JP2637252B2 - 磁界補正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、核磁気共鳴（NMR）を利用したイメージン
グ装置などに用いられる磁界補正装置に係り特にその構
成方法に関する。

（従来の技術） NMRを用いたイメージング装置においては、高均一磁
界を必要とする。そのため、基底磁界を発生するコイル
（主コイル）は、高均一磁界を発生するように設計され
る。

しかし、実際に主コイルを励磁すると、主コイルの周
辺にある鉄などの磁性体の影響により、磁界が乱され、
誤差成分が生ずる。この誤差成分を消去して、高均一磁
界を得るための装置が磁界補正装置である。磁界補正装
置としては、磁界補正用コイル（シムコイル）を用いる
ものや、磁性体を用いるものがある。磁性体を用いる磁
界補正装置（鉄シム）は、主コイルの発生する磁界（主
磁界）中に磁性体を置き、磁性体を磁化させるその磁性
体の発生する磁界を磁界補正に用いる。

磁性体を用いて磁界補正を行う場合、磁性体を配置す
る場所、磁性体の大きさの決定方法としては、特開昭63
−177506に示されるように、正のシム強度を必要とする
場所と負のシム強度を必要とする場所とに分け、正のシ
ム強度を必要とする場所に磁性体を配置していく方法な
どがある。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来の方法によると磁性体を配置する場所、
大きさを決定する際に、多数回の繰り返しを必要とす
る。また、従来の方法のように磁性体を次々に追加して
いくと、使用する磁性体の差量が多くなり、その取り付
けにも長時間必要とするという欠点がある。

本発明の目的は、磁性体の必要量を最少にし、効率よ
く磁界補正を行う方法を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の磁界補正方法においては、均一化すべき空間
の初期の磁界分布を測定し、磁性体を配置することが可
能ないくつかの場所あるいは全ての場所において磁性体
が発生する磁界に別々に求め、均一化すべき空間におけ
る初期の磁界分布に、個々の磁性体の発生する磁界が個
々の磁性体の大きさに比例するとして加え合わせたとき
の不均一性が所定値以下となるように、個々の磁性体の
大きさを決定し、決定された大きさの磁性体を所定の場
所に配置することにより磁界を補正し、均一化する。

（作用） この方法によれば、短時間で磁性体の配置を決定し、
磁性体の総量を少くすることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面によって説明する。

第１図は、本発明による磁界補正方法のフローチャー
トを示すものである。

本実施例においては、一度補正したあとの磁界均一度
を求めて繰り返して補正できるようにしている。これ
は、一度目の補正時に、磁性体の配置場所に誤差が生じ
ることもあり、そのような誤差に対応するためのもので
ある。

本実施例によれば、実際の補正作業時に生ずる微小の
誤差も含めて補正することができる。

第２図は、磁石の断面、磁性体配置可能場所および磁
界の計測点および均一化すべき空間の代表点を示してい
る。ここで、磁性体配置可能場所および磁界の計測点と
しては、一部のみ図示しており、円周方向の点について
は、図示していない。

ここで、ｉ番目の位置の単位体積の磁性体がそれぞれ
ｊ番目の計測点および代表点において発生する磁界を、
a_ji,a_oiとし、また、ｊ番目の計測点および代表点にお
ける補正開始前の磁界をB_j,B_oとする。

この時、ｉ番目の位置の磁性体の大きさx_iは を線形計画法を用いて解くことにより得られる。ここで
PPMは、計測点における許容均一度の値である。また、
この際最小化すべき関数としては、 とすることにより、使用する磁性体の量を最小化でき
る。

この時、個々の磁性体相互の影響は、磁石Ａが発生す
る磁界に比べて、磁性体の発生する磁界が極めて小さい
ため無視できる。

また、式（１）においては、磁性体の大きさの制限と
してx_i≧０とし、正の大きさとしたが実際の場合には、
１つの配置可能場所における磁性体の大きさに制限があ
ることが多い。その場合には、x_max≧x_i≧０としてx_iの
値に上限を設けることにより、所定の解が得られる。

ここで単位体積の発生する磁界は、通常磁性体は小さ
いので磁気双極子の発生する磁界を用いることもできる
が、個々の磁性体を発生する磁界を有限要素法などの数
値解析によって求めることもできる。いずれの場合にも
磁性体の発生磁界は磁性体の大きさに比例するとみなす
ことができるので、一度求めておけばあとは、それを参
照して、磁性体の大きさに合わせて、定数倍すればよ
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、磁性補正におい
て、磁性体の総量を最小とし、効率良く磁界補正を行う
ことのできる、磁界補正方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例をあらわすフローチャート、
第２図は本発明における用語を磁石の断面とともに示す
説明図である。 Ａ……磁石 Δ_ｉ……磁性体配置可能場所_ｊ ……計測点

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁石が発生する中空空間における磁界に含
   まれる不均一性を磁性体によって補正する方法におい
   て、 （イ）均一化すべき空間の初期の磁界分布を測定し、
   （ロ）磁性体を配置することが可能ないくつかの場所あ
   るいは全ての場所において磁性体が発生する磁界を別々
   に求め、（ハ）均一化すべき空間における初期の磁界分
   布に、個々の磁性体の発生する磁界が個々の磁性体の大
   きさに比例するとして加え合わせたときの不均一性が所
   定値以下となるように、個々の磁性体の大きさを決定
   し、（ニ）決定された大きさの磁性体を所定の場所に配
   置することにより磁界を補正する磁界補正方法。
2. 【請求項２】請求項（１）記載の方法において、補正す
   べき磁界の均一性として、磁石が発生する磁界の方向に
   関する成分だけを対象とする磁界補正方法。
3. 【請求項３】請求項（１）記載の方法において、一度補
   正した後に均一度が何らかの原因により、所定の値に達
   しなかった場合に、一度補正した後の磁界を均一化すべ
   き空間の初期の磁界分布として、再度補正を行う磁界補
   正方法。