CN107205687B - 静磁场均匀度调整方法、静磁场均匀度调整装置以及计算机 - Google Patents

静磁场均匀度调整方法、静磁场均匀度调整装置以及计算机 Download PDF

Info

Publication number
CN107205687B
CN107205687B CN201680004608.9A CN201680004608A CN107205687B CN 107205687 B CN107205687 B CN 107205687B CN 201680004608 A CN201680004608 A CN 201680004608A CN 107205687 B CN107205687 B CN 107205687B
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic field
magnetic
magnetic material
static
static magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680004608.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107205687A (zh
Inventor
藤川拓也
阿部充志
榊原健二
花田光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Healthcare Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of CN107205687A publication Critical patent/CN107205687A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107205687B publication Critical patent/CN107205687B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G01R33/381—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets
    • G01R33/3815—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets with superconducting coils, e.g. power supply therefor
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G01R33/385—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using gradient magnetic field coils

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

为了提供一种能够在磁场均匀度调整中减少磁性体片的配置量，且能够高精度地达成期望的磁场均匀度的静磁场均匀度调整方法，对于通过磁场产生装置产生的摄像空间中的静磁场，通过匀场计算来计算多个磁性体片从所述摄像空间离开的位置，将所述多个磁性体片配置在通过该匀场计算得到的位置，从而调整所述摄像空间中的静磁场均匀度，该方法的特征在于，包括：调整步骤，在所述匀场计算时，施加使配置于所述位置的所述磁性体片在所述摄像空间生成的磁场分布的极性为正负中的任一者这样的制约，来调整所述静磁场均匀度。

Description

静磁场均匀度调整方法、静磁场均匀度调整装置以及计算机
技术领域
本发明涉及磁共振成像装置、静磁场均匀度调整方法、程序以及计算机。
背景技术
对于搭载于磁共振成像(MRI)装置的磁场产生装置，在磁场中心附近的摄像空间(FOV：Field of View)中，要求高的磁场均匀度(例如，磁场的最大值与最小值之差为数ppm以下)。但是，实际上，因MRI装置的制造阶段的制作尺寸误差的影响、设置MRI装置的周围的磁性体的影响，该高的磁场均匀度会被打乱。
因此，在MRI装置中，要对FOV中的磁场强度的均匀度进行细微调整(以下，称为匀场，shimming)。匀场之一有将补正用的磁性体的匀场体片(以下，称为磁性体片)配置在FOV的周边来对静磁场分布进行微调整的无源匀场。无源匀场是通过最优化计算将适当的量的磁性体片配置在适当的位置，从而将FOV的静磁场分布调整成期望的均匀度的手法(例如，参照专利文献1以及2)。即，利用磁场中配置的磁性体片的磁矩所生成的磁场分布来调整FOV的静磁场分布的均匀度。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2014-4169号公报
专利文献2：JP特开2011-115480号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献1、2中，并没有考虑与磁性体片的配置位置相应地在FOV生成的磁矩的磁场分布，特别是没有考虑极性发生变化这一情况。其结果是，在多次进行的匀场中，存在以下问题，即，在比初次的匀场中使用的磁性体片的总铁量充分变少了的情况下(例如，十分之一以下)所进行的微调整匀场中，有时反倒磁性体片的配置量会变多。
例如，在圆筒形的电磁铁中，配置在距FOV较远的腔开口部附近的磁性体片虽然相对于FOV的静磁场产生正向的磁场，但是由于距FOV的距离远，因此静磁场的调整能力低。另一方面，虽然距FOV较近的区域的磁性体片相对于FOV的静磁场产生负向的磁场，但是由于距FOV的距离近，因此静磁场的调整能力高。因此，若从距FOV较远的腔开口部附近一直到距FOV较近的区域配置多个磁性体片，则这些磁性体片作用下的静磁场调整能力被抵销，有时磁性体片的配置量会变多。
这样，若磁性体片的配置量变多，则离散化误差会变大，匀场的精度会变低，从而有时无法达成期望的磁场均匀度。此外，若磁性体片的配置量变多，则容易引起配置位置的错误等，有时微调整匀场的作业性会降低。
本发明想要解决的课题是，提供一种能够在磁场均匀度调整中减少磁性体片的配置量，且能够高精度地达成期望的磁场均匀度的磁共振成像装置的静磁场均匀度调整方法。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明是一种方法，对于由磁场产生装置产生的摄像空间中的静磁场，通过匀场计算来计算多个磁性体片从所述摄像空间离开的位置，将所述多个磁性体片配置在通过该匀场计算得到的位置，从而调整所述摄像空间中的静磁场均匀度，该方法的特征在于，包括：调整步骤，在所述匀场计算时，施加使配置在所述位置的所述磁性体片在所述摄像空间生成的磁场分布的极性为正负中的任一者这样的制约，来调整所述静磁场均匀度。
根据本发明，在磁场均匀度调整中能够实现所配置的磁性体片的总量减少，能够高精度地达成期望的磁场均匀度。例如，磁性体片的总使用量与以往相比能够减少约65％。此外，通过磁性体片的总量减少，能够降低离散化误差的影响、能够期待匀场中的微调整工序的作业时间的降低效果。
发明效果
根据本发明，能够提供一种在磁场均匀度调整中能够减少磁性体片的配置量、且能够高精度地达成期望的磁场均匀度的磁共振摄像装置的静磁场均匀度调整方法。
附图说明
图1是具备本发明的第1实施方式涉及的磁共振成像装置的匀场机构的圆筒型超导磁铁的简要结构图。
图2是第1实施方式的圆筒型超导磁铁的匀场体盘(shimming tray)的结构图。
图3是第1实施方式涉及的匀场的流程图。
图4是第1实施方式涉及的磁性体片的磁矩所生成的正负的磁场分布图。
图5是第1实施方式涉及的磁性体片的磁矩在FOV生成的正负的磁场分布图。
图6是第1实施方式涉及的粗调整匀场中的磁性体片的配置图。
图7是第1实施方式涉及的微调整匀场中的磁性体片的配置图。
图8是表示第1实施方式涉及的微调整匀场中的调整区域的图。
图9是表示第1实施方式涉及的微调整匀场前后的FOV表面上的磁场强度的图。
图10是表示第1实施方式涉及的微调整匀场中使用的匀场体盘的变形例的图。
图11是具备本发明的第2实施方式涉及的磁共振成像装置的匀场机构的开放型的超导磁铁的简要结构图。
图12是第2实施方式涉及的匀场的流程图。
图13是第2实施方式涉及的粗调整匀场中的磁性体片的配置图。
图14是第2实施方式涉及的微调整匀场中的磁性体片的配置图。
图15是第2实施方式涉及的磁性体片的磁矩在FOV生成的正负的磁场分布图。
图16是表示第2实施方式涉及的微调整匀场的调整区域的图。
图17是表示第2实施方式涉及的微调整匀场前后的FOV表面上的磁场强度的图。
具体实施方式
以下，基于实施方式来说明本发明的磁共振成像装置及其静磁场均匀度调整方法。
(第1实施方式)
图1示出第1实施方式涉及的磁共振成像装置的圆筒型的超导磁铁2的外观立体图的简要图。超导磁铁2虽然能够产生高磁场，但是也可以对常导电磁铁应用本发明。
在图中，超导磁铁2通过将冷媒与未图示的作为主线圈的超导线圈一起容纳到真空容器3的内部而形成。超导磁铁2在以与水平方向平行的轴方向(Z轴)4为中心轴的圆筒腔5的内部空间，具有对被检测体进行摄像的摄像空间(FOV)6。超导磁铁2在FOV6中以大致球状，生成磁场强度均匀且磁场方向也恒定的静磁场。
在圆筒腔5的FOV6侧的内面容纳倾斜磁场线圈7，在倾斜磁场线圈7内部在周方向上以等角度间隔设置多个洞7a，在该洞7a中以能装卸的方式插入匀场体盘1。匀场体盘1用于无源匀场，预先对各匀场体盘1附加任意的编号#，能够基于该编号个别地选择每一个来进行匀场。匀场体盘1如图2所示，具有与圆筒腔5的轴方向长度对应的长度，在长度方向的给定的位置分散地形成多个匀场体凹坑(shim pocket)8。在匀场体凹坑8内以能层叠地配置的方式形成多片磁性体片9。
收纳磁性体片9的匀场体盘1由树脂等非磁性材料料形成。收纳磁性体片9的匀场体盘被固定在超导磁铁2的给定的位置。通过对收纳于匀场体盘1的给定部位的磁性体片9的厚度以及数量等适当进行调整，来调整FOV的磁场的紊乱。在通常的匀场中，有时因配置于匀场体盘1的磁性体片9的磁化的偏差、磁性体片9的最小尺寸等所造成的磁性体片9的形状的误差(以下，称为离散化误差)的影响，而使精度低从而无法达成期望的磁场均匀度。为了得到期望的磁场均匀度而需要进行多次匀场。
这里，说明无源匀场的作用。一般，磁性体片9以高透磁率的磁性体材料来形成。在磁性体材料中，优选薄板状的磁性体，例如铁板，优选使用硅钢板。如图5所示，磁性体片9的磁性体片的磁化的朝向(磁矩的朝向)12在位置距离r的点作成的磁场如下式的式1这样来表示，但是在无源匀场下处理的轴方向磁场Bz分量如式2这样来表示。
Figure GDA0002337452210000051
B(r)是磁矩在位置距离r的点作成的磁场[T]
M是磁矩[Am2]
r是磁矩的位置向量(r＝(X，Y，Z))
α是系数
Figure GDA0002337452210000052
Bz是磁矩在位置距离r的点作成的Z轴方向的磁场[T]
Mx是X轴方向的磁矩[Am2]
My是Y轴方向的磁矩[Am2]
Mz是Z轴方向的磁矩[Am2]
进一步地，使磁性体片9磁化的磁场，由于主要朝向Z轴方向，所以仅关注Mz而成为式3。即，下式的式3所示的Bz是能够通过匀场来调整的量。
Figure GDA0002337452210000053
Z是Z轴方向的位置
图4示出磁性体片9的磁矩在FOV6生成的正负的磁场分布图。
磁性体片9的磁矩所作成的Bz分量以下式的式4为边界而有正的区域10和负的区域11。
Figure GDA0002337452210000061
Z是Z轴方向的位置
图5示出在匀场中使用的磁性体片9的磁矩所作成的Bz分量的磁化的区域、轴方向(Z轴)4、FOV6的关系。磁矩的箭头示出磁性体片9的磁化的朝向，双点划线示出磁性体片9的配置方向。在本实施方式中，在磁性体片9的磁矩在FOV6生成的正负的磁场分布当中，将仅生成负的磁场分布的负的区域11选择为磁性体片的配置区域。
在微调整匀场中，考虑磁性体片9的磁矩在FOV生成的正负的磁场分布，将仅生成任一个极性的磁场分布的区域选择为磁性体片9的配置区域(在本实施方式中选择负极性)。例如，限定为以式4作为边界时Bz为负的区域与FOV的区域重叠的区域。由此，能够实现要配置的磁性体片9的总量减少，且能够高精度地达成期望的磁场均匀度。此外，由于磁性体片的总量减少，从而能够降低离散化误差的影响、能够期待匀场中的微调整工序中的磁性体片9的配置的错误、作业时间的降低效果。
参照图3所示的流程图来说明第1实施方式的圆筒型的超导磁铁2的匀场的过程。在图中，步骤S301～步骤S311示出粗调整匀场，步骤S312～步骤S315示出微调整匀场。本发明的匀场方法在微调整匀场方面具有特征。
微调整匀场是在匀场中使用的磁性体片9的总量变得比初次的匀场中使用的磁性体片9的总量充分少的情况下(例如，十分之一以下)进行的匀场。即，是为了得到期望的磁场均匀度，而调整FOV6的磁场分布的低频分量的不均匀性(例如，在以球面调和函数进行级数展开时，主要与低次项的磁场分量对应的磁场的不均匀性)的匀场。
首先，在步骤S301中，对超导磁铁2励磁，在FOV6产生静磁场。在步骤S302中，利用磁场测定器来测量FOV6中的磁场强度，这一点未图示。
在步骤S303中，使用步骤S302中测量到的磁场强度进行公知的最优化计算，决定收纳在要消除磁场的不均匀性这样的一部分匀场体盘1(例如，奇数位的匀场体盘1)的匀场体凹坑P(例如，P-1～P-24)中的磁性体片9的磁性体片量(A)。输出显示所决定出的磁性体片9的配置图(例如，在图6示出)。
在步骤S304中，将超导磁铁2消磁。
在步骤S305中，按照通过最优化计算所求取到的结果，将磁性体片9收纳在匀场体盘1的匀场体凹坑P中。在步骤S306中，对超导磁铁2励磁，再次在FOV6产生静磁场。在步骤S307中，利用磁场测定器测量FOV6中的磁场强度。在步骤S308中，根据步骤S307中测量到的磁场强度来进行最优化计算，决定收纳在要消除磁场的不均匀性这样的匀场体盘1的匀场体凹坑P中的磁性体片9的磁性体片量(B)。
这里，关于本实施方式的磁性体片9，准备改变了正方形的铁板的厚度的2种A、B(例如，B比A薄的铁板)，改变容纳在1个匀场体凹坑8中的种类和片数，以便调整成通过最优化计算求取到的磁性体片量。但是，并不限定于此，当然可以根据需要选择大小以及厚度。
在图6中，匀场铁(shim iron)使用量的意思是磁性体片量，单位以体积[cm3]来表示，但是并不限于此。在图示例中，是如下例子，即，匀场铁A的大小为20[mm]×20[mm]的正方形的铁板且厚度为0.1[mm]，匀场铁B的大小为20[mm]×20[mm]的正方形的铁板且厚度为0.02[mm]。这些具体的值当然能够任意设定。此外，在配置图中，各匀场体凹坑所示的A、B的数值分别是片数。
在步骤S309中，在磁性体片量(B)比磁性体片量(A)充分少的情况下(例如，十分之一以下)前进到步骤S312而转移成微调整匀场。在磁性体片量(B)不比磁性体片量(A)充分少的情况下，前进到步骤S310，将超导磁铁2消磁，在步骤S311中，将通过步骤S308的最优化计算求取到的磁性体片量(B)的磁性体片9收纳在匀场体凹坑8内。然后，返回到步骤S306，重复进行处理。
步骤S312以后的步骤与本发明的特征所涉及的微调整匀场对应。
即，在步骤S312中，如后述那样选择要配置磁性体片9的匀场体盘1，通过匀场计算求取在所选择出的位置配置内如何配置会生成高的均匀度，并作为磁性体片量(B-2)来决定。输出显示所决定出的磁性体片9的配置图。图7中示出该配置图的一例。在图7中，被阴影涂抹的匀场体凹坑(P-1)～(P-5)、(P-20)～(P-24)的区域被选择为不配置磁性体片9的制约区域。即，配置在这些区域中的磁性体片9的磁矩在FOV6生成的磁分布的极性为正(参照图4)，所以是作为不配置磁性体片9的匀场体凹坑而施加了制约的区域。
接着，在步骤S313中，在一部分的匀场体盘1(例如，偶数号#的匀场体盘)的匀场体凹坑P配置计算结果(B-2)的磁性体片9。然后，在步骤S314中，利用磁场测定器来测量FOV6中的磁场强度。然后，若步骤S314中测量到的磁场强度、FOV6中的磁场均匀度满足期望值，则结束匀场。若不满足，则返回到步骤S312，重复进行微调整匀场。
另外，优选如本实施方式这样，将粗调整匀场中使用的匀场体盘1限定为奇数号#，将微调整匀场中使用的匀场体盘1限定为偶数号#。据此，能够增大微调整匀场中的各匀场体凹坑8的磁性体片量的调整的自由度。
这里，参照图8、图9来说明本实施方式的作用以及效果。图8是以通过轴方向(Z轴)4的平面来截断超导磁铁2的截面图。如图8所示，在磁性体片9的磁矩在FOV6生成的正负的磁场分布当中，将仪生成负的磁场分布的区域(负的区域11)选择为磁性体片9的配置区域。即，如图8所示，在微调整匀场中，将在FOV6产生负的磁场分布的磁性体片9的匀场体盘1上的位置的范围作为调整区域13，仅选择调整区域13内的匀场体凹坑8，来配置微调整匀场的磁性体片9。即，如前所述，仅选择匀场体凹坑(P-6)～(P-19)。
根据本实施方式的微调整匀场，如图9所示，能够生成均匀度高的静磁场。即，图9将微调整匀场前后的FOV6的表面上的磁场强度对比示出，纵轴是静磁场强度，横轴是轴方向(Z轴)。此外，实线表示微调整匀场前的磁场强度，虚线表示匀场后的磁场强度。从图中可知，由于在微调整匀场中对磁性体片9选择在FOV6区域生成负的磁场分布的配置，所以FOV6的磁场强度在变低的方向上被调整，且磁场均匀度得到改善。另外，对于磁场均匀度来说，若实线或者虚线的最大值与最小值之差越小则均匀度越高。另外，根据本实施方式，磁性体片9的总使用量与以往相比能够减少约65％。
在本实施方式中，是一种磁共振成像装置的静磁场均匀度调整方法，对于通过超导磁铁2的磁场产生装置产生的FOV(摄像空间)6中的静磁场，通过匀场计算来计算多个磁性体片从FOV6离开的位置，将所述多个磁性体片配置在通过该匀场计算得到的位置，从而调整所述摄像空间中的静磁场均匀度，该方法的特征在于，包含：调整步骤，在所述匀场计算时，施加使配置在所述位置的所述磁性体片在所述FOV6生成的磁场分布的极性为正负中的任一者这样的制约，来调整所述静磁场均匀度。
此外，在本实施方式中，是一种程序，对于通过磁场产生装置产生的摄像空间中的静磁场，通过匀场计算来计算多个磁性体片从所述摄像空间离开的位置，从而调整所述摄像空间中的静磁场均匀度，该程序的特征在于，具备以下功能：在进行所述匀场计算时，施加使配置在该位置的所述磁性体片在所述摄像空间生成的磁场分布的极性为正负中的任一者这样的制约。
此外，在本实施方式中，可以使用计算机，对于通过磁场产生装置产生的摄像空间中的静磁场，通过匀场计算来计算多个磁性体片从所述摄像空间离开的位置，从而调整所述摄像空间中的静磁场均匀度，该计算机的特征在于，具有如下功能，即在进行所述匀场计算时，施加使配置在该位置的所述磁性体片在所述摄像空间生成的磁场分布的极性为正负中的任一者这样的制约。
此外，相当于磁性体片9的磁矩的方向12与FOV6的静磁场的方向平行的情况。在该情况下，特征在于，选择使磁性体片9在FOV6生成负的磁场分布这样的磁性体片9的位置。
此外，要选择的磁性体片9的位置的边界是磁性体片9在FOV6生成的负的磁场分布满足式4的边界。另外，负的区域11除了通过求解式4来求取以外，还可以通过在微调整匀场中，从超导磁铁2的腔开口部起1个部位1个部位地来选择不将磁性体片9配置于匀场体凹坑8，对所预测的匀场完成后的磁场均匀度和匀场中使用的磁性体片量(B-2)的增减进行评价，由此来推定负的区域11。
本实施方式的微调整匀场中使用的匀场体凹坑8仅是接近于FOV6的区域。例如，是从FOV6的中心位置起在单侧至匀场体盘1的全长的约35％的区域。因此，能够预先确定本实施方式的微调整匀场中使用的匀场体盘1，如图10所示来形成。只要如图10(a)所示的匀场体盘1-a那样，相对于匀场体盘1的全长以FOV6的中心为基准，在约80％的区域配置匀场体凹坑8就足够了。进一步地，也可以如匀场体盘1-B那样，去掉匀场体盘1-a的任一个轴方向的端部使其变短。
在本实施方式的磁共振成像装置中，作为磁场产生装置的超导磁铁2利用圆筒状的电磁铁在圆筒的内部空间形成FOV(摄像空间)，分散于电磁铁的内周面地沿轴方向配置多个用于保持磁性体片9的笔直状的磁性体保持部件即匀场体盘1，并在匀场体盘1的长边方向上排列用于容纳磁性体片9的多个凹部即匀场体凹坑8。因此，在使用图10的匀场体盘的情况下，需要在粗调整匀场和微调整匀场中分开使用匀场体盘。在该情况下，例如，粗调整使用奇数号#的匀场体盘，微调整使用偶数号#的匀场体盘，来进行匀场调整。
在该情况下，在具备通过圆筒状的电磁铁在圆筒的内部空间形成摄像空间的磁场产生装置、和分散于电磁铁的内周面地沿轴方向配置且保持磁场调整用的磁性体片的笔直状的多个磁性体保持部件且在磁性体保持部件的长边方向上排列容纳磁性体片的多个凹部而成的磁共振成像装置中，在多个磁性体保持部件当中，部分地包括从磁性体保持部件的端部起经过设定长度而不排列容纳磁性体片的凹部的磁性体保持部件。
在本实施方式的说明中，进行了如下说明，即如图8所示，将在FOV6产生负的磁场分布的磁性体片9的匀场体盘1上的位置的范围称为调整区域13，在调整区域13内的匀场体凹坑8配置微调整匀场的磁性体片9。但是，本发明并不限于此。也可以在从调整区域13超出的负的区域11的匀场体凹坑8配置磁性体片9。在该情况下，改变配置在从调整区域13超出的负的区域11和调整区域13的磁性体片9的权重。例如，在从调整区域13超出的负的区域11配置少量的磁性体片9。
(第2实施方式)
图11示出第2实施方式涉及的磁共振成像装置的开放型的超导磁铁2的外观立体图的简要图。与第1实施方式不同的点在于是取代圆筒型而对开放型的超导磁铁2应用本发明的微调整匀场的例子。在开放型的超导磁铁2的情况下，所生成的FOV6的磁场的朝向成为垂直方向。以下，仅说明不同之处，省略相同之处的说明。基于图12～图17来说明该开放型的超导磁铁2的静磁场均匀度调整方法。
如图11所示，磁场空间为开放型的超导磁铁2在设置于垂直方向的上下的一对的真空容器3内容纳超导线圈而形成。开放型的超导磁铁2以与垂直方向平行的轴方向(Z轴)4为中心轴来形成FOV6。在上下的超导磁铁3的对置的面设置以Z轴4为中心轴的圆盘状的一对匀场体盘21。在一对匀场体盘21的各自的FOV6侧的面以栅格状等间隔地设置多个矩形洞的匀场体凹坑22，但这一点未图示。
图12示出作为本实施方式涉及的静磁场调整方法的匀场的处理过程的流程图。开放型的超导磁铁2的匀场仅采用1度的励磁且不进行消磁地连续进行匀场，所以第1实施方式的图3的步骤S304、S306、S310的工序能够省略。即，这是因为，在圆筒型的超导磁铁2的情况下，对匀场体盘21作用超导磁铁2的强的磁力，所以若不进行消磁，就不能为了容纳磁性体片9而拔出匀场体盘21。相对于此，在开放型的超导磁铁2的情况下，作用于容纳在匀场体凹坑8的个别的磁性体片9的磁力相对较小，所以即使不进行消磁也不会妨碍磁性体片9的容纳操作。
图13以及图14示出在第2实施方式涉及的匀场中使用的磁性体片9的配置图。如图所示，圆盘状的匀场体盘21具有多行匀场体盘编号(#1～#12)，各匀场体盘编号(#1～#12)在与匀场体凹坑编号(A～L)对应的栅格位置具有多个匀场体凹坑22而形成。各匀场体凹坑22与第1实施方式同样地形成为能容纳磁性体片9的矩形洞。在微调整匀场中，如图14所示，在磁性体片9的磁矩在FOV6生成的正负的磁场分布当中，使用仅生成正的区域10的区域的匀场体凹坑22。即，阴影的匀场体凹坑22由于与负的区域11对应，所以是不使用的区域。
图15示出本实施方式的磁性体片9的磁矩在FOV6生成的正负的磁场分布图。超导磁铁2在FOV6的区域产生的主要的磁场是垂直向上。其中，即使在FOV6产生的主要的磁场的朝向是垂直向下，也当然能应用本发明的微调整匀场。
图16示出微调整匀场中的调整区域13。在微调整匀场中，选择磁性体片9的磁矩在FOV6生成正的磁场的匀场体凹坑22的区域，并选择配置磁性体片9的区域作为配置区域14。
图17示出微调整匀场前后的FOV6的表面上的磁场强度。将纵轴设为静磁场强度，将横轴设为轴方向(Z轴)4，实线表示微调整匀场前的磁场强度，虚线表示微调整匀场后的磁场强度。在本实施方式的微调整匀场中，由于使用在FOV6区域的正的区域10生成磁场分布的磁性体片9来进行均匀度的调整，所以磁场强度向变高的方向推移，均匀度被调整。
此外，第2实施方式相当于磁性体片9的磁矩的方向12与FOV6的静磁场的方向正交的情况。在该情况下，特征在于，选择使磁性体片9在FOV6生成正的磁场分布的磁性体片9的位置。
在第2实施方式的说明中，如图16所示，选择使磁性体片9的磁矩在FOV6生成正的磁场的匀场体凹坑22的区域，换言之，示出在正的区域10和FOV6的区域重叠的调整区域14配置微调整匀场的磁性体片9的例子。但是，本发明并不限于此。也可以将磁性体片9配置在从调整区域14超出的正的区域10。在该情况下，改变配置在从调整区域14超出的正的区域10和调整区域14的匀场体凹坑22的磁性体片9的权重。例如，可以在从调整区域14超出的正的区域10配置少量的磁性体片9。
应用第1实施方式或者第2实施方式的静磁场均匀度调整方法的磁共振成像装置具备：具备在摄像空间形成静磁场的电磁铁的磁场产生装置、和在电磁铁的摄像空间侧的面部排列容纳有磁场调整用的磁性体片的多个凹部的磁性体保持部件，容纳于磁性体保持部件的接近于摄像空间的部分的磁性体片量的密度比距所述摄像空间远的部分的所述磁性体片量的密度高。
以上，基于实施方式说明了本发明，但是本发明并不限定于这些，对于本领域技术人员来说，能够以在本发明的主旨的范围内变形或变更后的方式来实施是不言自明的，这样的变形或变更后的方式当然属于本申请的专利请求的范围。
符号的说明
1、1-B、21匀场体盘，2超导磁铁，3真空容器，4轴方向(Z轴)，5圆筒腔，6FOV、7倾斜磁场线圈，8、22匀场体凹坑，9磁性体片，10正的区域，11负的区域，12磁性体片的磁化的朝向，13调整区域，14调整区域。

Claims (11)

1.一种磁共振成像装置的静磁场均匀度调整方法，对于通过磁场产生装置产生的摄像空间中的静磁场，通过匀场计算来计算多个磁性体片从所述摄像空间离开的位置，将所述多个磁性体片配置在通过该匀场计算得到的位置，从而调整所述摄像空间中的静磁场均匀度，该方法的特征在于，包括：
调整步骤，在所述匀场计算时，施加使配置于所述位置的所述磁性体片在所述摄像空间生成的磁场分布的极性为正负中的任一者这样的制约，来调整所述静磁场均匀度。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像装置的静磁场均匀度调整方法，其特征在于，
在所述磁性体片的磁矩的方向与所述静磁场的方向平行的情况下，选择使所述磁性体片在所述摄像空间生成负的磁场分布的所述磁性体片的位置。
3.根据权利要求1所述的磁共振成像装置的静磁场均匀度调整方法，其特征在于，
在所述磁性体片的磁矩的方向与所述静磁场的方向正交的情况下，选择使所述磁性体片在所述摄像空间生成正的磁场分布的所述磁性体片的位置。
4.根据权利要求2或3所述的磁共振成像装置的静磁场均匀度调整方法，其特征在于，
所选择的所述磁性体片的位置的边界是所述磁性体片在所述摄像空间生成的正负的磁场分布满足下式的边界，
Figure FDA0002337452200000011
Z是静磁场的方向即Z轴方向的位置，
r是距磁矩的距离，
Mz是静磁场的方向即Z轴方向的磁矩，其中磁矩的单位为Am2。
5.根据权利要求1所述的磁共振成像装置的静磁场均匀度调整方法，其特征在于，
在配置所述磁性体片的调整步骤中，从磁场产生装置的腔开口部起1个部位1个部位地选择不配置磁性体片，对所述调整步骤完成后的被预测的磁场均匀度和所述调整步骤中使用的磁性体片量的增减进行评价，由此来推定负的区域。
6.一种磁共振成像装置的静磁场均匀度调整装置，对于通过磁场产生装置产生的摄像空间中的静磁场，通过匀场计算来计算多个磁性体片从所述摄像空间离开的位置，将所述多个磁性体片配置在通过该匀场计算得到的位置，从而调整所述摄像空间中的静磁场均匀度，该静磁场均匀度调整装置的特征在于，包括：
调整单元，在所述匀场计算时，施加使配置于所述位置的所述磁性体片在所述摄像空间生成的磁场分布的极性为正负中的任一者这样的制约，来调整所述静磁场均匀度。
7.根据权利要求6所述的磁共振成像装置的静磁场均匀度调整装置，其特征在于，
在所述磁性体片的磁矩的方向与所述静磁场的方向平行的情况下，选择使所述磁性体片在所述摄像空间生成负的磁场分布的所述磁性体片的位置。
8.根据权利要求6所述的磁共振成像装置的静磁场均匀度调整装置，其特征在于，
在所述磁性体片的磁矩的方向与所述静磁场的方向正交的情况下，选择使所述磁性体片在所述摄像空间生成正的磁场分布的所述磁性体片的位置。
9.根据权利要求7或8所述的磁共振成像装置的静磁场均匀度调整装置，其特征在于，
所选择的所述磁性体片的位置的边界是所述磁性体片在所述摄像空间生成的正负的磁场分布满足下式的边界，
Figure FDA0002337452200000031
Z是静磁场的方向即Z轴方向的位置，
r是距磁矩的距离，
Mz是静磁场的方向即Z轴方向的磁矩，其中磁矩的单位为Am2。
10.根据权利要求6所述的磁共振成像装置的静磁场均匀度调整装置，其特征在于，
在配置所述磁性体片的由所述调整单元进行的调整中，从磁场产生装置的腔开口部起1个部位1个部位地选择不配置磁性体片，对由所述调整单元进行的所述调整完成后的被预测的磁场均匀度和由所述调整单元进行的所述调整中使用的磁性体片量的增减进行评价，由此来推定负的区域。
11.一种计算机，对于通过磁场产生装置产生的摄像空间中的静磁场，通过匀场计算来计算多个磁性体片从所述摄像空间离开的位置，从而调整所述摄像空间中的静磁场均匀度，该计算机的特征在于，具备以下功能：
在进行所述匀场计算时，施加使配置在该位置的所述磁性体片在所述摄像空间生成的磁场分布的极性为正负中的任一者的制约。
CN201680004608.9A 2015-02-25 2016-02-10 静磁场均匀度调整方法、静磁场均匀度调整装置以及计算机 Active CN107205687B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-034786 2015-02-25
JP2015034786 2015-02-25
PCT/JP2016/053882 WO2016136465A1 (ja) 2015-02-25 2016-02-10 磁気共鳴イメージング装置、静磁場均一度調整方法、プログラム及び計算機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107205687A CN107205687A (zh) 2017-09-26
CN107205687B true CN107205687B (zh) 2020-09-01

Family

ID=56789437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680004608.9A Active CN107205687B (zh) 2015-02-25 2016-02-10 静磁场均匀度调整方法、静磁场均匀度调整装置以及计算机

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10638950B2 (zh)
JP (1) JP6617135B2 (zh)
CN (1) CN107205687B (zh)
WO (1) WO2016136465A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110261802A (zh) * 2019-06-11 2019-09-20 东南大学 一种用于Halbach磁体磁场均匀度调节的装置和方法
CN116256680B (zh) * 2023-05-16 2023-08-04 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 一种磁共振用Halbach磁体的无源匀场结构与方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6291998B1 (en) * 1998-03-31 2001-09-18 Siemens Aktiengesellschaft Basic field magnet for an MRI apparatus with a displaceable homogeneity volume
US6600318B1 (en) * 1997-10-24 2003-07-29 Hitachi Medical Corporation Open MRI system with a vertical static field and an imaging volume closer to the lower than to the upper magnet assembly
US20120268119A1 (en) * 2009-11-24 2012-10-25 Hitachi, Ltd. Magnetic field adjustment method for mri device
JP2012249765A (ja) * 2011-06-01 2012-12-20 Toshiba Corp 磁気共鳴イメージング装置及びその製造方法
US20130038328A1 (en) * 2008-10-03 2013-02-14 Toshiba Medical Systems Corporation Magnetic resonance imaging apparatus and gradient coil cooling control method
US20150102809A1 (en) * 2013-10-16 2015-04-16 Bruker Biospin Ag Shimming procedure that includes determination of the target field by optimization in a parameter space of reduced dimensionality

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3115806B2 (ja) * 1995-08-22 2000-12-11 住友特殊金属株式会社 Ｍｒｉ用磁界発生装置
JP4822439B2 (ja) * 2004-05-31 2011-11-24 株式会社日立メディコ 磁気共鳴イメージング装置
US7315168B2 (en) * 2005-12-08 2008-01-01 Uri Rapoport Shimming with MRI gradient
CN102046083B (zh) * 2008-05-09 2013-07-10 株式会社日立制作所 Mri装置用磁场调整
JP5594632B2 (ja) * 2009-07-03 2014-09-24 独立行政法人物質・材料研究機構 超伝導磁石用シミング装置
JP5536429B2 (ja) * 2009-12-07 2014-07-02 株式会社日立メディコ 磁気共鳴イメージング装置及びこの装置の磁場均一度調整方法
CN103442635B (zh) 2011-03-25 2016-01-20 株式会社日立医疗器械 静磁场均匀度的调整方法、磁共振成像用静磁场产生装置、磁场调整系统、程序
WO2013128607A1 (ja) * 2012-03-01 2013-09-06 三菱電機株式会社 超電導マグネットの調整方法
KR101682198B1 (ko) * 2013-08-13 2016-12-02 삼성전자주식회사 자기공명영상장치 및 그 제조방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6600318B1 (en) * 1997-10-24 2003-07-29 Hitachi Medical Corporation Open MRI system with a vertical static field and an imaging volume closer to the lower than to the upper magnet assembly
US6291998B1 (en) * 1998-03-31 2001-09-18 Siemens Aktiengesellschaft Basic field magnet for an MRI apparatus with a displaceable homogeneity volume
US20130038328A1 (en) * 2008-10-03 2013-02-14 Toshiba Medical Systems Corporation Magnetic resonance imaging apparatus and gradient coil cooling control method
US20120268119A1 (en) * 2009-11-24 2012-10-25 Hitachi, Ltd. Magnetic field adjustment method for mri device
JP2012249765A (ja) * 2011-06-01 2012-12-20 Toshiba Corp 磁気共鳴イメージング装置及びその製造方法
US20150102809A1 (en) * 2013-10-16 2015-04-16 Bruker Biospin Ag Shimming procedure that includes determination of the target field by optimization in a parameter space of reduced dimensionality

Also Published As

Publication number Publication date
JP6617135B2 (ja) 2019-12-11
CN107205687A (zh) 2017-09-26
JPWO2016136465A1 (ja) 2017-11-30
US10638950B2 (en) 2020-05-05
US20170354343A1 (en) 2017-12-14
WO2016136465A1 (ja) 2016-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9588200B2 (en) Method for adjusting static magnetic field homogeneity, static magnetic field generation device for magnetic resonance imaging, magnetic field adjustment system, and program
JP2011115480A5 (zh)
EP1260827B1 (en) Superconductive MRI magnet
JP2008289703A (ja) 超電導マグネットの磁場調整装置及び磁場調整方法
CN107205687B (zh) 静磁场均匀度调整方法、静磁场均匀度调整装置以及计算机
WO2009136642A1 (ja) 磁場均一度調整用ソフトウェア、磁場均一度調整方法、磁石装置及び磁気共鳴撮像装置
JP2011115480A (ja) 磁気共鳴イメージング装置及びこの装置の磁場均一度調整方法
JP5620353B2 (ja) 磁場調整方法
US6566991B1 (en) Apparatus and method of shimming a magnetic field
US10156619B2 (en) Magnetic resonance imaging system, static magnetic field homogeneity adjusting system, magnetic field homogeneity adjusting method, and magnetic field homogeneity adjusting program
CN107205689B (zh) 磁场均匀度调整方法以及磁场均匀度调整装置
WO2019082332A1 (ja) 磁気共鳴撮像装置用静磁場調整器具及び超電導マグネット
US20200319277A1 (en) Sensor for a Nuclear Magnetic Resonance Device
US11887778B2 (en) System for generating a magnetic field
JP6392141B2 (ja) 磁場均一度調整方法、磁場均一度調整プログラムおよび磁場均一度調整装置
JP2014004169A (ja) 磁場調整方法、磁場発生装置、磁気共鳴イメージング装置及び磁場調整装置
JP5752837B2 (ja) 磁場調整装置
WO2022044122A1 (ja) 超電導マグネットから発生する静磁場を均一化するための方法および装置
JPH01164356A (ja) 均一磁界の発生装置
JPH01165106A (ja) 磁界発生装置
JP7114382B2 (ja) 磁性体の設置方法及び演算装置
JP2004305744A (ja) Ｍｒｉ用磁場生成器の中心磁場を調節するための方法及び装置
JP4999897B2 (ja) 超電導マグネットの磁場調整装置及び磁場調整方法
WO2008109126A1 (en) Permanent magnet system
JP2007089943A (ja) 磁場調整用シムボード、磁場調整装置および磁場調整方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211118

Address after: Chiba County, Japan

Patentee after: Fujifilm medical health Co.,Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: Hitachi, Ltd.

TR01 Transfer of patent right