JPS59132345A - 磁界発生装置 - Google Patents

磁界発生装置

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Publication number
JPS59132345A
JPS59132345A JP58008272A JP827283A JPS59132345A JP S59132345 A JPS59132345 A JP S59132345A JP 58008272 A JP58008272 A JP 58008272A JP 827283 A JP827283 A JP 827283A JP S59132345 A JPS59132345 A JP S59132345A
Authority
JP
Japan
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coil
magnetic field
coils
shim
winding frame
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Pending
Application number
JP58008272A
Other languages
English (en)
Inventor
Shunji Yamamoto
俊二 山本
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP58008272A priority Critical patent/JPS59132345A/ja
Publication of JPS59132345A publication Critical patent/JPS59132345A/ja
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    • 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
    • G01R33/3875Compensation of inhomogeneities using correction coil assemblies, e.g. active shimming

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は主コイルと補正コイルとを使い要求された空
間頭載で高い均一度の磁界を発生させる磁界発生装置、
とくにその補正コイルの構成に関するものである。
この種の磁界発生装置は、例えばN M R−e T(
核磁気共鳴を用いた断層像撮影装置)に使用される場合
、その磁界の均、一度の要求が高いことから磁界分布の
補正技術がとくに重要となる。
この種従来の磁界発生装置として第1図ないし144図
に示すようなものがあった。第1図は磁界発生装置の全
体を示す断面図で、(1)は両端にツバ部を有する円筒
状の巻枠、(2)は巻枠(1)の外周に巻回され巻枠(
1)内軸方向に磁界を発生させる主コイル、(3)は主
コイル(2)による磁界の軸方向成分の分布を均一化す
るため主コイル(2)の外周に配設された補正コイルで
、後述のように磁界の補正内容により一定形状一定間隔
に配設された復改のコイルから構成される。(4)は上
記磁界分布につき所定の均一性が要求される空間領域で
、通常主コイル(2)の中心軸上中央点(0)を中心点
とする球状領域となる。(4・(V)は以下の説明の便
宜上用いるノ坐標軸で、それぞれ主コイル(2)の中心
軸及びそれと直用の径方向を茨わす。第2図ないし第4
図は@a記補正コイル(3)の−例で、図に示すように
r方向をX1YcD直角座イ票で表わした場合、第2図
は磁界の2軸方自戒分(以下BZと称す)がX軸座標に
比例して発生する補正コイル(通常Xシムコイルと称さ
□ れており、以下この呼称を使用する)の配置を概念
的に示す斜視図、第3図は上記Xシムコイルを2軸方向
からみた側面図である。図において、(5a)、(5b
)、(5す、(5d)はそれぞれz軸を中心軸とする円
筒面上に配設され円周方向に開き角(θ)を有する鞍型
コイルで、壁間領域(4)内で上記の所定の両弁補正出
力が得られるように、互いに中央点(0)及びz軸に対
称にかつ所定の形状・大きさ及びz軸方向の間隔を有す
るように配置され励磁電源(図示せず)によりアンペア
ターンの絶対1直が等しい電流がそれぞれ矢印(6)の
向きに供給される。そして4個の鞍型コイル(5a)(
5b)(5C)(5d)によりXシムコイル(5)を構
成する。第4図はBZがX軸座標に比例して発生する補
正コイル(以下、Xシムコイルと称す)を2軸方向から
みた側面図で、Xシムコイル(5)を2軸のまわりに9
0’回伝した位置に配設された鞍型コイル(7aX71
)X7C)(7d)によりXシムコイル(7)全構成す
る。なお、開き角(θ)は通常120°又は50°が採
用され、120°の場合には円周方向に一部電なるので
Xシムコイル(5)とYシムコイル(7)とは、径方向
位置がコイル厚さ寸法に対応した分だけ異なるように自
己設される。
次に、上記のように構成された従来の磁界発生装置にお
ける磁界補正の方法について説明する。
先ず、主コイル(2)による壁間領域(4)内のBZの
分布Bz 状況を梢督に測定する。これからτγ酸成分び導層成分
を算出し、それぞれに応じた励磁用電流をXシムコイル
(5)及びXシムコイル(7)に供給することにより、
Bzの不拘−分のうちX及びYの比例成分の補正がなさ
れる。なお、ここで上記各成分の正負は上記励磁用電流
の向きの正負で対応させる。しかし、夷1派のfizに
は上記のほか例えばZX。
ZYXX、 X2−Y2等の成分も存在しうるので、そ
れθ2BZ   σ2BZ   azBz  azBz
ぞれ1票ひ7Zバフ・7π1す(X2−Yz)に対応し
た磁界出力を有するzXシムコイル、zYXシムコイル
xYXシムコイルX2−Y2シムコイル等も備えBZの
精密補正がなされる。これら各補正コイルの諸えHxX
シムコイル5)、Xシムコイル(7)とは異なるが、い
ずれも中央点Co) K対しz軸方向に対称に配設され
Z軸に対称な少くとも一対の鞍型コイルからなり、また
ZX、ZY両クシムコイルびXY−X2−Y2 両シム
コイルはそれぞれZ軸のまわりに90°及び45°の間
隔に配置された同一・一対のコイル群から構成される。
しかるに、上記のような従来の磁界発生装置においては
、補正コイルは鞍型コイルの形状・大きさ及び相互位置
・接続が全く同一で円周方向に一部間I#Jを有して百
己設される一対・2櫨頌のシムコイルの組合せから構成
されるので、補正コイルのg枚及びこれに付属する励磁
電源の緒故が非常に多く装置全体として複雑かつ高1i
m Kなるという欠点があった。
この発明はこのような従来のものの欠点を解消するため
になされたもので、補正コイルを主コイルと同軸円筒面
上であってかつその円周方向に移動可能に配設すること
により、従来の各一対2橿頑の補正コイルを1葎頑の補
正コイルで代用01′能とし、補正コイル及び励磁電源
の総数を半減することができる磁界発生装置を提供する
ことを目的とするものである。
以下、この発明の一実施例における均一磁界発生装置を
図面について説明する。
第5図は従来のXシムコイル(5)及びXシムコイル(
7)K替わる補正コイルC以下Xシムコイルと称す)の
構成を示す斜視図、46図はその主巽部の側面図である
。−において、(8)は主コイル(2)と同軸に配設さ
れた円筒状の巻枠、(9aX9 bX9cX9d)は巻
枠(8)上に所定の間隔に配設された鞍型コイルで、従
来のXシムコイル(5)又はXシムコイル(7)と同一
諸元を有しXシムコイル(10)を構成する。(11)
は谷鞍型コイル(9aX9bX9cX9d)相互間及び
励磁電源(12)とのll1i[Iの電流流路を形成す
る渡り線で、この部分からの発生磁界を十分低い値に抑
えるため、電流が往復する電線を十分近接させて構成さ
れる。(13)は制御部(14)によって制御される駆
前源C15)により駆動され巻枠(8)を中心軸のまわ
りに回転させる。・駆動ローラ、(16>1’:を巻枠
(8)を回転可能に支持する自伝ローラである。
次に、上記のように構成されたこの発明の一実施例とし
ての磁界発生装置における磁界補正の方法について説明
する。先ず、従来の場合と同様にθBZ  δBZ める。今、この磁界の勾配−万二−万一をそれぞれa、
bと2くと、従来方式におけるXシムコイル及びXシム
コイルに必要な磁界出力fix及び’Ezyはそれぞれ
以下の式で表わされる。
BZX =a −X −i Z           
    ・−(1)     ’EZ7  =b  −
Y  ・ IZ                  
            −(2)ここに、izはz軸
方向の単位ベクトルである。従って、XシムコイルとX
シムコイルとのla 界出力の和BZTu欠式で衣わさ
れる。
Bzr = 、BZX +BZY== (aX+bY)
−iz:V[再JT(X−cosa++Y−sinQり
・iz  ・=用−(3)座標を第6図のように2軸を
中心に角度αだけ回転させた場合、座標変換の関係から r=x −cosa++y−sina        
     −−(5)が成立し、(5)式を(3)式に
代入すると、Bz T =遅ππ、r −iz    
     −−(6)が得られる。即ち、rシムコイル
(10)を第6図に示すようにX軸から2軸を中心に(
4)式で衣わされる角度αだけ回転させたr軸に移動さ
せ磁界出力の勾配をfπ■ とすることにより、従来X
シムコイルC5) トYシムコイル(7)とで行ってい
たと同等の磁界補正機能をliのrシムコイル(10)
で達成することができ、これに伴い励磁電源(12)も
1台で通む。
一般的に、可動部分をもつ装置ではその取付り青変の低
下が問題となるが、本発明の適用例である前掲N M 
R−e Tの場合、主コイル(2)の軸と巻枠(8)の
軸とのずれ、即ち偏心の程度として±IM程度は十分許
容できることが判っている。そして、この程度の關心禮
度は通常の回転g#機構により容易に実現することが可
能であり、従って補正コイルの回転移動にともなう出力
磁界の精度低下は問題にならないと言える。
なお、上記−実施ρ1においては、巻枠(8)を回転さ
せる機構を採用しているが、ml定した巻枠を使用しそ
の外周面に円周方向所定範囲内で移動可能な取付機構を
設け、主コイル(2)による磁界分布に応じてrシムコ
イル(10)を必安な位置に取り付ける方式を採用して
もよい。また、Xシムコイル(5)とXシムコイル(7
)とを1組のrシムコイル(10)で代用できることを
説明したが、前述のZXシムコイルとZYXシムコイル
xYシムコイルトX2−Y2シムコイル等一般的にそれ
ぞれz!IIIIcD−!わりに所定の間隔に配設され
た同一・一対のコイル群から係 なり通電鴫流の向きの相対開田が等しい2櫨頑のシムコ
イルは、上記一実施例の・場合と同様、主コイル(2)
と同軸円周方向に移dJ町自巳な1組のシムコイルで代
用することができる。
この発明は以上説明したように、補正コイルを主コイル
と同軸円筒面上であってかつその円周方向に移gIJ町
目目に配設することにより、従来それぞれ中心軸のまわ
りに所定の間隔をもって配設された同一・一対の2燻類
の補正コイルを1櫨頑の補正コイルで代用で亀、補正コ
イル及び励Ila市sの1飴故が半減し装置全体として
簡単かつ安圃になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の磁界発生装置の全体を示す所面図、第2
図は従来のXシムコイルの配置をg芯的に示す斜視図、
第3図・%4図は従来のXシムコイル・Xシムコイルを
それぞれ示す側面図、第5図はこの発明の一実施例にお
ける補正コ′イルの構成を示す斜視図、第6図はその主
妥部の側面図である。 図において、(2)I″i主コイル、(8)は巻枠、(
10)rI′補正コイルとしてのrシムコイル、(13
)は駆動ローラ、(15)は駆動源、(16)は自伝ロ
ーラである。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代 理 人  葛  野    信  −第1図 第2図 第3図      第4図 第6図 X 手続補正書(自発) 5葦422 昭和     月  日 特許庁長官殿 1、事件の表示   特願昭58−8272号2、発明
の名称 磁界発生装置 3、補正をする者 代表者片山仁へ部 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、 補正の内容 +1)明細書の第2頁第1行にrNMR−e TJとあ
るのをrNMR−CTJに訂正する。 (2)同上の第2頁第8行に「均、一度」とあるのを「
均一度」に訂正する。 (3)同上の第2頁第17行にr(VLIとあるのを「
(γ)」に訂正する。 」 に訂正する。 (5)同上の第4頁第20行に「諸之は」とあるのを「
諸元」に訂正する。 (6)同上の第7頁式(3)および式(4)中に「l可
T亙」とあるのを74f」に訂正する。 (7)同上の第8頁式(6) ニr BZT = Ir
フb、、r・iz」とあるのをr 8r = r r 
−i Z Jに訂正する。 (8)同上の第8頁第9行に$Jとあるのを17i’i
76可」に訂正する。 (9)同上の@88頁第16にnJMR−eTJとある
のをrNMR−CTJに訂正する。 α0同上の第9頁第11行に「X2−Y2」とあるのを
rx2− Y2Jに訂正する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)中心軸方向に磁界を発生させる主コイル、この主
    コイルと同軸円筒面上であってかつその円周方向に移動
    可能に配設され上記円周方向所定位置において上記主コ
    イルによる磁界分布を均一分布に補正する補正コイルを
    備えたことを特徴とする磁界発生装置。
  2. (2)補正コイルは主コイルの中心軸上の中央点に対し
    上記中心軸方向に対称に配設され上記中心軸に対称な少
    なくとも一対の鞍型コイルからなることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の磁界発生装置。
JP58008272A 1983-01-19 1983-01-19 磁界発生装置 Pending JPS59132345A (ja)

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JP58008272A JPS59132345A (ja) 1983-01-19 1983-01-19 磁界発生装置

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JP58008272A JPS59132345A (ja) 1983-01-19 1983-01-19 磁界発生装置

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JPS59132345A true JPS59132345A (ja) 1984-07-30

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JP58008272A Pending JPS59132345A (ja) 1983-01-19 1983-01-19 磁界発生装置

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JP (1) JPS59132345A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61188907A (ja) * 1985-02-15 1986-08-22 シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト 磁場発生装置
JPS6226802A (ja) * 1985-07-29 1987-02-04 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ 一様性の高い磁界を発生する磁石
JPS62271493A (ja) * 1986-05-20 1987-11-25 日立マクセル株式会社 半導体装置

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