(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に撮像対象を収容する空間を形成するとともに前記空間に静磁場を形成する筒状の磁場形成手段と、
前記筒状の空間の中心軸が本体装置が設置されたベースと平行になる第１の位置で前記磁場形成手段を支持する支持手段と、
前記撮像対象を載置したクレードルを前記空間の中心軸と平行な状態で前記空間に入れたり出したりする搬送手段とを具備し、
前記搬送手段は、前記磁場形成手段及び前記支持手段と接触せず、
前記支持手段は、前記搬送手段により前記クレードルが前記空間に配置された前記第１の位置から、前記空間の中心軸がその中心軸上の回転軸を中心として上下方向に回転するように前記磁場形成手段を傾けて支持するとともに、前記空間の中心軸がその中心軸上の回転軸を中心として左右方向に回転するように前記磁場形成手段を傾けて支持することを特徴とする磁場形成装置。
【請求項２】
内部に撮像対象を収容する空間を形成するとともに前記空間に静磁場を形成するＣ型形状の磁場形成手段と、
前記磁場形成手段のＣ型平面とその奥行きとで形成される筒状の空間の中心軸が本体装置が設置されたベースと平行になる第１の位置で前記磁場形成手段を支持するとともに、前記空間の中心軸を回転軸として前記磁場形成手段を回転させて前記静磁場の向きが上下方向及び左右方向になるように前記磁場形成手段を支持する支持手段と、
前記撮像対象を載置したクレードルを前記空間の中心軸と平行な状態で前記空間に入れたり出したりする搬送手段とを具備し、
前記搬送手段は、前記磁場形成手段及び前記支持手段と接触せず、
前記支持手段は、前記搬送手段により前記クレードルが前記空間に配置された前記第１の位置であって、前記上下方向の静磁場が形成された前記第１の位置から前記空間の中心軸がその中心軸上の回転軸を中心として上下方向に回転するように前記磁場形成手段を傾けて支持するとともに、前記左右方向の静磁場が形成された前記第１の位置から前記空間の中心軸がその中心軸上の回転軸を中心として左右方向に回転するように前記磁場形成手段を傾けて支持することを特徴とする磁場形成装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の磁場形成装置において、
前記静磁場の不均一を補正する磁場を発生するシムコイルと、
前記磁場形成手段がとりうる傾きごとに予め求めた前記静磁場の不均一を補正するための前記シムコイルの電流値を記憶する記憶手段と、
前記磁場形成手段の傾きを検出する傾き検出手段と、
前記記憶した電流のうち前記検出した傾きに対応する電流値を前記シムコイルに供給する電流供給手段とを具備することを特徴とする磁場形成装置。
【請求項４】
対象物体を収容する空間に静磁場を形成する磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記空間に高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、前記空間から磁気共鳴信号を測定する測定手段と、前記測定した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段とを有する磁気共鳴撮像装置であって、
前記磁場形成手段として請求項１から請求項３のいずれかに記載の磁場形成装置を用いることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁場形成装置、磁気共鳴撮像装置および磁場不均一補正方法に関し、特に、対象物体を収容する空間に静磁場を形成する磁場形成装置、そのような磁場形成装置を用いる磁気共鳴撮像装置、および、磁場形成装置の磁場不均一を補正する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴撮像装置では、撮像対象を収容する空間に静磁場を形成し、静磁場空間に勾配磁場と高周波磁場を形成し、そのような磁場空間から発生する磁気共鳴信号に基づいて画像を生成（再構成）するようになっている。
【０００３】
静磁場の形成には超伝導電磁石、常伝導電磁石あるいは永久磁石等が用いられる。超伝導電磁石または常伝導電磁石を用いる場合は、電磁石コイル（ｃｏｉｌ）を納めた概ね筒状をなすマグネットカバー（ｍａｇｎｅｔ  ｃｏｖｅｒ）の内側空間に静磁場が形成される。永久磁石を用いる場合は、所定の距離を隔てて対向する１対の永久磁石を納めたマグネットカバーの対向面の間に静磁場が形成される。撮像対象はマグネットカバーの内側空間ないしマグネットカバーの対向面の間の空間に搬入される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような磁気共鳴像撮像装置では、被検者の穿刺（バイオプシ：ｂｉｏｐｓｙ）を伴う撮像あるいは開腹手術等を伴ういわゆるインターベンショナル（ｉｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ）撮像等を行う場合は、マグネットカバーに妨げられて施術部位へのアクセス（ａｃｃｅｓｓ）がしにくいという問題があった。
【０００５】
また、屈伸運動中の腕や脚の関節部等を撮像するいわゆるカイネマティック（ｋｉｎｅｍａｔｉｃ）撮像を行う場合は、運動の方向によっては手足等がマグネットカバーにぶつかるため、必ずしも十分な屈伸が行えないという問題があった。
【０００６】
また、撮像対象はマグネットカバーの内壁で包囲されあるいはマグネットカバーで上下に挟まれているので、頭部を撮像する場合等には被検者に閉塞感を与えるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、設置環境における傾きが変更可能な磁場形成装置、そのような磁場形成装置を用いる磁気共鳴撮像装置、および、設置環境における傾きが変更可能な磁場形成装置の磁場不均一を補正する方法を実現することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決する第１の観点での発明は、対象物体を収容する空間に静磁場を形成する磁場形成手段と、設置環境における前記磁場形成手段の傾きを変更可能に支持する支持手段とを具備することを特徴とする磁場形成装置である。
【０００９】
（２）上記の課題を解決する第２の観点での発明は、対象物体を収容する空間に静磁場を形成する磁場形成手段と、設置環境における前記磁場形成手段の傾きを変更可能に支持する支持手段と、前記静磁場の不均一を補正する磁場を発生するシムコイルと、前記磁場形成手段がとりうる傾きごとに予め求めた前記静磁場の不均一を補正するための前記シムコイルの電流値を記憶する記憶手段と、前記磁場形成手段の傾きを検出する傾き検出手段と、前記記憶した電流のうち前記検出した傾きに対応する電流値を前記シムコイルに供給する電流供給手段とを具備することを特徴とする磁場形成装置である。
【００１０】
（３）上記の課題を解決する第３の観点での発明は、対象物体を収容する空間に静磁場を形成する磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記空間に高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、前記空間から磁気共鳴信号を測定する測定手段と、前記測定した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段とを有する磁気共鳴撮像装置であって、前記磁場形成手段として請求項１または請求項２に記載の磁場形成装置を用いることを特徴とする磁気共鳴撮像装置である。
【００１１】
（４）上記の課題を解決する第４の観点での発明は、設置環境における傾きが可変な磁場形成装置の磁場不均一をシムコイルが発生する磁場で補正するに当たり、前記磁場形成装置がとりうる傾きごとに予め求めた磁場不均一を補正するための前記シムコイルの電流値を記憶し、前記記憶した電流値のうち前記磁場形成装置の実際の傾きに対応する電流値に基づいて磁場不均一を補正することを特徴とする磁場不均一調節方法である。
【００１２】
（５）上記の課題を解決する他の観点での発明は、設置環境における傾きが可変な磁場形成装置で対象物体を収容する空間に静磁場を形成し、シムコイルが発生する磁場で前記空間の静磁場の不均一を補正し、前記空間に勾配磁場を形成し、前記空間に高周波磁場を形成し、前記空間から磁気共鳴信号を測定し、前記測定した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する磁気共鳴撮像方法であって、前記静磁場の不均一を（４）に記載の方法で補正することを特徴とする磁気共鳴撮像方法である。
【００１３】
（作用）
本発明では、設置環境における磁場形成装置の傾きを可変にして施術部位へのアクセスを容易にする。また、カイネマティック撮像に対する制約を緩和する。また、被検者の閉塞感を緩和する。また、磁場形成装置の傾きに応じて予め記憶したシムコイル電流により磁場不均一を補正する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮像装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００１５】
図１に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ  ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場コイル部１０２、シムコイル（ｓｈｉｍ  ｃｏｉｌ）部１０４、勾配コイル部１０６およびＲＦ（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイル部１０８を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の外形を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の内部空間に、撮像対象３００がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。撮像対象３００は、本発明における対象物体の実施の形態の一例である。
【００１６】
主磁場コイル部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね撮像対象３００の体軸の方向と同じである。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は、本発明における磁場形成手段の実施の形態の一例である。主磁場コイル部１０２は例えば超伝導コイル等を用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイルを用いて構成しても良いのはもちろんである。
【００１７】
主磁場コイル部１０２が発生する静磁場について、シムコイル部１０４が発生する補正磁場により均一性が補正される。シムコイル部１０４は、本発明におけるシムコイルの実施の形態の一例である。シムコイル部１０４は図示しない複数のシムコイルを有する。各シムコイルはそれぞれ予め定められた回路パターン（ｐａｔｔｅｒｎ）を有する。
【００１８】
勾配コイル部１０６は静磁場強度に勾配を持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場は、スライス（ｓｌｉｃｅ）勾配磁場、リードアウト（ｒｅａｄ  ｏｕｔ）勾配磁場およびフェーズエンコード（ｐｈａｓｅ  ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場の３種であり、これら３種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００１９】
ＲＦコイル部１０８は静磁場空間に撮像対象３００の体内のスピン（ｓｐｉｎ）を励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信という。ＲＦコイル部１０８は、また、励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号を受信する。ＲＦコイル部１０８は図示しない送信用のコイルおよび受信用のコイルを有する。送信用のコイルおよび受信用のコイルは、同じコイルを兼用するかあるいはそれぞれ専用のコイルを用いる。
【００２０】
このようなマグネットシステム１００は、後にあらためて説明するように、撮像対象３００に対する傾きが変更可能なように構成されている。マグネットシステム１００の傾きの方向および角度はチルト（ｔｉｌｔ）調節部１１０によって調節される。
【００２１】
シムコイル部１０４にはシム調節部１２０が接続されている。シム調節部１２０は、本発明における電流供給手段の実施の形態の一例である。シム調節部１２０は、シムコイル部１０４の各シムコイルに流す電流を個々に調節して静磁場の不均一を補正する。以下、静磁場不均一の補正をシミング（ｓｈｉｍｍｉｎｇ）という。シム調節部１２０によるシミングについては後にあらためて説明する。
【００２２】
勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。勾配コイル部１０６および勾配駆動部１３０からなる部分は、本発明における勾配磁場形成手段の実施の形態の一例である。
【００２３】
ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦ励起信号を送信し、撮像対象３００の体内のスピンを励起する。ＲＦコイル部１０８およびＲＦ駆動部１４０からなる部分は、本発明における高周波磁場形成手段の実施の形態の一例である。
【００２４】
ＲＦコイル部１０８には、また、データ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０はＲＦコイル部１０８が受信した受信信号を取り込み、それをディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｄａｔａ）として収集する。ＲＦコイル部１０８およびデータ収集部１５０からなる部分は、本発明における測定手段の実施の形態の一例である。
【００２５】
チルト調節部１１０、シム調節部１２０、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０には制御部１６０が接続されている。制御部１６０は、チルト調節部１１０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御する。
【００２６】
データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ処理部１７０は、データ収集部１５０から取り込んだデータを図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）に記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。データ空間は２次元フーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間を構成する。データ処理部１７０は、これら２次元フーリエ空間のデータを２次元逆フーリエ変換して撮像対象３００の画像を生成（再構成）する。データ処理部１７０は、本発明における画像生成部の実施の形態の一例である。
【００２７】
データ処理部１７０は制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０は制御部１６０の上位にあってそれを統括する。データ処理部１７０には、表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、操作者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。
【００２８】
図２に、磁気共鳴撮像装置のブロック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００２９】
図２に示す装置は、図１に示した装置とは異なるマグネットシステム１００’を有する。マグネットシステム１００’以外は図１に示した装置と同様な構成になっており、同様な部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
マグネットシステム１００’は主磁場マグネット部１０２’、シムコイル部１０４’、勾配コイル部１０６’およびＲＦコイル部１０８’を有する。これら主磁場マグネット部１０２’および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する１対のものからなる。また、いずれも概ね円盤状の外形を有し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステム１００’の内部空間に、撮像対象３００がクレードル５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００３１】
主磁場マグネット部１０２’はマグネットシステム１００’の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね撮像対象３００の体軸の方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２’は、本発明における磁場形成手段の実施の形態の一例である。主磁場マグネット部１０２’は例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【００３２】
主磁場マグネット部１０２’が発生する静磁場について、シムコイル部１０４’が発生する補正磁場によりシミングが行われる。シムコイル部１０４’は、本発明におけるシムコイルの実施の形態の一例である。シムコイル部１０４’は図示しない複数のシムコイルを有する。各シムコイルはそれぞれ予め定められた回路パターンを有する。
【００３３】
勾配コイル部１０６’は静磁場強度に勾配を持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場は、スライス勾配磁場、リードアウト勾配磁場およびフェーズエンコード勾配磁場の３種であり、これら３種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部１０６’は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００３４】
ＲＦコイル部１０８’は静磁場空間に撮像対象３００の体内のスピンを励起するためのＲＦ励起信号を送信する。ＲＦコイル部１０８’は、また、励起されたスピンが生じる磁気共鳴信号を受信する。ＲＦコイル部１０８’は図示しない送信用のコイルおよび受信用のコイルを有する。送信用のコイルおよび受信用のコイルは、同じコイルを兼用するかあるいはそれぞれ専用のコイルを用いる。
【００３５】
このようなマグネットシステム１００’は、後にあらためて説明するように、撮像対象３００に対する傾きが変更可能なように構成されている。マグネットシステム１００’の傾きの方向および角度はチルト調節部１１０によって調節される。
【００３６】
図３に、マグネットシステム１００の支持機構の模式的構成を示す。同図に示すように、マグネットシステム１００は水平軸３２を有する。水平軸３２は、マグネットシステム１００の静磁場の中心Ｏを通り、かつ、静磁場方向に垂直である。
【００３７】
水平軸３２は支持腕３４に回転可能に取り付けられている。支持腕３４には例えばモータ（ｍｏｔｏｒ）等の回転アクチュエータ（ａｃｔｕａｔｏｒ）３６が設けられている。回転アクチュエータ３６は、水平軸３２に回転力を与えてマグネットシステム１００を支持腕３４に関して相対的に回転変位させる。
【００３８】
この回転変位をピッチングチルト（ｐｉｔｃｈｉｎｇ  ｔｉｌｔ）という。回転アクチュエータ３６によるマグネットシステム１００のピッチングチルトの方向および角度はチルト調節部１１０によって調節される。回転アクチュエータ３６には回転角度検出器３８が備えられ、角度検出信号がチルト調節部１１０にフィードバック（ｆｅｅｄｂａｃｋ）される。回転角度検出器３８は、本発明における傾き検出手段の実施の形態の一例である。なお、図では回転アクチュエータ３６および回転角度検出器３８を水平軸３２の両端にそれぞれ設けた例を示すが、これらは水平軸３２の一端のみに設けるようにしても良い。
【００３９】
支持腕３４は最下部に垂直軸４０を有する。垂直軸４０は、マグネットシステム１００の静磁場中心Ｏを通り、かつ、水平軸３２に垂直である。垂直軸４０はベース（ｂａｓｅ）４２に回転可能に取り付けられている。ベース４２には例えばモータ等の回転アクチュエータ４４が設けられている。回転アクチュエータ４４は垂直軸４０に回転力を与え、支持腕３４を介してマグネットシステム１００をベース４２に関して相対的に回転させる。
【００４０】
この回転変位をヨーイングチルト（ｙａｗｉｎｇ  ｔｉｌｔ）という。回転アクチュエータ４４によるマグネットシステム１００のヨーイングチルトの方向および角度はチルト調節部１１０によって調節される。回転アクチュエータ４４には回転角度検出器４６が備えられ、角度検出信号がチルト調節部１１０にフィードバックされる。回転角度検出器４６は、本発明における傾き検出手段の実施の形態の一例である。水平軸３２、支持腕３４、回転アクチュエータ３６，４４、垂直軸４０およびベース４２からなる部分は、本発明における支持手段の実施の形態の一例である。
【００４１】
図４に、マグネットシステム１００’が角筒状の外形を持つ場合について、その支持機構の模式的構成を示す。支持機構の基本的構成は図３に示したものと同様であり、同様の部分に同一の符号を付して説明を省略する。この支持機構により、図３に示したものと同様に、マグネットシステム１００’のピッチングチルトおよびヨーイングチルトが可能となる。
【００４２】
図５に、マグネットシステム１００’がＣ字形の外形すなわちＣ型フレーム（ｆｒａｍｅ）構造を持つ場合について、その支持機構の模式的構成を示す。同図に示すように、マグネットシステム１００’は撮像対象３００から見た片側が放されている。マグネットシステム１００’は、開放側とは反対側に軸５２を有する。軸５２は、マグネットシステム１００’の静磁場中心Ｏを通り、かつ、静磁場方向に垂直である。
【００４３】
軸５２は支持部５４に回転可能に取り付けられている。支持部５４には例えばモータ等の回転アクチュエータ５６が設けられている。回転アクチュエータ５６は、軸５２に回転力を与えてマグネットシステム１００’を支持部５４に関して相対的に回転変位させる。
【００４４】
この回転変位をチルトという。回転アクチュエータ５６によるマグネットシステム１００’のチルトの方向と角度はチルト調節部１１０によって調節される。回転アクチュエータ５６には回転角度検出器５８が備えられ、角度検出信号がチルト調節部１１０にフィードバックされる。回転角度検出器５８は、本発明における傾き検出手段の実施の形態の一例である。
【００４５】
支持部５４はガイドレール６０に搭載されている。ガイドレール６０は静磁場中心Ｏを中心とする円弧を描く。支持部５４は自走機能を有しガイドレール６０に沿って移動可能となっている。ガイドレール６０上の支持部５４の位置に応じて、マグネットシステム１００’が図における垂直面内で回転変位する。この回転変位をローリングチルト（ｒｏｌｌｉｎｇ  ｔｉｌｔ）という。
【００４６】
ローリングチルトの方向と角度はチルト調節部１１０によって調節される。ローリングチルトの角度と方向は、支持部５４に設けられた回転角度検出器６２で検出されてチルト調節部１１０にフィードバックされる。回転角度検出器６２は本発明における傾き検出手段の実施の形態の一例である。
【００４７】
ガイドレール６０は最下部に垂直軸６４を有する。垂直軸６４は、静磁場中心Ｏを通る。垂直軸６４はベース６６に固定されている。軸５２、支持部５４、回転アクチュエータ５６、ガイドレール６０、垂直軸６４およびベース６６からなる部分は、本発明における支持手段の実施の形態の一例である。
【００４８】
マグネットシステム１００’を最大限にローリングチルトさせた状態を図６に示す。この状態ではマグネットシステム１００’の開放側が上を向き、撮像対象３００の上部は開放された空間となる。
【００４９】
本装置は、このような支持機構を持つマグネットシステム１００または１００’を用いているので、例えば図７に示すように、マグネットシステム１００または１００’を撮像対象３００の体軸に対して傾けて撮像することができる。図７はピッチングチルトした状態を示す。この状態では、ＦＯＶ（ｆｉｅｌｄ  ｏｆｖｉｅｗ）３０２に含まれる撮像部位の上方にあきができるので、撮像部位への上方からのアクセスが容易になる。
【００５０】
これによって、バイオプシ等の施術を伴う撮像を容易に行うことができる。また、カイネマティック撮像を行うときも、腕や脚がマグネットシステム１００（１００’）に当たる可能性を小さくすることができる。また、頭部を撮像する場合はマグネットシステム１００（１００’）による視野の妨げが少ないので、閉塞感を緩和することができる。
【００５１】
マグネットシステム１００あるいは筒型のマグネットシステム１００’についてローリングチルトさせた場合は、例えば図８に示すようになる。図８は撮像対象３００を上方から見た図である。この状態では、ＦＯＶ３０２に含まれる撮像部位の右横方向にあきができるので、撮像部位への右横方向からのアクセスが容易になる。したがって、この方向からのバイオプシ等の施術を伴う撮像を容易に行うことができる。また、腕や脚の左右方向への運動を伴うカイネマティック撮像を行う場合の運動の制約を少なくすることができる。
【００５２】
マグネットシステム１００’がＣ型フレーム構造を持つものであって、それを図６に示したようにローリングチルトさせた場合は、例えば図９に示すようになる。図９も撮像対象３００を上方から見た図である。この状態では、ＦＯＶ３０２に含まれる撮像部位の上方の空間が完全にあくので、撮像部位への上方からのアクセスが極めて容易になる。
【００５３】
したがって、この方向からのバイオプシ等の施術を伴う撮像を極めて容易に行うことができる。また、カイネマティック撮像を行うときの腕や脚あるいは上半身ないし下半身の運動に関しても、上方への制約を無くすことができる。また、頭部を撮像する場合は被検者の視野の妨げが全くなくなり、閉塞感を無くすことができる。
【００５４】
本装置を稼働サイト（ｓｉｔｅ）に据え付けたとき、据え付け調整の一環としてマグネットシステム１００（または１００’、以下同じ）について静磁場の発生およびそのシミングが行われる。
【００５５】
シミングの着目した本装置のブロック図を図１０に示す。図１０において図１に示したものと同様の部分は同一の符号を付して説明を省略する。同図に示すように、磁場強度センサ（ｓｅｎｓｏｒ）２１０を用い、データ収集部１５０を通じてマグネットシステム１００の静磁場強度を測定する。
【００５６】
磁場強度センサ２１０は、図示しない位置決め手段によって静磁場空間内の予め定めた複数の３次元的位置に順次に位置決めされる。これによって、各位置における静磁場の強度がそれぞれ測定される。測定値はデータ処理装置１７０に入力される。
【００５７】
データ処理装置１７０は測定値に基づいて静磁場空間内の磁場の不均一を求め、それを均一化するためのシムコイル部１０４の各コイルに流す電流を計算し、制御部１６０を通じてシム調節部１２０に指令して、計算した電流によるシミングを行わせる。この繰り返しにより、静磁場について所定の均一性が得られるまでシミングを行う。
【００５８】
これにより、主磁場コイル部１０２の特性に基づく磁場不均一に加えて、サイトの磁気的環境に基づく磁場不均一に適合したシミングが行われる。シミングが完了したとき、個々のシムコイルごとの電流値はデータ処理装置１７０のメモリに記憶される。データ処理装置１７０のメモリは、本発明における記憶手段の実施の形態の一例である。
【００５９】
マグネットシステム１００をチルトさせたとき、サイトの磁気的環境が静磁場に及ぼす影響が変わるので磁場の均一性が変化する。そこで、マグネットシステム１００がとりうる全てのチルト角度すなわち全ての傾きについて、逐一上記のようなシミングを行い、その電流値をチルト角度ごとにメモリに記憶する。そして、撮像時にはマグネットシステム１００のチルト角度に対応した電流記憶値を用いてそれぞれシミングを行う。
【００６０】
このようなシミング機能を持つマグネットシステム１００、チルト調節部１１０、シム調節部１２０、制御部１６０およびデータ処理部１７０は、本発明の磁場形成装置の実施の形態の一例である。本磁場形成装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本磁場形成装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００６１】
マグネットシステム１００’のシミングに着目したブロック図を図１１に示す。図１１において、図２および図１０に示したものと同様なものは同一の符号を付し説明を省略する。マグネットシステム１００’のシミングもマグネットシステム１００と同様にして行われる。ここで、マグネットシステム１００’、チルト調節部１１０、シム調節部１２０、制御部１６０およびデータ処理部１７０は、本発明の磁場形成装置の実施の形態の一例である。
【００６２】
次に、本装置の動作を説明する。以下に述べる動作は制御部１６０による制御の下で進行する。磁気共鳴撮像には、例えば図１２に模式的に示すようなパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）が用いられる。このパルスシーケンスは、エコープラナー・イメージング（ＥＰＩ：Ｅｃｈｏ  Ｐｌａｎａｒ  Ｉｍａｇｉｎｇ）のパルスシーケンスである。
【００６３】
すなわち、（１）はＥＰＩにおけるＲＦ励起用の９０°パルスおよび１８０°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、９０°パルス、１８０°パルスおよびスピンエコーＭＲはそれぞれ中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００６４】
同図に示すように、９０°パルスが発生しスピンの９０°励起が行われる。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。９０°励起後、１８０°パルスによるスピン反転が行われる。スピン反転の後にリードアウト勾配Ｇｒおよびフェーズエンコード勾配Ｇｐが印加される。リードアウト勾配Ｇｒは極性が交互に切り換わる勾配である。フェーズエンコード勾配Ｇｐはリードアウト勾配Ｇｒの極性切換に合わせて印加される。これによって複数のスピンエコーＭＲが順次に発生し、データ収集部１５０によりビューデータ（ｖｉｅｗ  ｄａｔａ）として収集される。
【００６５】
ここでは図示の便宜上スピンエコーの数を８としているが、実際の数は例えば１２８ないし２５６程度である。すなわち、１回の励起で１２８ビューないし２５６ビューのビューデータが得られる。
【００６６】
磁気共鳴撮像パルスシーケンスの他の例を図１３に示す。このパルスシーケンスは、ファースト・スピンエコー（ＦＳＥ：Ｆａｓｔ Ｓｐｉｎ Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００６７】
すなわち、（１）はＦＳＥにおけるＲＦ励起用の９０°パルスおよび１８０°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、９０°パルス、１８０°パルスおよびスピンエコーＭＲはそれぞれ中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００６８】
同図に示すように、このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。９０°励起後、最初の１８０°パルスが印加される。最初の１８０°パルスの印加後に、１８０°パルス、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒおよびフェーズエンコード勾配Ｇｐがそれぞれのタイミングで印加される。
【００６９】
リードアウト勾配Ｇｒは１８０°パルスでスピンを反転するたびに印加されてスピンエコーのリードアウトを行う。フェーズエンコード勾配Ｇｐは各リードアウト勾配Ｇｒの前後で印加される。前に印加されるフェーズエンコード勾配でスピンをフェーズエンコードし、後に印加されるフェーズエンコード勾配でスピンのフェーズエンコードを０に戻す。これによって複数のスピンエコーＭＲが順次に発生し、データ収集部１５０によりビューデータ（ｖｉｅｗ  ｄａｔａ）として収集される。
【００７０】
図示の便宜上スピンエコーの数を６としているが、実際の数は例えば１２８ないし２５６程度である。すなわち、１回の励起で１２８ビューないし２５６ビューのビューデータが得られる。
【００７１】
図１２または図１３のパルスシーケンスによって得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。パルスシーケンスがＥＰＩまたはＦＳＥのものであることにより、１スキャン（ｓｃａｎ）が数１０ｍｓ程度で完了する極めて高速な撮像を行うことができる。このようなスキャンを連続的に行うことによりリアルタイムスキャンを行うことができる。なお、パルスシーケンスはＥＰＩまたはＦＳＥに限らず、例えばスピンエコー法やグラディエントエコー法等、他の適宜の技法によるものであって良いのはいうまでもない。
【００７２】
データ処理部１７０はビューデータについての２次元逆フーリエ変換により画像再構成を行う。再構成画像はリアルタイム画像となる。この画像が表示部１８０に表示され、操作者はリアルタイム画像を観察することができる。
【００７３】
撮像を例えば図７〜９に示したようなチルト状態で行うことにより、撮像対象へのアクセス性の良い撮像を行うことができる。また、カイネマティック撮像等を効果的に行うことができる。また、頭部撮像等も被検者に閉塞感を与えることなく行うことができる。
【００７４】
また、各チルト状態においてそれぞれ適合したシミングが行われているので、静磁場の不均一による画像の歪み、アーチファクト（ａｒｔｉｆａｃｔ）、濃度むら等のない撮像を行うことができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、設置環境における傾きが変更可能な磁場形成装置、そのような磁場形成装置を用いる磁気共鳴撮像装置、および、設置環境における傾きが変更可能な磁場形成装置の磁場不均一を補正する方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図３】図１に示した装置のマグネットシステムの模式的構成図である。
【図４】図２に示した装置のマグネットシステムの模式的構成図である。
【図５】図２に示した装置のマグネットシステムの模式的構成図である。
【図６】図２に示した装置のマグネットシステムの模式的構成図である。
【図７】図３に示したマグネットシステムのチルト状態を示す図である。
【図８】図３に示したマグネットシステムのチルト状態を示す図である。
【図９】図５に示したマグネットシステムのチルト状態を示す図である。
【図１０】シミングに着目した本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図１１】シミングに着目した本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図１２】図１または図２に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図１３】図１または図２に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【符号の説明】
３２  水平軸
３４  支持腕
３６，４４，５６  回転アクチュエータ
３８，４６，５８，６２  回転角度検出器
４０，６４  垂直軸
４２，６６  ベース
５２  軸
５４  支持部
６０  ガイドレール
１００，１００’  マグネットシステム
１０２  主磁場コイル部
１０２’  主磁場マグネット部
１０４，１０４’  シムコイル部
１０６，１０６’  勾配コイル部
１０８，１０８’  ＲＦコイル部
１１０  チルト調節部
１２０  シム調節部
１３０  勾配駆動部
１４０  ＲＦ駆動部
１５０  データ収集部
１６０  制御部
１７０  データ処理部
１８０  表示部
１９０  操作部
３００  撮像対象
５００  クレードル
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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