JPH0775626A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁気共鳴イメージング装置において、傾斜磁場
発生装置を駆動させたときに、静磁場発生装置に含まれ
る導電体に発生する渦電流の打消しコイルを精度よく行
うことを目的とする。 【構成】導電体を有する静磁場発生装置と前記導電体に
近接して配置された傾斜磁場発生手段と前記導電体と前
記傾斜磁場発生手段との間に前記傾斜磁場発生手段が発
生する磁場と逆方向の磁場を発生する手段を備えた磁気
共鳴イメージング装置において、傾斜磁場コイル２２の
コイル電流と打消しコイル３０のコイル電流の比率を可
変する手段８２および前記導電体内の交番磁界を検出す
る手段７２を設ける。 【効果】上記構成により、傾斜磁場発生手段により導電
体付近に発生する磁場を精度良く打消すので、導電体に
発生する渦電流を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴イメージング
装置（以下、ＭＲＩ装置と略称）に係り、特に、傾斜磁
場発生手段によって磁気回路に含まれる導電体に誘導さ
れる渦電流を抑制する手段を有するＭＲＩ装置の渦電流
抑制精度向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＲＩ装置は、ＮＭＲ（核磁気共鳴）現
象を利用して計測した信号を演算処理することで、被検
体中の核スピンの密度分布，緩和時間分布等を断層像と
して画像表示するものである。このＮＭＲ現象を発生さ
せるためには、空間的，時間的に一様な強度と方向を持
った静磁場が必要である。具体的には、直径３００〜５
００mm程度の測定空間に、０.０４ 〜２テスラ（Ｔ）の
強度と、測定空間内において数十ppm 程度以下の均一度
を持った静磁場が要求される。静磁場を発生させるため
の静磁場発生装置としては、永久磁石を用いたもの、あ
るいは、超伝導磁石や常電導磁石を用いたものがある。

【０００３】従来技術によるＭＲＩ装置用の静磁場発生
装置としては、例えば特開昭60−88407号公報などに示
されている。この構成について、図４の斜視図と、図５
の一部断面正面図に基づいて説明する。この構成例で
は、被検体６０を挿入する測定空間５０を介して相対さ
せた円板状の磁極片１０ａ，１０ｂを配置している。こ
の磁極片１０ａ，１０ｂの相対する面の周辺部には環状
突起部１２ａ，１２ｂを設けており、磁束が測定空間５
０の周辺部に漏洩するのを抑制している。この働きによ
り、測定空間５０内部における磁場の均一度を良好にす
ることが可能である。

【０００４】磁極片１０ａ，１０ｂの外側には極性の異
なる一対の永久磁石２ａ，２ｂがそれぞれ密着状態に当
接してある。この永久磁石２ａ，２ｂから磁束が発生
し、磁極片１０ａ，１０ｂを介して測定空間５０内に静
磁場を発生させる。更に、永久磁石２ａ，２ｂを保持す
るために、１対の矩形状の継鉄板３ａ，３ｂが永久磁石
２ａ，２ｂに当接してある。また、継鉄板３ａ，３ｂの
間の所定の距離に保持するために、継鉄板３ａ，３ｂの
４隅を継鉄棒４で機械的に接続している。継鉄板３ａ，
３ｂ及び継鉄棒４は静磁場発生装置を機械的に構成する
と同時に、磁極片１０ａ，１０ｂ及び永久磁石２ａ，２
ｂと共に、磁気的に結合して磁束の通路となる。以上の
要素により、測定空間５０に静磁場を発生させる静磁場
発生装置を構成している。

【０００５】一方、ＭＲＩ装置では位置情報を付与する
ために、位置によって強度が変化する磁場（傾斜磁場）
を発生するための傾斜磁場コイルが必要である。この構
成については、例えば、特開昭63−65848号などに示さ
れている。これによれば、被検体６０を挿入する空間を
狭くしないために、傾斜磁場コイル２０ａ，２０ｂを前
記した環状突起部１２ａ，１２ｂで囲まれる空間内に収
まるように取り付けられている。図では明示していない
が、空間の３次元に対応させるために、傾斜磁場コイル
は各々、Ｘ，Ｙ，Ｚに対応した３つの独立したコイルか
ら構成している。パルス電流を各傾斜磁場コイル２０
ａ，２０ｂに印加することで、時間的には、ほぼ台形の
形状をした傾斜磁場を発生させることができる。

【０００６】傾斜磁場を発生させるときには、磁極片１
０ａ，１０ｂの付近にも当然、強い磁場が発生する。し
かも、この磁場は時間的に台形形状のように変化するの
で、磁極片１０ａ，１０ｂが電気の導電体である場合に
は、電磁誘導によって磁極片１０ａ，１０ｂに誘導電
流、すなわち渦電流が発生する。この渦電流は、測定空
間５０内に傾斜磁場コイル２０ａ，２０ｂによって作ら
れる磁場と逆向きの磁場を発生する。このため、測定空
間５０内の傾斜磁場が所定の強度に達するまでの時間
（立上り時間）を延長させるという悪影響を及ぼす。

【０００７】そこで、この問題の解決策として、特願平
1−39289号公報，特開平2−246927号公報などに記載さ
れているように、磁極片１０を実質的に電気の不良導体
である材質から構成することが提案されている。これら
の出願にはいくつかの実施例が含まれているが、実際に
磁気回路としての性能を考えた場合には、磁極片１０の
周縁部に設けた環状突起部１２については、厚板の磁性
板で構成する方策が最も実用的である。

【０００８】環状突起部１２に発生する渦電流を抑制す
る方法として環状突起部１２の近傍にコイルを配置し、
傾斜磁場コイルと同じ電流を流し、この部分で傾斜磁場
を打ち消す方法がある。しかしながら、この打消しコイ
ルの巻数，位置を可変し渦電流を抑制するのみでは精度
不足である。又、磁極片１０を構成する材料の磁気特性
および位置，寸法の変更に際してはその都度打消コイル
の巻数，位置を最適化する必要がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】傾斜磁場を発生させた
ときに、前記周囲導電体に発生する渦電流は近年、開発
が進められてきた高速スピンエコー法などのように、核
スピンの位相を精密に制御する撮影方法では、非常にわ
ずかであっても核スピンの位相を乱し、画像に大きな影
響を与える。このため、周囲導電体の位置に発生する傾
斜磁場の打消しが精度良く合っていないと少量の渦電流
が残り、画像を劣化させる。

【００１０】そこで本発明は上記、問題点を解消するた
めに、傾斜磁場の印加により生ずる渦電流を精度良く抑
制することのできるＭＲＩ装置を提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、被検体を挿入する空間を構成するように
配置した静磁場を発生する手段と、前記被検体を挿入す
る空間に傾斜磁場を発生する手段と、該傾斜磁場を発生
する手段に近接して配置した導電体付近に前記傾斜磁場
を発生する手段が前記導電体の位置に発生する磁場と方
向が逆の磁場を発生する手段とを備えた磁気共鳴イメー
ジング装置において、傾斜磁場と方向が逆の磁場発生
を、傾斜磁場を発生させるためのカレントソースとは独
立したカレントソースに行うようにしたものである。そ
してそれらのカレントソースが出力する電流値を決定す
るための指針を導電体の内部に設けた交番磁界を検出す
るためのサーチコイルの出力によるようにしたものであ
る。

【００１２】

【作用】上記のように装置を構成することで、逆の磁場
を発生する手段によって、傾斜磁場を発生する手段が導
電体の位置に発生する磁場を精度良く打ち消すので、導
電体に誘導される渦電流を低減できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に沿って具体的
に説明する。図１は、本発明によるＭＲＩ装置の実施例
を説明するために、磁極片と傾斜磁場コイルを含む静磁
場発生装置の一部分を取り出して示した斜視図である。
また、図２はその一部をとり出した図である。また図３
は、傾斜磁場コイルを打消しコイルの電源部の回路ブロ
ック図である。これらの図には示されていない本発明に
係わる静磁場発生装置の全体構成は、図４，図５に示す
従来例と同様に構成されている。説明を簡略にするため
に、図１および図２では全体の静磁場発生装置の構成の
うち下側半分だけを示す。

【００１４】まず、図示していない継鉄板上に固着した
永久磁石２により、磁束を発生させ、さらにその上に固
着した磁極片１０により磁束の流れを制御することによ
って、測定空間５０に均一な静磁場を発生させている。

【００１５】磁極片１０は、さらに３つの構成要素に分
けられる。まず、永久磁石２に密着して、ベース１４が
固着される。このベース１４は、永久磁石２が発生する
磁束を効率良く通過させることが大事なので、飽和磁束
密度の高いことが要求される。また、この部分では、導
電率が高くても問題は無いので、飽和磁束密度が高く、
低廉な電磁軟鉄を使うのが一般的である。

【００１６】このベース１４の上に、傾斜磁場コイルに
より誘導される渦電流を抑制するための渦電流抑制材１
６を固着する。これに使う材質としては、ソフトフェラ
イト，ケイ素鋼板，磁性複合部材などのように、導電率
が低く、比透磁率が高いものから選択できる。

【００１７】さらに、渦電流抑制材１６の上には円環形
状をした環状突起１２を固着する。この、環状突起１２
によって、ベース１４，渦電流抑制材１６を経由してき
た永久磁石２からの磁束を測定空間５０の外周部に集め
る。この働きによって、測定空間５０内の磁場均一度を
向上させている。この材質については、先述したように
比透磁率の高いものが必要となるため、ベース１４と同
じ電磁軟鉄を用いるため、導電率は高くなる。

【００１８】なお、以上に説明した磁極片１０について
は、特願平1−39289号公報等に述べられている構造と基
本的に同じである。

【００１９】環状突起１２が作る空間の中に、傾斜磁場
コイル２０を配置する。傾斜磁場コイル２０および打消
しコイル３０はＸ，Ｙ，Ｚの３方向に対応して３種類の
ものが必要である。図１，図２においては、Ｚ方向に対
応したもののみ図示する。図１にＺ方向傾斜磁場コイル
２２によって環状突起１２の位置に作られる磁場４２を
模式的に白抜きの矢印で示す。この本来は不用な磁場４
２によって、導電率の高い環状突起１２には渦電流が発
生し、画像に悪影響を与える。この環状突起１２の近傍
に発生する不用な磁場４２を低減させることで、環状突
起１２に発生する渦電流を抑制する。これは、Ｚ方向傾
斜磁場コイル２２よりも直径の大きな同心円の打消しコ
イル３０を巻き、Ｚ方向傾斜磁場コイル２２に流すのと
同じ電流を逆方向に流すことで実現できる。図１に、こ
の打消しコイル３０により発生する磁場４６を黒い矢印
で示す。

【００２０】本発明では、図２に示すように、環状突起
１２の一部を上下に分割し、分割された片側に、環状の
溝７１を設け、サーチコイル７２を挾み込んで、もう片
側を固定する構造とする。サーチコイル７２により、図
１における磁場４２，４６の合成磁場、すなわち、環状
突起１２中の渦電流の原因となる磁場の大小を観測する
ことができる。

【００２１】又傾斜磁場コイル２２および打消しコイル
３０を駆動する電源部は図３のように構成する。すなわ
ち、傾斜磁場コイル２２の駆動電流源８０と打消しコイ
ル３０の駆動電流源８１を独立させ、打消しコイル電流
源８１の出力電流の傾斜磁場コイル電流源８０の出力電
流に対する比率を比率設定器８２にて可変できるように
する。

【００２２】又、比率設定器８２は、図３に示す回路ブ
ロックにて傾斜磁場コイル２０ｂおよび打消しコイル３
０ｂに交流電流を流し、前記サーチコイル７２の出力が
最小となるように設定する。比率設定器８２を設けたこ
とにより、磁石片１０を構成する材料の磁気特性や位置
寸法などのバラツキ，変更の際は、打消しコイルの位
置，巻数を変えず、比率設定器の調整にて対応できる。

【００２３】また、以上の説明は図６の対向型永久磁石
方式の静磁場発生装置を例として用いてきたが、勿論、
本発明はこの磁気回路方式に係ることなく、更に広い範
囲に応用が可能である。すなわち、導電体を含む静磁場
発生装置ならば、どの方式にも適用し得る。また、磁場
の発生源としては、永久磁石の代わりに常電導磁石や超
伝導磁石を用いることができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
打消しコイルの発生する磁場により傾斜磁場コイルが導
電体付近に発生する磁場を精度良く打消すことができ
る。従って、傾斜磁場コイルを駆動したときに、導電体
に発生する渦電流を抑制できるので、良好な画像を得る
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図。

【図２】図１の部分斜視図。

【図３】傾斜磁場コイルおよび打消しコイルの電源回路
ブロック図。

【図４】静磁場発生装置と傾斜磁場コイルを示すための
斜視図。

【図５】図４の部分断面図。

【符号の説明】

１０ 磁極片 １２ 環状突起 １４ ベース １６ 渦電流抑制材 ２０ 傾斜磁場コイル ３０ 打消しコイル ７１ サーチコイル用溝 ７２ サーチコイル ８０ 傾斜磁場コイル電流源 ８１ 打消しコイル電流源 ８２ 比率設定器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検体を挿入する空間を構成するように配
   置した静磁場を発生する手段と、前記被検体を挿入する
   空間に傾斜磁場を発生する手段と、該傾斜磁場を発生す
   る手段に近接して配置した導電体と、 前記傾斜磁場発生手段が発生する磁場と逆方向の磁場を
   発生する手段を備えた磁場共鳴イメージング装置におい
   て、前記導電体内部に設けられた交番磁界を検出する手
   段と、この交番磁界検出手段の出力に対応して、前記傾
   斜磁場発生手段と逆方向磁場発生手段への電流供給比率
   を可変設定し得る手段を備えたことを特徴とする磁気共
   鳴イメージング装置。