磁気共鳴イメージング装置
【課題】磁気共鳴イメージング装置全体の軸長を短く保ちつつ、十分に漏れ磁場を低減することが可能な磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【解決手段】円筒形状の真空容器７内に収納され、真空容器７の内筒壁７ａより中心軸側の撮像空間９に均一な静磁場８を形成する静磁場コイルと、傾斜磁場を形成するメインコイル３ｍと、メインコイル３ｍの漏れ磁場を抑制し内筒壁７ａに沿って設けられる円筒形状のシールドコイル３ｓを有する傾斜磁場コイル３とを備える磁気共鳴イメージング装置において、シールドコイル３ｓは、周方向に２分された領域にそれぞれに配置される湾曲コイル１２ａ、１２ｂと、内筒壁７ａと湾曲コイル１２ａ、１２ｂとの隙間１０を引き回されて湾曲コイル１２ａ、１２ｂ同士を接続する引き回し線１３ａｙ、１３ｂｙとを有する。
【解決手段】円筒形状の真空容器７内に収納され、真空容器７の内筒壁７ａより中心軸側の撮像空間９に均一な静磁場８を形成する静磁場コイルと、傾斜磁場を形成するメインコイル３ｍと、メインコイル３ｍの漏れ磁場を抑制し内筒壁７ａに沿って設けられる円筒形状のシールドコイル３ｓを有する傾斜磁場コイル３とを備える磁気共鳴イメージング装置において、シールドコイル３ｓは、周方向に２分された領域にそれぞれに配置される湾曲コイル１２ａ、１２ｂと、内筒壁７ａと湾曲コイル１２ａ、１２ｂとの隙間１０を引き回されて湾曲コイル１２ａ、１２ｂ同士を接続する引き回し線１３ａｙ、１３ｂｙとを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾斜磁場コイルを有する磁気共鳴イメージング(以下、ＭＲＩと称す)装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置は、生体内の画像を低浸襲に取得でき、形態情報に加え機能情報を得られ、放射線による被曝がないことから、患部の診断に広く利用されている。ＭＲＩ装置は複数の磁場発生源を有し、具体的には、撮像空間に均一な磁場を生成する静磁場コイル(超伝導コイル)と、撮像空間に位置情報を付加し撮像断面を形成するためにパルス状の磁場(傾斜磁場)を撮像空間に生成する傾斜磁場コイルと、撮像空間内の核スピンを励起させるＲＦコイルとを有している。
【０００３】
傾斜磁場コイルは、メインコイルとシールドコイルを有している。メインコイルは、撮像空間に傾斜磁場を形成するが、同時に撮像空間以外には不要な磁場を作る。この不要な磁場は周囲の構造物に渦電流を発生させ、渦電流が作る磁場が断層像に悪影響を及ぼす。そこで、この不要な磁場を抑制するために，メインコイルとは反対方向に電流が流れるシールドコイルが設けられている。シールドコイルを配置してもまだ残っている不要な磁場が、いわゆる漏れ磁場である。
【０００４】
トンネル型のＭＲＩ装置では、シールドコイルの軸長が長くなればなるほど漏れ磁場が小さくなる。そのため、シールドコイルの軸長は長くするのが望ましいが、シールドコイルの筒状の中に入ることになる被検体（人）の不安感を低減するためには、軸長はできるだけ短くしたい。そこで、シールドコイルを含めた傾斜磁場コイルの軸長は、一般的に、真空容器の軸長と同じ程度の長さに設定されている。
【０００５】
例えば、シールドコイルの軸方向の外側にシールドコイルを構成する複数の湾曲コイルの間を接続する引き回し線が設けられる配置法が開示されている（特許文献１参照）。この配置法では、引き回し線の配線スペースの分だけ傾斜磁場コイルの軸長が長くなっている。また、真空容器の軸方向の外側に複数の湾曲コイル間を接続する引き回し線が設けられる配置法が開示されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−３２７９５３号公報（図１）
【特許文献２】特開２００６−１５８６９７号公報（図５、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された配置法では、シールドコイルの軸長が規定されると、引き回し線の配線スペースを設けるために、湾曲コイルの軸長が短くなり、漏れ磁場を十分に低減できないと考えられた。また、特許文献２に開示された配置法では、真空容器の外側に引き回し線の配線スペースを設けるために、ＭＲＩ装置が大きくなり商品性を低下させると考えられた。真空容器の軸長を短くしてＭＲＩ装置を大きくならないようにすると、静磁場コイルの設置範囲が狭まり撮像空間となる静磁場の均一な範囲が狭くなり、狭い範囲の断面像しか得られなくなってしまうので、真空容器の軸長は短くし難い。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置全体の軸長を短く保ちつつ、十分に漏れ磁場を低減することが可能なＭＲＩ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、前記シールドコイルが、周方向に２分された領域にそれぞれに配置される湾曲コイルと、前記内筒壁と前記湾曲コイルとの隙間を引き回されて前記湾曲コイル同士を接続する引き回し線とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＭＲＩ装置全体の軸長を短く保ちつつ、十分に漏れ磁場を低減することが可能なＭＲＩ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１１】
図１に、本発明の実施形態に係るトンネル型ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置１の断面図を示す。ＭＲＩ装置１は複数の磁場発生源を有し、具体的には、撮像空間９に時間的空間的に均一な静磁場８を生成する静磁場コイル(超伝導コイル)２と、撮像空間９に位置情報を付加し撮像断面を形成するためにパルス状の傾斜磁場を撮像空間９に生成する傾斜磁場コイル３と、撮像空間９内の核スピンを励起させるＲＦコイル４とを有している。
【００１２】
静磁場コイル（超伝導コイル）２は、液体ヘリウムを充填したヘリウム容器５内に収められ、ヘリウム容器５は、外部からの熱輻射を遮断する輻射シールド６に包まれている。静磁場コイル２、ヘリウム容器５と輻射シールド６は、内部を真空（減圧）状態に保った真空容器７に収められている。図１に示すトンネル型のＭＲＩ装置１の場合、真空容器７は中空円筒形状となり、外筒壁と内筒壁７ａの間に環状の静磁場コイル２が配置され、その内筒壁７ａの中心軸（ｚ軸）側に傾斜磁場コイル３とＲＦコイル４が設置されている。
【００１３】
撮像空間９中に被検体(通常人体)を挿入して、ＲＦコイル４によってＲＦパルスを照射し、これにより被検体の生体内から発生する磁気共鳴信号を受信して、医療診断用の断層像を生成する。このとき、傾斜磁場コイル３により、被検体が置かれた撮像空間９にｘ、ｙ、ｚ方向に線形に磁場強度が変化する傾斜磁場をそれぞれパルス状に印加することで、磁気共鳴信号に生体内の位置情報を付与している。
【００１４】
傾斜磁場コイル３は、メインコイル３ｍとシールドコイル３ｓを有している。メインコイル３ｍは、撮像空間９に傾斜磁場を形成するが、同時に撮像空間９以外に不要な磁場を作る。この不要な磁場を抑制するために、メインコイル３ｍとは反対方向の電流が流れるシールドコイル３ｓが設けられている。トンネル型のＭＲＩ装置１では、シールドコイル３ｓの軸長が長くなればなるほど漏れ磁場が小さくなる。そのため、シールドコイル３ｓの軸長は長くするのが望ましいが、シールドコイル３ｓの筒状の中に入ることになる被検体の不安感を低減するためには、軸長はできるだけ短くしたい。そこで、シールドコイル３ｓの軸長は、真空容器７の軸長と同じ程度の長さに設定されている。メインコイル３ｍの軸長は、シールドコイル３ｓの軸長より短く設定されている。なお、後記するが、シールドコイル３ｓの筒状の両端部には、複数の貫通孔１４が設けられている。また、真空容器７の内筒壁７ａと、傾斜磁場コイル３のシールドコイル３ｓとの間には、隙間１０が設けられている。
【００１５】
そして、ＭＲＩ装置１を後記に詳述するために、真空容器７の円筒形状の中心軸上にｚ軸を設定している。中心軸の軸方向の中央に原点を設定し、原点から真空容器７の円筒形状の半径方向の垂直（鉛直）方向を、ｙ軸に設定している。同様に、半径方向の水平方向（紙面手前から奥への方向）を、ｘ軸（図２参照）に設定している。
【００１６】
図２に、図１のＡ−Ａ方向の矢視断面図を示す。図２では、傾斜磁場コイル３と真空容器７の内筒壁７ａを記載し、ＲＦコイル４等の他の構成物の記載を省略している。傾斜磁場コイル３は、静磁場８（図１参照）に平行な磁場成分が、ｘ、ｙ、ｚ軸方向それぞれに線形に変化する傾斜磁場を作る。このため、傾斜磁場コイル３は、メインコイル３ｍとして、ｘ軸方向に線形に変化する傾斜磁場を作るｘメインコイル３ｍｘと、ｙ軸方向に線形に変化する傾斜磁場を作るｙメインコイル３ｍｙと、ｚ軸方向に線形に変化する傾斜磁場を作るｚメインコイル３ｍｚを有している。そして、傾斜磁場コイル３は、シールドコイル３ｓとして、ｘメインコイル３ｍｘの磁場を周囲に漏れるのを抑制するｘシールドコイル３ｓｘと、ｙメインコイル３ｍｙの磁場を周囲に漏れるのを抑制するｙシールドコイル３ｓｙと、ｚメインコイル３ｍｚの磁場を周囲に漏れるのを抑制するｚシールドコイル３ｓｚとを有している。ｘメインコイル３ｍｘと、ｙメインコイル３ｍｙと、ｚメインコイル３ｍｚと、ｘシールドコイル３ｓｘと、シールドコイル３ｓｙと、ｚシールドコイル３ｓｚとは、それぞれ断面方向に基材（樹脂モールド）３ａを挟んで積層されている。この積層は、樹脂モールド３ａによって一体化されている。
【００１７】
詳細は後記するが、ｘシールドコイル３ｓｘは、周方向に２分された領域にそれぞれに配置され、断面が半円形状に湾曲しているサドル型のｘ湾曲コイル１１ａと１１ｂを有している。ｘ湾曲コイル１１ａと１１ｂとは、ｙ−ｚ軸平面に対して対称になっている。ｘシールドコイル３ｓｘと同じ層の、ｘ湾曲コイル１１ａと１１ｂの間には、ｙシールドコイル３ｓｙ用の軸方向接続線１９ａｙと１９ｂｙが配置されている。
【００１８】
同様に、ｙシールドコイル３ｓｙは、周方向に２分された領域にそれぞれに配置され、断面が半円形状に湾曲しているサドル型のｙ湾曲コイル１２ａと１２ｂを有している。ｙ湾曲コイル１２ａと１２ｂとは、ｚ−ｘ軸平面に対して対称になっている。ｙシールドコイル３ｓｙと同じ層の、ｙ湾曲コイル１２ａと１２ｂの間には、ｘシールドコイル３ｓｘ用の軸方向接続線１９ａｘと１９ｂｘが配置されている。また、傾斜磁場コイル３のシールドコイル３ｓは真空容器７の内筒壁７ａに沿って設けられ、傾斜磁場コイル３のシールドコイル３ｓと真空容器７の内筒壁７ａとの間には隙間１０が形成されている。なお、ｙ湾曲コイル１２ａと１２ｂを後記に詳述するために、ｚ軸回りにθ座標を設定している。θ座標の０（ゼロ）［ｒａｄ］は、ｘ軸上に設定している。
【００１９】
図３に、図１のＢ−Ｂ方向の矢視断面図を示す。図３では、傾斜磁場コイル３と真空容器７の内筒壁７ａを記載している。ＲＦコイル４（図１参照）は軸長が短いので、真空容器７の軸方向の端部には達せず、図３には描かれていない。また、傾斜磁場コイル３のメインコイル３ｍ（３ｍｘ、３ｍｙ、３ｍｚ）も軸長が短いので、真空容器７の軸方向の端部には達せず、図３には描かれていない。傾斜磁場コイル３のシールドコイル３ｓのｚシールドコイル３ｓｚも軸長が短いので、真空容器７の軸方向の端部には達せず、図３には描かれていない。このため、傾斜磁場コイル３として真空容器７の軸方向の端部にまで達しているのは、図３に示すように、シールドコイル３ｓのｘシールドコイル３ｓｘとｙシールドコイル３ｓｙである。
【００２０】
真空容器７の軸方向の端部においては、ｘシールドコイル３ｓｘとｙシールドコイル３ｓｙとが周方向に配置されていない領域があり、その領域に支持部材１５が設けられている。支持部材１５によって、傾斜磁場コイル３は真空容器７の内筒壁７ａから支持されている。また、前記領域には、傾斜磁場コイル３、すなわち基材（樹脂モールド）３ａを貫通する貫通孔１４（図１と図４参照）が設けられている。端部には、磁場の調整のために、ｘシールドコイル３ｓｘとｙシールドコイル３ｓｙとが周方向に配置されていない、比較的大きな領域が存在し、その領域に、支持部材１５と貫通孔１４とが設けられる。
【００２１】
ｘ湾曲コイル１１ａと１１ｂとは、ｙ−ｚ軸平面（z=0平面）に対して対称になっており、ｙ湾曲コイル１２ａと１２ｂとは、ｚ−ｘ軸平面（y=0平面）に対して対称になっているので、ｚ座標が正（z>0）の領域に８個の貫通孔１４を設けることができる。
【００２２】
引き回し線１３ａｙと１３ｂｙと１３ｃと１３ｄは、内筒壁７ａとｙ湾曲コイル１２ａ、１２ｂとの隙間１０を引き回されて、ｙ湾曲コイル１２ａと１２ｂ同士を接続している。引き回し線１３ａｙと１３ｂｙと１３ｃと１３ｄは、引き回し線１３ｃと１３ｄによって、貫通孔１４内に引き出され、引き回し線１３ｃと１３ｄから引き回し線１３ａｙと１３ｂｙによって、貫通孔１４から隙間１０に引き出されている。引き回し線１３ａｙ（１３ｃ）と１３ｂｙ（１３ｄ）は、図３に示すように、ｚ−ｘ軸平面（y=0平面）に対して対称に配置される２本の半円状の銅線である。２本の引き回し線１３ａｙと１３ｂｙと１３ｃと１３ｄに流れる電流は、それぞれ無視できない磁場を発生させるため、隣接して配置し互いに反対方向に同じ大きさの電流を流し、発生する磁場を相殺させている。
【００２３】
引き回し線１３ａｘと１３ｂｘと１３ｃと１３ｄは、隙間１０を引き回されて、ｘ湾曲コイル１１ａと１１ｂ同士を接続している。引き回し線１３ａｘと１３ｂｘと１３ｃと１３ｄは、引き回し線１３ｃと１３ｄによって、貫通孔１４内に引き出され、引き回し線１３ｃと１３ｄから引き回し線１３ａｘと１３ｂｘによって、貫通孔１４から隙間１０に引き出されている。引き回し線１３ａｘ（１３ｃ）と１３ｂｘ（１３ｄ）は、図３に示すように、ｙ−ｚ軸平面（x=0平面）に対して対称に配置される２本の半円状の銅線である。２本の引き回し線１３ａｘ（１３ｃ）と１３ｂｘ（１３ｄ）に流れる電流は、それぞれ無視できない磁場を発生させるため、隣接して配置し互いに反対方向に同じ大きさの電流を流し、発生する磁場を相殺させている。前記から、ｘシールドコイル３ｓｘは、引き回し線１３ａｘと１３ｂｘと１３ｃと１３ｄも含めて、ｙシールドコイル３ｓｙを縮径してθ方向にπ／２［ｒａｄ］回転させた形状と一致することがわかる。
【００２４】
本実施形態によれば、引き回し線１３ａｘと１３ｂｘと１３ａｙと１３ｂｙと１３ｃと１３ｄの配線スペースによって、シールドコイル３ｓの軸長や真空容器７の軸長は左右されないので、ＭＲＩ装置１全体の軸長を短く保ちつつ、十分に漏れ磁場を低減することができる。
【００２５】
図４に、傾斜磁場コイル３の斜視図を示す。なお、図４においては、理解を容易にするため、ｙメインコイル３ｍｙとｙシールドコイル３ｓｙを記載し、ｘメインコイル３ｍｘ、ｘシールドコイル３ｓｘ、ｚメインコイル３ｍｚ、ｚシールドコイル３ｓｚの記載を省略している。ｙメインコイル３ｍｙは、ｙシールドコイル３ｓｙの内側に配置されている。ｙメインコイル３ｍｙの軸長は、ｙシールドコイル３ｓｙの軸長より短くなっている。ｙシールドコイル３ｓｙの軸方向の両端部には、貫通孔１４が設けられている。ｙシールドコイル３ｓｙは、渦巻き状のｙ湾曲コイル１２ａと、撮像空間９（図１参照）およびｚ軸を挟むように配置されｙ湾曲コイル１２ａに対向する渦巻き状のｙ湾曲コイル１２ｂと、撮像空間９（図１参照）とｚ軸に対してｙ湾曲コイル１２ａ側に配置される渦巻き状のｙ湾曲コイル１２ｃと、撮像空間９（図１参照）とｚ軸を挟むようにｙ湾曲コイル１２ｃに対向する渦巻き状のｙ湾曲コイル１２ｄとを有している。ｙ湾曲コイル１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、薄く形成するために、銅（Ｃｕ）またはアルミニウム（Ａｌ）などの良導体の板を渦巻状のコイル線に切り抜いて製作されている。渦巻状に切り抜く手法としては、エッチング、ウォータジェット、パンチングによる切断などの手法を用いることができる。
【００２６】
そして、ｙ湾曲コイル１２ｂにｙ湾曲コイル１２ａに流す電流と同じ大きさで同じ方向の電流を流し、ｙ湾曲コイル１２ｃとｙ湾曲コイル１２ｄにｙ湾曲コイル１２ａとは同じ大きさであるが逆方向の電流を流している。なお、ｙメインコイル３ｍｙに流す電流の大きさは、ｙ湾曲コイル１２ａに流す電流の大きさに等しい。これらにより、ｙシールドコイル３ｓｙは、傾斜磁場を発生させるｙメインコイル３ｍｙのシールドとして機能する。
【００２７】
引き回し線１３ａｙと１３ｂｙは、ｙ湾曲コイル１２ａと１２ｂとに同じ大きさで同じ方向の電流を流すために、ｙ湾曲コイル１２ａと１２ｂとを接続している。引き回し線２０ａと２０ｂは、ｙ湾曲コイル１２ｃと１２ｄとに同じ大きさで同じ方向の電流を流すために、ｙ湾曲コイル１２ａと１２ｂとを接続している。引き回し線２０ａと２０ｂも、引き回し線１３ａｙと１３ｂｙと同様に、貫通孔１４から引き出され、傾斜磁場コイル３の外側面と真空容器７の内筒壁７ａの隙間１０（図１参照）を引き回されている。
【００２８】
なお、貫通孔１４は、両端合わせて１６個設けることができるが、図４においては引き回し線１３ａｙと１３ｂｙと２０ａと２０ｂが引き出されているのは、それぞれ２個ずつ使用するので、４個の貫通孔１４である。ｘシールドコイル３ｓｘを考慮してもさらに４個の貫通孔１４しか使用しない。このため、使用する８個の貫通孔１４のみで、他の貫通孔１４は必ずしも形成する必要はない。
【００２９】
そして、引き回し線１３ａｙと１３ｂｙと２０ａと２０ｂが、シールドコイル３ｓ端部外側に配置されないことから、ＭＲＩ装置１（図１参照）の大きさはそのままで、シールドコイル３ｓの軸長を伸ばすことが可能となる。
【００３０】
図５に、実施形態のｙメインコイル３ｍｙとｙシールドコイル３ｓｙを流れる電流の流路を示す。また、図５には、実線でｙ湾曲コイル１２ａを周方向に展開した図も合わせて示し、点線でｘシールドコイル３ｓｘのｘ湾曲コイル１１ａと１１ｂを周方向に展開した図を示している。実線と点線上の矢印は電流の向きを表しているので、矢印付きの実線と点線に沿ってコイル線が形成されている。
【００３１】
ｙ傾斜磁場コイル電源２４がｙメインコイル３ｍｙに接続され、ｙメインコイル３ｍｙに電流が流れる。ｙメインコイル３ｍｙの接続線１６ａ、１６ｂとｙシールドコイル３ｓｙの端子１７ａ、１７ｂが接続されている。接続線１６ａから端子１７ａを通って、ｙ湾曲コイル１２ａの最外周ターン２１に電流が流れる。最外周ターン２１から内側に向かって渦巻き状に電流が流れ、貫通孔１４に最も近いターン２２と接続した引き回し線１３ｃ及び貫通孔１４から引き出された引き回し線１３ａｙによりｙ湾曲コイル１２ｂに電流が流れる。ｙ湾曲コイル１２ｂから引き回し線１３ｂｙ及び引き回し線１３ｄによりターン２３に電流が流れ、ｙ湾曲コイル１２ａのターンの中心の渦中心位置１８までの残りのターンに電流が流れる。渦中心位置１８とｙシールドコイル用の軸方向接続線１９ａｙが接続され、ｙシールドコイル用の軸方向接続線１９ａｙ、１９ｂｙが、ｙ湾曲コイル１２ｃ接続している。渦中心位置１８からｙシールドコイル用の軸方向接続線１９ａｙを通ってｙ湾曲コイル１２ｃに電流が流れる。引き回し線２０ｂを介してｙ湾曲コイル１２ｃからｙ湾曲コイル１２ｄへ電流が流れ、引き回し線２０ａを介してｙ湾曲コイル１２ｄからｙ湾曲コイル１２ｃへ電流が流れる。ｙシールドコイル用の軸方向接続線１９ｂｙは、ｙ湾曲コイル１２ｃと端子１７ｂとを接続している。電流は、ｙ湾曲コイル１２ｃから、ｙシールドコイル用の軸方向接続線１９ｂｙと端子１７ｂを通って、ｙメインコイル３ｍｙを流れ、ｙ傾斜磁場コイル電源２４に戻る。前記で、ｙ傾斜磁場コイル電源２４に対して、ｙメインコイル３ｍｙ、ｙ湾曲コイル１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが直列に接続され、ｙ傾斜磁場コイル電源２４から流れ出た電流が、ｙメインコイル３ｍｙ、ｙ湾曲コイル１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの全てを流れることがわかる。
【００３２】
また、貫通孔１４と支持部材１５は、ｙ湾曲コイル１２ａの端部において、渦巻き状のコイル線のターン２１とターン２２の線間とターン２２とターン２３の線間に設けられている。ｙ湾曲コイル１２ａの端部では、中央部に比べ、コイル線の密度が疎になっている。このため、ｙ湾曲コイル１２ａの端部に貫通孔１４と支持部材１５を設けることができる。なお、貫通孔１４と支持部材１５は、ｘ湾曲コイル１１ａ、１１ｂに対しても、端部のコイル線の密度が疎になっている領域に配置されている。そして、ｘ湾曲コイル１１ａ、１１ｂの端部においても、貫通孔１４と支持部材１５は、渦巻き状のコイル線の線間に設けられている。貫通孔１４と支持部材１５は、互いに近接して設けられている。
【００３３】
図６に、実施形態の変形例のｙメインコイル３ｍｙとｙシールドコイル３ｓｙ（ｙ湾曲コイル１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）を流れる電流の流路を示す。変形例の流路が、図５の実施形態の流路と異なる点は、端子１７ａと１７ｂがｙ湾曲コイル１２ａの内側に位置している点である。端子１７ａと１７ｂのスペースを確保するために、シールドコイル３ｓの軸長を短くする必要がない。変形例では、端子１７ａと１７ｂをｙ湾曲コイル１２ａの内部に配置して、ｙ湾曲コイル１２ａの端部外側の配線スペースをなくし、シールドコイル３ｓの軸長を伸ばすことを可能としている。後記に電流の流れを述べる。ｙ傾斜磁場コイル電源２４から、ｙメインコイル３ｍｙ、接続線１６ａを通って、端子１７ａに電流が流れる。端子１７ａは、ｙ湾曲コイル１２ａの内側に位置しているので、最外周のターン２１ではなく、最外周のターン２１より内側のターン２３と接続している。ここで、ターン２３は、貫通孔１４に近ければどのターンでも良い。ターン２３から内側に向かって渦巻き状に電流が流れ、渦中心位置１８まで流れると軸方向接続線１９ｃにより最外周ターン２１に電流が流れる。最外周ターン２１からまた内側に向かって渦巻き状に電流が流れ、貫通孔１４に最も近いターン２２を電流が流れる。ターン２２と接続した引き回し線１３ｃ及び貫通孔１４から引き出された引き回し線１３ａｙによりｙ湾曲コイル１２ｂに電流が流れる。ｙ湾曲コイル１２ｂから引き回し線１３ｂｙ及び引き回し線１３ｄによりｙシールドコイル用の軸方向接続線１９ａｙに電流が流れる。以降の電流の流れは、実施形態と同じである。
【００３４】
図７に、実施形態の傾斜磁場コイル３の端部の斜視図を示す。ｘ湾曲コイル１１ａ、１１ｂとｙ湾曲コイル１２ａの存在しない領域２５は、貫通孔１４に対して周方向に存在するので、この領域２５上に配置される支持部材１５は、図７に示すように、引き回し線１３ｃと１３ｄに沿った方向に配置されることになる。そこで、引き回し線１３ａｙ、１３ｂｙは、支持部材１５を迂回するように折り曲げて引き回している。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ方向の矢視断面図であり、傾斜磁場コイルと真空容器の内筒壁を記載し、他の構成物は記載を省略している。
【図３】図１のＢ−Ｂ方向の矢視断面図であり、傾斜磁場コイルと真空容器の内筒壁を記載し、他の構成物は記載を省略している。
【図４】傾斜磁場コイルの斜視図であり、ｙメインコイルとｙシールドコイルを記載し、ｘメインコイル、ｘシールドコイル、ｚメインコイル、ｚシールドコイルの記載を省略している。
【図５】実施形態のｙメインコイルとｙシールドコイルを流れる電流の流路を示す結線図である。
【図６】実施形態の変形例のｙメインコイルとｙシールドコイルを流れる電流の流路を示す結線図である。
【図７】傾斜磁場コイルの端部の斜視図であり、貫通孔での引き出し線の引き回しの様子を示している。
【符号の説明】
【００３６】
１ 磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置
２ 静磁場コイル
３ 傾斜磁場コイル
３ｍ メインコイル
３ｍｘ ｘメインコイル
３ｍｙ ｙメインコイル
３ｍｚ ｚメインコイル
３ｓ シールドコイル
３ｓｘ ｘシールドコイル
３ｓｙ ｙシールドコイル
３ｓｚ ｚシールドコイル
３ａ 基材（樹脂モールド）
４ ＲＦコイル
５ ヘリウム容器
６ 輻射シールド
７ 真空容器
７ａ 内筒壁
８ 静磁場
９ 撮像空間
１０ 隙間
１１ａ、１１ｂ ｘ湾曲コイル
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ ｙ湾曲コイル
１３ａｙ、１３ｂｙ、１３ａｘ、１３ｂｘ、１３ｃ、１３ｄ 引き回し線
１４ 貫通孔
１５ 支持部材
１６ａ、１６ｂ メインコイルとシールドコイルを接続する接続線
１７ａ、１７ｂ 外部と接続用のシールドコイルの端子
１８ ｙ湾曲コイルの渦巻き（ターン）の中心
１９ａｙ、１９ｂｙ ｙシールドコイル用の軸方向接続線
１９ａｘ、１９ｂｘ ｘシールドコイル用の軸方向接続線
１９ｃ 軸方向接続線
２０ａ、２０ｂ 引き出し線
２１ ｙ湾曲コイル（ｙシールドコイル）の最外周ターン
２２ 最外周ターンより１ターン内側のターン
２３ 最外周ターンより２ターン内側のターン
２４ ｙ傾斜磁場コイル電源
２５ ｘ湾曲コイルとｙ湾曲コイルとが径方向に存在しない領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾斜磁場コイルを有する磁気共鳴イメージング(以下、ＭＲＩと称す)装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置は、生体内の画像を低浸襲に取得でき、形態情報に加え機能情報を得られ、放射線による被曝がないことから、患部の診断に広く利用されている。ＭＲＩ装置は複数の磁場発生源を有し、具体的には、撮像空間に均一な磁場を生成する静磁場コイル(超伝導コイル)と、撮像空間に位置情報を付加し撮像断面を形成するためにパルス状の磁場(傾斜磁場)を撮像空間に生成する傾斜磁場コイルと、撮像空間内の核スピンを励起させるＲＦコイルとを有している。
【０００３】
傾斜磁場コイルは、メインコイルとシールドコイルを有している。メインコイルは、撮像空間に傾斜磁場を形成するが、同時に撮像空間以外には不要な磁場を作る。この不要な磁場は周囲の構造物に渦電流を発生させ、渦電流が作る磁場が断層像に悪影響を及ぼす。そこで、この不要な磁場を抑制するために，メインコイルとは反対方向に電流が流れるシールドコイルが設けられている。シールドコイルを配置してもまだ残っている不要な磁場が、いわゆる漏れ磁場である。
【０００４】
トンネル型のＭＲＩ装置では、シールドコイルの軸長が長くなればなるほど漏れ磁場が小さくなる。そのため、シールドコイルの軸長は長くするのが望ましいが、シールドコイルの筒状の中に入ることになる被検体（人）の不安感を低減するためには、軸長はできるだけ短くしたい。そこで、シールドコイルを含めた傾斜磁場コイルの軸長は、一般的に、真空容器の軸長と同じ程度の長さに設定されている。
【０００５】
例えば、シールドコイルの軸方向の外側にシールドコイルを構成する複数の湾曲コイルの間を接続する引き回し線が設けられる配置法が開示されている（特許文献１参照）。この配置法では、引き回し線の配線スペースの分だけ傾斜磁場コイルの軸長が長くなっている。また、真空容器の軸方向の外側に複数の湾曲コイル間を接続する引き回し線が設けられる配置法が開示されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−３２７９５３号公報（図１）
【特許文献２】特開２００６−１５８６９７号公報（図５、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された配置法では、シールドコイルの軸長が規定されると、引き回し線の配線スペースを設けるために、湾曲コイルの軸長が短くなり、漏れ磁場を十分に低減できないと考えられた。また、特許文献２に開示された配置法では、真空容器の外側に引き回し線の配線スペースを設けるために、ＭＲＩ装置が大きくなり商品性を低下させると考えられた。真空容器の軸長を短くしてＭＲＩ装置を大きくならないようにすると、静磁場コイルの設置範囲が狭まり撮像空間となる静磁場の均一な範囲が狭くなり、狭い範囲の断面像しか得られなくなってしまうので、真空容器の軸長は短くし難い。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置全体の軸長を短く保ちつつ、十分に漏れ磁場を低減することが可能なＭＲＩ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、前記シールドコイルが、周方向に２分された領域にそれぞれに配置される湾曲コイルと、前記内筒壁と前記湾曲コイルとの隙間を引き回されて前記湾曲コイル同士を接続する引き回し線とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＭＲＩ装置全体の軸長を短く保ちつつ、十分に漏れ磁場を低減することが可能なＭＲＩ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１１】
図１に、本発明の実施形態に係るトンネル型ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置１の断面図を示す。ＭＲＩ装置１は複数の磁場発生源を有し、具体的には、撮像空間９に時間的空間的に均一な静磁場８を生成する静磁場コイル(超伝導コイル)２と、撮像空間９に位置情報を付加し撮像断面を形成するためにパルス状の傾斜磁場を撮像空間９に生成する傾斜磁場コイル３と、撮像空間９内の核スピンを励起させるＲＦコイル４とを有している。
【００１２】
静磁場コイル（超伝導コイル）２は、液体ヘリウムを充填したヘリウム容器５内に収められ、ヘリウム容器５は、外部からの熱輻射を遮断する輻射シールド６に包まれている。静磁場コイル２、ヘリウム容器５と輻射シールド６は、内部を真空（減圧）状態に保った真空容器７に収められている。図１に示すトンネル型のＭＲＩ装置１の場合、真空容器７は中空円筒形状となり、外筒壁と内筒壁７ａの間に環状の静磁場コイル２が配置され、その内筒壁７ａの中心軸（ｚ軸）側に傾斜磁場コイル３とＲＦコイル４が設置されている。
【００１３】
撮像空間９中に被検体(通常人体)を挿入して、ＲＦコイル４によってＲＦパルスを照射し、これにより被検体の生体内から発生する磁気共鳴信号を受信して、医療診断用の断層像を生成する。このとき、傾斜磁場コイル３により、被検体が置かれた撮像空間９にｘ、ｙ、ｚ方向に線形に磁場強度が変化する傾斜磁場をそれぞれパルス状に印加することで、磁気共鳴信号に生体内の位置情報を付与している。
【００１４】
傾斜磁場コイル３は、メインコイル３ｍとシールドコイル３ｓを有している。メインコイル３ｍは、撮像空間９に傾斜磁場を形成するが、同時に撮像空間９以外に不要な磁場を作る。この不要な磁場を抑制するために、メインコイル３ｍとは反対方向の電流が流れるシールドコイル３ｓが設けられている。トンネル型のＭＲＩ装置１では、シールドコイル３ｓの軸長が長くなればなるほど漏れ磁場が小さくなる。そのため、シールドコイル３ｓの軸長は長くするのが望ましいが、シールドコイル３ｓの筒状の中に入ることになる被検体の不安感を低減するためには、軸長はできるだけ短くしたい。そこで、シールドコイル３ｓの軸長は、真空容器７の軸長と同じ程度の長さに設定されている。メインコイル３ｍの軸長は、シールドコイル３ｓの軸長より短く設定されている。なお、後記するが、シールドコイル３ｓの筒状の両端部には、複数の貫通孔１４が設けられている。また、真空容器７の内筒壁７ａと、傾斜磁場コイル３のシールドコイル３ｓとの間には、隙間１０が設けられている。
【００１５】
そして、ＭＲＩ装置１を後記に詳述するために、真空容器７の円筒形状の中心軸上にｚ軸を設定している。中心軸の軸方向の中央に原点を設定し、原点から真空容器７の円筒形状の半径方向の垂直（鉛直）方向を、ｙ軸に設定している。同様に、半径方向の水平方向（紙面手前から奥への方向）を、ｘ軸（図２参照）に設定している。
【００１６】
図２に、図１のＡ−Ａ方向の矢視断面図を示す。図２では、傾斜磁場コイル３と真空容器７の内筒壁７ａを記載し、ＲＦコイル４等の他の構成物の記載を省略している。傾斜磁場コイル３は、静磁場８（図１参照）に平行な磁場成分が、ｘ、ｙ、ｚ軸方向それぞれに線形に変化する傾斜磁場を作る。このため、傾斜磁場コイル３は、メインコイル３ｍとして、ｘ軸方向に線形に変化する傾斜磁場を作るｘメインコイル３ｍｘと、ｙ軸方向に線形に変化する傾斜磁場を作るｙメインコイル３ｍｙと、ｚ軸方向に線形に変化する傾斜磁場を作るｚメインコイル３ｍｚを有している。そして、傾斜磁場コイル３は、シールドコイル３ｓとして、ｘメインコイル３ｍｘの磁場を周囲に漏れるのを抑制するｘシールドコイル３ｓｘと、ｙメインコイル３ｍｙの磁場を周囲に漏れるのを抑制するｙシールドコイル３ｓｙと、ｚメインコイル３ｍｚの磁場を周囲に漏れるのを抑制するｚシールドコイル３ｓｚとを有している。ｘメインコイル３ｍｘと、ｙメインコイル３ｍｙと、ｚメインコイル３ｍｚと、ｘシールドコイル３ｓｘと、シールドコイル３ｓｙと、ｚシールドコイル３ｓｚとは、それぞれ断面方向に基材（樹脂モールド）３ａを挟んで積層されている。この積層は、樹脂モールド３ａによって一体化されている。
【００１７】
詳細は後記するが、ｘシールドコイル３ｓｘは、周方向に２分された領域にそれぞれに配置され、断面が半円形状に湾曲しているサドル型のｘ湾曲コイル１１ａと１１ｂを有している。ｘ湾曲コイル１１ａと１１ｂとは、ｙ−ｚ軸平面に対して対称になっている。ｘシールドコイル３ｓｘと同じ層の、ｘ湾曲コイル１１ａと１１ｂの間には、ｙシールドコイル３ｓｙ用の軸方向接続線１９ａｙと１９ｂｙが配置されている。
【００１８】
同様に、ｙシールドコイル３ｓｙは、周方向に２分された領域にそれぞれに配置され、断面が半円形状に湾曲しているサドル型のｙ湾曲コイル１２ａと１２ｂを有している。ｙ湾曲コイル１２ａと１２ｂとは、ｚ−ｘ軸平面に対して対称になっている。ｙシールドコイル３ｓｙと同じ層の、ｙ湾曲コイル１２ａと１２ｂの間には、ｘシールドコイル３ｓｘ用の軸方向接続線１９ａｘと１９ｂｘが配置されている。また、傾斜磁場コイル３のシールドコイル３ｓは真空容器７の内筒壁７ａに沿って設けられ、傾斜磁場コイル３のシールドコイル３ｓと真空容器７の内筒壁７ａとの間には隙間１０が形成されている。なお、ｙ湾曲コイル１２ａと１２ｂを後記に詳述するために、ｚ軸回りにθ座標を設定している。θ座標の０（ゼロ）［ｒａｄ］は、ｘ軸上に設定している。
【００１９】
図３に、図１のＢ−Ｂ方向の矢視断面図を示す。図３では、傾斜磁場コイル３と真空容器７の内筒壁７ａを記載している。ＲＦコイル４（図１参照）は軸長が短いので、真空容器７の軸方向の端部には達せず、図３には描かれていない。また、傾斜磁場コイル３のメインコイル３ｍ（３ｍｘ、３ｍｙ、３ｍｚ）も軸長が短いので、真空容器７の軸方向の端部には達せず、図３には描かれていない。傾斜磁場コイル３のシールドコイル３ｓのｚシールドコイル３ｓｚも軸長が短いので、真空容器７の軸方向の端部には達せず、図３には描かれていない。このため、傾斜磁場コイル３として真空容器７の軸方向の端部にまで達しているのは、図３に示すように、シールドコイル３ｓのｘシールドコイル３ｓｘとｙシールドコイル３ｓｙである。
【００２０】
真空容器７の軸方向の端部においては、ｘシールドコイル３ｓｘとｙシールドコイル３ｓｙとが周方向に配置されていない領域があり、その領域に支持部材１５が設けられている。支持部材１５によって、傾斜磁場コイル３は真空容器７の内筒壁７ａから支持されている。また、前記領域には、傾斜磁場コイル３、すなわち基材（樹脂モールド）３ａを貫通する貫通孔１４（図１と図４参照）が設けられている。端部には、磁場の調整のために、ｘシールドコイル３ｓｘとｙシールドコイル３ｓｙとが周方向に配置されていない、比較的大きな領域が存在し、その領域に、支持部材１５と貫通孔１４とが設けられる。
【００２１】
ｘ湾曲コイル１１ａと１１ｂとは、ｙ−ｚ軸平面（z=0平面）に対して対称になっており、ｙ湾曲コイル１２ａと１２ｂとは、ｚ−ｘ軸平面（y=0平面）に対して対称になっているので、ｚ座標が正（z>0）の領域に８個の貫通孔１４を設けることができる。
【００２２】
引き回し線１３ａｙと１３ｂｙと１３ｃと１３ｄは、内筒壁７ａとｙ湾曲コイル１２ａ、１２ｂとの隙間１０を引き回されて、ｙ湾曲コイル１２ａと１２ｂ同士を接続している。引き回し線１３ａｙと１３ｂｙと１３ｃと１３ｄは、引き回し線１３ｃと１３ｄによって、貫通孔１４内に引き出され、引き回し線１３ｃと１３ｄから引き回し線１３ａｙと１３ｂｙによって、貫通孔１４から隙間１０に引き出されている。引き回し線１３ａｙ（１３ｃ）と１３ｂｙ（１３ｄ）は、図３に示すように、ｚ−ｘ軸平面（y=0平面）に対して対称に配置される２本の半円状の銅線である。２本の引き回し線１３ａｙと１３ｂｙと１３ｃと１３ｄに流れる電流は、それぞれ無視できない磁場を発生させるため、隣接して配置し互いに反対方向に同じ大きさの電流を流し、発生する磁場を相殺させている。
【００２３】
引き回し線１３ａｘと１３ｂｘと１３ｃと１３ｄは、隙間１０を引き回されて、ｘ湾曲コイル１１ａと１１ｂ同士を接続している。引き回し線１３ａｘと１３ｂｘと１３ｃと１３ｄは、引き回し線１３ｃと１３ｄによって、貫通孔１４内に引き出され、引き回し線１３ｃと１３ｄから引き回し線１３ａｘと１３ｂｘによって、貫通孔１４から隙間１０に引き出されている。引き回し線１３ａｘ（１３ｃ）と１３ｂｘ（１３ｄ）は、図３に示すように、ｙ−ｚ軸平面（x=0平面）に対して対称に配置される２本の半円状の銅線である。２本の引き回し線１３ａｘ（１３ｃ）と１３ｂｘ（１３ｄ）に流れる電流は、それぞれ無視できない磁場を発生させるため、隣接して配置し互いに反対方向に同じ大きさの電流を流し、発生する磁場を相殺させている。前記から、ｘシールドコイル３ｓｘは、引き回し線１３ａｘと１３ｂｘと１３ｃと１３ｄも含めて、ｙシールドコイル３ｓｙを縮径してθ方向にπ／２［ｒａｄ］回転させた形状と一致することがわかる。
【００２４】
本実施形態によれば、引き回し線１３ａｘと１３ｂｘと１３ａｙと１３ｂｙと１３ｃと１３ｄの配線スペースによって、シールドコイル３ｓの軸長や真空容器７の軸長は左右されないので、ＭＲＩ装置１全体の軸長を短く保ちつつ、十分に漏れ磁場を低減することができる。
【００２５】
図４に、傾斜磁場コイル３の斜視図を示す。なお、図４においては、理解を容易にするため、ｙメインコイル３ｍｙとｙシールドコイル３ｓｙを記載し、ｘメインコイル３ｍｘ、ｘシールドコイル３ｓｘ、ｚメインコイル３ｍｚ、ｚシールドコイル３ｓｚの記載を省略している。ｙメインコイル３ｍｙは、ｙシールドコイル３ｓｙの内側に配置されている。ｙメインコイル３ｍｙの軸長は、ｙシールドコイル３ｓｙの軸長より短くなっている。ｙシールドコイル３ｓｙの軸方向の両端部には、貫通孔１４が設けられている。ｙシールドコイル３ｓｙは、渦巻き状のｙ湾曲コイル１２ａと、撮像空間９（図１参照）およびｚ軸を挟むように配置されｙ湾曲コイル１２ａに対向する渦巻き状のｙ湾曲コイル１２ｂと、撮像空間９（図１参照）とｚ軸に対してｙ湾曲コイル１２ａ側に配置される渦巻き状のｙ湾曲コイル１２ｃと、撮像空間９（図１参照）とｚ軸を挟むようにｙ湾曲コイル１２ｃに対向する渦巻き状のｙ湾曲コイル１２ｄとを有している。ｙ湾曲コイル１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、薄く形成するために、銅（Ｃｕ）またはアルミニウム（Ａｌ）などの良導体の板を渦巻状のコイル線に切り抜いて製作されている。渦巻状に切り抜く手法としては、エッチング、ウォータジェット、パンチングによる切断などの手法を用いることができる。
【００２６】
そして、ｙ湾曲コイル１２ｂにｙ湾曲コイル１２ａに流す電流と同じ大きさで同じ方向の電流を流し、ｙ湾曲コイル１２ｃとｙ湾曲コイル１２ｄにｙ湾曲コイル１２ａとは同じ大きさであるが逆方向の電流を流している。なお、ｙメインコイル３ｍｙに流す電流の大きさは、ｙ湾曲コイル１２ａに流す電流の大きさに等しい。これらにより、ｙシールドコイル３ｓｙは、傾斜磁場を発生させるｙメインコイル３ｍｙのシールドとして機能する。
【００２７】
引き回し線１３ａｙと１３ｂｙは、ｙ湾曲コイル１２ａと１２ｂとに同じ大きさで同じ方向の電流を流すために、ｙ湾曲コイル１２ａと１２ｂとを接続している。引き回し線２０ａと２０ｂは、ｙ湾曲コイル１２ｃと１２ｄとに同じ大きさで同じ方向の電流を流すために、ｙ湾曲コイル１２ａと１２ｂとを接続している。引き回し線２０ａと２０ｂも、引き回し線１３ａｙと１３ｂｙと同様に、貫通孔１４から引き出され、傾斜磁場コイル３の外側面と真空容器７の内筒壁７ａの隙間１０（図１参照）を引き回されている。
【００２８】
なお、貫通孔１４は、両端合わせて１６個設けることができるが、図４においては引き回し線１３ａｙと１３ｂｙと２０ａと２０ｂが引き出されているのは、それぞれ２個ずつ使用するので、４個の貫通孔１４である。ｘシールドコイル３ｓｘを考慮してもさらに４個の貫通孔１４しか使用しない。このため、使用する８個の貫通孔１４のみで、他の貫通孔１４は必ずしも形成する必要はない。
【００２９】
そして、引き回し線１３ａｙと１３ｂｙと２０ａと２０ｂが、シールドコイル３ｓ端部外側に配置されないことから、ＭＲＩ装置１（図１参照）の大きさはそのままで、シールドコイル３ｓの軸長を伸ばすことが可能となる。
【００３０】
図５に、実施形態のｙメインコイル３ｍｙとｙシールドコイル３ｓｙを流れる電流の流路を示す。また、図５には、実線でｙ湾曲コイル１２ａを周方向に展開した図も合わせて示し、点線でｘシールドコイル３ｓｘのｘ湾曲コイル１１ａと１１ｂを周方向に展開した図を示している。実線と点線上の矢印は電流の向きを表しているので、矢印付きの実線と点線に沿ってコイル線が形成されている。
【００３１】
ｙ傾斜磁場コイル電源２４がｙメインコイル３ｍｙに接続され、ｙメインコイル３ｍｙに電流が流れる。ｙメインコイル３ｍｙの接続線１６ａ、１６ｂとｙシールドコイル３ｓｙの端子１７ａ、１７ｂが接続されている。接続線１６ａから端子１７ａを通って、ｙ湾曲コイル１２ａの最外周ターン２１に電流が流れる。最外周ターン２１から内側に向かって渦巻き状に電流が流れ、貫通孔１４に最も近いターン２２と接続した引き回し線１３ｃ及び貫通孔１４から引き出された引き回し線１３ａｙによりｙ湾曲コイル１２ｂに電流が流れる。ｙ湾曲コイル１２ｂから引き回し線１３ｂｙ及び引き回し線１３ｄによりターン２３に電流が流れ、ｙ湾曲コイル１２ａのターンの中心の渦中心位置１８までの残りのターンに電流が流れる。渦中心位置１８とｙシールドコイル用の軸方向接続線１９ａｙが接続され、ｙシールドコイル用の軸方向接続線１９ａｙ、１９ｂｙが、ｙ湾曲コイル１２ｃ接続している。渦中心位置１８からｙシールドコイル用の軸方向接続線１９ａｙを通ってｙ湾曲コイル１２ｃに電流が流れる。引き回し線２０ｂを介してｙ湾曲コイル１２ｃからｙ湾曲コイル１２ｄへ電流が流れ、引き回し線２０ａを介してｙ湾曲コイル１２ｄからｙ湾曲コイル１２ｃへ電流が流れる。ｙシールドコイル用の軸方向接続線１９ｂｙは、ｙ湾曲コイル１２ｃと端子１７ｂとを接続している。電流は、ｙ湾曲コイル１２ｃから、ｙシールドコイル用の軸方向接続線１９ｂｙと端子１７ｂを通って、ｙメインコイル３ｍｙを流れ、ｙ傾斜磁場コイル電源２４に戻る。前記で、ｙ傾斜磁場コイル電源２４に対して、ｙメインコイル３ｍｙ、ｙ湾曲コイル１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが直列に接続され、ｙ傾斜磁場コイル電源２４から流れ出た電流が、ｙメインコイル３ｍｙ、ｙ湾曲コイル１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの全てを流れることがわかる。
【００３２】
また、貫通孔１４と支持部材１５は、ｙ湾曲コイル１２ａの端部において、渦巻き状のコイル線のターン２１とターン２２の線間とターン２２とターン２３の線間に設けられている。ｙ湾曲コイル１２ａの端部では、中央部に比べ、コイル線の密度が疎になっている。このため、ｙ湾曲コイル１２ａの端部に貫通孔１４と支持部材１５を設けることができる。なお、貫通孔１４と支持部材１５は、ｘ湾曲コイル１１ａ、１１ｂに対しても、端部のコイル線の密度が疎になっている領域に配置されている。そして、ｘ湾曲コイル１１ａ、１１ｂの端部においても、貫通孔１４と支持部材１５は、渦巻き状のコイル線の線間に設けられている。貫通孔１４と支持部材１５は、互いに近接して設けられている。
【００３３】
図６に、実施形態の変形例のｙメインコイル３ｍｙとｙシールドコイル３ｓｙ（ｙ湾曲コイル１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）を流れる電流の流路を示す。変形例の流路が、図５の実施形態の流路と異なる点は、端子１７ａと１７ｂがｙ湾曲コイル１２ａの内側に位置している点である。端子１７ａと１７ｂのスペースを確保するために、シールドコイル３ｓの軸長を短くする必要がない。変形例では、端子１７ａと１７ｂをｙ湾曲コイル１２ａの内部に配置して、ｙ湾曲コイル１２ａの端部外側の配線スペースをなくし、シールドコイル３ｓの軸長を伸ばすことを可能としている。後記に電流の流れを述べる。ｙ傾斜磁場コイル電源２４から、ｙメインコイル３ｍｙ、接続線１６ａを通って、端子１７ａに電流が流れる。端子１７ａは、ｙ湾曲コイル１２ａの内側に位置しているので、最外周のターン２１ではなく、最外周のターン２１より内側のターン２３と接続している。ここで、ターン２３は、貫通孔１４に近ければどのターンでも良い。ターン２３から内側に向かって渦巻き状に電流が流れ、渦中心位置１８まで流れると軸方向接続線１９ｃにより最外周ターン２１に電流が流れる。最外周ターン２１からまた内側に向かって渦巻き状に電流が流れ、貫通孔１４に最も近いターン２２を電流が流れる。ターン２２と接続した引き回し線１３ｃ及び貫通孔１４から引き出された引き回し線１３ａｙによりｙ湾曲コイル１２ｂに電流が流れる。ｙ湾曲コイル１２ｂから引き回し線１３ｂｙ及び引き回し線１３ｄによりｙシールドコイル用の軸方向接続線１９ａｙに電流が流れる。以降の電流の流れは、実施形態と同じである。
【００３４】
図７に、実施形態の傾斜磁場コイル３の端部の斜視図を示す。ｘ湾曲コイル１１ａ、１１ｂとｙ湾曲コイル１２ａの存在しない領域２５は、貫通孔１４に対して周方向に存在するので、この領域２５上に配置される支持部材１５は、図７に示すように、引き回し線１３ｃと１３ｄに沿った方向に配置されることになる。そこで、引き回し線１３ａｙ、１３ｂｙは、支持部材１５を迂回するように折り曲げて引き回している。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ方向の矢視断面図であり、傾斜磁場コイルと真空容器の内筒壁を記載し、他の構成物は記載を省略している。
【図３】図１のＢ−Ｂ方向の矢視断面図であり、傾斜磁場コイルと真空容器の内筒壁を記載し、他の構成物は記載を省略している。
【図４】傾斜磁場コイルの斜視図であり、ｙメインコイルとｙシールドコイルを記載し、ｘメインコイル、ｘシールドコイル、ｚメインコイル、ｚシールドコイルの記載を省略している。
【図５】実施形態のｙメインコイルとｙシールドコイルを流れる電流の流路を示す結線図である。
【図６】実施形態の変形例のｙメインコイルとｙシールドコイルを流れる電流の流路を示す結線図である。
【図７】傾斜磁場コイルの端部の斜視図であり、貫通孔での引き出し線の引き回しの様子を示している。
【符号の説明】
【００３６】
１ 磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置
２ 静磁場コイル
３ 傾斜磁場コイル
３ｍ メインコイル
３ｍｘ ｘメインコイル
３ｍｙ ｙメインコイル
３ｍｚ ｚメインコイル
３ｓ シールドコイル
３ｓｘ ｘシールドコイル
３ｓｙ ｙシールドコイル
３ｓｚ ｚシールドコイル
３ａ 基材（樹脂モールド）
４ ＲＦコイル
５ ヘリウム容器
６ 輻射シールド
７ 真空容器
７ａ 内筒壁
８ 静磁場
９ 撮像空間
１０ 隙間
１１ａ、１１ｂ ｘ湾曲コイル
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ ｙ湾曲コイル
１３ａｙ、１３ｂｙ、１３ａｘ、１３ｂｘ、１３ｃ、１３ｄ 引き回し線
１４ 貫通孔
１５ 支持部材
１６ａ、１６ｂ メインコイルとシールドコイルを接続する接続線
１７ａ、１７ｂ 外部と接続用のシールドコイルの端子
１８ ｙ湾曲コイルの渦巻き（ターン）の中心
１９ａｙ、１９ｂｙ ｙシールドコイル用の軸方向接続線
１９ａｘ、１９ｂｘ ｘシールドコイル用の軸方向接続線
１９ｃ 軸方向接続線
２０ａ、２０ｂ 引き出し線
２１ ｙ湾曲コイル（ｙシールドコイル）の最外周ターン
２２ 最外周ターンより１ターン内側のターン
２３ 最外周ターンより２ターン内側のターン
２４ ｙ傾斜磁場コイル電源
２５ ｘ湾曲コイルとｙ湾曲コイルとが径方向に存在しない領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の真空容器内に収納され、前記真空容器の内筒壁より中心軸側の撮像空間に均一な静磁場を形成する静磁場コイルと、
傾斜磁場を形成するメインコイル及び、前記メインコイルの漏れ磁場を抑制し前記内筒壁に沿って設けられる円筒形状のシールドコイルを有する傾斜磁場コイルとを備える磁気共鳴イメージング装置において、
前記シールドコイルは、
周方向に２分された領域にそれぞれに配置される湾曲コイルと、
前記内筒壁と前記湾曲コイルとの隙間を引き回されて前記湾曲コイル同士を接続する引き回し線とを有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記シールドコイルは、端部において、前記湾曲コイルの渦巻き状のコイル線の線間に貫通孔を有し、
前記引き回し線は、前記貫通孔から前記隙間に引き出され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。
【請求項３】
前記引き回し線は、渦巻き状の前記コイル線の複数のターンの内、前記貫通孔に最も近いターンに接続することを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記シールドコイルは、前記メインコイルと接続する端子を有し、
前記端子は、前記シールドコイルの内側に設置され、前記湾曲コイルの渦巻き状のコイル線の複数のターンの最外周ターンより内側のターンと接続することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記貫通孔が設けられた近傍の前記線間に、前記傾斜磁場コイルを前記真空容器から支持する支持部材を有す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。
【請求項６】
前記引き回し線が、前記支持部材を迂回して引き回されることを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１】
円筒形状の真空容器内に収納され、前記真空容器の内筒壁より中心軸側の撮像空間に均一な静磁場を形成する静磁場コイルと、
傾斜磁場を形成するメインコイル及び、前記メインコイルの漏れ磁場を抑制し前記内筒壁に沿って設けられる円筒形状のシールドコイルを有する傾斜磁場コイルとを備える磁気共鳴イメージング装置において、
前記シールドコイルは、
周方向に２分された領域にそれぞれに配置される湾曲コイルと、
前記内筒壁と前記湾曲コイルとの隙間を引き回されて前記湾曲コイル同士を接続する引き回し線とを有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記シールドコイルは、端部において、前記湾曲コイルの渦巻き状のコイル線の線間に貫通孔を有し、
前記引き回し線は、前記貫通孔から前記隙間に引き出され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。
【請求項３】
前記引き回し線は、渦巻き状の前記コイル線の複数のターンの内、前記貫通孔に最も近いターンに接続することを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記シールドコイルは、前記メインコイルと接続する端子を有し、
前記端子は、前記シールドコイルの内側に設置され、前記湾曲コイルの渦巻き状のコイル線の複数のターンの最外周ターンより内側のターンと接続することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記貫通孔が設けられた近傍の前記線間に、前記傾斜磁場コイルを前記真空容器から支持する支持部材を有す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。
【請求項６】
前記引き回し線が、前記支持部材を迂回して引き回されることを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２７９０４９（Ｐ２００９−２７９０４９Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３１５６９（Ｐ２００８−１３１５６９）
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【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２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【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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