(57)【要約】ＭＲＩスキャナは、時間的に一定な（Ｂｏ）磁場を検査領域（１０）に生成し、周辺磁場も生成する。周辺磁場は、検査領域からの距離と共に強度が減少する傾向にあり、５ガウス・ライン（７０，７０’）および１ガウス・ライン（７４）を含む。垂直磁場における５ガウス・ラインは、上側および下側極アセンブリ（１２，１４）の上側および下側で３ないし４メートル以上に伸び得る。上側および下側極アセンブリ（１２，１４）の上側および下側に、反対の磁性を有する永久磁石（７２，７６）を配置することによって、周辺磁場は変形および制御され、スキャナ上の５ガウス・ラインの距離（ｄ）を約２メートルに減少させ、鉄のフラックス復帰経路（２４）の鉄材料の量を減少させる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴装置であって：
検査領域に対して時間的に一定な主要磁場と、前記主要磁場の外側周辺に伸びる周辺磁場とを生成する第１磁性アセンブリと；
前記周辺磁場の少なくとも一部を変形させるよう配置された少なくとも第２磁性アセンブリ；
を有することを特徴とする磁気共鳴装置。
【請求項２】
更に：
無線周波数パルスをＲＦコイル・アセンブリに送信し、前記検査領域内の選択されたダイポールにおける共鳴を促進させ、前記ダイポールが共鳴信号を生成するようにするＲＦ送信機；
共鳴するダイポールから共鳴信号を受信するＲＦコイル・アセンブリ；
前記ＲＦコイル・アセンブリから受信した共鳴信号を復調する少なくとも１つの無線周波数受信機；および
前記復調された共鳴信号を処理するプロセッサ；
を有することを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴装置。
【請求項３】
前記第２磁性アセンブリが、前記第１磁性アセンブリに隣接して配置され、反対の磁場を生成するように方向付けられることを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の磁気共鳴装置。
【請求項４】
前記第２磁性アセンブリが永久磁石材料を有することを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の磁気共鳴装置。
【請求項５】
前記第１磁性アセンブリが、前記検査領域の対向する側に配置される２つの極アセンブリと、前記検査領域から離れた前記極アセンブリに結合する鉄のフラックス復帰経路とを有し、前記第２磁性アセンブリが前記鉄のフラックス復帰経路および前記極アセンブリの少なくとも一部に隣接して配置されることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の磁気共鳴装置。
【請求項６】
前記第２磁性アセンブリが、（ｉ）上側の極アセンブリの上および（ｉｉ）下側の極アセンブリの下の少なくとも１つに配置されることを特徴とする請求項４記載の磁気共鳴装置。
【請求項７】
検査領域に対して主要磁場を生成し、前記検査領域周辺に周辺磁場を同時に生成するステップ；
前記周辺磁場を変形および包含するために磁石を利用して第２磁場を生成するステップ；
より成ることを特徴とする方法。
【請求項８】
前記主要磁場が垂直に生成され、前記第２磁場を生成するステップにおける：
前記磁場が、前記検査領域の上側および下側の少なくとも一方に配置されることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記検査領域の一方の側からの磁場フラックスが、鉄のフラックス復帰経路を通じて他方の側に復帰し：
前記磁石が前記鉄のフラックス復帰経路に沿って少なくとも部分的に配置されることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記磁石が永久磁石を有することを特徴とする請求項７，８，９の何れか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の背景］
本発明は画像診断の技術分野に関連する。特にこれは、開放ＭＲＩスキャナに関するフラックス・フィールドを制御する用途に見出され、特定の参考事項とともに以下説明される。しかしながら、本発明は、様々なフラックス復帰経路（ｆｌｕｘ ｒｅｔｕｒｎ ｐａｔｈ）またはフラックス復帰経路のないボア（ｂｏｒｅ）型および他の形式の磁気システムにも応用することが可能である。
【０００２】
磁気共鳴画像において、検査されるべき被験者が配置される検査領域には一様な磁場が形成される。開放（ｏｐｅｎ）磁気システムでは、上側および下側の極片の間で縦方向に主要な磁場が形成される。一連の無線周波数（ＲＦ）パルスおよび磁気的傾斜（ｇｒａｄｉｅｎｔ）を検査領域に印加し、磁気共鳴を励起させ操作する。傾斜した磁場を所定の形式で印加して空間位置および励起された共鳴の他の情報をエンコードする。磁気共鳴信号を処理して、検査領域の被験者の一部に関する２次元または３次元画像表現を生成する。
【０００３】
開放システムでは、そのフィールド（磁場）は極間のみに存在するわけではない。主要な磁場が閉ループを形成するよう復帰するフラックス復帰経路も存在する。鉄のフラックス復帰経路は、低抵抗のフラックス復帰経路を提供する。鉄のフラックス復帰経路に関し、フラックスからの周辺磁場も存在し、これはフラックス復帰経路ではなく空中を通じて復帰する。安全のため、検査室および付随する観察および制御室は、技術者が５ガウス（５００μＴ）より大きな磁場に委ねられないように構築および遮蔽される。従来のシステムでは、周辺磁場は、鉄の復帰経路または壁内の鉄の覆い（ｓｈｅａｔｈｉｎｇ）の断面を増加させることによって、減少させていた。主要な磁場の大きさおよび部屋の大きさのような要因に依存して、遮蔽する鉄の量は１０ないし２００トンの鉄の範疇にある。復帰経路における鉄を増加させることは、検査領域から５ガウス・ライン（ｌｉｎｅ）までの距離を減少させる。
【０００４】
５ガウス・ラインの制御が良好でない方向は、磁性アセンブリの上部および下部の縦方向におけるものである。磁場が大きい場合は、５ガウス・ラインは磁気共鳴室上側のフロア内に伸びる（０．５Ｔの主要磁場の場合は４メートルを超える）。追加する鉄のコストおよびそれを支持するための構造は、設置室を、もし存在すれば上側のフロアと共に地上階に制限し、人々の領域を制限する。
【０００５】
ボア型システムでは、磁場のアクティブ遮蔽が周辺磁場を減少させる。しかしながら、アクティブ遮蔽技術は、特に開放システムには順応しない。ボア型システムでは、５ガウス・ラインをボアの軸に沿って制限することが困難である。
【０００６】
本発明は、上記および他の問題点を克服する新規で改善された方法および装置を提供する。
【０００７】
［発明の概要］
本発明によれば、磁気共鳴装置であって：検査領域に対して時間的に一定な主要磁場と、前記主要磁場の外側周辺に伸びる周辺磁場とを生成する第１磁性アセンブリと、前記周辺磁場の少なくとも一部を変形させるよう配置された少なくとも第２磁性アセンブリとを有する磁気共鳴装置が提供される。
【０００８】
本発明のより限定された形態によれば、第２磁性アセンブリが永久磁性材料を含む。
【０００９】
本発明の更なる形態によれば、磁気方法が提供される。主要な磁場が対象とする領域を通じて生成され、周辺磁場はその対象とする領域周囲に同時に生成される。その周辺磁場を整形および包含するように磁石が設けられる。
【００１０】
本発明の利点の１つは、周辺磁場を包含するのに必要な遮蔽物の量を減少させることである。
【００１１】
本発明の更なる利点は、もしあれば、より小さな鉄のフラックス復帰経路を有する開放ＭＲシステムを可能にすることである。
【００１２】
本発明の更なる利点は、少ない質量のＭＲ装置を許容することであり、その装置は建物の床に対する重さによって制限されない。
【００１３】
本発明の更なる利点は、専用に設計された部屋を構築するのではなく、既存の建物内にＭＲシステムへの統合化を可能にすることである。
【００１４】
本発明の更なる利点は、Ｃ型磁石、Ｈ型磁石、４柱磁石（ｆｏｕｒ ｐｏｓｔｅｒ ｍａｇｎｅｔ）、開放システムおよび永久磁石を利用することが可能なことである。
【００１５】
本発明の更なる利益および恩恵は、以下の好適実施例により当業者に明らかになるであろう。
【００１６】
本発明は、様々な要素および要素の結合として、および様々なステップおよびステップの結合としての形態を取り得る。各図は、好適実施例を説明するためのものであり、本発明が限定して解釈されるべきことを意図しない。
【００１７】
［好適実施例の詳細な説明］
図１に関し、開放ＭＣＩシステムにおける画像領域１０が、上部極アセンブリ１２および下部極アセンブリ１４の間に規定されている。１対の環状の超伝導磁石１６，１８は、上部および下部極片２０，２２を包囲し、時間的に一定の主要な磁場Ｂｏを画像領域１０に生じさせる。開放ＭＲＩシステムは、様々な極片を有し得るし、または極片のない場合もあり得る。選択的に、鉄のフラックス復帰経路２４が、画像領域１０から離間して、極アセンブリ１２，１４の間に提供される。あるいは、超伝導または抵抗性の巻線が、画像領域１０に隣接して又はフラックス復帰経路に沿って設けられる。永久磁石も考えられる。
【００１８】
画像に関し、磁場傾斜コイル２６，２８が、極片２０，２２に隣接する画像領域１０の対向する側に配置される。好適実施例では、傾斜コイルは平坦なコイル構成であり、傾斜増幅器３０を介して傾斜磁場コントローラ３２に結合される。傾斜磁場コントローラ３２は、傾斜コイルに印加される電流パルスを生じさせ、傾斜磁場が時間に関して一定に重ね合わせられ、画像領域１０を横切る一様な磁場Ｂｏを形成するようにする。傾斜磁場は、一般に、縦またはｚ軸，垂直またはｙ軸および横またはｘ軸に沿って生成される。
【００１９】
磁気共鳴を促進するため、画像領域１０に配置された被験者に関する選択されたダイポール（ｄｉｐｏｌｅ）において、無線周波数コイル３４，３６が、傾斜コイル２６，２８および画像領域１０の間に配置される。少なくとも１つの無線周波数送信機３８、好ましくはディジタル送信機は、無線周波数コイルに無線周波数パルスを送信させ、これは、画像領域１０に送信されるべき無線周波数パルス・コントローラ４０により要求されるものである。シーケンス・コントローラ４２は、オペレータの制御の下、シーケンス・メモリ４４から画像シーケンスを抽出する。シーケンス・コントローラ４２は、選択したシーケンス情報を傾斜コントローラ３２および無線周波数パルス・コントローラ４０に提供し、選択されたシーケンスによる無線周波数および傾斜磁場パルスが生成される。一般に、無線周波数コイル３４，３６は、汎用のコイルであり、送信および受信モードの両者で動作することが可能である。あるいは、表面または局所的なコイルを設けることも可能である。
【００２０】
無線周波数コイル３４，３６に起因する磁気共鳴信号は、好ましくはディジタル受信機である１つ又はそれ以上の受信機５０によって、復調される。ディジタル化された信号は、再構成プロセッサにより、立体（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ）画像メモリ６０に格納された立体又は他の画像表現に処理される。映像プロセッサ６２は、オペレータのし制御の下で、立体メモリから選択されたイメージ・データを破棄し、目視可能なディスプレイ６４での表示に適切なデータに定式化され、そのディスプレイは、映像モニタ、アクティブ・マトリックス・モニタ、液晶ディスプレイ等である。
【００２１】
図２を参照するに、開放ＭＲＩシステムが周辺磁場によって包囲されている。復帰フラックスの多くは鉄の復帰フラックス経路２４を通じて伝送しているが、フラックスの一部は、空中を介して復帰し、距離と共に弱くなる周辺磁場を形成する。５ガウス周辺磁場ライン７０’は、例えば、ＭＲＩスキャナより距離ｄ’上方に伸びている。主要な磁場が０．６Ｔであって、フラックス復帰経路２４が鉄の３０計量トンを有する場合に、距離ｄ’は約４．２５ｍである。フラックス経路における鉄材量の量が３３計量トンに増加すると、距離ｄ’は約３．７メートルに減少する。鉄材料の量が３５計量トンに増加すると、距離ｄ’は約３．６５メートルに減少する。したがって、小型化を進めるには非常に多くの鉄が必要とされる。これに関連して、主要な磁場の強度が増加すると距離ｄ’は増加し、鉄材料の量も増加する；４Ｔにおいて、１００−２００計量トンの鉄のフラックス復帰経路を採用するのが典型例である。
【００２２】
強力な対向する磁場が、好ましくは永久磁石７２によって、上側極片１２上で生成される。永久磁石は、５ガウス・ライン７０の位置を減少した高さｄに減少させる。好適実施例では、磁石７２は８ｍｍの厚さのネオジム鉄ホウ素（ＮｄＦｅＢ）永久磁石の母体（ｍａｔｒｉｘ）であり、距離ｄを約２．２メートルに減少させる。ＭＲＩスキャナ上の１ガウス・ライン７４の高さも減少する。好ましくは、磁石は、５ｃｍ×５ｃｍ程度の比較的小さな板またはタイルで構成される。より厚いタイルを更に配置すること、およびより薄い磁石タイルを密集して又は重ねて配置することも可能である。
【００２３】
５ガウス・ラインの距離が減少したことは、鉄のフラックス復帰経路２４における鉄材量の量も減少させることを可能にする。これは、ＭＲＩスキャナの重量を減少させ、地上階より上に設置する候補になる。スキャナより下の５ガウス・ラインの位置を考察する場合は、下側の極アセンブリとは反対の極性を有する更なる永久磁石を下側の極アセンブリに設ける。
【００２４】
図３を参照するに、他の実施例において、永久磁石は、５ガウス・ラインをより一様に低減させる形状、すなわち他の制御特性を利用している。図示されている例では、磁石７２’にはテーパー（勾配）がかけられている。図４に示す実施例では、永久磁石７２”は、上側の極片の幾何学中心上に、最大厚さを有し反対の磁場を与えるような滑らかな輪郭を有する。この輪郭形状は、例えば、磁場の強度に加えて、Ｃ磁石、Ｈ磁石、４柱、鉄壁等のような鉄のフラックス復帰経路の性質によって変化し得る。同様に、適用可能であれば、整形された磁石を、下側片の下に設けることも可能である。
【００２５】
図５を参照するに、永久磁石は、極アセンブリの上側または下側の付随する構造に接続され配置されている。永久磁石を極アセンブリおよび鉄のフラックス復帰経路から分離することは、永久磁石と鉄のフラックス復帰経路との間の結合性を排除する。永久磁石が鉄に接近して配置される場合に、磁場が結合するが、周辺磁場におけるその影響は、よりいっそう大きい。オフセット変位を形成するために、永久磁石を利用して極片の構造を設計することも可能であり、すなわち、永久磁石が存在する場合において、主要な磁場をより線形にすることも可能である。
【００２６】
永久磁石はＭＲＩスキャナ周辺の他の場所にも配置することが可能である。例えば、５ガウス・ラインの横方向成分が重要である場合に、永久磁石７８，８０をスキャナに垂直に隣接させて配置する。これらの永久磁石は、検査室の壁のような既存の物理的な構造に取り付けることが可能である。また、永久磁石の配置が検査領域１０から遠くに離れると、主要な磁場に対するそれらの影響は小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明による磁気共鳴画像システムのブロック図である。
【図２】
図２は、付随する周辺磁場を示す本発明による磁気共鳴画像システムのブロック図である。
【図３】
図３は、他の永久磁石を配置したＭＣＩスキャナを示す。
【図４】
図４は、他の実施例を示す。
【図５】
図５は、更なる他の実施例を示す。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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