JP2013059488A - 磁場調整方法及び磁場調整装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シミングに使用する磁性体片の積層方向とは異なる方向に開口部7cを有する収納容器7をシムトレイ上に配置することにより、変更したい磁性体片5に直接アクセスできるようにして、シミングに要する時間を短縮する。又、 磁場発生装置の周囲に設置される磁性体における超電導コイルによる磁化分布が作る第1磁場分布を計算し、超電導コイルが作る第2磁場分布を計算し、それらの合成磁場分布と目標磁場分布との第1差分磁場分布を作るシムトレイにおける第1事前磁化分布を計算し、超電導コイルがシムトレイに作る第3磁場分布によって第1事前磁化分布を生じる第1シム鉄分布を計算し、それに基づいて磁性体片を配置した後に超電導コイルによって静磁場を所定空間に発生させ静磁場の計測を行う。
【選択図】図3
Description
所定空間(FOV)に静磁場を発生させる超電導コイルと、
前記所定空間における前記静磁場の磁場均一度を調整するための磁性体片(シム鉄)を配置するシムトレイとを有する磁場発生装置(MRI装置)の磁場調整方法において、
前記静磁場を前記所定空間に発生させ前記静磁場の計測を行う前に、前記シムトレイに前記磁性体片を配置することを特徴としている。
複数枚の薄板状の磁性体片と、前記磁性体片が収められる複数のポケットが設けられたシムトレイとを備え、前記磁性体片を積層して前記ポケット内に収め、超電導コイルが所定空間に発生させた静磁場の磁場均一度を調整する磁場調整装置において、
前記磁性体片の積層方向と異なる方向に前記磁性体片を出し入れする開口部を有し、複数枚の前記磁性体片を収納し、前記ポケット内に収められる収納容器を備えることを特徴としている。
図1Aに、本発明の第1の実施形態に係る磁場調整装置4を備えたMRI(磁気共鳴イメージング)装置1(磁場発生装置2)をX軸Y軸に平行な平面で切断した断面図を示し、図1Bに、そのMRI装置1(磁場発生装置2)をY軸Z軸を通る平面で切断した断面図を示す。MRI装置1は、被検体を内部の撮像領域(FOV、所定空間)3に導入可能な円筒形状の磁場発生装置2と、以下、図示は省略したが、導入された被検体の生体組織を構成する原子核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波信号を照射する照射コイル(図示省略)と、被検体から発せられる各々の磁気共鳴信号に位置情報を与えるための傾斜磁場発生装置(図示省略)と、被検体から発せられる磁気共鳴信号を受信するための受信コイル(図示省略)と、被検体を積載する寝台(図示省略)等で構成されている。
図4に、本発明の第2の実施形態に係る磁場調整装置の収納容器7(蓋7bを開けた状態)の斜視図を示す。第2の実施形態の収納容器7が、第1の実施形態の収納容器7と異なっている点は、シム鉄片5とスペーサ5aが収納される収納空間7dを積層方向(T方向)に分割する仕切り板7eを有している点である。仕切り板7eは、容器本体7aに固定されている。
図5に、本発明の第3の実施形態に係るMRI装置1(磁場発生装置2、図1A参照)の磁場調整方法(シミング作業)のフローチャートを示す。第3の実施形態では、シミング作業において、磁場分布測定とシム鉄量の調整を行うが、磁場分布測定に先立って、シム鉄量の調整を行う。そして、その磁場分布測定に先立つシム鉄量の調整は、事前に実施する シム鉄分布のシミュレーションの結果に基づいて行われる。このため、超電導コイルによって静磁場をFOV3に発生させその静磁場を計測する磁場分布測定を行う前に、シム鉄量の調整が行われ、シムトレイ6の収納容器7にシム鉄片5が配置されることになる。
まず、ステップS11で、計算機は、超電導コイルのメインコイル2aとシールドコイル2bの起磁力配置を、作業者等からの入力により取得する。取得する起磁力配置としては、メインコイル2aとシールドコイル2bのターン数と、それぞれのターンに流す電流と、それぞれのターンの断面の断面中心と辺長等を挙げることができる。そして、起磁力は、メインコイル2aとシールドコイル2bのコイルに流れる電流とそれらのコイルのターン数の積によって求めることができる。
第4の実施形態では、第3の実施形態で説明した図5のステップS1の事前シム鉄分布のシミュレーション方法を、データベースを作成するその2−1と、そのデータベースを利用するその2−2とに変更している。
第5の実施形態では、第4の実施形態で作成したデータベースを利用する方法に関する。なお、第4の実施形態で利用するデータベースは、様々な磁気シールドに関して磁場分布B3(第1磁場分布)を記憶させたが、なお、第5の実施形態で利用するデータベースでは、様々な磁気シールドと様々な超電導コイルの起磁力配置の組、すなわち、磁気シールドと超電導コイルの様々な組(組合せ)に対して、磁場分布B3(第1磁場分布)を記憶させておく。様々な超電導コイルとしては、メインコイル2a及びシールドコイル2bの断面の中心と辺長、ターン数とそれぞれのターンに流す電流等が変えられている。
第6の実施形態では、MRI装置1の周辺に配置される代表的な磁気シールドによる磁場分布B3(第1磁場分布)を打ち消すような磁場分布B1(第2磁場分布)を生成するような起磁力配置を持つ超電導コイルを設計することにより、シム鉄量を低減する。
2 磁場発生装置
2a 超電導コイル(メインコイル)
2b 超電導コイル(シールドコイル)
2c 真空容器
2d 冷媒容器
3 撮像領域(FOV: Field Of View、所定空間)
4 磁場調整装置
5 シム鉄片(磁性体片)
5a スペーサ
6 シムトレイ
6a シムポケット
7 収納容器
7a 容器本体
7b 容器の蓋
7c 開口部
7d 収納空間
7e 仕切り板
8a 冷凍機モータを保護するための磁気シールド(磁性体)
8b 漏洩磁場を低減するための磁気シールド(磁性体)
8c 精密機械を保護するための磁気シールド(磁性体)
9 ベッド
Claims (8)
- 所定空間に静磁場を発生させる超電導コイルと、
前記所定空間における前記静磁場の磁場均一度を調整するための磁性体片を配置するシムトレイとを有する磁場発生装置の磁場調整方法において、
前記静磁場を前記所定空間に発生させ前記静磁場の計測を行う前に、前記シムトレイに前記磁性体片を配置することを特徴とする磁場調整方法。 - 前記静磁場の計測の前の前記シムトレイに前記磁性体片を配置するときには、
前記磁場発生装置の周囲に設置される磁性体における前記超電導コイルによる磁化の磁化分布と、前記磁化分布が前記所定空間に作る第1磁場分布を計算し、
前記超電導コイルが前記所定空間に作る第2磁場分布を計算し、
前記第1磁場分布を前記第2磁場分布に加えて、合成磁場分布を計算し、
前記磁場均一度を調整する際に目標とする目標磁場分布と前記合成磁場分布との第1差分磁場分布を計算し、
前記第1差分磁場分布を作る前記シムトレイにおける第1事前磁化分布を計算し、
前記超電導コイルが前記シムトレイに作る第3磁場分布を計算し、
前記第3磁場分布によって前記第1事前磁化分布を生じる第1シム鉄分布を計算し、
前記第1シム鉄分布に基づいて、前記磁性体片を配置することを特徴とする請求項1に記載の磁場調整方法。 - 前記静磁場の計測の前の前記シムトレイに前記磁性体片を配置する前に、
前記磁場発生装置の周囲に設置される磁性体における前記超電導コイルによる磁化の磁化分布と、前記磁化分布が前記所定空間に作る第1磁場分布を計算し、
前記磁性体毎に、前記第1磁場分布を記憶したデータベースを作成し、
前記静磁場の計測の前の前記シムトレイに前記磁性体片を配置するときには、
前記磁場発生装置の周囲に設置される磁性体に対応する前記第1磁場分布を、前記データベースから読出し、
前記超電導コイルが前記所定空間に作る第2磁場分布を計算し、
前記第1磁場分布を前記第2磁場分布に加えて、合成磁場分布を計算し、
前記磁場均一度を調整する際に目標とする目標磁場分布と前記合成磁場分布との第1差分磁場分布を計算し、
前記第1差分磁場分布を作る前記シムトレイにおける第1事前磁化分布を計算し、
前記超電導コイルが前記シムトレイに作る第3磁場分布を計算し、
前記第3磁場分布によって前記第1事前磁化分布を生じる第1シム鉄分布を計算し、
前記第1シム鉄分布に基づいて、前記磁性体片を配置することを特徴とする請求項1に記載の磁場調整方法。 - 前記静磁場の計測の前の前記シムトレイに前記磁性体片を配置するときには、
設置誤差の最大許容値分ずらした超電導コイルが前記所定空間に作る第4磁場分布を計算し、
前記磁場均一度を調整する際に目標とする目標磁場分布と前記第4磁場分布との第2差分磁場分布を計算し、
前記第2差分磁場分布を半分にした第3差分磁場分布を計算し、
前記第3差分磁場分布を作る前記シムトレイにおける第2事前磁化分布を計算し、
前記超電導コイルが前記シムトレイに作る第3磁場分布を計算し、
前記第3磁場分布によって前記第2事前磁化分布を生じる第2シム鉄分布を計算し、
前記第2シム鉄分布に基づいて、前記磁性体片を配置することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の磁場調整方法。 - 前記静磁場の計測の前の前記シムトレイに前記磁性体片を配置する前に、
前記磁場発生装置の周囲に設置される磁性体における前記超電導コイルによる磁化の磁化分布と、前記磁化分布が前記所定空間に作る第1磁場分布を計算し、
前記磁性体と前記超電導コイルの組毎に、前記第1磁場分布を記憶したデータベースを作成し、
前記静磁場の計測の前の前記シムトレイに前記磁性体片を配置するときには、
前記磁場発生装置内に設置される前記超電導コイルと、前記磁場発生装置の周囲に設置される磁性体との前記組に対応する前記第1磁場分布を、前記データベースから読出し、
前記超電導コイルが前記所定空間に作る第2磁場分布を計算し、
前記第1磁場分布を前記第2磁場分布に加えて、合成磁場分布を計算し、
前記合成磁場分布における最大値と最小値を取得し、
前記最大値と前記最小値の差分値を計算し、
前記差分値が最小となる前記組を抽出することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の磁場調整方法。 - 前記静磁場の計測の前の前記シムトレイに前記磁性体片を配置する前に、
前記磁場発生装置の周囲に設置される磁性体における前記超電導コイルによる磁化の磁化分布と、前記磁化分布が前記所定空間に作る第1磁場分布を計算し、
前記超電導コイルが前記所定空間に作る第2磁場分布を計算し、
前記第1磁場分布を前記第2磁場分布に加えて、合成磁場分布を計算し、
前記磁場均一度を調整する際に目標とする目標磁場分布と前記合成磁場分布との第1差分磁場分布を計算し、
前記第1差分磁場分布を作る前記超電導コイルにおける差分起磁力配置を計算することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の磁場調整方法。 - 複数枚の薄板状の磁性体片と、前記磁性体片が収められる複数のポケットが設けられたシムトレイとを備え、前記磁性体片を積層して前記ポケット内に収め、超電導コイルが所定空間に発生させた静磁場の磁場均一度を調整する磁場調整装置において、
前記磁性体片の積層方向と異なる方向に前記磁性体片を出し入れする開口部を有し、複数枚の前記磁性体片を収納し、前記ポケット内に収められる収納容器を備えることを特徴とする磁場調整装置。 - 前記収納容器は、
前記磁性体片が収納される収納空間を前記積層方向に分割する仕切り板を有することを特徴とする請求項7に記載の磁場調整装置。
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