(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＲＩ装置のマグネットの近傍に磁気検出手段を設置し、前記磁気検出手段の近傍に磁界発生手段を設置し、外部磁界の無い状態で前記磁気検出手段が検出した前記マグネットによる磁界を打ち消すように前記磁界発生手段から補償磁界を発生させ、前記補償磁界を発生させた状態で前記磁気検出手段により外部磁界を測定する外部磁界測定方法であって、
前記磁気検出手段が、前記マグネットによる静磁界方向をＺ方向とし、Ｚ方向と直交し且つ互いに直交する２方向をＹ方向およびＸ方向とするとき、前記マグネットによるＺ方向、Ｙ方向およびＸ方向のそれぞれの磁気を検出するＺ方向磁気センサ、Ｙ方向磁気センサおよびＸ方向磁気センサを含むことを特徴とする外部磁界測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の外部磁界測定方法において、
前記磁界発生手段が、前記Ｚ方向磁気センサをＺ方向に挟むように配設された一対の小型コイルおよび該小型コイルに電流を供給するコイル駆動回路を少なくとも含むことを特徴とする外部磁界測定方法。
【請求項３】
請求項１に記載の外部磁界測定方法において、
前記磁界発生手段が、前記Ｚ方向磁気センサをＺ方向に挟むように配設された一対の小型コイルと、前記Ｙ方向磁気センサをＹ方向に挟むように配設された一対の小型コイルと、前記Ｘ方向磁気センサをＸ方向に挟むように配設された一対の小型コイルと、前記各小型コイルに電流を供給するコイル駆動回路を含むことを特徴とする外部磁界測定方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の外部磁界測定方法において、
前記磁気検出手段を、前記マグネットの上方に設置したことを特徴とする外部磁界測定方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の外部磁界測定方法において、
前記補償磁界を温度補正することを特徴とする外部磁界測定方法。
【請求項６】
ＭＲＩ装置のマグネットを構成するヨークに磁界補正コイルを付設し、請求項１から請求項５のいずれかの外部磁界測定方法により測定した外部磁界に基づく補正電流を前記磁界補正コイルに流して補正磁界を発生させ、静磁界を補正することを特徴とする静磁界補正方法。
【請求項７】
ＭＲＩ装置のマグネットによる静磁界方向をＺ方向とするとき、Ｚ方向に前記マグネットを挟むように一対の大型コイルを設置し、請求項１から請求項５のいずれかの外部磁界測定方法により測定した外部磁界に基づく補正電流を前記大型コイルに流して補正磁界を発生させ、静磁界を補正することを特徴とする静磁界補正方法。
【請求項８】
ＭＲＩ装置のマグネットによる静磁界方向をＺ方向とし、Ｚ方向と直交し且つ互いに直交する２方向をＹ方向およびＸ方向とするとき、Ｚ方向に前記マグネットを挟むように一対の大型コイルを設置し、Ｙ方向に前記マグネットを挟むように一対の大型コイルを設置し、Ｘ方向に前記マグネットを挟むように一対の大型コイルを設置し、請求項１から請求項５のいずれかの外部磁界測定方法により測定した外部磁界に基づく補正電流を前記大型コイルに流して補正磁界を発生させ、静磁界を補正することを特徴とする静磁界補正方法。
【請求項９】
ＭＲＩ装置のマグネットの近傍に設置された磁気検出手段と、前記磁気検出手段の近傍に設置され且つ外部磁界の無い状態で前記磁気検出手段が検出した前記マグネットによる磁界を打ち消すように補償磁界を発生させる磁界発生手段とを具備した外部磁界測定装置であって、
前記磁気検出手段が、前記マグネットによる静磁界方向をＺ方向とし、Ｚ方向と直交し且つ互いに直交する２方向をＹ方向およびＸ方向とするとき、前記マグネットによるＺ方向、Ｙ方向およびＸ方向のそれぞれの磁気を検出するＺ方向磁気センサ、Ｙ方向磁気センサおよびＸ方向磁気センサを含むことを特徴とする外部磁界測定装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の外部磁界測定装置において、
前記磁界発生手段が、前記Ｚ方向磁気センサをＺ方向に挟むように配設された一対の小型コイルおよび該小型コイルに電流を供給するコイル駆動回路を少なくとも含むことを特徴とする外部磁界測定装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の外部磁界測定装置において、
前記磁界発生手段が、前記Ｚ方向磁気センサをＺ方向に挟むように配設された一対の小型コイルと、前記Ｙ方向磁気センサをＹ方向に挟むように配設された一対の小型コイルと、前記Ｘ方向磁気センサをＸ方向に挟むように配設された一対の小型コイルと、前記各小型コイルに電流を供給するコイル駆動回路を含むことを特徴とする外部磁界測定装置。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１のいずれかに記載の外部磁界測定装置において、
前記磁気検出手段が、前記マグネットの上方に設置されたことを特徴とする外部磁界測定装置。
【請求項１３】
請求項９から請求項１２のいずれかに記載の外部磁界測定装置において、
前記補償磁界を温度補正する温度補正手段を具備したことを特徴とする外部磁界測定装置。
【請求項１４】
ヨークを含むマグネットと、前記ヨークに付設され補正磁界を発生させる磁界補正コイルと、請求項９から請求項１３のいずれかの外部磁界測定装置により測定した外部磁界に基づく補正電流を前記磁界補正コイルに流して補正磁界を発生させ静磁界を補正する磁界補正コイル用電源とを具備したことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１５】
ＭＲＩ装置のマグネットによる静磁界方向をＺ方向とするとき、前記マグネットをＺ方向に挟むように設置された一対の大型コイルと、請求項９から請求項１３のいずれかの外部磁界測定装置により測定した外部磁界に基づく補正電流を前記大型コイルに流して補正磁界を発生させ静磁界を補正する補正電流供給電源とを具備したことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１６】
ＭＲＩ装置のマグネットによる静磁界方向をＺ方向とし、Ｚ方向と直交し且つ互いに直交する２方向をＹ方向およびＸ方向とするとき、前記マグネットをＺ方向に挟むように設置された一対の大型コイルと、前記マグネットをＹ方向に挟むように設置された一対の大型コイルとし、前記マグネットをＸ方向に挟むように設置された一対の大型コイルと、請求項９から請求項１３のいずれかの外部磁界測定装置により測定した外部磁界に基づく補正電流を前記大型コイルに流して補正磁界を発生させ静磁界を補正する補正電流用電源とを具備したことを特徴とするＭＲＩ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、外部磁界測定方法、静磁界補正方法、外部磁界測定装置およびＭＲＩ（Ｍagnetic Ｒesonance Ｉmaging）装置に関し、さらに詳しくは、外部からＭＲＩ装置に加わる磁界の強度を測定するための外部磁界測定方法、外部からＭＲＩ装置に加わる磁界による静磁界の強度の変動を補正するための静磁界補正方法、外部からＭＲＩ装置に加わる磁界の強度を測定するための外部磁界測定装置および外部から加わる磁界による静磁界の強度の変動を補正する機能を備えたＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＲＩ装置においては、マグネットにより所定強度の静磁界が発生させられている。ところが、外部からＭＲＩ装置に磁界が加わると、静磁界の強度が変動してしまう。
この外部磁界による静磁界強度の変動を防止するため、従来、ＭＲＩ装置のマグネットをシールドルーム内に収容したり、地下に設置することが行われている（特開２０００−７０２３４号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＭＲＩ装置のマグネットをシールドルーム内に収容したり、地下に設置するような受動的な方法だけでは、外部磁界による静磁界強度の変動を十分に防止できない問題点がある。
そこで、本発明の第１の目的は、外部からＭＲＩ装置に加わる磁界の強度を測定するための外部磁界測定方法および装置を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、外部からＭＲＩ装置に加わる磁界による静磁界の強度の変動を補正するための静磁界補正方法および外部から加わる磁界による静磁界の強度の変動を補正する機能を備えたＭＲＩ装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、ＭＲＩ装置のマグネットの近傍に磁気検出手段を設置し、前記磁気検出手段の近傍に磁界発生手段を設置し、外部磁界の無い状態で前記磁気検出手段が検出した前記マグネットによる磁界を打ち消すように前記磁界発生手段から補償磁界を発生させ、前記補償磁界を発生させた状態で前記磁気検出手段により外部磁界を測定することを特徴とする外部磁界測定方法を提供する。
ＭＲＩ装置の静磁界に影響する外部磁界を高精度に測定するためには、外部磁界を高精度に検出可能なダイナミックレンジを持つ磁気検出手段をマグネットの近傍に設けるのが好ましいが、これは実現できない。なぜなら、マグネットの近傍ではマグネットによる静磁界が外部磁界よりも格段に強いため、外部磁界を高精度に検出可能なダイナミックレンジを持つ磁気検出手段を用いると、マグネットによる静磁界がダイナミックレンジを越えてしまい、結果的に外部磁界を測定できなくなるからである。このため、実際には、磁気検出手段のダイナミックレンジを広くするか、磁気検出手段をマグネットから離して設置するしかないが、前者にすれば外部磁界を高精度に検出できなくなり、後者にすればＭＲＩ装置の静磁界に影響する外部磁界を測定しているのか不明確になる。
これに対して、上記第１の観点による外部磁界測定方法では、磁界発生手段から補償磁界を発生させてマグネットによる磁界を打ち消すため、外部磁界を高精度に検出可能なダイナミックレンジを持つ磁気検出手段をマグネットの近傍に設けることが実現可能となり、ＭＲＩ装置の静磁界に影響する外部磁界を高精度に測定することが出来る。
【０００５】
第２の観点では、本発明は、上記構成の外部磁界測定方法において、前記磁気検出手段が、前記マグネットによる静磁界方向をＺ方向とするとき、Ｚ方向の磁気を検出するＺ方向磁気センサを含むことを特徴とする外部磁界測定方法を提供する。
上記第２の観点による外部磁界測定方法では、Ｚ方向磁気センサを含むため、ＭＲＩ装置の静磁界に影響する外部磁界の主成分たる静磁界方向の外部磁界を好適に測定できる。
【０００６】
第３の観点では、本発明は、上記構成の外部磁界測定方法において、前記磁気検出手段が、前記マグネットによる静磁界方向をＺ方向とし、Ｚ方向と直交し且つ互いに直交する２方向をＹ方向およびＸ方向とするとき、前記マグネットによるＺ方向、Ｙ方向およびＸ方向のそれぞれの磁気を検出するＺ方向磁気センサ、Ｙ方向磁気センサおよびＸ方向磁気センサを含むことを特徴とする外部磁界測定方法を提供する。
上記第３の観点による外部磁界測定方法では、Ｚ方向磁気センサを含むため、ＭＲＩ装置の静磁界に影響する外部磁界の主成分たる静磁界方向の外部磁界を好適に測定できる。また、Ｙ方向磁気センサおよびＸ方向磁気センサを含むため、ＭＲＩ装置の静磁界に影響する外部磁界の主成分ではない成分をも好適に測定できる。
【０００７】
第４の観点では、本発明は、上記構成の外部磁界測定方法において、前記磁界発生手段が、前記Ｚ方向磁気センサをＺ方向に挟むように配設された一対の小型コイルおよび該小型コイルに電流を供給するコイル駆動回路を少なくとも含むことを特徴とする外部磁界測定方法を提供する。
上記第４の観点による外部磁界測定方法では、Ｚ方向に対向する一対の小型コイルに電流を流すことにより、Ｚ方向磁気センサに加わるＭＲＩ装置の静磁界の主成分を打ち消すための補償磁界を好適に発生できる。
【０００８】
第５の観点では、本発明は、上記構成の外部磁界測定方法において、前記磁界発生手段が、前記Ｚ方向磁気センサをＺ方向に挟むように配設された一対の小型コイルと、前記Ｙ方向磁気センサをＹ方向に挟むように配設された一対の小型コイルと、前記Ｘ方向磁気センサをＸ方向に挟むように配設された一対の小型コイルと、前記各小型コイルに電流を供給するコイル駆動回路を含むことを特徴とする外部磁界測定方法を提供する。
上記第５の観点による外部磁界測定方法では、Ｚ方向に対向する一対の小型コイルに電流を流すことにより、Ｚ方向磁気センサに加わるＭＲＩ装置の静磁界の主成分たるＺ方向成分を打ち消すための補償磁界を好適に発生できる。また、Ｙ方向に対向する一対の小型コイルに電流を流すことにより、Ｙ方向磁気センサに加わるＭＲＩ装置の静磁界のＹ方向成分を打ち消すための補償磁界を好適に発生できる。また、Ｘ方向に対向する一対の小型コイルに電流を流すことにより、Ｚ方向磁気センサに加わるＭＲＩ装置の静磁界のＸ方向成分を打ち消すための補償磁界を好適に発生できる。
【０００９】
第６の観点では、本発明は、上記構成の外部磁界測定方法において、前記磁気検出手段を、前記マグネットの上方に設置したことを特徴とする外部磁界測定方法を提供する。
ＭＲＩ装置のマグネットの近傍空間のうち、前後左右の空間はテーブルや制御ユニットや操作ユニット等が設置され、マグネットの下方の空間は保守が困難になる。
これに対して、上記第６の観点による外部磁界測定方法では、磁気検出手段をマグネットの上方の空間に設置するため、テーブルや制御ユニットや操作ユニット等の設置の邪魔にならず、また、保守も容易になる。
【００１０】
第７の観点では、本発明は、上記構成の外部磁界測定方法において、前記補償磁界を温度補正することを特徴とする外部磁界測定方法を提供する。
特に永久磁石を用いたマグネットでは、温度変動により静磁界の強度が変動しやすい。
これに対して、上記第６の観点による外部磁界測定方法では、補償磁界を温度補正するため、温度変動があっても、マグネットによる磁界を好適に打ち消すことが出来る。
【００１１】
第８の観点では、本発明は、ＭＲＩ装置のマグネットを構成するヨークに磁界補正コイルを付設し、請求項１から請求項７のいずれかの外部磁界測定方法により測定した外部磁界に基づく補正電流を前記磁界補正コイルに流して補正磁界を発生させ、静磁界を補正することを特徴とする静磁界補正方法を提供する。
上記第８の観点による外部磁界測定方法では、高精度に検出した外部磁界に基づく補正電流を補正コイルに流してマグネットのヨークに補正磁界を加えることで、外部磁界の静磁界への影響を高精度に打ち消すことが出来る。
【００１２】
第９の観点では、本発明は、ＭＲＩ装置のマグネットによる静磁界方向をＺ方向とするとき、Ｚ方向に前記マグネットを挟むように一対の大型コイルを設置し、請求項１から請求項７のいずれかの外部磁界測定方法により測定した外部磁界に基づく補正電流を前記大型コイルに流して補正磁界を発生させ、静磁界を補正することを特徴とする静磁界補正方法を提供する。
上記第９の観点による外部磁界測定方法では、高精度に検出した外部磁界に基づく補正電流をＺ方向に対向する大型コイルに流してＺ方向の補正磁界を加えることで、静磁界に影響する主成分たる外部磁界のＺ方向成分を高精度に打ち消すことが出来る。
【００１３】
第１０の観点では、本発明は、ＭＲＩ装置のマグネットによる静磁界方向をＺ方向とし、Ｚ方向と直交し且つ互いに直交する２方向をＹ方向およびＸ方向とするとき、Ｚ方向に前記マグネットを挟むように一対の大型コイルを設置し、Ｙ方向に前記マグネットを挟むように一対の大型コイルを設置し、Ｘ方向に前記マグネットを挟むように一対の大型コイルを設置し、上記構成の外部磁界測定方法により測定した外部磁界に基づく補正電流を前記大型コイルに流して補正磁界を発生させ、静磁界を補正することを特徴とする静磁界補正方法を提供する。
上記第１０の観点による外部磁界測定方法では、高精度に検出した外部磁界に基づく補正電流をＺ方向に対向する大型コイルに流してＺ方向の補正磁界を加えることで、静磁界に影響する主成分たる外部磁界のＺ方向成分を高精度に打ち消すことが出来る。また、高精度に検出した外部磁界に基づく補正電流をＹ方向に対向する大型コイルに流してＹ方向の補正磁界を加えることで、静磁界に影響する成分である外部磁界のＹ方向成分を高精度に打ち消すことが出来る。また、高精度に検出した外部磁界に基づく補正電流をＸ方向に対向する大型コイルに流してＸ方向の補正磁界を加えることで、静磁界に影響する成分である外部磁界のＸ方向成分を高精度に打ち消すことが出来る。
【００１４】
第１１の観点では、本発明は、ＭＲＩ装置のマグネットの近傍に設置された磁気検出手段と、前記磁気検出手段の近傍に設置され且つ外部磁界の無い状態で前記磁気検出手段が検出した前記マグネットによる磁界を打ち消すように補償磁界を発生させる磁界発生手段とを具備したことを特徴とする外部磁界測定装置を提供する。
上記第１１の観点による外部磁界測定装置では、前記第１の観点による外部磁界測定方法を好適に実施できる。
【００１５】
第１２の観点では、本発明は、上記構成の外部磁界測定装置において、前記磁気検出手段が、前記マグネットによる静磁界方向をＺ方向とするとき、Ｚ方向の磁気を検出するＺ方向磁気センサを含むことを特徴とする外部磁界測定装置を提供する。
上記第１２の観点による外部磁界測定装置では、前記第２の観点による外部磁界測定方法を好適に実施できる。
【００１６】
第１３の観点では、本発明は、上記構成の外部磁界測定装置において、前記磁気検出手段が、前記マグネットによる静磁界方向をＺ方向とし、Ｚ方向と直交し且つ互いに直交する２方向をＹ方向およびＸ方向とするとき、前記マグネットによるＺ方向、Ｙ方向およびＸ方向のそれぞれの磁気を検出するＺ方向磁気センサ、Ｙ方向磁気センサおよびＸ方向磁気センサを含むことを特徴とする外部磁界測定装置を提供する。
上記第１３の観点による外部磁界測定装置では、前記第３の観点による外部磁界測定方法を好適に実施できる。
【００１７】
第１４の観点では、本発明は、上記構成の外部磁界測定装置において、前記磁界発生手段が、前記Ｚ方向磁気センサをＺ方向に挟むように配設された一対の小型コイルおよび該小型コイルに電流を供給するコイル駆動回路を少なくとも含むことを特徴とする外部磁界測定装置を提供する。
上記第１４の観点による外部磁界測定装置では、前記第４の観点による外部磁界測定方法を好適に実施できる。
【００１８】
第１５の観点では、本発明は、上記構成の外部磁界測定装置において、前記磁界発生手段が、前記Ｚ方向磁気センサをＺ方向に挟むように配設された一対の小型コイルと、前記Ｙ方向磁気センサをＹ方向に挟むように配設された一対の小型コイルと、前記Ｘ方向磁気センサをＸ方向に挟むように配設された一対の小型コイルと、前記各小型コイルに電流を供給するコイル駆動回路を含むことを特徴とする外部磁界測定装置を提供する。
上記第１５の観点による外部磁界測定装置では、前記第５の観点による外部磁界測定方法を好適に実施できる。
【００１９】
第１６の観点では、本発明は、上記構成の外部磁界測定装置において、前記磁気検出手段が、前記マグネットの上方に設置されたことを特徴とする外部磁界測定装置を提供する。
上記第１６の観点による外部磁界測定装置では、前記第６の観点による外部磁界測定方法を好適に実施できる。
【００２０】
第１７の観点では、本発明は、上記構成の外部磁界測定装置において、前記補償磁界を温度補正する温度補正手段を具備したことを特徴とする外部磁界測定装置を提供する。
上記第１７の観点による外部磁界測定装置では、前記第７の観点による外部磁界測定方法を好適に実施できる。
【００２１】
第１８の観点では、本発明は、ヨークを含むマグネットと、前記ヨークに付設され補正磁界を発生させる磁界補正コイルと、請求項１１から請求項１７のいずれかの外部磁界測定装置により測定した外部磁界に基づく補正電流を前記磁界補正コイルに流して補正磁界を発生させ静磁界を補正する磁界補正コイル用電源とを具備したことを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１８の観点によるＭＲＩ装置では、前記第８の観点による静磁界補正方法を好適に実施できる。
【００２２】
第１９の観点では、本発明は、ＭＲＩ装置のマグネットによる静磁界方向をＺ方向とするとき、前記マグネットをＺ方向に挟むように設置された一対の大型コイルと、上記構成の外部磁界測定装置により測定した外部磁界に基づく補正電流を前記大型コイルに流して補正磁界を発生させ静磁界を補正する補正電流供給電源とを具備したことを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１９の観点によるＭＲＩ装置では、前記第９の観点による静磁界補正方法を好適に実施できる。
【００２３】
第２０の観点では、本発明は、ＭＲＩ装置のマグネットによる静磁界方向をＺ方向とし、Ｚ方向と直交し且つ互いに直交する２方向をＹ方向およびＸ方向とするとき、前記マグネットをＺ方向に挟むように設置された一対の大型コイルと、前記マグネットをＹ方向に挟むように設置された一対の大型コイルとし、前記マグネットをＸ方向に挟むように設置された一対の大型コイルと、上記構成の外部磁界測定装置により測定した外部磁界に基づく補正電流を前記大型コイルに流して補正磁界を発生させ静磁界を補正する補正電流用電源とを具備したことを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第２０の観点によるＭＲＩ装置では、前記第１０の観点による静磁界補正方法を好適に実施できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２５】
−第１の実施形態−
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるＭＲＩ装置１０１を示す構成ブロック図である。
このＭＲＩ装置１０１は、撮影ユニット３０と、制御ユニット４０と、操作ユニット５０とを具備している。
【００２６】
撮影ユニット３０は、勾配コイル１と、送信コイル２と、受信コイル３と、磁気センサプローブ１６と、マグネット温度センサ１７と、Ｂ０補正コイル２１とを含んでいる。
【００２７】
制御ユニット４０は、ＭＲイメージングのための計算機１４と、シーケンス記憶回路７と、勾配コイル駆動回路４と、ゲート変調回路８と、ＲＦ発振回路９と、ＲＦ電力増幅器５と、前置増幅器６と、位相検波器１０と、Ａ／Ｄ変換器１１とを含んでいる。
また、制御ユニット４０は、静磁場補正のためのプローブ制御回路１５１と、Ｂ０補正コイル駆動回路１８１とを含んでいる。
【００２８】
前記操作ユニット５０は、表示装置１２と、操作コンソール１３とを含んでいる。
【００２９】
図２は、ＭＲＩ装置１０１の模式的斜視図である。
撮影ユニット３０は、上下に対向して設置され中間に撮影空間を形成するマグネットユニット３１と、それらマグネットユニット３１を磁気的に接続して磁気回路を構成する支柱ヨークＰｙと、その支柱ヨークＰｙの中央部を１０１〜２００ターン巻くようにして付設されたＢ０補正コイル２１と、テーブル３３とを含んでいる。
図示していないが、マグネットユニット３１の中間に形成される撮影空間に、受信コイル３が設置されている。
【００３０】
撮影ユニット３０の上方の空間には、磁気センサプローブ１６が設置されている。
この磁気センサプローブ１６は、Ｚ方向の磁気を検出する磁気センサ１６ｚと、この磁気センサ１６ｚをＺ方向に挟むように配設された一対の小型コイル１６ｔ，１６ｂとを含んでいる。
【００３１】
図３は、静磁場補正のための動作説明図である。
上下のマグネットユニット３１の内部には、Ｚ方向に静磁界Ｂ０ｍを発生させる永久磁石ＭおよびベースヨークＢｙがある。上下のベースヨークＢｙは、左右の支柱ヨークＰｙで磁気的に連結されている。すなわち、永久磁石ＭとベースヨークＢｙと支柱ヨークＰｙとにより磁気回路が構成されている。なお、前記永久磁石Ｍの代わりに超伝導磁石を用いてもよい。
【００３２】
左右の支柱ヨークＰｙに付加したＢ０補正コイル２１は、直列に接続され、Ｂ０補正コイル駆動回路１８１から補正電流Ｉを供給される。左右のＢ０補正コイル２１は、補正電流Ｉにより、同方向・等強度の補正磁界Ｂ０ｃを発生させる。この補正磁界Ｂ０ｃが永久磁石Ｍで発生する静磁界Ｂ０ｍに加わることで、合成された静磁界Ｂ０が撮像空間に存在することとなる。
【００３３】
Ｂ０補正コイル駆動回路１８１は、プローブ制御回路１５１からの磁気検出信号に応じて補正電流Ｉを供給する。
【００３４】
プローブ制御回路１５１は、磁気センサ１６ｚで検出した磁界の強さに応じた磁気検出信号を出力する増幅器１５ｚと、磁気検出信号をＢ０補正コイル駆動回路１８１へ伝達するか補償磁界制御回路１５ｂへ伝達するかを切り換えるスイッチ１５ｅと、マグネット温度センサ１７で検出した温度に基づいて温度補正した補償磁界信号を出力する補償磁界制御回路１５ｂと、磁気検出信号から補償磁界信号を差し引いた差分信号を出力する加算器１５ｃと、差分信号に応じた補償電流を小コイル１６ｔ，１６ｂに供給する補償器１５ｄとを具備している。
【００３５】
まず、操作者は、磁気検出信号を補償磁界制御回路１５ｂへ伝達するようにスイッチ１５ｅを切り換える（破線の状態）。これにより、補償磁界制御回路１５ｂは、磁気検出信号が０になるように補償磁界信号を自動調整する。また、Ｂ０補正コイル駆動回路１８１は補正電流Ｉを０にする。
次に、操作者は、外部磁界が無い状態になった時に、磁気検出信号をＢ０補正コイル駆動回路１８１へ伝達するようにスイッチ１５ｅを切り換える（実線の状態）。これにより、補償磁界制御回路１５ｂは、外部磁界が無い状態で磁気検出信号を０にする補償磁界信号を出力し続ける。また、Ｂ０補正コイル駆動回路１８１は、磁気検出信号に応じた補正電流ＩをＢ０補正コイル２１に供給する。
【００３６】
この後は、磁気センサ１６ｚに加わる静磁界Ｂ０の成分が小コイル１６ｚ，１６ｂによる補償磁界で打ち消された状態となっているため、磁気センサ１６ｚは外部磁界のみに応じた磁気検出信号を出力する。よって、外部磁界が無い状態では、磁気検出信号は０になり、補正電流Ｉも０になる。そして、外部磁界が加わると、外部磁界のみに応じた磁気検出信号が出力され、補正電流Ｉが流れて、補正磁界Ｂ０ｃを生じるため、静磁界Ｂ０に影響する外部磁界がキャンセルされ、静磁界Ｂ０は、外部磁界の影響を受けなくなる。
ここで、補正磁界Ｂ０ｃは、静磁界Ｂ０に較べて非常に小さい。このため、補正磁界Ｂ０ｃの磁気センサ１６ｚへの影響は無視できる。
【００３７】
なお、図３に示す磁界方向や電流方向は単なる例示であり、実際の磁界方向や電流方向がこれと一致するとは限らない。
【００３８】
以上の第１の実施形態のＭＲＩ装置１０１によれば、次の効果が得られる。
（１）小コイル１６ｔ，１６ｂから補償磁界を発生させて、磁気センサ１６ｚに加わる静磁界Ｂ０の成分を打ち消すため、外部磁界を高精度に検出可能なダイナミックレンジを持つ磁気センサ１６ｚをマグネットユニット３１の近傍に設けることが可能となり、静磁界Ｂ０に影響する外部磁界を高精度に測定可能となる。（２）補償磁界信号を温度補正するため、マグネットユニット３１に温度変動があっても、磁気センサ１６ｚに加わる静磁界Ｂ０の成分を打ち消すことが出来る。
（３）磁気センサプローブ１６をマグネットユニット３１の上方の空間に設置するため、テーブル３３や制御ユニット４０や操作ユニット５０等の設置の邪魔にならず、また、保守も容易になる。
（４）高精度に検出した外部磁界に基づく補正電流ＩをＢ０補正コイル２１に流して、静磁界Ｂ０に影響する外部磁界をキャンセルするため、外部磁界の静磁界Ｂ０への影響を高精度に打ち消すことが出来る。
【００３９】
−第２の実施形態−
図４は、本発明の第２の実施形態にかかるＭＲＩ装置１０２を示す構成ブロック図である。
このＭＲＩ装置１０１は、撮影ユニット３０と、制御ユニット４０と、操作ユニット５０とを具備している。
【００４０】
撮影ユニット３０は、勾配コイル１と、送信コイル２と、受信コイル３と、磁気センサプローブ１６と、マグネット温度センサ１７と、Ｂ０補正コイル２２とを含んでいる。
【００４１】
制御ユニット４０は、ＭＲイメージングのための計算機１４と、シーケンス記憶回路７と、勾配コイル駆動回路４と、ゲート変調回路８と、ＲＦ発振回路９と、ＲＦ電力増幅器５と、前置増幅器６と、位相検波器１０と、Ａ／Ｄ変換器１１とを含んでいる。
また、制御ユニット４０は、静磁場補正のためのプローブ制御回路１５１と、Ｂ０補正コイル駆動回路１８２とを含んでいる。
【００４２】
前記操作ユニット５０は、表示装置１２と、操作コンソール１３とを含んでいる。
【００４３】
図５は、ＭＲＩ装置１０２の模式的斜視図である。
撮影ユニット３０は、上下に対向して設置され中間に撮影空間を形成するマグネットユニット３１と、それらマグネットユニット３１を磁気的に接続して磁気回路を構成する支柱ヨークＰｙと、テーブル３３とを含んでいる。
図示していないが、マグネットユニット３１の中間に形成される撮影空間に、受信コイル３が設置されている。
【００４４】
撮影ユニット３０の上方の空間には、磁気センサプローブ１６が設置されている。
この磁気センサプローブ１６は、Ｚ方向の磁気を検出する磁気センサ１６ｚと、この磁気センサ１６ｚをＺ方向に挟むように配設された一対の小型コイル１６ｔ，１６ｂとを含んでいる。
【００４５】
ＭＲＩ装置１０２が設置されている部屋の天井と床には、外部磁界を打ち消すための大コイル２２ｔ，２２ｂが設置されている。
【００４６】
図６は、静磁場補正のための動作説明図である。
上下のマグネットユニット３１の内部には、Ｚ方向に静磁界Ｂ０ｍを発生させる永久磁石ＭおよびベースヨークＢｙがある。上下のベースヨークＢｙは、左右の支柱ヨークＰｙで磁気的に連結されている。すなわち、永久磁石ＭとベースヨークＢｙと支柱ヨークＰｙとにより磁気回路が構成されている。なお、前記永久磁石Ｍの代わりに超伝導磁石を用いてもよい。
【００４７】
プローブ制御回路１５１は、磁気センサ１６ｚで検出した磁界の強さに応じた磁気検出信号を出力する増幅器１５ｚと、磁気検出信号をＢ０補正コイル駆動回路１８１へ伝達するか補償磁界制御回路１５ｂへ伝達するかを切り換えるスイッチ１５ｅと、マグネット温度センサ１７で検出した温度に基づいて温度補正した補償磁界信号を出力する補償磁界制御回路１５ｂと、磁気検出信号から補償磁界信号を差し引いた差分信号を出力する加算器１５ｃと、差分信号に応じた補償電流を小コイル１６ｔ，１６ｂに供給する補償器１５ｄとを具備している。
【００４８】
上下の大コイル２２ｔ，２２ｂには、Ｂ０補正コイル駆動回路１８２から補正電流Ｉｚを供給される。上下の大コイル２２ｔ，２２ｂは、補正電流Ｉｚにより、補正磁界Ｂｅを発生させる。この補正磁界Ｂｅが外部磁界を打ち消す。
【００４９】
Ｂ０補正コイル駆動回路１８２は、プローブ制御回路１５１からの磁気検出信号に応じて補正電流Ｉを供給する。
【００５０】
まず、操作者は、磁気検出信号を補償磁界制御回路１５ｂへ伝達するようにスイッチ１５ｅを切り換える（破線の状態）。これにより、補償磁界制御回路１５ｂは、磁気検出信号が０になるように補償磁界信号を自動調整する。また、Ｂ０補正コイル駆動回路１８２は補正電流Ｉｚを０にする。
次に、操作者は、外部磁界が無い状態になった時に、磁気検出信号をＢ０補正コイル駆動回路１８２へ伝達するようにスイッチ１５ｅを切り換える（実線の状態）。これにより、補償磁界制御回路１５ｂは、外部磁界が無い状態で磁気検出信号を０にする補償磁界信号を出力し続ける。また、Ｂ０補正コイル駆動回路１８２は、磁気検出信号に応じた補正電流Ｉｚを大コイル２２ｔ，２２ｂに供給する。
【００５１】
この後は、磁気センサ１６ｚに加わる静磁界Ｂ０ｍの成分が小コイル１６ｚ，１６ｂによる補償磁界で打ち消された状態となっているため、磁気センサ１６ｚは外部磁界のみに応じた磁気検出信号を出力する。よって、外部磁界が無い状態では、磁気検出信号は０になり、補正電流Ｉｚも０になる。そして、外部磁界が加わると、外部磁界のみに応じた磁気検出信号が出力され、補正電流Ｉｚが流れて、補正磁界Ｂｅを生じるため、磁気センサ１６ｚで検知される外部磁界がキャンセルされ、この結果、静磁界Ｂ０ｍは外部磁界の影響を受けなくなる。
ここで、補正電流Ｉｚを流し続けるために、磁気センサ１６ｚで検知される外部磁界は完全にはなくならない。しかし、磁気センサ１６ｚで検知される外部磁界は非常に小さくて済むため、静磁界Ｂ０ｍへの影響は無視できる。
【００５２】
なお、図６に示す磁界方向や電流方向は単なる例示であり、実際の磁界方向や電流方向がこれと一致するとは限らない。
【００５３】
以上の第２の実施形態のＭＲＩ装置１０２によれば、次の効果が得られる。
（１）小コイル１６ｔ，１６ｂから補償磁界を発生させて、磁気センサ１６ｚに加わる静磁界Ｂ０ｍの成分を打ち消すため、外部磁界を高精度に検出可能なダイナミックレンジを持つ磁気センサ１６ｚをマグネットユニット３１の近傍に設けることが可能となり、静磁界Ｂ０ｍに影響する外部磁界を高精度に測定可能となる。
（２）補償磁界信号を温度補正するため、マグネットユニット３１に温度変動があっても、磁気センサ１６ｚに加わる静磁界Ｂ０ｍの成分を打ち消すことが出来る。
（３）磁気センサプローブ１６をマグネットユニット３１の上方の空間に設置するため、テーブル３３や制御ユニット４０や操作ユニット５０等の設置の邪魔にならず、また、保守も容易になる。
（４）高精度に検出した外部磁界に基づく補正電流Ｉｚを大コイル２２ｔ，２２ｂに流して、外部磁界をキャンセルするため、外部磁界の静磁界Ｂ０ｍへの影響を高精度に打ち消すことが出来る。
【００５４】
−第３の実施形態−
図７は、第３の実施形態にかかる図３相当図である。
第３の実施形態は、第１の実施形態におけるＺ方向の磁界を検出しうる磁気センサ１６ｚの代わりに、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向の磁界を検出しうる磁気センサ１６xyzを用いる。また、プローブ制御回路１５１の代わりに、プローブ制御回路１５３を用いる。
プローブ制御回路１５３は、プローブ制御回路１５１の増幅器１５ｚに加えて、増幅器１５ｘ，１５ｙを追加している。また、増幅器１５ｘ，１５ｙおよび１５ｚがそれぞれ出力する磁気検出信号を合成（例えば加算する）して一つの磁気検出信号を出力する演算器１５ａを追加している。
上記以外の構成は、第１の実施形態における構成と同じである。
【００５５】
第３の実施形態のＭＲＩ装置によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られるのに加えて、外部磁界のＹ方向およびＸ方向の成分も加味した補正を行うことが出来る。
【００５６】
−第４の実施形態−
図８は、第４の実施形態にかかる図６相当図である。
第４の実施形態は、第２の実施形態におけるＺ方向の磁界を検出しうる磁気センサ１６ｚの代わりに、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向の磁界を検出しうる磁気センサ１６xyzを用いる。また、プローブ制御回路１５１の代わりに、プローブ制御回路１５３を用いる。
【００５７】
第４の実施形態のＭＲＩ装置によれば、第２の実施形態と同様の効果が得られるのに加えて、外部磁界のＹ方向およびＸ方向の成分も加味した補正を行うことが出来る。
【００５８】
−第５の実施形態−
第５の実施形態は、第２の実施形態の構成に図９および図１０に示す構成を加えて、外部磁界のＺ方向の成分だけでなく、Ｙ方向およびＸ方向の成分をも打ち消すものである。
【００５９】
すなわち、図９に示すように、外部磁界のＹ方向の成分を磁気センサ１６ｙで検出し、前後の大コイル２２ｆ，２２ｒに補正電流Ｉｙを流して、外部磁界のｙ方向の成分を打ち消す。
また、図１０に示すように、外部磁界のＸ方向の成分を磁気センサ１６ｘで検出し、左右の大コイル２２Ｌ，２２Ｒに補正電流Ｉｘを流して、外部磁界のｘ方向の成分を打ち消す。
【００６０】
第５の実施形態のＭＲＩ装置によれば、第２の実施形態と同様の効果が得られるのに加えて、外部磁界のＹ方向およびＸ方向の成分も打ち消すことが出来る。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の外部磁界測定方法および外部磁界測定装置によれば、外部磁界を高精度に検出可能なダイナミックレンジを持つ磁気検出手段をマグネットの近傍に設けることが実現可能となり、ＭＲＩ装置の静磁界に影響する外部磁界を高精度に測定することが出来る。
また、本発明の静磁界補正方法およびＭＲＩ装置によれば、高精度に検出した外部磁界に基づいて、外部磁界の静磁界への影響を高精度に打ち消すことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成ブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の要部斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の動作を示す説明図である。
【図４】第２の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成ブロック図である。
【図５】第２の実施形態に係るＭＲＩ装置の要部斜視図である。
【図６】第２の実施形態に係るＭＲＩ装置の動作を示す説明図である。
【図７】第３の実施形態に係るＭＲＩ装置の図３相当図である。
【図８】第４の実施形態に係るＭＲＩ装置の図６相当図である。
【図９】第５の実施形態に係るＭＲＩ装置の図６相当図である。
【図１０】第５の実施形態に係るＭＲＩ装置の図６相当図である。
【符号の説明】
１６                        磁気センサプローブ
１６ｚ，１６xyz             磁気センサ
１６ｔ，１６ｂ              小コイル
１７                        マグネット温度センサ
２１                        Ｂ０補正コイル
２２ｔ，２２ｂ              上下の大コイル
２２ｆ，２２ｒ              前後の大コイル
２２Ｌ，２２Ｒ              左右の大コイル
３１                        マグネットユニット
１０１，１０２              ＭＲＩ装置
１５１，１５２，１５３      プローブ制御回路
１８１，１８２              Ｂ０補正コイル駆動回路
Ｐｙ                        支柱ヨーク
Ｍ                          永久磁石
【図１】
0003884243.tif 000002
【図２】
0003884243.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003884243.tif 000007
【図７】
0003884243.tif 000008
【図８】
0003884243.tif 000009
【図９】
0003884243.tif 000010
【図１０】
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