(57)【要約】本発明は、第一のシムリングの外側縁部上に追加のシムリングが設けられ、第一のシムリングと追加のシムリングとの間の距離が、静磁場の均一性を改善するように静磁場に対して平行な方向に調整可能であり、異なるエネルギーレベルを有する複数の永久磁気柱からなる永久磁気源が設けられ、この永久磁気柱の磁気エネルギーレベルがそれぞれの極の中心に近い永久磁気柱の磁気エネルギーレベルよりも高く、複数の磁気伝導または永久磁気ボルトが設けられ、第二のシムリング、永久磁気源および磁気伝導または永久磁気ボルトが一緒に適用され得る磁気共鳴画像化装置の静磁場発生装置に関する。
2007503959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁気源（１）と、磁路としてのＣ型骨組みまたは多柱支持構造とを備え、測定物体が永久磁気源（１）の２つの対向する端面の間の空間に配置され、２つの対向する端面が２つの端面の間の仮想平面に対して鏡面対称であり、磁極板（２）が各々の対向する端面に配置され、磁極片（４）が２つの前記磁極板の各磁極板の下に設けられ、傾斜磁場コイル（７）が２つの磁極片（４）の各磁極片の下に設けられ、無線周波数（ＲＦ）送信コイル（８）が各傾斜磁場コイル（７）の下に設けられ、第一のシムリング（５）が傾斜磁場コイル（７）を包囲するように傾斜磁場コイル（７）の外側に設けられ、磁極板（２）、磁極片（４）、傾斜磁場コイル（７）、ＲＦ送信コイル（８）および第一のシムリング（５）の各対が２つの対向する端面の間の仮想平面に対してほぼ鏡面対称である磁気共鳴装置の静磁場発生装置において、第二のシムリング（６）が各第一のシムリング（５）の外側縁部に設けられ、第一のシムリング（５）に対する距離が調整可能であり、２つの第二のシムリング（６）は前記仮想平面に対してほぼ対称であることを特徴とする磁気共鳴装置の静磁場発生装置。
【請求項２】
測定物体に面している２つのシムリング（６）の外面が実質的に、磁石の開放性を保持するためにＲＦ送信コイル（８）の外面よりも高く突出していないことを特徴とする請求項１記載の静磁場発生装置。
【請求項３】
前記磁気源が異なる磁気エネルギーレベルを有する複数のグループの永久磁気柱を含み、前記永久磁気柱が、磁気エネルギーレベルに対して極中心の中心点を通る磁極板平面上の軸線に対してほぼ対称に配置され、磁極板平面の中心点を通る線に沿いかつ中心点に対して対称である２つの永久磁気柱の磁気エネルギーレベルが同一であることを特徴とする請求項１又は２記載の静磁場発生装置。
【請求項４】
複数のグループの永久磁気柱が、磁気エネルギーレベルに関して、磁極板平面の中心点を貫通しかつ磁極板平面に垂直である軸線に対して軸線対称であり、中心点に心出しされた１つのリングに沿った２つの永久磁気柱の磁気エネルギーレベルが互いに同一であることを特徴とする請求項３記載の静磁場発生装置。
【請求項５】
前記永久磁気柱が２つのリング、３つのリング、４つのリングまたは５つ以上のリング上に配置され、比較的外側のリングにおける永久磁気柱の磁気エネルギーレベルが、比較的内側のリングにおける永久磁気柱の磁気エネルギーレベルよりも高いことを特徴とする請求項４記載の静磁場発生装置。
【請求項６】
前記永久磁気柱が磁気エネルギーレベルに関して３つの永久磁石リング領域に分類され、外側のリング領域の磁気エネルギーレベルはＮ３であり、中間のリング領域の磁気エネルギーレベルはＮ２であり、内側のリング領域の磁気エネルギーレベルはＮ１であり、Ｎ３＞Ｎ２＞Ｎ１であることを特徴とする請求項４記載の静磁場発生装置。
【請求項７】
複数の磁気伝導ボルトまたは永久磁気ボルト（１１）が、前記磁極板（２）、永久磁気柱（１）、第一のシムリング（５）および第二のシムリング（６）の内の１つ又は複数の構成要素に永久磁気源（１）の端面の軸線に沿って対称に設けられ、前記磁気伝導ボルトまたは永久磁気ボルト（１１）が静磁場を調整するために用いられることを特徴とする請求項１、２、４乃至６の１つに記載の静磁場発生装置。
【請求項８】
複数の磁気伝導ボルトまたは永久磁気ボルト（１１）が、前記磁極板（２）、永久磁気柱（１）、第一のシムリング（５）および第二のシムリング（６）の内の１つ又は複数の構成要素に磁極板上の軸線に対して対称に設けられ、前記磁気伝導ボルトまたは永久磁気ボルト（１１）が静磁場を調整するために用いられることを特徴とする請求項３記載の静磁場発生装置。
【請求項９】
永久磁気源（１）と、磁路としてのＣ型骨組みまたは多柱支持構造とを備え、測定物体が永久磁気源（１）の２つの対向する端面の間の空間に配置され、前記２つの対向する端面が２つの端面の間の仮想平面に対して鏡面対称であり、磁極板（２）が各々の対向する端面に配置され、磁極片（４）が２つの前記磁極板の各磁極板の下に設けられ、傾斜磁場コイル（７）が測定物体の方向に沿って２つの磁極片（４）の各磁極片の下に設けられ、無線周波数（ＲＦ）送信コイル（８）が測定物体の方向に沿って各傾斜磁場コイル（７）の下に設けられ、第一のシムリング（５）が傾斜磁場コイル（７）を包囲するように傾斜磁場コイル（７）の外側に設けられ、磁極板（２）、磁極片（４）、傾斜磁場コイル（７）、ＲＦ送信コイル（８）および第一のシムリング（５）の各対が２つの対向する端面の間の仮想平面に対してほぼ鏡面対称である磁気共鳴装置の静磁場発生装置において、前記永久磁気源が異なる磁気エネルギーレベルを有する複数のグループの永久磁気柱を含み、前記永久磁気柱が、磁気エネルギーレベルに関して、磁極板平面の中心点を通る磁極板平面上の軸線に対してほぼ対称であり、複数の磁気伝導ボルトまたは永久磁気ボルト（１１）が、前記磁極板（２）、永久磁気源（１）、第一のシムリング（５）および第二のシムリング（６）の内の１つ又は複数の構成要素に永久磁気源（１）の端面の軸線に沿って対称に設けられ、磁気伝導ボルトまたは永久磁気ボルト（１１）が静磁場を調整するために用いられることを特徴とする磁気共鳴装置の静磁場発生装置。
【請求項１０】
磁気共鳴装置が永久磁気源（１）と、磁路としてのＣ型骨組みまたは多柱支持構造とを備え、測定物体が永久磁気源（１）の２つの対向する端面の間の空間に配置され、２つの対向する端面が２つの端面の間の仮想平面に対して鏡面対称であり、磁極板（２）が各々の対向する端面に配置され、磁極片（４）が２つの前記磁極板の各磁極板の下に設けられ、傾斜磁場コイル（７）が２つの磁極片（４）の各磁極片の下に設けられ、無線周波数（ＲＦ）送信コイル（８）が各傾斜磁場コイル（７）の下に設けられ、第一のシムリング（５）が傾斜磁場コイル（７）を包囲するように傾斜磁場コイル（７）の外側に設けられ、磁極板（２）、磁極片（４）、傾斜磁場コイル（７）、ＲＦ送信コイル（８）および第一のシムリング（５）の各対が２つの対向する端面の間の仮想平面に対してほぼ鏡面対称である磁気共鳴装置の静磁場調整方法において、第二のシムリング（６）が各第一のシムリング（５）の外側縁部に設けられ、２つの第二のシムリング（６）が測定物体に関連する空間中の静磁場を均一にするために前記仮想平面に対してほぼ対称であることを特徴とする磁気共鳴装置の静磁場調整方法。
【請求項１１】
複数の磁気伝導ボルトまたは永久磁気ボルト（１１）が、磁極板（２）、永久磁気柱（１）、第一のシムリング（５）および第二のシムリング（６）の内の１つ又は複数の構成要素に永久磁気源（１）の端面の軸線に沿って対称に又はほぼ対称に設けられ、前記磁気伝導ボルトまたは永久磁気ボルト（１１）の位置を調整することによって静磁場の磁場強度が調整されることを特徴とする請求項９記載の静磁場調整方法。
【請求項１２】
磁気共鳴装置が永久磁気源（１）と、磁路としてのＣ型骨組みまたは多柱支持構造とを備え、測定物体が永久磁気柱（１）の２つの対向する端面の間の空間に配置され、２つの対向する端面が２つの端面の間の仮想平面に対して鏡面対称であり、磁極板（２）が各々の対向する端面に配置され、磁極片（４）が２つの前記磁極板の各磁極板の下に設けられ、傾斜磁場コイル（７）が２つの磁極片（４）の各磁極片の下に設けられ、無線周波数（ＲＦ）送信コイル（８）が各傾斜磁場コイル（７）の下に設けられ、第一のシムリング（５）および第二のシムリング（６）が傾斜磁場コイル（７）を包囲するように傾斜磁場コイル（７）の外側に設けられ、磁極板（２）、磁極片（４）、傾斜磁場コイル（７）、ＲＦ送信コイル（８）および第一のシムリング（５）の各対が２つの対向する端面の間の仮想平面に対してほぼ鏡面対称である磁気共鳴装置の静磁場調整方法において、永久磁気源が異なる磁気エネルギーレベルを有する複数のグループの永久磁気柱からなり、磁極板の中心から遠い永久磁気柱の磁気エネルギーレベルは磁極板の中心に近い永久磁気柱の磁気エネルギーレベルよりも高く、それによって磁場の均質性が改善され、複数の磁気伝導ボルトまたは永久磁気ボルト（１１）が、前記磁極板（２）、永久磁気源（１）、第一のシムリング（５）および第二のシムリング（６）の内の１つ又は複数の構成要素に永久磁気源（１）の端面の軸線に沿って対称に又はほぼ対称に設けられ、磁気伝導ボルトまたは永久磁気ボルト（１１）の位置を調整することによって静磁場の磁場強度が調整されることを特徴とする磁気共鳴装置の静磁場調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（１）技術分野
本発明は、磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）装置または核磁気共鳴（ＮＭＲ）装置の静磁場調整方法、および高い磁場強度を発生し得る静磁場発生装置に関する。本発明の原理は例えば磁気共鳴画像化装置にＣ型磁石を採用することによって説明されるが、本発明は、磁気共鳴磁石に適用可能であるだけでなく、核磁気共鳴磁石および均一な静磁場を発生するために電磁石を用いる他の装置にも適用可能であり、磁石の形状はまたこの例として示されたＣ型に限定されない。
【０００２】
（２）背景技術
初期には、商業的使用のための磁気共鳴画像化装置に永久磁石が用いられる場合、この永久磁石の磁場強度は通常０．２５Ｔ以下であった。１９９０年代には、永久磁石を用いる商業的使用のための磁気共鳴画像化装置は０．３Ｔの磁場強度を有し、その能力はより良いものであり、その費用は合理的であり、その構造はコンパクトであった。磁場強度が大きいほど、信号対雑音比は高くなり、永久磁石を用いた磁気共鳴装置によって生じた画像の質は良くなる。近年では、いくつかの永久磁石の磁場強度は０．３５Ｔ〜０．４Ｔにさえ達し得る。
【０００３】
現在のところ、高い磁場強度を有する磁石の製造にはいくつかの問題が存在する。その問題は次の通りである。
Ｉ．０．３Ｔ以上の磁場強度を有し走査領域に高い均質な磁場を有する永久磁石は、高価で、体積が大きく、重量が重く（１７トンより重い）、そして取付けに広い場所が必要である。従って、これらの欠点によって磁気共鳴装置へのその適用は限定された。
ＩＩ．均質な強力な磁場が発生されなければならないので、磁極板の寸法は通常大きく、従って２つの磁極板の間の開き角は否応無く制限され、これが閉所恐怖症の患者には問題である。
ＩＩＩ．磁石はその据付けおよび使用中にシミングもしくは修復を必要とし、または、診療の時、従って傾斜磁場コイルおよび送信コイルが取外されなければならない場合、再シミングが必要であり、これは時間を浪費し、費用を要する。
ＩＶ．製造公差に起因して、同じ設計の磁石でも異なる磁場強度を有することがあり、従って同じ無線周波数コイル（ＲＦコイル）およびシステムの大量生産は極めて困難であり、それによって磁気共鳴装置全体の対応するシステムについての費用が増大する。
【０００４】
上記の問題に関して、通常は以下の方法を使用する。
Ｉ．磁場強度を増大しその均質性を改善するために通常採用される方法は、永久磁石および磁極板の両体積および寸法を増大することである。しかし、これによって費用ならびに磁石の体積および重量が増大する。
ＩＩ．磁場の均質性はローズ（Ｒｏｓｅ）リングを使用することによって改善されるが、磁場強度が０．３Ｔを超える場合、人間の身体全体の磁気共鳴に用いられる永久磁石の磁場均一性が悪化する。単独のローズリングは磁場強度の均質性を保証し得ない。
ＩＩＩ．磁束漏洩を減少させ得る永久磁石が磁極板の外側縁部での磁場強度漏洩を補償するために使用される。しかし、このような方法は磁石の磁極板の外側縁部の寸法を増大させ、磁極板間の開き角を小さくし、一方では複雑な製造プロセスを要し、これによって費用を増大させる。
ＩＶ．磁場強度を調整および微調整できる構造が使用されるが、これらの機構は設計が複雑でありかつ高価である。
【０００５】
さらに、従来技術におけるこれらの全ての方法によって達成される効果は依然として十分ではない。
【０００６】
（３）発明の内容
従って、本発明の方法および装置は、従来技術に存在する技術的欠点を克服する以下の手段を採用する。
Ｉ．磁場の均質性を改善するために、磁極板の寸法を増大することなくかつ磁極板間の開き角を減少させることなく、別の調整用シムリング（第二のタイプのローズリング）を使用する。一方、このような追加のシムリング（第二のタイプのローズリング）は、第一のタイプのローズリングに対して可変の距離を有し、それによって磁路を変化させ、磁場の均質性を調整する。
ＩＩ．磁場の均質性を改善し、費用を軽減するために、異なる磁気エネルギーレベルを有する永久磁性材料を配置する。
ＩＩＩ．本発明においては、磁場強度およびシムを調整するために３つの方法が使用される。第１の方法は、例えばＣ型磁石の磁極板の外側縁部上に取付けられた微調整磁気伝導バーまたは永久磁気バーによって静磁場を調整およびシミングし、これによって磁石製造および組立ての公差によって生じる不均一な磁場を補償する。第２の方法は、ローズシムリング上に磁気伝導または永久磁気ボルト調整機構を備え、磁路は磁場を調整するためにボルトの位置を調整することによって変えられる。第３の方法は、手段Ｉで言及されたように第一のタイプのローズリングに対して第二のタイプのシムリングの位置を変化させて磁路を変え、これによって磁場を調整する。このような３つの方法を組み合わせた適用では、大幅な調整が達成され、操作が簡単である。従って、製造および組立ての公差によって生じる不均一性が補償され、永久磁石の磁場強度が均質にされる。
【０００７】
さらに、本発明の方法および装置は、上述の２つまたは３つの方法を組み合わせて使用し、良好なシム効果を達成する。
【０００８】
従来技術では、ローズシムリング（５）が、上側の極および下側の極の磁極板の水平面の外側縁部に設けられるが、１対のシムリングによって達成されるシム効果は十分ではない。永久磁石の構造の特徴に起因して、磁極板の端の磁場強度は比較的弱く、このことは磁場強度が０．３Ｔを超える場合は特に重大であり、従って単独のシムリングは磁場の不均一性を完全に補償できない。本発明は傾斜磁場コイルおよび送信コイルの設計および固定方式を改善する。例えば、上側の磁極板のシムリングを考慮すれば、シムリング（５）に対して調整可能な距離を有する追加のシムリング（第二のタイプのローズリング）（６）が、磁場の均質性を変えるために、第一のシムリング（５）の下端の外側縁部に設けられ、そして対応するシム調整機構が備えられる。同様に、第一のローズシムリング（５）に対する距離を調整可能である第二のタイプのシムリング（６）がまた下側の磁極板上の対応する位置に設けられる。
【０００９】
従来技術における欠点に対して、本発明は、永久磁気源（１）と、磁路を構成するＣ型ヨークまたは多柱支持構造とを含む磁気共鳴装置の静磁場発生装置を提供する。測定物体は永久磁気源（１）の２つの対向する端面の間の空間に配置され、この２つの対向する端面はこの２つの端面の間の仮想平面に対して鏡面対称であり、磁極板（２）は各々の対向する端面に配置される。この構造は仮想中央面に対して対称であり、例示のために例えば上半分に着目すれば、磁極片（４）は前記磁極板の下に設けられ、傾斜磁場コイルは磁極片（４）の下に設けられ、無線周波数（ＲＦ）送信コイル（８）は傾斜磁場コイル（７）の下に設けられ、第一のシムリング（５）は傾斜磁場コイル（７）の外側に設けられ、磁極板（２）、磁極片（４）、傾斜磁場コイル（７）、ＲＦ送信コイル（８）および第一のシムリング（５）の各対は２つの対向する端面の間の仮想平面に対してほぼ鏡面対称である。第二のシムリング（６）が各第一のシムリング（５）の外側縁部に設けられ、第二のシムリング（６）は測定物体の空間内の静磁場を均一にするために前記仮想平面に対して対称である。
【００１０】
本発明の静磁場発生装置によれば、測定物体に面している追加の上側および下側のシムリング（６）の外面は実質的に、磁石の開放性を保持するためにＲＦ送信コイルの外面よりも高く突出していない。
【００１１】
本発明の静磁場発生装置の実施態様によれば、永久磁気源は異なる磁気エネルギーレベルを有する複数のグループの永久磁気柱から構成され、永久磁気柱の磁気エネルギーレベルの分布は、極中心を通る中心軸線に対して軸線対称であり、磁極板平面に対して垂直である。永久磁気柱のエネルギーレベルの分布はまた、極の中心点を通る磁極板平面における１つ又は複数の軸線に対して対称であってもよく、例えば左半分と右半分、ならびに前半分と後半分とは対称である。
【００１２】
本発明の静磁場発生装置によれば、永久磁気源が磁気エネルギーレベルに従ってリングに配置される。リングの数は２つであっても、３つであっても、又はそれ以上であってもよい。例えば３つのリングが配置される場合、このような永久磁気源は磁気エネルギーレベルに従って３つのリング領域に分けられ、外側のリング領域の磁気エネルギーレベルはＮ３であり、中間のリング領域の磁気エネルギーレベルはＮ２であり、内側のリング領域の磁気エネルギーレベルはＮ１であり、Ｎ３＞Ｎ＞Ｎ１である。
【００１３】
本発明の静磁場発生装置の別の実施態様によれば、複数の磁気伝導ボルトまたは永久磁気ボルト（１１）が磁極板平面の軸線に対して対称に設けられる。それらの調整ボルトは、磁極板（２）、永久磁気源（１）、第一のシムリング（５）および第二のシムリング（６）の内の１つ又は複数の構成要素に装着され、その結果静磁場の磁場強度が正確に調整される。
【００１４】
従来技術では、磁石の縁の磁場強度は通常、中心の磁場強度よりも低い。従って、従来技術において、傾斜磁場コイルの外側に第一のシムリング（５）を付加することは縁の磁場強度を増大させる。しかし、本出願の発明者らは、第一のシムリング（５）を用いることだけでは十分な効果が得られないことを見出した。従って、本発明の一部では、調整可能な第二のシムリング（６）が、測定物体側の第一のシムリング（５）の横および傾斜磁場コイル（７）の外側に追加され、傾斜磁場コイルと送信コイルとの間の固定関係が調整される。このシステムの大量生産のためには製造公差が考慮される必要がある。
【００１５】
本発明の上述の原理によれば、種々の形状のシムリングが、第一のシムリング（５）および第二のシムリング（６）を置き換えるように設計され得る。
【００１６】
別の観点では、より高い均質性のシミングを達成するために、磁場プロフィールは、異なる磁気エネルギーレベルを有する磁気源アセンブリを設計する場合、再設計される必要がある。このプロセスでは、磁場の磁場強度に影響する要因、例えば、製造精度、組立て位置の逸脱、および組立てプロセスにおける磁気柱の角（かど）の僅かな損傷でさえ考慮されるべきである。
【００１７】
本発明の一部としては、強磁性材料または永久磁性材料のボルトを調整するために、磁場発生装置の多くの構成要素にネジ山が設けられ、このような構成要素の材料と同じまたは異なる磁性材料によってボルトが作成される。ネジ山とボルトとの間の整合は非常に重要である。なぜなら、整合が緊密過ぎる場合、調整中にボルトに強い力が加えられ、従ってこのボルトが変形または破壊されることがある。一方、整合が緩すぎる場合、パルス磁力によって生じる振動に起因して、磁場強度が不安定になり、従って磁場強度の不規則な変化が生じる。
【００１８】
製造の状況によれば、このような追加のシムリング（６）、異なる磁気エネルギーレベルを有する永久磁気源（１）、および本発明の磁性材料の調整ボルト（１１）は組み合わせて適用され得る。例えば、シム効果は、異なる磁気エネルギーレベルを有する永久磁気柱（１）と組み合わせて第二のシムリング（６）を用いることによって、または磁気伝導ボルトもしくは永久磁気ボルト（１１）による微調整と組み合わせて第二のシムリング（６）を用いることによって達成され得る。一方、シム効果はまた、異なる磁気エネルギーレベルを有する永久磁気柱（１）を採用し、永久磁気ボルト（１１）による微調整と組み合わせて、磁場プロフィールを形成することによって達成され得る。
【００１９】
あるいはまた、シム効果は、第二のシムリング（６）と、異なる磁気エネルギーレベルを有する永久磁気柱（１）から構成された磁気源と、磁気伝導ボルトまたは永久磁気ボルト（１１）による微調整とを同時に採用することによって達成され得る。
【００２０】
本発明はまた、磁気共鳴装置が永久磁気源（１）と、磁路を構成するＣ型ヨークまたは多柱支持構造とを備え、測定物体が永久磁気柱（１）の２つの対向する端面の間の空間に配置され、２つの対向する端面がこの２つの端面の間の仮想平面に対して鏡面対称であり、磁極板（２）が各々の対向する端面に測定物体の方向に沿って配置され、この構造は仮想中央平面に対して対称であり、例示のために例えば上半分に着目すれば、磁極片（４）が前記磁極板の下に設けられ、傾斜磁場コイル（７）が磁極片（４）の下に設けられ、無線周波数（ＲＦ）送信コイル（８）が傾斜磁場コイル（７）の下に設けられ、第一のシムリング（５）が傾斜磁場コイル（７）の外側に設けられ、磁極板（２）、磁極片（４）、傾斜磁場コイル（７）、ＲＦ送信コイル（８）および第一のシムリング（５）の各対が２つの対向する端面の間の仮想平面に対してほぼ鏡面対称である磁気共鳴装置の静磁場調整方法において、
第二のシムリング（６）が各第一のシムリング（５）の外側縁部に設けられ、第二のシムリング（６）が測定物体の空間中の静磁場を均一にするために前記仮想平面に対して対称であり、
又は、永久磁気源が異なる磁気エネルギーレベルを有する複数のグループの永久磁気柱から構成され、磁極板の中心から遠い永久磁気柱の磁気エネルギーレベルは磁極板の中心に近い永久磁気柱の磁気エネルギーレベルよりも高く、それによってこの磁場の均質性が改善され、そして、複数の磁気伝導ボルトまたは永久磁気ボルト（１１）が磁極板（２）、永久磁気柱（１）、第一のシムリング（５）および第二のシムリング（６）に永久磁気柱（１）の端面の軸線に沿って対称に設けられ、このような磁気伝導ボルトまたは永久磁気ボルト（１１）の位置を調整することによって静磁場の磁場強度が調整されることを特徴とする。
【００２１】
さらに、磁気共鳴装置が永久磁気源（１）と、磁路を構成するＣ型ヨークまたは多柱支持構造とを備え、測定物体が永久磁気源（１）の２つの対向する端面の間の空間に配置され、２つの対向する端面がこの２つの端面の間の仮想平面に対して鏡面対称であり、磁極板（２）が各々の対向する端面に配置され、この構造は仮想中央平面に対して対称であり、例示のために例えば上半分に着目すれば、磁極片（４）が前記磁極板の下に設けられ、傾斜磁場コイルが磁極片（４）の下に設けられ、無線周波数（ＲＦ）送信コイル（８）が傾斜磁場コイル（７）の下に設けられ、第一のシムリング（５）が傾斜磁場コイル（７）の外側に設けられ、磁極板（２）、磁極片（４）、傾斜磁場コイル（７）、ＲＦ送信コイル（８）および第一のシムリング（５）の各対が２つの対向する端面の間の仮想平面に対してほぼ鏡面対称である磁気共鳴装置の静磁場調整方法において、永久磁気源（１）が異なる磁気エネルギーレベルを有する複数のグループの永久磁気柱からなり、磁極板の中心から遠い永久磁気柱の磁気エネルギーレベルは磁極板の中心に近い永久磁気柱の磁気エネルギーレベルよりも高く、それによってこの磁場の均質性が改善され、複数の磁気伝導ボルトまたは永久磁気ボルト（１１）がこのような磁極板（２）、永久磁気源（１）、第一のシムリング（５）および第二のシムリング（６）の内の１つ又は複数の構成要素に永久磁気源（１）の端面の軸線に沿って対称に設けられ、磁気伝導ボルトまたは永久磁気ボルト（１１）の位置を調整することによって静磁場の磁場強度が調整されることを特徴とする。
【００２２】
（４）図面の説明
本発明の実施形態の５つの図面がさらに本発明の原理を例示する。
図１はＣ型磁石の上側の極および下側の極上のシムリングを示し、
図２は図１の円で印された部分の拡大図を示し、
図３は複数の磁気伝導または永久磁気ボルトを使用する磁場強度調整方法を示し、
図４は異なる磁気エネルギーレベルを有するように磁場の種々の領域を作成することによって磁場を均一に作成する方法を示し、
図５は異なる磁気エネルギーレベルを有するように磁場の種々の領域を作成することによって磁場を均一に作成する方法を示す。
【００２３】
図１はＣ型磁石の上側の極および下側の極のシムリングを示す。図１において構成要素９は押圧板であり、構成要素１０は永久磁気柱（１）を備える磁場発生源である。上下に動くことが可能な複数の磁気伝導または永久磁気ボルト（１１）が図１の磁場源の外側縁部に示されており、これによって上述の効果が達成される。
【００２４】
図２は図１の円で印された部分の拡大図である。構成要素１は永久磁気源であり、構成要素２は磁極板であり、構成要素３は切断処理後の磁極板であり、構成要素４は磁極片であり、構成要素５は第一のシムリングであり、構成要素６は調整手段を有する第二のシムリングであり、構成要素７は傾斜磁場コイルであり、構成要素８は無線周波数（ＲＦ）送信コイルである。図２から、新規なシムリング（６）が元のシムリング（５）に追加されたことが理解される。図２において、上側のシムリング（５）の外径は下側のシムリング（６）の外径と同じである。シムリング（６）の内径はシムリング（５）の内径よりも大きく、その結果シムリング（６）の内径より小さくかつシムリング（５）の下にある空間が傾斜磁場コイル（７）を固定するために用いられ得る。シムリング（６）の下端面は送信コイル（８）の下面よりも低くない。同様に、下側の磁極板の２つのシムリングは上側の磁極板の位置に対応する位置に配置されている。このような設計は、上側の磁極板と下側の磁極板との間、ならびに２つのシムリングの間の間隔を狭くすることなく、すなわち開放性に影響しない。図２において、それぞれ水平および垂直の動きを示す２つの黒い矢印は、第二のシムリング（６）および第一のシムリング（５）と第二のシムリング（６）とに装着されたボルト（１１）が２つの方向に調整され得ることを示す。
【００２５】
第二のシムリング（６）の寸法および位置に対する注意深い考慮によって、磁場分布をその端部で改善し、シミングの調整効果を向上させることができ、一方では上側の極と下側の極との間の開放空間は影響されない。
【００２６】
図４は磁場強度の均質性を変える別の方法を示す。一般に、０．３Ｔ以上の磁場強度を有する永久磁石では、磁極板の端部の磁場強度は、磁極板の中心の磁場強度よりも弱い。２つの磁極板の間の領域の磁場をさらに均一にするために、本発明は、磁場発生源をいくつかの領域に分割し、異なる領域の磁石が異なる磁気エネルギーレベルを有する方法を提案する。図４に示されるとおり、磁極板の軸線に対して心出しされている本発明の磁極板上のいくつかの環状または輪状の領域が異なる磁気エネルギーレベルを有するように作成される。ここでは中心領域の磁気エネルギーレベルはＮ１であり、中間領域の磁気エネルギーはＮ２であり、外側領域の磁気エネルギーレベルはＮ３であり、そしてＮ１＜Ｎ２＜Ｎ３である。また、図４に示されるように、異なる磁気エネルギーレベルを有する複数の磁石は磁極板の中心を通る垂直軸線に沿って対称であってもよい。
【００２７】
図５は磁石の縦断面図であり、異なるハッチングによって、この磁石の中心に対して対称である異なる磁気エネルギーレベルの磁石体が示されている。中心領域での磁気エネルギーレベルは最低であり、外側縁部に近い磁石ほど、より高い磁気エネルギーレベルを有する。磁極板上に意図的に設計された不均一な構造と磁路の特徴とに従って、本発明の原理に基づいて、他の磁気エネルギーレベルの組み合わせ形態が導き出され得る。磁気エネルギーレベルは複数のレベルに分割でき、エネルギーレベルの順序は中心から外側縁部に向かって大きくなる方式に限定されず、そして調整は磁極板の基部およびこの装置の磁路構造において行なうことができる。
【００２８】
さらに、図３に示されるように、磁気エネルギーレベルを均一化する本発明の別の方法は、磁極板および押圧板の外側縁部に複数の磁気ボルトを挿入することであり、そして磁場強度の均質性は磁路を変えることによって調整される。図３（および図１）に示されるように、これらの磁気ボルトは対称に配置され得る。しかし、２つの極の間または他の多柱構造の間の磁場強度へのＣ型磁石の中間接続体の影響が考慮される場合、これらのボルトは非対称に配置されていてもよい。このような磁気共鳴画像化装置の製造および組立てに公差が存在しても、診断領域の磁場強度は同じ程度までこれらのボルトを調整することによって調整され得る。このボルトの材料は永久磁性材料でも強磁性体であってもよく、このボルトの直径は同じであっても異なってもよいが、同じであると好ましい。ボルトは対称に又はほぼ対称に配置されるべきであり、ボルトの数は磁場の強度および実際的な構造に従って設定されるべきであり、ボルトが多すぎれば調整は困難になる。シム効果を達成するために、特別な場合には、これらのボルトを変化および調整することは当業者にとっては困難ではない。
【００２９】
操作者は、より良好なシム効果を達成するために、上記の方法の１つまたは組み合わせを用いることができる。
【００３０】
本発明の装置および方法の１つの利点は、本発明の方法によって作成された磁石が、要求を満たす走査領域においてより高い均一性を有する０．３Ｔ以上の磁場強度を有し得る点にある。従って、この装置の寸法は減少し、この費用も減少する。例えば、本発明によって製造された０．３５Ｔの磁石の仕様は以下のとおりである。重量は１６トン以下、３６ｃｍの球形の磁場の均一性は４０ｐｐｍ以下であり、患者の隙間幅は４１ｃｍより大きく、静磁場の安定性は±２０Ｈｚ／１０分以下である。
【００３１】
本発明の装置および方法の別の利点は、この装置が正確に設計および調整され得るので、ほとんどのシム作業が工場での製造および組立ての過程中に終了し、受動シムを現場で行なう必要がなく、従って取付けの時間が節約される点にある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】Ｃ型磁石の上側の極および下側の極上のシムリングを示す概略図
【図２】図１の円で印された部分の概略拡大図
【図３】複数の磁気伝導または永久磁気ボルトを使用する磁場強度調整方法を示す概略図
【図４】異なる磁気エネルギーレベルを有するように磁場の種々の領域を作成することによって磁場を均一に作成する方法を示す概略図
【図５】異なる磁気エネルギーレベルを有するように磁場の種々の領域を作成することによって磁場を均一に作成する方法を示す概略図
【符号の説明】
【００３３】
１        永久磁気源
２        磁極板
４        磁極片
５        第一のシムリング
６        第二のシムリング
７        傾斜磁場コイル
８        ＲＦ送信コイル
９        押圧板
１０        永久磁気柱
１１        磁気伝導性または永久磁気ボルト
【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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【国際調査報告】
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