JPH04129530A - Ｍｒｉ装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁場発生手段の周囲の磁場環境変動による影
響を低減して、断層像の画質劣化をはかるＭＲＩ装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来のＭＲＩ（［気共鳴イメージング）装置は、その磁
場（静磁場、傾斜磁場のこと）発生手段の周囲の磁場環
境変動による影響を低減して断層像の画質劣化を防止す
るため、ＭＲＩ装置全体の周囲６面をパーマロイ、アモ
ルファス金属等の高透磁率材料で囲み、磁気シールドし
ていた。ここで、磁場環境変動とは、地磁気等の如き常
時変化のない磁場が存在するといった意味ではなく、ニ
レー＼−タや電車の如く磁場そのものが時間と共に変化
する環境変動形の磁場発生源が存在するという意味であ
る。エレベータや電車は、それ自体が磁場発注源であり
、且つＭＲＩ装置の近くを通過したりした場合に、その
磁場の影響が大になり、離れればその磁場の影響はなく
なる。従って、近くを通過するか否かで画質が影響を受
けることになる。

この磁場環境変動をパーマロイ等で磁気シールドしてい
たのであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来例は、１台のＭＲＩ装置について、材
料費が１０００万円以上と高価になると共に、画質劣化
の防止が完全とは云えなかった。

そこで、本件出願人は、磁場環境変動の影響を少なくで
きるＭＲＩ装置を先に出願した（特願平２−８０８４３
号）。その概要を第４図で説明する。

第４図で、磁場発生手段（図示省略）の周囲の磁場環境
変動ＪＩＦを磁場センサ１で検出し、この磁場センサ１
で検出した出力波形を増幅器２で増幅し、この出力信号
に応して補正磁場コイル電源３で補正電流Ｉを生成し、
この補正電流ｌを静磁場発生の磁気回路の外部に上下、
あるいは前後、左右に対向して平行に設けられたループ
状の補正磁場コイル４，５に流し、これによって上記磁
場環境変動Ｆと逆向きの補正磁場Ｆ、を発生させるよう
にする。そして、この補正磁場Ｆ、により、上記磁場環
境変動Ｆを打ち消すものである。

しかし、上記提案の磁気共鳴イメージング装置において
、静磁場発生磁石は、通常０．１〜２Ｔの磁場強度を持
ち、その洩れ磁場は静磁場中心から２〜５ｍＭれた場所
でＩ　Ｘｌ０−’Ｔ程度であり、微弱な環境磁場変動（
ＩＸＩＯ−ｂ〜Ｉ　Ｘｌ０−’Ｔ）を検出する磁場セン
サは検出精度上、洩れ磁場１×１０Ｔ以下の場所つまり
、静磁場中心から２ｍ以上離れた地点に設置しなければ
ならない。

通常磁場は、発生源からの距離が遠くなる程、弱くなる
特徴がある。一方、磁場センサと補正コイルが発生する
補正磁場とでは、磁場変動発生源からの距離が異なる そこで、１例として第５図に示すように、検査室】００
の左右にそれぞれ変動環境磁場発生源６゜７があるもの
とし、且つ磁場センサ１は、発生源６に近い検査室１０
の壁側内部に設置の例を考える。

発生源６による磁場センサｌでの検出磁場をａｌとし、
被検体計測空間中央位置での影響磁場がす。

であったとする。このｂｌは、中央位置に磁気センサを
置いて測定した値である。磁気センサの代りに高周波受
信コイルを設けて、ここで受けた共鳴周波数からす、を
決定するようにしてもよい。

このＭＲＩ装置は、磁気センサｌでの基準補正電流が■
。であったとすると、中央位置でのｂｌをなくするため
には、補正電流ＩＯではな（、ａ。

とｂｌとの比率に従った（１）式のｈを流せばよい。

１１＝　１０−　　ｂｌ／ａｌ””　　（１）然るに、
他方の発生源７による磁場センサ１での検出磁場がａｔ
であったとすると、これによる補正電流Ｉ２は、 １２＝　Ｉｏ・　ｂｌ／ａｌ−ａｚ””　　（２）とな
る。しかし、実際に発生させなければならない磁場は、
第５図から明らかなようにｂ２相当値でなければならな
い。ｂｚ＞　（ｂ＋／ａ＋）　　・ａｘの関係にある故
に、（２）式では、発生源７による変動磁場を十分に低
減できないことになり、画像のぼけやゴーストが発生し
、画質の劣化を招く。

本発明の目的は、このような問題点を解決し、磁場発生
手段の周囲の磁場環境変動による影響を低減してＭＲ両
画像画質劣化を防止するＭＲＩ装置を提供するものであ
る。

〔課題を達成するための手段〕 本発明のＭＲＩ装置は、磁場発生手段の周囲の環境磁場
変動量を相異なる２つ以上の位置で検出する、２つ以上
の磁場センサと、この２つ以上の磁場センサからの検出
信号を入力して上記環境磁場変動量の、被検体計測空間
での影響磁場対応の磁場補正電流を算出する手段と、該
磁場補正電流が与えられて上記被検体計測空間での影響
磁場を除去する補正コイルと、より成る（請求項１）。

更に、本発明のＭＲＩ装置は、上記２つ以上の磁場セン
サは、上記磁場発生手段によって発生する磁場が無視可
能な位置に設置した（請求項２）。

更に、本発明のＭＲＩ装置は、上記２つ以上の磁場セン
サは、２つ以上の変動環境磁場発生源がある場合に、そ
れぞれ対応する環境変動磁場発生源に近い位置に設置し
た（請求項３）。

〔作用〕

本発明によれば、環境磁場変動量を相異なる２つ以上の
位置で検出する、２つ以上の磁場センサを設けて、被検
体計測空間での影響磁場対応の磁場補正電流を算出し、
これによって影響磁場の除去をはかる（請求項１）。

更に、本発明によれば、磁場発生手段によって発生する
磁場が無視可能な位置に設けて、環境磁場変動分のみを
正確に検出できる（請求項２）。

更に、本発明によれば、２つ以上の変動環境磁場発生源
がある場合に、それぞれ近い位置に磁場センサを設定し
て、複数発生源の影響磁場を特徴する請求項３）。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明によるＭＲＩ装置の実施例を示す全体構
成のブロック図である。このＭＲ１装置は、核磁気共鳴
（ＮＭＲ）現象を利用して被検体の断層像を得るもので
、図に示すように、静磁場発生磁石２と、磁場勾配発生
系（９，１０）と、送信系４と、受信系５と、信号処理
系６と、シーケンサ７と、中央処理装置（ＣＰＵ）８と
、磁場センサ２１と、補正制御回路２２と、補正磁場コ
イル２３を備えて成る。

上記静磁場発生磁石２は、被検体１の周りにその体軸方
向（水平方向）または体軸と直交する方向（垂直方向）
に均一な静磁場を発生させるもので、上記被検体ｌの周
りのある広がりをもった空間に永久磁石方式または常電
導方式あるいは超電導方式の磁場発生手段が配置されて
いる。なお、第１図では、上記静磁場の方向を図中の矢
印Ａの向きで示している。磁場勾配発生系は、Ｘ、Ｙ。

Ｚの３軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル９と、それぞれ
のコイルを駆動する傾斜磁場電源ｌＯとから成り、上記
シーケンサ７からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾
斜磁場電源１０を駆動することにより、ｘ、　ｙ、　　
ｚの３軸方向の傾斜磁場Ｇ、、ａｙ。

Ｇ２を被検体１に印加するようになっている。この傾斜
磁場の加え方により、被検体１に対するスライス面を設
定することができる。

送信系４は、被検体１の生体組織を構成する原子の原子
核に核磁気共鳴を起こさせるために電磁波を照射するも
ので、高周波発振器１１と変調器１２と高周波増幅器１
３と送信側の高周波コイル１４ａとから成り、上記高周
波発振器１１から出力された高周波パルスをシーケンサ
７の命令に従って変調器１２振幅変調し、この振幅変調
された高周波パルスを高周波増幅器１３で増幅した後に
被検体ｌに近接して配置された高周波コイル１４ａに供
給することにより、電磁波が上記被検体１に照射される
ようになっている。受信系５は、被検体１の生体組織の
　原子核の核磁気共鳴により、放出される電磁波（ＮＭ
Ｒ信号）を検出するもので、受信側の高周波コイル１４
ｂと増幅器１５と直交位相検波器１６とＡ／Ｄ変換器１
７とを有して成り、上記送信側の高周波コイル１４ａか
ら照射された電磁波による被検体１の応答の電磁波（Ｎ
ＭＲ信号）は被検体１に近接して配置された高周波コイ
ル１４ｂで検出され、増幅器１５及び直交位相検波器１
６を介してＡ／Ｄ変換器１７に入力してディジタル量に
変換され、さらにシーケンサ７からの命令によるタイミ
ングで直交位相検波器１６によりサンプリングされた２
系列の収集データとされ、その信号が信号処理系６に送
られるようになっている。

この信号処理系６は、ｃｐｕａと、磁気ディスク１８及
び磁気テープ１９等の記録装置と、ＣＲＴ等のデイスプ
レィ２０とから成り、上記ＣＰＵ８でフーリエ変換、補
正係数計算像再構成等の処理を行い、任意断面の信号強
度分布あるいは複数の信号に適当な演算を行って得られ
た分布を画像化してデイスプレィ２０に断層像として表
示するようになっている。また、シーケンサ７は、ＣＰ
Ｕ８の制御で動作し、被検体１の断層像のデータ収集に
必要な種々の命令を送信系４及び磁場勾配発生系（９゜
１０）並びに受信系５に送り、上記ＮＭＲ信号を計測す
るシーケンスを発生する手段となるものである。なお、
第１図において、送信側の高周波コイル１４ａ及び受信
側の高周波コイル１４ｂ並びに傾斜磁場コイル９．９は
、被検体１の周りの空間に配置された静磁場発生磁石２
の磁場空間内に配置されている。

また、上記磁場センサ２１は、前記静磁場発生磁石２の
周囲において静磁場方向（矢印への方向）の磁場環境変
動Ｆを検出するもので、ＭＲＩ装置が設置された検査室
の内部にて例えば磁場環境変動が生じ易い側の角部に配
置されている。補正制御回路２２は、上記磁場センサ２
１から出力される検出信号を入力して増幅し磁場環境変
動Ｆによる影響を補正するための補正電流Ｉ０を性成す
るものである。さらに、補正磁場コイル２３は、上記補
正制御回路２２から出力される補正電流１゜を入力して
前記磁場環境変動Ｆと逆向きの補正磁場Ｆ１を発生する
もので、上下に対向して２つ（２３Ａ、　２３Ｂ）設け
られている。

本実施例での磁場センサ２１は、２つの磁場センサ２１
Ａ、２１Ｂより成り、その配置例を第２図に示す。

第２図で、検査室１００内には、ＭＲＩ装置本体が設置
されており、図ではその１部である静磁場発生磁石部２
を模式的に示しである。この磁石部２の周囲に補正用磁
場コイル２３Ａ、２３Ｂが設置されているものとする。

更に、検査室１００の左側方向にレールが敷設されてお
りこのレール止を磁場発生源２５となる電車が通過する
ものとする。検査室１００の右側方向には各フロアを通
過するエレベータが存在し、これが第２の磁場発生源２
６に°なるものとする。

この２つの磁場発生源２５．２６に近い位置で、且つ静
磁場、傾斜磁場の影響のない（又は少ない）部屋の片隅
の位置に、それぞれ磁場センサ２１Ａ。

２１Ｂを設置した。

第２図の下方には、２つの磁場発生源２５．２６による
環境磁場変動量と位置との関係を図示した。

磁場発生源２５を磁場センサ２１Ａでは変動ＩＩａと検
出し、磁場センサ２１Ｂでは変動量ｅと検出し、磁場発
生源２６を磁場センサ２１Ｂでは変動量すと検出し、磁
場センサ２１Ａでは変動量の検出はない（検出量はゼロ
である）ものとしている。

更に、磁場発生源２５による被検体計測空間上での変動
量をＣ，磁場発生源２６による被検体計測空間上での変
動量をｄであるとする。ｃ、ｄは、中央においた磁場セ
ンサで計測した。磁気センサの代りに中央部に高周波受
信コイルを設置し、これで共鳴周波数を検出し、そこか
らｃ、ｄを決定してもよい。

そこで、環境磁場変動を以下のやり方で補正する。磁場
センサ２１Ａの検出値ａに対しては、補正磁場コイル２
３Ａから発生する補正磁場が変動量Ｃと同一で且つそれ
を打消すような方向に、補正磁場コイル２３へ流れる電
流を補正制御回路２２Ａで制御させる。例えば、第４図
の如き電流ｌに対して、補正電流１＋は、■に代って １　＋　＝　Ｉ−ｃ　／　ａ　”・（Ｊ’　）を設定し
、これを補正磁場コイル２３Ａに流せばよい。

更に、磁場コイル２１Ｂの検出値に対しては、検出値が
ｂ及びｅである故に、この２つの値に従った補正をする
必要がある。そこで、補正制御回路に設定し、これを補
正磁場コイル２３Ｂに流して、変動量ｄを打消す如き磁
場ｄを発生させる。これによって、発生源２６による変
動磁場を抑制できる。

一方、発生源２５による変動磁場ｅは、中央位置換算す
ると、ａ・　（ｄ／ｂ）となる。この値は非常に小さく
、画像の劣化への影響はないと考えてよい。従って、値
ｅは無視する。

なお、第２図においては、磁場センサ（２１Ａ　。

２１Ｂ）、補正制御回路（２２Ａ、２２Ｂ）、補正磁場
コイル（２３Ａ、２３Ｂ）を２つずつ設けた例を示した
が、本発明はこれに限らず、磁場センサ２１Ａ。

２１Ｂからの検出信号を１つの補正制御回路２２、及び
１つあるいは２つの補正磁場コイルだけで処理するよう
にしてもよい。

第３図は前記、環境磁場変動発生源２５．２６の設置状
態の他の実施例を示す。磁場センサ２１Ａは、発生源２
６による変動量すを検出し、補正制御回路２２によりｄ
／ｂとなるように電流を設定することで、発生源２６に
よる影響を抑えることができる。

つぎに、発生源２５による変動量ａを検出し、補正制御
回路により、ａ　−ｄ　／　ｂを補正するが、実際に必
要な補正量Ｃに対して不足している。そこで、磁場セン
サ２１Ｂにより検出された信号ｅを補正制御部回路２２
にフィードバックさせることにより、補正磁場コイル２
３より発生する磁場をＣとすることができ、発生源２５
による影響を抑えることができる。

なお、第２図、第３図の実施例においては、環境変動磁
場発生源及び磁場センサを２つずつ設けた例を示したが
、本発明はこれに限らず、環境変動磁場発生源が３つ以
上の場合でも磁場センサを３つ以上設けて、各磁場セン
サの検出量及びその差をフィードバックすることにより
可能である。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成しているので、環境磁場変動
発生源が２つ以上あり、磁場センサと静磁場発生磁石と
で、環境磁場変動量が変化する場合においても、磁場セ
ンサを２つ以上設けることにより、各環境発生源に対し
て、適切な補正磁場を印加することができる。従って、
周囲の磁場環境変動による影響を低減することができ、
画像にぼけやゴーストが発生するのを無（し、得られる
断層像の画質劣化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＭＲＩ装置の実施例を示す全体構
成のブロック図、第２図、第３図は本発明による実施例
を説明するための図、第４図は磁場センサ及び補正磁場
の発生原理を示す図、第５図は従来例の問題点を説明す
るための図である。 １・・・被検体、２・・・静磁場発生磁石、４・・・送
信系、５・・・受信系、６・・・信号処理系、７・・・
シーケンサ、８・・・ＣＰＵ、９・・・傾斜磁場コイル
、１０・・・傾斜磁場電源、１４ａ・・・送信側の高周
波コイル、１４ｂ・・・受信側の高周波コイル、２１．
２１Ａ、　２１Ｂ・・・磁場センサ、２２・・・補正制
御回路、２３．２３Ａ、　２３Ｂ・・・補正磁場コイル
、１００・・・検査室、２５・・・環境変動磁場発生源
（電車）、２６・・・環境変動磁場発生源（エレベータ
）Ｆ・・・磁場環境変動、Ｉｏ・・・補正電流、Ｆｌ・
・・補正磁場。 特許出願人　　　株式会社日立メデイコ代理人　弁理士
　　　高　崎　　芳　紘第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体に静磁場及び傾斜磁場を与える磁場発生手
   段と、上記被検体の生体組織を構成する原子の原子核に
   核磁気共鳴を起こさせるために電磁波を照射する送信系
   と、上記の核磁器共鳴により放出される電磁波を検出す
   る受信系と、この受信系で検出した電磁波の信号を用い
   て画像再構成演算を行う信号処理系と、より成るＭＲＩ
   装置において、上記磁場発生手段の周囲の環境磁場変動
   量を相異なる２つ以上の位置で検出する、２つ以上の磁
   場センサと、この２つ以上の磁場センサからの検出信号
   を入力して上記環境磁場変動量の、被検体計測空間での
   影響磁場対応の磁場補正電流を算出する手段と、該磁場
   補正電流が与えられて上記被検体計測空間での影響磁場
   を除去する補正磁場コイルと、より成るＭＲＩ装置。
2. （２）上記２つ以上の磁場センサは、上記磁場発生手段
   によつて発生する磁場が無視可能な位置に設置してなる
   請求項１のＭＲＩ装置。
3. （３）上記２つ以上の磁場センサは、２つ以上の変動環
   境磁場発生源がある場合に、それぞれ対応する環境変動
   磁場発生源に近い位置に設置してなる請求項２のＭＲＩ
   装置。