(57)【要約】【課題】能率良く静磁界の２次項成分を補正する方法、２次項成分が能率良く補正された静磁界を形成する装置、および、そのような磁界形成装置を備えた磁気共鳴撮影装置を実現する。【解決手段】空間を挟んで互いに対向するようにヨーク（２０２，２０４）によって支持された１対の磁石（１０２）が形成する静磁界の不均一誤差を補正するにあたり、静磁界の２次項成分を１対の円線輪コイル（１０４）が発生する磁界の２次項成分によって補正し、１対の円線輪コイルによる磁界の０次項成分を、ヨーク（２０４）に巻かれたコイル（１１４）が発生する磁界の０次項成分によって補償する。【選択図】　　　図４
2004081493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間を挟んで互いに対向するようにヨークによって支持された１対の磁石が前記空間に形成する静磁界の不均一誤差を補正するにあたり、
前記静磁界の２次項成分を、前記空間にその中心に関して対称的に配置された１対の円線輪コイルが前記空間に発生する磁界の２次項成分によって補正し、
前記１対の円線輪コイルによる前記空間の磁界の０次項成分を、前記ヨークに巻かれたコイルが前記空間に発生する磁界の０次項成分によって補償する、
ことを特徴とする磁界補正方法。
【請求項２】
空間を挟んで互いに対向するようにヨークによって支持された１対の磁石を有し前記空間に静磁界を形成する磁界形成手段と、
前記静磁界の２次項成分を、前記空間にその中心に関して対称的に配置された１対の円線輪コイルが前記空間に発生する磁界の２次項成分によって補正する補正手段と、
前記１対の円線輪コイルによる前記空間の磁界の０次項成分を、前記ヨークに巻かれたコイルが前記空間に発生する磁界の０次項成分によって補償する補償手段と、
を具備することを特徴とする磁界形成装置。
【請求項３】
前記空間の静磁界に勾配を付与するための１対の勾配コイルが前記１対の磁石の磁極面にそれぞれ設けられ、
前記１対の円線輪コイルが前記１対の勾配コイルの外周に沿ってそれぞれ設けられている、
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の磁界形成装置。
【請求項４】
前記ヨークは、垂直ヨークとその両端から水平に延びて互いに対向する１対の水平ヨークとを有する、
ことを特徴とする請求項２ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の磁界形成装置。
【請求項５】
前記１対の水平ヨークの互いに対向する面に前記１対の磁石がそれぞれ設けられている、
ことを特徴とする請求項４に記載の磁界形成装置。
【請求項６】
前記１対の磁石はそれぞれポールピースを有する、
ことを特徴とする請求項５に記載の磁界形成装置。
【請求項７】
前記垂直ヨークは前記空間の中心に関して対称的な１対のヨークである、
ことを特徴とする請求項４ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の磁界形成装置。
【請求項８】
前記垂直ヨークに前記コイルが巻かれている、
ことを特徴とする請求項４ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の磁界形成装置。
【請求項９】
空間を挟んで互いに対向するようにヨークによって支持された１対の磁石を有し前記空間に静磁界を形成する磁界形成手段と、
前記静磁界の２次項成分を、前記空間にその中心に関して対称的に配置された１対の円線輪コイルが前記空間に発生する磁界の２次項成分によって補正する補正手段と、
前記１対の円線輪コイルによる前記空間の磁界の０次項成分を、前記ヨークに巻かれたコイルが前記空間に発生する磁界の０次項成分によって補償する補償手段と、
前記空間におけるスピンが生じる磁気共鳴信号を獲得する信号獲得手段と、
前記獲得した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、
を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項１０】
前記１対の円線輪コイルによる前記空間の磁界を感知する感知手段と、
前記感知した磁界に基づいて前記補償手段を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする請求項９に記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項１１】
前記空間の静磁界に勾配を付与するための１対の勾配コイルが前記１対の磁石の磁極面にそれぞれ設けられ、
前記１対の円線輪コイルが前記１対の勾配コイルの外周に沿ってそれぞれ設けられている、
ことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項１２】
前記ヨークは、垂直ヨークとその両端から水平に延びて互いに対向する１対の水平ヨークとを有する、
ことを特徴とする請求項９ないし請求項１１のうちのいずれか１つに記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項１３】
前記１対の水平ヨークの互いに対向する面に前記１対の磁石がそれぞれ設けられている、
ことを特徴とする請求項１２に記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項１４】
前記１対の磁石はそれぞれポールピースを有する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項１５】
前記垂直ヨークは前記空間の中心に関して対称的な１対のヨークである、
ことを特徴とする請求項１２ないし請求項１４のうちのいずれか１つに記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項１６】
前記垂直ヨークに前記コイルが巻かれている、
ことを特徴とする請求項１２ないし請求項１５のうちのいずれか１つに記載の磁気共鳴撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁界補正方法、磁界形成装置および磁気共鳴撮影装置に関し、とくに、空間を挟んで互いに対向するようにヨーク（ｙｏｋｅ）によって支持された１対の磁石が形成する静磁界の不均一誤差を補正する方法、不均一誤差が補正された静磁界を形成する装置、および、そのような磁界形成装置を備えた磁気共鳴撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、互いに対向する１対の磁石によって空間に均一な静磁界を形成する装置では、静磁界空間の中心に関して対称的に配置された１対の円線輪コイル（ｃｏｉｌ）を２系統用い、それらがそれぞれ発生する磁界の２次項成分によって、静磁界の２次項成分を相殺（補正）するようにしている。２系統の円線輪コイル対が発生する磁界は極性を互いに逆にして、それらの０次項成分が静磁界におよぼす影響を小さくしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法では、２系統の円線輪コイル対がそれぞれ発生する磁界の極性が逆なので、それぞれの磁界の２次項成分の差によって静磁界の２次項成分を補正することになる。このため、２系統の円線輪コイル対に供給した電力の割には補正の能率が悪い。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、能率良く静磁界の２次項成分を補正する方法、２次項成分が能率良く補正された静磁界を形成する装置、および、そのような磁界形成装置を備えた磁気共鳴撮影装置を実現することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、空間を挟んで互いに対向するようにヨークによって支持された１対の磁石が前記空間に形成する静磁界の不均一誤差を補正するにあたり、前記静磁界の２次項成分を、前記空間にその中心に関して対称的に配置された１対の円線輪コイルが前記空間に発生する磁界の２次項成分によって補正し、前記１対の円線輪コイルによる前記空間の磁界の０次項成分を、前記ヨークに巻かれたコイルが前記空間に発生する磁界の０次項成分によって補償する、ことを特徴とする磁界補正方法である。
【０００６】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、空間を挟んで互いに対向するようにヨークによって支持された１対の磁石を有し前記空間に静磁界を形成する磁界形成手段と、前記静磁界の２次項成分を、前記空間にその中心に関して対称的に配置された１対の円線輪コイルが前記空間に発生する磁界の２次項成分によって補正する補正手段と、前記１対の円線輪コイルによる前記空間の磁界の０次項成分を、前記ヨークに巻かれたコイルが前記空間に発生する磁界の０次項成分によって補償する補償手段と、を具備することを特徴とする磁界形成装置である。
【０００７】
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、空間を挟んで互いに対向するようにヨークによって支持された１対の磁石を有し前記空間に静磁界を形成する磁界形成手段と、前記静磁界の２次項成分を、前記空間にその中心に関して対称的に配置された１対の円線輪コイルが前記空間に発生する磁界の２次項成分によって補正する補正手段と、前記１対の円線輪コイルによる前記空間の磁界の０次項成分を、前記ヨークに巻かれたコイルが前記空間に発生する磁界の０次項成分によって補償する補償手段と、前記空間におけるスピンが生じる磁気共鳴信号を獲得する信号獲得手段と、前記獲得した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【０００８】
上記各観点での発明では、空間を挟んで互いに対向するようにヨークによって支持された１対の磁石が形成する静磁界の不均一誤差を補正するにあたり、静磁界の２次項成分を、静磁界空間の中心に関して対称的に配置された１対の円線輪コイルが発生する磁界の２次項成分によって補正するとともに、１対の円線輪コイルによる磁界の０次項成分を、ヨークに巻かれたコイルが発生する磁界の０次項成分によって補償する。
【０００９】
ヨークに巻かれたコイルが発生する磁界の２次項成分は、１対の円線輪コイルが発生する磁界の２次項成分に比べて十分に小さいので、１対の円線輪コイルによる２次項成分の補正効果を減殺することがない。したがって、能率良く静磁界の２次項成分を補正することができる。それと同時に、１対の円線輪コイルの磁界の０次項成分が静磁界におよぼす影響も適切に除去される。
【００１０】
前記１対の円線輪コイルによる前記空間の磁界を感知する感知手段と、前記感知した磁界に基づいて前記補償手段を制御する制御手段とを具備することが、０次項成分の補正を適正に行う点で好ましい。
【００１１】
前記空間の静磁界に勾配を付与するための１対の勾配コイルが前記１対の磁石の磁極面にそれぞれ設けられ、前記１対の円線輪コイルが前記１対の勾配コイルの外周に沿ってそれぞれ設けられていることが、１対の円線輪コイルを設けたことによる磁石間の距離の増大を抑制する点で好ましい。
【００１２】
前記ヨークは、垂直ヨークとその両端から水平に延びて互いに対向する１対の水平ヨークとを有することが、静磁界空間を適切に形成する点で好ましい。
前記１対の水平ヨークの互いに対向する面に前記１対の磁石がそれぞれ設けられていることが、垂直磁界を形成する点で好ましい。
【００１３】
前記１対の磁石はそれぞれポールピースを有することが、磁界の均一性を良くする点で好ましい。
前記垂直ヨークは前記空間の中心に関して対称的な１対のヨークであることが、水平ヨークを両持ちにする点で好ましい。
【００１４】
前記垂直ヨークに前記コイルが巻かれていることが、０次項成分補正用の磁界を適切に発生する点で好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮影装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の磁気共鳴撮影装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００１６】
同図に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ　ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場マグネット部１０２、補正コイル部１０４、勾配コイル部１０６、ＲＦコイル部１０８および補償コイル部１１４を有する。マグネットシステム１００の内部空間（ボア：ｂｏｒｅ）に、対象１がテーブル５００に搭載されて搬入および搬出される。
【００１７】
主磁場マグネット部１０２、補正コイル部１０４、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８は、いずれも空間を挟んで互いに対向する一対のものからなる。また、いずれも概ね円形の外周を有し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステム１００については後にあらためて説明する。
【００１８】
主磁場マグネット部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁界を形成する。静磁界の方向は概ね対象１の体軸方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁界を形成する。主磁場マグネット部１０２は例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成してもよい。
【００１９】
補正コイル部１０４は、静磁界の２次の不均一を補正するための磁界を生じる。すなわち、補正コイル部１０４は、静磁界の２次項成分に等しい２次項成分を逆極性で含む磁界を発生する。
【００２０】
勾配コイル部１０６は、互いに垂直な３軸すなわちスライス（ｓｌｉｃｅ）軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁界強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。
【００２１】
スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場ともいう。位相軸方向の勾配磁場を位相エンコード（ｐｈａｓｅ　ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場ともいう。周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト（ｒｅａｄ　ｏｕｔ）勾配磁場ともいう。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６は後述する３系統の勾配コイルを有する。以下、勾配磁場を単に勾配ともいう。
【００２２】
ＲＦコイル部１０８は静磁界空間に対象１の体内のスピン（ｓｐｉｎ）を励起するためのＲＦパルス（ｒａｄｉｏ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｐｕｌｓｅ）を送信する。ＲＦコイル部１０８は、また、励起されたスピンが生じる磁気共鳴信号を受信する。ＲＦコイル部１０８は、送信と受信を同一のコイルで行うものでも別々なコイルで行うものでもどちらでもよい。
【００２３】
補償コイル部１１４は、補正コイル部１０４が発生する磁界の０次項成分を補償するための磁界を生じる。すなわち、補償コイル部１１４は、補正コイル部１０４が発生する磁界の０次項成分に等しい逆極性の０次項成分を持つ磁界を発生する。
【００２４】
補正コイル部１０４には電流供給部１１０が接続されている。電流供給部１１０は、補正コイル部１０４に電流を供給して補正用の磁界を発生させる。補償コイル部１１４には電流供給部１２０が接続されている。電流供給部１２０は、補償コイル部１１４に電流を供給して補償用の磁界を発生させる。
【００２５】
勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００２６】
ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦパルスを送信し、対象１の体内のスピンを励起する。
【００２７】
ＲＦコイル部１０８にはデータ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は、ＲＦコイル部１０８が受信した受信信号をサンプリング（ｓａｍｐｌｉｎｇ）によって取り込み、それをディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ　ｄａｔａ）として収集する。
【００２８】
電流供給部１１０，１２０、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０には制御部１６０が接続されている。制御部１６０は、電流供給部１１０および１２０を制御して静磁界の不均一を補正する。制御部１６０は、また、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０を制御して撮影を遂行する。
【００２９】
制御部１６０は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等を用いて構成される。制御部１６０は図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）を有する。メモリは制御部１６０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。制御部１６０の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００３０】
勾配コイル部１０６、ＲＦコイル部１０８、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０からなる部部は、本発明における信号獲得手段の実施の形態の一例である。
【００３１】
データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ収集部１５０が収集したデータがデータ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。データ処理部１７０は図示しないメモリを有する。メモリはデータ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。
【００３２】
データ処理部１７０は制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０は制御部１６０の上位にあってそれを統括する。本装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。
【００３３】
データ処理部１７０は、データ収集部１５０が収集したデータをメモリに記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。このデータ空間は２次元フーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間を構成する。以下、フーリエ空間をｋスペース（ｋ−ｓｐａｃｅ）ともいう。データ処理部１７０は、ｋスペースのデータを２次元逆フ−リエ変換することにより対象１の画像を再構成する。データ処理部１７０は、本発明における画像生成手段の実施の形態の一例である。
【００３４】
データ処理部１７０には表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ　ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。操作部１９０はポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００３５】
表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。使用者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。
【００３６】
図２に、磁気共鳴撮影に用いるパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、スピンエコー（ＳＥ：ＳｐｉｎＥｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００３７】
すなわち、（１）はＳＥ法におけるＲＦ励起用の９０°パルスおよび１８０°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、９０°パルスおよび１８０°パルスはそれぞれ中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００３８】
同図に示すように、９０°パルスによりスピンの９０°励起が行われる。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。９０°励起から所定の時間後に、１８０°パルスによる１８０°励起すなわちスピン反転が行われる。このときもスライス勾配Ｇｓが印加され、同じスライスについての選択的反転が行われる。
【００３９】
９０°励起とスピン反転の間の期間に、リードアウト勾配Ｇｒおよびフェーズエンコード勾配Ｇｐが印加される。リードアウト勾配Ｇｒによりスピンのディフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）が行われる。フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。
【００４０】
スピン反転後、リードアウト勾配Ｇｒでスピンをリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）してスピンエコーＭＲを発生させる。スピンエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータ（ｖｉｅｗ　ｄａｔａ）として収集される。このようなパルスシーケンスが周期ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ）で６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００４１】
磁気共鳴撮影用パルスシーケンスの他の例を図３に示す。このパルスシーケンスは、グラディエントエコー（ＧＲＥ：Ｇｒａｄｉｅｎｔ　Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００４２】
すなわち、（１）はＧＲＥ法におけるＲＦ励起用のα°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、α°パルスは中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００４３】
同図に示すように、α°パルスによりスピンのα°励起が行われる。αは９０以下である。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。
【００４４】
α°励起後、フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、リードアウト勾配Ｇｒによりまずスピンをディフェーズし、次いでスピンをリフェーズして、グラディエントエコーＭＲを発生させる。グラディエントエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータとして収集される。このようなパルスシーケンスが周期ＴＲで６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００４５】
図２または図３のパルスシーケンスによって得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。なお、パルスシーケンスはＳＥ法またはＧＲＥ法に限るものではなく、例えばファーストスピンエコー（ＦＳＥ：ＦａｓｔＳｐｉｎ　Ｅｃｈｏ）法やエコープラナーイメージング（ＥＰＩ：Ｅｃｈｏ　Ｐｌａｎａｒ　Ｉｍａｇｉｎｇ）等、他の適宜の技法のものであってよいのはいうまでもない。データ処理部１７０は、メモリに収集したビューデータに基づいて画像を再構成する。
【００４６】
図４に、マグネットシステム１００の模式的構成を部分的な断面図によって示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の磁界形成装置に関する実施の形態の一例が示される。また、本装置に対して行われる静磁界補正方法によって、本発明の磁界補正方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００４７】
同図に示すように、マグネットシステム１００は１対の水平ヨーク（ｙｏｋｅ）２０２および１対の垂直ヨーク２０４を有する。水平ヨーク２０２は概ね板状の外形を有する。図ではその厚みを示す。垂直ヨーク２０４は概ね柱状の外形を有する。図ではその太さを示す。１対の水平ヨーク２０２および１対の垂直ヨーク２０４からなる部分は、本発明におけるヨークの実施の形態の一例である。
【００４８】
１対の水平ヨーク２０２は、空間を挟んで互いに対向するように１対の垂直ヨーク２０４によって支持されている。水平ヨークがこのように構成されていることにより、静磁界空間を適切に形成することができる。各ヨークは、例えば軟鉄等の磁性材料で構成され、次に述べる磁石のための磁気回路を形成している。なお、１対の垂直ヨーク２０４はいずれか一方を省略してもよい。ただし、１対の垂直ヨークで水平ヨークを両持ちにするほうが、構造的に堅固にするのが容易である。
【００４９】
１対の水平ヨーク２０２の互いに対向する面には、１対の磁石１２２がそれぞれ設けられている。これら磁石１２２の外形は概ね円板状である。図ではその厚みを示す。１対の磁石１２２は厚み方向に同じ極性で磁化されている。このようにすることにより、垂直磁界が形成される。
【００５０】
磁石１２２は例えば永久磁石である。磁石１２２は、本発明における磁石の実施の形態の一例である。１対の水平ヨーク２０２、１対の垂直ヨーク２０４および１対の磁石１２２からなる部分は、本発明における磁界形成手段の実施の形態の一例である。
【００５１】
１対の磁石１２２の、水平ヨーク２０２とは反対側の磁極に、１対のポールピース（ｐｏｌｅ　ｐｉｅｃｅ）１２４がそれぞれ設けられている。ポールピース１２４は、例えば軟鉄等の磁性材料で構成され、磁石１２２に対する整磁板となり、静磁界を均一化している。これらポールピース１２４の外形も概ね円板状であり、図ではその厚みを示す。なお、ポールピース１２４は周縁部が、磁石１２２とは反対側に隆起し、この隆起で囲まれた部分がポールピース１２４の凹部となっている。ポールピース１２４は、本発明におけるポールピースの実施の形態の一例である。
【００５２】
ポールピース１２４の凹部に、補正コイル部１０４、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８が収容されている。勾配コイル部１０６とＲＦコイル部１０８は、勾配コイル部１０６を底側として積層されている。勾配コイル部１０６は、本発明における勾配コイルの実施の形態の一例である。
【００５３】
補正コイル部１０４は、勾配コイル部１０６の周辺に沿ってそれを取り巻くように設けられている。補正コイル部１０４は、円線輪コイルであり、勾配コイル部１０６と同心円をなす。補正コイル部１０４は、本発明における円線輪コイルの実施の形態の一例である。以下、補正コイル部を円線輪コイルともいう。
【００５４】
円線輪コイル１０４をこのように配置することにより、円線輪コイル１０４の厚みを勾配コイル部１０６の厚みの中に吸収することが可能となる。これによって、円線輪コイル１０４を設けることによる磁極間距離の増大を回避することができる。磁極間距離の増大は、同一強度の磁界を得るのにより強力な磁石を必要とする事態を招くが、磁極間距離の増大が回避できるのでそのような事態は生じない。
【００５５】
１対の円線輪コイル１０４は、静磁界空間の中心すなわちマグネットシステムＣに関して互いに対称的に配置される。１対の円線輪コイル１０４には、電流供給部１１０から供給された同極性の電流が流れる。電流の値は静磁界の２次項成分を相殺するように調整されている。円線輪コイル１０４および電流供給部１１０からなる部分は、本発明における補正手段の実施の形態の一例である。
【００５６】
補償コイル部１１４は、マグネットシステム１００の１対の垂直ヨーク２０４に巻かれた１対のソレノイドコイル（ｓｏｌｅｎｏｉｄ　ｃｏｉｌ）となっている。以下、補償コイル部をソレノイドコイルともいう。
【００５７】
ソレノイドコイル１１４は、電流供給部１２０から供給される電流によって垂直ヨーク２０４に起磁力を生じる。この起磁力に基づく磁界が、静磁界空間に生じる。ソレノイドコイル１１４を垂直ヨークに巻くことにより、その起磁力による磁界を静磁界空間に適正に発生させることができる。
【００５８】
この磁界は円線輪コイル１０４が生じる磁界と逆極性となるように、ソレノイドコイル１１４の電流方向が定められる。また、電流値は、ソレノイドコイル１１４の起磁力による磁界の０次項成分が、円線輪コイル１０４の磁界の０次項成分と等しくなるように設定される。これによって、円線輪コイル１０４の磁界の０次項成分の静磁界への影響が除去される。ソレノイドコイル１１４および電流供給部１２０からなる部分は、本発明における補償手段の実施の形態の一例である。
【００５９】
なお、仮に０次項成分の静磁界への影響が完全に除去できなかったとしても、ＲＦパルスの周波数調整によって対応可能な範囲であるならば問題を回避することは容易である。また、１次項成分については、勾配コイル部１０６が発生する勾配磁場によって補正可能である。
【００６０】
一方、２次項成分に関しては、ソレノイドコイル１１４の起磁力によりヨークを通じて静磁界空間に生じる磁界の２次項成分が円線輪コイル１０４の磁界の２次項成分に比べて十分に小さいので、円線輪コイル１０４による静磁界の２次項成分補正に影響をおよぼさない。したがって、円線輪コイル１０４による静磁界の２次項成分補正を能率良く行うことができる。
【００６１】
周囲温度の変化や特性の経年変化等によって、静磁界の均一度が変化することがある。そのような場合には、データ処理部１７０による管理下で、制御部１６０により電流供給部１１０，１２０を制御して均一度調整が行われる。
【００６２】
均一度調整にあたり、まず、静磁界の不均一度が求められる。不均一度は、例えば、静磁界空間におけるスピンの位相マップ（ｍａｐ）等からデータ処理部１７０によって求められる。位相マップは対象１あるいは標準物体を磁気共鳴撮影した画像から求められる。このようにして求めた静磁界の不均一を、円線輪コイル１０４に供給する電流を新たな値に変更することによって補正する。
【００６３】
電流の変更にともなって０次項成分も変わってくる。０次項成分の変化は、補正効果確認のために撮影した位相マップに反映するので、それに基づいてソレノイドコイル１１４に供給する電流を調整し、０次項成分の変化の影響を除去する。これによって、０次項成分の除去を適正に行うことができる。
【００６４】
位相マップに基づいて０次項成分の変化を感知するデータ処理部１７０は、本発明における感知手段の実施の形態の一例である。感知結果に基づいて電流供給部１２０の電流を調節する制御部１６０は、本発明における制御手段の実施の形態の一例である。
【００６５】
以上、好ましい実施の形態の例に基づいて本発明を説明したが、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者は、上記の実施の形態の例について、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更や置換等をなし得る。したがって、本発明の技術的範囲には、上記の実施の形態の例ばかりでなく、特許請求の範囲に属するすべての実施の形態が含まれる。
【００６６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、能率良く静磁界の２次項成分を補正する方法、２次項成分が能率良く補正された静磁界を形成する装置、および、そのような磁界形成装置を備えた磁気共鳴撮影装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】撮影のパルスシーケンスを示す図である。
【図３】撮影のパルスシーケンスを示す図である。
【図４】マグネットシステムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１００　マグネットシステム
１０２　主磁場マグネット部
１０４　補正コイル部
１０６　勾配コイル部
１０８　ＲＦコイル部
１１４　補償コイル部
１１０，１２０　電流供給部
１３０　勾配駆動部
１４０　ＲＦ駆動部
１５０　データ収集部
１６０　制御部
１７０　データ処理部
１８０　表示部
１９０　操作部
５００　テーブル
２０２　水平ヨーク
２０４　垂直ヨーク
【図１】
2004081493.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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