JP4254921B2 - Magnetic shield room for magnetic resonance imaging equipment - Google Patents

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JP4254921B2
JP4254921B2 JP2003150358A JP2003150358A JP4254921B2 JP 4254921 B2 JP4254921 B2 JP 4254921B2 JP 2003150358 A JP2003150358 A JP 2003150358A JP 2003150358 A JP2003150358 A JP 2003150358A JP 4254921 B2 JP4254921 B2 JP 4254921B2
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健二 榊原
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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用の磁気シールドルームに関する。
【0002】
【従来の技術】
磁気共鳴イメージング装置(MRI装置)は、その磁場中心空間に強力な磁場を形成する装置であり、この発生した強力な磁場が周囲に漏洩すると、0.5mT以上の磁場強度で心臓のペースメーカを使用している患者に悪影響を及ぼし、0.1mT以上の磁場強度で周囲のディスプレイに悪影響を及ぼすおそれがある。
【0003】
また、MRI装置に対して、外部磁場の侵入があると、均一な磁場を安定に保持することが困難となる。
【0004】
そこで、周囲への磁場の影響、外部磁場からの影響を回避するために、MRI装置は磁気シールドルーム内に設置する必要がある。
【0005】
この磁気シールドルームについて、以下に説明する。
図13及び図14は、MRI装置用の磁気シールドルームの概略外観図である。
【0006】
図13に示すように、磁気シールドルーム8の天井面、壁面、床面に、板状の磁気遮蔽材(例えば、ケイ素鋼板、鉄、パーマロイ等)を配置する。天井面等の各面に配置した板状の磁気遮蔽材は、互いに磁気的に接合される。図13に示すような磁気シールドルームは、非特許文献1に記載されている。
【0007】
図14は、図13に示したシールドルームの平面及びMRI装置の水平方向における漏洩磁場13の広がりを示す。
【0008】
図14に示すように、磁気シールドルーム8の壁面のうち、MRI装置12からの漏洩磁場13の磁束密度が高い部分に、検査窓9などの開口部分を設けると、MRI装置12からの漏洩磁場が磁気シールドルーム8の外に広がってしまう。
【0009】
このため、検査窓9はできるだけ小さくする必要があり、従来の磁気シールドルーム8では、検査窓9や出入り口10、装置搬入口11等の大きさが制限され、磁気シールドルーム8内の被検者(患者)は、シールドルーム8内が狭く、閉鎖的な印象を受ける。
【0010】
また、MRI装置12の操作者(放射線科技師)も、磁気シールドルーム8内の様子を観察しにくく、作業効率が悪かった。
【0011】
そこで、特許文献1には、MRI装置12からの垂直方向(天地方向(Z軸方向))漏洩磁場を、打消しコイルによって、キャンセルする方法が記載されている。
【0012】
図15、図16は、特許文献1に記載された技術の説明図であり、図15は、1つの打ち消しコイル14を用いる場合であり、図16は、複数の打ち消しコイル15、16、17を用いる場合の例である。
【0013】
特許公報1に記載の技術は、MRI装置における磁石2の主コイル1の磁場中心軸方向の漏洩磁場に対しては、抑制効果を有する技術である。
【0014】
【非特許文献1】
「磁気シールドルーム設計のための磁場解析手法の検討」、日本応用磁気学会誌、Vol.18、No.5、1994、934〜939頁
【特許公報1】
特開2002−143126号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献1に記載された技術にあっては、MRI装置からの垂直方向漏洩磁場の抑制効果はあるものの、磁場中心の周方向(側面方向)の漏洩磁場に対しては、抑制効果が小さい。
【0016】
このため、特許文献1記載の技術の場合、磁場中心の周方向(側面方向)の漏洩磁場に対しては、従来の磁気シールドルームと同様に磁気シールド材を使用する必要があり、璧面の検査窓や出入り口の大きさに制限を受け、磁気シールドルーム内の被検者は、依然として閉鎖的な印象を受け易い。
【0017】
また、MRI装置の操作者も、磁気シールドルーム内の様子を観察しにくく、作業効率が悪かった。
【0018】
本発明の目的は、磁気シールドルームの壁面が開放的であり、検査窓や出入り口の大きさや設置位置の制限を低減できる磁気共鳴イメージング装置用の磁気シールドルームを実現することである。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。
(1)磁気共鳴イメージング装置を収納する磁気共鳴イメージング装置用磁気シールドルームにおいて、磁気シールドルームの側面の一部又は全部がRFシールド材で形成され、このRFシールド材で形成された側面のうち、磁気共鳴イメージング装置の中心磁場方向に平行する方向に向けて形成される面に、互いに逆向きの電流を流した1組または複数組の磁場抑制コイルを、磁気共鳴イメージング装置の磁場中心の横断面をはさみ、かつ上記コイルの面が磁気シールドルームの面と平行となるように配置する
(2)磁気共鳴イメージング装置を収納する磁気共鳴イメージング装置用磁気シールドルームにおいて、磁気シールドルームの側面の一部又は全部がRFシールド材で形成され、このRFシールド材で形成された側面のうち、磁気共鳴イメージング装置の中心磁場方向に平行する方向に向けて形成される面に、1個または複数個の磁場抑制コイルを磁気共鳴イメージング装置の中心磁場の横断面によって分けられた2つの領域のどちらか一方の領域に配置する
(3)好ましくは、上記(1)、(2)において、上記RFシールド材は透過性のシールド材である
(4)また、好ましくは、上記(1)、(2)において、上記磁場抑制コイルは平面状コイルである。
【0022】
)また、好ましくは、上記(1)又は(2)において、磁気シールドルームを形成する面のうち、強磁性体を配置していない部分に、上記コイルを配置する
【0023】
)また、好ましくは、上記()において、強磁性体を配置していない部分は、窓または入り口部分である。
)また、好ましくは、上記(1)〜()において、上記磁場抑制コイルの中央部は、透明である。
【0024】
磁場抑制コイルを備え、この磁場抑制コイルを、磁気共鳴イメージング装置の磁石による中心磁場の赤道面によって分離された2つの領域のそれぞれ、又は一方のみに配置する。磁場発生コイルは、磁気シールドルームの内側に向う磁場又は磁気シールドルームの外側に向う磁場を発生させて、上記磁石からの発生磁場を抑制する。
【0025】
したがって、磁場中心の周方向漏洩磁場を効率良く抑制して、璧面の検査窓や出入り口の大きさ制限を緩和することができるので、磁気シールドルームの壁面が開放的な磁気共鳴イメージング装置用の磁気シールドルームを実現することができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
図1は、磁気共鳴イメージング装置に使用する磁石2と、この磁石2単体の漏洩磁場を示した図である。図1において、磁石2の中心磁場の向きをZ軸の正方向とし、磁石2の中心磁場の横断面方向をX軸とする。
【0027】
図1に示すように、漏洩磁場の主な成分は、磁石2の+Z方向へ湧き出し、X軸方向に進み、磁石2の側面側を通過して−Z方向から磁石2に戻る経路をたどる(この磁束の流れを1次成分と称する)。
【0028】
本発明は、図1に示すX軸方向の漏洩磁場を効率良く抑制するものである。
【0029】
図2及び図3は、本発明の第1の実施形態の概略構成説明図である。
図2及び図3において、磁気シールドルームのX軸方向面(側面)に1組のコイル3a、3b(以下、ルームコイルと称する)を、コイル3a、3bの面と磁気シールドルームの側面とが平行になるように配置する。
【0030】
1組のルームコイル(磁場抑制コイル)3a、3bの各々は、磁石2による中心磁場の赤道面によって分離された+Z領域と−Z領域とにそれぞれ配置する。
【0031】
このとき、+Z側に配置されるルームコイル3aには、磁気シールドルームの内側(矢印で示す)に向う磁場を発生するように電流を流す。
【0032】
また、−Z側のルームコイル3bには、+Z側のルームコイル3aとは逆向きの電流を流し、磁気シールドルームの外側(矢印で示す)に向う磁場を発生させる。
【0033】
1組のルームコイル3a、3bから発生する磁束は、図2中の点線で示す経路をたどる。このルームコイル3a、3bが発生する磁束の向きは、磁石2からの漏洩磁場の主な成分である1次成分を抑制する方向である。
【0034】
つまり、+Z側領域の漏洩磁場の向きは、シールドルームの外側下方向であり、−Z側領域の漏洩磁場の向きは、シールドルームの内側下方向である。
【0035】
したがって、上述したように、ルームコイル3aには、磁気シールドルームの内側に向う磁場を発生させ、ルームコイル3bには、磁気シールドルームの外側に向う磁場を発生させように構成すれば、0.5mT(5ガウス)ラインは2点鎖線で示すように抑制される。
【0036】
ここで、0.5mTラインと規定したのは、一般的な磁気シールドルームでは、磁石2の漏洩磁場について、0.5mT(5ガウス)ラインを磁気シールドルーム内に納めているからである。
【0037】
図5及び図6は、磁場解析の計算結果を示す図であり、図5は磁気シールドなしの磁石単体における漏洩磁場(ZX面)を示し、図6は磁石の側面方向に1組のルームコイル3a、3bを配置した場合の漏洩磁場(ZX面)を示している。
【0038】
図5及び図6から明らかなように、ルームコイル周辺の外側の漏洩磁場は、5.0mT(50ガウス)から2.5mT(25ガウス)に抑制されている。
【0039】
この結果は、原理的に、ルームコイル3a、3bの電流値やターン数により、漏洩磁場を任意に抑制できることを示している。
【0040】
また、ルームコイルの+Z側領域端部と−Z側領域端部近傍では、局所的に磁場強度が増加している。しかし、ルームコイルの磁場は、磁石からの漏洩磁場と比較して減衰が早いために、ルームコイルから数10cm離れた位置では問題にならない。
【0041】
以上のように、本発明の第1の実施形態によれば、1組のルームコイル3a、3bを備え、ルームコイル3aは、磁石2による中心磁場の赤道面によって分離された+Z領域に配置し、ルームコイル3bは−Z領域に配置する。そして、ルームコイル3aには磁気シールドルームの内側に向う磁場を発生させ、ルームコイル3bには磁気シールドルームの外側に向う磁場を発生させる。
【0042】
したがって、本発明の第1の実施形態によれば、磁石2による磁場中心の周方向漏洩磁場を効率良く抑制して、璧面の検査窓や出入り口の大きさ制限を緩和することができるので、磁気シールドルームの壁面が開放的な磁気共鳴イメージング装置用の磁気シールドルームを実現することができる。
【0043】
図4は、本発明の第2の実施形態である磁気シールドルームの要部概略説明図である。この第2の実施形態は、2組のルームコイル4a、4bを使用する場合の例であり、第1の実施形態におけるルームコイル3a、3bと同様なコイルがさらに一組、Y軸方向(Z軸方向及びX軸方向とに直交する方向)に追加して配列された例である。この例は、Y軸方向に広がった領域の漏洩磁場を抑制するコイル配置例である。
【0044】
図4に示した例では、図2及び図3に示した例と同様に、磁石2の中心磁場の向きは+Z軸方向である。中心磁場の横断面によって分離された領域(+Z側あるいは−Z側)に、複数のルームコイルをY方向に並べる。
【0045】
このとき、中心磁場の横断面によって分離された領域のうちの同一領域にあるコイルについては、同方向の電流を流す。すなわち、+Z側の領域のルームコイル4aには−X軸方向に、−Z側の領域のルームコイル4bには+X軸方向に向う磁束を発生させる。
【0046】
図7は、本発明の第2の実施形態であるY方向に広がった領域の漏洩磁場を抑制するコイル配置をした場合の計算例を示す図である。
【0047】
この第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様な効果を得ることができる他、各ルームコイルの大きさを小型にでき、製作性と設置作業性を向上することができる。
【0048】
図8は、本発明の第3の実施形態である磁気シールドルームの要部概略説明図である。この第3の実施形態は、磁石2の磁場中心の横断面によって分離された領域のうち片側のみの漏洩磁場を抑制する例である。
【0049】
この第3の実施形態は、Z軸方向以外の面のうち、磁石2の中心磁場の横断面によって分離された+Z側の領域にある部分の漏洩磁場を抑制する例である。
【0050】
1個の片側ルームコイル5を配置する場合の例を図9に示し、2個の片側ルームコイル6を配置する場合の例を図10に示す。
【0051】
これらルームコイル5、6は、漏洩磁場を抑制する部分近傍に、片側ルームコイルの全てが+Z側の領域内に収まるように配置する。このときの電流の向きは、磁気シールドルームの内側に向う磁場を発生する向きである。
【0052】
また、中心磁場の赤道面によって分離された−Z側の領域にある部分の漏洩磁場を抑制する場合の電流の向きは、磁気シールドルームの外側に向う磁場を発生する向きである。
【0053】
この第3の実施形態においても、磁気シールドルームの壁面が開放的であり、検査窓や出入り口の大きさや設置位置の制限を低減できる磁気共鳴イメージング装置用の磁気シールドルームを実現することができる。
【0054】
以上のように、本発明の実施形態におけるルームコイルの配置方法により、透過性のある磁気シールドルームを構成することが可能となる。
【0055】
つまり、磁気シールドルームに、例えば、金属メッシュのような透視性を有するRFシールド材を用いることで、透視性を有するMRI装置用磁気シールドルームを構成することができる。このRFシールド材に、上述した本発明のルームコイルを支持するように構成すれば、透視性に優れ、かつ、磁石2による中心磁場側面方向の漏洩磁場を抑制することができ、磁気シールドルームの小型化が可能となる。
【0056】
図11は、磁気シールドルーム7内に垂直型(垂直磁場方式)磁石2を配置した場合のルームコイルの配置例を示す図である。
【0057】
垂直型磁石の磁場の方向は+Z方向である。この場合、磁石2の側方、すなわちX、Y方向にルームコイルを配置している。図11においては、中心磁場の横断面と壁面が交差する境界線を一点鎖線にて示している。このとき、一点鎖線の+Z側(上側)側に位置するルームコイルには、−X方向に向かう磁束を発生させる。
【0058】
一方、−Z側(下側)に位置するルームコイルには、+Z側のルームコイルとは逆方向の磁束を発生させる。
【0059】
また、ルームコイルの扉部分については、一点鎖線にて分離された領域に1組のコイルを配置する。この場合も、一点鎖線の+Z側(上側)側に位置するルームコイルには、−X方向に向かう磁束を発生させる。そして、−Z側(下側)に位置するルームコ+イルには、+Z側のルームコイルとは逆方向の磁束を発生させる。
【0060】
図12は、磁気シールド材を配置しない部分、例えば窓部分からの漏洩磁場を抑制する例を示す図である。この図12に示す例では、中心磁場の方向が+Z軸方である垂直磁石を配置した場合を示している。さらに、図12中には、中心磁場の横断面と壁面が交差する境界線を一点鎖線にて示す。このとき、前記一点鎖線の+Z側(上側)側に位置するルームコイルには、−X方向に向かう磁束を発生させる。
【0061】
一方、−Z側(下側)に位置するルームコイルには、+Z側のルームコイルとは逆方向の磁束を発生させる。
【0062】
このように、強磁性の磁気シールドルームに、大きな窓や入り口を設ける場合には、本発明は有効である。
【0063】
なお、一般に、磁気共鳴イメージング装置に使用する磁石の漏洩磁場抑制手段として、以下の3つの方式がある。
【0064】
(1)強磁性体を使用するパッシブシールド方式
(2)コイルのみを使用するアクティブシールド方式
(3)強磁性体とコイルを併用するハイブリッド方式
本発明は、上記(1)〜(3)のどの方式にも適用することができる。もちろん、磁場漏場抑制手段を有さない磁石に対しても本発明は有効である。
【0065】
なお、本発明は、Z軸方向が水平方向である水平磁場方式磁石、またはZ軸方向が垂直方向である垂直磁場方式磁石のどちらにも適用可能である。
【0066】
【発明の効果】
本発明によれば、磁気シールドルームの壁面が開放的であり、検査窓や出入り口の大きさや設置位置の制限を低減できる磁気共鳴イメージング装置用の磁気シールドルームを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】磁気共鳴イメージング装置に使用する磁石と、この磁石単体の漏洩磁場を示した図である。
【図2】本発明の第1の実施形態の概略構成説明図である。
【図3】本発明の第1の実施形態の概略構成説明図である
【図4】本発明の第2の実施形態である磁気シールドルームの要部概略説明図である。
【図5】磁気シールドなしの磁石単体における漏洩磁場(ZX面)を示す図である。
【図6】磁石の側面方向に1組のルームコイルを配置した場合の漏洩磁場(ZX面)を示す図である。
【図7】本発明の第2の実施形態であるY方向に広がった領域の漏洩磁場を抑制するコイル配置をした場合の計算例を示す図である。
【図8】本発明の第3の実施形態である磁気シールドルームの要部概略説明図である。
【図9】第3の実施形態において、1個の片側ルームコイルを配置する場合の例を示す図である。
【図10】第3の実施形態において、2個の片側ルームコイルを配置する場合の例を示す図である。
【図11】磁気シールドルーム内に垂直型磁石を配置した場合のルームコイルの配置例を示す図である。
【図12】磁気シールド材を配置しない部分からの漏洩磁場を抑制する例を示す図である。
【図13】一般的な磁気シールドルームの概略外観図である。
【図14】一般的な磁気シールドルームの平面と漏洩磁場の説明図である。
【図15】従来技術における漏洩磁場抑制コイルの配置例を示す図である。
【図16】従来技術における漏洩磁場抑制コイルの配置例を示す図である。
【符号の説明】
1 主コイル
2 磁石
3a、3b ルームコイル
4a、4b ルームコイル
5、6 ルームコイル
7 磁気シールドルーム
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic shield room for a magnetic resonance imaging apparatus.
[0002]
[Prior art]
The magnetic resonance imaging device (MRI device) is a device that forms a strong magnetic field in the central space of the magnetic field, and if the generated strong magnetic field leaks to the surroundings, a cardiac pacemaker is used with a magnetic field strength of 0.5 mT or more. May adversely affect the patient who is living, and may adversely affect the surrounding display at a magnetic field strength of 0.1 mT or more.
[0003]
Further, when an external magnetic field enters the MRI apparatus, it becomes difficult to stably maintain a uniform magnetic field.
[0004]
Therefore, in order to avoid the influence of the magnetic field on the surroundings and the influence of the external magnetic field, the MRI apparatus needs to be installed in the magnetic shield room.
[0005]
This magnetic shield room will be described below.
13 and 14 are schematic external views of a magnetic shield room for an MRI apparatus.
[0006]
As shown in FIG. 13, plate-like magnetic shielding materials (for example, silicon steel plate, iron, permalloy, etc.) are arranged on the ceiling surface, wall surface, and floor surface of the magnetic shield room 8. The plate-like magnetic shielding materials arranged on each surface such as the ceiling surface are magnetically joined to each other. A magnetic shield room as shown in FIG. 13 is described in Non-Patent Document 1.
[0007]
FIG. 14 shows the spread of the leakage magnetic field 13 in the plane of the shield room shown in FIG. 13 and the horizontal direction of the MRI apparatus.
[0008]
As shown in FIG. 14, if an opening such as an inspection window 9 is provided in a portion of the wall surface of the magnetic shield room 8 where the magnetic flux density of the leakage magnetic field 13 from the MRI apparatus 12 is high, the leakage magnetic field from the MRI apparatus 12 is provided. Will spread outside the magnetic shield room 8.
[0009]
For this reason, it is necessary to make the inspection window 9 as small as possible. In the conventional magnetic shield room 8, the sizes of the inspection window 9, the entrance 10, the apparatus entrance 11, and the like are limited. (Patient) gets a closed impression because the shield room 8 is narrow.
[0010]
In addition, it is difficult for an operator (radiologist) of the MRI apparatus 12 to observe the inside of the magnetic shield room 8, and the work efficiency is poor.
[0011]
Therefore, Patent Document 1 describes a method of canceling a vertical (top and bottom direction (Z-axis direction)) leakage magnetic field from the MRI apparatus 12 using a canceling coil.
[0012]
15 and 16 are explanatory diagrams of the technique described in Patent Document 1. FIG. 15 shows a case where one canceling coil 14 is used, and FIG. 16 shows a plurality of canceling coils 15, 16 and 17. It is an example in the case of using.
[0013]
The technique described in Patent Publication 1 is a technique that has a suppression effect on the leakage magnetic field in the magnetic field central axis direction of the main coil 1 of the magnet 2 in the MRI apparatus.
[0014]
[Non-Patent Document 1]
“Examination of magnetic field analysis method for magnetic shield room design”, Journal of Applied Magnetics Society of Japan, Vol.18, No.5, 1994, 934-939 [Patent Publication 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-143126
[Problems to be solved by the invention]
However, although the technique described in Patent Document 1 has the effect of suppressing the vertical leakage magnetic field from the MRI apparatus, it has the effect of suppressing the leakage magnetic field in the circumferential direction (side direction) of the magnetic field center. Is small.
[0016]
For this reason, in the case of the technique described in Patent Document 1, it is necessary to use a magnetic shield material for the leakage magnetic field in the circumferential direction (side direction) of the magnetic field center as in the conventional magnetic shield room. Subjected to the size of the inspection window and entrance, subjects in the magnetic shield room are still subject to a closed impression.
[0017]
Moreover, it was difficult for the operator of the MRI apparatus to observe the inside of the magnetic shield room, and the work efficiency was poor.
[0018]
An object of the present invention is to realize a magnetic shield room for a magnetic resonance imaging apparatus in which the wall surface of the magnetic shield room is open, and the size of the inspection window and the entrance / exit and the restriction on the installation position can be reduced.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
(1) In the magnetic shield room for a magnetic resonance imaging apparatus that houses the magnetic resonance imaging apparatus, part or all of the side surface of the magnetic shield room is formed of an RF shield material, and among the side surfaces formed of the RF shield material , A cross section of the magnetic field center of the magnetic resonance imaging apparatus is provided with one or more sets of magnetic field suppression coils in which currents flowing in opposite directions flow on the surface formed in a direction parallel to the central magnetic field direction of the magnetic resonance imaging apparatus. And the coil surface is arranged parallel to the magnetic shield room surface .
(2) In the magnetic shield room for a magnetic resonance imaging apparatus that houses the magnetic resonance imaging apparatus, part or all of the side surface of the magnetic shield room is formed of an RF shield material, and among the side surfaces formed of the RF shield material, One of the two regions divided by the cross-section of the central magnetic field of the magnetic resonance imaging apparatus is placed on a surface formed in a direction parallel to the central magnetic field direction of the magnetic resonance imaging apparatus. Place in one of these areas .
(3) Preferably, in the above (1) and (2), the RF shield material is a permeable shield material .
(4) Preferably, in the above (1) and (2), the magnetic field suppression coil is a planar coil.
[0022]
( 5 ) Preferably, in the above (1) or (2), the coil is disposed on a portion of the surface forming the magnetic shield room where no ferromagnetic material is disposed .
[0023]
( 6 ) Preferably, in the above ( 5 ), the portion where the ferromagnetic material is not disposed is a window or an entrance portion.
( 7 ) Moreover, Preferably, in said (1)-( 6 ), the center part of the said magnetic field suppression coil is transparent.
[0024]
A magnetic field suppression coil is provided, and the magnetic field suppression coil is disposed in each or only one of the two regions separated by the equator plane of the central magnetic field by the magnet of the magnetic resonance imaging apparatus. The magnetic field generating coil generates a magnetic field toward the inside of the magnetic shield room or a magnetic field toward the outside of the magnetic shield room, and suppresses the generated magnetic field from the magnet.
[0025]
Therefore, the circumferential leakage magnetic field at the center of the magnetic field can be efficiently suppressed, and the restriction on the size of the inspection window on the wall surface and the entrance / exit can be relaxed. A magnetic shield room can be realized.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a magnet 2 used in a magnetic resonance imaging apparatus and a leakage magnetic field of the magnet 2 alone. In FIG. 1, the direction of the central magnetic field of the magnet 2 is the positive direction of the Z axis, and the transverse direction of the central magnetic field of the magnet 2 is the X axis.
[0027]
As shown in FIG. 1, the main component of the leakage magnetic field springs in the + Z direction of the magnet 2, proceeds in the X-axis direction, passes the side of the magnet 2, and follows the path returning from the −Z direction to the magnet 2. (This magnetic flux flow is called the primary component).
[0028]
The present invention efficiently suppresses the leakage magnetic field in the X-axis direction shown in FIG.
[0029]
2 and 3 are schematic configuration explanatory views of the first embodiment of the present invention.
2 and 3, a set of coils 3a and 3b (hereinafter referred to as room coils) is formed on the X-axis direction surface (side surface) of the magnetic shield room, and the surface of the coils 3a and 3b and the side surface of the magnetic shield room are connected. Arrange them so that they are parallel.
[0030]
Each of the pair of room coils (magnetic field suppression coils) 3a and 3b is arranged in a + Z region and a −Z region, respectively, separated by the equator plane of the central magnetic field by the magnet 2.
[0031]
At this time, a current is passed through the room coil 3a arranged on the + Z side so as to generate a magnetic field directed toward the inside (indicated by an arrow) of the magnetic shield room.
[0032]
Further, a current in the direction opposite to that of the room coil 3a on the + Z side is passed through the room coil 3b on the −Z side, and a magnetic field directed to the outside (indicated by an arrow) of the magnetic shield room is generated.
[0033]
The magnetic flux generated from one set of room coils 3a and 3b follows a path indicated by a dotted line in FIG. The direction of the magnetic flux generated by the room coils 3a and 3b is a direction in which the primary component, which is the main component of the leakage magnetic field from the magnet 2, is suppressed.
[0034]
That is, the direction of the leakage magnetic field in the + Z side region is the downward direction outside the shield room, and the direction of the leakage magnetic field in the −Z side region is the downward direction inside the shield room.
[0035]
Therefore, as described above, if the room coil 3a is configured to generate a magnetic field directed to the inside of the magnetic shield room, and the room coil 3b is configured to generate a magnetic field directed to the outside of the magnetic shield room, 0. The 5 mT (5 gauss) line is suppressed as shown by the two-dot chain line.
[0036]
Here, the reason why the line is defined as a 0.5 mT line is that in a general magnetic shield room, a 0.5 mT (5 gauss) line is accommodated in the magnetic shield room for the leakage magnetic field of the magnet 2.
[0037]
5 and 6 are diagrams showing calculation results of magnetic field analysis. FIG. 5 shows a leakage magnetic field (ZX plane) in a single magnet without a magnetic shield, and FIG. 6 shows a set of room coils in the side direction of the magnet. The leakage magnetic field (ZX plane) when 3a and 3b are arranged is shown.
[0038]
As apparent from FIGS. 5 and 6, the leakage magnetic field outside the room coil is suppressed from 5.0 mT (50 gauss) to 2.5 mT (25 gauss).
[0039]
This result indicates that, in principle, the leakage magnetic field can be arbitrarily controlled by the current values and the number of turns of the room coils 3a and 3b.
[0040]
Further, the magnetic field strength locally increases in the vicinity of the + Z side region end and the −Z side region end of the room coil. However, since the magnetic field of the room coil is attenuated faster than the leakage magnetic field from the magnet, there is no problem at a position several tens of centimeters away from the room coil.
[0041]
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the room coil 3a includes a pair of room coils 3a and 3b, and the room coil 3a is disposed in the + Z region separated by the equatorial plane of the central magnetic field by the magnet 2. The room coil 3b is disposed in the −Z region. The room coil 3a generates a magnetic field toward the inside of the magnetic shield room, and the room coil 3b generates a magnetic field toward the outside of the magnetic shield room.
[0042]
Therefore, according to the first embodiment of the present invention, the circumferential leakage magnetic field at the center of the magnetic field by the magnet 2 can be efficiently suppressed, and the size limit of the inspection window and the entrance / exit on the wall surface can be relaxed. It is possible to realize a magnetic shield room for a magnetic resonance imaging apparatus in which the wall surface of the magnetic shield room is open.
[0043]
FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of a main part of a magnetic shield room according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment is an example in the case of using two sets of room coils 4a and 4b, and further includes a set of coils similar to the room coils 3a and 3b in the first embodiment in the Y-axis direction (Z It is an example of being arranged additionally in the direction orthogonal to the axial direction and the X-axis direction. This example is a coil arrangement example that suppresses a leakage magnetic field in a region extending in the Y-axis direction.
[0044]
In the example shown in FIG. 4, the direction of the central magnetic field of the magnet 2 is the + Z-axis direction, as in the examples shown in FIGS. A plurality of room coils are arranged in the Y direction in a region (+ Z side or −Z side) separated by a cross section of the central magnetic field.
[0045]
At this time, currents in the same direction are passed through the coils in the same region among the regions separated by the cross section of the central magnetic field. That is, magnetic fluxes are generated in the −X-axis direction in the room coil 4a in the + Z side region and in the + X-axis direction in the room coil 4b in the −Z side region.
[0046]
FIG. 7 is a diagram illustrating a calculation example when the coil arrangement for suppressing the leakage magnetic field in the region extending in the Y direction according to the second embodiment of the present invention is performed.
[0047]
According to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, the size of each room coil can be reduced, and the manufacturability and installation workability can be improved.
[0048]
FIG. 8 is a schematic explanatory diagram of a main part of a magnetic shield room according to the third embodiment of the present invention. This third embodiment is an example in which the leakage magnetic field on only one side of the region separated by the cross section of the magnetic field center of the magnet 2 is suppressed.
[0049]
This third embodiment is an example of suppressing the leakage magnetic field of the portion in the region on the + Z side separated by the cross section of the central magnetic field of the magnet 2 in the surface other than the Z-axis direction.
[0050]
An example in the case of arranging one single-side room coil 5 is shown in FIG. 9, and an example in the case of arranging two single-sided room coils 6 is shown in FIG.
[0051]
These room coils 5 and 6 are arranged in the vicinity of the portion that suppresses the leakage magnetic field so that all of the one-side room coils are within the + Z side region. The direction of the current at this time is a direction in which a magnetic field directed toward the inside of the magnetic shield room is generated.
[0052]
Further, the direction of the current when suppressing the leakage magnetic field in the portion in the −Z side region separated by the equator plane of the central magnetic field is a direction in which a magnetic field directed to the outside of the magnetic shield room is generated.
[0053]
In the third embodiment as well, the magnetic shield room for the magnetic resonance imaging apparatus can be realized in which the wall surface of the magnetic shield room is open and the size of the inspection window and the entrance / exit and the restriction on the installation position can be reduced.
[0054]
As described above, a permeable magnetic shield room can be configured by the room coil arrangement method according to the embodiment of the present invention.
[0055]
In other words, by using an RF shield material having transparency such as a metal mesh for the magnetic shield room, a magnetic shield room for an MRI apparatus having transparency can be configured. If this RF shield material is configured to support the above-described room coil of the present invention, it is excellent in transparency and can suppress the leakage magnetic field in the direction of the side surface of the central magnetic field caused by the magnet 2. Miniaturization is possible.
[0056]
FIG. 11 is a diagram showing an arrangement example of room coils when a vertical (vertical magnetic field type) magnet 2 is arranged in the magnetic shield room 7.
[0057]
The direction of the magnetic field of the vertical magnet is the + Z direction. In this case, room coils are arranged on the sides of the magnet 2, that is, in the X and Y directions. In FIG. 11, the boundary line where the cross section of the central magnetic field intersects the wall surface is indicated by a one-dot chain line. At this time, a magnetic flux directed in the −X direction is generated in the room coil located on the + Z side (upper side) of the alternate long and short dash line.
[0058]
On the other hand, the room coil located on the −Z side (lower side) generates a magnetic flux in the opposite direction to the room coil on the + Z side.
[0059]
Moreover, about the door part of a room coil, one set of coils is arrange | positioned in the area | region separated by the dashed-dotted line. Also in this case, a magnetic flux directed in the −X direction is generated in the room coil positioned on the + Z side (upper side) of the alternate long and short dash line. Then, a magnetic flux in the opposite direction to the room coil on the + Z side is generated in the room coil located on the −Z side (lower side).
[0060]
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of suppressing a leakage magnetic field from a portion where no magnetic shield material is disposed, for example, a window portion. The example shown in FIG. 12 shows a case where a vertical magnet having a central magnetic field direction of + Z axis is arranged. Furthermore, in FIG. 12, the boundary line where the cross section of the central magnetic field intersects the wall surface is indicated by a one-dot chain line. At this time, a magnetic flux in the −X direction is generated in the room coil located on the + Z side (upper side) of the one-dot chain line.
[0061]
On the other hand, the room coil located on the −Z side (lower side) generates a magnetic flux in the opposite direction to the room coil on the + Z side.
[0062]
Thus, the present invention is effective when a large window or entrance is provided in a ferromagnetic magnetic shield room.
[0063]
In general, there are the following three methods for suppressing the leakage magnetic field of a magnet used in a magnetic resonance imaging apparatus.
[0064]
(1) Passive shield method using a ferromagnetic material (2) Active shield method using only a coil (3) Hybrid method using both a ferromagnetic material and a coil The present invention is any of the above (1) to (3) The method can also be applied. Of course, the present invention is also effective for a magnet having no magnetic field leakage field suppressing means.
[0065]
The present invention is applicable to either a horizontal magnetic field type magnet in which the Z-axis direction is a horizontal direction or a vertical magnetic field type magnet in which the Z-axis direction is a vertical direction.
[0066]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to realize a magnetic shield room for a magnetic resonance imaging apparatus in which the wall surface of the magnetic shield room is open and the size of the inspection window and the entrance / exit and the restriction on the installation position can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a magnet used in a magnetic resonance imaging apparatus and a leakage magnetic field of the magnet alone.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a schematic configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration explanatory view of a first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of a main part of a magnetic shield room according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a leakage magnetic field (ZX plane) in a single magnet without a magnetic shield.
FIG. 6 is a diagram showing a leakage magnetic field (ZX plane) when a pair of room coils are arranged in the side surface direction of the magnet.
FIG. 7 is a diagram illustrating a calculation example in a case where a coil arrangement that suppresses a leakage magnetic field in a region extending in the Y direction according to the second embodiment of the present invention is used.
FIG. 8 is a schematic explanatory diagram of a main part of a magnetic shield room according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing an example in which one single-side room coil is arranged in the third embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing an example in the case of arranging two one-side room coils in the third embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing an arrangement example of a room coil when a vertical magnet is arranged in a magnetic shield room.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of suppressing a leakage magnetic field from a portion where a magnetic shield material is not disposed.
FIG. 13 is a schematic external view of a general magnetic shield room.
FIG. 14 is an explanatory diagram of a plane of a general magnetic shield room and a leakage magnetic field.
FIG. 15 is a diagram illustrating an arrangement example of leakage magnetic field suppression coils in the prior art.
FIG. 16 is a diagram illustrating an arrangement example of leakage magnetic field suppression coils in the prior art.
[Explanation of symbols]
1 Main coil 2 Magnet 3a, 3b Room coil 4a, 4b Room coil 5, 6 Room coil 7 Magnetic shield room

Claims (7)

磁気共鳴イメージング装置を収納する磁気共鳴イメージング装置用磁気シールドルームにおいて、
磁気シールドルームの側面の一部又は全部がRFシールド材で形成され、このRFシールド材で形成された側面のうち、磁気共鳴イメージング装置の中心磁場方向に平行する方向に向けて形成される面に、互いに逆向きの電流を流した1組または複数組の磁場抑制コイルを、磁気共鳴イメージング装置の磁場中心の横断面をはさみ、かつ上記コイルの面が磁気シールドルームの面と平行となるように配置することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置用磁気シールドルーム。
In a magnetic shield room for a magnetic resonance imaging apparatus that houses the magnetic resonance imaging apparatus,
Part or all of the side surface of the magnetic shield room is formed of an RF shield material, and of the side surfaces formed of the RF shield material, the surface is formed in a direction parallel to the central magnetic field direction of the magnetic resonance imaging apparatus. One or a plurality of sets of magnetic field suppression coils that have mutually opposite currents are sandwiched across the cross section of the magnetic field center of the magnetic resonance imaging apparatus, and the surface of the coil is parallel to the surface of the magnetic shield room A magnetic shield room for a magnetic resonance imaging apparatus.
磁気共鳴イメージング装置を収納する磁気共鳴イメージング装置用磁気シールドルームにおいて、
磁気シールドルームの側面の一部又は全部がRFシールド材で形成され、このRFシールド材で形成された側面のうち、磁気共鳴イメージング装置の中心磁場方向に平行する方向に向けて形成される面に、1個または複数個の磁場抑制コイルを磁気共鳴イメージング装置の中心磁場の横断面によって分けられた2つの領域のどちらか一方の領域に配置することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置用磁気シールドルーム。
In a magnetic shield room for a magnetic resonance imaging apparatus that houses the magnetic resonance imaging apparatus,
Part or all of the side surface of the magnetic shield room is formed of an RF shield material, and of the side surfaces formed of the RF shield material, the surface is formed in a direction parallel to the central magnetic field direction of the magnetic resonance imaging apparatus. A magnetic shield room for a magnetic resonance imaging apparatus, wherein one or a plurality of magnetic field suppression coils are arranged in one of two areas divided by a cross section of a central magnetic field of the magnetic resonance imaging apparatus .
請求項1又は2記載の磁気共鳴イメージング装置用磁気シールドルームにおいて、上記RFシールド材は透過性のシールド材であることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置用磁気シールドルーム。In a magnetically shielded room for a magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1 or 2 wherein, the magnetically shielded room for a magnetic resonance imaging apparatus said RF shielding material which is a transparent shielding material. 請求項1又は2記載の磁気共鳴イメージング装置用磁気シールドルームにおいて、上記磁場抑制コイルは平面状コイルであることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置用磁気シールドルーム。  3. The magnetic shield room for a magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the magnetic field suppression coil is a planar coil. 請求項1又は2記載の磁気シールドルームにおいて、磁気シールドルームを形成する面のうち、強磁性体を配置していない部分に、上記コイルを配置することを特徴とする磁気シールドルーム。  3. The magnetic shield room according to claim 1, wherein the coil is disposed on a portion of the surface forming the magnetic shield room where no ferromagnetic material is disposed. 請求項記載の磁気シールドルームにおいて、強磁性体を配置していない部分は、窓または入り口部分であることを特徴とする磁気シールドルーム。6. The magnetic shield room according to claim 5, wherein the portion where the ferromagnetic material is not disposed is a window or an entrance portion. 請求項1〜のうちのいずれか一項記載の磁気シールドルームにおいて、上記磁場抑制コイルの中央部は、透明であることを特徴とする磁気シールドルーム。In a magnetically shielded room according to any one claim of claims 1 to 6, the magnetic shield room, wherein the central portion of the magnetic field suppression coils is transparent.
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