JP2015500127A - Mri装置のためのアクティブ抵抗性シミング - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、2011年12月13日出願の発明の名称「MRI装置のためのアクティブ抵抗性シミング」を有する米国出願第13/324850号の利益を優先権主張し、その全開示が参照によりここに組み込まれる。
1)Zシムコイルの2つの象限は、2つの各電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能であり、
2)Yシムコイルの第1の象限及び第2の象限は直列接続され、2つの各電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能であり、Yシムコイルの第3の象限及び第4の象限は直列接続され、2つの各電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能であり、
3)Xシムコイルの第1の象限及び第2の象限は直列接続され、2つの各電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能であり、Xシムコイルの第3の象限及び第4の象限は直列接続され、2つの各電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能である。そのような構成は、アクティブシミングのために6つの自由度を可能とする。
・Nはフィールドカメラを使用する測定点の数である。
・NDはベースのシムコイルの数である。
・δBは中心フィールド値B0に対する磁場の測定されたフィールド値の変化である。
・Bi,nは、一連の測定点にわたって単位電流を用いて駆動される(文字nにより索引された)ベースのシムコイルにより生成される磁場の値である。これらの値はベースのシムコイルの感度を表す。
・Inはベースのシムコイルに印加されるべき未知の電流値である。
・λは印加されるべきシム電流値を最小化するように正則化係数である。
ある実施形態では、本開示のMRIシステム内の構台上に18個の「輪」が存在してもよい。これらの「輪」は、回転の間、構台を支持して導く。その「輪」は、強磁性物質から製造されてもよい。構台が回転するにつれてイメージング容積内の磁場の不均一性がどのように変化するかを測定するように測定が実行された。(例えば、45cmのDSVを有する24平面、24アングル(角度)の)フィールドカメラが360度にわたって29個の回転構台位置に対して磁場マップを取得するように使用された。その結果が図7に実線で図示される。この図は、ピーク・ツー・ピークの測定された不均一性が43.95ppmの平均値で構台が回転している間では20.5ppmで変化することを示す。
この例での「輪」は、ステンレス鋼、タングステン、アンプコロイ(登録商標)から製造された。構台が回転するにつれてイメージング容積内の磁場の不均一性がどのように変化するかを測定するように測定が実行された。(例えば、45cmのDSVを有する24平面、24アングル(角度)の)フィールドカメラが360度にわたって29個の回転構台位置に対して磁場マップを取得するように使用された。その結果が図9に実線で図示される。この図は、ピーク・ツー・ピークの測定された不均一性が45.49ppmの平均値で構台が回転している間では2.67ppmで変化することを示す。
図1における患者テーブル108の位置は、例えばモータなどのいくつかの磁性物質を含んでもよく、例えば、それ故に磁場の不均一性に影響を及ぼす可能性がある。アクティブシムは患者テーブル位置を補正することができる。ビューレイシステムにおける患者テーブルは、磁性成分を有する部品を含む。この患者テーブルは、左から右にもしくは上から下に軸方向に移動することができる。軸方向の動きの間、磁性部品は、患者テーブルに沿って移動しない。第1の2つのケース(左から右への移動、上から下への移動)では、磁性部品は、患者テーブルに沿って移動する。これらのケースでは、患者テーブルの動きは、磁場の不均一性に影響を及ぼすであろう。患者テーブルの動きが磁場の不均一性にどのように影響を及ぼすのかを調査するために5回の測定が行われた。それらは以下の通りであった。図11は、測定の結果を実線で図示する。
1.患者テーブルが初期(デフォルト)位置にある。
2.患者テーブルが(初期位置より100ミリだけ)下の位置にある。
3.患者テーブルが(初期位置より100ミリだけ)上の位置にある。
4.患者テーブルが(初期位置より70ミリだけ)左の位置にある。
5.患者テーブルが(初期位置より70ミリだけ)右の位置にある。
完全に統合化されたビューレイシステムの磁場プロットが取られた。構台はスチールから形成されたショックアブソーバ(衝撃吸収材)を含む。ピーク・ツー・ピークの磁場の不均一性が45cmのDSVにわたって98.49ppmと測定された。主な寄与はZ2の調和関数から来る。この種の挙動は、ロードされた構台の対称性に起因するかもしれない。2、3の調和関数が表7にリストアップされる。
LINAC−MRIシステムは特許文献4で説明され、それが参照によりここで組み込まれる。そのようなLINAC−MRIシステムは、本開示で説明されたシムコイルアッセンブリ208を含むように変更されてもよい。例示的なLINAC−MRIシステムでは、45cmのDSVにわたってLINACにより導入された磁場の不均一性は、914.67ppmに等しい。球面調和関数は主に、表11でリストアップされたZ2、Z4、X、及びYである。
Claims (27)
- 磁気共鳴イメージング(MRI)システムであって、
第1の磁石と、
上記第1の磁石と上記MRIシステムの長手方向の軸との間に配置される第1の傾斜コイルと、
上記第1の磁石の外側に配置されかつ上記第1の傾斜コイルに近接したアクティブ抵抗性シムコイルアッセンブリとを備え、
上記アクティブ抵抗性シムコイルアッセンブリは、複数のシムコイルを含み、
上記複数のシムコイルは複数の電力チャネルにそれぞれ接続され、上記複数の電力チャネルを介して分離した複数の電流により電力が印加されるように動作可能であることを特徴とする磁気共鳴イメージング(MRI)システム。 - 器具を支持するように構成されたギャップにより上記第1の磁石から離れて配置される第2の磁石をさらに備え、
上記第1の傾斜コイルは分割傾斜コイルであり、上記複数のシムコイルは分割シムコイルであることを特徴とする請求項1記載のMRIシステム。 - 上記複数のシムコイルの少なくとも1つは、4つの象限を含む分割抵抗性シムコイルを備え、
上記分割抵抗性シムコイルの4つの象限の第1のペアは、中心平面に対して対称的に配置され、上記分割抵抗性シムコイルの4つの象限の第2のペアは、上記中心平面に対して対称的に配置されることを特徴とする請求項2記載のMRIシステム。 - 上記複数のシムコイルの少なくとも1つは、中心平面に対して対称的に配置されるペアのハーフを含む分割抵抗性シムコイルを備えることを特徴とする請求項2記載のMRIシステム。
- 上記複数のアクティブシムコイルは、Xシムコイル、Yシムコイル、及びZシムコイルを備えることを特徴とする請求項1記載のMRIシステム。
- 上記複数のシムコイルはさらに、0次シムコイルを備えることを特徴とする請求項5記載のMRIシステム。
- 上記Xシムコイルは、4つの各電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能である4つの象限を備え、
上記Yシムコイルは、4つの各電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能である4つの象限を備え、
上記Zシムコイルは、2つの各電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能である2つのハーフを備えることを特徴とする請求項5記載のMRIシステム。 - 上記アクティブXシムコイルは、4つの象限を備え、
上記アクティブYシムコイルは、4つの象限を備え、
上記アクティブZシムコイルは、2つのハーフを備え、
上記アクティブXシムコイルの象限の2つのペアは、2つの各電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能であり、
上記アクティブYシムコイルの象限の2つのペアは、2つの各電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能であり、
上記アクティブZシムコイルの2つのハーフは、2つの各電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能であることを特徴とする請求項5記載のMRIシステム。 - パッシブシミングデバイスをさらに備えたことを特徴とする請求項1記載のMRIシステム。
- 上記アクティブ抵抗性シムコイルアッセンブリ及び上記第1の傾斜コイルは、単一のモジュールの内側に配置されることを特徴とする請求項1記載のMRIシステム。
- 上記アクティブ抵抗性シムコイルアッセンブリは、上記第1の磁石と上記第1の傾斜コイルとの間に配置されることを特徴とする請求項1記載のMRIシステム。
- 上記アクティブ抵抗性シムコイルアッセンブリは、上記第1の傾斜コイルと上記長手方向の軸との間に配置されることを特徴とする請求項1記載のMRIシステム。
- アクティブ抵抗性シムコイルアッセンブリであって、
4つの象限を含むアクティブXシムコイルを含み、ここで、上記Xシムコイルの4つの象限の第1のペアは中心平面に対して対称的に配置され、上記Xシムコイルの4つの象限の第2のペアは上記中心平面に対して対称的に配置され、
上記アクティブ抵抗性シムコイルアッセンブリは、
4つの象限を含むアクティブYシムコイルを含み、ここで、上記Yシムコイルの4つの象限の第1のペアは上記中心平面に対して対称的に配置され、上記Yシムコイルの4つの象限の第2のペアは上記中心平面に対して対称的に配置され、
上記アクティブ抵抗性シムコイルアッセンブリは、
上記中心平面に対して対称的に配置されるハーフのペアを含むアクティブZシムコイルを含み、
上記アクティブXシムコイル、上記アクティブYシムコイル、及び上記アクティブZシムコイルはそれぞれ、複数の電力チャネルを介して分離した複数の電流により電力が印加されるように動作可能であり、
上記アクティブシムコイルアッセンブリは、2次もしくはそれ以上のシムコイルを含まないことを特徴とするアクティブ抵抗性シムコイルアッセンブリ。 - 上記Xシムコイルの上記複数の象限は、4つの各電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能であることを特徴とする請求項13記載のアクティブ抵抗性シムコイルアッセンブリ。
- 上記Xシムコイルの第1の象限及び第2の象限は直列接続され、第1の電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能であり、上記Xシムコイルの第3の象限及び第4の象限は直列接続され、第2の電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能であることを特徴とする請求項13記載のアクティブ抵抗性シムコイルアッセンブリ。
- 上記Yシムコイルの上記複数の象限は、4つの各電力チャネルからの電流により電力が印加されることを特徴とする請求項13記載のアクティブ抵抗性シムコイルアッセンブリ。
- 上記Yシムコイルの第1の象限及び第2の象限は直列接続され、第1の電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能であり、上記Yシムコイルの第3の象限及び第4の象限は直列接続され、第2の電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能であることを特徴とする請求項13記載のアクティブ抵抗性シムコイルアッセンブリ。
- 上記Zシムコイルの複数のハーフは、2つの各電力チャネルからの複数の電流により電力が印加されるように動作可能であることを特徴とする請求項13記載のアクティブ抵抗性シムコイルアッセンブリ。
- 磁気共鳴イメージング(MRI)システムであって、
磁石と、
上記磁石と上記MRIシステムの長手方向の軸との間に配置される傾斜コイルと、
上記磁石の外側に配置されかつ上記傾斜コイルに近接したアクティブ抵抗性シムコイルアッセンブリとを備え、
上記アクティブ抵抗性シムコイルアッセンブリは、複数のシムコイルを含み、
上記複数のシムコイルは4つの象限を含むアクティブXシムコイルを含み、ここで、上記Xシムコイルの4つの象限の第1のペアは上記MRIシステムの中心平面に対して対称的に配置され、上記Xシムコイルの4つの象限の第2のペアは上記中心平面に対して対称的に配置され、
上記複数のシムコイルは4つの象限を含むアクティブYシムコイルを含み、ここで、上記Yシムコイルの4つの象限の第1のペアは上記中心平面に対して対称的に配置され、上記Yシムコイルの4つの象限の第2のペアは上記中心平面に対して対称的に配置され、
上記複数のシムコイルは上記中心平面に対して対称的に配置されるペアのハーフを含み、
上記アクティブXシムコイル、上記アクティブYシムコイル、及び上記アクティブZシムコイルはそれぞれ、複数の電力チャネルを介して分離した複数の電流により電力が印加されるように動作可能であり、
上記アクティブシムコイルアッセンブリは、2次もしくはそれ以上のシムコイルを含まないことを特徴とする磁気共鳴イメージング(MRI)システム。 - 上記Xシムコイルの上記複数の象限は、4つの各電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能であり、
上記Yシムコイルの上記複数の象限は、4つの各電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能であり、
上記Zシムコイルの上記2つのハーフは、2つの各電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能であることを特徴とする請求項19記載のMRIシステム。 - 上記Xシムコイルの象限の2つのペアは、2つの各電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能であり、
上記Yシムコイルの象限の2つのペアは、2つの各電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能であり、
上記Zシムコイルの2つのハーフは、2つの各電力チャネルからの電流により電力が印加されるように動作可能であることを特徴とする請求項19記載のMRIシステム。 - 磁石と、傾斜コイルと、上記磁石の外側に配置されかつ上記傾斜コイルに近接したアクティブ抵抗性シムコイルアッセンブリとを備えた磁気共鳴イメージング(MRI)システムにおける磁場の不均一性をシミングすることの方法であって、
上記アクティブ抵抗性シムコイルは、複数の電力チャネルを介して提供される電流により電力が印加されるように動作可能である複数のシムコイルを含み、
上記方法は、
磁場を保持するステップと、
イメージング容積内における上記磁場の不均一性を決定するステップと、
上記アクティブ抵抗性シムコイルアッセンブリの上記複数のシムコイルに供給される複数の電流値を決定するステップと、
上記複数の電流を上記複数のシムコイルに印加するステップとを含み、ここで、上記複数の電流により電力が印加される上記複数のシムコイルは、上記磁場の不均一性の少なくともいくらかをシムアウトするように動作可能であり、
上記方法は、
上記複数の電流値を決定して上記複数の電流を印加させた後、上記磁場を保持して上記磁場の不均一性を決定することを少なくとも1回だけ反復するステップを含むことを特徴とする方法。 - 上記磁場の不均一性を決定するステップは、表面にわたって磁場を測定することと、上記表面にわたって上記測定された磁場に基づき、上記イメージング容積内における上記磁場を数学的に決定することとを含むことを特徴とする請求項22記載の方法。
- 上記表面は、磁気カメラの表面であることを特徴とする請求項23記載の方法。
- 上記磁場を測定するステップは、物体が上記イメージング容積内に配置される場合の上記磁場を測定することを含み、ここで、上記物体は、事前に決定された密度プロファイルを有し、
上記磁場の不均一性を決定するステップは、上記イメージング容積内における上記磁場を測定することと、上記測定された磁場を上記物体に対して事前に決定された参照磁場と比較することとを含むことを特徴とする請求項22記載の方法。 - 複数の電流値を決定して上記複数の電流を上記複数のシムコイルに印加させることを少なくとも1回だけ反復するステップをさらに含み、上記磁場を測定するステップと上記磁場の不均一性を決定するステップは、1回よりも多く反復されることを特徴とする請求項22記載の方法。
- 上記MRIシステムの磁石が閉じられたままである間に上記反復するステップが実行されることを特徴とする請求項22記載の方法。
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