JP2015211766A - Magnetic resonance imaging apparatus and gradient magnetic field coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置及び傾斜磁場コイルに関する。 Embodiments described herein relate generally to a magnetic resonance imaging apparatus and a gradient magnetic field coil.
従来、磁気共鳴イメージング装置には、被検体が置かれる撮像空間における静磁場の不均一性を補正するための磁性体シム(例えば、鉄シムなど)を備えるものがある。この磁性体シムは、撮像中に周囲の温度などによって発熱することがあり、その発熱によって温度が変化すると、飽和磁束密度が変化する。この結果、磁性体シムに収束する磁束の大きさが変化し、それに伴って静磁場の均一性が変化することがある。一般的に、磁気共鳴イメージング装置では複数の磁性体シムが用いられるが、各磁性体シムの温度変化はそれぞれが配置される位置によって異なるため、静磁場が局所的に不均一になることがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, some magnetic resonance imaging apparatuses include a magnetic shim (for example, an iron shim) for correcting static magnetic field inhomogeneity in an imaging space where a subject is placed. This magnetic shim may generate heat due to the ambient temperature or the like during imaging, and when the temperature changes due to the generated heat, the saturation magnetic flux density changes. As a result, the magnitude of the magnetic flux that converges on the magnetic shim changes, and the uniformity of the static magnetic field may change accordingly. In general, a plurality of magnetic shims are used in a magnetic resonance imaging apparatus. However, since the temperature change of each magnetic shim varies depending on the position at which the magnetic shims are arranged, the static magnetic field may be locally non-uniform. .
本発明が解決しようとする課題は、磁性体シムの温度変化によって静磁場が局所的に不均一になることを抑えることができる磁気共鳴イメージング装置及び傾斜磁場コイルを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a magnetic resonance imaging apparatus and a gradient magnetic field coil capable of suppressing a static magnetic field from becoming locally non-uniform due to a temperature change of a magnetic material shim.
実施形態に係る磁気共鳴イメージング(MRI:Magnetic Resonance Imaging)装置は、静磁場磁石と、傾斜磁場コイルと、シムトレイとを備える。静磁場磁石は、被検体が置かれる撮像空間に静磁場を発生させる。傾斜磁場コイルは、前記撮像空間に傾斜磁場を発生させる。シムトレイは、前記傾斜磁場コイルに設けられ、前記静磁場の不均一性を補正するための磁性体シムを収納可能な複数のシムポケットを有する。また、シムトレイは、前記複数のシムポケットのうちの異なるシムポケットに収納された磁性体シムを熱結合させる。 A magnetic resonance imaging (MRI) apparatus according to an embodiment includes a static magnetic field magnet, a gradient magnetic field coil, and a shim tray. The static magnetic field magnet generates a static magnetic field in the imaging space where the subject is placed. The gradient magnetic field coil generates a gradient magnetic field in the imaging space. The shim tray has a plurality of shim pockets provided in the gradient magnetic field coil and capable of storing magnetic shims for correcting the non-uniformity of the static magnetic field. The shim tray thermally couples the magnetic shims stored in different shim pockets among the plurality of shim pockets.
以下に、図面に基づいて、MRI装置及び傾斜磁場コイルの実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of an MRI apparatus and a gradient magnetic field coil will be described in detail based on the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るMRI装置100の構成例を示す図である。例えば、図1に示すように、MRI装置100は、静磁場磁石10と、傾斜磁場コイル20と、RFコイル30と、天板40と、傾斜磁場電源50と、送信部60と、受信部70と、シーケンス制御装置80と、計算機システム90とを有する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an
静磁場磁石10は、概略円筒状(円筒の中心軸に直交する断面が楕円となるものを含む)に形成された真空容器11と、真空容器11の中で冷却液に浸漬された超伝導コイル12とを有する。この静磁場磁石10は、静磁場磁石10の円筒内部に、被検体Sが置かれる撮像空間(ボア)を形成し、その撮像空間に静磁場を発生させる。
The static
傾斜磁場コイル20は、概略円筒状(円筒の中心軸に直交する断面が楕円となるものを含む)に形成され、静磁場磁石10の内側に配置される。この傾斜磁場コイル20は、傾斜磁場電源50から供給される電流により、被検体Sが置かれる撮像空間に傾斜磁場を発生させる。例えば、傾斜磁場コイル20は、撮像空間におけるX軸,Y軸,Z軸それぞれの方向に沿った傾斜磁場を発生させるメインコイル21と、メインコイル21の漏洩磁場をキャンセルするシールドコイル22とを有する。ここで、メインコイル21とシールドコイル22との間には、シムトレイ挿入ガイド23が形成される。このシムトレイ挿入ガイド23には、撮像空間における静磁場の不均一性を補正するための鉄シム25を収納したシムトレイ24が挿入される。なお、傾斜磁場コイル20の構成については、後に詳細に説明する。
The gradient
RFコイル30は、概略円筒状(円筒の中心軸に直交する断面が楕円となるものを含む)に形成され、傾斜磁場コイル20の内側に配置される。このRFコイル30は、送信部60から供給されるRFパルスを受けて、被検体Sが置かれた撮像空間に高周波磁場を発生させる。また、RFコイル30は、高周波磁場によって水素原子核が励起されることで被検体Sから放出される磁気共鳴信号を受信する。
The
天板40は、図示していない寝台に水平方向へ移動可能に設けられ、撮影時には被検体Sが載置され撮像空間へ移動される。傾斜磁場電源50は、シーケンス制御装置80からの指示に基づいて、傾斜磁場コイル20に電流を供給する。
The
送信部60は、シーケンス制御装置80からの指示に基づいて、RFコイル30にRFパルスを供給する。受信部70は、RFコイル30によって受信された磁気共鳴信号を受信し、受信した磁気共鳴信号をデジタル化して得られる生データをシーケンス制御装置80に対して送信する。
The
シーケンス制御装置80は、計算機システム90による制御のもと、傾斜磁場電源50、送信部60及び受信部70をそれぞれ駆動することで、被検体Sのスキャンを行う。そして、シーケンス制御装置80は、スキャンを行った結果、受信部70から生データが送信されると、その生データを計算機システム90に送信する。
The
計算機システム90は、MRI装置100全体を制御する。具体的には、この計算機システム90は、操作者から各種入力を受け付ける入力部や、操作者から入力される撮像条件に基づいてシーケンス制御装置80にスキャンを実行させるシーケンス制御部、シーケンス制御装置80から送信された生データに基づいて画像を再構成する画像再構成部、再構成された画像などを記憶する記憶部、再構成された画像など各種情報を表示する表示部、操作者からの指示に基づいて各機能部の動作を制御する主制御部などを有する。
The
図2は、第1の実施形態に係る傾斜磁場コイル20の構成例を示す斜視図である。例えば、図2に示すように、傾斜磁場コイル20は、概略円筒状に形成されたメインコイル21と、メインコイル21の外側に配置されたシールドコイル22とを有する。また、メインコイル21とシールドコイル22との間には、複数のシムトレイ挿入ガイド23が形成される。
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration example of the gradient
シムトレイ挿入ガイド23は、傾斜磁場コイル20の両端面に開口を形成する貫通孔であり、傾斜磁場コイル20の長手方向に全長にわたって形成される。例えば、シムトレイ挿入ガイド23は、メインコイル21及びシールドコイル22に挟まれた領域に、互いに平行となるように円周方向に等間隔に形成される。そして、各シムトレイ挿入ガイド23には、シムトレイ24が挿入される。
The shim
シムトレイ24は、樹脂によって概略棒状に形成される。このシムトレイ24には、所定数の鉄シム25が収納される。例えば、シムトレイ24は、傾斜磁場コイル20の両端部を除いた長さを有する。また、シムトレイ24は、各シムトレイ挿入ガイド23に挿入されて、それぞれ傾斜磁場コイル20の中央部に固定される。なお、図2には示していないが、例えば、傾斜磁場コイル20には、傾斜磁場コイル20を冷却するための複数の冷却管が円筒形状に沿って螺旋状に埋設される。
The
図3は、第1の実施形態に係るシムトレイ24の構成例を示す斜視図である。例えば、図3に示すように、シムトレイ24は、細長箱状のトレイ本体24aと、蓋体24bとから構成される。トレイ本体24aは、長手方向に連続して形成され、それぞれ磁性体シム24cを収納可能な複数のシムポケット24dを有する。磁性体シム24cは、薄板状に形成された磁性体の部材であり、撮像空間における静磁場の不均一性を補正するために、必要な箇所のシムポケット24dに必要な枚数だけ収納される。例えば、磁性体シム24cは、鉄、パーメンジュール、センダストなどで作製される。
FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration example of the
以上、本実施形態に係るMRI装置100の構成について説明した。このような構成のもと、本実施形態に係るMRI装置100では、シムトレイ24が、複数のシムポケット24dのうちの異なるシムポケットに収納された磁性体シム24cを熱結合させる。
The configuration of the
従来、磁性体シムは、撮像中に、傾斜磁場コイルの発熱などの周囲の温度や磁性体シム自身の渦電流損などによって発熱することがあり、発熱によって温度が変化すると、飽和磁束密度が変化する。この結果、磁性体シムに収束する磁束の大きさが変化し、それに伴って静磁場の均一性が変化することがある。一般的に、磁気共鳴イメージング装置では複数の磁性体シムが用いられるが、各磁性体シムの温度変化はそれぞれが配置される位置によって異なるため、静磁場が局所的に不均一になることがある。 Conventionally, a magnetic shim may generate heat during imaging due to the ambient temperature of the gradient magnetic field coil or the eddy current loss of the magnetic shim itself. When the temperature changes due to heat generation, the saturation magnetic flux density changes. To do. As a result, the magnitude of the magnetic flux that converges on the magnetic shim changes, and the uniformity of the static magnetic field may change accordingly. In general, a plurality of magnetic shims are used in a magnetic resonance imaging apparatus. However, since the temperature change of each magnetic shim varies depending on the position at which the magnetic shims are arranged, the static magnetic field may be locally non-uniform. .
これに対し、本実施形態に係るMRI装置では、シムトレイ24によって、異なるシムポケットに収納された磁性体シム24cが熱結合されるので、各磁性体シム24cの温度が均一化される。これにより、磁性体シム24cの温度変化によって静磁場が局所的に不均一になることを抑えることができる。以下では、本実施形態に係るシムトレイ24の構成例について説明する。
On the other hand, in the MRI apparatus according to this embodiment, the
図4は、第1の実施形態に係るシムトレイ24の構成例を示す断面図である。図4は、シムトレイ24の略中心を通り、かつ、シムトレイ24の長手方向及び厚さ方向に平行な断面を示している。図4に示すように、シムトレイ24は、細長箱状のトレイ本体24aと、蓋体24bとから構成される。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the
トレイ本体24aは、長手方向に連続して形成された複数のシムポケット24dを有する。各シムポケット24dには、撮像空間における静磁場の不均一性を補正するために必要な枚数の磁性体シム24cが積層されて収納される。なお、各シムポケット24dに必要な枚数の磁性体シム24cが収納された結果、全てのシムポケット24dに磁性体シム24cが収納される場合もあるが、一部のシムポケット24dに磁性体シム24cが1枚も収納されない場合もある。
The
蓋体24bは、複数のシムポケット24dを覆うように、トレイ本体24aに固定される。また、各シムポケット24dにおいて、積層された磁性体シム24cと蓋体24bとの間には、適切な厚さのスペーサ24eが配置される。スペーサ24eは、磁性体シム24cがシムポケット24d内で移動しないように、蓋体24bが固定される際に、シムポケット24dの底部に磁性体シム24cを押しつけて位置決めする。
The
そして、シムトレイ24は、複数のシムポケット24dに跨って設けられた熱伝導部材24fを有する。熱伝導部材24fは、異なるシムポケット24dに収納された磁性体シム24cに直接的又は他の熱伝導部材を介して間接的に接触して、各磁性体シムを熱結合させる。これにより、特定の磁性体シム24cが大きく発熱した場合でも、その熱が熱伝導部材24fを介して他の磁性体シム24cに分散されることになり、各磁性体シム24cの温度が均一化される。
The
ここで、熱伝導部材24fは、シムポケット24dの底部に設けられる。例えば、熱伝導部材24fは、熱伝導性を有する材料で形成された板状又はシート状の部材であり、トレイ本体24aの底部を形成する樹脂に埋め込まれる。
Here, the
より具体的には、例えば、熱伝導部材24fは、各シムポケット24dに磁性体シム24cが収納された際に磁性体シム24cに直接的に接触するように、各シムポケット24dの底面で少なくとも一部が露出するように埋め込まれる。ここで、シムポケット24dの底面で熱伝導部材24fが露出する範囲は、シムポケット24dの底面全体であってもよいし、シムポケット24dの底面の一部であってもよい。また、熱伝導部材24fは、磁性体シム24cに直接的に接触するのではなく、シムポケット24dの底面と磁性体シム24cとの間に挿入された熱伝導性を有するスペーサなどを介して、間接的に磁性体シム24cに接触してもよい。
More specifically, for example, the
また、例えば、熱伝導部材24fは、シムトレイ24を形成する材料と比べて熱伝導性が高い材料で形成される。このような材料として、例えば、銅を用いることができる。一般的に、シムトレイ24を形成する樹脂は熱伝導性が低いため、各シムポケット24dに収納された磁性体シム24cは、熱伝導部材24fが設けられない場合は熱的に絶縁されることになる。したがって、熱伝導部材24fをシムトレイ24と比べて熱伝導性が高い材料で形成することによって、各シムポケット24dに収納された磁性体シム24cの間で熱を伝導させることができる。
Further, for example, the
また、例えば、熱伝導部材24fは、シムトレイ24を形成する材料と比べて熱容量が大きい材料で形成されてもよい。このような材料として、例えば、アルミニウム用いることができる。熱伝導部材24fは、磁性体シムと同様に周囲の温度などによって発熱する場合があり、静磁場の均一性を乱す原因となり得る。これに対し、熱伝導部材24fをシムトレイ24と比べて熱容量が大きい材料で形成することによって、熱伝導部材24fの温度の温度上昇を抑えることができる。この結果、熱伝導部材24の温度変化を抑えることができ、熱伝導部材24の発熱による静磁場の均一性の変動を抑えることができる。
Further, for example, the
以上、第1の実施形態について説明したが、上記実施形態で説明したMRI装置100は、図1〜4に示した基本的な構成を変えずに、シムトレイ24の構成を適宜に変更して実施することが可能である。以下では、MRI装置100に関する他の実施形態について、シムトレイの構成を中心に説明する。なお、以下で説明する各実施形態では、第1の実施形態で説明した構成要素と同一の構造又は機能を有する構成要素については同一の符号を付すこととし、その詳細な説明を省略する。
Although the first embodiment has been described above, the
(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態に係るシムトレイ124の構成例を示す断面図である。図5は、シムトレイ124の略中心を通り、かつ、シムトレイ124の長手方向及び厚さ方向に平行な断面を示している。なお、本実施形態に係るシムトレイ124は、第1の実施形態で説明したシムトレイ24と略同一の構成を有するが、熱伝導部材の構成が第1の実施形態とは異なる。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the
図5に示すように、シムトレイ124は、第1の実施形態で説明したシムトレイ24と同様に、複数のシムポケット24dに跨って設けられた熱伝導部材124fを有する。
As shown in FIG. 5, the
ここで、本実施形態では、熱伝導部材124fは、第1の熱伝導部材124faと、第2の熱伝導部材124fbとを接合して形成される。第1の熱伝導部材124faは、シムトレイ124を形成する材料と比べて熱伝導性が高い材料で形成される。このような材料として、例えば、銅を用いることができる。また、第2の熱伝導部材124fbは、シムトレイ124を形成する材料と比べて熱容量が大きい材料で形成される。このような材料として、例えば、アルミニウムを用いることができる。そして、第1の熱伝導部材124faは、異なるシムポケットに収納された磁性体シム24cに直接的又は他の熱伝導部材を介して間接的に接触する位置に設けられる。
Here, in the present embodiment, the
例えば、第1の熱伝導部材124fa及び第2の熱伝導部材124fbは、それぞれ熱伝導性を有する材料で形成された板状又はシート状の部材であり、それぞれが積層された状態で、トレイ本体24aの底部を形成する樹脂に埋め込まれる。ここで、例えば、第1の熱伝導部材124faは、各シムポケット24dに磁性体シム24cが収納された際に磁性体シム24cに直接的に接触するように、各シムポケット24dの底面で少なくとも一部が露出するように埋め込まれる。なお、シムポケット24dの底面で第1の熱伝導部材124faが露出する範囲は、シムポケット24dの底面全体であってもよいし、シムポケット24dの底面の一部であってもよい。また、第1の熱伝導部材124faは、磁性体シム24cに直接的に接触するのではなく、シムポケット24dの底面と磁性体シム24cとの間に挿入された熱伝導性を有するスペーサなどを介して、間接的に磁性体シム24cに接触してもよい。また、第2の熱伝導部材124fbは、第1の熱伝導部材124faにおけるシムポケット24d側を表側とした場合に、第1の熱伝導部材124faの裏側の面に密着した状態で埋め込まれる。
For example, the first heat conducting member 124fa and the second heat conducting member 124fb are plate-like or sheet-like members each made of a material having thermal conductivity, and are stacked in the tray body. It is embedded in the resin that forms the bottom of 24a. Here, for example, the first heat conducting member 124fa is disposed at least on the bottom surface of each
(第3の実施形態)
図6は、第3の実施形態に係るシムトレイ224の構成例を示す断面図である。図6は、シムトレイ224におけるシムポケット24dの底面を通る断面を示している。なお、本実施形態に係るシムトレイ224は、第1の実施形態で説明したシムトレイ24と略同一の構成を有するが、熱伝導部材の形状が第1の実施形態とは異なる。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a
図6に示すように、シムトレイ224は、第1の実施形態で説明したシムトレイ24と同様に、複数のシムポケット24dに跨って設けられた熱伝導部材224fを有する。
As shown in FIG. 6, the
ここで、本実施形態では、熱伝導部材224fには、少なくとも1つのスリットが形成される。ここでいうスリットは、例えば、熱伝導部材224fの面に沿って形成された細長い矩形状の孔であり、熱伝導部材224fの表側の面から裏側の面へ貫通するように形成される。前述したように、熱伝導部材224fは、電導材料で形成された場合には、傾斜磁場の切り替え時に誘起電流が生じてしまい、MRI装置100内に渦電流を発生させる原因となり得る。これに対し、熱伝導部材224fにスリットを設けることで、熱伝導部材224f内に発生する有機電流の流れを分断することができ、渦電流の発生を抑えることができる。また、渦電流損による熱伝導部材224fの発熱を抑えることができる。
Here, in this embodiment, at least one slit is formed in the
例えば、図6に示すように、熱伝導部材224fには、各シムポケット24dの位置に、シムトレイ224の長手方向に沿った2本のスリット224hが形成される。また、例えば、図6に示すように、熱伝導部材224fには、隣り合うシムポケット24dの間の位置に、シムトレイ224の短手方向に沿った2本のスリット224iが形成される。このように各スリットを形成することで、例えば、各シムポケット24dの間に形成されたスリット224iによって、シムトレイ224の長手方向にシムポケット24dの位置ごとに分断された渦電流が、さらに、各シムポケット24dの位置に形成されたスリット224hによって、シムトレイ224の短手方向に分断されることになる。
For example, as shown in FIG. 6, two
なお、熱伝導部材224fに形成されるスリットの数、位置、形状は、必ずしも図6に示したものに限られない。スリットの数、位置、形状は、熱伝導部材224fに生じる誘起電流を効率よく分断することができるように適宜決められる。また、熱伝導部材224fに渦電流がどのように生じるかは、シムトレイ224が配置される位置に応じて変化する。したがって、例えば、熱伝導部材224fに形成されるスリットの数、位置、形状は、傾斜磁場コイル20においてシムトレイ224が配置される位置に応じて決められてもよい。
Note that the number, position, and shape of the slits formed in the
(第4の実施形態)
図7は、第4の実施形態に係るシムトレイ324の構成例を示す断面図である。図7は、シムトレイ324の略中心を通り、かつ、シムトレイ324の長手方向及び厚さ方向に平行な断面を示している。なお、本実施形態に係るシムトレイ324は、第1の実施形態で説明したシムトレイ24と略同一の構成を有するが、熱伝導部材が配置される位置が第1の実施形態とは異なる。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a
図7に示すように、シムトレイ324は、第1の実施形態で説明したシムトレイ24と同様に、細長箱状のトレイ本体324aと、蓋体324bとから構成される。また、シムトレイ324は、複数のシムポケット24dに跨って設けられた熱伝導部材324fを有する。熱伝導部材324fは、異なるシムポケット24dに収納された磁性体シム24cに直接的又は他の熱伝導部材を介して間接的に接触して、各磁性体シムを熱結合させる。これにより、特定の磁性体シム24cが大きく発熱した場合でも、その熱が熱伝導部材324fを介して他の磁性体シム24cに分散されることになり、各磁性体シム24cの温度が均一化される。
As shown in FIG. 7, the
ここで、本実施形態では、熱伝導部材324fは、シムポケット24dを覆う蓋体324bに設けられる。そして、各シムポケット24dにおいて、積層された磁性体シム24cと蓋体324bとの間には、適切な厚さのスペーサ324eが配置される。スペーサ324eは、磁性体シム24cがシムポケット24d内で移動しないように、蓋体324bが固定される際に、シムポケット324の底部に磁性体シム24cを押しつけて位置決めする。
Here, in the present embodiment, the
ここで、本実施形態では、スペーサ324eは、熱伝導性を有する材料で形成される。これにより、蓋体324bに設けられた熱伝導部材324fが、スペーサ324を介して、シムポケット24dに収納された磁性体シム24cに間接的に接触することになる。また、例えば、シムポケット24dの底面と磁性体シム24cとの間に適切な厚さのスペーサを配置することで、蓋体324bに設けられた熱伝導部材324fと磁性体シム24cとを直接的に接触させるようにしてもよい。
Here, in this embodiment, the
なお、例えば、熱伝導部材324fは、第1の実施形態で説明した熱伝導部材24fと同様に、シムトレイ324を形成する材料と比べて熱伝導性が高い材料、又は、シムトレイ324を形成する材料と比べて熱容量が大きい材料で形成される。
For example, the heat
また、例えば、熱伝導部材324fは、第2の実施形態で説明した熱伝導部材124fと同様に、シムトレイ324を形成する材料と比べて熱伝導性が高い材料で形成された第1の熱伝導部材と、シムトレイ324を形成する材料と比べて熱伝導性が高い材料で形成された第2の熱伝導部材とを接合して形成されてもよい。この場合には、第1の熱伝導部材及び第2の熱伝導部材は、それぞれが積層された状態で、蓋体324bを形成する樹脂に埋め込まれる。ここで、第1の熱伝導部材は、蓋体324bにおけるトレイ本体324a及びシムポケット24dと対向する側に埋め込まれる。また、第2の熱伝導部材は、第1の熱伝導部材におけるシムポケット24d側を表側とした場合に、第1の熱伝導部材の裏側の面に密着した状態で埋め込まれる。
Further, for example, the
また、熱伝導部材324fは、第3の実施形態と同様に、少なくとも1つのスリットが形成されてもよい。
In addition, as in the third embodiment, at least one slit may be formed in the
なお、上述した第1〜第4の実施形態では、シムトレイにおいて、シムポケットの底部又は蓋体に熱伝導部材が設けられる場合の例を説明したが、熱伝導部材が設けられる位置はこれらに限られない。例えば、熱伝導部材は、シムトレイにおける長手方向に沿った側部に設けられてもよい。その場合には、熱伝導部材は、各シムポケットに磁性体シムが収納された際に磁性体シムの端部に直接的に接触するように、各シムポケットの内側の側面で少なくとも一部が露出するように埋め込まれる。また、熱伝導部材は、磁性体シムに直接的に接触するのではなく、シムポケットの内側の側面と磁性体シムとの間に挿入された熱伝導性を有するスペーサなどを介して、間接的に磁性体シムに接触してもよい。 In the first to fourth embodiments described above, in the shim tray, the example in which the heat conduction member is provided on the bottom of the shim pocket or the lid has been described. However, the position where the heat conduction member is provided is not limited thereto. I can't. For example, the heat conducting member may be provided on a side portion along the longitudinal direction of the shim tray. In that case, at least a part of the heat conducting member is formed on the inner side surface of each shim pocket so that the magnetic shim is directly brought into contact with the shim pocket when the magnetic shim is stored in each shim pocket. Embedded to be exposed. In addition, the heat conducting member does not directly contact the magnetic shim, but indirectly through a spacer having thermal conductivity inserted between the inner side surface of the shim pocket and the magnetic shim. The magnetic material shim may be contacted.
また、上述した第1〜第4の実施形態において、例えば、熱伝導部材は、非磁性材料で形成される。このような材料として、例えば、銅又はアルミニウムを用いることができる。熱伝導部材は、磁性材料で形成されると、磁性体シムによって調整された静磁場の均一性を乱す原因となり得る。これに対し、熱伝導部材を非磁性材料で形成することによって、熱伝導部材が静磁場の均一性を乱す原因となるのを防ぐことができる。 In the first to fourth embodiments described above, for example, the heat conducting member is made of a nonmagnetic material. As such a material, for example, copper or aluminum can be used. When the heat conducting member is formed of a magnetic material, it may cause the uniformity of the static magnetic field adjusted by the magnetic material shim. On the other hand, by forming the heat conducting member from a non-magnetic material, it is possible to prevent the heat conducting member from disturbing the uniformity of the static magnetic field.
また、上述した第1〜第4の実施形態において、例えば、熱伝導部材は、非電導材料で形成される。このような材料として、例えば、銅又はアルミニウムを用いることができる。熱伝導部材は、シムトレイとともに傾斜磁場コイルに設けられるので、電導材料で形成されると傾斜磁場の切り替え時に誘起電流が生じてしまい、MRI装置内に渦電流を発生させる原因となり得る。これに対し、熱伝導部材を非電導材料で形成することによって、熱伝導部材が渦電流の原因となるのを防ぐことができる。 Moreover, in the 1st-4th embodiment mentioned above, a heat conductive member is formed with a nonelectroconductive material, for example. As such a material, for example, copper or aluminum can be used. Since the heat conducting member is provided in the gradient magnetic field coil together with the shim tray, if it is formed of a conductive material, an induced current is generated when the gradient magnetic field is switched, which may cause eddy currents in the MRI apparatus. On the other hand, by forming the heat conducting member from a non-conductive material, it is possible to prevent the heat conducting member from causing eddy current.
(第5の実施形態)
図8は、第5の実施形態に係るシムトレイ424の構成を示す図である。図8は、シムトレイ424の略中心を通り、かつ、シムトレイ424の長手方向及び厚さ方向に平行な断面を示している。なお、本実施形態に係るシムトレイ424は、第1の実施形態で説明したシムトレイ24と略同一の形状を有するが、熱伝導部材を有する代わりに、シムトレイ424の少なくとも一部が熱伝導性を有する点が第1の実施形態とは異なる。
(Fifth embodiment)
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a
図8に示すように、シムトレイ424は、第1の実施形態で説明したシムトレイ24と同様に、細長箱状のトレイ本体424aと、蓋体424bとから構成される。
As shown in FIG. 8, the
ここで、本実施形態では、シムトレイ424は、複数のシムポケット24dに跨る部分の少なくとも一部が熱伝導性を有する材料で形成される。例えば、トレイ本体424a及び蓋体424bそれぞれが、熱伝導性を有する材料で形成される。例えば、トレイ本体424a及び蓋体424bは、銅などの熱伝導性を有する微粉末を混入した樹脂で形成される。これにより、特定の磁性体シム24cが大きく発熱した場合でも、その熱がトレイ本体424a及び蓋体424bを介して他の磁性体シム24cに分散されることになり、各磁性体シム24cの温度が均一化される。
Here, in this embodiment, the
また、例えば、トレイ本体424a及び蓋体424bは、必ずしも両方が熱伝導性を有する材料で形成されなくてもよく、いずれか一方が熱伝導性を有する材料で形成されていればよい。この場合に、例えば、トレイ本体424aが熱伝導性を有する材料で形成される場合には、シムポケット24dの底面と磁性体シム24cとを直接的に接触させる。また、例えば、蓋体424bが熱伝導性を有する材料で形成される場合には、第4の実施形態と同様に、蓋体424bと磁性体シム24cとの間に熱伝導性を有するスペーサを挿入することで、蓋体424bを間接的に磁性体シム24cに接触させる。
Further, for example, both the tray
なお、上述した第1〜第5の実施形態では、シムトレイが、長手方向に連続して形成された複数のシムポケットを有する一体のものである場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、シムトレイは、それぞれが1つ又は複数のシムポケットを有する複数のサブトレイに分割可能に構成されてもよい。各サブトレイは、長手方向に連結されて、1つのシムトレイとして用いられる。 In the first to fifth embodiments described above, the example in which the shim tray is an integrated one having a plurality of shim pockets formed continuously in the longitudinal direction has been described. Not limited. For example, the shim tray may be configured to be divided into a plurality of sub-trays each having one or a plurality of shim pockets. Each sub-tray is connected in the longitudinal direction and used as one shim tray.
この場合には、熱伝導部材もサブトレイごとに分割される。すなわち、各サブトレイが、個別に熱伝導部材を有するように構成される。そして、各サブトレイが有する熱伝導部材は、各サブトレイが連結された際に、隣接するサブトレイ間で接続されて、第1〜第5の実施形態で説明した熱伝導部材と同様に機能する。 In this case, the heat conducting member is also divided for each sub-tray. That is, each sub-tray is configured to have a heat conducting member individually. And when each subtray is connected, the heat conductive member which each subtray has is connected between adjacent subtrays, and functions similarly to the heat conductive member demonstrated in 1st-5th embodiment.
上述した各実施形態によれば、異なるシムポケットに収納された磁性体シム24cが熱結合されるので、各磁性体シム24cの温度が均一化される。これにより、特定の磁性体シム24cの温度が変化するのではなく、熱結合された磁性体シム24c全体の温度が均一化されるので、特定の位置で静磁場が不均一となることを緩和できる。また、磁性体シム24cを熱結合することによって、特定の磁性体シム24cの温度が発熱した場合でも、その熱が他の磁性体シム24cに分散されることになり、磁性体シム24c全体の温度上昇を抑えることができる。また、磁性体シム24c全体の温度上昇が抑えられることによって、磁性体シム24c全体の温度変化が抑制されるので、静磁場の均一性の変動を抑えることができる。
According to each embodiment mentioned above, since the
以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、磁性体シムの温度変化によって静磁場が局所的に不均一になることを抑えることができる。 According to at least one embodiment described above, it is possible to prevent the static magnetic field from becoming locally non-uniform due to a temperature change of the magnetic material shim.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
100 磁気共鳴イメージング(MRI:Magnetic Resonance Imaging)装置
10 静磁場磁石
20 傾斜磁場コイル
24 シムトレイ
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記撮像空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルと、
前記傾斜磁場コイルに設けられ、前記静磁場の不均一性を補正するための磁性体シムを収納可能な複数のシムポケットを有するシムトレイとを備え、
前記シムトレイは、前記複数のシムポケットのうちの異なるシムポケットに収納された磁性体シムを熱結合させることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 A static magnetic field magnet that generates a static magnetic field in the imaging space where the subject is placed;
A gradient coil for generating a gradient magnetic field in the imaging space;
A shim tray having a plurality of shim pockets provided in the gradient magnetic field coil and capable of storing a magnetic shim for correcting non-uniformity of the static magnetic field;
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the shim tray thermally couples magnetic shims stored in different shim pockets among the plurality of shim pockets.
前記熱伝導部材は、前記異なるシムポケットに収納された磁性体シムに直接的又は他の熱伝導部材を介して間接的に接触して、各磁性体シムを熱結合させる
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The shim tray has a heat conducting member provided across the plurality of shim pockets,
The heat conducting member is in direct contact with the magnetic material shim accommodated in the different shim pockets or indirectly through another heat conducting member to thermally couple each magnetic material shim. Item 2. The magnetic resonance imaging apparatus according to Item 1.
前記第1の熱伝導部材は、前記異なるシムポケットに収納された磁性体シムに直接的又は他の熱伝導部材を介して間接的に接触する位置に設けられる
ことを特徴とする請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The heat conducting member is formed of a first heat conducting member made of a material having a higher thermal conductivity than the material forming the shim tray and a material having a larger heat capacity than the material forming the shim tray. Formed by joining the second heat conducting member,
The said 1st heat conductive member is provided in the position which contacts the magnetic body shim accommodated in the said different shim pocket directly or indirectly through another heat conductive member. The magnetic resonance imaging apparatus described.
前記シムトレイは、前記複数のシムポケットのうちの異なるシムポケットに収納された磁性体シムを熱結合させることを特徴とする傾斜磁場コイル。 A shim tray having a plurality of shim pockets capable of storing magnetic shims for correcting the non-uniformity of a static magnetic field in an imaging space where a subject is placed;
The gradient magnetic field coil, wherein the shim tray thermally couples magnetic shims stored in different shim pockets of the plurality of shim pockets.
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