JPH07250819A - 受動的にシムを施された側方接近画像形成磁石 - Google Patents

受動的にシムを施された側方接近画像形成磁石

Info

Publication number
JPH07250819A
JPH07250819A JP4355359A JP35535992A JPH07250819A JP H07250819 A JPH07250819 A JP H07250819A JP 4355359 A JP4355359 A JP 4355359A JP 35535992 A JP35535992 A JP 35535992A JP H07250819 A JPH07250819 A JP H07250819A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shim
magnetic field
magnet
passive
shims
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4355359A
Other languages
English (en)
Inventor
Mark Ernest Vermilyea
マーク・アーネスト・ヴァーミリア
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JPH07250819A publication Critical patent/JPH07250819A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/387Compensation of inhomogeneities
    • G01R33/3873Compensation of inhomogeneities using ferromagnetic bodies ; Passive shimming
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/3806Open magnet assemblies for improved access to the sample, e.g. C-type or U-type magnets

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 側方接近MR(MRT)磁石用の受動シムを
得ることである。 【構成】 この種のそのような構造は、一般に、従来の
受動シムセットよりも多くの磁界の形を生ずる。これに
より磁石の潜在的な調整可能性を高め、受動シムセット
が均一性仕様内の広い範囲の可能な磁界を生じさせるよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は側方接近磁気共鳴MR磁
石のための受動シムに関するものである。この種のその
ような構造は、一般に従来の受動シムセットより大きい
磁界の形を発生する。このことは磁石の潜在的な調整可
能性を増大し、受動シムセットは一様な仕様の磁界のよ
り広い分布をもたらす。
【0002】
【従来の技術】典型的には人体の体積にわたって数ppm
のオーダーの厳しい磁界の一様性要求を満たすために、
従来のMR磁石は磁界を修正する何らかの方法を必要と
する。これは適切なMR画像を発生するために必要であ
る。それらの方法は、電磁コイルによる能動シム、およ
び戦略的に置かれたある種の強磁性物質片による受動シ
ム、の2つのモードに基本的に限定される。能動シムは
超電導性または抵抗性のいずれかにできる。
【0003】従来、MR磁石は液体ヘリウム中で動作す
るニオビウム=チタニウム超電導体を用いて製造されて
いた。そのような磁石技術は超電導修正コイルでシムす
るのに理想的に適している。というのは、それらを液体
ヘリウム・デュワーの中に置いて、永久的なモードで動
作させられるからである。この技術では磁石を1回シム
すると長期間調整なしに放置できる。冷却されている磁
石の場合には、超電導修正コイルを使用することには問
題がある。というのは、ニオビウム=スズ超電導体にお
いて確実な持続電流動作を行わせる技術はまだ完全には
実用化されていないからである。修正コイル電流が時間
的にドリフトしたとすると、磁界が一様でなくなり、そ
のために仕様から外れる。抵抗性修正コイルも選択でき
るが、常に接続される多くの(18台まで)電源と、抵
抗熱を除去するために水冷を必要とするから、これはあ
まり好ましくない。
【0004】受動シム法は、超電導修正コイルまたは抵
抗性修正コイルより少ない部品、低いコスト、およびシ
ムを行う時間の増大が潜在的に非常に小さくて実施でき
る。ある種の内部シム技術が、本願出願へ譲渡された、
「MR磁石用受動シム組立体(Passive Shi
mming Assembly for MR Mag
net),という名称の米国特許第4,698,611
号(’611特許)に記載されている。その技術はいく
つかの磁石設計で証明されているが、全長円筒孔を有す
る磁石のみである。上記 ’611特許においては、磁
石孔の全長に沿って円筒からカットされた弧状ガラス繊
維パネルであって、シム・パケットを取付けられるいく
つかの引出しを、シム付着操作がくり返し行われるにつ
れて、シムの再配置のために磁石孔から引出すことがで
きる。それらのシムは軸線方向の長さが一定で(典型的
には約2.5cm(約1インチ))、円周方向の張りが一
定であり(典型的には約20度)、厚さが種々である弧
状の低炭素鋼片であり、それから、任意の許容軸線方向
および方位方向場所で、任意の厚さのシムを構成でき
る。シムを付着する手順は、磁界を測定し、各許容場所
におけるシムの厚さを予測し、シムを孔の中に入れ、磁
界を再び測定し、各場所における厚さの変化(典型的に
は既存のシム厚さのほんの一部)を予測することで典型
的に構成される。磁界が仕様内になるまでこの作業をく
り返す。
【0005】不幸なことに、理想的なコイル位置の予測
される妥当な乱れを生じさせられることがあるいくつか
の磁界は、内部受動シムだけでは求められている仕様内
へシムを施すことはできない。その理由は、内部受動シ
ムが生ずることができる磁界の形が限られ、しかも、磁
界の修正には、内部シムが低温槽の間のスペース内にあ
る時だけ、それらのシムにより生ずることができる磁界
の形を必要とするからである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このことから、低温槽
の半分の間の領域の使用を避けながら、数が増えた磁界
の形を提供する、側方接近MR(MRT)磁石用の受動
的にシムを施す組立体が求められている。本発明の目的
は、以下の説明から当業者にとって明らかな態様でそれ
らの需要を充たすことである。
【0007】
【課題を解決するための手段】一般的にいえば、本発明
は、主磁界コイルと、互いに所定距離だけ離れて配置さ
れ、第1の側方と第2の側方をおのおのが有する少なく
とも2つのトロイドを有する低温槽と、各前記トロイド
の第1の側方と第2の側方の上にほぼ配置される複数の
受動シム場所とを備える受動的シムを施される側方接近
画像発生磁石を提供することにより、それらの需要を充
たすものである。
【0008】ある好適な実施例においては、第1の側方
と第2の側方はそれぞれ低温槽の孔と外径とである。ま
た、外部受動シムを外径へ固着することも好ましい。最
後に、内部受動シムは孔から除去することができる。別
の好適な実施例においては、本発明により、達成される
磁界の形を増すことができ、バックアップ法として修正
コイルに頼ることなしに、側方接近磁石にシムを施すこ
とができる。
【0009】本発明の好適な受動シム磁石により、組立
および修理が容易、磁界の形の増大、経済的、安定性
大、耐久性大、画像発生ボリュームの不均一性低下、安
全のための高い強度等の利点が得られる。実際に、多く
の好適な実施例においては、磁界の形や不均一性という
ような要因は、MR磁石用の従来のシムを施される組立
体で達成されるものよりもかなり高い程度に最適にされ
る。
【0010】
【実施例】受動的にシムを施されたMRT磁石2が示さ
れている図1を参照する。この磁石2は通常の側方接近
低温槽4を含む。この低温槽は、従来の超電導コイル
6,8,10と、主磁界5と、1組の外部受動シム場所
12と、1組の内部受動シム場所14と、画像ボリュー
ム16とを有する。シム場所12と14は、従来の受動
シム13と15をそれぞれ低温槽4の上に置くことがで
きる場所を示す。シム13,15は ’611特許にお
ける受動シムと同様に構成することが好ましい。
【0011】本発明の要点は、孔内の場所(内部受動シ
ム15)へ、低温の外径上の場所(外部受動シム13)
を付加することである。外部シム13により発生された
磁界の形18は、図2に示すように、内部シム15によ
り発生された磁界の形20とは大きく異なる。矢印Aの
向きに沿う軸線方向で、矢印Cの向きに沿う磁界5の向
きとは逆の向きに磁化され、したがって矢印Bの向きに
沿って、内部シム15により発生された磁界の向きとは
逆の向きに外部シム13が磁化されるという事実によ
り、ほぼ「負」の強さの1組のシム場所が得られる。そ
れが欠けていたことが従来の受動シム組立体の欠点であ
った。修正コイルについては、電流を逆にできるが、受
動シム13,15に対しては、磁化は固定された向きで
あって、主コイルの磁界に従う。シム15を低温槽4の
外径上に置くことができることによる利点は、シム15
の磁化が、孔の中のシム13の磁化とは軸線方向逆向き
である、という事実にある。
【0012】次に、トロイド形低温槽4の半分が示され
ている図3を参照する。とくに、低温槽4は外部シム1
3と内部シム15を含む。シム13はガラス繊維板24
へ固着された強磁性体片を含むことが好ましい。シム1
3が受ける力に応じて、シム13は低温槽4の外側へす
べることができるようにして取付けることができ、ある
いは固定できる。シム15はシム13とほぼ同様に構成
され、強磁性体片26とガラス繊維板28を含む。シム
15は、’611特許の内部シムとほぼ同様にして、低
温槽4のコアへすべることができるようにして取付けら
れる。
【0013】このやり方の効果の証明は、与えられた許
容シム場所セットと与えられた初期磁界とに対して、磁
界の不均一性を与えられたレベルまで低下させるため
に、最適シム厚さを決定するために線型計画法(LP)
を用いる、従来の受動シム法ソフトウェアの試験結果に
ある。本願出願人の所有する、「磁気共鳴磁石に受動的
にシムを施す方法(Method of Passiv
ely Shimming Magnetic Res
onance Magnet,)」という名称の米国特
許第4,771,244号(’244特許)にそのよう
な従来のソフトウェアが記載されている。内部シム15
のみ、または内部シムと外部シム13の両方で、求めら
れている均一性レベルまでMRT磁石2にシムを施す可
能性の決定にはいくつかのやり方が用いられる。
【0014】第1に、磁石2で発生できるいくつかの磁
界が初期(「処女」)磁界として与えられ、好ましくは
’244特許に記載されているプログラムが、MRT
磁石2の低温槽の孔の中の内部シム場所だけを用いるこ
とを許される。直径30cmの球面の表面をカバーする3
14点磁界マップ上で典型的に求められている3ppmの
不均一性がそのプログラムへ与えられる。実際には、こ
のボリュームを7ppmまでシムしたいが、全ての非理想
的なものを考慮した時は、磁石2を希望のレベルまで実
際にシムするためには2倍またはそれ以上の「安全」係
数を求めることが好ましい。
【0015】従来の遮へいされていない何個かの磁石か
らと、従来の遮へいされている何個かの磁石から測定さ
れた磁界にLPプログラムを適用した。遮へいされてい
ない全ての磁界はシム可能であったが、遮へいされてい
る磁界は、内部シムの切り捨てられたセットではいずれ
も求められている不均一性へ到達できるようにはできな
かったことが判明した。孔全体に沿う受動シムの全セッ
トが従来の遮へいされた磁石にシムするために利用でき
るようにされると、求められている不均一性が達成され
た。これは、切り捨てられた内部シムだけが本発明の3
ppm 目標を達成できるという性能について、いくらかの
疑いを生じさせる。
【0016】他の種類のMR磁石からの実際の測定され
た磁界を用いることは有用であるが、磁石主コイル6,
8,10は、ともに6コイル、円筒形低温槽磁石である
従来の遮へい磁石および非遮へい磁石における空間位置
とは、ものすごく異なる空間位置にある。本発明により
発生された磁界は従来の磁石で発生されたものとは異な
る形を有するから、本発明の磁界を用いるある研究を示
す。主コイル6,8,10の理想的な磁界は3ppm より
十分下の一様性を有するから、通常の擾乱解析が主コイ
ル場所に適用される。その解析においては、主コイル
6,8,10は種々のモードで変形されている、または
空間的に変位されていると仮定した。これは製造中に実
際に起こりがちである。その結果としての磁界の誤差を
決定し、シムを施す必要があるサンプル処女磁界として
理想的な磁界に重畳した。
【0017】適用された従来の主コイル擾乱は、1つの
主コイル(軸対称性を維持し、誤差として軸対称磁界調
波を生ずる)の軸方向および半径方向のオフセットと、
主コイルの循環性を維持する1つの主コイルの横方向変
位と、主コイルの軸線を磁石の中心に維持する1つの主
コイルの長円化とを含んでいた。それら従来の擾乱によ
り発生された磁界は、12〜300ppm (変形のモード
と大きさにより異なる)の範囲の初期の磁界不均一度か
ら求められている3ppm の磁界の不均一度まで修正する
ことは、内部受動シム15だけではシムできず、達成可
能な均一度は7〜100ppm であることが判明した。
【0018】2つの低温槽4のおのおのの外径に外部シ
ム場所12をいくつか付加することにより、それらの同
じ擾乱を受けた磁界をあらゆる場合に3ppm の仕様まで
シムできた。許容シムセットに対するこの変更も、切り
捨てられた内部セットではシムできなかった従来の遮へ
いされた磁界についてもテストした。その結果、それら
の磁界も3ppm 仕様までシムできることが判明した。そ
れらのテストで用いた許容軸線方向シムの数は、(7)
各低温槽半分における内部シム場所14、(6)Z+低
温槽半分における外部シム場所12、(5)Z−低温槽
半分における外部シム場所12、であった。許容方位場
所の数は12であった(図3参照)。外部シムに対する
軸線方向場所12の数が非対称的である理由は、単に、
LPプログラムが25個の許容シム場所に対して作成さ
れており、そのうちの11個が低温槽の半分の間のスペ
ースにより除外されているためである。そのスペースは
典型的には側方接近MR磁石により形成される。したが
って、それらの11個のシム場所は外部シム場所12へ
割当てられ、そのうちの6個が低温槽の一方の半分へ割
当てられ、5個が別の半分へ割当てられる。Z−低温槽
半分へ6個のシム場所を付加すると、達成可能な均一性
に対しておそらく小さい有利な影響を及ぼすであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の利用可能および利用不能な内部受動シ
ム場所および外部受動シム場所の略図である。
【図2】本発明の内部と外部の受動シムの磁化と、それ
らのシムにより発生された磁界の略図である。
【図3】引出しの上に配置されている内部シムと、外部
シムとを示す1つの低温槽の斜視図である。
【符号の説明】
2 MRT磁石 4 低温槽 6,8,10 コイル 12,14 シム場所 13,15 シム 22,26 強磁性体片 24,28 ガラス繊維板

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主磁界コイルと、 互いに所定距離だけ離れて配置され、第1の側方と第2
    の側方をおのおのが有する少なくとも2つのトロイドを
    有する低温槽と、 各前記トロイドの第1の側方と第2の側方の上にほぼ配
    置される複数の受動シム場所と、を備える受動的にシム
    を施された側方接近画像形成磁石。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の磁石において、前記トロ
    イドの前記第1の側方は、 低温槽孔、を更に備える磁石。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の磁石において、前記複数
    の受動シム場所は、 所定数の前記シム場所に配置される内部シム、を更に備
    える磁石。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の磁石において、前記複数
    の受動シム場所は、 所定数の前記シム場所に配置される外部シム、を更に備
    える磁石。
  5. 【請求項5】 請求項3記載の磁石において、前記内部
    シムは各前記トロイドの前記第1の側方の上に滑ること
    ができるようにして配置される磁石。
  6. 【請求項6】 請求項4記載の磁石において、前記外部
    シムは各前記トロイドの前記第2の側方へ固着される磁
    石。
  7. 【請求項7】 請求項1記載の磁石において、前記磁石
    は、 磁界の形が前記受動シム場所の間で変化するような磁界
    の形、で更に構成される磁石。
  8. 【請求項8】 請求項3記載の磁石において、前記内部
    シムは第1の軸線方向に磁化される磁石。
  9. 【請求項9】 請求項4記載の磁石において、前記外部
    シムは第2の軸線方向に磁化される磁石。
JP4355359A 1991-12-19 1992-12-21 受動的にシムを施された側方接近画像形成磁石 Pending JPH07250819A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US81004991A 1991-12-19 1991-12-19
US810,049 1991-12-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07250819A true JPH07250819A (ja) 1995-10-03

Family

ID=25202844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4355359A Pending JPH07250819A (ja) 1991-12-19 1992-12-21 受動的にシムを施された側方接近画像形成磁石

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPH07250819A (ja)
GB (1) GB2262611A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001019242A1 (fr) 1999-09-16 2001-03-22 Hitachi Medical Corporation Aimant ouvert pour irm

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2276945B (en) * 1993-04-08 1997-02-26 Oxford Magnet Tech Improvements in or relating to MRI magnets
US5545997A (en) * 1994-05-13 1996-08-13 Bruker Analytische Messtechnik Gmbh Therapy tomograph with homogeneity device
DE4416907C1 (de) * 1994-05-13 1995-09-07 Bruker Analytische Messtechnik Therapietomograph mit Homogenisierungseinrichtung
US5696476A (en) * 1995-07-31 1997-12-09 General Electric Company Open architecture magnetic resonance imaging superconducting magnet assembly
EP0770883B1 (en) * 1995-10-23 2004-04-07 General Electric Company Cryogenic-fluid-cooled open MRI magnet with uniform magnetic field

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63272335A (ja) * 1986-11-18 1988-11-09 Toshiba Corp 磁気共鳴イメ−ジング装置
JPH01196802A (ja) * 1988-02-02 1989-08-08 Fuji Electric Co Ltd 常電導マグネット
JPH01254154A (ja) * 1988-04-01 1989-10-11 Toshiba Corp 磁界補正装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8419763U1 (de) * 1984-07-02 1986-03-20 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Kernspin-Tomographiegerät
JPH04328477A (ja) * 1991-04-30 1992-11-17 Mitsubishi Electric Corp 電磁石装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63272335A (ja) * 1986-11-18 1988-11-09 Toshiba Corp 磁気共鳴イメ−ジング装置
JPH01196802A (ja) * 1988-02-02 1989-08-08 Fuji Electric Co Ltd 常電導マグネット
JPH01254154A (ja) * 1988-04-01 1989-10-11 Toshiba Corp 磁界補正装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001019242A1 (fr) 1999-09-16 2001-03-22 Hitachi Medical Corporation Aimant ouvert pour irm
US6856223B1 (en) 1999-09-16 2005-02-15 Hitachi Medical Corporation Open-type magnet device for MRI

Also Published As

Publication number Publication date
GB9225530D0 (en) 1993-01-27
GB2262611A (en) 1993-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5485088A (en) Therapy tomograph with homogeneity device
US10185019B2 (en) System for magnetic field distortion compensation and method of making same
US7567083B2 (en) Superconductive magnetic apparatus for magnetic resonance imaging unit
US5359310A (en) Ultrashort cylindrical shielded electromagnet for magnetic resonance imaging
JP3615119B2 (ja) 磁極片付き超伝導マグネット用の装置および方法
US7439836B2 (en) Magnetic field generating apparatus for magnetic resonance imaging
WO2015189786A1 (en) Transportable magnetic resonance imaging system
US6529005B1 (en) Device for homogenizing a magnetic field
WO1997025726A1 (fr) Dispositif magnetique supraconducteur et dispositif d'imagerie rmn l'utilisant
US7135948B2 (en) Dipole shim coil for external field adjustment of a shielded superconducting magnet
US5345208A (en) Pole face design for a C-shaped superconducting magnet
JPS6247349A (ja) 磁気共鳴イメ−ジング装置
US7212004B2 (en) Multi-layer magnet
US5414399A (en) Open access superconducting MRI magnet having an apparatus for reducing magnetic hysteresis in superconducting MRI systems
US6853281B1 (en) Magnet apparatus and mri apparatus
US4656447A (en) Superconducting filter coils for high homogeneity magnetic field
US5545997A (en) Therapy tomograph with homogeneity device
JP4179578B2 (ja) 開放型超電導磁石とそれを用いた磁気共鳴イメージング装置
JPH07250819A (ja) 受動的にシムを施された側方接近画像形成磁石
EP0210289B1 (en) Superconducting filter coils for high homogeneity magnetic field
US5521571A (en) Open MRI magnet with uniform imaging volume
US9778334B2 (en) Magnetic shimming and magnet arrangements
CN109712773B (zh) 一种极高场核磁共振超导磁体
US6504461B2 (en) Open magnet with recessed field shaping coils
US20070262776A1 (en) Magnetic Resonance Imaging Magnet Assembly System with Improved Homogeneity

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19960514