JPH0586059B2 - - Google Patents

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一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一
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
磁石のコスト及び複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
ることによつて行なわれる。その後、所望のレベ
ルの磁界の一様性が補正コイルによつて達成され
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つて
配置することが出来なければならないし、この集
成体は頑丈であつて、磁石の極低温槽に対して正
確に基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
ム担体を取付け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つて、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つた通路材の
間に摺動自在に取付ける。磁束を通す材料の弓形
のストリツプの複数個のスタツクが、各々の抽出
しに着脱自在に固定される。このストリツプは円
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 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寸のス
テンレス鋼で、両端を一層厚手の炭素又はステン
レス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つて軸方向に伸びてい
て、中孔の内部に沿つ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つ
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つて軸方向に伸び
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。縁は中孔から隔たつてい
る。レールは補強プラスチツク積層板を加工する
ことによつ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445260号に記載されて
いる。

米国特許第4698611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。こゝでこの米国特許を引用する。抽出
しは弓形であつて、実質的に磁石の中孔の軸方向
の長さにわたつて伸びる。抽出しは隣合つた２つ
のレールの間に着脱自在に取付けられ、隣合つた
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、一旦磁石内に取付けられた
時、環状端板に固定されたブロツク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イ
スを介して、連続的なフイ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つて、抽出しを作
つてもよい。

シム作用を行なう強磁性ストリツプ１７が、抽
出し１５内に予め穿けた孔２１に固定される。強
磁性ストリツプは、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
ツ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、後でシムを取付け易くするこ
とが出来る。

鋼製シムは、各々のスタツ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、プラスチツク積層体で作ることが出来、或い
は厚さ、従つ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
像用の磁石にとつて好ましい。厚さ0.06寸のアル
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、正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2.0T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２５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つて中孔に
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、中孔の内側に沿つて円周
方向に等間隔で、中孔の長さに沿つて軸方向に伸
びるが、縁は更に半径方向に伸びて、レールと同
じ長さにわたつて伸びながら、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
が入つていない。取付け場所で、２番目の１組の
抽出しを使つて、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300ppm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、製造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
発明に従つて、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持していることを示す。
第２図は第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つて、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。 主な符号の説明、５……磁石、１１……案内レ
ール、１５……抽出し、１７……強磁性ストリツ
プ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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つていて円周方
   向に等間隔で、軸方向に伸びる複数個の案内レー
   ルと、隣合つ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
   ツプの複数個のスタツクとを有する受動形シム集
   成体。 ２ 前記磁束の通す材料の弓形のストリツプが異
   なる飽和磁化を持つストリツプから成り、飽和磁
   化の小さい方のストリツプは、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 前記磁束を通す材料のストリツプが鋼及びニ
   ツケルのストリツ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 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
   直結になつ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つて支
   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ツプの
   複数個のスタツクを含む受動形シム集成体。