(57)【要約】【課題】シールドルームの特性を含む設置環境に応じて、より均一性の高い静磁場を撮像空間に形成することが可能な磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具を提供することである。【解決手段】実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具は、磁場調整手段及び設置手段を備える。磁場調整手段は、磁気共鳴イメージング装置の磁石の外部に設けられ、前記磁石が設置されるシールドルーム内における環境の影響を受けて前記磁石により形成される静磁場の均一性を向上させる。設置手段は、前記磁場調整手段を、前記磁石の外部に設置する。【選択図】  図１
2012250028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴イメージング装置の磁石の外部に設けられ、前記磁石が設置されるシールドルーム内における環境の影響を受けて前記磁石により形成される静磁場の均一性を向上させる磁場調整手段と、
前記磁場調整手段を、前記磁石の外部に設置するための設置手段と、
を備える磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具。
【請求項２】
前記設置手段は、前記磁場調整手段を、前記磁石内に形成される磁気共鳴信号の収集領域よりも寝台側に設置するように構成される請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具。
【請求項３】
前記設置手段は、前記磁場調整手段を、前記磁石内に形成される磁気共鳴信号の収集領域よりも寝台と逆側に設置するように構成される請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具。
【請求項４】
前記磁場調整手段として前記静磁場の均一性を向上させるコイルを用いるようにした請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具。
【請求項５】
前記磁場調整手段として前記静磁場の均一性を向上させる強磁性体を用いるようにした請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具。
【請求項６】
前記設置手段は、前記強磁性体を寝台に設置するように構成される請求項５記載の磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具。
【請求項７】
前記設置手段は、前記コイルを前記磁石内に形成される磁気共鳴信号の収集領域よりも寝台と逆側に設置するように構成される請求項４記載の磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具。
【請求項８】
前記磁場調整手段は、
前記静磁場の均一性を向上させるコイルと、
前記静磁場に影響を与える前記シールドルーム内の設置物に応じて前記コイルに供給すべき電流値を記憶する記憶手段と、
前記コイルに前記記憶手段から読み込んだ電流値の電流を供給する電流供給手段と、
を有する請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具。
【請求項９】
前記磁場調整手段は、前記静磁場の均一性を向上させ、かつコネクタを介して分割可能なコイルを有し、
前記設置手段は、寝台の天板が前記コイルの内側となるように前記コイルを設置するように構成される請求項１又は８記載の磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具。
【請求項１０】
前記磁場調整手段は、前記静磁場の均一性を向上させるコイルを有し、
前記設置手段は、前記磁石を内蔵するガントリの内部に前記コイルを固定するように構成される請求項１又は８記載の磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具。
【請求項１１】
前記磁場調整手段は、前記磁石により形成される磁束線を、前記磁石内に形成される磁気共鳴信号の収集領域よりも寝台側において、その内部を経由して前記シールドルームに導くことにより、前記シールドルームとともに磁気回路を形成する強磁性体を有する請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具。
【請求項１２】
磁石によって静磁場を形成し、寝台により前記磁石内に形成される磁気共鳴信号の収集領域に送り込まれた被検体から磁気共鳴信号を収集することにより磁気共鳴イメージングを行うイメージング手段と、
前記磁石の外部に設けられ、前記磁石が設置されるシールドルーム内における環境の影響を受けて前記磁石により形成される静磁場の均一性を向上させる磁場調整手段と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
前記磁場調整手段として前記寝台の構成要素を強磁性体で構成した請求項１２記載の磁気共鳴イメージング装置
【請求項１４】
前記磁場調整手段として前記寝台に強磁性体を設けた請求項１２記載の磁気共鳴イメージング装置
【請求項１５】
前記磁場調整手段として前記静磁場の均一性を向上させるコイルを前記磁気共鳴信号の収集領域よりも寝台と逆側に設置する一方、強磁性体を前記寝台又は前記寝台側に前記寝台の一部又は前記寝台とは別の部品として設けた請求項１２記載の磁気共鳴イメージング装置
【請求項１６】
前記磁場調整手段として強磁性体を前記寝台の天板とともに高さが変化するように設け、前記天板の高さが前記磁気共鳴信号の収集領域に送り込まれる高さとなった場合に前記強磁性体により前記静磁場の均一性が向上されるように構成される請求項１２記載の磁気共鳴イメージング装置
【請求項１７】
前記磁場調整手段として強磁性体を前記寝台又は前記寝台側に前記寝台の一部又は前記寝台とは別の部品として設け、
前記寝台は、前記強磁性体が前記磁石に引きつけられる磁力よりも大きいトルクで天板を移動させることができるように構成される請求項１２記載の磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング(MRI: Magnetic Resonance Imaging)装置及び磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具に関する。
【背景技術】
【０００２】
MRIは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波(RF: radio frequency)信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生する核磁気共鳴(NMR: nuclear magnetic resonance)信号から画像を再構成する撮像法である。
【０００３】
MRI装置に備えられる静磁場導磁石は、イメージングのために強度の高い静磁場を生成する。このため、周囲の電子機器への磁気的な影響を回避するために、MRI装置は、磁気に対するシールドルームとしての機能を有する撮影室内に設置される。
【０００４】
近年のMRI装置には、静磁場磁石として超電導磁石が用いられる。このため、1.5[T](テスラ)以上の高磁場を撮像空間に形成することが可能である。一方、古いMRI装置には、静磁場磁石として永久磁石が備えられており、0.3[T]以上の磁場を、比較的最近のMRI装置であれば0.8[T]程度の磁場を、形成することができる。
【０００５】
近年では、長い年月を経た古いタイプのMRI装置を最新のMRI装置に換えるというニーズが高まっている。しかしながら、永久磁石を備えた旧式のMRI装置のシールドルームは、0.3[T]からせいぜい0.8[T]の磁場に対して十分な磁気シールド効果が得られるように設計されている。このため、1.5[T]以上の高磁場を形成するMRI装置を従来の狭いシールドルームにそのまま設置すると、シールドルームからの漏洩磁場が無視できなくなるという問題がある。
【０００６】
この問題を解決するために、静磁場磁石が内蔵される架台に近い側のシールドルームの壁に鉄片を設置するといった工夫がなされている。具体的には、超電導磁石を備えたMRI装置をシールドルーム内に設置した場合に、５[G](ガウス；1[G]=1×10-4[T])の等磁線がシールドルームから漏洩しないように鉄片の厚さ等が調整される。これにより、永久磁石を備えた旧式のMRI装置用のシールドルームに超電導磁石を備えたMRI装置を設置することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１２１２２７号公報
【特許文献２】特開２００３−１３５４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、シールドルームの壁に鉄片を設置すると、静磁場の均一性に乱れが生じるという問題がある。鉄片の設置による静磁場均一性への影響は、鉄片と静磁場磁石間の距離に依存する。すなわち、静磁場磁石と鉄との距離が近づく程、静磁場の均一性が低下する。従って、静磁場の均一性を維持するためには、静磁場磁石をシールドルームの壁から一定の距離だけ離すことが重要である。
【０００９】
一方、寝台のスペースを確保するために、静磁場磁石の寝台側におけるシールドルームの壁面からの距離は寝台と反対側におけるシールドルームの壁面からの距離に比べて必然的に長くなる。すなわち、旧式のMRI装置用に設計された狭いシールドルームに超電導磁石を備えた高磁場タイプのMRI装置を設置する場合には、静磁場磁石の寝台と反対側の部分は、シールドルームの壁面に近づけざるを得ない。
【００１０】
従って、静磁場磁石とシールドルームの壁面との距離が短くなる場合であっても静磁場の均一性を維持できるようにする技術の開発が望まれる。また、新旧のMRI装置の置換を行う場合に限らず、新たにMRI装置を設置する場合においても、シールドルームの特性や他の介在物による影響に適応させて静磁場の均一性を一層良好にすることが重要である。
【００１１】
本発明は、シールドルームの特性を含む設置環境に応じて、より均一性の高い静磁場を撮像空間に形成することが可能な磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具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】
【００１２】
本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具は、磁場調整手段及び設置手段を備える。磁場調整手段は、磁気共鳴イメージング装置の磁石の外部に設けられ、前記磁石が設置されるシールドルーム内における環境の影響を受けて前記磁石により形成される静磁場の均一性を向上させる。設置手段は、前記磁場調整手段を、前記磁石の外部に設置する。
また、本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、イメージング手段及び磁場調整手段を備える。イメージング手段は、磁石によって静磁場を形成し、寝台により前記磁石内に形成される磁気共鳴信号の収集領域に送り込まれた被検体から磁気共鳴信号を収集することにより磁気共鳴イメージングを行う。磁場調整手段は、前記磁石の外部に設けられ、前記磁石が設置されるシールドルーム内における環境の影響を受けて前記磁石により形成される静磁場の均一性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具の縦断面図。
【図２】図１に示すキャンセルコイルの左側面図。
【図３】図２に示すキャンセルコイルを分割した状態を示す図。
【図４】図１に示すガントリの内部にキャンセルコイルを含む磁場調整具を設けた例を示す図。
【図５】図１に示す鉄片を設けたシールドルーム内に磁場調整具を設置した場合と設置しない場合においてそれぞれ静磁場用磁石によって形成される静磁場のシミュレーション結果を比較した図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具の縦断面図。
【図７】図６に示す磁場調整具の左側面図。
【図８】図６に示す磁場調整具としてシールドルームに鉄リブを固定した例を示す図。
【図９】図８に示す磁場調整具の左側面図。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具の縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具について添付図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具の縦断面図である。
【００１６】
磁気共鳴イメージング装置１は、データ収集系２及び制御系３を有する。データ収集系２は、撮影室を形成するシールドルーム４内に設置される。一方、制御系３は、シールドルーム４の外部に設けられる。
【００１７】
データ収集系２は、静磁場下にセットされた被検体Ｏに傾斜磁場パルス及びRFパルスを印加することにより被検体ＯからNMR信号を収集する機能を有する。そのために、データ収集系２は、ガントリ（架台）５及び寝台６を有する。ガントリ５には、撮像領域が形成され、円筒状の静磁場用磁石７、円筒状の傾斜磁場コイル８及び円筒状の全身用(WB: whole body)コイル９などが同軸状に内蔵される。
【００１８】
静磁場用磁石７は、円筒状の真空容器内に超電導コイルを設け、冷却液で超電導コイルを浸漬した超電導磁石である。静磁場用磁石７は、撮像領域に静磁場を形成する磁石であり、励磁の際には静磁場電源が超電導コイルと接続されて電流が供給されるが、一旦励磁された後は非接続状態とされるのが一般的である。
【００１９】
傾斜磁場コイル８は、静磁場用磁石７の内側に設けられる。傾斜磁場コイル８は、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸方向にそれぞれ磁場を形成する複数のコイルで構成され、傾斜磁場コイル８を構成する各コイルに供給される電流を制御することによって撮像領域に傾斜磁場を形成する機能を有する。
【００２０】
全身用(WB: whole body)コイル９は、傾斜磁場コイル８の内側に設けられるRFコイルである。WBコイル９は、主として撮像領域にRFパルスを送信する送信用のRFコイルとして用いられるが、NMR信号の受信用に用いられる場合もある。
【００２１】
一方、寝台６は、固定天板１０及び寝台駆動装置１１を備えている。固定天板１０上には、２本のアーム１２Ａを備えたストレッチャ１２により被検体Ｏをセットした可動天板１３を設置することができる。そして、寝台駆動装置１１を駆動させることにより被検体Ｏをセットした可動天板１３をガントリ５内におけるNMR信号の収集領域Ｒに送り込むことができるように構成されている。
【００２２】
この他、データ収集系２には、RF信号の送信用及びNMR信号の受信用の局所RFコイルが設けられる。局所RFコイルは、撮像部位やイメージングの目的に応じてガントリ５の内側に形成される撮像領域の適切な部位に設置される。例えば、頭部用RFコイルのように可動天板１３に着脱可能な局所RFコイルや被検体Ｏに直接取り付ける局所RFコイルなどが代表的な局所RFコイルとして知られている。
【００２３】
一方、制御系３は、データ収集系２の各構成要素に電流や制御信号を出力することによってデータ収集系２を制御する機能と、データ収集系２において収集されたNMR信号に対する画像再構成処理及び画像処理を行うことによってNMR信号から被検体ＯのMR画像データを生成する機能とを有する。そのために、制御系３は、傾斜磁場電源、送信器、受信器、シーケンスコントローラ及びコンピュータ等の構成要素を備えている。そして、制御系３によるデータ収集系２の制御及び収集データの処理によって被検体ＯのMRイメージングを実行することができる。
【００２４】
また、シールドルーム４は、静磁場用磁石７によってシールドルーム４外に漏洩する静磁場を低減する機能、すなわち磁気に対するシールド機能を有する。このため、シールドルーム４は、通常、強磁性体として入手が容易な鉄で構成される。シールドルーム４のサイズや壁面の厚さ等のシールド機能に影響を及ぼす条件は、静磁場用磁石７の特性に応じて漏洩磁場が十分に低減されるように適切に決定することができる。
【００２５】
但し、他の磁気共鳴イメージング装置の設置用に設計されたシールドルーム４に、より高磁場を形成する磁気共鳴イメージング装置１を設置した場合やシールドルーム４のサイズ等の条件に制約がある場合には、静磁場用磁石７によるシールドルーム４からの漏洩磁場が無視できなくなる。
【００２６】
シールドルーム４から外部に漏洩する磁場の強度が最も大きくなるのは、静磁場用磁石７に最も接近するシールドルーム４の壁面付近となる。静磁場用磁石７を内蔵するガントリ３の一方側には寝台４が設けられるため、シールドルーム４の壁面に最も接近するのはガントリ３の寝台４と反対側となる。
【００２７】
そこで、ガントリ３の寝台４と反対側に対向するシールドルーム４の壁面には、漏洩磁場を防止するための鉄片１４が設けられる。例えば、５[G]の等磁線がシールドルーム４から漏洩しないように鉄片１４の厚さやサイズ等の条件が決定される。
【００２８】
更に、静磁場用磁石５を内蔵したガントリ３の寝台４側には磁場調整具１５が設けられる。磁場調整具１５は、静磁場用磁石７が設置されるシールドルーム４内における環境の影響を受けて静磁場用磁石７により形成される静磁場の均一性を向上させる機能を有する。
【００２９】
すなわち、静磁場用磁石７により形成される静磁場は、シールドルーム４内に設置される金属等の磁性体の影響を受ける。例えば、静磁場用磁石７の寝台４と反対側には磁束線を内部に導く鉄片１４が設置されるのに対し、静磁場用磁石７の寝台４側の対称な位置には鉄片１４を設けることができない。この結果、鉄片１４の影響により静磁場に不均一性が生じる。その他、寝台４やストレッチャ１２等の金属を含むシールドルーム４内の設置物も静磁場に影響を与える。
【００３０】
そこで、磁場調整具１５は、シールドルーム４内の環境に応じて静磁場の均一性を向上させるように構成される。そのために、磁場調整具１５は、キャンセルコイル１６、設置部材１７及び制御装置１８を備えている。
【００３１】
図２は、図１に示すキャンセルコイル１６の左側面図である。
【００３２】
キャンセルコイル１６は、静磁場用磁石７により形成される静磁場への他の構成要素による影響をキャンセルすることによってNMR信号の収集領域Ｒにおける静磁場の均一性を向上させる機能を有する。特に、キャンセルコイル１６は、少なくともシールドルーム４の壁面に設置された鉄片１４による静磁場への影響をキャンセルするように構成される。
【００３３】
設置部材１７は、キャンセルコイル１６をガントリ３の寝台４側の適切な位置に設置する部品である。例えば、キャンセルコイル１６をシールドルーム４内に据え置く場合には、所定の重量を有する物体で設置部材１７を構成することができる。或いは、キャンセルコイル１６をシールドルーム４又は磁気共鳴イメージング装置１の構成要素に固定する場合には、ボルトとナットやソケット等の取り付け具又は溶接等の固定部材で設置部材１７を構成することができる。
【００３４】
キャンセルコイル１６は、主として鉄片１４による静磁場への影響をキャンセルするコイルであるため、キャンセルコイル１６は、少なくともシールドルーム４内におけるNMR信号の収集領域Ｒよりも寝台４側に設置されればよい。例えば、設置部材１７により、キャンセルコイル１６をガントリ３の寝台４側に配置すれば、ガントリ３の設置後であってもキャンセルコイル１６を簡易に設置することができる。図１及び図２は、設置部材１７により、寝台４の固定天板１０がキャンセルコイル１６の内側となるようにキャンセルコイル１６を設置した例を示している。
【００３５】
尚、キャンセルコイル１６とガントリ３内の静磁場用磁石７との距離を小さくすれば、キャンセルコイル１６のコイル巻き線の本数N[本]と電流I[A]との積で表されるアンペア回数(NI[A])を小さくしても静磁場の均一性を劣化させる磁場成分を十分にキャンセルすることができる。すなわち、キャンセルコイル１６を静磁場用磁石７に接近させる程、消費電力を小さくすることができる。
【００３６】
或いは、電流が一定であれば、キャンセルコイル１６の径や巻き数を小さくすることができる。このため、キャンセルコイル１６の設置による操作性への悪影響を低減することができる。
【００３７】
そこで、図１及び図２は、ガントリ３近傍の寝台４付近に作業スペースが得られるように、キャンセルコイル１６をガントリ３から引き離して寝台４の端部よりやや中央よりの位置に設置部材１７により配置した例を示している。
【００３８】
また、キャンセルコイル１６の設置による操作性への悪影響を一層排除するために、キャンセルコイル１６を、コネクタ１６Ａを介して分割可能に構成することができる。例えば、図２に示すようにキャンセルコイル１６を上部と下部に分割した２つのコイルパーツ１６Ｂを２つのコネクタ１６Ａを用いて着脱可能に連結することができる。更に、２つのコイルパーツ１６Ｂの各一端を互いに蝶番１６Ｃで連結すれば、キャンセルコイル１６を開閉することができる。
【００３９】
図３は、図２に示すキャンセルコイル１６を分割した状態を示す図である。
【００４０】
図３に示すように蝶番１６Ｃとコネクタ１６Ａとを用いてキャンセルコイル１６の各コイルパーツ１６Ｂを連結すれば、キャンセルコイル１６を開閉することができる。これにより、被検体Ｏのセットやストレッチャ１２を用いた可動天板１３の設置の際に、キャンセルコイル１６による干渉を回避させることができる。すなわち、ストレッチャ１２を利用して被検体Ｏや可動天板１３のセットを容易に行うことが可能となる。
【００４１】
一方、制御装置１８は、キャンセルコイル１６に供給される電流を制御する装置である。制御装置１８は、電源１８Ａ及びコンピュータ１８Ｂを用いて構成することができる。図１、図２及び図３に示すように制御装置１８は設置部材１７の内部に収納することができる。
【００４２】
電源１８Ａは、コンピュータ１８Ｂからの制御信号に従ってキャンセルコイル１６に電流を供給するように構成されている。
【００４３】
コンピュータ１８Ｂの演算装置にはプログラムを読み込ませることにより、電源１８Ａの制御機能を設けることができる。このため、コンピュータ１８Ｂによる電源１８Ａの制御によって、NMR信号の収集領域Ｒにおける静磁場の均一性を向上させるための、シールドルーム４内における環境に応じた最適な電流を電源１８Ａからキャンセルコイル１６に供給することができる。
【００４４】
キャンセルコイル１６に供給すべき適切な電流値は、磁気共鳴イメージング装置１の据付時や定期的なメンテナンスの際にキャンセルコイル１６への供給電流を調整し、静磁場の均一性が最も良好となるときの電流値として予め計測しておくことができる。或いは、シミュレーションによってシールドルーム４内における環境に応じた適切なキャンセルコイル１６の電流値を計算しておくこともできる。
【００４５】
キャンセルコイル１６に供給すべき電流値は、静磁場に影響を与えるシールドルーム４内の設置物に応じて変化する。すなわち、シールドルーム４内に設置される鉄片１４に加え、寝台４のタイプやストレッチャ１２の有無等の条件によってもキャンセルコイル１６に供給すべき電流値が変化する。
【００４６】
そこで、計測又は計算によって得られた、シールドルーム４内の設置物等の環境に応じたキャンセルコイル１６に供給すべき適切な電流値を、プリセット値としてコンピュータ１８Ｂの記憶装置に記憶させることができる。すなわち、シールドルーム４内の設置物の種類ごとの適切なキャンセルコイル１６の電流値をプリセット値のテーブルとして記憶装置に保存することができる。
【００４７】
そして、コンピュータ１８Ｂの記憶装置からシールドルーム４内の環境に対応する電流値を読み込んで、コンピュータ１８Ｂから制御信号として電源１８Ａに出力することによって、シールドルーム４内の環境に対応する電流値の電流を電源１８Ａからキャンセルコイル１６に供給することができる。これにより、シールドルーム４内の寝台４を入換えた場合やストレッチャ１２を利用する場合のように、より詳細な磁場環境が変化した場合であっても、静磁場の均一性に与える設置物の影響をキャンセルコイル１６によって形成される磁場によって打ち消すことができる。
【００４８】
磁場調整具１５をシールドルーム４内に設置すれば、上述のようなNMR信号の収集領域Ｒにおける静磁場の均一性の向上という効果に加え、シールドルーム４からの漏洩磁場の低減効果を得ることもできる。従って、磁場調整具１５を静磁場用磁石７の外部の所望の位置に所望の数だけ配置することもできる。
【００４９】
例えば、キャンセルコイル１６を含む磁場調整具１５を静磁場用磁石７の寝台４と反対側に設置すれば、静磁場用磁石７の寝台４と反対側に面するシールドルーム４からの漏洩磁場を低減することができる。従って、ガントリ３の寝台４と反対側にキャンセルコイル１６を設置すれば、鉄片１４よりも良好にシールドルーム４内における磁場環境に適応してシールドルーム４からの漏洩磁場を防止することができる。このため、鉄片１４の設置を省略することもできる。
【００５０】
逆に、キャンセルコイル１６をガントリ３の寝台４側における被検体Ｏの近傍に配置すれば、被検体Ｏに金属が装着されている場合に、キャンセルコイル１６内の異常な電流変化を検出することによって金属を探知できるという効果も得られる。これにより、被検体Ｏに装着された金属が静磁場用磁石７に吸引される吸引事故を予防することもできる。
【００５１】
キャンセルコイル１６は、シールドルーム４内であれば所望の対象物に固定又は据え置くことができる。図１、図２及び図３は、設置部材１７によりキャンセルコイル１６をシールドルーム４の床面に据え置いた例を示している。但し、設置部材１７によりキャンセルコイル１６を寝台４やガントリ３等の対象物に固定するようにしてもよい。また、キャンセルコイル１６をガントリ３の内部に設けることもできる。
【００５２】
図４は、図１に示すガントリ３の内部にキャンセルコイル１６を含む磁場調整具１５を設けた例を示す図である。
【００５３】
例えば図４に示すように、ガントリ３内におけるNMR信号の収集領域Ｒ外の両側にそれぞれ磁場調整具１５のキャンセルコイル１６を内蔵することができる。すなわち、設置部材１７によってキャンセルコイル１６をガントリ３の内部に固定することができる。
【００５４】
この場合、キャンセルコイル１６を静磁場用磁石７の内側又は外側に配置すれば、ガントリ３の軸方向の長さを短くすることができる。図４は、WBコイル９の内側にキャンセルコイル１６を配置した例を示している。但し、ガントリ３内における構成要素間の間隙やガントリ３内における静磁場用磁石７の両端の外側にキャンセルコイル１６を配置してもよい。
【００５５】
図４に示すようにキャンセルコイル１６をガントリ３に内蔵すれば、シールドルーム４内のスペースを有効に利用することができる。また、キャンセルコイル１６を静磁場用磁石７に近接させることができる。更に、キャンセルコイル１６の制御装置１８もガントリ３内に内蔵またはガントリ３外に設けることができる。尚、図４に示すように静磁場用磁石７の寝台４と反対側にもキャンセルコイル１６を設ければ、シールドルーム４の壁面に設置される鉄片１４を省略することができる。
【００５６】
このように構成された磁気共鳴イメージング装置１及び磁場調整具１５によれば、シールドルーム４の壁面に静磁場用磁石７を従来よりも近づけて設置しても、静磁場用磁石７の両側に設置された鉄片１４及び磁場調整具１５によってシールドルーム４から外部への漏洩磁場の防止及び静磁場の均一性の向上を両立させることができる。換言すれば、従来に比べて狭いシールドルーム４であっても磁気共鳴イメージング装置１を設置することが可能となる。
【００５７】
この結果、常電導磁石又は永久磁石を備えた低磁場タイプの磁気共鳴イメージング装置用に設計されたシールドルームに、1.5[T]以上の高磁場を形成する超電導磁石を備えた磁気共鳴イメージング装置１を導入することが可能となる。
【００５８】
例えば、図１に示すようにガントリ３に最も近いシールドルーム４の壁面に漏洩磁場防止用の鉄片１４を設けた場合であっても、静磁場の均一性を良好に保つことができる。
【００５９】
図５は、図１に示す鉄片１４を設けたシールドルーム４内に磁場調整具１５を設置した場合と設置しない場合においてそれぞれ静磁場用磁石７によって形成される形成される静磁場のシミュレーション結果を比較した図である。
【００６０】
図５(A), (B)において各横軸は撮像領域のX軸を、各縦軸は撮像領域のZ軸を、曲線は0.5×0.5[m]のXZ面上における等磁ラインを、それぞれ示す。また、図５(A)は、磁場調整具１５を設置しない場合においてXZ面上に形成される静磁場分布のシミュレーション結果を示し、図５(B)は、磁場調整具１５を設置した場合においてXZ面上に形成される静磁場分布のシミュレーション結果を示す。
【００６１】
図１に示すようにシールドルーム４の壁面に鉄片１４を設けると、1.5[T]の静磁場用磁石７によって形成される静磁場は鉄片１４の影響を受けて図５(A)に示すような分布となる。この場合、静磁場のZ軸方向における勾配は、概ね線形となることが経験的に知られている。すなわち、Z軸方向における静磁場の歪は、Z1項と呼ばれる１次の線形成分が支配的である。従って、Z軸方向における等磁ラインの間隔は概ね均等となっている。
【００６２】
これに対して、静磁場の中心から1200mmの位置、すなわちZ=-1200mmの位置に半径R=500mmでNI=6[kA]のキャンセルコイル１６を設置すると、図５(B)に示すような静磁場分布が得られる。図５(B)によれば、等磁ラインの間隔が図５(A)に示す等磁ラインの間隔よりも著しく大きくなっていることが確認できる。すなわち、等磁ラインの密度が著しく減少している。これは、磁場調整具１５の設置により静磁場の均一性が改善されたことを示している。特にZ軸方向には、均一な静磁場が形成されていることが確認できる。
【００６３】
このため、磁場調整具１５を設置した磁気共鳴イメージング装置１によれば、均一性の高い静磁場下におけるMRイメージングによって、良好な画質のMR画像を収集することができる。
【００６４】
（第２の実施形態）
【００６５】
図６は本発明の第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具の縦断面図であり、図７は図６に示す磁場調整具の左側面図である。
【００６６】
図６及び図７に示す第２の実施形態における磁気共鳴イメージング装置１及び磁場調整具１５Ａは、磁場調整具１５Ａの構成のみが第１の実施形態における磁気共鳴イメージング装置１及び磁場調整具１５と異なる。このため、磁場調整具１５Ａの構成のみ説明し、他の構成要素については同符号を付して説明を省略する。
【００６７】
第２の実施形態における磁場調整具１５Ａは、静磁場の均一性を向上させる所望の形状の強磁性体を所望の位置に設置部材１７Ａにより固定して構成される。強磁性体としては、鉄、コバルト及び鉄コバルト合金が代表的であるが、入手が容易で安価な鉄を強磁性体として用いることが実用的である。そこで、以下、強磁性体が鉄である場合を例に説明する。
【００６８】
図６及び図７に示す磁場調整具１５Ａは、強磁性体の一例としての鉄柱２０及び設置部材１７Ａで構成することができる。鉄柱２０は、少なくとも静磁場用磁石７の内側に形成されるNMR信号の収集領域Ｒよりも寝台６側に設置部材１７Ａにより設置される。図６及び図７に示す例では、寝台６の送り方向に垂直な水平方向を長手方向とする２本の鉄柱２０が、寝台６の上下におけるシールドルーム４の壁面間にボルトや金具等の設置部材１７Ａを介して固定されている。
【００６９】
この結果、シールドルーム４と鉄柱２０によって、静磁場用磁石７により生成される磁束線を導く磁気回路が形成される。すなわち、静磁場用磁石７により生成される寝台６側の磁束線は、鉄柱２０に向かって引き寄せられる。そして、引き寄せられた磁束線は、鉄柱２０の内部を経由してシールドルーム４の壁面内に導かれる。更に、磁束線は、シールドルーム４の壁面内を経由して静磁場用磁石７の寝台６と反対側に到達する。
【００７０】
このため、適切な形状の鉄柱２０を設置部材１７Ａにより適切な位置に配置することによってNMR信号の収集領域Ｒにおける静磁場の均一性を向上させることができる。すなわち、鉄柱２０の設置による理想的な磁気回路の形成によって、鉄片１４等のNMR信号の収集領域Ｒにおける静磁場への影響をキャンセルすることができる。
【００７１】
尚、鉄柱２０と静磁場用磁石７との間における距離を小さくする程、鉄柱２０のサイズを小さくすることができる。従って、鉄柱２０を静磁場用磁石７に近接させれば、鉄柱２０の太さを細くすることによってシールドルーム４内の作業スペースを確保することができる。但し、図６に示すようにガントリ３近傍の寝台４付近に作業スペースが得られるように、鉄柱２０をガントリ３から引き離して寝台４の端部よりやや中央よりの位置に設置部材１７により固定してもよい。
【００７２】
逆に、NMR信号の収集領域Ｒにおける静磁場の均一性を向上できれば、設置部材１７Ａにより鉄柱２０をガントリ３の内部に固定してもよい。
【００７３】
また、鉄柱２０は、シールドルーム４の天井と床との間に固定してもよい。更に、鉄柱２０に限らず鉄リング等の任意の形状の鉄部材を設置部材１７Ａによりシールドルーム４内に固定することができる。
【００７４】
図８は図６に示す磁場調整具１５Ａとしてシールドルーム４に鉄リブを固定した例を示す図であり、図９は図８に示す磁場調整具１５Ａの左側面図である。
【００７５】
図８及び図９に示すように、シールドルーム４の任意の部位、例えば、天井と床に設置部材１７Ａにより鉄リブ２１を取り付けて設置部材１７Ａを構成することもできる。鉄リブ２１の高さ、厚さ及び幅等のサイズは、鉄リブ２１と静磁場用磁石７との間における距離が小さい程、小さくすることができる。このため、鉄リブ２１を静磁場用磁石７に近い位置に設ければ、シールドルーム４内における空間を有効に利用することができる。
【００７６】
図８及び図９に示すように、シールドルーム４の壁面に略垂直な鉄リブ２１を設けると、鉄リブ２１とシールドルーム４とによって、静磁場用磁石７により生成される磁束線Ｍを導く磁気回路が形成される。すなわち、静磁場用磁石７により生成される寝台６側の磁束線Ｍは、静磁場用磁石７内に形成されるNMR信号の収集領域Ｒよりも寝台６側において、鉄リブ２１に向かって引き寄せられる。そして、引き寄せられた磁束線Ｍは、鉄リブ２１の内部を経由してシールドルーム４の壁面内に導かれる。更に、磁束線Ｍは、シールドルーム４の壁面内を経由して静磁場用磁石７の寝台６と反対側に到達する。
【００７７】
尚、鉄リブ２１とシールドルーム４との間に間隙が存在しても、間隙が十分に狭ければ鉄リブ２１をシールドルーム４に接触させた場合と同様な磁気回路を形成することができる。
【００７８】
このため、適切な形状の鉄リブ２１を設置部材１７Ａによりシールドルーム４の適切な位置に固定することによってNMR信号の収集領域Ｒにおける静磁場の均一性を向上させることができる。すなわち、鉄リブ２１の設置による理想的な磁気回路の形成によって、鉄片１４等のNMR信号の収集領域Ｒにおける静磁場への影響をキャンセルすることができる。
【００７９】
つまり第２の実施形態における磁場調整具１５Ａは、第１の実施形態における磁場調整具１５が備えるキャンセルコイル１６の代わりに鉄等の強磁性体を用いて構成したものである。このため、第２の実施形態によれば、低コストで簡易に磁場調整具１５Ａをシールドルーム４内に設置することができる。また、磁場調整具１５Ａをシールドルーム４内に強固に固定することができる。磁場調整具１５Ａは、特に、変化が少なく常時発生する静磁場への影響を低減する場合において有効である。
【００８０】
（第３の実施形態）
図１０は本発明の第３の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用の磁場調整具の縦断面図である。
【００８１】
図１０に示す第３の実施形態における磁気共鳴イメージング装置１では、磁場調整具１５、１５Ａの構成のみが第１及び第２の実施形態における磁気共鳴イメージング装置１と異なる。このため、磁場調整具１５、１５Ａの構成のみ説明し、他の構成要素については同符号を付して説明を省略する。
【００８２】
第３の実施形態における磁気共鳴イメージング装置１では、第１の磁場調整具１５として図４に示すような静磁場の均一性を向上させるためのキャンセルコイル１６が静磁場用磁石７内に形成されるNMR信号の収集領域Ｒよりも寝台６と逆側に設置される。図１０に示す例では、キャンセルコイル１６が設置部材１７によって静磁場用磁石７を内蔵するガントリ５の内部に固定された例を示している。また、キャンセルコイル１６に供給される電流は、制御装置１８によって制御することができる。
【００８３】
更に、磁気共鳴イメージング装置１には、第２の磁場調整具１５Ｂとして寝台６に任意形状の強磁性体３０が設置される。尚、図１０には、寝台６の固定天板１０の下方に板状の強磁性体３０を寝台６とは別の部品として設けた例を示しているが、寝台６の構成要素を強磁性体３０で構成してもよい。また、強磁性体３０を寝台６に直接設けずに少なくとも寝台６側に設けるようにしてもよい。すなわち、強磁性体３０を寝台６又は寝台６側に寝台６の一部又は寝台６とは別の部品として設けることができる。
【００８４】
また、強磁性体３０は、上述のように静磁場用磁石７に接近させて配置することが好適である。従って、この要求を満たすために、上下方向に移動する天板とともに移動する位置に強磁性体３０を設けることが望ましい場合がある。そのような場合には、強磁性体３０を寝台６の天板とともに高さが変化するように設け、天板の高さがNMR信号の収集領域Ｒに送り込まれる高さとなった場合に強磁性体３０により静磁場の均一性が向上されるように構成することが重要である。
【００８５】
加えて、寝台６を、強磁性体３０が静磁場用磁石７に引きつけられる磁力よりも大きいトルクで天板を移動させることができるように構成することが重要である。
【００８６】
以上のような第３の実施形態における磁気共鳴イメージング装置１によれば、図４に示す磁気共鳴イメージング装置１と同等な効果を得ることができる。すなわち、寝台６と反対側に設けられたキャンセルコイル１６によって、シールドルーム４からの漏洩磁場を防止することができる。この結果、シールドルーム４の壁面に設置される鉄片１４を省略することができる。
【００８７】
一方、静磁場用磁石７により生成される寝台６側の磁束線が寝台６側に設けられた強磁性体３０に向かって引き寄せられる。そして、磁気回路の形成によってNMR信号の収集領域Ｒにおけるキャンセルコイル１６の静磁場への影響をキャンセルすることができる。この結果、NMR信号の収集領域Ｒにおける磁場均一性を向上させることができる。
【００８８】
（他の実施形態）
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
【００８９】
例えば、第３の実施形態のように、上述の第１の実施形態及び第２の実施形態を互いに組み合わせることができる。すなわち、磁気共鳴イメージング装置１の静磁場用磁石７が設置されるシールドルーム４内に、磁場調整具１５、１５Ａとしてキャンセルコイル１６及び鉄等の強磁性体の双方を設けることができる。
【００９０】
すなわち、静磁場用磁石７が設置されるシールドルーム４内における環境の影響を受けて静磁場用磁石７により形成される静磁場の均一性を向上させる磁場調整具１５、１５Ａ、１５Ｂを、設置部材１７、１７Ａ等によって磁気共鳴イメージング装置１の静磁場用磁石７の外部の様々な位置に設けることができる。そして、静磁場用磁石７によって静磁場を形成し、寝台６により静磁場用磁石７内に形成されるNMR信号の収集領域Ｒに送り込まれた被検体ＯからNMR信号を収集することによりMRイメージングを行うことができる。
【符号の説明】
【００９１】
１  磁気共鳴イメージング装置
２  データ収集系
３  制御系
４  シールドルーム
５  ガントリ（架台）
６  寝台
７  静磁場用磁石
８  傾斜磁場コイル
９  全身用(WB: whole body)コイル
１０  固定天板
１１  寝台駆動装置
１２  ストレッチャ
１２Ａ  アーム
１３  可動天板
１４  鉄片
１５、１５Ａ、１５Ｂ  磁場調整具
１６  キャンセルコイル
１６Ａ  コネクタ
１６Ｂ  コイルパーツ
１６Ｃ  蝶番
１７、１７Ａ  設置部材
１８  制御装置
１８Ａ  電源
１８Ｂ  コンピュータ
２０  鉄柱
２１  鉄リブ
３０  強磁性体
Ｏ  被検体
Ｒ  NMR信号収集領域
Ｍ  磁束線
【図１】
2012250028.tif 000003
【図２】
2012250028.tif 000004
【図３】
2012250028.tif 000005
【図４】
2012250028.tif 000006
【図５】
2012250028.tif 000007
【図６】
2012250028.tif 000008
【図７】
2012250028.tif 000009
【図８】
2012250028.tif 000010
【図９】
2012250028.tif 000011
【図１０】
2012250028.tif 000012