WO2014133109A1 - 磁気共鳴イメージング装置及び傾斜磁場コイル - Google Patents

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WO2014133109A1
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shim
magnetic field
resonance imaging
static magnetic
magnetic resonance
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坂倉　良知
和人 野上
田中　秀和
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株式会社東芝
東芝メディカルシステムズ株式会社
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    • G—PHYSICS
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    • G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/387—Compensation of inhomogeneities
    • G01R33/3873—Compensation of inhomogeneities using ferromagnetic bodies ; Passive shimming

Definitions

  • Embodiments described herein relate generally to a magnetic resonance imaging apparatus and a gradient coil.
  • the nuclear spin of a subject placed in a static magnetic field is magnetically excited with an RF (Radio Frequency) pulse at the Larmor frequency, and the data of the magnetic resonance signal generated by the excitation is used.
  • RF Radio Frequency
  • shimming for correcting the non-uniformity of the static magnetic field is performed.
  • Shimming is roughly divided into methods called passive shimming / active shimming.
  • passive shimming is performed using a long tray-type shim storage section called a shim tray or the like.
  • the shim tray has a plurality of pockets in the longitudinal direction, and an iron shim is appropriately stored in each pocket.
  • the shim tray is inserted into the gantry device along the long axis direction of the cylinder.
  • the attraction force of the static magnetic field applied to the shim tray reaches a maximum of about 50 kgf (kilogram weight). For this reason, when performing the work of inserting the conventional shim tray into the gantry device, the static magnetic field is demagnetized each time, but demagnetization takes time and also consumes helium gas. The work efficiency has been reduced.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a magnetic resonance imaging apparatus and a gradient coil that can improve the efficiency of shimming work.
  • the magnetic resonance imaging apparatus includes a static magnetic field magnet, a gradient magnetic field coil, and a shim storage unit.
  • the static magnetic field magnet generates a static magnetic field in a space substantially inside the cylinder.
  • the gradient magnetic field coil is disposed inside the static magnetic field magnet and generates a gradient magnetic field.
  • the shim storage unit can store a metal shim.
  • the shim storage part is formed in a shape in which the attractive force of the static magnetic field under excitation applied to the shim storage part is smaller than a predetermined threshold value.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the MRI apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the structure of the gradient magnetic field coil according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a view for explaining a shim pocket according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a view for explaining a shim pocket according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a view for explaining a shim pocket inserted into the gradient coil in the first embodiment.
  • FIG. 6A is a diagram showing a lid of the shim pocket insertion guide according to the first embodiment.
  • FIG. 6B is a diagram illustrating a lid of the shim pocket insertion guide according to the first embodiment.
  • FIG. 7A is a diagram illustrating a lid of the shim pocket insertion guide according to the first embodiment.
  • FIG. 7B is a diagram illustrating a lid of the shim pocket insertion guide according to the first embodiment.
  • FIG. 7C is a diagram showing a lid of the shim pocket insertion guide according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a shimming work flow according to the first embodiment.
  • FIG. 9A is a view showing a shim pocket insertion guide according to the second embodiment.
  • FIG. 9B is a view showing a shim pocket insertion guide according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a shim pocket inserted in a gradient coil in the second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a shim pocket inserted in a gradient coil in the second embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing a connectable shim pocket according to another embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a shim storage unit according to another embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a shim storage unit in another embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a shim storage unit in another embodiment.
  • FIG. 15A is a diagram for explaining a shim insertion unit according to another embodiment.
  • FIG. 15B is a diagram for explaining a shim insertion unit according to another embodiment.
  • FIG. 16A is a diagram for explaining a shim insertion unit according to another embodiment.
  • FIG. 16B is a diagram for explaining a shim insertion unit according to another embodiment.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the MRI apparatus 100 according to the first embodiment.
  • the MRI apparatus 100 includes a static magnetic field magnet 101, a static magnetic field power supply 102, a gradient magnetic field coil 103, a gradient magnetic field power supply 104, an RF coil 105, a transmission unit 106, and a reception unit 107.
  • the MRI apparatus 100 does not include a subject P (for example, a human body).
  • the structure shown in FIG. 1 is only an example. Each unit may be appropriately integrated or separated.
  • the static magnetic field magnet 101 is a magnet formed in a hollow cylindrical shape, and generates a static magnetic field in a space inside a substantially cylindrical (including ellipse).
  • the static magnetic field magnet 101 is, for example, a superconducting magnet or the like, and is excited by receiving a current supplied from the static magnetic field power source 102.
  • the static magnetic field power supply 102 supplies a current to the static magnetic field magnet 101.
  • the static magnetic field magnet 101 may be a permanent magnet. In this case, the MRI apparatus 100 may not include the static magnetic field power source 102. In addition, the static magnetic field power source 102 may be provided separately from the MRI apparatus 100.
  • the gradient magnetic field coil 103 is a coil disposed inside the static magnetic field magnet 101 and formed in a hollow, substantially cylindrical shape.
  • the gradient coil 103 receives a current supplied from the gradient magnetic field power supply 104 and generates a gradient magnetic field.
  • the gradient coil 103 will be described later in detail.
  • the gradient magnetic field power supply 104 supplies a current to the gradient magnetic field coil 103.
  • the RF coil 105 is disposed inside the gradient magnetic field coil 103 and receives a supply of RF pulses from the transmission unit 106 to generate a high-frequency magnetic field.
  • the RF coil 105 also receives a magnetic resonance signal (hereinafter referred to as “MR (Magnetic Resonance) signal”) emitted from the subject P due to the influence of the high-frequency magnetic field, and outputs the received MR signal to the receiving unit 107.
  • MR Magnetic Resonance
  • the RF coil 105 described above is merely an example.
  • the RF coil 105 may be configured by combining one or more of a coil having only a transmission function, a coil having only a reception function, or a coil having a transmission / reception function.
  • the transmission unit 106 supplies the RF coil 105 with an RF pulse corresponding to the Larmor frequency determined by the type of target atom and the magnetic field strength.
  • the receiving unit 107 detects the MR signal output from the RF coil 105, and generates MR data based on the detected MR signal. Specifically, the receiving unit 107 generates MR data by digitally converting the MR signal output from the RF coil 105.
  • the receiving unit 107 also sends the generated MR data to the sequence control unit 120.
  • the receiving unit 107 may be provided on the gantry device side including the static magnetic field magnet 101, the gradient magnetic field coil 103, and the like.
  • the bed 108 includes a top plate on which the subject P is placed. In FIG. 1, only this top plate is shown for convenience of explanation. Normally, the bed 108 is installed so that the central axis of the cylinder of the static magnetic field magnet 101 is parallel to the longitudinal direction. Further, the top plate is movable in the longitudinal direction and the vertical direction, and is inserted into a space inside a substantially cylinder inside the RF coil 105 with the subject P placed thereon. The space inside the substantially cylindrical shape is sometimes referred to as “bore” or the like.
  • the sequence control unit 120 performs imaging of the subject P by driving the gradient magnetic field power supply 104, the transmission unit 106, and the reception unit 107 based on the sequence information transmitted from the computer 130.
  • the sequence information is information defining a procedure for performing imaging.
  • the sequence information includes the strength of the current supplied from the gradient magnetic field power supply 104 to the gradient magnetic field coil 103 and the timing of supplying the current, the strength of the RF pulse supplied from the transmitter 106 to the RF coil 105, the timing of applying the RF pulse, and reception.
  • the timing at which the unit 107 detects the MR signal is defined.
  • the sequence controller 120 is an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or FPGA (Field Programmable Gate Array), or an electronic circuit such as a CPU (Central Processing Unit) or MPU (Micro Processing Unit).
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • CPU Central Processing Unit
  • MPU Micro Processing Unit
  • the sequence controller 120 When the sequence controller 120 receives the MR data from the receiver 107 as a result of driving the gradient magnetic field power source 104, the transmitter 106, and the receiver 107 and imaging the subject P, the sequence controller 120 converts the received MR data to the computer 130. Forward to.
  • the computer 130 performs overall control of the MRI apparatus 100. Further, the computer 130 generates MR images by performing reconstruction processing such as Fourier transform on the MR data transferred from the sequence control unit 120.
  • the computer 130 includes a control unit, a storage unit, an input unit, and a display unit.
  • the control unit is an integrated circuit such as an ASIC or FPGA, or an electronic circuit such as a CPU or MPU.
  • the storage unit is a RAM (Random Access Memory), a semiconductor memory element such as a flash memory, a hard disk, an optical disk, or the like.
  • the input unit is a pointing device such as a mouse or a trackball, a selection device such as a mode switch, or an input device such as a keyboard.
  • the display unit is a display device such as a liquid crystal display.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the structure of the gradient coil 103 according to the first embodiment.
  • the gradient magnetic field coil 103 is an ASGC (Actively Shielded Gradient Coil), a main coil 103 a that generates a gradient magnetic field, and a shield coil 103 b that generates a shield magnetic field that cancels the leakage magnetic field. And have.
  • a main coil 103a, a cooling layer 103d in which a cooling pipe is piped, and an iron shim are arranged in order from the inner side where the distance from the space inside the substantially cylinder is short.
  • the shim layer 103c, the cooling layer 103e provided with a cooling pipe, and the shield coil 103b are laminated.
  • a plurality of (for example, 24) shim pocket insertion guides 103f are formed in the shim layer 103c.
  • the shim pocket insertion guide 103f is typically a hole that penetrates the entire length of the gradient magnetic field coil 103 in the long axis direction, and is formed at equal intervals in the circumferential direction.
  • the end face (shim layer 103c) of the gradient magnetic field coil 103 is provided with a plurality of insertion openings for the shim pocket insertion guide 103f.
  • a plurality of (for example, 15) shim pockets are arranged in the major axis direction in the shim pocket insertion guide 103f. The shim pocket will be described later in detail.
  • the cooling layer 103d and the cooling layer 103e are typically provided with a cooling pipe spirally along a substantially cylindrical shape (not shown in FIG. 2).
  • the MRI apparatus 100 according to the first embodiment further includes a cooling device having a heat exchanger and a circulation pump, and this cooling device circulates a coolant such as water through the cooling pipe.
  • the gradient coil 103 is cooled.
  • the cooling system of the MRI apparatus 100 is piped to the intermediate layer of the gradient coil 103 so as to sandwich the iron shim.
  • FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining the shim pocket 110 according to the first embodiment.
  • the iron shim 111 is not stored in a tray-type shim tray having a plurality of pockets in the longitudinal direction, but is stored in a shim pocket 110 as shown in FIG.
  • the shim pocket 110 is a box-shaped storage unit that can store iron shims 111 in a stacked manner.
  • FIG. 3 shows a state where three iron shims are stored.
  • the shim pocket 110 shown in FIGS. 3 and 4 is merely an example, and the form thereof can be appropriately changed as long as the shim pocket 110 is a relatively small storage unit that can store the iron shim.
  • the box-shaped shim pocket 110 is sized so that the attractive force of the static magnetic field applied to the shim pocket 110 is smaller than a predetermined threshold value under the excitation of the static magnetic field magnet and the iron shim 111 being laminated.
  • the shim pocket 110 may be formed to have a size that divides a conventional shim tray into pockets.
  • the size of the shim pocket 110 is not limited to this. As will be described later, it may be of a size that allows the insertion work into the shim pocket insertion guide 103f under the excitation of the static magnetic field magnet, and the threshold of the attractive force for determining the size is the shim pocket What is necessary is just to determine suitably at the time of design.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the shim pocket 110 and shows a state in which the shim pocket 110 is covered with a lid 112.
  • the iron shim 111 may slip through the gap of the shim pocket 110 due to the attractive force of the static magnetic field. For this reason, it is desirable to cover the shim pocket 110 by some method.
  • the iron shims 111 may move during imaging, resulting in noise. For this reason, for example, as shown in FIG. 4, it is desirable to provide a mechanism 113 for holding the iron shim in the shim pocket 110.
  • the operator inserts the individual shim pockets 110 in which iron shims are appropriately stored one by one into the shim pocket insertion guide 103f.
  • the shim pocket 110 is formed in such a size that the attractive force of the static magnetic field applied to the shim pocket 110 is smaller than a predetermined threshold value. For this reason, no large attractive force is generated in each shim pocket 110 under the excitation of the static magnetic field magnet. Therefore, it is not necessary to demagnetize the static magnetic field each time when the operation of inserting the shim pocket 110 into the shim pocket insertion guide 103f is performed. In other words, the insertion operation of the shim pocket 110 can be continued as it is under the excitation of the static magnetic field magnet.
  • FIG. 5 is a view for explaining the shim pocket 110 inserted into the gradient coil 103 in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the shim layer 103c of the gradient magnetic field coil 103, and shows a state in which the shim pocket 110 is inserted side by side in a shim pocket insertion guide 103f that penetrates the entire length in the major axis direction.
  • the pattern 110a shows not the shim pocket 110 but the lid
  • Pattern 110b shows an empty shim pocket 110 that does not contain an iron shim.
  • the pattern 110c shows the shim pocket 110 in which the iron shim is stored.
  • cover is arrange
  • the operator pushes in the shim pockets 110 one by one from one insertion opening formed at both ends of the shim pocket insertion guide 103f.
  • the insertion port on the side opposite to the insertion port for inserting the shim pocket 110 may be covered in advance.
  • the operator sequentially inserts all of the shim pockets 110 by 15 by sequentially pushing the previously inserted shim pockets 110 into the back with the next shim pockets 110. Finally, the insertion slot into which the shim pocket 110 has been inserted is covered.
  • the operator can insert the shim pocket 110 from both of the two insertion openings formed at both ends of the shim pocket insertion guide 103f.
  • 6A, 6B, 7A, 7B, and 7C are views showing a lid of the shim pocket insertion guide 103f in the first embodiment.
  • the operator needs to cover the two insertion openings formed at both ends of the shim pocket insertion guide 103f by some method.
  • the operator can also insert the shim pocket 110 from both of the two insertion openings formed at both ends of the shim pocket insertion guide 103f.
  • positioned at both ends it is desirable to form with the mechanism which can be removed easily rather than fixing with an adhesive agent etc.
  • the lid of the shim pocket insertion guide 103f may be formed by a simple screwing mechanism.
  • 6A and 6B are enlarged views of the right end portion of the shim pocket insertion guide 103f shown in FIG. 5, FIG. 6A is a cross-sectional view, and FIG. 6B is a perspective view.
  • FIGS. 7A to 7C are enlarged views of the right end portion of the shim pocket insertion guide 103f shown in FIG. 5, FIG. 7A is a sectional view, and FIG. 7B is a perspective view (however, the lid is inserted). 7C is the lid itself.
  • a hole 110f is formed on the shim pocket insertion guide 103f side, while a convex portion 110e is formed on the lid, and this lid is inserted into the shim pocket insertion guide 103f.
  • the protrusion 110e may be fitted into the hole 110f.
  • the lid is formed with a cut as shown in FIG. 7C so that a part including the convex portion 110e can be pushed downward.
  • a part including the convex portion 110e is pushed downward by this incision, and eventually reaches the hole 110f formed on the shim pocket insertion guide 103f side, the convex portion 11e becomes the hole. It is a mechanism in which a part including the convex part 110e is returned upward by fitting to 110f.
  • the configuration of the lid described with reference to FIGS. 6A, 6B, 7A, 7B, and 7C is merely an example, and can be changed as appropriate.
  • a mechanism that can be easily removed may be formed in the shim pocket 110 itself, and both ends or one end of the shim pocket insertion guide 103f may be covered with the shim pocket 110 itself.
  • the lid of the shim pocket insertion guide 103f may be fixed with an adhesive or the like. .
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a shimming work flow according to the first embodiment.
  • FIG. 8 shows a flow of work for inserting the shim pocket 110 into the shim pocket insertion guide 103 f formed in the gradient magnetic field coil 103. Such work is usually performed when the MRI apparatus 100 is installed.
  • step S01 a current is supplied from the static magnetic field power source 102, and the static magnetic field magnet 101 is excited. Subsequently, the worker measures the state of the magnetic field using a measuring device called a field camera (step S02).
  • the computer When this measurement result is input to the computer 130 or a computer brought by the operator, the computer outputs a simulation result related to the arrangement of the iron shims (step S03). For example, the computer states that “of what number of iron shims are put in the shim pocket 110 arranged at which position of the shim pocket insertion guide 103f of what number among the 24 shim pocket insertion guides 103f formed”. Output a simulation result to the effect of "Please”.
  • step S04 the worker arranges each shim pocket 110 according to the simulation result (step S04). That is, the operator stores the designated number of iron shims in the shim pocket 110, and inserts the shim pocket 110 containing the iron shims into the designated shim pocket insertion guide 103f in the designated order. Go.
  • step S05 the operator again measures the state of the magnetic field.
  • step S06 the computer determines whether or not the uniformity of the static magnetic field is within a predetermined allowable range. If it is within the allowable range (step S06, Yes), the insertion operation of the shim pocket 110 is completed.
  • step S06 the computer again outputs a simulation result related to the proper arrangement of the iron shim (step S07).
  • the shim pocket 110 is rearranged (step S08). Note that this rearrangement is usually not performed again as a whole, but as a fine adjustment for reaching the proper state of the static magnetic field uniformity, it may be performed as a redo of the arrangement of some of the shim pockets 110. Many.
  • step S05 to step S08 is repeated as appropriate, and when there are many, it is repeated about 4 to 5 times. Finally, the uniformity of the static magnetic field falls within the allowable range, and the insertion operation of the shim pocket 110 is completed.
  • the shim pocket insertion guide 103f ′ has a concave portion 103h and a convex portion 103g on the inner wall side.
  • the concave portions 103h and the convex portions 103g are typically formed over substantially the entire length in the major axis direction, but the embodiment is not limited to this, and is formed so as to be scattered in the major axis direction. May be.
  • the shim pocket 110 has a shim pocket insertion guide 103f so that the portion of the lid 112 contacts the convex portion 103g. Inserted in ⁇ .
  • vibration of the shim pocket 110 in the shim pocket insertion guide 103f ′ can be reduced, and an air layer formed between the recess 103h and the shim pocket 110 serves as a heat insulating layer, It is possible to suppress a change in the temperature of the shim 111.
  • the recesses 103h and the protrusions 103g shown in FIG. 9B are merely examples.
  • the convex part 103g may be provided in two or more places in the circumferential direction, and the number of concave parts 103h may be provided according to the number.
  • FIG. 10 is a view for explaining the shim pocket 110 inserted into the gradient coil 103 in the second embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the shim layer 103c of the gradient magnetic field coil 103, showing that the shim pockets 110 are inserted side by side in the upper and lower stages of the shim pocket insertion guide 103f ′ penetrating the entire length in the major axis direction. Show. Note that the distinction between the three patterns in FIG. 10 has the same meaning as the distinction in FIG. In FIG. 10, the sizes of the upper and lower stages are illustrated as being the same. However, the embodiment is not limited to this, for example, as compared with the shim pocket 110 inserted in the upper first stage.
  • the size of the shim pocket 110 inserted into the lower second stage is small, and the number of inserted pockets can be appropriately changed. Or, conversely, the size of the shim pocket 110 inserted into the lower second stage may be large, and the number inserted may be small.
  • step S04 in the first simulation (step S04), a simulation result is output on the assumption that it is arranged only in the main first stage, and then fine adjustment is performed.
  • step S05 a simulation result is output on the premise that the auxiliary sub-stage is further arranged.
  • the embodiment is not limited to this, and for example, the size of the upper and lower steps may be the same. Moreover, it is not restricted to 2 steps
  • FIG. 11 is a diagram showing shim pockets that can be connected in another embodiment.
  • the shim pocket insertion guide may store a combination of an empty shim pocket that does not store an iron shim and a shim pocket that stores an iron shim. is there. Also, for example, there may be a shim pocket with a small amount of iron shim stored. Therefore, for example, as shown in FIG. 11, a mechanism capable of easily connecting the shim pockets to each other may be formed in the shim pocket. For example, as shown in FIG.
  • the shim pocket has a convex portion and a concave portion on each side surface, and can be connected to another shim pocket adjacent to the convex portion or the concave portion.
  • the shim pocket has both of them and is connected to the adjacent front and rear shim pockets.
  • FIGS. 12 to 14 are diagrams for explaining a shim storage unit in another embodiment
  • FIGS. 15A, 15B, 16A, and 16B show a shim insertion unit in another embodiment. It is a figure for demonstrating.
  • the shim storage portion (for example, the shim pocket 110) is formed in a shape that reduces the attractive force of the static magnetic field.
  • the first technique for devising the shim storage part itself the shim storage part is inserted.
  • the 2nd method of devising with respect to the shim insertion part itself performed, and the method of these combination are considered.
  • the first method and the second method will be described with reference to FIGS. 12 to 16B.
  • the end surface of the gradient magnetic field coil 103 is provided with a plurality of insertion openings of the shim insertion portion penetrating the entire length in the major axis direction, and the shim storage portion is provided in the shim insertion portion. Is inserted from the insertion port.
  • a plurality of shim storage portions 210 are arranged side by side in the major axis direction of a substantially cylindrical shape with respect to one shim insertion portion 203f.
  • the typical shim pocket 110 described in the first embodiment corresponds to this aspect. Note that FIG.
  • the number of shim storage portions 210 arranged side by side in the long axis direction may be two, for example. That is, the number is arbitrary.
  • a plurality of shim pockets 110 described in the first embodiment connected in advance may be arranged side by side in the long axis direction.
  • the shape of the shim insertion portion 203f and the shim storage portion 210 is not limited to the rectangular shape as shown in FIG. 12, and for example, the columnar shim storage portion 210 is inserted into the columnar shim insertion portion 203f. May be.
  • the shim storage unit 310 is substantially circular in the circumferential direction with respect to one shim insertion unit 303 f. Are arranged in multiple rows.
  • a shim tray-type shim storage unit 310 having a plurality of pockets in the longitudinal direction is conceivable. By being divided in the circumferential direction, the attractive force of the static magnetic field with respect to one shim storage unit 310 is reduced.
  • the shim storage portion 410 is arranged in a substantially cylindrical radial direction with respect to one shim insertion portion 403 f. Multiple columns are arranged side by side.
  • a shim tray-type shim storage portion 410 having a plurality of pockets in the longitudinal direction is conceivable. By being divided in the radial direction, the attractive force of the static magnetic field with respect to one shim housing portion 410 is reduced.
  • FIG. 12 shows a method of arranging a plurality of rows in the major axis direction
  • FIG. 13 shows a method of arranging a plurality of rows in the circumferential direction. While arranging a plurality of rows in the direction, a plurality of rows may be arranged in the major axis direction.
  • a plurality of shim storage portions may be arranged in the major axis direction while being arranged in a plurality of rows in the radial direction.
  • a plurality of shim storage portions may be arranged in the major axis direction while being arranged in a plurality of rows in the circumferential direction and the radial direction.
  • a plurality of methods can be combined as necessary, or the number arranged in parallel can be adjusted to achieve a mode more suitable for fine adjustment.
  • a shim storage portion that can be inserted from one of the insertion openings It can be said that the smaller the size of one, the easier the fine adjustment.
  • the end surface of the gradient magnetic field coil 103 is provided with a plurality of insertion openings of the shim insertion portion penetrating the entire length in the major axis direction, and the shim storage portion is provided in the shim insertion portion. Is inserted from the insertion port.
  • insertion holes for a group of shim insertion portions are provided at each of the locations scattered in the circumferential direction.
  • the shim pocket insertion guide 103f ′ formed in a plurality of upper and lower stages described in the second embodiment also corresponds to this example.
  • a shim insertion unit 503f is a group of shim insertions in which a total of four shim insertion units 503f are grouped, two in each of upper, lower, left, and right. Part 503f.
  • an insertion port for the group of shim insertion portions 503f is provided at each location. Since the size of one shim insertion portion 503f is reduced, it is considered that the attractive force of the static magnetic field to the shim storage portion 310 formed in accordance with the size of the shim insertion portion 503f is also reduced.
  • 15A and 15B show an example in which four shim insertion portions 503f are arranged together, but the embodiment is not limited to this.
  • the number of shim insertion portions 503f arranged together is arbitrary.
  • the shape of the shim insertion portion 203f is not limited to the rectangle as shown in FIG. 15A, and may be a columnar shim insertion portion 503f, for example.
  • the shim insertion portion 603f may have a mode in which the sub shim insertion portion 603f surrounds the main shim insertion portion 603f. Also in this case, the embodiment is not limited to this. The division of roles such as main and sub is not necessarily required, and the number of shim insertion portions 603f arranged together is arbitrary. Further, the shape of the shim insertion portion 603f is not limited to the rectangle as shown in FIG. 16A, and may be, for example, a cylindrical shim insertion portion 603f.
  • first method and the second method can be appropriately combined.
  • a plurality of shim storage portions are arranged side by side in the long axis direction, or a plurality of shim storage portions are arranged in the circumferential direction and the radial direction. Can be arranged side by side.
  • the method of forming the cover of the insertion port of the shim insertion portion, the method of connecting the shim storage portion, and the like have been described. In any case, the contents described with reference to FIGS. 12 to 16B It is possible to apply to.
  • the efficiency of shimming work can be improved.

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Abstract

　実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（１００）は、静磁場磁石（１０１）と、傾斜磁場コイル（１０３）と、シム収納部（１１０）とを備える。静磁場磁石（１０１）は、略円筒内部の空間に静磁場を発生する。傾斜磁場コイル（１０３）は、前記静磁場磁石（１０１）の内側に配置され、傾斜磁場を発生する。金属シムを収納可能なシム収納部（１１０）は、シム収納部（１１０）に対して加わる励磁下における静磁場の吸引力が所定の閾値より小さくなる形状に形成される。

Description

磁気共鳴イメージング装置及び傾斜磁場コイル
　本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置及び傾斜磁場コイルに関する。
　磁気共鳴イメージングは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンを、そのラーモア（Larmor）周波数のＲＦ（Radio　Frequency）パルスで磁気的に励起し、励起に伴い発生する磁気共鳴信号のデータから画像を生成する撮像法である。
　この磁気共鳴イメージングにおいては、静磁場の均一性が要求されるため、静磁場の不均一性を補正するためのシミングが行われる。シミングは、パッシブシミング／アクティブシミング等と称される手法に大別される。従来、パッシブシミングは、シムトレイ等と呼ばれる長いトレイ型のシム収納部を用いて行われる。具体的には、シムトレイは、長手方向に複数のポケットを有し、各ポケットに適宜鉄シムが収納される。そして、このシムトレイが、円筒の長軸方向に沿って架台装置に挿入される。
　この挿入作業において、シムトレイにかかる静磁場の吸引力は、最大で５０ｋｇｆ（キログラム重）程度に至る。このため、従来シムトレイを架台装置に挿入する作業を行う際には、その都度静磁場を減磁しているが、減磁は、時間がかかる上に、ヘリウムガスを消費することにもなり、作業の効率が低下していた。
特開２０１２－１１５４７４号公報
　本発明が解決しようとする課題は、シミングの作業の効率を向上することができる磁気共鳴イメージング装置及び傾斜磁場コイルを提供することである。
　実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、静磁場磁石と、傾斜磁場コイルと、シム収納部とを備える。静磁場磁石は、略円筒内部の空間に静磁場を発生する。傾斜磁場コイルは、前記静磁場磁石の内側に配置され、傾斜磁場を発生する。シム収納部は、金属シムを収納可能である。前記シム収納部は、該シム収納部に対して加わる励磁下における前記静磁場の吸引力が所定の閾値より小さくなる形状に形成される。
図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成を示す機能ブロック図。 図２は、第１の実施形態に係る傾斜磁場コイルの構造を示す斜視図。 図３は、第１の実施形態におけるシムポケットを説明するための図。 図４は、第１の実施形態におけるシムポケットを説明するための図。 図５は、第１の実施形態において傾斜磁場コイルに挿入されたシムポケットを説明するための図。 図６Ａは、第１の実施形態におけるシムポケット挿入ガイドの蓋を示す図。 図６Ｂは、第１の実施形態におけるシムポケット挿入ガイドの蓋を示す図。 図７Ａは、第１の実施形態におけるシムポケット挿入ガイドの蓋を示す図。 図７Ｂは、第１の実施形態におけるシムポケット挿入ガイドの蓋を示す図。 図７Ｃは、第１の実施形態におけるシムポケット挿入ガイドの蓋を示す図。 図８は、第１の実施形態におけるシミングの作業フローを説明するための図。 図９Ａは、第２の実施形態におけるシムポケット挿入ガイドを示す図。 図９Ｂは、第２の実施形態におけるシムポケット挿入ガイドを示す図。 図１０は、第２の実施形態において傾斜磁場コイルに挿入されたシムポケットを説明するための図。 図１１は、その他の実施形態における連結可能なシムポケットを示す図。 図１２は、その他の実施形態におけるシム収納部を説明するための図。 図１３は、その他の実施形態におけるシム収納部を説明するための図。 図１４は、その他の実施形態におけるシム収納部を説明するための図。 図１５Ａは、その他の実施形態におけるシム挿入部を説明するための図。 図１５Ｂは、その他の実施形態におけるシム挿入部を説明するための図。 図１６Ａは、その他の実施形態におけるシム挿入部を説明するための図。 図１６Ｂは、その他の実施形態におけるシム挿入部を説明するための図。
　以下、図面を参照しながら、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（以下、適宜「ＭＲＩ（Magnetic　Resonance　Imaging）装置」）及び傾斜磁場コイルを説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、各実施形態において説明する内容は、原則として、他の実施形態においても同様に適用することができる。
（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように、ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１０１と、静磁場電源１０２と、傾斜磁場コイル１０３と、傾斜磁場電源１０４と、ＲＦコイル１０５と、送信部１０６と、受信部１０７と、寝台１０８と、シーケンス制御部１２０と、計算機１３０とを備える。なお、ＭＲＩ装置１００に、被検体Ｐ（例えば、人体）は含まれない。また、図１に示す構成は一例に過ぎない。各部は、適宜統合若しくは分離して構成されてもよい。
　静磁場磁石１０１は、中空の円筒形状に形成された磁石であり、略円筒（楕円を含む）内部の空間に、静磁場を発生する。静磁場磁石１０１は、例えば、超伝導磁石等であり、静磁場電源１０２から電流の供給を受けて励磁する。静磁場電源１０２は、静磁場磁石１０１に電流を供給する。なお、静磁場磁石１０１は、永久磁石でもよく、この場合、ＭＲＩ装置１００は、静磁場電源１０２を備えなくてもよい。また、静磁場電源１０２は、ＭＲＩ装置１００とは別に備えられてもよい。
　傾斜磁場コイル１０３は、静磁場磁石１０１の内側に配置され、中空の略円筒形状に形成されたコイルである。傾斜磁場コイル１０３は、傾斜磁場電源１０４から電流の供給を受けて傾斜磁場を発生する。なお、傾斜磁場コイル１０３については、後に詳述する。傾斜磁場電源１０４は、傾斜磁場コイル１０３に電流を供給する。
　ＲＦコイル１０５は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置され、送信部１０６からＲＦパルスの供給を受けて高周波磁場を発生する。また、ＲＦコイル１０５は、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから発せられる磁気共鳴信号（以下、適宜「ＭＲ（Magnetic　Resonance）信号」）を受信し、受信したＭＲ信号を受信部１０７に出力する。
　なお、上述したＲＦコイル１０５は一例に過ぎない。ＲＦコイル１０５は、送信機能のみを備えたコイル、受信機能のみを備えたコイル、若しくは送受信機能を備えたコイルのうち、１つ若しくは複数を組み合わせることによって構成されればよい。
　送信部１０６は、対象とする原子の種類及び磁場強度で定まるラーモア周波数に対応するＲＦパルスをＲＦコイル１０５に供給する。受信部１０７は、ＲＦコイル１０５から出力されるＭＲ信号を検出し、検出したＭＲ信号に基づいてＭＲデータを生成する。具体的には、受信部１０７は、ＲＦコイル１０５から出力されるＭＲ信号をデジタル変換することによってＭＲデータを生成する。また、受信部１０７は、生成したＭＲデータをシーケンス制御部１２０に送る。なお、受信部１０７は、静磁場磁石１０１や、傾斜磁場コイル１０３等を備える架台装置側に備えられてもよい。
　寝台１０８は、被検体Ｐが載置される天板を備える。図１においては、説明の便宜上、この天板のみを図示する。通常、寝台１０８は、静磁場磁石１０１の円筒の中心軸と長手方向が平行になるように設置される。また、天板は、長手方向及び上下方向に移動可能であり、被検体Ｐが載置された状態で、ＲＦコイル１０５の内側の略円筒内部の空間に挿入される。なお、この略円筒内部の空間を「ボア」等と称する場合がある。
　シーケンス制御部１２０は、計算機１３０から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源１０４、送信部１０６、及び受信部１０７を駆動することによって、被検体Ｐの撮像を行う。ここで、シーケンス情報は、撮像を行う手順を定義した情報である。シーケンス情報には、傾斜磁場電源１０４が傾斜磁場コイル１０３に供給する電流の強さや電流を供給するタイミング、送信部１０６がＲＦコイル１０５に供給するＲＦパルスの強さやＲＦパルスを印加するタイミング、受信部１０７がＭＲ信号を検出するタイミング等が定義される。
　例えば、シーケンス制御部１２０は、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）等の集積回路、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＭＰＵ（Micro　Processing　Unit）等の電子回路である。
　なお、シーケンス制御部１２０は、傾斜磁場電源１０４、送信部１０６、及び受信部１０７を駆動して被検体Ｐを撮像した結果、受信部１０７からＭＲデータを受信すると、受信したＭＲデータを計算機１３０に転送する。
　計算機１３０は、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。また、計算機１３０は、シーケンス制御部１２０から転送されたＭＲデータに、フーリエ変換等の再構成処理を施すことで、ＭＲ画像の生成等を行う。例えば、計算機１３０は、制御部、記憶部、入力部、表示部を備える。制御部は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の集積回路、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の電子回路である。記憶部は、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等である。入力部は、マウスやトラックボール等のポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスである。表示部は、液晶表示器等の表示デバイスである。
　図２は、第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル１０３の構造を示す斜視図である。ここで、第１の実施形態において、傾斜磁場コイル１０３は、ＡＳＧＣ（Actively　Shielded　Gradient　Coil）であり、傾斜磁場を発生するメインコイル１０３ａと、漏洩磁場を打ち消すシールド用の磁場を発生するシールドコイル１０３ｂとを有する。図２に示すように、傾斜磁場コイル１０３においては、略円筒内部の空間からの距離が近い内側から順に、メインコイル１０３ａと、冷却管が配管される冷却層１０３ｄと、鉄シムが配置されるシム層１０３ｃと、冷却管が配管される冷却層１０３ｅと、シールドコイル１０３ｂとが、積層される。
　シム層１０３ｃには、複数本分（例えば２４本分）のシムポケット挿入ガイド１０３ｆが形成される。シムポケット挿入ガイド１０３ｆは、典型的には、図２に示すように、傾斜磁場コイル１０３の長軸方向全長に亘って貫通する穴であり、円周方向に等間隔に形成される。また、傾斜磁場コイル１０３の端面（シム層１０３ｃ）には、このシムポケット挿入ガイド１０３ｆの挿入口が、複数箇所、設けられる。シムポケット（図２において図示を省略）は、シムポケット挿入ガイド１０３ｆ内において、長軸方向に複数個（例えば１５個）並べて配置される。なお、シムポケットについては、後に詳述する。
　冷却層１０３ｄ及び冷却層１０３ｅには、典型的には、略円筒形状に沿って螺旋状に冷却管が配管される（図２において図示を省略）。図１において図示を省略したが、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、熱交換器や循環ポンプを有する冷却装置を更に備え、この冷却装置が、冷却管に水等の冷媒を循環させることで、傾斜磁場コイル１０３を冷却する。このように、ＭＲＩ装置１００の冷却系は、鉄シムを挟むように、傾斜磁場コイル１０３の中間層に配管されている。
　図３及び図４は、第１の実施形態におけるシムポケット１１０を説明するための図である。第１の実施形態において、鉄シム１１１は、長手方向に複数のポケットを有するトレイ型のシムトレイに収納されるのではなく、図３に示すような、シムポケット１１０に収納される。シムポケット１１０は、図３に示すように、鉄シム１１１を積層して収納可能な箱型の収納部である。なお、図３においては、３枚の鉄シムが収納された様子を示す。また、図３及び図４に示すシムポケット１１０は、一例に過ぎず、鉄シムを収納可能な比較的小型の収納部であれば、その形態は適宜変更可能である。
　この箱型のシムポケット１１０は、静磁場磁石の励磁下、且つ、鉄シム１１１が積層された状態において、シムポケット１１０にかかる静磁場の吸引力が所定の閾値よりも小さくなるような大きさで形成される。典型的には、シムポケット１１０は、従来のシムトレイをポケット単位で分割した程度の大きさで形成されればよい。なお、シムポケット１１０の大きさはこれに限られるものではない。後述するように、静磁場磁石の励磁下において、シムポケット挿入ガイド１０３ｆへの挿入作業が可能な程度の大きさであればよく、その大きさを決めるための吸引力の閾値は、シムポケットの設計時等に適宜決定されればよい。
　なお、図４は、シムポケット１１０の断面図であり、シムポケット１１０に蓋１１２を被せた様子を示す。静磁場磁石の励磁下では、静磁場の吸引力によって、シムポケット１１０の隙間から鉄シム１１１がすり抜けてしまうおそれがある。このため、シムポケット１１０には、何らかの手法で蓋を被せることが望ましい。更に、図４に示すように、シムポケット１１０に収納された鉄シム１１１の枚数が少ない場合には、撮像中、鉄シム１１１が動いてしまい、ノイズになるおそれがある。このため、例えば、シムポケット１１０には、図４に示すように、鉄シムを押さえる機構１１３を設けることが望ましい。
　さて、作業者は、適宜鉄シムが収納された個々のシムポケット１１０を、ひとつずつ、シムポケット挿入ガイド１０３ｆに挿入する。上述したように、シムポケット１１０は、シムポケット１１０にかかる静磁場の吸引力が所定の閾値よりも小さくなるような大きさで形成されている。このため、静磁場磁石の励磁下において、個々のシムポケット１１０には大きな吸引力が発生しない。よって、このシムポケット１１０をシムポケット挿入ガイド１０３ｆに挿入する作業が行われる際に、静磁場をその都度減磁する必要がない。言い換えると、静磁場磁石の励磁下において、シムポケット１１０の挿入作業をそのまま継続することができる。
　図５は、第１の実施形態において傾斜磁場コイル１０３に挿入されたシムポケット１１０を説明するための図である。図５は、傾斜磁場コイル１０３のシム層１０３ｃの断面図であり、長軸方向全長に亘って貫通するシムポケット挿入ガイド１０３ｆ内に、シムポケット１１０が並べて挿入されている様子を示す。なお、図５においては、説明の便宜上、３パターンによる区別がなされている。パターン１１０ａは、シムポケット１１０ではなく、シムポケット１１０に替えてシムポケット挿入ガイド１０３ｆの両端に配置される蓋を示す。パターン１１０ｂは、鉄シムが収納されていない空のシムポケット１１０を示す。パターン１１０ｃは、鉄シムが収納されているシムポケット１１０を示す。
　第１の実施形態において、シムポケット１１０は、シムポケット挿入ガイド１０３ｆ内に、例えば１５個並べて挿入される。また、その両端には蓋が配置される。例えば、作業者は、シムポケット挿入ガイド１０３ｆの両端に形成された一方の挿入口から、シムポケット１１０をひとつずつ押し入れていく。この場合、シムポケット１１０の挿入を行う挿入口の反対側の挿入口については、予め蓋をしておけばよい。そして、作業者は、順次、次のシムポケット１１０によって、前に挿入されたシムポケット１１０を奥に押し入れていくことで、やがて、１５個分、全てのシムポケット１１０の挿入を終える。そして、最後に、シムポケット１１０の挿入を行った挿入口に、蓋をする。
　また、第１の実施形態において、例えば、作業者は、シムポケット挿入ガイド１０３ｆの両端に形成された２つの挿入口双方から、シムポケット１１０を挿入することも可能である。
　図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃは、第１の実施形態におけるシムポケット挿入ガイド１０３ｆの蓋を示す図である。作業者は、シムポケット挿入ガイド１０３ｆの両端に形成された２つの挿入口に対して何らかの手法で蓋をする必要がある。ここで、上述したように、第１の実施形態において、作業者は、シムポケット挿入ガイド１０３ｆの両端に形成された２つの挿入口双方からシムポケット１１０を挿入することも可能であるので、この両端に配置される蓋については、接着剤等で固定するよりも、簡易に取り外し可能な機構で形成されることが望ましい。
　例えば、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、シムポケット挿入ガイド１０３ｆの蓋は、簡単なネジ止め機構によって形成されてもよい。図６Ａ及び図６Ｂは、図５に示すシムポケット挿入ガイド１０３ｆの右端部を拡大して示す図であり、図６Ａは断面図であり、図６Ｂは斜視図である。
　また、例えば、図７Ａ～図７Ｃに示すような機構でもよい。同じく図７Ａ～図７Ｃは、図５に示すシムポケット挿入ガイド１０３ｆの右端部を拡大して示す図であり、図７Ａは断面図であり、図７Ｂは斜視図であり（但し、蓋は挿入されていない）、図７Ｃは蓋そのものである。図７Ａ～図７Ｃに示すように、例えば、シムポケット挿入ガイド１０３ｆ側に穴１１０ｆが空いており、一方、蓋に凸部１１０ｅが形成されていて、この蓋がシムポケット挿入ガイド１０３ｆに挿入されることで、凸部１１０ｅが穴１１０ｆに嵌合する仕組みとしてもよい。この場合、例えば、蓋には、図７Ｃに示すような切り込みを入れ、凸部１１０ｅを含む一部が下方向に押し込み可能なように構成する。蓋をシムポケット挿入ガイド１０３ｆに挿入すると、この切り込みによって凸部１１０ｅを含む一部が下方向に押し込まれ、やがてシムポケット挿入ガイド１０３ｆ側に形成された穴１１０ｆに到達すると、凸部１１ｅが穴１１０ｆに嵌合して、凸部１１０ｅを含む一部が上方向に戻る仕組みである。
　なお、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃを用いて説明した蓋の構成は、一例に過ぎず、適宜変更することが可能である。また、蓋の替わりに、シムポケット１１０自体に、簡易に取り外し可能な機構を形成し、シムポケット挿入ガイド１０３ｆの両端若しくは一端を、シムポケット１１０自体で蓋をしてもよい。更に、例えば、シムポケット挿入ガイド１０３ｆの両端に形成された一方の挿入口からのみシムポケット１１０が挿入される環境等においては、シムポケット挿入ガイド１０３ｆの蓋を接着剤等で固着してもよい。
　図８は、第１の実施形態におけるシミングの作業フローを説明するための図である。図８では、傾斜磁場コイル１０３に形成されたシムポケット挿入ガイド１０３ｆに、シムポケット１１０を挿入する作業のフローを示す。かかる作業は、通常、ＭＲＩ装置１００の設置時等に実施される。
　図８に示すように、まず、静磁場電源１０２から電流が供給され、静磁場磁石１０１が励磁される（ステップＳ０１）。続いて、作業者は、フィールドカメラ等と呼ばれる測定装置を用いて、磁場の状態を測定する（ステップＳ０２）。
　この測定結果が、計算機１３０、若しくは、作業者が持参したコンピュータ等に入力されると、コンピュータは、鉄シムの配置に関するシミュレーション結果を出力する（ステップＳ０３）。例えば、コンピュータは、「２４本形成されているシムポケット挿入ガイド１０３ｆのうち、何番のシムポケット挿入ガイド１０３ｆのどの位置に配置されるシムポケット１１０に、どのような鉄シムを何枚入れて下さい」といった趣旨のシミュレーション結果を出力する。
　すると、作業者は、シミュレーション結果に従って各シムポケット１１０を配置する（ステップＳ０４）。即ち、作業者は、シムポケット１１０に、指示された枚数の鉄シムを収納し、鉄シムを収納したシムポケット１１０を、指示されたシムポケット挿入ガイド１０３ｆに、指示された順番で挿入していく。
　例えば、２４本分、且つ、１５個分のシムポケット１１０の挿入作業を完了すると、作業者は、再び、磁場の状態を測定する（ステップＳ０５）。この測定結果がコンピュータ等に入力されると、コンピュータは、静磁場の均一性が、予め定めた許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ０６）。そして、許容範囲内であれば（ステップＳ０６，Ｙｅｓ）、シムポケット１１０の挿入作業はこれで完了する。
　一方、許容範囲外であれば（ステップＳ０６，Ｎｏ）、コンピュータは、再び、鉄シムの適正配置に関するシミュレーション結果を出力するので（ステップＳ０７）、作業者は、再出力されたシミュレーション結果に従って、各シムポケット１１０を再配置する（ステップＳ０８）。なお、この再配置は、通常、全ての配置をやり直すのではなく、静磁場の均一性を適正状態に到達させるための微調整として、一部のシムポケット１１０の配置のやり直しとして行われることが多い。
　こうして、ステップＳ０５からステップＳ０８の処理が適宜繰り返され、多いときには４～５回程度繰り返されて、ようやく静磁場の均一性が許容範囲内に収まり、シムポケット１１０の挿入作業が完了する。
　上述してきたように、第１の実施形態によれば、作業者によって取り扱われるシム収納部が、長いトレイ型のシムトレイではなく、箱型のシムポケット１１０であり、静磁場磁石１０１の励磁下において、シムポケット１１０にかかる静磁場の吸引力は小さい。よって、作業者は、従来静磁場の励磁・減磁を繰り返しながら行っていた挿入の作業を、静磁場を減磁することなく行うことができ、シミングの作業の効率を向上することができる。
（第２の実施形態）
　続いて、第２の実施形態を説明する。図９Ａ及び図９Ｂは、第２の実施形態におけるシムポケット挿入ガイド１０３ｆ´を示す図である。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、第２の実施形態において、シムポケット挿入ガイド１０３ｆ´は、上下２段の複数段に分かれて形成される。図９Ａは、傾斜磁場コイル１０３のシム層１０３ｃを正面からみた図であり、図９Ｂは、シムポケット挿入ガイド１０３ｆ´を正面からみた図である。図９Ｂに示すように、シムポケット挿入ガイド１０３ｆ´は、比較的大きい第１段と、第１段に比較して小さい第２段とに分かれて形成される。
　ここで、例えば、図９Ｂに示す第１段のように、シムポケット挿入ガイド１０３ｆ´は、内壁側に、凹部１０３ｈ及び凸部１０３ｇを有する。この凹部１０３ｈや凸部１０３ｇは、典型的には、長軸方向の略全長に亘って形成されるが、実施形態はこれに限られるものではなく、長軸方向に亘り点在するように形成されてもよい。このようにシムポケット挿入ガイド１０３ｆ´の内壁に凹部１０３ｈ及び凸部１０３ｇが形成された場合、例えば、シムポケット１１０は、蓋１１２の部分が凸部１０３ｇに接触するように、シムポケット挿入ガイド１０３ｆ´に挿入される。この場合、シムポケット挿入ガイド１０３ｆ´内におけるシムポケット１１０の振動を軽減することができるとともに、凹部１０３ｈとシムポケット１１０との間に形成された空気層が、断熱層としての役割を果たし、鉄シム１１１の温度の変化を抑制することが可能である。なお、図９Ｂに示す凹部１０３ｈ及び凸部１０３ｇは一例に過ぎない。例えば、凸部１０３ｇが、円周方向に２箇所以上設けられ、それに応じた数だけ凹部１０３ｈが設けられてもよい。
　図１０は、第２の実施形態において傾斜磁場コイル１０３に挿入されたシムポケット１１０を説明するための図である。図１０は、傾斜磁場コイル１０３のシム層１０３ｃの断面図であり、長軸方向全長に亘って貫通するシムポケット挿入ガイド１０３ｆ´の上下段それぞれに、シムポケット１１０が並べて挿入されている様子を示す。なお、図１０における３パターンの区別は、図５における区別と同じ意味を有する。また、図１０においては、上下段それぞれの大きさを同じものとして描いたが、実施形態はこれに限られるものではなく、例えば、上の第１段に挿入されるシムポケット１１０に比較して、下の第２段に挿入されるシムポケット１１０の大きさが小さく、また、挿入される数が多い等、適宜変更が可能である。あるいは反対に、下の第２段に挿入されるシムポケット１１０の大きさが大きく、また、挿入される数が少なくてもよい。
　即ち、まず、このようにシムポケット１１０が挿入される空間を複数に分けることで、１つのシムポケット１１０に収納される鉄シム１１１の量を減らすことができ、結果として、シムポケット１１０ひとつにかかる吸引力を更に低減することができる。
　また、例えば、複数段の間に、メイン及びサブといった役割の分担を定めることで、再配置の効率を更に向上することも可能である。即ち、例えば、図８を用いて説明した作業のフローにおいて、１回目のシミュレーション（ステップＳ０４）では、メインの第１段にのみ配置することを前提としたシミュレーション結果を出力し、その後の微調整の段階（ステップＳ０５以降）では、サブの第２段に更に補助的に配置することを前提としたシミュレーション結果を出力する。このようにすることで、一旦挿入したシムポケット１１０を取り出すことなく微調整を行っていくことが可能になり、作業の効率は更に向上すると考えられる。
　なお、第１の実施形態においては、各段の大きさが異なる例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではなく、例えば、上下段の大きさは、同じでもよい。また、２段に限られず、３段以上の複数段に分かれていてもよいし、上下に限られず、左右に分かれていてもよい。
（その他の実施形態）
　実施形態は、上述した実施形態に限られるものではない。
　図１１は、その他の実施形態における連結可能なシムポケットを示す図である。上述した実施形態において説明したように、シムポケット挿入ガイドには、鉄シムが収納されていない空のシムポケットと、鉄シムが収納されているシムポケットとが、組み合わされて収納される場合がある。また、例えば、収納されている鉄シムの量が少ないシムポケットも存在し得る。そこで、例えば、図１１に示すように、シムポケットに、シムポケット同士を簡単に連結可能な機構を形成してもよい。例えば、シムポケットは、図１１に示すように、各側面それぞれに、凸部及び凹部を有し、凸部又は凹部によって隣り合う他のシムポケットと連結可能である。なお、図１１においては、説明の便宜上、凸部若しくは凹部のみを示しているが、シムポケットは、その両方を有し、隣り合う前後のシムポケットと連結する。
　なお、このような連結を行う場合には、コンピュータ側で行うシミュレーション結果においても、どのシムポケットまでを連結することが可能であるか、連結状態のシムポケット群にかかる吸引力にも鑑みたシミュレーション結果を提示することが望ましい。作業者は、かかるシミュレーション結果に従って、許容されたシムポケット群を連結することができる。
　次に、図１２～図１４は、その他の実施形態におけるシム収納部を説明するための図であり、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１６Ａ、及び図１６Ｂは、その他の実施形態におけるシム挿入部を説明するための図である。上述してきた実施形態をまとめると、いずれの場合も、シム収納部（例えば、シムポケット１１０）は、静磁場の吸引力を低減する形状に、形成されていた。ところで、この「シム収納部に対して加わる静磁場の吸引力を低減する形状」を実現する手法としては、大きく、シム収納部自体に対して工夫を行う第１の手法、シム収納部が挿入されるシム挿入部自体に対して工夫を行う第２の手法、及び、これらの組合せの手法が考えられる。以下では、図１２～図１６Ｂを用いて、第１の手法及び第２の手法をそれぞれ説明する。
　まず、第１の手法を説明する。これまで説明してきたように、傾斜磁場コイル１０３の端面には、長軸方向全長に亘って貫通するシム挿入部の挿入口が、複数箇所、設けられており、シム収納部は、シム挿入部内に挿入口から挿入されるものである。例えば、図１２に示すように、シム収納部２１０は、１つのシム挿入部２０３ｆに対して、略円筒の長軸方向に複数個並べて配置される。第１の実施形態で説明した典型的なシムポケット１１０が、この態様に該当する。なお、図１２では、シム収納部２１０が、長軸方向に５個以上並べて配置される例を示すが、実施形態はこれに限られるものではない。長軸方向に並べて配置されるシム収納部２１０の数は、例えば、２個でもよい。即ち、数は任意である。また、第１の実施形態で説明したシムポケット１１０が複数個予め連結されたものが、長軸方向に、更に複数個並べて配置されてもよい。また、シム挿入部２０３ｆやシム収納部２１０の形状は、図１２に示すような矩形に限られるものではなく、例えば、円柱型のシム挿入部２０３ｆに、円柱型のシム収納部２１０が挿入されてもよい。
　また、図１３を用いて、第１の手法の別例を説明すると、例えば、図１３に示すように、シム収納部３１０は、１つのシム挿入部３０３ｆに対して、略円筒の円周方向に複数列並べて配置される。例えば、長手方向に複数のポケットを有するシムトレイ型のシム収納部３１０が考えられる。円周方向に分割されることで、１つのシム収納部３１０に対する静磁場の吸引力は、低減される。
　更に、図１４を用いて、第１の手法の別例を説明すると、例えば、図１４に示すように、シム収納部４１０は、１つのシム挿入部４０３ｆに対して、略円筒の径方向に複数列並べて配置される。例えば、長手方向に複数のポケットを有するシムトレイ型のシム収納部４１０が考えられる。径方向に分割されることで、１つのシム収納部４１０に対する静磁場の吸引力は、低減される。
　なお、図１２、図１３、図１４に示したそれぞれの手法は、適宜組み合わせることができる。例えば、図１２では、長軸方向に複数個並べて配置する手法を示し、図１３では、円周方向に複数列並べて配置する手法を示したが、これらを組み合わせて、シム収納部は、円周方向に複数列並べて配置しつつ、長軸方向にも複数個並べて配置してもよい。同様に、シム収納部は、径方向に複数列並べて配置しつつ、長軸方向にも複数個並べて配置してもよい。あるいは、シム収納部は、円周方向及び径方向に複数列並べて配置しつつ、長軸方向にも複数個並べて配置してもよい。複数の手法を必要に応じて組み合わせたり、また、並列配置する個数を調整することで、より微調整に適した態様にすることもできる。長軸方向の両端に形成された２つの挿入口のうち、メンテナンス時には、一方の挿入口のみを開閉して調整を行う場合、典型的には、その一方の挿入口から挿入可能なシム収納部１つ分の大きさが小さければ小さいほど、微調整はし易いと言える。
　次に、第２の手法を説明する。これまで説明してきたように、傾斜磁場コイル１０３の端面には、長軸方向全長に亘って貫通するシム挿入部の挿入口が、複数箇所、設けられており、シム収納部は、シム挿入部内に挿入口から挿入されるものである。ここで、第２の手法では、円周方向に点在する各箇所において、それぞれ、一群のシム挿入部の挿入口が設けられる。第２の実施形態で説明した、上下２段の複数段に分かれて形成されたシムポケット挿入ガイド１０３ｆ´も、この一例に該当する。
　ここでは、他の例を挙げて説明すると、例えば、図１５Ａに示すように、シム挿入部５０３ｆは、上下左右それぞれ２個ずつ、合計４つのシム挿入部５０３ｆがまとめられた、一群のシム挿入部５０３ｆである。図１５Ｂに示すように、円周方向に点在する複数箇所のうち、各箇所において、この一群のシム挿入部５０３ｆの挿入口が設けられる。１つのシム挿入部５０３ｆの大きさは小さくなるので、このシム挿入部５０３ｆの大きさに合わせて形成されるシム収納部３１０に対する静磁場の吸引力も、低減されると考えられる。
　なお、図１５Ａ及び図１５Ｂでは、４つのシム挿入部５０３ｆがまとめて配置される例を示すが、実施形態はこれに限られるものではない。まとめて配置されるシム挿入部５０３ｆの数は、任意である。また、シム挿入部２０３ｆの形状は、図１５Ａに示すような矩形に限られるものではなく、例えば、円柱型のシム挿入部５０３ｆであってもよい。
　また、例えば、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、シム挿入部６０３ｆは、メインのシム挿入部６０３ｆを中心に、周囲にサブのシム挿入部６０３ｆが取り囲むといった態様のものでもよい。この場合も、実施形態はこれに限られるものではない。必ずしも、メインとサブといった役割分担はなくてもよいし、まとめて配置されるシム挿入部６０３ｆの数は、任意である。また、シム挿入部６０３ｆの形状は、図１６Ａに示すような矩形に限られるものではなく、例えば、円柱型のシム挿入部６０３ｆであってもよい。
　また、第１の手法と、第２の手法とは、適宜組み合わせることができる。例えば、第２の手法で説明した一群のシム挿入部のうちの１つのシム挿入部に対して、シム収納部を、長軸方向に複数個並べて配置したり、円周方向や径方向に複数列並べて配置することができる。更に、上述した実施形態において、シム挿入部の挿入口の蓋を形成する手法や、シム収納部の連結の手法等を説明してきたが、いずれも、図１２～図１６Ｂを用いて説明した内容に適用することが可能である。
　以上述べた少なくともひとつの実施形態の磁気共鳴イメージング装置及び傾斜磁場コイルによれば、シミングの作業の効率を向上することができる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

Claims (12)

  1. 　略円筒内部の空間に静磁場を発生する静磁場磁石と、
    　前記静磁場磁石の内側に配置され、傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルと、
    　金属シムを収納可能なシム収納部と
    　を備え、
    　前記シム収納部は、該シム収納部に対して加わる励磁下における前記静磁場の吸引力が所定の閾値より小さくなる形状に形成される、磁気共鳴イメージング装置。
  2. 　前記傾斜磁場コイルの端面には、長軸方向全長に亘って貫通するシム挿入部の挿入口が、複数箇所、設けられており、
    　前記シム収納部は、前記シム挿入部内に前記挿入口から挿入されるものであり、１つのシム挿入部に対して、前記略円筒の長軸方向に複数個並べて配置される、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  3. 　前記傾斜磁場コイルの端面には、長軸方向全長に亘って貫通するシム挿入部の挿入口が、複数箇所、設けられており、
    　前記シム収納部は、前記シム挿入部内に前記挿入口から挿入されるものであり、１つのシム挿入部に対して、前記略円筒の円周方向及び径方向のうち少なくとも一方に複数列並べて配置される、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  4. 　前記シム収納部は、長軸方向全長に亘って貫通するシム挿入部内に挿入されるものであって、
    　前記シム挿入部は、長軸方向の両端に形成された２つの挿入口双方から前記シム収納部の挿入が可能である、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  5. 　前記シム収納部は、長軸方向全長に亘って貫通するシム挿入部内に挿入されるものであって、
    　前記シム挿入部は、長軸方向の端部に配置されるシム収納部、又は、シム収納部に替えて配置される蓋部を、簡易に取り外し可能な機構を有する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  6. 　前記シム収納部は、各側面に、凸部と凹部とを有し、前記凸部又は前記凹部によって他のシム収納部と連結可能である、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  7. 　前記傾斜磁場コイルの端面には、長軸方向全長に亘って貫通するシム挿入部の挿入口が、円周方向に点在する複数箇所に設けられ、且つ、各箇所においては、一群のシム挿入部の挿入口が設けられる、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  8. 　前記シム収納部は、複数の段に分かれて形成されたシム挿入部の各段に挿入可能である、請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  9. 　前記シム挿入部は、第１段と、前記第１段に比較して小さい第２段とに分かれて形成される、請求項８に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  10. 　前記シム挿入部は、内壁側に、凹部及び凸部を有し、
    　前記シム収納部は、前記凸部に接触するように、前記シム挿入部に挿入される、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  11. 　略円筒内部の空間に静磁場を発生する静磁場磁石と、
    　前記静磁場磁石の内側に配置され、傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルと、
    　金属シムを収納可能なシム収納部と
    　を備え、
    　前記傾斜磁場コイルの端面には、長軸方向全長に亘って貫通するシム挿入部の挿入口が、円周方向に点在する複数箇所に設けられ、且つ、各箇所においては、一群のシム挿入部の挿入口が設けられ、
    　前記シム収納部は、前記シム挿入部内に前記挿入口から挿入される、磁気共鳴イメージング装置。
  12. 　金属シムを収納可能なシム収納部を備え、
    　前記シム収納部は、該シム収納部に対して加わる励磁下における前記静磁場の吸引力が所定の閾値より小さくなる形状に形成される、傾斜磁場コイル。
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