JPH1028682A - 診断用磁気共鳴装置のための磁石装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一方では結像性能に対する要求を充足し、他
方では、介入的技術を支援する診断用磁気共鳴装置のた
めの磁石装置を提供すること。 【構成】 第１の結像容積（１８）内で均一（均質）磁
界を生成するための、該第１の結像容積（１８）を収容
する第１の手段（２）を有する診断用磁気共鳴装置のた
めの磁石装置において、第２結像容積において均一（均
質）磁界（磁場）を生成するための第２の手段（１４）
が前記第１手段（２）と作用結合しており、更に、前記
の第１手段（２）と第２手段（１４）との間に第２の結
像容積が設けられていること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、第１の結像容積内
で均一（均質）磁界を生成するための第１の手段を有す
る診断用磁気共鳴装置のための磁石装置であって、前記
第１結像容積は、前記第１手段内に配置されている当該
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】冒頭に述べた形式の磁石装置は、米国特
許第３６５５９２７号明細書から公知である。冒頭にお
いて、古典的な超電導磁石装置が略示されており、該磁
石装置は、シリンダ状の患者用管状体を有する超電導磁
石は患者用管状体の内部において、ほぼ球状の結像容積
内に、均一（均質）で、時間的に一定の主磁界を生成す
る。典型的には、結像容積の直径は、５０cmの範囲（領
域）内にある。結像容積へのアクセスは、患者用管状体
内の端面側の開口に限られる、磁気共鳴イメージング
（ＭＲＩ）により支援される介入的技術（インターベン
ション）、例えば、患者に対する外科的介入操作（イン
ターベンション）を実施し得ない。更に閉鎖空間恐怖症
の危険が存する。

【０００３】それに対して対照的な磁石系は、患者アク
セス個所（入口）のほかに、医者又は検査技師のための
側方のアクセス個所（入口）を有する。開放磁石系は、
同様に、冒頭に引用した米国特許第１５３６５９２７号
明細書に記載されている。開放（形）磁石系の欠点とす
るところは、均一（均質）磁界の大きさにより規定され
る結像容積が、旧来の系に比較してより小さいことであ
る。それにより制限されたイメージングを来たし、殊
に、低減されたＳ／Ｎ比及び比較的長い測定時間の故に
そのようなイメージング制限を来たし、また、シーケン
スタイプの応用面での制限を来す。開放系は、概して、
０．０５Ｔ〜０．５Ｔの主磁界強度を有する低磁界系で
ある、それというのは大抵比較的大きい容積をフィール
ドを以て充足しなければならないからである。

【０００４】ＥＰ−Ａ−０４００９２２から公知の磁気
共鳴装置は、軸方向で離隔された、相異なった構成を有
する２つの部分系を有する。２つの部分系は、結像−又
は作業容積（これは両部分系間に位置する）において著
しく均一（均質）な磁界を生成する。両部分系相互間の
間隔は、次のように選定され得る、即ち、当該間隔に対
して横断する方向に結像容積に対するアクセス個所（入
口）が可能になるように選定され得る。

【０００５】米国特許明細書第４７０１７３６号には、
相互に入り組み合った複数のコイルを有する磁気共鳴装
置用の磁石系が記載されており、該磁石系により、均一
（均質）な磁界が、軸方向にずれた結像容積内で形成さ
れ得る。

【０００６】ＥＰ−Ａ−０１８７６９１にて開示された
非対称的磁石系は、均一（均質）な磁界付きの軸方向に
ずれた結像容積を有する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の基礎を成す課
題とするところは、一方では結像性能に対する要求を充
足し、他方では、介入的技術を支援する診断用磁気共鳴
装置のための磁石装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決のため、
本発明によれば、第１の結像容積間で均一（均質）磁界
を生成するための第１の手段を有する診断用磁気共鳴装
置のための磁石装置であって、前記第１結像容積は、前
記第１手段内に配置されている当該装置において、第２
結像容積において均一（均質）磁界（磁場）を生成する
ための第２の手段が前記第１手段と作用結合しており、
更に、前記の第１手段と第２手段との間に第２の結像容
積が設けられているのである。第１結像容積内で均一
（均質）な磁界を形成するための第１手段は次のような
意味合いで２重機能を有する、即ち、第２結像容積にお
いても均一（均質）な磁界形成に寄与するという意味合
いで２重機能を有する。本発明の磁石装置は、第１の大
きな結像容積における制限されていないイメージングに
対する前提を充足し、そして、第２の小さな結像容積に
対する検査技師に対しても殆ど支障のないアクセスに対
する前提を充足する。本発明による磁石装置に基づく磁
気共鳴装置は、従来磁気共鳴装置に比して、たんに１つ
に第２のグラジェントコイル系及び場合によりさらなる
高周波アンテナしか必要とせず、測定−および評価シス
テムは、２つの結像容積のため利用し得る。場合によ
り、既に設置された系をも装備でき、それにより、“通
常の”結像容積のほかに、介入的操作技術に使用可能な
第２の結像容積が可用になる。

【０００９】第２手段は、第１結像容積中で、軸方向に
グラジェント（勾配磁場）を生成し、該グラジェント
（勾配磁場）は、公知手法によりパッシブ（受動的）又
はアクティブ（能動的）に補償され得る（パッシブ（受
動的）又はアクティブ（能動的）シム）。有利な構成で
は、均一（均質）磁界を生成するための第１手段の電磁
石（マグネット）コイルは、それぞれ磁束（密度）−ア
ンペアターンを生成ずるように構成されており、該磁束
（密度）−アンペアターンは、電磁石コイルと、第２結
像容積との間隔が増大するにつれて、より一層大になる
ように構成されているのである。磁束（密度）−アンペ
アターンは、一方では、電磁石コイルのターン（巻回）
の可変により、他方では種々の高さの電流での励磁によ
り実現することもできる。

【００１０】更なる有利な発展形態では、患者横臥台
は、第１又は第２結像容積内に移動可能に配置されてい
るのである。

【００１１】なお更なる発展形態は、従属請求項に規定
されている。

【００１２】次に、２つの図を用いて本発明を説明す
る。

【００１３】

【実施例】図１は、診断用磁気共鳴装置のための磁石装
置の側面図を示す。第１の磁石系２は、それの構成上、
シリンダ状に構成された内部空間４を有する従来超電導
磁石（マグネット）に相応する。例えば、内部空間４
は、ほぼ１ｍの内径と、１．４０ｍの長さを有する。内
部空間４中には図示していないグラジェント（勾配磁
場）コイル、高周波アンテナ及び患者収容装置が組み込
まれる。第１磁石系２は、クライオスタット６内に配置
された円環状電磁石コイル８を有し、該電磁石コイルの
コイル軸線は、磁石装置の対称軸１０上に位置する。磁
石系２の外部空間内にて、電磁石コイル８により生ぜし
められた磁界の部分的遮蔽（シールド）コイル１２の形
態のアクティブ（能動的）遮蔽（シールド）体が設けら
れている。ここでは、２つの遮蔽（シールド）コイル１
２が電磁石コイル８に比してより大きな直径状に配置さ
れており、遮蔽（シールド）コイル１２のコイル軸線
は、同様に、磁石系２の対称軸１０上に位置する。

【００１４】磁石系２の端面側１３との間隔ほぼ５０ｃ
ｍ〜６０ｃｍをおいて、第２磁石系１４が円環状の電磁
石コイル１６を以て設けられている。電磁石コイル１６
の中心点は、同様に、対称軸１０上に位置する。患者ア
クセス（入口）方向は、有利に対称軸１０に対して平行
な方向に配向される。

【００１５】電磁石コイル（磁コイル）８、１２、１６
はここでは図示していない電流給電源と接続されてお
り、該電流給電源は、磁界生成に必要な電流を供給す
る。ここで、電磁石コイル８、１６における電流は、軸
１０の周りに同方向に流れ、一方、電磁石コイル１２に
おける電流は逆方向に流れる。

【００１６】第１磁石系２の内部空間４内にて、軸方向
で、第２磁石系１４により生ぜしめられる障害的なグラ
ジェント（勾配磁場）は、電磁石コイル８の相応の選定
及び励磁により補償される。ここで、第２磁石系１４が
設けられていなかったとすれば、第１の磁石系２におけ
る電磁石コイル８がとることとなる、当該電磁石コイル
８の軸方向位置は維持される。障害的グラジェント（勾
配磁場）の補償は、次のように行われる、即ち、電磁石
コイル８によりその都度生ぜしめられる磁束（密度）−
アンペアターンが、電磁石コイル８と第２磁石系１４と
の軸方向間隔の増大と共に増加するように行われる。従
って、すべての電磁石コイル８を流れる励磁電流が等し
い場合、個々の電磁石コイルのターン（巻回）数は、第
２磁石系１４との軸方向間隔増大と共に増加する。その
際磁石装置は、比較的に小の結像容積２０においてそれ
ぞれ均一（均質）磁界（磁場）を生成し得る。第１結像
容積１８は、従来超電導磁石系におけるように内部空間
４内に位置する。一方、第２結像容積は、両磁石系２、
１４間に配置されており、そして、付加的に側方で自由
にアクセス（出入、操作扱い）可能である。、均一（均
質）磁界の方向は、両結像容積１８、２０内で同じであ
り、対称軸１０対して平行である。第１結像容積１８に
おける磁界は、第２結像容積２０における磁界（磁場）
より大である。

【００１７】図２は、本発明の磁石装置のさらなる実施
例を基にした磁気共鳴装置構成を示し、上記の装置構成
によっては、均一（均質）磁界が、２つの別個の結像容
積１８、２０内で形成され得る。第２磁石系１４は、磁
極片として構成されており、該磁極片は、図１に示す構
成形態に比して改善された、第２結像容積２０へのアク
セス可能性（出入、取扱い操作性）を提供する。磁極片
装置１４は、磁気的駆動部として、有利には、永久磁石
を有する。移動可能な患者横臥台２２により、被検体と
しての、又は被処理体としての患者が、第１結像容積１
８においても、第２結像容積２０においても何等の配置
替えなしで画像作成のため位置定めし得る。

【００１８】図２に示す、第２磁石系１４の磁極片構成
を有する磁石装置は、患者２４の頸部ー又は脚部領域に
おけるＭＲＩ操作コントロール手法による介入的操作に
適する。図１に示す磁石装置によっても患者２４の中間
領域におけるＭＲＩコントロール手法による介入的操作
も可能になる、それというのは第２磁石系１４は、軸方
向での患者に対する制限的働きをしないからである。

【００１９】第２結像容積における局所分解能に必要な
横方向のグラジェント（勾配磁場）の生成のためのグラ
ジェント（勾配磁場）コイルとして、扁平な構成の故
に、特に、米国特許第５１９８７６９号明細書から公知
のセグメントコイルが適する。軸方向でのグラジェント
（勾配磁場）は、従来の機器におけるように、円環状巻
回体（ターン）を有する２つの軸方向に離隔されたコイ
ルにより生成され得る。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、一方では結像性能に対
する要求を充足し、他方では、介入的技術を支援する診
断用磁気共鳴装置のための磁石装置を提供することする
ことができるという効果が奏される。而して本発明の磁
石装置は、第１の大きな結像容積における制限されてい
ないイメージングに対する前提を充足し、そして、第２
の小さな結像容積に対する検査技師に対しても殆ど支障
のないアクセスに対する前提を充足するするものであ
り、本発明による磁石装置に基づく磁気共鳴装置は、従
来磁気共鳴装置に比して、たんに１つに第２のグラジェ
ントコイル系及び場合によりさらなる高周波アンテナし
か必要とせず、測定−および評価システムは、２つの結
像容積のため利用し得、場合により、既に設置された系
をも装備でき、それにより、“通常の”結像容積のほか
に、介入的操作技術に使用可能な第２の結像容積が可用
になるという効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】２つの結像容積を有する磁石装置の断面図であ
る。

【図２】図１の磁石装置の変化実施例の斜視図である。

【符号の説明】

２ 第１磁石系 ４ 内部空間 ６ クライオスタット ８ 電磁石コイル １０ 対称軸 １２ 遮断コイル １４ 磁極片装置 １６ 電磁石コイル １８ 第１結像容積 ２０ 第２結像容積 ２２ 移動可能な患者横臥台

フロントページの続き (72)発明者 ホルスト ズィーボルト ドイツ連邦共和国 エッフェルトリッヒ アム マルティン−ベハイム−ヴェーク ４

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の結像容積（１８）内で均一（均
   質）磁界を生成するための第１の手段（２）を有する診
   断用磁気共鳴装置のための磁石装置であって、前記第１
   結像容積（１８）は、前記第１手段（２）内に配置され
   ている当該装置において、 第２結像容積（２０）において均一（均質）磁界（磁
   場）を生成するための第２の手段（１４）が前記第１手
   段（２）と作用結合しており、更に、前記の第１手段
   （２）と第２手段（１４）との間に第２の結像容積（２
   ０）が設けられていることを特徴とする診断用磁気共鳴
   装置のための磁石装置。
2. 【請求項２】 前記の第１及び第２手段（２ないし１
   ４）は、１つの軸（１０）に沿って設けられていること
   を特徴とする請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 前記の第１及び第２両結像容積（１８、
   ２０）は前記軸（１０）に沿って設けられていることを
   特徴とする請求項２記載の装置。
4. 【請求項４】 第１及び第２手段（２ないし１４）は、
   両結像容積（１８、２０）内に均一（均質）磁界を同じ
   方向付けをして（整列して）生成するように構成されて
   いることを特徴とする請求項１から３までのうちいずれ
   か１項記載の装置。
5. 【請求項５】 第１及び第２手段（２ないし１４）は、
   両結像容積（１８、２０）内に均一（均質）磁界を、軸
   （１０）に対して平行な方向に方向付けとして（整列し
   て）生成するように構成されていることを特徴とする請
   求項２から４までのうちいずれか１項記載の装置。
6. 【請求項６】 前記第１手段（２）は、コイル軸線を有
   する直列に配置された複数の磁石コイルを有し、そし
   て、コイル軸線及び軸（１０）は一致するように（重な
   るように）配置されていることを特徴とする請求項２か
   ら５までのうちいずれか１項記載の装置。
7. 【請求項７】 電磁石コイル（８）は、それぞれ磁束
   （密度）−アンペアターンを生成ずるように構成されて
   おり、ここで、電磁石コイルの磁束（密度）−アンペア
   ターンは、電磁石コイル（８）と、第２結像容積との間
   隔が増大するにつれて、より一層大になるように構成さ
   れていることを特徴とする請求項６項記載の装置。
8. 【請求項８】 電磁石コイルは、クライオスタット
   （６）における起電導磁石として設けられていることを
   特徴とする請求項６又は７記載の装置。
9. 【請求項９】 第２手段（１４）は、電磁石コイル（１
   ６）を有することを特徴とする請求項１から８までのう
   ちいずれか１項記載の装置。
10. 【請求項１０】 第２手段（１４）は、永久磁石を有す
    ることを特徴とする請求項１から８までのうちいずれか
    １項記載の装置。
11. 【請求項１１】 患者横臥台（２２）は、第１又は第２
    結像容積（１８〜２９）内に移動可能に配置されている
    ことを特徴とする請求項１から１０項までのうちいずれ
    か１項記載の装置。