特許 6828058 磁気共鳴イメージング磁石の磁場変動を補償するための極低温磁場センシング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6828058

(24)【登録日】2021年1月22日

(45)【発行日】2021年2月10日

(54)【発明の名称】磁気共鳴イメージング磁石の磁場変動を補償するための極低温磁場センシング

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20210128BHJP

   G01N 24/00 20060101ALI20210128BHJP

   H01F 6/00 20060101ALI20210128BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/055 332

   A61B5/055ZAA

   A61B5/055 360

   G01N24/00 600C

   G01N24/00 610K

   H01F6/00 180

【請求項の数】19

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-563821(P2018-563821)

(86)(22)【出願日】2017年6月5日

(65)【公表番号】特表2019-524177(P2019-524177A)

(43)【公表日】2019年9月5日

(86)【国際出願番号】EP2017063597

(87)【国際公開番号】WO2017211756

(87)【国際公開日】20171214

【審査請求日】2020年6月4日

(31)【優先権主張番号】62/346,672

(32)【優先日】2016年6月7日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】590000248

【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ

【氏名又は名称原語表記】ＫＯＮＩＮＫＬＩＪＫＥ ＰＨＩＬＩＰＳ Ｎ．Ｖ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001690

【氏名又は名称】特許業務法人Ｍ＆Ｓパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】ムルダー ゲラルドゥス ベルナルドゥス ヨセフ

(72)【発明者】

【氏名】ハム コルネリス レオナルドゥス ゲラルドゥス

【審査官】 姫島 あや乃

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−１６４８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０１９０６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−００５２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０１８７４７８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁石クライオスタットと、
前記磁石クライオスタットの内部に配置され、電流が流れるとき静磁場（Ｂ_０）を発生する超伝導磁石コイルと、
前記磁石クライオスタットの内部に配置され、前記超伝導磁石コイルによって発生される前記静磁場の時間的変動を低減するために前記超伝導磁石コイルに結合された超伝導Ｂ_０補償回路と、
前記磁石クライオスタットの内部に配置され、前記超伝導Ｂ_０補償回路に流れる電流を測定するように接続された電流センサと、
前記超伝導Ｂ_０補償回路に流れる電流の測定値を受け取るために前記電流センサに動作可能に接続され、前記超伝導Ｂ_０補償回路に流れる電流に基づいて能動静磁場補償を行う能動Ｂ_０補償コンポーネントと
を含む、超伝導磁石。

【請求項2】

前記能動Ｂ_０補償コンポーネントは、前記超伝導磁石を含む磁気共鳴イメージングデバイスにより取得された磁気共鳴イメージングデータの周波数を調節することによって、前記超伝導Ｂ_０補償回路に流れる電流に基づいて能動静磁場補償を行う、請求項１に記載の超伝導磁石。

【請求項3】

前記能動Ｂ_０補償コンポーネントは、前記超伝導磁石を含む磁気共鳴イメージングデバイスの磁気共鳴周波数を調節することによって、前記超伝導Ｂ_０補償回路に流れる前記電流に基づいて能動静磁場補償を行う、請求項１に記載の超伝導磁石。

【請求項4】

前記能動Ｂ_０補償コンポーネントは、補償磁場を発生することによって、前記超伝導Ｂ_０補償回路に流れる電流に基づいて能動静磁場補償を行う、請求項１に記載の超伝導磁石。

【請求項5】

前記電流センサが、
超伝導センサコイルを通過して前記超伝導Ｂ_０補償回路に流れる電流に応じて、センサコイル磁場を発生するための、前記超伝導Ｂ_０補償回路に電気的に接続された超伝導センサコイルと、
前記センサコイル磁場を測定する磁場センサと
を含む、請求項１に記載の超伝導磁石。

【請求項6】

前記磁場センサがホール効果センサを含む、請求項５に記載の超伝導磁石。

【請求項7】

前記超伝導センサコイルが、前記電流センサのところで前記静磁場を横切る向きの前記センサコイル磁場を発生するように配向されていて、
前記磁場センサが、前記センサコイル磁場を感知し、前記センサコイル磁場を横切る向きの前記静磁場を感知しないように配向されている、請求項５に記載の超伝導磁石。

【請求項8】

前記電流センサが、前記超伝導センサコイルと前記磁場センサとを取り囲む磁気シールドをさらに含む、請求項５に記載の超伝導磁石。

【請求項9】

前記超伝導Ｂ_０補償回路が、電気接続によって前記超伝導磁石コイルに結合される、請求項１に記載の超伝導磁石。

【請求項10】

前記超伝導Ｂ_０補償回路が、補償回路コイルを含み、前記補償回路コイルと前記超伝導磁石コイルとの間の誘導結合によって前記超伝導磁石コイルに結合される、請求項１に記載の超伝導磁石。

【請求項11】

前記超伝導磁石コイルが、主コイルとシールドコイルとを含み、
前記超伝導Ｂ_０補償回路が、前記補償回路コイルと、（１）前記主コイル及び（２）前記シールドコイルの一方との間の誘導結合によって前記超伝導磁石コイルに結合される、請求項１０に記載の超伝導磁石。

【請求項12】

超伝導磁石を動作させる方法であって、前記方法が、
磁石クライオスタットを使用して、超伝導磁石コイルと、前記超伝導磁石コイルに結合された超伝導Ｂ_０補償回路とを冷却するステップと、
前記超伝導磁石コイルに電気的にエネルギーを与えて静磁場（Ｂ_０）を発生するステップと、
前記超伝導Ｂ_０補償回路を使用して前記静磁場の時間的変動を低減するステップと、
前記磁石クライオスタットの内部に配置された電流センサを使用して、前記超伝導Ｂ_０補償回路に流れる電流を測定するステップと、
前記超伝導Ｂ_０補償回路に流れる、測定された電流に基づいて能動静磁場補償を実行するステップと
を有する、方法。

【請求項13】

能動静磁場補償を実行する前記ステップが、
前記超伝導Ｂ_０補償回路に流れる前記測定された電流に基づいて、前記静磁場に配置された対象者から取得された磁気共鳴イメージングデータの周波数を調節するステップを有する、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

実行する前記ステップが、
前記超伝導Ｂ_０補償回路に流れる前記測定された電流に基づいて、前記静磁場に配置された対象者から磁気共鳴イメージングデータを取得する磁気共鳴イメージングデバイスの磁気共鳴周波数を調節するステップを有する、請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

実行する前記ステップが、
前記超伝導Ｂ_０補償回路に流れる前記測定された電流に基づいて補償磁場を発生するステップを有する、請求項１２に記載の方法。

【請求項16】

磁石クライオスタットと、前記磁石クライオスタットの内部に配置された超伝導磁石コイルと、前記磁石クライオスタットの内部に配置され、前記超伝導磁石コイルに結合された超伝導Ｂ_０補償回路と、前記磁石クライオスタットの内部に配置され、前記超伝導Ｂ_０補償回路に流れる電流を測定するように接続された電流センサとを含む、超伝導磁石と、
前記超伝導Ｂ_０補償回路に流れる電流の測定値を受け取るために前記電流センサに動作可能に接続され、前記超伝導Ｂ_０補償回路に流れる前記電流に基づいて能動静磁場補償を行う能動Ｂ_０補償コンポーネントと
を含む、磁気共鳴イメージングデバイス。

【請求項17】

前記能動Ｂ_０補償コンポーネントが、前記磁気共鳴イメージングデバイスによって取得された磁気共鳴イメージングデータの周波数を調節することによって能動静磁場補償を行う、請求項１６に記載の磁気共鳴イメージングデバイス。

【請求項18】

前記能動Ｂ_０補償コンポーネントが、前記磁気共鳴イメージングデバイスの磁気共鳴周波数を調節することによって能動Ｂ_０磁場補償を行う、請求項１６に記載の磁気共鳴イメージングデバイス。

【請求項19】

前記電流センサが、
前記超伝導Ｂ_０補償回路に電気的に接続された超伝導センサコイルと、
前記超伝導センサコイルによって発生された磁場を測定する磁場センサと
を含む、請求項１６に記載の磁気共鳴イメージングデバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、一般に、超伝導磁石技術、及びそれを使用する磁気共鳴イメージング及び分光技術に関する。

【背景技術】

【0002】

磁気共鳴（ＭＲ）イメージングは、経時的に安定している静磁場から利益を得る。ＭＲＩスキャナの主（又は静）磁場は、一般にＢ_０磁場と表され、核スピンを整列させる（統計的意味で）ために高い値を有する。医用イメージングで使用されるいくつかのＭＲスキャナでは、Ｂ_０は０．２テスラから３．０テスラの範囲にあり、さらに高い値、例えばＢ_０＝７テスラが研究用途で使用される。これらの高い磁場を達成するために、超伝導磁石が一般に使用される。超伝導磁石巻線を製作するのに好適ないくつかの超伝導材料には、一般に２０Ｋより低い臨界温度（Ｔ_Ｃ）を有するニオブチタン、ニオブ−スズなどが含まれる。それにより、超伝導磁石巻線は、適切に低い極低温に巻線を維持するために、真空ジャケット付きＬＨｅデュワーに収容されている液体ヘリウム（ＬＨｅ）に浸されるか、又は他のタイプのクライオスタットに配置される。より高いＴ_Ｃをもつ超伝導材料を使用する磁石では、磁石クライオスタットは、液体窒素（ＬＮ_２）又は真空に浸されるなどの他の形態を取ることができる。

【0003】

しかしながら、ほんの数ｎＴの程度の小さな時間的Ｂ_０変動がＭＲ画像品質を劣化させる可能性がある。典型的な医用イメージング用途で許容されるｎＴ変動の量は、周波数に依存しており、０．０１から１００Ｈｚにおいて約１から１００ｎＴの範囲である。したがって、許容できる変動は、１０億分の１（ｐｐｂ）の範囲にある。これよりも大きいＢ_０変動は、ＭＲスキャナのまわりの外部源、例えば、スキャナの近傍の電気線路、又は列車、自動車、エレベータのような移動する磁性物体などによって容易に引き起こされる。それゆえに、ＭＲ磁石は、一般に、良好な画質を得るために外部磁場変動を補償するように装備される。そのような装備は、本明細書ではＢ_０補償システムと呼ばれる。Ｂ_０補償システムの設計目標は、一般に、外部Ｂ_０磁場外乱を１／１０から１／１００に減少させることである。Ｂ_０磁場外乱低減率は、本明細書では遮蔽率と呼ばれ、より高い遮蔽率はより良好なＢ_０補償に対応する。（「外部」Ｂ_０磁場は、磁石自体の外側のＢ_０磁場を指し、一般に、イメージング視野（ＦＯＶ）における、例えば、水平ボアタイプＭＲスキャナのボアのアイソセンタにおけるＢ_０磁場を指す）。

【0004】

様々なタイプのＢ_０補償システムが開発されている。能動補償手法では、磁場センサが、イメージングＦＯＶに又はその近くに設置され、測定された磁場が、Ｂ_０磁場外乱を能動的に阻止するためのフィードバック制御で使用される。Ｂ_０変動を能動的に補償する１つのやり方は、能動的に補償磁場を印加するものである。例えば、制御電子機器が１つ又は複数のコイルを駆動して、磁石のところに補償磁場を発生する。代替として、磁気共鳴周波数は磁場に比例する（磁気回転比が比例定数となる）ので、能動補償は、測定されたＭＲ信号に実行される（例えばソフトウェアで）周波数調節とすることができる。

【0005】

他のタイプのＢ_０補償システムは、受動的であり、超伝導磁石巻線とともに配置された超伝導回路を磁石クライオスタットに追加することを必要とする。いくつかの受動Ｂ_０補償システムが、例えば、Ｒｅｉｃｈｅｒｔ、米国特許第４，９２６，２８９号（「Ａｃｔｉｖｅｌｙ ｓｈｉｅｌｄｅｄ， ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｍａｇｎｅｔ ｏｆ ａｎ ＮＭＲ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ ａｐｐａｒａｔｕｓ」）及びＯｖｅｒｗｅｇ、米国特許第５，４２６，３６６号（「Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ａｐｐａｒａｔｕｓ ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ ａ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｍａｇｎｅｔ」）に記載されている。これらの構想は、超伝導回路が磁束を一定に保つという原理に基づいている。１つの構想では、Ｂ_０補償回路は、磁石巻線に電気的に接続され、その接続は、戦略的に選ばれた場所、一般に巻線コイル内で行われる。接続点を適切に設計することによって、１００を超える遮蔽率を得ることが可能である。代替の設計では、Ｂ_０補償回路の巻線の磁石巻線との磁気結合が、電気接続の代わりに用いられる。この場合もまた、適切な結合設計により、１００を超える遮蔽率が準ＤＣ外乱に対して得られる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本明細書では、これらの既存のＢ_０補償システムにはいくつかの欠点があることが認識されている。能動Ｂ_０補償の場合には、磁場センサをイメージングＦＯＶの近くに（及び好ましくはイメージングＦＯＶに対して対称に）位置づけることの困難さなどの要因に起因して、十分に正確なＢ_０測定値（ｐｐｂ範囲の精度）を得ることが困難である。受動Ｂ_０補償の場合には、利得は、固定されており、あまり均一でない外乱源に対して調節することができない。準ＤＣでない外乱を補償することも一般に実現可能でない。このタイプの外乱は固定した周波数応答を有する。磁石の金属クライオスタットは、受動Ｂ_０補償システムの応答に影響を及ぼす。これは、補償が受動的であり調節できないので、補正することができない。ＭＲ磁石に電気的に接続された受動Ｂ_０補償システムの場合には、最適な接続点は、通常、ＭＲ磁石のコイル巻線の内部にあり、コイルに余分なリードインリードアウト接続を必要とし、これは、製造コスト及び複雑さを付加する。ＭＲ磁石に誘導的に結合する受動Ｂ_０補償システムの場合には、補償回路は余分に巻かれた超伝導コイルを必要とし、それは、遮蔽率設計基準（例えば、設計によっては少なくとも１００の遮蔽率）を満たすように設計されなければならず、それは、この場合もやはり、コスト及び製造複雑さを増加させる。

【0007】

以下は、上記の問題などに対処する新しい改善されたシステム及び方法を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

１つの開示される態様では、超伝導磁石は、磁石クライオスタットと、磁石クライオスタットの内部に配置され、電流が超伝導磁石コイルに流れるとき静（Ｂ_０）磁場を発生するように構成された超伝導磁石コイルと、磁石クライオスタットの内部に配置され、超伝導磁石コイルによって発生されるＢ_０磁場の時間的変動を低減するために超伝導磁石コイルに結合された超伝導Ｂ_０補償回路と、磁石クライオスタットの内部に配置され、超伝導Ｂ_０補償回路に流れる電流を測定するように接続された電流センサとを含む。

【0009】

別の開示される態様では、超伝導磁石を動作させる方法が開示される。この方法は、磁石クライオスタットを使用して、超伝導磁石コイルと、超伝導磁石コイルに結合された超伝導Ｂ_０補償回路とを冷却するステップと、超伝導磁石コイルに電気的にエネルギーを与えて静（Ｂ_０）磁場を発生するステップと、超伝導Ｂ_０補償回路を使用してＢ_０磁場の時間的変動を低減するステップと、磁石クライオスタットの内部に配置された電流センサを使用して、超伝導Ｂ_０補償回路に流れる電流を測定するステップと、超伝導Ｂ_０補償回路に流れる測定された電流に基づいて能動Ｂ_０補償（及び／又はソース位置の先験的知識による傾斜補償）を実行するステップとを有する。

【0010】

別の開示される態様では、磁気共鳴（ＭＲ）イメージングデバイスが開示される。超伝導磁石は、磁石クライオスタットと、磁石クライオスタットの内部に配置された超伝導磁石コイルと、磁石クライオスタットの内部に配置され、超伝導磁石コイルに結合された超伝導Ｂ_０補償回路と、磁石クライオスタットの内部に配置され、超伝導Ｂ_０補償回路に流れる電流を測定するように接続された電流センサとを含む。能動Ｂ_０補償コンポーネントは、超伝導Ｂ_０補償回路に流れる電流の測定値を受け取るために電流センサに動作可能に接続される。能動Ｂ_０補償コンポーネントは、超伝導Ｂ_０補償回路に流れる電流に基づいて能動Ｂ_０磁場補償を行うように構成される。

【0011】

１つの利点は、製造コストを低減したＢ_０補償システムを提供することにある。

【0012】

別の利点は、設計制約が緩和されたＢ_０補償システムを提供することにある。

【0013】

別の利点は、イメージング視野（ＦＯＶ）に又はそれに隣接して磁場センサを設置する必要なしに、能動感知を有するＢ_０補償システムを提供することにある。

【0014】

別の利点は、能動Ｂ_０補償を行うために外部磁場センサの代用として受動超伝導Ｂ_０補償回路を相乗的に活用するＢ_０補償システムを提供することにある。

【0015】

別の利点は、粗いＢ_０補償を行うための受動超伝導Ｂ_０補償回路と、能動Ｂ_０補償の追加の成分を供給する極低温磁場センサとを相乗的に活用するＢ_０補償システムを提供することにある。

【0016】

別の利点は、磁場センサが磁石クライオスタットの内部に設置されており、したがって、外部に置かれた磁場センサと比較して熱センサ雑音が低減されたＢ_０補償システムを提供することにある。

【0017】

所与の実施形態は、本開示を読み理解すると当業者には明らかになるように、上記の利点のどれも提供しないか、上記の利点のうちの１つ、２つ、さらに多く、又はすべてを提供し、及び／又は他の利点を提供する。

【0018】

本発明は、様々なコンポーネント及びコンポーネントの構成の形態、並びに様々なステップ及びステップの構成の形態をとる。図面は、単に好ましい実施形態を説明するためのものであり、本発明を限定するものとして解釈されるべきでない。特に明記しない限り、図面は、概略であり、原寸に比例している又は異なるコンポーネントの相対的寸法を説明するものと解釈されるべきでない。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本明細書で開示されるＢ_０補償システムを有する超伝導磁石を含む磁気共鳴（ＭＲ）イメージングデバイスの側面断面図を図式的に示す図である。

【図2】図１のＢ_０補償システムの拡大側面断面図を図式的に示す図である。

【図3】図１及び図２のＢ_０補償システムの代わりに用いられる代替のＢ_０補償システム実施形態を図式的に示す図である。

【図4】図１及び図２のＢ_０補償システムの代わりに用いられる代替のＢ_０補償システム実施形態を図式的に示す図である。

【図5】本明細書で開示するＢ_０補償システム実施形態において信号増幅を得るための手法を例証する電気回路図を図式的に示す図である。

【図6】能動Ｂ_０補償が周波数調節によって実施される請求項１に記載のＭＲイメージングデバイスの能動Ｂ_０補償コンポーネントの例示の実施形態を図式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本明細書で開示するＢ_０補償デバイス実施形態では、超伝導Ｂ_０補償回路は、磁石クライオスタットの内部に配置された極低温電流センサと相乗的に組み合わされる。極低温電流センサは、超伝導Ｂ_０補償回路に流れる電流を感知する。極低温電流センサは、超伝導Ｂ_０補償回路によって行われる粗いＢ_０補償に加えて能動Ｂ_０補償を実行するための磁場センサの代用品として働く。別の見方をすると、受動超伝導Ｂ_０補償回路は、受動Ｂ_０補償を行う通常の機能に加えて、補正されるべき外乱の能動補償を実行するための代用磁場センサの追加の役割を果たす。

【0021】

そのような構成には本質的な利点がある。超伝導Ｂ_０補償回路の設計及び製造許容範囲は、超伝導Ｂ_０補償回路が部分的な遮蔽（すなわち、粗いＢ_０補償）しか実行しないのでそれほど重要でない。実効遮蔽率は、超伝導Ｂ_０補償回路からの受動補償と、測定電流（能動補償で通常使用されるＢ_０磁場測定の代用として役立つ）に基づいて行われる能動補償との組合せによって達成される。これにより、超伝導Ｂ_０補償回路の設計及び製造のコストの低減が可能になる。別の利点は、遮蔽率が利得並びに周波数応答で調節され、それによって、性能の改善が可能になることである。また別の利点は、多重巻きソレノイドコイルによる磁束変換及び／又は磁石クライオスタットの内部のＢ_０磁場に対する磁場センサの適切な方位を使用して、磁場センサにより測定された磁場を外乱源磁場に比べて増幅することができるので、極低温電流センサがソレノイドコイル／磁場センサを使用して高感度を提供できることである。加えて、極低温電流センサは、設計に関係なく、低温で動作するので固有熱雑音が低下する。さらにまた別の利点は、能動Ｂ_０補償のために通常使用され、イメージング視野（ＦＯＶ）に又はそれに隣接して設置されなければならない磁場センサが、磁石クライオスタットの内部に置かれた電流センサと取り替えられ、それにより、イメージングＦＯＶ内又はその近くの貴重な空間が解放されることである。

【0022】

図１を参照すると、例示の磁気共鳴（ＭＲ）イメージングデバイス８は、磁石クライオスタット１２に配置された超伝導磁石１０を含む。磁石クライオスタット１２は、超電導臨界温度より低い温度に磁石１０の超伝導コイルを維持する。超伝導磁石コイルを製作するのに好適ないくつかの例示の超伝導材料には、一般に２０Ｋより低い臨界温度（Ｔ_Ｃ）を有するニオブチタン、ニオブ−スズなどが含まれる。いくつかの実施形態において、磁石クライオスタット１２は真空ジャケット付き液体ヘリウム（ＬＨｅ）デュワーを含み、磁石コイルは、適切に低い極低温に巻線を維持するためにＬＨｅデュワーの内部のＬＨｅに浸される。しかしながら、他の磁石クライオスタット設計、例えば、Ｔ_Ｃより低い温度に維持された真空空間に磁石コイルが配置される設計が考えられる。例示の実施形態では、磁石１０は、水平ボア１４を画定する水平ソレノイド超伝導磁石１０である。水平ボア１４の中に、患者又は他のイメージング対象者が、コーチ又は他の患者支持器１６上に載った後ＭＲイメージング及び／又は分光のために入れられる。これは単に例示の実施形態であり、他の超伝導磁石設計、例えば、垂直ボア磁石が考えられる。

【0023】

超伝導磁石１０は、図１に示すような静（Ｂ_０）磁場を発生する。例示の水平ボア設計では、Ｂ_０ベクトルは水平方向を向いているが、他の方位が磁石設計に応じて使用されてもよい。静（Ｂ_０）磁場は、時間的に一定である（ＭＲイメージングデバイス８を稼働にするときの初期ランプアップの間以外、又はメンテナンスなどのためのランプダウンの間以外）ように意図されており、一般に、強磁場であり、例えば、いくつかの設計では範囲０．２〜７．０テスラの大きさ｜Ｂ_０｜を有するが、より高い又はより低い磁場強度も考えられる。例示のＭＲイメージングデバイス８は、高周波（ＲＦ）コイル１８をさらに含み、高周波（ＲＦ）コイル１８は、例示の実施形態では、円筒状ホールボディバードケージコイルであるが、横電磁（ＴＥＭ）ＲＦコイルなどの他の設計が使用されてもよい。加えて、例示の単一ホールボディＲＦコイル１８は、１つ又は複数の局所ＲＦコイルと取り替えられるか又はそれにより補足されてもよく、例えば、別の非限定の事例として、ホールボディＲＦコイルは対象者のＭＲを励起するために送信コイルとして使用されてもよく、個別の局所受信コイル、フェーズドアレイコイルアレイなどが、ＭＲ信号受信器として使用されてもよい。ＲＦコイルの選ばれた構成は、送信／受信（Ｔｘ／Ｒｘ）電子機器２０、例えば、イメージング対象者に磁気共鳴を発生させるために磁気共鳴周波数（本明細書ではｆ_０として表す）でＲＦコイルを励起するように調整された無線周波数送信器によって駆動され、ＲＦ受信電子機器がＭＲ信号を受信する。図１は概略であり、ＭＲイメージングデバイスは、一般に、図１に示されていない多数の他の従来のコンポーネント、例えば、ＭＲ信号を操作し及び／又は空間的に符号化するための抵抗性傾斜磁場コイルなどを含む。

【0024】

ＭＲイメージングシステム８は、ＭＲイメージング及び／又は分光データを取得するために知られたやり方で適切に使用される。例えば、１つの例示のイメージングシーケンスにおいて、稼働中の超伝導磁石１０は、ボア１４内のイメージングＦＯＶに静（Ｂ_０）磁場を生成する。Ｂ_０磁場は、核スピンを（統計的に）配向させる。核スピンは、ＲＦシステム１８、２０により印加されたＲＦパルスによって励起される。励起された磁気共鳴は、傾斜磁場コイル（図示せず）により印加された傾斜磁場によって空間的に制限され、及び／又は位相及び／又は周波数符号化され、このように操作された励起磁気共鳴は、ＲＦシステム１８、２０によって検出され、ＭＲイメージングデータ取得ハードウェア２２によって処理されて、ＭＲイメージングデータが発生される。取得ハードウェア２２は、例えば、ＲＦトランシーバ２０（又はＲＦトランシーバ２０がアナログ出力を生成する場合、アナログ−デジタル変換回路を含む）からのデジタル化ＭＲ信号を受信し、オプションとして、周波数及び／又は位相調節又は補正、ｋ空間データとしてのフォーマットなどのＭＲ信号への前処理を実行するようにプログラムされたコンピュータを含む。取得ハードウェア２２は、一般に、（オプションとして前処理された）ＭＲデータを記憶するための非一時的記憶媒体をさらに含む。例えば、非一時的記憶媒体は、ハードディスク、ＲＡＩＤディスクアセンブリ、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）などである。例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などのオプションの追加のコンポーネントをもつ適切にプログラムされたコンピュータによって具現された画像再構成コンポーネント２４は、選ばれた空間符号化にとって好適な画像再構成アルゴリズムを実行して、取得したＭＲイメージングデータからＭＲ画像を再構成する。追加として又は代替として、励起され検出された磁気共鳴は、分光的に分析される。得られたデータは、コンピュータ２８のディスプレイコンポーネント２６、又は他の電子データ提示デバイス（例えば、プリンタなどで印刷される）に表示される。実施形態によっては、提示コンピュータ２８は、様々な処理コンポーネント２２、２４を組み入れることもできる。

【0025】

図１を引き続き参照し、図２をさらに参照して、磁石クライオスタット１２に配置された超伝導磁石１０をより詳細に説明する。磁石１０のほとんどのコンポーネントに図２では符号が付されているが、図１では符号が付されていないことに留意されたい。超伝導磁石１０は、複数の超伝導磁石コイルＣ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４、Ｃ_５、Ｃ_６、Ｓ_１、Ｓ_２を含む。複数の超伝導磁石コイルＣ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４、Ｃ_５、Ｃ_６、Ｓ_１、Ｓ_２は、磁石クライオスタット１２の内部に配置され、電流が超伝導磁石コイルＣ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４、Ｃ_５、Ｃ_６、Ｓ_１、Ｓ_２に流れるとき静（Ｂ_０）磁場を発生するように構成される。例示の超伝導磁石１０は、６つの主コイルＣ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４、Ｃ_５、Ｃ_６と、２つのシールドコイルＳ_１、Ｓ_２とを含む。しかしながら、主コイルの数は６つ以外とすることができ、シールドコイルの数は２つ以外とすることができる。さらに、シールドコイルを完全に省略することが考えられる。超伝導磁石コイルＣ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４、Ｃ_５、Ｃ_６、Ｓ_１、Ｓ_２は、銅マトリクスに配分されたニオブチタン、ニオブ−スズなどのような任意の適切な超伝導材料の巻線を含む。高温超伝導材料の使用も考えられる。超伝導磁石１０は、ＤＣ電源を接続して磁石電流をランプするために磁石クライオスタット１２内のポートを介してアクセス可能な端子、磁石クライオスタット１２の真空ジャケッティングなどのような概略の図２に示されていない他のコンポーネントを含む。磁石コイルＣ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４、Ｃ_５、Ｃ_６、Ｓ_１、Ｓ_２の位置、コイルごとの巻数、及び他の設計特性は、ＦＯＶにわたる高い空間均一性をもつイメージングＦＯＶ内の静Ｂ_０磁場を生成するように設計される。

【0026】

図１及び図２を引き続き参照すると、超伝導磁石１０は、超伝導Ｂ_０補償回路３０をさらに含み、超伝導Ｂ_０補償回路３０は、磁石クライオスタット１２の内部に配置され、超伝導磁石コイルによって発生されるＢ_０磁場の時間的変動を低減するために超伝導磁石コイルＣ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４、Ｃ_５、Ｃ_６、Ｓ_１、Ｓ_２に結合される。図２の実施形態において、この結合は、主磁石コイルＣ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４、Ｃ_５、Ｃ_６とシールドコイルＳ_１、Ｓ_２との間を接続する端子との超伝導Ｂ_０補償回路３０の電気接続３２、３４によるものである。例示の超伝導Ｂ_０補償回路３０は、主磁石コイルＣ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４、Ｃ_５、Ｃ_６を横切る（又は等価的にシールドコイルＳ_１、Ｓ_２を横切る）超伝導短絡を含む。超伝導Ｂ_０補償回路３０は、望ましくない蓄積電流を除去するために回路３０をリセットする目的で、又は磁石ランピング及びクエンチの間に回路３０を開くために、超伝導スイッチ３６をさらに含む。例えば、超伝導Ｂ_０補償回路３０のいくつかの好適な設計が、例えば、Ｒｅｉｃｈｅｒｔ、米国特許第４，９２６，２８９号（「Ａｃｔｉｖｅｌｙ ｓｈｉｅｌｄｅｄ， ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｍａｇｎｅｔ ｏｆ ａｎ ＮＭＲ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ ａｐｐａｒａｔｕｓ」、及びＯｖｅｒｗｅｇ、米国特許第５，４２６，３６６号（「Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ａｐｐａｒａｔｕｓ ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ ａ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｍａｇｎｅｔ」）に記載されている。しかしながら、超伝導Ｂ_０補償回路３０は、粗いＢ_０補償（例えば１０の程度の遮蔽率であるが、より高い又はより低い値が考えられる）を行うだけで十分である。結果として、設計制約が緩和される。例えば、そのような超伝導Ｂ_０補償回路は、通常、設計基準遮蔽率を達成するために磁石コイルの内部で接続されなければならないが、図２の実施形態では、接続３２、３４は、超伝導磁石コイルＣ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４、Ｃ_５、Ｃ_６、Ｓ_１、Ｓ_２のうちのいずれかの外部の端子で行われ、それにより製造が単純になる。

【0027】

図１及び図２のＢ_０補償は、イメージングＦＯＶの（又はその近くの）外部Ｂ_０磁場の通常の測定の代わりになる代用信号に基づいて動作する能動コンポーネントをさらに含む。この目的のために、電流センサ４０が、磁石クライオスタット１２の内部に配置され、超伝導Ｂ_０補償回路３０に流れる電流を測定するように接続される。超伝導Ｂ_０補償回路３０に流れる電流のこの測定は、能動Ｂ_０補償に使用される代用信号である。電流センサ４０は極低温電流センサである。その理由は、電流センサ４０が、動作の間、磁石クライオスタット１２の内部に配置され、それに応じて、例えば、超伝導磁石コイルの超伝導の臨界温度Ｔ_Ｃより低い極低温に維持されるからである。例示の電流センサ４０には、超伝導センサコイル４０を通過して超伝導Ｂ_０補償回路３０に流れる電流に応じてセンサコイル磁場を発生するための、超伝導Ｂ_０補償回路３０に電気的に接続された超伝導センサコイル４２と、センサコイル磁場を測定するように構成された磁場センサ４４とが含まれる。オプションの磁気シールド４６は、超伝導センサコイル４２及び磁場センサ４４を取り囲む。例として、１つの実施形態では、磁場センサはホール効果センサとすることができるが、他の磁場センサが使用されてもよい。この例示の電流センサ設計では、センサコイル４２は超伝導であるが、磁場センサ４４は必ずしも超伝導コンポーネントではない（ただし磁場センサ４４は例えばＴ_Ｃより低い極低温で動作可能である）ことに留意されたい。概略の図２にはそのように示されていないが、最大感度を得るために、磁場センサ４４は超伝導センサコイル４２の内部に配置されることが好ましく、超伝導センサコイル４２は、例えば、ソレノイドコイルとすることができ、その結果、Ｂ_０補償回路３０に流れる（したがって、センサコイル４２も通る）電流によって発生される磁場が、ソレノイドコイルのターン数だけ増幅される。オプションの磁気シールド４６は、磁石クライオスタット１２の内部のＢ_０磁場及び／又は磁気的外乱が電流センサの動作に干渉するのを阻止する。いくつかの適切な実施形態では、磁気シールド４６は、コイル／センサアセンブリ４２、４４を少なくとも部分的に取り囲むアルミニウム又は銅の円筒状遮蔽である。磁気干渉の低減は、追加として又は代替として、コンポーネント４２、４４を適切な向きにすることによっても得られる。例示の図２では、ソレノイドセンサコイル４２は、Ｂ_０磁場ベクトルを横切る向きの磁場ベクトルを生成するように配向されている。磁場センサ４４が平面ホール効果センサである場合、それは、ソレノイドセンサコイル４２によって発生された磁場を検出するが、Ｂ_０磁場には非感受性であるように配向されている。

【0028】

図１及び図２を引き続き参照し、図１に特に着目すると、極低温電流センサ４０は、能動Ｂ_０補償コンポーネント５０によって受信される信号を出力する。例示の図１及び図２において、この信号は、電気接続５２、例えば、磁場センサ４４に接続され、クライオスタットフィードスルー（図示せず）を通って能動Ｂ_０補償コンポーネント５０に行くワイヤを介して伝えられる。（磁場センサ４４はそれ自体超伝導コンポーネントでないので、このワイヤは超伝導である必要がなく、それによって構成が簡単になることに留意されたい。）代替実施形態（図示せず）では、極低温電流センサ４０が、磁場センサ４４の出力を能動Ｂ_０補償コンポーネント５０にワイヤレスで送信するワイヤレス送信器を含むことが考えられる。

【0029】

能動Ｂ_０補償コンポーネント５０は、任意の従来のＢ_０補償機構を使用することができる。例えば、いくつかの実施形態では、能動Ｂ_０補償コンポーネント５０は、ＭＲイメージングデバイス８により取得されたＭＲイメージングデータのＭＲ周波数を調節することによって、超伝導Ｂ_０補償回路３０に流れる電流に基づいて能動Ｂ_０磁場補償を行う。この手法は、Ｂ_０補償コンポーネント５０の出力をイメージングデータ取得ハードウェア２２に供給する実線矢印によって図１に図式的に示されており、本明細書において図６を参照して後でより詳細に説明する。別の実施形態では、能動Ｂ_０補償コンポーネント５０は、ＭＲイメージングデバイス８のＭＲ周波数を調節することによって、例えば、Ｂ_０補償コンポーネント５０からＲＦトランシーバコンポーネント２０まで延びる破線の出力矢印により図１に図式的に示されているようにＲＦトランシーバコンポーネント２０を制御することによって、能動Ｂ_０磁場補償を行う。また別の例示の手法では、能動Ｂ_０補償コンポーネント５０は、補償磁場を発生することによって、例えば、抵抗性コイル又は超伝導補償コイル（図示せず）に電気的にエネルギーを与えることによって、能動Ｂ_０磁場補償を行う。例えば、Ｈａｍ等、米国特許第６，７３１，１１３号（「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｎｄ ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｏｆ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｄｕｒｉｎｇ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ」）を参照されたい。

【0030】

図３を参照すると、代替実施形態では、磁石コイルへの電気接続３２、３４を有する図２の超伝導Ｂ_０補償回路３０が、超伝導Ｂ_０補償回路６０と取り替えられており、超伝導Ｂ_０補償回路６０は、Ｂ_０補償回路６０の補償回路コイルＣＣ_１、ＣＣ_２と超伝導主磁石コイルＣ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４、Ｃ_５、Ｃ_６との間の誘導結合によって超伝導磁石コイルに結合されている。図３の超伝導Ｂ_０補償回路６０は、回路６０をリセットする目的で前に説明した超伝導スイッチ３６をさらに含み、（図の事例では）オプションの磁気シールド４６とともに、超伝導センサコイル４２と、センサコイル磁場を測定するように構成された磁場センサ４４とを含む前に説明した極低温電流センサ４０を接続している。図２の実施形態と同様に、図３の超伝導Ｂ_０補償回路６０は、粗いＢ_０補償（例えば、１０の程度の遮蔽率）を行うだけで十分である。結果として、設計制約が緩和される。例えば、より少ない数の補償回路コイルＣＣ_１、ＣＣ_２、例えば、例示の図３では２つの補償回路コイルＣＣ_１、ＣＣ_２のみを結合のために使用することができ、それにより製造が単純になる。

【0031】

図４を参照すると、別の代替実施形態では、超伝導Ｂ_０補償回路７０は、図３の回路６０と類似しているが、シールドコイルＳ_１、Ｓ_２に結合されている。具体的には、図４の事例では、補償回路コイルＣＣ_１はシールドコイルＳ_１に結合され、補償回路コイルＣＣ_２はシールドコイルＳ_２に結合される。図４の超伝導Ｂ_０補償回路７０は、回路７０をリセットする目的で、前に説明した超伝導スイッチ３６をさらに含み、（事例では）オプションの磁気シールド４６とともに、超伝導センサコイル４２と、センサコイル磁場を測定するように構成された磁場センサ４４とを含む前に説明した極低温電流センサ４０を接続している。この場合も、超伝導Ｂ_０補償回路７０は、粗いＢ_０補償（例えば、１０の程度の遮蔽率）を行うだけで十分である。結果として、設計制約が緩和される。例えば、より少ない数の補償回路コイルＣＣ_１、ＣＣ_２を使用することができる。

【0032】

図４の実施形態において、Ｂ_０補償回路７０の補償回路コイルＣＣ_１、ＣＣ_２は、ボア１４の軸に対してより大きい半径のところに（すなわち、磁石アイソセンタから遠く離れて）置かれ、シールドコイルＳ_１、Ｓ_２の近くに置かれる。これにはいくつかの利点がある。この構成の補償回路コイルＣＣ_１、ＣＣ_２は、大きいピックアップ区域を有し、イメージングＦＯＶにおいて比較的小さい補正磁場を発生し、イメージングＦＯＶにおいて比較的均一な磁場を発生することができる。補償コイルＣＣ_１、ＣＣ_２が磁石アイソセンタから遠く離れているのでＢ_０補償回路７０の構成は受動補償が小さいことを当業者は予期するが、これは、図４の構成において、補償コイルＣＣ_１、ＣＣ_２の主磁石コイルＣ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４、Ｃ_５、Ｃ_６との若干の結合も存在するので必ずしも正しくはない。Ｂ_０補償回路７０の電流変化は、磁石の主磁石コイルＣ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４、Ｃ_５、Ｃ_６の電流変化を引き起こし、それは、さらに、受動Ｂ_０補償コンポーネントに寄与する補償磁場を与える。

【0033】

次に図５を参照すると、Ｂ_０補償回路６０又はＢ_０補償回路７０に直列に接続された余分な磁場コイルの電気回路図が示される。図５を参照して、これらの実施形態で磁場増幅を得る方法を説明する。補償コイルＣＣ_１、ＣＣ_２の設計は、外乱磁場Ｂ_ｄｉｓｔに対して磁場センサ４４のところで最大磁場増幅を与えるように（言い換えれば、磁場センサ４４のところに磁場を最適に集中させるように）最適化される。外部源からの外乱磁場Ｂ_ｄｉｓｔは、Ｂ_０補償回路６０、７０の大径補償コイルＣＣ_１、ＣＣ_２によってピックアップされる。補償回路のすべての補償コイルＣＣ_１、ＣＣ_２は、電気的に直列に接続され、外乱磁場Ｂ_ｄｉｓｔとの結合では単一のピックアップコイルとして効果的に動作する。この単一の効果的なピックアップコイルは、図５においてインダクタンスＬ_ｐとして表わされている。すべての補償コイルＣＣ_１、ＣＣ_２の総合計面積はＡ_ｐである。さらに、磁場センサ４４を取り囲む（磁場センサ４４に少なくとも結合される）超伝導センサコイル４２があり、このセンサコイル４２のインダクタンスはインダクタンスＬ_ｓで表される。センサコイル４２は、ｎ_ｓターン、総合計面積Ａ_ｓ、及び磁場定数ｋ_ｓを有する。

【0034】

外部磁場（又は実際にはそのｚ成分）が量Ｂ_ｄｉｓｔ（これは外乱磁場Ｂ_ｄｉｓｔである）だけ変化する場合、これは、Ｂ_０補償回路６０又はＢ_０補償回路７０に磁束Ｂ_ｄｉｓｔ・Ａ_ｐを発生する。これは、図５にＩで示されたＢ_０補償回路の電流変化を与え、これは、磁場センサ４４に磁場変化Ｂ_ｓ＝Ｉ・ｋ_ｓを与える。誘導電流Ｉは、超伝導回路の全磁束が一定のままであるということから計算される。そこで、
Ｂ_ｓ＝Ｉ・ｋ_ｓ
及び
Ｂ_ｄｉｓｔ・Ａ_ｐ＋Ｉ・（Ｌ_ｐ＋Ｌ_ｓ）＝０
であり、その結果、
Ｂ_ｓ／Ｂ_ｄｉｓｔ＝−ｋ_ｓ・Ａ_ｐ／（Ｌ_ｐ＋Ｌ_ｓ）
である。例示の設計プロセスは以下の通りである。補償コイルＣＣ_１、ＣＣ_２を容易に巻くことができる場所、及び実際に使用されるターン数などの実際的な考慮から得られる所与の補償コイルＣＣ_１、ＣＣ_２から開始する。これらの考慮は、補償コイルＣＣ_１、ＣＣ_２、より詳しくはＡ_ｐ及びＬ_ｐの値を規定する。次いで、比Ｂ_ｓ／Ｂ_ｄｉｓｔが最大になるように、Ｌ_ｓ及びｋ_ｓの値が最適化される。Ｌ_ｓを与えるセンサコイル４２は、Ｌ_ｐに比べて多いターン数をもつ小さいコイルであるべきであることが分かる。適切な手法で、インダクタンスＬ_ｓは、実際的な考慮事項によって選ばれる。適切な目標はＬ_ｓ≒Ｌ_ｐであり、その理由は、これが最適な磁束トランスをもたらすからである。次いで、磁場センサ４４のまわりにぴったり適合するコイルＬ_ｓの最小直径を決定する。最後に、センサコイル４２のターン数ｎ_ｓがＬ_ｓ≒Ｌ_ｐまで増加される。

【0035】

一例として、Ｌ_ｐを規定する補償コイルＣＣ_１、ＣＣ_２が、各々１．５０メートルの直径の２ターンを有し、一方、Ｌ_ｓを規定するセンサコイル４２が、６ｍｍ直径の小さい管に巻かれた６８ターンを有する場合、以下の近似値が見いだされる。この場合、Ａ_ｐ＝１．８ｍ^２、Ｌ_ｐ＝１８μＨ、Ｌ_ｓ＝１８μＨ、及びｋ_ｓ＝０．０１Ｔ／Ａである。すると、これは、Ｂ_ｓ／Ｂ_ｄｉｓｔ＝５００の磁場増幅を与える。これは単に説明のための例であり、より一般的には、この値はコイルの実際の形状に基づいて選択される。加えて、磁石の主コイルとの結合がオプションとして考慮に入れられるが、これは、例示を簡単にするために上記の例では無視されている。非常に重要な磁場増幅が上記の手法によって得られることが分かる。この増幅により、より低コストの磁場センサを使用することができ、及び／又は所与の磁場センサに対してより良好な感度を得ることができる。

【0036】

磁場センサ４４は、磁石１０の主Ｂ_０磁場の振幅及び空間傾斜が比較的低い磁石クライオスタット１２内の位置に置かれることが好ましい。さらに、やはり、磁場センサ４４は、Ｂ_０磁場に対して低い感度又はゼロの感度を有するように、主Ｂ_０磁場を横切る向きにされるべきである。これらの手法は、代替として又は組合せて、振動誘起磁場誤差の潜在的な影響を低減し、範囲が限られた磁場センサ、例えば、従来のホールプローブ、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサ、又は磁束ゲート磁力計の使用を容易にする。

【0037】

代替として、磁場センサは、磁気共鳴（ＭＲ）ベースプローブとすることができる。その理由は、ＭＲデバイス８が、そのようなＭＲプローブを駆動し読み取るための基盤を有するからである。この変形実施形態では、ＭＲプローブの方位は主Ｂ_０磁場と一直線になっていなければならない。磁場が適度に均一である磁石内の位置が選ばれるべきであり、その位置が高磁場区域である場合、それは問題とはならない。このプローブでは、ＭＲプローブの感度が高いので、増幅Ｂ_ｓ／Ｂ_ｄｉｓｔはあまり重要でなくなる。

【0038】

次に図６を参照して、ＭＲイメージングデバイス８により取得されたＭＲイメージングデータのＭＲ周波数を調節することによって、超伝導Ｂ_０補償回路３０に（又は回路６０に、又は回路７０に）流れる電流に基づいて能動Ｂ_０磁場補償を行う能動Ｂ_０補償コンポーネント５０の例示の実施形態を説明する。この手法では、伝達関数を使用して、磁場感知の利得及び周波数依存特性を扱う。磁場センサ４４は、磁場に対して低域通過フィルタとして振る舞う金属筐体であるクライオスタット１２の内部に置かれる。したがって、磁場センサ４４の感度は、外部外乱の周波数が増加するにつれて低下する。これは、例えば超伝導磁石１０の開発段階の間に一度測定又は計算された伝達関数を使用して補正される。測定は以下のように行われる。それは、磁石に均一の外部磁場を発生させるソースコイルを必要とする。次に、周波数掃引によりこのソースコイルを駆動するとき、磁場は、磁場センサ４４、並びに磁石１０のアイソセンタに置かれた別の較正プローブ（この他の較正プローブは室温で動作している）を用いて測定されるべきである。Ｈ（ω）が極低温磁場センサ４４を用いて測定された応答であり、Ｇ（ω）が磁石アイソセンタで室温較正プローブを用いて測定された磁場応答であるとする。すると、Ｇ（ω）は、受動Ｂ_０補償が受動Ｂ_０補償回路３０（又は回路６０、又は回路７０）によって行われた後に得られる正味磁場であり、Ｂ_０磁場変動の残りは能動的に補償されるべきである。Ｈ（ω）はその残りの磁場に対応するセンサ信号である。そのため、Ｇ（ω）／Ｈ（ω）を、能動Ｂ_０補償のための伝達関数として使用することができる（これは、極低温磁場センサ４４によって測定された信号に対して利得並びに周波数補正を設定する）。次いで、補正された信号がＭＲイメージングデバイス８によって使用されて、Ｂ_０の残りのずれが補償される。これは、前に説明したようないくつかのやり方で、例えば、ＭＲデータを補正することによって、又はＲＦ周波数を調節することによって、又は補償磁場を印加することによって行われる。図６の例示の実施形態では、信号は補正されたＭＲ周波数ｆ_０に変換され、それは周波数補正としてＭＲイメージングデータ取得ハードウェア２２に供給される。この能動Ｂ_０補償手法は、回転磁気関係４２．５８ＭＨｚ／ＴのためにＢ_０又はｆ_０のシフトが等価であるという観察に基づく。シフトされたＭＲ周波数ｆ_０が、ソフトウェアで、図６に示すように、生ＭＲデータを補正することによってもたらされる。代替として、図１に示した能動Ｂ_０補償コンポーネント５０からの破線の出力矢印で示すように、この補正されたＭＲ周波数ｆ_０は、ＲＦトランシーバハードウェア２０の周波数をシフトすることによってハードウェアで適用されてもよい。

【0039】

一般に、能動Ｂ_０補償コンポーネント５０は、伝達関数Ｇ（ω）／Ｈ（ω）を実現するデジタル信号処理（ＤＳＰ）としての上記の信号処理と、補正されたＭＲ周波数ｆ_０への変換とを実現するようにプログラムされた電子プロセッサ（例えば、コンピュータ、マイクロコントローラなど）を含む。ソフトウェアベース補正では、これは、例えば画像再構成２４を実施するＭＲイメージングデータ処理ソフトウェアと一体化されてもよい。ＲＦトランシーバハードウェア２０が制御される実施形態では、この手法は、補正されたｆ_０をこのハードウェア２０のデジタル又はアナログ周波数セットポイント制御部に供給する。代替実施形態では、アナログ信号処理回路を使用して、例えばオペアンプ（ｏｐアンプ）ベース回路を使用して、オプションとして、デジタル補正ｆ_０出力が必要とされる場合アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器とともに、信号処理を実施することが考えられる。

【0040】

例示のＢ_０補償の実施形態は、外部外乱磁場の均一な部分を補償し、それは通常十分である。他の考えられる実施形態では、Ｂ_０補償は、外部外乱磁場のｘ、ｙ、及び／又はｚ傾斜に同様に適用される。この手法は、外乱磁場の均一部分の補正と類似しているが、ピックアップコイルの形状は、ｘ、ｙ、及びｚ傾斜コイルの形状に類似するように選ばれる。この拡張により、磁石の近くにある外乱源に対する補償が改善される。

【0041】

好ましい実施形態を参照して本発明を説明した。先の詳細な説明を読み理解する際に、変更及び改変を他者が思いつくことがある。本発明は、すべてのそのような変更及び改変が添付の特許請求の範囲又はその均等物の範囲内にある限り、すべてのそのような変更及び改変を含むと解釈されることが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】