JP5891063B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング装置に関する。

磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置という）は、均一な静磁場中に置かれた被検体に高周波パルスを照射したときに生じる核磁気共鳴現象を利用して、被検体に物理的、化学的性質を示す断面画像を得る装置であり、特に、医療用として用いられている。
ＭＲＩ装置は、主に被検体が挿入される撮像領域に均一な静磁場を生成する磁石装置と、撮像領域に位置情報を付与するために空間的に強度が勾配した磁場をパルス状に発生させる傾斜磁場コイル、被検体に高周波パルスを照射するＲＦコイル、被検体からの磁気共鳴信号を受信する受信コイル、および受信した信号を処理して画像を表示するコンピュータシステムから構成されている。

ＭＲＩ装置の性能向上の手段としては、磁石装置が発生する静磁場強度の向上が挙げられる。静磁場強度が高いほど、より鮮明な画像と多様な断面画像を得ることができるため、ＭＲＩ装置は、より高い静磁場強度を指向して開発が続けられている。
他の性能向上の手段としては、傾斜磁場強度の向上と傾斜磁場パルスの高速駆動がある。これらは、撮像時間の短縮と画質の向上に寄与し、近年盛んに使用されるようになった高速撮像法で多用される。特に、傾斜磁場コイルの駆動電源の性能向上により、高速なスイッチングと大電流の通電が可能になってきた。

傾斜磁場コイルには、パルス状の電流が流れる。このため、パルス状の磁場により磁石装置の金属容器部分に渦電流が生じ、この渦電流による磁場が、画像に影響を与える。また、磁石装置が渦電流と静磁場とで電磁力を生じて振動し、この振動により磁場の乱れが発生して画像に悪影響を及ぼす。
さらに、磁石装置に超電導コイルが使用されている場合、クライオスタットの金属容器に渦電流が発生すると、発熱するため、冷媒の消費量が増える。
したがって、近年の高速に大電流を通電する傾斜磁場コイルでは、撮像領域に傾斜磁場を生成するメインコイルと、パルス状の磁場が撮像領域以外の不要な部分に漏れないようにするシールドコイルとからなる、アクティブシールドタイプの構造を採用する場合が多い。

ところで、シールドコイルにより渦電流の発生を抑え、渦電流による悪影響を発生させないためには、設計で意図した通りにメインコイルとシールドコイルを製作する必要がある。実際には、傾斜磁場コイルは、金属板などの導電性材料を切削し、さらに曲げ加工でコイル巻線形状に成形し、これらのコイル巻線を多層に積層して絶縁材である樹脂で硬化させた構造を有する。このため、設計で意図した位置とわずかに異なっている。この位置の違いが極めて小さい場合には、不要な部分に漏れる磁場は小さく、金属容器部分の渦電流も画像に影響しないが、位置の違いが大きくなると、渦電流による画像の影響が無視できなくなる。
また、通常、傾斜磁場コイルに流れる電流はコイル内で変更できないので、シールドコイルによっても、不要な部分に漏れる磁場を完全には遮蔽することができない。

このため、傾斜磁場コイルから不要な部分に漏れる磁場を低減する手段として、良導体による遮蔽が考えられている。この手段として、米国特許第６５０１２７５Ｂ１号（特許文献１）にあるように、高導電性のシリンダ形状からなる導電性導体を傾斜磁場コイルに機械的に剛に接続するものがある。また、米国公開特許第５２７８５０２号（特許文献２）にあるように、渦電流を低減する手段として、磁石装置の金属容器に渦電流が発生しないようにしたものがある。

米国特許第６５０１２７５Ｂ１号公報 米国公開特許第５２７８５０２号公報

ところで、ＭＲＩ装置においては、鮮明な画像を高速に得たいという要請があり、そのためには、傾斜磁場コイルに、できるだけ大きな磁束密度の傾斜磁場を高速に発生することが求められ、大電流が高速に変化するパルス波形で通電が行われている。しかし、大電流によって大きな傾斜磁場を発生させると、漏れ磁場が増大することとなる。
また、高速に変化するパルス波形で通電が行われると、時間当たりの磁場変化量も増大することとなる。
このため、金属容器に発生する渦電流が大きくなってしまい、画像に影響を及ぼす渦電流磁場も大きくなってしまう。

一方、ＭＲＩ装置では、被検体、すなわち患者が閉所感を感じないように、被検体が入る空間ができるだけ広く形成される（開口が大きく形成される）構造であることが望ましい。
また、検査側の要請として、被検体のできるだけ広い範囲を撮像することも求められている。このため、傾斜磁場コイルは、被検体の入る空間と磁石装置との間において、できるだけ小さく構成されることが求められている。したがって、傾斜磁場コイルのメインコイルと磁石装置との間隔は、狭くなる傾向にあり、それに伴い、傾斜磁場コイルからの漏れ磁場によって、磁石容器に渦電流が発生し易くなっている。
さらに、比較的、静磁場強度の低い（〜０．５Ｔ）ＭＲＩ装置においては、構造簡略化のために、シールドコイルを持たない傾斜磁場コイルが採用される場合もある。

アクティブシールドタイプの傾斜磁場コイルは、通常、撮像領域に３方向の傾斜磁場を独立に生成させるため、３組のメインコイルおよびシールドコイルの合計６個のコイルが積層されて構成されている。このため、アクティブシールドタイプの傾斜磁場コイルは、シールドコイルを持たない傾斜磁場コイルに対して厚さが厚くなる。また、アクティブシールドタイプの傾斜磁場コイルは、漏れ磁場を小さくした上で、傾斜磁場をより低い電流と電圧で発生させるためには、メインコイルとシールドコイルの間隔をできるだけ広くした方がよい。
一方、通常のシールドコイルを持たない傾斜磁場コイルは、漏れ磁場が大きいため、渦電流の発生を抑えるためには静磁場磁石から離して撮像領域側に設置する方が望ましく、開口部を大きく取ることが困難である。

このように、傾斜磁場コイルに要求される磁場性能の向上や、傾斜磁場コイルの占める体積の減少によって、従来の傾斜磁場コイルだけでは漏れ磁場の抑制が充分でなかったり、傾斜磁場コイル内のメインコイルとシールドコイルとの組合せに製作誤差が生じたりした場合には、本来の画像取得性能を発揮することができない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、傾斜磁場によって発生する渦電流に伴う画像の劣化を低減するとともに、傾斜磁場コイルの薄型化および大開口部を備えたＭＲＩ装置を提供することを課題とする。

本発明は、被検体の撮像領域に静磁場を発生させる磁石と、前記撮像領域に勾配した強度を持つ磁場を発生させる傾斜磁場コイルを備えたＭＲＩ装置において、前記傾斜磁場コイルと前記磁石との間に、渦電流遮蔽シールドを設け、前記渦電流遮蔽シールドは、２つ以上に分割されており、分割された前記各渦電流遮蔽シールドは位置調節手段を介してそれぞれ支持されていることを特徴とする。

本発明によれば、傾斜磁場によって発生する渦電流に伴う画像の劣化を低減するとともに、傾斜磁場コイルの薄型化を図り、大開口部を備えたＭＲＩ装置が得られる。

本発明の第１実施形態の垂直型のＭＲＩ装置を示す断面図である。 同じく模式外観斜視図である。 同じく傾斜磁場コイルと渦電流遮蔽シールドとを示す上面図である。 同じく渦電流遮蔽シールドと傾斜磁場コイルと磁極および位置調節手段を示す部分断面図である。 位置調節手段による調節を説明するための説明図である。 本発明の第２実施形態におけるＭＲＩ装置に用いられる渦電流遮蔽シールドと薄板導電性部材との構成を示す図であり、（ａ）は部分上面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の第３実施形態におけるＭＲＩ装置を示す部分断面図である。 本発明の第４実施形態におけるＭＲＩ装置を示す部分断面図である。 同じく渦電流遮蔽シールドと磁極と傾斜磁場コイルの配置を示す図であり、（ａ）は部分上面図、（ｂ）は断面図である。 本発明の第５実施形態の水平型のＭＲＩ装置を示す模式斜視図である。 同じく構成を示す部分断面図である。 同じく側面図である。 本発明の第６実施形態におけるＭＲＩ装置を示す部分断面図である。 同じく模式正面図である。 変形例における傾斜磁場コイルと渦電流遮蔽シールドとを示す上面図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１、２に示すように、垂直型のＭＲＩ装置は、撮像領域９の上下を円盤形状の磁石装置で挟んだ構造をしている。
静磁場を発生する磁石装置は、円環形状の複数のコイル３、円盤形状の磁性体２で構成され、支持柱２６（図２参照）で支持される上下一対の磁極１，１からなる。
なお、磁極１は、本実施形態のようにコイル３と磁性体２との両方で構成される場合と、どちらか一方で構成される場合の双方がある。また、コイル３に超電導コイルを使用する場合は、超電導状態を保持する必要があるので、図１に示すように、コイル３は、外側から真空容器４、輻射シールド５、および液体ヘリウム容器８に囲まれ、液体ヘリウム容器内で、図示しない液体ヘリウムおよび冷凍機によって極低温に冷却され、冷却状態が維持されている。

上下の磁極１，１は撮像領域９において、鉛直方向に強力かつ均一な静磁場６を生成する。被検体（患者、図２参照）７は、移動式のベッド２５により撮像領域９に運ばれる。
ここで、磁極１，１は略同様の構造を有しているので、以下では、一方の磁極１について説明する。
磁極１の撮像領域９側には、傾斜磁場コイル１１が磁極１から支持部材１４を介して支持されている。傾斜磁場コイル１１は、撮像領域９において、任意の方向に静磁場６と同じ方向の、磁束密度が傾斜した強さを持つような磁場１０（以後、傾斜磁場と呼ぶ）をパルス状に発生させるコイルである。傾斜磁場コイル１１は、通常、静磁場６の方向をｚ軸として、図２に示すように、ｚ軸と直交する２方向にｘ軸とｙ軸をとり、ｘ、ｙ、ｚの３方向に独立な傾斜磁場を発生できる機能を有する。

ここでは、図１の紙面上下方向をｚ軸、紙面左右方向をｙ軸、紙面に垂直な方向をｘ軸（図１では不図示）として説明する。例えば、図１に示した傾斜磁場１０は、紙面左右方向すなわちｙ方向に傾斜した磁場である。磁極１と傾斜磁場コイル１１との間には、図示していないシムと呼ばれる磁性体の小片が複数個配置されている。これらのシムは、コイル３または磁性体で生成される静磁場を、ＭＲＩ装置以外の磁場の影響を含めて撮像領域９で磁場強度が均一となるように調節するための機構である。さらに、傾斜磁場コイル１１の撮像領域側表面には、被検体７（図２参照、以下同じ）に高周波パルス磁場を照射するＲＦコイル１２が設置されている。

通常、磁極１、傾斜磁場コイル１１およびＲＦコイル１２は、ＦＲＰなどの非導電性の部材で作られたカバー１３によって覆われている。ＲＦコイル１２は、カバー１３に設置される場合もある。
この他、図示はしないが、ＭＲＩ装置には、傾斜磁場コイル１１やＲＦコイル１２を駆動するための電源装置や、電源を制御したり、ＲＦコイル１２により得られた信号を画像化したりするコンピュータシステムが含まれる。

図１に示すように、傾斜磁場コイル１１と磁極１との間には、導電性の材質からなる渦電流遮蔽シールド１５が設置されている。渦電流遮蔽シールド１５は、アルミや銅などの非磁性材料から形成される場合と、鉄または珪素鋼鈑などの磁性材料で形成される場合がある。非磁性材料で形成される場合は、傾斜磁場コイル１１から磁極１側に漏れる不要な磁場、すなわち、漏れ磁場を渦電流遮蔽シールド１５に渦電流を発生させることで遮蔽することができる。また、磁性材料で形成される場合は、渦電流だけでなく、透磁率が大きいことによる磁束の経路として作用させることができ、磁極１側への漏れ磁場を低減することができる。

渦電流遮蔽シールド１５は、複数の位置調節手段１６を介して傾斜磁場コイル１１から支持されている。図３に示すように、傾斜磁場コイル１１と渦電流遮蔽シールド１５とは、鉛直中心軸（ｚ軸）に関して概略同心円状とされており、渦電流遮蔽シールド１５は、鉛直中心軸周りに回転対称の４つに分割された形状（４相対称とされた形状）となっている。渦電流遮蔽シールド１５は、通常、数ｍｍの板厚を持つ金属で柔軟性に欠いているため、対称な渦電流とするための位置調節が可能なように複数枚に分割される。
本実施形態では、ｘ、ｙ、ｚ軸に対称となるように配置されている。

各渦電流遮蔽シールド１５は、中心部分が、鉛直中心軸に配置された位置調節手段１６により支持されており、外縁近傍部分がｘ軸に沿う位置調節手段１６とｙ軸に沿う位置調節手段１６によって支持されている。つまり、各渦電流遮蔽シールド１５は、３つの位置調節手段１６によってそれぞれ支持されている。
これにより、各渦電流遮蔽シールド１５は、各位置調節手段１６によって独立した位置調節が可能となっており、場所ごとに、傾斜磁場コイル１１と渦電流遮蔽シールド１５との距離の調節が可能となっている。

なお、傾斜磁場コイル１１による傾斜磁場は、ｘ、ｙ、ｚ各軸に対して対称であるように設計されているが、製作時や取付時に、形状の非対称や取付の非対称が生じると、これが漏れ磁場と渦電流との非対称成分の原因となる。渦電流の非対称性分は、撮像領域９に非対称な磁場を発生させ、傾斜磁場コイル１１の通電による制御では打ち消すことが難しいため、画像に悪影響を及ぼす。
このような場合に、位置調節手段１６により、渦電流遮蔽シールド１５に発生する渦電流を渦電流遮蔽シールド１５の位置を調節することで対称にすることが可能である。

ここで、図４に示すように、傾斜磁場コイル１１は、支持部材１４（スタッドボルト等）を介して磁極１に対して支持されているが、渦電流遮蔽シールド１５には、支持部材１４と干渉しないように挿通孔１５ａが形成されている。支持部材１４は、端部１４ａが磁極１に固定され、他端１４ｂに形成された雄ねじ１４ｂが傾斜磁場コイル１１のボルト孔１１ａに挿通されて、傾斜磁場コイル１１の凹部１１ｂ内でナット１１ｃにより締結固定されている。
すなわち、渦電流遮蔽シールド１５は、位置調節手段１６によってのみ傾斜磁場コイル１１から支持されている。これにより、傾斜磁場コイル１１の磁極１への取付位置によらずに、対称な渦電流とすることができる。
さらに、渦電流遮蔽シールド１５は、ＲＦコイル１２が作る高周波の磁場により磁極１に発生する渦電流も遮蔽することができる。これにより、磁極１で渦電流が発生することで生じる、発熱や渦電流磁場も低減することができる。

図４に示すように、位置調節手段１６は、ボルト１７と、ボルト１７に螺合されるナット１８とを有している。ボルト１７は、その基端部１７ａが、傾斜磁場コイル１１の固定部１１ｄに固定されて傾斜磁場コイル１１に立設されており、ナット１８を介して渦電流遮蔽シールド１５を支持している。ナット１８の外周部には、渦電流遮蔽シールド１５を係合支持する溝部１８ａが形成されている。このような位置調節手段１６では、ナット１８をボルト１７に対して回動させることにより、その回動方向に応じてナット１８をボルト１７に対して上下動させることができ、支持部分において渦電流遮蔽シールド１５の上下方向の位置（ボルト１７の軸方向に沿う位置）を調節することができる。

なお、図１、図２では、鉛直（ｚ軸）方向の位置調節手段１６を示したが、これに限られることはなく、傾斜磁場コイル１１の側面に位置調節手段１６を配置して、渦電流遮蔽シールド１５の水平方向の位置を調節するように構成してもよい。

位置調節手段１６による渦電流遮蔽シールド１５の調節は、例えば、図５に示すように、撮像領域９の中心を挟んで、等距離となる、例えば、地点Ｙ１，−Ｙ１における渦電流に基づく磁場の値を計測し、この地点Ｙ１，−Ｙ１における渦電流に基づく磁場の値が撮像領域９の中心を挟んで対称となるように、各位置調節手段１６の各ナット１８を回動操作することにより行う。
これにより、各渦電流遮蔽シールド１５の位置を好適に調節して、地点Ｙ１，−Ｙ１における渦電流に基づく磁場の値、すなわち磁場成分が撮像領域９の中心を挟んで対称となるように設定することができる。
このような操作を複数地点にわたって行うことにより、撮像領域９における渦電流磁場の分布は、撮像領域９の中心を挟んで対称になっている傾斜磁場と同様に、撮像領域９の中心を挟んで略対称の分布をもつよう作られる。

以上説明した本実施形態のＭＲＩ装置によれば、位置調節手段１６により、分割された各渦電流遮蔽シールド１５を位置調節することで、渦電流遮蔽シールド１５の渦電流分布および撮像領域９での渦電流磁場を調節することができる。具体的には、渦電流により撮像領域９に作られる磁場の磁場成分が、傾斜磁場の磁場成分と可能なかぎり比例するように各渦電流遮蔽シールド１５の位置を調節する。このように渦電流遮蔽シールド１５の位置を設定して、渦電流磁場分を上乗せまたは差し引きして傾斜磁場を発生させると、見かけ上は渦電流による磁場を打ち消すことができ、画質に及ぼす影響を好適に抑えることができる。
また、傾斜磁場コイル１１はシールドコイルを持たないため、静磁場を発生する磁石に対して近い位置に設置できる。そのように傾斜磁場コイル１１を設置することによって、傾斜磁場コイル１１を薄型化できるため、被検体７が挿入される開口部が大きく形成された、大開口のＭＲＩ装置が得られる。

（第２実施形態）
第２実施形態のＭＲＩ装置について図６を参照して説明する。本実施形態が前記第１実施形態と異なるところは、隣り合う渦電流遮蔽シールド１５，１５間を柔軟性を有する（伸縮・屈曲可能な）導電性部材１９で接続した点である。

導電性部材１９は、シート状を呈しており、図６（ａ）（ｂ）に示すように、渦電流遮蔽シールド１５，１５間に所定の間隔を空けて複数個接続されている。
このような導電性部材１９で渦電流遮蔽シールド１５，１５間を接続することにより、渦電流遮蔽シールド１５，１５間を亘るようにして渦電流流路が形成されることとなり、１つの渦電流遮蔽シールド１５上で渦電流流路が途切れてしまうことがない。

したがって、分割に伴って渦電流流路が限定されてしまうのを低減することができ、磁極１側への漏れ磁場を充分に低減することができる。また、隣り合う渦電流遮蔽シールド１５，１５の間隔を狭くすることなく所定の間隔を維持することができるので、位置調節手段１６による調節後に、渦電流遮蔽シールド１５，１５同士が部分的に接触したり重なったりすることを確実に防止することができる。
また、渦電流遮蔽シールド１５，１５の間隔を広く設定した場合でも、磁極１側への漏れ磁場を好適に抑えることができる。

なお、導電性部材１９は、例えば、１ｍｍ以下の薄い金属箔とし、隣接する部分に沿って何箇所かに分けて設置することで、渦電流流路の形成と柔軟性とを両立することができる。
また、導電性部材１９としては、導電性部材１９を編み込んだ部材（合成樹脂材、不織布、布）等とすることにより、渦電流遮蔽シールド１５，１５間の位置の自由度が向上するようになる。この場合には、隣接する部位の全体を導電性部材１９で接続してもよく、渦電流流路が制限されることを好適に回避することができる。これにより、磁極１側への漏れ磁場をより好適に抑えることができる。

（第３実施形態）
第３実施形態のＭＲＩ装置について図７を参照して説明する。本実施形態が前記実施形態と異なるところは、渦電流遮蔽シールド１５を真空容器４、輻射シールド５、液体ヘリウム容器８の各金属容器の周囲に延設した点である。

渦電流遮蔽シールド１５は、その周部が、コイル３を収めた真空容器４、輻射シールド５、液体ヘリウム容器８の各金属容器の周囲に延設されており、傾斜磁場コイル１１からの漏れ磁場を、より広い範囲で遮蔽するようになっている。

このような渦電流遮蔽シールド１５とすることにより、金属容器の渦電流による、撮像領域９での非対称な渦電流磁場を低減することができるだけでなく、輻射シールド５および液体ヘリウム容器８での発熱量も低減することができる。これにより、図示されていない液体ヘリウムの蒸発や、図示されていない冷凍機における運転の負荷を抑えることができる。
さらに、コイル３に漏れ磁場が到達することがないので、コイル３に発生する振動電磁力を低減することができ、より安定した静磁場が得られることとなる。

なお、渦電流遮蔽シールド１５，１５間は、第２実施形態で説明した柔軟性のある導電性部材１９で接続するように構成してもよい。

（第４実施形態）
第４実施形態のＭＲＩ装置について図８，図９を参照して説明する。本実施形態が前記実施形態と異なるところは、渦電流遮蔽シールド１５が非磁性体の導電性材料からなる部材２０と磁性体からなる部材２１とで構成されている点にある。なお、部材２１は、導電性材料からなるものを例示するが、磁性体であればよく、非導電性材料からなるものであってもよい。

渦電流遮蔽シールド１５は、位置調節手段１６によって磁極１から支持されている。渦電流遮蔽シールド１５の磁性材料からなる部材２１は、磁極１に位置調節手段２２を介して取り付けられており、さらに、渦電流遮蔽シールド１５の非磁性の導電性材料からなる部材２０は、位置調節手段２３を介して支持されている。
ここで、部材２０と部材２１に対して独立に位置調節手段２３，２２を設けたのは、磁性体からなる部材２１は、傾斜磁場コイル１１からの漏れ磁場による渦電流だけでなく、静磁場６（図８参照）の空間的な分布にも影響を与えるため、渦電流の分布を対称にする位置調節によって静磁場６の分布を乱さないためである。

なお、本実施形態では、部材２１の水平方向の位置を調節する位置調節手段２４を配置している。
このような位置調節手段２２〜２４は、それぞれ第１実施形態で説明した位置調節手段１６と同様の構造を採用することができる。また、渦電流遮蔽シールド１５を構成する部材２０、２１は、それぞれ分割し、特に、部材２０は、第２実施形態で示した柔軟性のある導電性部材１９で接続する構成とすることによって、部材２０に発生する渦電流の渦電流流路が隣り合う渦電流遮蔽シールド１５に亘るようにすることができる。このような構成とすることによって、磁極１側への漏れ磁場を効果的に低減することができる。

なお、部材２１に対しても導電性部材１９を接続してもよいが、導電率が小さい部材（例えばフェライト鋼など）では、導電性部材１９で接続する効果は小さい。
なお、部材２１を非導電性材料で構成した場合には、飽和磁化と比透磁率が大きい材質とする必要がある。

本実施形態によれば、磁性材料からなる部材２１は、傾斜磁場コイル１１からの漏れ磁場に対して磁気回路を構成しており、特に、磁気的に未飽和の状態では、磁極１側への漏れ磁場を有効に低減することができる。このことは、部材２１を非導電性材料で構成した場合にも同様である。
一方、非磁性の導電性材料からなる部材２０は、傾斜磁場コイル１１の端部からの漏れ磁場を渦電流によって遮蔽し、コイル３が収められている液体ヘリウム容器８、輻射シールド５、真空容器４に発生する渦電流を低減する。また、コイル３に発生する振動電磁力を低減することもできる。
ここで、部材２１を非導電性材料で構成した場合には、部材２１に渦電流が発生しないので、位置調節時には、部材２０の位置調節のみを行えばよく、位置調節が行い易いという利点が得られる。
なお、部材２１は、非磁性体の導電性材料から構成してもよい。この場合には、それぞれの渦電流を組み合わせて細かく調整することができるので、調整の自由度が高まる。

（第５実施形態）
図１０に本発明の第５実施形態である、水平型のＭＲＩ装置の斜視図を示す。
水平型のＭＲＩ装置は、図１１に示すように水平方向に中心軸を有する、同軸円筒状の磁極１内に、同じく同軸円筒状の傾斜磁場コイル１１、および図示されていないＲＦコイルを配置し、傾斜磁場コイル１１は支持部材１４によって磁極１を構成する真空容器４から支持されている。

これらは中心軸に円筒状の開口空間を持つＦＲＰなどで形成された外装１３によって囲まれ、磁石装置を形成している。被検体７は移動式のベッド２５によって円筒状の開口空間の中央に運ばれ、撮像される。

開口空間の中央部の撮像領域９には、磁極１を構成するコイル３、または、図示されていない磁性体によって、均一かつ強力な静磁場６が円筒の中心軸方向に生成される。
コイル３は、垂直型のＭＲＩ装置と同様に、液体ヘリウム容器８、輻射シールド５、真空容器４によって極低温に保たれている。傾斜磁場コイル１１は、静磁場６の方向、および静磁場６の方向と直行する２方向に傾斜磁場１０を形成する。
図１０では、静磁場６の方向をｚ軸として、装置の鉛直方向すなわち紙面上下方向をｙ軸、装置の水平方向すなわち紙面垂直方向をｘとして表示しており、傾斜磁場１０は、ｙ軸方向の傾斜磁場の例を示している。

本発明の構成要素である渦電流遮蔽シールド１５は、導電性の非磁性材料または磁性材料で形成され、傾斜磁場コイル１１と磁極１との間に円筒形状を分割した形状で設置されている。本実施例において、渦電流遮蔽シールド１５は、傾斜磁場コイル１１から、位置調節手段１６を介して支持されている。このように傾斜磁場コイル１１から支持されることで、渦電流遮蔽シールド１５に発生する渦電流と、静磁場６による振動電磁力で生じた機械振動が磁極１に直接伝わらなくなり、静磁場６の均一性が向上するという利点が得られる。

なお、渦電流遮蔽シールド１５は、第１実施形態と同様に位置調節が可能な機構により支持されていれば、第４実施形のように、磁極１から支持したり、傾斜磁場コイル１１の支持部材１４から支持するように構成してもよい。

図１２に示すように、渦電流遮蔽シールド１５は、円筒を傾斜磁場を発生する撮像領域９（図１１参照）の中心を通るｘ、ｙ、ｚ軸に対して対称な位置で分割されており、図示されていない部分を含めて８分割されている。
位置調節手段１６は、例えば、図４に示したものと同様であり、傾斜磁場コイル１１と渦電流遮蔽シールド１５の間隔を独立に調節することができる。これにより、渦電流遮蔽シールド１５に発生する渦電流が、撮像領域９（図１１参照）に対称な磁場を作るように調節される。

また、渦電流遮蔽シールド１５は、傾斜磁場コイル１１を磁極１の図示されていない真空容器に取り付ける支持部材１４との干渉を回避するため、切欠部１５ｅを有している。
また、分割された渦電流遮蔽シールド１５の間は、第２実施形態で説明したような、柔軟性のある導電性部材１９で接続すれことにより、渦電流遮蔽シールド１５に発生する渦電流の渦電流流路を妨げなくなり、より効果的に磁極１への漏れ磁場を低減することができる。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態に係る水平型のＭＲＩ装置を図１３，図１４を参照して説明する。本実施形態では、渦電流遮蔽シールド１５を、磁極１の円筒部分だけでなく、円筒の前後平面部分に延設して、円筒の前後平面部分を覆うように構成した点が異なる。
このような渦電流遮蔽シールド１５を用いることにより、円筒軸であるｚ方向の両端部において、漏れ磁場をより広い範囲で遮蔽することができ、効果的な遮蔽が可能となる。

なお、中央部分（漏れ磁場の少ない部分）において、渦電流遮蔽シールド１５を省略することができる。
本実施形態においても、渦電流遮蔽シールド１５は、傾斜磁場軸であるｘ、ｙ、ｚ軸に対して対称な位置で分割され、位置調節手段１６によって独立に傾斜磁場コイル１１との位置を調節することができる。

また、渦電流遮蔽シールド１５は、傾斜磁場コイル１１の支持部材１４との位置干渉を避けるため、切欠部１５ｅが設けられているが、切欠部１５ｅの大きさを極力小さなものとすることによって、図示されていない撮像領域で対称な渦電流磁場とすることができる。

なお、本実施形態においても、渦電流遮蔽シールド１５は、前記実施形態４で説明したような磁性材料からなる部材２１と非磁性の導電性材料からなる部材２０との併用が可能である。その場合においても、磁性材料からなる部材２１と非磁性の導電性部材からなる部材２０は、位置調節手段１６によってそれぞれ独立に位置調節が可能である。
ちなみに、図１３に破線で示すように、磁性体の導電性材料からなる部材２１を配置することができる。

以上、実施形態に基づいて詳細に説明したが、本発明の内容は以上の説明に限定されるものではなく、種々の改変や変更も本発明の趣旨を逸脱しない範囲で本発明に含まれる。
前記第１実施形態では、ｘ，ｙ各軸上で渦電流遮蔽シールド１５が分割される例を示したが、これに限られることはなく、図１５に示すように、渦電流遮蔽シールド１５をｚ軸周りに４５°回転させて配置した構成としてもよい。
このような構成とすることによって、ｘ，ｙ各軸に重なるように（跨るように）渦電流遮蔽シールド１５が配置されるので、渦電流流路が制限されることを好適に回避することができ、磁極１側への漏れ磁場をより好適に抑えることができる。

また、同様に、前記第５実施形態では、ｘ，ｙ，ｚ各軸上で渦電流遮蔽シールド１５が分割される例を示したが、これに限られることはなく、渦電流遮蔽シールド１５をｚ軸周りに４５°回転させて配置した構成としてもよい。

また、前記第１実施形態等において、渦電流遮蔽シールド１５が４分割や８分割される例を示したが、これに限られることはなく、２分割以上であれば差し支えなく、３分割や５分割等、奇数分割とされていてもよい。

また、位置調節手段１６としては、傾斜磁場コイル１１と渦電流遮蔽シールド１５との間に、薄板等のスペース部材を適宜介在させて、渦電流遮蔽シールド１５の位置を調節するよう手法が挙げられる。

１ 磁極
２ 磁性体（磁石）
３ コイル
６ 静磁場
７ 被検体
９ 撮像領域
１１ 傾斜磁場コイル
１５ 渦電流遮蔽シールド
１６ 位置調節手段
１９ 導電性部材
２０ 部材
２１ 部材
２２〜２４ 位置調節手段

Claims (8)

1. 被検体の撮像領域に静磁場を発生させる磁石と、前記撮像領域に勾配した強度を持つ磁場を発生させる傾斜磁場コイルを備えた磁気共鳴イメージング装置において、前記傾斜磁場コイルと前記磁石との間に、渦電流遮蔽シールドを設け、
   前記渦電流遮蔽シールドは、２つ以上に分割されており、
   分割された前記各渦電流遮蔽シールドは位置調節手段を介してそれぞれ支持されていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記位置調節手段は、前記各渦電流遮蔽シールドに流れる渦電流により前記撮像領域に作られる磁場の磁場成分が、前記傾斜磁場コイルにより前記撮像領域に作られる磁場の磁場成分と比例するように前記各渦電流遮蔽シールドの位置を調節することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記各渦電流遮蔽シールドは、磁性体または非磁性体の導電性部材で構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記各渦電流遮蔽シールドは、前記位置調節手段を介して前記傾斜磁場コイルにそれぞれ支持されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記各渦電流遮蔽シールドは、前記位置調節手段を介して前記磁石にそれぞれ支持されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記各渦電流遮蔽シールドは、伸縮・屈曲可能な導電性部材で接続されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記各渦電流遮蔽シールドは、磁性体による部材および非磁性体の導電性部材の双方を有して構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２、請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. 前記磁気共鳴イメージング装置は、高周波の磁場を発生させるＲＦコイルを備えており、
   前記各渦電流遮蔽シールドは、前記傾斜磁場コイルの勾配した磁場とともに、前記ＲＦコイルによる高周波磁場によって前記磁石に発生する渦電流を低減することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。

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