(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＭＲアセンブリのためのシム調整体の形成方法であって、
（ａ）既知の磁気特性をもつ磁化可能な金属粉末を提供するステップ（１０）と、
（ｂ）選択した均等密度を有する混合物（４０）が形成されるように前記粉末を非磁性材料内に均等に分散させるステップ（１２）と、
（ｃ）ＮＭＲアセンブリの具体的な据え付けに関して金属粉末の選択重量を決定するステップ（１４）と、
（ｄ）前記混合物（４０）を加熱するステップ（１６）と、
（ｅ）前記金属粉末の選択重量に対応して選択した体積の加熱混合物（４０）を所定の容積を有する容器（３０）内に押し出して前記容器を前記選択した体積に応じた割合で充填するステップ（１８）と、
（ｆ）シム調整体を形成するように前記混合物（４０）を冷却するステップ（２０）と、
を含む方法。
【請求項２】
前記磁化可能な金属粉末がサマリウム−コバルト合金またはネオジム−ホウ素−鉄合金から製造されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記容器（３０）が開かれた「Ｕ」字形を有する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記非磁性材料が熱可塑性材料である、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記容器（３０）が、熱硬化性プラスチックで形成した底（３２）及び該底に接続した側面（３４、３６）を有しており、かつ前記加熱混合物（４０）を容器内に押し出した後に、前記側面上に熱硬化性プラスチックで形成した頂部（３８）を配置させている、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記容器（３０）を前記加熱混合物（４０）で２５〜５０％満たしている、請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
（ｇ）その内部に冷却した混合物を有する容器を前記ＮＭＲアセンブリに取り付けることにより、該容器を前記ＮＭＲアセンブリのシム調整体として使用するステップを更に含む、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
（ｇ）シム調整体を形成するように前記混合物（４０）を前記容器から除去するステップを更に含む、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記ＮＭＲアセンブリは複数のマグネット・シム調整ポケットを有しており、前記シム調整体は、該ポケットに移動される、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、核磁気共鳴（「ＮＭＲ」）システムで使用するためのシム調整体の形成に関する。本発明は、さらに詳細には、受動型シム調整体を形成するための改良型で簡略な方法に関する。このシム調整体は磁気共鳴イメージング（「ＭＲＩ」）向けの超伝導マグネット・アセンブリで使用するためのものである。
【０００２】
【従来技術】
よく知られているように、超伝導マグネットは、これを極低温の環境に置くことにより超伝導状態にすることができる。例えば、マグネットは液体ヘリウムやその他の冷却用寒剤を含むクライオスタットまたは圧力容器内に封入することができる。こうした極低温によりそのマグネット・コイルが確実に超伝導状態となる。電源により導入される電流は電源を外した後であってもコイルを通って流れ続ける。電流の流れのこうした持続は、抵抗がないことに由来しており、またこのため強い磁場が維持される。超伝導マグネットはＭＲＩの分野で広い用途を見いだすことができる。
【０００３】
ＮＭＲまたはＭＲＩマグネットの不均一性を補償するには、強磁性の受動型シム材料を含め様々な仕組みが用いられている。例えば、Ｐａｌｋｏｖｉｃｈらに
付与された
【特許文献１】
米国特許第５，００３，２６６号、Ａｕｂｅｒｔに付与された
【特許文献２】
米国特許第５，１６８，２３１号、Ｖａｎ  Ｏｏｒｔに
付与された
【特許文献３】
米国特許第５，９２３，２３５号、Ｂｅｃｋｅｒ，Ｊ
ｒ．らに付与された
【特許文献４】
米国特許第５，９９９，０７６号、並びにＭ
ｃＧｉｎｌｅｙらに付与された
【特許文献５】
米国特許第６，２１８，８３８号は、磁気共鳴マグネット用の受動型シム調整システムを開示している。
【０００４】
開放設計型ＭＲＩマグネットでは、コイル変形の増加やコイルのアラインメントずれによって生成される磁場不均一性が高くなる傾向がある。こうした不均一性は設計段階で最小化し、次いで受動型シム・システムを付加している。受動型シム・システムは、製造許容差や設計上の制約によって製造サイクル後も残留するような不均一性を減少させている。受動型シムは撮像ボアと傾斜コイルの間に配置させる。例えば、ポケット内にシム・ディスクを有するレールをマグネット・ボア軸の周りで間隔をおいて配置させることがある。
【０００５】
ＮＭＲシム調整では、ある特定の量の強磁性材料をある特定の位置に導入することが必要である。この量はその設置箇所でマグネットの近傍にある磁性材料のために場所によって様々となる。現在の方法では事前形成したディスク内にペレットを導入し、ディスク内に所望量の強磁性材料を得ている。しかし、このディスクは、各ディスク内に当該量の磁性材料が生成されるように手作業で骨の折れる移植を受ける必要がある。この方式の第２の欠点は、ペレットが比較的大きな増分単位で追加されており正確なシム調整が困難であることである。第３の欠点は移植するディスクのコストが比較的高いことである。
【０００６】
したがって、骨の折れるペレット装填を排除しているようなシム調整体の形成方法が必要である。さらに、「ディスク内ペレット（ｐｅｌｌｅｔｓ  ｉｎ  ｄｉｓｋｓ）」方式の相対的増分式の性質を排除しているような方法が必要である。さらに、シム調整ディスクのコストを低下させているような方法が必要である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
シム調整体を形成する方法を提供する。本発明の一形態では、鉄粉など既知の磁気特性をもつ磁化可能な金属粉末を提供する。この粉末は、非磁性材料または非鉄材料内に均等に分散させる。選択した均等密度を有する混合物を形成させる。ＮＭＲアセンブリの具体的な据え付けに関して磁性材料の所望重量を選択する。この混合物を加熱する。磁性材料の選択重量に対応して選択した体積の混合物を容器内に押し出す（ｅｘｔｒｕｄｅ）。次いで、この混合物を冷却しシム調整体を形成させる。
【０００８】
別の態様では、開放型ＭＲＩアセンブリ向けの受動型シム調整ディスクの形成方法を提供する。この態様では、既知の磁気特性をもつネオジム−ホウ素−鉄合金の粉末を提供する。この粉末は熱可塑性材料内に均等に分散させ、選択した均等密度を有する混合物を形成させる。ＭＲＩアセンブリの具体的な据え付けに関して、この混合物内の磁性材料の選択重量を決定する。この混合物を加熱する。選択した重量に対応して選択した体積の加熱混合物を開かれたＵ字形容器内に押し出す。この容器は熱硬化性プラスチックで形成することができる。次いで、この混合物を冷却しシム調整ディスクまたはシム調整体を形成させる。
【０００９】
別の態様では、冷却した混合物を容器から除去してシム調整ディスクまたはシム調整体を形成させている。
【００１０】
さらに別の態様では、この容器は、熱硬化性プラスチックで形成した底及び該底に接続した側面を有している。この混合物を冷却してシム調整ディスクまたはシム調整体を形成させている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のその他の目的及び特徴は、以下の詳細な説明を添付の図面に関連させて検討することによって明らかとなろう。しかし、これらの図面は例示のみを目的として図示したものであり本発明の限界を規定するものではないことを理解すべきである。
【００１２】
図面において、この数枚の図全体を通じて同じ参照符号により同じ要素を表している。
【００１３】
図１を参照すると、シム調整体の形成方法の全体流れ図を表している。第１のステップのブロック１０では、鉄製の（ｆｅｒｒｏｕｓ）粉末すなわち鉄粉など既知の磁気特性をもつ磁化可能な金属粉末を提供する。０．５〜１．５テスラの磁場範囲となることさえあるような磁性を保持する永久磁石材料を使用することもある。例えば、ネオジム−ホウ素−鉄（ＮｄＢＦｅ）合金粉末を使用することがある。別法として、サマリウム−コバルト合金によりこの磁化可能な金属粉末を製造することもある。
【００１４】
全体処理の第２のステップはブロック１２内に表している。このステップでは、粉末を非鉄材料その他の非磁性材料内に均等に事前分散させ混合物を形成させる。この非鉄材料は、非磁性かつ電気絶縁性の熱可塑性材料であることが好ましい。この混合物は、既知で均等な密度を有しており、磁性粉末と非鉄または熱可塑性材料とからなる。
【００１５】
ＮＭＲアセンブリの具体的な据え付けに関して磁性材料の所望の重量を決定する（ブロック１４）。所望の重量を決定し終えた後、混合物を加熱し（ブロック１６）、これを適当な容器内に押し出す（ブロック１８）。磁性材料のこの重量は、容器に移動させた混合物の体積から容易に決定される。この混合物はブロック２０で迅速に冷却される。したがって、この混合物は受動型シム調整システムのマグネット・シム調整ポケットに速やかに移動させることができる。得られるシム調整体またはディスクは廉価であり、移植（すなわち、充填）が容易であり、磁気対称性を有しており、かつ極めて精密である。
【００１６】
ここで図２を参照すると、容器３０を表している。容器３０は、選択した体積の加熱混合物４０を受け入れるために開かれた「Ｕ」字形または扁平なボウル（ｂｏｗｌ）を有することが好ましい。容器３０は、熱硬化性プラスチックで形成することが好ましい底３２及び側面３４、３６を有する。例えば、磁気及び無線周波数を透過させる繊維強化エポキシ材料を使用することがある。容器３０は、例えば図２に示すような２５％、あるいは図３に示すような５０％など、加熱した混合物４０で部分的に満たすことがある。さらに、容器３０は、図４に示すように加熱した混合物４０で完全に満たすことがある。本質的には、具体的なニーズや要件に応じて、１％から１００％までの任意の百分率の充填を用いることが可能である。
【００１７】
加熱した混合物４０を容器３０内に押し出した後に、図２の破線で示した頂部３８を側面３４、３６上に配置することがある。頂部３８も熱硬化性プラスチックで形成することが好ましい。これらの特徴をもつ容器によりシム調整ポケット内に磁性材料の場所を提供することが可能である。容器の充填または部分的な充填は、以下のようにして達成することが可能である。先ず混合物を加熱する。次いで、所望量の加熱混合物を図２〜４に示すようにして容器ポケット内に押し出す。冷却した混合物は容器から除去しシム調整体として使用することができる。別法として、その内部に冷却した混合物を有する容器をシム調整体として使用することがある。
【００１８】
鉄粉分布の細かさ（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）は、ディスペンサー（ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ）の計量機能によってのみ制限を受ける。シム調整体またはディスクは、形成させた後で位置決め／ロック方法によってシム調整システム内に保持することが可能である。都合のよい位置決め／ロック方法は当業者には明らかであろう。
【００１９】
したがって、骨の折れるペレット装填を排除している磁性材料の付加方法が提供される。本方法によりさらに、「ディスク内ペレット」方式の相対的増分式の性質が排除される。本方法によりさらに、製作するシム調整体またはディスクのコストが低下する。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態について図示し説明してきたが、添付の特許請求の範囲に規定した本発明の精神及び趣旨を逸脱することなく、本発明に対して多くの変更や修正を行うことができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるシム調整体の形成方法の全体流れ図である。
【図２】本発明の実施の一形態に従って混合物で部分的に満たした容器の簡略概要図である。
【図３】本発明の別の実施形態に従って混合物で半分満たした容器の簡略概要図である。
【図４】本発明のさらに別の実施形態に従って混合物で完全に満たした容器の簡略概要図である。
【符号の説明】
３０  容器
３２  底
３４  側面
３６  側面
３８  頂部
４０  混合物
【図１】
0004222840.tif 000002
【図２】
0004222840.tif 000003
【図３】
0004222840.tif 000004
【図４】
0004222840.tif 000005