JP3794109B2

JP3794109B2 - Static magnetic field generator

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Publication number: JP3794109B2
Application number: JP15428997A
Authority: JP
Inventors: 弘隆竹島; 孝男本名; 寛田崎; 武八尾; 肇田邊
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1997-05-29
Filing date: 1997-05-29
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2017-05-29
Also published as: JPH10328159A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置という）に適した静磁場発生装置に係り、特に、大きな開口を備えた開放感のあるＭＲＩ装置を実現可能にする静磁場発生装置の磁場補正技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＭＲＩ装置用静磁場発生装置の第１の例を図９，図１０に示す。図９，図１０は、水平磁場方式の超電導磁石装置の構成を示しており、図９は装置全体の断面図、図１０は傾斜磁場コイルの斜視図である。図９において、静磁場発生用磁石（超電導磁石）１は円筒形状をしており、その内部の均一磁場領域２に水平方向（Ｚ軸方向）の静磁場Ｂ₀を発生させている。超電導磁石１では、コイル３に超電導線材を用いるために、所定の温度にまで冷却する必要があり、超電導コイル３は真空容器４や冷媒容器（図では、液体ヘリウム容器）５などから構成される冷却容器６の中に保持される。
【０００３】
また、超電導磁石１の内径側には、１組の傾斜磁場コイル７が配置されている。傾斜磁場コイル７は、１組の円筒上に構成されており、３次元空間に合わせてＸ，Ｙ，Ｚの３方向の傾斜磁場を発生させる。最近では、傾斜磁場コイル７に近接した導電体（具体的には、超電導磁石の真空容器や熱シールド材など）に発生する渦電流を抑制するため、図１０に示すように、傾斜磁場コイル７は主コイル８とシールドコイル９とで構成され、主コイル８の外周にシールドコイル９が同軸に配置されるのが一般的である。この時、主コイル８は主に均一磁場領域２に所定の傾斜磁場を発生させ、シールドコイル９は主コイル８と逆方向の磁場を発生することにより、傾斜磁場コイル７の外部に生じる磁場強度を低減させる作用をする。この働きにより、上記の渦電流の発生を効果的に抑制することができる。
【０００４】
さらに、超電導磁石１の内径側には、円筒の内周に沿う形で磁場補正手段１０が設けられている。これは、超電導磁石１だけでは補正しきれない均一磁場領域２の磁場均一度を改良し、画質を更に向上させるために用いるものである。この磁場補正手段１０には、一般にパッシブシムと呼ばれる磁性体（鉄，永久磁石等）を用いたものが採用されている。また、最近では、被検者が超電導磁石１の均一磁場領域２内に挿入された時に生じる磁場の乱れを補正するためにも、磁場補正手段１０が使用されている。この場合には、被検者ごとに補正量が異なるので、コイルを用いたもの（シムコイルと呼ばれている）が採用されている。シムコイルでは、そのコイルに流れる電流量を調整して、磁場均一度の補正を行っている。シムコイルは、プリント基板と同様なエッチング加工、あるいはウォータージェット加工などにより作成される。また、線材を絶縁基材の上に、所定のパターンを形成するように、這い回すことによっても作成することができる。
【０００５】
上記のパッシブシムの一例が、特開平８−１６４１１８号公報に開示されている。この例では、水平磁場方式の円筒形磁石の内周に配置された傾斜磁場コイルをインナーコイルとアウターコイルで構成し、アウターコイルの支持体の内周又は外周に、パッシブシムを設置するもので、この構成により、傾斜磁場コイルの効率を向上させている。
【０００６】
また、シムコイルを使用する場合には、傾斜磁場コイルにパルス状の電流を流すときに、シムコイルとの間に干渉が生じ、画像に悪影響を与える場合がある。これを抑止するための技術として、特開昭６２−２６６０４２号公報に、ＬＣＲの並列回路をシムコイルに直列接続する方法が、特開平１−２８４２３９号公報に、傾斜磁場コイルにより誘起される電圧を打ち消すためのキャンセルコイルを用いる方法が開示されている。
【０００７】
上記の従来技術の問題点としては、図９から判るように、被検者の入る計測空間（均一磁場領域に対応）２が狭く、被検者の周囲が超電導磁石１によって完全に囲まれている。この結果、被検者が閉塞感を感じ、時には、被検者がＭＲＩ装置内に入ることを拒否する場合もあった。また、装置の外部から、術者が被検者へのアクセスすることも困難であった。
【０００８】
図１１，図１２には、従来のＭＲＩ装置用静磁場発生装置の第２の例を示す。この例では、静磁場発生装置として永久磁石等を用いた対向型の磁気回路が採用されている。図１１において、静磁場発生装置５０は、上下方向に対向して配置された静磁場発生用磁石（永久磁石）１１と、永久磁石１１を支持する継鉄板１２と、上下の継鉄板１２を間隔を保持して支持する柱状継鉄１３と、永久磁石１１の対向面側に取り付けられたポールピース１４とから構成される。磁気回路は、上側の永久磁石１１、上側のポールピース１４、均一磁場領域２、下側のポールピース１４、下側の永久磁石１１、下側の継鉄板１２、柱状継鉄１３、上側の継鉄板１２、の経路で形成され、均一磁場領域２に上下方向の均一な垂直静磁場が発生する。この磁気回路で使用される傾斜磁場コイル１５は、図１１，図１２に示す如く、平板形状をしており、均一磁場領域２を挾んで対向して配置されている。この傾斜磁場コイル１５は、図１２（ｂ）に示す如く、ポールピース１４の凹部１６に収容されるのが一般的である。これは、上下に配置されたポールピース１４の間の距離をできるだけ縮めることにより、磁気回路の製造原価を抑制するために重要である。
【０００９】
また、本例の場合傾斜磁場コイルによる渦電流発生対策技術として、特開平６−２５１９３０号公報に開示されているポールピースの素材に電気抵抗の高い材料を採用することにより、傾斜磁場コイルを駆動した時でも渦電流を発生させないようにする技術が用いられている。このため、第１の従来例の場合と異なり、傾斜磁場コイルには、シールドコイルを含まないのが通例であった。
【００１０】
一方、磁場補正手段としては、本例の場合にも、第１の従来例と同様に、パッシブシム、又はシムコイルを用いる方法が採用されている。パッシブシムを用いる場合には、ポールピースの表面に鉄片や磁石片を配置する方法が一般的である。また、シムコイルを用いる例としては、ＮＭＲ（核磁気共鳴）装置用として、平板形状の磁石に対応して、平板形状のコイルパターンを採用したものが、特公昭４０−２６３６８号公報に開示されているが、これはＭＲＩ装置用にも流用できる。
【００１１】
このようなシムコイルを垂直磁場方式のＭＲＩ装置に適用する場合には、特開平７−３０３６２０号公報、特開平８−６６３７９号公報に開示されている如く、ポールピース（整磁板）の近傍に配置されている。従来の垂直磁場方式の静磁場発生装置に使用される傾斜磁場コイルは、上述した如く、シールドコイルを含まない構造になっている。従って、シムコイルの配置としては、傾斜磁場コイルに対して、均一磁場領域２に近い側に置くか、あるいは遠い側（ポールピースに近い側）に置くかいずれかの方法がとられている。また、製造原価を抑制するために、傾斜磁場コイルと同様に、ポールピースの凹部に収容することが通例であった。
【００１２】
図１１から明らかなように、永久磁石等を用いた対向型の磁気回路を含む静磁場発生装置では、四方が開放されているために、第１の従来例で述べた被検者に閉塞感を与えるという問題点は解消されている。一方、ＭＲＩ装置での画質は静磁場発生装置の静磁場強度に大きく依存し、画質を向上するためにはできるだけ高い静磁場強度を得ることが望ましい。
しかしながら、永久磁石や常伝導磁石を用いた磁気回路の場合には、高い静磁場強度を得ることが難しく、０．３テスラ程度が上限であった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
被検者が開放感を得ることができ、かつ、高い静磁場強度を得られるＭＲＩ装置用静磁場発生装置として、本発明者等は開放型の超電導磁石装置を考案している（特願平７−３３６０２３号）。この装置は、超電導磁石を静磁場発生用磁石として用いることにより、高い静磁場強度を得るとともに、その外形を開放的な形状としたことに特徴がある。しかし、この超電導磁石装置の場合には、傾斜磁場コイルに面する冷却容器がアルミニウムやステンレスなどの材質により作られている。このため、従来技術の第２の例で紹介したように、十分に電気抵抗を高めることが難しく、傾斜磁場コイルによる渦電流の抑制が困難であった。また、静磁場強度が高くなったことにより、静磁場の均一度に関しても高い精度が必要となった。静磁場強度が高くなったことにより、傾斜磁場コイルによる渦電流の抑制が困難になり、静磁場の均一度に関してもより高い精度が必要となった。
【００１４】
渦電流を抑制するためには、第２の従来例で述べたように、ポールピース材質として電気抵抗の高い材料を選択するだけでは不十分である。このため、本発明者等は渦電流の影響を大幅に低減できる傾斜磁場コイルの構成について考案している（特願平８−９９６７０号）。
【００１５】
しかしながら、この構成の傾斜磁場コイルにおいては、第２の従来例で示した傾斜磁場コイルに比べて、その厚さが増加する。一方、静磁場発生装置の均一磁場領域側には、傾斜磁場コイルと磁場補正手段、更には、高周波（ＲＦ）照射コイルを配置する必要がある。静磁場発生装置の開放感を得るためには、被検者の入る計測空間（均一磁場領域）をできるだけ広く確保する必要がある。このため、傾斜磁場コイル，磁場補正手段，ＲＦ照射コイルを計測空間と静磁場発生用磁石の内壁との間の狭い空間に配置する必要がある。
【００１６】
しかし、従来技術においては、上記のような開放型の静磁場発生装置及び傾斜磁場コイルに対応できる磁場補正手段の構造についての検討はなされていなかった。
従って、本発明では上記の課題を解決し、開放型の静磁場発生用磁石及び傾斜磁場コイルに適した磁場補正手段を備えた静磁場発生装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の静磁場発生装置では、静磁場発生領域を挾んで、対向して、ほぼ平行に配置された２個の静磁場発生源と、該静磁場発生源が前記静磁場発生領域に発生させた静磁場の均一性を高めるための磁場補正手段と、前記静磁場発生領域に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生手段と、前記静磁場発生源、磁場補正手段、傾斜磁場発生手段を覆うカバーとを有する静磁場発生装置において、前記傾斜磁場発生手段は２組のほぼ平坦な形状をもつ主コイルとシールドコイルとから成り、該主コイルと該シールドコイルは前記静磁場発生源とほぼ平行で、かつ該主コイルが前記静磁場発生領域に近い側に位置するように配置され、前記磁場補正手段の少なくとも一部が前記主コイルと前記シールドコイルとの間に配置されている。
【００１８】
この構成では、垂直磁場方式の静磁場発生源をもち、傾斜磁場発生手段の主コイルとシールドコイルとの間に磁場補正手段が配置されているので、静磁場発生源のもつ開放性を損なうことなく、静磁場発生領域に発生させる傾斜磁場の直線性を良くし、外部への漏洩磁場を小さくできる。また、従来静磁場発生源に近接して配置されていた磁場補正手段が主コイルとシールドコイルの間に配置されているため、この磁場補正手段の厚さに相当する分だけのスペースが削減可能となり、その結果、被検者の入る計測空間をより広く確保することができる。
【００１９】
本発明の静磁場発生装置では更に、前記磁場補正手段が前記傾斜磁場発生手段の主コイル、又はシールドコイルのいずれか一方に近接して配置されている。この構成では、磁場補正手段を取り付ける支持部として傾斜磁場発生手段の主コイル部分、又はシールドコイル部分を利用できるので、静磁場発生源と計測空間との間のスペースを更に節約可能となる。
【００２０】
本発明の静磁場発生装置では更に、前記磁場補正手段が前記傾斜磁場発生手段の主コイル、又はシールドコイルのいずれか一方に一体化されている。この構成では、一体化により、磁場補正手段の機械的強度を傾斜磁場発生手段に負担させることができるので、磁場補正手段のシムコイルなどの厚さを薄くすることができる。その結果、シムコイルなどの加工が容易になる。
【００２１】
本発明の静磁場発生装置では更に、前記磁場補正手段の実質的な直径が、前記傾斜磁場発生手段のシールドコイルの実質的な直径よりも大きくならないように構成されている。この構成では、磁場補正手段の外径がシールドコイルの外径より小さくり、これらを覆うカバーの外形がその周辺部で大きくなることはないので、静磁場発生装置の開放性を損なうこともなく、また被検者へのアクセス性も確保される。
【００２２】
本発明の静磁場発生装置では更に、静磁場発生領域を挾んで、対向して、ほぼ平行に配置された２個の静磁場発生源と、該静磁場発生源が前記静磁場発生領域に発生させた静磁場の均一性を高めるための磁場補正手段と、前記静磁場発生領域に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生手段と、前記静磁場発生源、磁場補正手段、傾斜磁場発生手段を覆うカバーとを有する静磁場発生装置において、前記静磁場発生源は前記静磁場発生領域に対向する面側のほぼ中央部に凹部を有し、前記傾斜磁場発生手段は２組のほぼ平坦な形状をもつ主コイルとシールドコイルから成り、前記傾斜磁場発生手段のうち少なくともシールドコイルが前記凹部内に配置され、前記磁場補正手段の少なくとも一部が前記傾斜磁場発生手段の主コイルとシールドコイルの間に配置されている。
【００２３】
この構成では、静磁場発生源に設けられた凹部に、傾斜磁場発生手段の一部又は全部及び磁場補正手段の一部又は全部が収容できるので、静磁場発生源の表面からはみ出した傾斜磁場発生手段などの厚さを薄くでき、広い計測空間を確保することが可能となる。また、傾斜磁場発生手段のシールドコイルを凹部内に配置することにより、主コイルとシールドコイル間の間隔も一定値以上に確保できるので、傾斜磁場発生手段の性能も十分発揮できる。
【００２４】
本発明の静磁場発生装置では更に、前記磁場補正手段の少なくとも一部が前記傾斜磁場発生手段の主コイルに近接して配置されている。この構成では、磁場補正手段が主コイルに近接して配置されることにより、磁場補正手段が傾斜磁場発生手段の支持機構を兼ねることが可能となる。この結果、スペースの節約ができ、計測空間を広く確保できるので、より大きな開放感が得られる。
【００２５】
本発明の静磁場発生装置では更に、前記磁場補正手段がシムコイルである。この構成では、磁場補正手段をシムコイルで構成することにより、コイル電流の制御により静磁場の補正が可能であり、コイル電流を大きくすることで、大きな磁場補正ができ、また、コイル電流を時間的に変化させることにより、ダイナミックな磁場補正もできる。
【００２６】
本発明の静磁場発生装置では更に、前記シムコイルがシム・主コイルとシム・シールドコイルとから構成されている。この構成では、シムコイルが分割されて、シム・シールドコイルが設けられているので、シム・主コイルによりシムコイルの外側に発生された漏洩磁場量を有効に低減することが可能である。この結果、ダイナミックな磁場補正を行う際に、渦電流による悪影響が少ないので、コイル電流をより高速に時間変化させることが可能である。
【００２７】
本発明の静磁場発生装置では更に、前記シム・主コイルは前記傾斜磁場発生手段の主コイルに近接して配置され、前記シム・シールドコイルは前記傾斜磁場発生手段のシールドコイルに近接して配置されている。この構成では、シム・主コイルが傾斜磁場発生手段の主コイルに近接して配置されているので、シム・主コイルと静磁場発生源との距離が十分に確保され、かつ、シム・主コイルの外側にシム・シールドコイルが配置されているので、シム・主コイルのシム効果を十分に発揮させることができる。
【００２８】
本発明の静磁場発生装置では更に、前記磁場補正手段は第１磁場補正手段と第２磁場補正手段とから構成され、該第１磁場補正手段は前記静磁場発生領域に近い側に配置され、該第２磁場補正手段は前記凹部内に配置されている。この構成では、磁場発生手段を分割したことにより、その一部を凹部に収容可能となる。その結果、凹部外に配置された第１磁場補正手段の厚さを薄くすることができるので、計測空間の広さを大きくするのに寄与する。
【００２９】
本発明の静磁場発生装置では更に、前記カバーの前記静磁場発生領域に近接する部分の外形はほぼ平坦な面とテーパーをもつ面との組合せから成り、前記ほぼ平坦な面は前記静磁場発生領域に対向する位置にあって、その外径は前記カバーの外周の径より小さく、前記テーパーをもつ面の直径は、前記ほぼ平坦な面から遠くなるにつれて大きくなる。
【００３０】
この構成では、計測空間の近傍のカバーの外形がほぼ平坦な面とテーパーをもつ面の組合せで構成されているので、計測空間の周辺には被検者の視界を遮るものが殆どなくなり、被検者の開放感が大幅に改善されると共に、術者の被検者へのアクセス性が更に向上する。
【００３１】
本発明の静磁場発生装置では更に、前記傾斜磁場発生手段のシールドコイルの直径が主コイルの直径より大きい。この構成では、主コイルが傾斜磁場発生手段の外側に発生する磁場に対するシールドコイルのシールド効果を高めることができるので、傾斜磁場発生手段の外側への漏洩磁場量の低減に寄与する。
【００３２】
本発明の静磁場発生装置では更に、前記静磁場発生源が超電導磁石である。この構成では、超電導磁石を用いることにより、計測空間に従来より大きな静磁場を発生することができるので、得られる画質の解像度の向上を図ることができる。
【００３３】
本発明のＭＲＩ装置では、前記静磁場発生装置を磁石装置として使用したものである。この構成のＭＲＩ装置では、大きな開放感が得られ、また被検者へのアクセスも容易となる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。なお、図面の符号に関しては、従来の技術の欄の説明で使用した図面に図示したものと同じ機能のものには同じ符号を付すことにする。
図１及び図２は、本発明の静磁場発生装置の第１の実施例を示す。図１は、縦断面図、図２は外観斜視図である。
【００３５】
本実施例においては、静磁場発生用磁石が超電導磁石の場合について説明する。図１において、超電導磁石１は、本発明者等が先に考案したもの（特願平７−３３６０２３号）で、垂直磁場方式のものである。そのため、この装置では従来の水平磁場方式の超電導磁石と比較して、被検者にとっての開放感が大幅に増加している。
【００３６】
超電導磁石１の基本的構成は、均一磁場領域２に垂直方向の均一な静磁場Ｂ₀を発生するための超電導コイル３と、超電導コイル３を所定の超電導特性が得られる温度に冷却・保持するための冷却容器６である。図では簡単のため最も外側にあり、熱の対流による放散を防ぐために全体を内包している真空容器４のみを冷却容器６として示した。冷却容器６としては、真空容器４の他に、超電導コイル３を浸す液体ヘリウム容器５や、熱の輻射を防ぐための熱シールドなどから構成されている。
【００３７】
超電導コイル３は、装置中央の均一磁場領域２を挾んで上下対称に設置されている。それに対応して、冷却容器６も円筒状のものが上下対称に設置され、２個の冷却容器６はその間にある支柱２１によって所定の間隔を維持して保持される。この支柱２１は、上下の冷却容器６を機械的に支える働きをしている。超電導磁石１を上述の如く構成することにより、高い磁場均一度と広い開口を有する開放感のある静磁場発生用磁石を得ることができる。
【００３８】
冷却容器６を保持する支柱２１には、必要によっては、上下の冷却容器６に内包される液体ヘリウム容器５を熱的に接続する働きを持たせても良い。そのようにすると、液体ヘリウム容器５を冷却する冷凍機を上下に１台ずつ設ける必要はなくなり、装置全体に対し１台の冷凍機で間に合わせることが可能となる。また、支柱２１の本数も図示の２本に限定する必要はなく、３本，４本と増やすこともできるし、更に開放感を増やすためには、片持ちの１本の支柱としても良い。
【００３９】
一方、傾斜磁場コイル１５も、均一磁場領域（計測空間）２を挾んで、上下対称に配置されている。上下の傾斜磁場コイル１５は、それぞれ平板状の主コイル２２とシールドコイル２３とから構成されている。主コイル２２は主に均一磁場領域２内に所定の傾斜磁場を発生させる働きを行い、シールドコイル２３は、主コイル２２が均一磁場領域２の側と逆方向の側に発生する磁場を打ち消すための磁場を発生させることにより、超電導磁石１の側に磁場を漏らさないようにする働きを行う。この働きにより、超電導磁石１における渦電流の発生を抑制することができる。このとき、シールドコイル２３も均一磁場領域２に磁場を生成するので、所定の磁場を均一磁場領域２に発生させるためには、シールドコイル２３による磁場の寄与分も考慮する必要がある。
【００４０】
主コイル２２とシールドコイル２３との位置関係に関しては、先ず、シールドコイル２３の外径は通常図示の如く主コイル２２の外径よりも大きくしてある。（通常少なくとも小さくならないようにしている。）これは、傾斜磁場コイル１５の外側への漏洩磁場量を抑制するためである。また、主コイル２２とシールドコイル２３との間には適当な間隔がとられている。これは、傾斜磁場コイル１５を構成する主コイル２２とシールドコイル２３とは、必ず一定以上の距離を離す必要があるためである。すなわち、傾斜磁場コイル１５の外側の導電体（超電導磁石１の表面など）に渦電流を発生させないようにするために、主コイル２２とシールドコイル２３に逆方向の電流を流す必要がある。従って、両コイルに流す電流量を一定にした場合、両コイル間の距離が近付くほど計測空間２に発生できる傾斜磁場強度が低下する。このため、主コイル２２とシールドコイル２３の間の距離は、必要とする傾斜磁場強度と、傾斜磁場コイル１５を駆動する電源容量とによって決まる一定値以上にとる必要がある。
【００４１】
図示では、主コイル２２もシールドコイル２３も、１枚の円板として、表わされているが、実際には、両コイルともＸ，Ｙ，Ｚの３方向に対応した３組の傾斜磁場コイルから成る。それぞれのコイルの電流分布（パターン）は、上述の如く、計測空間２に所定の傾斜磁場を発生させ、かつ、超電導磁石１の側に漏れる磁場量を抑制するように選択される。この電流分布の選択は、計測空間２に発生させる傾斜磁場の直線性を最良にし、外側へ漏洩する磁場量を最小にし、傾斜磁場コイル１５に通電する単位電流当りに発生する傾斜磁場強度を最大にし、傾斜磁場コイル１５のインダクタンスを最小にするように行われる。
【００４２】
図示の如き円板状の傾斜磁場コイル２２，２３を用いることによって、計測空間２の周辺を遮ることがないので、超電導磁石１のもつ開放性も損なわれることはなく、高性能の傾斜磁場を発生させることができる。このような傾斜磁場コイル１５の構成については、本発明者等が既に特許出願をしている（特願平８−９９６７０号）。
【００４３】
本実施例では、傾斜磁場コイル１５を構成する主コイル２２とシールドコイル２３との間に、平板形状をもつ磁場補正手段２４が配置されている。傾斜磁場コイル１５を構成する主コイル２２とシールドコイル２３との間は、上述の如く、必ず一定値以上の距離を離すことになるので、両コイル間に磁場補正手段２４を配置することは、計測空間２と超電導磁石１の内側面２５との間の狭い空間を有効に利用することになる。従来技術では、磁場補正手段２４は傾斜磁場コイル１５の外側に配置されていたので、本実施例のように磁場補正手段２４を両コイル間に配置することにより、磁場補正手段２４の厚さに相当する分だけのスペースを削減することが可能となる。この結果、被検者の入る計測空間２をより広く確保することができるので、開放感のある静磁場発生装置を提供することができる。
【００４４】
本実施例で用いる磁場補正手段２４としては、従来技術と同様に、パッシブシム（鉄，磁石等の磁性体）やシムコイルを用いることができる。また、両者を併用することも可能である。磁場補正手段としてシムコイルを用いる場合には、磁場補正が必要となる程度に応じて、コイルの数が決定される。高次項まで補正するためには、当然、必要となるコイルの数が増えるためにシムコイル全体が厚くなるとともに、コイルに電流を流すための電源やその制御装置などのシステムも多く必要となる。
【００４５】
上述の如く、傾斜磁場コイル１５の主コイル２２とシールドコイル２３の間の間隔を広くすると、磁場補正手段２４にシムコイルを用いた場合に、そのコイル導体の径を太くすることができるので、一定電流を流した際の発熱量が減少する。その結果、シムコイル電流を従来より多く流すことができるので、従来技術を用いた場合に比べて、大きな磁場補正が可能となり、磁場均一度が従来より悪い場合でも対応が可能となる。このことは、磁場補正手段２４にパッシブシムを用いた場合にも同様な効果が得られる。すなわち、パッシブシムを配置する空間が広くなったので、従来技術の場合よりも大きなシミング片を利用できるので、大きな磁場補正が可能となる。
【００４６】
また、本実施例の場合、磁場補正手段２４のシムコイルは、傾斜磁場コイル１５の主コイル２２とシールドコイル２３との間に配置されているので、シムコイルと超電導磁石などの静磁場発生用磁石との間の距離が、従来技術の場合に比べて大きくなる。このことは、シムコイルに流す電流量を時間的に変化させて、ダイナミックに計測空間２の静磁場を補正する場合などに有利になる。すなわち、シムコイル電流の時間的変化により、静磁場発生用磁石を構成している導電体に誘起される渦電流が、シムコイルの位置が静磁場発生用磁石に近い場合に比べて少なくなる。導電体に誘起される渦電流は、計測空間２に望ましくない磁場を発生するために、ＭＲＩ装置の画質を悪化させる。従って、本実施例を用いた場合には、シムコイル電流の高速な切り替えを行っても、画像に対する影響を少なくすることができる。
【００４７】
さらに、本実施例を図３により詳しく説明する。本発明の静磁場発生装置の基本構成は上下対称になっているので、図３では本実施例の下側部分のみの断面を示した。
【００４８】
図３には、超電導磁石１及び傾斜磁場コイル１５を覆うカバー２５が図示されている。カバー２５は、実際の装置では不可欠のもので、被検者や術者が超電導磁石１や傾斜磁場コイル１５等の構成要素に直接触れないように、安全のために設けられている。従って、このカバー２５により、装置の外観が決められる。また、術者が被検者に対し何らかの処置を行う場合にも、このカバー２５の外形により被検者にアクセスできる距離が決められる。従って、装置での開放感を得るため、及び被検者へのアクセスを容易にするためには、このカバー２５の外形はできるだけ小さく形成されていることが望ましい。
【００４９】
一方、カバー２５の形状・寸法は、内蔵する傾斜磁場コイル１５や磁場補正手段２４の形状・寸法に依存する。一般的に、傾斜磁場コイル１５の外部への漏洩磁場を抑制するためには、シールドコイル２３の直径は主コイル２２の直径よりも大きく設定される。従って、図３に示す如く、できるだけカバー２５の外形を小さくしようとした場合に、磁場補正手段２４の外径は主コイル２２の外径とシールドコイル２３の外径の中間にあって、前者より小さくなく、後者より大きくないことが望ましい。このように構成することで、カバー２５の計測空間２に面する部分をほぼテーパー形状に形成することができる。カバー２５の外形は必ずしもテーパー形状でなくともよいが、図３において、上部がほぼ平坦で最小径となり、下部に行くにつれて外径が大きくなるのが望ましい。カバー２５の外形がこのように構成されることにより、被検者の開放感も増し、術者の被検者へのアクセスも容易になる。
【００５０】
本発明の静磁場発生装置の第２の実施例を図４及び図５に示す。図４，図５とも、図３の場合と同様、静磁場発生装置の下側部分のみの断面図である。本実施例では、磁場補正手段２４を、傾斜磁場コイル１５の主コイル２２とシールドコイル２３との間に配置し、さらに主コイル２２、又はシールドコイル２３に近接して配置したものである。一般に、傾斜磁場コイル１５は、ローレンツ力による振動を抑制するために、厚い構造材を用いて強固に作られている。そのため、これらの傾斜磁場コイル２２，２３を磁場補正手段２４を取り付ける支持体として用いることができ、その結果、傾斜磁場コイル１５の近傍部のスペースを更に節約することができる。
【００５１】
更に、磁場補正手段２４としてシムコイルを使用する場合には、傾斜磁場コイル１５の主コイル２２、又はシールドコイル２３とシムコイルを一体化することも可能である。両者を一体化することにより、機械的な強度を傾斜磁場コイルに負担させることができるので、シムコイルの厚さを薄くすることができる。このように構成することにより、シムコイル製作を容易にし、製造原価も低減できる。
【００５２】
傾斜磁場コイルとシムコイルを一体化するためには、傾斜磁場コイル１５の主コイル２２、又はシールドコイル２３とシムコイルとをエポキシ系の接着剤などにより固着する方法などを用いることができる。傾斜磁場コイル１５には数百ボルトの電圧が印加されるので、シムコイルと傾斜磁場コイル１５との間には電気絶縁を施す必要がある。また、両コイルを一体化する際には、傾斜磁場コイル１５の引き出し線材のためのスペースを、シムコイルと傾斜磁場コイル１５との間に設けることができる。
【００５３】
傾斜磁場コイル１５の主コイル２２とシールドコイル２３との間には、一般には、傾斜磁場コイル１５による強力な磁場が発生し、シムコイルとの干渉を引き起こす。この干渉に対しては、従来の技術の欄でも述べた如く、シムコイルの回路にＬＣＲのフィルターやキャンセル用のコイルを接続して、干渉しにくいシムコイルにすることが可能である。あるいは、傾斜磁場コイル（１次項を発生するコイル）と特に干渉を起こしやすい３次，５次などの奇数次の項を発生するコイルだけをシールドコイル２３と超電導磁石１との間に配置することも選択できる。これは、傾斜磁場コイルにより作られる磁場が、主コイル２２とシールドコイル２３との間の空間における値よりも、シールドコイル２３の外側における値の方が小さいために、干渉が生じにくいことによる。この場合にも、傾斜磁場コイル１５と干渉しにくいシムコイルを、主コイル２２とシールドコイル２３の間に配置することにより、その厚さに相当するスペースを削減することが可能である。
【００５４】
また、一般に、シールドコイル２３の総電流量は、主コイル２２の総電流量より少ないため、主コイル２２とシールドコイル２３との間のスペースにおいても、シールドコイル２３に近い位置の方が、傾斜磁場コイル１５による磁場強度は低くなっている。従って、傾斜磁場コイル１５とシムコイルとの干渉を特に避けたい場合には、シールドコイル２３に近い側の位置にシムコイルを配置することが有効である。
【００５５】
本発明の静磁場発生装置の第３の実施例を図６に示す。図６は、静磁場発生装置の下側部分のみの断面図である。本実施例では、傾斜磁場コイル１５の主コイル２２とシールドコイル２３の間に、磁場補正手段２３のシムコイルが配置され、このシムコイルが２つのシムコイル、シム・主コイル２６とシム・シールドコイル２７とから構成されるものである。シムコイルの場合にも、シム・シールドコイル２７の直径は、シム・主コイルの直径より大きく作られている。本実施例のように、シム・主コイル２６の外側にシム・シールドコイル２７を配置することにより、傾斜磁場コイルの場合と同様に、シム・シールドコイル２７が磁石側に発生する漏洩磁場を抑制する働きを行い、導電体に発生する渦電流量を更に低減できるので、積極的にシムコイルの電流の切り替えを行うことができる。
【００５６】
また、シム・主コイル２６を傾斜磁場コイル１５の主コイル２２側の近傍に配置し、シム・シールドコイル２７を傾斜磁場コイル１５のシールドコイル２３側の近傍に配置することにより、シム・主コイル２６とシム・シールドコイル２７との距離を確保できるので、シムコイルの効率を殆ど低減させずにすむ。従来技術では、この距離が確保できなかったため、効率の良い、シールドされたシムコイルを構成することは困難であった。なお、シム・シールドコイル２７の位置は、傾斜磁場コイル１５のシールドコイル２３に対し、内側又は外側のいずれでも良い。
【００５７】
本発明の静磁場発生装置の第４の実施例を図７に示す。図７は、本実施例の装置の下側部分のみの断面図である。図７において、静磁場発生用磁石１の均一磁場領域２に対向する面側のほぼ中央部に凹部３１が設けられている。この凹部３１は、超電導磁石装置の冷却容器や、第２の従来例で紹介した永久磁石を用いた対向型磁石におけるポールピースなどの中央部に設けられた凹部に相当する。本実施例においては、傾斜磁場コイル１５の主コイル２２は凹部３１の外部に、シールドコイル２３は凹部３１の内部に配置され、磁場補正手段２４については、主コイル２２とシールドコイル２３の間で、かつ、凹部３１の外部に配置されている。主コイル２２、シールドコイル２３、磁場補正手段２４はともにほぼ平板状で、シールドコイル２３の外径は主コイル２２の外径より少し大きく作られている。また、磁場補正手段２４の直径は凹部３１の直径よりも大きく作られている。更に、磁場補正手段２４は主コイル２２に近接して配置されており、場合によっては両者は固着してもよい。
【００５８】
上述の如く、シールドコイル２３を凹部３１の内部に配置することで、主コイル２２とシールドコイル２３を一定値以上の間隔を確保することができ、磁場補正手段２４もその間に配置することが可能となる。その結果、静磁場発生用磁石１の内面と計測空間２との間の狭い空間を有効に利用することができるので、広い計測空間２を確保することができる。
【００５９】
また、本実施例の場合、磁場補正手段２４の直径が、主コイル２２又はシールドコイル２３の直径よりも大きくなっており、磁場補正手段２４と主コイル２２が近接配置されているので、この磁場補正手段２４に主コイル２２を支持させることが可能である。また、磁場補正手段２４については、その外径を小さくして、凹部３１の内部に配置することも可能である。
【００６０】
本発明の静磁場発生装置の第５の実施例を図８に示す。本実施例は第４の実施例を小変更したものである。図８において、磁場補正手段２４は外径の大きい第１磁場補正手段３２と外径の小さい第２磁場補正手段３３とに分けられ、第１磁場補正手段３２は磁石１の凹部３１の外部に、第２磁場補正手段３３は磁石１の凹部３１の内部に配置されている。このように構成することにより、磁場補正手段２４の一部が磁石１の凹部３１に収容された結果、凹部３１の外側に存在する磁場補正手段２４の厚さを薄くすることができるので、対向する傾斜磁場コイル１５間の距離（計測空間２の広さに対応）を広くすることができる。
また、磁場補正手段２４の分割は２分割に限らず、周辺の状況によっては多分割してもよいことは言うまでもない。
【００６１】
なお、本発明において使用されるシムコイルの電流パターン形状としては、公知の従来技術を参考にして求めることが可能である。
また、上記の説明では、本発明における静磁場発生用磁石として超電導磁石を例に上げて説明して来たが、これに限定されることはなく、常伝導磁石，永久磁石の場合でも、磁石が上記実施例と相似の形状を有する場合には、本発明の適用が可能である。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明した如く、垂直磁場方式の静磁場発生用磁石を用いた静磁場発生装置において、傾斜磁場コイル及び磁場補正手段の配置の適正化をはかることにより、計測空間を広くすることができるので、大きな開放感を有し、かつ、術者が被検者に容易にアクセスできる静磁場発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の静磁場発生装置の第１の実施例の縦断面図。
【図２】本発明の静磁場発生装置の第１の実施例の外観斜視図。
【図３】本発明の静磁場発生装置の第１の実施例の下側部分の断面図。
【図４】本発明の静磁場発生装置の第２の実施例（その１）の下側部分の断面図。
【図５】本発明の静磁場発生装置の第２の実施例（その２）の下側部分の断面図。
【図６】本発明の静磁場発生装置の第３の実施例の下側部分の断面図。
【図７】本発明の静磁場発生装置の第４の実施例の下側部分の断面図。
【図８】本発明の静磁場発生装置の第５の実施例の下側部分の断面図。
【図９】ＭＲＩ装置用静磁場発生装置の第１の従来例の装置全体の断面図。
【図１０】ＭＲＩ装置用静磁場発生装置の第１の従来例の傾斜磁場コイルの斜視図。
【図１１】ＭＲＩ装置用静磁場発生装置の第２の従来例の外観斜視図。
【図１２】ＭＲＩ装置用静磁場発生装置の第２の従来例の要部を示す図。
【符号の説明】
１静磁場発生用磁石（超電導磁石）
２均一磁場領域（計測空間）
３超電導コイル
４真空容器
５冷媒容器（液体ヘリウム容器）
６冷却容器
７傾斜磁場コイル（円筒状）
８主コイル
９シールドコイル
１０磁場補正手段
１１静磁場発生用磁石（永久磁石）
１２継鉄板
１３柱状継鉄
１４ポールピース
１５傾斜磁場コイル（平板状）
１６凹部、
２１支柱
２２主コイル
２７シム・シールドコイル
３１凹部
３２第１磁場補正手段
３３第２磁場補正手段
５０静磁場発生装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a static magnetic field generation apparatus suitable for a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as an MRI apparatus), and more particularly to correction of a magnetic field of a static magnetic field generation apparatus capable of realizing an open MRI apparatus having a large opening. Regarding technology.
[0002]
[Prior art]
9 and 10 show a first example of a conventional static magnetic field generator for an MRI apparatus. 9 and 10 show the configuration of a horizontal magnetic field type superconducting magnet device. FIG. 9 is a sectional view of the whole device, and FIG. 10 is a perspective view of a gradient magnetic field coil. In FIG. 9, a static magnetic field generating magnet (superconducting magnet) 1 has a cylindrical shape, and a horizontal (Z-axis direction) static magnetic field B in a uniform magnetic field region 2 inside thereof.₀Is generated. In the superconducting magnet 1, in order to use a superconducting wire for the coil 3, it is necessary to cool it to a predetermined temperature. The superconducting coil 3 is composed of a vacuum vessel 4, a refrigerant vessel (in the figure, a liquid helium vessel) 5, and the like. It is held in the cooling container 6.
[0003]
A set of gradient magnetic field coils 7 is arranged on the inner diameter side of the superconducting magnet 1. The gradient coil 7 is configured on a set of cylinders, and generates gradient magnetic fields in three directions of X, Y, and Z in accordance with a three-dimensional space. Recently, in order to suppress eddy currents generated in a conductor (specifically, a superconducting magnet vacuum vessel or a heat shield material) close to the gradient magnetic field coil 7, as shown in FIG. Is composed of a main coil 8 and a shield coil 9, and the shield coil 9 is generally arranged coaxially on the outer periphery of the main coil 8. At this time, the main coil 8 generates a predetermined gradient magnetic field mainly in the uniform magnetic field region 2, and the shield coil 9 generates a magnetic field in the opposite direction to the main coil 8, thereby generating a magnetic field intensity generated outside the gradient magnetic field coil 7. It acts to reduce. With this function, the generation of the eddy current can be effectively suppressed.
[0004]
Further, magnetic field correction means 10 is provided on the inner diameter side of superconducting magnet 1 along the inner periphery of the cylinder. This is used to improve the magnetic field uniformity of the uniform magnetic field region 2 that cannot be corrected by the superconducting magnet 1 alone, and to further improve the image quality. The magnetic field correction means 10 employs a magnetic material (iron, permanent magnet, etc.) generally called a passive shim. Recently, the magnetic field correction means 10 is also used to correct the magnetic field disturbance that occurs when the subject is inserted into the uniform magnetic field region 2 of the superconducting magnet 1. In this case, since the amount of correction differs for each subject, a device using a coil (referred to as a shim coil) is employed. In the shim coil, the amount of current flowing through the coil is adjusted to correct the magnetic field uniformity. The shim coil is formed by etching processing similar to a printed circuit board or water jet processing. It can also be created by rolling the wire so as to form a predetermined pattern on the insulating substrate.
[0005]
An example of the above passive shim is disclosed in JP-A-8-164118. In this example, a gradient magnetic field coil arranged on the inner periphery of a horizontal magnetic field cylindrical magnet is composed of an inner coil and an outer coil, and a passive shim is installed on the inner periphery or outer periphery of the outer coil support. This configuration improves the efficiency of the gradient coil.
[0006]
In addition, when a shim coil is used, when a pulsed current is passed through the gradient magnetic field coil, interference may occur between the shim coil and the image may be adversely affected. As a technique for suppressing this, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-266042 discloses a method of connecting an LCR parallel circuit in series with a shim coil, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-284239 discloses a voltage induced by a gradient magnetic field coil. A method using a cancel coil for canceling is disclosed.
[0007]
As shown in FIG. 9, the above-described problems of the prior art are that the measurement space (corresponding to the uniform magnetic field region) 2 in which the subject enters is narrow, and the periphery of the subject is completely surrounded by the superconducting magnet 1. Yes. As a result, the subject felt a sense of blockage, and sometimes the subject refused to enter the MRI apparatus. In addition, it is difficult for the surgeon to access the subject from the outside of the apparatus.
[0008]
11 and 12 show a second example of a conventional static magnetic field generator for an MRI apparatus. In this example, an opposing magnetic circuit using a permanent magnet or the like is employed as the static magnetic field generator. In FIG. 11, the static magnetic field generating device 50 has a gap between a static magnetic field generating magnet (permanent magnet) 11 that is arranged to face in the vertical direction, a yoke plate 12 that supports the permanent magnet 11, and the upper and lower yoke plates 12. Is formed of a columnar yoke 13 that holds and supports the pole piece 14 and a pole piece 14 that is attached to the opposing surface side of the permanent magnet 11. The magnetic circuit includes an upper permanent magnet 11, an upper pole piece 14, a uniform magnetic field region 2, a lower pole piece 14, a lower permanent magnet 11, a lower yoke 12, a columnar yoke 13, and an upper yoke. A uniform vertical static magnetic field in the vertical direction is generated in the uniform magnetic field region 2 by the path of the iron plate 12. As shown in FIGS. 11 and 12, the gradient coil 15 used in this magnetic circuit has a flat plate shape and is disposed so as to face the uniform magnetic field region 2. The gradient coil 15 is generally housed in the recess 16 of the pole piece 14 as shown in FIG. This is important in order to reduce the manufacturing cost of the magnetic circuit by reducing the distance between the pole pieces 14 arranged above and below as much as possible.
[0009]
In the case of this example, as a countermeasure against eddy current generation by the gradient magnetic field coil, the gradient magnetic field coil is driven by adopting a material having high electric resistance as the pole piece material disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-251930. Technology is used to prevent the generation of eddy currents even when the For this reason, unlike the case of the first conventional example, the gradient coil generally does not include a shield coil.
[0010]
On the other hand, as the magnetic field correction means, a method using a passive shim or shim coil is also employed in this example, as in the first conventional example. When a passive shim is used, a method of arranging an iron piece or a magnet piece on the surface of the pole piece is common. Moreover, as an example using a shim coil, for an NMR (nuclear magnetic resonance) apparatus, a flat coil pattern corresponding to a flat magnet is disclosed in Japanese Patent Publication No. 40-26368. However, this can also be used for MRI equipment.
[0011]
When such a shim coil is applied to a vertical magnetic field type MRI apparatus, as disclosed in JP-A-7-303620 and JP-A-8-66379, the pole coil (magnetic shunt plate) is disposed in the vicinity. Has been placed. A gradient magnetic field coil used in a conventional vertical magnetic field type static magnetic field generator has a structure not including a shield coil as described above. Therefore, as the arrangement of the shim coils, either the gradient coil is placed on the side closer to the uniform magnetic field region 2 or the far side (the side near the pole piece) is employed. Moreover, in order to suppress manufacturing cost, it was customary to accommodate in the recessed part of a pole piece similarly to the gradient coil.
[0012]
As is clear from FIG. 11, in the static magnetic field generator including the opposing magnetic circuit using a permanent magnet or the like, since the four sides are open, the subject described in the first conventional example has a feeling of blockage. The problem of giving is solved. On the other hand, the image quality of the MRI apparatus greatly depends on the static magnetic field strength of the static magnetic field generator, and it is desirable to obtain the highest possible static magnetic field strength in order to improve the image quality.
However, in the case of a magnetic circuit using a permanent magnet or a normal conducting magnet, it is difficult to obtain a high static magnetic field strength, and the upper limit is about 0.3 Tesla.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The present inventors have devised an open type superconducting magnet device as a static magnetic field generator for an MRI apparatus that can provide a subject with a sense of openness and can obtain a high static magnetic field strength (Japanese Patent Application No. Hei. 7-336023). This apparatus is characterized in that, by using a superconducting magnet as a magnet for generating a static magnetic field, a high static magnetic field strength is obtained and the outer shape thereof is an open shape. However, in the case of this superconducting magnet device, the cooling container facing the gradient magnetic field coil is made of a material such as aluminum or stainless steel. For this reason, as introduced in the second example of the prior art, it is difficult to sufficiently increase the electric resistance, and it is difficult to suppress the eddy current by the gradient coil. In addition, since the static magnetic field strength is increased, high accuracy is required for the uniformity of the static magnetic field. As the static magnetic field strength increased, it became difficult to suppress eddy currents by the gradient magnetic field coil, and higher accuracy was required for the uniformity of the static magnetic field.
[0014]
In order to suppress the eddy current, as described in the second conventional example, it is not sufficient to select a material having a high electric resistance as the pole piece material. For this reason, the present inventors have devised a configuration of a gradient magnetic field coil that can greatly reduce the influence of eddy current (Japanese Patent Application No. Hei 8-99670).
[0015]
However, the thickness of the gradient magnetic field coil with this configuration increases as compared with the gradient magnetic field coil shown in the second conventional example. On the other hand, it is necessary to arrange a gradient magnetic field coil, magnetic field correction means, and a radio frequency (RF) irradiation coil on the uniform magnetic field region side of the static magnetic field generator. In order to obtain a sense of openness of the static magnetic field generator, it is necessary to secure as wide a measurement space (uniform magnetic field region) as possible for the subject. For this reason, it is necessary to arrange the gradient magnetic field coil, the magnetic field correction means, and the RF irradiation coil in a narrow space between the measurement space and the inner wall of the static magnetic field generating magnet.
[0016]
However, in the prior art, no study has been made on the structure of the magnetic field correction means that can cope with the open static magnetic field generator and the gradient magnetic field coil as described above.
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a static magnetic field generation apparatus including a magnetic field correction unit suitable for an open type static magnetic field generation magnet and a gradient magnetic field coil.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, in the static magnetic field generation apparatus of the present invention, two static magnetic field generation sources arranged substantially parallel to each other across the static magnetic field generation region, Magnetic field correction means for enhancing the uniformity of the static magnetic field generated in the static magnetic field generation area, gradient magnetic field generation means for generating a gradient magnetic field in the static magnetic field generation area, static magnetic field generation source, magnetic field correction means, and gradient In the static magnetic field generating apparatus having a cover for covering the magnetic field generating means, the gradient magnetic field generating means comprises two sets of a main coil and a shield coil having substantially flat shapes, and the main coil and the shield coil are the static magnetic field. The main coil is disposed so as to be substantially parallel to the generation source and close to the static magnetic field generation region, and at least a part of the magnetic field correcting means is disposed between the main coil and the shield coil. Are.
[0018]
  In this configuration, the vertical magnetic field type static magnetic field generation source is provided, and the magnetic field correction means is arranged between the main coil and the shield coil of the gradient magnetic field generation means, so that the openness of the static magnetic field generation source is impaired. In addition, the linearity of the gradient magnetic field generated in the static magnetic field generation region can be improved and the leakage magnetic field to the outside can be reduced. In addition, since the magnetic field correction means, which has been disposed close to the static magnetic field generation source, is disposed between the main coil and the shield coil, a space corresponding to the thickness of the magnetic field correction means can be reduced. As a result, a wider measurement space for the subject can be secured.
[0019]
  In the static magnetic field generation apparatus of the present invention, the magnetic field correction means is further disposed in proximity to either the main coil or the shield coil of the gradient magnetic field generation means..In this configuration, the main coil portion or shield coil portion of the gradient magnetic field generating means can be used as the support portion to which the magnetic field correcting means is attached, so that the space between the static magnetic field generating source and the measurement space can be further saved.
[0020]
  In the static magnetic field generator of the present invention, the magnetic field correcting means is further integrated with either the main coil or the shield coil of the gradient magnetic field generating means..In this configuration, since the mechanical strength of the magnetic field correction unit can be borne by the gradient magnetic field generation unit by integration, the thickness of the shim coil or the like of the magnetic field correction unit can be reduced. As a result, the shim coil and the like can be easily processed.
[0021]
  The static magnetic field generator of the present invention is further configured so that the substantial diameter of the magnetic field correcting means does not become larger than the substantial diameter of the shield coil of the gradient magnetic field generating means..In this configuration, the outer diameter of the magnetic field correction means is smaller than the outer diameter of the shield coil, and the outer shape of the cover that covers them is not increased in the periphery thereof, so that the openness of the static magnetic field generator is not impaired. In addition, accessibility to the subject is also ensured.
[0022]
  The static magnetic field generation apparatus of the present invention further includes two static magnetic field generation sources arranged substantially parallel to each other across the static magnetic field generation region, and the static magnetic field generation source is generated in the static magnetic field generation region. A magnetic field correction means for increasing the uniformity of the static magnetic field generated, a gradient magnetic field generation means for generating a gradient magnetic field in the static magnetic field generation region, and a cover that covers the static magnetic field generation source, the magnetic field correction means, and the gradient magnetic field generation means The static magnetic field generation source has a concave portion at a substantially central portion on the surface facing the static magnetic field generation region, and the gradient magnetic field generation means has two sets of substantially flat shapes. A main coil and a shield coil, and at least a shield coil of the gradient magnetic field generation means is disposed in the recess, and at least a part of the magnetic field correction means is formed between the main coil and the shield coil of the gradient magnetic field generation means. It is located in.
[0023]
  In this configuration, since a part or all of the gradient magnetic field generation means and part or all of the magnetic field correction means can be accommodated in the recess provided in the static magnetic field generation source, generation of the gradient magnetic field that protrudes from the surface of the static magnetic field generation source. The thickness of the means can be reduced, and a wide measurement space can be secured. Further, by arranging the shield coil of the gradient magnetic field generating means in the recess, the interval between the main coil and the shield coil can be secured to a certain value or more, so that the performance of the gradient magnetic field generating means can be sufficiently exhibited.
[0024]
  Further, in the static magnetic field generator of the present invention, at least a part of the magnetic field correcting means is disposed in proximity to the main coil of the gradient magnetic field generating means..In this configuration, since the magnetic field correction unit is disposed close to the main coil, the magnetic field correction unit can also serve as a support mechanism for the gradient magnetic field generation unit. As a result, space can be saved and a wide measurement space can be secured, so that a greater sense of openness can be obtained.
[0025]
  In the static magnetic field generator of the present invention, the magnetic field correction means is a shim coil..In this configuration, by configuring the magnetic field correction means with shim coils, it is possible to correct the static magnetic field by controlling the coil current, and by increasing the coil current, a large magnetic field correction can be performed. By changing to, dynamic magnetic field correction can also be performed.
[0026]
  In the static magnetic field generator of the present invention, the shim coil further comprises a shim main coil and a shim shield coil..In this configuration, since the shim coil is divided and the shim shield coil is provided, it is possible to effectively reduce the amount of leakage magnetic field generated outside the shim coil by the shim main coil. As a result, when dynamic magnetic field correction is performed, there is little adverse effect due to eddy current, so that the coil current can be changed with time at higher speed.
[0027]
  In the static magnetic field generation apparatus of the present invention, the shim / main coil is disposed in proximity to the main coil of the gradient magnetic field generation means, and the shim / shield coil is disposed in proximity to the shield coil of the gradient magnetic field generation means. Has been.In this configuration, since the shim / main coil is disposed close to the main coil of the gradient magnetic field generating means, the distance between the shim / main coil and the static magnetic field generating source is sufficiently secured, and the shim / main coil Since the shim shield coil is arranged outside the shim, the shim effect of the shim main coil can be fully exhibited.
[0028]
  In the static magnetic field generation apparatus of the present invention, the magnetic field correction means further includes a first magnetic field correction means and a second magnetic field correction means, and the first magnetic field correction means is disposed on the side close to the static magnetic field generation region, The second magnetic field correction means is disposed in the recess..In this configuration, by dividing the magnetic field generating means, a part thereof can be accommodated in the recess. As a result, the thickness of the first magnetic field correction means arranged outside the recess can be reduced, which contributes to increasing the width of the measurement space.
[0029]
  In the static magnetic field generator of the present invention, the outer shape of the portion of the cover adjacent to the static magnetic field generation region is a combination of a substantially flat surface and a tapered surface, and the substantially flat surface is the static magnetic field generating device. At the position facing the region, the outer diameter is smaller than the outer diameter of the cover, and the diameter of the tapered surface increases as the distance from the substantially flat surface increases..
[0030]
  In this configuration, the outer shape of the cover in the vicinity of the measurement space is composed of a combination of a substantially flat surface and a tapered surface, so that there is almost no obstruction of the subject's field of vision around the measurement space. The feeling of openness of the examiner is greatly improved, and the accessibility of the operator to the subject is further improved.
[0031]
  In the static magnetic field generator of the present invention, the diameter of the shield coil of the gradient magnetic field generator is larger than the diameter of the main coil..In this configuration, the shielding effect of the shield coil against the magnetic field generated outside the gradient magnetic field generating means by the main coil can be enhanced, which contributes to the reduction of the leakage magnetic field amount to the outside of the gradient magnetic field generating means.
[0032]
  In the static magnetic field generator of the present invention, the static magnetic field generation source is a superconducting magnet..In this configuration, by using a superconducting magnet, it is possible to generate a larger static magnetic field in the measurement space than in the past, so that the resolution of the obtained image quality can be improved.
[0033]
  In the MRI apparatus of the present invention, the static magnetic field generation apparatus is used as a magnet apparatus..With the MRI apparatus having this configuration, a great sense of openness can be obtained, and access to the subject can be facilitated.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Regarding the reference numerals of the drawings, the same reference numerals are given to the same functions as those shown in the drawings used in the description of the prior art.
1 and 2 show a first embodiment of the static magnetic field generator of the present invention. 1 is a longitudinal sectional view, and FIG. 2 is an external perspective view.
[0035]
In this embodiment, the case where the static magnetic field generating magnet is a superconducting magnet will be described. In FIG. 1, a superconducting magnet 1 is the one devised previously by the present inventors (Japanese Patent Application No. 7-336023) and of the vertical magnetic field type. Therefore, in this apparatus, compared with a conventional superconducting magnet of a horizontal magnetic field method, a feeling of openness for the subject is greatly increased.
[0036]
The basic configuration of the superconducting magnet 1 is a uniform static magnetic field B perpendicular to the uniform magnetic field region 2.₀And a cooling container 6 for cooling and holding the superconducting coil 3 at a temperature at which predetermined superconducting characteristics can be obtained. In the figure, for the sake of simplicity, only the vacuum vessel 4 that is on the outermost side and encloses the whole is shown as a cooling vessel 6 in order to prevent dissipation by heat convection. In addition to the vacuum vessel 4, the cooling vessel 6 includes a liquid helium vessel 5 in which the superconducting coil 3 is immersed, a heat shield for preventing heat radiation, and the like.
[0037]
The superconducting coil 3 is installed symmetrically with respect to the uniform magnetic field region 2 at the center of the apparatus. Correspondingly, the cooling containers 6 are also cylindrically arranged in a vertically symmetrical manner, and the two cooling containers 6 are held by a support 21 between them while maintaining a predetermined interval. The support column 21 serves to mechanically support the upper and lower cooling containers 6. By configuring the superconducting magnet 1 as described above, it is possible to obtain a static magnetic field generating magnet having a high magnetic field uniformity and a wide opening.
[0038]
The support column 21 that holds the cooling container 6 may have a function of thermally connecting the liquid helium containers 5 contained in the upper and lower cooling containers 6 as necessary. If it does so, it will become unnecessary to provide the refrigerator which cools the liquid helium container 5 one by one up and down, and it will become possible to make it in time with one refrigerator with respect to the whole apparatus. Further, the number of the columns 21 need not be limited to the two illustrated, and can be increased to three or four. Further, in order to further increase the feeling of opening, a single cantilever column may be used.
[0039]
On the other hand, the gradient magnetic field coil 15 is also arranged symmetrically with respect to the uniform magnetic field region (measurement space) 2. The upper and lower gradient magnetic field coils 15 are each composed of a flat main coil 22 and a shield coil 23. The main coil 22 mainly functions to generate a predetermined gradient magnetic field in the uniform magnetic field region 2, and the shield coil 23 cancels the magnetic field generated by the main coil 22 on the side opposite to the uniform magnetic field region 2 side. By generating the magnetic field, the magnetic field is prevented from leaking to the superconducting magnet 1 side. By this function, generation of eddy current in the superconducting magnet 1 can be suppressed. At this time, since the shield coil 23 also generates a magnetic field in the uniform magnetic field region 2, in order to generate a predetermined magnetic field in the uniform magnetic field region 2, it is necessary to consider the contribution of the magnetic field by the shield coil 23.
[0040]
Regarding the positional relationship between the main coil 22 and the shield coil 23, first, the outer diameter of the shield coil 23 is usually larger than the outer diameter of the main coil 22 as shown in the figure. (Normally, it does not become at least small.) This is to suppress the amount of magnetic field leaking to the outside of the gradient coil 15. Further, an appropriate interval is provided between the main coil 22 and the shield coil 23. This is because the main coil 22 and the shield coil 23 constituting the gradient magnetic field coil 15 must always be separated from each other by a certain distance. That is, in order not to generate an eddy current in a conductor (such as the surface of the superconducting magnet 1) outside the gradient magnetic field coil 15, it is necessary to pass a current in the reverse direction through the main coil 22 and the shield coil 23. Therefore, when the amount of current flowing through both coils is constant, the gradient magnetic field strength that can be generated in the measurement space 2 decreases as the distance between the two coils approaches. For this reason, the distance between the main coil 22 and the shield coil 23 needs to be greater than or equal to a certain value determined by the required gradient magnetic field strength and the power supply capacity for driving the gradient coil 15.
[0041]
In the drawing, both the main coil 22 and the shield coil 23 are represented as a single disk, but in reality, both coils are three sets of gradient magnetic field coils corresponding to the three directions of X, Y, and Z. Consists of. As described above, the current distribution (pattern) of each coil is selected to generate a predetermined gradient magnetic field in the measurement space 2 and to suppress the amount of magnetic field leaking to the superconducting magnet 1 side. This selection of the current distribution optimizes the linearity of the gradient magnetic field generated in the measurement space 2, minimizes the amount of magnetic field leaking to the outside, and maximizes the gradient magnetic field strength generated per unit current flowing through the gradient coil 15. And the inductance of the gradient coil 15 is minimized.
[0042]
By using the disk-shaped gradient magnetic field coils 22 and 23 as shown in the figure, the surroundings of the measurement space 2 are not obstructed, so that the openness of the superconducting magnet 1 is not impaired, and a high-performance gradient magnetic field is generated. Can be generated. The inventors have already filed a patent application for such a configuration of the gradient coil 15 (Japanese Patent Application No. Hei 8-99670).
[0043]
In the present embodiment, a magnetic field correction means 24 having a flat plate shape is disposed between the main coil 22 and the shield coil 23 constituting the gradient magnetic field coil 15. Since the main coil 22 and the shield coil 23 constituting the gradient magnetic field coil 15 are necessarily separated from each other by a distance of a certain value or more as described above, the magnetic field correction means 24 is disposed between the two coils. A narrow space between the measurement space 2 and the inner surface 25 of the superconducting magnet 1 is effectively used. In the prior art, since the magnetic field correction means 24 is arranged outside the gradient magnetic field coil 15, the thickness of the magnetic field correction means 24 is set by arranging the magnetic field correction means 24 between both coils as in this embodiment. A corresponding amount of space can be reduced. As a result, it is possible to secure a wider measurement space 2 for the subject to enter, and thus it is possible to provide a static magnetic field generator with a feeling of opening.
[0044]
As the magnetic field correction means 24 used in the present embodiment, a passive shim (a magnetic material such as iron or magnet) or a shim coil can be used as in the prior art. Moreover, it is also possible to use both together. When a shim coil is used as the magnetic field correction means, the number of coils is determined according to the degree to which magnetic field correction is required. In order to correct to higher order terms, naturally, the number of necessary coils increases, so that the entire shim coil becomes thicker, and a system such as a power source and a control device for supplying current to the coils is also required.
[0045]
As described above, if the gap between the main coil 22 and the shield coil 23 of the gradient magnetic field coil 15 is widened, the diameter of the coil conductor can be increased when a shim coil is used for the magnetic field correction means 24. The amount of heat generated when a current is passed is reduced. As a result, a greater amount of shim coil current can be flowed than before, so that a larger magnetic field correction can be made than when the conventional technique is used, and even when the magnetic field uniformity is worse than the conventional case, it is possible to cope with it. This also has the same effect when a passive shim is used for the magnetic field correction means 24. That is, since the space for disposing the passive shim has become wider, a larger shimming piece can be used than in the case of the prior art, so that a large magnetic field correction is possible.
[0046]
In the case of the present embodiment, the shim coil of the magnetic field correction means 24 is disposed between the main coil 22 and the shield coil 23 of the gradient magnetic field coil 15, so that the shim coil and a magnet for generating a static magnetic field such as a superconducting magnet are used. The distance between is larger than in the case of the prior art. This is advantageous when, for example, the amount of current flowing through the shim coil is changed with time to dynamically correct the static magnetic field in the measurement space 2. That is, the eddy current induced in the conductor constituting the static magnetic field generating magnet due to the temporal change of the shim coil current becomes smaller than when the position of the shim coil is close to the static magnetic field generating magnet. The eddy current induced in the conductor generates an undesirable magnetic field in the measurement space 2, thereby degrading the image quality of the MRI apparatus. Therefore, when this embodiment is used, the influence on the image can be reduced even if the shim coil current is switched at high speed.
[0047]
Further, this embodiment will be described in detail with reference to FIG. Since the basic configuration of the static magnetic field generator of the present invention is vertically symmetrical, FIG. 3 shows a cross section of only the lower portion of this embodiment.
[0048]
FIG. 3 shows a cover 25 that covers the superconducting magnet 1 and the gradient coil 15. The cover 25 is indispensable in an actual apparatus, and is provided for safety so that the subject and the operator do not directly touch the components such as the superconducting magnet 1 and the gradient magnetic field coil 15. Therefore, the appearance of the apparatus is determined by the cover 25. Further, even when the surgeon performs some treatment on the subject, the distance at which the subject can be accessed is determined by the outer shape of the cover 25. Therefore, in order to obtain a feeling of opening in the apparatus and to facilitate access to the subject, it is desirable that the outer shape of the cover 25 be formed as small as possible.
[0049]
On the other hand, the shape and dimensions of the cover 25 depend on the shapes and dimensions of the built-in gradient magnetic field coil 15 and magnetic field correction means 24. In general, the diameter of the shield coil 23 is set larger than the diameter of the main coil 22 in order to suppress the leakage magnetic field to the outside of the gradient magnetic field coil 15. Therefore, as shown in FIG. 3, when trying to make the outer shape of the cover 25 as small as possible, the outer diameter of the magnetic field correction means 24 is intermediate between the outer diameter of the main coil 22 and the outer diameter of the shield coil 23 and smaller than the former. It is desirable that it is not larger than the latter. By comprising in this way, the part which faces the measurement space 2 of the cover 25 can be formed in a substantially taper shape. The outer shape of the cover 25 does not necessarily have a tapered shape, but in FIG. 3, it is desirable that the upper portion is substantially flat and has a minimum diameter, and the outer diameter increases toward the lower portion. By configuring the outer shape of the cover 25 in this way, the feeling of opening of the subject is increased, and the operator can easily access the subject.
[0050]
4 and 5 show a second embodiment of the static magnetic field generator of the present invention. 4 and 5 are cross-sectional views of only the lower part of the static magnetic field generator, as in FIG. In the present embodiment, the magnetic field correcting means 24 is disposed between the main coil 22 and the shield coil 23 of the gradient magnetic field coil 15 and further disposed close to the main coil 22 or the shield coil 23. In general, the gradient coil 15 is made of a thick structural material in order to suppress vibration due to Lorentz force. Therefore, these gradient magnetic field coils 22 and 23 can be used as a support for attaching the magnetic field correction means 24. As a result, the space in the vicinity of the gradient magnetic field coil 15 can be further saved.
[0051]
Furthermore, when a shim coil is used as the magnetic field correction means 24, the main coil 22 of the gradient magnetic field coil 15 or the shield coil 23 and the shim coil can be integrated. By integrating the two, mechanical strength can be borne by the gradient magnetic field coil, so that the thickness of the shim coil can be reduced. By configuring in this way, the shim coil can be easily manufactured and the manufacturing cost can be reduced.
[0052]
In order to integrate the gradient magnetic field coil and the shim coil, a method of fixing the main coil 22 of the gradient magnetic field coil 15 or the shield coil 23 and the shim coil with an epoxy adhesive or the like can be used. Since a voltage of several hundred volts is applied to the gradient coil 15, it is necessary to provide electrical insulation between the shim coil and the gradient coil 15. Moreover, when integrating both coils, the space for the lead wire of the gradient coil 15 can be provided between the shim coil and the gradient coil 15.
[0053]
In general, a strong magnetic field is generated by the gradient coil 15 between the main coil 22 and the shield coil 23 of the gradient coil 15 and causes interference with the shim coil. With respect to this interference, as described in the section of the prior art, it is possible to connect an LCR filter or a canceling coil to the shim coil circuit to make the shim coil less susceptible to interference. Alternatively, only a coil that generates an odd-order term such as a third-order or fifth-order that easily causes interference with a gradient coil (a coil that generates a first-order term) is disposed between the shield coil 23 and the superconducting magnet 1. Can also be selected. This is because the magnetic field generated by the gradient magnetic field coil is less likely to cause interference because the value outside the shield coil 23 is smaller than the value in the space between the main coil 22 and the shield coil 23. Also in this case, by disposing a shim coil that hardly interferes with the gradient coil 15 between the main coil 22 and the shield coil 23, a space corresponding to the thickness can be reduced.
[0054]
In general, since the total current amount of the shield coil 23 is smaller than the total current amount of the main coil 22, the position near the shield coil 23 is inclined even in the space between the main coil 22 and the shield coil 23. The magnetic field intensity by the magnetic field coil 15 is low. Therefore, when it is particularly desired to avoid interference between the gradient coil 15 and the shim coil, it is effective to dispose the shim coil at a position closer to the shield coil 23.
[0055]
A third embodiment of the static magnetic field generator of the present invention is shown in FIG. FIG. 6 is a sectional view of only the lower part of the static magnetic field generator. In the present embodiment, a shim coil of the magnetic field correction means 23 is disposed between the main coil 22 and the shield coil 23 of the gradient magnetic field coil 15. It is comprised from. Also in the case of a shim coil, the diameter of the shim shield coil 27 is made larger than the diameter of the shim main coil. As in this embodiment, the shim / shield coil 27 is arranged outside the shim / main coil 26 to suppress the leakage magnetic field generated by the shim / shield coil 27 on the magnet side as in the case of the gradient coil. Since the amount of eddy current generated in the conductor can be further reduced, the shim coil current can be positively switched.
[0056]
Further, the shim / main coil 26 is disposed in the vicinity of the main coil 22 side of the gradient magnetic field coil 15, and the shim / main coil 27 is disposed in the vicinity of the shield coil 23 side of the gradient magnetic field coil 15. 26 and the shim shield coil 27 can be secured, so that the efficiency of the shim coil can be hardly reduced. In the prior art, since this distance could not be secured, it was difficult to construct an efficient shielded shim coil. The position of the shim shield coil 27 may be either inside or outside the shield coil 23 of the gradient magnetic field coil 15.
[0057]
A fourth embodiment of the static magnetic field generator of the present invention is shown in FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of only the lower portion of the apparatus of this embodiment. In FIG. 7, a concave portion 31 is provided at a substantially central portion on the surface side facing the uniform magnetic field region 2 of the static magnetic field generating magnet 1. The recess 31 corresponds to a recess provided in the center of a cooling container of a superconducting magnet device or a pole piece in a counter magnet using a permanent magnet introduced in the second conventional example. In the present embodiment, the main coil 22 of the gradient magnetic field coil 15 is disposed outside the recess 31, the shield coil 23 is disposed inside the recess 31, and the magnetic field correction means 24 is between the main coil 22 and the shield coil 23. And disposed outside the recess 31. The main coil 22, the shield coil 23, and the magnetic field correction means 24 are all substantially flat, and the outer diameter of the shield coil 23 is made slightly larger than the outer diameter of the main coil 22. Further, the diameter of the magnetic field correcting means 24 is made larger than the diameter of the recess 31. Further, the magnetic field correcting means 24 is disposed in the vicinity of the main coil 22, and in some cases, both may be fixed.
[0058]
As described above, by arranging the shield coil 23 inside the recess 31, the main coil 22 and the shield coil 23 can be secured at a certain distance or more, and the magnetic field correction means 24 can also be arranged therebetween. It becomes. As a result, since a narrow space between the inner surface of the static magnetic field generating magnet 1 and the measurement space 2 can be used effectively, a wide measurement space 2 can be secured.
[0059]
In the case of the present embodiment, the diameter of the magnetic field correction means 24 is larger than the diameter of the main coil 22 or the shield coil 23, and the magnetic field correction means 24 and the main coil 22 are disposed close to each other. The correction coil 24 can support the main coil 22. Further, the magnetic field correction means 24 can be arranged inside the recess 31 with its outer diameter being reduced.
[0060]
FIG. 8 shows a fifth embodiment of the static magnetic field generator of the present invention. This embodiment is a slight modification of the fourth embodiment. In FIG. 8, the magnetic field correction means 24 is divided into a first magnetic field correction means 32 having a large outer diameter and a second magnetic field correction means 33 having a small outer diameter, and the first magnetic field correction means 32 is located outside the recess 31 of the magnet 1. The second magnetic field correction means 33 is disposed inside the recess 31 of the magnet 1. With this configuration, as a result of a part of the magnetic field correction unit 24 being accommodated in the concave portion 31 of the magnet 1, the thickness of the magnetic field correction unit 24 existing outside the concave portion 31 can be reduced. The distance between the gradient magnetic field coils 15 (corresponding to the width of the measurement space 2) can be increased.
Needless to say, the division of the magnetic field correction means 24 is not limited to two, and may be divided into multiple depending on the surrounding conditions.
[0061]
It should be noted that the current pattern shape of the shim coil used in the present invention can be obtained with reference to a known prior art.
In the above description, a superconducting magnet has been described as an example of a static magnetic field generating magnet in the present invention. However, the present invention is not limited to this. Is applicable to the above-described embodiment, the present invention can be applied.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, in the static magnetic field generating apparatus using the vertical magnetic field type static magnetic field generating magnet, the measurement space can be widened by optimizing the arrangement of the gradient magnetic field coil and the magnetic field correcting means. It is possible to provide a static magnetic field generation apparatus that has a large open feeling and that allows an operator to easily access a subject.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of a static magnetic field generator of the present invention.
FIG. 2 is an external perspective view of a first embodiment of the static magnetic field generator of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the lower part of the first embodiment of the static magnetic field generator of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view of a lower part of a second embodiment (part 1) of the static magnetic field generator of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view of a lower part of a second embodiment (part 2) of the static magnetic field generator of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view of a lower part of a third embodiment of the static magnetic field generator of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view of the lower part of a fourth embodiment of the static magnetic field generator of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view of a lower part of a fifth embodiment of the static magnetic field generator of the present invention.
FIG. 9 is a sectional view of the entire apparatus of a first conventional example of a static magnetic field generator for an MRI apparatus.
FIG. 10 is a perspective view of a gradient magnetic field coil of a first conventional example of a static magnetic field generator for an MRI apparatus.
FIG. 11 is an external perspective view of a second conventional example of a static magnetic field generator for an MRI apparatus.
FIG. 12 is a diagram showing a main part of a second conventional example of a static magnetic field generator for an MRI apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Magnet for generating a static magnetic field (superconducting magnet)
2 Uniform magnetic field region (measurement space)
3 Superconducting coil
4 Vacuum container
5 Refrigerant container (liquid helium container)
6 Cooling container
7 Gradient magnetic field coil (cylindrical)
8 Main coil
9 Shield coil
10 Magnetic field correction means
11 Magnet for generating static magnetic field (permanent magnet)
12 yokes
13 Columnar yoke
14 Pole Piece
15 Gradient magnetic field coil (flat plate)
16 recess,
21 Prop
22 Main coil
27 Shim Shield Coil
31 recess
32 First magnetic field correction means
33 Second magnetic field correction means
50 Static magnetic field generator

Claims

In order to enhance the uniformity of the static magnetic field generated in the static magnetic field generation region by the two static magnetic field generation sources arranged substantially parallel to each other across the static magnetic field generation region. and the magnetic field correcting means, possess a gradient magnetic field generating means for generating a gradient magnetic field to the static magnetic field generating region, said static magnetic field generating source, a magnetic field correction means, and a cover for covering the gradient magnetic field generating means,
Before SL gradient magnetic field generating means is composed of a main coil and the shield coil having two sets of generally flat shape, the main coil and the shield coil is substantially parallel to the static magnetic field generating source, and the main coil the It is arranged to be located on the side close to the static magnetic field generation area,
At least in part, the static magnetic field generating device which is arranged between the main coil and the shield coil before Symbol field correction means,
The outer shape of the portion of the cover adjacent to the static magnetic field generation region is composed of a combination of a substantially flat surface and a tapered surface, and the substantially flat surface is at a position facing the static magnetic field generation region, and The static magnetic field generator according to claim 1 , wherein an outer diameter is smaller than an outer diameter of the cover, and a diameter of the tapered surface increases as the distance from the substantially flat surface increases .

2. The static magnetic field generation apparatus according to claim 1, wherein the magnetic field correction means is disposed in proximity to either the main coil or the shield coil of the gradient magnetic field generation means.

3. The static magnetic field generator according to claim 2, wherein the magnetic field correcting means is integrated with either the main coil or the shield coil of the gradient magnetic field generating means.

4. The static magnetic field generator according to claim 1, wherein a substantial diameter of the magnetic field correcting means is not larger than a substantial diameter of a shield coil of the gradient magnetic field generating means. Static magnetic field generator.

In static magnetic field generating apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the static magnetic field generating source has a recess substantially in the center of the side opposite to the static magnetic field generating region, before Symbol gradient magnetic field generating means Among them, at least a shield coil is disposed in the recess, and at least a part of the magnetic field correction means is disposed between a main coil and a shield coil of the gradient magnetic field generation means.

6. The static magnetic field generation apparatus according to claim 5, wherein at least a part of the magnetic field correction means is disposed close to a main coil of the gradient magnetic field generation means.

In static magnetic field generating apparatus according to any one of claims 1 to 6, the static magnetic field generating apparatus wherein the magnetic field correcting means is a shim.

8. The static magnetic field generator according to claim 7, wherein the shim coil includes a shim main coil and a shim shield coil.

9. The static magnetic field generation apparatus according to claim 8, wherein the shim / main coil is disposed in proximity to the main coil of the gradient magnetic field generation means, and the shim / shield coil is in proximity to the shield coil of the gradient magnetic field generation means. A static magnetic field generator characterized by being arranged.

7. The static magnetic field generation apparatus according to claim 5, wherein the magnetic field correction unit includes a first magnetic field correction unit and a second magnetic field correction unit, and the first magnetic field correction unit is located closer to the static magnetic field generation region. A static magnetic field generator, wherein the second magnetic field correcting means is disposed in the recess.

11. The static magnetic field generator according to claim 1, wherein a substantial diameter of the magnetic field correction unit is different from a diameter of at least one of the main coil and the shield coil. Magnetic field generator.

The static magnetic field generator according to any one of claims 1 to 11, wherein the diameter of the shield coil of the gradient magnetic field generator is larger than the diameter of the main coil.

In static magnetic field generating apparatus according to any one of claims 1 to 12, the static magnetic field generating apparatus, wherein the static magnetic field generating source is a superconducting magnet.

Magnetic resonance imaging apparatus using a static magnetic field generator according to any of claims 1 to 13.