JP5155807B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
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Description
図1に、本発明の第1の実施形態に係るMRI装置(磁気共鳴イメージング装置)1の斜視図を示す。図1に示すように、第1の実施形態に係るMRI装置1は、外側に上下一対の真空容器3を備える電磁石装置2と、上下一対の真空容器3を互いに離間させて支持する連結柱6と、上下一対の真空容器3の間に配置されたベッド8を有している。電磁石装置2及び上下一対の真空容器3は、共通の中心軸10に対して概ね軸回転対称の円盤形状をしている。この電磁石装置2によれば、上下一対の真空容器3の間の球状の撮像領域4に、磁場強度が0.7T以上の強磁場であり、その磁場強度の均一性が数ppmの高い均一度を有し、磁場の方向5が中心軸10と平行である静磁場を生成することができる。撮像領域4とは、ベッド8が挿入される領域であり、撮像画像を得るのに必要な磁場強度を有する空間を示す。また、上下一対の真空容器3の互いに対向する面上には、撮像領域4を挟むように上下一対のシムトレイ7が設置されている。シムトレイ7上に磁性体の小片を適切に配置することにより、撮像領域4の静磁場の目標磁場からの微小なズレを補正することができる。
図4に、電磁石装置2の上半分における主要な磁場の磁場強度分布図を示している。なお、磁場強度分布の分布形状をわかりやすくするために、真空容器3、冷却容器13、シムトレイ7は記載を省略している。
ここでPl m(cosθ)はLegendre陪関数である。又、係数Cl,m及び係数Dl,mはそれぞれ次の数2の式と数3の式で定義される。
図5に、本発明の第2の実施形態に係るMRI装置1に用いられる電磁石装置2の上半分の断面図を示す。図5に示すように、第2の実施形態のMRI装置1は、第1の実施形態のMRI装置と比較して、第2磁性体16が円環状ではなく円盤状になっている点が異なっている。これに伴い、第3磁性体17も円環状ではなく円盤状になっている点が異なっている。そして、第2磁性体16の半径W2が、第1磁性体15の径方向の幅W1より狭くなっている。第2磁性体16の半径W2が、第1磁性体15の内周面と第2磁性体16の外周面との面間距離Dより広くなっている。
図6に、本発明の第3の実施形態に係るMRI装置1に用いられる電磁石装置2の上半分の断面図を示す。図6に示すように、第3の実施形態のMRI装置1は、第1の実施形態のMRI装置と比較して、第3磁性体17の第1磁性体15の円環の中心軸方向の厚さが、第1磁性体15の径方向内側の厚さWaと径方向外側の厚さWbとで等しくなく、第1磁性体15の径方向内側の厚さWaより径方向外側の厚さWbの方で厚くなっている点が異なっている。第3磁性体17の第1磁性体15の径方向外側の厚さWbを厚くするために、第3磁性体17の赤道面9側の第1磁性体15の径方向外側には、円環状の磁性体の調厚部17aが設けられている。調厚部17aは、第1磁性体15に近接して配置されている。
図7に、本発明の第4の実施形態に係るMRI装置1に用いられる電磁石装置2の上半分の断面図を示す。図7に示すように、第4の実施形態のMRI装置1は、第1の実施形態のMRI装置と比較して、前記中心軸10を共通の中心軸とする上下一対の円環状の経験磁場低減用磁性体(第5磁性体)19を有している点が異なっている。経験磁場低減用磁性体19は、一対のメインコイル11の円環の中心軸方向の一対のメインコイル11の外側(メインコイル11の赤道面9の反対側)に、メインコイル11と対向して配置されている。経験磁場低減用磁性体19は、メインコイル11から離れて配置されている。経験磁場低減用磁性体19は、最大経験磁場が発生するメインコイル11の上面(赤道面9とは反対側の面)における磁束を引き込み、メインコイル11の上辺における磁束密度を低減して、最大経験磁場を下げることができる。最大経験磁場を低減することにより、クエンチ発生の可能性を低減することができ、ランニングコストの低減を図ることが可能となる。
図8に、本発明の第5の実施形態に係るMRI装置1に用いられる電磁石装置2の上半分の断面図を示す。図8に示すように、第5の実施形態のMRI装置1は、第1の実施形態のMRI装置と比較して、シムトレイ7に替えて、シムコイル7a、7bを有している点が異なっている。シムコイル7a、7bによっても、撮像領域4の外周部上の磁場を微調整することができる。シムトレイ7を用いると、磁性体小片をシムトレイ7の適切な位置に配置する作業に時間を要する場合があるが、シムコイル7a、7bを用いると、予め適切な位置にシムコイル7a、7bを設置しておけば、シムコイル7a、7bの電流を調整するだけで、撮像領域4の外周部上の磁場を均一化することができ、磁場調整のための作業工数を低減できる。そして、製造コストを低減できる。
2 電磁石装置
3 真空容器
4 撮像領域(均一磁場領域)
5 磁場の方向
6 連結柱
7 シムトレイ
7a、7b シムコイル
8 ベッド
9 赤道面
9a 赤道面上の座標軸
10 中心軸
11 メインコイル
12 シールドコイル
13 冷却容器
15 第1磁性体
16 第2磁性体
17 第3磁性体
17a 調厚部
18 第4磁性体
19 第5磁性体
21 磁場強度分布
22 第1極大点
23 第2極大点
24 極小点
25 第3極大点
26a、26b、26c 磁場強度の等高線
27a、27b、27c 磁束
Claims (8)
- 撮像領域を挟んで対向する一対のメインコイルと、
前記メインコイルによる漏れ磁場を抑制する磁場を生成し、撮像領域を挟んで対向する一対のシールドコイルと、
前記メインコイルの径方向内側に設けられ、撮像領域を挟んで対向する一対の円環状の第1磁性体と、
前記第1磁性体の径方向内側に唯一設けられ、撮像領域を挟んで対向する一対の円環状の第2磁性体と、
外径が前記第1磁性体の円環の外径より大きく、撮像領域を挟んで対向する一対の円環状の第3磁性体とを有し、
前記第3磁性体は、前記第1磁性体及び前記第2磁性体よりも前記撮像領域から離れた位置に配置され、
前記第2磁性体の径方向の幅が、前記第1磁性体の径方向の幅より狭いことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 前記第2磁性体の径方向の幅が、前記第1磁性体の内周面と前記第2磁性体の外周面との面間距離より広いことを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 撮像領域を挟んで対向する一対のメインコイルと、
前記メインコイルによる漏れ磁場を抑制する磁場を生成し、撮像領域を挟んで対向する一対のシールドコイルと、
前記メインコイルの径方向内側に設けられ、撮像領域を挟んで対向する一対の円環状の第1磁性体と、
前記第1磁性体の径方向内側に唯一設けられ、撮像領域を挟んで対向する一対の円盤状の第2磁性体と、
直径が前記第1磁性体の円環の外径より大きく、撮像領域を挟んで対向する一対の円盤状の第3磁性体とを有し、
前記第3磁性体は、前記第1磁性体及び前記第2磁性体よりも前記撮像領域から離れた位置に配置され、
前記第2磁性体の半径が、前記第1磁性体の径方向の幅より狭いことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 前記第2磁性体の半径が、前記第1磁性体の内周面と前記第2磁性体の外周面との面間距離より広いことを特徴とする請求項3に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記メインコイルの径方向内側で、前記第1磁性体の径方向外側に、対向して配置される一対の円環状の第4磁性体を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記第3磁性体の中心軸方向の厚さは、径方向内側より径方向外側の方が厚いことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 一対の前記メインコイルの中心軸方向の外側に、撮像領域を挟んで対向する一対の円環状の第5磁性体を有することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 一対の前記メインコイルの共通の中心軸と成す極角方向の磁場強度の分布は、
前記極角が55度から65度の範囲の方向において極小点を有し、
前記極角が前記極小点より小さい範囲で、極大点を最大2つ有し、
前記極角が前記極小点より大きい範囲で、極大点を1つ有することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
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