JP2004105240A - 静磁場補正コイル装置、静磁場形成装置および磁気共鳴撮像装置 - Google Patents
静磁場補正コイル装置、静磁場形成装置および磁気共鳴撮像装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】静磁場補正コイルを、簡易に着脱することができる静磁場補正コイル装置、静磁場形成装置および磁気共鳴撮像装置を実現する。
【解決手段】マグネット部の支柱ヨーク１２に、静磁場補正コイル２０を部分コイル４００〜４３０を用いて構成し、これら部分コイルを個別に支柱ヨーク１２に装着することとしているので、完成された静磁場形成装置の支柱ヨーク１２に、容易に脱着するすることができ、さらに、これら部分コイル４００〜４３０の矩形ループコイルを用いて、支柱ヨーク１２の軸方向に補正磁場Ｂ０ｃを形成し、マグネット部の中心部撮像領域の静磁場Ｂ０を制御することを実現させる。
【選択図】 図４
【解決手段】マグネット部の支柱ヨーク１２に、静磁場補正コイル２０を部分コイル４００〜４３０を用いて構成し、これら部分コイルを個別に支柱ヨーク１２に装着することとしているので、完成された静磁場形成装置の支柱ヨーク１２に、容易に脱着するすることができ、さらに、これら部分コイル４００〜４３０の矩形ループコイルを用いて、支柱ヨーク１２の軸方向に補正磁場Ｂ０ｃを形成し、マグネット部の中心部撮像領域の静磁場Ｂ０を制御することを実現させる。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、静磁場補正コイル（ｃｏｉｌ）を有する静磁場補正コイル装置、静磁場形成装置および磁気共鳴撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、永久磁石を静磁場形成装置とする磁気共鳴撮像装置においても、ＥＰＩ（ｅｃｈｏ ｐｌａｎｎａｒ ｉｍａｇｉｎｇ）を用いた超高速スキャン（ｓｃａｎ）等の高機能が付加されつつある。この高機能化では、静磁場形成装置に、高い静磁場安定性あるいは静磁場均一度が要求される。
【０００３】
そこで、対向して配置される永久磁石に静磁場の検出プローブ（ｐｒｏｂｅ）を設け、この検出データ（ｄａｔａ）に基づいて、静磁場を補正することが行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、対向して配置される永久磁石を保持する支柱ヨーク（ｙｏｋｅ）に静磁場補正コイルを装着し、この静磁場補正コイルが発生する磁場により、静磁場安定性あるいは静磁場均一度を向上させることも行われる（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
ここでは、支柱ヨークの支柱にソレノイド（ｓｏｌｅｎｏｉｄ）型のループコイル（ｌｏｏｐ ｃｏｉｌ）が巻き付けられ、このループコイルの電流を制御することにより静磁場安定性あるいは静磁場均一度が向上させられる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１５９４６３号公報
【特許文献２】
特開２００２−２３８８７２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術によれば、静磁場形成装置の組み立て時に、支柱に装着された静磁場補正コイルは、交換することができなかった。すなわち、支柱の両端には、大きな重量および形状を有する永久磁石が固定されており、支柱に巻き付けられた静磁場補正コイルを、破壊することなく支柱から抜き取ることには困難がともなっていた。
【０００８】
特に、静磁場形成装置の組み立て後に、磁気共鳴撮像装置の設置環境に応じて、追加的に静磁場補正コイルを付加しようとすることは、静磁場補正コイルの形状および設置環境から困難が伴い、この静磁場補正コイルの利用価値を減少させる要因となっていた。
【０００９】
これらのことから、静磁場補正コイルを、簡易に着脱することができる静磁場補正コイル装置、静磁場形成装置および磁気共鳴撮像装置をいかに実現するかが重要となる。
【００１０】
この発明は、上述した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、静磁場補正コイルを、簡易に着脱することができる静磁場補正コイル装置、静磁場形成装置および磁気共鳴撮像装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の観点の発明にかかる静磁場補正コイル装は、コイル面を対向させリング状に配設される分離可能な複数の矩形ループコイルと、前記矩形ループコイルに静磁場形成の電流を供給する駆動部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この第１の観点による発明によれば、分離可能な複数の矩形ループコイルを、コイル面を対向させリング状に配設し、この矩形ループコイルに、駆動部を用いて、静磁場形成の電流を供給することとしているので、矩形ループコイルを対象物の周りに配置した後で、リング中央部に電流に応じた静磁場を形成することができる。
【００１３】
また、第２の観点の発明にかかる静磁場補正コイル装置は、ループを開閉するコネクタを有するループコイルと、前記ループコイルに静磁場形成の電流を供給する駆動部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
この第２の観点の発明によれば、ループコイルのコネクタにより、ループを開閉し、駆動部により、ループコイルに静磁場形成の電流を供給することとしているので、ループ内に対象物をコネクタの開閉により配置した後で、ループ中心部に電流に応じた静磁場を形成することができる。
【００１５】
また、第３の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、被検体を載置する間隙を持って対向配置される１対の永久磁石と、１対の前記永久磁石を磁気的に接続し、かつ前記対向配置を保持する支柱ヨークと、前記支柱ヨークに配設され、前記永久磁石の静磁場を補正する請求項１あるいは２の静磁場補正コイル装置と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
この第３の観点の発明によれば、１対の永久磁石を、被検体を載置する間隙を持って対向配置し、支柱ヨークにより、１対の永久磁石を磁気的に接続し、かつ対向配置を保持し、請求項１あるいは２の静磁場補正コイル装置を、支柱ヨークに配設し、永久磁石の静磁場を補正することとしているので、静磁場形成装置の支柱ヨーク内に、補正のための静磁場を形成することができる。
【００１７】
また、第４の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置は、静磁場を永久磁石を用いて形成する静磁場形成装置と、前記静磁場を補正する請求項１あるいは２の静磁場補正コイル装置と、勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記静磁場内で高周波磁場を送受信する送受信手段と、前記勾配磁場形成手段、前記送信手段および前記受信手段を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
この第４の観点の発明によれば、静磁場形成装置により、静磁場を永久磁石を用いて形成し、請求項１あるいは２の静磁場補正コイル装置により、静磁場を補正し、勾配磁場形成手段により、勾配磁場を形成し、送受信手段により、静磁場内で高周波磁場を送受信し、制御部により、勾配磁場形成手段、送信手段および受信手段を制御することとしているので、静磁場を補正磁場により、安定化および高均一度化することができる。
【００１９】
また、第５の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、被検体を載置する間隙を持って対向配置される１対の永久磁石と、１対の前記永久磁石を磁気的に接続し、かつ前記対向配置を保持する支柱ヨークと、前記支柱ヨークに複数の矩形ループコイルごとに脱着され、前記間隙に形成される静磁場を補正する静磁場補正コイルと、前記静磁場補正コイルを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
この第５の観点による発明によれば、１対の永久磁石を、被検体を載置する間隙を持って対向配置し、支柱ヨークにより、１対の永久磁石を磁気的に接続し、かつ対向配置を保持し、静磁場補正コイルを、支柱ヨークに複数の矩形ループコイルごとに脱着し、永久磁石の間隙に形成される静磁場を補正し、制御部により、静磁場補正コイルを制御することとしているので、複数の矩形ループコイルを完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、容易に脱着し静磁場の補正を行うことができ、ひいては、トラブル時の交換、完成後の追加的な組み込み等も容易に行うことができる。
【００２１】
また、第６の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、前記矩形ループコイルが、四角柱をなす前記支柱ヨークの側面に配設されることを特徴とする。
【００２２】
この第６の観点の発明によれば、矩形ループコイルが、四角柱をなす支柱ヨークの側面に配設されることとしているので、支柱ヨーク中心部に、支柱方向の補正磁場を形成することができる。
【００２３】
また、第７の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、前記矩形ループコイルは、前記側面と平行をなすコイル面と、前記支柱の前記永久磁石を支持する支持軸と直角をなすコイル辺とを備えることを特徴とする。
【００２４】
この第７の観点の発明によれば、矩形ループコイルは、コイル面を、四角柱の側面と平行とし、コイル辺を、支柱の永久磁石を支持する支持軸と直角をなすこととしているので、静磁場補正コイルを支柱ヨークの支柱側面に沿った、無駄のない形状とし、支柱ヨーク中心部に支柱方向成分を有する補正磁場を形成することができる。
【００２５】
また、第８の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、前記静磁場補正コイルが、前記支持軸の方向に近接して存在する２つの矩形ループコイルを備えることを特徴とする。
【００２６】
この第８の観点の発明によれば、静磁場補正コイルの２つの矩形ループコイルが、支持軸の方向に近接して存在することとしているので、支持軸方向に形成される補正磁場を広範囲に生成することができる。
【００２７】
また、第９の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、前記静磁場補正コイルは、２つの前記矩形ループコイルの近接する２つの前記コイル辺と、前記支柱ヨークと、の間に配設される高透磁率の磁性体板を備えることを特徴とする。
【００２８】
この第９の観点の発明によれば、静磁場補正コイルは、高透磁率の磁性体板を、２つの矩形ループコイルの近接する２つのコイル辺と、支柱ヨークとの間に配設することとしているので、近接する２つのコイル辺により形成される磁場が、支柱ヨーク内部に形成されるのを抑え、矩形ループコイルにより生成される支柱ヨーク内部の支柱方向の補正磁場から、永久磁石により生成される間隙の静磁場と同一方向の磁場を生成する成分のみを形成することができる。
【００２９】
また、第１０の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、被検体を載置する間隙を持って対向配置される１対の永久磁石と、１対の前記永久磁石を磁気的に接続し、かつ前記対向配置を保持する支柱ヨークと、ループコイルおよび前記ループコイルのループを開閉し前記支柱ヨークに脱着するコネクタを有し、前記間隙に発生される静磁場を補正する静磁場補正コイルと、前記静磁場補正コイルを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００３０】
この第１０の観点の発明によれば、１対の永久磁石を、被検体を載置する間隙を持って対向配置し、支柱ヨークのより、１対の永久磁石を磁気的に接続し、かつ対向配置を保持し、ループコイルおよびループコイルのループを開閉し前支柱ヨークに脱着するコネクタを有する静磁場補正コイルにより、永久磁石の間隙に発生される静磁場を補正し、制御部により、静磁場補正コイルを制御することとしているので、ループコイルを完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、ループ内部に支柱ヨークが存在する状態で、容易に脱着するすることができ、ひいては、トラブル時の交換、完成後の追加的な組み込み等を容易に行うことができる。
【００３１】
また、第１１の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置は、静磁場を永久磁石を用いて形成する静磁場形成装置と、勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記静磁場内で高周波磁場を送受信する送受信手段と、前記勾配磁場形成手段、前記送信手段および前記受信手段を制御する制御部と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、前記静磁場形成装置は、対向配置される１対の前記永久磁石を支持する支柱ヨークに、前記静磁場を補正する静磁場補正コイル有し、前記静磁場補正コイルは、前記支柱ヨークに脱着される複数の矩形ループコイルを備えることを特徴とする。
【００３２】
この第１１の観点の発明によれば、静磁場形成装置は、対向配置される１対の永久磁石を支持する支柱ヨークに、静磁場を補正する静磁場補正コイル有し、この静磁場補正コイルは、部分ごとに脱着される複数の矩形ループコイルを備えることとしているので、完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、静磁場補正コイルを容易に脱着するすることができ、ひいては、トラブル時の交換、完成後の追加的な組み込み等を容易に行うことができる。
【００３３】
また、第１２の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置は、静磁場を永久磁石を用いて形成する静磁場形成装置と、勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記静磁場内で高周波磁場を送受信する送受信手段と、前記勾配磁場形成手段、前記送信手段および前記受信手段を制御する制御部と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、前記静磁場形成装置は、対向配置される１対の前記永久磁石を支持する支柱ヨークに、前記静磁場を補正する静磁場補正コイル有し、前記静磁場補正コイルは、ループコイルと、前記ループコイルのループを開閉するコネクタとを備えることを特徴とする。
【００３４】
この第１２の観点の発明によれば、静磁場形成装置は、対向配置される１対の永久磁石を支持する支柱ヨークに、静磁場を補正する静磁場補正コイル有し、この静磁場補正コイルは、ループコイルと、このループコイルのループを開閉するコネクタとを備えることとしているので、完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、ループ内部に支柱ヨークが存在する状態で、容易に脱着するすることができ、ひいては、トラブル時の交換、完成後の追加的な組み込み等を容易に行うことができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる静磁場形成装置および磁気共鳴撮像装置の好適な実施の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
まず、本実施の形態１にかかる磁気共鳴撮像装置の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態１の静磁場補正コイルを使用した磁気共鳴撮像装置の全体構成を示す図である。図１において、この磁気共鳴撮像装置は、マグネット（Ｍａｇｎｅｔ）部１００、テーブル（Ｔａｂｌｅ）部５００、キャビネット（Ｃａｂｉｎｅｔ）部２００および操作コンソール（Ｃｏｎｓｏｌｅ）部３００から構成される。なお、これら機器は、ケーブル（ｃａｂｌｅ）により相互に接続され、電力、制御情報、あるいはデータの授受を行う。
【００３６】
マグネット部１００は、上下に対向配置される一対の永久磁石に挟まれる間隙に、均一な静磁場、勾配磁場およびＲＦ磁場を形成する。なお、対向配置された一対の永久磁石間には、被検体が配置される。
【００３７】
テーブル部５００には、永久磁石に挟まれる空間を移動する、図示しないクレードル（ｃｒａｄｌｅ）が設けられており、このクレードル上に、被検体が載置される。クレードルは、被検体の撮像部位がマグネット部１００の中心部に位置するように移動制御される。
【００３８】
キャビネット部２００は、マグネット部１００およびテーブル部５００を制御する電子機器からなり、主として、被検体の配置、勾配磁場の発生、ＲＦ磁場の送信およびＲＦ磁場の受信等の制御を行う。
【００３９】
操作コンソール部３００は、オペレータの操作により、制御情報の入出力および出力画像の表示等を行う。オペレータにより入力された制御情報は、キャビネット部２００に送信され、マグネット部１００およびテーブル部５００の制御情報として用いられる。
【００４０】
図２にマグネット部１００の詳細な構造を示した。図２は、マグネット部１００の中心を通るｘ−ｚ断面を示している。マグネット部１００は、上下に対向配置される一対のベースヨーク１０，１１、永久磁石３０、３１、勾配コイル５０、５１、ＮＭＲプローブ７０，７１および送信コイル６０、６１を含む。対向配置された二つの送信コイル６０、６１間の中心部撮像領域には、受信コイル８０が配置される。そして、この受信コイル８０内に被検体が載置される。なお、送信コイル６０、６１は、図示しない手段により、勾配コイルから所定の間隙を持って固定される。
【００４１】
対向配置されたベースヨーク１０、１１は、支柱ヨーク１２，１３により固定、保持される。これにより、ベースヨーク１０、１１は、被検体が載置される静磁場均一度の高い撮像領域を、中心部に確保する。
【００４２】
永久磁石３０、３１は、ベースヨーク１０、１１に固定される。ここで、ベースヨーク１０、１１および支柱ヨーク１２、１３は、永久磁石３０，３１により形成される磁場の磁気回路をなし、外部に漏れる磁場を減少させると共に、中心部撮像領域の磁場均一度を向上させる。
【００４３】
整磁板４０、４１は、永久磁石３０、３１に固定され、永久磁石３０、３１により形成される中心部撮像領域の磁場均一度をさらに向上させる。
【００４４】
勾配コイル５０、５１は、中心部撮像領域に線形勾配磁場を形成する。また、送信コイル６０、６１は、中心部撮像領域にＲＦ磁場を形成する。
【００４５】
ＮＭＲプローブ７０、７１は、硫酸銅等の溶液を含む小型ファントム（Ｐｈａｎｔｏｍ）と小型ファントムを取り巻く小型コイルからなり、永久磁石により形成される中心部撮像領域の静磁場強度を検知するセンサである。
【００４６】
静磁場補正コイル２０、２１は、永久磁石３０、３１および整磁板４０，４１により、中心部撮像領域に形成される静磁場の安定化および均一度を向上するための補正磁場Ｂ０ｃを、支柱ヨーク１２、１３内部に形成する。この補正磁場Ｂ０ｃは、支柱ヨーク１２、１３の軸方向であるｚ座標軸方向の磁場成分を有する。
【００４７】
図３に、静磁場補正コイル２０、２１を用いた、中心部撮像領域の静磁場の安定化あるいは磁場均一度向上のシステム構成の一例を示した。ここで、永久磁石３０、３１は、永久磁石３０、３１に挟まれた中心部撮像領域に、静磁場Ｂ０ｍを形成する。この静磁場Ｂ０ｍの磁力線は、マグネット部１００が２本の支柱ヨーク１２、１３を有する対称構造を有するので、ベースヨーク１１で二手に分離し、各々が磁気回路をなす支柱ヨーク１２、１３を経て、ベースヨーク１０で合流する磁力線の循環経路を構成する。
【００４８】
キャビネット部２００は、計算機３１０、プローブ送受信回路３２０および駆動回路を含む。プローブ送受信回路３２０は、ＮＭＲプローブ７０、７１に、ＲＦ信号を送信し、その後、小型ファントムからのＦＩＤ（Ｆｒｅｅ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｄｅｃａｙ）信号を受信する。
【００４９】
駆動回路３３０は、静磁場補正コイル２０、２１に、駆動電流を流し、補正磁場Ｂ０ｃを支柱ヨーク１２、１３内に形成する。この際、静磁場補正コイル２０，２１は、直列に接続され、支柱ヨーク１２，１３内に同方向の補正磁場Ｂ０ｃを形成する。この補正磁場Ｂ０ｃは、静磁場Ｂ０ｍの磁力線と同様の循環経路を構成し、永久磁石３０、３１に挟まれた中心部撮像領域に静磁場を形成する。従って、中心部撮像領域には、Ｂ０＝Ｂ０ｍ＋Ｂ０ｃの静磁場Ｂ０が形成される。ここで、駆動電流は、計算機３１０により制御される。
【００５０】
計算機３１０は、プローブ送受信回路３２０で受信された、ＮＭＲプローブ７０、７１からのＦＩＤ信号を周波数解析の後に、共振周波数を求め、さらに、この共振周波数に基づいて、中心部撮像領域に形成される静磁場Ｂ０を算定する。
【００５１】
計算機３１０は、この静磁場Ｂ０が、目的とする静磁場強度と異なる際には、この変動分を補正する駆動電流を駆動回路３３０に指示し、静磁場補正コイル２０、２１により形成される補正磁場Ｂ０ｃを変化させ、変動分を打ち消す。
【００５２】
なお、ここでは、ＮＭＲプローブ７０，７１からのＦＩＤ信号に基づいて、静磁場補正コイル２０、２１を制御したが、被検体の撮像スキャンを行う前に行われるプリスキャン時の、被検体からのＦＩＤ信号を用いて行うこともできる。また、永久磁石３０，３１に温度センサを付加することにより、永久磁石３０，３１の温度情報に基づいて、静磁場補正コイル２０、２１を制御することもできる。
【００５３】
また、静磁場補正コイル２０，２１を別個に制御することにより、静磁場Ｂ０の、中心部撮像領域における一次の空間的な変動を補正し、均一度を向上することもできる。
【００５４】
つづいて、図４および図５に静磁場補正コイル２０の配置および構成を示す。なお、静磁場補正コイル２１は、静磁場補正コイル２０と全く同様の配置および構成であるので説明を省略する。図４（Ａ）は、支柱ヨーク１２を中心部分とした、マグネット部１００の部分構成図である。静磁場補正コイル２０は、部分コイル４００〜４３０からなり、各部分コイルごとに、四隅を図示しないネジ止めにより、支柱ヨーク１２に固定される。図４（Ａ）は、部分コイル４００，４１０が支柱ヨーク１２に装着された状態を示している。
【００５５】
また、図４（Ｂ）は、支柱ヨーク１２の支柱方向であるｚ軸方向から見た断面図である。ここで、四角柱をなす支柱ヨーク１２の各面に、部分コイル４００〜４３０が配設される。なお、支柱の対称位置に配設される部分コイル４００と４２０、および、部分コイル４１０と４３０は、同一形状を有する。
【００５６】
図５（Ａ）は、部分コイル４００の構成を示した図である。部分コイル４００は、導体ループをなす線路５０１〜５０４および線路５０５〜５０８の２つの矩形ループコイルからなる。各矩形ループコイルは、各々２つの入出力端子を有し、線路５０１〜５０４は、端子ＡおよびＢ、線路５０５〜５０８は、端子ＣおよびＤの入出力端子を持つ。各線路は、例えば銅パイプ等の導体で構成される。そして、２つのループが近接する線路５０３および５０５の、支柱ヨーク側の直下には、磁性体板５０９が配設される。この磁性体板５０９は、軟鉄等で構成される支柱ヨーク１２より高透磁率の材質、例えばパーマロイ等により、構成される。なお、部分コイル４２０は、部分コイル４００と全く同一形状を有し、部分コイル４１０および４３０は、部分コイル４００とｙ座標軸方向の長さ、すなわち線路５０１、５０７の長さのみが異なる。
【００５７】
図５（Ｂ）は、支柱ヨーク１２の周りに配設された部分コイル４００〜４３０を平面上に展開し、これらコイルの結線を示した図である。図中の点線は、部分コイル間および内部の結線を示している。これらの結線は、部分コイル４００〜４３０が、図５（Ｂ）中の線路の矢印の向きに電流を流す様に、接続される。
【００５８】
この結線は、ジャンパー線により、部分コイル４００〜４３０を支柱ヨークの装着した後で行われるので、部分コイル４００〜４３０の支柱ヨーク１２への装着が容易に行われる。また、部分コイル４００〜４３０を支柱ヨーク１２から取り外す際には、ジャンパー線を最初に取り外すことにより、容易に部分コイル４００〜４３０を支柱ヨーク１２から取り外すことができる。
【００５９】
部分コイル４００〜４３０は、端子Ａと端子Ｃがジャンパー線にて短絡接続され、端子Ｂが入力端子、端子Ｄが出力端子となる。部分コイル４００の端子Ｂは、静磁場補正コイルの駆動回路３３０に接続され、電流が供給される。また、部分コイル４００の端子Ｄは、部分コイル４１０の端子Ａに接続され、部分コイル４００から部分コイル４１０に、同量の電流が供給される。以下同様にして、部分コイル４１０の端子Ｄは、部分コイル４２０の端子Ｂに接続され、部分コイル４２０の端子Ｄは、部分コイル４３０の端子Ｂに接続される。そして、部分コイル４３０の端子Ｄは、駆動回路３３０の接地端子に接続される。
【００６０】
なお、部分コイルの２つ矩形ループコイルを並列接続しても、部分コイル４００〜４３０の線路に同様の電流Ｉを流すことができる。この場合には、端子Ａおよび端子Ｄ、並びに、端子Ｂおよび端子Ｃを短絡接続し、以下部分コイル間の接続および駆動回路３３０との接続は、上述した接続の場合と同様である。
【００６１】
つぎに、静磁場補正コイル２０、２１に、図５（Ｂ）の線路に示した方向の電流Ｉを流した際の動作を図６を用いて説明する。図６は、支柱ヨーク１２に、部分コイル４００〜４３０を配設し、各コイルを結線した後に、駆動回路３３０から電流Ｉを流し、補正磁場Ｂ０ｃを発生させた場合の、支柱ヨーク１２のｘ−ｚ断面の図である。
【００６２】
ここで、部分コイル４００の線路５０１および５０７には、紙面の表面から裏面の方向、すなわち、ｙ座標軸の正方向に電流が流れる。また、線路５０３および５０５には、線路５０１および５０７とは反対方向の電流が流れる。そして、線路５０１および５０７の周囲には、時計回りの磁力線が形成され、他方で、線路５０３および５０５の周囲には、反時計回りの磁力線が形成される。
【００６３】
また、線路５０３および５０５と支柱ヨーク１２の間には、高透磁率の磁性体板５０９が配設されている。線路５０３および５０５の周囲に形成された反時計回りの磁力線は、支柱ヨーク１２の側では、この磁性体板５０９に多くの磁力線が吸収される。この結果、支柱ヨーク１２内に形成される磁力線は、反時計回りの磁力線が減少させられ、図６に示す様に、線路５０１および５０７による時計回りの磁力線が支配的となる。
【００６４】
また、部分コイル４００の支柱ヨーク１２に対して軸対称の位置には、同一構造を有する部分コイル４２０が配設される。部分コイル４２０の各線路には、対称位置に存在する部分コイル４００の各線路に流れる電流と反対方向の電流が流れる。この結果、部分コイル４２０により形成される支柱ヨーク１２内の磁力線は、部分コイル４００の磁力線と支柱に対して軸対称の構造を有し、反時計回りの方向を有する。
【００６５】
ここで、支柱ヨーク１２内部の磁力線は、部分コイル４００および４２０により形成される磁力線のベクトル和で求められるので、支柱ヨーク１２の中心軸近傍においては、中心軸方向を向いた補正磁場Ｂ０ｃが形成される。
【００６６】
また、部分コイル４１０および４３０においても、全く同様に、中心軸方向を向いた補正磁場Ｂ０ｃが、支柱ヨーク１２内に形成される。従って、支柱ヨーク１２の中心軸近傍に形成される補正磁場Ｂ０ｃは、部分コイル４００〜４３０からのベクトル（ｖｅｃｔｏｒ）和で現される。
【００６７】
なお、支柱ヨーク１３に装着される静磁場補正コイル２１にも、部分コイル４００〜４３０が同様に用いられ、結線される。この際、静磁場補正コイル２０と静磁場補正コイル２１と直列接続され、駆動回路３３０から供給される電流Ｉは、図６と同様の補正磁場Ｂ０ｃを、支柱ヨーク１３内に形成する。
【００６８】
上述してきたように、本実施の形態１では、静磁場補正コイル２０，２１を部分コイル４００〜４３０を用いて構成し、これら部分コイルを個別に支柱ヨーク１２に装着することとしているので、完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、容易に脱着するすることができ、さらに、これら矩形ループコイルを用いて、補正磁場Ｂ０ｃを支柱ヨーク内に形成し、中心部撮像領域の静磁場Ｂ０を制御することができる。
（実施の形態２）
ところで、上記実施の形態１では、完成したマグネット部１００の支柱ヨーク１２に複数の矩形ループコイルを個別に装着させることとしたが、ループコイルにコネクタを配設して開閉式とすることにより、ループ内部に支柱ヨーク１２が存在する状態で、支柱ヨークに装着することもできる。そこで本実施の形態では、ループコイルにコネクタを配設し、脱着可能とする場合を示すことにする。
【００６９】
図７（Ａ）は、本実施の形態である開閉コイル７００を、マグネット部１００の支柱ヨーク１２に装着した場合の例である。開閉コイル７００は、図２および３に示した静磁場補正コイル２０に対応するものであり、その他の構成および制御動作については、図１〜３に示した全体構成および静磁場補正コイル２０の制御動作と全く同様であるので説明を省略し、本実施の形態である、開閉コイル７００を用いた静磁場補正コイル２０についてのみ説明する。なお、静磁場補正コイル２１は、静磁場補正コイル２０と全く同様の配置および構成であるので説明を省略する。
【００７０】
図７（Ｂ）は、開閉コイル７００が、支柱ヨーク１２に装着された様子を、支柱ヨーク１２のｘ−ｙ断面から見た図である。支柱ヨーク１２の周囲の各側面ごとに辺縁部を図示しないネジ止めを用いて、開閉コイル７００が固定されている。
【００７１】
図８は、開閉コイル７００の内部構造を示した図である。図８（Ａ）に示す様に、開閉コイル７００は、導体ループ部８１０、コネクタ８００およびコネクタ８０１を含んでいる。ここで、導体ループ部８１０は、コネクタ８００およびコネクタ８０１を接続した状態でループコイルをなし、中心部に補正磁場Ｂ０ｃを形成する。導体ループ部８１０は、屈曲性を持たせるため、例えばフレキシブルプリント（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔ）板等で構成される。また、導体ループ部８１０の入出力端子には、駆動回路３３０に接続される。この駆動回路３３０から電流Ｉが流され、補正磁場Ｂ０ｃが導体ループ部８１０の内部に形成される。
【００７２】
図８（Ｂ）は、開閉コイル７００のコネクタ部分を開いた状態で示した図である。コネクタ８００および８０１は、フレキシブルプリント板に装着され、コネクタ８００および８０１の内部には、導体ループ部８１０の導体ループを個別に接続する接続コネクタが複数存在する。これにより、導体ループ部８１０は、ソレノイド（ｓｏｌｅｎｏｉｄ）型の多重ループ構造を有する。図８（Ｂ）の例では、コネクタ８００にメスの接続コネクタ、コネクタ８０１にオスの接続コネクタが内蔵されている。また、コネクタ８００および８０１の外壁にロック機構等を設け、着脱をより確実なものとすることもできる。
【００７３】
図９は、開閉コイル７００に、図８（Ａ）の電流Ｉで示された方向に電流を流した際に、支柱ヨーク１２内に形成される補正磁場Ｂ０ｃの磁力線分布を、ｘ−ｚ断面から示した図である。導体ループ部８１０は、ループコイルであるので、中心付近に支柱ヨーク１２の軸方向を向いた磁場が形成される。特に支柱ヨーク１２の中心軸上には、図９に示したように、対称性から、軸方向成分のみを有する補正磁場Ｂ０ｃが形成される。
【００７４】
なお、支柱ヨーク１３に装着される静磁場補正コイル２１にも、開閉コイル７００が同様に用いられ、結線される。この際、静磁場補正コイル２０と静磁場補正コイル２１と直列接続され、駆動回路３３０から供給される電流Ｉは、図６と同様の補正磁場Ｂ０ｃを、支柱ヨーク１３内に形成する。
【００７５】
上述してきたように、本実施の形態２では、ループコイルにコネクタ８００，８０１を設け、開閉可能な開閉コイル７００としているので、完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、ループ内部に支柱ヨークが存在する状態で、容易に脱着するすることができ、さらに、この開閉コイル７００を用いて、補正磁場Ｂ０ｃを支柱ヨーク内に形成し、中心部撮像領域の静磁場Ｂ０を制御することができる。
【００７６】
また、本実施の形態では、導体ループ部８１０をフレキシブルプリント板を用いて構成し、コネクタ８００、８０１を開閉することにより脱着することとしたが、導体ループ部８１０のループ上に複数のコネクタを設け、複数部分に分割できるようにすることもできる。これにより、支柱ヨークを挟み込むようにして脱着することもでき、導体ループ部８１０を銅パイプ等の屈曲性の少ない材質で構成することができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、静磁場補正コイルを、部分ごとに支柱ヨークに脱着される複数の矩形ループコイルから構成されること、あるいはループを開閉するコネクタを備えるループコイルから構成されることとしているので、完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、容易に脱着するすることができ、ひいては、トラブル時の交換、完成後の追加的な組み込み等を容易に行うことができ、さらに中心部撮像領域の静磁場を制御する補正磁場を、支柱ヨーク内に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気共鳴撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１のマグネット部を示す図である。
【図３】実施の形態１の制御システムを示すブロック図である。
【図４】実施の形態１の静磁場補正コイルの配置を示す図である。
【図５】実施の形態１の静磁場補正コイルの構成を示す図である。
【図６】実施の形態１の静磁場補正コイルの磁力線の分布を示す図である。
【図７】実施の形態２の静磁場補正コイルの配置を示す図である。
【図８】実施の形態２の静磁場補正コイルの構成を示す図である。
【図９】実施の形態２の静磁場補正コイルの磁力線の分布を示す図である。
【符号の説明】
１０，１１ ベースヨーク
１２，１３ 支柱ヨーク
２０，２１ 静磁場補正コイル
３０，３１ 永久磁石
４０，４１ 整磁板
５０ 勾配コイル
６０ 送信コイル
７０，７１ ＮＭＲプローブ
８０ 受信コイル
１００ マグネット部
２００ キャビネット部
３００ 操作コンソール部
３１０ 計算機
３２０ プローブ送受信回路
３３０ 駆動回路
４００〜４３０ 部分コイル
５００ テーブル部
５０１〜５０８ 線路
５０９ 磁性体板
７００ 開閉コイル
８００、８０１ コネクタ
８１０ 導体ループ部
【発明の属する技術分野】
この発明は、静磁場補正コイル（ｃｏｉｌ）を有する静磁場補正コイル装置、静磁場形成装置および磁気共鳴撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、永久磁石を静磁場形成装置とする磁気共鳴撮像装置においても、ＥＰＩ（ｅｃｈｏ ｐｌａｎｎａｒ ｉｍａｇｉｎｇ）を用いた超高速スキャン（ｓｃａｎ）等の高機能が付加されつつある。この高機能化では、静磁場形成装置に、高い静磁場安定性あるいは静磁場均一度が要求される。
【０００３】
そこで、対向して配置される永久磁石に静磁場の検出プローブ（ｐｒｏｂｅ）を設け、この検出データ（ｄａｔａ）に基づいて、静磁場を補正することが行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、対向して配置される永久磁石を保持する支柱ヨーク（ｙｏｋｅ）に静磁場補正コイルを装着し、この静磁場補正コイルが発生する磁場により、静磁場安定性あるいは静磁場均一度を向上させることも行われる（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
ここでは、支柱ヨークの支柱にソレノイド（ｓｏｌｅｎｏｉｄ）型のループコイル（ｌｏｏｐ ｃｏｉｌ）が巻き付けられ、このループコイルの電流を制御することにより静磁場安定性あるいは静磁場均一度が向上させられる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１５９４６３号公報
【特許文献２】
特開２００２−２３８８７２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術によれば、静磁場形成装置の組み立て時に、支柱に装着された静磁場補正コイルは、交換することができなかった。すなわち、支柱の両端には、大きな重量および形状を有する永久磁石が固定されており、支柱に巻き付けられた静磁場補正コイルを、破壊することなく支柱から抜き取ることには困難がともなっていた。
【０００８】
特に、静磁場形成装置の組み立て後に、磁気共鳴撮像装置の設置環境に応じて、追加的に静磁場補正コイルを付加しようとすることは、静磁場補正コイルの形状および設置環境から困難が伴い、この静磁場補正コイルの利用価値を減少させる要因となっていた。
【０００９】
これらのことから、静磁場補正コイルを、簡易に着脱することができる静磁場補正コイル装置、静磁場形成装置および磁気共鳴撮像装置をいかに実現するかが重要となる。
【００１０】
この発明は、上述した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、静磁場補正コイルを、簡易に着脱することができる静磁場補正コイル装置、静磁場形成装置および磁気共鳴撮像装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の観点の発明にかかる静磁場補正コイル装は、コイル面を対向させリング状に配設される分離可能な複数の矩形ループコイルと、前記矩形ループコイルに静磁場形成の電流を供給する駆動部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この第１の観点による発明によれば、分離可能な複数の矩形ループコイルを、コイル面を対向させリング状に配設し、この矩形ループコイルに、駆動部を用いて、静磁場形成の電流を供給することとしているので、矩形ループコイルを対象物の周りに配置した後で、リング中央部に電流に応じた静磁場を形成することができる。
【００１３】
また、第２の観点の発明にかかる静磁場補正コイル装置は、ループを開閉するコネクタを有するループコイルと、前記ループコイルに静磁場形成の電流を供給する駆動部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
この第２の観点の発明によれば、ループコイルのコネクタにより、ループを開閉し、駆動部により、ループコイルに静磁場形成の電流を供給することとしているので、ループ内に対象物をコネクタの開閉により配置した後で、ループ中心部に電流に応じた静磁場を形成することができる。
【００１５】
また、第３の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、被検体を載置する間隙を持って対向配置される１対の永久磁石と、１対の前記永久磁石を磁気的に接続し、かつ前記対向配置を保持する支柱ヨークと、前記支柱ヨークに配設され、前記永久磁石の静磁場を補正する請求項１あるいは２の静磁場補正コイル装置と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
この第３の観点の発明によれば、１対の永久磁石を、被検体を載置する間隙を持って対向配置し、支柱ヨークにより、１対の永久磁石を磁気的に接続し、かつ対向配置を保持し、請求項１あるいは２の静磁場補正コイル装置を、支柱ヨークに配設し、永久磁石の静磁場を補正することとしているので、静磁場形成装置の支柱ヨーク内に、補正のための静磁場を形成することができる。
【００１７】
また、第４の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置は、静磁場を永久磁石を用いて形成する静磁場形成装置と、前記静磁場を補正する請求項１あるいは２の静磁場補正コイル装置と、勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記静磁場内で高周波磁場を送受信する送受信手段と、前記勾配磁場形成手段、前記送信手段および前記受信手段を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
この第４の観点の発明によれば、静磁場形成装置により、静磁場を永久磁石を用いて形成し、請求項１あるいは２の静磁場補正コイル装置により、静磁場を補正し、勾配磁場形成手段により、勾配磁場を形成し、送受信手段により、静磁場内で高周波磁場を送受信し、制御部により、勾配磁場形成手段、送信手段および受信手段を制御することとしているので、静磁場を補正磁場により、安定化および高均一度化することができる。
【００１９】
また、第５の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、被検体を載置する間隙を持って対向配置される１対の永久磁石と、１対の前記永久磁石を磁気的に接続し、かつ前記対向配置を保持する支柱ヨークと、前記支柱ヨークに複数の矩形ループコイルごとに脱着され、前記間隙に形成される静磁場を補正する静磁場補正コイルと、前記静磁場補正コイルを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
この第５の観点による発明によれば、１対の永久磁石を、被検体を載置する間隙を持って対向配置し、支柱ヨークにより、１対の永久磁石を磁気的に接続し、かつ対向配置を保持し、静磁場補正コイルを、支柱ヨークに複数の矩形ループコイルごとに脱着し、永久磁石の間隙に形成される静磁場を補正し、制御部により、静磁場補正コイルを制御することとしているので、複数の矩形ループコイルを完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、容易に脱着し静磁場の補正を行うことができ、ひいては、トラブル時の交換、完成後の追加的な組み込み等も容易に行うことができる。
【００２１】
また、第６の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、前記矩形ループコイルが、四角柱をなす前記支柱ヨークの側面に配設されることを特徴とする。
【００２２】
この第６の観点の発明によれば、矩形ループコイルが、四角柱をなす支柱ヨークの側面に配設されることとしているので、支柱ヨーク中心部に、支柱方向の補正磁場を形成することができる。
【００２３】
また、第７の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、前記矩形ループコイルは、前記側面と平行をなすコイル面と、前記支柱の前記永久磁石を支持する支持軸と直角をなすコイル辺とを備えることを特徴とする。
【００２４】
この第７の観点の発明によれば、矩形ループコイルは、コイル面を、四角柱の側面と平行とし、コイル辺を、支柱の永久磁石を支持する支持軸と直角をなすこととしているので、静磁場補正コイルを支柱ヨークの支柱側面に沿った、無駄のない形状とし、支柱ヨーク中心部に支柱方向成分を有する補正磁場を形成することができる。
【００２５】
また、第８の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、前記静磁場補正コイルが、前記支持軸の方向に近接して存在する２つの矩形ループコイルを備えることを特徴とする。
【００２６】
この第８の観点の発明によれば、静磁場補正コイルの２つの矩形ループコイルが、支持軸の方向に近接して存在することとしているので、支持軸方向に形成される補正磁場を広範囲に生成することができる。
【００２７】
また、第９の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、前記静磁場補正コイルは、２つの前記矩形ループコイルの近接する２つの前記コイル辺と、前記支柱ヨークと、の間に配設される高透磁率の磁性体板を備えることを特徴とする。
【００２８】
この第９の観点の発明によれば、静磁場補正コイルは、高透磁率の磁性体板を、２つの矩形ループコイルの近接する２つのコイル辺と、支柱ヨークとの間に配設することとしているので、近接する２つのコイル辺により形成される磁場が、支柱ヨーク内部に形成されるのを抑え、矩形ループコイルにより生成される支柱ヨーク内部の支柱方向の補正磁場から、永久磁石により生成される間隙の静磁場と同一方向の磁場を生成する成分のみを形成することができる。
【００２９】
また、第１０の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、被検体を載置する間隙を持って対向配置される１対の永久磁石と、１対の前記永久磁石を磁気的に接続し、かつ前記対向配置を保持する支柱ヨークと、ループコイルおよび前記ループコイルのループを開閉し前記支柱ヨークに脱着するコネクタを有し、前記間隙に発生される静磁場を補正する静磁場補正コイルと、前記静磁場補正コイルを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００３０】
この第１０の観点の発明によれば、１対の永久磁石を、被検体を載置する間隙を持って対向配置し、支柱ヨークのより、１対の永久磁石を磁気的に接続し、かつ対向配置を保持し、ループコイルおよびループコイルのループを開閉し前支柱ヨークに脱着するコネクタを有する静磁場補正コイルにより、永久磁石の間隙に発生される静磁場を補正し、制御部により、静磁場補正コイルを制御することとしているので、ループコイルを完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、ループ内部に支柱ヨークが存在する状態で、容易に脱着するすることができ、ひいては、トラブル時の交換、完成後の追加的な組み込み等を容易に行うことができる。
【００３１】
また、第１１の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置は、静磁場を永久磁石を用いて形成する静磁場形成装置と、勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記静磁場内で高周波磁場を送受信する送受信手段と、前記勾配磁場形成手段、前記送信手段および前記受信手段を制御する制御部と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、前記静磁場形成装置は、対向配置される１対の前記永久磁石を支持する支柱ヨークに、前記静磁場を補正する静磁場補正コイル有し、前記静磁場補正コイルは、前記支柱ヨークに脱着される複数の矩形ループコイルを備えることを特徴とする。
【００３２】
この第１１の観点の発明によれば、静磁場形成装置は、対向配置される１対の永久磁石を支持する支柱ヨークに、静磁場を補正する静磁場補正コイル有し、この静磁場補正コイルは、部分ごとに脱着される複数の矩形ループコイルを備えることとしているので、完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、静磁場補正コイルを容易に脱着するすることができ、ひいては、トラブル時の交換、完成後の追加的な組み込み等を容易に行うことができる。
【００３３】
また、第１２の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置は、静磁場を永久磁石を用いて形成する静磁場形成装置と、勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記静磁場内で高周波磁場を送受信する送受信手段と、前記勾配磁場形成手段、前記送信手段および前記受信手段を制御する制御部と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、前記静磁場形成装置は、対向配置される１対の前記永久磁石を支持する支柱ヨークに、前記静磁場を補正する静磁場補正コイル有し、前記静磁場補正コイルは、ループコイルと、前記ループコイルのループを開閉するコネクタとを備えることを特徴とする。
【００３４】
この第１２の観点の発明によれば、静磁場形成装置は、対向配置される１対の永久磁石を支持する支柱ヨークに、静磁場を補正する静磁場補正コイル有し、この静磁場補正コイルは、ループコイルと、このループコイルのループを開閉するコネクタとを備えることとしているので、完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、ループ内部に支柱ヨークが存在する状態で、容易に脱着するすることができ、ひいては、トラブル時の交換、完成後の追加的な組み込み等を容易に行うことができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる静磁場形成装置および磁気共鳴撮像装置の好適な実施の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
まず、本実施の形態１にかかる磁気共鳴撮像装置の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態１の静磁場補正コイルを使用した磁気共鳴撮像装置の全体構成を示す図である。図１において、この磁気共鳴撮像装置は、マグネット（Ｍａｇｎｅｔ）部１００、テーブル（Ｔａｂｌｅ）部５００、キャビネット（Ｃａｂｉｎｅｔ）部２００および操作コンソール（Ｃｏｎｓｏｌｅ）部３００から構成される。なお、これら機器は、ケーブル（ｃａｂｌｅ）により相互に接続され、電力、制御情報、あるいはデータの授受を行う。
【００３６】
マグネット部１００は、上下に対向配置される一対の永久磁石に挟まれる間隙に、均一な静磁場、勾配磁場およびＲＦ磁場を形成する。なお、対向配置された一対の永久磁石間には、被検体が配置される。
【００３７】
テーブル部５００には、永久磁石に挟まれる空間を移動する、図示しないクレードル（ｃｒａｄｌｅ）が設けられており、このクレードル上に、被検体が載置される。クレードルは、被検体の撮像部位がマグネット部１００の中心部に位置するように移動制御される。
【００３８】
キャビネット部２００は、マグネット部１００およびテーブル部５００を制御する電子機器からなり、主として、被検体の配置、勾配磁場の発生、ＲＦ磁場の送信およびＲＦ磁場の受信等の制御を行う。
【００３９】
操作コンソール部３００は、オペレータの操作により、制御情報の入出力および出力画像の表示等を行う。オペレータにより入力された制御情報は、キャビネット部２００に送信され、マグネット部１００およびテーブル部５００の制御情報として用いられる。
【００４０】
図２にマグネット部１００の詳細な構造を示した。図２は、マグネット部１００の中心を通るｘ−ｚ断面を示している。マグネット部１００は、上下に対向配置される一対のベースヨーク１０，１１、永久磁石３０、３１、勾配コイル５０、５１、ＮＭＲプローブ７０，７１および送信コイル６０、６１を含む。対向配置された二つの送信コイル６０、６１間の中心部撮像領域には、受信コイル８０が配置される。そして、この受信コイル８０内に被検体が載置される。なお、送信コイル６０、６１は、図示しない手段により、勾配コイルから所定の間隙を持って固定される。
【００４１】
対向配置されたベースヨーク１０、１１は、支柱ヨーク１２，１３により固定、保持される。これにより、ベースヨーク１０、１１は、被検体が載置される静磁場均一度の高い撮像領域を、中心部に確保する。
【００４２】
永久磁石３０、３１は、ベースヨーク１０、１１に固定される。ここで、ベースヨーク１０、１１および支柱ヨーク１２、１３は、永久磁石３０，３１により形成される磁場の磁気回路をなし、外部に漏れる磁場を減少させると共に、中心部撮像領域の磁場均一度を向上させる。
【００４３】
整磁板４０、４１は、永久磁石３０、３１に固定され、永久磁石３０、３１により形成される中心部撮像領域の磁場均一度をさらに向上させる。
【００４４】
勾配コイル５０、５１は、中心部撮像領域に線形勾配磁場を形成する。また、送信コイル６０、６１は、中心部撮像領域にＲＦ磁場を形成する。
【００４５】
ＮＭＲプローブ７０、７１は、硫酸銅等の溶液を含む小型ファントム（Ｐｈａｎｔｏｍ）と小型ファントムを取り巻く小型コイルからなり、永久磁石により形成される中心部撮像領域の静磁場強度を検知するセンサである。
【００４６】
静磁場補正コイル２０、２１は、永久磁石３０、３１および整磁板４０，４１により、中心部撮像領域に形成される静磁場の安定化および均一度を向上するための補正磁場Ｂ０ｃを、支柱ヨーク１２、１３内部に形成する。この補正磁場Ｂ０ｃは、支柱ヨーク１２、１３の軸方向であるｚ座標軸方向の磁場成分を有する。
【００４７】
図３に、静磁場補正コイル２０、２１を用いた、中心部撮像領域の静磁場の安定化あるいは磁場均一度向上のシステム構成の一例を示した。ここで、永久磁石３０、３１は、永久磁石３０、３１に挟まれた中心部撮像領域に、静磁場Ｂ０ｍを形成する。この静磁場Ｂ０ｍの磁力線は、マグネット部１００が２本の支柱ヨーク１２、１３を有する対称構造を有するので、ベースヨーク１１で二手に分離し、各々が磁気回路をなす支柱ヨーク１２、１３を経て、ベースヨーク１０で合流する磁力線の循環経路を構成する。
【００４８】
キャビネット部２００は、計算機３１０、プローブ送受信回路３２０および駆動回路を含む。プローブ送受信回路３２０は、ＮＭＲプローブ７０、７１に、ＲＦ信号を送信し、その後、小型ファントムからのＦＩＤ（Ｆｒｅｅ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｄｅｃａｙ）信号を受信する。
【００４９】
駆動回路３３０は、静磁場補正コイル２０、２１に、駆動電流を流し、補正磁場Ｂ０ｃを支柱ヨーク１２、１３内に形成する。この際、静磁場補正コイル２０，２１は、直列に接続され、支柱ヨーク１２，１３内に同方向の補正磁場Ｂ０ｃを形成する。この補正磁場Ｂ０ｃは、静磁場Ｂ０ｍの磁力線と同様の循環経路を構成し、永久磁石３０、３１に挟まれた中心部撮像領域に静磁場を形成する。従って、中心部撮像領域には、Ｂ０＝Ｂ０ｍ＋Ｂ０ｃの静磁場Ｂ０が形成される。ここで、駆動電流は、計算機３１０により制御される。
【００５０】
計算機３１０は、プローブ送受信回路３２０で受信された、ＮＭＲプローブ７０、７１からのＦＩＤ信号を周波数解析の後に、共振周波数を求め、さらに、この共振周波数に基づいて、中心部撮像領域に形成される静磁場Ｂ０を算定する。
【００５１】
計算機３１０は、この静磁場Ｂ０が、目的とする静磁場強度と異なる際には、この変動分を補正する駆動電流を駆動回路３３０に指示し、静磁場補正コイル２０、２１により形成される補正磁場Ｂ０ｃを変化させ、変動分を打ち消す。
【００５２】
なお、ここでは、ＮＭＲプローブ７０，７１からのＦＩＤ信号に基づいて、静磁場補正コイル２０、２１を制御したが、被検体の撮像スキャンを行う前に行われるプリスキャン時の、被検体からのＦＩＤ信号を用いて行うこともできる。また、永久磁石３０，３１に温度センサを付加することにより、永久磁石３０，３１の温度情報に基づいて、静磁場補正コイル２０、２１を制御することもできる。
【００５３】
また、静磁場補正コイル２０，２１を別個に制御することにより、静磁場Ｂ０の、中心部撮像領域における一次の空間的な変動を補正し、均一度を向上することもできる。
【００５４】
つづいて、図４および図５に静磁場補正コイル２０の配置および構成を示す。なお、静磁場補正コイル２１は、静磁場補正コイル２０と全く同様の配置および構成であるので説明を省略する。図４（Ａ）は、支柱ヨーク１２を中心部分とした、マグネット部１００の部分構成図である。静磁場補正コイル２０は、部分コイル４００〜４３０からなり、各部分コイルごとに、四隅を図示しないネジ止めにより、支柱ヨーク１２に固定される。図４（Ａ）は、部分コイル４００，４１０が支柱ヨーク１２に装着された状態を示している。
【００５５】
また、図４（Ｂ）は、支柱ヨーク１２の支柱方向であるｚ軸方向から見た断面図である。ここで、四角柱をなす支柱ヨーク１２の各面に、部分コイル４００〜４３０が配設される。なお、支柱の対称位置に配設される部分コイル４００と４２０、および、部分コイル４１０と４３０は、同一形状を有する。
【００５６】
図５（Ａ）は、部分コイル４００の構成を示した図である。部分コイル４００は、導体ループをなす線路５０１〜５０４および線路５０５〜５０８の２つの矩形ループコイルからなる。各矩形ループコイルは、各々２つの入出力端子を有し、線路５０１〜５０４は、端子ＡおよびＢ、線路５０５〜５０８は、端子ＣおよびＤの入出力端子を持つ。各線路は、例えば銅パイプ等の導体で構成される。そして、２つのループが近接する線路５０３および５０５の、支柱ヨーク側の直下には、磁性体板５０９が配設される。この磁性体板５０９は、軟鉄等で構成される支柱ヨーク１２より高透磁率の材質、例えばパーマロイ等により、構成される。なお、部分コイル４２０は、部分コイル４００と全く同一形状を有し、部分コイル４１０および４３０は、部分コイル４００とｙ座標軸方向の長さ、すなわち線路５０１、５０７の長さのみが異なる。
【００５７】
図５（Ｂ）は、支柱ヨーク１２の周りに配設された部分コイル４００〜４３０を平面上に展開し、これらコイルの結線を示した図である。図中の点線は、部分コイル間および内部の結線を示している。これらの結線は、部分コイル４００〜４３０が、図５（Ｂ）中の線路の矢印の向きに電流を流す様に、接続される。
【００５８】
この結線は、ジャンパー線により、部分コイル４００〜４３０を支柱ヨークの装着した後で行われるので、部分コイル４００〜４３０の支柱ヨーク１２への装着が容易に行われる。また、部分コイル４００〜４３０を支柱ヨーク１２から取り外す際には、ジャンパー線を最初に取り外すことにより、容易に部分コイル４００〜４３０を支柱ヨーク１２から取り外すことができる。
【００５９】
部分コイル４００〜４３０は、端子Ａと端子Ｃがジャンパー線にて短絡接続され、端子Ｂが入力端子、端子Ｄが出力端子となる。部分コイル４００の端子Ｂは、静磁場補正コイルの駆動回路３３０に接続され、電流が供給される。また、部分コイル４００の端子Ｄは、部分コイル４１０の端子Ａに接続され、部分コイル４００から部分コイル４１０に、同量の電流が供給される。以下同様にして、部分コイル４１０の端子Ｄは、部分コイル４２０の端子Ｂに接続され、部分コイル４２０の端子Ｄは、部分コイル４３０の端子Ｂに接続される。そして、部分コイル４３０の端子Ｄは、駆動回路３３０の接地端子に接続される。
【００６０】
なお、部分コイルの２つ矩形ループコイルを並列接続しても、部分コイル４００〜４３０の線路に同様の電流Ｉを流すことができる。この場合には、端子Ａおよび端子Ｄ、並びに、端子Ｂおよび端子Ｃを短絡接続し、以下部分コイル間の接続および駆動回路３３０との接続は、上述した接続の場合と同様である。
【００６１】
つぎに、静磁場補正コイル２０、２１に、図５（Ｂ）の線路に示した方向の電流Ｉを流した際の動作を図６を用いて説明する。図６は、支柱ヨーク１２に、部分コイル４００〜４３０を配設し、各コイルを結線した後に、駆動回路３３０から電流Ｉを流し、補正磁場Ｂ０ｃを発生させた場合の、支柱ヨーク１２のｘ−ｚ断面の図である。
【００６２】
ここで、部分コイル４００の線路５０１および５０７には、紙面の表面から裏面の方向、すなわち、ｙ座標軸の正方向に電流が流れる。また、線路５０３および５０５には、線路５０１および５０７とは反対方向の電流が流れる。そして、線路５０１および５０７の周囲には、時計回りの磁力線が形成され、他方で、線路５０３および５０５の周囲には、反時計回りの磁力線が形成される。
【００６３】
また、線路５０３および５０５と支柱ヨーク１２の間には、高透磁率の磁性体板５０９が配設されている。線路５０３および５０５の周囲に形成された反時計回りの磁力線は、支柱ヨーク１２の側では、この磁性体板５０９に多くの磁力線が吸収される。この結果、支柱ヨーク１２内に形成される磁力線は、反時計回りの磁力線が減少させられ、図６に示す様に、線路５０１および５０７による時計回りの磁力線が支配的となる。
【００６４】
また、部分コイル４００の支柱ヨーク１２に対して軸対称の位置には、同一構造を有する部分コイル４２０が配設される。部分コイル４２０の各線路には、対称位置に存在する部分コイル４００の各線路に流れる電流と反対方向の電流が流れる。この結果、部分コイル４２０により形成される支柱ヨーク１２内の磁力線は、部分コイル４００の磁力線と支柱に対して軸対称の構造を有し、反時計回りの方向を有する。
【００６５】
ここで、支柱ヨーク１２内部の磁力線は、部分コイル４００および４２０により形成される磁力線のベクトル和で求められるので、支柱ヨーク１２の中心軸近傍においては、中心軸方向を向いた補正磁場Ｂ０ｃが形成される。
【００６６】
また、部分コイル４１０および４３０においても、全く同様に、中心軸方向を向いた補正磁場Ｂ０ｃが、支柱ヨーク１２内に形成される。従って、支柱ヨーク１２の中心軸近傍に形成される補正磁場Ｂ０ｃは、部分コイル４００〜４３０からのベクトル（ｖｅｃｔｏｒ）和で現される。
【００６７】
なお、支柱ヨーク１３に装着される静磁場補正コイル２１にも、部分コイル４００〜４３０が同様に用いられ、結線される。この際、静磁場補正コイル２０と静磁場補正コイル２１と直列接続され、駆動回路３３０から供給される電流Ｉは、図６と同様の補正磁場Ｂ０ｃを、支柱ヨーク１３内に形成する。
【００６８】
上述してきたように、本実施の形態１では、静磁場補正コイル２０，２１を部分コイル４００〜４３０を用いて構成し、これら部分コイルを個別に支柱ヨーク１２に装着することとしているので、完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、容易に脱着するすることができ、さらに、これら矩形ループコイルを用いて、補正磁場Ｂ０ｃを支柱ヨーク内に形成し、中心部撮像領域の静磁場Ｂ０を制御することができる。
（実施の形態２）
ところで、上記実施の形態１では、完成したマグネット部１００の支柱ヨーク１２に複数の矩形ループコイルを個別に装着させることとしたが、ループコイルにコネクタを配設して開閉式とすることにより、ループ内部に支柱ヨーク１２が存在する状態で、支柱ヨークに装着することもできる。そこで本実施の形態では、ループコイルにコネクタを配設し、脱着可能とする場合を示すことにする。
【００６９】
図７（Ａ）は、本実施の形態である開閉コイル７００を、マグネット部１００の支柱ヨーク１２に装着した場合の例である。開閉コイル７００は、図２および３に示した静磁場補正コイル２０に対応するものであり、その他の構成および制御動作については、図１〜３に示した全体構成および静磁場補正コイル２０の制御動作と全く同様であるので説明を省略し、本実施の形態である、開閉コイル７００を用いた静磁場補正コイル２０についてのみ説明する。なお、静磁場補正コイル２１は、静磁場補正コイル２０と全く同様の配置および構成であるので説明を省略する。
【００７０】
図７（Ｂ）は、開閉コイル７００が、支柱ヨーク１２に装着された様子を、支柱ヨーク１２のｘ−ｙ断面から見た図である。支柱ヨーク１２の周囲の各側面ごとに辺縁部を図示しないネジ止めを用いて、開閉コイル７００が固定されている。
【００７１】
図８は、開閉コイル７００の内部構造を示した図である。図８（Ａ）に示す様に、開閉コイル７００は、導体ループ部８１０、コネクタ８００およびコネクタ８０１を含んでいる。ここで、導体ループ部８１０は、コネクタ８００およびコネクタ８０１を接続した状態でループコイルをなし、中心部に補正磁場Ｂ０ｃを形成する。導体ループ部８１０は、屈曲性を持たせるため、例えばフレキシブルプリント（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔ）板等で構成される。また、導体ループ部８１０の入出力端子には、駆動回路３３０に接続される。この駆動回路３３０から電流Ｉが流され、補正磁場Ｂ０ｃが導体ループ部８１０の内部に形成される。
【００７２】
図８（Ｂ）は、開閉コイル７００のコネクタ部分を開いた状態で示した図である。コネクタ８００および８０１は、フレキシブルプリント板に装着され、コネクタ８００および８０１の内部には、導体ループ部８１０の導体ループを個別に接続する接続コネクタが複数存在する。これにより、導体ループ部８１０は、ソレノイド（ｓｏｌｅｎｏｉｄ）型の多重ループ構造を有する。図８（Ｂ）の例では、コネクタ８００にメスの接続コネクタ、コネクタ８０１にオスの接続コネクタが内蔵されている。また、コネクタ８００および８０１の外壁にロック機構等を設け、着脱をより確実なものとすることもできる。
【００７３】
図９は、開閉コイル７００に、図８（Ａ）の電流Ｉで示された方向に電流を流した際に、支柱ヨーク１２内に形成される補正磁場Ｂ０ｃの磁力線分布を、ｘ−ｚ断面から示した図である。導体ループ部８１０は、ループコイルであるので、中心付近に支柱ヨーク１２の軸方向を向いた磁場が形成される。特に支柱ヨーク１２の中心軸上には、図９に示したように、対称性から、軸方向成分のみを有する補正磁場Ｂ０ｃが形成される。
【００７４】
なお、支柱ヨーク１３に装着される静磁場補正コイル２１にも、開閉コイル７００が同様に用いられ、結線される。この際、静磁場補正コイル２０と静磁場補正コイル２１と直列接続され、駆動回路３３０から供給される電流Ｉは、図６と同様の補正磁場Ｂ０ｃを、支柱ヨーク１３内に形成する。
【００７５】
上述してきたように、本実施の形態２では、ループコイルにコネクタ８００，８０１を設け、開閉可能な開閉コイル７００としているので、完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、ループ内部に支柱ヨークが存在する状態で、容易に脱着するすることができ、さらに、この開閉コイル７００を用いて、補正磁場Ｂ０ｃを支柱ヨーク内に形成し、中心部撮像領域の静磁場Ｂ０を制御することができる。
【００７６】
また、本実施の形態では、導体ループ部８１０をフレキシブルプリント板を用いて構成し、コネクタ８００、８０１を開閉することにより脱着することとしたが、導体ループ部８１０のループ上に複数のコネクタを設け、複数部分に分割できるようにすることもできる。これにより、支柱ヨークを挟み込むようにして脱着することもでき、導体ループ部８１０を銅パイプ等の屈曲性の少ない材質で構成することができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、静磁場補正コイルを、部分ごとに支柱ヨークに脱着される複数の矩形ループコイルから構成されること、あるいはループを開閉するコネクタを備えるループコイルから構成されることとしているので、完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、容易に脱着するすることができ、ひいては、トラブル時の交換、完成後の追加的な組み込み等を容易に行うことができ、さらに中心部撮像領域の静磁場を制御する補正磁場を、支柱ヨーク内に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気共鳴撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１のマグネット部を示す図である。
【図３】実施の形態１の制御システムを示すブロック図である。
【図４】実施の形態１の静磁場補正コイルの配置を示す図である。
【図５】実施の形態１の静磁場補正コイルの構成を示す図である。
【図６】実施の形態１の静磁場補正コイルの磁力線の分布を示す図である。
【図７】実施の形態２の静磁場補正コイルの配置を示す図である。
【図８】実施の形態２の静磁場補正コイルの構成を示す図である。
【図９】実施の形態２の静磁場補正コイルの磁力線の分布を示す図である。
【符号の説明】
１０，１１ ベースヨーク
１２，１３ 支柱ヨーク
２０，２１ 静磁場補正コイル
３０，３１ 永久磁石
４０，４１ 整磁板
５０ 勾配コイル
６０ 送信コイル
７０，７１ ＮＭＲプローブ
８０ 受信コイル
１００ マグネット部
２００ キャビネット部
３００ 操作コンソール部
３１０ 計算機
３２０ プローブ送受信回路
３３０ 駆動回路
４００〜４３０ 部分コイル
５００ テーブル部
５０１〜５０８ 線路
５０９ 磁性体板
７００ 開閉コイル
８００、８０１ コネクタ
８１０ 導体ループ部
Claims (12)
- コイル面を対向させリング状に配設される分離可能な複数の矩形ループコイルと、
前記矩形ループコイルに静磁場形成の電流を供給する駆動部と、
を備えることを特徴とする静磁場補正コイル装置。 - ループを開閉するコネクタを有するループコイルと、
前記ループコイルに静磁場形成の電流を供給する駆動部と、
を備えることを特徴とする静磁場補正コイル装置。 - 被検体を載置する間隙を持って対向配置される１対の永久磁石と、
１対の前記永久磁石を磁気的に接続し、かつ前記対向配置を保持する支柱ヨークと、
前記支柱ヨークに配設され、前記永久磁石の静磁場を補正する請求項１あるいは２の静磁場補正コイル装置と、
を備えることを特徴とする静磁場形成装置。 - 静磁場を永久磁石を用いて形成する静磁場形成装置と、
前記静磁場を補正する請求項１あるいは２の静磁場補正コイル装置と、
勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、
前記静磁場内で高周波磁場を送受信する送受信手段と、
前記勾配磁場形成手段、前記送信手段および前記受信手段を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。 - 被検体を載置する間隙を持って対向配置される１対の永久磁石と、
１対の前記永久磁石を磁気的に接続し、かつ前記対向配置を保持する支柱ヨークと、
前記支柱ヨークに複数の矩形ループコイルごとに脱着され、前記間隙に形成される静磁場を補正する静磁場補正コイルと、
前記静磁場補正コイルを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする静磁場形成装置。 - 前記矩形ループコイルは、四角柱をなす前記支柱ヨークの側面に配設されることを特徴とする請求項１に記載の静磁場形成装置。
- 前記矩形ループコイルは、前記側面と平行をなすコイル面と、前記支柱の前記永久磁石を支持する支持軸と直角をなすコイル辺とを備えることを特徴とする請求項２に記載の静磁場形成装置。
- 前記静磁場補正コイルは、前記支持軸の方向に近接して存在する２つの矩形ループコイルを備えることを特徴とする請求項３に記載の静磁場形成装置。
- 前記静磁場補正コイルは、２つの前記矩形ループコイルの近接する２つの前記コイル辺と、前記支柱ヨークとの間に配設される高透磁率の磁性体板を備えることを特徴とする請求項４に記載の静磁場形成装置。
- 被検体を載置する間隙を持って対向配置される１対の永久磁石と、
１対の前記永久磁石を磁気的に接続し、かつ前記対向配置を保持する支柱ヨークと、
ループコイルおよび前記ループコイルのループを開閉し前記支柱ヨークに脱着するコネクタを有し、前記間隙に発生される静磁場を補正する静磁場補正コイルと、
前記静磁場補正コイルを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする静磁場形成装置。 - 静磁場を永久磁石を用いて形成する静磁場形成装置と、
勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、
前記静磁場内で高周波磁場を送受信する送受信手段と、
前記勾配磁場形成手段、前記送信手段および前記受信手段を制御する制御部と、
を備える磁気共鳴撮像装置であって、
前記静磁場形成装置は、対向配置される１対の前記永久磁石を支持する支柱ヨークに、前記静磁場を補正する静磁場補正コイル有し、
前記静磁場補正コイルは、前記支柱ヨークに脱着される複数の矩形ループコイルを備えることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。 - 静磁場を永久磁石を用いて形成する静磁場形成装置と、
勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、
前記静磁場内で高周波磁場を送受信する送受信手段と、
前記勾配磁場形成手段、前記送信手段および前記受信手段を制御する制御部と、
を備える磁気共鳴撮像装置であって、
前記静磁場形成装置は、対向配置される１対の前記永久磁石を支持する支柱ヨークに、前記静磁場を補正する静磁場補正コイル有し、
前記静磁場補正コイルは、ループコイルと、前記ループコイルのループを開閉するコネクタとを備えることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
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