(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定空間を囲み前記測定空間内に定常な磁界を発生させる実質的に円筒形の磁石装置と、前記磁石装置の内側に配置され前記測定空間内で傾斜磁界を発生させるコイル装置と、前記コイル装置の内側に配置され前記測定空間を囲む少なくとも１つのＲＦコイルとを有し、
前記ＲＦコイルは、外側円筒及び内側円筒を有する電気的絶縁筐体内に収容され、磁気伝導性材料の概略環状の第一の要素は、前記磁石装置の内側の定常な磁界の均一性を増加するために、前記磁石装置の軸と同軸に設けられる、磁気共鳴装置であって、
前記第一の要素は、前記ＲＦコイルを囲む前記筐体上又は前記筐体内に配置されることを特徴とする磁気共鳴装置。
【請求項２】
前記ＲＦコイルは実質的に円筒形であり、前記磁石装置と同軸になるよう配置され、前記第一の要素は前記ＲＦコイルの内側に設けられることを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴装置。
【請求項３】
前記第一の要素のそれぞれが相互に反対に前記磁石装置の軸に関して対称に延在する等しい長さの２つの弧状の部分として形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気共鳴装置。
【請求項４】
前記磁石装置と同軸でありその径方向の寸法が実質的にＲＦコイルの径方向の寸法よりも大きい担体が設けられ、前記担体上に前記測定空間の領域での定常磁界の均一性を増加させるよう前記第一の要素と共働する第二の要素が設けられることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の磁気共鳴装置。
【請求項５】
前記第二の要素は磁気伝導性材料の板又は細長い片として形成されることを特徴とする請求項４記載の磁気共鳴装置。
【請求項６】
前記担体上で製造公差により引き起こされる定常磁界内の副次的な偏りを補正する更なる補正要素が更に設けられることを特徴とする請求項４又は５記載の磁気共鳴装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は測定空間内に定常な磁界を発生させる本質的に円筒形の磁石装置と、測定空間内で傾斜磁界を発生するコイル装置と、測定空間のすぐ近くに配置される少なくとも１つのＲＦコイルと、磁石装置内の定常な磁界の均一性を増加するために磁石装置の軸に同軸的に設けられる磁気伝導性材料の概略環状の第一の要素とからなる磁気共鳴装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置はヨーロッパ特許第０２１６４０４号公開公報により知られている。この知られた装置では第一の要素は傾斜磁界コイル用のコイル形成体内の凹部内に配置された強磁性材料の環により形成される。比較的大きな強磁性体の量がこの目的のために必要である。上記引用文献は環は１乃至１０ｃｍの径方向の寸法及び２ｃｍまでの厚さを有さねばならないと規定している。更にまた第一の要素により供される磁界の補正の変化する環境への適合は実質的に不可能である。これは例えば該文献に異なる磁界強度で動作するよう求められる磁石装置に対して妥協が見いだされなければならないと記載されているという事からも明白である。故に第一の要素により供される補正は用いられるどの様な磁界強度に対しても最適というわけではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的はより少ない強磁性体の量が必要とされ、第一の要素の変化する環境への最適な適合が少なくとも原理的には可能な上記種類の装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
これを達成するために本発明による装置は第一の要素はＲＦコイルのすぐ近くに配置されることを特徴とする。本発明は第一の要素の効果はこれらの要素からの距離が大きくなるにつれて急速に減少するという認識に基づく。第一の要素が傾斜磁界コイルのコイル形成体の領域に配置される場合には、知られている装置と同様に測定空間からのそれらの距離は比較的大きく、それにより大量の強磁性材料が望ましい効果を達成するために必要となる。しかしながらＲＦコイルは検査される対象のすぐ近くに配置される。従って本発明による段階により第一の要素は対象のすぐ近くに配置され、それにより均一化されるべき磁界はこれらに要素から非常に小さな距離に位置する。従って第一の要素は所望の効果を実現するために非常に少ない量の磁気伝導性材料のみを含む必要がある。更にまた該小さな距離により磁界の均一性は知られている装置より実質的に高い精度で調節されうる。第一の要素は少量の強磁性材料のみを含むので、それらは容易に交換されうる。故に磁界の最適補正を提供する第一の要素は各検査の前に設けられうる。
【０００５】
多くの場合にＲＦコイルは本質的に円筒形であり、磁石装置に同軸になるよう配置される。第一の要素と診断上適切な領域間の距離は第一の要素はＲＦコイルの内側に設けられることを特徴とする本発明による装置の実施例を用いることにより最小化しうる。
本発明の装置の更なる実施例は第一の要素はＲＦコイルの電気的絶縁担体上又はＲＦコイルを囲む電気的絶縁筐体上に設けられる磁気伝導性材料の細長い片により形成されることを特徴とする。この実施例は第一の要素に対して別の担体が必要とされないという利点を提供する。それで第一の要素はＲＦコイルと一緒に交換されえ、又はこれらの要素を支持する筐体の部分は別に交換されうるように構成されうる。
【０００６】
多くの場合に磁界の最適な均一性は限定された領域のみで必要とされる。これは例えば患者の胸又は肩が検査される場合である。関心領域の高さは実質的に幅よりも小さく、検査されるべき患者の部分の上及び下の磁界の均一性は重要性がより少ない。その様な場合に第一の要素のそれぞれが相互に反対に磁石装置の軸に関して対称に延在する等しい長さの２つの弧状の部分として形成されることを特徴とする実施例を用いることにより磁気伝導性材料の量に関して更なる節約が実現する。上記の場合に弧状の部分は患者の肩の両側に延在する。
【０００７】
ある場合に第一の要素のみでは測定空間内の定常な磁界の所望の均一性を達成することは困難なことがわかる。故に本発明による装置の更なる実施例は磁石装置に同軸でそれの径方向の寸法は実質的にＲＦコイルのそれよりも大きい担体を設けられ、該担体上に測定空間の領域での定常磁界の均一性を増加させるよう第一の要素と共働する第二の要素を設けられることを特徴とする。第二の要素は好ましくは磁気伝導性材料の板又は細長い片として形成される。しかしながらその代わりにそれらは適切な電流源から給電される補正コイルにより形成されうる。好ましくは担体上で製造公差により引き起こされる定常磁界内の副次的な偏りの補正を供する更なる補正要素がまた設けられることを特徴とする。これらの更なる補正要素は例えば磁気伝導性の板により又はコイルにより形成されうる。製造公差に対するこの種の補正それ自体は例えばヨーロッパ特許第０３０３８８０号公開公報から知られている。
【０００８】
【実施例】
以下に図を参照して本発明をより詳細に説明する。
図１に示す磁気共鳴装置は定常で均一性な磁界Ｈを発生する本質的に円筒形の磁石装置２と、同様に傾斜磁界を発生する円筒形の磁石装置４と、磁石装置２及び磁石装置４それぞれに対する電源６及び８とからなる。磁石装置２及び４は共通の軸９を有する。ＲＦ磁界コイル１０はＲＦ交番磁界を発生するために設けられる；この目的のためにそれはＲＦ源１２に接続される。検査されるべき対象内の送信されたＲＦ磁界により発生されたスピン共鳴信号の検出のためにＲＦコイル１０がまた用いられうる；そのためコイル１０は信号増幅器１４に接続される。信号増幅器１４は中央制御装置１８に接続される位相検波器１６に接続される。中央制御装置１８はＲＦ源１２に対する変調器２０、傾斜磁界コイル４に対する電源８、及び表示に対するモニター２２をまた制御する。ＲＦ発振器２４は測定信号を処理する位相検波器１６と同様に変調器２０を制御する。主磁界Ｈ用の磁石コイル２の冷却のために、必要ならば冷却ダクト２７を含む冷却装置２６が設けられる。そのような冷却装置が例えば常伝導コイル用の水冷装置、又は超伝導磁石コイル用の液体ヘリウム冷却装置で構成されうる。磁石装置２及び４内で同軸に配置された本質的に円筒形のＲＦコイル１０は医療用診断装置の場合には検査されるべき患者を収容するのに充分大きな測定空間２８を囲む。斯くして測定空間２８内で均一な磁界Ｈと、対象のスライスを選択する傾斜磁界と、空間的に均一なＲＦ交番磁界とが発生されうる。ここでＲＦコイルは送信コイル及び測定コイルの機能を併合すると仮定されている。しかしながら用いられる両方の機能は例えば測定コイルとして用いられる表面コイルのような異なるコイルでもまた達成されうる。これらのコイルは好ましくは円筒形であるがそうである必要はない。
【０００９】
この場合コイル装置２は冷却装置２６によりその中に導入されうる液体ヘリウム用のデュワー容器３０内の超伝導コイルとして設けられる等しい直径の６つのコイル２９により形成される。傾斜磁界コイル４を保持する傾斜磁界コイル支持器３２は主磁界Ｈ用のコイル２９の内側に慣例の方法で配置される。軸方向に変位可能な患者テーブル３４は測定空間２８内の検査されるべき患者を収容するよう設けられる。磁石装置２と４及びＲＦコイル１０はたいていの場合に対称面３６に関して対称形に配置される。しかしながらこれは絶対に必要というわけではない。
【００１０】
図２はその中に患者テーブルが配置されるＲＦコイル１０の実施例の断面図である。本発明ではＲＦコイル１０は磁石装置２の軸９に水平に延在し、該軸に同軸に円筒表面を横切って分布する多数の導電性ロッド３８からなる。ロッド３８は外側円筒４０及び内側円筒４２からなる絶縁性の筐体により包まれる。内側円筒４２上で磁石装置２により発生された定常な磁界Ｈの均一性を増加する第一の要素を構成する例えば鉄のような磁気伝導性材料の細長い片４４が設けられる。本発明の実施例ではそれぞれ２つの細長い片４４が軸９に対称に、６０°に等しい角度αで相互に向かい合うよう延在する。２つの細長い片４４は共に第一の要素を構成する。図３に多数の細長い片４４の対が、即ちこの場合には対称面３６に関して対称に配置される１４対の細長い片がＲＦコイル１０内で異なる軸方向位置に設けられるのを示す。細長い片４４の幅は例えば数ｍｍに達し、厚さは数十から数百ミクロンに達する。故に必要な鉄の総量は比較的少ない。磁石装置２と共働して第一の要素は細長い片４４間に水平に延在し、それの垂直方向の寸法はこの場合６０°である細長い片が延在する角度αにより画成される領域４６内で非常に均一な定常磁界を発生する。この均一な領域の形は例えば患者テーブル３４上に配置された患者の胸又は肩の検査に対して非常に適切である。水平方向の患者の寸法は垂直方向のそれよりも大きい故に均一な領域４６の上及び下では患者の部分は位置されない。他の検査に対して異なる形の均一な領域４６を選択するのが望ましい。これは既に細長い片４４により囲まれる角度αの変化により可能である。細長い片の数及び寸法は軸９を含む面内の均一領域の所望の形及び寸法に依存して選択されうる。
【００１１】
図４乃至７にＸＺ平面の１つの象限内の定常な磁界の等磁界強度線の分布を示し、ここでＺ軸は軸９と一致し、Ｘ軸は対称の面３６内の水平方向に延在する。図４に第一の要素４４の影響なしに磁石コイル２９により発生された磁界を示す。しかしながら第一の要素４４が設けられるべき位置は図４に示される。ここでの例では５つの第一の要素４４があり、面ｚ＝０に関して対称な配置なので１０の第一の要素が設けられる。図５に該第一の要素４４の付加後の図４と同じコイルの磁界を示す。この図では均一な領域は特にＸ方向で実質的に増加していることが明らかに示される。図６に今度は多数の、即ちこの場合９つの、それ故対称な配置の場合には全部で１８の数の第一の要素４４の位置が示される図４と同じ磁界を示す。これらの第一の要素とコイル２９との結合の結果は図７に示される。この図は図５に比べて均一領域がより大きくなったことを示す。斯くして均一な領域の形及び強度は第一の要素４４の数、配置、及び寸法の選択により異なる要求に適応されうる。第一の要素４４は例えば第一の要素がその上で交換可能に配置されうる内側円筒４２の部分を形成することにより交換されうるよう構成されうる。第一の要素４４の間隔の小さな偏り（例えば０．５ｍｍまで）は磁界の均一性にわずかな影響のみを与えることが見いだされた。同じことが第一の要素４４の組み立ての軸方向位置に関して略５ｍｍまでの偏り及び径方向位置に関して略２ｍｍまでの偏りに対して言える。
【００１２】
第一の要素４４のみによる測定空間２８内の定常な磁界の所望の均一性の調整はある場合には非常に困難である。この問題を解決するために磁石装置に同軸でありその径方向寸法が実質的にＲＦコイル１０のそれよりも大きい担体４８を設け、第二の要素５０が該同軸担体上に設けられることが一般的に望ましい。第二の要素５０を有する担体４８を図１に示す。その中で担体４８は磁石装置２と傾斜磁界コイル装置４の間に配置される。この実施例では第二の要素５０は磁気伝導性材料の板又は細長い片からなる。それらの寸法は第一の要素４４のそれの大きさと同じオーダーである。第二の要素５０は必要ならば適切な電流（図示せず）により給電されるコイルによりまた形成されうる。
【００１３】
磁石コイル２９あるいは第二の要素５０と結合して第一の要素４４は選択された領域４６内で非常に均一な磁石を発生する。故に磁石装置２の設計はどのような構想の応用に対しても磁石コイル２９と第一及び第二の要素４４及び５０との正しい組み合わせの計算を要する。加えて製造公差は発生された磁界内の副次的な偏りをまた引き起こす。第一及び第二の要素４４及び５０はそのような偏りに対して顕著な効果を有さない。しかしながら必要なら独自の担体（図示せず）上又は第二の要素５０に対して既に存在する担体４８上に設けられうる更なる補正要素５２によるそのような偏りに対する補正は本質的に知られている。そのような不規則に配置されうる補正要素を有する担体の例はヨーロッパ特許第０３０３８８０号公開公報から知られている。その中の補正要素は磁気伝導性材料の板からなる。コイルからなる補正要素はまた知られている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による磁気共鳴装置の実施例の概略図である。
【図２】図１に示された装置用のＲＦコイルの一実施例の断面図である。
【図３】図２に示されたＲＦコイルの部分を示す図である。
【図４】本発明の段階の手段により達成されうる定常な磁界の均一性の向上を概略的に示す図である。
【図５】本発明の段階の手段により達成されうる定常な磁界の均一性の向上を概略的に示す図である。
【図６】本発明の段階の手段により達成されうる定常な磁界の均一性の向上を概略的に示す図である。
【図７】本発明の段階の手段により達成されうる定常な磁界の均一性の向上を概略的に示す図である。
【符号の説明】
２  磁石装置
４  傾斜磁界コイル
６、８  電源
１０  ＲＦコイル
１２  ＲＦ源
１４  信号増幅器
１６  位相検波器
１８  中央制御装置
２０  変調器
２２  モニター
２４  ＲＦ発振器
２６  冷却装置
２７  冷却ダクト
２８  測定空間
２９  コイル
３０  デュワー容器
３２  傾斜磁界コイル支持器
３４  患者テーブル
３６  対称面
３８  導電性ロッド
４０  外側円筒
４２  内側円筒
４４  第一の要素
４６  均一な領域
４８  担体
５０  第二の要素
５２  補正要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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