JP3842945B2

JP3842945B2 - 核磁気共鳴装置用シム装置

Info

Publication number: JP3842945B2
Application number: JP2000032409A
Authority: JP
Inventors: 須藤誠
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2000-02-09
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2020-02-09
Also published as: JP2001218750A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、核磁気共鳴装置の静磁場強度の補正に用いられるシム装置に関し、特に、核磁気共鳴装置間での互換性に優れたシム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来の核磁気共鳴装置の構造を示したものである。核磁気共鳴用磁石装置１の内部には、主磁場コイル２が巻回されていて、数テスラないし十数テスラの静磁場を発生させる。核磁気共鳴の測定には、非常に強い静磁場を必要とするため、主磁場コイル２には、超電導現象を利用した超電導コイルが用いられているのが一般的である。
【０００３】
また、核磁気共鳴を観測するためには、非常に強い磁場強度を有すると共に、非常に均一度の高い静磁場であることが要請され、主磁場コイル２によって発生される静磁場のみでは、磁場の均一性が不足する。例えば、一般の核磁気共鳴装置では、超電導磁石を用いて静磁場を発生させているが、その磁場の均一度は高々１×１０^-5〜１×１０^-6程度に過ぎない。しかし、実際の核磁気共鳴測定では、１×１０^-9〜１×１０^-10という非常に高い磁場均一性が求められている。
【０００４】
そこで、主磁場コイル２の内側に、静磁場の歪みを補正するための磁場補正コイル３（以下、シムコイル３と略す）を設けると共に、シム電源４からシムコイル３に適切な電流を供給して、主磁場コイル２が作る静磁場とシムコイル３が作る補正磁場を足し合わせることによって、静磁場の均一性を高めるようにしている。こうして作られた均一性の高い静磁場内に、測定サンプル５を設置することにより、核磁気共鳴測定が行なわれる。
【０００５】
図２（ａ）は、従来のいくつかのタイプのシムコイルの内、静磁場軸方向に傾斜磁場を発生させるタイプのシムコイルを一例として示したものである。また、図２（ｂ）は、その部分断面図である。この例では、シムコイルは、ある長さを有するソレノイドコイル６、７、８、６'、７'、８'として、ほぼ均一なピッチでボビン９に巻かれている。ソレノイドコイル６と６'、７と７'、８と８’はそれぞれ同じ長さＷ₁、Ｗ₂、Ｗ₃を持ち、中心面１０を中心として両側へ向けて６、７、８および６'、７'、８'の順で対称に巻かれている。各ソレノイドコイルには、各ソレノイドコイルの境界線の部分から図２（ｂ）に示すように引き出された引き出し線を介してシム電源１１〜１６から独立に補正電流が供給される。
【０００６】
このような構成において、例えば、直径５０ｍｍの円筒状ボビン９上に組み立てられたソレノイドコイルの長さをＷ₁＝７ｍｍ、Ｗ₂＝１３ｍｍ、Ｗ₃＝２５ｍｍとし、ソレノイドコイル６、６'、７、７'、８、８'にそれぞれ４.３８ｍＡ、−４.３８ｍＡ、２.３１ｍＡ、−２.３１ｍＡ、１９.５ｍＡ、−１９.５ｍＡの電流を各シム電源から供給することにより、１２００Ｈ_z／ｃｍの１次の軸傾斜磁場を発生させることができる。また、この電流比率を保ったまま各ソレノイドコイルの電流量を変えれば、１次の軸傾斜磁場の強度を変化させることができる。また、電流の配分を変えることにより、２次〜４次の軸傾斜磁場を発生させることができるし、１次の軸傾斜磁場を発生させる電流配分の上に２次あるいは更に高次の軸傾斜磁場を発生させる電流配分を重畳させれば、１次と２次あるいは更に高次の軸傾斜磁場を同時に発生させることもできる。
【０００７】
また、ボビン９上での巻線の形状を変えて、巻線の中心軸が静磁場の軸方向と直交する方向にコイルを形成させれば、静磁場の軸方向と直交する軸方向に高次の軸傾斜磁場を発生させることが可能である。これにより、ｘ、ｙ、ｚの３軸方向について、静磁場強度の歪みを補正する補正磁場を発生させることが可能になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このようなシムコイルの問題点は、巻線加工時の誤差、コイルボビンの加工誤差、コイル線材の径のばらつきなどに起因して、コイルの巻線数にある範囲でばらつきを生じることである。巻線数の誤差は、シムコイルを用いて静磁場の補正を行なう際に、装置間の磁場補正値の再現性に悪影響を与える。
【０００９】
また、各シムコイルに固有な誤差を補正するために、シムコイルの電流量を制御するシムドライバーあるいはシムコントローラーに、その補正係数を持たせた場合、シムコイルとシムドライバーあるいはシムコントローラーを必ず１セットにしなければならなくなる。その結果、各ユニットは、他のユニットとの互換性がなくなるため、サービス性が低下するという問題を生じる。
【００１０】
また、装置の調整もシムコイルとシムドライバーあるいはシムコントローラーを必ず１セットで行なわなければならないため、調整効率も悪化する。
【００１１】
本発明の目的は、上述した点に鑑み、シムコイルの巻線数の定格からのばらつきを、サービス性や調整効率などを低下させることなく、正確に補正することのできる核磁気共鳴装置用シム装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明にかかる核磁気共鳴装置用シムコイルは、核磁気共鳴装置の静磁場内に配置され、静磁場強度の歪みを補正して、静磁場強度の均一性を高めるために用いられるシムコイル組み立て体と、
該シムコイル組み立て体に附属してそのシムコイルの巻線数に関するデータを記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶されているシムコイルの巻線数に関するデータに基づいてシムコイルに流す電流量の補正データを演算する演算手段と、
該演算手段により得られた補正データに基づいて前記シムコイルに補正された電流を流すシムドライバーと
から成ることを特徴としている。
【００１３】
また、核磁気共鳴装置の静磁場内に配置され、静磁場強度の歪みを補正して、静磁場強度の均一性を高めるために用いられるシムコイル組み立て体と、
該シムコイル組み立て体に附属してそのシムコイルが発生する補正磁場強度の定格値からのばらつきを補正するための補正データを記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶されている補正データに基づいて前記シムコイルに補正された電流を流すシムドライバーと
から成ることを特徴としている。
【００１４】
また、核磁気共鳴装置の静磁場強度の歪みを補正して、静磁場強度の均一性を高めるために用いられる核磁気共鳴装置用シム装置において、
静磁場強度の歪みを補正するためにシムコイルから補正磁場を発生させるに際し、
予め該シムコイルに附属する記憶手段に、そのシムコイルの巻線数に関するデータを記憶させておき、
該記憶手段に記憶されたデータに基づいて強度補正された補正磁場を発生させて、前記静磁場強度の歪みを補正させるようにしたことを特徴としている。
【００１５】
また、核磁気共鳴装置の静磁場強度の歪みを補正して、静磁場強度の均一性を高めるために用いられる核磁気共鳴装置用シム装置において、
静磁場強度の歪みを補正するためにシムコイルから補正磁場を発生させるに際し、
予め該シムコイルに附属する記憶手段に、そのシムコイルが発生する補正磁場強度の定格値からのばらつきを補正するための補正データを記憶させておき、
該記憶手段に記憶されたデータに基づいて強度補正された補正磁場を発生させて、前記静磁場強度の歪みを補正させるようにしたことを特徴としている。
【００１６】
また、前記記憶手段は、ＲＯＭであることを特徴としている。
【００１７】
また、前記記憶手段は、多極コネクターであることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図３は、本発明にかかる核磁気共鳴装置用シム装置の一実施例を示したものである。図中１７は、超電導磁石である。円筒状の超電導磁石１７の空芯部には、シムコイル１８が配置され、更にシムコイル１８の空芯部には図示しない測定サンプルからの核磁気共鳴信号を検出するためのプローブ１９が配置されている。
【００１９】
シムコイル１８には、シムコイル自身の巻線数のデータを記憶させたＲＯＭ２０が附属して取り付けられている。このＲＯＭ２０は、シムコイル１８の電流量を制御するシムドライバー２１を制御しているシムコントローラー２２にケーブルを介して接続されている。
【００２０】
このような構成において、シムコントローラー２２は、ＲＯＭ２０から、シムコントローラー２２内の図示しない演算回路にシムコイル１８の巻線数のデータを読み込んで、シムコイル１８の実際の巻線の数を標準巻線数（定格）からのばらつきとして演算し、シムコイル１８の巻線数の違いに起因する定格からのばらつき値を補正する補正係数を算出して、シムドライバー２１に設定する。補正係数を設定されたシムドライバー２１は、補正した電流量をシムコイル１８に対して供給し、シムコイル１８の定格からのばらつき値を補正した補正磁場を発生させる。これにより、シムコイルごとの性能のばらつきを、予めシムコイル組み立て体に附属されたＲＯＭのデータに基づいて較正することができる。
【００２１】
尚、上記実施例では、ＲＯＭのデータをシムコントローラー２２に読み込ませ、シムコントローラー２２からシムドライバー２１を制御させるように構成したが、ＲＯＭのデータは、シムドライバー２１が直接読み込んでも良い。
【００２２】
また、上記実施例では、シムコイル１８の巻線数に関するデータをＲＯＭ２０に記憶させたが、シムコイル１８の巻線数に関するデータの代わりに、コイル自身の巻線数の違いに起因する定格からのばらつき値を補正する補正係数を記憶させても良い。
【００２３】
また、データを記憶させる記憶手段としては、前述したＲＯＭの他に、多極コネクターによるピン間のオープン／クローズによってデータを記憶させることも可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明の核磁気共鳴装置用シム装置によれば、シムコイル１８の巻線数の定格からのばらつきの程度に関わりなく、超電導磁石１７の発生する静磁場の歪みをシムコイル１８によって正確に補正することができる。また、シムコイル１８の巻線数に関するデータをシムコイル１８に附属して設けられたＲＯＭなどの記憶手段に持たせ、そのデータを測定時に解読させて、シムコントローラー２２による制御をシムコイル１８の特性に合わせるようにしたので、シムコイル１８とシムコントローラー２２、またはシムコイル１８とシムドライバー２１を１セットにして調整・使用する必要がなくなり、シムコイル１８、シムコントローラー２２、シムドライバー２１の３者がそれぞれ独立したユニットとして別のユニットと互換性を持つので、装置のサービス性や調整効率などを低下させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の核磁気共鳴装置の構成を示す図である。
【図２】従来の核磁気共鳴装置用シムコイルの一例を示す図である。
【図３】本発明にかかる核磁気共鳴装置用シム装置の一実施例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・核磁気共鳴用磁石装置、２・・・主磁場コイル、３・・・シムコイル、４・・・シム電源、５・・・測定サンプル、６、６'・・・ソレノイドコイル、７、７'・・・ソレノイドコイル、８、８'・・・ソレノイドコイル、９・・・ボビン、１０・・・中心面、１１〜１６・・・シム電源。

Claims

核磁気共鳴装置の静磁場内に配置され、静磁場強度の歪みを補正して、静磁場強度の均一性を高めるために用いられるシムコイル組み立て体と、
該シムコイル組み立て体に附属してそのシムコイルの巻線数に関するデータを記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶されているシムコイルの巻線数に関するデータに基づいてシムコイルに流す電流量の補正データを演算する演算手段と、
該演算手段により得られた補正データに基づいて前記シムコイルに補正された電流を流すシムドライバーと
から成ることを特徴とする核磁気共鳴装置用シム装置。
核磁気共鳴装置の静磁場内に配置され、静磁場強度の歪みを補正して、静磁場強度の均一性を高めるために用いられるシムコイル組み立て体と、
該シムコイル組み立て体に附属してそのシムコイルが発生する補正磁場強度の定格値からのばらつきを補正するための補正データを記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶されている補正データに基づいて前記シムコイルに補正された電流を流すシムドライバーと
から成ることを特徴とする核磁気共鳴装置用シム装置。
核磁気共鳴装置の静磁場強度の歪みを補正して、静磁場強度の均一性を高めるために用いられる核磁気共鳴装置用シム装置において、
静磁場強度の歪みを補正するためにシムコイルから補正磁場を発生させるに際し、
予め該シムコイルに附属する記憶手段に、そのシムコイルの巻線数に関するデータを記憶させておき、
該記憶手段に記憶されたデータに基づいて強度補正された補正磁場を発生させて、前記静磁場強度の歪みを補正させるようにしたことを特徴とする核磁気共鳴装置用シム装置。
核磁気共鳴装置の静磁場強度の歪みを補正して、静磁場強度の均一性を高めるために用いられる核磁気共鳴装置用シム装置において、
静磁場強度の歪みを補正するためにシムコイルから補正磁場を発生させるに際し、
予め該シムコイルに附属する記憶手段に、そのシムコイルが発生する補正磁場強度の定格値からのばらつきを補正するための補正データを記憶させておき、
該記憶手段に記憶されたデータに基づいて強度補正された補正磁場を発生させて、前記静磁場強度の歪みを補正させるようにしたことを特徴とする核磁気共鳴装置用シム装置。
前記記憶手段は、ＲＯＭであることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の核磁気共鳴装置用シム装置。
前記記憶手段は、多極コネクターであることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の核磁気共鳴装置用シム装置。