JPH0490746A - 核磁気共鳴画像形成装置 - 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］ この発明は、複数の永久磁石ブロックからなる静磁界発
生装置と、その内部に設けられた傾斜磁場発生装置とを
具備する核磁気共鳴画像形成装置に関する。

［従来の技術］ 核磁気共鳴画像形成装置（ＭＲＩ）は、主静磁界中ｃｌ
かれたスピン及び磁気モーメントを持つ原子核が特定の
周波数の電磁波のみを共鳴的に吸収・放出する核磁気共
鳴（ＮＭＲ）を用いて人体等の断層画像を表示する装置
である。核磁気共鳴は下記に示す角周波数ω。で共鳴す
る。

ω０＝γＨ。

ここでＴは原子核の種類に固有の磁気回転比であり、Ｈ
ｏは磁場強度である。核磁気共鳴画像形成装置は均一な
静磁場発生装置とその内部に設置される傾斜磁場発生装
置とによる磁界中で、高周波コイルからの電磁波を被検
体に照射し、上記角周波数で共振させ、放出される電磁
波から例えばフーリエ変換等で画像に変換して表示する
。

ＭＲＩは静磁場強度Ｈ０がそのまま画像情報に影響する
ため、静磁場はｐｐ＋ｍオーダーの均一性が要求されて
いる。また、磁界発生装置は超伝導コイルを用いたもの
、常伝導コイルを用いたもの、永久磁石を用いたものが
知られており、このうち永久磁石型は磁界発生のための
電力が不要であり、運転経費が安く、設置スペースが小
さ・（で良いなどの利点を有している。

永久磁石を用いて均一な磁界空間を得ようとする従業は
種々なされており、例えば、米国特許第４．４９８．０
４８号及び４，５８０．０９８号明細書には、複数個の
異方性永久磁石が環状に設置された複数個のリングより
なる磁界発生装置が示されている。この磁界発生装置は
磁気ヨークが不要であり、小型化できるという大きな利
点を有している。

しかし、上記の装置では、永久磁石の加工精度や組立精
度、永久磁石自体の不均一によって、装置を組み立てた
後に磁界調整を行う必要がある。

この調整は例えば、各永久磁石ブロック（上記米国特許
ではセグメントとよんでいる）を軸線上に沿って移動さ
せたり、径方向に移動させたりして行う。さらに、この
永久磁石ブロックのリングよりなる磁界発生装置は特開
昭６３−２２６００９号公報に示すように磁界の不均一
、特に高調法の不均一を補正するために上記磁界発生装
置内に複数の永久磁石小片を配置している。この公報に
よると、磁界の乱れに応して永久磁石小片の大きさ、す
なわち磁界強度及び磁界方向を決定し、その大きさ及び
方向に基づいて永久磁石小片を保持板に固定しでいた。

例えば第８図に示すように複数の永久磁石ブロック１１
よりなるリングの内周面と、グラジェントコイル（図示
せず）を含むチューブ１２との間に非磁性の保持体１３
を設け、その保持体１３に永久磁石小片１４を設置して
、磁界を均一にしていた。

以上のような均一な磁界を発生させる磁界発生装置の内
部に、傾斜磁場を発生させる、例えばグラジェントコイ
ルを有するチューブ１２を設置し、そのグラジェントコ
イルの内部に被検体が挿入されるようにヘッドが磁界発
生装置に隣接して設置されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

先に述べたように特開昭６３−２２６００９号公報では
永久磁石小片及びその保持体を、グラジェントコイルと
静磁界発生装置との間に設置していた。このため、永久
磁石小片による磁界の調整は以下のような手順で行って
いた。

まず、磁界を測定し、次にヘットを取り除き、グラジェ
ントコイルを取り出す。このグラジェントコイルが例え
ば円柱状のチューブに設けられている場合には、そのチ
ューブを取り出す。更に、永久磁石小片を保持する保持
板を取り出して、永久磁石小片を、前記測定に基づいて
保持板に設置する。組立は上記手順の逆を行うが、グラ
ジェントコイル及びベンドの位１合わせ、例えば軸中心
の合わせは被検体の観測画像に大きな影響を与えるため
に、精度よく位置合わせする必要があり、非常に手間が
掛かっていた。

また、一般に磁石は温度係数を有し、磁界調整時にカバ
ーやチューブを取り除くことによって永久磁石の温度分
布が変化するため、この温度分布が元の状態に戻るまで
待機する必要があった。例えば、フェライ）！石は温度
係数が−０，１８％であり、温度が０．３°Ｃ部分的に
変化すると磁界強度は５４０ｐｐｍ変化してしまう。従
って数十ｐｐｍの均一性を得る必要がある磁界発生装置
において、磁界の調整は事実上困難となる。、二のため
、ＮＭＲ信号の測定時の定常状態の温度になるまで待つ
必要があり、例えば数時間が必要であった。

この発明は、以上の点に鑑み、磁界調整の手順を大幅に
削減しつつ、核磁気共鳴信号に影響のない静磁界均一化
手段を有する核磁気共鳴画像形成装置を提供することを
目的とする。

（課題を解決する為の手段） この発明は、複数の永久磁石ブロックからなる静磁界発
生装置と、この静磁界発生装置の内部に設けられた傾斜
磁場発生装置とを有する核磁気共鳴画像形成装置におい
て、前記傾斜磁場発生装置の内部に設置され、非磁性の
絶縁体からなる保持体と、この保持体に保持された複数
の永久磁石小片とを具備する静磁界均一化手段を有する
ことを特徴とするものである。

換言すれば、複数の永久磁石小片と、これら複数の永久
磁石小片を保持する保持体とからなる静磁界発生装置の
静磁界均一化手段を例えばグラジェントコイルのような
傾斜磁場発生装置の内部に設置する。保持体を設置する
にあたっては、測定空間の磁界に影響がないような非・
磁性で、好ましくは電磁波のエネルギーの損失のないよ
うに誘電圧接ｔａｎδ≦０．００５の絶縁体であるよう
に保持体の材料を選択する。

〔作　用］ この発明の構成により、磁界調整時に磁界発生装置の温
度特性に影響がなくなり、また、ヘッド等の装置を移動
することがなく、複雑な手順を必要としない磁界調整が
可能となる。

〔実施例〕

以下に、図面を参照して、この発明の詳細な説明する。

第１図及び第２図は、この発明の核磁気共鳴画像形成装
置の外観を示す図である。カバー１７の内部に磁界発生
装置１８が設置されており、磁界発生装置１８内の円柱
状空間】９内に、被検体が導入されるようにヘッド２１
が設置されている。

第３図及び第４図はこの発明の要部である磁界発生装置
１８の具体例を示す。この例においては、８個の永久磁
石ブロック１１をリング状Ｓこ配置−でリング状磁石２
２を構成している。各永久磁石ブロック１１はフェライ
ト系の磁石が用いられ、台形柱状をしており、複数の永
久磁石ブロック１１を用いてリング状に形成することが
できる。リング状磁石が複数個用いられる場合には、複
数のリング状磁石がリング軸線に沿って配置される。

この実施例ではリング数は３である。永久磁石ブロック
１１の間には非磁性体のスペーサ２４が介在され、外周
面に非磁性体の保護部材２５が接着されている。

リング状磁石の内側には非磁性体で絶縁体のチューブ２
６が設けられており、このチューブ２６にグラジェント
コイル（図示せず）が設けられている。このチューブ２
６の内壁には保持体２７が設けられている。保持体２７
の材料としては非磁性の絶縁体であり、好ましくは誘電
正接ｔａｎδがＩ　ＭＨｚで０．００５以下のものがよ
く、例えば、ポリエチレン、フン素糸樹脂等も用いるこ
とが出来るが、加工性・強度のよいポリフェニレンオキ
サイドが良い。

第５図はチューブ２６と保持体２７とを示す図である。

この例では保持体２７は円柱状のチューブ２６の内壁に
密着して設けられている。保持体２７は９０°の円弧状
の断面を有し、４つの保持体２７で円周を形成すること
ができる。ただし、全周に保持体２７を設ける必要はな
く、チューブ２Ｇの一部に保持体２７を設けてもよい。

第６図及び第７図に保持体２７の詳細な図面を示す。保
持体２７の内面には軸方向に沿った溝２８が周方向に配
列形成されており、この溝２８内に永久磁石小片２９が
任意に正大配置されるようになっている。即ち、選択さ
れた溝２８内に複数の永久磁石小片２９が所定の位置に
配置される。永久磁石小片２９は例えばフェライト系の
永久磁石でよ（、−辺が例えば２〜８ｍの立方体や直方
体であり、非磁性体、例えばポリカーボネイトの樹脂ケ
ースで被覆されて使用される。その樹脂ケースの外形は
、永久磁石小片２９が上記の場合例えば１０ｍの大きさ
を有する直方体であり、すべての樹脂ケースは外形寸法
を同一とすることが／Ｒ２Ｂへの取付は上好ましい。保
持体２７の円弧外側にはチューブ２６と位置合わせが出
来るように突起３１が設けられており、チューブ２６の
凹部（図示せず）とで位置合わせすることができる。こ
の四部は１ケ所設ければすべての保持体２７の位置合わ
せが可能であるが、２〜４ケ所設ければそれぞれの保持
体２７の位置合わせが節単に行うことができる。

また、永久磁石小片２９を設置したのちに溝２８の上部
に蓋３２をネジで、保持体２７のタップ３３に固定する
。

磁界の調整は保持体２７を取り外すのみで行うことが出
来る。特開昭６３−２２６００９号公報に示されている
ように、まず磁界を測定して乱れを求め、シミングベク
トルΔＲを求める。シミングベクトルΔＲに対応して、
所定の大きさの永久磁石小片２９を保持体２７の溝２８
の所定の位置に挿入し磁界の微調整を行う。次に、保持
体２７をチューブ２６に設置し、再び磁界を測定して所
定の均一性が得られていなければ、再び永久磁石小片に
より磁界の調整を行う。この際、チューブ２６を取り外
さないので、チューブ２６を′取り外すことによる温度
変化が起こらず、温度が元の状態二二なるのを待ったり
、ヘッド２１を移動させたりしないので、位置調整をし
たりする手間が省け、短時間に磁界調整を行うことが出
来る。

〔発明の効果］ 以上述べたように、この発明によれば、静磁界均一化手
段が傾斜磁場発生装置内に設けられているため、磁界調
整の度にグラジェントコイル等の傾斜磁場発生装置を取
り外したりする必要がなく、温度分布を乱したりしない
ので、温度変化の復帰時間を待つ必要がなくなり、短時
間に磁界調整を行うことが出来る。同様に病院等の・よ
うな核磁気共鳴画像形成装置の設置空間が制限されたり
、周辺の磁性体により磁界が影響を受けるような場所で
も、画像形成時の環境で簡便に磁界調整を行うことがで
きる。

また、従来に比べ、永久磁石小片が測定空間に近いため
、測定空間に対する磁束調整能力が向上し、磁場の補正
に必要な永久磁石小片の量（大きさ、数）が軽減できる
。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の核磁気共鳴画像形成装置の側面図、
第２図はその正面図、第３図はその静磁界発生装置の軸
方向断面図、第４図は第３図の側面図、第５図はその保
持体の拡大正面図、第６図は１個の保持体の平面図、第
７図はその側面図、第８図は従来の磁界発生装置の保持
体部分を示す正面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の永久磁石ブロックからなる静磁界発生装置
   と、その静磁界発生装置の内部に設けられた傾斜磁場発
   生装置とを有する核磁気共鳴画像形成装置において、 前記傾斜磁場発生装置の内部に設置され、非磁性絶縁体
   からなる保持体と、その保持体に保持された複数の永久
   磁石小片とを具備する静磁界均一化手段を有することを
   特徴とする核磁気共鳴画像形成装置。