JP5931666B2 - 磁気共鳴撮像装置および磁石装置 - Google Patents
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Description
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
磁気共鳴撮像装置であるMRI装置1は、静磁場を生成する磁石装置10と、当該MRI装置1を操作してMRI画像を表示する操作表示部70と、MRI画像を撮影する患者を搬送するベッド80とを備えている。操作表示部70は、磁石装置10とベッド80とに接続されている。
磁石装置10は、MRI装置1に於いて静磁場を生成するものである。磁石装置10は、1組の磁場発生源である円盤状の磁極20Uと磁極20Lとが上下に対向して配置されている。磁極20Uの下側には、トーラス状のコイル格納容器22Uが配置されている。磁極20Lの上側には、トーラス状のコイル格納容器22Lが配置され、更に円盤状の傾斜磁場コイル40Lが配置されている。この磁極20Uと磁極20Lとは、連結柱11によって支持されている。
ベッド80は、下部に設けられた駆動部81と、この駆動部81によって図の左奥方向に水平に移動する天板82とを備えている。駆動部81は、天板82を移動させて所望の断面のMRI画像を撮影するものである。天板82は、患者が横たわる部位である。駆動部81は、例えばMRI画像を撮影したのち、所定量だけ天板82を移動させることを繰り返して、連続した断面のMRI画像を得ることができる。
1組の磁場発生源である磁極20Uと磁極20Lとは、撮像領域100を挟んで、上下に対向して配置されている。コイル21Uは、磁極20Uの周囲を包囲している。コイル21Lは、磁極20Lの周囲を包囲している。コイル21Uは、コイル格納容器22Uに格納されている。コイル21Lは、コイル格納容器22Lに格納されている。コイル格納容器22Uは、磁極20Uと機械的に結合されている。コイル格納容器22Lは、磁極20Lと機械的に結合されている。
連結柱11は、磁極20Uと磁極20Lを連結して支持している。
磁場調整機構である小容器固定板30Uと小容器固定板30Lとは、撮像領域100を挟んで上下に対向して配置されている。小容器固定板30Uと小容器固定板30Lとは、静磁場の均一度を調整するものである。一方の磁場調整機構である小容器固定板30Uは、磁極20Uの撮像領域100側の表面近傍に配置されている。他方の磁場調整機構である小容器固定板30Lは、磁極20Lの撮像領域100側の表面近傍に配置されている。小容器固定板30Uと撮像領域100との間には、更に傾斜磁場コイル40Uが配置されている。小容器固定板30Lと撮像領域100との間には、更に傾斜磁場コイル40Lが配置されている。
傾斜磁場コイル40L,40Uは、傾斜磁場電源(不図示)からの信号に従って、X,Y,Zの3軸方向の傾斜磁場を、撮像領域100に印加するものである。この傾斜磁場の加え方によって、撮像領域100に配置された被検体の撮像断面が設定される。傾斜磁場コイル40L,40Uは、それぞれ取り外して小容器固定板30U,30Lにアクセス可能に構成されている。
この撮像断面に、照射コイル(不図示)が発生した高周波磁場パルス(RFパルス)を照射すると、被検体の撮像断面の生体組織を構成する原子の原子核が励起されてNMR(Nuclear Magnetic Resonance)現象が誘起される。被検体の生体組織を構成する原子の原子核のNMR現象によって発生したNMR信号であるエコー信号は、受信コイル(不図示)を通して検出され、信号処理部(不図示)で信号処理されて画像に変換され、変換された画像は表示部111で表示される。
小容器固定板30Lは非磁性体で構成されており、その撮像領域100側の表面31には、複数の穴32が穿たれている。複数の穴32は、規則正しい格子状に形成されている。小容器固定板30Uは、小容器固定板30Lと同様に構成されて、同様な機能を有している。
小容器固定板30Lの表面31には、複数の穴32が規則正しく間隔Aで穿たれている。小容器固定板30Lは、この穴32に、シム部材60が挿入された小容器50を係合して磁場調整を行えるように構成されている。穴32の間隔Aは、小容器50を固定する間隔である。小容器固定板30Lの穴32の間隔Aは、小容器50の水平断面の最大幅Bよりも小さく構成されている。すなわち、各小容器50を固定する間隔Aは、小容器50の水平断面の最大幅Bよりも小さく構成されている。
小容器50は非磁性体で構成されており、更に直方体状の本体52の上に突起51が形成されている。小容器50の突起51は、小容器固定板30Lの穴32が係合することによって、小容器50が小容器固定板30Lに機械的に結合するように構成されている。
小容器50の本体52は、水平に配置された隔壁53−1,53−2を備えている。隔壁53−1,53−2によって形成された空間54−1〜54−3は、小容器50の側面の鉛直方向に形成されている。小容器50は、その各空間54−1〜54−3に、シム部材60を横から挿入して固定する構造になっている。これにより、小容器50は、空間54−1〜54−3のいずれにシム部材60を挿入するかによって、シム部材60の鉛直方向の位置と、シム部材60の挿入個数とを調整可能である。
以下、隔壁53−1,53−2を特に区別しないときには、単に隔壁53と記載する。同様に、空間54−1〜54−3などを特に区別しないときには、単に空間54と記載する。
第1の実施形態に於ける磁場調整手順は以下のようになる。先ず、オペレータは、撮像領域100に於ける磁場の不均一成分を測定する。オペレータは、この測定で得た磁場の不均一成分の大きさと方向に基づいて、磁場の不均一成分を補正する。オペレータは、シム部材60の小容器固定板30L上の理想的分布を数値計算によって求める。この計算結果に基づき、オペレータは、複数の小容器50の空間54−1〜54−3にシム部材60を固定する。オペレータは、シム部材60が固定された複数の小容器50の突起51を、小容器固定板30Lの穴32と係合させ、よって小容器固定板30Lの表面31に固定する。オペレータは、シム部材60の小容器固定板30U上の理想的分布についても同様に数値計算し、シム部材60を小容器固定板30Lの表面31に固定する。
更に、同一の枚数のシム部材60を固定した場合であっても、鉛直方向の位置を変えることによって、磁場調整することができる。たとえば、オペレータが、あるシム部材60を小容器50の空間54−1に固定して、その小容器50を小容器固定板30Lに固定した場合と、同じシム部材60を小容器50の空間54−3に固定して、その小容器50を小容器固定板30Lに固定した場合を比較する。配置した小容器50の空間54−1の中心から撮像領域100までの距離が30cm、その小容器50の空間54−3の中心から撮像領域100までの距離を28cmであったとすると、空間54−1に固定したシム部材60が、撮像領域100の中心につくる磁場の大きさは、空間54−3に固定した場合に比較して、(28/30)の3乗、すなわち81%に減少する。このように、シム部材60の鉛直方向の位置を選択して、磁気調整の効果を変えることができる。
本実施形態では小容器50自体が層構造になっているために、最も撮像領域100から離れた層の空間54−1のシム部材60の1つを再配置する時も、単一の小容器50を取り外すだけでよいので、作業効率が向上する。
磁場の不均一成分が所望の値に補正できた時点で、磁石装置10の磁場調整は終了する。
以上説明した第1の実施形態では、次の(A)〜(F)のような効果がある。
第2の実施形態の磁石装置10は、第1の実施形態とは異なる小容器50Aおよびシム部材60Aを備えている他は、第1の実施形態の磁石装置10(図1)と同様に構成されている。
第2の実施形態の小容器50Aは、第1の実施形態の小容器50(図3)とは異なり、隔壁53Aが取り外し可能に構成されている。更に小容器50Aは、第1の実施形態の小容器50(図3)とは異なり、側面が四方に開放されており、上面56と下面57との間には、4本の柱55−1〜55−4が設けられている。柱55−1〜55−4には、複数の溝55aが設けられている。そして、シム部材60Aには突起部61が設けられている。隔壁53Aには、複数の穴62−1〜62−4が設けられている。以下、穴62−1〜62−4を特に区別しないときには、単に穴62と記載する。それ以外は、第1の実施形態の小容器50(図3)と同様に構成されている。
本実施形態の小容器50Aの層構造は、柱55−1〜55−4に設けられた溝55aに、水平方向から隔壁53Aをスライドさせて挿入することにより形成される。小容器50Aは、同時に複数枚の隔壁53Aを挿入可能である。
隔壁53Aの挿入位置により、小容器50Aの内部の層間距離が調整可能である。隔壁53Aの挿入数と挿入位置によって、各々の小容器50Aごとに異なる層構造を形成することができる。
シム部材60Aは、その突起部61が、隔壁53Aの穴62のいずれかに係合することにより上方向に規制されると共に水平方向に固定され、当該シム部材60Aの上側に位置する隔壁53Aによって、図4の下方向に規制されて、係合している穴62から分離することがないように構成されている。よって、シム部材60Aは、水平方向と上下方向に規制されて所定位置を保つことが可能であると共に、隔壁53Aに対して容易に着脱可能である。
本実施形態の小容器50Aは、隔壁53Aが自由に取り外せる構造である。これにより、必要とする隔壁53Aだけを小容器50Aに挿入し、シム部材60を小容器50A内に固定しやすい空間54の厚みを確保することができる。
以上説明した第2の実施形態では、次の(G)〜(I)のような効果がある。
第3の実施形態の磁石装置10は、第1の実施形態とは異なる小容器固定板30LA,30UAを備えている他は、第1の実施形態の磁石装置10(図1)と同様に構成されている。
磁石装置10の連結柱11が漏洩磁場を抑制するために磁性体で形成されたリターンヨークであった場合、連結柱11の磁気抵抗が小さくなり、磁束が連結柱11に吸引される。そのため、撮像領域100に於ける連結柱11側の撮像領域101に形成される静磁場が小さくなる。第1、第2の実施形態に於いて、オペレータは、静磁場を補強するため、シミングの際には、小容器固定板30Lの連結柱11側の領域に磁化の大きいシム部材60を多く配置しなければならなかった。
第3の実施形態の小容器固定板30LAは、表面31bの方が表面31aよりも厚い。この小容器固定板30LAは、表面31aが図1(b)の左方向に配置され、表面31bが図1(b)の右方向、すなわち連結柱11側に配置される。このとき、表面31bの方が表面31aよりも撮像領域101に近くなっている。小容器固定板30UAは、この小容器固定板30LAと同様に構成されている。
以上説明した第3の実施形態では、次の(J)のような効果がある。
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能であり、例えば、次の(a)〜(c)のようなものがある。
10 磁石装置
11 連結柱
20U,20L 磁極 (1組の磁場発生源)
21U,21L コイル (1組の磁場発生源)
22U,22L コイル格納容器
30U,30L,30LA 小容器固定板 (磁場調整機構)
31,31a,31b 表面
32 穴
40U,40L 傾斜磁場コイル
50,50A 小容器
51 突起
53,53A 隔壁
54 空間
55 柱
55a 溝
60,60A シム部材
61 突起
62−1〜62−4 穴
70 表示操作部
80 ベッド
100,101 撮像領域
Claims (10)
- 上下に対向して配置されて撮像領域に静磁場を生成する1組の磁場発生源と、前記撮像領域を挟んで上下に対向して配置されて前記静磁場の均一度を調整する磁場調整機構とを備え、
前記磁場調整機構は、
磁性体または永久磁石を含むシム部材と、
水平に配置された隔壁間に前記シム部材を固定する小容器と、
前記小容器を前記撮像領域側の表面に固定する小容器固定板と、を備えている、
ことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。 - 前記小容器は、非磁性体で構成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴撮像装置。 - 前記小容器固定板は、非磁性体で構成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴撮像装置。 - 前記小容器は、側面の鉛直方向に前記シム部材を挿入する複数の空間を有し、挿入した当該シム部材を固定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴撮像装置。 - 前記小容器は、前記複数の空間のいずれに前記シム部材を挿入するかによって、当該シム部材の鉛直方向の位置を調整可能である、
ことを特徴とする請求項4に記載の磁気共鳴撮像装置。 - 前記小容器は、前記隔壁を取り外し可能に構成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴撮像装置。 - 前記小容器固定板は、各前記小容器を固定する間隔が前記小容器の水平断面の最大幅よりも小さい、
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴撮像装置。 - 前記1組の磁場発生源は、連結柱によって連結されて支持され、
前記小容器固定板の前記撮像領域側の表面は、前記連結柱に近い領域が前記撮像領域に近接している、
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴撮像装置。 - 前記シム部材は突起を備えており、
前記小容器の前記隔壁には、穴が穿たれており、当該穴と前記突起が係合することで前記シム部材が前記隔壁に固定される、
ことを特徴とする、請求項1に記載の磁気共鳴撮像装置。 - 上下に対向して配置されて撮像領域に静磁場を生成する1組の磁場発生源と、前記撮像領域を挟んで上下に対向して配置されて前記静磁場の均一度を調整する磁場調整機構とを備え、
前記磁場調整機構は、
磁性体または永久磁石を含むシム部材と、
水平に配置された隔壁間に前記シム部材を固定する小容器と、
前記小容器を前記撮像領域側の表面に固定する小容器固定板と、を備えている、
ことを特徴とする磁気共鳴撮像装置の磁石装置。
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