(57)【要約】【課題】磁気シールドルームの壁面が開放的であり、検査窓や出入り口の大きさや設置位置の制限を低減できる磁気共鳴イメージング装置用の磁気シールドルームを実現する。【解決手段】磁気シールドルームの側面に１組のコイル３ａ、３ｂを３ａ、３ｂの面と磁気シールドルームの側面とが平行になるように配置する。コイル３ａ、３ｂの各々は、磁石２による中心磁場の赤道面によって分離された＋Ｚ領域と−Ｚ領域とにそれぞれ配置する。コイル３ａには磁気シールドルームの内側に向う磁場を発生するように電流を流し、コイル３ｂには磁気シールドルームの外側に向う磁場を発生させる。これにより、磁石２による磁場中心の周方向漏洩磁場を効率良く抑制して、璧面の検査窓や出入り口の大きさ制限を緩和することができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴イメージング装置を収納する磁気共鳴イメージング装置用磁気シールドルームにおいて、
磁気シールドルームの側面の一部又は全部は透視性のあるＲＦシールド材で形成され、このＲＦシールド材で形成された上記側面に磁気共鳴イメージング装置から発生される磁場を抑制する磁場抑制コイルが配置されることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置用磁気シールドルーム。
【請求項２】
請求項１記載の磁気シールドルームにおいて、磁気シールドルームを形成する面のうち、磁気共鳴イメージング装置の中心磁場方向に平行する方向に向けて形成される面に、互いに逆向きの電流を流した１組または複数組の磁場抑制コイルを、磁気共鳴イメージング装置の磁場中心の横断面をはさみ、かつ上記コイルの面が磁気シールドルームの面と平行となるように配置することを特徴とする磁気シールドルーム。
【請求項３】
請求項１記載の磁気シールドルームにおいて、磁気シールドルームを形成する面のうち、磁気共鳴イメージング装置の中心磁場方向に平行する方向に向けて形成される面に、１個または複数個の磁場抑制コイルを磁気共鳴イメージング装置の中心磁場の横断面によって分けられた２つの領域のどちらか一方の領域に配置することを特徴とする磁気シールドルーム。
【請求項４】
請求項１記載の磁気シールドルームにおいて、磁気シールドルームを形成する面のうち、強磁性体を配置していない部分に、上記コイルを配置することを特徴とする磁気シールドルーム。
【請求項５】
請求項４記載の磁気シールドルームにおいて、強磁性体を配置していない部分は、窓または入り口部分であることを特徴とする磁気シールドルーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置用の磁気シールドルームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）は、その磁場中心空間に強力な磁場を形成する装置であり、この発生した強力な磁場が周囲に漏洩すると、０．５ｍＴ以上の磁場強度で心臓のペースメーカを使用している患者に悪影響を及ぼし、０．１ｍＴ以上の磁場強度で周囲のディスプレイに悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００３】
また、ＭＲＩ装置に対して、外部磁場の侵入があると、均一な磁場を安定に保持することが困難となる。
【０００４】
そこで、周囲への磁場の影響、外部磁場からの影響を回避するために、ＭＲＩ装置は磁気シールドルーム内に設置する必要がある。
【０００５】
この磁気シールドルームについて、以下に説明する。
図１３及び図１４は、ＭＲＩ装置用の磁気シールドルームの概略外観図である。
【０００６】
図１３に示すように、磁気シールドルーム８の天井面、壁面、床面に、板状の磁気遮蔽材（例えば、ケイ素鋼板、鉄、パーマロイ等）を配置する。天井面等の各面に配置した板状の磁気遮蔽材は、互いに磁気的に接合される。図１３に示すような磁気シールドルームは、非特許文献１に記載されている。
【０００７】
図１４は、図１３に示したシールドルームの平面及びＭＲＩ装置の水平方向における漏洩磁場１３の広がりを示す。
【０００８】
図１４に示すように、磁気シールドルーム８の壁面のうち、ＭＲＩ装置１２からの漏洩磁場１３の磁束密度が高い部分に、検査窓９などの開口部分を設けると、ＭＲＩ装置１２からの漏洩磁場が磁気シールドルーム８の外に広がってしまう。
【０００９】
このため、検査窓９はできるだけ小さくする必要があり、従来の磁気シールドルーム８では、検査窓９や出入り口１０、装置搬入口１１等の大きさが制限され、磁気シールドルーム８内の被検者（患者）は、シールドルーム８内が狭く、閉鎖的な印象を受ける。
【００１０】
また、ＭＲＩ装置１２の操作者（放射線科技師）も、磁気シールドルーム８内の様子を観察しにくく、作業効率が悪かった。
【００１１】
そこで、特許文献１には、ＭＲＩ装置１２からの垂直方向（天地方向（Ｚ軸方向））漏洩磁場を、打消しコイルによって、キャンセルする方法が記載されている。
【００１２】
図１５、図１６は、特許文献１に記載された技術の説明図であり、図１５は、１つの打ち消しコイル１４を用いる場合であり、図１６は、複数の打ち消しコイル１５、１６、１７を用いる場合の例である。
【００１３】
特許公報１に記載の技術は、ＭＲＩ装置における磁石２の主コイル１の磁場中心軸方向の漏洩磁場に対しては、抑制効果を有する技術である。
【００１４】
【非特許文献１】
「磁気シールドルーム設計のための磁場解析手法の検討」、日本応用磁気学会誌、Ｖｏｌ．１８、Ｎｏ．５、１９９４、９３４〜９３９頁
【特許公報１】
特開２００２−１４３１２６号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１に記載された技術にあっては、ＭＲＩ装置からの垂直方向漏洩磁場の抑制効果はあるものの、磁場中心の周方向（側面方向）の漏洩磁場に対しては、抑制効果が小さい。
【００１６】
このため、特許文献１記載の技術の場合、磁場中心の周方向（側面方向）の漏洩磁場に対しては、従来の磁気シールドルームと同様に磁気シールド材を使用する必要があり、璧面の検査窓や出入り口の大きさに制限を受け、磁気シールドルーム内の被検者は、依然として閉鎖的な印象を受け易い。
【００１７】
また、ＭＲＩ装置の操作者も、磁気シールドルーム内の様子を観察しにくく、作業効率が悪かった。
【００１８】
本発明の目的は、磁気シールドルームの壁面が開放的であり、検査窓や出入り口の大きさや設置位置の制限を低減できる磁気共鳴イメージング装置用の磁気シールドルームを実現することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成される。
（１）磁気共鳴イメージング装置を収納する磁気共鳴イメージング装置用磁気シールドルームにおいて、磁気シールドルームの側面の一部又は全部は透視性のあるＲＦシールド材で形成され、このＲＦシールド材で形成された上記側面に磁気共鳴イメージング装置から発生される磁場を抑制する磁場抑制コイルが配置される。
【００２０】
（２）好ましくは、上記（１）において、磁気シールドルームを形成する面のうち、磁気共鳴イメージング装置の中心磁場方向に平行する方向に向けて形成される面に、互いに逆向きの電流を流した１組または複数組の磁場抑制コイルを、磁気共鳴イメージング装置の磁場中心の横断面をはさみ、かつ上記コイルの面が磁気シールドルームの面と平行となるように配置する。
【００２１】
（３）また、好ましくは、上記（１）において、磁気シールドルームを形成する面のうち、磁気共鳴イメージング装置の中心磁場方向に平行する方向に向けて形成される面に、１個または複数個の磁場抑制コイルを磁気共鳴イメージング装置の中心磁場の横断面によって分けられた２つの領域のどちらか一方の領域に配置する。
【００２２】
（４）また、好ましくは、上記（１）において、磁気シールドルームを形成する面のうち、強磁性体を配置していない部分に、上記コイルを配置する。
【００２３】
（５）また、好ましくは、上記（４）において、強磁性体を配置していない部分は、窓または入り口部分である。
【００２４】
磁場抑制コイルを備え、この磁場抑制コイルを、磁気共鳴イメージング装置の磁石による中心磁場の赤道面によって分離された２つの領域のそれぞれ、又は一方のみに配置する。磁場発生コイルは、磁気シールドルームの内側に向う磁場又は磁気シールドルームの外側に向う磁場を発生させて、上記磁石からの発生磁場を抑制する。
【００２５】
したがって、磁場中心の周方向漏洩磁場を効率良く抑制して、璧面の検査窓や出入り口の大きさ制限を緩和することができるので、磁気シールドルームの壁面が開放的な磁気共鳴イメージング装置用の磁気シールドルームを実現することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
図１は、磁気共鳴イメージング装置に使用する磁石２と、この磁石２単体の漏洩磁場を示した図である。図１において、磁石２の中心磁場の向きをＺ軸の正方向とし、磁石２の中心磁場の横断面方向をＸ軸とする。
【００２７】
図１に示すように、漏洩磁場の主な成分は、磁石２の＋Ｚ方向へ湧き出し、Ｘ軸方向に進み、磁石２の側面側を通過して−Ｚ方向から磁石２に戻る経路をたどる（この磁束の流れを１次成分と称する）。
【００２８】
本発明は、図１に示すＸ軸方向の漏洩磁場を効率良く抑制するものである。
【００２９】
図２及び図３は、本発明の第１の実施形態の概略構成説明図である。
図２及び図３において、磁気シールドルームのＸ軸方向面（側面）に１組のコイル３ａ、３ｂ（以下、ルームコイルと称する）を、コイル３ａ、３ｂの面と磁気シールドルームの側面とが平行になるように配置する。
【００３０】
１組のルームコイル（磁場抑制コイル）３ａ、３ｂの各々は、磁石２による中心磁場の赤道面によって分離された＋Ｚ領域と−Ｚ領域とにそれぞれ配置する。
【００３１】
このとき、＋Ｚ側に配置されるルームコイル３ａには、磁気シールドルームの内側（矢印で示す）に向う磁場を発生するように電流を流す。
【００３２】
また、−Ｚ側のルームコイル３ｂには、＋Ｚ側のルームコイル３ａとは逆向きの電流を流し、磁気シールドルームの外側（矢印で示す）に向う磁場を発生させる。
【００３３】
１組のルームコイル３ａ、３ｂから発生する磁束は、図２中の点線で示す経路をたどる。このルームコイル３ａ、３ｂが発生する磁束の向きは、磁石２からの漏洩磁場の主な成分である１次成分を抑制する方向である。
【００３４】
つまり、＋Ｚ側領域の漏洩磁場の向きは、シールドルームの外側下方向であり、−Ｚ側領域の漏洩磁場の向きは、シールドルームの内側下方向である。
【００３５】
したがって、上述したように、ルームコイル３ａには、磁気シールドルームの内側に向う磁場を発生させ、ルームコイル３ｂには、磁気シールドルームの外側に向う磁場を発生させように構成すれば、０．５ｍＴ（５ガウス）ラインは２点鎖線で示すように抑制される。
【００３６】
ここで、０．５ｍＴラインと規定したのは、一般的な磁気シールドルームでは、磁石２の漏洩磁場について、０．５ｍＴ（５ガウス）ラインを磁気シールドルーム内に納めているからである。
【００３７】
図５及び図６は、磁場解析の計算結果を示す図であり、図５は磁気シールドなしの磁石単体における漏洩磁場（ＺＸ面）を示し、図６は磁石の側面方向に１組のルームコイル３ａ、３ｂを配置した場合の漏洩磁場（ＺＸ面）を示している。
【００３８】
図５及び図６から明らかなように、ルームコイル周辺の外側の漏洩磁場は、５．０ｍＴ（５０ガウス）から２．５ｍＴ（２５ガウス）に抑制されている。
【００３９】
この結果は、原理的に、ルームコイル３ａ、３ｂの電流値やターン数により、漏洩磁場を任意に抑制できることを示している。
【００４０】
また、ルームコイルの＋Ｚ側領域端部と−Ｚ側領域端部近傍では、局所的に磁場強度が増加している。しかし、ルームコイルの磁場は、磁石からの漏洩磁場と比較して減衰が早いために、ルームコイルから数１０ｃｍ離れた位置では問題にならない。
【００４１】
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、１組のルームコイル３ａ、３ｂを備え、ルームコイル３ａは、磁石２による中心磁場の赤道面によって分離された＋Ｚ領域に配置し、ルームコイル３ｂは−Ｚ領域に配置する。そして、ルームコイル３ａには磁気シールドルームの内側に向う磁場を発生させ、ルームコイル３ｂには磁気シールドルームの外側に向う磁場を発生させる。
【００４２】
したがって、本発明の第１の実施形態によれば、磁石２による磁場中心の周方向漏洩磁場を効率良く抑制して、璧面の検査窓や出入り口の大きさ制限を緩和することができるので、磁気シールドルームの壁面が開放的な磁気共鳴イメージング装置用の磁気シールドルームを実現することができる。
【００４３】
図４は、本発明の第２の実施形態である磁気シールドルームの要部概略説明図である。この第２の実施形態は、２組のルームコイル４ａ、４ｂを使用する場合の例であり、第１の実施形態におけるルームコイル３ａ、３ｂと同様なコイルがさらに一組、Ｙ軸方向（Ｚ軸方向及びＸ軸方向とに直交する方向）に追加して配列された例である。この例は、Ｙ軸方向に広がった領域の漏洩磁場を抑制するコイル配置例である。
【００４４】
図４に示した例では、図２及び図３に示した例と同様に、磁石２の中心磁場の向きは＋Ｚ軸方向である。中心磁場の横断面によって分離された領域（＋Ｚ側あるいは−Ｚ側）に、複数のルームコイルをＹ方向に並べる。
【００４５】
このとき、中心磁場の横断面によって分離された領域のうちの同一領域にあるコイルについては、同方向の電流を流す。すなわち、＋Ｚ側の領域のルームコイル４ａには−Ｘ軸方向に、−Ｚ側の領域のルームコイル４ｂには＋Ｘ軸方向に向う磁束を発生させる。
【００４６】
図７は、本発明の第２の実施形態であるＹ方向に広がった領域の漏洩磁場を抑制するコイル配置をした場合の計算例を示す図である。
【００４７】
この第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる他、各ルームコイルの大きさを小型にでき、製作性と設置作業性を向上することができる。
【００４８】
図８は、本発明の第３の実施形態である磁気シールドルームの要部概略説明図である。この第３の実施形態は、磁石２の磁場中心の横断面によって分離された領域のうち片側のみの漏洩磁場を抑制する例である。
【００４９】
この第３の実施形態は、Ｚ軸方向以外の面のうち、磁石２の中心磁場の横断面によって分離された＋Ｚ側の領域にある部分の漏洩磁場を抑制する例である。
【００５０】
１個の片側ルームコイル５を配置する場合の例を図９に示し、２個の片側ルームコイル６を配置する場合の例を図１０に示す。
【００５１】
これらルームコイル５、６は、漏洩磁場を抑制する部分近傍に、片側ルームコイルの全てが＋Ｚ側の領域内に収まるように配置する。このときの電流の向きは、磁気シールドルームの内側に向う磁場を発生する向きである。
【００５２】
また、中心磁場の赤道面によって分離された−Ｚ側の領域にある部分の漏洩磁場を抑制する場合の電流の向きは、磁気シールドルームの外側に向う磁場を発生する向きである。
【００５３】
この第３の実施形態においても、磁気シールドルームの壁面が開放的であり、検査窓や出入り口の大きさや設置位置の制限を低減できる磁気共鳴イメージング装置用の磁気シールドルームを実現することができる。
【００５４】
以上のように、本発明の実施形態におけるルームコイルの配置方法により、透過性のある磁気シールドルームを構成することが可能となる。
【００５５】
つまり、磁気シールドルームに、例えば、金属メッシュのような透視性を有するＲＦシールド材を用いることで、透視性を有するＭＲＩ装置用磁気シールドルームを構成することができる。このＲＦシールド材に、上述した本発明のルームコイルを支持するように構成すれば、透視性に優れ、かつ、磁石２による中心磁場側面方向の漏洩磁場を抑制することができ、磁気シールドルームの小型化が可能となる。
【００５６】
図１１は、磁気シールドルーム７内に垂直型（垂直磁場方式）磁石２を配置した場合のルームコイルの配置例を示す図である。
【００５７】
垂直型磁石の磁場の方向は＋Ｚ方向である。この場合、磁石２の側方、すなわちＸ、Ｙ方向にルームコイルを配置している。図１１においては、中心磁場の横断面と壁面が交差する境界線を一点鎖線にて示している。このとき、一点鎖線の＋Ｚ側（上側）側に位置するルームコイルには、−Ｘ方向に向かう磁束を発生させる。
【００５８】
一方、−Ｚ側（下側）に位置するルームコイルには、＋Ｚ側のルームコイルとは逆方向の磁束を発生させる。
【００５９】
また、ルームコイルの扉部分については、一点鎖線にて分離された領域に１組のコイルを配置する。この場合も、一点鎖線の＋Ｚ側（上側）側に位置するルームコイルには、−Ｘ方向に向かう磁束を発生させる。そして、−Ｚ側（下側）に位置するルームコ＋イルには、＋Ｚ側のルームコイルとは逆方向の磁束を発生させる。
【００６０】
図１２は、磁気シールド材を配置しない部分、例えば窓部分からの漏洩磁場を抑制する例を示す図である。この図１２に示す例では、中心磁場の方向が＋Ｚ軸方である垂直磁石を配置した場合を示している。さらに、図１２中には、中心磁場の横断面と壁面が交差する境界線を一点鎖線にて示す。このとき、前記一点鎖線の＋Ｚ側（上側）側に位置するルームコイルには、−Ｘ方向に向かう磁束を発生させる。
【００６１】
一方、−Ｚ側（下側）に位置するルームコイルには、＋Ｚ側のルームコイルとは逆方向の磁束を発生させる。
【００６２】
このように、強磁性の磁気シールドルームに、大きな窓や入り口を設ける場合には、本発明は有効である。
【００６３】
なお、一般に、磁気共鳴イメージング装置に使用する磁石の漏洩磁場抑制手段として、以下の３つの方式がある。
【００６４】
（１）強磁性体を使用するパッシブシールド方式
（２）コイルのみを使用するアクティブシールド方式
（３）強磁性体とコイルを併用するハイブリッド方式
本発明は、上記（１）〜（３）のどの方式にも適用することができる。もちろん、磁場漏場抑制手段を有さない磁石に対しても本発明は有効である。
【００６５】
なお、本発明は、Ｚ軸方向が水平方向である水平磁場方式磁石、またはＺ軸方向が垂直方向である垂直磁場方式磁石のどちらにも適用可能である。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、磁気シールドルームの壁面が開放的であり、検査窓や出入り口の大きさや設置位置の制限を低減できる磁気共鳴イメージング装置用の磁気シールドルームを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気共鳴イメージング装置に使用する磁石と、この磁石単体の漏洩磁場を示した図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の概略構成説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の概略構成説明図である
【図４】本発明の第２の実施形態である磁気シールドルームの要部概略説明図である。
【図５】磁気シールドなしの磁石単体における漏洩磁場（ＺＸ面）を示す図である。
【図６】磁石の側面方向に１組のルームコイルを配置した場合の漏洩磁場（ＺＸ面）を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態であるＹ方向に広がった領域の漏洩磁場を抑制するコイル配置をした場合の計算例を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態である磁気シールドルームの要部概略説明図である。
【図９】第３の実施形態において、１個の片側ルームコイルを配置する場合の例を示す図である。
【図１０】第３の実施形態において、２個の片側ルームコイルを配置する場合の例を示す図である。
【図１１】磁気シールドルーム内に垂直型磁石を配置した場合のルームコイルの配置例を示す図である。
【図１２】磁気シールド材を配置しない部分からの漏洩磁場を抑制する例を示す図である。
【図１３】一般的な磁気シールドルームの概略外観図である。
【図１４】一般的な磁気シールドルームの平面と漏洩磁場の説明図である。
【図１５】従来技術における漏洩磁場抑制コイルの配置例を示す図である。
【図１６】従来技術における漏洩磁場抑制コイルの配置例を示す図である。
【符号の説明】
１            主コイル
２            磁石
３ａ、３ｂ    ルームコイル
４ａ、４ｂ    ルームコイル
５、６        ルームコイル
７            磁気シールドルーム
【図１】
2004350810.tif 000003
【図２】
2004350810.tif 000004
【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】
2004350810.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2004350810.tif 000013
【図１２】
2004350810.tif 000014
【図１３】
2004350810.tif 000015
【図１４】
2004350810.tif 000016
【図１５】
2004350810.tif 000017
【図１６】
2004350810.tif 000018