JP2001218750A

JP2001218750A - 核磁気共鳴装置用シム装置

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Publication number: JP2001218750A
Application number: JP2000032409A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sudo; 須藤誠
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2000-02-09
Publication date: 2001-08-14
Anticipated expiration: 2020-02-09
Also published as: JP3842945B2

Abstract

(57)【要約】【課題】シムコイルの巻線数の定格からのばらつきを、
サービス性や調整効率などを低下させることなく、正確
に補正することのできる核磁気共鳴装置用シムコイルを
提供する。【解決手段】核磁気共鳴装置の静磁場内に配置され、静
磁場強度の歪みを補正して、静磁場強度の均一性を高め
るために用いられるシムコイル組み立て体と、該シムコ
イル組み立て体に附属してそのシムコイルの巻線数に関
するデータを記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶さ
れているシムコイルの巻線数に関するデータに基づいて
シムコイルに流す電流量の補正データを演算する演算手
段と、該演算手段により得られた補正データに基づいて
前記シムコイルに補正された電流を流すシムドライバー
とから成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、核磁気共鳴装置の
静磁場強度の補正に用いられるシム装置に関し、特に、
核磁気共鳴装置間での互換性に優れたシム装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図１は、従来の核磁気共鳴装置の構造を
示したものである。核磁気共鳴用磁石装置１の内部に
は、主磁場コイル２が巻回されていて、数テスラないし
十数テスラの静磁場を発生させる。核磁気共鳴の測定に
は、非常に強い静磁場を必要とするため、主磁場コイル
２には、超電導現象を利用した超電導コイルが用いられ
ているのが一般的である。

【０００３】また、核磁気共鳴を観測するためには、非
常に強い磁場強度を有すると共に、非常に均一度の高い
静磁場であることが要請され、主磁場コイル２によって
発生される静磁場のみでは、磁場の均一性が不足する。
例えば、一般の核磁気共鳴装置では、超電導磁石を用い
て静磁場を発生させているが、その磁場の均一度は高々
１×１０^-5〜１×１０^-6程度に過ぎない。しかし、実際
の核磁気共鳴測定では、１×１０^-9〜１×１０^-10とい
う非常に高い磁場均一性が求められている。

【０００４】そこで、主磁場コイル２の内側に、静磁場
の歪みを補正するための磁場補正コイル３（以下、シム
コイル３と略す）を設けると共に、シム電源４からシム
コイル３に適切な電流を供給して、主磁場コイル２が作
る静磁場とシムコイル３が作る補正磁場を足し合わせる
ことによって、静磁場の均一性を高めるようにしてい
る。こうして作られた均一性の高い静磁場内に、測定サ
ンプル５を設置することにより、核磁気共鳴測定が行な
われる。

【０００５】図２（ａ）は、従来のいくつかのタイプの
シムコイルの内、静磁場軸方向に傾斜磁場を発生させる
タイプのシムコイルを一例として示したものである。ま
た、図２（ｂ）は、その部分断面図である。この例で
は、シムコイルは、ある長さを有するソレノイドコイル
６、７、８、６'、７'、８'として、ほぼ均一なピッチ
でボビン９に巻かれている。ソレノイドコイル６と
６'、７と７'、８と８’はそれぞれ同じ長さＷ₁、Ｗ₂、
Ｗ₃を持ち、中心面１０を中心として両側へ向けて６、
７、８および６'、７'、８'の順で対称に巻かれてい
る。各ソレノイドコイルには、各ソレノイドコイルの境
界線の部分から図２（ｂ）に示すように引き出された引
き出し線を介してシム電源１１〜１６から独立に補正電
流が供給される。

【０００６】このような構成において、例えば、直径５
０ｍｍの円筒状ボビン９上に組み立てられたソレノイド
コイルの長さをＷ₁＝７ｍｍ、Ｗ₂＝１３ｍｍ、Ｗ₃＝２
５ｍｍとし、ソレノイドコイル６、６'、７、７'、８、
８'にそれぞれ４.３８ｍＡ、−４.３８ｍＡ、２.３１ｍ
Ａ、−２.３１ｍＡ、１９.５ｍＡ、−１９.５ｍＡの電
流を各シム電源から供給することにより、１２００Ｈ_z
／ｃｍの１次の軸傾斜磁場を発生させることができる。
また、この電流比率を保ったまま各ソレノイドコイルの
電流量を変えれば、１次の軸傾斜磁場の強度を変化させ
ることができる。また、電流の配分を変えることによ
り、２次〜４次の軸傾斜磁場を発生させることができる
し、１次の軸傾斜磁場を発生させる電流配分の上に２次
あるいは更に高次の軸傾斜磁場を発生させる電流配分を
重畳させれば、１次と２次あるいは更に高次の軸傾斜磁
場を同時に発生させることもできる。

【０００７】また、ボビン９上での巻線の形状を変え
て、巻線の中心軸が静磁場の軸方向と直交する方向にコ
イルを形成させれば、静磁場の軸方向と直交する軸方向
に高次の軸傾斜磁場を発生させることが可能である。こ
れにより、ｘ、ｙ、ｚの３軸方向について、静磁場強度
の歪みを補正する補正磁場を発生させることが可能にな
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このようなシムコイル
の問題点は、巻線加工時の誤差、コイルボビンの加工誤
差、コイル線材の径のばらつきなどに起因して、コイル
の巻線数にある範囲でばらつきを生じることである。巻
線数の誤差は、シムコイルを用いて静磁場の補正を行な
う際に、装置間の磁場補正値の再現性に悪影響を与え
る。

【０００９】また、各シムコイルに固有な誤差を補正す
るために、シムコイルの電流量を制御するシムドライバ
ーあるいはシムコントローラーに、その補正係数を持た
せた場合、シムコイルとシムドライバーあるいはシムコ
ントローラーを必ず１セットにしなければならなくな
る。その結果、各ユニットは、他のユニットとの互換性
がなくなるため、サービス性が低下するという問題を生
じる。

【００１０】また、装置の調整もシムコイルとシムドラ
イバーあるいはシムコントローラーを必ず１セットで行
なわなければならないため、調整効率も悪化する。

【００１１】本発明の目的は、上述した点に鑑み、シム
コイルの巻線数の定格からのばらつきを、サービス性や
調整効率などを低下させることなく、正確に補正するこ
とのできる核磁気共鳴装置用シム装置を提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明にかかる核磁気共鳴装置用シムコイルは、核
磁気共鳴装置の静磁場内に配置され、静磁場強度の歪み
を補正して、静磁場強度の均一性を高めるために用いら
れるシムコイル組み立て体と、該シムコイル組み立て体
に附属してそのシムコイルの巻線数に関するデータを記
憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶されているシムコ
イルの巻線数に関するデータに基づいてシムコイルに流
す電流量の補正データを演算する演算手段と、該演算手
段により得られた補正データに基づいて前記シムコイル
に補正された電流を流すシムドライバーとから成ること
を特徴としている。

【００１３】また、核磁気共鳴装置の静磁場内に配置さ
れ、静磁場強度の歪みを補正して、静磁場強度の均一性
を高めるために用いられるシムコイル組み立て体と、該
シムコイル組み立て体に附属してそのシムコイルが発生
する補正磁場強度の定格値からのばらつきを補正するた
めの補正データを記憶する記憶手段と、該記憶手段に記
憶されている補正データに基づいて前記シムコイルに補
正された電流を流すシムドライバーとから成ることを特
徴としている。

【００１４】また、核磁気共鳴装置の静磁場強度の歪み
を補正して、静磁場強度の均一性を高めるために用いら
れる核磁気共鳴装置用シム装置において、静磁場強度の
歪みを補正するためにシムコイルから補正磁場を発生さ
せるに際し、予め該シムコイルに附属する記憶手段に、
そのシムコイルの巻線数に関するデータを記憶させてお
き、該記憶手段に記憶されたデータに基づいて強度補正
された補正磁場を発生させて、前記静磁場強度の歪みを
補正させるようにしたことを特徴としている。

【００１５】また、核磁気共鳴装置の静磁場強度の歪み
を補正して、静磁場強度の均一性を高めるために用いら
れる核磁気共鳴装置用シム装置において、静磁場強度の
歪みを補正するためにシムコイルから補正磁場を発生さ
せるに際し、予め該シムコイルに附属する記憶手段に、
そのシムコイルが発生する補正磁場強度の定格値からの
ばらつきを補正するための補正データを記憶させてお
き、該記憶手段に記憶されたデータに基づいて強度補正
された補正磁場を発生させて、前記静磁場強度の歪みを
補正させるようにしたことを特徴としている。

【００１６】また、前記記憶手段は、ＲＯＭであること
を特徴としている。

【００１７】また、前記記憶手段は、多極コネクターで
あることを特徴としている。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。図３は、本発明にかかる核磁気
共鳴装置用シム装置の一実施例を示したものである。図
中１７は、超電導磁石である。円筒状の超電導磁石１７
の空芯部には、シムコイル１８が配置され、更にシムコ
イル１８の空芯部には図示しない測定サンプルからの核
磁気共鳴信号を検出するためのプローブ１９が配置され
ている。

【００１９】シムコイル１８には、シムコイル自身の巻
線数のデータを記憶させたＲＯＭ２０が附属して取り付
けられている。このＲＯＭ２０は、シムコイル１８の電
流量を制御するシムドライバー２１を制御しているシム
コントローラー２２にケーブルを介して接続されてい
る。

【００２０】このような構成において、シムコントロー
ラー２２は、ＲＯＭ２０から、シムコントローラー２２
内の図示しない演算回路にシムコイル１８の巻線数のデ
ータを読み込んで、シムコイル１８の実際の巻線の数を
標準巻線数（定格）からのばらつきとして演算し、シム
コイル１８の巻線数の違いに起因する定格からのばらつ
き値を補正する補正係数を算出して、シムドライバー２
１に設定する。補正係数を設定されたシムドライバー２
１は、補正した電流量をシムコイル１８に対して供給
し、シムコイル１８の定格からのばらつき値を補正した
補正磁場を発生させる。これにより、シムコイルごとの
性能のばらつきを、予めシムコイル組み立て体に附属さ
れたＲＯＭのデータに基づいて較正することができる。

【００２１】尚、上記実施例では、ＲＯＭのデータをシ
ムコントローラー２２に読み込ませ、シムコントローラ
ー２２からシムドライバー２１を制御させるように構成
したが、ＲＯＭのデータは、シムドライバー２１が直接
読み込んでも良い。

【００２２】また、上記実施例では、シムコイル１８の
巻線数に関するデータをＲＯＭ２０に記憶させたが、シ
ムコイル１８の巻線数に関するデータの代わりに、コイ
ル自身の巻線数の違いに起因する定格からのばらつき値
を補正する補正係数を記憶させても良い。

【００２３】また、データを記憶させる記憶手段として
は、前述したＲＯＭの他に、多極コネクターによるピン
間のオープン／クローズによってデータを記憶させるこ
とも可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明の核磁気共鳴
装置用シム装置によれば、シムコイル１８の巻線数の定
格からのばらつきの程度に関わりなく、超電導磁石１７
の発生する静磁場の歪みをシムコイル１８によって正確
に補正することができる。また、シムコイル１８の巻線
数に関するデータをシムコイル１８に附属して設けられ
たＲＯＭなどの記憶手段に持たせ、そのデータを測定時
に解読させて、シムコントローラー２２による制御をシ
ムコイル１８の特性に合わせるようにしたので、シムコ
イル１８とシムコントローラー２２、またはシムコイル
１８とシムドライバー２１を１セットにして調整・使用
する必要がなくなり、シムコイル１８、シムコントロー
ラー２２、シムドライバー２１の３者がそれぞれ独立し
たユニットとして別のユニットと互換性を持つので、装
置のサービス性や調整効率などを低下させることがな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の核磁気共鳴装置の構成を示す図である。

【図２】従来の核磁気共鳴装置用シムコイルの一例を示
す図である。

【図３】本発明にかかる核磁気共鳴装置用シム装置の一
実施例を示す図である。

【符号の説明】

１・・・核磁気共鳴用磁石装置、２・・・主磁場コイル、３・・
・シムコイル、４・・・シム電源、５・・・測定サンプル、
６、６'・・・ソレノイドコイル、７、７'・・・ソレノイドコ
イル、８、８'・・・ソレノイドコイル、９・・・ボビン、１
０・・・中心面、１１〜１６・・・シム電源。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】核磁気共鳴装置の静磁場内に配置され、静
磁場強度の歪みを補正して、静磁場強度の均一性を高め
るために用いられるシムコイル組み立て体と、該シムコ
イル組み立て体に附属してそのシムコイルの巻線数に関
するデータを記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶さ
れているシムコイルの巻線数に関するデータに基づいて
シムコイルに流す電流量の補正データを演算する演算手
段と、該演算手段により得られた補正データに基づいて
前記シムコイルに補正された電流を流すシムドライバー
とから成ることを特徴とする核磁気共鳴装置用シム装
置。
【請求項２】核磁気共鳴装置の静磁場内に配置され、静
磁場強度の歪みを補正して、静磁場強度の均一性を高め
るために用いられるシムコイル組み立て体と、該シムコ
イル組み立て体に附属してそのシムコイルが発生する補
正磁場強度の定格値からのばらつきを補正するための補
正データを記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶され
ている補正データに基づいて前記シムコイルに補正され
た電流を流すシムドライバーとから成ることを特徴とす
る核磁気共鳴装置用シム装置。
【請求項３】核磁気共鳴装置の静磁場強度の歪みを補正
して、静磁場強度の均一性を高めるために用いられる核
磁気共鳴装置用シム装置において、静磁場強度の歪みを
補正するためにシムコイルから補正磁場を発生させるに
際し、予め該シムコイルに附属する記憶手段に、そのシ
ムコイルの巻線数に関するデータを記憶させておき、該
記憶手段に記憶されたデータに基づいて強度補正された
補正磁場を発生させて、前記静磁場強度の歪みを補正さ
せるようにしたことを特徴とする核磁気共鳴装置用シム
装置。
【請求項４】核磁気共鳴装置の静磁場強度の歪みを補正
して、静磁場強度の均一性を高めるために用いられる核
磁気共鳴装置用シム装置において、静磁場強度の歪みを
補正するためにシムコイルから補正磁場を発生させるに
際し、予め該シムコイルに附属する記憶手段に、そのシ
ムコイルが発生する補正磁場強度の定格値からのばらつ
きを補正するための補正データを記憶させておき、該記
憶手段に記憶されたデータに基づいて強度補正された補
正磁場を発生させて、前記静磁場強度の歪みを補正させ
るようにしたことを特徴とする核磁気共鳴装置用シム装
置。
【請求項５】前記記憶手段は、ＲＯＭであることを特徴
とする請求項１、２、３または４記載の核磁気共鳴装置
用シム装置。
【請求項６】前記記憶手段は、多極コネクターであるこ
とを特徴とする請求項１、２、３または４記載の核磁気
共鳴装置用シム装置。