(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石によって磁場を形成するマグネットアセンブリを備えたＭＲＩ装置の制御方法であって、
磁場を均一にするように、前記マグネットアセンブリを構成する磁性材料の温度分布を不均一に制御することを特徴とするＭＲＩ装置の制御方法。
【請求項２】
永久磁石によって磁場を形成するマグネットアセンブリを備えたＭＲＩ装置において、
前記マグネットアセンブリを構成する磁性材料の異なる部分を加熱するための複数の加熱手段と、磁場を均一にするように前記磁性材料の温度分布を不均一に制御するべく前記複数の加熱手段を駆動する制御手段とを具備したことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＭＲＩ装置において、前記マグネットアセンブリを構成する磁性材料の異なる部分の間の熱伝達を抑制するための放熱手段を具備したことを特徴とするＭＲＩ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）装置の制御方法およびＭＲＩ装置に関し、さらに詳しくは、熟練した作業者による作業を必要とせずに磁場均一性を調整することが出来るＭＲＩ装置の制御方法およびＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来のマグネットアセンブリ（ｍａｇｎｅｔ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）１’の磁性材料部分の斜視図である。
このマグネットアセンブリ１’において、ＴＹは上部ヨークであり、ＢＹは下部ヨークであり、ＬＹおよびＲＹはサイドヨークである。上部ヨークＴＹの下面および下部ヨークＢＹの上面には、静磁場を発生する永久磁石Ｍが対向して取り付けられている。また、各ヨークには、ヒータｈが取り付けられている。各ヨークの位置関係は、調整ネジｂにて調整可能である。
【０００３】
図７は、前記マグネットアセンブリ１’を覆うエンクロージャおよびカバーの斜視図である。
ＥＴは上部ヨークＴＹを覆うエンクロージャであり、ＥＢは下部ヨークＢＹを覆うエンクロージャであり、ＥＬはサイドヨークＬＹを覆うエンクロージャであり、ＥＲはサイドヨークＲＹを覆うエンクロージャである。ヨークとそれを覆うエンクロージャの間には断熱材が充填されている。調整ネジｂは、エンクロージャＥＴの外部から調整できるようになっている。また、エンクロージャＥＴは、カバーｃで保護されている。図示しないが、エンクロージャＥＢ，ＥＬ，ＥＲもカバーで保護されている。
【０００４】
図８は、磁場均一性の調整手順を示すフローチャートである。
ステップＴ１では、カバーｃを外した状態で、ヒータｈに通電する。
ステップＴ２では、マグネットアセンブリ１’のヨークの温度が安定するまで待つ（例えば８時間）。
ステップＴ３〜Ｔ５では、磁場不均一性を測定し（例えば機械的治具を用いて測定する）、その磁場不均一性を小さくするように調整ネジｂで各ヨークの位置関係を調整し、これを繰り返して、磁場不均一性を許容値内に収める。
ステップＴ６では、カバーｃを取り付ける。
【０００５】
なお、特開昭６３−４３６４９号公報や特開昭６３−２７８３１０号公報には、マグネットアセンブリのヨークの温度を安定させる技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術では、マグネットアセンブリ１’のヨークをヒータにより加熱し、外部温度に左右されない一定の温度に安定化させ、磁場不均一性に影響を与えないようにした上で、調整ネジｂで各ヨークの位置関係を調整し、磁場不均一性を許容値内に収めている。
しかし、調整ネジｂの調整という機械的な作業で磁場不均一性を許容値内に収めるには、熟練を要する。すなわち、従来のＭＲＩ装置では、磁場均一性の調整に、熟練した作業者が必要となる問題点がある。
そこで、この発明の目的は、熟練した作業者による作業を必要とせずに磁場均一性を調整することが出来るＭＲＩ装置の制御方法およびＭＲＩ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、この発明は、永久磁石によって磁場を形成するマグネットアセンブリを備えたＭＲＩ装置の制御方法であって、磁場を均一にするように、前記マグネットアセンブリを構成する磁性材料の温度分布を不均一に制御することを特徴とするＭＲＩ装置の制御方法を提供する。
従来は、磁性材料の温度変化により磁場が変化してしまうのを防止するため、マグネットアセンブリをいわば恒温槽化し、磁性材料の温度を一定の温度に安定化させるという消極的な制御を行っていた。これに対して、この発明では、磁性材料の温度変化により磁場が変化してしまうことを積極的に利用し、磁場を均一にするように、磁性材料の温度分布を不均一に制御する。これによれば、電気的に磁場均一性を調整できるため、熟練した作業者による作業を必要としなくなる。また、遠隔から通信により磁場均一性を調整することも可能となる。
【０００８】
第２の観点では、この発明は、永久磁石によって磁場を形成するマグネットアセンブリを備えたＭＲＩ装置において、前記マグネットアセンブリを構成する磁性材料の異なる部分を加熱するための複数の加熱手段と、磁場を均一にするように前記磁性材料の温度分布を不均一に制御するべく前記複数の加熱手段を駆動する制御手段とを具備したことを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
このＭＲＩ装置によれば、マグネットアセンブリを構成する磁性材料の異なる部分を別個に加熱できるため、上記第１の観点による制御方法を好適に実施することが出来る。
【０００９】
第３の観点では、この発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、前記マグネットアセンブリを構成する磁性材料の異なる部分の間の熱伝達を抑制するための放熱手段を具備したことを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
このＭＲＩ装置によれば、マグネットアセンブリを構成する磁性材料の異なる部分を熱的に分離できるため、上記第１の観点による制御方法を好適に実施することが出来る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施例に基づいてこの発明を説明する。なお、これによりこの発明が限定されるものではない。
図１は、この発明のＭＲＩ装置の一実施例を示すブロック図である。
このＭＲＩ装置１００において、マグネットアセンブリ１は、内部に被検体を挿入するための空間部分（孔）を有し、この空間部分を取りまくようにして、被検体に一定の静磁場を印加する永久磁石Ｍと、スライス選択軸，読み出し軸，位相エンコード軸の勾配磁場パルスを発生するための勾配磁場コイル１ｇと、被検体内の原子核のスピンを励起するためのＲＦパルスを与える送信コイル１ｔと、被検体からのＮＭＲ信号を検出する受信コイル１ｒと、温度センサｓ１〜ｓ２０と、ヒータｈ１〜ｈ１６が配置されている。前記勾配磁場コイル１ｇ，送信コイル１ｔおよび受信コイル１ｒは、それぞれ勾配磁場駆動回路３，ＲＦ電力増幅器４および前置増幅器５に接続されている。
【００１１】
シーケンス記憶回路８は、計算機７からの指令に従い、記憶しているパルスシーケンスに基づいて勾配磁場駆動回路３を操作し、前記マグネットアセンブリ１の勾配磁場コイル１ｇから勾配磁場パルスを発生させると共に、ゲート変調回路９を操作し、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形状のパルス状信号に変調し、それをＲＦパルスとしてＲＦ電力増幅器４に加え、ＲＦ電力増幅器４でパワー増幅した後、前記マグネットアセンブリ１の送信コイル１ｔに印加し、目的のスライス領域を選択励起する。
【００１２】
前置増幅器５は、マグネットアセンブリ１の受信コイル１ｒで検出された被検体からのＮＭＲ信号を増幅し、位相検波器１２に入力する。位相検波器１２は、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を参照信号とし、前置増幅器５からのＮＭＲ信号を位相検波して、Ａ／Ｄ変換器１１に与える。Ａ／Ｄ変換器１１は、位相検波後のアナログ信号をディジタル信号に変換して、計算機７に入力する。
計算機７は、Ａ／Ｄ変換器１１からＭＲデータを読み込み、画像再構成演算を行い、目的のスライス領域のイメージを生成する。このイメージは、表示装置６により表示される。また、計算機７は、操作卓１３から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受け持つ。
【００１３】
さらに、計算機７は、磁場不均一性の分布を測定し、その磁場不均一性の分布を磁場均一性制御部１４に与える。
前記磁場均一性制御部１４の温度分布算出部１４ａは、前記計算機７から与えられた磁場不均一性の分布に基づいて磁場不均一性を小さくするようなマグネットアセンブリ１の各部の温度分布を算出する。そして、磁場均一性制御部１４のヒータ駆動部１４ｂは、マグネットアセンブリ１の各部の温度を温度センサｓ１〜ｓ２０で監視しながらヒータｈ１〜ｈ１６を駆動し、前記温度分布を実現する。
【００１４】
図２は、上記マグネットアセンブリ１の磁性材料部分の斜視図である。
このマグネットアセンブリ１において、ＴＹは上部ヨークであり、ＢＹは下部ヨークであり、ＬＹおよびＲＹはサイドヨークである。上部ヨークＴＹの下面および下部ヨークＢＹの上面には、静磁場を発生する永久磁石Ｍが対向して取り付けられている。また、各ヨークは、例えばアルミ製の放熱ブロックｑにより熱的に４分割されている。それら４分割された各部分には、それぞれヒータｈ１〜ｈ１６（一部は図示省略）が取り付けられている。さらに、各ヨークの４つの角部と中央部には、それぞれ温度センサｓ１〜ｓ２０（一部は図示省略）が取り付けられている。
図示しないが、各ヨークはエンクロージャで囲まれ、断熱材で外部と熱的に遮断されている。
【００１５】
図３は、磁場均一性の調整手順を示すフローチャートである。
ステップＶ１では、磁場不均一性を測定する。この磁場不均一性の測定は、従来と同様に機械的治具を用いて測定してもよいが、後述する磁場不均一性の測定処理（図４，図５）により求めると、迅速かつ精密に求めることができて、好ましい。
ステップＶ２では、磁場不均一性の分布に基づいて磁場不均一性を小さくするようなマグネットアセンブリ１の各部の温度分布を算出する。この温度分布は、一般的には、磁場強度が基準値よりも高い部分の近傍の温度を相対的に高くし、磁場強度が基準値よりも低い部分の近傍の温度を相対的に低くする。
ステップＶ３では、温度センサｓ１〜ｓ２０でマグネットアセンブリ１の各部の温度を監視しながらヒータｈ１〜ｈ１６を駆動し、前記温度分布に近づけるようにする。
以上の処理を何回か繰り返せば、磁場不均一性を許容値内に収めることが出来る。
【００１６】
図４は、磁場不均一性の測定処理のフローチャートである。
ステップＰ１では、ファントムを、図５に示すパルスシーケンスＰＳによりＣＳＩ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｈｉｆｔ  Ｉｍａｇｉｎｇ）撮影する。図５のパルスシーケンスＰＳでは、９０゜の励起パルスおよびスライス選択勾配ｓｓを印加して所定位置のスライスを選択励起する。次に、位相エンコード勾配ｐｘ，ｐｙを印加する。次に、１８０゜の反転パルスを印加する。そして、集束するエコーＥをサンプリングしてＭＲＳ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）データを取得する。
ステップＰ２では、取得したＭＲＳデータに基づいて各ボクセルの周波数スペクトラムを求める。
ステップＰ３では、各ボクセルの周波数スペクトラムのピーク周波数を求め、１つのボクセルを基準ボクセルとし、その基準ボクセルのピーク周波数との周波数ずれ量を求める。
ステップＰ４では、各ボクセルの周波数ずれ量に基づいて磁場不均一性の分布を求める。基準ボクセルのピーク周波数をｆ０，周波数ずれ量をΔｆｉ，静磁場強度をＨとするとき、磁場不均一性ΔＨｉは、
ΔＨｉ＝Ｈ・Δｆｉ／ｆ０
により求められる。
スライス位置を変えて上記磁場不均一性の測定処理を何回か行なえば、必要な空間の磁場不均一性を測定できる。
【００１７】
以上のＭＲＩ装置１００によれば、電気的に磁場均一性を調整できるため、熟練した作業者による作業を必要としなくなる。また、遠隔から通信により磁場均一性を調整することも可能となる。
【００１８】
他の実施例としては、ＭＲＩ撮影用パルスシーケンスや，いわゆるＤｉｘｏｎシーケンス（励起ＲＦパルスを印加し、次に読み出し勾配パルスを印加し、次に反転ＲＦパルスを印加し、次に前記反転ＲＦパルスからの時間間隔が前記励起ＲＦパルスと前記反転ＲＦパルスの時間間隔と一致しない時刻にエコー強度がピークになるように読み出し勾配パルスを印加しながらサンプリングしてＭＲデータを収集するパルスシーケンス）に基づいて磁場不均一分布を測定してもよい。
【００１９】
さらに他の実施例としては、勾配コイルに通電して発熱させ、マグネットアセンブリを構成する磁性材料を加熱するようにしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
この発明のＭＲＩ装置の制御方法およびＭＲＩ装置によれば、電気的に磁場均一性を調整できるため、熟練した作業者による作業を必要としなくなる。また、遠隔から通信により磁場均一性を調整することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のＭＲＩ装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１のＭＲＩ装置のマグネットアセンブリの磁性材料部分の斜視図である。
【図３】この発明にかかる磁場均一性の調整手順を示すフローチャートである。
【図４】磁場不均一性の測定動作のフローチャートである。
【図５】磁場不均一性の測定に用いるパルスシーケンス図である。
【図６】従来のマグネットアセンブリの磁性材料部分の斜視図である。
【図７】図６のマグネットアセンブリのエンクロージャとカバーの斜視図である。
【図８】従来の磁場均一性の調整手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００          ＭＲＩ装置
１              マグネットアセンブリ
１４            磁場均一性制御部
１４ａ          温度分布算出部
１４ｂ          ヒータ駆動部
ｈ１〜ｈ１６    ヒータ
ｓ１〜ｓ２０    温度センサ
ＴＹ            上部ヨーク
ＢＹ            下部ヨーク
ＬＹ，ＲＹ      サイドヨーク
Ｍ              永久磁石
ｂ              調整ネジ
ｃ              カバー
【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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【図８】
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