JPH10165388A - Ｍｒｉ用磁場発生方法及びｍｒｉ装置 - Google Patents
Ｍｒｉ用磁場発生方法及びｍｒｉ装置Info
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- JPH10165388A JPH10165388A JP8329862A JP32986296A JPH10165388A JP H10165388 A JPH10165388 A JP H10165388A JP 8329862 A JP8329862 A JP 8329862A JP 32986296 A JP32986296 A JP 32986296A JP H10165388 A JPH10165388 A JP H10165388A
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- cancel
- mri
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁性蓄冷剤を備えた冷凍機を用いる場合にも
均一な磁場を保つことが可能なＭＲＩ用磁場発生方法及
びＭＲＩ装置を実現する。 【解決手段】 励起すべき所定の領域にＭＲＩ用の磁場
を発生するＭＲＩ装置であって、超電導コイルを備えた
静磁場発生部Ｍと、磁性蓄冷剤ＤＰを用いて前記超電導
コイルを冷却する冷却手段ＣＨと、この冷却手段内の磁
性蓄冷剤の動きに応じた信号を参照して前記所定の領域
に生じる磁場変動を補正するキャンセル磁場を形成する
ための信号を発生するキャンセル磁場駆動手段ＣＭＦ
と、このキャンセル磁場駆動手段からの信号を受けて磁
場変動を補正するキャンセル磁場を形成するキャンセル
コイルＣＣとを備えたことを特徴とする。
均一な磁場を保つことが可能なＭＲＩ用磁場発生方法及
びＭＲＩ装置を実現する。 【解決手段】 励起すべき所定の領域にＭＲＩ用の磁場
を発生するＭＲＩ装置であって、超電導コイルを備えた
静磁場発生部Ｍと、磁性蓄冷剤ＤＰを用いて前記超電導
コイルを冷却する冷却手段ＣＨと、この冷却手段内の磁
性蓄冷剤の動きに応じた信号を参照して前記所定の領域
に生じる磁場変動を補正するキャンセル磁場を形成する
ための信号を発生するキャンセル磁場駆動手段ＣＭＦ
と、このキャンセル磁場駆動手段からの信号を受けて磁
場変動を補正するキャンセル磁場を形成するキャンセル
コイルＣＣとを備えたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気共鳴イメージン
グ（ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging））用磁場生
成方法及びＭＲＩ装置に関し、特に、磁性蓄冷剤を備え
た冷凍機を用いる場合にも磁場均一領域を良好な状態に
保つよう配慮したＭＲＩ用磁場発生方法及びＭＲＩ装置
に関する。
グ（ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging））用磁場生
成方法及びＭＲＩ装置に関し、特に、磁性蓄冷剤を備え
た冷凍機を用いる場合にも磁場均一領域を良好な状態に
保つよう配慮したＭＲＩ用磁場発生方法及びＭＲＩ装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＲＩ装置は、核磁気共鳴現象を利用し
て被検体中の所望の検査部位における原子核スピンの密
度分布，緩和時間分布等を計測して、その計測データか
ら被検体の断面を画像表示するものである。
て被検体中の所望の検査部位における原子核スピンの密
度分布，緩和時間分布等を計測して、その計測データか
ら被検体の断面を画像表示するものである。
【０００３】均一で強力な静磁場発生装置内に置かれた
被検体の原子核スピンは、静磁場の強さによって定まる
周波数（ラーモア周波数）で静磁場の方向を軸として歳
差運動を行う。
被検体の原子核スピンは、静磁場の強さによって定まる
周波数（ラーモア周波数）で静磁場の方向を軸として歳
差運動を行う。
【０００４】そこで、このラーモア周波数に等しい周波
数の高周波パルスを外部より照射すると、スピンが励起
されて高いエネルギー状態に遷移する。これを核磁気共
鳴現象と言う。この高周波パルスの照射を打ち切ると、
スピンはそれぞれの状態に応じた時定数で元の低いエネ
ルギー状態に戻り、この時に外部に電磁波を照射する。
数の高周波パルスを外部より照射すると、スピンが励起
されて高いエネルギー状態に遷移する。これを核磁気共
鳴現象と言う。この高周波パルスの照射を打ち切ると、
スピンはそれぞれの状態に応じた時定数で元の低いエネ
ルギー状態に戻り、この時に外部に電磁波を照射する。
【０００５】これをその周波数に同調した高周波受信コ
イル（ＲＦコイル）で検出する。このとき、空間内に位
置情報を付加する目的で、三軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）の傾斜
磁場を静磁場空間に印加する。この結果、空間内の位置
情報を周波数情報として捕らえることができる。
イル（ＲＦコイル）で検出する。このとき、空間内に位
置情報を付加する目的で、三軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）の傾斜
磁場を静磁場空間に印加する。この結果、空間内の位置
情報を周波数情報として捕らえることができる。
【０００６】このＭＲＩにおいて、被検体の断層像撮影
をする位置を特定するために、体軸方向の位置によって
異なる強さの磁場を掛けるために勾配コイルを作り、そ
の中空部に高周波回転磁場を作るためのＲＦコイルを入
れ、その中に被検体を収容している。
をする位置を特定するために、体軸方向の位置によって
異なる強さの磁場を掛けるために勾配コイルを作り、そ
の中空部に高周波回転磁場を作るためのＲＦコイルを入
れ、その中に被検体を収容している。
【０００７】また、静磁場を発生させるため超電導マグ
ネットが用いられることがある。そして、この超電導マ
グネットでは、ヘリウム槽の中に超電導コイルが配設さ
れている。
ネットが用いられることがある。そして、この超電導マ
グネットでは、ヘリウム槽の中に超電導コイルが配設さ
れている。
【０００８】このような超電導マグネットにおいて、ヘ
リウム消費量を抑えるために１０Ｋ以下の極低温まで冷
却可能な冷凍機が用いられている。そして、この種の冷
凍機では、コールドヘッド内のディスプレーサとして、
従来からの鉛に代わり、極低音（４Ｋ程度）で良好な特
性を示す磁性蓄冷剤（磁性をもつ希土類金属による蓄冷
剤）が用いられてきている。
リウム消費量を抑えるために１０Ｋ以下の極低温まで冷
却可能な冷凍機が用いられている。そして、この種の冷
凍機では、コールドヘッド内のディスプレーサとして、
従来からの鉛に代わり、極低音（４Ｋ程度）で良好な特
性を示す磁性蓄冷剤（磁性をもつ希土類金属による蓄冷
剤）が用いられてきている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このような磁性蓄冷剤
のディスプレーサＤＰの周囲には図７の磁力線で示すよ
うな磁場が発生している。この場合に、断層撮影を行お
うとするイメージングボリュームＩＶ内では、ＭＲＩに
使用する静磁場Ｂ0 方向にβの成分が生じる。
のディスプレーサＤＰの周囲には図７の磁力線で示すよ
うな磁場が発生している。この場合に、断層撮影を行お
うとするイメージングボリュームＩＶ内では、ＭＲＩに
使用する静磁場Ｂ0 方向にβの成分が生じる。
【００１０】そして、ディスプレーサＤＰはシリンダ
（図示せず）内で往復運動を行うものであるため、イメ
ージングボリュームＩＶ内のＢ0 方向外乱磁場成分β
（以下、単に外乱磁場βという）が刻々と変化する。
（図示せず）内で往復運動を行うものであるため、イメ
ージングボリュームＩＶ内のＢ0 方向外乱磁場成分β
（以下、単に外乱磁場βという）が刻々と変化する。
【００１１】例えば、図８（ａ）のようにディスプレー
サＤＰが往復運動した場合、イメージングボリュームＩ
Ｖ内のアイソセンタ位置では図８（ｂ）のように外乱磁
場βが刻々と変動する。このような磁場変動により、得
られる断層イメージの画質が劣化するという問題があ
る。
サＤＰが往復運動した場合、イメージングボリュームＩ
Ｖ内のアイソセンタ位置では図８（ｂ）のように外乱磁
場βが刻々と変動する。このような磁場変動により、得
られる断層イメージの画質が劣化するという問題があ
る。
【００１２】尚、上述したディスプレーサＤＰと外乱磁
場成分βとの関係は一つの例である。すなわち、ディス
プレーサＤＰの位置とイメージングボリュームＩＶとの
位置関係や、ディスプレーサＤＰの運動の振幅によって
は、図８（ａ）と図８（ｂ）との関係が異なる状態にな
ることもある。
場成分βとの関係は一つの例である。すなわち、ディス
プレーサＤＰの位置とイメージングボリュームＩＶとの
位置関係や、ディスプレーサＤＰの運動の振幅によって
は、図８（ａ）と図８（ｂ）との関係が異なる状態にな
ることもある。
【００１３】以上のような問題を回避するために、コー
ルドヘッド周囲を超電導体により磁気シールドするなど
の手法が考えられているが、構造が複雑になるため実現
が困難である。
ルドヘッド周囲を超電導体により磁気シールドするなど
の手法が考えられているが、構造が複雑になるため実現
が困難である。
【００１４】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、第１の目的は、磁性蓄冷剤を備えた冷凍機を用いる
場合にも均一な磁場を保つことが可能なＭＲＩ用磁場発
生方法を実現することである。また、第２の目的は、磁
性蓄冷剤を備えた冷凍機を用いる場合にも均一な磁場を
保つことが可能なＭＲＩ装置を実現することである。
で、第１の目的は、磁性蓄冷剤を備えた冷凍機を用いる
場合にも均一な磁場を保つことが可能なＭＲＩ用磁場発
生方法を実現することである。また、第２の目的は、磁
性蓄冷剤を備えた冷凍機を用いる場合にも均一な磁場を
保つことが可能なＭＲＩ装置を実現することである。
【００１５】
【課題を解決するための発明】すなわち、課題を解決す
る手段としての本発明は以下に説明するようなものであ
る。
る手段としての本発明は以下に説明するようなものであ
る。
【００１６】（１）請求項１記載の発明は、所定の領域
にＭＲＩ用の磁場を発生し、超電導コイルの冷却に使用
する磁性蓄冷剤の動きによって前記所定の領域に生じる
磁場変動を補正するキャンセル磁場を発生することを特
徴とするＭＲＩ用磁場発生方法である。
にＭＲＩ用の磁場を発生し、超電導コイルの冷却に使用
する磁性蓄冷剤の動きによって前記所定の領域に生じる
磁場変動を補正するキャンセル磁場を発生することを特
徴とするＭＲＩ用磁場発生方法である。
【００１７】このＭＲＩ用磁場発生方法の発明では、Ｍ
ＲＩ用の磁場（静磁場、高周波磁場及び勾配磁場）に影
響を与える磁性蓄冷剤の動きによる磁場変動をキャンセ
ルするためのキャンセル磁場を発生しているので、イメ
ージングボリューム内では磁場変動が相殺されて均一な
磁場が保たれることになり、磁性蓄冷剤の動きによって
断層画像の画質が悪化することがなくなる。
ＲＩ用の磁場（静磁場、高周波磁場及び勾配磁場）に影
響を与える磁性蓄冷剤の動きによる磁場変動をキャンセ
ルするためのキャンセル磁場を発生しているので、イメ
ージングボリューム内では磁場変動が相殺されて均一な
磁場が保たれることになり、磁性蓄冷剤の動きによって
断層画像の画質が悪化することがなくなる。
【００１８】（２）請求項２記載の発明は、所定の領域
にＭＲＩ用の磁場を発生するためＭＲＩ装置であって、
静磁場を発生する超電導コイルと、磁性蓄冷剤を用いて
前記超電導コイルを冷却する冷却手段と、この冷却手段
内の磁性蓄冷剤の動きによって前記所定の領域に生じる
磁場変動を補正するキャンセル磁場を発生するキャンセ
ル磁場発生手段と、を備えたことを特徴とするＭＲＩ装
置である。
にＭＲＩ用の磁場を発生するためＭＲＩ装置であって、
静磁場を発生する超電導コイルと、磁性蓄冷剤を用いて
前記超電導コイルを冷却する冷却手段と、この冷却手段
内の磁性蓄冷剤の動きによって前記所定の領域に生じる
磁場変動を補正するキャンセル磁場を発生するキャンセ
ル磁場発生手段と、を備えたことを特徴とするＭＲＩ装
置である。
【００１９】このＭＲＩ装置の発明では、ＭＲＩ用の磁
場（静磁場、高周波磁場及び勾配磁場）に影響を与える
磁性蓄冷剤の動きによる磁場変動をキャンセルするため
のキャンセル磁場を発生しているので、イメージングボ
リューム内では磁場変動が相殺されて均一な磁場が保た
れることになり、磁性蓄冷剤の動きによって断層画像の
画質が悪化することがなくなる。
場（静磁場、高周波磁場及び勾配磁場）に影響を与える
磁性蓄冷剤の動きによる磁場変動をキャンセルするため
のキャンセル磁場を発生しているので、イメージングボ
リューム内では磁場変動が相殺されて均一な磁場が保た
れることになり、磁性蓄冷剤の動きによって断層画像の
画質が悪化することがなくなる。
【００２０】（３）請求項には記載されないその他の発
明は、所定の領域にＭＲＩ用の磁場を発生するＭＲＩ装
置であって、静磁場を発生する超電導コイルと、磁性蓄
冷剤を用いて前記超電導コイルを冷却する冷却手段と、
この冷却手段内の磁性蓄冷剤の動きに応じた信号を参照
して前記所定の領域に生じる磁場変動を補正するキャン
セル磁場を形成するための信号を発生するキャンセル磁
場駆動手段と、このキャンセル磁場駆動手段からの信号
を受けて磁場変動を補正するキャンセル磁場を形成する
キャンセルコイルと、を備えたことを特徴とするＭＲＩ
装置である。
明は、所定の領域にＭＲＩ用の磁場を発生するＭＲＩ装
置であって、静磁場を発生する超電導コイルと、磁性蓄
冷剤を用いて前記超電導コイルを冷却する冷却手段と、
この冷却手段内の磁性蓄冷剤の動きに応じた信号を参照
して前記所定の領域に生じる磁場変動を補正するキャン
セル磁場を形成するための信号を発生するキャンセル磁
場駆動手段と、このキャンセル磁場駆動手段からの信号
を受けて磁場変動を補正するキャンセル磁場を形成する
キャンセルコイルと、を備えたことを特徴とするＭＲＩ
装置である。
【００２１】このＭＲＩ装置の発明では、ＭＲＩ用の磁
場（静磁場、高周波磁場及び勾配磁場）に影響を与える
磁性蓄冷剤の動きによる磁場変動をキャンセルするため
のキャンセル磁場をキャンセル磁場駆動手段によってキ
ャンセルコイルから発生しているので、イメージングボ
リューム内では磁場変動が相殺されて均一な磁場が保た
れることになり、磁性蓄冷剤の動きによって断層画像の
画質が悪化することがなくなる。
場（静磁場、高周波磁場及び勾配磁場）に影響を与える
磁性蓄冷剤の動きによる磁場変動をキャンセルするため
のキャンセル磁場をキャンセル磁場駆動手段によってキ
ャンセルコイルから発生しているので、イメージングボ
リューム内では磁場変動が相殺されて均一な磁場が保た
れることになり、磁性蓄冷剤の動きによって断層画像の
画質が悪化することがなくなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態例を詳細に説明する。図１に本発明の実施の形
態例としてのＭＲＩ装置の概略構成をブロック図で示
す。
施の形態例を詳細に説明する。図１に本発明の実施の形
態例としてのＭＲＩ装置の概略構成をブロック図で示
す。
【００２３】このＭＲＩ装置においては、図１に示すよ
うに、概ね円筒形を成す静磁場発生部Ｍがその内部空間
に均一な静磁場を形成するようになっている。また、こ
の静磁場発生部Ｍ内にはヘリウム槽によって冷却されて
超電導状態に保たれる超電導コイルが配置されている。
うに、概ね円筒形を成す静磁場発生部Ｍがその内部空間
に均一な静磁場を形成するようになっている。また、こ
の静磁場発生部Ｍ内にはヘリウム槽によって冷却されて
超電導状態に保たれる超電導コイルが配置されている。
【００２４】そして、この静磁場発生部Ｍの円筒の内側
には、概ね円筒形を成す勾配コイル部ＧＣ、更にこの勾
配コイル部ＧＣの内側にボディコイルＢＣが中心軸を共
有して配置されている。
には、概ね円筒形を成す勾配コイル部ＧＣ、更にこの勾
配コイル部ＧＣの内側にボディコイルＢＣが中心軸を共
有して配置されている。
【００２５】また、これら静磁場発生部Ｍ、ボデイコイ
ル部ＢＣおよび勾配コイル部ＧＣの内部に形成される概
ね円柱状の空間に、図示されていない被検体が搬入され
て断層撮影が実行される。
ル部ＢＣおよび勾配コイル部ＧＣの内部に形成される概
ね円柱状の空間に、図示されていない被検体が搬入され
て断層撮影が実行される。
【００２６】ボデイコイル部ＢＣには送信部ＴＸが接続
されている。送信部ＴＸはボデイコイル部ＢＣに駆動信
号を与えてＲＦ磁場を発生させ、それによって、被検体
の体内のスピンを励起するようになっている。
されている。送信部ＴＸはボデイコイル部ＢＣに駆動信
号を与えてＲＦ磁場を発生させ、それによって、被検体
の体内のスピンを励起するようになっている。
【００２７】勾配コイル部ＧＣには勾配駆動部ＧＲが接
続されている。勾配駆動部ＧＲは勾配コイル部ＧＣに駆
動信号を与えて勾配磁場を発生させるようになってい
る。また、ボディコイル部ＢＣには受信部ＲＸが接続さ
れている。受信部ＲＸはこのボディコイル部ＢＣからＭ
Ｒ信号を受信するようになっている。
続されている。勾配駆動部ＧＲは勾配コイル部ＧＣに駆
動信号を与えて勾配磁場を発生させるようになってい
る。また、ボディコイル部ＢＣには受信部ＲＸが接続さ
れている。受信部ＲＸはこのボディコイル部ＢＣからＭ
Ｒ信号を受信するようになっている。
【００２８】そして、この実施の形態例では、ボディコ
イル部ＢＣ及び勾配コイル部ＧＣと中心軸を共有するよ
うにしてボビンの外周にキャンセルコイルＣＣが巻回さ
れており、このキャンセルコイルＣＣにはキャンセル磁
場駆動部ＣＭＦが接続されている。
イル部ＢＣ及び勾配コイル部ＧＣと中心軸を共有するよ
うにしてボビンの外周にキャンセルコイルＣＣが巻回さ
れており、このキャンセルコイルＣＣにはキャンセル磁
場駆動部ＣＭＦが接続されている。
【００２９】受信部ＲＸにはアナログ・ディジタル(ana
log-to-digital) 変換部ＡＤＣが接続されている。アナ
ログ・ディジタル変換部ＡＤＣは受信部ＲＸの出力信号
をディジタル信号に変換するようになっている。
log-to-digital) 変換部ＡＤＣが接続されている。アナ
ログ・ディジタル変換部ＡＤＣは受信部ＲＸの出力信号
をディジタル信号に変換するようになっている。
【００３０】アナログ・ディジタル変換部ＡＤＣはコン
ピュータＣＯＭに接続されている。コンピュータＣＯＭ
はアナログ・ディジタル変換部ＡＤＣからディジタル信
号を入力し、この入力ディジタル信号について所定のデ
ータ処理（画像再構成処理）を行い、被検体についての
断層画像を生成するようになっている。
ピュータＣＯＭに接続されている。コンピュータＣＯＭ
はアナログ・ディジタル変換部ＡＤＣからディジタル信
号を入力し、この入力ディジタル信号について所定のデ
ータ処理（画像再構成処理）を行い、被検体についての
断層画像を生成するようになっている。
【００３１】コンピュータＣＯＭには表示部ＤＩＳと操
作部ＯＰが接続されている。表示部ＤＩＳはコンピュー
タＣＯＭから出力される各種の情報を表示するようにな
っている。操作部ＯＰは操作者によって操作され、各種
の指令や情報等をコンピュータＣＯＭに入力するように
なっている。
作部ＯＰが接続されている。表示部ＤＩＳはコンピュー
タＣＯＭから出力される各種の情報を表示するようにな
っている。操作部ＯＰは操作者によって操作され、各種
の指令や情報等をコンピュータＣＯＭに入力するように
なっている。
【００３２】コンピュータＣＯＭには、また、制御部Ｃ
ＮＴが接続されている。制御部ＣＮＴには送信部ＴＸ、
勾配駆動部ＧＲ、受信部ＲＸおよびアナログ・ディジタ
ル変換部ＡＤＣが接続されている。制御部ＣＮＴはコン
ピュータＣＯＭから指令が与えられ、それに基づいて送
信部ＴＸ、勾配駆動部ＧＲ、受信部ＲＸおよびアナログ
・ディジタル変換部ＡＤＣにそれぞれ制御信号を与える
ようになっている。
ＮＴが接続されている。制御部ＣＮＴには送信部ＴＸ、
勾配駆動部ＧＲ、受信部ＲＸおよびアナログ・ディジタ
ル変換部ＡＤＣが接続されている。制御部ＣＮＴはコン
ピュータＣＯＭから指令が与えられ、それに基づいて送
信部ＴＸ、勾配駆動部ＧＲ、受信部ＲＸおよびアナログ
・ディジタル変換部ＡＤＣにそれぞれ制御信号を与える
ようになっている。
【００３３】また、コールドヘッドＣＨはコンプレッサ
ＣＰからのヘリウムガスを断熱膨張させて冷却プレート
ＰＴを介して静磁場発生部Ｍを極低温まで冷却するもの
であり、シリンダ内部で磁性蓄冷剤のディスプレーサＤ
Ｐが往復運動するように構成されている。
ＣＰからのヘリウムガスを断熱膨張させて冷却プレート
ＰＴを介して静磁場発生部Ｍを極低温まで冷却するもの
であり、シリンダ内部で磁性蓄冷剤のディスプレーサＤ
Ｐが往復運動するように構成されている。
【００３４】演算部ＣＡＬはコンプレッサＣＰから受信
したディスプレーサＤＰの運動に同期した信号を参照し
て必要なキャンセル磁場を演算により求めて、その演算
結果をキャンセル磁場駆動部ＣＭＦに供給する。
したディスプレーサＤＰの運動に同期した信号を参照し
て必要なキャンセル磁場を演算により求めて、その演算
結果をキャンセル磁場駆動部ＣＭＦに供給する。
【００３５】キャンセル磁場駆動部ＣＭＦは演算部ＣＡ
Ｌからの演算結果に応じたキャンセル磁場を形成するた
めの電流をキャンセルコイルＣＣに供給する。以上のよ
うな構成のＭＲＩ装置において、外乱磁場βとキャンセ
ル磁場αとの関係を図２に示す。ここでは、ボディコイ
ルＢＣ，勾配コイルＧＣ，キャンセルコイルＣＣ，コー
ルドヘッドＣＨ内のディスプレーサＤＰ及びイメージン
グボリュームＩＶの位置関係を概念的に示すものとす
る。
Ｌからの演算結果に応じたキャンセル磁場を形成するた
めの電流をキャンセルコイルＣＣに供給する。以上のよ
うな構成のＭＲＩ装置において、外乱磁場βとキャンセ
ル磁場αとの関係を図２に示す。ここでは、ボディコイ
ルＢＣ，勾配コイルＧＣ，キャンセルコイルＣＣ，コー
ルドヘッドＣＨ内のディスプレーサＤＰ及びイメージン
グボリュームＩＶの位置関係を概念的に示すものとす
る。
【００３６】ここで、イメージングボリュームＩＶは断
層撮影が行われる範囲を示しており、この範囲内のアイ
ソセンタ位置で外乱磁場成分βが生じている。そして、
この外乱磁場成分βは、ディスプレーサＤＰの往復運動
に従って強度が変化するものである。
層撮影が行われる範囲を示しており、この範囲内のアイ
ソセンタ位置で外乱磁場成分βが生じている。そして、
この外乱磁場成分βは、ディスプレーサＤＰの往復運動
に従って強度が変化するものである。
【００３７】例えば、図３（ａ）に示すようにディスプ
レーサＤＰが上死点と下死点との間を往復運動している
場合、上述したアイソセンタ位置での外乱磁場成分βの
強度は図３（ｂ）のように前記往復運動に連動して変化
する。すなわち、この磁場変動が画像再構成して得られ
る断層イメージに悪影響を与えている。
レーサＤＰが上死点と下死点との間を往復運動している
場合、上述したアイソセンタ位置での外乱磁場成分βの
強度は図３（ｂ）のように前記往復運動に連動して変化
する。すなわち、この磁場変動が画像再構成して得られ
る断層イメージに悪影響を与えている。
【００３８】尚、上述したディスプレーサＤＰと外乱磁
場成分βとの関係は一つの例であって、ディスプレーサ
ＤＰの位置とイメージングボリュームＩＶとの位置関係
や、ディスプレーサＤＰの運動の振幅によっては、図３
（ａ）と図３（ｂ）との関係が異なる状態になることも
ある。
場成分βとの関係は一つの例であって、ディスプレーサ
ＤＰの位置とイメージングボリュームＩＶとの位置関係
や、ディスプレーサＤＰの運動の振幅によっては、図３
（ａ）と図３（ｂ）との関係が異なる状態になることも
ある。
【００３９】そこで、コンプレッサＣＰよりディスプレ
ーサＤＰの運動に同期した信号を得るようにして、この
信号から外乱磁場成分βを相殺するキャンセル磁場αを
生成する。すなわち、演算部ＣＡＬでコンプレッサＣＰ
から受信したディスプレーサＤＰの運動に同期した信号
を参照して必要なキャンセル磁場を演算により求めて、
キャンセル磁場駆動部ＣＭＦは演算結果に応じたキャン
セル磁場を形成するための電流をキャンセルコイルＣＣ
に供給する。これにより、イメージングボリュームＩＶ
内では外乱磁場成分βがキャンセル磁場αにより相殺さ
れて、断層イメージに影響を与えないようになる。
ーサＤＰの運動に同期した信号を得るようにして、この
信号から外乱磁場成分βを相殺するキャンセル磁場αを
生成する。すなわち、演算部ＣＡＬでコンプレッサＣＰ
から受信したディスプレーサＤＰの運動に同期した信号
を参照して必要なキャンセル磁場を演算により求めて、
キャンセル磁場駆動部ＣＭＦは演算結果に応じたキャン
セル磁場を形成するための電流をキャンセルコイルＣＣ
に供給する。これにより、イメージングボリュームＩＶ
内では外乱磁場成分βがキャンセル磁場αにより相殺さ
れて、断層イメージに影響を与えないようになる。
【００４０】以上のキャンセルコイルＣＣは図４に示す
ようなヘルムホルツコイル（直径及びコイル間隔＝ｄ）
と呼ばれるコイルを用いて、このヘルムホルツコイルに
より得られる均一な磁場空間（縦横＝ｄ／２）と前述し
たイメージングボリュームＩＶとが略一致するようにし
ておくか、均一な磁場空間がイメージングボリュームＩ
Ｖを含むようにしておくことが考えられる。
ようなヘルムホルツコイル（直径及びコイル間隔＝ｄ）
と呼ばれるコイルを用いて、このヘルムホルツコイルに
より得られる均一な磁場空間（縦横＝ｄ／２）と前述し
たイメージングボリュームＩＶとが略一致するようにし
ておくか、均一な磁場空間がイメージングボリュームＩ
Ｖを含むようにしておくことが考えられる。
【００４１】尚、外乱磁場成分βとキャンセル磁場αと
の差（残存した外乱磁場成分β′（β−α））は完全に
０にならなくとも、断層イメージの画質に大きな影響を
与えない範囲に納まれば良い。
の差（残存した外乱磁場成分β′（β−α））は完全に
０にならなくとも、断層イメージの画質に大きな影響を
与えない範囲に納まれば良い。
【００４２】以上のようにしてキャンセル磁場αを発生
するには、予めベンチ上のシミュレーションや実験など
によりデータを集めておき、ディスプレーサＤＰの位置
により発生する外乱磁場成分βの強度と、βを相殺する
ためのキャンセル磁場αを発生させるためにキャンセル
コイルＣＣに供給するデータの相関関係を求め、これら
から演算部ＣＡＬが必要な演算を行えるようにしておけ
ばよい。
するには、予めベンチ上のシミュレーションや実験など
によりデータを集めておき、ディスプレーサＤＰの位置
により発生する外乱磁場成分βの強度と、βを相殺する
ためのキャンセル磁場αを発生させるためにキャンセル
コイルＣＣに供給するデータの相関関係を求め、これら
から演算部ＣＡＬが必要な演算を行えるようにしておけ
ばよい。
【００４３】また、キャンセルコイルＣＣは図１及び図
２に示したような勾配コイルＧＣの周囲（ボビン外周）
に巻回するものに代えて、図５のようにコールドヘッド
ＣＨの周囲に巻回してもよい。この場合にも、イメージ
ングボリュームＩＶ内で外乱磁場成分βを相殺できるよ
うにキャンセル磁場αの強度を調整すればよい。
２に示したような勾配コイルＧＣの周囲（ボビン外周）
に巻回するものに代えて、図５のようにコールドヘッド
ＣＨの周囲に巻回してもよい。この場合にも、イメージ
ングボリュームＩＶ内で外乱磁場成分βを相殺できるよ
うにキャンセル磁場αの強度を調整すればよい。
【００４４】更に、ここに示した以外にも各種の場所に
キャンセルコイルＣＣを配置することが可能であり、イ
メージングボリュームＩＶにキャンセル磁場αを与える
ことが可能である場所であれば問題なく、例えば静磁場
発生部Ｍの円筒内周面などに配置しても構わない。
キャンセルコイルＣＣを配置することが可能であり、イ
メージングボリュームＩＶにキャンセル磁場αを与える
ことが可能である場所であれば問題なく、例えば静磁場
発生部Ｍの円筒内周面などに配置しても構わない。
【００４５】尚、以上の説明では外乱磁場成分βがイメ
ージングボリュームＩＶ内でＺ方向（勾配コイルＧＣ，
ボディコイルＢＣの中心軸方向）について一定であると
していた。すなわち、外乱磁場成分βに場所依存性がな
く、外乱磁場成分βが位置Ｚの０次成分であるものとし
ていた。
ージングボリュームＩＶ内でＺ方向（勾配コイルＧＣ，
ボディコイルＢＣの中心軸方向）について一定であると
していた。すなわち、外乱磁場成分βに場所依存性がな
く、外乱磁場成分βが位置Ｚの０次成分であるものとし
ていた。
【００４６】これに対し、図６（ａ）に示すように外乱
磁場成分βが０次成分と２次成分とが重畳された状態で
ある場合には、図６（ｂ）に示す０次成分（β（０））
と図６（ｃ）に示す２次成分（β（２））とに分解し、
それぞれを相殺するキャンセル磁場（α（０）とα
（２））用のキャンセルコイルを別個に設けるようにし
て、各々のキャンセルコイルを駆動してもよい。このよ
うにすることで、各成分の相殺を独立して調整すること
が可能になり、精度良く外乱磁場成分βを相殺すること
が可能になるという利点を有している。
磁場成分βが０次成分と２次成分とが重畳された状態で
ある場合には、図６（ｂ）に示す０次成分（β（０））
と図６（ｃ）に示す２次成分（β（２））とに分解し、
それぞれを相殺するキャンセル磁場（α（０）とα
（２））用のキャンセルコイルを別個に設けるようにし
て、各々のキャンセルコイルを駆動してもよい。このよ
うにすることで、各成分の相殺を独立して調整すること
が可能になり、精度良く外乱磁場成分βを相殺すること
が可能になるという利点を有している。
【００４７】この場合、磁場の均一度を調整するシムコ
イルなどの場合と同様に、各成分について球面調和関数
などを用いて展開を行うことにより上述した各成分を求
めることが可能である。
イルなどの場合と同様に、各成分について球面調和関数
などを用いて展開を行うことにより上述した各成分を求
めることが可能である。
【００４８】尚、ここに示した０次成分及び２次成分は
一例であり、実際のＭＲＩ装置で発生する外乱磁場成分
βに応じて各成分を分解してキャンセルを行うようにす
ればよい。
一例であり、実際のＭＲＩ装置で発生する外乱磁場成分
βに応じて各成分を分解してキャンセルを行うようにす
ればよい。
【００４９】以上の実施の形態例ではキャンセル磁場α
により外乱磁場成分βを相殺していたが、このような相
殺に代えるか、若しくは相殺によっても残存する外乱磁
場成分β′による影響を無くすため、β若しくはβ′に
応じて送受信を行う中心周波数を調整することが可能で
ある。
により外乱磁場成分βを相殺していたが、このような相
殺に代えるか、若しくは相殺によっても残存する外乱磁
場成分β′による影響を無くすため、β若しくはβ′に
応じて送受信を行う中心周波数を調整することが可能で
ある。
【００５０】すなわち、図３（ｂ）に示す外乱磁場成分
β若しくは図３（ｄ）に示すβ′の経時変化に応じて生
じる周波数偏移を求め、送受信の中心周波数を追従させ
るようにする。このようにすることで、外乱磁場成分の
影響の無い画像を得ることが可能になる。この場合、コ
ンプレッサＣＰよりディスプレーサＤＰの運動に同期し
た信号を得て送信部ＴＸ，受信部ＲＸ及びコンピュータ
ＣＯＭが周波数偏移に応じた処理を行えばよい。このよ
うにすることでも外乱磁場成分の影響を少なくすること
が可能である。
β若しくは図３（ｄ）に示すβ′の経時変化に応じて生
じる周波数偏移を求め、送受信の中心周波数を追従させ
るようにする。このようにすることで、外乱磁場成分の
影響の無い画像を得ることが可能になる。この場合、コ
ンプレッサＣＰよりディスプレーサＤＰの運動に同期し
た信号を得て送信部ＴＸ，受信部ＲＸ及びコンピュータ
ＣＯＭが周波数偏移に応じた処理を行えばよい。このよ
うにすることでも外乱磁場成分の影響を少なくすること
が可能である。
【００５１】
【発明の効果】以上実施の形態例と共に詳細に説明した
ように、この明細書記載の各発明によれば以下のような
効果が得られる。
ように、この明細書記載の各発明によれば以下のような
効果が得られる。
【００５２】（１）請求項１記載のＭＲＩ用磁場発生方
法の発明では、ＭＲＩ用の磁場（静磁場、高周波磁場及
び勾配磁場）に影響を与える磁性蓄冷剤の動きによる磁
場変動をキャンセルするためのキャンセル磁場を発生し
ているので、イメージングボリューム内では磁場変動が
相殺されて均一な磁場が保たれることになり、磁性蓄冷
剤の動きによって断層画像の画質が悪化することがなく
なる。
法の発明では、ＭＲＩ用の磁場（静磁場、高周波磁場及
び勾配磁場）に影響を与える磁性蓄冷剤の動きによる磁
場変動をキャンセルするためのキャンセル磁場を発生し
ているので、イメージングボリューム内では磁場変動が
相殺されて均一な磁場が保たれることになり、磁性蓄冷
剤の動きによって断層画像の画質が悪化することがなく
なる。
【００５３】（２）請求項２記載のＭＲＩ装置の発明で
は、ＭＲＩ用の磁場（静磁場、高周波磁場及び勾配磁
場）に影響を与える磁性蓄冷剤の動きによる磁場変動を
キャンセルするためのキャンセル磁場をキャンセル磁場
発生手段が発生しているので、イメージングボリューム
内では磁場変動が相殺されて均一な磁場が保たれること
になり、磁性蓄冷剤の動きによって断層画像の画質が悪
化することがなくなる。
は、ＭＲＩ用の磁場（静磁場、高周波磁場及び勾配磁
場）に影響を与える磁性蓄冷剤の動きによる磁場変動を
キャンセルするためのキャンセル磁場をキャンセル磁場
発生手段が発生しているので、イメージングボリューム
内では磁場変動が相殺されて均一な磁場が保たれること
になり、磁性蓄冷剤の動きによって断層画像の画質が悪
化することがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態例のＭＲＩ装置の全体構
成を示す構成図である。
成を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態例のＭＲＩ装置における
磁場の様子を概念的に示す説明図である。
磁場の様子を概念的に示す説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態例における外乱磁場成分
とキャンセル磁場との様子を示す説明図である。
とキャンセル磁場との様子を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態例におけるキャンセルコ
イルの一例を示す説明図である。
イルの一例を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態例におけるキャンセルコ
イルの他の例を示す説明図である。
イルの他の例を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態例におけるキャンセルコ
イルによる外乱磁場成分の相殺の様子の一例を示す説明
図である。
イルによる外乱磁場成分の相殺の様子の一例を示す説明
図である。
【図７】従来のＭＲＩ装置における磁場の様子を概念的
に示す説明図である。
に示す説明図である。
【図８】従来のＭＲＩ装置におけるコールドヘッドのデ
ィスプレーサの動きと外乱磁場成分の変化の様子を示す
説明図である。
ィスプレーサの動きと外乱磁場成分の変化の様子を示す
説明図である。
Ｍ 静磁場発生部 ＢＣ ボデイコイル部 ＧＣ 勾配コイル部 ＴＸ 送信部 ＧＲ 勾配駆動部 ＲＸ 受信部 ＡＤＣ アナログ・ディジタル変換部 ＣＮＴ 制御部 ＣＯＭ コンピュータ ＤＩＳ 表示部 ＯＰ 操作部 ＣＰ コンプレッサ ＣＨ コールドヘッド ＣＡＬ 演算部 ＣＭＦ キャンセル磁場駆動部
Claims (2)
- 【請求項１】 所定の領域にＭＲＩ用の磁場を発生し、 超電導コイルの冷却に使用する磁性蓄冷剤の動きによっ
て前記所定の領域に生じる磁場変動を補正するキャンセ
ル磁場を発生することを特徴とするＭＲＩ用磁場発生方
法。 - 【請求項２】 励起すべき所定の領域にＭＲＩ用の磁場
を発生するＭＲＩ装置であって、 静磁場を発生する超電導コイルと、 磁性蓄冷剤を用いて前記超電導コイルを冷却する冷却手
段と、 この冷却手段内の磁性蓄冷剤の動きによって前記所定の
領域に生じる磁場変動を補正するキャンセル磁場を発生
するキャンセル磁場発生手段と、 を備えたことを特徴とするＭＲＩ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8329862A JPH10165388A (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | Ｍｒｉ用磁場発生方法及びｍｒｉ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8329862A JPH10165388A (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | Ｍｒｉ用磁場発生方法及びｍｒｉ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10165388A true JPH10165388A (ja) | 1998-06-23 |
Family
ID=18226077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8329862A Pending JPH10165388A (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | Ｍｒｉ用磁場発生方法及びｍｒｉ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10165388A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1923714A2 (en) | 2006-11-20 | 2008-05-21 | Hitachi, Ltd. | Superconductive magnet with shielded refrigerator |
| GB2523762A (en) * | 2014-03-04 | 2015-09-09 | Siemens Plc | Active compensation of magnetic field generated by a recondensing refrigerator |
| JP2019511281A (ja) * | 2016-03-09 | 2019-04-25 | シナプティヴ メディカル （バルバドス） インコーポレイテッドＳｙｎａｐｔｉｖｅ Ｍｅｄｉｃａｌ （Ｂａｒｂａｄｏｓ） Ｉｎｃ． | 磁気共鳴システムにおける機械式クライオクーラの発振によって引き起こされる磁場の不安定性の低減 |
| US11644518B2 (en) | 2017-01-12 | 2023-05-09 | Koninklijke Philips N.V. | Compensation of magnetic field components caused by a periodic motion of a cold head |
-
1996
- 1996-12-10 JP JP8329862A patent/JPH10165388A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1923714A2 (en) | 2006-11-20 | 2008-05-21 | Hitachi, Ltd. | Superconductive magnet with shielded refrigerator |
| US7714574B2 (en) | 2006-11-20 | 2010-05-11 | Hitachi, Ltd. | Superconducting magnet with refrigerator and magnetic resonance imaging apparatus using the same |
| GB2523762A (en) * | 2014-03-04 | 2015-09-09 | Siemens Plc | Active compensation of magnetic field generated by a recondensing refrigerator |
| JP2019511281A (ja) * | 2016-03-09 | 2019-04-25 | シナプティヴ メディカル （バルバドス） インコーポレイテッドＳｙｎａｐｔｉｖｅ Ｍｅｄｉｃａｌ （Ｂａｒｂａｄｏｓ） Ｉｎｃ． | 磁気共鳴システムにおける機械式クライオクーラの発振によって引き起こされる磁場の不安定性の低減 |
| US10809330B2 (en) | 2016-03-09 | 2020-10-20 | Synaptive Medical (Barbados) Inc. | Reducing magnetic field instabilities caused by oscillations of a mechanical cryo-cooler in magnetic resonance systems |
| US11567155B2 (en) | 2016-03-09 | 2023-01-31 | Synaptive Medical Inc. | Reducing magnetic field instabilities caused by oscillations of a mechanical cryo-cooler in magnetic resonance systems |
| US11644518B2 (en) | 2017-01-12 | 2023-05-09 | Koninklijke Philips N.V. | Compensation of magnetic field components caused by a periodic motion of a cold head |
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