コイル装置、磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイル、その製造方法、及び磁気共鳴イメージング装置
【課題】本発明は、導体薄板の面積を十分に確保しつつ、通電電流の偏流及び渦電流の発生を抑制することを目的とするものである。
【解決手段】第１のｘメインコイル２２ａとしては、導体薄板からなる薄板コイルを湾曲させたものが用いられている。第１のｘメインコイル２２ａは、渦巻状の導体部分２３により構成されている。径方向に隣接する導体部分２３のターン間には、渦巻状のターン間隙間２４が形成されている。ターン間隙間２４は、電流の方向に沿う線分と、電流の方向に直角な線分とが交互に接続された矩形波状である。即ち、ターン間隙間２４は、導体部分２３に流れる電流の方向に対して蛇行した形状になっている。
【解決手段】第１のｘメインコイル２２ａとしては、導体薄板からなる薄板コイルを湾曲させたものが用いられている。第１のｘメインコイル２２ａは、渦巻状の導体部分２３により構成されている。径方向に隣接する導体部分２３のターン間には、渦巻状のターン間隙間２４が形成されている。ターン間隙間２４は、電流の方向に沿う線分と、電流の方向に直角な線分とが交互に接続された矩形波状である。即ち、ターン間隙間２４は、導体部分２３に流れる電流の方向に対して蛇行した形状になっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、導体部分のターン間にターン間隙間が設けられている導体薄板製のコイル本体を有するコイル装置、そのコイル装置を用いた磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイル、その傾斜磁場コイルの製造方法、及びその傾斜磁場コイルを有する磁気共鳴イメージング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）は、被検者、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するＮＭＲ（核磁気共鳴）信号を計測し、頭部、腹部、四肢等の形態や機能を二次元的又は三次元的に画像化する装置である。撮影において、ＮＭＲ信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードが付与される。時系列データとして計測されたＮＭＲ信号は、二次元又は三次元フーリエ変換されることにより、画像に再構成される。
【０００３】
このようなＭＲＩ装置において、傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルは、静磁場を発生する超電導磁石に接近して設置されている。このため、傾斜磁場が時間変化する際には、超電導磁石の熱シールド板、ヘリウム容器及び外壁等の導体に渦電流が生じる。この渦電流による磁場は、被検者の配置される空間において、傾斜磁場を空間的、時間的に変化させる。このため、渦電流が生じると、画質や局所的なスペクトル性能が劣化してしまう。
【０００４】
これに対して、従来、渦電流を抑制しつつ、高速な傾斜磁場スイッチング特性を有する傾斜磁場コイルのコイルパターン設計法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、被検者が入る空間を広くすることが求められている一方で、静磁場を発生させる磁石は設置位置の制約からできる限り小さくすることが求められている。このため、傾斜磁場コイルは小型・薄型化することが望まれており、従来のＭＲＩ装置では、銅又はアルミニウム等からなる導体薄板を加工した薄板コイルが傾斜磁場コイルとして用いられている。
【０００６】
このような薄板コイルは、導体薄板に渦巻状のパターン加工（レーザ加工又はウォータージェット加工）を施した後、ロール機等で円筒又は楕円筒形状に曲げ加工を施すことにより製造される。また、このような従来の傾斜磁場コイルにおいて、渦電流による発熱と、通電するパルス状の大電流による発熱とを抑制する方法として、高磁場領域におけるコイル導体幅を低磁場領域におけるコイル導体幅よりも狭くする方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−８４７１６号公報
【特許文献２】特開２００９−１８３３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような従来の導体薄板からなる傾斜磁場コイルでは、パルス状の大電流を印加した際に生じる磁場が交差すると、渦電流が生じ、温度が上昇する問題が生じる。また、この渦電流は、特に高速撮像時における画質悪化の原因にもなる。
【０００９】
このような渦電流を抑制するためには、コイル導体幅を狭め、電流の通電可能な幅を制限することが有効である。また、コイル導体幅を狭めることは、電流の偏流を抑制するという点からも有効である。
【００１０】
しかし、単にターン間隙間を大きくしてコイル導体幅を狭くすると、導体薄板の面積が減少するため、ロール機を用いて曲げ加工を行う際に、ロール機と導体薄板との接触面積が小さくなり、導体薄板に力が充分かつ均等に伝わらず、変形が生じるなど曲げ精度が悪化し、これによる製作誤差が生じるという問題があった。
【００１１】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、導体薄板の面積を十分に確保しつつ、通電電流の偏流及び渦電流の発生を抑制することができるコイル装置、そのコイル装置を用いた磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイル、その傾斜磁場コイルの製造方法、及びその傾斜磁場コイルを有する磁気共鳴イメージング装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係るコイル装置は、導体薄板により構成され、導体部分のターン間にターン間隙間が設けられているコイル本体を備え、ターン間隙間の少なくとも一部分は、導体部分に流れる電流の方向に対して蛇行した形状になっている。
また、この発明に係る磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイルは、湾曲された導体薄板により構成され、導体部分のターン間にターン間隙間が設けられているコイル本体を備え、ターン間隙間の少なくとも一部分は、導体部分に流れる電流の方向に対して蛇行した形状になっている。
また、この発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、湾曲された導体薄板により構成され、導体部分のターン間にターン間隙間が設けられているコイル本体を有する傾斜磁場コイルを備え、ターン間隙間の少なくとも一部分は、導体部分に流れる電流の方向に対して蛇行した形状になっている。
また、この発明に係る磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイルの製造方法は、導体薄板にターン間隙間をパターン加工することにより、渦巻状の導体部分を形成する工程と、パターン加工された導体薄板を湾曲させる工程とを含み、ターン間隙間をパターン加工する際、ターン間隙間の少なくとも一部分を、導体部分に流れる電流の方向に対して蛇行した形状にする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のコイル装置、磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイル、その製造方法、及び磁気共鳴イメージング装置は、ターン間隙間の少なくとも一部分を、導体部分に流れる電流の方向に対して蛇行した形状にするので、導体薄板の面積を十分に確保しつつ、導体部分の実質的に電流が流れる範囲を制限することができ、通電電流の偏流及び渦電流の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１によるＭＲＩ装置を示すブロック図である。
【図２】図１の傾斜磁場コイルのモールド体を示す斜視図である。
【図３】図２のｘメインコイルのパターン設計例を示す斜視図である。
【図４】図３の第１のｘメインコイルを示す斜視図である。
【図５】図４の第１のｘメインコイルを示す展開図である。
【図６】図５の第１のｘメインコイルの一部を拡大して示す展開図である。
【図７】図６とは異なるパターンでターン間隙間を形成した例を示す展開図である。
【図８】図５の第１のｘメインコイルの実質的に電流が流れる部分を示す説明図である。
【図９】電流の偏流を説明する説明図である。
【図１０】図２のｚメインコイルのパターン設計例を示す斜視図である。
【図１１】図１０の第１のｚメインコイルを示す展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるＭＲＩ装置を示すブロック図である。図において、ＭＲＩ装置は、静磁場発生系２と、傾斜磁場発生系３と、シーケンサ４と、送信系５と、受信系６と、計算機７とを有している。
【００１６】
静磁場発生系２は、水平磁場方式であれば、体軸方向に均一な静磁場を発生させる。また、静磁場発生系２は、永久磁石方式、常電導方式又は超電導方式の静磁場発生磁石を有している。静磁場発生磁石は、被検者１の周りに配置されている。
【００１７】
傾斜磁場発生系３は、ＭＲＩ装置の座標系であるｘ、ｙ、ｚの３軸方向に傾斜磁場を印加する複数の傾斜磁場コイル８と、それぞれの傾斜磁場コイル８を駆動する傾斜磁場電源９とを有している。また、傾斜磁場発生系３は、シーケンサ４からの命令に従って傾斜磁場電源９を駆動することにより、ｘ、ｙ、ｚの３軸方向に傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを印加する。
【００１８】
撮影時には、スライス面（撮影断面）に直交する方向にスライス方向傾斜磁場パルスが印加されて、被検者１に対するスライス面が設定される。そして、そのスライス面に直交し、かつ互いに直交する残りの２つの方向に、位相エンコード方向傾斜磁場パルスと周波数エンコード方向傾斜磁場パルスとが印加され、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報がエンコードされる。
【００１９】
シーケンサ４は、高周波磁場パルス（以下、「ＲＦパルス」という）と傾斜磁場パルスとを所定のパルスシーケンスで繰り返し印加する制御手段である。また、シーケンサ４は、計算機７により制御されて動作し、被検者１の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系５、傾斜磁場発生系３及び受信系６に送る。
【００２０】
送信系５は、被検者１の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、被検者１にＲＦパルスを照射する。また、送信系５は、変調器１０と、高周波発振器１１と、高周波増幅器１２と、送信側の高周波コイル（送信コイル）１３ａとを有している。
【００２１】
高周波コイル１３ａは、被検者１に近接して配置されている。高周波発振器１１から出力されたＲＦパルスは、シーケンサ４からの指令によるタイミングで変調器１０により振幅変調される。振幅変調されたＲＦパルスは、高周波増幅器１２で増幅された後に、高周波コイル１３ａに供給される。これにより、ＲＦパルスが被検者１に照射される。
【００２２】
受信系６は、被検者１の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるエコー信号（ＮＭＲ信号）を検出する。また、受信系６は、受信側の高周波コイル（受信コイル）１３ｂと、信号増幅器１４と、直交位相検波器１５と、Ａ／Ｄ変換器１６とを有している。
【００２３】
高周波コイル１３ｂは、被検者１に近接して配置されている。被検者１からの応答のＮＭＲ信号は、送信側の高周波コイル１３ａから照射された電磁波によって誘起される。誘起されたＮＭＲ信号は、高周波コイル１３ｂで検出され、信号増幅器１４で増幅される。増幅されたＮＭＲ信号は、直交位相検波器１５により、シーケンサ４からの指令によるタイミングで、直交する二系統の信号に分割される。分割された信号は、Ａ／Ｄ変換器１６でそれぞれディジタル量に変換されて、計算機７に送られる。
【００２４】
計算機７は、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等を行う。また、計算機７には、ディスプレイ１７、記憶装置１８及び操作装置１９が接続されている。
【００２５】
ディスプレイ１７としては、ＣＲＴディスプレイ又は液晶ディスプレイ等が用いられている。記憶装置１８としては、光ディスク装置又は磁気ディスク装置等が用いられている。操作装置１９としては、トラックボール又はマウスと、キーボードとの組み合わせ等が用いられている。
【００２６】
受信系６からのデータが計算機７に入力されると、計算機７により、信号処理、画像再構成等の処理が実行され、その結果である被検者１の断層画像がディスプレイ１７に表示されるとともに、画像のデータが記憶装置１８に記録される。
【００２７】
操作装置１９は、ディスプレイ１７に近接して配置されている。ＭＲＩ装置の各種制御情報や計算機７で行う処理の制御情報は、操作装置１９を用いて入力される。操作者は、ディスプレイ１７を見ながら、操作装置１９を通してインタラクティブにＭＲＩ装置の各種処理を制御する。
【００２８】
なお、図１において、送信側の高周波コイル１３ａと傾斜磁場コイル８とは、被検者１が挿入される静磁場発生系２の静磁場空間内に、被検者１を取り囲むように設置されている。また、受信側の高周波コイル１３ｂは、被検者１を取り囲むように設置されている。
【００２９】
また、現在臨床で普及している撮像対象核種は、被検者の主たる構成物質である水素原子核（プロトン）である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体の頭部、腹部、四肢等の形態又は機能が二次元又は三次元的に撮像される。
【００３０】
図２は図１の傾斜磁場コイル８のモールド体を示す斜視図であり、この例では、アクティブシールド型の傾斜磁場コイルを示している。ここで、傾斜磁場コイル８における座標軸は、撮像領域の中心を原点、静磁場の方向をｚ軸とし、ｚ軸と直交する２軸をｘ軸、ｙ軸とする。
【００３１】
傾斜磁場コイル８としては、３種類のメインコイル、即ちｘメインコイル２０ａ、ｙメインコイル２０ｂ及びｚメインコイル２０ｃと、３種類のシールドコイル、即ちｘシールドコイル２１ａ、ｙシールドコイル２１ｂ及びｚシールドコイル２１ｃとが用いられている。これらのコイル２０ａ〜２０ｃ，２１ａ〜２１ｃは、樹脂等によってモールドされ一体化されている。
【００３２】
ｘメインコイル２０ａ、ｙメインコイル２０ｂ及びｚメインコイル２０ｃは、撮像領域において、それぞれ対応する方向に線形な傾斜磁場を発生させる。ｘシールドコイル２１ａ、ｙシールドコイル２１ｂ及びｚシールドコイル２１ｃは、対応する方向に傾斜磁場を発生させる。
【００３３】
また、シールドコイル２１ａ〜２１ｃは、メインコイル２０ａ〜２０ｃの外側で、かつ、メインコイル２０ａ〜２０ｃと静磁場発生磁石との間の空間に設置され、メインコイル２０ａ〜２０ｃによる漏れ磁場を防ぐ役割を果たす。
【００３４】
図３は図２のｘメインコイル２０ａのパターン設計例を示す斜視図である。このようなパターン上に電流を印加することによって、撮像領域内でｘ軸方向に線形に変化する所望の磁場を発生させることができる。また、このようなパターンを実現するために、ｘメインコイル２０ａとして、第１のｘメインコイル２２ａ、第２のｘメインコイル２２ｂ、第３のｘメインコイル２２ｃ、及び第４のｘメインコイル２２ｄが用いられている。
【００３５】
各ｘメインコイル２２ａ〜２２ｄとしては、導体薄板からなる薄板コイルを湾曲させたものが用いられている。導体薄板の材料としては、例えば銅又はアルミニウム等の電気を良く通す材料が用いられる。
【００３６】
図４は図３の第１のｘメインコイル２２ａを示す斜視図である。コイル本体である第１のｘメインコイル２２ａは、渦巻状の導体部分２３により構成されている。径方向に隣接する導体部分２３のターン間には、渦巻状のターン間隙間２４が形成されている。
【００３７】
ターン間隙間２４は、電流の方向に沿う線分と、電流の方向に直角な線分とが交互に接続された複数回の蛇行形状、この例では矩形波状である。なお、矩形波状ではなく、曲線状であってもよい。即ち、ターン間隙間２４は、導体部分２３に流れる電流の方向に対して蛇行した形状になっている。また、第１のｘメインコイル２２ａの中央部分には、中空部分２５が形成されている。
【００３８】
導体薄板の厚さは、例えば２〜３ｍｍである。また、ターン間隙間２４の幅寸法は、例えば１〜２ｍｍである。さらに、導体部分２３の巻数（ターン数）は、例えば１５〜３０程度であるが、図では簡単のため少なく示している。
【００３９】
第２、第３、第４のｘメインコイル２２ｂ〜２２ｄは、第１のｘメインコイル２２ａと同じ若しくは類似の形状である。このようなコイル２２ａ〜２２ｄの組み合わせにより、撮像領域でｘ方向に線形に変化する傾斜磁場が発生される。
【００４０】
図５は図４の第１のｘメインコイル２２ａを示す展開図である。第１のｘメインコイル２２ａを製造する場合、まず、平板状の導体薄板に、中空部分２５、ターン間隙間２４及びコイル外周線をパターン加工する。パターン加工は、レーザ加工、ウォータージェット加工、又はパレットパンチング加工により行うことができる。また、ターン間隙間２４は、外周側から内周側へ向けて、又は内周側から外周側へ向けて、一筆書き状にパターン加工することができる。
【００４１】
図６は図５の第１のｘメインコイル２２ａの一部を拡大して示す展開図である。ターンＴ１とターンＴ２とは渦巻状の隣り合うターンであり、ターンＴ２はターンＴ１に対して外側に位置する。
【００４２】
ターンＴ１における所望の電流最外周線ｔｏ１上に、点Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、・・・を、ターンＴ２における所望の電流最内周線ｔｉ２上に、点Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、・・・をとる。そして、線分Ａ１−Ａ２、Ｂ１−Ｂ２、Ｃ１−Ｃ２、Ｄ１−Ｄ２、Ａ２−Ｂ２、Ｂ１−Ｃ１、Ｃ２−Ｄ２を結ぶ線をパターン加工の軌跡とする。これらは線分でなく曲線でもあってもよい。
【００４３】
これによって、パターン加工の軌跡は、Ａ１−Ａ２−Ｂ２−Ｂ１−Ｃ１−Ｃ２−Ｄ２−Ｄ１−・・・の一筆書き状（連続的）となり、この軌跡に沿ってターン間隙間２４を切削加工すれば、ターンＴ１とターンＴ２は電気的に絶縁された状態になる。
【００４４】
これによって、ターンＴ１において、曲線ｔｉ１と曲線ｔｏ１の間の線幅ｄｗ１に電流を制限し、ターンＴ２おいて、曲線ｔｉ２とｔｏ２の間の線幅ｄｗ２に電流を制限した、パターンを形成することができる。即ち、各ターンにおいて、矩形波状のターン間隙間２４により、導体部分２３の径方向内側及び外側へ突出した部分には電流が流れ難くなり、径方向内側及び外側へ突出した部分を除く部分のみに実質的に電流が流れることになる。
【００４５】
また、同一ターン内の線幅ｄｗ１，ｄｗ２は、同じ寸法であってもよいし、位置によって変化させてもよい。図５の例では、ｘメインコイル２２ａの周方向寸法（例えば１０００〜１５００ｍｍ）に対してｚ軸方向の寸法（例えば５００〜８００ｍｍ）が短くなっており、導体部分２３の実質的に電流が流れる部分の幅は周方向の位置によって変化している。例えば、図５のｚ軸方向中央部（ｘメインコイル２２ａの長軸上の部分）における実質的に電流が流れる部分の幅は、図５の周方向中央部（ｘメインコイル２２ａの短軸上の部分）における実質的に電流が流れる部分の幅よりも小さくなっている。
【００４６】
ここで、スリット間距離ｄｓ１、ｄｓ２が、線幅ｄｗ１、ｄｗ２よりも広すぎると、所望の電流制限領域以外に電流が蛇行し、傾斜磁場の線形性が乱れたり、渦電流が増大したりする。このため、スリット間距離ｄｓ１、ｄｓ２は、所望の線幅ｄｗ１、ｄｗ２に対して、２分の１以下にすることが望ましい。即ち、導体部分２３の各ターンにおいて、矩形波状のターン間隙間２４の１パルス幅分（１矩形波分）の寸法（１蛇行幅分の寸法）は、導体部分２３の幅方向のターン間隙間２４が設けられている領域を除いた部分の幅寸法の２分の１以下にすることが望ましい。
【００４７】
また、切削の軌跡をＡ２−Ｂ２、Ｂ１−Ｃ１、Ｃ２−Ｄ２とする代わりに、図７に示すように、Ａ１−Ｂ１、Ｂ２−Ｃ２、Ｃ１−Ｄ１としてもよい。この場合、パターン加工の軌跡は、Ａ２−Ａ１−Ｂ１−Ｂ２−Ｃ２−Ｃ１−Ｄ１−Ｄ２−・・・の一筆書き状（連続的）となる。
【００４８】
図６及び図７では、ターンＴ１及びターンＴ２のパターン加工法について説明したが、これをコイルの他のターンについて行うことにより、コイル全体のパターン加工の軌跡は図５のようになる。
【００４９】
図５に示す形状にてパターン加工を行った後、ロール機で所望の曲率の円筒又は楕円筒形状に曲げ加工を行うことで、図４のようなｘメインコイル２２ａが形成される。
【００５０】
図８は図５の第１のｘメインコイル２２ａの実質的に電流が流れる部分を示す説明図である。図５のような形状にパターン加工することによって、図８に示すような領域２９に電流が流れ、領域３０では電流が制限される。即ち、図８の領域２９と領域３０との境界線上でパターン加工した場合と同等に電流が制限され、渦電流による発熱とパルス状の大電流による発熱とを抑制する効果が得られる。
【００５１】
図９は電流の偏流を説明する説明図である。図９の（ａ）では、電流通電領域が３３ａと３４ａとの間に制限されている。また、図９の（ｂ）では、電流通電領域が３３ｂと３４ｂとの間に制限されている。即ち、図９（ｂ）の方が図９（ａ）よりも通電領域の幅が狭い。
【００５２】
このような状態において、曲率が大きい区間では、設計上の電流中心が曲線３１であっても、内側方向に偏流が生じ、実際の電流中心は曲線３２ａ、３２ｂになる。特に、図９（ａ）では、曲線３２ａが曲線３１から大きく外れてしまう。これに対して、実施の形態１のパターン加工は、電流通電領域を図８（ｂ）のように制限することと等価であり、電流の偏流を抑制することができる。
【００５３】
以上の方法によれば、パターン加工の際に導体薄板を切り落としてしまう部分を少なくすることが可能で、パターン加工による導体薄板の面積の減少を防ぐことができる。このため、パターン加工後の曲げ加工を行う際、ロール機のロールと導体薄板との接触面積を十分に保つことができ、ロールの力が十分かつ均等に導体薄板に伝わるため、精度良く曲げ加工を行うことができる。
【００５４】
また、パターン加工の軌跡を一筆書き状（連続的）にすることができ、加工軌跡が重複することなく、連続的に加工することができ、加工時間を短縮することができる。
【００５５】
なお、中空部分２５は、取り除く必要があるが、曲げ加工時のロールとの接触面積を保つという点から、パターン加工の際には残しておき、曲げ加工後に取り除いてもよい。この場合、パターン加工の際には、中空部分２５の周囲に一部を残してスリットを入れておき、曲げ加工後に、残した部分を切断すればよい。
【００５６】
また、上記の説明では、ｘメインコイルの形成方法について述べたが、ｙメインコイル、ｘシールドコイル及びｙシールドコイルに関しても類似の形状であるため、同様の手法を適用することができる。
【００５７】
さらに、図１０は図２のｚメインコイル２０ｃのパターン設計例を示す斜視図である。ｚメインコイル２０ｃとしては、ソレノイド形状を有する第１及び第２のｚメインコイル（コイル本体）３５ａ，３５ｂが用いられている。
【００５８】
第１のｚメインコイル３５ａについて、上述のｘメインコイル２２ａと同様の方法を適用する場合、図１１に示すようなパターン加工を導体薄板に施し、図１１の長手方向両端部を接続（例えばろう付け）して円筒形にすればよい。また、第２のｚメインコイル３５ｂも同様に製作することができる。さらに、ｚシールドコイルも同様に製作することができる。
但し、ｚメインコイル及びｚシールドコイルについては、上述の方法を適用せず、従来と同様の構造（コイル導体をソレノイド状に巻回した構造）としてもよい。また、この場合、ｚメインコイル及びｚシールドコイルの少なくともいずれか一方を管状の導体で構成し、内部に冷媒を流通させてもよい。
【００５９】
さらにまた、図４及び図５ではターン間隙間２４を全体で矩形波状としたが、必ずしも全体を矩形波状としなくてもよい。例えば、図８の周方向の中間部では、領域３０の幅が小さいため、ターン間隙間２４を蛇行させなくてもよい。
【００６０】
また、上記の例では、矩形波状のターン間隙間２４を示したが、ｄｗ１，ｄｗ２に対してｄｓ１，ｄｓ２が十分に小さければ、正弦波状であってもよい。
さらに、上記の例では、磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイルについて説明したが、この発明は、磁気共鳴イメージング装置以外の機器に搭載されるコイル装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
８ 傾斜磁場コイル、２２ａ 第１のｘメインコイル（コイル本体）、２２ｂ 第２のｘメインコイル（コイル本体）、２２ｃ 第３のｘメインコイル（コイル本体）、２２ｄ 第４のｘメインコイル（コイル本体）、２３ 導体部分、２４ ターン間隙間、３５ａ 第１のｚメインコイル（コイル本体）、３５ｂ 第２のｚメインコイル（コイル本体）。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、導体部分のターン間にターン間隙間が設けられている導体薄板製のコイル本体を有するコイル装置、そのコイル装置を用いた磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイル、その傾斜磁場コイルの製造方法、及びその傾斜磁場コイルを有する磁気共鳴イメージング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）は、被検者、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するＮＭＲ（核磁気共鳴）信号を計測し、頭部、腹部、四肢等の形態や機能を二次元的又は三次元的に画像化する装置である。撮影において、ＮＭＲ信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードが付与される。時系列データとして計測されたＮＭＲ信号は、二次元又は三次元フーリエ変換されることにより、画像に再構成される。
【０００３】
このようなＭＲＩ装置において、傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルは、静磁場を発生する超電導磁石に接近して設置されている。このため、傾斜磁場が時間変化する際には、超電導磁石の熱シールド板、ヘリウム容器及び外壁等の導体に渦電流が生じる。この渦電流による磁場は、被検者の配置される空間において、傾斜磁場を空間的、時間的に変化させる。このため、渦電流が生じると、画質や局所的なスペクトル性能が劣化してしまう。
【０００４】
これに対して、従来、渦電流を抑制しつつ、高速な傾斜磁場スイッチング特性を有する傾斜磁場コイルのコイルパターン設計法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、被検者が入る空間を広くすることが求められている一方で、静磁場を発生させる磁石は設置位置の制約からできる限り小さくすることが求められている。このため、傾斜磁場コイルは小型・薄型化することが望まれており、従来のＭＲＩ装置では、銅又はアルミニウム等からなる導体薄板を加工した薄板コイルが傾斜磁場コイルとして用いられている。
【０００６】
このような薄板コイルは、導体薄板に渦巻状のパターン加工（レーザ加工又はウォータージェット加工）を施した後、ロール機等で円筒又は楕円筒形状に曲げ加工を施すことにより製造される。また、このような従来の傾斜磁場コイルにおいて、渦電流による発熱と、通電するパルス状の大電流による発熱とを抑制する方法として、高磁場領域におけるコイル導体幅を低磁場領域におけるコイル導体幅よりも狭くする方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−８４７１６号公報
【特許文献２】特開２００９−１８３３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような従来の導体薄板からなる傾斜磁場コイルでは、パルス状の大電流を印加した際に生じる磁場が交差すると、渦電流が生じ、温度が上昇する問題が生じる。また、この渦電流は、特に高速撮像時における画質悪化の原因にもなる。
【０００９】
このような渦電流を抑制するためには、コイル導体幅を狭め、電流の通電可能な幅を制限することが有効である。また、コイル導体幅を狭めることは、電流の偏流を抑制するという点からも有効である。
【００１０】
しかし、単にターン間隙間を大きくしてコイル導体幅を狭くすると、導体薄板の面積が減少するため、ロール機を用いて曲げ加工を行う際に、ロール機と導体薄板との接触面積が小さくなり、導体薄板に力が充分かつ均等に伝わらず、変形が生じるなど曲げ精度が悪化し、これによる製作誤差が生じるという問題があった。
【００１１】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、導体薄板の面積を十分に確保しつつ、通電電流の偏流及び渦電流の発生を抑制することができるコイル装置、そのコイル装置を用いた磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイル、その傾斜磁場コイルの製造方法、及びその傾斜磁場コイルを有する磁気共鳴イメージング装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係るコイル装置は、導体薄板により構成され、導体部分のターン間にターン間隙間が設けられているコイル本体を備え、ターン間隙間の少なくとも一部分は、導体部分に流れる電流の方向に対して蛇行した形状になっている。
また、この発明に係る磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイルは、湾曲された導体薄板により構成され、導体部分のターン間にターン間隙間が設けられているコイル本体を備え、ターン間隙間の少なくとも一部分は、導体部分に流れる電流の方向に対して蛇行した形状になっている。
また、この発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、湾曲された導体薄板により構成され、導体部分のターン間にターン間隙間が設けられているコイル本体を有する傾斜磁場コイルを備え、ターン間隙間の少なくとも一部分は、導体部分に流れる電流の方向に対して蛇行した形状になっている。
また、この発明に係る磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイルの製造方法は、導体薄板にターン間隙間をパターン加工することにより、渦巻状の導体部分を形成する工程と、パターン加工された導体薄板を湾曲させる工程とを含み、ターン間隙間をパターン加工する際、ターン間隙間の少なくとも一部分を、導体部分に流れる電流の方向に対して蛇行した形状にする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のコイル装置、磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイル、その製造方法、及び磁気共鳴イメージング装置は、ターン間隙間の少なくとも一部分を、導体部分に流れる電流の方向に対して蛇行した形状にするので、導体薄板の面積を十分に確保しつつ、導体部分の実質的に電流が流れる範囲を制限することができ、通電電流の偏流及び渦電流の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１によるＭＲＩ装置を示すブロック図である。
【図２】図１の傾斜磁場コイルのモールド体を示す斜視図である。
【図３】図２のｘメインコイルのパターン設計例を示す斜視図である。
【図４】図３の第１のｘメインコイルを示す斜視図である。
【図５】図４の第１のｘメインコイルを示す展開図である。
【図６】図５の第１のｘメインコイルの一部を拡大して示す展開図である。
【図７】図６とは異なるパターンでターン間隙間を形成した例を示す展開図である。
【図８】図５の第１のｘメインコイルの実質的に電流が流れる部分を示す説明図である。
【図９】電流の偏流を説明する説明図である。
【図１０】図２のｚメインコイルのパターン設計例を示す斜視図である。
【図１１】図１０の第１のｚメインコイルを示す展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるＭＲＩ装置を示すブロック図である。図において、ＭＲＩ装置は、静磁場発生系２と、傾斜磁場発生系３と、シーケンサ４と、送信系５と、受信系６と、計算機７とを有している。
【００１６】
静磁場発生系２は、水平磁場方式であれば、体軸方向に均一な静磁場を発生させる。また、静磁場発生系２は、永久磁石方式、常電導方式又は超電導方式の静磁場発生磁石を有している。静磁場発生磁石は、被検者１の周りに配置されている。
【００１７】
傾斜磁場発生系３は、ＭＲＩ装置の座標系であるｘ、ｙ、ｚの３軸方向に傾斜磁場を印加する複数の傾斜磁場コイル８と、それぞれの傾斜磁場コイル８を駆動する傾斜磁場電源９とを有している。また、傾斜磁場発生系３は、シーケンサ４からの命令に従って傾斜磁場電源９を駆動することにより、ｘ、ｙ、ｚの３軸方向に傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを印加する。
【００１８】
撮影時には、スライス面（撮影断面）に直交する方向にスライス方向傾斜磁場パルスが印加されて、被検者１に対するスライス面が設定される。そして、そのスライス面に直交し、かつ互いに直交する残りの２つの方向に、位相エンコード方向傾斜磁場パルスと周波数エンコード方向傾斜磁場パルスとが印加され、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報がエンコードされる。
【００１９】
シーケンサ４は、高周波磁場パルス（以下、「ＲＦパルス」という）と傾斜磁場パルスとを所定のパルスシーケンスで繰り返し印加する制御手段である。また、シーケンサ４は、計算機７により制御されて動作し、被検者１の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系５、傾斜磁場発生系３及び受信系６に送る。
【００２０】
送信系５は、被検者１の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、被検者１にＲＦパルスを照射する。また、送信系５は、変調器１０と、高周波発振器１１と、高周波増幅器１２と、送信側の高周波コイル（送信コイル）１３ａとを有している。
【００２１】
高周波コイル１３ａは、被検者１に近接して配置されている。高周波発振器１１から出力されたＲＦパルスは、シーケンサ４からの指令によるタイミングで変調器１０により振幅変調される。振幅変調されたＲＦパルスは、高周波増幅器１２で増幅された後に、高周波コイル１３ａに供給される。これにより、ＲＦパルスが被検者１に照射される。
【００２２】
受信系６は、被検者１の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるエコー信号（ＮＭＲ信号）を検出する。また、受信系６は、受信側の高周波コイル（受信コイル）１３ｂと、信号増幅器１４と、直交位相検波器１５と、Ａ／Ｄ変換器１６とを有している。
【００２３】
高周波コイル１３ｂは、被検者１に近接して配置されている。被検者１からの応答のＮＭＲ信号は、送信側の高周波コイル１３ａから照射された電磁波によって誘起される。誘起されたＮＭＲ信号は、高周波コイル１３ｂで検出され、信号増幅器１４で増幅される。増幅されたＮＭＲ信号は、直交位相検波器１５により、シーケンサ４からの指令によるタイミングで、直交する二系統の信号に分割される。分割された信号は、Ａ／Ｄ変換器１６でそれぞれディジタル量に変換されて、計算機７に送られる。
【００２４】
計算機７は、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等を行う。また、計算機７には、ディスプレイ１７、記憶装置１８及び操作装置１９が接続されている。
【００２５】
ディスプレイ１７としては、ＣＲＴディスプレイ又は液晶ディスプレイ等が用いられている。記憶装置１８としては、光ディスク装置又は磁気ディスク装置等が用いられている。操作装置１９としては、トラックボール又はマウスと、キーボードとの組み合わせ等が用いられている。
【００２６】
受信系６からのデータが計算機７に入力されると、計算機７により、信号処理、画像再構成等の処理が実行され、その結果である被検者１の断層画像がディスプレイ１７に表示されるとともに、画像のデータが記憶装置１８に記録される。
【００２７】
操作装置１９は、ディスプレイ１７に近接して配置されている。ＭＲＩ装置の各種制御情報や計算機７で行う処理の制御情報は、操作装置１９を用いて入力される。操作者は、ディスプレイ１７を見ながら、操作装置１９を通してインタラクティブにＭＲＩ装置の各種処理を制御する。
【００２８】
なお、図１において、送信側の高周波コイル１３ａと傾斜磁場コイル８とは、被検者１が挿入される静磁場発生系２の静磁場空間内に、被検者１を取り囲むように設置されている。また、受信側の高周波コイル１３ｂは、被検者１を取り囲むように設置されている。
【００２９】
また、現在臨床で普及している撮像対象核種は、被検者の主たる構成物質である水素原子核（プロトン）である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体の頭部、腹部、四肢等の形態又は機能が二次元又は三次元的に撮像される。
【００３０】
図２は図１の傾斜磁場コイル８のモールド体を示す斜視図であり、この例では、アクティブシールド型の傾斜磁場コイルを示している。ここで、傾斜磁場コイル８における座標軸は、撮像領域の中心を原点、静磁場の方向をｚ軸とし、ｚ軸と直交する２軸をｘ軸、ｙ軸とする。
【００３１】
傾斜磁場コイル８としては、３種類のメインコイル、即ちｘメインコイル２０ａ、ｙメインコイル２０ｂ及びｚメインコイル２０ｃと、３種類のシールドコイル、即ちｘシールドコイル２１ａ、ｙシールドコイル２１ｂ及びｚシールドコイル２１ｃとが用いられている。これらのコイル２０ａ〜２０ｃ，２１ａ〜２１ｃは、樹脂等によってモールドされ一体化されている。
【００３２】
ｘメインコイル２０ａ、ｙメインコイル２０ｂ及びｚメインコイル２０ｃは、撮像領域において、それぞれ対応する方向に線形な傾斜磁場を発生させる。ｘシールドコイル２１ａ、ｙシールドコイル２１ｂ及びｚシールドコイル２１ｃは、対応する方向に傾斜磁場を発生させる。
【００３３】
また、シールドコイル２１ａ〜２１ｃは、メインコイル２０ａ〜２０ｃの外側で、かつ、メインコイル２０ａ〜２０ｃと静磁場発生磁石との間の空間に設置され、メインコイル２０ａ〜２０ｃによる漏れ磁場を防ぐ役割を果たす。
【００３４】
図３は図２のｘメインコイル２０ａのパターン設計例を示す斜視図である。このようなパターン上に電流を印加することによって、撮像領域内でｘ軸方向に線形に変化する所望の磁場を発生させることができる。また、このようなパターンを実現するために、ｘメインコイル２０ａとして、第１のｘメインコイル２２ａ、第２のｘメインコイル２２ｂ、第３のｘメインコイル２２ｃ、及び第４のｘメインコイル２２ｄが用いられている。
【００３５】
各ｘメインコイル２２ａ〜２２ｄとしては、導体薄板からなる薄板コイルを湾曲させたものが用いられている。導体薄板の材料としては、例えば銅又はアルミニウム等の電気を良く通す材料が用いられる。
【００３６】
図４は図３の第１のｘメインコイル２２ａを示す斜視図である。コイル本体である第１のｘメインコイル２２ａは、渦巻状の導体部分２３により構成されている。径方向に隣接する導体部分２３のターン間には、渦巻状のターン間隙間２４が形成されている。
【００３７】
ターン間隙間２４は、電流の方向に沿う線分と、電流の方向に直角な線分とが交互に接続された複数回の蛇行形状、この例では矩形波状である。なお、矩形波状ではなく、曲線状であってもよい。即ち、ターン間隙間２４は、導体部分２３に流れる電流の方向に対して蛇行した形状になっている。また、第１のｘメインコイル２２ａの中央部分には、中空部分２５が形成されている。
【００３８】
導体薄板の厚さは、例えば２〜３ｍｍである。また、ターン間隙間２４の幅寸法は、例えば１〜２ｍｍである。さらに、導体部分２３の巻数（ターン数）は、例えば１５〜３０程度であるが、図では簡単のため少なく示している。
【００３９】
第２、第３、第４のｘメインコイル２２ｂ〜２２ｄは、第１のｘメインコイル２２ａと同じ若しくは類似の形状である。このようなコイル２２ａ〜２２ｄの組み合わせにより、撮像領域でｘ方向に線形に変化する傾斜磁場が発生される。
【００４０】
図５は図４の第１のｘメインコイル２２ａを示す展開図である。第１のｘメインコイル２２ａを製造する場合、まず、平板状の導体薄板に、中空部分２５、ターン間隙間２４及びコイル外周線をパターン加工する。パターン加工は、レーザ加工、ウォータージェット加工、又はパレットパンチング加工により行うことができる。また、ターン間隙間２４は、外周側から内周側へ向けて、又は内周側から外周側へ向けて、一筆書き状にパターン加工することができる。
【００４１】
図６は図５の第１のｘメインコイル２２ａの一部を拡大して示す展開図である。ターンＴ１とターンＴ２とは渦巻状の隣り合うターンであり、ターンＴ２はターンＴ１に対して外側に位置する。
【００４２】
ターンＴ１における所望の電流最外周線ｔｏ１上に、点Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、・・・を、ターンＴ２における所望の電流最内周線ｔｉ２上に、点Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、・・・をとる。そして、線分Ａ１−Ａ２、Ｂ１−Ｂ２、Ｃ１−Ｃ２、Ｄ１−Ｄ２、Ａ２−Ｂ２、Ｂ１−Ｃ１、Ｃ２−Ｄ２を結ぶ線をパターン加工の軌跡とする。これらは線分でなく曲線でもあってもよい。
【００４３】
これによって、パターン加工の軌跡は、Ａ１−Ａ２−Ｂ２−Ｂ１−Ｃ１−Ｃ２−Ｄ２−Ｄ１−・・・の一筆書き状（連続的）となり、この軌跡に沿ってターン間隙間２４を切削加工すれば、ターンＴ１とターンＴ２は電気的に絶縁された状態になる。
【００４４】
これによって、ターンＴ１において、曲線ｔｉ１と曲線ｔｏ１の間の線幅ｄｗ１に電流を制限し、ターンＴ２おいて、曲線ｔｉ２とｔｏ２の間の線幅ｄｗ２に電流を制限した、パターンを形成することができる。即ち、各ターンにおいて、矩形波状のターン間隙間２４により、導体部分２３の径方向内側及び外側へ突出した部分には電流が流れ難くなり、径方向内側及び外側へ突出した部分を除く部分のみに実質的に電流が流れることになる。
【００４５】
また、同一ターン内の線幅ｄｗ１，ｄｗ２は、同じ寸法であってもよいし、位置によって変化させてもよい。図５の例では、ｘメインコイル２２ａの周方向寸法（例えば１０００〜１５００ｍｍ）に対してｚ軸方向の寸法（例えば５００〜８００ｍｍ）が短くなっており、導体部分２３の実質的に電流が流れる部分の幅は周方向の位置によって変化している。例えば、図５のｚ軸方向中央部（ｘメインコイル２２ａの長軸上の部分）における実質的に電流が流れる部分の幅は、図５の周方向中央部（ｘメインコイル２２ａの短軸上の部分）における実質的に電流が流れる部分の幅よりも小さくなっている。
【００４６】
ここで、スリット間距離ｄｓ１、ｄｓ２が、線幅ｄｗ１、ｄｗ２よりも広すぎると、所望の電流制限領域以外に電流が蛇行し、傾斜磁場の線形性が乱れたり、渦電流が増大したりする。このため、スリット間距離ｄｓ１、ｄｓ２は、所望の線幅ｄｗ１、ｄｗ２に対して、２分の１以下にすることが望ましい。即ち、導体部分２３の各ターンにおいて、矩形波状のターン間隙間２４の１パルス幅分（１矩形波分）の寸法（１蛇行幅分の寸法）は、導体部分２３の幅方向のターン間隙間２４が設けられている領域を除いた部分の幅寸法の２分の１以下にすることが望ましい。
【００４７】
また、切削の軌跡をＡ２−Ｂ２、Ｂ１−Ｃ１、Ｃ２−Ｄ２とする代わりに、図７に示すように、Ａ１−Ｂ１、Ｂ２−Ｃ２、Ｃ１−Ｄ１としてもよい。この場合、パターン加工の軌跡は、Ａ２−Ａ１−Ｂ１−Ｂ２−Ｃ２−Ｃ１−Ｄ１−Ｄ２−・・・の一筆書き状（連続的）となる。
【００４８】
図６及び図７では、ターンＴ１及びターンＴ２のパターン加工法について説明したが、これをコイルの他のターンについて行うことにより、コイル全体のパターン加工の軌跡は図５のようになる。
【００４９】
図５に示す形状にてパターン加工を行った後、ロール機で所望の曲率の円筒又は楕円筒形状に曲げ加工を行うことで、図４のようなｘメインコイル２２ａが形成される。
【００５０】
図８は図５の第１のｘメインコイル２２ａの実質的に電流が流れる部分を示す説明図である。図５のような形状にパターン加工することによって、図８に示すような領域２９に電流が流れ、領域３０では電流が制限される。即ち、図８の領域２９と領域３０との境界線上でパターン加工した場合と同等に電流が制限され、渦電流による発熱とパルス状の大電流による発熱とを抑制する効果が得られる。
【００５１】
図９は電流の偏流を説明する説明図である。図９の（ａ）では、電流通電領域が３３ａと３４ａとの間に制限されている。また、図９の（ｂ）では、電流通電領域が３３ｂと３４ｂとの間に制限されている。即ち、図９（ｂ）の方が図９（ａ）よりも通電領域の幅が狭い。
【００５２】
このような状態において、曲率が大きい区間では、設計上の電流中心が曲線３１であっても、内側方向に偏流が生じ、実際の電流中心は曲線３２ａ、３２ｂになる。特に、図９（ａ）では、曲線３２ａが曲線３１から大きく外れてしまう。これに対して、実施の形態１のパターン加工は、電流通電領域を図８（ｂ）のように制限することと等価であり、電流の偏流を抑制することができる。
【００５３】
以上の方法によれば、パターン加工の際に導体薄板を切り落としてしまう部分を少なくすることが可能で、パターン加工による導体薄板の面積の減少を防ぐことができる。このため、パターン加工後の曲げ加工を行う際、ロール機のロールと導体薄板との接触面積を十分に保つことができ、ロールの力が十分かつ均等に導体薄板に伝わるため、精度良く曲げ加工を行うことができる。
【００５４】
また、パターン加工の軌跡を一筆書き状（連続的）にすることができ、加工軌跡が重複することなく、連続的に加工することができ、加工時間を短縮することができる。
【００５５】
なお、中空部分２５は、取り除く必要があるが、曲げ加工時のロールとの接触面積を保つという点から、パターン加工の際には残しておき、曲げ加工後に取り除いてもよい。この場合、パターン加工の際には、中空部分２５の周囲に一部を残してスリットを入れておき、曲げ加工後に、残した部分を切断すればよい。
【００５６】
また、上記の説明では、ｘメインコイルの形成方法について述べたが、ｙメインコイル、ｘシールドコイル及びｙシールドコイルに関しても類似の形状であるため、同様の手法を適用することができる。
【００５７】
さらに、図１０は図２のｚメインコイル２０ｃのパターン設計例を示す斜視図である。ｚメインコイル２０ｃとしては、ソレノイド形状を有する第１及び第２のｚメインコイル（コイル本体）３５ａ，３５ｂが用いられている。
【００５８】
第１のｚメインコイル３５ａについて、上述のｘメインコイル２２ａと同様の方法を適用する場合、図１１に示すようなパターン加工を導体薄板に施し、図１１の長手方向両端部を接続（例えばろう付け）して円筒形にすればよい。また、第２のｚメインコイル３５ｂも同様に製作することができる。さらに、ｚシールドコイルも同様に製作することができる。
但し、ｚメインコイル及びｚシールドコイルについては、上述の方法を適用せず、従来と同様の構造（コイル導体をソレノイド状に巻回した構造）としてもよい。また、この場合、ｚメインコイル及びｚシールドコイルの少なくともいずれか一方を管状の導体で構成し、内部に冷媒を流通させてもよい。
【００５９】
さらにまた、図４及び図５ではターン間隙間２４を全体で矩形波状としたが、必ずしも全体を矩形波状としなくてもよい。例えば、図８の周方向の中間部では、領域３０の幅が小さいため、ターン間隙間２４を蛇行させなくてもよい。
【００６０】
また、上記の例では、矩形波状のターン間隙間２４を示したが、ｄｗ１，ｄｗ２に対してｄｓ１，ｄｓ２が十分に小さければ、正弦波状であってもよい。
さらに、上記の例では、磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイルについて説明したが、この発明は、磁気共鳴イメージング装置以外の機器に搭載されるコイル装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
８ 傾斜磁場コイル、２２ａ 第１のｘメインコイル（コイル本体）、２２ｂ 第２のｘメインコイル（コイル本体）、２２ｃ 第３のｘメインコイル（コイル本体）、２２ｄ 第４のｘメインコイル（コイル本体）、２３ 導体部分、２４ ターン間隙間、３５ａ 第１のｚメインコイル（コイル本体）、３５ｂ 第２のｚメインコイル（コイル本体）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体薄板により構成され、導体部分のターン間にターン間隙間が設けられているコイル本体を備えているコイル装置であって、
前記ターン間隙間の少なくとも一部分は、前記導体部分に流れる電流の方向に対して蛇行した形状になっていることを特徴とするコイル装置。
【請求項２】
湾曲された導体薄板により構成され、導体部分のターン間にターン間隙間が設けられているコイル本体を備えている磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイルであって、
前記ターン間隙間の少なくとも一部分は、前記導体部分に流れる電流の方向に対して蛇行した形状になっていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイル。
【請求項３】
前記ターン間隙間は複数回の蛇行形状であり、
前記導体部分の各ターンにおいて、前記ターン間隙間の１蛇行幅分の寸法は、前記導体部分の幅方向の前記ターン間隙間が設けられている領域を除いた部分の幅寸法の２分の１以下であることを特徴とする請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイル。
【請求項４】
前記ターン間隙間は、矩形波状であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイル。
【請求項５】
請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の傾斜磁場コイルを備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
導体薄板にターン間隙間をパターン加工することにより、渦巻状の導体部分を形成する工程と、
パターン加工された前記導体薄板を湾曲させる工程と
を含む磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイルの製造方法であって、
前記ターン間隙間をパターン加工する際、前記ターン間隙間の少なくとも一部分を、前記導体部分に流れる電流の方向に対して蛇行した形状にすることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイルの製造方法。
【請求項７】
前記導体部分に流れる電流の方向に沿う部分と、前記導体部分に流れる電流の方向に直角な部分とを交互にパンチング加工することにより、蛇行した前記ターン間隙間を形成することを特徴とする請求項６記載の磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイルの製造方法。
【請求項１】
導体薄板により構成され、導体部分のターン間にターン間隙間が設けられているコイル本体を備えているコイル装置であって、
前記ターン間隙間の少なくとも一部分は、前記導体部分に流れる電流の方向に対して蛇行した形状になっていることを特徴とするコイル装置。
【請求項２】
湾曲された導体薄板により構成され、導体部分のターン間にターン間隙間が設けられているコイル本体を備えている磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイルであって、
前記ターン間隙間の少なくとも一部分は、前記導体部分に流れる電流の方向に対して蛇行した形状になっていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイル。
【請求項３】
前記ターン間隙間は複数回の蛇行形状であり、
前記導体部分の各ターンにおいて、前記ターン間隙間の１蛇行幅分の寸法は、前記導体部分の幅方向の前記ターン間隙間が設けられている領域を除いた部分の幅寸法の２分の１以下であることを特徴とする請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイル。
【請求項４】
前記ターン間隙間は、矩形波状であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイル。
【請求項５】
請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の傾斜磁場コイルを備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
導体薄板にターン間隙間をパターン加工することにより、渦巻状の導体部分を形成する工程と、
パターン加工された前記導体薄板を湾曲させる工程と
を含む磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイルの製造方法であって、
前記ターン間隙間をパターン加工する際、前記ターン間隙間の少なくとも一部分を、前記導体部分に流れる電流の方向に対して蛇行した形状にすることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイルの製造方法。
【請求項７】
前記導体部分に流れる電流の方向に沿う部分と、前記導体部分に流れる電流の方向に直角な部分とを交互にパンチング加工することにより、蛇行した前記ターン間隙間を形成することを特徴とする請求項６記載の磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−２２０５２（Ｐ２０１３−２２０５２Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５６５８６（Ｐ２０１１−１５６５８６）
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
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