JPH0418854B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

発明の背景 この発明は磁石の中孔に於ける磁界の均質性を
改善する為の磁気共鳴磁石の受動的なシム作用
（shimming）、更に具体的に云えば、（３，２）
及び（３，−２）調和関数項の所望の組合せを作
る受動形シムに関する。 品質のよい磁気共鳴像を求めるには、磁石の作
像容積全体にわたつて均質性が高い主静磁界を必
要とする。磁気巻線が、製造上の変動の為に、特
定された形及び位置からずれる為に、磁界の均質
性は磁石毎に変化する。更に、（建物の構造支持
体の様な）強磁性材料が磁石の近辺に存在するこ
とにより、走査の際に得られた像の品質が低下す
ることがある。 磁石の中孔の中の磁界は、磁石の座標系の原点
を中心に展開した球面調和関数の級数によつて表
わすことが出来、１つの調和関数項は空間的に変
化せず、所望の一定の磁界を表わす。座標系の原
点は磁石の中孔の中心点にある。球面調和関数
は、ｎを球面調和関数の度数及びｍを次数とし
て、（ｎ，ｍ）で表わされる。一定の一様な磁界
を表わす調和関数以外の調和関数を除けば、磁界
の全体的な均質性がよくなる。 磁界の均質性を改善する為に補正コイルを使う
のが典型的である。補正コイルは、磁石の中孔の
中に配置された特別な形の巻線であつて、望まし
くない調和関数に関連する相異なる形の磁界を作
ることが出来る。補正コイルによつて作られた磁
界の形を均質でない主磁界と重畳して、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
加えることが出来る。典型的には、各々の補正コ
イルはそれ自身の電源を持つていて、磁石の中に
存在する磁界の形を相殺するのに希望する量の保
証用の磁界の形をを発生する為に、コイル巻線に
正しい電流を流す。 現在でも使われているが、初期のある磁石は、
磁界の球面調和関数展開の（３，２）及び（３，
−２）項に対する補正コイルを持つていなかつ
た。受動形シムを用いてこう云う調和関数を除去
する設計が、オツクスフオード・マグネツト・テ
クノロジー・カンパニイ（OMT）によつて提案
されて、第１図に示されている。然し、この設計
は、高いレベルの高次調和関数の汚染物を導入
し、それはこの発明の設計よりもずつと多い。高
次の磁界の項は、補正コイルの数が限られてい
て、低次の調和関数しか補正されないから、磁石
の補正コイルによつて除くことが出来ないのが普
通である。補償することの出来ない高次調和関数
を導入せずに、（３，２）及び（３，−２）調和関
数項を除くことが出来れば、磁界の均質性、従つ
て像の品質を改善することが出来る。 この発明の目的は、汚染物となる高次調和関数
を発生せずに、（３，２）及び（３，−２）調和関
数項の任意の組合せを作る簡単で信頼性のある手
段を提供することである。 発明の要約 この発明の一面では、円柱形の中孔を持つ磁気
共鳴磁石の磁界の（３，２）及び（３，−２）調
和関数項の受動的なシム作用をするシム装置を提
供する。全て同じ寸法を持つ強磁性材料の４つの
シムを磁石の中孔の内部に固定する。各々のシム
の長さは幅よりも大きい。最初の２つのシムは磁
石の１端の近くで、互いに直径上で向い合せて固
定する。シムの長さは円周方向に伸びる。最初の
２つのシムの内の一方は、円柱形中孔の軸方向中
心線と円柱形中孔の中心及びシムの中心を通る仮
想の線との間の極座標の角度が約30乃至44゜にな
る様に配置する。38゜になる様にするのが最も望
ましい位置である。４つのシムの内の残り２つ
は、円柱形中孔の軸方向中心平面に対し、最初の
２つのシムと対称的に配置してから、最初の２つ
のシムに対して円周方向に90゜回転する。 この発明の要旨は特許請求の範囲に具体的に且
つ明確に記載してあるが、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。 発明の詳しい説明 第２図について説明すると、磁気共鳴磁石３１
の円柱形中孔に固定される鋼製の４つの矩形薄板
２１，２３，２５，２７で構成される、後からは
めることの出来るシムが設けられている。シムは
接着テープ又はにかわによつて固定することが出
来る。剥がすことによつてシムを除くことの出来
るシリコーン接着剤の様なにかわが好ましい。シ
ムは（３，２）及び（３，−２）調和関数項の任
意の組合せを作ることが出来る。磁石は電磁補正
コイル（図面に示してない）を持つと仮定する。 シム２１，２３，２５，２７は、磁石３１の中
孔３３の中で、（３，−２）調和関数を伴わずに
（３，２）調和関数を発生する様な位置に示され
ており、シム２１の中心は円柱形中孔の内部の頂
部に配置されている。磁石３１は、中孔の長さが
180cm、半径が46cm、磁界強度が例えば1.5テスラ
の超導電形であつてよい。シム２１は、円柱形中
孔３３の軸方向中心線と矩形シム２１の中心との
間で測つた極座標の角度が38゜になる場合が示さ
れている。この極座標の角度が約38゜になること
が最も望ましい位置であるが、大体30乃至44゜の
範囲を使うことが出来る。矩形シムの一番長い寸
法は中孔の内部を円周方向に伸ずる。各々のシム
が90゜の角度を見込む。半径が46cmの円柱形中孔
では、極座標の角度が38゜であることにより、シ
ムの中心は、軸方向中心線に沿つて円柱形中孔の
中心から測つて、58cmの軸方向の位置にある。シ
ム２３はシム２１と直径上で向い合う様に配置さ
れ、両方のシムの円柱形中孔の中心からの距離は
同じである。シム２５及び２７は、円柱形中孔の
軸方向中心平面に対して軸対称に配置されている
が、方位方向に90゜回転している。シムの対２１
と２３、及び２５と２７の間の極座標の角度、軸
対称性及び方位方向の90゜の回転は、全てのシム
を同時に新しい位置に回転した時にそのまゝであ
る。このシム位置の回転により、発生される
（３，２）及び（３，−２）調和関数項の相対的な
量が制御される。４つのシムの厚さの変化によ
り、磁界の作用を受けた時にシムによつて発生さ
れる（３，２）及び（３，−２）項の大きさが制
御される。 現在のシム装置によつて満足に扱うことが出来
なかつた選ばれた調和関数項を補償する為に、
MR磁石に対して後からはめ込む様にした受動形
シムを提供する時、シムが、望ましくない調和関
数を相殺する為に、現存の磁界に重畳する必要の
ある項だけを発生するのが望ましい。然し、後か
らはめるシムは、相殺の為に必要な所望の調和関
数を発生する他に、他の調和関数をも発生する。
発生された望ましくない調和関数の次数及び強度
が、現存の磁石の補正コイルによつて補償するこ
とが出来ないものであれば、余分の調和関数が、
全体的な磁界の均質性を改善する妨げになる。 磁石３１が、ｎ及びｍを磁界を表わす調和関数
方程式のルジヤンドル多項式の次数（order）及
び度数（degree）を表わす指数として、次に述
べる調和関数項（ｎ，ｍ）、即ち、（０，０）、
（１，０）、（２，０）、（３，０）、（４，０）、（
１，
１）、（１，−１）、（２，１）、（２，−１）、（３
，
１）、（３，−１）、（２，２）、及び（２，−２）の
シム作用を行なうことが出来る補正コイル（図面
に示してない）を持つている。 B^m _o（r_p，θ_p，φ_p）＝A^m _orⁿ _pp^m _o（cosθ_p）cos（mφ
_p） 但し、ｍ＝０，１，２，…… B^m _o（r_p，θ_p，φ_p）＝A^m _orⁿ _pp^m _o（cosθ_p）cos（mφ
_p） 但し、ｍ＝０，１，２，…… A|^m|_orⁿ _pP^m _o（cosθ_p）sin（｜ｍ｜φ_p） 但し、ｍ＝
−１，２，……(1) こゝでB^m _oは磁界の点（R_p，θ_p，φ_p）に於ける
項（ｎ，ｍ）の磁束密度、A^m _oは磁束密度の大き
さの係数、P^m _oは次数ｎ及び度数ｍのルジヤンド
ルの陪関数（associated Legendre
polynominal）である。式(1)の添字０は、球面座
標系のパラメータに使う時、磁界を評価する点を
表わす。補正コイル（０，０）の理由は、磁石内
の磁界強度を調節することである。これが超導電
磁石では漂動することがある。 パラメータｒ，θ，φを持つ球面座標系をパラ
メータｘ，ｙ，ｚを持つ右廻りデカルト座標系に
組合せた場合が第２図に示されている。両方の座
標系の原点は磁石の円柱形中孔の中心である。ｚ
軸が磁石の中孔の中を軸方向に伸び、軸方向の中
心平面がｚ＝０にある。 磁石の中孔内の点Ｐは、原点Ｏから測つて半径
ベクトルｒを持つ。このベクトルの長さがｒであ
る。極座標の角度φがｒ−ｚ平面にあり、ｚ軸と
半径ｒの間の角度である。半径ｒをｘ−ｙ平面に
投影すると、ベクトルρが得られ、その長さは次
の式で表わされる。 ρ＝ｒ cos（90−θ）＝ｒ sinθ (2) 方位角φはｘ−ｙ平面にあり、ｘ軸とベクトル
ρの間の角度である。デカルト及び球面調和関数
の間の関係が次の式で表わされる。 ｚ＝ｒ cosθ (3) ｘ＝（ｒ sinθ）cosφ (4) ｙ＝（ｒ sinθ）sinφ (5) 磁界の作用を受けた時、シムによつて発生され
る磁界の中にある項が導入されない様にする為、
シムを位置ぎめする時は、ある対称性を用いる。
４個のシムは、ｚ＝０の磁石の軸方向中心平面に
対して軸方向に対称的に配置し、円柱形中孔の内
部に於ける磁石の各々の端での２つのシムの方位
方向の位置は180゜離れている。更に、磁石の一方
の端に於けるシムの方位方向の位置が、他方の端
に於ける方位方向の位置から90゜ずれている。シ
ムが円柱の内面に配置されるから、シムの方位方
向の範囲は、その円周方向の範囲と同じである。
（３，２）項を発生する為のシムが第２図に示さ
れている。（３，−２）項を発生する為には、全て
のシムを90゜の方位角だけ回転させ、数学的に正
の回転は、ｚ軸の正の方向を見る時時計廻りであ
る。（３，２）及び（３，−２）項の混合が、シム
方位方向に0゜及び90゜の間に回転することによつ
て得られるが、これは後で説明する。 上に述べた対称性により、シムによつて発生さ
れる調和関数項は、下記の調和関数の度数（ｍ）
では、下に示す様に偶又は奇の次数（ｎ）に減少
する。 度数ｍ 次数ｎ〓 ０ 偶 ２ 奇 ４ 偶 ６ 奇 ８ 偶 ： ： 設計の別の選択により、磁界の作用を受けた時
の４つのシムによつて発生される磁界から、ｍ＝
４の調和関数の度数を除くことが出来る。この選
択は、各々のシムの円周方向の範囲である。Δφ
を90゜にすると、ｍ＝４の項が去される。典型的
に要求される量の（３，２）及び（３，−２）項
を発生するシムによつて発生されるｍ＝６の項の
大きさは、一般的に無視し得る。減少すべき重要
な項は、ｎ４ではｍ＝４、ｎ＞３ではｍ＝２、
ｎ６ではｍ＝０の項である。決定すべきこの他
の値は、個々のシムの軸方向の位置及び幅であ
る。 この発明でシムの軸方向の配置を決定する時、
主な誤差項は所望の項に対して最小にした。汚染
となる主な３つの磁界が、補正コイル又は対称性
によつて減少することの出来ない（５，２）、
（６，０）、（８，０）項によつて発生される。こ
れらの３つの項の各々につき、10cmの一定の軸方
向の幅を持つシム装置、及び１cmの一定の軸方向
の幅を持ち、シムの軸方向位置に対して前に述べ
た対称性を持つシム装置を用いて、磁石の中孔を
中心として半径25cmの仮想の円上の最大値を評価
した。30ミル未満の妥当なシムの厚さを用いて、
5ppmと云う（３，２）項の典型的に要求される
強さを達成する為に、10cmの軸方向の幅を選ん
だ。 式(6)に示す関数ｆは、３つの「最低」の誤差項
の自乗の和（対称性又は補正コイルによつて制御
することが出来ないｎ及びｍの最低の自乗した
和）を表わす。 ｆ＝［（B^o ₆(25,0,0)²＋（B^o ₈(25,0,0)）² ＋（B² ₅(25,32.9,0)）²］／ B² ₃(25,54.7,0)）² (6) 関数ｆの引数はcm及び度数単位である。この関数
の小さい値は、最小自乗と云う意味で、３つの誤
差項の和を最小にする。シムの中心の軸方向位置
とシムの中心の極座標の角度に対する46cmの中孔
半径の場合の関数ｆのグラフが第３図に示されて
いる。横軸は、０乃至90cmであると共に、中心平
面の平側でシムの中心に対する極座標の角度は
90゜から27゜まで変化する。第３図は対称目盛であ
ることに注意されたい。このグラフは、46cmの中
孔半径の場合、58cmの平均軸方向位置の所で最小
値を持ち、この時の関数ｆは0.0044であと評価さ
れる。この発明のシムの配置は、シムの中心の極
座標の角度が設計通りの値にとゞまる様に、単に
シムの軸方向の位置を半径に合せた倍率にするこ
とにより、異なる半径の円柱形中孔にも使うこと
が出来る。極座標の角度に対する関数ｆの曲線の
形は、直径の異なる円柱形中孔で変化しない。 この発明及び従来の第１図の設計は、共に磁石
の中孔内の４個所に鋼片を持つている。２つの設
計のある幾何学的な特徴は同じである。何れの設
計でも、磁石のｚ＋側の端で、ある方位角φにシ
ムがあり、もう一方のｚ＋のシムがφ＋180゜に配
置され、磁石のｚ−側の端のシムはφ＋90゜及び
φ＋270゜にあつて、磁石の中心平面の何れの側で
も軸方向に同じ距離の所にある。第１図のシム
２，４，６及び８と、第２図のシム２１，２３，
２５及び２７は、下記の表に示す様に、軸方向の
位置及び円周方向の長さが異なる。

【表】 50cmの球上の1.5Tの磁界内に於けるppmで表
わした調和関数項は次の通りである。

【表】 OMTの設計では、（５，２）、（７，２）、（８，
０）及び（４，４）の成分が大きいことに注意さ
れたい。こう云う調和関数は補正コイルによつて
は表わされず、従つてシム作用が出来ない。この
為、（３±２）項を除去する時、OMTの設計で
は、この他のシム作用の出来ない項が発生する。
従つて、OMTの設計で、磁石の均質性に対する
正味の有利な作用は、その程著しくない。 この発明のシムは約66乃至68cmの軸方向の位置
を持ち、半径48cmの円柱形中孔を使う時、好まし
くは59cmの位置を持ち、極座標の角度は約30乃至
44゜、好ましくは約38゜である。極座標の角度は円
柱形中孔の特定の半径とは無関係である。第３図
は、関数ｆの約0.005と云う大きさを持つ極端な
谷を示している。シムを配置するのが望ましいの
はこの谷領域である。従来のシムは、円柱の半径
が46cmで極座標の角度が79゜の時、９cmの所にシ
ムがあるが、こゝではｆは約0.5である。従つて、
従来の設計に固有の汚染は、この発明の設計の７
％に較べて、約70％になる。従来の設計では、望
ましい（３，２）調和関数と同じ位の大きさの高
次の望ましくないシム作用の出来ない調和関数を
発生する。 関数ｆは良さの指数と見なすことが出来、その
値が小さいことは、比較的純粋なシムであること
を表わし、高い値であることは汚染のあるもので
あることを表わす。更に重要なことは、ｆの大き
さが、所望の（３，２）項の分数として、汚染す
る調和関数項の大きさを示していることである。
分子及び分母の両方を自乗するから、関数の値が
0.5であることは、汚染が約70％であることを示
す。汚染は、受動形シムを磁石の心内に配置した
後、補正コイルを用いて除去することが出来ない
高次の項が全てゞある。 第４図について説明すると、シムの円筒の半径
が46cmである場合、それと同等の極座標の角度に
対し、シムの中心の相異なる軸方向の位置に対
し、１cm及び10cmの軸方向の幅を持つシムについ
て、軸方向の幅１cm当たりの、１組のシムによつ
て発生されるガウス単位の（３，２）項のピーク
の大きさが示されている。シムの厚さは0.1であ
り、方位方向に90゜の角度を見込む。従来の設計
は、９cmの所に配置され、極座標の角度が79゜で
あるが、使うシムの分量に対し、より多くの
（３，２）調和関数を発生する。シム用鋼材から
一層大きなシムを製造する時のコストは限界的で
あり、30乃至44゜の極座標の角度、特に38゜で一層
大きいシムを使うこの発明の設計では、シム作用
を受ける磁石の全体的な均質性が大幅に改善す
る。 第２図の鋼製の４つのシムは何れも同じ球の半
径上にあつて、同じ方位角及び極座標の角度を見
込む。こうして見込む極座標の角度は、シムの軸
方向の幅の関数であり、好ましい実施例では、こ
の幅は６吋である（標準的な低炭素鋼のシム材料
の圧延幅）。この為、46cmの半径では、見込む極
座標の角度は7.1゜になる。第３図に示す様に、軸
方向の幅が１cmから10cmに変化しても、関数ｆの
値に実質的な影響はなく、従つて、軸方向の幅の
選択はシムの純度に余り影響がない。第４図は、
シムの幅が拡がると、所望の（３，２）調和関数
を発生する１cm当たりの効果が若干低下すること
を示している。

【表】 方位角φ及び極座標の角度θはシムのセンタに
対するものである。位相角φ_pが位置に含まれてい
ることに注意されたい。この位相角はシム作用を
しなければならない（３，２）及び（３，−２）
調和関数項の相対的な大きさの関数である。 各々のシムが見込む方位角Δφは変えることが
出来る。φ＝０のシムによつて発生される次数ｍ
の調和関数の大きさは、sin（mΔφ／２）に比例
する。ｍ＝２項を発生する様な適切な対称性を持
つシム装置は、ｍ＝４，６，８等をも発生する。
従つて、ｍ＝４の項が次に高次であり、従つて
（避けることの出来ないｍ＝０の項を除くと）汚
染としては最も大きい大きさを持つ。こう云う項
が、Δφ＝90では除去され、Δφ＝45では最大にな
る。上に述べた関係から、Δφ＝90の選択により、
所望のｍ＝２項の大きさは、sin（２（90）／２）＝
１として最大になることが判る。 第５図にはこの発明の別の実施例が示されてい
る。第２図の磁石と同じ寸法を持つ磁石３１の中
孔３３の中にシム４１，４３，４５，４７が示さ
れている。シム４１，４３，４５，４７の中心
は、夫々第２図のシム２１，２３，２５，２７と
同じ位置にある。第５図のシムと第２図のシムの
違いは、第５図の各々のシムが見込む方位方向の
角度Δφは、第２図のΔφが90゜であるのに対し、
66.4゜であることである。円周方向の範囲を縮小
した第５図のシムは兼合いである。この兼合い
は、主にシムの寸法と取扱いの便宜の為であり、
この１組のシムによつて発生されるｍ＝４の大き
さが、必要とされる（３，２）の典型的な量にと
つて問題にならないからである。ｍ＝４の全ての
項を除くことが不可欠であれば、第２図の実施例
に示す様に、90゜のΔφが選ばれる。第２図と同じ
く、軸方向中心線とシムの中心の間の極座標の角
度は約38゜にするのが好ましく、この角度は30乃
至44゜であれば受入れることが出来る。 磁石に第２図又は第５図の何れかの１組のシム
を使う為、方位方向の角度及びシムの厚さを決定
しなければならない。これが第６図のフローチヤ
ートに示す様に行なわれる。ブロツク５１の最初
の工程は、シム作用を行なう磁石内の磁界を決定
することである。この磁界は、磁石の中孔に中心
を合せた仮想の格子にわたる314個の点で測定す
る。この格子は、円柱形中孔の軸方向中心線と同
心の13個の円で構成され、円筒の中心平面の何れ
の側でも、13個の円が20cmにわたつて等間隔であ
る。１つの円がｚ＝０の円筒の中心平面にある。
各々の円は半径が15cmであつて、円に沿つて円周
方向に等間隔に、磁界を測定する24個の点があ
る。中心平面の両側の軸上20cmの所で、更に２点
を測定する。ブロツク５３で磁界データを解析し
て、各々の磁界測定点に於ける測定された磁界デ
ータを包括的に81個の調和関数項（０，０）乃至
（８，８）に最小自乗ではめ合せる。度数ｎは次
数ｍの絶対値より大きいかそれに等しくなければ
ならない。各項は、全ての調和関数項によつて発
生される磁界と、各々の磁界測定点に於ける測定
された磁界との間の差の自乗の和が最小になる様
に、測定データに合せる。 解かなければならない式を、これから述べる様
に、行列の形にする。その考えは、最小自乗とし
て見て、実際の磁界の形を最も厳密に近似する調
和関数の形の組合せを見つけることである。これ
は最小自乗誤差関数を最小にすることによつて行
なわれる。最初に、Ｔ個の磁界測定点r_tとＨ個の
調和関数項ｈを仮定する。ここでｔ＝１，２，…
…，Ｔであり、ｈ＝１，２，……，Ｈである。
各々の調和関数ｈは測定されるＴ個の点に於ける
値によつて表わすことが出来る。測定点r_tに於け
る各調和関数ｈによる磁界成分B_h（r_t）は該調和
関数ｈの強さC_hに線形に比例し、調和関数の形
に関係する特定の形でr_tに依存し、次式の様に表
わすことが出来る。 B_h（r_t）＝K_h（r_t）×C_h (7) こゝでK_h（r_t）は各調和関数ｈの単位当りの強
さにより点r_tに於いて生じる磁界の大きさを表わ
す関数である。誤差関数は、測定された磁界Ｂ
（r_t）と全ての調和関数による磁界との間の差の
自乗の和として表わすことが出来る。 Ｅ＝_T 〓^t=1 ｛Ｂ（r_t）−_H 〓^h=1 B_h（r_t）｝² (8) （式７）から調和関数の強さC_hに対する関数
の依存性を代入すると Ｅ＝_T 〓^t=1 ｛Ｂ（r_t）−_H 〓^h=1 K_h（r_t）C_h｝² (9) この最小自乗誤差関数を最小にするには、各々の
調和関数の強さの係数C_hでその微分を求め、そ
れを０と置く。この様なＨ個の微分を求めると、
その結果得られるＨ個の方程式は同じ形で次の様
に表わすことが出来る。 ∂E／∂C_j＝−２_T 〓^t=1 ｛［Ｂ（r_t）−_H 〓^h=1 K_t（r_t） C_h］K_j（r_t）｝＝０ (10) これらのＨ個の方程式を行列の形にすると、誤
差関数を最小にし、こうして最小自乗で測定デー
タに最もよいはめ合せとなる調和関数の強さC_jの
同時の解が得られる。 磁界全体の内の（３，２）及び（３，−２）項
の内容が判定ブロツク５５で検査され、1ppmよ
り大きければ、シムの厚さ及びシムの位相角をブ
ロツク５７で決定する。この発明のシムによつて
発生される（３，２）項の大きさは、0.1吋のシ
ムでは49.8ppmであり、シムの厚さの１ミル当た
り0.5ppmである。Ａが（３，２）項の大きさで、
Ｂが（３，−２）項の大きさであれば、４つのシ
ムの各々の厚さは次の式で表わされる。 厚さ＝（A²＋B²）／（0.5ppm／ミル） (11) 次に位相角φ_pはＡ及びＢの相対的な大きさによ
り、次の様に決定される。 α＝tan（−Ｂ／Ａ） (12) Ａ＞０であれば、φ_p＝90−α／２ (13) Ａ＜０であれば、φ_p＝−α／２ (14) （３，２）及び（３，−２）調和関数が判定ブ
ロツク５５で1ppm未満であると判ると、受動的
なシム作用は必要ではなく、ブロツク６１に達し
た時にそれ以上何もしない。 シムが必要であれば、ブロツク５７で決定した
通りに、適当な厚さのシムを適当な角度に配置
し、ブロツク６３で磁石の補正コイルを用いて、
磁石のシム作用をやり直す。受動形シムを所定位
置に置いて、調節済みの補正コイルを用いて、磁
界を再びブロツク６５を測定して、磁石の全体的
な非均質性を決定する。 以上、汚染となる高次の調和関数を発生せず
に、（３，２）及び（３，−２）調和関数項の任意
の組合せを作る簡単で信頼性のある手段を説明し
た。 この発明を幾つかの好ましい実施例について具
体的に図面に示して説明したが、当業者であれ
ば、この発明の範囲内で細部に種々の変更を加え
ることが出来ることを承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は円周形磁石の中孔の中に配置された、
（３，２）及び（３，−２）調和関数項を補正する
為の４つのシムに対して従来提案されている位置
を示す斜視図であり、円筒形磁石は輪郭を示して
ある。第２図は円筒形磁石の中孔の中にこの発明
の１実施例に従つて位置ぎめされた４つのシムの
斜視図であり、円筒形磁石は輪郭を示してある。
第３図は、対数目盛で表わした関数ｆの値（その
値の小さいことが望ましい）を円筒の軸方向中心
平面から１端へ向つて測定したシムの中心の位置
に対して２つの目盛で示すグラフであり、１つの
目盛は半径46cmの円柱形中孔に対する軸方向の位
置を示し、もう１つは円柱形中孔の中心からシム
の中心に対して測つた極座標の角度φを示してあ
る。第４図は、円筒の軸方向中心平面から１端に
向つて測つたシムの中心の位置に対し、幅１cm及
び10cmを持つシムの1.5Tの磁石の中孔内にある
半径25cmの球状の、ガウスで表わした軸方向のシ
ムの幅の１cm当たりの（３，２）調和関数のピー
クの強さを２つの目盛で示すグラフであり、一方
の目盛は半径46cmの円柱形の中孔に対する軸方向
の位置を示し、もう１つの目盛は円筒の中心から
シムの中心に対して測つた極座標の角度を示して
いる。第５図は円筒形磁石の中孔の中にあつて、
（３，２）及び（３，−２）調和関数項を補正する
この発明の別の実施例に従つた４つのシムの斜視
図で、円筒形磁石は輪郭で示してある。第６図は
特定のシム作用の補正に必要な厚さ及び方位方向
の回転量を決定する工程を示すフローチヤートで
ある。 主な符号の説明、２１，２３，２５，２７……
シム、３３……円柱形中孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円柱形中孔を持つ磁気共鳴磁石の磁界の
   （３，２）及び（３，−２）球面調和関数項の受動
   的なシム作用を行なうシム装置に於て、強磁性材
   料の４つのシムを有し、各々のシムは同じ寸法で
   あつて磁石の円柱形中孔に固定されており、各々
   のシムはその長さが幅よりも大きく、最初の２つ
   のシムは円柱形中孔の１端の近くで互いに直径上
   で向い合つた位置にあり、各々のシムの長さが円
   周方向に伸びており、最初の２つのシムの内の一
   方は、円柱形中孔の軸方向中心線と、円柱形中孔
   の中心及び該２つのシムの内の１番目のシムの中
   心を通る線の間に30乃至44゜の極座標の角度を作
   る様に配置されており、前記４つのシムの内の残
   り２つは、円柱の中心平面に対し、最初の２つの
   シムに対して対称的に位置ぎめされてから90゜回
   転した所にあるシム装置。 ２ 円柱形中孔の軸方向中心線と、円柱形中孔の
   中心及び前記２つのシムの内の１番目のシムの中
   心を通る線との間の極座標の角度が38゜である請
   求項１記載のシム装置。 ３ 各々のシムの円周方向の範囲が約90゜である
   請求項１記載のシム装置。 ４ 各々のシムの円周方向の範囲が約90゜である
   請求項２記載のシム装置。 ５ 各々のシムの円周方向の範囲が約66゜である
   請求項１記載のシム装置。 ６ 各々のシムの円周方向の範囲が約66゜である
   請求項２記載のシム装置。 ７ 円柱形中孔及び補正コイルを持つ超導電磁気
   共鳴磁石の磁界の（３，２）及び（３，−２）球
   面調和関数項の受動的なシム作用を行なうシム装
   置に於て、強磁性材料の４つのシムを有し、各々
   のシムは同じ寸法であつて磁石の円柱形中孔に固
   定されており、各々のシムは長さが幅よりも大き
   く、最初の２つのシムは円柱形中孔の１端の近く
   で互いに直径上で向い合つて配置されており、
   各々のシムの長さが円周方向に伸び、前記最初の
   ２つのシムの内の一方は、円柱形中孔の軸方向中
   心線と円柱形中孔の中心及び２つのシムの内の１
   番目のシムの中心を通る線との間に約30乃至44゜
   の極座標の角度を作る位置にあり、前記４つのシ
   ムの残り２つは円柱の中心平面に対して最初の２
   つのシムと対称的に位置ぎめされてから90゜回転
   した所にあるシム装置。 ８ 円柱形中孔の軸方向中心線と円柱形中孔の中
   心及び２つのシムの１番目のシムの中心を通る線
   との間の極座標の角度が約38゜である請求項７記
   載のシム装置。 ９ 各々のシムの円周方向の範囲が約90゜である
   請求項７記載のシム装置。 １０ 各々のシムの円周方向の範囲が約90゜であ
   る請求項８記載のシム装置。 １１ 各々のシムの円周方向の範囲が約66゜であ
   る請求項７記載のシム装置。 １２ 各々のシムの円周方向の範囲が約66゜であ
   る請求項８記載のシム装置。