JP3143371B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
磁気共鳴イメージング装置Info
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- JP3143371B2 JP3143371B2 JP07239530A JP23953095A JP3143371B2 JP 3143371 B2 JP3143371 B2 JP 3143371B2 JP 07239530 A JP07239530 A JP 07239530A JP 23953095 A JP23953095 A JP 23953095A JP 3143371 B2 JP3143371 B2 JP 3143371B2
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- resonance imaging
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- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
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- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
- G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
- G01R33/565—Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities
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- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石型MRI
装置に用いられる磁気共鳴イメージング装置に関するも
のである。
装置に用いられる磁気共鳴イメージング装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】永久磁石型を用いた磁気共鳴イメージン
グ装置は希土類磁石を用いた磁石対向型が主流となって
いるが、この磁石対向型では均一な磁界を発生させるた
めに磁石表面に軟鉄など軟質磁性体からなる磁極片が設
けてある。磁気共鳴イメージング装置では画像を得るた
めに傾斜磁場を発生させるが、その際に磁極片に残留磁
化が発生し、その残留磁化により均一な磁界が乱され、
画像のぼけや歪みを生じるという問題があった。
グ装置は希土類磁石を用いた磁石対向型が主流となって
いるが、この磁石対向型では均一な磁界を発生させるた
めに磁石表面に軟鉄など軟質磁性体からなる磁極片が設
けてある。磁気共鳴イメージング装置では画像を得るた
めに傾斜磁場を発生させるが、その際に磁極片に残留磁
化が発生し、その残留磁化により均一な磁界が乱され、
画像のぼけや歪みを生じるという問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】磁極片に残留磁化が発
生する原因は、磁極片に用いる軟鉄などの軟質磁性体の
ヒステリシス現象によるものであり、磁性体を用いる限
り不可避なものである。従来は、この磁極片の材質に珪
素鋼板や、フェライト、パーマロイなど、できる限り磁
気的に柔らかい材料を組み合わせて使用することで、残
留磁化を小さくしてきた。本発明者等のこれまでの検討
では、これら珪素鋼板や、フェライト、パーマロイなど
の使用量を増やせば残留磁化が減少することが判明して
いるが、これらの材料は通常の軟鉄などよりは高価な材
料であり、画質向上のために残留磁化を低減させようと
すると、磁気共鳴イメージング装置の価格が高くなると
いう問題点があった。本発明は、上記問題点を解決し、
磁極片に発生する残留磁化の画像への影響を低減する機
構を備えた磁気共鳴イメージング装置を提供するもので
ある。
生する原因は、磁極片に用いる軟鉄などの軟質磁性体の
ヒステリシス現象によるものであり、磁性体を用いる限
り不可避なものである。従来は、この磁極片の材質に珪
素鋼板や、フェライト、パーマロイなど、できる限り磁
気的に柔らかい材料を組み合わせて使用することで、残
留磁化を小さくしてきた。本発明者等のこれまでの検討
では、これら珪素鋼板や、フェライト、パーマロイなど
の使用量を増やせば残留磁化が減少することが判明して
いるが、これらの材料は通常の軟鉄などよりは高価な材
料であり、画質向上のために残留磁化を低減させようと
すると、磁気共鳴イメージング装置の価格が高くなると
いう問題点があった。本発明は、上記問題点を解決し、
磁極片に発生する残留磁化の画像への影響を低減する機
構を備えた磁気共鳴イメージング装置を提供するもので
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は対向
配置した永久磁石と、その空隙側に設けられた磁極片を
有するMRI装置に要求される静磁場を発生する静磁場
発生装置と、静磁場発生装置による磁場に対して傾斜磁
場を発生する手段を磁極片の空隙側に配置した磁気共鳴
イメージング装置において、該傾斜磁場を発生する手段
のさらに空隙側に、強磁性体を配置してなることを特徴
とする磁気共鳴イメージング装置を要旨とするものであ
る。以下にこれをさらに詳述する。
配置した永久磁石と、その空隙側に設けられた磁極片を
有するMRI装置に要求される静磁場を発生する静磁場
発生装置と、静磁場発生装置による磁場に対して傾斜磁
場を発生する手段を磁極片の空隙側に配置した磁気共鳴
イメージング装置において、該傾斜磁場を発生する手段
のさらに空隙側に、強磁性体を配置してなることを特徴
とする磁気共鳴イメージング装置を要旨とするものであ
る。以下にこれをさらに詳述する。
【0005】上述したように、残留磁化が発生すること
は、軟質磁性体のヒステリシス現象によるものであり不
可避なものである。よってこれを利用して、イメージン
グを行う均一磁場空間から見て、磁極片に生じる残留磁
化と向きが逆で均一磁場空間に及ぼす磁場の大きさがほ
ぼ同じ残留磁化を発生させ、磁極片に生じる残留磁化を
キャンセルさせることができれば良い。本発明はこの点
に着目し、磁極片に生じる残留磁化をキャンセルする残
留磁化を発生させる機構を備えた磁気共鳴イメージング
装置を提供するものである。
は、軟質磁性体のヒステリシス現象によるものであり不
可避なものである。よってこれを利用して、イメージン
グを行う均一磁場空間から見て、磁極片に生じる残留磁
化と向きが逆で均一磁場空間に及ぼす磁場の大きさがほ
ぼ同じ残留磁化を発生させ、磁極片に生じる残留磁化を
キャンセルさせることができれば良い。本発明はこの点
に着目し、磁極片に生じる残留磁化をキャンセルする残
留磁化を発生させる機構を備えた磁気共鳴イメージング
装置を提供するものである。
【0006】一般に、磁石対向型の磁気共鳴イメージン
グ装置は、図2のような構造をしている。磁極片2には
均一磁界を発生させるために環状突起5と呼ばれる突起
が設けられており、傾斜磁場を発生させる手段として、
例えば傾斜磁場コイル1が設けられており、これは空隙
4をできる限り確保するために、図2のように磁極片2
の環状突起5の内側に設置される。傾斜磁場コイル1か
ら傾斜磁場が発生すると、磁極片2は図3及び図4のよ
うに磁化される。すなわちこれが残留磁化である。よっ
て、均一磁場空間から見て向きが逆で、均一磁場空間に
及ぼす影響の大きさが磁極片に発生した残留磁化と同じ
大きさの磁化を、どこかで発生させれば良い。本発明者
等はこの点に着目し、本発明に至った。
グ装置は、図2のような構造をしている。磁極片2には
均一磁界を発生させるために環状突起5と呼ばれる突起
が設けられており、傾斜磁場を発生させる手段として、
例えば傾斜磁場コイル1が設けられており、これは空隙
4をできる限り確保するために、図2のように磁極片2
の環状突起5の内側に設置される。傾斜磁場コイル1か
ら傾斜磁場が発生すると、磁極片2は図3及び図4のよ
うに磁化される。すなわちこれが残留磁化である。よっ
て、均一磁場空間から見て向きが逆で、均一磁場空間に
及ぼす影響の大きさが磁極片に発生した残留磁化と同じ
大きさの磁化を、どこかで発生させれば良い。本発明者
等はこの点に着目し、本発明に至った。
【0007】図1に示すように、傾斜磁場コイル1の空
隙側に軟鉄などの強磁性体7を配置し、傾斜磁場を印加
すると、この強磁性体7は傾斜磁場コイル1を挟んで磁
極片2と対向する位置にあるため、磁極片2に発生する
残留磁化と逆の向きの残留磁化が発生する。そこで、傾
斜磁場コイルの空隙側に設けられた強磁性体に発生する
磁極片のそれとは逆向きの残留磁化を、磁極片の残留磁
化をキャンセルするものとして使用する方法を考えた。
均一磁場空間から見て、磁極片は遠く、傾斜磁場コイル
の空隙側に設けられた強磁性体はそれよりも近い。磁極
が空間上のある点に及ぼす磁界の強度は磁極と点との距
離の二乗に反比例することから、傾斜磁場コイルの空隙
側に設けられた強磁性体に発生する残留磁化は、磁極片
に生じたそれよりも小さいものでキャンセルできること
になる。
隙側に軟鉄などの強磁性体7を配置し、傾斜磁場を印加
すると、この強磁性体7は傾斜磁場コイル1を挟んで磁
極片2と対向する位置にあるため、磁極片2に発生する
残留磁化と逆の向きの残留磁化が発生する。そこで、傾
斜磁場コイルの空隙側に設けられた強磁性体に発生する
磁極片のそれとは逆向きの残留磁化を、磁極片の残留磁
化をキャンセルするものとして使用する方法を考えた。
均一磁場空間から見て、磁極片は遠く、傾斜磁場コイル
の空隙側に設けられた強磁性体はそれよりも近い。磁極
が空間上のある点に及ぼす磁界の強度は磁極と点との距
離の二乗に反比例することから、傾斜磁場コイルの空隙
側に設けられた強磁性体に発生する残留磁化は、磁極片
に生じたそれよりも小さいものでキャンセルできること
になる。
【0008】一方、傾斜磁場コイルの空隙側に強磁性体
を配置すると、傾斜磁場コイルによって発生した磁界に
対して強磁性体が磁路になるため、傾斜磁場コイルから
の磁界の一部が強磁性体に取られ、空隙中に発生する傾
斜磁場が小さくなる。すなわち傾斜磁場発生効率が低下
するという問題が出てくる。この問題については、傾斜
磁場コイル空隙側の強磁性体が傾斜磁場を印加した際
に、傾斜磁場コイルの磁界によってほとんど飽和状態に
なれば良い。飽和した強磁性体は傾斜磁場コイルからの
磁界から見ると磁気的にはほとんど空気と同じになるた
め、傾斜磁場発生効率を下げることがほとんどなくな
る。
を配置すると、傾斜磁場コイルによって発生した磁界に
対して強磁性体が磁路になるため、傾斜磁場コイルから
の磁界の一部が強磁性体に取られ、空隙中に発生する傾
斜磁場が小さくなる。すなわち傾斜磁場発生効率が低下
するという問題が出てくる。この問題については、傾斜
磁場コイル空隙側の強磁性体が傾斜磁場を印加した際
に、傾斜磁場コイルの磁界によってほとんど飽和状態に
なれば良い。飽和した強磁性体は傾斜磁場コイルからの
磁界から見ると磁気的にはほとんど空気と同じになるた
め、傾斜磁場発生効率を下げることがほとんどなくな
る。
【0009】傾斜磁場コイル空隙側の強磁性体について
は、磁気的に飽和しやすいように、保持力の小さい材料
であることが望ましい。すなわち、材質としては軟鉄や
珪素鋼板、フェライト、パーマロイなどが挙げられる。
なお、傾斜磁場コイル空隙側に設けられた強磁性体に
は、磁極片同様にパルス状の傾斜磁場が印加されるの
で、残留磁化と同様に画像に悪影響を及ぼす渦電流が可
能な限り生じない工夫が必要である。これには軟鉄や珪
素鋼板、パーマロイなどの金属磁性薄板を用いた場合は
分割や板間の絶縁が有効であり、フェライトのような電
気抵抗の高い材質を使用することも有効である。
は、磁気的に飽和しやすいように、保持力の小さい材料
であることが望ましい。すなわち、材質としては軟鉄や
珪素鋼板、フェライト、パーマロイなどが挙げられる。
なお、傾斜磁場コイル空隙側に設けられた強磁性体に
は、磁極片同様にパルス状の傾斜磁場が印加されるの
で、残留磁化と同様に画像に悪影響を及ぼす渦電流が可
能な限り生じない工夫が必要である。これには軟鉄や珪
素鋼板、パーマロイなどの金属磁性薄板を用いた場合は
分割や板間の絶縁が有効であり、フェライトのような電
気抵抗の高い材質を使用することも有効である。
【0010】形状については磁極片と同様に円盤状にす
ることで、磁極片とほぼ対称で逆向きの残留磁化を発生
させることが容易となる。しかし、傾斜磁場コイルなど
の形状に合わせて変更することも可能であり、特に円盤
状にこだわる必要はない。厚さについては、使用する材
質の飽和磁化によって変わるが、0.005mm以上、
0.5mm以下とすることが好ましい。これは0.5m
mを超えると、該強磁性体全体が傾斜磁場を印加した際
に飽和しにくくなり、傾斜磁場発生効率が低下する恐れ
があるためである。0.5mm以下であれば、強磁性体
の厚さについては、その材質の持つ飽和磁化に応じて磁
極片の残留磁化をキャンセルするだけの残留磁化を持つ
ような体積になるように厚さや面積を適当に設計すれば
良い。また、厚さの下限は、あまりに薄いと磁気回路の
磁界で飽和してしまい、傾斜磁場による残留磁化が発生
しなくなってしまうため、0.005mm以上とするこ
とが好ましい。以上の構成を取ることで、磁極片に高価
な材料を組み合わせることなく磁極片に発生する残留磁
化をキャンセルすることができ、見かけ上、残留磁化を
低減できる。もちろん磁極片に珪素鋼板などを組み込
み、発生する残留磁化が既に小さい場合でも本発明は応
用可能であり、残留磁化の画像に及ぼす影響を更に低減
することができる。
ることで、磁極片とほぼ対称で逆向きの残留磁化を発生
させることが容易となる。しかし、傾斜磁場コイルなど
の形状に合わせて変更することも可能であり、特に円盤
状にこだわる必要はない。厚さについては、使用する材
質の飽和磁化によって変わるが、0.005mm以上、
0.5mm以下とすることが好ましい。これは0.5m
mを超えると、該強磁性体全体が傾斜磁場を印加した際
に飽和しにくくなり、傾斜磁場発生効率が低下する恐れ
があるためである。0.5mm以下であれば、強磁性体
の厚さについては、その材質の持つ飽和磁化に応じて磁
極片の残留磁化をキャンセルするだけの残留磁化を持つ
ような体積になるように厚さや面積を適当に設計すれば
良い。また、厚さの下限は、あまりに薄いと磁気回路の
磁界で飽和してしまい、傾斜磁場による残留磁化が発生
しなくなってしまうため、0.005mm以上とするこ
とが好ましい。以上の構成を取ることで、磁極片に高価
な材料を組み合わせることなく磁極片に発生する残留磁
化をキャンセルすることができ、見かけ上、残留磁化を
低減できる。もちろん磁極片に珪素鋼板などを組み込
み、発生する残留磁化が既に小さい場合でも本発明は応
用可能であり、残留磁化の画像に及ぼす影響を更に低減
することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、実施例、比較例を挙げて説明する。 実施例 図1に示す構成で、強磁性体として0.05mm厚さの
軟鉄板を、傾斜磁場コイルの空隙側に円盤状に配置し
た。ただし、軟鉄板は渦電流による傾斜磁場発生効率の
低下を避けるために小さく分割し、絶縁してタイル状に
配置してある。実験は、Z方向の傾斜磁場を強磁性体が
ない場合に±1G/cmになる電流量で印加し、磁気共
鳴イメージング装置の均一磁場空間の中心を原点として
Z軸上±100mmで発生する不均一度、すなわち二点
間の磁場強度の差を中心磁場強度で割ったもので評価し
た。なお、実験に使用した磁気共鳴イメージング装置の
仕様は、磁場強度0.2T、空隙400mmである。結
果を表1に示す。
て、実施例、比較例を挙げて説明する。 実施例 図1に示す構成で、強磁性体として0.05mm厚さの
軟鉄板を、傾斜磁場コイルの空隙側に円盤状に配置し
た。ただし、軟鉄板は渦電流による傾斜磁場発生効率の
低下を避けるために小さく分割し、絶縁してタイル状に
配置してある。実験は、Z方向の傾斜磁場を強磁性体が
ない場合に±1G/cmになる電流量で印加し、磁気共
鳴イメージング装置の均一磁場空間の中心を原点として
Z軸上±100mmで発生する不均一度、すなわち二点
間の磁場強度の差を中心磁場強度で割ったもので評価し
た。なお、実験に使用した磁気共鳴イメージング装置の
仕様は、磁場強度0.2T、空隙400mmである。結
果を表1に示す。
【0012】
【表1】
【0013】比較例1 比較のために、強磁性体を使用しなかった以外は実施例
と同様に行った。結果を表1に併記する。
と同様に行った。結果を表1に併記する。
【0014】比較例2 軟鉄板を積層して強磁性体を1mmと厚くした以外は実
施例と同様に行った。結果を表1に併記する。
施例と同様に行った。結果を表1に併記する。
【0015】表1から、残留磁化による不均一度がかな
り低減されていることがわかる。また比較例2で不均一
度が負としてあるのは、比較例2では、残留磁化の向き
が磁極片のものとは逆である傾斜磁場コイル空隙側の強
磁性体の影響の方が大きくなってしまったことを示して
いる。さらに、比較例2では強磁性体に傾斜磁場コイル
からの磁束が一部取られたために、空間中の傾斜磁場強
度がかなり低下していることがわかる。
り低減されていることがわかる。また比較例2で不均一
度が負としてあるのは、比較例2では、残留磁化の向き
が磁極片のものとは逆である傾斜磁場コイル空隙側の強
磁性体の影響の方が大きくなってしまったことを示して
いる。さらに、比較例2では強磁性体に傾斜磁場コイル
からの磁束が一部取られたために、空間中の傾斜磁場強
度がかなり低下していることがわかる。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、永久磁石を用いた磁気
共鳴イメージング装置において、磁極片に発生した残留
磁化の影響を簡単な機構で低減することが可能となっ
た。また、これまで磁極片に用いて残留磁化の低減に有
効であったが高価である珪素鋼板やフェライト、パーマ
ロイ等を使用するが、その使用量は磁極片に用いる場合
に対してかなり少量ですむため、残留磁化の影響の少な
い磁気共鳴イメージング装置を、従来よりも低コストで
供給することが可能となった。
共鳴イメージング装置において、磁極片に発生した残留
磁化の影響を簡単な機構で低減することが可能となっ
た。また、これまで磁極片に用いて残留磁化の低減に有
効であったが高価である珪素鋼板やフェライト、パーマ
ロイ等を使用するが、その使用量は磁極片に用いる場合
に対してかなり少量ですむため、残留磁化の影響の少な
い磁気共鳴イメージング装置を、従来よりも低コストで
供給することが可能となった。
【図1】本発明の実施例及び比較例の構成を示す概略
図。
図。
【図2】従来の磁気共鳴イメージング装置の概略図。
【図3】図2のX方向の傾斜磁場印加時の残留磁化を示
す概略図。
す概略図。
【図4】図2のZ方向の傾斜磁場印加時の残留磁化を示
す概略図。
す概略図。
1 傾斜磁場コイル 2 磁極片 3 磁石 4 空隙 5 環状突起 6 継鉄 7 強磁性体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 大 福井県武生市北府2丁目1番5号 信越 化学工業株式会社 磁性材料研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−276309(JP,A) 特開 平9−56692(JP,A) 米国特許5774034(US,A) 欧州特許764853(EP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 5/055
Claims (2)
- 【請求項1】 対向配置した永久磁石と、その空隙側に
設けられた磁極片を有するMRI装置に要求される静磁
場を発生する静磁場発生装置と、静磁場発生装置による
磁場に対して傾斜磁場を発生する手段を磁極片の空隙側
に配置した磁気共鳴イメージング装置において、該傾斜
磁場を発生する手段のさらに空隙側に、強磁性体を配置
してなることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 【請求項2】 該強磁性体の厚さが0.005mm以
上、0.5mm以下である請求項1に記載の磁気共鳴イ
メージング装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07239530A JP3143371B2 (ja) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | 磁気共鳴イメージング装置 |
EP96401858A EP0764853B1 (en) | 1995-09-19 | 1996-08-29 | Magnet assembly in MRI instrument |
DE69602145T DE69602145T2 (de) | 1995-09-19 | 1996-08-29 | Magnetanordnung in einem Gerät für die bildgebende magnetische Resonanz |
US08/706,349 US5774034A (en) | 1995-09-19 | 1996-08-30 | Magnet assembly in MRI instrument |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07239530A JP3143371B2 (ja) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0975324A JPH0975324A (ja) | 1997-03-25 |
JP3143371B2 true JP3143371B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=17046182
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07239530A Expired - Fee Related JP3143371B2 (ja) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5774034A (ja) |
EP (1) | EP0764853B1 (ja) |
JP (1) | JP3143371B2 (ja) |
DE (1) | DE69602145T2 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5942898A (en) * | 1996-12-13 | 1999-08-24 | Picker International, Inc. | Thrust balanced bi-planar gradient set for MRI scanners |
GB9926621D0 (en) * | 1999-11-11 | 2000-01-12 | Magstim Co Ltd | Stimulating coil |
US6252405B1 (en) | 1999-11-15 | 2001-06-26 | General Electric Company | Temperature compensated NMR magnet and method of operation therefor |
US6662434B2 (en) | 2001-04-03 | 2003-12-16 | General Electric Company | Method and apparatus for magnetizing a permanent magnet |
US6518867B2 (en) | 2001-04-03 | 2003-02-11 | General Electric Company | Permanent magnet assembly and method of making thereof |
US6975116B2 (en) * | 2003-11-26 | 2005-12-13 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | Method and apparatus for multiple field of view gradient coils |
US20110234347A1 (en) * | 2010-03-24 | 2011-09-29 | Aspect Magnet Technologies Ltd. | Pole piece for permanent magnet mri systems |
DE102013219239A1 (de) * | 2013-09-25 | 2015-03-26 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren, Vorrichtung und System zum Ermitteln einer Position eines Fahrzeugs |
CN108107106B (zh) * | 2017-12-28 | 2024-07-02 | 南京高速齿轮制造有限公司 | 对大型宽直径齿轮轴通电磁化时提升表面磁场的装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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