專利名稱：磁共振成像裝置和在裝置中使用的靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到磁共振成像裝置(以下稱MRI裝置)，特別是帶有使被檢查者沒(méi)有壓迫感的開(kāi)放式磁鐵、并且改善裝置在工作時(shí)檢查空間中的磁場(chǎng)穩(wěn)定性的MRI裝置以及MRI裝置使用的靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
利用核磁共振(NMR)現(xiàn)象得到人體的斷層圖像的MRI裝置廣泛地用于醫(yī)療部門。為了使MRI裝置的成像正確地反映被測(cè)體的檢查部位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，必須有可以在放置被檢測(cè)體的空間(以下稱檢查空間或者是攝影空間)產(chǎn)生均勻磁場(chǎng)的靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置。
因?yàn)榫鶆虻撵o磁場(chǎng)一般可以在無(wú)限長(zhǎng)的圓筒形線圈內(nèi)得到，所以MRI裝置用的靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置大多數(shù)都是采用在有一定大小的空間內(nèi)產(chǎn)生高強(qiáng)度并且高均勻度磁場(chǎng)的細(xì)長(zhǎng)圓筒狀的圓筒形線圈和進(jìn)一步改善該圓筒形線圈產(chǎn)生的靜磁場(chǎng)的均勻性的磁場(chǎng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)組成的磁鐵結(jié)構(gòu)。
對(duì)被檢測(cè)體被放置在上述圓筒狀的圓筒形線圈的細(xì)長(zhǎng)空間進(jìn)行檢查的MRI裝置來(lái)說(shuō)，被測(cè)體在檢查時(shí)身體周圍被上述圓筒狀的線圈圍住并長(zhǎng)時(shí)間停留在該狹小的空間。這樣圓筒狀的線圈給予被檢查者很強(qiáng)的壓迫感，不能忍耐這種壓迫感的關(guān)閉恐懼癥的被檢測(cè)者或者兒童就不能用帶這種圓筒狀的線圈的MRI裝置進(jìn)行檢查。
因此對(duì)于帶有磁場(chǎng)強(qiáng)度較低的靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置的MRI裝置，近年來(lái)一直普及采用靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置的側(cè)面設(shè)有開(kāi)口部，使得檢查空間成開(kāi)放的龍門結(jié)構(gòu)，或者將在靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置前面設(shè)置的被檢查者送入部采用寬敞開(kāi)放的龍門結(jié)構(gòu)。
上述開(kāi)放型結(jié)構(gòu)的MRI裝置，產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁鐵是永久磁鐵或者是一般的電磁鐵。用永久磁鐵或者是一般的電磁鐵的MRI裝置，和使用上述隧道型的超導(dǎo)電磁鐵的MRI裝置相比，高速攝影模式得到的圖象的S/N很低，而且不適合進(jìn)行波譜立體成像或者腦功能測(cè)試這樣的高性能檢測(cè)。
因此現(xiàn)在一直在努力開(kāi)發(fā)帶超導(dǎo)線圈的開(kāi)放式磁鐵結(jié)構(gòu)的MRI裝置。和該技術(shù)有關(guān)的技術(shù)有特開(kāi)平10-179546號(hào)公報(bào)，特開(kāi)平11-156831號(hào)公報(bào)和特開(kāi)平11-197132號(hào)公報(bào)。
上述帶超導(dǎo)線圈的開(kāi)放式磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度可以達(dá)到1特斯拉。該磁場(chǎng)強(qiáng)度是使用永磁或者是一般電磁鐵的場(chǎng)強(qiáng)的5倍。如果磁場(chǎng)強(qiáng)度是5倍，NMR信號(hào)強(qiáng)度比和磁場(chǎng)強(qiáng)度比大致相同，也大約高5倍，因此可以確保實(shí)時(shí)檢測(cè)等高速攝影模式得到足夠的S/N。
為了使帶有超導(dǎo)線圈的磁場(chǎng)發(fā)生裝置的檢查空間如以上所述的設(shè)置成開(kāi)放式的，采用的是將原來(lái)的隧道型超導(dǎo)線圈分割成2部分，被分割的線圈分別放在低溫恒溫箱內(nèi)，將這些低溫恒溫箱夾住檢查空間地相向設(shè)置。
但是，本發(fā)明者等在開(kāi)發(fā)超導(dǎo)開(kāi)放式MRI裝置的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)對(duì)于上述結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置來(lái)說(shuō)，放在低溫恒溫箱內(nèi)的超導(dǎo)線圈容易受振動(dòng)的影響。即，原來(lái)的隧道型超導(dǎo)線圈的磁場(chǎng)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)是線圈一體化形成并被放在低溫恒溫箱內(nèi)，因?yàn)槭钦w式的，所以即使發(fā)生振動(dòng)，也只是均勻磁場(chǎng)的位置稍有偏離，不會(huì)對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度有大的影響。但是，對(duì)于開(kāi)放式的磁鐵來(lái)說(shuō)，對(duì)向放置的、產(chǎn)生靜磁場(chǎng)的各超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的振動(dòng)有差異，該振動(dòng)差異使得均勻磁場(chǎng)的強(qiáng)度發(fā)生變化。
超導(dǎo)線圈發(fā)生振動(dòng)源于磁鐵的環(huán)境振動(dòng)、被脈沖驅(qū)動(dòng)的梯度磁場(chǎng)發(fā)生裝置引起的振動(dòng)和梯度磁場(chǎng)線圈振動(dòng)引起的振動(dòng)傳播、還有氦制冷機(jī)的振動(dòng)等裝置本身發(fā)生的振動(dòng)。這些振動(dòng)使得低溫恒溫箱振動(dòng)，如果該振動(dòng)傳給超導(dǎo)線圈，超導(dǎo)線圈就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。在這些超導(dǎo)線圈振動(dòng)的原因中，與氦制冷機(jī)和梯度磁場(chǎng)發(fā)生裝置的動(dòng)作對(duì)應(yīng)的振動(dòng)傳給了低溫恒溫箱。
超導(dǎo)線圈振動(dòng)的另外一個(gè)原因是梯度磁場(chǎng)線圈加電流時(shí)，有電磁力作用在梯度磁場(chǎng)線圈的導(dǎo)體上，它的反作用對(duì)超導(dǎo)線圈體有作用。
這樣，上述梯度磁場(chǎng)線圈和氦制冷機(jī)周期的動(dòng)作使得超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的靜磁場(chǎng)發(fā)生變化。如果這種周期性振動(dòng)的振幅很小的話，它對(duì)圖象的影響可以忽略，但是振幅大到一定的程度時(shí)會(huì)產(chǎn)生不能忽略的靜磁場(chǎng)變化，該影響使得圖象上出現(xiàn)贗像，降低圖象質(zhì)量。
即，磁場(chǎng)以規(guī)則的時(shí)間間隔(ω)振動(dòng)，被測(cè)的NMR信號(hào)就被用振動(dòng)頻率f(＝1/ω)調(diào)制。被調(diào)制的信號(hào)用傅立葉變換進(jìn)行圖象和波譜變換處理后，在反映振動(dòng)頻率f的空間位置上會(huì)出現(xiàn)和本來(lái)的圖象不同的贗像。即使磁場(chǎng)稍微變動(dòng)，如果變動(dòng)有規(guī)律，就會(huì)在圖象中出現(xiàn)明顯的贗像，在波譜上出現(xiàn)贗波譜。
已有的降低氦制冷機(jī)或者是梯度磁場(chǎng)線圈產(chǎn)生振動(dòng)的技術(shù)，例如有美國(guó)的特許公報(bào)5363077號(hào)，本發(fā)明者的特愿2000-203695號(hào)所述的技術(shù)。這些技術(shù)是將固定物體和振動(dòng)體之間插入機(jī)械的撓性結(jié)構(gòu)體(彈簧)、或者是將振動(dòng)體固定在質(zhì)量大的物體(固定物體)上來(lái)吸收振動(dòng)體的振動(dòng)能量。并用主動(dòng)式方法修正相應(yīng)的磁場(chǎng)變化成分。例如美國(guó)特許公報(bào)5952734號(hào)上記載的方法是檢出因振動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的誤差成分，用反饋回路驅(qū)動(dòng)控制磁場(chǎng)修正單元。另外本發(fā)明者對(duì)于由氦制冷機(jī)的特定的周期性機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)振動(dòng)，提出了控制可以排除檢出誤差成分并且正確地產(chǎn)生補(bǔ)償磁場(chǎng)的磁場(chǎng)補(bǔ)償技術(shù)(特愿2000-34027)。該技術(shù)對(duì)周期性振動(dòng)引起的磁場(chǎng)變化非常有效。
但是，該技術(shù)不能解決由超導(dǎo)線圈或者它的支持結(jié)構(gòu)引起的共振產(chǎn)生的靜磁場(chǎng)的變化。根據(jù)本發(fā)明者的研究，開(kāi)放式靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置內(nèi)的超導(dǎo)線圈不僅由梯度磁場(chǎng)線圈的機(jī)械振動(dòng)引起周期性振動(dòng)，而且梯度磁場(chǎng)線圈加電流引起作用在超導(dǎo)線圈上的電磁力會(huì)引起分割結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)線圈的整體或者是一部分以電流周期的特定值相對(duì)應(yīng)地振動(dòng)，特別是超導(dǎo)線圈以及/或者支持結(jié)構(gòu)發(fā)生共振時(shí)，振幅將變大。振幅變大會(huì)引起靜磁場(chǎng)強(qiáng)度變化。
這種超導(dǎo)線圈的共振引起的磁場(chǎng)變化不能忽略，尤其在隨著近年使用高速自旋回波(FSEFast Spin Echo)法、回波平面(Echo)法等新的高速攝像方法的增多，使得在短時(shí)間內(nèi)將很大的能量加在梯度磁場(chǎng)發(fā)生裝置上，即，梯度磁場(chǎng)線圈的振動(dòng)能量急劇的增大、還有由于攝影條件參數(shù)設(shè)定范圍擴(kuò)大引起的梯度磁場(chǎng)線圈的機(jī)械振動(dòng)周期變化很大等情況下的磁場(chǎng)變化都不能忽略。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于以上考慮，本發(fā)明的第1目的提供不用從外部提供能量就可以實(shí)質(zhì)地消除因開(kāi)放式MRI裝置的振動(dòng)引起的靜磁場(chǎng)變化，提高檢查結(jié)果可靠性的MRI裝置。
本發(fā)明的第2目的是提供確實(shí)降低或者消除因?yàn)殚_(kāi)放式超導(dǎo)線圈振動(dòng)產(chǎn)生靜磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的技術(shù)。
本發(fā)明的第3目的是提供即使開(kāi)放式靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置振動(dòng)也不會(huì)在圖象上出現(xiàn)贗像，得到醫(yī)生很容易診斷、并有很好畫(huà)面質(zhì)量的圖象的MRI裝置。
本發(fā)明的第4目的是提供用簡(jiǎn)單的降低靜磁場(chǎng)變化機(jī)構(gòu)來(lái)保證靜磁場(chǎng)強(qiáng)度的穩(wěn)定性的開(kāi)放式MRI裝置。
本發(fā)明的第5目的是提供即使設(shè)置降低靜磁場(chǎng)變化機(jī)構(gòu)也保證攝影空間寬闊的開(kāi)放式MRI裝置。
本發(fā)明的第6目的是提供即使設(shè)置提高靜磁場(chǎng)均勻性的被動(dòng)式磁場(chǎng)調(diào)整機(jī)構(gòu)又設(shè)置降低靜磁場(chǎng)變化機(jī)構(gòu)也保證攝影空間寬闊的開(kāi)放式MRI裝置。
本發(fā)明的第7目的是提供達(dá)到上述第1到第6目的構(gòu)成MRI裝置的靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置。
以往涉及MRI裝置領(lǐng)域的技術(shù)者，為了盡量抑制用梯度磁場(chǎng)發(fā)生裝置產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的渦流，都是考慮在包括靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置在內(nèi)的梯度磁場(chǎng)發(fā)生裝置附近不設(shè)置會(huì)產(chǎn)生渦流的材料。因?yàn)槿绻谔荻却艌?chǎng)發(fā)生機(jī)構(gòu)附近設(shè)置了發(fā)生渦流的材料，在脈沖地將電流加給梯度磁場(chǎng)發(fā)生裝置時(shí)，設(shè)置在梯度磁場(chǎng)發(fā)生裝置附近的會(huì)產(chǎn)生渦流的材料內(nèi)將產(chǎn)生渦流，渦流對(duì)梯度磁場(chǎng)強(qiáng)度的波形有很壞的影響。
但是，由于梯度磁場(chǎng)產(chǎn)生的渦流影響可以由隨時(shí)間變化控制梯度磁場(chǎng)發(fā)生裝置提供的電流值來(lái)消除，因此本發(fā)明在梯度磁場(chǎng)發(fā)生裝置附近設(shè)置會(huì)產(chǎn)生渦流的材料，利用由超導(dǎo)線圈的振動(dòng)引起的靜磁場(chǎng)變化在渦流發(fā)生材料內(nèi)產(chǎn)生的渦流，實(shí)質(zhì)地消除由于振動(dòng)或者共振引起的磁場(chǎng)變化。這樣，本發(fā)明的MRI裝置可以穩(wěn)定地維持工作時(shí)在檢查空間產(chǎn)生的靜磁場(chǎng)的強(qiáng)度。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的帶有可以在容納被檢體大小的攝影空間中產(chǎn)生預(yù)定的靜磁場(chǎng)強(qiáng)度的靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置并在上述空間產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)強(qiáng)度的梯度磁場(chǎng)線圈的磁共振成像裝置，以設(shè)有降低磁場(chǎng)變化的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)在不是外部給予能量地發(fā)生靜磁場(chǎng)強(qiáng)度變化時(shí)，利用這個(gè)磁場(chǎng)變化，產(chǎn)生實(shí)際維持上述已定的靜磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁通量為特征。
另外，本發(fā)明的MRI裝置帶有可以在容納被測(cè)體大小的攝影空間中產(chǎn)生已定強(qiáng)度的靜磁場(chǎng)的靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置和在上述空間內(nèi)產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)強(qiáng)度的梯度線圈，并且作為可以確實(shí)消除上述靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化的磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)，帶有相對(duì)上述靜磁場(chǎng)強(qiáng)度變化感應(yīng)渦流并產(chǎn)生確實(shí)消除上述靜磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的磁通的導(dǎo)電部件。
靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置是夾住上述攝影空間對(duì)向配置的一對(duì)靜磁場(chǎng)發(fā)生源，希望上述磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)至少配置在一個(gè)靜磁場(chǎng)發(fā)生源的附近，也可以配置在一對(duì)靜磁場(chǎng)發(fā)生源的附近。
本發(fā)明的上述一對(duì)靜磁場(chǎng)發(fā)生源適用于帶有超導(dǎo)線圈或者是常導(dǎo)體線圈組成的磁共振成像裝置。
上述導(dǎo)電部件的材料最好用有非磁性特性的鋁、或者銅、或者銀。
上述導(dǎo)電部件最好是平板形狀，和上述攝影空間的磁通方向交叉設(shè)置。
上述一對(duì)靜磁場(chǎng)發(fā)生源由超導(dǎo)線圈組成，上述超導(dǎo)部件是可以覆蓋上述攝影空間大小的平板體，最好和上述攝影空間的磁通方向交叉設(shè)置。
上述磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)夾住上述攝影空間地設(shè)置在各靜磁場(chǎng)發(fā)生源的攝影空間側(cè)面的附近，最好是和上述靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置緊密結(jié)合。
上述磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)可以包括作為靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置的構(gòu)成部件的一部分。
上述磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)可以設(shè)置在上述靜磁場(chǎng)發(fā)生源和上述梯度磁場(chǎng)線圈之間，也可以設(shè)在靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置和梯度磁場(chǎng)線圈之間。
還有最好確保上述磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)和上述梯度磁場(chǎng)線圈之間的間隙。
本發(fā)明為了達(dá)到上述目的，磁共振成象裝置有夾住容納被測(cè)體攝影空間地相向設(shè)置的一對(duì)靜磁場(chǎng)發(fā)生源、設(shè)置在包括上述一對(duì)靜磁場(chǎng)發(fā)生源和上述攝影空間的單獨(dú)空間外并且將從上述靜磁場(chǎng)發(fā)生源產(chǎn)生的磁通從一個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生源導(dǎo)向另一個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生源的磁路部件、設(shè)置在上述靜磁場(chǎng)發(fā)生源各自的攝影空間附近的非磁性導(dǎo)電板以及設(shè)置在上述攝影空間和上述導(dǎo)電板之間并用支持部件支撐固定在上述磁路部件的一對(duì)梯度磁場(chǎng)線圈。
上述支持部件最好帶有可以使上述各梯度磁場(chǎng)線圈和上述靜磁場(chǎng)發(fā)生源的面平行的調(diào)整部件。
本發(fā)明為了達(dá)到上述目的，磁共振成象裝置有夾住容納被測(cè)體的攝影空間地相向設(shè)置的一對(duì)靜磁場(chǎng)發(fā)生源、設(shè)置在包括上述一對(duì)靜磁場(chǎng)發(fā)生源和上述攝影空間的單獨(dú)空間外并且將從上述靜磁場(chǎng)發(fā)生源產(chǎn)生的磁通從一個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生源導(dǎo)向另一個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生源的磁路部件、設(shè)置在上述各靜磁場(chǎng)發(fā)生源的攝影空間附近的非磁性導(dǎo)電板、設(shè)置在上述攝影空間和上述導(dǎo)電板之間并用支持部件支撐固定在上述磁路部件的一對(duì)梯度磁場(chǎng)線圈以及為調(diào)整上述攝影空間的磁場(chǎng)均勻性而可裝卸地設(shè)置的多個(gè)磁性體小片。
上述導(dǎo)電板有所定的厚度，上述磁性體小片的一部分埋在其厚度之中。
還有為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的帶有在容納被測(cè)體大小的攝影空間中產(chǎn)生所定強(qiáng)度的靜磁場(chǎng)的靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置、在上述空間產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)強(qiáng)度的梯度磁場(chǎng)線圈的磁共振成象裝置，以具有根據(jù)上述靜磁場(chǎng)強(qiáng)度變化感應(yīng)渦流并產(chǎn)生補(bǔ)償上述靜磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的磁通的導(dǎo)電部件組成的上述磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)和具有上述磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)利用渦流產(chǎn)生的磁通補(bǔ)償對(duì)梯度磁場(chǎng)的影響為特征。
還有為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的磁共振成象裝置用靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置，帶有將在攝影空間產(chǎn)生所定強(qiáng)度的靜磁場(chǎng)的一對(duì)線圈夾住上述攝影空間地分別收容在容器內(nèi)設(shè)置的靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置、在上述攝影空間和上述一對(duì)容器以外設(shè)置并且將上述線圈產(chǎn)生的磁通從一個(gè)線圈導(dǎo)入另一個(gè)線圈的磁路部件、在收容上述線圈的各容器相對(duì)上述攝影空間側(cè)和上述線圈產(chǎn)生的磁通交叉設(shè)置并在上述磁通密度發(fā)生變化時(shí)可以產(chǎn)生補(bǔ)償該磁通密度變化的磁通的磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)。
上述線圈可以是超導(dǎo)或者是常導(dǎo)線圈。
該MRI裝置用靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置中的上述磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)是平板狀導(dǎo)電板并且由非磁性材料組成，導(dǎo)電板的材料或者是鋁、或者是銅、或者是銀。
還有為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的MRI裝置用靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置，帶有在攝影空間產(chǎn)生所定強(qiáng)度的靜磁場(chǎng)的一對(duì)線圈夾住上述攝影空間地分別被放置在容器內(nèi)設(shè)置的靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置、在上述攝影空間以及上述一對(duì)容器以外設(shè)置并且將上述線圈產(chǎn)生的磁通從一個(gè)線圈導(dǎo)入另一個(gè)線圈的磁路部件、在收容上述線圈的各容器相對(duì)上述攝影空間側(cè)和上述線圈產(chǎn)生的磁通交叉地設(shè)置并在上述磁通密度發(fā)生變化時(shí)可以產(chǎn)生確實(shí)補(bǔ)償該磁通密度的變化的磁通的導(dǎo)電板、為了調(diào)整上述線圈在攝影空間內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)均勻度而設(shè)置并且有一部分在上述導(dǎo)電板的厚度內(nèi)的多個(gè)小磁性體片。


圖1是適用本發(fā)明的MRI裝置的整體組成方塊圖。
圖2是本發(fā)明的MRI裝置的一例實(shí)施方式的截面圖。
圖3是說(shuō)明表示圖2的MRI裝置的磁場(chǎng)變化降低板的固定狀態(tài)的圖。
圖4是說(shuō)明表示圖2的MRI裝置的梯度磁場(chǎng)線圈的固定狀態(tài)的圖。
圖5是說(shuō)明本發(fā)明的磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)的作用的說(shuō)明圖。
圖6是本發(fā)明的MRI裝置的另一實(shí)施方式中的要部。
圖7是本發(fā)明的MRI裝置的其他實(shí)施方式中的要部。
圖8是本發(fā)明的MRI裝置的其他實(shí)施方式中的要部。
圖9是高速自旋回波法的脈沖序列。
具體實(shí)施例方式
以下參照

本發(fā)明的合適的實(shí)施例。
圖1是本發(fā)明的MRI裝置的整體組成方塊圖。該MRI裝置由一對(duì)在上下方向相向地夾住容納被測(cè)體1的空間(測(cè)量空間)的磁場(chǎng)發(fā)生源的靜磁場(chǎng)發(fā)生磁鐵2和在產(chǎn)生靜磁場(chǎng)的磁鐵2的各磁場(chǎng)發(fā)生源的測(cè)量空間側(cè)面配置的磁場(chǎng)變化降低板3組成的靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置200、在檢測(cè)空間一側(cè)設(shè)置的梯度磁場(chǎng)線圈4、在該梯度磁場(chǎng)線圈4的檢測(cè)空間一側(cè)配置的高頻線圈5和檢出從被測(cè)體1發(fā)出的NMR信號(hào)的檢測(cè)線圈6組成。
磁場(chǎng)變化降低板3、梯度磁場(chǎng)線圈4和高頻線圈5配合靜磁場(chǎng)發(fā)生磁鐵2的開(kāi)放結(jié)構(gòu)，分別采用上下一對(duì)的平板結(jié)構(gòu)。另外，為了移動(dòng)被測(cè)體1使得檢查部位在靜磁場(chǎng)發(fā)生磁鐵2的中心設(shè)有臺(tái)7。為了防止外部來(lái)的電磁波噪聲混入NMR信號(hào)，具有以上構(gòu)成的MRI裝置的臺(tái)架部和臺(tái)部被設(shè)置在施以電磁波屏蔽8的檢查室內(nèi)。
該MRI裝置還帶有驅(qū)動(dòng)上述各個(gè)線圈的電源和電路、控制這些電源和電路動(dòng)作計(jì)時(shí)的可編程控制器9、進(jìn)行裝置的動(dòng)作控制并處理NMR信號(hào)，做成圖象或者是波譜的計(jì)算機(jī)10。這些設(shè)備設(shè)在檢查室的外面，為了防止電磁波噪聲混入，它們通過(guò)濾波器電路11和各個(gè)線圈連接。
本實(shí)施方式的產(chǎn)生靜磁場(chǎng)的磁鐵2采用超導(dǎo)線圈作為磁場(chǎng)產(chǎn)生源，這些超導(dǎo)線圈放在有冷卻劑，例如裝有液氦的低溫恒溫箱中。為了降低液氦的蒸發(fā)量，設(shè)有驅(qū)動(dòng)低溫制冷機(jī)12的壓縮機(jī)13。
靜磁場(chǎng)發(fā)生磁鐵2產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向如圖中的箭頭14所示，從床到頂部，磁場(chǎng)強(qiáng)度保持一定，例如0.7T。在該實(shí)施方式中，還帶有被動(dòng)式磁場(chǎng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)和主動(dòng)式磁場(chǎng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，主動(dòng)式磁場(chǎng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)是通過(guò)電流流入裝配在梯度磁場(chǎng)線圈5內(nèi)的磁場(chǎng)補(bǔ)償線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償。被動(dòng)式和主動(dòng)式磁場(chǎng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)在后面將會(huì)敘述。這些磁場(chǎng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)可以調(diào)整攝影空間的磁場(chǎng)強(qiáng)度以得到很高的均勻度，例如3ppm以下的高均勻度。
磁場(chǎng)變化降低板3被固定在產(chǎn)生靜磁場(chǎng)的磁鐵2的低溫恒溫箱203、204的相對(duì)攝影空間的側(cè)面。磁場(chǎng)變化降低板3不用外部提供能量，只是利用該磁場(chǎng)的變化在磁場(chǎng)變化降低板3內(nèi)產(chǎn)生的渦流發(fā)生出的磁通來(lái)降低或者實(shí)際上抵消由靜磁場(chǎng)發(fā)生磁鐵2振動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化。磁場(chǎng)變化降低板3使用可以積極、高效地發(fā)生渦流的導(dǎo)電部件。該磁場(chǎng)變化降低板3的設(shè)置和結(jié)構(gòu)將在后面詳細(xì)敘述。
梯度磁場(chǎng)線圈4由使得磁通密度在互相垂直的x，y，z三個(gè)軸向上和上述檢測(cè)空間內(nèi)的位置相對(duì)應(yīng)地變化地繞成的3組梯度磁場(chǎng)線圈組成。各組梯度線圈都夾住檢測(cè)空間地分隔設(shè)置。而3組分別被分隔的梯度線圈又形成整體，并且該整體的線圈群成對(duì)地夾住攝影空間地配置。梯度磁場(chǎng)線圈4用公知的有源密封型。
為了不使驅(qū)動(dòng)帶來(lái)的振動(dòng)傳遞給磁場(chǎng)變化降低板3，梯度磁場(chǎng)線圈4和磁場(chǎng)變化降低板3不能直接接觸，因此使得磁場(chǎng)變化降低板3和梯度磁場(chǎng)線圈4之間有間隙地將梯度磁場(chǎng)線圈4固定在產(chǎn)生靜磁場(chǎng)的磁鐵2上。固定結(jié)構(gòu)在后面敘述。
這3組梯度磁場(chǎng)線圈，分別和梯度磁場(chǎng)電源15連接。當(dāng)攝影程序(撮影sequence)啟動(dòng)后，來(lái)自可編程控制器9的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)梯度磁場(chǎng)電源15。從梯度磁場(chǎng)電源15以攝影程序所定的時(shí)刻向梯度磁場(chǎng)線圈4加電流，這樣對(duì)被測(cè)體1加上梯度磁場(chǎng)。該梯度磁場(chǎng)用于設(shè)定被側(cè)體1的攝像面位置和提供從被測(cè)體1的檢查部位得到的NMR信號(hào)對(duì)應(yīng)的空間位置的信息。為了進(jìn)行上述主動(dòng)式磁場(chǎng)補(bǔ)償，例如在梯度磁場(chǎng)線圈4內(nèi)裝配了產(chǎn)生z2或者y2補(bǔ)償磁場(chǎng)的多個(gè)磁場(chǎng)補(bǔ)償線圈，這些磁場(chǎng)補(bǔ)償線圈的驅(qū)動(dòng)電源也是經(jīng)過(guò)濾波器電路11連接到磁場(chǎng)補(bǔ)償電源上(在圖中沒(méi)有標(biāo)出)。
高頻線圈5連接到通有高頻電流的高頻功率放大器16，產(chǎn)生為了使得被測(cè)體1的檢查部位的原子核(一般用氫原子核1H)形成核磁共振所需要的高頻磁場(chǎng)。高頻功率放大器16也由可編程控制器9的控制信號(hào)控制。
檢測(cè)線圈6與高頻放大檢波電路17連接，檢出從被測(cè)體1發(fā)出的NMR信號(hào)。高頻放大檢波電路17將用檢出線圈6檢出的NMR信號(hào)增幅、檢波并且變換成計(jì)算機(jī)10可以處理的數(shù)字信號(hào)。高頻放大檢波電路17也是由可編程控制器9控制它的動(dòng)作時(shí)間。
計(jì)算機(jī)10用已經(jīng)變換成數(shù)字的NMR信號(hào)做成圖象，進(jìn)行波譜計(jì)算。另外，計(jì)算機(jī)10通過(guò)可編程控制器9由已定的計(jì)時(shí)控制MRI裝置的各機(jī)構(gòu)。另外，計(jì)算機(jī)10和有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置18、顯示處理后的數(shù)據(jù)的顯示裝置19以及操作人員輸入檢查條件等的操作臺(tái)20連接。
下面參照?qǐng)D2說(shuō)明磁場(chǎng)變化降低板3和梯度磁場(chǎng)線圈4的結(jié)構(gòu)。圖2是圖1所示的靜磁場(chǎng)發(fā)生磁鐵2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的截面圖。圖2也表示了磁場(chǎng)變化降低板3和梯度磁場(chǎng)線圈4的組合狀態(tài)。
本實(shí)施方式的靜磁場(chǎng)發(fā)生磁鐵2基本上是由裝有上部超導(dǎo)線圈201的上部低溫恒溫器203、裝有下部超導(dǎo)線圈202的下部低溫恒溫器204和連接上下低溫恒溫箱203，204的低溫連接管205組成。雖然在圖中表示的上下低溫恒溫箱內(nèi)各有1個(gè)的超導(dǎo)線圈，但是為了提高檢測(cè)空間磁場(chǎng)的均勻性，減少漏磁場(chǎng)分布，也可以由多個(gè)超導(dǎo)線圈組成。
上下低溫恒溫箱203、204內(nèi)設(shè)有裝滿液氦的液氦槽206。放置在槽內(nèi)的上部超導(dǎo)線圈201和下部超導(dǎo)線圈202由于液氦冷卻保持在4.2K的溫度，這樣維持超導(dǎo)線圈穩(wěn)定在超導(dǎo)狀態(tài)。上下低溫恒溫箱203、204和低溫連接管205的最外部形成真空槽207，在真空槽207和液氦槽206之間的間隙中保持真空。真空槽207和液氦槽206用具有耐大氣壓和電磁力厚度的不繡鋼構(gòu)成。
真空槽207和液氦槽206之間裝有和制冷機(jī)12熱結(jié)合的熱屏蔽208。熱屏蔽208由鋁薄板組成，冷卻到例如20K溫度。在該溫度下冷卻的熱屏蔽208防止熱從真空槽207進(jìn)入液氦槽206內(nèi)，從而抑制了液氦的蒸發(fā)量。圖中表示設(shè)置了1層熱屏蔽結(jié)構(gòu)，但是也可以采用2層結(jié)構(gòu)，例如用冷卻到70k溫度的熱屏蔽和冷卻到20k的熱屏蔽組成的2層熱屏蔽，或者采用3層結(jié)構(gòu)的熱屏蔽，這里省略進(jìn)一步的說(shuō)明。
為了盡量抑制熱侵入引起液氦的蒸發(fā)，真空槽207和熱屏蔽208和液氦槽206由熱傳導(dǎo)率小的細(xì)不銹鋼支撐棒209互相固定。
產(chǎn)生靜磁場(chǎng)的磁鐵2的上部低溫恒溫器203的上部和下部低溫恒溫器204的底部和低溫連接管205的后面，即相對(duì)檢測(cè)空間的后面裝有鐵框210，以形成磁路，降低漏磁分布空間。漏磁分布空間一般規(guī)定在0.5mT的磁通密度的位置，這里由于形成了這樣的磁路，即使本實(shí)施方式采用高磁場(chǎng)的開(kāi)放性磁鐵結(jié)構(gòu)，也將漏磁場(chǎng)分布空間降低到和原來(lái)裝置相同的6m×8m左右的屋內(nèi)。
磁場(chǎng)變化降低板3如前面說(shuō)明的那樣，對(duì)應(yīng)均勻磁場(chǎng)的變化積極地發(fā)生渦流。這樣磁場(chǎng)變化降低板3要用非磁性的低電阻材料組成?？梢杂娩X(純鋁)，銅，銀等。根據(jù)各個(gè)材料的電特性，磁特性，價(jià)格，是否容易得到和加工性來(lái)具體決定用哪種材料。另外為了捕捉如圖1所示的箭頭14方向的磁通，或者捕捉在攝影空間中形成均勻磁場(chǎng)的磁通，磁場(chǎng)變化降低板3有對(duì)應(yīng)這些磁通垂直設(shè)置的平板狀的面。并且它的大小至少要能覆蓋攝影空間那樣大，最好和超導(dǎo)線圈201，202的外徑相同或者大于它們的外徑。為了降低電阻，磁場(chǎng)變化降低板3的厚度稍厚點(diǎn)為好，例如選擇厚度為1mm到20mm程度比較適合。另外導(dǎo)電材料不一定是上述的單一厚度材料，可以用所定的材料多層疊加。但是它們的厚度越厚，攝影空間的體積越小，因此最好考慮攝影空間的體積采用適當(dāng)?shù)暮穸取?br> 本實(shí)施方式的磁場(chǎng)變化降低板3用純鋁的厚平板組成，用粘結(jié)劑或者螺絲緊密地固定在沿由上部低溫恒溫器203和下部低溫恒溫器204組成的被測(cè)體空間側(cè)的真空槽207的面上，如圖3所示。
磁場(chǎng)變化降低板3除了產(chǎn)生由于產(chǎn)生靜磁場(chǎng)的磁鐵2發(fā)出的磁場(chǎng)發(fā)生變化導(dǎo)致的渦流外，還產(chǎn)生由于驅(qū)動(dòng)梯度磁場(chǎng)線圈4發(fā)出的磁場(chǎng)發(fā)生變化導(dǎo)致的渦流。這些渦流給磁場(chǎng)變化降低板3加上了復(fù)雜的力。另外，為了消除磁鐵2的變化磁場(chǎng)，磁場(chǎng)變化降低板3的位置必須穩(wěn)定。因此在本實(shí)施方式中，如圖3所示，用螺栓301將磁場(chǎng)變化降低板3在其圓周的多個(gè)地方固定在真空槽207強(qiáng)度很大的轉(zhuǎn)角部位，盡量抑制它的機(jī)械自由度。
梯度磁場(chǎng)線圈4如上所述，不和上下低溫恒溫器203，204以及磁場(chǎng)變化降低板3直接接觸，通過(guò)五金支持件400固定在鐵框210上。圖4表示了在下低溫恒溫器204側(cè)安裝的狀態(tài)。因?yàn)樵谏喜康蜏睾銣仄?03側(cè)也是同樣的安裝，所以下面僅對(duì)下部進(jìn)行說(shuō)明。
如圖4(a)所示，沿真空槽207的圓周配置了多個(gè)五金支持件400(401～404)，它們分別不和真空槽207接觸地用螺釘或者螺栓緊密地固定在鐵框210上。五金支持件中如圖所示的402，403，404等固定在鐵框210的下部金屬板上，支持在低溫連接管205附近的梯度磁場(chǎng)線圈4的五金支持件401固定在低溫連接管205附近的鐵框210的側(cè)面金屬板上。這樣將梯度磁場(chǎng)線圈4固定在鐵框210上使得梯度磁場(chǎng)線圈4的振動(dòng)能量由質(zhì)量很大的鐵框210吸收，梯度磁場(chǎng)線圈4的振動(dòng)不會(huì)直接傳到低溫恒溫器204或者是磁場(chǎng)變化降低板3上。
還有，五金支持件400帶有為了將五金支持件400固定在鐵框210上的固定部分410和將梯度磁場(chǎng)線圈4水平地支撐·固定地水平部分411，如圖4(b)所示。水平部分411對(duì)于固定部分410可以向圖中弧形箭頭所示地那樣回旋調(diào)整，另外水平部分411可以用安裝螺絲向x，y，z方向調(diào)整地安裝到梯度磁場(chǎng)線圈4的位置。
圖4(c)表示了用這樣的五金支持件400固定梯度磁場(chǎng)線圈4的狀態(tài)。五金支持件400如上所述的結(jié)構(gòu)可以在保證梯度磁場(chǎng)線圈4水平的同時(shí)，調(diào)整磁場(chǎng)變化降低板3和梯度磁場(chǎng)線圈4的間隙為一定的。由于磁場(chǎng)變化降低板3和梯度磁場(chǎng)線圈4之間的間隔均勻，可以排除由梯度磁場(chǎng)線圈4產(chǎn)生的脈沖狀梯度磁場(chǎng)誘導(dǎo)在磁場(chǎng)變化降低板3中產(chǎn)生渦流的位置依賴性。因此，由梯度磁場(chǎng)誘導(dǎo)的渦流可以用公知的技術(shù)，即調(diào)整驅(qū)動(dòng)斜磁場(chǎng)線圈4的電流波形或者加上偏心磁場(chǎng)的修正法來(lái)精確修正。因此，對(duì)于本發(fā)明可以有效的利用靜磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的渦流消除磁場(chǎng)變化。
圖5表示了磁場(chǎng)變化降低板3消除磁場(chǎng)變化的原理。如圖所示，上部超導(dǎo)線圈201和下部超導(dǎo)線圈202產(chǎn)生的磁通501(由箭頭表示)分別通過(guò)在超導(dǎo)線圈201，202附近設(shè)置的磁場(chǎng)變化降低板3A，3B，在有被測(cè)體1的攝影空間502中形成穩(wěn)定的、磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.7T的磁場(chǎng)空間。為了確實(shí)能捕捉到磁通，磁場(chǎng)變化降低板3A，3B相對(duì)上下超導(dǎo)線圈201、202的直徑有足夠大的尺寸。
例如啟動(dòng)如圖9所示的的高速回波法攝影程序。高速回波法攝影程序首先一邊從梯度磁場(chǎng)電源15將電流加到在x，y，z軸的梯度磁場(chǎng)線圈中的所定的梯度磁場(chǎng)線圈上，對(duì)被測(cè)體1加上層面選擇用梯度磁場(chǎng)(Gs)，一邊加上和被測(cè)體層面位置對(duì)應(yīng)的頻率段的高頻磁場(chǎng)(90oRF脈沖)。這樣被測(cè)體1在層面位置激發(fā)核自旋。該激勵(lì)進(jìn)行后經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后，加上已定量的使激勵(lì)的核自旋相位分散的讀出梯度磁場(chǎng)(Gr)。從上述激勵(lì)時(shí)間開(kāi)始經(jīng)過(guò)已定的時(shí)間(τ)后再同時(shí)加上使激勵(lì)的核自旋反轉(zhuǎn)的高頻磁場(chǎng)(180oRF脈沖)和層面選擇用梯度磁場(chǎng)(Gs)。180oRF脈沖和層面選擇用梯度磁場(chǎng)(Gs)使得被測(cè)體層面位置的核自旋反轉(zhuǎn)，相位分散的核自旋開(kāi)始重聚。在加上180oRF脈沖后，加上相位編碼梯度磁場(chǎng)(Gp)。相位編碼梯度磁場(chǎng)(Gp)是作為90oRF脈沖和180oRF脈沖之間的偏移值提供的。該相位編碼梯度磁場(chǎng)(Gp)提供了被激勵(lì)的核自旋對(duì)應(yīng)相位編碼方向的位置。相位編碼完成時(shí)加上讀出梯度磁場(chǎng)(Gr)。在加讀出梯度磁場(chǎng)(Gr)的狀態(tài)用檢出線圈6檢出NMR信號(hào)S1(第1回波信號(hào))。用檢出線圈6檢出的回波信號(hào)S1用高頻放大檢波電路17中的A/D變換器進(jìn)行取樣。由取樣的時(shí)間間隔提供在回波信號(hào)中讀出方向的位置信息。
回波信號(hào)S1在加上180oRF脈沖后經(jīng)過(guò)τ時(shí)間后顯示出峰值，然后其振幅和核自旋分散一塊衰減。完成以上第1回波信號(hào)的檢測(cè)后，關(guān)閉讀出梯度磁場(chǎng)(Gr)，同時(shí)加上極性相反的相位編碼梯度磁場(chǎng)(-Gp)。加上上述180oRF脈沖后經(jīng)過(guò)2τ時(shí)間后再同時(shí)加上層面選擇用梯度磁場(chǎng)(Gs)和180oRF脈沖，這樣進(jìn)行上述第2回波信號(hào)S2的檢測(cè)。該第2回波信號(hào)S2檢測(cè)和第1回波信號(hào)S1的檢測(cè)進(jìn)行比較，相位編碼梯度磁場(chǎng)(Gp)的量不同。以下同樣第3回波信號(hào)S3、第4回波信號(hào)、.....第n回波信號(hào)SN被檢測(cè)。這樣檢測(cè)的回波信號(hào)群被保存在稱為K空間的存儲(chǔ)領(lǐng)域，進(jìn)行2次傅立葉變換，圖像化并用顯示裝置顯示。
用加一次90oRF脈沖生成一張MR圖象的回波信號(hào)數(shù)的檢測(cè)稱1次發(fā)射快速自旋回波法，另外加多次90oRF脈沖的稱多次發(fā)射快速自旋回波法。多次發(fā)射快速自旋回波法是進(jìn)行將生成一次圖象的回波信號(hào)數(shù)分成多次重復(fù)來(lái)得到的脈沖序列，重復(fù)進(jìn)行一次脈沖序列時(shí)間的時(shí)間用TR表示。近年來(lái)為了縮短MR成像的攝影時(shí)間，RF脈沖的時(shí)間間隔、梯度磁場(chǎng)脈沖的時(shí)間間隔以及上述TR都有縮短的趨勢(shì)。還有，為了縮短檢測(cè)時(shí)間，有在短時(shí)間內(nèi)加高強(qiáng)度的梯度磁場(chǎng)的趨勢(shì)。
這樣在實(shí)行攝影程序時(shí)，梯度磁場(chǎng)電源提供電流給梯度磁場(chǎng)線圈產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)，如果梯度磁場(chǎng)線圈上加上脈沖狀電流，該電流值對(duì)線圈導(dǎo)體有電磁力作用。該電磁力引起梯度磁場(chǎng)線圈的位置發(fā)生變化。因?yàn)樵跀z影程序?qū)嵤┲刑荻却艌?chǎng)如上所述是在以一定時(shí)間間隔重復(fù)提供，因此梯度磁場(chǎng)線圈就以一定的頻率振動(dòng)。
縮短梯度磁場(chǎng)脈沖的時(shí)間間隔，如上述，攝影參數(shù)中的梯度磁場(chǎng)脈沖Gs、Gp、Gr的時(shí)間間隔(也可以說(shuō)頻率)中至少一個(gè)和低溫恒溫箱203、204或者超導(dǎo)線圈201、202的共振頻率一致。另外，梯度磁場(chǎng)脈沖Gs、Gp、Gr中2個(gè)以上組合也使梯度磁場(chǎng)線圈的振動(dòng)頻率和低溫恒溫箱203、204或者超導(dǎo)線圈201、202的共振頻率一致。由于梯度磁場(chǎng)線圈的振動(dòng)使得上部超導(dǎo)線圈201和下部超導(dǎo)線圈202中的一個(gè)或者2個(gè)共振，于是它們的相對(duì)位置發(fā)生變化。這種超導(dǎo)線圈201和202的相對(duì)位置因?yàn)楣舱癜l(fā)生變化會(huì)引起靜磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化。
例如，設(shè)上部超導(dǎo)線圈201的位置發(fā)生了變化，上部超導(dǎo)線圈201和下部超導(dǎo)線圈202之間的距離或者是平行度發(fā)生了偏離，使得通過(guò)磁場(chǎng)變化降低板3A的磁通501(即通過(guò)攝影空間502)的磁感應(yīng)強(qiáng)度也發(fā)生了一點(diǎn)變化。該磁感應(yīng)密度的變化使得攝影空間502的靜磁場(chǎng)強(qiáng)度也發(fā)生變化。這種變化使得圖象上出現(xiàn)贗像。
本發(fā)明積極利用磁場(chǎng)變化降低板3很好的導(dǎo)電性，對(duì)應(yīng)磁通501的磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化產(chǎn)生渦流503。
即，磁通501的磁感應(yīng)強(qiáng)度減少地變化時(shí)，渦流503的方向是使得其產(chǎn)生的磁通補(bǔ)充磁通501的磁感應(yīng)強(qiáng)度減少量，磁通501的磁感應(yīng)強(qiáng)度增加地變化時(shí)，發(fā)生逆向渦流。這樣磁場(chǎng)變化降低板3在磁通501的磁感應(yīng)強(qiáng)度有變化時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生補(bǔ)償這種變化的渦流，因此保證了攝影空間502的均勻磁場(chǎng)有穩(wěn)定的磁場(chǎng)強(qiáng)度。因此可以將因靜磁場(chǎng)的磁場(chǎng)變化部分對(duì)圖象的影響降低到?jīng)]有的范圍(例如0.01ppm以下)。
根據(jù)以上說(shuō)明的原理，很容易理解本發(fā)明的磁場(chǎng)變化降低板3不僅適用于梯度磁場(chǎng)發(fā)生機(jī)構(gòu)的振動(dòng)產(chǎn)生的靜磁場(chǎng)的變化，而且可以適用對(duì)其他振動(dòng)引起的靜磁場(chǎng)變化。因此，本發(fā)明的MRI裝置不僅適用于梯度磁場(chǎng)發(fā)生機(jī)構(gòu)等裝置本身發(fā)生的振動(dòng)，對(duì)于設(shè)置MRI裝置的建筑物內(nèi)其他的裝置產(chǎn)生使靜磁場(chǎng)的磁場(chǎng)變化的振動(dòng)也同樣有效。
以上說(shuō)明了本發(fā)明的MRI裝置的一例實(shí)施方式，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，可以有各種變化。例如，雖然磁場(chǎng)變化降低板3在實(shí)施方式中是平板狀，但是磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)也可以是能捕捉到靜磁場(chǎng)發(fā)生線圈發(fā)出的磁通的各種形狀，如圖6所示，磁場(chǎng)變化降低板3也可以帶有覆蓋低溫恒溫箱的真空槽207一部分的、和其外圓周部垂直的部分。還有，在上述靜磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置的低溫恒溫箱相對(duì)攝影空間的面為了容納梯度磁場(chǎng)線圈，不是平面而是凹凸面、梯度面時(shí)，磁場(chǎng)變化降低板也可以不是平面，而是沿低溫恒溫箱面的形狀。
雖然上述實(shí)施方式中是將磁場(chǎng)變化降低板3用螺栓等固定在上下低溫恒溫箱203、204上，但是也可以如圖7所示，用和磁場(chǎng)變化降低板3有同樣效果的材料組成上低溫恒溫箱203的真空槽207的下表面701和下低溫恒溫箱204的真空槽207的上表面701。在該實(shí)施方式中，組成真空槽207相對(duì)檢測(cè)空間的一面的部分701用純鋁，其他部分702用不銹鋼組成。純鋁和不銹鋼的結(jié)合技術(shù)是公知技術(shù)，這樣可以使真空槽達(dá)到要求的耐壓性。
在該實(shí)施方式中磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)構(gòu)成真空槽的一部分，即701部分的圓周部和園筒狀的702部分一體結(jié)合，因此可以得到和圖2實(shí)施例同樣限制701部分的振動(dòng)機(jī)械自由度的結(jié)構(gòu)。另外可以使攝影空間擴(kuò)大去掉真空槽207的不銹鋼部分的體積，或者將磁場(chǎng)變化降低板機(jī)構(gòu)的純鋁厚度加厚一個(gè)真空槽207的不銹鋼板的厚度，保證磁場(chǎng)變化降低板有足夠的厚度。因此，提高磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)的性能。
作為本發(fā)明的其他實(shí)施方式，磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)也可以配置被動(dòng)式磁場(chǎng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)用的多個(gè)磁性體小片，如圖8所示。這種磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)和圖2同樣由固定在真空槽207的鋁板組成。被動(dòng)式磁場(chǎng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)由至少部分嵌在鋁板的一面上的多個(gè)磁性體小片802組成。一般為了用被動(dòng)式磁場(chǎng)補(bǔ)償將攝影空間的磁場(chǎng)均勻度調(diào)整到3ppm以下的高均勻度，需要多個(gè)磁性體小片802。在該實(shí)施方式中，在磁場(chǎng)變化降低板801的攝影空間側(cè)的表面加工多個(gè)凹孔和螺絲孔，在需要螺絲孔的地方將和螺絲孔對(duì)合形狀的磁性體小片802擰入螺絲孔中，使磁性體小片的一部分埋入磁場(chǎng)變化降低板801的厚度之中。
在該實(shí)施方式中，磁性體小片802部分地埋入磁場(chǎng)變化降低板801的厚度中，因此可以防止采用被動(dòng)式磁場(chǎng)調(diào)整的MRI裝置由于插入磁場(chǎng)變化降低板而縮小了攝影空間。還有，該實(shí)施方式中磁場(chǎng)變化降低板801如圖那樣可以固定在真空槽207上，也可以如圖7的實(shí)施方式那樣用真空槽207的一部分組成磁場(chǎng)變化降低板801。
本發(fā)明的MRI裝置適雖然用于上下配置的產(chǎn)生靜磁場(chǎng)的磁鐵，但是并不限制采用各種其他變形例。例如，上述實(shí)施方式中在對(duì)向的磁鐵的各攝影空間的側(cè)面分別設(shè)置了磁場(chǎng)變化降低板，但是僅在一側(cè)磁鐵的攝影空間側(cè)面設(shè)置磁場(chǎng)變化降低板也可以有效果。還有，本發(fā)明也適用產(chǎn)生靜磁場(chǎng)的磁鐵沿床上的被測(cè)體的身體軸向方向分隔設(shè)置的MRI裝置。還有，產(chǎn)生靜磁場(chǎng)的磁鐵不僅用超導(dǎo)線圈，也可以用導(dǎo)電線圈或者永磁磁鐵。
本發(fā)明對(duì)用于MRI裝置的產(chǎn)生高磁場(chǎng)的開(kāi)放型磁鐵來(lái)說(shuō)，可以提供在被測(cè)者的空間產(chǎn)生不受振動(dòng)影響的穩(wěn)定的磁場(chǎng)強(qiáng)度。還可以得到高精度的檢查結(jié)果。
還有在本發(fā)明中不用原來(lái)為檢測(cè)振動(dòng)以及振動(dòng)帶來(lái)的磁場(chǎng)振動(dòng)的機(jī)構(gòu)、也不要原來(lái)產(chǎn)生補(bǔ)償磁場(chǎng)的機(jī)構(gòu)，而且不受上述機(jī)構(gòu)的檢出誤差和補(bǔ)償誤差影響，確實(shí)可以消除振動(dòng)引起的磁場(chǎng)變化。
權(quán)利要求
1.一種磁共振成象裝置，帶有在容納被測(cè)體大小的攝影空間中產(chǎn)生已定強(qiáng)度的靜磁場(chǎng)的靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置、在所述空間產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)強(qiáng)度的梯度磁場(chǎng)線圈的磁共振成象裝置，其特征在于具有當(dāng)所述靜磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，不是從外部給予能量而是利用該磁場(chǎng)的變化來(lái)產(chǎn)生確實(shí)能維持所述已定靜磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁通的磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)的磁共振成象裝置。
2.一種磁共振成象裝置，帶有在容納被測(cè)體大小的攝影空間中產(chǎn)生所定強(qiáng)度的靜磁場(chǎng)的靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置、在所述空間產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)強(qiáng)度的梯度磁場(chǎng)線圈和確實(shí)能消除所述靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)的磁共振成象裝置，其特征在于帶有對(duì)于所述靜磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化感應(yīng)渦流，可以產(chǎn)生確實(shí)消除所述靜磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的磁通的導(dǎo)電部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁共振成象裝置，其特征在于所述靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置是夾住所述攝影空間并且相向設(shè)置的一對(duì)靜磁場(chǎng)發(fā)生源，至少在一個(gè)靜磁場(chǎng)發(fā)生源附近設(shè)置所述磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁共振成象裝置，其特征在于至少在靜磁場(chǎng)發(fā)生源的雙方附近設(shè)置所述磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁共振成象裝置，其特征在于所述一對(duì)靜磁場(chǎng)發(fā)生源是由超導(dǎo)線圈構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁共振成象裝置，其特征在于所述一對(duì)靜磁場(chǎng)發(fā)生源是由常導(dǎo)線圈構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁共振成象裝置，其特征在于所述導(dǎo)電部件具有非磁性特性。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁共振成象裝置，其特征在于所述導(dǎo)電部件的材料或者是鋁、或者是銅、或者是銀。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁共振成象裝置，其特征在于所述導(dǎo)電部件有平板形狀，并和所述攝影空間的磁通方向交叉地設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁共振成象裝置，其特征在于所述一對(duì)靜磁場(chǎng)發(fā)生源是由超導(dǎo)線圈構(gòu)成、所述導(dǎo)電部件是可以覆蓋所述攝影空間大小的平板體，并和所述攝影空間的磁通方向交叉地設(shè)置。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁共振成象裝置，其特征在于所述磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)被設(shè)置在沿各靜磁場(chǎng)發(fā)生源的攝影空間的側(cè)面附近并夾住所述攝影空間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁共振成象裝置，其特征在于所述磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)緊密結(jié)合所述靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置地設(shè)置。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁共振成象裝置，其特征在于所述磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)包括作為靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置的構(gòu)成部件的一部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁共振成象裝置，其特征在于所述磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)包括作為靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置的構(gòu)成部件的一部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁共振成象裝置，其特征在于所述磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置和所述梯度磁場(chǎng)線圈之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁共振成象裝置，其特征在于所述磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)和所述梯度磁場(chǎng)線圈之間保持有間隙。
17.一種磁共振成象裝置，其特征在于帶有夾住容納被測(cè)體的攝影空間地相向設(shè)置的一對(duì)靜磁場(chǎng)發(fā)生源、設(shè)置在包括所述一對(duì)靜磁場(chǎng)發(fā)生源和所述攝影空間的單獨(dú)空間外并且將從所述靜磁場(chǎng)發(fā)生源產(chǎn)生的磁通從一個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生源導(dǎo)向另一個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生源的磁路部件、設(shè)置在所述各個(gè)靜磁場(chǎng)發(fā)生源的攝影空間附近的非磁性導(dǎo)電板、設(shè)置在所述攝影空間和所述導(dǎo)電板之間并用支持部件支撐固定在所述磁路部件的一對(duì)梯度磁場(chǎng)線圈。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的磁共振成象裝置，其特征在于所述支持部件帶有使得所述各梯度磁場(chǎng)線圈和所述靜磁場(chǎng)發(fā)生源的面平行的調(diào)整部件。
19.一種磁共振成象裝置，其特征在于帶有夾住容納被測(cè)體的攝影空間地相向設(shè)置的一對(duì)靜磁場(chǎng)發(fā)生源、設(shè)置在包括所述一對(duì)靜磁場(chǎng)發(fā)生源和所述攝影空間的單獨(dú)空間外并且將從所述靜磁場(chǎng)發(fā)生源產(chǎn)生的磁通從一個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生源導(dǎo)向另一個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生源的磁路部件、設(shè)置在所述各靜磁場(chǎng)發(fā)生源的攝影空間附近的非磁性導(dǎo)電板、設(shè)置在所述攝影空間和所述導(dǎo)電板之間并用支持部件支撐固定在所述磁路部件的一對(duì)梯度磁場(chǎng)線圈、以及為調(diào)整所述攝影空間的磁場(chǎng)均勻性而可向所述導(dǎo)電板裝卸地設(shè)置的多個(gè)磁性體小片。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的磁共振成象裝置，其特征在于所述導(dǎo)電板有所定的厚度，所述磁性體小片的一部分在其厚度之中。
21.一種磁共振成象裝置，帶有在容納被測(cè)體大小的攝影空間中產(chǎn)生所定強(qiáng)度的靜磁場(chǎng)的靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置、在所述空間產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)強(qiáng)度的梯度磁場(chǎng)線圈的磁共振成象裝置，其特征在于帶有由根據(jù)所述靜磁場(chǎng)強(qiáng)度變化感應(yīng)渦流并產(chǎn)生補(bǔ)償所述靜磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的磁通的導(dǎo)電部件組成的所述磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)，所述磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)利用渦流產(chǎn)生的磁通補(bǔ)償對(duì)梯度磁場(chǎng)的影響。
22.一種MRI裝置用靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置，其特征在于帶有將在攝影空間產(chǎn)生所定強(qiáng)度的靜磁場(chǎng)的一對(duì)線圈夾住所述攝影空間地分別收容在容器內(nèi)設(shè)置的靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置、在所述攝影空間以及所述一對(duì)容器以外設(shè)置并且將所述線圈產(chǎn)生的磁通從一個(gè)線圈導(dǎo)入另一個(gè)線圈的磁路部件、在收容所述線圈的各容器相對(duì)所述攝影空間側(cè)和所述線圈產(chǎn)生的磁通交叉地設(shè)置并在所述磁通密度發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生可以補(bǔ)償該磁通密度變化的磁通的磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的MRI裝置用靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置，其特征在于所述線圈是超導(dǎo)線圈。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的MRI裝置用靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置，其特征在于所述線圈是常導(dǎo)線圈。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的MRI裝置用靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置，其特征在于所述磁場(chǎng)變化降低機(jī)構(gòu)是平板狀導(dǎo)電板并且由非磁性材料構(gòu)成。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的MRI裝置用靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置，其特征在于所述導(dǎo)電板的材料或者是鋁、或者是銅、或者是銀。
27.一種MRI裝置用靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置，其特征在于帶有在攝影空間產(chǎn)生所定強(qiáng)度的靜磁場(chǎng)的一對(duì)線圈夾住所述攝影空間地分別收容在容器內(nèi)設(shè)置的靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置、在所述攝影空間以及所述一對(duì)容器以外設(shè)置并且將所述線圈產(chǎn)生的磁通從一個(gè)線圈導(dǎo)入另一個(gè)線圈的磁路部件、在收容所述線圈的各容器相對(duì)所述攝影空間側(cè)和所述線圈產(chǎn)生的磁通交叉設(shè)置并在所述磁通密度發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生可以確實(shí)補(bǔ)償該磁通密度的變化的磁通的導(dǎo)電板、為了調(diào)整所述線圈在攝影空間內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)均勻度而設(shè)置并且有一部分在所述導(dǎo)電板的厚度內(nèi)的多個(gè)小磁性體片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁共振成像裝置和在裝置中使用的靜磁場(chǎng)發(fā)生裝置。對(duì)于采用開(kāi)放式的超導(dǎo)磁鐵的MRI裝置，為了消除因振動(dòng)引起的靜磁場(chǎng)變化，提供均勻的且隨時(shí)間穩(wěn)定的磁場(chǎng)的MRI裝置，本發(fā)明的MRI裝置帶有夾住放置被測(cè)體的攝影空間設(shè)置地磁場(chǎng)發(fā)生源的靜磁場(chǎng)發(fā)生磁鐵和在其內(nèi)側(cè)分別設(shè)置的磁場(chǎng)變化降低板。梯度磁場(chǎng)線圈和磁場(chǎng)變化降低板非接觸地固定在靜磁場(chǎng)發(fā)生磁鐵上。MRI裝置在攝影中因梯度磁場(chǎng)線圈或者其他的振動(dòng)使得靜磁場(chǎng)發(fā)生磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，磁場(chǎng)變化降低板對(duì)應(yīng)磁場(chǎng)變化產(chǎn)生渦流。該渦流產(chǎn)生抵消靜磁場(chǎng)變化成分的磁通，結(jié)果可以得到隨時(shí)間穩(wěn)定的靜磁場(chǎng)。
文檔編號(hào)G01R33/3815GK1496237SQ0280618
公開(kāi)日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2002年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月14日
發(fā)明者津田宗孝, 吉野仁志, 竹內(nèi)博幸, 宮脅升一, 一, 幸, 志 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立醫(yī)藥