JP2000232966A

JP2000232966A - 傾斜磁場コイル装置

Info

Publication number: JP2000232966A
Application number: JP11035942A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Kawamoto; 宏美河本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2000-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、外部への振動伝播の少ない傾
斜磁場コイル装置を提供することである。【解決手段】Ｚ軸と平行に形成された静磁場中に載置さ
れた被検体に対してＸ軸に沿って磁場強度が変化する傾
斜磁場を印加するＸコイルセット２３と、被検体に対し
てＹ軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を印加する
Ｙコイルセット２５とを有し、両コイルセット２３、２
５は、振動が最小となるＺ軸上の位置が一致するように
コイルパターンが形成されており、この一致するＺ軸上
の位置において支持具で支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴診断装置
に用いられる傾斜磁場コイル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、磁気共鳴イメージング（ＭＲ
Ｉ）装置や磁気共鳴スペクトル分析装置等の磁気共鳴診
断装置において、傾斜磁場は、励起範囲を限定したり、
磁気共鳴信号に空間的な位置情報を位相や周波数のエン
コードとして与える等の役割を担っており、重要な要素
の１つである。

【０００３】傾斜磁場コイル装置は、静磁場と同じ方向
（Ｚ軸方向）に沿って磁場強度が空間的位置に依存して
線形に変化する傾斜磁場を発生するためのＺ軸傾斜磁場
コイルセット（以下、Ｚコイルセットと略す）と、Ｚ方
向に垂直なＸ方向に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場
を発生するためのＸ軸傾斜磁場コイルセット（以下、Ｘ
コイルセットと略す）と、Ｚ方向及びＸ方向に垂直なＹ
方向に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生するた
めのＹ軸傾斜磁場コイルセット（以下、Ｙコイルセット
と略す）とが筐体を構成する非磁性の硬質樹脂に含浸さ
れ、円筒形に成型されて構成されている。

【０００４】このような傾斜磁場コイル装置に傾斜磁場
を発生させるために電流を印加すると、電流と磁場の作
用により発生するローレンツ力によって円筒が歪む。さ
らに、傾斜磁場の極性を切換えるために電流の極性を断
続的に変化させると、円筒の硬質樹脂は激しく振動し、
騒音が発生してしまう。これら振動や騒音は被検体に不
快感を与えるには止まらず、画質を劣化させてしまう重
要な問題である。この問題は、エコープラナーイメージ
ング（ＥＰＩ）法等の高速撮影法のように、高速で傾斜
磁場をオン／オフする場合に特に顕著になる。

【０００５】そこで、騒音を低減するために、傾斜磁場
コイルを真空容器に閉じ込めることが従来から考えられ
ている。しかし、この方法によれば、確かに傾斜磁場コ
イル自体から発生する騒音は十分低減され得るが、傾斜
磁場コイルの振動そのものは低減できない。さらに、傾
斜磁場コイルを容器内に支持する支持具を介して傾斜磁
場コイルからの振動が容器、さらにはその外側の構成要
素、例えば静磁場コイルに伝わり、静磁場コイルも振動
してしまい、さらなる画質の劣化を引き起こしてしま
う。また、静磁場コイルの振動により、騒音がやはり発
生してしまう。そのため、傾斜磁場コイルを単に容器内
に収納するだけでは、被検体が体感する振動や騒音を十
分低減できるには至っていないのが現状である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の傾斜
磁場コイル装置では、電流が流れる際に発生するローレ
ンツ力によってコイル筐体が歪む、さらには、電流のオ
ン／オフにより激しく振動し、その振動により騒音が発
生するとともに、この振動が外部の構成要素に伝播し、
外部構成要素が振動し、被検体に不快感を与えるととも
に、画質を劣化させる欠点がある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、傾斜磁場コイル
の振動や騒音が外部へ伝播することを極力抑えることが
できる傾斜磁場コイル装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。

【０００９】（１）本発明の傾斜磁場コイル装置は、コ
イルに流れる電流と静磁場に基づくローレンツ力による
振動が最小になる部位に支持部材が取付けられているも
のである。このため、この支持部材にコイルの振動が伝
わり、この支持部材を介して振動が外部に伝播すること
がない。

【００１０】（２）本発明の傾斜磁場コイル装置は、Ｘ
コイル、Ｙコイル、Ｚコイルのいずれかのコイルに流れ
る電流と静磁場に基づくローレンツ力による振動が最小
になる部位に支持部材が取付けられているものである。
このため、この支持部材にコイルの振動が伝わり、この
支持部材を介して振動が外部に伝播することがない。

【００１１】（３）本発明の傾斜磁場コイル装置は、Ｘ
コイル、Ｙコイルのコイルパターンが両コイルに流れる
電流と静磁場に基づくローレンツ力による振動が最小に
なるラインが一致するように形成されているものであ
る。

【００１２】（４）本発明の傾斜磁場コイル装置は、上
記（３）に記載した傾斜磁場コイル装置であって、かつ
上記一致する振動最小ラインに支持部材が取付けられて
いるものである。このため、この支持部材にコイルの振
動が伝わり、この支持部材を介して振動が外部に伝播す
ることがない。

【００１３】（５）本発明の傾斜磁場コイル装置は、上
記（４）に記載した傾斜磁場コイル装置であり、かつ上
記支持部材は振動吸収性を有する支持部材であるもので
ある。

【００１４】（６）本発明の傾斜磁場コイル装置は、上
記（１）乃至（５）のいずれかに記載した傾斜磁場コイ
ル装置であって、かつ傾斜磁場を発生する主コイルと、
該主コイルの外側に設けられ、主コイルから発生した傾
斜磁場が外側へ漏洩することを防ぐための磁場を発生す
るアクティブシールドコイルとからなる能動遮蔽形傾斜
磁場コイル装置であるものである。

【００１５】（７）本発明の傾斜磁場コイル装置は、上
記（２）乃至（５）のいずれかに記載した傾斜磁場コイ
ル装置であって、かつＸコイル、Ｙコイルは鞍型コイル
対であるものである。

【００１６】（８）本発明の傾斜磁場コイル装置は、上
記（２）乃至（５）のいずれかに記載した傾斜磁場コイ
ル装置であって、かつＸコイル、Ｙコイルは平板型コイ
ル対であるものである。

【００１７】（９）本発明の傾斜磁場コイル装置は、上
記（２）乃至（５）のいずれかに記載した傾斜磁場コイ
ル装置であって、かつＸコイル、Ｙコイルは渦巻き状の
分布巻型コイル対であるものである。

【００１８】（１０）本発明の傾斜磁場コイル装置は、
上記（２）乃至（５）のいずれかに記載した傾斜磁場コ
イル装置であって、かつＸコイル、Ｙコイルは非対称型
コイル対であるものである。

【００１９】（１１）本発明のコイル装置は、静磁場磁
石と、静磁場磁石より被検体側に設けられる傾斜磁場コ
イルと、静磁場磁石と傾斜磁場コイルとを収納する容器
とを具備するものである。このため、騒音源が容器内に
閉じ込められ、傾斜磁場コイルの騒音が容器外部へ伝播
することが防止される。

【００２０】（１２）本発明のコイル装置は、上記（１
１）に記載したコイル装置であって、かつ上記容器は真
空容器であり、上記静磁場磁石と傾斜磁場コイルは振動
吸収性支持部材を介して上記真空収納に取付けられてい
るものである。このため、傾斜磁場コイルの振動が容器
に伝播することが防止される。

【００２１】（１３）本発明のコイル装置は、上記（１
１）、または（１２）に記載したコイル装置であって、
かつ傾斜磁場コイルは傾斜磁場を発生する主コイルと、
該主コイルの外側に設けられ、主コイルから発生した傾
斜磁場が外側へ漏洩することを防ぐための磁場を発生す
るアクティブシールドコイルとからなる能動遮蔽形傾斜
磁場コイルであるものである。

【００２２】（１４）本発明のコイル装置は、上記（１
１）、または（１２）に記載したコイル装置であって、
かつ傾斜磁場コイルは鞍型コイル対を有するものであ
る。

【００２３】（１５）本発明のコイル装置は、上記（１
１）、または（１２）に記載したコイル装置であって、
かつ傾斜磁場コイルは平板型コイル対を有するものであ
る。

【００２４】（１６）本発明のコイル装置は、上記（１
１）、または（１２）に記載したコイル装置であって、
かつ傾斜磁場コイルは渦巻き状の分布巻型コイル対を有
するものである。

【００２５】（１７）本発明のコイル装置は、上記（１
１）、または（１２）に記載したコイル装置であって、
かつ傾斜磁場コイルは非対称型コイル対を有するもので
ある。

【００２６】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、図面を参
照して本発明による傾斜磁場コイル装置の第１の実施形
態を説明する。

【００２７】図１は本発明の第１実施形態に係る傾斜磁
場コイル装置を有するＭＲＩ装置の構成を示す図であ
る。中心に被検体を収容できるように円筒状の撮影空間
が形成されたガントリ２０の内部には、外側から順に静
磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、及びＲＦコイル３が設
けられる。静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、ＲＦコイ
ル３は、図示しない支持部材によりガントリ２０に取付
けられている。静磁場磁石１は、被検体の体軸方向であ
るＺ軸に沿った静磁場Ｂｏを撮影空間に発生し、例え
ば、超電導コイルまたは常伝導コイルを用いて構成され
る。傾斜磁場コイル２は、Ｘ軸に沿って磁場強度が線形
に変化するＸ軸傾斜磁場、Ｙ軸に沿って磁場強度が線形
に変化するＹ軸傾斜磁場、Ｚ軸に沿って磁場強度が線形
に変化するＺ軸傾斜磁場をそれぞれ独立して発生するこ
とが可能なように、Ｚコイルセット、Ｘコイルセット、
Ｙコイルセットから構成されている。ＲＦコイル３は、
被検体内の診断対象となる核種の磁化スピンに作用する
高周波磁場（ＲＦパルス）を発生し、かつ磁気共鳴によ
り発生したエコー信号を検出するために使用される。寝
台１３上の被検体Ｐはガントリ２０内のイメージング可
能領域（イメージング用磁場が形成される球状の領域で
あり、この領域内でのみ診断が可能となる）に挿入され
る。

【００２８】静磁場磁石１は、静磁場制御装置４により
駆動される。送受信コイル３は、磁気共鳴の励起時には
送信器５により駆動され、かつエコー信号の検出時には
受信器６に結合される。傾斜磁場コイル２のＸコイルセ
ット、Ｙコイルセット、ＺコイルセットはそれぞれＸ軸
傾斜磁場電源７、Ｙ軸傾斜磁場電源８、Ｚ軸傾斜磁場電
源９により駆動される。

【００２９】Ｘ軸傾斜磁場電源７、Ｙ軸傾斜磁場電源
８、Ｚ軸傾斜磁場電源９、送信器５はシーケンサ１０に
より所定のシーケンスに従って駆動され、Ｘ軸傾斜磁場
Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚ、ＲＦパル
スを、後述する所定のパルスシーケンスに従って発生す
る。この場合、Ｘ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ，
Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚは、主として、例えば、周波数エンコ
ード用傾斜磁場、または読出し用傾斜磁場Ｇｒ、位相エ
ンコード用傾斜磁場Ｇｅ、スライス用傾斜磁場Ｇｓとし
てそれぞれ使用される。コンピュータシステム１１はシ
ーケンサ１０を駆動制御するとともに、受信器６で受信
されるエコー信号としてのエコー信号を取り込んで所定
の信号処理を施すことにより、被検体の断層像を生成
し、表示部１２で表示する。

【００３０】図２（ａ）を参照して傾斜磁場コイル装置
を説明する。本実施形態に係る傾斜磁場コイル装置は、
Ｚ軸傾斜磁場を発生するための２つのＺコイル２１ａ、
２１ｂからなるＺコイルセット２１と、Ｘ軸傾斜磁場を
発生するための４つのＸコイル２３ａ、２３ｂ、２３
ｃ、２３ｄからなるＸコイルセット２３（図２（ｂ）参
照）と、Ｙ軸傾斜磁場を発生するための４つのＹコイル
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄからなるＹコイルセッ
ト２５（図２（ｃ）参照）とが組み合わされてなる。各
コイルセット２１、２３、２５は、非磁性の硬質樹脂製
の円筒状筐体２７に含浸され、各々のコイルパターンを
保っている。なお、円筒状筐体２７の円周方向（φ方
向）はＸ軸を０°とし、Ｙ軸（被検体の上部）が９０°
となる角度で表現するものとする。なお、当然ながら、
各コイルセット２１、２３、２５は径が異なる。

【００３１】Ｚコイルセット２１は、Ｘ−Ｙ平面に関し
て対称に配置された２つのループコイル２１ａ、２１ｂ
からなる。２つのループコイル２１ａ、２１ｂには、図
示矢印のように互いに逆向きの電流を流す。

【００３２】図２（ｂ）に示すように、Ｘコイルセット
２３は、２つのペアのコイルを有する。第１のペアのコ
イル２３ａ、２３ｂはＹ−Ｚ平面に関して対称に配置さ
れ、第２のペアのコイル２３ｃ、２３ｄもＹ−Ｚ平面に
関して対称に配置される。第１、第２のペアのコイルは
Ｚコイルセットと同様にＸ−Ｙ平面に関して対称に配置
される。コイル２３ａ〜２３ｄには、隣接する２つの導
体では同じ向きになるように電流が流れる。

【００３３】図２（ｃ）に示すように、Ｙコイルセット
２５も、２つのペアのコイルを有する。第１のペアのコ
イル２５ａ、２５ｂはＸ−Ｚ平面に関して対称に配置さ
れ、第２のペアのコイル２５ｃ、２５ｄもＸ−Ｚ平面に
関して対称に配置される。第１、第２のペアのコイルは
Ｚコイルセットと同様にＸ−Ｙ平面に関して対称に配置
される。コイル２５ａ〜２５ｄにも、隣接する２つの導
体では同じ向きになるように電流が流れる。すなわち、
Ｙコイルセット２５はＸコイルセット２３をφ方向に９
０°回転したものである。

【００３４】なお、Ｘ、Ｙ各軸に対応するコイルセット
２３、２５のコイル形状としてはサドル型コイル（鞍型
コイル）を示したが、これに限らず、平板型コイル、渦
巻き状の分布巻型コイル等、任意のものが採用可能であ
る。さらに、コイルセット２３、２５はそれぞれ、１ペ
アの非対称型コイルから構成されてもよい。非対称型コ
イルとは、２本の有効線が１本の返り線を共有する非対
称型の電流分布を有するコイルである。

【００３５】本実施形態の作用を説明する。本実施形態
は、ガントリ内に傾斜磁場コイルを支持する際に、傾斜
磁場コイルの振動が最小になる部分に支持部材を取り付
けることにより、支持部材を介して外部への振動の伝播
を最小限とするものである。なお、図２（ａ）に示すよ
うに、傾斜磁場コイルは３つのコイルセットからなり、
それぞれの振動が最小となる部分は必ずしも一致してい
ないので、これらを一致させることも本実施形態のねら
いである。

【００３６】先ず、Ｘコイルセット２３についての振動
の最小点を説明する。図３（ａ）はＸコイルセット２３
だけを取り出して示す。一点鎖線で示すＸ−Ｚ平面（φ
＝０°）上でのＸコイルセット２３に加わるローレンツ
力を図３（ｂ）に示す。図３（ｂ）はＹ軸方向（φ＝９
０°）から傾斜磁場コイルを見た図である。ローレンツ
力Ｆは静磁場Ｂｏに垂直な方向の電流Ｉに働き、Ｆ＝Ｉ
×Ｂｏ（×はベクトル積）である。したがって、Ｘコイ
ルセット２３はその機械的振動の最小点はφ方向の電流
がゼロとなる付近のラインＺ１（ｘ）、Ｚ２（ｘ）上に
分布する。図４はφ＝９０°での電流分布を示し、横軸
はＺ位置、縦軸はφ方向の電流密度（Ａ／ｍ）である。

【００３７】ローレンツ力は、周知の通り、静磁場Ｂｏ
の向き（Ｚ軸）に対して垂直な電流成分により生じる。
電流Ｉは図３（ａ）に矢印で示すように流れるので、図
３（ｂ）に示すようなローレンツ力Ｆが働く。このロー
レンツ力Ｆにより、円筒状筐体２７は撓むように歪む。
傾斜磁場の極性を反転するために電流の向きが逆転する
と、ローレンツ力も逆向きに働き、円筒状筐体２７は逆
方向に撓む。図３（ｂ）の破線は、円筒状筐体２７に加
わる力の空間的な変化を表している。円筒状筐体２７に
加わる力が０となるＺ方向の位置Ｚ１（ｘ）、Ｚ２
（ｘ）では、Ｘコイルセット２３に生じる振動が最小に
なる。このＺ方向の位置Ｚ１（ｘ）、Ｚ２（ｘ）では電
流密度が０となる。

【００３８】実際には、円筒形筐体のＺ軸方向の長さが
この機械的振動の最小点の形成に関与するため、この機
械的振動の最小点のラインは単純にφ方向の電流がゼロ
となる線上とはならない。しかし、傾斜磁場コイルに電
流が印加されている期間は強制的に上記ローレンツ力を
受けて振動するため、機械的振動の最小点のラインはφ
方向の電流がゼロとなる線上に分布すると考えてよい。
これは、実際の振動測定でも確認されている。また、円
筒の固有振動モードが円筒の形状によって異なるため、
傾斜磁場電流パルスの周期やその形状によっても振動の
モードが異なる場合もあることが、実際の振動測定で観
測されているが、強制振動においては、やはりφ方向の
電流がゼロとなる付近で振動の最小ラインを形成する。

【００３９】図５は、Ｘコイルセット２３のコイルパタ
ーンを円周方向（φ方向）に展開して示す。このよう
に、傾斜磁場コイルをＸコイルセット２３の振動最小ラ
インＺ１（ｘ）、Ｚ２（ｘ）上で支持すれば、支持部材
を介して外部へ伝播する振動が最小となる。

【００４０】次に、Ｙコイルセット２５についての振動
の最小ラインを説明する。図６（ａ）はＹコイルセット
２５だけを取り出して示す。一点鎖線で示すＹ−Ｚ平面
（φ＝９０°）上でのＹコイルセット２５に加わるロー
レンツ力を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）はＸ軸方向
（φ＝０°）から傾斜磁場コイルを見た図である。Ｙコ
イルセット２５はその機械的振動の最小点はφ方向の電
流がゼロとなる付近のラインＺ１（ｙ）、Ｚ２（ｙ）上
に分布する。図７はφ＝０°での電流分布を示し、横軸
はＺ位置、縦軸はφ方向の電流密度（Ａ／ｍ）である。

【００４１】電流Ｉは、図６（ａ）に矢印で示すように
流れるので、図６（ｂ）に示すようなローレンツ力Ｆが
働く。このローレンツ力Ｆにより、円筒状筐体２７は撓
むように歪む。傾斜磁場の極性を反転するために電流の
向きが逆転すると、ローレンツ力も逆向きに働き、円筒
状筐体２７は逆方向に撓む。図６（ｂ）の破線は、円筒
状筐体２７に加わる力の空間的な変化を表している。円
筒状筐体２７に加わる力が０となるＺ方向の位置Ｚ１
（ｙ）、Ｚ２（ｙ）では、Ｙコイルセット２５に生じる
振動が最小になる。このＺ方向の位置Ｚ１（ｙ）、Ｚ２
（ｙ）では電流密度が０となる。

【００４２】図８は、Ｙコイルセット２５のコイルパタ
ーンを円周方向（φ方向）に展開して示す。このよう
に、傾斜磁場コイルをＹコイルセット２５の振動最小ラ
インＺ１（ｙ）、Ｚ２（ｙ）上で支持すれば、支持部材
を介して外部へ伝播する振動が最小となる。

【００４３】しかし、Ｘコイルセット２３とＹコイルセ
ット２５の振動最小ラインは一致するとは限らない。本
実施形態では、Ｘコイルセット２３、またはＹコイルセ
ット２５のコイルパターンを形成する際に、Ｙコイルセ
ット２５の振動の最小ラインＺ１（ｙ）、Ｚ２（ｙ）が
Ｘコイルセット２３の振動の最小ラインＺ１（ｘ）、Ｚ
２（ｘ）と一致するようにコイルパターンを形成する。
具体的には、Ｘコイルセット２３とＹコイルセット２５
とのコイルパターンが同じで、φ方向の電流がゼロとな
るＺ位置が同じ、または１つのセグメントに関して合成
トルクの重心が同じＺ位置になるような電流密度分布を
有するコイルパターンを形成すればよい。一般の傾斜磁
場コイルに関しては、Ｘコイルセット２３とＹコイルセ
ット２５について、同じパターンを使用しても傾斜磁場
性能（直線性、傾斜磁場強度等）にあまり影響を与える
ことはない。

【００４４】このようにＸコイルセット２３とＹコイル
セット２５の振動最小ラインを一致させた傾斜磁場コイ
ル装置を、図９に示すように、振動最小ラインＺ１
（ｘ）（＝Ｚ１（ｙ））、Ｚ２（ｘ）（＝Ｚ２（ｙ））
において、支持具２８、２９を用いて真空容器や静磁場
磁石の内壁やガントリハウジング等の外部に対して支持
する。これにより、傾斜磁場コイル装置により発生する
振動の外部への伝播が最小化され、被検体が体感する不
快な振動や、騒音を低減することができる。

【００４５】次に、Ｚコイルセット２１についての振動
の最小ラインを説明する。図１０（ａ）に、Ｚコイルセ
ット２１だけを取り出して示している。図１０（ｂ）
に、Ｚコイルセット２１に流れる電流のうちローレンツ
力を生じさせるＺ軸に垂直な電流成分に関する空間的な
密度分布（電流密度分布）を示す。図１０（ｃ）にＺコ
イルセット２１に発生するローレンツ力を示す。

【００４６】電流は、図１０（ａ）に矢印で示すよう
に、Ｚコイルセット２１の両コイル２１ａ、２１ｂに互
いに逆方向に順方向に流れる。そのため、図１０（ｃ）
に示すように、コイル２１ａとコイル２１ｂには、円筒
状筐体２７の径方向に互いに逆向き（Ｚ軸に集中する向
き、及びその逆向き）にローレンツ力が働く。Ｚコイル
セット２１の電流密度分布は、図１０（ｂ）に示すよう
に、円筒状筐体２７の中心Ｚ２（ｚ）と、円筒状筐体２
７の両端Ｚ１（ｚ）、Ｚ２（ｚ）で０となるので、ここ
で振動が最小になる。しかし、Ｚコイルセット２１はＺ
方向の３つの位置で振動が最小になるので、Ｚ方向の２
つの位置で振動が最小になるＸコイルセット２３とＹコ
イルセット２５の振動の最小位置（図９に示すように一
致している）とＺコイルセット２１の振動の最小位置と
を一致させることは困難である。

【００４７】しかし、円筒状筐体２７は径方向の力に対
しては比較的剛性が強く、耐振動性が高い。例えば、円
筒状筐体２７をガラス繊維やカーボン繊維等で補強すれ
ば、この耐振動性をさらに高めることができる。そのた
め、Ｘコイルセット２３とＹコイルセット２５の振動の
最小点で傾斜磁場コイル装置を支持しても、Ｚコイルセ
ット２１の振動が外部に伝播して、被検体に不快感を与
えたり、画質の劣化を招くことが少ない。また、Ｚコイ
ルセット２１は傾斜磁場に対する１巻線当たりの電流感
度がＸコイルセット２３やＹコイルセット２５に比べて
非常に高く、Ｘコイルセット２３やＹコイルセット２５
より必要なアンペア数が少なくて済む。そのため、Ｚコ
イルセット２１は、Ｘコイルセット２３やＹコイルセッ
ト２５に比べて、振動発生に寄与する割合が著しく低
い。

【００４８】以上説明したように、第１実施形態によれ
ば、傾斜磁場コイルを構成する各コイルセットの振動が
最小になる部位で傾斜磁場コイルを支持することによ
り、コイルの振動が支持部材を介して外部に伝播するこ
とを防ぐことができ、騒音により被検体が不快感を感じ
ることや、振動により画質が劣化することが防止でき
る。さらに、ＸコイルセットとＹコイルセットの振動が
最小になる部位が一致するように両コイルセットのコイ
ルパターンを形成することにより、コイルの振動が支持
部材を介して外部に伝播することをさらに防ぐことがで
きる。

【００４９】なお、傾斜磁場コイルの支持部材に振動吸
収用のダンパーを設ければ、振動の伝播をより一層防止
できる。

【００５０】（第２実施形態）第１実施形態は傾斜磁場
コイルの振動がコイルの支持部材を介して外部へ伝播す
るのを極力防止するものであるが、振動による騒音に関
しては言及していない。通常考えられる防音対策として
は、磁石の端面にラバー、スポンジ等の吸音材を貼るこ
とがあるが、これでは音のレベルは数ｄＢしか低下しな
い。

【００５１】そこで、第２実施形態は、斜磁場コイルを
覆う真空容器で静磁場コイルまで覆ってしまい、たとえ
傾斜磁場コイルの振動が静磁場磁石に伝播し静磁場磁石
自体が振動したとしても、この振動による騒音を低減す
ることができるものである。

【００５２】図１１に第２実施形態の断面図を示す。中
空円筒状の容器３０内に静磁場磁石３２が収納され、ス
プリング、スポンジ、ジャバラ、ダンパー等の振動吸収
性の高い支持部材３４を介して容器３０の側壁、外壁に
取り付けられている。静磁場磁石３２の内側に傾斜磁場
コイル３６が取り付け部材３８を介して接続されてい
る。傾斜磁場コイル３６自身もスプリング、スポンジ、
ジャバラ、ダンパー等の振動吸収性の高い支持部材４０
を介して容器３０の内壁に取付けられている。支持部材
４０の取り付け位置は第１実施形態で説明したように、
Ｘコイルセット、Ｙコイルセットの振動が最小になる位
置Ｚ１（ｘ）（＝Ｚ１（ｙ））、Ｚ２（ｘ）（＝Ｚ２
（ｙ））である。このように、静磁場磁石３２、傾斜磁
場コイル３６は振動吸収性支持部材３４、４０により容
器３０に取付けられているので、傾斜磁場コイル３２の
振動が容器３０に伝播しにくく、騒音が生じるおそれが
少ない。さらに、振動最小点に支持部材４０を取付ける
ことにより、傾斜磁場コイルの振動が支持部材に伝播す
ることも防止される。

【００５３】容器３０にはロータリポンプ４２も接続さ
れ、容器３０内部の空気を排気し、容器３０の内部をほ
ぼ真空（１ヘクトパスカル以下）に保つ。このため、コ
イルの振動により発生する騒音が容器３０外部に伝播す
ることがほぼ完全に防止される。なお、ロータリポンプ
４２は常時動作させる必要はなく、容器３０内の気圧を
監視し、所定の気圧以上になった時のみ作動させるよう
にしてもよい。また、余計な振動を与えないために、磁
気共鳴信号を収集するパルスシーケンスを実行中は作動
させずに、パルスシーケンスとパルスシーケンスの間に
作動するようにすることが好ましい。

【００５４】第２実施形態によれば、傾斜磁場コイルを
静磁場磁石に設置できるので、真空容器３０を軽量化で
きる。また、真空容器内に容易に仕切りを設けることが
できるため、真空がリークした場合、容易に原因を解明
でき、対処することができる。このように、第２実施形
態によれば、騒音の発生源を全て真空容器内に閉じ込め
るので、騒音をかなり低減することができる。さらに、
コイルの振動が容器に伝わらないようになっているの
で、振動もかなり低減できる。

【００５５】（変形例）本発明は上述した実施形態に限
定されず、種々変形して実施可能である。例えば、上述
の説明では、傾斜磁場コイルとしては通常の非シールド
型コイルを説明したが、本願発明者により既に提案され
ている（特許６２−１４３０１２号、ＵＳＰ４，７３
７，７１６号明細書、ＵＳＰ４，７３３，１８９号明細
書参照）能動遮蔽型傾斜磁場コイル（Actively Shield
Gradient Coil：ＡＳＧＣ）でもよい。能動遮蔽型傾斜
磁場コイルは傾斜磁場を発生する主コイルと、主コイル
の外側に設けられ、主コイルにより発生された傾斜磁場
が傾斜磁場コイルの外側へ漏洩することを防ぐための逆
向きの磁場を発生するアクティブシールドコイルとから
なる。この場合、ＸコイルセットとＹコイルセットに同
じパターン（主コイルとアクティブシールドコイルとも
に）を使用すると、シールド性能が劣化するので好まし
くないが、主コイル、シールドコイルに供給される電流
波形を適当に整形（補正）することにより、洩れ磁場に
よる渦電流磁場を補正し、十分なシールド効果を実現す
ることができる。

【００５６】例えば、通常用いられる分布巻きコイルに
関しては、電流密度関数を最小二乗法等の最適化ルーチ
ン等を使用して所望のコイル性能を維持しつつ、自由に
電流密度分布を変化させることができることが知られて
いる（特許６２−１４３０１２号、ＵＳＰ４，７３７，
７１６号明細書参照）。そのため、Ｘコイルセットの合
成トルク重心とＹコイルセットの合成トルク重心とを一
致するように制約条件を設定することにより、目的のコ
イルパターンを設計できる。なお、このことはシールド
型傾斜磁場コイルでも通常のコイルでも同様である。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、下
記のような作用効果を奏する傾斜磁場コイル装置を提供
することができる。

【００５８】（ａ）コイルに流れる電流と静磁場に基づ
くローレンツ力による振動が最小になる部位で支持され
るので、コイルの振動が外部へ伝播することがない。

【００５９】（ｂ）Ｘコイル、Ｙコイル、Ｚコイルのい
ずれかのコイルに流れる電流と静磁場に基づくローレン
ツ力による振動が最小になる部位で支持されるので、コ
イルの振動が外部へ伝播することがない。

【００６０】（ｃ）Ｘコイル、Ｙコイルのコイルパター
ンが両コイルに流れる電流と静磁場に基づくローレンツ
力による振動が最小になるラインが一致するように形成
されているものである。このため、コイルの振動が外部
に伝播することがない。

【００６１】（ｄ）静磁場磁石と傾斜磁場コイルとが真
空容器内に収納されているので、騒音源が容器内に閉じ
込められ、傾斜磁場コイルの騒音が容器外部へ伝播する
ことが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による傾斜磁場コイル装置の第１実施形
態を含む磁気共鳴イメージング装置の概略構成を示すブ
ロック図。

【図２】本発明の第１実施形態による傾斜磁場コイル装
置の概略的な構成を示す斜視図。

【図３】図２のＸコイルセットから発生するローレンツ
力を示す図。

【図４】図２のＸコイルセットの電流密度分布を示す
図。

【図５】図２のＸコイルセットのコイルパターンを円周
方向に展開した状態で示す図。

【図６】図２のＹコイルセットから発生するローレンツ
力を示す図。

【図７】図２のＹコイルセットの電流密度分布を示す
図。

【図８】図２のＹコイルセットのコイルパターンを円周
方向に展開した状態で示す図。

【図９】傾斜磁場コイル装置を支持する指示部材の位置
を示す図。

【図１０】図２のＺコイルセットから発生するローレン
ツ力を示す図。

【図１１】本発明の第２実施形態による傾斜磁場コイル
装置の断面図。

【符号の説明】

７、８、９…傾斜磁場電源１０…シーケンサ２１…Ｚコイルセット２３…Ｘコイルセット２５…Ｙコイルセット３０…容器３４、４０…支持部材４２…ロータリポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気共鳴診断のための傾斜磁場を発生す
る傾斜磁場コイル装置において、コイルに流れる電流と
静磁場に基づくローレンツ力による振動が最小になる部
位に支持部材が取付けられていることを特徴とする傾斜
磁場コイル装置。
【請求項２】磁気共鳴診断のために被検体の体軸に沿
ったＺ軸、Ｚ軸に垂直なＸ軸、Ｙ軸の３軸方向の傾斜磁
場を発生するＺコイル、Ｘコイル、Ｙコイルが組み合わ
されてなる傾斜磁場コイル装置において、Ｘコイル、Ｙ
コイル、Ｚコイルのいずれかのコイルに流れる電流と静
磁場に基づくローレンツ力による振動が最小になる部位
に支持部材が取付けられていることを特徴とする傾斜磁
場コイル装置。
【請求項３】磁気共鳴診断のために被検体の体軸に沿
ったＺ軸、Ｚ軸に垂直なＸ軸、Ｙ軸の３方向の傾斜磁場
を発生するＺコイル、Ｙコイル、Ｘコイルが組み合わさ
れてなる傾斜磁場コイル装置において、Ｘコイル、Ｙコ
イルのコイルパターンが両コイルに流れる電流と静磁場
に基づくローレンツ力による振動が最小になるラインが
一致するように形成されていることを特徴とする傾斜磁
場コイル装置。
【請求項４】前記一致する振動最小ラインに支持部材
が取付けられていることを特徴とする請求項３記載の傾
斜磁場コイル装置。
【請求項５】前記支持部材は振動吸収性を有する支持
部材であることを特徴とする請求項４記載の傾斜磁場コ
イル装置。
【請求項６】前記傾斜磁場コイル装置は傾斜磁場を発
生する主コイルと、該主コイルの外側に設けられ、主コ
イルから発生した傾斜磁場が外側へ漏洩することを防ぐ
ための磁場を発生するアクティブシールドコイルとから
なる能動遮蔽形傾斜磁場コイル装置であることを特徴と
する請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の傾斜
磁場コイル装置。
【請求項７】前記Ｘコイル、Ｙコイルは鞍型コイル対
であることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれ
か一項に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項８】前記Ｘコイル、Ｙコイルは平板型コイル
対であることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいず
れか一項に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項９】前記Ｘコイル、Ｙコイルは渦巻き状の分
布巻型コイル対であることを特徴とする請求項２乃至請
求項５のいずれか一項に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項１０】前記Ｘコイル、Ｙコイルは非対称型コ
イル対であることを特徴とする請求項２乃至請求項５の
いずれか一項に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項１１】磁気共鳴診断装置のコイル装置におい
て、静磁場磁石と、前記静磁場磁石より被検体側に設けられる傾斜磁場コイ
ルと、前記静磁場磁石と傾斜磁場コイルとを収納する容器とを
具備することを特徴とするコイル装置。
【請求項１２】前記容器は真空容器であり、前記静磁
場磁石と傾斜磁場コイルは振動吸収性支持部材を介して
前記真空収納に取付けられていることを特徴とする請求
項１１記載のコイル装置。
【請求項１３】前記傾斜磁場コイルは傾斜磁場を発生
する主コイルと、該主コイルの外側に設けられ、主コイ
ルから発生した傾斜磁場が外側へ漏洩することを防ぐた
めの磁場を発生するアクティブシールドコイルとからな
る能動遮蔽形傾斜磁場コイルであることを特徴とする請
求項１１あるいは請求項１２に記載のコイル装置。
【請求項１４】前記傾斜磁場コイルは鞍型コイル対を
有することを特徴とする請求項１１あるいは請求項１２
に記載のコイル装置。
【請求項１５】前記傾斜磁場コイルは平板型コイル対
を有することを特徴とする請求項１１あるいは請求項１
２に記載のコイル装置。
【請求項１６】前記傾斜磁場コイルは渦巻き状の分布
巻型コイル対を有することを特徴とする請求項１１ある
いは請求項１２に記載のコイル装置。
【請求項１７】前記傾斜磁場コイルは非対称型コイル
対を有することを特徴とする請求項１１あるいは請求項
１２に記載のコイル装置。