JPS62235705A

JPS62235705A - 核磁気共鳴イメ−ジング装置

Info

Publication number: JPS62235705A
Application number: JP61078118A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nishimura; 博西村; Hitoshi Yoshino; 仁志吉野; Shigenobu Yanaka; 矢仲　重信; Shigeo Kato; 加藤　重雄
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1986-04-07
Filing date: 1986-04-07
Publication date: 1987-10-15

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】〔発明の利用分野〕本発明は、核磁気共鳴（Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｍａｇｎｅｔ
ｉｃｌｌ、ｅｓｏｎａｎｃｅ　、略してＮＭＲ）現象を
利用し、被験体内部における特定原子核の分布やその化
学的情報を被験体外部から無侵襲計測を行なう核磁気共
鳴イメージング装置に関する。

〔発明の背景〕

従来のＮＭＲイメージング装置における磁石の方式には
、常伝導、超伝導、永久磁石、あるいは、それらの組合
せによる方式が考えられているが、一般的に、その静磁
場強度は単一のものであった。

しかし、ＮＭＲ現象は特定の静磁場強度だけに見い出し
得る現象ではなく、その静磁場強度を選ばない。従って
、使用する静磁場強度を単一に固定する必要はなく、目
的に応じて静磁場強度を可変にすることは望ましい。と
ころが、従来のＮＭＲイメージング装置では、この点に
注意が払われていなかった。

一台の超伝導磁石をいくつかの静磁場強度で運転するに
は、あらかじめ必要な静磁場強度の数に応じた超伝導巻
線を用意しておけばよい。第一の超伝導巻線に電流を流
し、超伝導状態を実現すると、最初の低い静磁場強度を
もつ超伝導磁石が得られる。この際、ＮＭＲ，イメージ
ング装置として必要となる磁場均一度が確保されていな
ければならない。

次に、第二の超伝導巻線にも電流を流し、超伝導状態を
実現すると、さらに強い静磁場強度をもつ超伝導磁石が
得られる。このとき、第二の超伝導巻線は、第一の超伝
導巻線とともに使用するので、両者が組み合わさった状
態で磁場均一度が確保されるように、第二の超伝導巻線
を配置しておかなければならない。

以下、同様にして静磁場均一度を確保しながら、いくつ
かの静磁場強度を用意することができＺ、。

ダブル・ヘルムホルツ・コイルを使っり常伝導方式では
、一般的に上記の操作を実施するのはむずかしい。この
方式では、静磁場強度を変えるには、電流値を変えるだ
けではなく、４つのへルムホルツ・コイルの間隙を調整
しなければ、対象磁場空間の均一度が達成しがたい。ま
た、超伝導磁石のように、あらかじめいくつかの静磁場
強度で充分な磁場均一度をもった巻線構成を、１つのダ
ブル・ヘルムホルツ・コイルで実現するのがむずかしい
。

永久磁石のみを用いたＮＭＲイメージング装置において
は、静磁場強度が可変であるものはみられない。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、静磁場強度を可変にすることにより
、対象とする被験体の部位の大きさに応じて、取り出し
得るＮＭＲ，現象のＳ／Ｎ比を出来得る限り大きいもの
とするようにしたＮＭＲイメージング装置を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

永久磁石方式あるいは鉄心を有する常伝導方式核磁気共
鳴イメージング装置において、均一磁場空間を形成する
磁極及びポールピースの一方、又は両方を移動させ、磁
極間距離を可変にすることにより、同一の磁気回路であ
りながら、磁極間の空隙の静磁場強度を変え、一台の装
置を頭部用。

躯幹部用あるいは小児用にも切り換えて使う点に着眼し
た。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の第一の実施例を第１図、第２図により説
明する。

永久磁石方式核磁気共鳴イメージング装置の磁石部は、
第１図、第２図に示すごとく磁石本体１゜１′、継鉄２
，２’、ポールピース３，３′及び支持柱４．４“によ
り磁気回路として形成される。

核磁気共鳴イメージングには、静磁場均一度の高い磁場
空間が必要とされるので、ポールピースが上下対称に配
置される。ポールピース３．３’　、！：上下の継鉄２
，２′との間に永久磁石１，１′が配置され、静磁場を
発生する。

一般に、固定した起磁力を有する永久磁石の磁力のすべ
てが、ポールピース間の空隙に利用されるのではなく、
ポールピースの形状を如何に整形しようとも、その何割
かしか利用されない。ポールピースの役割は、永久磁石
のもつ磁力をできる限り、必要となる空隙内で利用でき
るようにすることにある。また逆に、対象とする磁場空
間の均一度が悪い場合は、磁力を空隙外に漏らすことも
ありうる。それによって、対象磁場空間内の静磁場強度
をわずかに変化させることはできるが、大幅に変更させ
ることはできない。

本発明では上記欠点を解決するために、磁極間距離を変
えることによって対象磁場空間の静磁場強度を可変にし
ようとするものである。永久磁石本体は、ある一定の起
磁力を保持しておシ、互いに反対の極を対向させて配置
した場合、両極間の空隙の磁束密度は、空隙間距離に逆
比例する。即ち、磁極間距離を狭ばめれば磁束密度が向
上し、広げれば低下する。

以上の事実に鑑みてなされたものが本発明である。第一
の実施例では磁極間距離を移動させるのに油圧装置を使
った例を示しである。第１図に示すごとく、上部継鉄２
は４本の円柱を通して第２図に示すごとく直線軸受６に
よシ支持されており、この継鉄２の両端部４箇所に油圧
シリンダを取付は上下方向に移動可能となっている。核
磁気共鳴イメージング装置において、頭部あるいは小児
を対象とした場合、必要となる磁場空間は小さなもので
良いので、磁極間距離を狭くする。この際、二つの磁極
間には大きな吸引力が働くので、万一の場合の安全性を
考慮して第２図に示すようなストッパー５，５′を設け
ておく。逆に躯幹部のような必要とされる磁場空間が広
い場合は、上部継鉄１を最上段にあげ油圧装置で固定す
る。この際も、第２図に示すストッパー５で上部継鉄が
柱上部から抜は出るのを防ぐ。

第３図は、本発明における油圧装置を示したものである
。油圧装置は、４本の油圧シリンダ１０．４個の電磁弁
１１．２個の絞り弁１２、逆止弁１３、リリーフ弁１４
、フィルタ１５、モータポンプ１６及びオイルタンク１
７からなる。磁極間距離を広げる場合の油圧装置の動作
は、モータポンプ１６でオイルタンク１７からくみ上げ
られた油は矢印１８の様な流れをする。つまり、油は、
フィルタ１５でゴミを取シ除かれ、シリンダ１０〉（停
止した時の逆戻り防止用逆止弁１３を通り、電気的に弁
を開閉する電磁弁１１を通る。シリンダ１ｄが伸びる場
合は※印の電磁弁は閉じ、その他は開いている。その後
、シリンダ１０にムシ上部継鉄２は油圧で上昇する。シ
リンダ１０上部の油は電磁弁１１を通り、速度調整のた
めの絞シ弁１２を通シ、オイルタンク１７に戻る、磁極
間距離を狭くする場合はオイルの流れは逆となる。又　
　。

リリーフ弁１４は、上部網ｆＡ２がストッパー５゜５′
に当った時、ある圧力以上はかからない様に油をオイル
タンク１７に戻す役目をする。

第４図は、油圧シリンダ１０の接続端１９と軸受２０と
の接合をピン２１で取ることを示しており、これにより
拗れによる力が働いた場合にも対応がとれるようにして
おく。

ＮＭＲ，イメージング装置として磁石に要求される重要
な事項は、対象磁場空間の均一度である。

これを確保するには、第２図に示すストッパー５゜５′
をμｍ単位で上下に移動、調整可能な機構を設けておけ
ばよい。まず、磁極間距離の狭い場合について考える。

上部継鉄２を油圧装置によって上方に移動させておき、
下部の４個のストッパー５′を微調整し、その後上部継
鉄２を下行させ、４個のストッパー５′のすべてが必ず
接触するようにする。この段階で、対象磁場空間の磁場
均一度を測定する。この測定結果が要求仕様を満足する
ものであれば調整を終る。もし、仕様を満足しかい場合
は、下部４個のストッパー５′を再ル前述の手順で微調
整する。要求仕様が満足されれば、同様の手順で上部４
個のストッパー５を微調整する。

永久磁石は起磁力が固定されたものであるので、一度ス
トッパーを調整しておけば、油圧装置による上部継鉄の
上下移動だけで目的とする磁場均一度は充分確保される
。

本発明では、磁場均一度に最も影響を与えるポールピー
スの交換は考慮していないが、対象磁場空間の大きさを
変える場合は、ポールピースを交換する方が望ましいの
は明らかである。

ポールピースを交換しないで、磁極間距離を変える場合
は、磁極間距離が大きい時の最適なポールピースを磁極
部に装着しておく。というのは、対象磁場空間が大きい
ほど、一様な磁場空間をポールピースで確保するのがむ
ずかしくなるからである。磁極間距離を縮めた時は、対
象磁場空間も小さくなシ、同一のポールピースを使用し
たとしても、°磁場均一度のずれは小さい。

また、磁場均一度のずれの解決には、対象磁場−タンク
に際し、補正によって画像の歪を正すことができる。

次に本発明の第２の実施例として機械機構のみによる静
磁場可変装置を第５図に示す。

第５図は、被験体を出入れする方向と直交した方向から
みた第２の実施例の側面図を示す。上下の継鉄２，２′
は支持柱４により水平方向のずれを抑止される。上部継
鉄２は、リンク駆動ネジ８０回転によってリンク７を開
閉して、上下動させのが望ましい。

支持柱４と上部継鉄２とは、第２図に示す摺動機構６を
設けておく。また、対象磁場空間の均一度を確保するに
は、すでに第一の実施例で示したような、第２図に示す
ストッパー５，５′を利用する。これによシ、頭部また
は小児用と、躯幹部用との切換えが比較的容易に実施で
きる。

以上に示した２つの実施例から明らかなように磁極間距
離の大きい躯幹部撮影時に比べて、磁極間距離の小さい
頭部あるいは小児撮影時には、静磁場強度が向上し、画
質が著しく向上される。

なお、本発明は、永久磁石方式のみならず、互いに反対
の磁極が対向して配置された、鉄心を有する常伝導磁石
方式にも適用可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、頭部あるいは小児撮影時の画質を躯幹
部撮影時に比べて、著しく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁極間距離を可変にした永久磁石方式核磁気共
鳴イメージング装置の静磁場発生装置を示す図、第２図
はその断面図、第３図は油圧装置の概略を示す図、第４
図は油圧シリンダの支持形態を示す図、第５図は機械機
構のみによって磁極間距離を可変にした永久磁石方式核
磁気共鳴イメージング装置における静磁場発生装置を示
す図。１．１′・・・永久磁石、２，２′・・・継鉄、３，３
′・・・ポールピース、４・・・支持柱、５．５’　・
・・ストツバ−１６・・・摺動機構、７・・・リンク、
８・・・リンク駆動ネジ、１０・・・シリンダ、１１・
・・電磁弁、１２・・・絞シ弁、１３・・・逆止弁、１
４・・・すＩＪ−フ弁、１５・・・フィルタ、１６・・
・モータポンプ、１７・・・オイルタンク、１９・・・
シリンダ接続端、２０・・・軸受、奉　２　日拳　３　目第　４　目早　５　図

Claims

【特許請求の範囲】１、互いに反対の極を有する磁石を対向して配置し、空
隙内に静磁場を発生させる核磁気共鳴イメージング装置
において、磁極間距離を可変にすることにより、単一の
起磁力を有する磁石から発生する静磁場強度を対象磁場
空間の体積によつて変化せしめることを可能としたこと
を特徴とする核磁気共鳴イメージング装置。２、磁石として永久磁石を設けたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の核磁気共鳴イメージング装置。３、磁石として鉄心を有する電磁石を設けたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の核磁気共鳴イメージ
ング装置。