(57)【要約】本発明は、コイルアセンブリ（２０）の制御電流を制御するために、磁気共鳴画像又は脳磁図用途のための方法、装置及びコンピュータプログラムを導入する。このアプローチは、場のベクトルが各コイル（２０）の試験電流のために生成される代数的な方法である。ベクトル及び行列代数が適用され、式の線形セットが形成される。所望の次数までの場成分及びそれらの導関数が考慮されうる。主成分分析又は独立成分分析は、支配的な外部干渉成分の算出に用いられうる。行列（３３，４５）のための条件値をチェックすることにより、所望の磁場のための電流の適正な解法が実現可能かどうかを調べることができる。最終的に、解かれた電流は、アセンブリ（２０）のコイルを与える電流供給ユニット（２９）へ導入される。本発明は、ＭＥＧ（２５）用途における異なる干渉形状、又はＭＲＩ（２４）用途における場及び勾配を正確に生成するためのアクティブ補償特性として適用されうる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
与えられた原点の周囲に所望の幾何学形状を有する磁場の生成のためのコイルアセンブリを設計する方法であって、前記方法は、
各コイルでの同時の試験電流による原点の周囲に生成される場を、場の所望の成分及び所望しない成分に分解する工程と、
未知の電流のセットによるコイルアセンブリのコイルの同時電力供給による前記場の同一の分解を与える分解された成分に基づく線型方程式系を形成する工程と、
線型方程式系の解法による前記場の所望の幾何学形状の結果による前記未知の電流のセットを求める工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
各コイルの前記場の前記分解は、真空中の磁場の振る舞いを記述した式を用いて前記コイルアセンブリの前記幾何学形状から前記原点の周囲で算出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各コイルの前記場の前記分解は、前記コイルにおける前記試験電流により前記原点の周囲で磁場分布の測定から得られることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
所望の場成分及び所望しない場の成分は、前記磁場の３つの直交成分及びそれらの独立なデカルト導関数から構築されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記所望の場成分は、前記磁場の３つの直交成分及び５つの独立な１次のデカルト導関数から構築され、前記所望しない場の成分は、７つの独立な２次のデカルト導関数であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記未知の電流のベクトルは、前記試験電流による各コイルに対する場成分ベクトルを含む、ムーア−ペンローズの擬似逆行列の生成、及び原点で同時に電力供給されたコイルの合計磁場ベクトルにより算出されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
条件数により前記行列の特異点の指数を求め、前記行列の前記条件数が所望の閾値を超える場合には、特異行列又は実質的な特異行列を示す工程と、
前記コイルアセンブリを変更し、前記行列の再度求めた条件数が、前記所望の閾値を下回る場合に、非特異行列を示す工程と、
前記未知の電流のセットを算出する工程と、をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記所望の場成分は、干渉の別の測定から求められる、少なくとも１つの支配的な外部干渉成分、又は１又はいくつかの支配的な外部干渉成分の線形結合を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項９】
所望の場成分として用いられる前記支配的な外部干渉成分は、干渉の別の測定の主成分分析又は独立成分分析から求められることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記支配的な外部干渉成分の前記線形結合は、アクティブ補償システムでのフィードバック場形状として用いられ、前記フィードバック場形状を形成する前記線形結合及びセンサーの方向は、同時に動作するフィードバックループの結合が最小化されるように選択されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
勾配を有する前記磁場を生成する磁気共鳴画像機能と、周囲環境干渉のためのアクティブ補償を行う脳磁図装置機能とを切り替える工程をさらに含むことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
与えられた原点の周囲に所望の幾何学形状を有する磁場を生成するコイルアセンブリ（２０）を有する磁気共鳴画像装置又は脳磁図装置であって、
マルチチャネルデータを測定する複数のセンサー（２２）を含むセンサーアレイ（２２’）と、
前記装置を制御する制御手段（２３）と、を含み、
前記装置は、
各コイル（２０）での同時の試験電流（２９’）による原点の周囲に生成される場を、場の所望の成分及び所望しない成分に分解するように構成される前記制御手段（２３）と、
未知の電流のセットによるコイルアセンブリの前記コイル（２０）の同時電力供給による前記場の同一の分解を与える分解された成分に基づく線型方程式系を形成するように構成される前記制御手段（２３）と、
前記線型方程式系の解法による前記場の所望の幾何学形状の結果による前記未知の電流のセットを求めるように構成される前記制御手段（２３）と、をさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項１３】
前記制御手段（２３）は、真空中の磁場の振る舞いを記述した式を用いて前記コイルアセンブリ（２０）の前記幾何学形状から前記原点の周囲で各コイル（２０）の前記場の分解を算出するように構成されることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記制御手段（２３）は、前記コイル（２０）における前記試験電流（２９’）により前記原点の周囲で磁場分布の測定から各コイル（２０）の前記場の前記分解を得るように構成されることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記制御手段（２３）は、前記磁場の３つの直交する成分及びそれらの独立なデカルト導関数から、所望の場成分及び所望しない場の成分を構築するように構成されることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記制御手段（２３）は、前記磁場の３つの直交成分及び５つの独立な１次のデカルト導関数から、前記所望の場成分を構築するように構成され、前記所望しない場の成分は、７つの独立な２次のデカルト導関数であることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記制御手段（２３）は、前記未知の電流のベクトルを、前記試験電流（２９’）による各コイル（２０）に対する場成分ベクトルを含む、ムーア−ペンローズの擬似逆行列の生成、及び原点で同時に電力供給されたコイルの合計磁場ベクトルにより算出するように構成されることを特徴とする請求項１２から１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前記制御手段（２３）は、条件数により前記行列の特異点の指数を求め、前記行列の前記条件数が所望の閾値を超える場合には、特異行列又は実質的な特異行列を示すように構成され、
前記コイルアセンブリ（２０）を変更し、前記行列の再度求めた条件数が、前記所望の閾値を下回る場合に、非特異行列を示すように構成される変更手段をさらに含み、
前記制御手段（２３）は、前記未知の電流のセットを算出するように構成されることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記所望の場成分は、干渉の別の測定から求められる、少なくとも１つの支配的な外部干渉成分、又は１又はいくつかの支配的な外部干渉成分の線形結合を含むことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項２０】
前記制御手段（２３）は、所望の場成分として用いられる前記支配的な外部干渉成分を、干渉の別の測定の主成分分析又は独立成分分析から求めるように構成されることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記制御手段（２３）は、前記支配的な外部干渉成分の前記線形結合を、アクティブ補償システム（２５，２９，２０）でのフィードバック場形状として用いるように構成され、前記フィードバック場形状を形成する前記線形結合及びセンサー（２２）の方向は、同時に動作するフィードバックループの結合が最小化されるように選択されることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
勾配を有する前記磁場を生成するように構成される磁気共鳴画像機能（２４）と、周囲環境干渉のためのアクティブ補償を行うように構成される脳磁図装置機能（２５）とを選択するための切り替え手段（２８ａ，２８ｂ）をさらに含むことを特徴とする請求項１２から２１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
場が、与えられた原点の周囲に所望の幾何学形状を有する、コイルアセンブリを有する磁場の生成を制御するコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、データ処理装置で実行される場合に以下：
各コイルでの同時の試験電流による原点の周囲に生成される場を、場の所望の成分及び所望しない成分に分解する工程と、
未知の電流のセットによるコイルアセンブリのコイルの同時電力供給による前記場の同一の分解を与える分解された成分に基づく線型方程式系を形成する工程と、
線型方程式系の解法による前記場の所望の幾何学形状の結果による前記未知の電流のセットを求める工程と、
を実行するように構成されるコードを含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気画像化技術に関し、特に、空間の大きな体積に亘る幾何学的に正確な形状の特定の磁場の生成に関する。
【背景技術】
【０００２】
正確な幾何学形状の磁場は、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）及び脳磁図（ＭＥＧ）等の医療用磁気画像化用途で必要とされている。近年、この二つの技術の組み合わせが提案されている（“Ｍｉｃｒｏｔｅｓｌａ  ＭＲＩ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｈｕｍａｎ  ｂｒａｉｎ  ｃｏｍｂｉｎｅｄ  ｗｉｔｈ  ＭＥＧ”，  Ｖａｄｉｍ  Ｓ．  Ｚｏｔｅｖ  ｅｔ  ａｌ，  Ｊｏｕｒｎ．  Ｍａｇ．  Ｒｅｓ．  １９４，  ｐｐ  １１５−１２０，  ２００８）。
【０００３】
ＭＲＩ法では、調査される人体の一部は、均一な磁場にさらされ、かつＭＲＩ信号に含まれる空間的な情報をデコードするための場の勾配にさらされる。測定する場の形状は、信号の質及び得られるＭＲＩ画像の形状的な精度に寄与する。理想的な測定場は、一より高い自由場導関数である。
【０００４】
ＭＥＧでは、人間の脳の機能性から得られる非常に弱い磁気信号は、頭の周囲に配置されたセンサーにより記録される。この技術の主な問題の一つは、目的の信号の強さを７から８次の大きさにより超えうる周囲環境の磁場干渉に対する測定装置の保護である。この磁性遮蔽問題は、干渉場の形状に非常に正確に一致する反対の場を生成するように適合したコイルシステムを用いて干渉に反作用するアクティブ補償法により解決されうる。
【０００５】
典型的なＭＥＧ記録環境における干渉場は、相対的に均一かつスムースである。“スムース（Ｓｍｏｏｔｈ）”は、本明細書では、空間的に均一な場成分及びこれらの成分の低い次数の空間導関数（ｓｐａｔｉａｌ  ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ）を含む場を意味する。一次よりも高い空間導関数は、干渉における非常に小さな振幅である。これは、これらの場が記録装置から数十メートルの発生源から生じ、ＭＥＧ装置に収容される磁気シールドルーム（ＭＳＲ）により追加的にスムースにされるためである。したがって、アクティブ補償配置のこれらの干渉場に反作用するように用いられる場は、また、干渉場形状に最適に一致するようにスムースかつ適合しなければならない。これは、人間の頭部の大きさの相対的に大きな体積に亘る干渉を最大限に補償することを可能にする。
【０００６】
ＭＲＩ及びＭＥＧ法の両方において、コイルシステムは、測定装置に相対的に近接して位置しなければならない。このように、電流は、測定及び反作用する、合理的に小さく留まる場を生成する必要がある。さらに、フィードバック原理がアクティブ補償に用いられる場合、補償コイルは、ＭＳＲの内側にあることが必要である（ＰＣＴ／ＦＩ２００５／００００９０）。ＭＳＲの外側にコイルを配置することは、余分な遅延を生じ、不安定なフィードバックループを導く。
【０００７】
１から２メートルのみの距離で、場が大きな測定体積に亘って均一又はスムースでなければならず、かつ、場がこの体積の近傍に配置されるコイルにより生成されなければならないという要求は、相反する。コイルによって近接されることにより生成される場のプロファイルは、二次及びより大きい導関数を含む必要があり、コイルは、例えば、人間の頭部の大きさと同じくらいの体積に亘ってスムースな場及び勾配を生成するように慎重に設計されなければならない。
【０００８】
よく知られているように、この種のコイルの設計問題の解法への初歩的な例は、ヘルムホルツ及びマクスウェル  ペア（Ｈｅｌｍｈｏｌｚ  ａｎｄ  Ｍａｘｗｅｌｌ  ｐａｉｒｓ）と呼ばれ、二つの円の間、同一の大きさが生成できる同軸コイル、二つのコイルの間の中間、４次導関数ｄ４Ｂｘ／ｄｘ４までの均一な軸方向場Ｂｘを適切に選択することによる。このように最適化されたコイルアセンブリは、ヘルムホルツ−ペアと呼ばれる。場の第１のゼロでない導関数は、ｄ４Ｂｘ／ｄｘ４である。５次までスムースな空間的に一定な軸方向導関数ｄＢｘ／ｄｘは、ｄＢｘ／ｄｘ以上の第１のゼロでない奇数の導関数が、ｄ５Ｂｘ／ｄｘ５であるマクスウェル  ペアと呼ばれるコイルセットにより生成される。しかし、三つの空間方向（Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚ）において均一な磁場を生成すること、及びそれらの導関数−巨視的な体積で一定な−３つの直交する方向での磁場、これらの成分の５つの独立した第１の導関数、及び７つの独立した第２の導関数等を同時に制御するコイルアセンブリを設計しなければならない。この要求は、一種の“発生するＨｅｌｍｈｏｌｚ／Ｍａｘｗｅｌｌ設計問題（ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ  Ｈｅｌｍｈｏｌｚ／Ｍａｘｗｅｌｌ  ｃｏｉｌ  ｄｅｓｉｇｎ  ｐｒｏｂｌｅｍ）”を策定する。むろん、この問題を解くためには、ヘルムホルツ及びマックスウェルの場合の二つのコイルよりも多い多数の独立なコイルが必要である。
【０００９】
実際の用途に対しては、このコイル設計は、特にＭＥＧでは、ＭＳＲの存在による、コイルの付近の磁性材料の存在によりさらに複雑である。ＭＳＲの壁は、コイルの電流により発生される場の磁化を得る高い磁化率の材料を含む。これは、コイルの直接的な場に加えられる非常に散乱された場をもたらす。ＭＳＲ壁素子の磁化率の値及び素子間の結合の特性は、あるＭＳＲから別のものへ変化し、時間でも変化しうる。したがって、このような詳細な手法で、部屋の構造の測定及び特徴づけ、並びに壁の素子の磁気的特性を、単なる計算によるコイルアセンブリの設計によって行うことは、実務上不可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明の目的は、磁性材料を含むコイルアセンブリの周辺の環境であっても、所望の次数まで均一かつスムースな磁場を生成可能なコイルアセンブリを設計する方法を示すことである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、磁場形状は、幾何学的に固定されたコイルアセンブリのｎｃコイルへ与えられる、ｎｃ電流、電流ベクトルＩを適切に選択されることにより制御される。アセンブリの各コイルは、場成分及び空間の与えられた点（原点）で発生するそれらの勾配により特徴付けられる。本発明のキーポイントは、発生する場から除かれることが望まれる、各コイルに対する“場−ベクトル”Ｂｃ及び場の形状（ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ）のこの特徴づけを含むことであり、１）所望の場成分又はそれらの導関数を与える必要がある、及び２）それらの導関数を、原点で消えることが求められるゼロで維持する必要がある電流ベクトルＩを算出する簡素な代数的な方法を策定することができる。各コイルの特性のために必要な場−ベクトルＢｃは、算出又は測定されうる。後者のアプローチは、磁性材料を含む環境において必要である。
【００１２】
より明確な手法で説明される、本発明は、与えられた原点の周囲に所望の幾何学形状を有する磁場の生成のためのコイルアセンブリを設計する方法を導入する。本方法は、以下：各コイルでの同時の試験電流による原点の周囲に生成される場を、場の所望の成分及び所望しない成分に分解する工程と、未知の電流のセットによるコイルアセンブリのコイルの同時電力供給による前記場の同一の分解を与える分解された成分に基づく線形方程式系を形成する工程と、線形方程式系の解法による前記場の所望の幾何学形状の結果による前記未知の電流のセットを求める工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明の一実施形態では、各コイルの前記場の前記分解は、真空中の磁場の振る舞いを記述した式を用いて前記コイルアセンブリの前記幾何学形状から前記原点の周囲で算出される。
【００１４】
本発明の一実施形態では、各コイルの前記場の前記分解は、前記コイルにおける前記試験電流により前記原点の周囲で磁場分布の測定から得られる。
【００１５】
本発明の一実施形態では、所望の場成分及び所望しない場の成分は、前記磁場の３つの直交成分及びそれらの独立なデカルト導関数から構築される。
【００１６】
本発明の一実施形態では、前記所望の場成分は、前記磁場の３つの直交成分及び５つの独立な１次のデカルト導関数から構築され、前記所望しない場の成分は、７つの独立な２次のデカルト導関数である。
【００１７】
本発明の一実施形態では、前記未知の電流のベクトルは、前記試験電流による各コイルに対する場成分ベクトルを含む、ムーア−ペンローズの擬似逆行列の生成、及び原点で同時に電力供給されたコイルの合計磁場ベクトルにより算出される。
【００１８】
本発明の一実施形態では、前記方法は、条件数により前記行列の特異点の指数を求め、前記行列の前記条件数が所望の閾値を超える場合には、特異行列又は実質的な特異行列を示す工程と、前記コイルアセンブリを変更し、前記行列の再度求めた条件数が、前記所望の閾値を下回る場合に、非特異行列を示す工程と、前記未知の電流のセットを算出する工程と、さらに含む。
【００１９】
本発明の一実施形態では、前記所望の場成分は、干渉の別の測定から求められる、少なくとも１つの支配的な外部干渉成分、又は１又はいくつかの支配的な外部干渉成分の線形結合を含む。
【００２０】
本発明の一実施形態では、所望の場成分として用いられる前記支配的な外部干渉成分は、干渉の別の測定の主成分分析又は独立成分分析から求められる。
【００２１】
本発明の一実施形態では、前記支配的な外部干渉成分の前記線形結合は、アクティブ補償システムでのフィードバック場形状として用いられ、前記フィードバック場形状を形成する前記線形結合、及びセンサーの方向は、同時に動作するフィードバックループの結合が最小化されるように選択される。
【００２２】
本発明の一実施形態では、前記方法は、勾配を有する前記磁場を生成する磁気共鳴画像機能と、周囲環境干渉のためのアクティブ補償を行う脳磁図装置機能とを切り替える工程をさらに含む。
【００２３】
本発明の第２の態様によれば、発明の着想は、また、与えられた原点の周囲に所望の幾何学形状を有する磁場を生成するコイルアセンブリを有する磁気共鳴画像装置又は脳磁図装置であって、マルチチャネルデータを測定する複数のセンサーを含むセンサーアレイと、前記装置を制御する制御手段と、を含む。前記装置は、各コイルでの同時の試験電流による原点の周囲に生成される場を、場の所望の成分及び所望しない成分に分解するように構成される前記制御手段と、未知の電流のセットによるコイルアセンブリの前記コイルの同時電力供給による前記場の同一の分解を与える分解された成分に基づく線形方程式系を形成するように構成される前記制御手段と、前記線形方程式系の解法による前記場の所望の幾何学形状の結果による前記未知の電流のセットを求めるように構成される前記制御手段と、をさらに含むことを特徴とする。
【００２４】
本発明の一実施形態では、前記制御手段は、真空中の磁場の振る舞いを記述した式を用いて前記コイルアセンブリの前記幾何学形状から前記原点の周囲で各コイルの前記場の分解を算出するように構成される。
【００２５】
本発明の一実施形態では、前記制御手段は、前記コイルにおける前記試験電流により前記原点の周囲で磁場分布の測定から各コイルの前記場の前記分解を得るように構成される。
【００２６】
本発明の一実施形態では、前記制御手段は、前記磁場の三つの直交する成分及びそれらの独立なデカルト導関数から、所望の場成分及び所望しない場の成分を構築するように構成される。
【００２７】
本発明の一実施形態では、前記制御手段は、前記磁場の３つの直交成分及び５つの独立な１次のデカルト導関数から、前記所望の場成分を構築するように構成され、前記所望しない場の成分は、７つの独立な２次のデカルト導関数である。
【００２８】
本発明の一実施形態では、前記制御手段は、前記未知の電流のベクトルを、前記試験電流による各コイルに対する場成分ベクトルを含む、ムーア−ペンローズの擬似逆行列の生成、及び原点で同時に電力供給されたコイルの合計磁場ベクトルにより算出するように構成される。
【００２９】
本発明の一実施形態では、前記制御手段は、条件数により前記行列の特異点の指数を求め、前記行列の前記条件数が所望の閾値を超える場合には、特異行列又は実質的な特異行列を示すように構成され、前記コイルアセンブリを変更し、前記行列の再度求めた条件数が、前記所望の閾値を下回る場合に、非特異行列を示すように構成される変更手段をさらに含み、前記制御手段は、前記未知の電流のセットを算出するように構成される。
【００３０】
本発明の一実施形態では、前記所望の場成分は、少なくとも１つの支配的な外部干渉成分、又は干渉の別の測定から求められる１又はいくつかの支配的な外部干渉成分の線形結合を含む。
【００３１】
本発明の一実施形態では、前記制御手段は、所望の場成分として用いられる前記支配的な外部干渉成分を、干渉の別の測定の主成分分析又は独立成分分析から求めるように構成される。
【００３２】
本発明の一実施形態では、前記制御手段は、前記支配的な外部干渉成分の前記線形結合を、アクティブ補償システムでのフィードバック場形状として用いるように構成され、前記フィードバック場形状を形成する前記線形結合、及びセンサーの方向は、同時に動作するフィードバックループの結合が最小化されるように選択される。
【００３３】
本発明の一実施形態では、前記装置は、勾配を有する前記磁場を生成するように構成される磁気共鳴画像機能と、周囲環境干渉のためのアクティブ補償を行うように構成される脳磁図装置機能とを選択するための切り替え手段をさらに含む。
【００３４】
本発明の第３の態様によれば、発明の着想は、場が、与えられた原点の周囲に所望の幾何学形状を有する、コイルアセンブリを有する磁場の生成を制御するコンピュータプログラムをさらに含む。前記コンピュータプログラムは、データ処理装置で実行される場合に以下、各コイルでの同時の試験電流による原点の周囲に生成される場を、場の所望の成分及び所望しない成分に分解する工程と、未知の電流のセットによるコイルアセンブリのコイルの同時電力供給による前記場の同一の分解を与える分解された成分に基づく線形方程式系を形成する工程と、線形方程式系の解法による前記フィールドの所望の幾何学形状の結果による前記未知の電流のセットを求める工程と、を実行するように構成されるコードを含む。
【００３５】
本発明のさらなる利点は、示されたコイルアセンブリ設計方法により、相対的に大きな体積に亘る異なる種類のアクティブな干渉状況を効果的に補償するアセンブリにより所望のかつ正確な磁場を生成しうることである。さらなる利点は、この設計方法が、主に行列代数を実現することであり、したがって、本発明の応用は、例えば、ＭＥＧ装置の存在する制御ロジック又はプロセッサにおける簡単な（ｓｔｒａｉｇｈｔ−ｆｏｒｗａｒｄ）手法で行われうることである。さらなる利点は、分解される測定体積が大きいことであり、最後に、本方法は、以前のアクティブ補償システムで非常に干渉した磁性材料を通常含む磁性シールドルームの内側でも適用できることである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、測定ボリュームの周囲の正方形状場発生コイルのアセンブリの一例を開示する。
【図２】図２は、ＭＲＩ装置のための測定場及び勾配、又はＭＥＧ装置の周囲環境干渉のアクティブな補償を提供するためのコイルアセンブリにおける電流を制御する電子配置の実施形態を開示する。
【図３】図３は、ＭＲＩ用途のためのコイルアセンブリ設計の処理のフローチャートとしての本方法の実施形態を開示する。
【図４】図４は、ＭＥＧ用途のためのコイルアセンブリ設計の処理のフローチャートとしての本方法の実施形態を開示する。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の実施形態についての参照が詳細になされる。
【００３８】
本発明は、背景技術の項で説明した“発生するＨｅｌｍｈｏｌｚ／Ｍａｘｗｅｌｌ設計問題”を解決するための方法を策定する。本方法は、Ｈｅｌｍｈｏｌｚ及びＭａｘｗｅｌｌ設計問題、つまり、任意の要求される次数まで減少する導関数を有する磁場を生成するコイルアセンブリの設計以上の直接的な手法に拡張されうる。単純化のために、導関数は、以下の例では二次の次数で切り捨てられる。しかし、コイルが測定対象物へ近接し、かつ非常にスムースで均質な磁場が望まれる状態では、２よりも大きい次数の導関数を使用する必要がある。演算が考慮される導関数の次数は、使用される用途での精度要求に応じて選択されうる。無論、考慮されるより多くの量の導関数は、演算（ベクトル及び行列の次元）の複雑さを増大させるが、代数処理の主な原理は、同じままである。
【００３９】
例えば、本方法が適用されうる三つの異なる状態が以下に説明される。設計状態は、複雑さを増加する次数において示される。
【００４０】
先ず、本発明に係る方法が適用されうる第１の状態を説明する。
【００４１】
この最も単純化された場合では、コイルアセンブリは、磁性材料を含まない周囲環境に配置され、その目的は、コイルアセンブリ内の与えられた点（原点）で、三つのデカルト方向（Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚ）における厳密に均一な場、及びこれら３つの成分の一定の第１の導関数を生成することである。
【００４２】
磁性源（磁性材料又は電流）が無い体積において、磁場の発散及び回転はゼロである。したがって、９つの取り得る第１の導関数（ｄＢｘ／ｄｘ，  ｄＢｘ／ｄｙ，  ｄＢｘ／ｄｚ，  ｄＢｙ／ｄｘ，  ｄＢｙ／ｄｙ，  ｄＢｙ／ｄｚ，  ｄＢｚ／ｄｘ，  ｄＢｚ／ｄｙ，  ｄＢｚ／ｄｚ）から、５つのみ、例えば、ｄＢｘ／ｄｘ，  ｄＢｘ／ｄｙ，  ｄＢｘ／ｄｚ，  ｄＢｙ／ｄｙ，及びｄＢｙ／ｄｚが独立である。同様に、三次元空間での自由ベクトル場の発散及び回転のために、２７の第２の導関数から、７つのみ、例えば、ｄ２Ｂｘ／ｄｘ２，  ｄ２Ｂｘ／ｄｘｄｙ，  ｄ２Ｂｘ／ｄｘｄｚ，  ｄ２Ｂｙ／ｄｘｄｙ，  ｄ２Ｂｘ／ｄｘ２，  ｄ２Ｂｙ／ｄｙ２，  ｄ２Ｂｙ／ｄｙｄｚ  及びｄ２Ｂｘ／ｄｙｄｚが独立である。
【００４３】
ｎｃコイルのセットが特定され、各コイルの電流から生じる場の３つの磁場成分、５つの第１の導関数、及び７つの第２の導関数は、原点で算出される。磁性材料の無い周囲環境では、これは、単純な既知の数学的表記を用いることによりなされうる。このように、各ｎｃコイルに対して、場ベクトル、Ｂｃは、Ｂｘ，  Ｂｙ，  Ｂｚ，  ｄＢｘ／ｄｘ，  ｄＢｘ／ｄｙ，  ｄＢｘ／ｄｚ，  ｄＢｙ／ｄｙ，  ｄＢｙ／ｄｚ，  ｄ２Ｂｘ／ｄｘ２，  ｄ２Ｂｘ／ｄｘｄｙ，  ｄ２Ｂｘ／ｄｘｄｚ，  ｄ２Ｂｙ／ｄｘｄｙ，  ｄ２Ｂｘ／ｄｘ２，  ｄ２Ｂｙ／ｄｙ２，  ｄ２Ｂｙ／ｄｙｄｚ，  及び  ｄ２Ｂｘ／ｄｙｄｚの１５の成分により得られる。
【００４４】
列ベクトルとしてのこれらのｎｃ場ベクトルを用いて、１５×ｎｃの行列Ｍが形成される。ｎｃコイルが電流Ｉ１，  Ｉ２，  ．．．，  Ｉｎｃで同時に電源供給される場合、原点でのアセンブリ全体に対する得られる場ベクトルは、行列方程式により与えられる。
【数１】
2013523201.tif 000003
ここで、Ｉは、成分Ｉ１，  Ｉ２  ．．．  Ｉｎｃを有する列ベクトルであり、個々のコイルにおける電流である。よって、任意の場ベクトルを生成するために必要な電流ベクトルは、次の式から得られる。
【数２】
2013523201.tif 000004
【００４５】
ここで、ｉｎｖ（Ｍ）は、Ｍの逆行列であり、コイルの数が、場ベクトルＢにおける成分の数と同じ場合、この例では１５である。コイルの数が、場ベクトルの成分の数よりも少ない又は多い場合、ｉｎｖ（Ｍ）は、Ｍのムーア−ペンローズ逆行列である。
【００４６】
例えば、電流は、Ｘ方向において１テスラの均一な場を生成するためのアセンブリのコイルで必要であり、Ｂｘは、列ベクトルＢ＝［１，  ０，  ０，  ．．．，  ０］を用いることにより式（２）から得られる。得られたＩ−ベクトルにより発生する場は、ｘ方向、つまり、Ｂｙ，Ｂｚ＝０である。また、その第１及び第２の次数の導関数の全ては、原点でゼロである。なお、二次までの場の導関数は、原点でのみ消える、これは、それらが各コイルの対するモデル（Ｂｃ−ベクトル）を含むためである。Ｂｃ−ベクトルから省略される導関数は、式（１）及び（２）により定義されるアルゴリズムでは制御されない。
【００４７】
式（２）の後に残る設計のみの問題は、コイルアセンブリの形状全体が、行列Ｍが、特異（ｓｉｎｇｕｌａｒ）ではなく、よって、ｉｎｖ（Ｍ）が存在するように選択されなければならないことである。これは、難しいことではなく、Ｍが非常に対称なアセンブリに対してのみ厳密に特異であるためである。実務上の視点からは、これは、如何に特異Ｍが近いかという問題でもある。Ｍが特異に近い場合、いくつかの場成分又はそれらの導関数の生成は、いくつかのコイルでの非常に高い電流を必要とする。したがって、どの程度特異Ｍが近いかという測定である行列Ｍの条件数は、コイルアセンブリの形状設計の質を良好に測る。コイルアセンブリが、例えば単一平面上又は対称的な相互の位置に位置する場合、それは、補償コイルアセンブリにおける少なくとも一つの得られた電流が、適切に動作するために非常に著しく高く必要とされることを、通常、生じる。これは、現実的又は経済的でない。したがって、この種の動作を示すための良好な測定は、非経済的な場合に大きくなりうる（例えば１００を超える）条件数である。条件数を最小化するために、例えば、より対称的でない形でコイルアセンブリを再配置しなければならず、その後、相対的に小さな電流を有する最適なコイルアセンブリを実現し、ＭＲＩにおけるスムースな測定又はＭＥＧにおける効果的なアクティブ補償の生成のための良好に機能するシステムを達成できる。
【００４８】
場ベクトルＢにおける成分の数と比べて、アセンブリのコイルの数が１）等しい、２）多い、３）小さい場合、互いに原理が異なる。
【００４９】
１）の場合が最も単純である。ここで、コイルの数（取得可能な“自由度”）は、制御するための数量と同じである（３つの場成分及び原点でのそれらの５＋７つの独立導関数）。この場合、Ｍは、１５×１５の正方行列であり、式（２）は、一意の解を有する。電流ベクトルＩは、ｚ方向における均一な場を生成するために必要であり、Ｂｚは、例えば、列ベクトルＢ＝［０，  ０，  １，  ０，  ．．．  ，  ０］を用いることにより式（２）から得られる。得られた場は、ｚ軸に沿って（数値的な精度で）正確であり、第２の導関数までのその全ての導関数は、原点で消える。
【００５０】
２）の場合では、式（１）により定義されるシステムが劣決定される。コイルの数は、制御される数量よりも多い。この場合、式（１）は、無限数の解Ｉを有する。ムーア−ペンローズ擬似逆行列により与えられる解は、最も小さなユークリッドノルムをもつもの、つまり、ベクトルＩの最小長さである。この場合、他の最適解Ｉが、また、選択されてもよい：１５個のｎｃコイルのみにおけるゼロでない電流を有するこれらの解のうちの最小のベクトルＩ。このように、ｎｃコイルのものを探索することは、少なくとも均一な場及び一定の第１の導関数を生成するために有益であり、アセンブリから省略されることが可能である。この後の解は、通常、ムーア−ペンローズ擬似逆解よりも大きな最大電流を必要とする。
【００５１】
過剰に決定された３）の場合、式（１）に対する正確な解Ｉが存在しない。ここで、取得可能な自由度の数（コイルの数）は、制御される数量よりも少ない。この場合、ムーア−ペンローズ擬似インバースは、偏差Ｉ−ＭＢのユークリッドノルムを最小化する意味での最適化であるベクトルＩを与える。この電流ベクトルＩは、過剰な問題への最小二乗解である。
【００５２】
ベクトルＢ及びＢｃの全てにおける成分の数は、２以上の次数の導関数を含むように増加されうる。これは、ＭＲＩ用途のような均一な場及び正確な第１の勾配が相対的に大きな体積において必要な場合に、必要となる。または、これは、複雑な形状を表す干渉が成分を含む、つまり、大きな導関数を含む場合、アクティブなシールド用途で必要となる。この場合に満足な結果を実現するために、アセンブリにおけるコイルの数も増加させなければならない。
【００５３】
本発明に係る第２の状態は、以下の説明するような場合に適用されうる。
【００５４】
実際には、コイルアセンブリは、磁性材料及び構造を有する建物の環境において実装される。具体的には、ＭＥＧの場合、その高い透磁性壁を有する磁性シールドルームは、コイルに非常に近く、かなりの散乱場を得られる。これらの材料の形状及び磁性特性は、通常、複雑であり、詳細に特徴付けることは難しい。したがって、計算により各コイルに対するＢｃベクトルを得ることは、不正確又は不可能でありうる。この場合、コイルのアセンブリは、初めに作られ、実装されなければならず、その後、場ベクトルＢｃは、アセンブリの各コイルへ電流を与えることにより一度に測定されなければならない。例えば、ＭＥＧの場合−及び同じ装置内にＭＥＧ及びＭＲＩを組み合わせることが可能な装置の場合−場及びその導関数を測定することは、容易である、これは、ＭＥＧ装置自体が多数の磁性センサーのアレイを含むためである。各コイルへ与えられる電流励起へのＭＥＧセンサーアレイからの応答、信号ベクトル、Ｂｃが必要とされる場成分及びそれらの導関数は、容易に導き出せる。ＭＥＧセンサーアレイが取得できない場合、場及びその導関数の測定は、いくつかの他の正確に較正されたセンサーアレイ、又は原点の周りを正確に動きうる一つのセンサーからなりうる。
【００５５】
測定により各コイルのＢｃ−ベクトルが求められた後、Ｂの異なる成分に対応するＩ−ベクトルを得るための工程は、上記の第１の状態として正確に適用される。
【００５６】
本発明に係る第３の状態は、以下に示す場合に適用されうる。
【００５７】
この第３の場合は、本方法のＭＥＧ用途に適用される。ＭＲＩ用途における目的は、測定体積において均一な場成分及び一定の勾配（第１の導関数）を得るためのコイルを用いることであり、一方、ＭＥＧ用途における目的は、できるだけ正確に周囲環境の磁性干渉を中和することである。これは、均一な場及び空間的に一定の第１の導関数を除去することのみにより最適に行われる必要は無い、なぜなら、ＭＳＲ内の支配的な干渉場形状が高い導関数を含んでもよいためである。したがって、最適な除去を実現することは、実際の支配的な干渉場パターンを正確に再生成する電流分布Ｉを求めなければならないが、望まない高い導関数場形状を除く。
【００５８】
実際の支配的な干渉パターンは、ＭＥＧシステム（ヘルメットを対象としない）での干渉信号を記録すること、及び例えば、マルチチャネルＭＥＧ信号に主成分分析（ｐｒｉｎｃｉｐａｌ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ａｎａｌｙｓｉｓ（ＰＣＡ））をすることにより、求められうる。他の実施形態は、マルチチャネルＭＥＧ信号に独立成分分析（ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ａｎａｌｙｓｉｓ（ＩＣＡ））をすることである。この後、本方法は、Ｂｃ−ベクトルの第１のｎｐ成分が、先に記録された干渉の支配的なｎｐ主成分に従うコイル信号の投影であるように適用されうる。除去する場における望まれない高い導関数の出現を防ぐために、Ｂｃ−ベクトルの残りの成分は、これらの高い導関数から選択される。
【００５９】
原理上、第３の状態では、正確に同一な工程が第２の状態として適用される。Ｂｃ−ベクトルでは、第１のいくつかの成分（Ｂｘ，  Ｂｙ，  Ｂｚ，  …）は、測定された干渉を、実際の支配的なＰＣＡ成分により再配置のみがされる。
【００６０】
ＭＥＧにおけるアクティブ補償用途では、干渉除去は、フィードバックシステムとして動作する。ＭＥＧヘルメットの異なる側の磁力計センサーは、補償コイルアセンブリの電流を制御するフィードバックループのゼロ検出器として使用される（ＰＣＴ／ＦＩ２００５／００００９０）。このようなフィードバックループのいくつかは、周囲環境干渉のｎｐ支配的なＰＣＡ成分に対して補償するように平行となる。互いからのループを最大限に切り離すための平行なフィードバックループのこのようなシステムの安定した機能のために有益である。一つのループにより駆動されるコイルの組み合わせは、他のループのゼロ検出器における最小の信号を生成すべきである。これは、異なる制御ループ中の循環からの反作用を防ぎ、これにより、制御システム全体を速くし、広い帯域に亘って安定にさせる。
【００６１】
この制御システムの直交化は、上記の第１及び第２の状態に組み込まれる。これは、これらの状態において制御される場形状が直交デカルト成分であり；Ｂｙ及びＢｚ成分等がみられないようにｘ−方向での厳密なＢｘ−フィードバックループのためにゼロ検出器を選択することが自然であるためである。
【００６２】
これは、しかし、第３の状態が最大限の干渉補償を達成するために用いられる場合には、自動化されない。ｎｐ支配的ＰＣＡ−成分は、空間において正確に直交な“純粋な”磁場成分ではない。たとえ、それらの初めの３つが均一な場に近く、三次元での“主要な干渉方向”を定義していたとしても、これらの方向は、測定装置及びコイルアセンブリの主要な方向に対して頻繁に回転される。この場合、平行なフィードバックループは、干渉の支配的なｎｐＰＣＡ成分を、これらのＰＣＡ成分により定義される信号サブ空間内の適切な線形変換と混合することにより、最適に切り離されうる。最適な線形変換は、それが、装置の主要な軸に沿うＰＣＡ成分により定義される座標系を回転するように構築され、任意のフィードバックループのゼロ検出器が、他の制御ループに関する反作用場を見ないように、干渉場形状を混合する。
【００６３】
機械的な形式を構築するために、先ず、行列Ｐ及びＣそれぞれによるｎｃｈ×ｎｐ及びｎｃｈ×ｎｃ次元のＰＣＡ及びコイル信号サブ空間を示す。ここで、ｎｃｈは、測定チャネルの数である。また、ｆによる全てのチャネルからの測定値を含む実際の信号ベクトルを示す。ここでの課題は、与えられたコイル信号のセットＣに、できるだけｆのように正確な反作用信号を生成することである。
【００６４】
数学的に、これは、定式化される
【数３】
2013523201.tif 000005
ここで、最も単純な場合のＫは、コイル信号が任意の種類の混合なしで用いられるようなｎｃ×ｎｃ次の恒等行列であり、ｎｃ×１次のベクトルｆ０は、ゼロ検出器からのフィードバック情報を含む。しかしながら、Ｋは、恒等行列として得られる最適保証を提供しない。これは、支配的な干渉の組み合わせｆ＝Ｐｘと同様に、信号ベクトルｆを初めに表すこと、及びｆ０＝Ｐ０ｘとしてのｆ及びＰからゼロ検出器の寄与率を抽出することにより容易にわかる。
【数４】
2013523201.tif 000006
【００６５】
ここで、ｐｉｎｖ（Ｐ０）は、Ｐ０の擬似インバースを示す。ｆ＝Ｐｘを設定し、（３）ができるだけ正確に当てはまるこのような手法でＫについて解くことにより、
【数５】
2013523201.tif 000007
【００６６】
これは、最適コイル混合行列である。最後の工程として、行列Ｋを回転することによりゼロ検出器間のクロストークを除去しうる。先ず、Ｃ２＝ＣＫを設定する。回転Ｋｏｒｔｈ＝ＫＲは、回転したセットＣ３＝Ｃ２Ｒ＝ＣＫＲにおいて、ゼロ検出器が、直交する、すなわち、Ｃ２０Ｒ＝Ｉが、ｎｚ×ｎｚ次の恒等行列であり、ここで、ｎｚは、ゼロ検出器の数であり、Ｃ２０のみがゼロ検出器のよって、Ｒ＝ｐｉｎｖ（Ｃ２０）を有し、回転した混合行列は、
【数６】
2013523201.tif 000008
【００６７】
本方法に係る実施形態を用いることにより、一つ及び同一のコイルアセンブリは、ＭＥＧ／ＭＲＩ装置を組み合わせたものにおいて、ＭＲＩのための場及び勾配生成に用いられ、ＭＥＧのためのアクティブ干渉除去に用いられる。これらの場合及び本発明の一実施形態では、磁気共鳴画像測定場を制御するＭＲＩ電子機器は、ホスト装置として機能しうる。その場合、ＭＥＧ装置は、ＭＲＩ電子機器のためのスレーブ装置として動作し、ＭＥＧが磁気共鳴信号のための測定機器となりうる。
【００６８】
同一のコイルシステムは、また、ＭＥＧの座位及びあお向け測定位置のような、コイルアセンブリ内で異なる測定位置（原点）のために用いられてもよい。アセンブリのみにおける各コイルに対するベクトルＢｃは、各測定位置を別々に、計算又は測定のいずれかによって求める必要がある。同じものは、第３の状態における周囲環境干渉場ＰＣＡ分析に適用する。この後、各測定位置に対する電流分布Ｉは、式（２）から得られる。これは、Ｂｃ−ベクトル及びＭ−行列が、二つの測定位置に対して異なり、得られたＩ−ベクトルもまた異なるためである。しかし、異なるコイルアセンブリを用いること、又は一つの測定位置から他の位置へ変更するときの移動又は幾何学的な変更が必要ではない。また、コイルアセンブリに対する測定装置の可能な再配置のみが、新たなＭ−行列の算出に必要であり、その後、式（２）を用いて新たな電流ベクトルＩが算出される。
【００６９】
添付の図面で示される本発明の付加的な実施例についての参照が詳細になされる。
【００７０】
図１は、本発明の実施形態において、測定体積の周囲の正方形状場生成コイルの一つの可能なアセンブリを示す。２４個のコイル１０は、矩形状フレーム１１の８つの角ごとに３つのコイルのグループで配置される。各角の３つのコイル１９は、互いに直交している。測定装置が磁気遮蔽した部屋に配置された場合、フレーム１１は、部屋の内壁でありうる。測定体積（ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ｖｏｌｕｍｅ）の中央である、原点に対する二つの可能な位置は、１２として示される。
【００７１】
図２は、本発明の実施形態において、コイルアセンブリ２０の電流を制御して、ＭＲＩ装置のための測定する場及び勾配、又はＭＥＧ装置のための周囲環境干渉のアクティブ補償のいずれかを提供する電子機器の配置を示す。測定する体積（例えば、ＭＳＲ）は、患者が測定センサー２２の付近に位置する２１で示される。セットアップすると、システムは、その周囲環境のアセンブリのコイル２０のための場ベクトルＢｃの算出を開始する。データ要求電子機器２３は、ｎｃ出力２９’を有する電流供給２９に、一つずつアセンブリのコイル２０へ電流を供給するように命令する。得られるコイル信号は、磁気計チャネルアレイ２２’により記録され、要求システム２３に記録される。
【００７２】
ＭＲＩ機能２４をセットアップするために、これらのコイル信号は、デカルト場成分及びそれらの導関数に分解され、これは、ＭＲＩ用途のためのＢｃ−ベクトルの成分である。この後、Ｍ行列は、これらのＢｃ−ベクトルから形成され、電流ベクトルＩＭＲＩは、Ｍのインバースをとることにより求められる。これらの各ＩＭＲＩベクトルの一つは、電流供給２９への入力として与えられた場合、純粋なデカルト測定場又は純粋な勾配場を得る。これらのベクトルは、ＭＲＩ制御ユニット２４に記憶される。ＭＲＩ機能において、このユニットは、ＭＲＩシーケンスを制御し、ｎｃチャネル電流供給２９へのリンク２６ａを通じて、均一な場及び勾配の両方の、適切なＩＭＲＩベクトルを送ることにより、場の形状を記録する。
【００７３】
アクティブ干渉補償機能が、以下の上記第２の状態で動作する場合、これらのＩＭＲＩ電流ベクトルは、同様にアクティブ補償のために用いられうる。しかし、第３の状態が適用される場合、その後、干渉のＰＣＡ分析からの情報は、Ｂｃベクトルを定義するために用いられなければならない。記録されたコイル信号は、ここで、干渉の第１のｎｐＰＣＡ成分及びその後のＢ−場成分の高い導関数を含む座標系において分解される（図４も参照）。これは、ＭＲＩの場合からＢｃベクトル及びＭ行列を導き、ベクトルＩＭＲＩとは異なる電流ベクトルＩＡＣを導く。アクティブ補償２５がオンのとき、これらのＩＡＣベクトルのｎｐの初めの一つは、補償フィードバックループのためのゼロ検出器として用いられるセンサー２２から受信されるエラー信号により乗じられ、その後、リンク２６ｂを介し加算器２７ｂ、２７ｃ及びスイッチ２８ｂを通じて電流供給２９へ送信される。リンク２６ａ−ｂの一方の上の二つのスイッチ２８ａ−ｂにより、ＭＲＩ２４とＭＥＧ（アクティブ補償）２５機能とを選択しうる。ＭＲＩモードでは、加算器ユニット２７ａは、ＭＲＩ測定場及び選択した勾配に対応する二つのベクトルＩＭＲＩを加算する。一方、ＭＥＧモードでは、補償期間の間、加算器ユニット２７ｂは、支配的な干渉成分（そのｎｐＰＣＡ成分）に反作用するＩＡＣベクトル（ｎｐエラー信号により重み付けられる）を加算して、ｎｃ成分電流ベクトルを形成する。これらの信号両方は、選択されたモード切り替え（２８ａ又は２８ｂ）と共に、加算器ユニット２７ｃを通じて電流供給２９に与えられる。一実施形態では、ＭＲＩ測定についての上記で開示したように、ＭＲＩ２４は、磁気共鳴信号のための測定装置として動作するスレーブ装置として設定されうるＭＥＧ測定ユニット２３へのホスト装置として機能しうる。これは、二つのユニット２３，２４間での二方向の矢印として図２に表される。
【００７４】
図３は、ＭＲＩ用途のためのコイルアセンブリを設計するための処理のフローチャートとして、本方法に係る実施形態を示す。このチャートは、前述の段落で既に処理された工程のサマリーである。この処理の第１の工程では、３０において、アセンブリの各コイルにより生成される磁場は、原点で算出又は測定される。この後、３１において、アセンブリの全てのコイルに対して磁場Ｂｃ（要素Ｂｘ，  Ｂｙ，  Ｂｚ，  ｄＢｘ／ｄｘ，  ．．．を含む列ベクトル）を求める。その後、３２において、全てのコイルに対する場ベクトルから行列Ｍを構築する準備をする。この後、３３において、Ｍの条件数を求め、これは、特異行列Ｍに実際どのくらい近いかを教示する。条件数が１００（又は任意の他の所望の閾値）以上である場合には、３４において、コイルアセンブリを変更する。状況に応じて、これは、個々のコイルの再配置又は再方向付けを意味する、若しくはアセンブリのコイルの数を減少又は増加することを意味する。その場合、処理の初めから開始し、変更したアセンブリの各コイルに対する場の算出又は測定を３０で再び行わなければならない。
【００７５】
１００以下の条件数が得られたときには、コイルアセンブリが実現可能であり、３５において、式（２）に基づく電流ベクトルＩＭＲＩを算出する。最後に、最終工程３６では、測定した場及び勾配に対応するＭＲＩユニットにおけるＩＭＲＩベクトルをインストールしうる。
【００７６】
図４は、他の用途、ＭＥＧのアクティブ干渉除去のためのコイルアセンブリ設計の処理のフローチャートとしての例を示す。初めに、補償コイル４０のアセンブリを測定体積、例えばＭＳＲの内側へセットアップする。その後、４１において、任意の物体の存在無しでバックグラウンド干渉を測定し、この干渉した場を、成分Ｂ１，  Ｂ２，  ．．．，  Ｂｎｐ（ｎｐは干渉の支配的なＰＣＡ成分の数を意味する）に分解する。この後、４２において、原点で各コイルから生じる磁場を測定する。その後、４３において、全てのコイルに対する場ベクトルＢｃ（Ｂ１，  Ｂ２，  ．．．，  Ｂｎｐ，  ｄ２Ｂｘ／ｄｘ２，  ．．．）Ｔを求める。Ｂｃ’ｓを有するとき、４４において、行列Ｍを構築する。図３の実施形態と同様に、４５において、行列Ｍの条件数をチェックする、つまり、行列Ｍが特異か、特異に近いか、又は特異から遠いかをチェックする。４６において、インバースになりうる行列Ｍが実現するまで（条件数が１００以下、又は任意の他の所望の閾値以下）、コイルのアセンブリを変更し、バックグラウンド干渉を再測定しなければならない。その場合、４７において、式（２）を用いることにより電流ベクトルＩＡＣを算出しうる。最後に、４８において、ＭＥＧ装置のアクティブ補償ユニットへベクトルＩＡＣをインストールしうる。
【００７７】
本方法は、適切な方法の工程を実行するためのデータ処理装置を制御しうるコンピュータプログラムによって実現されうる。コンピュータプログラムは、プロセッサ又は他の制御手段により適切な媒体に記憶されうる。
【００７８】
当業者には、技術の進歩により、本発明の基本的な概念が様々な手法で実現してもよいことが明らかである。よって、本発明及びその実施形態は、上述した例に限定されず、特許請求の範囲内で変更してもよい。
【図１】
2013523201.tif 000009
【図２】
2013523201.tif 000010
【図３】
2013523201.tif 000011
【図４】
2013523201.tif 000012
【国際調査報告】
2013523201.tif 000013
2013523201.tif 000014
2013523201.tif 000015
2013523201.tif 000016