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技術 MRI装置における渦電流補正方法およびMRI装置

出願人 GEヘルスケア・ジャパン株式会社
発明者 星野和哉
出願日 1994年5月12日 (27年5ヶ月経過) 出願番号 1994-098404
公開日 1995年11月21日 (25年11ヶ月経過) 公開番号 1995-303619
状態 未査定
技術分野 マイクロ波、NMR等による材料の調査 磁気共鳴イメージング装置
主要キーワード 渦電流量 関係曲線 パルス状信号 高周波出力信号 パワー増幅 渦電流補正 熱シールド 理論計算
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年11月21日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (10)

目的

熱シールド等の温度に拘らず、常に適正な渦電流補正量を与える。

構成

温度センサ30は、熱シールド54の温度Tをスキャン開始直前またはスキャン中に1回または定期的に測定し、渦電流補正量設定部14へ出力する。渦電流補正量設定部14は、熱シールド温度Tと渦電流補正量Sの関係曲線を記憶しており、温度センサ30から与えられた熱シールド温度Tに対応する渦電流補正量Sを関係曲線に基づいて取り出し、勾配磁場駆動回路3へ出力する。勾配磁場駆動回路3は、勾配コイル57を駆動し、理想的な勾配磁場に渦電流補正量Sを加えた勾配磁場を発生させる。

効果

熱シールド等の温度が外気温度から定常状態極低温まで徐々に遷移していく期間中においても、渦電流に起因する画質劣化を防止できる。

概要

背景

図5は、従来のMRI装置マグネットアセンブリの一例を示す断面図である。このマグネットアセンブリ51では、静磁場コイル53は、ヘリウム槽54内に収容され、冷凍機52によって極低温(例えば4・2K)に冷却されている。前記ヘリウム槽54は、熱シールドP,Qによって外気(例えば23℃)から断熱されている。ウォームボア真空容器56は、前記静磁場コイル53と、ヘリウム槽54と、熱シールドP,Qとを収容する。また、マグネットアセンブリ51のボア内には、勾配磁場を発生する勾配磁場コイル57と、被検体HへのRF(Radio Frequency)パルスの送信および被検体HからのNMR(Nuclear Magnetic Resonance)信号の受信を行うRFコイル58が設置されている。59は、被検体Hを支持するブリッジである。

上記マグネットアセンブリ51では、金属製の熱シールドP,Qが極低温(例えば、それぞれ80K,20K)に冷却されており、電気抵抗が非常に小さくなっている。このため、勾配磁場に起因する渦電流が流れ、その渦電流が静磁場に歪を与え、画質劣化させる。また、熱シールドP,Q以外の導体部分にも同様に渦電流が生じ、その渦電流が静磁場に歪を与え、画質を劣化させる(なお、表記を簡単にするため、渦電流が生じる全ての部分を“熱シールド等”と表記する)。そこで、図6に示すように、理想の勾配磁場Kiに、渦電流の影響を相殺するための渦電流補正量Scを加えた勾配磁場Kcを印加している。この勾配磁場Kcを印加すると、実質的に理想の勾配磁場Kiを印加したことになり、渦電流に起因する画質の劣化を防止できる。上記渦電流補正量Scは、熱シールド等が極低温に冷却されて定常状態になったときの渦電流量を測定して設定されている。

概要

熱シールド等の温度に拘らず、常に適正な渦電流補正量を与える。

温度センサ30は、熱シールド54の温度Tをスキャン開始直前またはスキャン中に1回または定期的に測定し、渦電流補正量設定部14へ出力する。渦電流補正量設定部14は、熱シールド温度Tと渦電流補正量Sの関係曲線を記憶しており、温度センサ30から与えられた熱シールド温度Tに対応する渦電流補正量Sを関係曲線に基づいて取り出し、勾配磁場駆動回路3へ出力する。勾配磁場駆動回路3は、勾配コイル57を駆動し、理想的な勾配磁場に渦電流補正量Sを加えた勾配磁場を発生させる。

熱シールド等の温度が外気温度から定常状態の極低温まで徐々に遷移していく期間中においても、渦電流に起因する画質の劣化を防止できる。

目的

しかし、従来のMRI装置では、熱シールド等が極低温(tc)に冷却されたときの渦電流量(Ic)を測定して渦電流補正量が設定されていたため、熱シールド等の温度が高ければ図9に示すように補正過剰となり、実質的に印加される勾配磁場Krは理想の勾配磁場Kiとかけ離れたものとなる。このため、定常状態になるまでの期間(例えば1週間位)は、渦電流補正を行うと、かえって画質が劣化してしまう問題点がある。そこで、この発明の目的は、熱シールド等の温度変動にかかわらず画質の劣化を防止できるようにしたMRI装置における渦電流補正方法およびその方法を実施するMRI装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

静磁場コイル低温に保持する熱シールド等に生じる渦電流の影響を相殺するために、渦電流補正量を加えた勾配磁場印加するMRI装置において、前記熱シールド等のうちの少なくとも一箇所の温度を測定し、その測定した温度に基づいて前記渦電流補正量を変更することを特徴とする渦電流補正方法。

請求項2

静磁場コイルを低温に保持する熱シールド等に生じる渦電流の影響を相殺するために、渦電流補正量を加えた勾配磁場を印加するMRI装置において、前記熱シールド等の少なくとも一箇所の温度を測定する温度測定手段と、測定した温度に基づいて前記渦電流補正量を変更する渦電流補正量設定手段とを具備したことを特徴とするMRI装置。

技術分野

0001

この発明は、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置における渦電流補正方法およびMRI装置に関し、さらに詳しくは、熱シールド温度変動にかかわらず画質劣化を防止できるようにしたMRI装置における渦電流補正方法およびその方法を実施するMRI装置に関する。

背景技術

0002

図5は、従来のMRI装置のマグネットアセンブリの一例を示す断面図である。このマグネットアセンブリ51では、静磁場コイル53は、ヘリウム槽54内に収容され、冷凍機52によって極低温(例えば4・2K)に冷却されている。前記ヘリウム槽54は、熱シールドP,Qによって外気(例えば23℃)から断熱されている。ウォームボア真空容器56は、前記静磁場コイル53と、ヘリウム槽54と、熱シールドP,Qとを収容する。また、マグネットアセンブリ51のボア内には、勾配磁場を発生する勾配磁場コイル57と、被検体HへのRF(Radio Frequency)パルスの送信および被検体HからのNMR(Nuclear Magnetic Resonance)信号の受信を行うRFコイル58が設置されている。59は、被検体Hを支持するブリッジである。

0003

上記マグネットアセンブリ51では、金属製の熱シールドP,Qが極低温(例えば、それぞれ80K,20K)に冷却されており、電気抵抗が非常に小さくなっている。このため、勾配磁場に起因する渦電流が流れ、その渦電流が静磁場に歪を与え、画質を劣化させる。また、熱シールドP,Q以外の導体部分にも同様に渦電流が生じ、その渦電流が静磁場に歪を与え、画質を劣化させる(なお、表記を簡単にするため、渦電流が生じる全ての部分を“熱シールド等”と表記する)。そこで、図6に示すように、理想の勾配磁場Kiに、渦電流の影響を相殺するための渦電流補正量Scを加えた勾配磁場Kcを印加している。この勾配磁場Kcを印加すると、実質的に理想の勾配磁場Kiを印加したことになり、渦電流に起因する画質の劣化を防止できる。上記渦電流補正量Scは、熱シールド等が極低温に冷却されて定常状態になったときの渦電流量を測定して設定されている。

発明が解決しようとする課題

0004

MRI装置の保守点検障害発生により、冷凍機の運転が停止された場合、熱シールド等の温度が上昇する。次にMRI装置を稼動させると、熱シールド等の温度tは、図7に示すように、定常状態の極低温tcまで徐々に遷移する。定常状態になる時間Dcは、例えば1週間くらいである。ところで、図8に示すように、渦電流量は、熱シールド等の温度tが高いとき(t1)は小さく(I1),熱シールド等の温度tが低いとき(tc)は大きい(Ic)から、熱シールド等の温度tが高いとき(t1)は、渦電流の影響は小さくなる。

0005

しかし、従来のMRI装置では、熱シールド等が極低温(tc)に冷却されたときの渦電流量(Ic)を測定して渦電流補正量が設定されていたため、熱シールド等の温度が高ければ図9に示すように補正過剰となり、実質的に印加される勾配磁場Krは理想の勾配磁場Kiとかけ離れたものとなる。このため、定常状態になるまでの期間(例えば1週間位)は、渦電流補正を行うと、かえって画質が劣化してしまう問題点がある。そこで、この発明の目的は、熱シールド等の温度変動にかかわらず画質の劣化を防止できるようにしたMRI装置における渦電流補正方法およびその方法を実施するMRI装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

この発明のMRI装置における渦電流補正方法は、静磁場コイルを低温に保持する熱シールド等に生じる渦電流の影響を相殺するために、渦電流補正量を加えた勾配磁場を印加するMRI装置において、前記熱シールド等(渦電流が生じる全ての部分)のうちの少なくとも一箇所の温度を測定し、その測定した温度に基づいて前記渦電流補正量を変更することを構成上の特徴とするものである。

0007

また、この発明のMRI装置は、静磁場コイルを低温に保持する熱シールド等に生じる渦電流の影響を相殺するために、渦電流補正量を加えた勾配磁場を印加するMRI装置において、前記熱シールド等(渦電流が生じる全ての部分)のうちの少なくとも一箇所の温度を測定する温度測定手段と、測定した温度に基づいて前記渦電流補正量を変更する渦電流補正量設定手段とを具備したことを構成上の特徴とするものである。

0008

この発明のMRI装置における渦電流補正方法およびMRI装置では、熱シールド等(渦電流が生じる全ての部分)の少なくとも一箇所の温度を測定し、その測定した温度に基づいて渦電流補正量を変更する。このため、熱シールド等の温度にかかわらず、常に適正な渦電流補正量を与えることが出来るようになり、画質の劣化を防止できるようになる。

0009

以下、図に示す実施例によりこの発明をさらに詳しく説明する。なお、これによりこの発明が限定されるものではない。図1は、この発明のMRI装置の一実施例のブロック図である。このMR装置100において、マグネットアセンブリ1は、内部に被検体を挿入するためのボア(空間部分)を有し、このボアを取りまくようにして、被検体内原子核スピン励起するためのRFパルスを送信すると共に被検体からのNMR信号を受信するRFコイル58と、勾配磁場を発生するための勾配磁場コイル57(勾配コイルは、読み出し位相エンコードスライス選択の各軸のコイルを備えている)と、被検体に一定の静磁場を印加する静磁場コイル53と、この静磁場コイル53を外気から断熱する熱シールドP,Qと、前記熱シールドP,Qの温度T(以下、熱シールドの温度Tと言う。)を測定する温度センサ30とが配置されている。図2に、その配置を示す。なお、図2で、52は冷凍機であり、54はヘリウム槽である。59は、被検体Hを支持するブリッジである。前記勾配磁場コイル57,RFコイル58は、それぞれ勾配磁場駆動回路3,RF電力増幅器4および前置増幅器5に接続されている。また、前記温度センサ30は、渦電流補正量設定部14に接続されており、スキャン開始直前またはスキャン中に1回または定期的に測定した熱シールド温度Tを渦電流補正量設定部14へ出力する。前記渦電流補正量設定部14は、熱シールド温度Tと渦電流補正量Sの関係曲線を記憶しており、前記温度センサ30から与えられた熱シールド温度Tに対応する渦電流補正量Sを前記関係曲線に基づいて取り出し、勾配磁場駆動回路3へ出力する。図3に、関係曲線を模式的に示す。この関係曲線は、実測,シミュレーションあるいは理論計算に基づいて予め求めておく。

0010

シーケンス記憶回路8は、計算機7からの指令に従い、記憶されているデータ収集パルスシーケンスに基づいて前記勾配磁場駆動回路3を操作すると共に、ゲート変調回路9を操作する。前記勾配磁場駆動回路3は、前記勾配磁場コイル57を駆動して勾配磁場を発生する。この勾配磁場は、理想的な勾配磁場(図4のKi)に前記渦電流補正量Sを加えた勾配磁場である。前記ゲート変調回路9は、RF発振回路10からの高周波出力信号所定タイミング・所定包絡線パルス状信号変調し、それをRFパルスとしてRF電力増幅器4に加え、RF電力増幅器4でパワー増幅した後、前記マグネットアセンブリ1のRFコイル58に印加し、目的の領域を励起する。

0011

前置増幅器5は、マグネットアセンブリ1のRFコイル58で検出された被検体からのNMR信号を増幅し、位相検波器12に入力する。位相検波器12は、RF発振回路10の出力を参照信号とし、前置増幅器5からのNMR信号を位相検波して、A/D変換器11に与える。A/D変換器11は、位相検波後のアナログ信号ディジタル信号に変換して、計算機7に入力する。計算機7は、A/D変換器11からのデジタル信号に対する画像再構成演算を行い、目的の領域のイメージプロトン密度像)を生成する。このイメージは、表示装置6にて表示される。また、計算機7は、操作卓13から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受け持つ。

0012

さて、図3および図4に示すように、渦電流補正量Sは、熱シールド温度Tが高いとき(T1)は小さく(S1),熱シールド温度Tが低いとき(Tc)は大きく(Sc)なる。他方、先述のように、渦電流量は、熱シールド温度Tが高いとき(T1)は小さく,熱シールド温度Tが低いとき(Tc)は大きい。従って、熱シールド温度Tが高いとき(T1)も低いとき(Tc)も適正な渦電流補正量となり、図4に示すように、常に理想の勾配磁場Kiを実質的に印加できることとなる。つまり、熱シールド温度Tにかかわらず、常に渦電流に起因する画質の劣化を防止できるようになる。

0013

そこで、上記MRI装置100によれば、保守点検や障害発生後にMRI装置100を再稼動させたときに、熱シールド等の温度が外気温度から定常状態の極低温まで徐々に遷移していく期間(例えば1週間くらい)においても、常に渦電流に起因する画質の劣化を防止できるようになる。

0014

なお、図3の関係曲線の代りに、渦電流補正量Sのパラメータ時定数振幅など)をテーブル化して渦電流補正量設定部14に記憶しておいてもよい。

発明の効果

0015

この発明のMRI装置における渦電流補正方法およびMRI装置によれば、熱シールド等の温度にかかわらず、常に適正な渦電流補正量を与えることが出来るようになり、画質の劣化を防止できるようになる。この結果、熱シールド等の温度が外気温度から定常状態の極低温まで徐々に遷移していく期間中においても、渦電流に起因する画質の劣化を防止できるようになる。

図面の簡単な説明

0016

図1この発明のMRI装置の一実施例のブロック図である。
図2図1のMRI装置のマグネットアセンブリの断面図である。
図3熱シールド温度と渦電流補正量の関係曲線の模式図である。
図4理想勾配磁場と渦電流補正量と合成勾配磁場と実質的勾配磁場を示す波形図である。
図5従来のMRI装置のマグネットアセンブリの一例の断面図である。
図6理想勾配磁場と渦電流補正量と合成勾配磁場と実質的勾配磁場を示す波形図である。
図7外気温度から定常状態の極低温まで熱シールド等の温度が遷移する変化を表わすグラフである。
図8熱シールド等の温度に対応する渦電流量を表わすグラフである。
図9理想勾配磁場と渦電流補正量と合成勾配磁場と実質的勾配磁場を示す波形図である。

--

0017

100MRI装置
1マグネットアセンブリ
3勾配磁場駆動回路
7計算機
8シーケンス記憶回路
14渦電流補正量設定部
30温度センサ
53静磁場コイル
54ヘリウム槽
P,Q 熱シールド

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