JPH01146530A - 患者撮像領域への開放型アクセス部を有する磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

患者撮像領域への開放型アクセス部を有する磁気共鳴イメージング装置

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JPH01146530A
JPH01146530A JP63271058A JP27105888A JPH01146530A JP H01146530 A JPH01146530 A JP H01146530A JP 63271058 A JP63271058 A JP 63271058A JP 27105888 A JP27105888 A JP 27105888A JP H01146530 A JPH01146530 A JP H01146530A
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JP
Japan
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patient
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magnetic
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area
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JP63271058A
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Leon Kaufman
レオン・カウフマン
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Original Assignee
University of California
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Publication date
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    • G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/3806—Open magnet assemblies for improved access to the sample, e.g. C-type or U-type magnets

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一般的には磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）
装置に関し、より詳しくは患者搬送軸に垂直゛な方向に
沿ってＭＲＩ撮像領域に直接連通する開放され且つ遮ら
れていない患者アクセス領域をできるだけ大きくするた
めのＭＲ１システムの静磁場及び勾配磁場の磁場発生要
素の空間的配置に関する。
［従来の技術］ 現在、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）技術は盛んに開
発され、ＭＲＩシステムの多くの異なったタイプが商業
的に利用されている。それらの全てにおいて、非常に強
い静磁場Ｈｏと、その中に（例えば、互いに直交する座
標軸に沿って）、制御された空間的な勾配を生成するた
めの何らかの手段が用意される。一般的には、静磁場は
所定の撮像領域内でほぼ均一であり、制御された勾配は
その撮像領域内での空間的な変位がほぼ直線的である。
良く知られた核磁気共鳴（ＮＭＲ）の原理に従い、原子
の磁気モーメントを所定量だけ選択的に転頭させる（ｏ
ｕｔａｔｅ）ために、所定の周波数分布の高周波パルス
からなるプログラムされたシーケンスが、撮像領域内に
位置した体の部分に送信される。これらのＲＦパルスの
送信後、転頭された原子は静磁場Ｈｏに沿った向きに緩
和・復元して行く。この過程でＮＭＲに特存のＲＦ倍信
号得られる。このようなＲＦ倍信号受信され、検波及び
処理された後、当該分野において認識されている公知の
多数のＭＲＩ法の一つに従って、撮像領域内の体の部分
の所望のＭＲＩ画像が得られる。送信されたＲＦパルス
は一般的には、空間情報エンコードプロセスを実行した
り、公知のＮＭＲ位相コントロールに備えるために、撮
像過程の間、異なった磁場勾配コイルに流される電流パ
ルスの特殊なシーケンスと同期される。
［発明が解決しようとする課題］ あるＭＨＩシステムにおいては、静磁場Ｈｏ及び／又は
磁場勾配コイルは、大型ソレノイドコイルの形または、
勾配コイルの場合はほぼ管状の形状に形成されたサドル
型コイルによって実現される。これらの場合、患者を撮
像領域にアクセスするためには、必然的に管状をなす装
置を通る狭いトンネルに沿わせなければならない。これ
により、患者によっては閉所恐怖症的反応を起こす。ま
た、撮像領域への患者のアクセスが非常に煩雑である（
例えば、ＲＦ送信コイルや受信コイルの相対位置を調整
したり、患者の要求に注意するために）。
他の形式のＭＨＩシステムでは、必須の静磁場Ｈｏを生
成するために、撮像領域の対向する側部の上に配列され
た一対の磁極（例えば永久磁石あるいは、強磁性または
空芯コアによる電磁石）を利用する。従来では、他に磁
極及び／又は磁場勾配コイル（例えば、平坦よりむしろ
筒状の形式）の間の戻り磁束のための磁気回路（すなわ
ち、撮像領域の外側）、または撮像領域へ搬送される患
者を通すほぼトンネル状の領域に沿わずに患者をアクセ
スするのを制限するように構成された装飾カバーシステ
ムが必須である。従って、ソレノイド型磁場発生装置の
ように、撮像領域へのアクセスは実質上−つのみまたは
二つの開放され且つ遮られていないアクセス開口または
領域（すなわち、患者搬送軸上に配列された患者搬送ト
ンネルの端部）に制限される。
第１図〜第３図に、従来のＭＨＩシステム構成の後者の
タイプのいくつかの例を示す。これらの場合、撮像領域
１０へのアクセスは、単一のボート（第２図）または患
者搬送軸１２に沿って配列された一対のポート（第１図
及び第３図）のいずれかによって制限される。いずれの
場合も、遮られていないが開放されていない、患者搬送
軸１２に垂直な方向において撮像領域１０と直接連通し
ている患者アクセス通路がある。その代わりに、いくつ
かの考えられるアクセス部は、磁束帰路構造１４及び／
又は勾配コイル（第１図）、及び／又はハウジング組立
１６（第２図及び第３図）のいずれかによって阻止され
る。当該技術者であれば察知されるように、ハウジング
構造１６の後部は一般にはさらに患者搬送軸１２（例え
ば磁束帰路及び／又は磁場勾配コイル構造等）に垂直な
複数の方向におけるアクセスを妨害する。
［課題を解決するための手段及び作用］本発明者は、患
者搬送軸に垂直な方向に沿って撮像領域と直接連通する
開放され且つ遮られていない患者アクセス領域が残るよ
うに静磁場磁石と勾配コイル及び装飾カバー構造が形成
されてなる改良された磁気共鳴イメージング装置を見出
だした。好ましい一実施例においては、このような撮像
領域への横開放型アクセス部は患者搬送機構の対向した
２つの側部の前面に形成され、また他の実施例において
は、このような横開放型アクセス部はＭＲＩシステムの
頂部を実質的に通過する。
これらの実施例においては、磁束帰路は好ましくは磁極
の外部に放射状に配置された筒状の柱（例えばそれらは
４本である）の形式からなっている。
この方法においては、撮像領域への横開放型アクセス部
は、患者搬送軸に沿ってのみでなく、このような柱状の
磁束帰路構造の間に与えられる少なくとも一つの付加さ
れた横ボートを通して与えられる。これら４つの柱状静
磁場磁石構造は、標準的な利用できる商業設計であるが
、本発明者は最終的に完成されたＭＲＩ構造において、
このような”開放状態”を保持するように勾配コイル及
びハウジング構造を整合させることによって、このよう
な開放型の静磁場磁石構造の独自の利点を得た。すなわ
ち、横型アクセス通路を妨害するような妨害ハウジング
や他の構造は使用されない。
従って、本発明の好ましい実施態様によれば、磁気共鳴
イメージング装置は予定の２軸に沿って配置された患者
搬送軸を通る予定された患者撮像領域の中に必要な静磁
場Ｈｏを生成するための主静磁場構造を含む。この主静
磁場構造に連結された磁場勾配コイルは、制御された磁
場勾配を患者撮像領域内に互いに直交する軸に沿って生
成するために設けられる。しかしながら、主静磁場発生
手段及び磁場勾配コイル手段は、患者搬送２軸に垂直の
方向に沿って撮像領域に直接連通され、開放され且つ遮
られていない患者アクセス領域／通路を形成するように
構成される。
実際、好ましい実施例においては、永久磁石の磁極は垂
直に配向されたＨｏ磁場を生成するように、撮像領域の
上下の水平磁極面として配置され、一方、戻り磁束の経
路は撮像領域の上の上部永久磁石構造を支持する４つの
垂直柱を通る。この方法によれば、患者搬送アクセスは
Ｚ軸に沿って撮像領域の内外に通じる。一方、開放され
且つ遮られていない患者アクセス領域／通路の対向して
いるベアは、患者搬送Ｚ軸に垂直な方向に沿って撮像領
域と直接且つ横方向に連通ずる。
換言すれば一実施例においては、少なくとも３つ（好ま
しくは少なくとも４つ）の開放され且つ遮られていない
患者アクセス領域が形成される。
これらの患者アクセス領域は、全て静磁場Ｈｏに対し垂
直な方向で、そのうちの少なくとも１つ（好ましくは２
つ）は患者搬送軸２に対しても垂直な方向に沿って撮像
領域と直接連通される。
［実施例］ 本発明の目的及び効果は、以下に説明する好ましい実施
例を注意深く検討することによって、より完全に理解さ
れるであろう。
以下の説明を通して察知されるように、ｘ、　　ｙまた
はＺ軸のような軸の種類の名称は、純粋に慣習の問題で
あり、一実施例における実際の方向及び次元の説明を容
易にするために用いられる。他の定義は説明の目的に応
じて選択的に使用される。
第４図に示されるように、撮像領域５０は上部及び下部
磁場生成アッセンブリ１００の間に挟まれている。永久
磁石１０２は、撮像領域５０（例えば直径３０ｃｍの球
状領域）内に、実質的に均一な静磁場Ｈｏ　　（例えば
磁極間のギャップ幅がほぼ６０ｃｍ、磁極の直径がほぼ
１３００　ｍｍにより６５０ガウス±１０１００ｐｐを
生成する。通常の“ローズシム１０４は撮像領域５０内
で十分な磁場の均一性を保証するのを補助するために使
用される。
永久磁石１０２及びローズシム１０４は、鉄または鋼の
磁極チップによる通常のフェライト材料を用いた通常の
設計になるものである。例えば、適当なこのような永久
磁石（シムによる）は、スミトモ特殊金属会社（Ｓｕｍ
ｉｔｏｆｌｌｏ　５ｐｅｃｉａｌ　ＭｅｔａｌｓＣｏｍ
ｐａｎｙ　Ｌｔｄ、）から入手できる。
第５図には永久磁石１０２、ローズシム１０４及び勾配
コイル１０６を含むアッセンブリ１００の分解図が示さ
れている。勾配コイル構造もまた通常ｄ設計による。一
般に、ｙ勾配コイルは円形ループを含み、一方、Ｘ及び
２勾配コイルは、平行な直線導体セグメントにおける電
流がそれぞれのセットの中で同一方向に流れるように配
置されたバック・ツウ・バックＤ型コイルの直交するセ
ットをそれぞれ含む。例示的な実施態様においては個々
のコイル巻きは、ほぼ−本の導体の幅によってお互いに
間隔を置いて離れたターンの能動直線部分を有するほぼ
０．１インチ四方の銅線から形成される。
一実施例によれば、勾配コイル１０６は互いにできるだ
け緊密に（絶縁用ファイバガラス／エポキシチーブ及び
ボッティング材料のために適当な許容量をもって）挟ま
れ、環状ローズシム１０４内に適合される。従って、勾
配コイル１０６は永久磁石の１０２の面に実質上平行で
あり、また複合磁場生成構造は本質的に「平坦」または
「パンケーキ」型の構造からなる。
当該技術者によって察知されるように、ＮＭＲイメージ
ングシステムを完成させるために、適宜ＲＦコイルのみ
でなく勾配コイル１０６も適宜電気的駆動、ＲＦ送信及
びＲＦ受信回路（図示せず）に接続されている。
当該技術者によって察知されるように、撮像領域の外側
に置かれた永久磁石１０２の間の戻り磁束のために適当
な磁気回路が用意される必要がある。好ましい一実施例
によれば、このような戻り通路は、対向した患者搬送口
３００及び３０２　＋、：沿う開放されたアクセス部を
残し、一方、同時にまた撮像領域５００に対し患者搬送
軸２に垂直な方向に沿って直接且つ遮られることなく連
通される横開放型の患者アクセス開口４００及び４０２
を残すように定められる。
第６図〜第７図の一実施例によれば、磁束帰路２００は
磁束伝導性（例えば鉄または鋼）の部材２００ａ、２０
０ｂ、２００ｃ、２００ｄ。
２００ｅ及び２０Ｏｆ＞を含む。察知されるように、垂
直の筒状柱２００ａ〜２００ｄは撮像領域５０（これは
装置の中央近傍の磁場生成構造１００の間に配置される
）の外側の上部及び下部部材２００ｅ及び２０Ｏｆの間
の戻り磁束の大部分を集中させるに十分である。適当な
患者搬送構造物５００は２軸（第１図〜第３図の通常の
システムにおけると同様）に平行な開放型アクセス開口
３００及び３０２を通って撮像領域の内側及び外側に患
者を搬送させるために利用され得る。しかし付加えるな
らば、第６図〜第７図の実施例では撮像領域に直接入る
横の開放アクセス開口４００及び４０２が与えられる。
従って、患者は撮像領域内に進行するとき、本質的に開
放され且つ実質的に遮られていない感じを受けるため、
閉所恐怖症的反応が抑制または最小化される。その上、
医者、技師、看護婦及び／又はＭＲＩシステム操作者は
、患者の要求に注意を向けたり、患者や撮像領域に対す
るＲＦコイル６００．６０１の調整を行なうための撮像
領域へのアクセスを準備することができる。
患者撮像領域の付近にもＲＦコイル構造６００゜６０１
のいくつかの部品があるが、このような構造体はサーフ
エースコイルの形態をとるか、または適当なアクセス開
口６０２，６０４　（または、恐らく選択された領域内
で少なくとも一部分が透明に作られる）を含むか、ある
いはＺ軸方向の寸法が極めて狭いであろう。
磁石１０２及び戻り磁束構造体２００ａ−２０Ｏｆの基
本構造は、それ自身通常のもの（例えばスミトモ特殊金
属会社から入手できる）であるが、これまではＭＲＩシ
ステムにおいて、第６図〜第７図の実施例におけるよう
な横開放型アクセス領域の可能性を利用できなかった。
その代わり従来のアプローチでは、狭い患者搬送トンネ
ルに沿うのを「除く」撮像領域５０へのアクセスを著し
く阻害する形で、付加された磁束戻り回路要素、及び／
又は磁場勾配コイルの他の形式、及び／又は外部ハウジ
ングの他の形式が使用されていた。
第８図〜第９図に他の実施例が示されている。
これは静磁場Ｈｏが垂直よりむしろ水平方向に配向され
るようにその構造が９０’回転されていることを除いて
、第６図〜第７図のものと本質的に同様でにる。そして
、さらにこのような回転の結果、横開放型アクセス開口
４００もまた患者搬送軸２に関して垂直に配列される。
患者は一般的には顔を上げて患者搬送軸に沿って撮像領
域内に進むときに遮られていない領域を見るであろうか
ら、ある場合には開放型アクセス開口の上記の配向は好
ましいであろう。
ボディコイル構造６００及び６０１は、例示の目的で描
かれているが、採用されるべきＭＲＩ法に応じて、ＲＦ
コイル構造の他のタイプ（例えばヘッドコイル、サーフ
エースコイル等）が付加されたり選択されて使用される
。その上、このようなＲＦコイル構造は要求に応じて、
狭い２軸寸法を持ったり、一部が透明であったり、制限
されたアクセス開口を持ったりするように構成される。
また、このようなアクセス開口が与えられなくとも、患
者に対して実体上より開放感が与えられ（考えられる閉
所恐怖症的反応を最小にするように）、且つ操作者に対
してより大きなアクセス部（例えば他に目的がなければ
ＲＦコイルを調整するために）が与えられればよい。
以上、本発明のいくつかの実施例について説明したが、
これらの実施例を種々変形しても本発明の多くの新規な
特徴及び利点が得られることは、当該技術者であれば認
識されるであろう。従って、そのような変形も本発明の
範囲に含まれる。
［発明の効果］ 本発明によれば、主静磁場発生手段及び勾配コイル手段
さらには磁気帰路手段等を、開放型の遮られていない患
者アクセス領域が得られるように構成したことによって
、患者は撮像領域内に進むとき・開放され且つ遮られて
いない感じを受けるため、患者の閉所恐怖症的反応を抑
制または最小化することができる。また医者、技師、看
護婦や操作者が、患者の要求に注意を向けたり、ＲＦコ
イルの調整を行なうための撮像領域へのアクセスが容易
となる。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第３図はＭＲＩ装置の従来技術による典型的な
構成を示す斜視図、 第４図は、静磁場に垂直で且つそのうちの２つは患者搬
送軸にさらに垂直な４つの異なる方向に設定された撮像
領域への開放型アクセス部を有する本発明の好ましい実
施例を模式的に示す図、第５図は第４図の実施例におけ
る撮像領域の上下両方に配置された代表的な永久磁石と
シム及び勾配コイルの分解斜視図、 第６図及び第７図はそれぞれ第４図に概略的に示され且
つ戻り磁束のための４本の垂直柱を使用した装置の好ま
しい実施態様を示す斜視図及び端面図、 第８図及び第９図は上部（構造の底部がフロアサポート
等の上に載置されるとして）からのみ開放された撮像領
域への横型アクセス部が形成されるように第６図及び第
７図の実施例に関して９０゜回転された永久磁石を有す
る本発明の他の実施例を示す図である。 ５０・・・患者撮像領域、１００・・・磁場生成アッセ
ンブリ、２００・・・磁束帰路、３００，３０２・・・
患者搬送口、４００，４０２・・・横開放型患者アクセ
ス開口、５００・・・患者搬送構造、６００゜６０１・
・・ＲＦコイル、６０２，６０４・・・患者アクセス開
口。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ｒＦＩＧ、７ ２００゜

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）患者撮像領域内に静磁場Ｈｏを生成する主静磁場
    発生手段と、 前記撮像領域内に所定のｚ軸に沿って患者を搬送する患
    者搬送手段と、 前記主静磁場発生手段に関連して設けられ、前記静磁場
    Ｈｏ中に制御された磁場勾配を前記患者撮像領域内の互
    いに直交する軸に沿って生成する磁場勾配コイル手段と
    を具備し、 前記主静磁場発生手段及び前記磁場勾配コイル手段は、
    前記ｚ軸に垂直の方向に沿って前記撮像領域に直接連通
    する開放され且つ遮られていない患者アクセス領域を残
    すように形成されている磁気共鳴イメージング装置。
  2. （２）前記ｚ軸に垂直な前記開放され且つ遮られていな
    い患者アクセス領域を２つ備えた請求項１に記載の磁気
    共鳴イメージング装置。
  3. （３）所定の患者撮像領域内に静磁場Ｈｏを生成する主
    静磁場発生手段と、 前記主静磁場発生手段に関連して設けられ、前記静磁場
    Ｈｏ中に制御された磁場勾配を前記患者撮像領域内の互
    いに直交する軸に沿って生成する磁場勾配コイル手段と
    を具備し、 前記主静磁場発生手段及び前記磁場勾配コイル手段は、
    前記静磁場に垂直の各々の方向に沿って前記撮像領域に
    直接連通され、少なくとも３つの分離された開放され且
    つ遮られていない患者アクセス領域を残すように形成さ
    れている磁気共鳴イメージング装置。
  4. （４）前記開放され且つ遮られていない患者アクセス領
    域を４つ備えた請求項３に記載の磁気共鳴イメージング
    装置。
  5. （５）前記静磁場Ｈｏは垂直に向けられ、前記患者アク
    セス領域は前記撮像領域と水平に連通される請求項４に
    記載の磁気共鳴イメージング装置。
  6. （６）前記静磁場Ｈｏは水平に向けられ、患者アクセス
    領域の２つは前記撮像領域と水平に連通され、第３の患
    者アクセス領域は当該装置の上方から前記撮像領域と垂
    直に連通されている請求項３に記載の磁気共鳴イメージ
    ング装置。
  7. （７）患者撮像領域を挟んで対向して配置されて、それ
    らの間において所定のほぼ均一な静磁場を所定のｙ軸に
    平行な向きに生成するように置かれた一対の磁極片と、 実質的に前記ｙ軸に垂直な所定のｚ軸に沿って患者の少
    なくとも一部を搬送するための患者搬送手段と、 前記撮像領域の外側に配置され、前記一対の磁極片の一
    方から他方への戻り磁束を導く磁気帰路手段と、 前記磁極片と実質的に平行に配置され、前記主静磁場内
    に前記ｙ及びｚ軸と、ｙ及びｚ軸に直交するｘ軸とに平
    行の各方向に、制御された磁場勾配を生成する複数の磁
    場勾配コイル手段とを具備し、 前記磁気帰路手段及び磁場勾配コイル手段は、（ａ）患
    者搬送のためにそれぞれ前記撮像領域の対向する側部に
    沿って内外に連通する第１及び第２の患者アクセス領域 （ｂ）前記ｚ軸に垂直な方向に沿って前記撮像領域と直
    接連通する第３の患者アクセス領域からなる、開放され
    且つ遮られていない少なくとも３つの患者搬送領域を残
    すように形成される磁気共鳴イメージング装置。
  8. （８）前記第３の患者アクセス領域は、垂直且つ前記ｘ
    軸に平行に向けられている請求項７に記載の磁気共鳴イ
    メージング装置。
  9. （９）前記第３の患者アクセス領域は、水平かつ前記ｘ
    軸に平行に向けられている請求項７に記載の磁気共鳴イ
    メージング装置。
  10. （１０）前記磁気帰路手段及び磁場勾配コイル手段は、
    前記第３の患者アクセス領域と対向るとともに前記ｚ軸
    に平行な水平方向に沿って前記撮像領域と直接連通する
    、開放され且つ遮られていない第４の患者アクセス領域
    を残すように形成される請求項９に記載の磁気共鳴イメ
    ージング装置。
  11. （１１）前記磁気帰路手段は、前記一対の磁極片の一方
    の上方の水平面内にある他方を支持するとともに、前記
    戻り磁束を伝え、それらの間に水平且つ前記ｙ軸に垂直
    に向けられた開放され且つ遮られていない４つの患者ア
    クセス領域を形成する、垂直に配列された４つの支柱を
    含む請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  12. （１２）患者撮像領域の第１の側部に配置された第１の
    磁極片と、 前記患者撮像領域の前記第１の側部に対向する第２の側
    部に配置された第２の磁極片と、前記一対の磁極片の対
    応する周囲の部位を相互に連通し、且つ前記患者撮像領
    域内にそれらの間の少なくとも３つの開放されたアクセ
    ス開口を決定する少なくとも３つの磁気回路部材と、前
    記患者撮像領域の他の側部上に前記磁極片に近接して配
    置されるとともに、実質上遮られない前記開放されたア
    クセス開口を残す磁場勾配コイル手段と 患者を前記アクセス開口の一つを通して前記患者撮像領
    域内に搬送するとともに、患者の閉所恐怖症的反応を減
    じるために他のアクセス開口を残し、且つ前記患者撮像
    領域へのアクセス準備を容易にする患者支持手段とを具
    備した磁気共鳴イメージング装置。
  13. （１３）それぞれの前記磁極片は、ほぼ水平面内に配置
    され且つ前記患者撮像領域の方へ向けて配置された一つ
    の円形端面を有し、 前記磁気回路部材は、前記第２の磁極片の上方に前記第
    １の磁極片を支持するとともに、それらの間に戻り磁気
    回路を形成するように垂直に配列された４つの筒状支持
    部材を含む請求項１２に記載の磁気共鳴イメージング装
    置。
  14. （１４）前記支持部材は、前記円形端面の周囲にほぼ９
    ０゜間隔で配列されている請求項１３に記載の磁気共鳴
    イメージング装置。
  15. （１５）それぞれの前記磁極片は、ほぼ垂直な平面内に
    配列され且つ前記患者撮像領域の方に向けられた一つの
    円形端面を有し、 前記磁気回路部材は、相互間に一つの戻り磁気回路を提
    供するように水平に配列されるとともに、前記患者撮像
    領域のそれぞれの端部且つ頂部の一つの開放されたアク
    セス開口を残すように水平に配列された４つの筒状支持
    部材を含む請求項１２に記載の磁気共鳴イメージング装
    置。
  16. （１６）前記支持部材は、前記円形端面の周囲にほぼ９
    ０゜間隔で配列されている請求項１５に記載の磁気共鳴
    イメージング装置。
JP63271058A 1987-10-28 1988-10-28 患者撮像領域への開放型アクセス部を有する磁気共鳴イメージング装置 Pending JPH01146530A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/113,443 US4829252A (en) 1987-10-28 1987-10-28 MRI system with open access to patient image volume
US113,443 1987-10-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01146530A true JPH01146530A (ja) 1989-06-08

Family

ID=22349444

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