JPH09108198A

JPH09108198A - Ｍｒｉ装置の制御方法およびｍｒｉ装置

Info

Publication number: JPH09108198A
Application number: JP7272150A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Kubo; 浩一郎久保; Hideaki Uno; 英明宇野; Takahiro Sato; 隆洋佐藤; Fumihiro Yoshizawa; 史浩吉澤; Kazuhiro Kono; 一博河野; Kenji Sato; 健志佐藤; Yusuke Ito; 祐介伊藤; Homare Ito; 誉伊藤; Yasushi Kato; 康司加藤
Original assignee: GE Yokogawa Medical System Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1997-04-28
Anticipated expiration: 2015-10-20
Also published as: JP3559364B2

Abstract

(57)【要約】【課題】熟練者による作業を必要とせずに磁場均一性
を調整可能にする。【解決手段】計算機７は、磁場不均一性の分布を測定
し、その磁場不均一性の分布を磁場均一性制御部１４に
与える。磁場均一性制御部１４の温度分布算出部１４ａ
は、計算機７から与えられた磁場不均一性の分布に基づ
いて磁場不均一性を小さくするようなマグネットアセン
ブリ１の各部の温度分布を算出する。磁場均一性制御部
１４のヒータ駆動部１４ｂは、マグネットアセンブリ１
の各部の温度を温度センサｓ１〜ｓ２０で監視しながら
ヒータｈ１〜ｈ１６を駆動し、前記温度分布を実現す
る。【効果】電気的に磁場均一性を調整できるため、熟練
した作業者による作業を必要としなくなる。遠隔から通
信により磁場均一性を調整可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＭＲＩ（Ｍagne
tic Ｒesonance Imaging）装置の制御方法およびＭＲＩ
装置に関し、さらに詳しくは、熟練した作業者による作
業を必要とせずに磁場均一性を調整することが出来るＭ
ＲＩ装置の制御方法およびＭＲＩ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来のマグネットアセンブリ
（magnet assembly）１’の磁性材料部分の斜視図であ
る。このマグネットアセンブリ１’において、ＴＹは上
部ヨークであり、ＢＹは下部ヨークであり、ＬＹおよび
ＲＹはサイドヨークである。上部ヨークＴＹの下面およ
び下部ヨークＢＹの上面には、静磁場を発生する永久磁
石Ｍが対向して取り付けられている。また、各ヨークに
は、ヒータｈが取り付けられている。各ヨークの位置関
係は、調整ネジｂにて調整可能である。

【０００３】図７は、前記マグネットアセンブリ１’を
覆うエンクロージャおよびカバーの斜視図である。ＥＴ
は上部ヨークＴＹを覆うエンクロージャであり、ＥＢは
下部ヨークＢＹを覆うエンクロージャであり、ＥＬはサ
イドヨークＬＹを覆うエンクロージャであり、ＥＲはサ
イドヨークＲＹを覆うエンクロージャである。ヨークと
それを覆うエンクロージャの間には断熱材が充填されて
いる。調整ネジｂは、エンクロージャＥＴの外部から調
整できるようになっている。また、エンクロージャＥＴ
は、カバーｃで保護されている。図示しないが、エンク
ロージャＥＢ，ＥＬ，ＥＲもカバーで保護されている。

【０００４】図８は、磁場均一性の調整手順を示すフロ
ーチャートである。ステップＴ１では、カバーｃを外し
た状態で、ヒータｈに通電する。ステップＴ２では、マ
グネットアセンブリ１’のヨークの温度が安定するまで
待つ（例えば８時間）。ステップＴ３〜Ｔ５では、磁場
不均一性を測定し（例えば機械的治具を用いて測定す
る）、その磁場不均一性を小さくするように調整ネジｂ
で各ヨークの位置関係を調整し、これを繰り返して、磁
場不均一性を許容値内に収める。ステップＴ６では、カ
バーｃを取り付ける。

【０００５】なお、特開昭６３−４３６４９号公報や特
開昭６３−２７８３１０号公報には、マグネットアセン
ブリのヨークの温度を安定させる技術が開示されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
マグネットアセンブリ１’のヨークをヒータにより加熱
し、外部温度に左右されない一定の温度に安定化させ、
磁場不均一性に影響を与えないようにした上で、調整ネ
ジｂで各ヨークの位置関係を調整し、磁場不均一性を許
容値内に収めている。しかし、調整ネジｂの調整という
機械的な作業で磁場不均一性を許容値内に収めるには、
熟練を要する。すなわち、従来のＭＲＩ装置では、磁場
均一性の調整に、熟練した作業者が必要となる問題点が
ある。そこで、この発明の目的は、熟練した作業者によ
る作業を必要とせずに磁場均一性を調整することが出来
るＭＲＩ装置の制御方法およびＭＲＩ装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の観点では、この発
明は、永久磁石によって磁場を形成するマグネットアセ
ンブリを備えたＭＲＩ装置の制御方法であって、磁場を
均一にするように、前記マグネットアセンブリを構成す
る磁性材料の温度分布を不均一に制御することを特徴と
するＭＲＩ装置の制御方法を提供する。従来は、磁性材
料の温度変化により磁場が変化してしまうのを防止する
ため、マグネットアセンブリをいわば恒温槽化し、磁性
材料の温度を一定の温度に安定化させるという消極的な
制御を行っていた。これに対して、この発明では、磁性
材料の温度変化により磁場が変化してしまうことを積極
的に利用し、磁場を均一にするように、磁性材料の温度
分布を不均一に制御する。これによれば、電気的に磁場
均一性を調整できるため、熟練した作業者による作業を
必要としなくなる。また、遠隔から通信により磁場均一
性を調整することも可能となる。

【０００８】第２の観点では、この発明は、永久磁石に
よって磁場を形成するマグネットアセンブリを備えたＭ
ＲＩ装置において、前記マグネットアセンブリを構成す
る磁性材料の異なる部分を加熱するための複数の加熱手
段と、磁場を均一にするように前記磁性材料の温度分布
を不均一に制御するべく前記複数の加熱手段を駆動する
制御手段とを具備したことを特徴とするＭＲＩ装置を提
供する。このＭＲＩ装置によれば、マグネットアセンブ
リを構成する磁性材料の異なる部分を別個に加熱できる
ため、上記第１の観点による制御方法を好適に実施する
ことが出来る。

【０００９】第３の観点では、この発明は、上記構成の
ＭＲＩ装置において、前記マグネットアセンブリを構成
する磁性材料の異なる部分の間の熱伝達を抑制するため
の放熱手段を具備したことを特徴とするＭＲＩ装置を提
供する。このＭＲＩ装置によれば、マグネットアセンブ
リを構成する磁性材料の異なる部分を熱的に分離できる
ため、上記第１の観点による制御方法を好適に実施する
ことが出来る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図に示す実施例に基づいて
この発明を説明する。なお、これによりこの発明が限定
されるものではない。図１は、この発明のＭＲＩ装置の
一実施例を示すブロック図である。このＭＲＩ装置１０
０において、マグネットアセンブリ１は、内部に被検体
を挿入するための空間部分（孔）を有し、この空間部分
を取りまくようにして、被検体に一定の静磁場を印加す
る永久磁石Ｍと、スライス選択軸，読み出し軸，位相エ
ンコード軸の勾配磁場パルスを発生するための勾配磁場
コイル１ｇと、被検体内の原子核のスピンを励起するた
めのＲＦパルスを与える送信コイル１ｔと、被検体から
のＮＭＲ信号を検出する受信コイル１ｒと、温度センサ
ｓ１〜ｓ２０と、ヒータｈ１〜ｈ１６が配置されてい
る。前記勾配磁場コイル１ｇ，送信コイル１ｔおよび受
信コイル１ｒは、それぞれ勾配磁場駆動回路３，ＲＦ電
力増幅器４および前置増幅器５に接続されている。

【００１１】シーケンス記憶回路８は、計算機７からの
指令に従い、記憶しているパルスシーケンスに基づいて
勾配磁場駆動回路３を操作し、前記マグネットアセンブ
リ１の勾配磁場コイル１ｇから勾配磁場パルスを発生さ
せると共に、ゲート変調回路９を操作し、ＲＦ発振回路
１０の搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形
状のパルス状信号に変調し、それをＲＦパルスとしてＲ
Ｆ電力増幅器４に加え、ＲＦ電力増幅器４でパワー増幅
した後、前記マグネットアセンブリ１の送信コイル１ｔ
に印加し、目的のスライス領域を選択励起する。

【００１２】前置増幅器５は、マグネットアセンブリ１
の受信コイル１ｒで検出された被検体からのＮＭＲ信号
を増幅し、位相検波器１２に入力する。位相検波器１２
は、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を参照信号と
し、前置増幅器５からのＮＭＲ信号を位相検波して、Ａ
／Ｄ変換器１１に与える。Ａ／Ｄ変換器１１は、位相検
波後のアナログ信号をディジタル信号に変換して、計算
機７に入力する。計算機７は、Ａ／Ｄ変換器１１からＭ
Ｒデータを読み込み、画像再構成演算を行い、目的のス
ライス領域のイメージを生成する。このイメージは、表
示装置６により表示される。また、計算機７は、操作卓
１３から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御
を受け持つ。

【００１３】さらに、計算機７は、磁場不均一性の分布
を測定し、その磁場不均一性の分布を磁場均一性制御部
１４に与える。前記磁場均一性制御部１４の温度分布算
出部１４ａは、前記計算機７から与えられた磁場不均一
性の分布に基づいて磁場不均一性を小さくするようなマ
グネットアセンブリ１の各部の温度分布を算出する。そ
して、磁場均一性制御部１４のヒータ駆動部１４ｂは、
マグネットアセンブリ１の各部の温度を温度センサｓ１
〜ｓ２０で監視しながらヒータｈ１〜ｈ１６を駆動し、
前記温度分布を実現する。

【００１４】図２は、上記マグネットアセンブリ１の磁
性材料部分の斜視図である。このマグネットアセンブリ
１において、ＴＹは上部ヨークであり、ＢＹは下部ヨー
クであり、ＬＹおよびＲＹはサイドヨークである。上部
ヨークＴＹの下面および下部ヨークＢＹの上面には、静
磁場を発生する永久磁石Ｍが対向して取り付けられてい
る。また、各ヨークは、例えばアルミ製の放熱ブロック
ｑにより熱的に４分割されている。それら４分割された
各部分には、それぞれヒータｈ１〜ｈ１６（一部は図示
省略）が取り付けられている。さらに、各ヨークの４つ
の角部と中央部には、それぞれ温度センサｓ１〜ｓ２０
（一部は図示省略）が取り付けられている。図示しない
が、各ヨークはエンクロージャで囲まれ、断熱材で外部
と熱的に遮断されている。

【００１５】図３は、磁場均一性の調整手順を示すフロ
ーチャートである。ステップＶ１では、磁場不均一性を
測定する。この磁場不均一性の測定は、従来と同様に機
械的治具を用いて測定してもよいが、後述する磁場不均
一性の測定処理（図４，図５）により求めると、迅速か
つ精密に求めることができて、好ましい。ステップＶ２
では、磁場不均一性の分布に基づいて磁場不均一性を小
さくするようなマグネットアセンブリ１の各部の温度分
布を算出する。この温度分布は、一般的には、磁場強度
が基準値よりも高い部分の近傍の温度を相対的に高く
し、磁場強度が基準値よりも低い部分の近傍の温度を相
対的に低くする。ステップＶ３では、温度センサｓ１〜
ｓ２０でマグネットアセンブリ１の各部の温度を監視し
ながらヒータｈ１〜ｈ１６を駆動し、前記温度分布に近
づけるようにする。以上の処理を何回か繰り返せば、磁
場不均一性を許容値内に収めることが出来る。

【００１６】図４は、磁場不均一性の測定処理のフロー
チャートである。ステップＰ１では、ファントムを、図
５に示すパルスシーケンスＰＳによりＣＳＩ（Ｃhemica
l Ｓhift Imaging）撮影する。図５のパルスシーケンス
ＰＳでは、９０゜の励起パルスおよびスライス選択勾配
ｓｓを印加して所定位置のスライスを選択励起する。次
に、位相エンコード勾配ｐｘ，ｐｙを印加する。次に、
１８０゜の反転パルスを印加する。そして、集束するエ
コーＥをサンプリングしてＭＲＳ（Ｍagnetic Ｒesonan
ce Ｓpectroscopy）データを取得する。ステップＰ２で
は、取得したＭＲＳデータに基づいて各ボクセルの周波
数スペクトラムを求める。ステップＰ３では、各ボクセ
ルの周波数スペクトラムのピーク周波数を求め、１つの
ボクセルを基準ボクセルとし、その基準ボクセルのピー
ク周波数との周波数ずれ量を求める。ステップＰ４で
は、各ボクセルの周波数ずれ量に基づいて磁場不均一性
の分布を求める。基準ボクセルのピーク周波数をｆ０，
周波数ずれ量をΔｆｉ，静磁場強度をＨとするとき、磁
場不均一性ΔＨｉは、 ΔＨｉ＝Ｈ・Δｆｉ／ｆ０により求められる。スライス位置を変えて上記磁場不均
一性の測定処理を何回か行なえば、必要な空間の磁場不
均一性を測定できる。

【００１７】以上のＭＲＩ装置１００によれば、電気的
に磁場均一性を調整できるため、熟練した作業者による
作業を必要としなくなる。また、遠隔から通信により磁
場均一性を調整することも可能となる。

【００１８】他の実施例としては、ＭＲＩ撮影用パルス
シーケンスや，いわゆるＤixonシーケンス（励起ＲＦパ
ルスを印加し、次に読み出し勾配パルスを印加し、次に
反転ＲＦパルスを印加し、次に前記反転ＲＦパルスから
の時間間隔が前記励起ＲＦパルスと前記反転ＲＦパルス
の時間間隔と一致しない時刻にエコー強度がピークにな
るように読み出し勾配パルスを印加しながらサンプリン
グしてＭＲデータを収集するパルスシーケンス）に基づ
いて磁場不均一分布を測定してもよい。

【００１９】さらに他の実施例としては、勾配コイルに
通電して発熱させ、マグネットアセンブリを構成する磁
性材料を加熱するようにしてもよい。

【００２０】

【発明の効果】この発明のＭＲＩ装置の制御方法および
ＭＲＩ装置によれば、電気的に磁場均一性を調整できる
ため、熟練した作業者による作業を必要としなくなる。
また、遠隔から通信により磁場均一性を調整することも
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のＭＲＩ装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図２】図１のＭＲＩ装置のマグネットアセンブリの磁
性材料部分の斜視図である。

【図３】この発明にかかる磁場均一性の調整手順を示す
フローチャートである。

【図４】磁場不均一性の測定動作のフローチャートであ
る。

【図５】磁場不均一性の測定に用いるパルスシーケンス
図である。

【図６】従来のマグネットアセンブリの磁性材料部分の
斜視図である。

【図７】図６のマグネットアセンブリのエンクロージャ
とカバーの斜視図である。

【図８】従来の磁場均一性の調整手順を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１００ＭＲＩ装置１マグネットアセンブリ１４磁場均一性制御部１４ａ温度分布算出部１４ｂヒータ駆動部ｈ１〜ｈ１６ヒータｓ１〜ｓ２０温度センサＴＹ上部ヨークＢＹ下部ヨークＬＹ，ＲＹサイドヨークＭ永久磁石ｂ調整ネジｃカバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤隆洋東京都日野市旭が丘４丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社内 (72)発明者吉澤史浩東京都日野市旭が丘４丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社内 (72)発明者河野一博東京都日野市旭が丘４丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社内 (72)発明者佐藤健志東京都日野市旭が丘４丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社内 (72)発明者伊藤祐介東京都日野市旭が丘４丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社内 (72)発明者伊藤誉東京都日野市旭が丘４丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社内 (72)発明者加藤康司東京都日野市旭が丘４丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】永久磁石によって磁場を形成するマグネ
ットアセンブリを備えたＭＲＩ装置の制御方法であっ
て、磁場を均一にするように、前記マグネットアセンブリを
構成する磁性材料の温度分布を不均一に制御することを
特徴とするＭＲＩ装置の制御方法。
【請求項２】永久磁石によって磁場を形成するマグネ
ットアセンブリを備えたＭＲＩ装置において、前記マグネットアセンブリを構成する磁性材料の異なる
部分を加熱するための複数の加熱手段と、磁場を均一に
するように前記磁性材料の温度分布を不均一に制御する
べく前記複数の加熱手段を駆動する制御手段とを具備し
たことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項３】請求項２に記載のＭＲＩ装置において、
前記マグネットアセンブリを構成する磁性材料の異なる
部分の間の熱伝達を抑制するための放熱手段を具備した
ことを特徴とするＭＲＩ装置。