JP2001299721A - 磁場測定方法、勾配コイル製造方法、勾配コイルおよび磁気共鳴撮影装置 - Google Patents
磁場測定方法、勾配コイル製造方法、勾配コイルおよび磁気共鳴撮影装置Info
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Abstract
する方法、測定によって判明した残留磁場の特性を反映
させて勾配コイルを製造する方法、その方法によって製
造された勾配コイル、および、そのような勾配コイルを
有する磁気共鳴撮影装置を実現する。 【解決手段】 測定空間に想定した球の表面の測定点に
磁気共鳴可能な試料を配置し、測定空間に勾配磁場を印
加し、勾配磁場の印加停止後にRF励起を行って試料が
生じるFID信号を測定し、FID信号の位相の微分値
に基づいて測定点における磁場強度を求め、磁場強度を
球面調和関数にフィッティングする。
Description
配コイル(coil)製造方法、勾配コイルおよび磁気
共鳴撮影装置に関し、特に、勾配磁場の印加停止後に残
留する磁場を測定する方法、残留磁場の高次項が小さい
勾配コイルとその製造方法、並びに、そのような勾配コ
イルを有する磁気共鳴撮影装置に関する。
c Resonance Imaging)装置では、
マグネットシステム(magnet system)の
内部空間すなわち静磁場を形成した空間に撮影する対象
を搬入し、勾配磁場および高周波磁場を印加して対象内
に磁気共鳴信号を発生させ、その受信信号に基づいて断
層像を生成(再構成)する。
グネットシステムでは、互いに対向する1対の永久磁石
の先端に静磁場空間の磁束分布を均一化するための磁極
片をそれぞれ設け、勾配磁場発生用の勾配コイルはこの
磁極片の磁極面に沿って設けられる。
トシステムでは、勾配コイルが磁極片に近接しているの
で勾配磁場により磁極片が磁化され、その残留磁化が形
成する磁場により、スピン(spin)の位相が、あた
かも時定数が極めて長い渦電流が存在するかのような影
響を受ける。このため、精密な位相制御が要求される例
えばファースト・スピンエコー(FSE:Fast S
pin Echo)法等による撮影に支障をきたす。
る適切な方法がなかったので、その影響を除去する方策
を立てることができなかった。そこで、本発明の課題
は、勾配磁場の印加停止後に残留する磁場を測定する方
法、測定によって判明した残留磁場の特性を反映させて
勾配コイルを製造する方法、その方法によって製造され
た勾配コイル、および、そのような勾配コイルを有する
磁気共鳴撮影装置を実現することである。
するための1つの観点での発明は、測定空間に想定した
球の表面の測定点に磁気共鳴可能な試料を配置し、前記
測定空間に勾配磁場を印加し、前記勾配磁場の印加停止
後にRF励起を行って前記試料が生じるFID信号を測
定し、前記FID信号の位相の微分値に基づいて前記測
定点における磁場強度を求め、前記磁場強度を前記測定
空間における磁場強度分布を表す球面調和関数にフィッ
ティングすることを特徴とする磁場測定方法である。
磁場を、球面上の測定点に配置した試料のFID信号を
利用して測定し、測定値を球面調和関数にフィッティン
グして、残留磁場の特性を表す球面調和関数を特定す
る。
点での発明は、測定空間に想定した球の表面の測定点に
磁気共鳴可能な試料を配置し、前記球の中心に磁気共鳴
可能な試料を配置し、前記測定空間に勾配磁場を印加
し、前記勾配磁場の印加停止後にRF励起を行って前記
試料が生じるFID信号を測定し、前記測定点および前
記球の中心の試料がそれぞれ生じるFID信号の位相の
微分値の差に基づいて前記測定点における磁場強度を求
め、前記磁場強度を前記測定空間における磁場強度分布
を表す球面調和関数にフィッティングすることを特徴と
する磁場測定方法である。
た試料のFID信号を測定してこれをリファレンスとす
る。 (3)上記の課題を解決するための他の観点での発明
は、測定空間に想定した球の表面の測定点に磁気共鳴可
能な試料を配置し、1つの極性における最大勾配から反
対極性における最大勾配まで順次に勾配を変化させ次い
で前記反対極性における最大勾配から前記1つの極性に
おける最大勾配まで順次に勾配を変化させながら間欠的
に勾配磁場を印加し、前記勾配磁場の間欠期間中にRF
励起を行って前記試料が生じるFID信号を測定し、前
記FID信号の位相の微分値を求め、前記勾配の一巡に
伴う前記微分値のヒステリシスに基づいて前記測定点に
おける磁場強度を求め、前記磁場強度を前記測定空間に
おける磁場強度分布を表す球面調和関数にフィッティン
グすることを特徴とする磁場測定方法である。
極性における最大勾配と反対極性における最大勾配の間
で往復変化させる。これにより、残留磁化の履歴を一定
にして磁場測定を行うことができる。
点での発明は、測定空間に想定した球の表面の測定点に
磁気共鳴可能な試料を配置し、前記球の中心に磁気共鳴
可能な試料を配置し、1つの極性における最大勾配から
反対極性における最大勾配まで順次に勾配を変化させ次
いで前記反対極性における最大勾配から前記1つの極性
における最大勾配まで順次に勾配を変化させながら間欠
的に勾配磁場を印加し、前記勾配磁場の間欠期間中にR
F励起を行って前記試料が生じるFID信号を測定し、
前記測定点および前記球の中心の試料がそれぞれ生じる
FID信号の位相の微分値の差を求め、前記勾配の一巡
に伴う前記微分値の差のヒステリシスに基づいて前記測
定点における磁場強度を求め、前記磁場強度を前記測定
空間における磁場強度分布を表す球面調和関数にフィッ
ティングすることを特徴とする磁場測定方法である。
た試料のFID信号を測定してこれをリファレンスとす
る。 (5)上記の課題を解決するための他の観点での発明
は、前記測定を複数の測定点について逐次に行うことを
特徴とする(1)ないし(4)のうちのいずれか1つに
記載の磁場測定方法である。
いて逐次に測定を行うので、同一試料を使い回しするこ
とができる。 (6)上記の課題を解決するための他の観点での発明
は、勾配コイルを製造するにあたり、空間に想定した球
面上に前記勾配コイルが発生する磁界を計算し、前記磁
界を球面調和関数にフィッティングし、前記フィッティ
ングした球面調和関数における高次項のうち、(1)な
いし(5)のうちのいずれか1つに記載の方法で測定し
た磁場を表す球面調和関数における最大の高次項に相当
する高次項が小さくなるように、コイルの電流経路を決
定することを特徴とする勾配コイル製造方法である。
した残留磁場の最大の高次項に相当する高次項が小さく
なるように、勾配コイルの電流経路を決めるので、影響
が小さい残留磁化を生じる勾配コイルを製造することが
できる。
点での発明は、電流経路を流れる電流によって勾配磁場
を発生する勾配コイルであって、前記電流経路が下記の
手順で決定されたことを特徴とする勾配コイルである。
る磁界を計算する。 (ロ)前記磁界を球面調和関数にフィッティングする。
数における高次項のうち、(1)ないし(5)のうちの
いずれか1つに記載の方法で測定した磁場を表す球面調
和関数における最大の高次項に相当する高次項が小さく
なるように、コイルの電流経路を決定する。
した残留磁場の最大の高次項に相当する高次項が小さく
なるように、勾配コイルの電流経路が決められているの
で、影響が小さい残留磁化を生じる勾配コイルとなる。
点での発明は、静磁場、勾配磁場および高周波磁場を用
いて獲得した磁気共鳴信号に基づいて画像を構成する磁
気共鳴撮影装置であって、前記勾配磁場を発生する勾配
コイルとして、下記の手順で決定された電流経路を有す
る勾配コイルを具備することを特徴とする磁気共鳴撮影
装置である。
る磁界を計算する。 (ロ)前記磁界を球面調和関数にフィッティングする。
数における高次項のうち、(1)ないし(5)のうちの
いずれか1つに記載の方法で測定した磁場を表す球面調
和関数における最大の高次項に相当する高次項が小さく
なるように、コイルの電流経路を決定する。
した残留磁場の最大の高次項に相当する高次項が小さく
なるように勾配コイルの電流経路が決められているの
で、影響が小さい残留磁化を生じる勾配コイルを用いて
適正な磁気共鳴撮影をすることができる。
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図1に磁気共鳴撮影装置の
ブロック(block)図を示す。本装置は本発明の実
施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明
の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の
動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例
が示される。
ステム100を有する。マグネットシステム100は、
主磁場マグネット部102、勾配コイル部106および
RF(radio frequency)コイル部10
8を有する。これら主磁場マグネット部102および各
コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する1対
のものからなる。また、いずれも概ね円板状の形状を有
し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステ
ム100の内部空間(ボア:bore)に、対象300
がクレードル(cradle)500に搭載されて図示
しない搬送手段により搬入および搬出される。
ステム100の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の
方向は概ね対象300の体軸方向と直交する。すなわち
いわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部10
2は例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久
磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用
いて構成しても良いのはもちろんである。
持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場
は、スライス(slice)勾配磁場、リードアウト
(read out)勾配磁場およびフェーズエンコー
ド(phase encode)勾配磁場の3種であ
り、これら3種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部1
06は図示しない3系統の勾配コイルを有する。
方向において静磁場にそれぞれ勾配を付与するための3
つの勾配磁場をそれぞれ発生する。3方向のうちの1つ
は静磁場の方向(垂直方向)であり、通常これをz方向
とする。他の1つは水平方向であり、通常これをy方向
とする。残りの1つはz,y方向に垂直な方向であり、
通常これをx方向とする。x方向は垂直面内でz方向に
垂直であり、水平面内でy方向に垂直である。以下、
x,y,zを勾配軸ともいう。
することができる。いずれか1つをスライス勾配の軸と
したとき、残り2つのうちの1つをフェーズエンコード
勾配の軸とし、他をリードアウト勾配の軸とする。3系
統の勾配コイルについては後にあらためて説明する。
00の体内のスピンを励起するためのRF励起信号を送
信する。RFコイル部108は、また、励起されたスピ
ンが生じる磁気共鳴信号を受信する。RFコイル部10
8は図示しない送信用のコイルおよび受信用のコイルを
有する。送信用のコイルおよび受信用のコイルは、同じ
コイルを兼用するかあるいはそれぞれ専用のコイルを用
いる。
が接続されている。勾配駆動部130は勾配コイル部1
06に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆
動部130は、勾配コイル部106における3系統の勾
配コイルに対応して、図示しない3系統の駆動回路を有
する。
が接続されている。RF駆動部140はRFコイル部1
08に駆動信号を与えてRF励起信号を送信し、対象3
00の体内のスピンを励起する。
(data)収集部150が接続されている。データ収
集部150はRFコイル部108が受信した受信信号を
取り込み、それをビューデータ(view data)
として収集する。
びデータ収集部150には制御部160が接続されてい
る。制御部160は、勾配駆動部130ないしデータ収
集部150をそれぞれ制御して撮影を遂行する。
部170に接続されている。データ処理部170は、例
えばコンピュータ(computer)等を用いて構成
される。データ処理部170は図示しないメモリ(me
mory)を有する。メモリはデータ処理部170用の
プログラムおよび各種のデータを記憶している。本装置
の機能は、データ処理部170がメモリに記憶されたプ
ログラムを実行することによりを実現される。
0から取り込んだデータをメモリに記憶する。メモリ内
にはデータ空間が形成される。データ空間は2次元フ−
リエ(Fourier)空間を構成する。データ処理部
170は、これら2次元フ−リエ空間のデータを2次元
逆フ−リエ変換して対象300の画像を生成(再構成)
する。2次元フ−リエ空間をkスペース(k−spac
e)ともいう。
されている。データ処理部170は制御部160の上位
にあってそれを統括する。データ処理部170には、ま
た、表示部180および操作部190が接続されてい
る。表示部180は、グラフィックディスプレー(gr
aphic display)等で構成される。操作部
190はポインティングデバイス(pointing
device)を備えたキーボード(keyboar
d)等で構成される。
出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操
作部190は、操作者によって操作され、各種の指令や
情報等をデータ処理部170に入力する。操作者は表示
部180および操作部190を通じてインタラクティブ
(interactive)に本装置を操作する。
シーケンス(pulse sequence)の一例を
示す。このパルスシーケンスは、グラディエントエコー
(GRE:Gradient Echo)法のパルスシ
ーケンスである。
励起用のα°パルスのシーケンスであり、(2)、
(3)、(4)および(5)は、同じくそれぞれ、スラ
イス勾配Gs、リードアウト勾配Gr、フェーズエンコ
ード勾配GpおよびグラディエントエコーMRのシーケ
ンスである。なお、α°パルスは中心信号で代表する。
パルスシーケンスは時間軸tに沿って左から右に進行す
る。
ンのα°励起が行われる。フリップアングル(flip
angle)α°は90°以下である。このときスラ
イス勾配Gsが印加され所定のスライスについての選択
励起が行われる。
によりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、
リードアウト勾配Grにより先ずスピンをディフェーズ
(dephase)し、次いでスピンをリフェーズ(r
ephase)して、グラディエントエコーMRを発生
させる。グラディエントエコーMRの信号強度は、α°
励起からエコータイム(echo time)TE後の
時点で最大となる。グラディエントエコーMRはデータ
収集部150によりビューデータとして収集される。
(repetition time)で64〜512回
繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾
配Gpを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行
う。これによって、kスペースを埋める64〜512ビ
ューのビューデータが得られる。
を図3に示す。このパルスシーケンスは、スピンエコー
(SE:Spin Echo)法のパルスシーケンスで
ある。
起用の90°パルスおよび180°パルスのシーケンス
であり、(2)、(3)、(4)および(5)は、同じ
くそれぞれ、スライス勾配Gs、リードアウト勾配G
r、フェーズエンコード勾配GpおよびスピンエコーM
Rのシーケンスである。なお、90°パルスおよび18
0°パルスはそれぞれ中心信号で代表する。パルスシー
ケンスは時間軸tに沿って左から右に進行する。
ピンの90°励起が行われる。このときスライス勾配G
sが印加され所定のスライスについての選択励起が行わ
れる。90°励起から所定の時間後に、180°パルス
による180°励起すなわちスピン反転が行われる。こ
のときもスライス勾配Gsが印加され、同じスライスに
ついての選択的反転が行われる。
ードアウト勾配Grおよびフェーズエンコード勾配Gp
が印加される。リードアウト勾配Grによりスピンのデ
ィフェーズが行われる。フェーズエンコード勾配Gpに
よりスピンのフェーズエンコードが行われる。
ピンをリフェーズしてスピンエコーMRを発生させる。
スピンエコーMRの信号強度は、90°励起からTE後
の時点で最大となる。スピンエコーMRはデータ収集部
150によりビューデータとして収集される。このよう
なパルスシーケンスが周期TRで64〜512回繰り返
される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Gp
を変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これ
によって、kスペースを埋める64〜512ビューのビ
ューデータが得られる。
RE法またはSE法に限るものではなく、例えば、FS
E(Fast Spin Echo)法、ファーストリ
カバリFSE(Fast Recovery Fast
Spin Echo)法、エコープラナー・イメージ
ング(EPI:Echo Planar Imagin
g)等、他の適宜の技法のものであって良い。
ーデータを2次元逆フ−リエ変換して対象300の断層
像を再構成する。再構成した画像はメモリに記憶し、ま
た、表示部180で表示する。
ットシステム100の構造を断面図により模式的に示
す。同図において、Oは静磁場の中心すなわちマグネッ
トセンター(magnet center)であり、
x,y,zは前述した3方向である。
の球形領域SV(sphericvolume)が撮影
領域であり、マグネットシステム100はこのSVにお
いて静磁場および勾配磁場が所定の精度を持つように構
成される。
対向する1対の磁極片(ポールピース:pole pi
ece)202を有する。磁極片202は例えば軟鉄等
の高透磁率の磁性材料で構成され、静磁場空間における
磁束分布を均一化する働きをする。
縁部が板面に垂直な方向(z方向)、すなわち、磁極片
202同士が互いに対向する方向に突出している。突出
部は磁極片202の周縁部における磁束密度の低下を補
う働きをする。
202の凹部に、勾配コイル部106が設けられる。勾
配コイル部106は、Xコイル204、Yコイル206
およびZ208コイルを有する。
コイル208は、それぞれ、本発明の勾配コイルの実施
の形態の一例である。各コイルはいずれも概ね円板形状
を成し、磁極片202の磁極面に、図示しない適宜の取
り付け手段により、順次に層を成すように取り付けられ
ている。
およびZ208コイルの電流経路のパターン(patt
ern)を略図によって示す。同図に示すように、Xコ
イル204は、円の中心に近い部分ではy方向に平行な
直線状の複数の主電流経路(メインパス:main p
ass)を有する。これらメインパスは円の中心を通る
y軸に関して対称である。メインパスの帰路(リターン
パス:returnpass)は円周に沿って形成され
る。最外側のリターンパスの半径すなわちXコイル20
4の外径はr00である。
はx方向に平行な直線状の複数のメインパスを有する。
これらメインパスは円の中心を通るx軸に関して対称で
ある。メインパスのリターンパスは円周に沿って形成さ
れる。最外側のリターンパスの半径すなわちYコイル2
06の外径はr00である。
経路を有する。これら電流経路は全てがメインパスであ
る。各メインパスの半径は内側から順にr1,r2,・
・・,rMである。rMはZコイル208の外径とな
る。
いて、撮影領域すなわち球形領域SVにおける残留磁場
を測定する方法を説明する。先ず、球形領域SVの表面
に複数の測定点を設定する。測定点Pを、図6に示すよ
うに、3次元の極座標で表すとした場合、複数の測定点
は、半径rを一定とし、角度θ,φの組み合わせを複数
通りに設定することにより行われる。角度θはいわば緯
度に相当し、角度φはいわば経度に相当する。
ば22.5度刻みで設定する。これによって7つの緯度
が設定される。角度φは、同図の(b)に示すように、
例えば30度刻みで設定する。これによって12の経度
が設定される。
する。したがって、球面上の測定点数は84となる。こ
れらの測定点に加えて、マグネットセンターOにも測定
点P0を設定する。測定点P0はリファレンス(ref
erence)用である。リファレンスが不要な場合は
測定点P0は省略可能である。
信号検出用のRFコイルを取り付けたプローブ(pro
be)が設置される。試料としては、例えば、硫酸銅
(CuSO4)や塩化ニッケル(NiCl)等の水溶液
を微小な容器に封入したものが用いられる。試料の体積
は、撮影空間の1ボクセル(voxel)に相当する大
きさとする。
持して上記の測定点に順次に位置決めし、球面上の各測
定点およびマグネットセンターOにおける磁場を測定す
る。プローブは少なくとも2つ用い、球面上の測定点と
マグネットセンターOの磁場を同時に測定する。リファ
レンスを必要としないときは、球面上の測定点だけで測
定する。
示す。同図において(1)は勾配磁場のシーケンス、
(2)はRF励起のシーケンス、(3)は磁気共鳴信号
すなわちFID(Free Induction De
cay)信号のシーケンスである。
を印加し、それが終了した後にRF励起を行う。RF励
起に基づきプローブ中の試料がFID信号を生じる。こ
のFID信号を、プローブに備わるRFコイルで受信
し、受信データをデータ収集部150で収集する。
なものであるとしたとき、それによって磁極片202が
磁化されることにより、勾配磁場の印加をやめた後に
も、例えば一点鎖線で示すような残留磁場が存在する。
このため、図8に斜線で示すように、あたかも勾配磁場
が残留するかのような状態になる。
D信号は次式で表される。
位相に影響を与える。そこで、複素数で表現したFID
信号
測定点Pにおける磁場の測定値が得られる。実際には、
測定空間に静磁場が存在するので、マグネットセンター
Oで測定したFID信号の位相φ0(t)の微分値を求
め、
磁場の強度変動による測定誤差を除去することができ
る。以上の計算は、データ処理部170によって行う。
勾配磁場の印加の経過を反映して、磁極片202では磁
化の履歴が生じている。磁化の履歴はマイナー・ヒステ
リシスループ(minor hysteresis l
oop)を描く。このような履歴を持つものについて常
に同一の条件で測定を行うために、磁場測定は次のよう
にして行われる。
勾配磁場印加のシーケンスを示す。同図に示すように、
勾配磁場は、その強度を順次変化させながら間欠的に印
加する。すなわち、例えば、シーケンスの前半は、本装
置で発生可能な最大の負の勾配−Gmaxから最大の正
の勾配+Gmaxまで順次に変化させながら印加し、後
半は、最大の正の勾配+Gmaxから最大の負の勾配−
Gmaxまで順次に変化させながら印加する。このよう
に勾配の強度を一巡させることにより、シーケンスを開
始する前と後における磁極片202の磁化状態を、同一
にすることができる。
すように勾配磁場が残留する。この期間中に、前述のよ
うなRF励起とFID測定を毎回行い、各回の測定信号
に基づいて、上記のようにしてそれぞれ磁場強度Grm
を求める。これによって、1つの測定点あたり例えば1
5個の磁場測定値が得られる。
勾配との対応を求めると、例えば図11に示すようなヒ
ステリシスループが得られる。そこで、このヒステリシ
スループのGrm軸方向の幅、すなわち、ヒステリシス
ループが横切るGrm軸上の2箇所の値の差を測定点P
の磁場強度Br(k)とする。
磁場測定値を球面調和関数にフィッティング(fitt
ing)して、残留磁場の空間成分を求める。フィッテ
ィングはデータ処理部170により行う。以下、磁場測
定値を単に測定値ともいう。
関数、
次のようにして行われる。 1. m=0の場合 この場合、(6)式は次のようになる。
は、
ような複数の測定点における磁場測定とそれに基づく球
面調和関数のフィッティングのフロー(flow)図を
示す。
702で、球面上の測定点を設定する。測定点は前述の
要領で設定される。測定点はL個である。次に、ステッ
プ704で、球の中心すなわちマグネットセンターOと
球面上の1つの測定点にそれぞれプローブをセット(s
et)する。
ような測定シーケンスを実行して、2つのプローブのF
ID信号を測定し、それらの位相の微分値の差に基づい
て磁場測定値Grmを求める。
ようなGrmのヒステリシスに基づいて残留磁場Br
(k)を求める。次に、ステップ710で、全ての測定
点について残留磁場Br(k)を求めたかどうかを判定
し、否の場合はステップ712で測定点を変更し、ステ
ップ706,708の動作を繰り返す。
を求めた終わったときは、ステップ714で、Br
(k)を球面調和関数にフィッティングする。この結
果、ステップ716で、残留磁場の空間成分
球形領域SVすなわち撮影空間における残留磁場の特性
を表す項目であるから、以上の測定および関数フィッテ
ィングにより、マグネットシステム100の残留磁場特
性が解析(測定)できたことになる。
の設計に反映させれば、マグネットシステム100の残
留磁場特性を改善することができる。図13に、残留磁
場解析結果を反映させた勾配コイルの設計手順の一例を
フロー図によって示す。ここではZコイルの設計手順を
示す。
コイルの電流経路の半径r1,r2,・・・,rMの初
期値を設定する。次に、ステップ904で、上記の初期
値を持つZコイルが撮影領域の球面上に生じる磁界(磁
場強度)
(Biot−Savart)の法則を用いて行う。次
に、ステップ906で、上記の磁界を球面調和関数にフ
ィッティングして
述の残留磁場解析により特に
次に、ステップ910で、上記の条件を満足し、かつ、
そのように調節したZコイルが発生する磁界が所定の直
線性を満足するか否かを判定する。
線形計画法により新たに
り返す。満足する場合は、r1,r2,・・・,rMの
値を確定する。そしてそのような半径の電気経路を持つ
Zコイルを製造する。そのようなZコイルを備えたマグ
ネットシステム100は残留磁場特性が改善されたもの
となる。したがって、そのようなマグネットシステムを
用いる磁気共鳴撮影装置は、残留磁場の影響が少ない品
質の良い画像を撮影することができる。
れば、勾配磁場の印加停止後に残留する磁場を測定する
方法、測定によって判明した残留磁場の特性を反映させ
て勾配コイルを製造する方法、その方法によって製造さ
れた勾配コイル、および、そのような勾配コイルを有す
る磁気共鳴撮影装置を実現することができる。
である。
の一例を示す図である。
の一例を示す図である。
の勾配コイル部付近の構成を示す模式図である。
ある。
示す図である。
ある。
を示す図である。
示すフロー図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 測定空間に想定した球の表面の測定点に
磁気共鳴可能な試料を配置し、 前記測定空間に勾配磁場を印加し、 前記勾配磁場の印加停止後にRF励起を行って前記試料
が生じるFID信号を測定し、 前記FID信号の位相の微分値に基づいて前記測定点に
おける磁場強度を求め、 前記磁場強度を前記測定空間における磁場強度分布を表
す球面調和関数にフィッティングする、ことを特徴とす
る磁場測定方法。 - 【請求項2】 測定空間に想定した球の表面の測定点に
磁気共鳴可能な試料を配置し、 前記球の中心に磁気共鳴可能な試料を配置し、 前記測定空間に勾配磁場を印加し、 前記勾配磁場の印加停止後にRF励起を行って前記試料
が生じるFID信号を測定し、 前記測定点および前記球の中心の試料がそれぞれ生じる
FID信号の位相の微分値の差に基づいて前記測定点に
おける磁場強度を求め、 前記磁場強度を前記測定空間における磁場強度分布を表
す球面調和関数にフィッティングする、ことを特徴とす
る磁場測定方法。 - 【請求項3】 測定空間に想定した球の表面の測定点に
磁気共鳴可能な試料を配置し、 1つの極性における最大勾配から反対極性における最大
勾配まで順次に勾配を変化させ次いで前記反対極性にお
ける最大勾配から前記1つの極性における最大勾配まで
順次に勾配を変化させながら間欠的に勾配磁場を印加
し、 前記勾配磁場の間欠期間中にRF励起を行って前記試料
が生じるFID信号を測定し、 前記FID信号の位相の微分値を求め、 前記勾配の一巡に伴う前記微分値のヒステリシスに基づ
いて前記測定点における磁場強度を求め、 前記磁場強度を前記測定空間における磁場強度分布を表
す球面調和関数にフィッティングする、ことを特徴とす
る磁場測定方法。 - 【請求項4】 測定空間に想定した球の表面の測定点に
磁気共鳴可能な試料を配置し、 前記球の中心に磁気共鳴可能な試料を配置し、 1つの極性における最大勾配から反対極性における最大
勾配まで順次に勾配を変化させ次いで前記反対極性にお
ける最大勾配から前記1つの極性における最大勾配まで
順次に勾配を変化させながら間欠的に勾配磁場を印加
し、 前記勾配磁場の間欠期間中にRF励起を行って前記試料
が生じるFID信号を測定し、 前記測定点および前記球の中心の試料がそれぞれ生じる
FID信号の位相の微分値の差を求め、 前記勾配の一巡に伴う前記微分値の差のヒステリシスに
基づいて前記測定点における磁場強度を求め、 前記磁場強度を前記測定空間における磁場強度分布を表
す球面調和関数にフィッティングする、ことを特徴とす
る磁場測定方法。 - 【請求項5】 前記測定を複数の測定点について逐次に
行う、ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のうち
のいずれか1つに記載の磁場測定方法。 - 【請求項6】 勾配コイルを製造するにあたり、 空間に想定した球面上に前記勾配コイルが発生する磁界
を計算し、 前記磁界を球面調和関数にフィッティングし、 前記フィッティングした球面調和関数における高次項の
うち、請求項1ないし請求項5のうちのいずれか1つに
記載の方法で測定した磁場を表す球面調和関数における
最大の高次項に相当する高次項が小さくなるように、コ
イルの電流経路を決定する、ことを特徴とする勾配コイ
ル製造方法。 - 【請求項7】 電流経路を流れる電流によって勾配磁場
を発生する勾配コイルであって、 前記電流経路が下記の手順で決定されたことを特徴とす
る勾配コイル。 記 (イ)空間に想定した球面上に前記勾配コイルが発生す
る磁界を計算する。 (ロ)前記磁界を球面調和関数にフィッティングする。 (ハ)前記フィッティングした球面調和関数における高
次項のうち、請求項1ないし請求項5のうちのいずれか
1つに記載の方法で測定した磁場を表す球面調和関数に
おける最大の高次項に相当する高次項が小さくなるよう
に、コイルの電流経路を決定する。 - 【請求項8】 静磁場、勾配磁場および高周波磁場を用
いて獲得した磁気共鳴信号に基づいて画像を構成する磁
気共鳴撮影装置であって、 前記勾配磁場を発生する勾配コイルとして、下記の手順
で決定された電流経路を有する勾配コイル、を具備する
ことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。 記 (イ)空間に想定した球面上に前記勾配コイルが発生す
る磁界を計算する。 (ロ)前記磁界を球面調和関数にフィッティングする。 (ハ)前記フィッティングした球面調和関数における高
次項のうち、請求項1ないし請求項5のうちのいずれか
1つに記載の方法で測定した磁場を表す球面調和関数に
おける最大の高次項に相当する高次項が小さくなるよう
に、コイルの電流経路を決定する。
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