シム（磁性）

シムは磁場の均一性を調整するために使われる装置です。シムは、電磁石の磁極面の位置と平行性を調整するために使用される純粋に機械的なシムにちなんで名付けられました。磁場を流れる電流を変化させることで磁場の均一性を調整するために使用されるコイルは、同様の機能を持つことから 「電流シム」^{[1]と呼ばれていました。}

NMRおよびMRIでは、磁場の不均一性を排除するために、磁石の動作前にシミングが使用されます。

当初、NMR 分光計または MRI スキャナ内の磁場は、デバイスの「理想的な」磁場に比べて均一とは程遠いものになります。これは、製造公差と環境の磁場の結果です。検査室の壁や床の鉄構造物は磁化され、スキャナの磁場を乱します。プローブとサンプルまたは患者は、強い磁場に持ち込まれるとわずかに磁化され、さらに不均一な磁場を作り出します。これらの不均一性を補正するプロセスは、残りの不均一性の想定される原因に応じて、磁石のシム調整、プローブのシム調整、またはサンプルのシム調整と呼ばれます。

MRIスキャナでは、数リットルの容積で1 ppmのオーダーの磁場均一性が必要です。高解像度NMR分光法では、数ミリリットルの容積内で1 ppb以上の磁場均一性が求められます。^[2]

シミングには、アクティブとパッシブの 2 種類があります。アクティブ シミングでは、調整可能な電流を持つコイルを使用します。パッシブ シミングでは、優れた磁気特性を持つ鋼片を使用します。鋼片は永久磁石または超伝導磁石の近くに配置されます。鋼片は磁化され、独自の磁場を生成します。どちらの場合も、追加の磁場 (コイルまたは鋼によって生成される) が超伝導磁石の全体的な磁場に加わり、全体の磁場の均一性が向上します。

MR スペクトロメータの中心における磁場の不均一性を定義する方法はいくつかあります。現在、医療用 MR スキャナの場合、スキャナの中央にあるさまざまな (主に同心円状の) 体積の磁場の体積二乗平均平方根(VRMS) 値を測定するのが業界標準となっています。

• ジェラルド A. ピアソン、NMR マグネットのシム調整、2017 年 1 月 18 日にWayback Machineにアーカイブ

http://web.mit.edu/8.13/www/pdf_files/shimming.pdf