(57)【要約】【課題】装置動作時の静磁場の均一性を向上させるＭＲＩ装置を提供する。【解決手段】ボア内に静磁場を発生する静磁場発生部１０と、静磁場内に配置された被検体Ｐに傾斜磁場を印加するメインコイル（傾斜磁場コイル）と、傾斜磁場が印加された被検体から磁気共鳴信号を受信する高周波コイル３０と、静磁場の均一度を調整するシミング構造部とを備えるＭＲＩ装置において、シミング構造部は、傾斜磁場コイルのメインコイルとシールドコイルの間に配置され、静磁場発生部１０の中心軸方向における中央部に配置された第一の鉄シム７１と、メインコイルとシールドコイルの間の外側に配置され、静磁場発生部１０の中心軸方向における端部に配置された第二の鉄シム５１，５２とを備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボア内に静磁場を発生する静磁場発生部と、
前記静磁場内に配置された被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと、
前記傾斜磁場が印加された被検体から磁気共鳴信号を受信する高周波コイルと、
前記静磁場の均一度を調整するシミング構造部とを備え、
前記シミング構造部は、
前記傾斜磁場コイルのメインコイルとシールドコイルの間に配置され、前記静磁場発生部の中心軸方向における中央部に配置された第一の鉄シムと、
前記メインコイルとシールドコイルの間の外側に配置され、前記静磁場発生部の中心軸方向における端部に配置された第二の鉄シムと、
を備えたことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項２】
前記第二の鉄シムは、前記静磁場発生部の外周面に固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項３】
前記第二の鉄シムは、前記静磁場発生部の端面に固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項４】
前記静磁場発生部は、超伝導磁石で構成され、
前記第二の鉄シムは前記超伝導磁石の真空容器に固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項５】
前記静磁場発生部は、超伝導磁石で構成され、
前記第二の鉄シムは前記超伝導磁石の真空容器に固定されている
ことを特徴とする請求項２に記載のＭＲＩ装置。
【請求項６】
前記静磁場発生部は、超伝導磁石で構成され、
前記第二の鉄シムは前記超伝導磁石の真空容器に固定されている
ことを特徴とする請求項３に記載のＭＲＩ装置。
【請求項７】
前記第二の鉄シムは、前記真空容器の円周方向に並ぶ鉄片である
ことを特徴とする請求項４に記載のＭＲＩ装置。
【請求項８】
前記第二の鉄シムは、前記真空容器の円周方向に並ぶ鉄片である
ことを特徴とする請求項５に記載のＭＲＩ装置。
【請求項９】
前記第二の鉄シムは、前記真空容器の円周方向に並ぶ鉄片である
ことを特徴とする請求項６に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１０】
前記第二の鉄シムは、前記真空容器の円筒形状に沿う環状部材である
ことを特徴とする請求項４に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１１】
前記第二の鉄シムは、前記真空容器の円筒形状に沿う環状部材である
ことを特徴とする請求項５に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１２】
前記第二の鉄シムは、前記真空容器の円筒形状に沿う環状部材である
ことを特徴とする請求項６に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１３】
前記第二の鉄シムは、前記真空容器に非磁性材料の締着ボルトにて固定されている
ことを特徴とする請求項４に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１４】
前記第二の鉄シムは、前記真空容器に非磁性材料の締着ボルトにて固定されている
ことを特徴とする請求項５に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１５】
前記第二の鉄シムは、前記真空容器に非磁性材料の締着ボルトにて固定されている
ことを特徴とする請求項６に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１６】
前記第一の鉄シムは、シムトレイに収納されて前記静磁場発生部のボア内に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１７】
前記第一の鉄シムは、シムトレイに収納されて前記静磁場発生部のボア内に配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１８】
前記第一の鉄シムは、シムトレイに収納されて前記静磁場発生部のボア内に配置されている
ことを特徴とする請求項３に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１９】
前記第一の鉄シムは、前記静磁場発生部のボア内に配設された前記傾斜磁場コイルに取り付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項２０】
前記第一の鉄シムは、前記静磁場発生部のボア内に配設された前記傾斜磁場コイルに取り付けられている
ことを特徴とする請求項２に記載のＭＲＩ装置。
【請求項２１】
前記第二の鉄シムは、前記静磁場発生部の中心軸から半径方向に０．７ｍから０．７５ｍの範囲に固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項２２】
前記第一の鉄シムは、前記静磁場発生部の軸方向中心から前後方向に２０ｃｍの範囲に固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項２３】
前記傾斜磁場コイルが発生する騒音を抑制する静音化機構として傾斜磁場コイルを柔に支持する構造を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項２４】
ボア内に静磁場を発生する静磁場発生部と、
前記静磁場内に配置された分析試料に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと、
前記傾斜磁場が印加された分析試料から磁気共鳴信号を受信する高周波コイルと、
前記静磁場の均一度を調整するシミング構造部とを備え、
前記シミング構造部は、
前記傾斜磁場コイルのメインコイルとシールドコイルの間に配置され、前記静磁場発生部の中心軸方向における中央部に配置された第一の鉄シムと、
前記メインコイルとシールドコイルの間の外側に配置され、前記静磁場発生部の中心軸方向における端部に配置された第二の鉄シムと、
を備えたことを特徴とするＮＭＲ分析装置。
【請求項２５】
ボア内に静磁場を発生する静磁場発生部と、
前記静磁場の均一度を調整するシミング構造部とを備え、
前記シミング構造部は、
前記静磁場内に配置された被検体または分析試料に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルのメインコイルとシールドコイルの間に配置され、前記静磁場発生部の中心軸方向における中央部に配置された第一の鉄シムと、
前記メインコイルとシールドコイルの間の外側に配置され、前記静磁場発生部の中心軸方向における端部に配置された第二の鉄シムと、
を備えたことを特徴とする架台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、均一性の高い静磁場を発生する架台と、その架台を装備するＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）装置及びＮＭＲ（Ｎｕｃｌａｒ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置やＮＭＲ分析装置は、ＭＲ信号の元となる核磁性の量子化による静磁場を発生させる目的で静磁場発生手段を装備している。そして、この静磁場発生手段は、静磁場を発生する静磁場発生部とこの静磁場の均一度を調整するシミング部とを有している。
【０００３】
図７はＭＲＩ装置或いはＮＭＲ分析装置に装備される静磁場発生部の発生する静磁場の様子を示す概略の断面図であり、静磁場発生部の軸方向長さが比較的長いものの様子を示している。静磁場発生部１０Ａは超電導磁石にて構成されており、概略円筒状を成す真空容器内部に冷媒とともに収納された超伝導コイル１２Ａを有している。そして、静磁場発生部１０Ａは、ボア（円筒の内側空間）内に図中点線にて示す磁場（静磁場）を発生する。この静磁場はＭＲＩ撮像動作及びＮＭＲ分析動作において基礎となるものであるため高い均一性に保つ必要があり、特に図中一点鎖線にて示す撮像領域内では、均一度が数ｐｐｍ以下となるように静磁場不均一を補正する必要がある。
【０００４】
従来、静磁場不均一を補正する技術の１つとして、鉄片（鉄シム）を所望の位置に配置することにより磁場を整えるシミング（パッシブシム）が提案されている。これを実現するシミング構造部は、例えば、超伝導磁石装置１０Ａのボア内に配設される図示しないシムトレイにより構成される。このシムトレイは、連続して形成された複数のポケットを有しており、所定のポケットに所定枚数の鉄シムを収納することにより、所望の位置に所望量の鉄シムを配置して、静磁場の不均一を補正する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図８は近年に見られる軸方向長さが比較的短い静磁場発生部の発生する静磁場の様子を示す概略の断面図である。ＭＲＩ装置においては、近年被検者へ与える閉塞感を低減する目的で軸長を短くする傾向にある。ここで、超伝導磁石で構成された静磁場発生部の形成する静磁場は、超伝導コイル１２Ａ及び超伝導コイル１２Ｂの影響により、図７および図８に示すように、静磁場発生部１０Ａ，１０Ｂの軸方向端部近傍において大きく乱れる特徴がある。図７に示すような軸方向長さが比較的長い静磁場発生部１０Ａでは、撮像領域がこの乱れの位置から離れた位置にあるため、さほど影響を受けることがなく、少量の鉄シムで静磁場の補正することができた。しかし、図８に示すような軸方向長さが比較的短い静磁場発生部１０Ｂでは、超伝導コイル１２Ｂと図中一点鎖線にて示す撮像領域との間の距離が短いため、超伝導コイル１２Ｂによる磁場の乱れの影響を大きく受け、静磁場を均一なものとするために多くの量の鉄シムを必要とした。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２９９３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のように大量の鉄シムを使用すると、以下のような２次的な不具合が発生するので課題とされていた。すなわち、鉄は温度によって磁化率が変化し、温度が上昇すると磁化率が減少する。鉄シムは一般的に傾斜磁場コイルの近傍に配置されるので、運転中に傾斜磁場コイルにより暖められることがある。このようにして鉄シムが暖まると、鉄シムは当初調整した量の補正を行わず、静磁場の均一性が低減して撮像動作や分析動作を良好に行うことができない。
【０００８】
また、大きな量の鉄シムには磁場の影響により大きな応力が働く。そのため、接着した鉄シムが剥がれたり、例えば鉄シムの支持構造であるシムトレイが損傷したり、装置が微少に歪んだりすることがあった。
【０００９】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、静磁場発生部のボア内に配置する鉄シムを減量することができ、これにより、装置動作時の静磁場の均一性を向上させるとともに鉄シム支持構造の破損を抑制することのできるＭＲＩ装置、ＮＭＲ分析装置及び架台を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１記載の本発明に係るＭＲＩ装置は、ボア内に静磁場を発生する静磁場発生部と、前記静磁場内に配置された被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと、前記傾斜磁場が印加された被検体から磁気共鳴信号を受信する高周波コイルと、前記静磁場の均一度を調整するシミング構造部とを備え、前記シミング構造部は、前記傾斜磁場コイルのメインコイルとシールドコイルの間に配置され、前記静磁場発生部の中心軸方向における中央部に配置された第一の鉄シムと、前記メインコイルとシールドコイルの間の外側に配置され、前記静磁場発生部の中心軸方向における端部に配置された第二の鉄シムと、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２４記載の本発明に係るＮＭＲ分析装置は、ボア内に静磁場を発生する静磁場発生部と、前記静磁場内に配置された分析試料に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと、前記傾斜磁場が印加された分析試料から磁気共鳴信号を受信する高周波コイルと、前記静磁場の均一度を調整するシミング構造部とを備え、前記シミング構造部は、前記傾斜磁場コイルのメインコイルとシールドコイルの間に配置され、前記静磁場発生部の中心軸方向における中央部に配置された第一の鉄シムと、前記メインコイルとシールドコイルの間の外側に配置され、前記静磁場発生部の中心軸方向における端部に配置された第二の鉄シムと、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２５記載の本発明に係る架台は、ボア内に静磁場を発生する静磁場発生部と、前記静磁場の均一度を調整するシミング構造部とを備え、前記シミング構造部は、前記静磁場内に配置された被検体または分析資料に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルのメインコイルとシールドコイルの間に配置され、前記静磁場発生部の中心軸方向における中央部に配置された第一の鉄シムと、前記メインコイルとシールドコイルの間の外側に配置され、前記静磁場発生部の中心軸方向における端部に配置された第二の鉄シムと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１、２４または２５記載の本発明によれば、静磁場発生部のボア内に配置する鉄シムを減量することができ、これにより、装置動作時の静磁場の均一性を向上させるとともに鉄シム支持構造の破損を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るＭＲＩ装置の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１５】
この実施例は、従来多くの量の鉄シムの配置を必要としていたボア内の軸方向端部に鉄シムを配置しないようにして、同部分の静磁場を補正する代替えのものとして別の鉄シムをボア外の静磁場発生部の端部に配置するものである。
【００１６】
図１は本発明に係るＭＲＩ装置のシステム構成図である。例えばＭＲＩ装置１００は、架台９０と、図示しない寝台に設けられた天板４０と、傾斜磁場電源４５と、送信部４８と、受信部４９と、オペレータコンソール部８０とを有している。架台９０は、静磁場発生部１０と、傾斜磁場コイル構造体２０と、高周波コイル３０とを有している。
【００１７】
静磁場発生部１０においては、概略厚肉円筒形状の真空容器１１の中に超伝導コイル１２が冷却液に浸漬されて収納されている。超伝導コイル１２は、真空容器１１の軸方向両端部に大きな磁場を発生させるものが収納されている。静磁場発生部１０は、ボア内（静磁場発生部１０の円筒内部の空間）に静磁場を発生する。真空容器１１の軸方向両端部には、本実施例の特徴である第二の鉄シムを構成する鉄シム５１と鉄シム５２とが取り付けられている。鉄シム５１は、真空容器１１の軸方向の両端面１１ａに固定されている。一方、鉄シム５２は、真空容器１１の軸方向両端部の外周面１１ｂに固定されている。これらの鉄シム５１と鉄シム５２は、ボア内の円柱形の撮像領域の主に軸方向両端部の静磁場を補正する。
【００１８】
傾斜磁場コイル構造体２０は、静磁場発生部１０の内側に固定されている。傾斜磁場コイル構造体２０は、概略円筒形状をなし、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に傾斜磁場を与えるメインコイル（傾斜磁場コイル）２１と、メインコイル２１の漏洩磁場をキャンセルするシールドコイル２２とを有している。そして、メインコイル２１とシールドコイル２２に挟まれて鉄シム支持構造であるシムトレイ６０が配置されている。シムトレイ６０には第一の鉄シムを構成する鉄シム７１が収納されている。鉄シム７１は、ボア内の円柱形の撮像領域の主に中間部の静磁場を補正する。そして、第二の鉄シムを構成する鉄シム５１，５２及び第一の鉄シムを構成する鉄シム７１は、静磁場均一度を調整するシミング構造部を構成している。
【００１９】
高周波コイル３０は、傾斜磁場コイル構造体２０の均一磁場領域側に固定されている。そして、被検体Ｐは、均一磁場領域に配置され水平方向に移動可能な天板４０上に横たえられる。なお、本実施例のボアの大きさは、一例として患者ボア軸長１．４９５ｍ、開口部径６５．５ｃｍである。また、このとき静磁場発生部１０の磁石軸長は１．４００ｍである。高周波コイル３０は、送信部４８から高周波パルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。また高周波コイル３０は、高周波磁場の影響により被検体Ｐから放射される磁気共鳴信号を受信する。
【００２０】
送信部４８は、発振部、位相選択部、周波数変換部、振幅変調部および高周波電力増幅部を有している。発振部は、静磁場中における対象原子核に固有の共鳴周波数の高周波信号を発生する。位相選択部は、高周波信号の位相を選択する。周波数変調部は、位相選択部から出力された高周波信号の周波数を変調する。振幅変調部は、周波数変調部から出力された高周波信号の振幅を例えばシンク関数に従って変調する。高周波電力増幅部は、振幅変調部から出力された高周波信号を増幅する。そしてこれらの各部の動作の結果として送信部４８は、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを高周波コイル３０に送信する。
【００２１】
受信部４９は、選択器、前段増幅器、位相検波器およびアナログデジタル変換器を有している。選択器は、高周波コイル３０から出力される磁気共鳴信号を選択的に入力する。受信部４９は、選択器から出力される磁気共鳴信号を増幅する。位相検波器は、前置増幅器から出力される磁気共鳴信号の位相を検波する。アナログデジタル変換器は、位相検波器から出力される信号をデジタル信号に変換する。
【００２２】
オペレータコンソール部８０は、インターフェース部８１、データ収集部８２、再構成部８３、記憶部８４、表示部８５、入力部８６および制御部８７を有している。インターフェース部８１には、傾斜磁場電源４５、送信部４８および受信部４９が接続されている。インターフェース部８１は、これらの接続された各部とオペレータコンソール部８０との間で授受される信号の入出力を行う。
【００２３】
データ収集部８２は、受信部４９から出力されるデジタル信号をインターフェース部８１を介して収集する。データ収集部８２は、収集したデジタル信号、すなわち磁気共鳴信号データを、記憶部８４に格納する。再構成部８３は、記憶部８４に記憶された磁気共鳴信号データに対して、後処理、すなわちフーリエ変換等の再構成を実行し、被検体Ｐ内の所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを求める。
【００２４】
記憶部８４は、磁気共鳴信号データと、スペクトラムデータあるいは画像データとを、被検体Ｐ毎に記憶する。表示部８５は、スペクトラムデータあるいは画像データ等の各種の情報を制御部８７の制御の下に表示する。表示部８５としては、液晶表示器などの表示デバイスを利用可能である。入力部８６は、技師からの各種指令や情報入力を受け付ける。制御部８７は、これら各部を総括的に制御してＭＲＩ装置の撮像動作を制御する。
【００２５】
図２は静磁場発生部１０の一側の端部に鉄シム５１，５２が固定された様子を示す斜視図である。図３は２枚重ねて固定された鉄シム５１，５２を拡大して示す斜視図である。図４は鉄シム５１，５２の上面図である。なお、図では鉄シムの厚さを強調して記載している。本実施例の鉄シム５１と鉄シム５２とは互いに同形状で矩形平板状を成しており、中央部に締着ボルト５３を貫通させる貫通穴５１ａが開けられている。鉄シム５１と鉄シム５２の大きさは、一例として、長辺が５０ｍｍ、短辺が４０ｍｍ、厚さが２０ｍｍで最大５枚まで重ねて取り付けられるようになっている。貫通穴５１ａは取り付け位置の微調整が可能なように長手方向に延びる長穴とされている。さらに、鉄シム５１，５２の表面には、図４に示すように、微調整を容易とするための目盛５１ｂが刻印されている。
【００２６】
鉄シム５１，５２は、真空容器１１の端面１１ａ及び外周面１１ｂに形成された図示しない雌ねじ穴に締着ボルト５３にて固定されている。鉄シム５１を固定するための２４個の雌ねじ穴が、真空容器１１の端面１１ａの内径穴に近い位置に同心円に沿って等間隔に形成されている。また、鉄シム５２を固定するための２４個の雌ねじ穴が、真空容器１１の外周面１１ｂの端面１１ａに近い位置に全周にわたって等間隔に形成されている。鉄シム５１と鉄シム５２とは、撮像領域両端部の静磁場を補正する目的で必要な箇所に必要な枚数だけ取り付けられる。鉄シム５１，５２とこれを取り付ける雌ねじ穴とは、厳しく寸法管理されて作製されている。鉄シム５１，５２に関しては、加えて材料の鉄含有量も厳しく管理されている。そして、取り付け位置と取り付け枚数により、撮像領域の軸方向両端部の静磁場が正確に補正される。締着ボルト５３に関しては、寸法管理が難しいため磁場に影響を与えることがないように非磁性材料である例えばステンレスにて作製されている。なお、本実施例では、厚さが２０ｍｍの鉄シム５１，５２を枚数を変えて取り付けることより調整をするが、予め異なる厚さの鉄シムを用意しておき適切なものを選択して取り付けることにより調整をしてもよい。なお、本実施例の第二の鉄シム５１，５２は、円周方向に断続的に設けられているが、隣り合う鉄シムをさらに近づけてリング状の配置としてもよい。リング状の配置とすることでさらに微細な調整をすることができる。また、第二の鉄シム５１、５２そのものをリング状としてもよい。
【００２７】
図５は傾斜磁場コイル構造体２０の斜視図である。傾斜磁場コイル構造体２０は、概略円筒状のメインコイル２１とシールドコイル２２とを有し、これら２つのコイル２１，２２の間に２４本のシムトレイ挿入ガイド２３が形成されている。シムトレイ挿入ガイド２３は、傾斜磁場コイル構造体２０の両端面に開口を形成し、傾斜磁場コイル構造体２０の長手方向に全長にわたって形成された貫通穴である。シムトレイ挿入ガイド２３は、２つのコイル２１，２２に挟まれた領域に互いに平行に円周方向に等間隔に形成されている。２４本のシムトレイ６０は、各々このシムトレイ挿入ガイド２３に挿入されて傾斜磁場コイル構造体２０の中央部に固定されている。シムトレイ６０は、非磁性かつ非電導性材料である樹脂にて作製され、概略棒状を成し、傾斜磁場コイル構造体２０の両端部を除いた長さを有している。つまり、本実施例のシムトレイ６０は、従来のシムトレイよりも両端部が所定の長さだけ短くされている。
【００２８】
図６はシムトレイ６０の詳細を示す斜視図である。シムトレイ６０は、細長箱状のトレイ本体６１と蓋体６２とから構成されている。トレイ本体６１には長手方向に連続して複数のポケット６１ａが形成されている。鉄シム７１は、撮像領域中間部の静磁場を補正する目的で必要な箇所のポケット６１ａに必要な枚数だけ収納される。鉄シム７１の大きさは、一例として、長辺が４０ｍｍ、短辺が３０ｍｍ、厚さが３ｍｍで最大１０枚まで重ねて収納されるようになっている。鉄シム７１とシムトレイ６０とは、鉄分の含有量と寸法とが厳しく管理されて作製され、鉄シム７１の収納位置と収納枚数により、撮像領域の軸方向中間部の静磁場が正確に補正される。
【００２９】
このように、本実施例のシミング構造部は、従来多くの量の鉄シムを必要としていたボア内の撮像領域の軸方向両端部に鉄シムを配置せず、代わりにこの部分の静磁場を補正する鉄シムをボア外の静磁場発生部１０の両端部に配置している。ボア外に移動された鉄シムは、補正する磁場から離れるのでさらに多くの量の鉄シムを必要とする。しかしながら、ボア外に移動された鉄シムは、傾斜磁場コイル構造体２０から離れるため温度の影響を受けることがない。また、トレイ端部の静磁場の勾配が大きい場所に在った鉄シムがなくなることで、傾斜磁場コイルとシムトレイに働く電磁力が小さくなる。
【００３０】
なお、シミュレーションと実験の結果、本実施例の患者ボア軸長１．４９５ｍ、開口部径６５．５ｃｍ、静磁場発生部１０の磁石軸長は１．４００ｍといった条件のとき、端面１１ａに固定される第二の鉄シム５１を、静磁場発生部１０の中心軸から半径方向に０．７ｍから０．７５ｍの範囲に数ｃｍ〜１０ｃｍの厚さにリング状に配置して、外周面１１ｂに固定される第二の鉄シム５２については、静磁場発生部１０の中心軸から半径方向に０．９９ｍ、軸方向両端部からそれぞれ０．５ｍから０．７ｍおよび−０．７ｍから−０．５ｍの範囲に数ｃｍ〜１０ｃｍの厚さにリング状に配置して、さらに第一の鉄シム７１を、静磁場発生部１０の軸方向中心から前後方向に＋／−２０ｃｍの範囲に配置すると、超伝導コイル１２の影響を受けることなく最も効率的に静磁場均一度の補正ができることが解っている。
【００３１】
以上のように、本実施例のＭＲＩ装置１００は、概略円筒状を成し、内部空間に静磁場を発生する静磁場発生部１０と、静磁場の均一度を調整するシミング構造部とを備えており、シミング構造部は、静磁場発生部１０のボア外の軸方向端部に配置された第二の鉄シム５１，５２と、静磁場発生部１０のボア内の軸方向中間部に配置された第一の鉄シム７１とを備えている。そのため、静磁場発生部１０のボア内に配置する鉄シムを減量することができ、これにより、装置動作時の静磁場の均一性をさらに向上させることができる。また、シムトレイ６０等の鉄シム支持構造の破損を抑制することができる。
【００３２】
また、第二の鉄シム５１，５２は、静磁場発生部１０の真空容器１１の端面１１ａ及び外周面１１ｂに固定されている。そのため、締着ボルト５３などの締結具にて、比較的容易にかつ強固に固定することができる。
【００３３】
さらに、静磁場発生部１０のボア内の中央部には、従来と同じようにシムトレイ６０を配置して、撮像領域の中間部の静磁場を補正するので、静磁場の微調整を従来通り良好に行うことができる。
【００３４】
なお、本実施例の鉄シム５１，５２（第二の鉄シム）は、締着ボルト５３にて固定されているが、このような締結具に限定されず、例えば接着剤等により固定されてもよい。さらに最終的に静磁場の調整が完了した際には溶接されてよい。
【００３５】
また、第二の鉄シムを構成する鉄シム５１，５２は、円周方向に断続的に配置されているが、円周方向に均一な磁場補正を行いたい場合には、円周方向に連続する鉄シム、つまり環状の鉄シムを配置してもよい。
【００３６】
また、本実施例の鉄シム７１（第一の鉄シム）は、シムトレイ６０に収納されて配置されているが、このような方法によらず、締結具や接着剤により傾斜磁場コイル構造体２０に直接固定されてもよい。シムトレイ６０に収納された状態で傾斜磁場コイル構造体２０に締結具や接着剤により固定されてもよい。
【００３７】
さらに、本実施例の鉄シム７１は、従来のものより短くされたシムトレイ６０に収納されているが、従来と同じシムトレイを用いてシムトレイの両端部に鉄シム７１を収納しないようにしてもよい。
【００３８】
また、本実施例では、傾斜磁場コイル構造体２０が真空容器で囲まれていない場合について説明したが、傾斜磁場コイル構造体２０で発生する騒音を抑える静音化機構として、傾斜磁場コイル構造体２０が真空容器で囲まれている場合もある。図９は、斜磁場コイル構造体２０が真空容器で囲まれている場合の静磁場発生部１０および傾斜磁場コイル構造体２０の側端近傍の構造を示す断面図である。なお、図９は、静磁場中心を通る鉛直面での断面を示している。図１０は図９中のＡ−Ａ線の位置における断面図である。また、静磁場発生部１０および傾斜磁場コイル構造体２０は、外側の枠体のみを示している。
【００３９】
傾斜磁場コイル構造体２０の内側には、ボアチューブ３１が配置されている。ボアチューブ３１は、中空の円筒状をなし、被検体Ｐが傾斜磁場コイル構造体２０に直接接触することを防止する。
【００４０】
また静磁場発生部１０および傾斜磁場コイル構造体２０の側端近傍には、真空容器３２、固定具３３，３４、Ｏリング３５、Ｏリング押さえ３６、防振材３７、支持部材３８ａ、防振材３９ａおよび支持部材３８ｂが配置されている。
【００４１】
真空容器３２は、中央に円形の穴が開いた円盤状をなす。中央の穴の径は、ボアチューブ３１の外径よりも若干大きくなっており、この穴にボアチューブ３１が通されている。真空容器３２は、その外周側の辺縁近傍において、静磁場発生部１０に設けられた固定軸１０ａに固定具３３，３４によって固定される。また真空容器３２には円弧状の凸部３２ａが形成されている。凸部３２ａは、静磁場発生部１０に当接される。
【００４２】
真空容器３２の上記の穴に面した辺縁には外側に向かって広がるテーパ３２ｂが円周状に形成されている。このテーパ３２ｂとボアチューブ３１の外側面との間には、Ｏリング３５が配置される。Ｏリング３５は、Ｏリング押さえ３６によってテーパ３２ｂおよびボアチューブ３１とに当接した状態に押さえられる。また真空容器３２とボアチューブ３１の外側面との間隙には、ボアチューブ３１の上側の一部に防振材３７が配置される。
【００４３】
ボアチューブ３１は、下方に取り付けられた支持部材３８ａが真空容器３２に設けられた凸部３２ｃに防振材３９ａを介して当接することにより支持される。
傾斜磁場コイル構造体２０は、その側端に取り付けられた支持部材３８ｂおよび防振材３９ｂを介して静磁場発生部１０に設けられた支持部１０ｂに当接される。凸部３２ａは、固定軸１０ａと干渉しないように形成されている。
【００４４】
かくして以上のような構造により、傾斜磁場コイル構造体２０の周囲には、静磁場発生部１０、ボアチューブ３１および真空容器３２により囲われた空間Ｓが形成される。そしてこの空間Ｓを真空とすることによって、傾斜磁場コイル構造体２０で発生した騒音が周囲に伝達されるのを防止することができる。
【００４５】
また、空間Ｓを真空とすると、真空容器３２は気圧によって空間Ｓの側に、すなわち軸方向に押しつけられる。しかしながら真空容器３２は、静磁場発生部１０への固定箇所の他に、凸部３２ａによっても静磁場発生部１０に当接しているので、真空容器３２からの軸方向の荷重は真空容器３２自体と静磁場発生部１０とにより受けることができる。このため、ボアチューブ３１は真空容器３２からの軸方向の荷重を受ける必要がなく、ボアチューブ３１と真空容器３２とを剛に結合する必要がない。この結果、真空容器３２からボアチューブ３１への振動伝達を軽減することができるとともに、ボアチューブ３１の厚みを薄くすることが可能である。
【００４６】
また、傾斜磁場コイル構造体２０と静磁場発生部１０とを防振材３９ｂを介して当接する柔構造とすることにより、傾斜磁場コイル構造体２０の振動が静磁場発生部１０に伝わることを防ぎ、傾斜磁場コイル構造体２０の振動に起因する騒音の発生を抑制することができる。したがって、静音化機構の点からは傾斜磁場コイル構造体２０と静磁場発生部１０とを柔構造で結合することが重要であり、シムトレイ内の鉄シム７１の一部を静磁場の外に出すことによって、シムトレイ６０が鉄シム７１から受ける力を減らし、斜磁場コイル構造体２０の位置変化を減らすことができ、傾斜磁場支持構造をより柔な構造とすることができる。
【００４７】
なお、本実施例のＭＲＩ装置１００の架台９０は、ＭＲＩ装置用のものであるが、この発明の技術的思想は、ＮＭＲ分析装置に装備される静磁場発生手段に適用しても有効である。さらに両装置にかぎらず、静磁場を発生させる静磁場発生部と鉄シムにより静磁場の均一性を調整するシミング構造とを備える装置であれば適用して有効である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
この発明は、均一性の高い静磁場の発生を必要とするＭＲＩ装置及びＮＭＲ分析装置に適用されて好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係るＭＲＩ装置のシステム構成図である。
【図２】静磁場発生部一側の端部に鉄シムが固定された様子を示す斜視図である。
【図３】２枚重ねて固定された鉄シムを拡大して示す斜視図である。
【図４】鉄シム上面図である。
【図５】傾斜磁場コイル構造体の斜視図である。
【図６】シムトレイの詳細を示す斜視図である。
【図７】軸方向長さが長い静磁場発生部の発生する静磁場の様子を示す概略の断面図である。
【図８】軸方向長さが短い静磁場発生部の発生する静磁場の様子を示す概略の断面図である。
【図９】静音化機構を備える場合の静磁場発生部および傾斜磁場コイル構造体の側端近傍の構造を示す図である。
【図１０】図９中のＡ−Ａ線の位置における断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０    静磁場発生部
１０ａ  固定軸
１０ｂ  支持部
１１    真空容器
１１ａ  端面
１１ｂ  外周面
１２    超伝導コイル
２０    傾斜磁場コイル構造体
２１    メインコイル（傾斜磁場コイル）
２２    シールドコイル
２３    シムトレイ挿入ガイド
３０    高周波コイル
３１    ボアチューブ
３２    真空容器
３２ａ，３２ｃ  凸部
３２ｂ          テーパ
３３，３４      固定具
３５    Ｏリング
３６    Ｏリング押さえ
３７，３９ａ，３９ｂ  防振材
３８ａ，３８ｂ        支持部材
４０    天板
４５    傾斜磁場電源
４８    送信部
４９    受信部
５１，５２  鉄シム（第二の鉄シム）
５１ａ  貫通穴
５１ｂ  目盛
５３    締着ボルト
６０    シムトレイ
６１    トレイ本体
６１ａ  ポケット
６２    蓋体
７１    鉄シム（第一の鉄シム）
８０    オペレータコンソール部
８１    インターフェース部
８２    データ収集部
８３    再構成部
８４    記憶部
８５    表示部
８６    入力部
８７    制御部
９０    架台
１００    ＭＲＩ装置
Ｐ    被検体
【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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【図９】
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【図１０】
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