JP3808818B2

JP3808818B2 - Static magnetic field correction coil device, static magnetic field forming device, and magnetic resonance imaging device

Info

Publication number: JP3808818B2
Application number: JP2002268093A
Authority: JP
Inventors: 隆男後藤
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2022-09-13
Also published as: JP2004105240A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、静磁場補正コイル（ｃｏｉｌ）を有する静磁場補正コイル装置、静磁場形成装置および磁気共鳴撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、永久磁石を静磁場形成装置とする磁気共鳴撮像装置においても、ＥＰＩ（ｅｃｈｏｐｌａｎｎａｒｉｍａｇｉｎｇ）を用いた超高速スキャン（ｓｃａｎ）等の高機能が付加されつつある。この高機能化では、静磁場形成装置に、高い静磁場安定性あるいは静磁場均一度が要求される。
【０００３】
そこで、対向して配置される永久磁石に静磁場の検出プローブ（ｐｒｏｂｅ）を設け、この検出データ（ｄａｔａ）に基づいて、静磁場を補正することが行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、対向して配置される永久磁石を保持する支柱ヨーク（ｙｏｋｅ）に静磁場補正コイルを装着し、この静磁場補正コイルが発生する磁場により、静磁場安定性あるいは静磁場均一度を向上させることも行われる（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
ここでは、支柱ヨークの支柱にソレノイド（ｓｏｌｅｎｏｉｄ）型のループコイル（ｌｏｏｐｃｏｉｌ）が巻き付けられ、このループコイルの電流を制御することにより静磁場安定性あるいは静磁場均一度が向上させられる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１５９４６３号公報
【特許文献２】
特開２００２−２３８８７２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術によれば、静磁場形成装置の組み立て時に、支柱に装着された静磁場補正コイルは、交換することができなかった。すなわち、支柱の両端には、大きな重量および形状を有する永久磁石が固定されており、支柱に巻き付けられた静磁場補正コイルを、破壊することなく支柱から抜き取ることには困難がともなっていた。
【０００８】
特に、静磁場形成装置の組み立て後に、磁気共鳴撮像装置の設置環境に応じて、追加的に静磁場補正コイルを付加しようとすることは、静磁場補正コイルの形状および設置環境から困難が伴い、この静磁場補正コイルの利用価値を減少させる要因となっていた。
【０００９】
これらのことから、静磁場補正コイルを、簡易に着脱することができる静磁場補正コイル装置、静磁場形成装置および磁気共鳴撮像装置をいかに実現するかが重要となる。
【００１０】
この発明は、上述した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、静磁場補正コイルを、簡易に着脱することができる静磁場補正コイル装置、静磁場形成装置および磁気共鳴撮像装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の観点の発明にかかる静磁場補正コイル装は、コイル面を対向させリング状に配設される分離可能な複数の矩形ループコイルと、前記矩形ループコイルに静磁場形成の電流を供給する駆動部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この第１の観点による発明によれば、分離可能な複数の矩形ループコイルを、コイル面を対向させリング状に配設し、この矩形ループコイルに、駆動部を用いて、静磁場形成の電流を供給することとしているので、矩形ループコイルを対象物の周りに配置した後で、リング中央部に電流に応じた静磁場を形成することができる。
【００１３】
また、第２の観点の発明にかかる静磁場補正コイル装置は、ループを開閉するコネクタを有するループコイルと、前記ループコイルに静磁場形成の電流を供給する駆動部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
この第２の観点の発明によれば、ループコイルのコネクタにより、ループを開閉し、駆動部により、ループコイルに静磁場形成の電流を供給することとしているので、ループ内に対象物をコネクタの開閉により配置した後で、ループ中心部に電流に応じた静磁場を形成することができる。
【００１５】
また、第３の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、被検体を載置する間隙を持って対向配置される１対の永久磁石と、１対の前記永久磁石を磁気的に接続し、かつ前記対向配置を保持する支柱ヨークと、前記支柱ヨークに配設され、前記永久磁石の静磁場を補正する請求項１あるいは２の静磁場補正コイル装置と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
この第３の観点の発明によれば、１対の永久磁石を、被検体を載置する間隙を持って対向配置し、支柱ヨークにより、１対の永久磁石を磁気的に接続し、かつ対向配置を保持し、請求項１あるいは２の静磁場補正コイル装置を、支柱ヨークに配設し、永久磁石の静磁場を補正することとしているので、静磁場形成装置の支柱ヨーク内に、補正のための静磁場を形成することができる。
【００１７】
また、第４の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置は、静磁場を永久磁石を用いて形成する静磁場形成装置と、前記静磁場を補正する請求項１あるいは２の静磁場補正コイル装置と、勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記静磁場内で高周波磁場を送受信する送受信手段と、前記勾配磁場形成手段、前記送信手段および前記受信手段を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
この第４の観点の発明によれば、静磁場形成装置により、静磁場を永久磁石を用いて形成し、請求項１あるいは２の静磁場補正コイル装置により、静磁場を補正し、勾配磁場形成手段により、勾配磁場を形成し、送受信手段により、静磁場内で高周波磁場を送受信し、制御部により、勾配磁場形成手段、送信手段および受信手段を制御することとしているので、静磁場を補正磁場により、安定化および高均一度化することができる。
【００１９】
また、第５の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、被検体を載置する間隙を持って対向配置される１対の永久磁石と、１対の前記永久磁石を磁気的に接続し、かつ前記対向配置を保持する支柱ヨークと、前記支柱ヨークに複数の矩形ループコイルごとに脱着され、前記間隙に形成される静磁場を補正する静磁場補正コイルと、前記静磁場補正コイルを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
この第５の観点による発明によれば、１対の永久磁石を、被検体を載置する間隙を持って対向配置し、支柱ヨークにより、１対の永久磁石を磁気的に接続し、かつ対向配置を保持し、静磁場補正コイルを、支柱ヨークに複数の矩形ループコイルごとに脱着し、永久磁石の間隙に形成される静磁場を補正し、制御部により、静磁場補正コイルを制御することとしているので、複数の矩形ループコイルを完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、容易に脱着し静磁場の補正を行うことができ、ひいては、トラブル時の交換、完成後の追加的な組み込み等も容易に行うことができる。
【００２１】
また、第６の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、前記矩形ループコイルが、四角柱をなす前記支柱ヨークの側面に配設されることを特徴とする。
【００２２】
この第６の観点の発明によれば、矩形ループコイルが、四角柱をなす支柱ヨークの側面に配設されることとしているので、支柱ヨーク中心部に、支柱方向の補正磁場を形成することができる。
【００２３】
また、第７の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、前記矩形ループコイルは、前記側面と平行をなすコイル面と、前記支柱の前記永久磁石を支持する支持軸と直角をなすコイル辺とを備えることを特徴とする。
【００２４】
この第７の観点の発明によれば、矩形ループコイルは、コイル面を、四角柱の側面と平行とし、コイル辺を、支柱の永久磁石を支持する支持軸と直角をなすこととしているので、静磁場補正コイルを支柱ヨークの支柱側面に沿った、無駄のない形状とし、支柱ヨーク中心部に支柱方向成分を有する補正磁場を形成することができる。
【００２５】
また、第８の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、前記静磁場補正コイルが、前記支持軸の方向に近接して存在する２つの矩形ループコイルを備えることを特徴とする。
【００２６】
この第８の観点の発明によれば、静磁場補正コイルの２つの矩形ループコイルが、支持軸の方向に近接して存在することとしているので、支持軸方向に形成される補正磁場を広範囲に生成することができる。
【００２７】
また、第９の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、前記静磁場補正コイルは、２つの前記矩形ループコイルの近接する２つの前記コイル辺と、前記支柱ヨークと、の間に配設される高透磁率の磁性体板を備えることを特徴とする。
【００２８】
この第９の観点の発明によれば、静磁場補正コイルは、高透磁率の磁性体板を、２つの矩形ループコイルの近接する２つのコイル辺と、支柱ヨークとの間に配設することとしているので、近接する２つのコイル辺により形成される磁場が、支柱ヨーク内部に形成されるのを抑え、矩形ループコイルにより生成される支柱ヨーク内部の支柱方向の補正磁場から、永久磁石により生成される間隙の静磁場と同一方向の磁場を生成する成分のみを形成することができる。
【００２９】
また、第１０の観点の発明にかかる静磁場形成装置は、被検体を載置する間隙を持って対向配置される１対の永久磁石と、１対の前記永久磁石を磁気的に接続し、かつ前記対向配置を保持する支柱ヨークと、ループコイルおよび前記ループコイルのループを開閉し前記支柱ヨークに脱着するコネクタを有し、前記間隙に発生される静磁場を補正する静磁場補正コイルと、前記静磁場補正コイルを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００３０】
この第１０の観点の発明によれば、１対の永久磁石を、被検体を載置する間隙を持って対向配置し、支柱ヨークのより、１対の永久磁石を磁気的に接続し、かつ対向配置を保持し、ループコイルおよびループコイルのループを開閉し前支柱ヨークに脱着するコネクタを有する静磁場補正コイルにより、永久磁石の間隙に発生される静磁場を補正し、制御部により、静磁場補正コイルを制御することとしているので、ループコイルを完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、ループ内部に支柱ヨークが存在する状態で、容易に脱着するすることができ、ひいては、トラブル時の交換、完成後の追加的な組み込み等を容易に行うことができる。
【００３１】
また、第１１の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置は、静磁場を永久磁石を用いて形成する静磁場形成装置と、勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記静磁場内で高周波磁場を送受信する送受信手段と、前記勾配磁場形成手段、前記送信手段および前記受信手段を制御する制御部と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、前記静磁場形成装置は、対向配置される１対の前記永久磁石を支持する支柱ヨークに、前記静磁場を補正する静磁場補正コイル有し、前記静磁場補正コイルは、前記支柱ヨークに脱着される複数の矩形ループコイルを備えることを特徴とする。
【００３２】
この第１１の観点の発明によれば、静磁場形成装置は、対向配置される１対の永久磁石を支持する支柱ヨークに、静磁場を補正する静磁場補正コイル有し、この静磁場補正コイルは、部分ごとに脱着される複数の矩形ループコイルを備えることとしているので、完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、静磁場補正コイルを容易に脱着するすることができ、ひいては、トラブル時の交換、完成後の追加的な組み込み等を容易に行うことができる。
【００３３】
また、第１２の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置は、静磁場を永久磁石を用いて形成する静磁場形成装置と、勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記静磁場内で高周波磁場を送受信する送受信手段と、前記勾配磁場形成手段、前記送信手段および前記受信手段を制御する制御部と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、前記静磁場形成装置は、対向配置される１対の前記永久磁石を支持する支柱ヨークに、前記静磁場を補正する静磁場補正コイル有し、前記静磁場補正コイルは、ループコイルと、前記ループコイルのループを開閉するコネクタとを備えることを特徴とする。
【００３４】
この第１２の観点の発明によれば、静磁場形成装置は、対向配置される１対の永久磁石を支持する支柱ヨークに、静磁場を補正する静磁場補正コイル有し、この静磁場補正コイルは、ループコイルと、このループコイルのループを開閉するコネクタとを備えることとしているので、完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、ループ内部に支柱ヨークが存在する状態で、容易に脱着するすることができ、ひいては、トラブル時の交換、完成後の追加的な組み込み等を容易に行うことができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる静磁場形成装置および磁気共鳴撮像装置の好適な実施の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
まず、本実施の形態１にかかる磁気共鳴撮像装置の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態１の静磁場補正コイルを使用した磁気共鳴撮像装置の全体構成を示す図である。図１において、この磁気共鳴撮像装置は、マグネット（Ｍａｇｎｅｔ）部１００、テーブル（Ｔａｂｌｅ）部５００、キャビネット（Ｃａｂｉｎｅｔ）部２００および操作コンソール（Ｃｏｎｓｏｌｅ）部３００から構成される。なお、これら機器は、ケーブル（ｃａｂｌｅ）により相互に接続され、電力、制御情報、あるいはデータの授受を行う。
【００３６】
マグネット部１００は、上下に対向配置される一対の永久磁石に挟まれる間隙に、均一な静磁場、勾配磁場およびＲＦ磁場を形成する。なお、対向配置された一対の永久磁石間には、被検体が配置される。
【００３７】
テーブル部５００には、永久磁石に挟まれる空間を移動する、図示しないクレードル（ｃｒａｄｌｅ）が設けられており、このクレードル上に、被検体が載置される。クレードルは、被検体の撮像部位がマグネット部１００の中心部に位置するように移動制御される。
【００３８】
キャビネット部２００は、マグネット部１００およびテーブル部５００を制御する電子機器からなり、主として、被検体の配置、勾配磁場の発生、ＲＦ磁場の送信およびＲＦ磁場の受信等の制御を行う。
【００３９】
操作コンソール部３００は、オペレータの操作により、制御情報の入出力および出力画像の表示等を行う。オペレータにより入力された制御情報は、キャビネット部２００に送信され、マグネット部１００およびテーブル部５００の制御情報として用いられる。
【００４０】
図２にマグネット部１００の詳細な構造を示した。図２は、マグネット部１００の中心を通るｘ−ｚ断面を示している。マグネット部１００は、上下に対向配置される一対のベースヨーク１０，１１、永久磁石３０、３１、勾配コイル５０、５１、ＮＭＲプローブ７０，７１および送信コイル６０、６１を含む。対向配置された二つの送信コイル６０、６１間の中心部撮像領域には、受信コイル８０が配置される。そして、この受信コイル８０内に被検体が載置される。なお、送信コイル６０、６１は、図示しない手段により、勾配コイルから所定の間隙を持って固定される。
【００４１】
対向配置されたベースヨーク１０、１１は、支柱ヨーク１２，１３により固定、保持される。これにより、ベースヨーク１０、１１は、被検体が載置される静磁場均一度の高い撮像領域を、中心部に確保する。
【００４２】
永久磁石３０、３１は、ベースヨーク１０、１１に固定される。ここで、ベースヨーク１０、１１および支柱ヨーク１２、１３は、永久磁石３０，３１により形成される磁場の磁気回路をなし、外部に漏れる磁場を減少させると共に、中心部撮像領域の磁場均一度を向上させる。
【００４３】
整磁板４０、４１は、永久磁石３０、３１に固定され、永久磁石３０、３１により形成される中心部撮像領域の磁場均一度をさらに向上させる。
【００４４】
勾配コイル５０、５１は、中心部撮像領域に線形勾配磁場を形成する。また、送信コイル６０、６１は、中心部撮像領域にＲＦ磁場を形成する。
【００４５】
ＮＭＲプローブ７０、７１は、硫酸銅等の溶液を含む小型ファントム（Ｐｈａｎｔｏｍ）と小型ファントムを取り巻く小型コイルからなり、永久磁石により形成される中心部撮像領域の静磁場強度を検知するセンサである。
【００４６】
静磁場補正コイル２０、２１は、永久磁石３０、３１および整磁板４０，４１により、中心部撮像領域に形成される静磁場の安定化および均一度を向上するための補正磁場Ｂ０ｃを、支柱ヨーク１２、１３内部に形成する。この補正磁場Ｂ０ｃは、支柱ヨーク１２、１３の軸方向であるｚ座標軸方向の磁場成分を有する。
【００４７】
図３に、静磁場補正コイル２０、２１を用いた、中心部撮像領域の静磁場の安定化あるいは磁場均一度向上のシステム構成の一例を示した。ここで、永久磁石３０、３１は、永久磁石３０、３１に挟まれた中心部撮像領域に、静磁場Ｂ０ｍを形成する。この静磁場Ｂ０ｍの磁力線は、マグネット部１００が２本の支柱ヨーク１２、１３を有する対称構造を有するので、ベースヨーク１１で二手に分離し、各々が磁気回路をなす支柱ヨーク１２、１３を経て、ベースヨーク１０で合流する磁力線の循環経路を構成する。
【００４８】
キャビネット部２００は、計算機３１０、プローブ送受信回路３２０および駆動回路を含む。プローブ送受信回路３２０は、ＮＭＲプローブ７０、７１に、ＲＦ信号を送信し、その後、小型ファントムからのＦＩＤ（ＦｒｅｅＩｎｄｕｃｔｉｏｎＤｅｃａｙ）信号を受信する。
【００４９】
駆動回路３３０は、静磁場補正コイル２０、２１に、駆動電流を流し、補正磁場Ｂ０ｃを支柱ヨーク１２、１３内に形成する。この際、静磁場補正コイル２０，２１は、直列に接続され、支柱ヨーク１２，１３内に同方向の補正磁場Ｂ０ｃを形成する。この補正磁場Ｂ０ｃは、静磁場Ｂ０ｍの磁力線と同様の循環経路を構成し、永久磁石３０、３１に挟まれた中心部撮像領域に静磁場を形成する。従って、中心部撮像領域には、Ｂ０＝Ｂ０ｍ＋Ｂ０ｃの静磁場Ｂ０が形成される。ここで、駆動電流は、計算機３１０により制御される。
【００５０】
計算機３１０は、プローブ送受信回路３２０で受信された、ＮＭＲプローブ７０、７１からのＦＩＤ信号を周波数解析の後に、共振周波数を求め、さらに、この共振周波数に基づいて、中心部撮像領域に形成される静磁場Ｂ０を算定する。
【００５１】
計算機３１０は、この静磁場Ｂ０が、目的とする静磁場強度と異なる際には、この変動分を補正する駆動電流を駆動回路３３０に指示し、静磁場補正コイル２０、２１により形成される補正磁場Ｂ０ｃを変化させ、変動分を打ち消す。
【００５２】
なお、ここでは、ＮＭＲプローブ７０，７１からのＦＩＤ信号に基づいて、静磁場補正コイル２０、２１を制御したが、被検体の撮像スキャンを行う前に行われるプリスキャン時の、被検体からのＦＩＤ信号を用いて行うこともできる。また、永久磁石３０，３１に温度センサを付加することにより、永久磁石３０，３１の温度情報に基づいて、静磁場補正コイル２０、２１を制御することもできる。
【００５３】
また、静磁場補正コイル２０，２１を別個に制御することにより、静磁場Ｂ０の、中心部撮像領域における一次の空間的な変動を補正し、均一度を向上することもできる。
【００５４】
つづいて、図４および図５に静磁場補正コイル２０の配置および構成を示す。なお、静磁場補正コイル２１は、静磁場補正コイル２０と全く同様の配置および構成であるので説明を省略する。図４（Ａ）は、支柱ヨーク１２を中心部分とした、マグネット部１００の部分構成図である。静磁場補正コイル２０は、部分コイル４００〜４３０からなり、各部分コイルごとに、四隅を図示しないネジ止めにより、支柱ヨーク１２に固定される。図４（Ａ）は、部分コイル４００，４１０が支柱ヨーク１２に装着された状態を示している。
【００５５】
また、図４（Ｂ）は、支柱ヨーク１２の支柱方向であるｚ軸方向から見た断面図である。ここで、四角柱をなす支柱ヨーク１２の各面に、部分コイル４００〜４３０が配設される。なお、支柱の対称位置に配設される部分コイル４００と４２０、および、部分コイル４１０と４３０は、同一形状を有する。
【００５６】
図５（Ａ）は、部分コイル４００の構成を示した図である。部分コイル４００は、導体ループをなす線路５０１〜５０４および線路５０５〜５０８の２つの矩形ループコイルからなる。各矩形ループコイルは、各々２つの入出力端子を有し、線路５０１〜５０４は、端子ＡおよびＢ、線路５０５〜５０８は、端子ＣおよびＤの入出力端子を持つ。各線路は、例えば銅パイプ等の導体で構成される。そして、２つのループが近接する線路５０３および５０５の、支柱ヨーク側の直下には、磁性体板５０９が配設される。この磁性体板５０９は、軟鉄等で構成される支柱ヨーク１２より高透磁率の材質、例えばパーマロイ等により、構成される。なお、部分コイル４２０は、部分コイル４００と全く同一形状を有し、部分コイル４１０および４３０は、部分コイル４００とｙ座標軸方向の長さ、すなわち線路５０１、５０７の長さのみが異なる。
【００５７】
図５（Ｂ）は、支柱ヨーク１２の周りに配設された部分コイル４００〜４３０を平面上に展開し、これらコイルの結線を示した図である。図中の点線は、部分コイル間および内部の結線を示している。これらの結線は、部分コイル４００〜４３０が、図５（Ｂ）中の線路の矢印の向きに電流を流す様に、接続される。
【００５８】
この結線は、ジャンパー線により、部分コイル４００〜４３０を支柱ヨークの装着した後で行われるので、部分コイル４００〜４３０の支柱ヨーク１２への装着が容易に行われる。また、部分コイル４００〜４３０を支柱ヨーク１２から取り外す際には、ジャンパー線を最初に取り外すことにより、容易に部分コイル４００〜４３０を支柱ヨーク１２から取り外すことができる。
【００５９】
部分コイル４００〜４３０は、端子Ａと端子Ｃがジャンパー線にて短絡接続され、端子Ｂが入力端子、端子Ｄが出力端子となる。部分コイル４００の端子Ｂは、静磁場補正コイルの駆動回路３３０に接続され、電流が供給される。また、部分コイル４００の端子Ｄは、部分コイル４１０の端子Ａに接続され、部分コイル４００から部分コイル４１０に、同量の電流が供給される。以下同様にして、部分コイル４１０の端子Ｄは、部分コイル４２０の端子Ｂに接続され、部分コイル４２０の端子Ｄは、部分コイル４３０の端子Ｂに接続される。そして、部分コイル４３０の端子Ｄは、駆動回路３３０の接地端子に接続される。
【００６０】
なお、部分コイルの２つ矩形ループコイルを並列接続しても、部分コイル４００〜４３０の線路に同様の電流Ｉを流すことができる。この場合には、端子Ａおよび端子Ｄ、並びに、端子Ｂおよび端子Ｃを短絡接続し、以下部分コイル間の接続および駆動回路３３０との接続は、上述した接続の場合と同様である。
【００６１】
つぎに、静磁場補正コイル２０、２１に、図５（Ｂ）の線路に示した方向の電流Ｉを流した際の動作を図６を用いて説明する。図６は、支柱ヨーク１２に、部分コイル４００〜４３０を配設し、各コイルを結線した後に、駆動回路３３０から電流Ｉを流し、補正磁場Ｂ０ｃを発生させた場合の、支柱ヨーク１２のｘ−ｚ断面の図である。
【００６２】
ここで、部分コイル４００の線路５０１および５０７には、紙面の表面から裏面の方向、すなわち、ｙ座標軸の正方向に電流が流れる。また、線路５０３および５０５には、線路５０１および５０７とは反対方向の電流が流れる。そして、線路５０１および５０７の周囲には、時計回りの磁力線が形成され、他方で、線路５０３および５０５の周囲には、反時計回りの磁力線が形成される。
【００６３】
また、線路５０３および５０５と支柱ヨーク１２の間には、高透磁率の磁性体板５０９が配設されている。線路５０３および５０５の周囲に形成された反時計回りの磁力線は、支柱ヨーク１２の側では、この磁性体板５０９に多くの磁力線が吸収される。この結果、支柱ヨーク１２内に形成される磁力線は、反時計回りの磁力線が減少させられ、図６に示す様に、線路５０１および５０７による時計回りの磁力線が支配的となる。
【００６４】
また、部分コイル４００の支柱ヨーク１２に対して軸対称の位置には、同一構造を有する部分コイル４２０が配設される。部分コイル４２０の各線路には、対称位置に存在する部分コイル４００の各線路に流れる電流と反対方向の電流が流れる。この結果、部分コイル４２０により形成される支柱ヨーク１２内の磁力線は、部分コイル４００の磁力線と支柱に対して軸対称の構造を有し、反時計回りの方向を有する。
【００６５】
ここで、支柱ヨーク１２内部の磁力線は、部分コイル４００および４２０により形成される磁力線のベクトル和で求められるので、支柱ヨーク１２の中心軸近傍においては、中心軸方向を向いた補正磁場Ｂ０ｃが形成される。
【００６６】
また、部分コイル４１０および４３０においても、全く同様に、中心軸方向を向いた補正磁場Ｂ０ｃが、支柱ヨーク１２内に形成される。従って、支柱ヨーク１２の中心軸近傍に形成される補正磁場Ｂ０ｃは、部分コイル４００〜４３０からのベクトル（ｖｅｃｔｏｒ）和で現される。
【００６７】
なお、支柱ヨーク１３に装着される静磁場補正コイル２１にも、部分コイル４００〜４３０が同様に用いられ、結線される。この際、静磁場補正コイル２０と静磁場補正コイル２１と直列接続され、駆動回路３３０から供給される電流Ｉは、図６と同様の補正磁場Ｂ０ｃを、支柱ヨーク１３内に形成する。
【００６８】
上述してきたように、本実施の形態１では、静磁場補正コイル２０，２１を部分コイル４００〜４３０を用いて構成し、これら部分コイルを個別に支柱ヨーク１２に装着することとしているので、完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、容易に脱着するすることができ、さらに、これら矩形ループコイルを用いて、補正磁場Ｂ０ｃを支柱ヨーク内に形成し、中心部撮像領域の静磁場Ｂ０を制御することができる。
（実施の形態２）
ところで、上記実施の形態１では、完成したマグネット部１００の支柱ヨーク１２に複数の矩形ループコイルを個別に装着させることとしたが、ループコイルにコネクタを配設して開閉式とすることにより、ループ内部に支柱ヨーク１２が存在する状態で、支柱ヨークに装着することもできる。そこで本実施の形態では、ループコイルにコネクタを配設し、脱着可能とする場合を示すことにする。
【００６９】
図７（Ａ）は、本実施の形態である開閉コイル７００を、マグネット部１００の支柱ヨーク１２に装着した場合の例である。開閉コイル７００は、図２および３に示した静磁場補正コイル２０に対応するものであり、その他の構成および制御動作については、図１〜３に示した全体構成および静磁場補正コイル２０の制御動作と全く同様であるので説明を省略し、本実施の形態である、開閉コイル７００を用いた静磁場補正コイル２０についてのみ説明する。なお、静磁場補正コイル２１は、静磁場補正コイル２０と全く同様の配置および構成であるので説明を省略する。
【００７０】
図７（Ｂ）は、開閉コイル７００が、支柱ヨーク１２に装着された様子を、支柱ヨーク１２のｘ−ｙ断面から見た図である。支柱ヨーク１２の周囲の各側面ごとに辺縁部を図示しないネジ止めを用いて、開閉コイル７００が固定されている。
【００７１】
図８は、開閉コイル７００の内部構造を示した図である。図８（Ａ）に示す様に、開閉コイル７００は、導体ループ部８１０、コネクタ８００およびコネクタ８０１を含んでいる。ここで、導体ループ部８１０は、コネクタ８００およびコネクタ８０１を接続した状態でループコイルをなし、中心部に補正磁場Ｂ０ｃを形成する。導体ループ部８１０は、屈曲性を持たせるため、例えばフレキシブルプリント（ｆｌｅｘｉｂｌｅｐｒｉｎｔ）板等で構成される。また、導体ループ部８１０の入出力端子には、駆動回路３３０に接続される。この駆動回路３３０から電流Ｉが流され、補正磁場Ｂ０ｃが導体ループ部８１０の内部に形成される。
【００７２】
図８（Ｂ）は、開閉コイル７００のコネクタ部分を開いた状態で示した図である。コネクタ８００および８０１は、フレキシブルプリント板に装着され、コネクタ８００および８０１の内部には、導体ループ部８１０の導体ループを個別に接続する接続コネクタが複数存在する。これにより、導体ループ部８１０は、ソレノイド（ｓｏｌｅｎｏｉｄ）型の多重ループ構造を有する。図８（Ｂ）の例では、コネクタ８００にメスの接続コネクタ、コネクタ８０１にオスの接続コネクタが内蔵されている。また、コネクタ８００および８０１の外壁にロック機構等を設け、着脱をより確実なものとすることもできる。
【００７３】
図９は、開閉コイル７００に、図８（Ａ）の電流Ｉで示された方向に電流を流した際に、支柱ヨーク１２内に形成される補正磁場Ｂ０ｃの磁力線分布を、ｘ−ｚ断面から示した図である。導体ループ部８１０は、ループコイルであるので、中心付近に支柱ヨーク１２の軸方向を向いた磁場が形成される。特に支柱ヨーク１２の中心軸上には、図９に示したように、対称性から、軸方向成分のみを有する補正磁場Ｂ０ｃが形成される。
【００７４】
なお、支柱ヨーク１３に装着される静磁場補正コイル２１にも、開閉コイル７００が同様に用いられ、結線される。この際、静磁場補正コイル２０と静磁場補正コイル２１と直列接続され、駆動回路３３０から供給される電流Ｉは、図６と同様の補正磁場Ｂ０ｃを、支柱ヨーク１３内に形成する。
【００７５】
上述してきたように、本実施の形態２では、ループコイルにコネクタ８００，８０１を設け、開閉可能な開閉コイル７００としているので、完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、ループ内部に支柱ヨークが存在する状態で、容易に脱着するすることができ、さらに、この開閉コイル７００を用いて、補正磁場Ｂ０ｃを支柱ヨーク内に形成し、中心部撮像領域の静磁場Ｂ０を制御することができる。
【００７６】
また、本実施の形態では、導体ループ部８１０をフレキシブルプリント板を用いて構成し、コネクタ８００、８０１を開閉することにより脱着することとしたが、導体ループ部８１０のループ上に複数のコネクタを設け、複数部分に分割できるようにすることもできる。これにより、支柱ヨークを挟み込むようにして脱着することもでき、導体ループ部８１０を銅パイプ等の屈曲性の少ない材質で構成することができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、静磁場補正コイルを、部分ごとに支柱ヨークに脱着される複数の矩形ループコイルから構成されること、あるいはループを開閉するコネクタを備えるループコイルから構成されることとしているので、完成された静磁場形成装置の支柱ヨークに、容易に脱着するすることができ、ひいては、トラブル時の交換、完成後の追加的な組み込み等を容易に行うことができ、さらに中心部撮像領域の静磁場を制御する補正磁場を、支柱ヨーク内に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気共鳴撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１のマグネット部を示す図である。
【図３】実施の形態１の制御システムを示すブロック図である。
【図４】実施の形態１の静磁場補正コイルの配置を示す図である。
【図５】実施の形態１の静磁場補正コイルの構成を示す図である。
【図６】実施の形態１の静磁場補正コイルの磁力線の分布を示す図である。
【図７】実施の形態２の静磁場補正コイルの配置を示す図である。
【図８】実施の形態２の静磁場補正コイルの構成を示す図である。
【図９】実施の形態２の静磁場補正コイルの磁力線の分布を示す図である。
【符号の説明】
１０，１１ベースヨーク
１２，１３支柱ヨーク
２０，２１静磁場補正コイル
３０，３１永久磁石
４０，４１整磁板
５０勾配コイル
６０送信コイル
７０，７１ＮＭＲプローブ
８０受信コイル
１００マグネット部
２００キャビネット部
３００操作コンソール部
３１０計算機
３２０プローブ送受信回路
３３０駆動回路
４００〜４３０部分コイル
５００テーブル部
５０１〜５０８線路
５０９磁性体板
７００開閉コイル
８００、８０１コネクタ
８１０導体ループ部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a static magnetic field correction coil device having a static magnetic field correction coil (coil), a static magnetic field forming device, and a magnetic resonance imaging apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, even in a magnetic resonance imaging apparatus using a permanent magnet as a static magnetic field forming apparatus, high functions such as ultra-high speed scanning using EPI (echo planar imaging) are being added. With this high functionality, a high static magnetic field stability or static magnetic field uniformity is required for the static magnetic field forming apparatus.
[0003]
In view of this, a static magnetic field detection probe is provided on the permanent magnets arranged opposite to each other, and the static magnetic field is corrected based on the detection data (data) (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
In addition, a static magnetic field correction coil is attached to a support yoke (yoke) that holds a permanent magnet disposed opposite to the magnetic field generated by the static magnetic field correction coil, thereby improving the static magnetic field stability or the static magnetic field uniformity. (For example, refer to Patent Document 2).
[0005]
Here, a solenoid type loop coil is wound around the column of the column yoke, and the static magnetic field stability or the static magnetic field uniformity is improved by controlling the current of the loop coil.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-159463 A
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-238872
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above prior art, the static magnetic field correction coil mounted on the support column cannot be replaced when the static magnetic field forming apparatus is assembled. That is, permanent magnets having a large weight and shape are fixed to both ends of the support column, and it has been difficult to extract the static magnetic field correction coil wound around the support column from the support column without destroying it.
[0008]
In particular, after assembling the static magnetic field forming apparatus, depending on the installation environment of the magnetic resonance imaging apparatus, it is difficult to add a static magnetic field correction coil due to the shape and installation environment of the static magnetic field correction coil. This has been a factor of reducing the utility value of the static magnetic field correction coil.
[0009]
For these reasons, it is important how to realize a static magnetic field correction coil device, a static magnetic field forming device, and a magnetic resonance imaging device that can easily attach and detach the static magnetic field correction coil.
[0010]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and includes a static magnetic field correction coil device, a static magnetic field forming device, and a magnetic resonance imaging device in which a static magnetic field correction coil can be easily attached and detached. The purpose is to provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the static magnetic field correction coil device according to the first aspect of the invention includes a plurality of separable rectangular loop coils arranged in a ring shape with the coil surfaces facing each other. And a drive unit for supplying a current for forming a static magnetic field to the rectangular loop coil.
[0012]
According to the first aspect of the present invention, a plurality of separable rectangular loop coils are arranged in a ring shape with their coil surfaces facing each other, and a current is generated in a static magnetic field by using a driving unit on the rectangular loop coils. Since the rectangular loop coil is arranged around the object, a static magnetic field corresponding to the current can be formed in the center of the ring.
[0013]
A static magnetic field correction coil device according to a second aspect of the invention comprises a loop coil having a connector for opening and closing a loop, and a drive unit for supplying a current for forming a static magnetic field to the loop coil. To do.
[0014]
According to the second aspect of the invention, the loop coil connector is used to open and close the loop, and the drive unit supplies a static magnetic field forming current to the loop coil. After being arranged by opening and closing, a static magnetic field corresponding to the current can be formed at the center of the loop.
[0015]
Further, the static magnetic field generating apparatus according to the invention of the third aspect is configured to magnetically connect a pair of permanent magnets and a pair of the permanent magnets arranged to face each other with a gap for placing a subject thereon, And a support yoke that holds the opposing arrangement, and a static magnetic field correction coil device that is disposed on the support yoke and corrects the static magnetic field of the permanent magnet.
[0016]
According to the invention of the third aspect, a pair of permanent magnets are arranged to face each other with a gap for placing a subject, and a pair of permanent magnets are magnetically connected to each other by a column yoke. Since the static magnetic field correction coil device according to claim 1 or 2 is disposed in the support yoke and corrects the static magnetic field of the permanent magnet, the correction magnetic field is corrected in the support yoke of the static magnetic field forming device. For forming a static magnetic field.
[0017]
A magnetic resonance imaging apparatus according to a fourth aspect of the invention includes a static magnetic field forming device that forms a static magnetic field using a permanent magnet, and the static magnetic field correction coil device according to claim 1 or 2 that corrects the static magnetic field. A gradient magnetic field forming means for forming a gradient magnetic field, a transmission / reception means for transmitting / receiving a high-frequency magnetic field in the static magnetic field, and a controller for controlling the gradient magnetic field forming means, the transmitting means and the receiving means. Features.
[0018]
According to the fourth aspect of the invention, the static magnetic field is formed by the static magnetic field forming device using the permanent magnet, the static magnetic field is corrected by the static magnetic field correction coil device according to claim 1 or 2, and the gradient magnetic field is formed. The gradient magnetic field is formed by the means, the high-frequency magnetic field is transmitted / received in the static magnetic field by the transmission / reception means, and the gradient magnetic field forming means, the transmission means, and the reception means are controlled by the control unit. Thus, stabilization and high uniformity can be achieved.
[0019]
Further, the static magnetic field generating apparatus according to the invention of the fifth aspect magnetically connects a pair of permanent magnets opposed to each other with a gap for placing a subject and the pair of permanent magnets, And a support yoke that holds the opposing arrangement, a static magnetic field correction coil that is attached to and detached from the support yoke for each of a plurality of rectangular loop coils and corrects a static magnetic field formed in the gap, and controls the static magnetic field correction coil And a control unit.
[0020]
According to the fifth aspect of the invention, a pair of permanent magnets are arranged to face each other with a gap for placing a subject, and a pair of permanent magnets are magnetically connected to each other by a column yoke, and are opposed to each other. Maintaining the arrangement, attaching / detaching the static magnetic field correction coil to / from the column yoke for each of the plurality of rectangular loop coils, correcting the static magnetic field formed in the gap of the permanent magnet, and controlling the static magnetic field correction coil by the control unit Therefore, a plurality of rectangular loop coils can be easily detached from the pole yoke of the completed static magnetic field generator to correct the static magnetic field. As a result, replacement in the event of trouble, additional incorporation after completion Etc. can also be easily performed.
[0021]
The static magnetic field forming apparatus according to the invention of the sixth aspect is characterized in that the rectangular loop coil is disposed on a side surface of the column yoke forming a quadrangular column.
[0022]
According to the sixth aspect of the invention, since the rectangular loop coil is disposed on the side surface of the column yoke that forms a quadrangular column, a correction magnetic field in the column direction can be formed at the center of the column yoke. it can.
[0023]
Further, in the static magnetic field generating apparatus according to the invention of the seventh aspect, the rectangular loop coil includes a coil surface parallel to the side surface, and a coil side perpendicular to a support shaft that supports the permanent magnet of the support column. It is characterized by providing.
[0024]
According to the seventh aspect of the invention, the rectangular loop coil has a coil surface parallel to the side surface of the quadrangular prism, and the coil side is perpendicular to the support shaft that supports the permanent magnet of the column. The static magnetic field correction coil can be formed in a lean shape along the column side surface of the column yoke, and a correction magnetic field having a column direction component can be formed in the center of the column yoke.
[0025]
Moreover, the static magnetic field forming apparatus according to the invention of the eighth aspect is characterized in that the static magnetic field correction coil includes two rectangular loop coils that exist close to the direction of the support shaft.
[0026]
According to the eighth aspect of the invention, since the two rectangular loop coils of the static magnetic field correction coil are present close to the direction of the support axis, the correction magnetic field formed in the direction of the support axis can be widened. Can be generated.
[0027]
In the static magnetic field forming apparatus according to the ninth aspect of the invention, the static magnetic field correction coil is disposed between the two coil sides adjacent to the two rectangular loop coils and the support yoke. And a magnetic plate having a high magnetic permeability.
[0028]
According to the ninth aspect of the invention, in the static magnetic field correction coil, a magnetic board having a high magnetic permeability is disposed between two adjacent coil sides of the two rectangular loop coils and the support yoke. Therefore, the magnetic field formed by two adjacent coil sides is prevented from being formed inside the column yoke, and is generated by a permanent magnet from the correction magnetic field in the column direction inside the column yoke generated by the rectangular loop coil. Only components that generate a magnetic field in the same direction as the static magnetic field of the gap formed can be formed.
[0029]
The static magnetic field generating apparatus according to the invention of the tenth aspect magnetically connects a pair of permanent magnets opposed to each other with a gap for placing a subject and the pair of permanent magnets, And a support yoke that holds the opposed arrangement, a loop coil and a connector that opens and closes the loop of the loop coil and is attached to and detached from the support yoke, and a static magnetic field correction coil that corrects a static magnetic field generated in the gap, And a control unit for controlling the static magnetic field correction coil.
[0030]
According to the invention of the tenth aspect, a pair of permanent magnets are arranged to face each other with a gap for placing a subject, and a pair of permanent magnets are magnetically connected from a column yoke, and The static magnetic field generated in the gap between the permanent magnets is corrected by a static magnetic field correction coil having a connector that is held in opposition, opens and closes the loop coil and the loop of the loop coil, and is attached to and detached from the front post yoke. Since the magnetic field correction coil is controlled, the loop coil can be easily attached to and detached from the column yoke of the completed static magnetic field forming device in the state where the column yoke exists inside the loop, and in the event of trouble. Can be easily exchanged, additional incorporation after completion, and the like.
[0031]
The magnetic resonance imaging apparatus according to the invention of the eleventh aspect includes a static magnetic field forming device that forms a static magnetic field using a permanent magnet, gradient magnetic field forming means for forming a gradient magnetic field, and a high-frequency magnetic field within the static magnetic field. A magnetic resonance imaging apparatus comprising: a transmission / reception unit that transmits and receives a magnetic field; and a control unit that controls the gradient magnetic field formation unit, the transmission unit, and the reception unit. The support yoke that supports the permanent magnet includes a static magnetic field correction coil that corrects the static magnetic field, and the static magnetic field correction coil includes a plurality of rectangular loop coils that are attached to and detached from the support yoke. .
[0032]
According to the eleventh aspect of the invention, the static magnetic field forming apparatus has the static magnetic field correction coil for correcting the static magnetic field in the support yoke supporting the pair of opposed permanent magnets. Is equipped with a plurality of rectangular loop coils that are desorbed for each part, so that the static magnetic field correction coil can be easily desorbed to the column yoke of the completed static magnetic field forming device, and in the event of trouble. Can be easily exchanged, additional incorporation after completion, and the like.
[0033]
A magnetic resonance imaging apparatus according to a twelfth aspect of the invention includes a static magnetic field forming apparatus that forms a static magnetic field using a permanent magnet, gradient magnetic field forming means that forms a gradient magnetic field, and a high-frequency magnetic field within the static magnetic field. A magnetic resonance imaging apparatus comprising: a transmission / reception unit that transmits and receives a magnetic field; and a control unit that controls the gradient magnetic field formation unit, the transmission unit, and the reception unit. The support yoke that supports the permanent magnet has a static magnetic field correction coil that corrects the static magnetic field, and the static magnetic field correction coil includes a loop coil and a connector that opens and closes the loop of the loop coil. And
[0034]
According to the twelfth aspect of the invention, the static magnetic field forming apparatus has the static magnetic field correction coil for correcting the static magnetic field in the column yoke that supports the pair of permanent magnets arranged opposite to each other. Is provided with a loop coil and a connector for opening and closing the loop of the loop coil, so that it can be easily attached to and detached from the support yoke of the completed static magnetic field forming apparatus in a state where the support yoke exists inside the loop. As a result, replacement at the time of trouble, additional incorporation after completion, etc. can be easily performed.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of a static magnetic field forming apparatus and a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
(Embodiment 1)
First, the overall configuration of the magnetic resonance imaging apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a magnetic resonance imaging apparatus using the static magnetic field correction coil according to the first embodiment. In FIG. 1, the magnetic resonance imaging apparatus includes a magnet unit 100, a table unit 500, a cabinet unit 200, and an operation console unit 300. Note that these devices are connected to each other via a cable and exchange power, control information, or data.
[0036]
The magnet unit 100 forms a uniform static magnetic field, gradient magnetic field, and RF magnetic field in a gap between a pair of permanent magnets that are vertically opposed to each other. A subject is placed between a pair of opposed permanent magnets.
[0037]
The table unit 500 is provided with a cradle (not shown) that moves in a space between permanent magnets, and a subject is placed on the cradle. The cradle is controlled to move so that the imaging region of the subject is located at the center of the magnet unit 100.
[0038]
The cabinet unit 200 includes an electronic device that controls the magnet unit 100 and the table unit 500, and mainly controls the arrangement of a subject, generation of a gradient magnetic field, transmission of an RF magnetic field, reception of an RF magnetic field, and the like.
[0039]
The operation console unit 300 performs input / output of control information, display of an output image, and the like by an operator's operation. The control information input by the operator is transmitted to the cabinet unit 200 and used as control information for the magnet unit 100 and the table unit 500.
[0040]
FIG. 2 shows a detailed structure of the magnet unit 100. FIG. 2 shows an xz cross section passing through the center of the magnet unit 100. The magnet unit 100 includes a pair of base yokes 10 and 11, permanent magnets 30 and 31, gradient coils 50 and 51, NMR probes 70 and 71, and transmission coils 60 and 61 that are opposed to each other vertically. A receiving coil 80 is arranged in the central imaging region between the two transmitting coils 60 and 61 arranged to face each other. A subject is placed in the receiving coil 80. The transmission coils 60 and 61 are fixed with a predetermined gap from the gradient coil by means not shown.
[0041]
The base yokes 10 and 11 arranged to face each other are fixed and held by the column yokes 12 and 13. Thereby, the base yokes 10 and 11 ensure an imaging region with high static magnetic field uniformity on which the subject is placed at the center.
[0042]
The permanent magnets 30 and 31 are fixed to the base yokes 10 and 11. Here, the base yokes 10 and 11 and the support yokes 12 and 13 form a magnetic circuit of a magnetic field formed by the permanent magnets 30 and 31, reduce the magnetic field leaking to the outside, and increase the magnetic field uniformity of the central imaging region. Improve.
[0043]
The magnetic shunt plates 40 and 41 are fixed to the permanent magnets 30 and 31, and further improve the magnetic field uniformity of the central imaging region formed by the permanent magnets 30 and 31.
[0044]
The gradient coils 50 and 51 form a linear gradient magnetic field in the central imaging region. Further, the transmission coils 60 and 61 form an RF magnetic field in the central imaging region.
[0045]
The NMR probes 70 and 71 are sensors that are composed of a small phantom containing a solution of copper sulfate or the like and a small coil surrounding the small phantom, and detect a static magnetic field intensity in a central imaging region formed by a permanent magnet.
[0046]
The static magnetic field correction coils 20 and 21 are provided with a correction magnetic field B0c for improving the stability and uniformity of the static magnetic field formed in the central imaging region by the permanent magnets 30 and 31 and the magnetic shunt plates 40 and 41. It is formed inside the yokes 12 and 13. The correction magnetic field B0c has a magnetic field component in the z-coordinate axis direction that is the axial direction of the support yokes 12 and 13.
[0047]
FIG. 3 shows an example of a system configuration for stabilizing the static magnetic field or improving the magnetic field uniformity in the central imaging region using the static magnetic field correction coils 20 and 21. Here, the permanent magnets 30 and 31 form a static magnetic field B0m in the central imaging region sandwiched between the permanent magnets 30 and 31. The magnetic field lines of the static magnetic field B0m have a symmetrical structure in which the magnet unit 100 has the two support yokes 12 and 13, so that the magnetic field lines are separated into two by the base yoke 11 and pass through the support yokes 12 and 13 each forming a magnetic circuit. , A circulation path of magnetic lines of force joining at the base yoke 10 is formed.
[0048]
The cabinet unit 200 includes a computer 310, a probe transmission / reception circuit 320, and a drive circuit. The probe transmission / reception circuit 320 transmits an RF signal to the NMR probes 70 and 71, and then receives an FID (Free Induction Decay) signal from the small phantom.
[0049]
The drive circuit 330 passes a drive current through the static magnetic field correction coils 20 and 21 to form a correction magnetic field B0c in the column yokes 12 and 13. At this time, the static magnetic field correction coils 20 and 21 are connected in series to form a correction magnetic field B0c in the same direction in the column yokes 12 and 13. The correction magnetic field B0c forms a circulation path similar to the magnetic field lines of the static magnetic field B0m, and forms a static magnetic field in the central imaging region sandwiched between the permanent magnets 30 and 31. Accordingly, a static magnetic field B0 of B0 = B0m + B0c is formed in the central imaging region. Here, the drive current is controlled by the computer 310.
[0050]
The computer 310 obtains a resonance frequency after frequency analysis of the FID signals from the NMR probes 70 and 71 received by the probe transmission / reception circuit 320, and is formed in the center imaging region based on the resonance frequency. The static magnetic field B0 is calculated.
[0051]
When the static magnetic field B0 is different from the target static magnetic field strength, the computer 310 instructs the drive circuit 330 to drive the current to be corrected, and the correction formed by the static magnetic field correction coils 20 and 21. The magnetic field B0c is changed to cancel the fluctuation.
[0052]
Here, the static magnetic field correction coils 20 and 21 are controlled based on the FID signals from the NMR probes 70 and 71. However, from the subject at the time of the pre-scan performed before performing the imaging scan of the subject. It can also be performed using an FID signal. Further, by adding a temperature sensor to the permanent magnets 30 and 31, the static magnetic field correction coils 20 and 21 can be controlled based on the temperature information of the permanent magnets 30 and 31.
[0053]
Also, by controlling the static magnetic field correction coils 20 and 21 separately, it is possible to correct the primary spatial fluctuation of the static magnetic field B0 in the central imaging region and improve the uniformity.
[0054]
Next, FIGS. 4 and 5 show the arrangement and configuration of the static magnetic field correction coil 20. Note that the static magnetic field correction coil 21 has the same arrangement and configuration as the static magnetic field correction coil 20, and thus the description thereof is omitted. FIG. 4A is a partial configuration diagram of the magnet unit 100 with the column yoke 12 as a central portion. The static magnetic field correction coil 20 includes partial coils 400 to 430, and each of the partial coils is fixed to the column yoke 12 by screwing four corners not shown. FIG. 4A shows a state in which the partial coils 400 and 410 are attached to the column yoke 12.
[0055]
4B is a cross-sectional view seen from the z-axis direction, which is the column direction of the column yoke 12. FIG. Here, the partial coils 400 to 430 are disposed on each surface of the columnar yoke 12 forming a quadrangular column. Note that the partial coils 400 and 420 and the partial coils 410 and 430 arranged at the symmetrical positions of the support columns have the same shape.
[0056]
FIG. 5A is a diagram illustrating a configuration of the partial coil 400. The partial coil 400 includes two rectangular loop coils of lines 501 to 504 and lines 505 to 508 forming a conductor loop. Each rectangular loop coil has two input / output terminals, the lines 501 to 504 have terminals A and B, and the lines 505 to 508 have input / output terminals C and D, respectively. Each line is made of a conductor such as a copper pipe. A magnetic plate 509 is disposed immediately below the pole yoke side of the lines 503 and 505 adjacent to the two loops. The magnetic plate 509 is made of a material having a higher magnetic permeability than the column yoke 12 made of soft iron or the like, such as permalloy. The partial coil 420 has exactly the same shape as the partial coil 400, and the partial coils 410 and 430 differ from the partial coil 400 only in the length in the y coordinate axis direction, that is, the lengths of the lines 501 and 507.
[0057]
FIG. 5 (B) is a view showing partial coils 400 to 430 arranged around the column yoke 12 on a plane and showing the connection of these coils. The dotted lines in the figure indicate the connections between the partial coils and inside. These connections are made such that the partial coils 400 to 430 cause current to flow in the direction of the arrow of the line in FIG.
[0058]
Since this connection is performed after the partial coils 400 to 430 are mounted on the column yokes by jumper wires, the partial coils 400 to 430 are easily mounted on the column yoke 12. Moreover, when removing the partial coils 400-430 from the support | pillar yoke 12, the partial coils 400-430 can be easily removed from the support | pillar yoke 12 by removing a jumper wire first.
[0059]
In the partial coils 400 to 430, the terminal A and the terminal C are short-circuited by a jumper wire, the terminal B is an input terminal, and the terminal D is an output terminal. The terminal B of the partial coil 400 is connected to the drive circuit 330 of the static magnetic field correction coil and supplied with current. The terminal D of the partial coil 400 is connected to the terminal A of the partial coil 410, and the same amount of current is supplied from the partial coil 400 to the partial coil 410. Similarly, the terminal D of the partial coil 410 is connected to the terminal B of the partial coil 420, and the terminal D of the partial coil 420 is connected to the terminal B of the partial coil 430. The terminal D of the partial coil 430 is connected to the ground terminal of the drive circuit 330.
[0060]
Even if two rectangular loop coils of partial coils are connected in parallel, the same current I can be supplied to the lines of the partial coils 400 to 430. In this case, the terminals A and D, and the terminals B and C are short-circuited, and the connection between the partial coils and the connection with the drive circuit 330 are the same as in the case of the connection described above.
[0061]
Next, the operation when the current I in the direction shown in the line of FIG. 5B is passed through the static magnetic field correction coils 20 and 21 will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a case where the partial yokes 400 to 430 are arranged on the support yoke 12 and the coils I are connected to each other, and then the current I is supplied from the drive circuit 330 to generate the correction magnetic field B0c. It is a figure of -z cross section.
[0062]
Here, current flows in the lines 501 and 507 of the partial coil 400 in the direction from the front surface to the back surface, that is, the positive direction of the y coordinate axis. In addition, a current in the direction opposite to that of the lines 501 and 507 flows through the lines 503 and 505. Then, clockwise magnetic lines of force are formed around the lines 501 and 507, while counterclockwise magnetic lines of force are formed around the lines 503 and 505.
[0063]
Further, a high magnetic permeability magnetic plate 509 is disposed between the lines 503 and 505 and the support yoke 12. The counterclockwise magnetic lines of force formed around the lines 503 and 505 are absorbed by the magnetic plate 509 on the column yoke 12 side. As a result, the magnetic force lines formed in the column yoke 12 are reduced in the counterclockwise direction, and the clockwise magnetic lines due to the lines 501 and 507 are dominant as shown in FIG.
[0064]
In addition, a partial coil 420 having the same structure is disposed at an axially symmetric position with respect to the column yoke 12 of the partial coil 400. In each line of the partial coil 420, a current in a direction opposite to the current flowing in each line of the partial coil 400 existing at a symmetrical position flows. As a result, the magnetic lines of force in the column yoke 12 formed by the partial coil 420 have an axisymmetric structure with respect to the magnetic field lines of the partial coil 400 and the column, and have a counterclockwise direction.
[0065]
Here, the magnetic lines of force inside the column yoke 12 are obtained by the vector sum of the lines of magnetic force formed by the partial coils 400 and 420, and therefore, a correction magnetic field B0c facing the central axis is formed in the vicinity of the central axis of the column yoke 12. Is done.
[0066]
Similarly, in the partial coils 410 and 430, a correction magnetic field B0c directed in the central axis direction is formed in the column yoke 12 in the same manner. Therefore, the correction magnetic field B0c formed in the vicinity of the central axis of the column yoke 12 is expressed by a vector (vector) sum from the partial coils 400 to 430.
[0067]
The partial coils 400 to 430 are similarly used and connected to the static magnetic field correction coil 21 attached to the column yoke 13. At this time, the static magnetic field correction coil 20 and the static magnetic field correction coil 21 are connected in series, and the current I supplied from the drive circuit 330 forms a correction magnetic field B0c similar to that in FIG.
[0068]
As described above, in the first embodiment, the static magnetic field correction coils 20 and 21 are configured by using the partial coils 400 to 430, and these partial coils are individually attached to the column yoke 12, and thus completed. It is possible to easily attach / detach to / from the column yoke of the static magnetic field forming apparatus, and further, using these rectangular loop coils, a correction magnetic field B0c is formed in the column yoke, and the static magnetic field B0 in the center imaging region is generated. Can be controlled.
(Embodiment 2)
By the way, in the first embodiment, a plurality of rectangular loop coils are individually attached to the support yoke 12 of the completed magnet unit 100. However, by arranging a connector on the loop coil and making it openable, It can also be attached to the column yoke with the column yoke 12 present inside the loop. Therefore, in the present embodiment, a case where a connector is provided on the loop coil so as to be detachable will be described.
[0069]
FIG. 7A shows an example in which the open / close coil 700 according to the present embodiment is attached to the support yoke 12 of the magnet unit 100. The open / close coil 700 corresponds to the static magnetic field correction coil 20 shown in FIGS. 2 and 3, and other configurations and control operations are the entire configuration shown in FIGS. 1 to 3 and the control of the static magnetic field correction coil 20. Since the operation is exactly the same, the description thereof is omitted, and only the static magnetic field correction coil 20 using the open / close coil 700 according to the present embodiment will be described. Note that the static magnetic field correction coil 21 has the same arrangement and configuration as the static magnetic field correction coil 20, and thus the description thereof is omitted.
[0070]
FIG. 7B is a view of the state where the open / close coil 700 is mounted on the support yoke 12 as seen from the xy section of the support yoke 12. The open / close coil 700 is fixed to each side surface around the column yoke 12 by using screws (not shown) at the edge.
[0071]
FIG. 8 is a diagram showing the internal structure of the open / close coil 700. As shown in FIG. 8A, the open / close coil 700 includes a conductor loop portion 810, a connector 800, and a connector 801. Here, the conductor loop portion 810 forms a loop coil in a state where the connector 800 and the connector 801 are connected, and forms a correction magnetic field B0c in the center portion. The conductor loop portion 810 is made of, for example, a flexible print board or the like in order to have flexibility. Further, the input / output terminal of the conductor loop portion 810 is connected to the drive circuit 330. A current I flows from the drive circuit 330, and a correction magnetic field B0c is formed inside the conductor loop portion 810.
[0072]
FIG. 8B is a diagram showing a state in which the connector portion of the opening / closing coil 700 is opened. The connectors 800 and 801 are attached to a flexible printed board, and a plurality of connection connectors for individually connecting the conductor loops of the conductor loop portion 810 exist inside the connectors 800 and 801. Accordingly, the conductor loop portion 810 has a solenoid type multi-loop structure. In the example of FIG. 8B, the connector 800 has a female connector and the connector 801 has a male connector. In addition, a locking mechanism or the like can be provided on the outer walls of the connectors 800 and 801 so that the attachment and detachment can be made more reliable.
[0073]
FIG. 9 shows an xz cross-section of the magnetic force line distribution of the correction magnetic field B0c formed in the column yoke 12 when a current is passed through the switching coil 700 in the direction indicated by the current I in FIG. It is the figure shown from. Since the conductor loop portion 810 is a loop coil, a magnetic field facing the axial direction of the support yoke 12 is formed near the center. Particularly, as shown in FIG. 9, a correction magnetic field B0c having only an axial component is formed on the central axis of the column yoke 12 due to symmetry.
[0074]
The open / close coil 700 is similarly used for the static magnetic field correction coil 21 attached to the column yoke 13 and connected. At this time, the static magnetic field correction coil 20 and the static magnetic field correction coil 21 are connected in series, and the current I supplied from the drive circuit 330 forms a correction magnetic field B0c similar to that in FIG.
[0075]
As described above, in the second embodiment, the connectors 800 and 801 are provided on the loop coil, and the openable / closable opening / closing coil 700 is used. Therefore, the support yoke of the completed static magnetic field forming apparatus is connected to the support yoke inside the loop. In this state, the opening / closing coil 700 can be used to form the correction magnetic field B0c in the support yoke to control the static magnetic field B0 in the central imaging region. .
[0076]
In the present embodiment, the conductor loop portion 810 is configured using a flexible printed board, and is attached and detached by opening and closing the connectors 800 and 801. However, a plurality of connectors are arranged on the loop of the conductor loop portion 810. It can also be provided so that it can be divided into a plurality of parts. As a result, the support yoke can be attached and detached so as to sandwich the support yoke, and the conductor loop portion 810 can be made of a material having low flexibility such as a copper pipe.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the static magnetic field correction coil is composed of a plurality of rectangular loop coils that are attached to and detached from the column yoke for each portion, or a loop coil that includes a connector that opens and closes the loop. As a result, it can be easily attached to and detached from the pole yoke of the completed static magnetic field forming device. As a result, replacement in the event of trouble, additional incorporation after completion, etc. can be easily performed. Further, a correction magnetic field for controlling the static magnetic field in the central imaging region can be formed in the support yoke.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a magnetic resonance imaging apparatus.
FIG. 2 is a diagram illustrating a magnet unit according to the first embodiment.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a control system according to the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing an arrangement of a static magnetic field correction coil according to the first embodiment.
5 is a diagram showing a configuration of a static magnetic field correction coil according to the first embodiment. FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a distribution of magnetic lines of force of the static magnetic field correction coil according to the first embodiment.
7 is a diagram illustrating an arrangement of a static magnetic field correction coil according to a second embodiment. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a static magnetic field correction coil according to a second embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a distribution of magnetic lines of force of the static magnetic field correction coil according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
10,11 Base yoke
12, 13 Prop yoke
20, 21 Static magnetic field correction coil
30, 31 Permanent magnet
40, 41 Magnetic shunt plate
50 gradient coils
60 Transmitting coil
70,71 NMR probe
80 Receiver coil
100 Magnet part
200 Cabinet section
300 Operation console
310 computer
320 Probe transceiver circuit
330 Drive circuit
400-430 partial coil
500 Table section
501-508 track
509 Magnetic plate
700 Opening and closing coil
800, 801 connectors
810 Conductor loop

Claims

A plurality of separable rectangular loop coils arranged in a ring shape with the coil surfaces facing each other;
A drive unit for supplying a current for forming a static magnetic field to the rectangular loop coil;
A static magnetic field correction coil device comprising:

A loop coil having a connector for opening and closing the loop;
A drive unit for supplying a current for forming a static magnetic field to the loop coil;
A static magnetic field correction coil device comprising:

A pair of permanent magnets arranged opposite each other with a gap for placing a subject;
A column yoke that magnetically connects the pair of permanent magnets and holds the opposing arrangement;
The static magnetic field correction coil device according to claim 1 or 2, wherein the static magnetic field correction coil device is disposed on the support yoke and corrects the static magnetic field of the permanent magnet.
A static magnetic field forming apparatus comprising:

A static magnetic field forming apparatus that forms a static magnetic field using a permanent magnet;
The static magnetic field correction coil device according to claim 1 or 2, wherein the static magnetic field is corrected.
A gradient magnetic field forming means for forming a gradient magnetic field;
Transmitting and receiving means for transmitting and receiving a high-frequency magnetic field in the static magnetic field;
A control unit for controlling the gradient magnetic field forming means, the transmitting means and the receiving means;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:

A pair of permanent magnets arranged opposite each other with a gap for placing a subject;
A column yoke that magnetically connects the pair of permanent magnets and holds the opposing arrangement;
A static magnetic field correction coil that is desorbed to each of the plurality of rectangular loop coils and corrects the static magnetic field formed in the gap;
A control unit for controlling the static magnetic field correction coil;
A static magnetic field forming apparatus comprising:

The static magnetic field forming apparatus according to claim 1, wherein the rectangular loop coil is disposed on a side surface of the column yoke forming a quadrangular column.

The said rectangular loop coil is provided with the coil surface which makes a parallel with the said side surface, and the coil side which makes a right angle with the support shaft which supports the said permanent magnet of the said support | pillar, The static magnetic field formation of Claim 2 characterized by the above-mentioned. apparatus.

The static magnetic field forming apparatus according to claim 3, wherein the static magnetic field correction coil includes two rectangular loop coils that exist close to the direction of the support shaft.

The static magnetic field correction coil includes a high magnetic permeability magnetic plate disposed between two adjacent coil sides of the two rectangular loop coils and the support yoke. 4. The static magnetic field forming apparatus according to 4.

A pair of permanent magnets arranged opposite each other with a gap for placing a subject;
A column yoke that magnetically connects the pair of permanent magnets and holds the opposing arrangement;
A static magnetic field correction coil for correcting a static magnetic field generated in the gap, comprising a connector that opens and closes a loop coil and the loop of the loop coil and is attached to and detached from the support yoke;
A control unit for controlling the static magnetic field correction coil;
A static magnetic field forming apparatus comprising:

A static magnetic field forming apparatus that forms a static magnetic field using a permanent magnet;
A gradient magnetic field forming means for forming a gradient magnetic field;
Transmitting and receiving means for transmitting and receiving a high-frequency magnetic field in the static magnetic field;
A control unit for controlling the gradient magnetic field forming means, the transmitting means and the receiving means;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
The static magnetic field forming device has a static magnetic field correction coil that corrects the static magnetic field on a support yoke that supports a pair of the permanent magnets arranged opposite to each other.
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the static magnetic field correction coil includes a plurality of rectangular loop coils attached to and detached from the support yoke.

A static magnetic field forming apparatus that forms a static magnetic field using a permanent magnet;
A gradient magnetic field forming means for forming a gradient magnetic field;
Transmitting and receiving means for transmitting and receiving a high-frequency magnetic field in the static magnetic field;
A control unit for controlling the gradient magnetic field forming means, the transmitting means and the receiving means;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
The static magnetic field forming device has a static magnetic field correction coil that corrects the static magnetic field on a support yoke that supports a pair of the permanent magnets arranged opposite to each other.
2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the static magnetic field correction coil includes a loop coil and a connector that opens and closes a loop of the loop coil.