JPH03185802A - Ｍｒ磁石用の受動形シム集成体 - Google Patents

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】 発明の背景 この発明は磁界の均質性を改善する為に受動形シム作用
を使うことにより、磁気共鳴作像に使われる磁石内に非
常に−様な磁界を作ることに関する。電磁石又は永久磁
石の配列を用いて非常に−様な磁界を作るには、磁石を
注意深く特定された形に組立てると共に、製造上の変動
による特定された形からの偏差を最小限に抑えることに
務める必要がある。然し、その結果得られた磁石は、設
計からの磁石の偏差の為、又は磁石の近辺に強磁性材料
が存在する為に、非均質性の所望のレベルを達成する為
には、磁界の補正を必要とするのが典型的である。

磁界の一様性を改善する為、典型的には補正コイルを使
う。こう云うコイルは、非均質な主磁界に重畳して、全
体的な磁界の一様性を高める様な形で、主磁界に摂動を
加えることの出来る様な異なる磁界の形を作り出すこと
が出来る。都合の悪いことに、典型的には、こう云うコ
イルは何組も必要とする。従来の磁気共鳴（ＭＲ）作像
用磁石は、独立の１０組乃至２０組の補正コイルを用い
ており、各組にはそれ自身の電源を設けて、補正電流を
流す様にする。当然ながら、こう云うコイルは磁石のコ
スト及び腹雑さを著しく高める。

現在、利用し得る補正コイルだけで補正することの出来
ない様な磁界の大きい偏差を補正する為に、受動形シム
作用が使われている。受動形シム作用は、磁石の外側の
適切な場所に鉄材を配置することによって行なわれる。

その後、所望のレベルの磁界の一様性が補正コイルによ
って達成される。

受動形シム集成体は、シム担体を取出したり、それを正
確に同じ場所に戻す際の困難を避ける為に、磁石内に受
動形シムを正確に再現性をもって配置することが出来な
ければならないし、この集成体は頑丈であって、磁石の
極低温槽に対して正確にＭ準をとらなければならない。

半径方向の厚さも、それが占める磁石の中孔の空間を出
来るだけ小さくして、無線周波コイル及び患者テーブル
の場所を空けておく為に、半径方向の範囲が小さいもの
にすべきである。

この発明の目的は、補正コイルを使わずに、磁気共鳴作
像に要求されるレベルの磁界の非均質性を達成すること
が出来る様な、磁気共鳴用磁石に対する受動形シム集成
体を提供することである。

この発明の別の目的は、超導電磁石と共に用いた時、磁
石を脱勢せずに調節することの出来るシム集成体を提供
することである。

この発明の別の目的は、集成体が磁石の中孔の中に半径
方向に入込む程度を少なくしながら、シム担体を取付は
並びに位置ぎめする頑丈な集成体を提供することである
。

発明の要約 この発明の一面では、中心中孔を持つ磁石に対する受動
形シム集成体を提供する。受動形シム集成体が、磁石の
中孔に直結であって、円周方向に等間隔で軸方向に伸び
る複数個の案内レールを有する。複数個の弓形の抽出し
を隣合った通路材の間に摺動自在に取付ける。磁束を通
す材料の弓形のストリップの複数個のスタックが、各々
の抽出しに着脱自在に固定される。このストリップは円
周方向に伸びている。

この発明の要旨は特許請求の範囲に具体的にかつ明確に
記載しであるが、この発明の構成、作用及びその他の目
的並びに利点は、以下図面について説明する所から、最
もよく理解されよう。

発明の詳細な説明 次に図面について説明する。第１図及び第２図について
説明すると、中心中孔を持つ円筒形磁石５が示されてい
る。超導電磁石では、巻線が真空容器内に封入されてい
る。中孔スリーブとして役立つ内側の円筒は典型的には
０．１３乃至０．１８吋のステンレス鋼”で、両端を一
層厚手の炭素又はステンレ鋼の環状端板に溶接されてい
る。案内レール１１が中孔の長さにわたって軸方向に伸
びていて、中孔の内部に沿って円周方向に等間隔であり
、接着剤又は両側が接着性の発泡テープによって中孔に
固定される。この何れも、案内レール又は中孔の凹凸と
同形である。案内レール１１は何れも、レールと同じ長
さにわたって軸方向に伸びると共に、全体的に円周方向
に伸びる２つの突出する縁１３を有する。縁は中孔から
隔たっている。レールは補強プラスチック積層板を加工
することによって製造することが出来るし、或いは硝子
−エポキシ又は硝子−ポリエステルの押出成型品として
最終的な寸法に形成することが出来る。

この代りに、ステンレス鋼のレールを用いてもよい。ア
ルミニウムのレールを使うと、磁気共鳴作像を実施する
時、像の人為効果を招くことがある。

シムを取付ける装置が、１９８９年１２月４日出願の米
国特許出願通し番号第４４５，２６０号に記載されてい
る。

米国特許第４，６９８，６１１号に記載されている形式
の抽出し１５がこの出願の第１図及び第２図に示されて
いる。こ＼でこの米国特許を引用する。抽出しは弓形で
あって、実質的に磁石の中孔の軸方向の長さにわたって
伸びる。抽出しは隣合った２つのレールの間に着脱自在
に取付けられ、隣合った２つのレールの突出する縁が半
径方向の移動を防止する。抽出しは、−旦磁石内に取付
けられた時、環状端板に固定されたブロック１６により
、摺動出来ない様にされる。抽出しは多数の異なる方法
で作ることが出来る。抽出しは複合材料で押出成形する
ことが出来る。押出成形は、熱可塑性樹脂の様なカプセ
ル封じ樹脂を計量するオリフィスを介して、連続的なフ
ィラメントを抽出す過程である。抽出しは硝子繊維及び
ポリカーボネート、又は硝子繊維及びポリエーテルイミ
ドで作ることが出来る。この代りに、適当な寸法の硝子
エポキシ円筒を加工することによって、抽出しを作って
もよい。

シム作用を行なう強磁性ストリップ１７が、抽出し１５
内に予め穿けた孔２１に固定される。強磁性ストリップ
は、その長さが円周方向に伸びる様に配置する。止めね
じを用いて、シムを抽出しに取付ける。止めねじは、第
３図に示す様に、抽出し１５に予め設けたねじ山を有す
る挿着体２１にねじ込むことが出来る。この代りに、プ
ラスチックに使う様なぎざつきの斜め切りした頭を持つ
ねじを抽出しの外径から、予め穿けた丸孔にハンマーで
叩き込んで、後でシムを取付は易くすることが出来る。

鋼製シムは、各々のスタックの頂部にあるカバー２３に
より、直感的に考えられる所とは逆に、半径方向内向き
になることのある磁界勾配による磁力の作用で、半径方
向内向きに移動しない様に拘束される。このカバーは、
シムの厚さが薄い時、プラスチック積層体で作ることが
出来、或いは厚さ、従ってその結果生ずる磁力が大きい
場合は、任意の非磁性合金で作ることが出来る。ステン
レス鋼又はその他の比抵抗の大きい金属のカバーが、渦
電流効果を少なくする点で、磁気共鳴作像用の磁石にと
って好ましい。厚さ０．０６吋のアルミニウムのカバー
を用いて成功を収めた。鋼製シムは、抽出しに予め形成
した孔の許容公差により、疋確に位置ぎめされる。抽出
しの幅、案内レールの形及び抽出しの熱膨張係数の許容
公差も、シムの位置に影響を及ぼす。

最初の非均質性が大きい０．５Ｔの磁石、並びに１．　
０又は２．ＯＴの磁石の様な更に磁界の強い磁石では、
受動形シムの抽出しに対する磁力は、人間が手で処理す
るのが困難である程になることがある。第３図では、半
径方向に積重ねた２つの抽出しを収容した案内レール２
５が示されている。

案内レールは前に述べた様に製造することが出来、接着
剤又は両側を持つ発泡テープによって中孔に固定される
。案内レールは何れも前と同じ様に２つの突出する縁を
持ち、中孔の内側に沿って円周方向に等間隔で、中孔の
長さに沿って軸方向に伸びるが、縁は更に半径方向に伸
びて、レールと同じ長さにわたって伸びながら、同じ半
径方向の距離の所に、全体的に円周方向に伸びる２つの
切欠きを構成する。１組の切出しを磁石のシム作用の為
に、工場で用いることが出来る。２番目の１組の抽出し
は所定の場所に設けられていても、シムが入っていない
。取付は場所で、２番目の１組の抽出しを使って、磁石
の近辺にある構造的な鋼材の様なその現場の特定の条件
による磁界の擾乱に対するシム作用を行なうことが出来
る。典型的には、顧客の現場に於ける非均質性は３００
　ｐｐ１１未満であり、これはシム作用に大した量の鋼
を必要としない。最初、製送上の許容公差による非均質
性はこれより大きいのが典型的である。工場で最初に取
付けたシムを収めた抽出しを、追加のシムを加える為に
取除かなくてもよいが、シムを収めていない抽出しを使
う場合、抽出しを取出してもとに戻すのは容易である。

磁界が更に強いか或いは部分的に遮蔽された磁石では、
必要とする鋼の量は、夫々に加わる力を減少する為に、
半径方向に積重ねられた２つ又は更に多くの抽出しに分
割することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は円筒形磁石の部分的な斜視図で、この発明に従
って、磁石の中孔に固定された案内レールがシム用の抽
出しを保ｒｉシていることを示す。 第２Ｎは第１図の部分的な側面断面図である。第３図は
この発明の別の実施例に従って、半径方向に離れた２組
の抽出しを支持する案内レールを持つ磁石の部分的な側
面断面図である。 ［主な持分の説明］ ５：磁石 １１：案内レール １５：抽出し １７二強磁性ストリップ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．中心中孔を持つ磁石に対する受動形シム集成体に於
   て、磁石の中孔に直結になっていて円周方向に等間隔で
   、軸方向に伸びる複数個の案内レールと、隣合った通路
   材の間に摺動自在に装着された複数個の弓形の抽出しと
   、各々の該抽出しに着脱自在に固定されていて、円周方
   向に伸び、且つ予定の長さを持つ磁束を通す材料の弓形
   のストリップの複数個のスタックとを有する受動形シム
   集成体。
2. ２．前記磁束を通す材料の弓形のストリップが異なる飽
   和磁化を持つストリップから成り、飽和磁化の小さい方
   のストリップは、扱い易いシム寸法を用いて、磁石の磁
   界の非均質性の微細同調が出来る様にしている請求項１
   記載の受動形シム集成体。
3. ３．前記磁束を通す材料のストリップが鋼及びニッケル
   のストリップで構成されている請求項２記載の受動形シ
   ム集成体。
4. ４．中心中孔を持つ磁石に対する受動形シム集成体に於
   て、複数の弓形の抽出しと、磁石の中孔に直結になって
   いて円周方向に等間隔で、軸方向に伸び、且つ半径方向
   に相隔てて２組の抽出しを支持する複数個の案内レール
   とを有し、該抽出しは該レール間に摺動自在に装着され
   、また２つの抽出しが２つのレール間に半径方向に相隔
   たって支持されており、更に、各々の該抽出しに着脱自
   在に固定されていて、円周方向に伸び、且つ予定の長さ
   を持つ磁束を通す材料の弓形のストリップの複数個のス
   タックを含む受動形シム集成体。