v_j的电势分布，能够完全地修正。

接着说明电势和铁片密度的关系。铁片能够考虑表面的磁化电流并置换为磁距。铁片的表面的磁化电流j_m（A/m）流过。

j_m＝M/μ₀    （9）

在此，M是磁化（T）。如果铁片处于饱和状态，则M大致为2.1T左右。因此，j_m约为1.7×10⁶A/m。从而，1立方米的体积的铁具有约1.7×10⁶A/m²（170Acm²/1cc）的磁距。该值依存于磁铁的种类，特别是依存于磁场强度，因此，有必要分别讨论。但是，在磁铁的磁场强度超过1T左右的磁铁中，可以考虑为铁片磁化为大致近于饱和的状态。此时，铁的磁距与体积成比例。

为了通过该换算抵消第j固有模式的误差磁场，而以与式（10）所示的成分d_jk（第j固有分布函数所对应的第k铁片修正点的铁片量）相当的体积密度（m=m³/m²）来配置铁片。

d_j=-v_j C_j/（λ_jj_m）（10）。

此外，在用电流来进行磁场修正的情况下，成电流密度矢量j被配置成电势T和面的法线的矢量的积，电流被赋予

以上是基本的修正方法。是基于一个误差磁场的固有分布（u_j）的成分的修正。在本发明的修正中，磁场分布的磁场调整手段的分布函数（v_j，u_j）是各自的基底，并且其特征是一对一地对应，为了修正一个固有分布成分，只调整一个调整手段的分布函数。

在本发明的方法中，也存在若干应该修正的误差磁场的固有分布函数。从多个固有模式在应该修正的固有模式的选择方法和补偿法上扩张上述的方法。对此的基本的考虑方法是下面的项目。

（1）从能够用小的电势（即少的铁片量）修正大的磁场的固有模式中选择。其指标是奇值λ_j。奇值在本计算系统中是每个固有分布的单位电势的磁场强度，不选择该奇值的小的固有分布。另外，换言之，可以说奇值是与每单位铁片量的磁场强度成比例的值。一般来讲，为了尽量用小的物量来生成均一磁场，而在调整中使用奇值大的固有分布。

（2）在测量磁场中包含的固有磁场分布的成分强度小的可以无视。通过内积[式（7）]计算的成分强度如果是与用设为目标的均一磁场水平容许的误差磁场相比充分小的强度，则不用修正。即使奇值是大的固有量，在成分强度小的情况下，也没有必要在补偿中使用，不选择。

（3）特别是需要修正时，分别选择作业者判断的固有分布函数，用通过内积求出的强度或者人为地决定的强度进行修正。例如，在误差磁场分布的峰值重叠，局部发生大的误差磁场的情况下，以适当的固有分布函数的选择和大小来修正人为地使峰值下降的修正。

（4）求出对所选择的固有分布函数的电势成分进行修正后的均一度（到达均一度），判定固有分布函数的选择是否妥当。到达均一度如果不充分，则再次研究固有分布函数。在此，均一度表示在磁场评价区域的多个测量点中，磁场强度的最大、最小的差，换言之，关于从误差磁场的最大峰值减去最小峰值的差，对于平均磁场的比例，因此，在MRI中，用通常、1/百万（ppm）的级数来讨论。

（5）当变更目标磁场时，在误差磁场中包含的各固有分布的函数和作为残差而残留的磁场的强度，即达到均一度也变化，因此，在固有分布选择中需要考虑目标磁场。

（6）重复从数次到数10次的次数进行调整。这是因为调整机构的精度与成为目标的磁场精度相比，通常较粗，重复进行操作来提高磁场精度。例如，在MRI的磁场调整（补偿）中，需要1mT精度进行磁场调整，但是，调整以前的误差磁场是数mT。在一鼓气作对其进行调整的情况下，为了调整而配置的铁片要求比1/1000更细的精度的物量的管理，但是，在实际作业中，管理这样的精度并不容易。因此，根据本发明，在一次的调整中，通过以1/10程度以下的精度的物量管理，针对每次追加次数，使误差磁场降低，与最终的磁场精度的相对比下降，在以1/10以下的物量管理也能够获得充分的最终磁场精度。

然后，考虑通过铁片进行磁场调整，说明铁片配置和至此的说明的关系。与所选择的固有分布对应的修正量D是各个的固有分布函数的修正量的和。

D＝∑d_j＝∑-v_jC_j/(λ_jj_m)（11）

在此，针对所选择的固有分布函数执行和Σ。在执行该修正后，能够容易地计算并预测摄像区域的磁场分布成为如何。

一个方法是根据固有分布函数的磁场分布的函数来求出的方法。成为下式。

B_shim＝B_e-∑C_ju_j    （12）

在此，针对所选择的固有分布函数执行和Σ。

另外一个是通过再构成的电势进行再构成的方法。在式（12）中，电势的修正量△T为

ΔT＝∑-v_jC_j/λ_j    （13），

修正后的误差磁场分布为

B_shim＝B_e-AΔT    （14）

该两个方法赋予相同的计算结果。在此，也针对所选择的固有分布函数执行和Σ。在该计算法中，预测磁场调整后的到达均一度，判定磁场调整是否以目标精度进行。

在判定中不仅到达均一度，也参考补偿所需要的铁片物量，如果需要过大的铁片，则再次研究固有分布函数的选择。无论进行怎样的选择，在计算出需要过大的铁片量的情况下，都能够判断磁铁的设计或制作不合格。该功能在（a）制作完成时的品质管理、（b）线圈或磁性体配置的设计时，用于起磁力配置的设计妥当性、是否需要配置的再研究的研究。需要的铁量如与式（9）关联起来进行讨论那样，能够以大约170Acm2/1cc进行换算。此外，修正所需要的磁矩是在配置铁片的区域

∫Tds＝∑Ti∑Sij/3.0(Am²)（15）

的面积积分，对于积分区域以实例进行讨论。此外，离散化后的显示表示为了用网格进行分割计算的实际的计算内容。之前记载的和Σ在积分区域内的节点i进行，Sij是属于第i节点的要素j的面积。因为是三角要素，因此认为1/3对第i节点有帮助。之后记载的和Σ，针对第i节点所属的三角要素j执行。以下简单地作为

Si＝∑Sij/3.0（16）

进行讨论。

在以上的讨论中，将电势作为变量进行了讨论，但是，从最初开始考虑与节点有关的面积Si。如果变换为

TiSi→Mi    （17）,

则成为处理磁矩的大小Mi的讨论，但是，至此的讨论都仅仅是以大小的倍率来变换面积，因此，利用奇值分解的讨论完全相同。在这种情况下，式16的积分单纯地成为属于该区域的磁矩的和。此外，如此，在将磁矩Mi设为变量，根据式（1）进行式（16）的计算的情况下，配置磁矩的位置，并不如电势那样限于面上。但是，在实际的补偿中使用的磁场调整机构的概要构造是具有平面或者筒状的面的构造，在以下通过曲面上的电势来讨论。

按顺序说明上述的本发明的改良项目的作用。

项目（1）的固有模式的选择，特别是为了针对低次侧的固有分布函数来修正误差磁场而进行选择。在能够以比较少量的铁片修正磁场的范围内选择低次的分布函数。即使仅是低次侧，也通常选择数十~数百的个数的固有分布函数。按照固有分布函数的铁片（电势）配置修正磁场，能够对没有选择的固有分布不带来大的影响、不赋予新的误差磁场地进行修正。这样，特别是在不使未选择的高次（赋予编号的大的编号的固有分布）这点具有优点。即在进行磁场调整时，没有使未选择的高次固有分布混乱而使作业变得繁杂。

能够以少量的铁片来修正通过奇值分解选择的低次固有分布函数，但是，为了使高次变化需有较多的铁量。不使高次部分混乱的理由除了分布正交以外，还有在高次中需要较多的量的铁片的理由。即，在配置少量的铁片的低次分布函数的修正中，即使由于误差而使配置混乱，也不至于使高次成分的强度变化。在该意义上，也从低次侧的固有分布中选择并进行修正。

此外，在低次时，能够修正的磁场与奇值成比例，较大，因此，能够高效地即以少量的铁片进行磁场调整，即能够执行补偿。

项目（2）不对没有修正必要的固有分布函数成分进行修正。但是，即使选择并包含在修正量中，修正量小，因此，如上述那样不使高次成分混乱，所以不发生问题。

项目（3）为了调整铁片配置量和磁场分布而选择调整。在仅用铁片来修正磁场的情况下，有时难以执行基于去除铁片的负的铁片量的调整。另一方面，即使配置铁片，高次分布也不发生小的磁场。即，配置高次成分的铁片，制造在进行低次补偿时去除铁片的余地。此外，当在从正的峰值到负的峰值的范围内定义均一度时，有时特别是仅集中在峰值部分，均一度的显示变坏。在这种情况下，人为地追加适当的修正成分。由此，容易达到目标的均一度。在此，负的铁片量是表示通过式（15）求出的磁场调整所需要的磁矩与基于周围的磁场的铁片磁化的方向相反的磁矩的情况。该修正除了上述的方法以外，还可以使用电流环、永久磁铁，但是，因为招致步骤、构造的复杂化，如果可能，以所述的步骤对应。

在项目（4）中，能够检查是否能够以目标精度来调整磁场。在针对所选择的固有分布函数来修正磁场时，如果重复进行修正，则需要最终达到目标的均一度。在本方法中，能够通过已经记述的计算方法推定获得了怎样程度的均一度。根据该推定，在是否变更固有分布函数的选择、仅能够获得均一度非常坏的值的情况下，存在制作上的问题，能够判断品质有问题。品质上的问题在难以执行修正的高次成分易于产生，但是，在本发明的方法中，通过奇值分解来划分成分，因此，容易发现在高次的固有模式中发生的问题。

项目（5）是将均一的磁场强度做成多大的强度的选择。变更目标磁场，并进行固有分布函数的选择，检查到达均一度和贴片量，选择均一度好，且铁片配置也容易的目标磁场。铁片的配置容易，不仅仅是量少，而是能够充分修正需要的比较低次的分布函数，不存在无法以负的铁量的计算值来配置铁片的区域。

项目（6）根据测量重复计算铁片配置的作业，完成磁场调整。虽然依赖于执行磁场调整的几何学的配置，但是，选择的奇值的大小在低次和高次大的情况下，存在4位数的差。即，在磁场调整中从处理100cc程度的物量到进行0.01cc的调整，通过固有分布函数的选择而变化。另一方面，以将铁片的大小降低1/10的精度来进行管理在实用上花费功夫。因此，重复执行调整，修正磁场的残差，每次的调整以1/10程度的精度，重复输出良好的均一度。在重复过程中，在初期选择固有分布直到高次，进行磁场调整，进行物量的大的调整，逐渐降低次数的上限。当降低次数时，确认能够充分修正高次部分。此外，随着降低次数，作为修正计算结果要求的物量也减少。因此，作为物量的1/10左右的调整精度也提高。

重复进行磁场调整，但是，如与项目（2）关联说明的那样，没有进行选择的高次的固有模式没有混乱。因此，预知的均一度在重复过程中没有变化。

如上所示，根据将从垫片盘面的电势到在摄像区域中设置的磁场评价点的磁场强度的应答行列的奇值分解获得的固有分布函数作为基础的本发明的方法，以相对于误差磁场较少的修正量，预知调整后的磁场，并获得目标的磁场均一度。需要重复进行补偿作业。此外，在重复进行作业过程中，特别是在进行高次分布的补偿的情况下，有时与低次分布函数对应的误差磁场成分增大，均一度看起来恶化，但是，在本方法中，通过确认固有分布函数的成分强度，有所选择的固有分布的高次侧成分被修正，从而变弱，能够确认此次调整正在进行的优点。这对于作业者的作业妥当性确认有利。此外，还有如下优点，因为能够掌握在调整结束时能够达到的均一度，确认没有不能以制作上的误差进行直到目标的精度的磁场调整，能够安心地进行调整。

实施例1

说明实施例。作为第一实施例说明对于具有垂直磁场的开放型MRI装置的磁场调整（补偿）的应用。图5是对MRI装置的磁铁产生的磁场进行补偿（磁场调整）的体系。该图假设磁场（磁力线）的方向朝向垂直方向的开放型。在图5中也表示了开放型MRI磁铁的概念形状。由上下被分割的磁铁装置62，在其间连接连结柱。在他们中间存在用于确保隔热用的真空的真空容器62c、辐射屏蔽62d、极低温容器62e、包含磁屏蔽用线圈62b的线圈组62a。被诊断者在被诊断者用探头61的上部横躺，进行核磁共振断层摄影。

有摄像区域的空间（磁场测量评价区域）6，将包含其表面或者内部的面的磁场评价点的磁场分布调整为均一（补偿）。图1表示本实施例中的调整磁场分布的补偿的流程。是应用到MRI的摄像区域的磁场调整。以相对于地面垂直的方向的磁场成分的强度，在摄像区域的上下有磁场调整机构的面（垫片盘5）。在其表面上配置铁片。

图6表示在MRI装置的补偿中应用了本实施例的情况下的网格生成例。在该实施例中，球体面上是磁场测量评价点的集合14，配置有数百点的磁场测量点。球体的上下的圆盘面是执行补偿时使配置铁片4的面的计算模型，即电势评价面13。如在图的右侧以有限要素来表示概要那样，构成以在该面上均一连接点的三角要素构成的有限要数计算的体系。

在补偿作业之前先计算图1的虚线内的预备计算部分1B，包含奇值分解计算步骤32S，包含计算网格生成步骤31S、作为奇值分解的结果的固有分布函数和奇值的保存步骤33S。该部分是包含从与数千点的电势值对应的连接点向摄像区域的数百点程度的磁场测量点的应答行列A的奇值分解的预备计算部分1B，需要比较长时间的计算时间。因此，在与磁铁的体系配合的计算体系中，计算补偿用的固有分布函数，缩短补偿作业过程中的计算时间。

通过保存步骤33S将预先将计算的数据保存在计算机的磁场区域中，在需要时读出（奇值分解结果的读出步骤16S）利用。即，在计算机中，将作为磁场分布的基底矢量组的固有分布函数保存数个以上、作为电流面的分布函数的基底矢量组保存相同数量，然后，将作为两者的大小的变换信息的奇值以相同数量的组合进行保存。

磁铁励磁后，经过一段时间后，磁场调整（补偿）开始1S。按照图1的流程进行作业。进行磁场测量步骤12S，在磁场分布数据保存数据步骤13S和磁场数据读出步骤14后，通过磁场均一度判断步骤15S判断均一度是否良好。如果是充分的均一度，则无需补偿，成为磁场调整结束步骤40S的步骤。这在对以充分的均一度利用的装置进行维修时等，消磁后再励磁的情况下可能，但是，在新的磁铁中，由于制作误差是从数百到千ppm程度的均一度，判断为需要磁场调整（补偿）。

因此，转移到固有模式选择和目标磁场决定步骤17S。在下一个步骤18S中，针对选择各固有模式的强度C_j、修正电势△T、修正铁片配置和修正磁场分布、以及到达可能均一度的计算等的式（1）~（14）的计算的固有模式进行。

然后，步骤是用于固有模式选择妥当性判断的显示步骤19S。显示步骤18S的计算结果，判断固有模式选择的妥当性。显示主要有两个，但是，图7显示一个，图8显示另一个。

图7是将通过式（7）表示的式子求出的误差磁场中包含的磁场的固有分布的强度表示为纵轴，将固有模式的次数表示为横轴的图，称为频谱。纵轴用对数标度表示。另外，在图7中也表示固有模式选择的范围，到达可能均一度。此外，图8中与电势等高线一起表示补偿作业用的铁片配置量的显示例。

在本例中表示的计算内容，是图5、图6的体系，但是，将磁场评价点作为直径40cm的面上，将把该表面的误差磁场设为均一度20ppm以下的均一的磁场作为目标。

参考该图7的频谱显示，选择要修正的固有分布函数。在图中，x与各个固有模式对应，但是用○包围的模式是所选择的固有模式15。没有用○包围的是非选择的固有模式。该选择通过已经记述的方法进行。当选择要修正的分布函数时，将该误差磁场从测量误差磁场中减去，由此能够计算并预测能够达到的均一度。在图7中，在上部用椭圆包围的地方，表示作为到达可能均一度17。

虽然表示了两个频谱，但是，图7（a）是在补偿前，图（b）是在补偿后。在补偿前，在该例中是726ppm，在频谱图中可知低次模式的误差磁场成分大。○是次数为80以下，作为测量精度为大致下限以上的强度的误差磁场成分而选择的固有模式。在该例中，如果对所选择的固有模式进行修正，则预测为15.25ppm。将表示固有模式选择的次数上限的线22和在固有模式选择中表示强度下限的线23显示在作为频谱的图的图7上，选择固有模式。

如果所预测的到达可能的均一度不充分，则再次再研究固有分布函数的选择。调整固有分布函数的数量，即调整固有分布函数选择范围的编号上下限、固有模式强度C_j的下限。此外，也有调整各个选择的固有分布函数的修正比例的选择方式。

在步骤19S中的其他的一个显示在图8的铁片配置量的指示图中用于能否进行补偿的检查。图的圆形表示图5所示的垫片盘5。有上下两个，但是，在该图中是下侧的垫片盘。图中的分量7是配置在垫片盘5中的划分，分别被分配了番号。在图7中在左右方向用A、B、C、…，在上下方向用1、2、…来指定番号。分量7内的数值表示在分量中配安置的铁体积18。在图8中是0.1cc单位。在分量中是能够充分配置5cc程度的铁片的构造，显示的量充分少，能够进行配置。在重复的调整过程中，要处理的铁片量逐渐变小，因此，以当初的1/10、1/100、1/1000这样小的单位进行显示。

在图8中在进行计算并模型化了的电势评价面13上，将垫片盘5加到分量7、分量的铁片物量10中，显示电势的等高线19。当考虑电势等高线19为线圈形状时，能够以该形状的线圈进行误差磁场补偿。这些已经被记载在之前说明的已发表论文中。本发明中的等高线显示有其它优点。通过奇值分解求出的分布函数在面上延展，要求铁片或磁矩的配置。但是，在等高线的峰8或等高线的谷9附近要求最多的配置（或者去除）。利用该两个性质，灵活地考虑磁场调整用的铁片配置位置。如果没有配置或去除的限制，加上等高线峰的周围的用相同符号封闭的电势等高线19的铁片量，在等高线的峰8位置附近进行配置（从中去除）。此外，其附近例如假设有垫片盘固定用的支持器具等，在无法进行配置的情况下，配置相同量的配置，在封闭的等高线区域内可以配置在其它部分（从中去除）。图7的等高线的峰8在L-M间的线和7-8间线上有峰，但是在其周围的L、M和8、9的交叉部分的分量中要求配置合计5+3+2+1=11的量。因此，在本发明中，可以在L-M间的线和7-8间线上，在等高线的峰8位置配置11的量的铁片。通过进行这样的配置，缓和作业量减少和配置位置精度，由此使作业变得容易。

参照图9说明分量内的磁矩或铁量的计算方法。图9表示在本实施例的磁场调整用计算中从连接点电势值向磁矩、铁片量的换算概念。已经通过继续式（9）的说明，说明了铁的体积和磁矩成比例。此外，能够解释为电势表示每单位面积的磁矩。因此，为了求出某区域的铁片量，在该区域对电势T进行面积积分，将磁矩作为该区域所需的磁矩，如已经说明那样，换算为铁量。图9示意地表示图8所示的分量7和连接点的关系。X表示的点是连接点。因为不是连续的分布函数，因此，例如如图中的式子那样相加连接点与该连接点所对应的面积的积，将其设为分量7内的磁矩。例如有将与连接点对应的面积设为连接点所属的要素的1/3（△要素的情况）等方法。

解释分量7的大小以及计算时的要素尺寸。要求分量7的大小具有图8所示的铁量配置分布的分辨率的程度的细小程度。在为了获得均一度，而必要的固有模式的次数的上限附近确认等高线分布，设为比其峰或谷部分的尺寸的大小小。另一方面，如果设为细小的分量则花费功夫。在图8中与等高线的峰8和等高线的谷9部分的最小的大小相比大致为相同程度。因为为相同程度，因此，有时在细小的等高线部分，仅仅分量7没有充分的分辨率。在这种情况下，参考等高线的峰和谷的位置对要配置的位置进行位置调整来配置铁片。有限要素的大小由在分量内存在几个连接点的个数来决定。如所述那样，铁片配置量的精度以1/10左右为好，重复地提高均一度。连接点的个数如果有5个左右以上，则即使对应的面积中发生若干误差，认为也会有充分的精度。在图8的例子中，单面有1500左右的连接点。如图6所示，考虑将上下的垫片盘作为电流评价面，两个合计为3000连接点左右以上。

通过基于图7（a）和图8的铁片量显示的确认，预测能够进行充分的补偿，因此，在该例子中，转移到铁片配置作业步骤22S。该预测的根据是到达可能均一度17与目标值相比充分好，是能够进行铁片配置的量。

当在补偿可否的判断步骤20S中判断为到达可能均一度或者铁片量不适当时，进入到判断可否进行目标的磁场调整的磁场调整可能判断步骤21S。当在磁场调整可能判断步骤21S判断为可进行磁场调整时（“是”），返回到“再次固有模式选择和目标磁场决定步骤17S。但是，当即使变更各种条件，也通过判断可否进行目标的磁场调整的磁场调整可能判断步骤21S判断为磁场调整不可时（“否”），磁铁为不良，进入修理/调整步骤41S。

图7（b）是补偿结束时的频谱。能够补偿到17ppm的均一度。这与当初预测的15ppm台相比较，可以说是能够以没有较大差异的均一度，良好的精度预测均一度。在达到图7（a）的频谱的均一度之前如图1的流程那样重复进行作业。对于该重复的必要性已经进行了说明，但是之后通过实例进行说明。

在步骤21S中判断磁场调整可能性，但是说明该内容。即使经由步骤21S，返回步骤17，再研究固有模式选择，有时也无法通过适当的修正量（垫片铁片量）获得充分的均一度。即，这是由于磁铁的制作精度等不充分，磁场不良，要得到目标的均一度，需要大量的铁片的配置，实际有不可能的情况。根据该评价，能够不进行磁场调整而检测磁场不良。如果为不良，则进行适当的修正，但是也能够根据修正量的分布来推定问题的部位。此外，本发明还具有如下优点，即如果无法修正，则判断为产品不良，重复进行磁场调整，不用人手，就能够进行判断。

如果到达可能均一度的预测具有充分的均一度，则通过基于纸面打印或对象的放大显示等来输出修正所需要的铁片分布计算结果，并根据其分布来进行配置补偿用铁片的作业。关于通过补偿作业配置的铁片量，其量或位置中存在误差，此外，铁片磁化的程度也依存于铁片的材料形状或磁铁内的磁场分布，因此，在从电势的铁片换算中也存在误差。因此，在一次的作业中达不到到达可能均一度。因此，如图那样进行重复操作，均一地接近磁场。

实施例2

说明第二实施例。已经说明了已经用于制作好的品种检查，但是，该方法也能够通过同样的判定在磁铁的设计中使用。图10表示此时的流程。在本实施例中，在计算上进行磁场调整，确认能够达到目标磁场精度，由此应用于起磁力配置设计中。起磁力配置研究开始51S之后，进行假设起磁力配置的步骤52S。根据该起磁力配置，进行磁场计算步骤53S。此外，根据起磁力配置，基于补偿盘的配置执行奇值分解，保存其结果。与第一实施例相同。1B的部分根据起磁力假设步骤52S，仅在通过起磁力配置改善判断步骤56S判断为需要变更垫片盘的情况下，运行该预备计算部分1B。该预备计算部1B与图1相同。在56S判定是否能够利用既存的奇值分解数据，根据其结果，简单地进行读出奇值分解结果的数据设置的16S。

读出磁场计算结果，执行步骤14S，判断磁场均一度的检查15S，如果已经为良好的均一度，则成为MRI磁铁用磁力配置候补案步骤57S。一般来说，能够根据磁场分布，通过已经说明的本发明的方法，通过补偿来判断均一度是否良好。在通过补偿均一度没有被充分改善的情况下，或者，补偿所需要的铁片量过大，判断为无法补偿的情况下，再次返回到起磁力配置假设步骤52S。该判断部分与图1的17~21S的步骤相同。如3B所示。磁场调整计算部分3B也图1的3B相同。

如果能够进行补偿，则参考补偿所需的铁片量，此外参考磁铁全体的构造设计来研究是否通过56S的步骤进行起磁力配置修正来能够改善。如果不进行起磁力配置的再研究，则成为候补的起磁力配置案57S。此外，在修正起磁力配置的情况下，再次返回再次起磁力配置假设的部分。在再研究起磁力配置的情况下，例如考虑超导线圈的经验磁场过大，或支撑构造是难的电磁力的情况等。

如此，在计算上假设进行本发明的补偿，获得起磁力配置的候补。在起磁力配置的设计中，关于判定为能够得到充分的均一度的起磁力配置，进行起磁力量、电磁力以及应力等全体设计，进而判断磁铁的成立性。如果可知成立性较难，则假设再次从起磁力配置开始。

在图1中，作为磁场调整手段，通过利用磁化后的铁片4的磁距的方法进行了说明，假设了铁片配置作业步骤22S。但是，如图3所说明那样，磁化后的铁片与基于小线圈3的电流等价。因此，将小线圈排列为图8的分量状，按照通过本方法计算出的磁距分布来调整其电流1，也能够代替铁片配置作业步骤22S。

在本发明的方法中，有时要求用于要求负的量的磁场调整。在通过基于小线圈的电流调整进行磁场调整的情况下，通过改变电流极性，此外通过在使用永久磁铁的情况下改变方向来能够进行对应，但是，铁片的磁化由周围的磁场环境来决定，无法变更磁性。如下那样考虑这种情况下的负的量。在选择到高次部分的情况下，不配置负的量的部分。仅配置正的物量部分，由此，误差磁场的凸凹振动空间的波长成为2倍左右，通过不配置负的物量未被抵消的误差磁场成分的固有模式次数移动到约2倍的次数的高次侧，由于奇值的减少，磁场强度也变弱，在磁场调整上可以忽略。但是，在成为比较低次的固有模式选择，进行磁场调整的情况下，负的量的要求通常能够通过减少由已经达到高次的磁场调整进行配置的铁片的量的方法来调整。但是，有时在分量内铁量已经成为零的情况下，从其近旁去除。所谓近旁是相对于从等高线的封闭的线的区域来说的。即便如此，在没有应该采用的铁片的情况下，人为地从修正所需的大小去除特定的固有模式，使得负的量消失。通过从高次的模式中选择特定的固有模式，能够减少对于磁场的影响。

在图1或图10的实施例中，将磁场调整计算部分3B作为特意汇总的软件，由此，在进行磁场调整时，与奇值分解结果的保存数据一起成为机动性良好的磁场调整的支援工具。

实施例3

以上的计算方法、补偿的步骤在垂直磁场型的磁铁装置62中，水平磁场型的磁铁装置62也用同样的想法来执行，因此，在水平磁场型的MRI用磁铁装置62中，磁场调整（补偿），品质的管理以及起磁力配置设计中能够应用。但是，磁铁装置62的形状不同，因此，也存在计算步骤、铁片4配置位置等的想法也不同的点。因此，以下作为实施例3来进行说明。在实施例3中，图11所示的水平磁场型MRI用的磁铁装置62中应用。在这种情况下，在贯通图11的磁铁装置中心部的孔62f（筒状的中空洞）中，筒状地配置在补偿中利用的区域（垫片盘5）。如图12中截面所示的垫片盘5的面成为包围被诊断者的筒状的区域。包围筒状的垫片盘5，还是用筒状的隔热用的真空容器62C包围，在其内部具有辐射屏蔽62d和极低温容器62e，在极低温容器62e中配置线圈组62a。包含以上内容物的磁铁装置62包围垫片盘5。摄像区域6是该磁铁的几何学的中心，是由以三个正交的对称轴的交点为中心的虚线包围的区域。其中，产生倾斜磁场19来进行摄像。倾斜磁场线圈也配置在与垫片盘5相同的区域，但是，在此进行了省略。垫片盘5大多被配置在该倾斜磁场线圈集合体的内部。

该垫片盘5的筒的截面未必为圆形截面。应用利用奇值分解，所以从垫片盘上的磁性体向摄像区域的磁场的应答行列可以应用到任意的计算体系中。例如，当将该垫片盘配置在专利文献3的倾斜磁场线圈的截面形状的线圈组之间的情况下，成为椭圆截面的筒状，但是，在本方法中能够同所述的方法执行补偿。

该水平磁场型的MRI装置用磁铁装置的垫片盘5的网格与图6的垂直磁场的网格不同。其理由是构成筒状的垫片盘5的面与磁场平行。在图6中垫片盘面是与磁场垂直的面。

在利用DUCAS计算中需要磁化的方向与面垂直，铁片由于周围的磁场的影响而磁化，其磁化的方法大致是周围的磁场的静磁场磁力线方向65。因此，铁片4的磁化方向成为垫片盘面的面内方向。为了解决该问题，如图13那样，在轴方向（水平方向的磁场的磁力线方向）多次配置环状的电势评价面13。在旋转方向确保多个没有成为面的端地节点11（称为面内节点）。如图3的左部所示，面内节点11与在面内节点的周围假设旋转电流等价，配置磁距M。

通过对于水平磁场机的实施，说明垫片盘面的情况。在垂直磁场机中，如图5那样，配置为平面的成对的铁片4的区域（垫片盘5），在水平磁场机中如图8那样，成为配置在磁铁的孔62f中的筒状的位置，如图14那样，将铁片4分布地配置在旋转方向和轴方向。该配置按照已经说明的垂直磁场机（开放型机）共用的计算方法求出的铁的物量10进行配置。铁片4如图中所示，在轴方向位置（磁场方向位置）和筒状的截面的旋转位置分布地配置。在图14中，改变铁片厚度来描绘该情形。

表示在垂直磁场型MRI用的磁铁装置62中，图8的铁片配置的分布和修正用的电势分布的图是如图15下部分所记载那样，用表示选择方向的角度坐标以及表示占有角度方向番号和轴方向的位置的位置坐标和番号表示的分布图。在图15上部分记载垫片盘5。在垫片盘5中也配置与电势评价面13相同番号，配置通过计算求出的番号的物量。在旋转方向进行24分割，在轴方向（静磁场磁力线方向65）进行A~N的14分割来表示，但是该番号的分割方法为了达到需要的磁场精度（均一度），研究进行修正的次数（具有模式的数量），需要能够再现该次数的分布的数量的分割。在旋转方法、轴方向共有15~30左右的数量。图15的下图所示的分量7中实际上如图8所示那样显示了表示铁片4的量的数字，但是，在此，省略表示铁片4的量的数字的显示。

在垂直磁场型MRI用的磁铁装置62垂直磁场机中，配置分量的面和计算修正用的电势的面（从而垫片盘面）存在于相同的面上，但是，在水平磁场机中，与磁场方向的关联中，电势评价面13与垫片盘5的筒状面不同。因此，图15的显示将通过各环状的电流评价面13（图14）计算的电势分布的中间节点11c的值用通过磁铁的几何学的中心的线投影到筒状面来显示。当将全部的中间节点11c配置在相同的筒状面上时，在该显示中应该考虑状况好的情况。

使用图16来说明关于显示铁片4的配置量的铁片物量10的计算。铁片配置量通过电势的面积分来计算，但是，电流评价面（电势评价面13）与垫片盘面不同，因此，如图16所示，横跨若干环状面来进行积分。从而，以在相当于分量7的区域中配置1个以上的环状电流面的方式，较多地配置环状电流面数时，状况良好。

说明实际的补偿中的分量7框内的情况。如图17所示，实际的分量内与实施例1和实施例2的情况相同，假设配置若干体积不同的铁片4。图17中表示两种情形，但是，在水平磁场用的磁铁装置62中主要采用组合在下侧记载的板状的铁片4的方法。这是如图14中所讨论的那样，与铁片配置的垫片盘5的形状关联的铁片形状。

其磁距的大小如Mf1~Mf3那样不同。通过成为体积不同的铁片4的组合，调整框内的铁片物理10（体积）使得能够产生图9或图16所示的需要的磁距。

Mf＝∑Ti×Si(Am²)…（18）

式（18）中，通过横跨在分量7中包含的位置的电势评价面来执行和。此外，Ti是框内的连接点i的电势值（A），Si是附属于该连接点的电势评价面13面上的要素面积。连接点附属于多个要素，因此，在此表示的三角要素中，考虑各要素的1/3属于各个连接点11没有问题。铁片物量10和磁距M的换算方法是已经在图3中讨论的170Acm²/1cc左右。将分量7中所需的磁距换算为铁片的体积，在分量内配置需要的体积。在磁场弱，铁片没有磁饱和的情况下，磁化M与饱和磁化不同，其换算系数也不同，但是，在这种情况下，参考材料的磁化曲线（M-H曲线，M=磁化强度T，H=磁场的强度A/m或者T），决定M的大小。这些想法与垂直磁场（开放型）机用的磁场调整想法相同。

图17的上侧部（图17（b））中记载的分量7的情况，示意地记载了使用了铁片4、永久磁铁4p的螺旋的情况下的配置。在这种情况下，组合若干与磁距（Mf1~Mf3，Mp1~Mp3）的大小相等的物量，作为目标物量。图14的筒状面的垫片盘实际上具有与磁铁轴平行的长的构造的鞘，假设用于在其中配置铁片的构造。该鞘中是固定所述铁片等的构造，在与磁铁轴平行的方向上具有用于固定10个以上的部位。在图14中，描绘了11个轴方向的固定部位。当该旋转方向的鞘的数量和轴方向的固定部位的数量与图15的计算上的划分一致地设置时，将式（18）的磁距配置在相应的鞘的固定部位。此外，在计算划分大的情况下，分配相应地多个鞘的固定部位来进行配置。在计算划分小的情况下，对相应的鞘的固定位置相加来进行配置。

实施例4

在实施例1和实施例2中，表示了以发生需要的磁距的物量来配置铁片7的例子，但是，如所述那样，作为要配置的铁片物量10要求负的量，在发生分量7中去除的铁量不充分或者为零的情况下时，代替铁而使用永久磁铁4P或电流环4C。这对于正的铁物量也适用，没有问题，但是在能够通过铁的磁化来对应的情况下，期望使用廉价的能够补偿的铁片。图17的上部表示了这种情形。

在图18所示的电流环中，当基于流过电流环的电流的磁距Mc、原理式，将环内的面积设为SI时，为Mc=电流×SI。根据电源10也考虑符号来调整电流，使得该磁距与所需要的磁距相同。

关于在实际的补偿中使用的磁距的发生方法和其材料，除了图17所示的铁、永久磁铁以外，还考虑镍、钴等其它磁性体。此时，如在永久磁铁所述那样，调查磁化曲线，求出其换算磁距，在此基础上求出需要的体积，配置在分量内。

也存在未通过磁化曲线求出磁化的情况。例如，当配置了补偿用的磁性体时，周围的磁场（特别是如果在周围与磁性体）发生混乱，是发生与原磁场不同的情况的例子。此时，希望测量磁性体的磁化的程度。例如，实际上在配置磁化不明的磁性体片的前后，测量周围的磁场，比较磁化和基于已知的情况下的配置的磁场变化。或者与计算上的磁场变化进行比较。此外，如果磁化曲线为已知的最后的曲线，则进行详细的非线性磁场计算，用作根据其计算结果配置的铁片的磁化4计算值。

根据实施例1~4，预测最终达到均一度，并确认磁铁的质量，自动地修正错误，重复地进行测量、修正铁配置计算/配置，由此能够进行正确的磁场调整。此外，也能够用于要求磁场精度高的磁铁的起磁力配置设计中。

产业上的利用可能性

本发明在如用于医疗诊断用的核磁共振断层照相装置（MRI）等那样，配置线圈和铁等的磁性体来产生磁场的磁铁装置中，提供将磁场调整为所希望的磁场强度的分布的方法和装置。特别是如MRI等那样，在核磁共振应用装置中，在被测量区域中，提供精度极高的均一化的方法和装置。特别是通过配置铁片来修正误差磁场，被称为对磁场强度进行均一化的补偿作业中，通过将误差磁场分布和铁片配置分布分别进行前行基底的组合，修正为均一磁场分布。

符号说明

1  电流

1B 预备计算部分

2 磁化电流

2B 磁场测量部分

3 小线圈

3B 磁场调整计算部分

4 铁片

4C 电流环

4P 永久磁铁

5 垫片盘

6 磁场测量评价区域（摄像区域）

7 分量

8 等高线的峰

9 等高线的谷

10 铁片物量

11 连接点

11S 磁场调整开始步骤

12 有限要素

12S 磁场测量步骤

13 电势评价面

13S 测量磁场保持步骤

14 磁场测量评价点的集合

14S 磁场数据读出步骤

15 选择的固有模式

15S 均一度判断步骤

16 非选择的固有模式

16S 奇值分解结果读出步骤

17 到达可能均一度

17S 固有模式选择和目标磁场决定步骤

18 在分量中配置的铁体积

18S 固有模式强度、修正电势、铁片量、修正磁场分布以及到达可能均一度计算步骤

19 电势等高线

19S 频谱、到达可能均一度以及铁片配置量计算步骤

20S 补偿可否判断步骤

21 基于电势的电流

21S 品质良否判断步骤

22 表示固有模式选择的次数上限的线

22S 铁片配置作业步骤

23 通过固有模式选择表示强度下线的线

31S 计算网格生成步骤

32S 奇值分解计算步骤

33S 奇值分解结果保存步骤

40S 磁场调整结束步骤

41S 修理/调整步骤

51S 起磁力配置研究开始步骤

52S 起磁力配置假设步骤

53S 磁场计算步骤

54S 磁场计算结果保存步骤

55S 垫片盘变更与否判断步骤

56S 起磁力配置改善判断步骤

57S MRI磁铁用起磁力配置候补案步骤

60 被诊断者

61 被诊断者用探头

62 磁铁装置

62a 线圈

62b 主动磁屏蔽用线圈

62c 真空容器

62d 辐射屏蔽

62e 极低温容器

62f 磁铁中空孔（洞）

63 连结柱

64 电源

65 静磁场磁力线方向

66 倾斜磁场矢量

Claims (14)

1.一种核磁共振断层摄像装置用的磁场调整方法，在磁场发生装置中有被赋予了目标的磁场分布的区域，使该区域的磁场分布接近于所述目标的磁场分布，该核磁共振断层摄像装置用的磁场调整方法的特征在于，

作为调整单元具有能够将电流环、被动地进行磁化的铁片或不依存于外部磁场的永久磁铁配置在包含该区域的筒状区域的磁场调整机构，

在预定数量的点进行磁场计测，计算计测出的磁场与所述目标磁场的差即误差磁场，在与所述磁场调整机构区域内的磁场方向交叉的多个环形面上求出能够近似地补偿该误差磁场的磁场调整机构区域的电势分布，

将所述电势分布换算成磁矩，在包含一个或多个计算点的区域进行相加，进行用于配置与所相加的磁矩相当的电流环或被动地进行磁化的铁片的磁场调整作业。

2.根据权利要求1所述的核磁共振断层摄像装置用的磁场调整方法，其特征在于，

从通过奇值分解而得的基底即固有分布函数中选择分布函数，通过分布函数的组合计算近似地补偿误差磁场的电势或磁矩的分布。

3.根据权利要求2所述的核磁共振断层摄像装置用的磁场调整方法，其特征在于，

根据近似地进行磁场补偿的电势或磁矩来计算被赋予了所述目标磁场的区域的磁场计测点的补偿磁场量，

通过从所述目标磁场中减去所述补偿磁场量来求出残留误差磁场的预测值，

选择所述残留误差磁场的预测值在容许残留误差磁场的目标范围内的固有分布函数。

4.根据权利要求1所述的核磁共振断层摄像装置用的磁场调整方法，其特征在于，

将磁矩换算成铁片密度，或者将电势作为与磁矩成比例的量换算成铁片量密度，

按照换算后的分布来配置铁片。

5.根据权利要求1所述的核磁共振断层摄像装置用的磁场调整方法，其特征在于，

关于求出在误差磁场的补偿中所需的电势分布或磁矩的固有分布函数的选择，按照奇值从大到小的顺序进行排列并进行编号的序号即次数，在误差磁场中包含的固有分布的强度的相关图即频谱图中进行选择。

6.根据权利要求1所述的核磁共振断层摄像装置用的磁场调整方法，其特征在于，

关于计算结果的电势或与磁矩相当的量，在磁场调整机构中包含的圆筒面上对密度分布进行包含等高线的显示，作业者按照该显示来配置铁片。

7.根据权利要求6所述的核磁共振断层摄像装置用的磁场调整方法，其特征在于，

与等高线一起将被包含在配置铁片的磁场调整机构中的面以多角形进行分割，针对分割而得的各区域，将磁矩的大小或铁片量或永久磁铁量以面积积分值与等高线一起显示，或者无等高线地进行显示。

8.根据权利要求7所述的核磁共振断层摄像装置用的磁场调整方法，其特征在于，

汇总以等高线表示的山或盆地部而进行累计，将其量分散地配置在山或盆地部内的一个地方或多个地方。

9.根据权利要求1所述的核磁共振断层摄像装置用的磁场调整方法，其特征在于，

重复执行从磁场计测到磁矩的大小或铁片量或永久磁铁量的配置的计算和作业。

10.根据权利要求9所述的核磁共振断层摄像装置用的磁场调整方法，其特征在于，

通过重复计算和作业，与误差磁场的大小一起，对于表示通过奇值分解而得的磁场分布的基底即固有分布函数，显示每次计算和作业所得的磁矩强度的大小，掌握磁场调整的进展。

11.一种核磁共振断层摄像装置用的磁场调整方法，其特征在于，

显示将权利要求3所述的残留误差磁场预测值的代表值，

显示权利要求5所述的相关图、或通过在权利要求6～8中的任意一项所述的磁场补偿作业配置的被动地进行磁化的铁片、永久磁铁或电流环的强度。

12.根据权利要求11所述的核磁共振断层摄像装置用的磁场调整方法，其特征在于，显示权利要求3所述的残留误差磁场预测值的最小值与最大值的差除以目标或计测磁场的平均磁场强度而得的值。

13.一种核磁共振断层摄像装置用的磁铁品质掌握法，其特征在于，

电磁铁是包含磁场发生用的线圈或磁性体的磁动势源的电磁铁，

该核磁共振断层摄像装置用的磁铁品质掌握法使用权利要求1所述的核磁共振断层摄像装置用的磁场调整方法，能够实际进行目标的残留误差磁场以下的条件下的、权利要求6或7所述的磁矩的大小或铁片量或永久磁铁量的配置，由此在磁场调整作业开始时能够判断能够正常执行磁场调整的情况。

14.一种磁铁磁动势配置设计法，其特征在于，

在包含磁场发生用的线圈或磁性体的磁动势源的电磁铁的设计中，被赋予目标磁场分布，根据磁动势配置来计算磁场分布，代替权利要求13所述的磁场计测值而输入磁场计算值，确认所配置的磁动势配置的妥当性，如果不妥，则变更磁动势配置直到能够进行磁场调整为止，求出能够进行磁场调整的磁动势配置。