(57)【要約】【課題】  ＭＲＩの磁場発生器の中心磁場を調整する。【解決手段】  本発明の１つの実施形態は、中心磁場を有する磁場発生器システム（７００、８００）に関する。この実施形態は、対向する支柱部（７１０）と、対向する支柱部（７１０）に接続される対向するヨーク（７２０、８２０）とを備え、支柱部（７１０）の少なくとも１つはスペーサ（７７２）を有する。少なくとも１つの永久磁石ブロック（７３０）は、対向するヨーク（７２０、８２０）の少なくとも１つに接続される。更に、少なくとも１つのスペーサ（７７２）は、支柱部、ヨーク、及び／又は永久磁石ブロックの少なくとも１つに形成される。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心磁場を有する磁場発生器システム（７００、８００）であって、
対向する支柱部（７１０）と、
前記支柱部の少なくとも１つがスペーサ（７７２）を有し、該対向する支柱部（７１０）に接続される対向するヨーク（７２０、８２０）と、
前記対向するヨーク（７２０、８２０）の少なくとも１つに接続される少なくとも１つの永久磁石ブロック（７３０）と、
前記支柱部（７１０）、前記ヨーク（７２０、８２０）、及び前記永久磁石ブロック（７３０）の少なくとも１つにおいて形成される少なくとも１つのスペーサ（７７２）と、
を備える発生器（７００、８００）。
【請求項２】
前記少なくとも１つのスペーサ（７７２）が、前記対向するヨーク（７２０、８２０）の少なくとも１つに形成される少なくとも１つのスロット（７７０、８７０）を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム（７００、８００）。
【請求項３】
前記少なくとも１つのスペーサ（７７２）が、前記対向するスロットの少なくとも１つの対向する端部に形成される少なくとも１つのスロット（７７０、８７０）を含むことを特徴とする請求項２に記載のシステム（７００、８００）。
【請求項４】
前記スペーサ（７７２）が、前記対向するヨーク（７２０、８２０）の各々に形成される少なくとも１つのスロット（７７０、８７０）を含むことを特徴とする請求項２に記載のシステム（７００、８００）。
【請求項５】
前記スペーサ（７７２）が、前記対向するヨーク（７２０、８２０）の少なくとも１つに形成される複数のスロット（７７０、８７０）を含むことを特徴とする請求項２に記載のシステム（７００、８００）。
【請求項６】
前記スペーサ（７７２）が、前記ヨーク（７２０、８２０）の少なくとも１つに形成される対称的パターンのスロット（７７０、８７０）を含むことを特徴とする請求項５に記載のシステム（７００、８００）。
【請求項７】
前記スペーサ（７７２）が、前記ヨーク（７２０、８２０）の少なくとも１つの中に形成される非対称的パターンのスロット（７７０、８７０）を含むことを特徴とする請求項５に記載のシステム（７００、８００）。
【請求項８】
前記複数のスロット（７７０、８７０）の少なくとも２つが異なるサイズであることを特徴とする請求項５に記載のシステム（７００、８００）。
【請求項９】
永久磁石システム（７００、８００）の中心磁場を調整する方法（５００、６００）であって、
中心磁場（５１０、６１０）に必要とされる調整を判断する段階と、
永久磁石システム（７００、８００）内の少なくとも１つのスペーサ（７７２）を用いて中心磁場（５２０、６２０）を調整する段階と、
を含む方法。
【請求項１０】
前記スペーサ（７７２）が、永久磁石システム（７００、８００）内に少なくとも１つのスロット（７７０、８７０）を形成する段階を含む請求項９に記載の方法（５００、６００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、永久ＭＲＩ磁場発生器に関する。より具体的には、本発明の実施形態は、永久ＭＲＩ磁場発生器の中心磁場を調整する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高度に均一な中心磁場は、一般に、医療装置として用いられる磁気共鳴イメージング（或いは「ＭＲＩ」とも呼ばれる）用に好適であることを理解されたい。現在利用可能な（メンテナンスの少ない）ＭＲＩシステムは、永久磁場発生器を含み、これは所定のスペース（或いは「イメージングボリューム」と呼ばれる）に中間レンジの均一磁場（０．２〜０．５テスラ）を生成する。公知の永久磁場発生器は通常、他の鉄製部品と共に多数の小型永久磁石ブロック（例えばＮｄＦｅＢ）を用いて１つの磁性体又は磁極片を形成し、イメージングボリューム内に高度に均一な所望の中心磁場が得られる。
【０００３】
中心磁場の精度は、ＭＲＩシステム又は装置に用いられる磁石、従って、ＭＲＩ装置のイメージング画質全体に対する重要なパラメータの１つであることを理解すべきである。更に、ＭＲＩシステム又は装置に用いられる特定の磁石において、中心磁場は安定していなければならず、通常は、高画質のイメージを生成するように小さな範囲内に止まっており（すなわち許容範囲が極めて小さい）、こうしたばらつきは、無線周波数（或いは「ＲＦ」とも呼ばれる）コイルの調整機能のような要因に起因する可能性があることは公知である。例えば、０．３５テスラＭＲＩシステムにおいて、システムが高画質の医療画像を生成するためには、中心磁場は通常０．３４９５〜０．３５１０テスラの範囲内にあることが必要である。
【０００４】
１つ又はそれ以上の磁性部材を組み立てて、目標中心磁場を有するＭＲＩシステムに用いられる磁石を形成することは非常に困難であることを理解すべきである。これは、中心磁場が幾つかの要因によって変化することに起因し、この要因には、限定ではないが、材料の物理的許容誤差、材料の物理的特性の変動、磁気相互作用力、組立許容誤差、工程変動などが含まれる。ＭＲＩシステムの組立後には、ＭＲＩの中心磁場は中心値からずれることが知られている。多くの場合、ＭＲＩシステムの磁場は、所望の中心磁場を達成するために調整する必要がある。
【０００５】
組立後に永久磁石を調整できるＭＲＩシステムを提供することにより、より多くの永久磁石ブロックをＭＲＩシステムに組み込むことが可能であり、中心磁場が所望の設計値を下回ると判定された場合に、設置後に永久磁石を調整可能であることにより中心磁場を引き上げるか、又は別の方法で調整することができる。
【０００６】
所望の中心磁場を得るために１つ又はそれ以上の永久ブロックを追加することが知られている。しかしながら、磁性部品間の大きな反発磁力により、磁化ブロックは該ブロックを挿入して固定した後は隣接部品に接着されるか、又はヨークにクランプ固定されるかのいずれかが多いため、組み込まれた磁化ブロックを取り出すのは非常に困難（場合によっては不可能）である。
【０００７】
更に、より多くの永久ブロックを組み込むことにより、永久磁石ブロックの一部分だけではなく、中心磁場を所望通りに個々に調整することができる。しかしながら、例えば、システムは７０ガウスの増加を必要としている場合、各永久磁石ブロックは４５ガウスだけ磁場が増加する。この状況において、１組又は２組のブロックを追加しても所望の中心磁場は達成されない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の実施形態は、永久磁石を組み込むＭＲＩの磁場発生器の中心磁場を調整する。本発明の少なくとも１つの実施形態は、機械的設計を用いるＭＲＩ磁場発生器に用いられるイメージングボリューム内の磁場を調整する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの実施形態は、中心磁場を有する磁場発生器システムに関する。この実施形態は、対向する支柱部と、対向する支柱部に接続される対向するヨークとを含み、支柱部の少なくとも１つはスペーサを有する。少なくとも１つの永久磁石ブロックが、対向するヨークの少なくとも１つに接続される。更に、少なくとも１つのスペーサが、支柱部、ヨーク、及び／又は永久磁石ブロックの少なくとも１つに形成される。
【００１０】
本発明の１つ又はそれ以上の実施形態において、少なくとも１つのスペーサは、対向するヨークの少なくとも１つに形成される少なくとも１つのスロットを含む。少なくとも１つのスペーサは更に、対向するスロットの少なくとも１つ、対向する端部に形成される少なくとも１つのスロットと、対向するヨークの各々に形成される少なくとも１つのスロットとを含むことができる。更に、スペーサは、対向するヨークの少なくとも１つに対称的パターン又は非対称的パターンで形成される複数のスロットを含むことができると考えられる。複数のスロットの少なくとも２つは、異なるサイズ及び／又は形状であると更に考えられる。
【００１１】
少なくとも１つの実施形態において、少なくとも１つのスペーサは、例えば鋼プレートなどの少なくとも１つのプレートを含み、１つのスロットの少なくとも１つに少なくとも途中まで挿入されるように適合される。スペーサは複数のプレートを含み、プレートの少なくとも２つは異なる材料から成ることが考えられる。また、少なくとも１つのプレートは、対向するヨークと同じ材料か又は異なる材料から構成されると考えられる。
【００１２】
本発明の１つの実施形態は、永久磁石システムの中心磁場を調整する方法を含む。少なくともこの実施形態において、この方法は、中心磁場に必要な調整か否かを判定する段階と、永久磁石システム内の少なくとも１つのスペーサを用いて中心磁場を調整する段階とを含む。
【００１３】
この方法の１つ又はそれ以上の実施形態は、少なくとも１つのスペーサを用いる中心磁場を調整する段階を含み、該調整段階が２つの対向するヨークの少なくとも１つに少なくとも１つのスロットを形成する段階を含む。中心磁場を調整する段階は更に、対向するスロットの少なくとも１つの対向する端部に少なくとも１つのスロットと、形成時に対向するヨークの各々に形成される少なくとも１つのスロットとを形成する段階を含む。中心磁場を調整する段階は、対向するヨークの少なくとも１つに対称的パターン又は非対称的パターンで形成される複数のスロットを形成する段階を含むことが更に考えられる。中心磁場を調整する段階は、複数のスロットを形成する段階を含み、複数のスロットの少なくとも２つのスロットは異なるサイズ及び／又は形状からなることが更に考えられる。
【００１４】
少なくとも１つ実施形態において、少なくとも１つのスペーサを用いる中心磁場を調整する段階は、例えば鋼プレートなどの少なくとも１つのプレートをスロットの少なくとも１つに少なくとも途中まで挿入する段階を含む。１つの実施形態において、鋼プレートはスロット内へ完全に挿入される。少なくとも１つのスペーサを用いる磁場を調整する段階は、複数のプレートを１つ又は複数のスロットへ少なくとも途中まで挿入する段階を含み、プレートの少なくとも２つは同じか又は異なる材料からなると更に考えられる。また、少なくとも１つのプレートが対向するヨークと同じか又は異なる材料から構成されると考えられる。複数のプレートが用いられる場合、１つ又は複数のプレートはスロット内へ途中まで挿入することができ、一方では、１つ又は複数のプレートはスロット内へ完全に挿入することができる。更に、中心磁場を調整する段階が複数のプレートを含み、複数のプレートの少なくとも２つのプレートが異なるサイズ及び／又は形状であると考えられる。
【００１５】
本発明の更に別の実施形態は、ＭＲＩ装置の永久磁石システムの中心磁場を調整する方法を含む。この実施形態において、この方法は、中心磁場に必要な調整を判定する段階と、永久磁石システム内の少なくとも１つのスペーサを用いて中心磁場を調整する段階とを含む。この実施形態において、この方法は更に、調整が十分であるか否かを判定する段階を含む。
【００１６】
この方法の１つ又は複数の実施形態は、少なくとも１つのスペーサを用いる中心磁場を調整する段階を含み、該調整段階は２つの対向するヨークの少なくとも１つに少なくとも１つのスロットを形成する段階を含む。中心磁場を調整する段階は更に、対向するスロットの少なくとも１つの対向する端部に少なくとも１つのスロットと、形成時に対向するヨークの各々に形成される少なくとも１つのスロットとを形成する段階を含むことができる。更に、中心磁場を調整する段階は、対向するヨークの少なくとも１つに対称的パターン又は非対称的パターンで形成される複数のスロットを形成する段階を含むことができると考えられる。更に、中心磁場を調整する段階は、異なるサイズ及び／又は形状からなる複数のスロットの少なくとも２つを形成する段階を含むと考えられる。
【００１７】
少なくとも１つの実施形態において、少なくとも１つのスペーサを用いる中心磁場を調整する段階は、例えば鋼プレートなどの少なくとも１つのプレートをスロットの少なくとも１つへ少なくとも途中まで挿入する段階を含む。更に、少なくとも１つスペーサを用いる中心磁場を調整する段階は、複数のプレートを１つ又はそれ以上のスロットへ少なくとも途中まで挿入する段階を含み、プレートの少なくとも２つが同じか又は異なる材料から構成されると考えられる。また、少なくとも１つのプレートは、対向するヨークと同じか又は異なる材料から構成されると考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
上述の発明の開示並びに本発明の特定の実施形態の以下の詳細な説明は、添付図面と共に読めばより理解されるであろう。しかしながら、本発明は添付図面に示される装置及び手段に限定されないことを理解されたい。
【００１９】
本発明の実施形態は、ＭＲＩの磁場発生器に関する。より具体的には、本発明の実施形態は、永久磁石を組み込むＭＲＩの磁場発生器の中心磁場を調整するシステム及び方法に関する。少なくとも１つの実施形態は、機械的設計を用いるＭＲＩ磁場発生器に用いられるイメージングボリューム内の中心磁場の調整に関する。
【００２０】
図１は、全体が１００で示される磁気共鳴撮像装置、すなわちＭＲＩの主要な構成要素の一部及び数個の主要な相互接続を示す概略図である。図１の上部に示される構成要素は、全体が１０５で示される撮像装置を含み、これは走査室に配置することができる。磁石１１４は、イメージング処置のためのＢ０磁場を生成する。少なくとも１つの実施形態において、磁石１１４内の傾斜コイル１１２は、Ｘ、Ｙ、及びＺ方向におけるＢ０磁場の傾斜を生成するために含まれる。この実施形態において、ＲＦコイル１１０は、傾斜コイル１１２の中にある。ＲＦコイル１１０は、９０°又は１８０°のスピンの回転に必要なＢ１磁場を生成する。ＲＦコイル１１０はまた、体内のスピンからの信号を検出することができる。
【００２１】
少なくとも１つの実施形態において、患者は磁石１１４内に位置付けられる。走査室は、高出力ＲＦパルスが周囲環境を通って放射されるのを防ぐＲＦシールドで囲まれるのが好ましい。ＲＦシールドはまた、例えばテレビ及びラジオ局からの外部ＲＦ信号が走査室に入り、撮像装置１１５により検出されることを防ぐことができる。また、幾つかの走査室は磁場を閉じ込める磁気シールドで囲むものであってもよい。
【００２２】
少なくとも１つの実施形態において、撮像装置１１５は、コンピュータ又はＣＰＵ１２０を含み、ここでＣＰＵ１２０は撮像装置１１５の全ての構成要素を制御する。ＣＰＵ制御下のＲＦ構成要素は、無線周波数（ＲＦ）発生源及びパルスプログラマ１３０及び１２８をそれぞれ含む。該発生源１３０は所望の周波数の正弦波を発生する。パルスプログラマ１２８は、ＲＦパルスをアポダイズされた正弦パルスに成形する。ＲＦ増幅器１２６は、パルス電力をミリワットからキロワットへ増大する。また、ＣＰＵ１２０は、３つの傾斜磁場の各々の形状及び振幅を設定する傾斜パルスプログラマ１１８を制御する。傾斜増幅器１１６は、傾斜パルスの電力を傾斜コイルを駆動するのに十分なレベルまで増大する。
【００２３】
少なくとも１つの実施形態において、キーボード、マウス、又は他の制御装置はＣＰＵ１２０に対する入力を与える。イメージ・シーケンスがコンソールから選択されてカスタマイズされる。画像は表示装置上に表示され、フィルムに保存又は複写することができる。
【００２４】
磁石１１４は、磁気共鳴イメージングシステムの最も高価な構成要素であることを理解されたい。本明細書では実施形態において説明される。（注記：本出願で記載するものは永久磁石であり、超電導磁石ではない。）
傾斜コイル１１２は、上述のようにＢ０磁場に傾斜を生成する。傾斜コイルは、室温に保たれ、その構成によって所望の傾斜を生成するコイルである。傾斜コイルは、上下の磁極間の患者ギャップに対して説明される。
【００２５】
標準的な磁気共鳴座標系を想定すると、Ｂ０のＺ方向の傾斜を反ヘルムホルツ型コイルを用いて生成することができる。２つのコイルの電流は反対方向に流れ、２つのコイルの間に磁場傾斜を生成する。１つのコイルのＢ磁場がＢ０磁場に印加され、一方、他のコイルの中心のＢ磁場がＢ０磁場から差し引かれる。
【００２６】
Ｂ０磁場のＸ及びＹ傾斜は、１組の８字型コイルによって生成することができる。Ｘ軸８字型コイルは、コイルを通る電流の方向によって、Ｂ０のＸ方向に傾斜を生成する。Ｙ軸８字型コイルは、Ｂ０のＹ軸に沿って同様の傾斜をもたらす。
【００２７】
ＲＦコイル１１０は、パルスシーケンスで正味磁化を回転させるＢ１磁場を生成する。ＲＦコイル１００はまた、ＸＹ平面で処理する際に横磁化を検出する。一般に、ＲＦコイルは３つの部類に分けることができる。すなわち、１）送受信コイル、２）受信専用コイル、及び３）送信専用コイルである。送受信コイルは、Ｂ１磁場の送信器、及び撮像対象物からのＲＦエネルギの受信器として機能する。送信専用コイルは、Ｂ１磁場を生成するのに用いられ、受信専用コイルは、送信専用コイルと共に用いて、撮像対象物のスピンからの信号を検出又は受信する。
【００２８】
本発明の実施形態は、ＭＲＩの磁場発生器に関する。より具体的には、本発明の実施形態は、永久磁石を組み込むＭＲＩの磁場発生器の中心磁場を調整する方法に関する。本発明の少なくとも１つの実施形態は、機械的設計を用いるＭＲＩ磁場発生器に用いられるイメージングボリューム内の磁場を調整する方法に関する。
【００２９】
図２〜図４は、図１に示されるものと同様のＭＲＩ医療装置に用いられる公知の永久磁石システムの１つの実施形態を示す。具体的には、図２は、全体が２００で示される公知の永久磁場発生器システムの斜視図を示す。
【００３０】
図示された実施形態において、永久磁石システム２００は、対向する支柱部２１０（例えば鉄又は鋼製支柱部）と、対向するヨーク２２０（例えば鉄又は鋼製ヨーク）と、対向する永久磁石ブロック２３０（例えばＮｄＦｅＢ）と、対向する磁極片２４０とを含む１つ又は複数の構成要素を備える。この実施形態において、磁極片２４０と永久磁石ブロック２３０との間に１つの空隙２３５が示されている。この４つの構成要素及び１つの空隙のみが示されているが、より多くの又は異なる構成要素及び空隙が考えられることは理解すべきである。更に、構成要素（すなわち支柱部、ヨーク、及び磁極片）は、同じか又は異なる材料で作ることができることが考えられる。
【００３１】
図３は、図２に示されるものと同様の公知の永久磁石システムの正面図を示す。図３は、対向する支柱部３１０と、対向するヨーク３２０と、永久磁石ブロック３３０と、空隙２３５と、対向する磁極片３４０とを含む永久磁石システム３００を示す。図３は更に、磁束路又はループ３５０及び３６０を表す。
【００３２】
図４は、図２及び図３に示されるものと同様の公知の永久磁石システム４００の平面図を示す。図４は、ヨーク４２０及び磁束路４５０と４６０を示す。図示された実施形態において、磁束は、ヨーク４５０の中心４５４から対向する端部４５４及び４５６へ向かって外方へ流れるように示される。少なくとも１つの実施形態において、磁束は図３に示されるように対向するヨークに対して反対方向に流れることを理解すべきである。
【００３３】
永久磁石を理解する目的で、永久磁石システムは電気回路と比較される。永久磁石ブロックは回路の電源に相当し、一方、ヨーク、支柱部、及び磁極片は、小さな電気抵抗を有する導電体に相当する。しかしながら、磁極片間又は磁束ループ内の他の場所間の空隙は、存在する場合には大きな電気抵抗を有する。従って、中心磁場の強度は、大きな抵抗の空隙間にわたって流れる電圧電流に相当することを理解すべきである。
【００３４】
従って、固定されたシステム（すなわち固定された磁気ブロックを有するシステム）において、中心磁場は、磁束ループの生成方法と、存在する場合には磁極間及びループ内の空隙とに極めて依存する。空隙を変更又は修正すると、中心磁場を変更することができる。
【００３５】
１つの実施形態において、磁束流は、調整可能な鋼プレートを（例えば磁極片間に）挿入、追加、又は除去して、磁気ループの空隙を変更又は修正することにより永久磁石システム内で調整又は変更することができると考えられる。磁気ループにおける空隙を変更又は調整することにより、ヨーク上の選択された（及びより感度が高い）領域での磁気抵抗が増減して、中心磁場が調整される。
【００３６】
図５は、本発明の特定の実施形態による永久ＭＲＩ磁場発生器（図１に示されるものと同様のもの）における、全体が５００で示される中心磁場を調整する方法を表す高レベルのフロー図を示す。少なくとも１つの実施形態において、方法５００はステップ５１０を含み、これは中心磁場に必要とされる調整を決定する段階を含む。ステップ５２０は、少なくとも１つのスペーサを調整、修正、変更、及び／又は使用することにより中心磁場を調整する段階を含み、１つの実施形態においては、スペーサは少なくとも１つのスロット及び／又は挿入部を含む。
【００３７】
図６は、本発明の特定の実施形態による永久ＭＲＩ磁場発生器（図１に示されるものと同様）のための、全体が６００で示される中心磁場を調整する方法を表す詳細なフロー図を示す。少なくとも１つの実施形態において、方法６００はステップ６１０を含み、これは中心磁場に必要とされる調整を決定する段階を含む。
【００３８】
ステップ６２０は、中心磁場を修正するために永久磁石の少なくとも１つのスペーサに第１の調整、修正、変更、及び／又は追加を行う段階を含む。少なくとも１つの実施形態において、少なくとも１つのスペーサを調整、修正、変更、及び／又は追加する段階は、１つ又はそれ以上の挿入プレートをヨーク内の１つ又はそれ以上のスロットに挿入又は除去する段階、或いは以下で述べるように異なる磁気特性を有する異なる金属の挿入プレートを使用する段階を含む。
【００３９】
方法６００は更にステップ６３０を含み、これは調整が十分か否か（１つの実施形態で繰り返して）を判断する段階を含む。調整が十分であれば、方法６００は終了する。調整が不十分である場合には、方法６００はステップ６４０を含み、これは、永久磁場発生器において少なくとも１つのスペーサに第２の調整、修正、変更、及び／又は追加を行って中心磁場を修正することを含む。少なくとも１つの実施形態において、以下に述べるように同じか或いは異なる空隙を調整、修正、変更、及び／又は追加することができる。ステップ６５０は、調整が十分か否かを判定する段階を含む。調整が十分である場合には、方法６００は終了する。そうでなければ、十分に調整されるまで、（例えば繰り返して）調整を継続することができる。
【００４０】
図７及び図８は、本発明によるスロットを有する永久磁石を示す。具体的には、図７は、本発明の種々の実施形態による、全体が７００で示される永久磁場発生器システムの斜視図を表す。図示された実施形態において、永久磁場発生器システム７００は、対向する支柱部７１０（例えば鉄又は鋼製支柱部）と、対向するヨーク７２０（例えば鉄又は鋼製ヨーク）と、対向する永久磁石ブロック７３０（例えばＮｄＦｅＢ）と、対向する磁極片７４０とを含む。この実施形態において、空隙７３５は磁極片７４０の間に示されている。
【００４１】
本発明の少なくとも１つの実施形態において、ヨーク７２０は、少なくとも１つのスペーサ７７２を有して形成され、該スペーサは、ヨークの機械的構造の完全性を損なうことなく、そこに形成され或いは切り込まれた少なくとも１つのスロット７７０を含む。１つのスロット７７０だけを述べているが、複数のスロットが考えられることは理解すべきである。例えば、対向するヨーク７２０の両端部上に８つのスロット７７０（図７には７つのスロットだけが示されている）が形成される。また、スロット７７０は、１つのヨークの一方端、１つのヨークの両端、両ヨークの一方端、又は両ヨークの両端上に対称的パターン又は非対称的パターンで形成することができることが考えられる。更に、１つ又は複数のスロットが異なるサイズ及び／又は形状からなるものとすることができると考えられる。
【００４２】
１つの実施形態において、スペーサ７７２は更に、少なくとも全体又は部分的にヨーク７２０の少なくとも１つのスロット７７０と結合されるか、或いは該スロット７７０に挿入される少なくとも１つのプレート７７４を含む。１つの実施形態において、１つのプレート７７４は、対向するヨークの１つの一方端のみに形成される１つのスロット７７０だけに結合される。しかしながら、他の実施形態において、１つより多いプレート７７４は1つよりも多いスロット７７０と結合することができ、該プレート７７４は、同じか又は異なるサイズ、同じか又は異なる形状、或いは同じか又は異なる数である。例えば、あるヨーク７７０のスロット７７０と共に用いられるプレート７７４が他のヨークのものより多いものとすることができ、或いは、あるヨークのプレート７７４が、他のヨークのものより大きいか又は異なる形状とすることができる。スペーサ７７２を（例えば１つ又はそれ以上のプレート７７４を除去することで）形成すると、新たな空隙を生成するか或いは空隙の量又は領域が増加することにより空隙の量が増加するか或いは空隙の量に影響を及ぼす。空隙の量が生成され又は増加すると、１つ又はそれ以上の磁束ループを意図的に修正又は変更し、従って、永久磁石システムの中心磁場が変更又は修正される。
【００４３】
図３及び図４は、上述のような典型的な永久磁石の磁束を示す。１つ又はそれ以上のプレート又はスペーサを１つ又はそれ以上のヨークから除去すると、１つ又はそれ以上の空隙が変更又は追加され、従って磁束路又はループに影響を与えるか、又はこれが修正される。磁束又はループは、図３に示される経路を主に流れるが、しかしながら、図８に示されるような鋼製ヨークの磁束路は大きく異なる。
【００４４】
図８は、４つのスロット８７０が中に形成されたヨーク８２０を有する永久磁石８００を示す。この実施形態において、スロット８７０（プレート有り又は無し）は、図示のように磁束８５０及び８６０に影響を及ぼし、又はこれを修正する。すなわち、少なくともこの実施形態において、磁束路はスロット８７０の周りを流れる傾向にある。スロット８７０は、図２と図８の間の磁束の変化によって示されるように、中心磁場に（例えば７６ガウス程度）影響を及ぼすことができることは理解すべきである。図示の実施形態においては、例えば、空隙を生成するのに２ｃｍ×５ｃｍの鋼プレートが用いられた。
【００４５】
空隙の拡張及び／又はヨークの選択位置へのスロットの追加を含む構造の修正は、磁場強度を変化させることができると考えられる。また、異なる磁気特性を有する異なる材料（例えば異なる鋼）を用いると、調整能力もまた修正される可能性があると考えられる。例えばＣ１０２０鋼は、Ｃ１００６鋼又は他の金属の代わりに使用することができる。
【００４６】
一般に、組立ＭＲＩシステムの磁場強度は連続的である。ＭＲＩシステムの磁場強度の調整を行うことにより磁場が所望通りに良好に回転することができるが、これはスペーサを意図して部分的に挿入することにより調整することができるからである。更に、例えば短い鋼スペーサなどの異なる材料のスペーサを用いること、又は異なる複数の材料又はその組合せを用いることができる。
【００４７】
ＭＲＩに用いられる磁石システムにおいて、中心磁場は特定の磁場ウィンドウに適合させる必要があるだけでなく、高度な磁場均一性（すなわち、又は高調波が小さい）を有するべきであると考えられる。少なくとも１つの実施形態において、スペーサはヨーク上に対称的に追加することができる。すなわち、スペーサを上下、左右、及び／又は前後に追加することができる。また鋼プレートは、特定の調波を低減又は除去するために、意図的に非対称に設置することができる。実施例として、ＭＲＩシステムの底部側における磁場強度がイメージングボリューム内の上部側より高いと判定される場合には、鋼スペーサを上部ヨークに追加して、中心磁場及び高調波の双方を調整することができる。例えば、中心磁場が０．２１５テスラの磁石システムにおいて、スペーサが上部ヨークに追加された場合には、中心磁場及び直径４０ｃｍ球を横断するＺ１傾斜の正味の影響は、５５ガウス及び３４００ｐｐｍである。更に、左右間のある程度の量の磁場不均衡を調整することができ、イメージングボリュームの前後についても同様である。
【００４８】
本発明の１つ又はそれ以上の実施形態は、中心磁場のより大きな調整機能を提供する。組立永久ブロックの位置は、磁石中心に対して正確に調整され、設計仕様に適合させることができる。
【００４９】
少なくとも１つの実施形態は、異なる磁石システムに適するように適合させることができる。１つ又はそれ以上の実施形態の調整能力は、例えば、スペーサ（すなわちスロット及び／又はプレート）サイズ、スペーサ形状、スペーサ材料、スペーサ数、及びスペーサ位置（すなわち、１つ又は全てのヨークの中央、端部、両端部）といった１つ又はそれ以上の方法を用いることにより異なるシステムに調整することができる。また、中心磁場の歪みは、対向するヨークの１つ又は双方の一方端のみ、或いは一方又は双方いずれかのヨークの対向する端部に対称的なパターンのスペーサを用いて調整することができると考えられる。例えば、対称的パターンのスペーサは、対向するヨークの１つの一方端、対向するヨークの１つの両端、対向する別のヨークの同じ端部、或いは対向する別のヨークの異なる端部に形成することができると考えられる。更に、同じか又は異なる対称的パターンを両方の端部又はヨークで繰り返すことができると考えられ、或いは対称的パターンを異なる端部又はヨークで異なるようにすることができると考えられる。更に、全てのスペーサは同じか又は異なるサイズ、形状、及び／又は材料とすることができると考えられる。
【００５０】
スペーサを磁石システムの前面、後面、及び／又は側面で用いることは、正確に用いるとある程度のレベルの磁場高調波調整機能を提供することができると、更に考えられる。更に、スペーサの意図的な非対称パターン（すなわちスロット及び／又はプレート）を用いて、特定の磁場高調波を除去することができる。例えば、スペーサの非対称的パターンは、対向するヨークの１つの一方端、対向するヨークの１つの両端、対向する別のヨークの同じ端部、又は対向する別のヨークの異なる端部に形成することができると考えられる。同じか又は異なる非対称的パターンを両方の端部又はヨークで繰り返すことができると考えられ、或いは非対称的パターンを異なるようにすることができると更に考えられる。全てのスペーサは、同じか又は異なるサイズ、形状、及び／又は材料とすることができると更に考えられる。
【００５１】
本発明を特定の実施形態に関して説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更がなされ、均等物で置き換えることができることは、当業者であれば理解されるであろう。更に、本発明の範囲から逸脱することなく、その教示に対して特定の状況又は材料に適合するように多くの変更を行うことができる。従って、本発明は開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の請求項の範囲に包含される全ての実施形態を含むものであることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態による永久ＭＲＩ磁場発生器のブロック図。
【図２】公知の永久磁石の斜視図。
【図３】磁束路を表す図２に示されるものと同様の公知の永久磁石の側面図。
【図４】磁束路を表す図２及び図３に示されるものと同様の公知の永久磁石の平面図。
【図５】本発明の特定の実施形態による永久ＭＲＩ磁場発生器（図１に示されるものと同様）の中心磁場を調整する方法を表す高レベルフロー図。
【図６】本発明の特定の実施形態による永久ＭＲＩ磁場発生器（図１に示されるものと同様）の中心磁場を調整する方法を表す詳細フロー図。
【図７】本発明の種々の実施形態によるヨークに形成されるスペーサを有する永久磁石の斜視図。
【図８】本発明の種々の実施形態による図７に示されたものと同様のヨークに切り込まれる又は形成されるスロットを具備し、磁束路を表した永久磁石の平面図。
【符号の説明】
【００５３】
７００  永久磁場発生器システム
７１０  支柱部
７２０  ヨーク
７３０  永久磁石ブロック
７３５  空隙
７４０  磁極片
７７０  スロット
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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