JPH0334898Y2 - - Google Patents

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JPH0334898Y2
JPH0334898Y2 JP12814386U JP12814386U JPH0334898Y2 JP H0334898 Y2 JPH0334898 Y2 JP H0334898Y2 JP 12814386 U JP12814386 U JP 12814386U JP 12814386 U JP12814386 U JP 12814386U JP H0334898 Y2 JPH0334898 Y2 JP H0334898Y2
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coil
gradient
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coils
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Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は磁石装置に関し、特に主軸に沿いほ
ぼ一様な磁界を発生する磁界発生手段と、主軸を
横切る勾配磁界を重畳させる手段とを備えた磁石
装置に関する。
[Detailed description of the invention] Industrial application field This invention relates to a magnet device, and in particular to a magnet device that is equipped with a magnetic field generating means for generating a substantially uniform magnetic field along the main axis and a means for superimposing a gradient magnetic field across the main axis. Regarding equipment.

従来の技術 このような磁石装置は種々の分野で使用される
が、特に該磁気共鳴(NMR)撮像の分野に応用
されている。NMR撮像では主軸を横切る勾配磁
界が一連のパルス状に発生されて磁気共鳴技術に
よる人体の撮像が行なわれる。
BACKGROUND OF THE INVENTION Such magnetic devices are used in a variety of fields, particularly in the field of magnetic resonance (NMR) imaging. In NMR imaging, a transverse principal axis gradient magnetic field is generated in a series of pulses to image the human body using magnetic resonance techniques.

考案が解決しようとする問題点 NMR装置に使用される従来の磁石装置は、主
軸の両側に配置された2対の勾配コイル組を備
え、これら勾配コイル組対は別々に制御されて該
コイル組対間に勾配磁界を与える。従来装置の問
題点の一つとして、得られる勾配直線性が、ある
撮像条件下では受け入れ難いということが上げら
れる。
Problems to be Solved by the Invention A conventional magnet device used in an NMR apparatus has two pairs of gradient coil sets arranged on both sides of a main shaft, and these pairs of gradient coil sets are separately controlled to control the coil set. Apply a gradient magnetic field between the pair. One of the problems with conventional devices is that the resulting gradient linearity is unacceptable under certain imaging conditions.

問題点を解決するための手段 この考案によると、磁石装置は主軸に沿つてほ
ぼ一様な磁界を発生する磁界発生手段と、主軸の
両側に配置された勾配コイル組対とを備える。勾
配コイル組対に電流が流れると、該勾配コイル組
対間で主軸を横切つて延在する第2軸に沿つて該
勾配コイル組対により勾配磁界が発生される。各
勾配コイルは第1、第2コイルを有し、該第1、
第2コイルの巻線は、主軸とほぼ同心なそれぞれ
の面上に形成される。第2コイルが磁石装置の中
心領域に配置されて、使用時にこの中心領域は残
りの領域より高い電流密度を有する。
Means for Solving the Problems According to this invention, a magnet device includes a magnetic field generating means for generating a substantially uniform magnetic field along the main axis, and a pair of gradient coils arranged on both sides of the main axis. When current flows through the gradient coil pair, a gradient magnetic field is generated by the gradient coil pair along a second axis extending across the principal axis between the gradient coil pairs. Each gradient coil has a first and a second coil, the first,
The windings of the second coil are formed on respective surfaces substantially concentric with the main axis. A second coil is arranged in the central region of the magnet device, so that in use this central region has a higher current density than the remaining regions.

この考案では、発生勾配磁界の直線性が従来の
5%〜約2%程度の直線性に比して大幅に改善さ
れる。すなわち、第2軸に沿うどの点において
も、磁界の最大偏差は所望値の2%以下である。
With this invention, the linearity of the generated gradient magnetic field is significantly improved compared to the conventional linearity of about 5% to about 2%. That is, at any point along the second axis, the maximum deviation of the magnetic field is less than 2% of the desired value.

典型的には、主軸の両側に2対の(勾配)コイ
ルが配置され、各コイル組は各対のコイル組間に
延在する各第2軸に沿つて勾配磁界を発生する。
これら第2軸は相互に横切ると共に主軸を横切
る。また、典型的には、主軸と各第2軸とは互い
に直交する。
Typically, two pairs of (gradient) coils are placed on either side of the main axis, with each coil set producing a gradient magnetic field along a respective second axis extending between each pair of coil sets.
These secondary axes intersect each other and the main axis. Further, typically, the main axis and each second axis are orthogonal to each other.

好ましくは、各コイル組の第2コイルは、対応
する第1コイルとほぼ同軸的または同心的に配置
される。
Preferably, the second coil of each coil set is arranged substantially coaxially or concentrically with the corresponding first coil.

第1、第2コイルは別々に付勢することもでき
るが、好ましくは、各組第1、第2のコイルを電
気的に直列接続することである。この接続によ
り、両コイルにパルスが印加される典型的な磁気
共鳴撮像処理時に、該両コイルの同時付勢が特に
容易となる。
Although the first and second coils can be energized separately, it is preferable to electrically connect each set of first and second coils in series. This connection particularly facilitates simultaneous energization of both coils during typical magnetic resonance imaging procedures where pulses are applied to both coils.

各コイル組に3個またはそれ以上のコイルを設
けて、さらに直線性を改善できるが、この場合も
それぞれのコイルを相互に同軸的に配置するとよ
い。
Three or more coils can be provided in each coil set to further improve linearity, but again it is preferable to arrange the coils coaxially with respect to each other.

典型的には、磁界発生手段は例えばソレノイド
をなす主軸とほぼ同心な少なくとも1個の電気コ
イルを備え、これらのコイルは超電導性とするこ
とができる。一方、勾配コイル組は通常抵抗性
(非超電導性)である。
Typically, the magnetic field generating means comprises at least one electrical coil approximately concentric with the main axis of the solenoid, for example, and these coils may be superconducting. On the other hand, gradient coil sets are typically resistive (non-superconducting).

実施例 以下、実施例にもとづきこの考案を詳細に説明
する。
EXAMPLES Hereinafter, this invention will be explained in detail based on examples.

第1A図、第1B図、第2A図、第2B図に示
す磁石装置は、低温槽1内に収納された超電導コ
イル(図示せず)を備える。主軸3を有する円筒
状孔2が低温槽により形成される。低温槽1内に
収納された磁石装置は主軸3の方向zに延在する
一様な定常磁界を発生する。主軸3と共軸な孔2
内にアルミニウムの巻型4が装着され、この巻型
4上に勾配コイル組を多数配置する。
The magnet device shown in FIGS. 1A, 1B, 2A, and 2B includes a superconducting coil (not shown) housed in a cryostat 1. The magnet device shown in FIGS. A cylindrical hole 2 with a main axis 3 is formed by a cryostat. A magnet arrangement housed in the cryostat 1 generates a uniform steady magnetic field extending in the direction z of the main axis 3. Hole 2 coaxial with main shaft 3
An aluminum winding form 4 is installed inside the winding form 4, and a large number of gradient coil sets are arranged on this winding form 4.

第1B図に示すように、ほぼ同一の4個のコイ
ル5,6,50,60が、磁石装置の中心面70
に対して対称的に対をなして配置され、各コイル
組はそれぞれ第1コイル5A,5B,6A,6B
を有している。各コイルは第1A図に示すような
円周方向拡がりを有する。使用時、対向コイル対
のうちの1対、たとえばコイル組5,50間に延
在する第2軸に沿つて勾配磁界が形成される。
As shown in FIG. 1B, four substantially identical coils 5, 6, 50, 60 are arranged in a central plane 70 of the magnet arrangement.
Each coil set is arranged in pairs symmetrically with respect to the first coil 5A, 5B, 6A, 6B.
have. Each coil has a circumferential extent as shown in FIG. 1A. In use, a gradient magnetic field is created along a second axis extending between one of the opposing coil pairs, e.g., coil sets 5, 50.

コイル5A,5B,6A,6Bは、それぞれが
第3図に示すものと同様な一連の電気導体巻線を
有している。第3図から明らかなように、円周方
向の6ターンからなる第1領域7と、この第1領
域から離間した4ターンからなる第2領域8と、
この第2領域から離間した2ターンの第3領域9
とが設けられる。
Coils 5A, 5B, 6A, 6B each have a series of electrical conductor windings similar to those shown in FIG. As is clear from FIG. 3, a first area 7 consisting of six turns in the circumferential direction, a second area 8 consisting of four turns spaced apart from the first area,
A third area 9 of two turns separated from this second area
and is provided.

第4図はコイル5の斜視図である。コイル組5
は約160度の周角に亘り延在する第1コイル5A
と、第3図に示すものと同様な巻線を有するが、
より小さな円周角約87度だけ延在し、コイル5A
と同軸な第2コイル10とを備えている。図示を
明瞭にするため、第1B図ではコイル10を省略
してある。コイル10はコイル組の中心領域での
電流密度を増す作用をし、その結果、対向コイル
対間に延在する勾配磁界の直線性が大幅に向上す
る。
FIG. 4 is a perspective view of the coil 5. Coil group 5
is the first coil 5A extending over a circumferential angle of approximately 160 degrees.
and has a winding similar to that shown in FIG.
Extending by a smaller circumferential angle of about 87 degrees, the coil 5A
and a coaxial second coil 10. For clarity of illustration, the coil 10 has been omitted from FIG. 1B. The coil 10 serves to increase the current density in the central region of the coil set, resulting in a significant improvement in the linearity of the gradient field extending between the opposing coil pairs.

コイル5A,10(他のコイル中の相当コイル
も同様)の円周角は種々の値を取り得る。円周角
値は経験的に決められるが、好ましくは、 コイル5A コイル10 132゜ 12゜ 156゜ 84゜ である。
The circumferential angles of the coils 5A and 10 (as well as the corresponding coils among the other coils) can take various values. The circumferential angle values are determined empirically, but are preferably 132° 12° 156° 84°.

図示の例では、小さい方のコイル10がコイル
5Aより半径方向外側に配置されている。しか
し、コイル10をコイル5Aより半径方向内側へ
配置してもよい。
In the illustrated example, the smaller coil 10 is arranged radially outward from the coil 5A. However, the coil 10 may be arranged radially inward from the coil 5A.

各コイル組の2個のコイルは遠方の電源(図示
せず)に直列接続して各コイルを同時に付勢する
ようにする。さらに、コイル組5,6,50,6
0も直列に相互接続する。
The two coils of each coil set are connected in series to a remote power source (not shown) to energize each coil simultaneously. Furthermore, coil sets 5, 6, 50, 6
0 are also interconnected in series.

X方向勾配コイル組5,6,50,60に加
え、Y方向勾配コイル組の同様な組を巻型4上に
配置する。第2B図に2個のY方向勾配コイル組
11,12を示す。また、第2A図は上記コイル
組11と、これに対向する別のY方向コイル組1
10とを示している。これらのコイル組は第1A
図、第1B図で省略してあり、一方、X方向コイ
ル組は第2A図、第2B図で省略してある。コイ
ル組11,12は、これらがX方向コイルが発生
する勾配磁界と直交する勾配磁界を発生するよう
に巻型4上に配置されている点を除けば、コイル
組5,6と同一である。したがつて、コイル組体
11,12はそれぞれが例えばコイル5Aに等価
な第1コイル13と、コイル10と同様で各コイ
ル13に同心的に重ねられた第2コイル14とを
有する。Y方向コイルも直列に相互接続される。
In addition to the X gradient coil sets 5, 6, 50, 60, a similar set of Y gradient coil sets are arranged on the former 4. FIG. 2B shows two Y-direction gradient coil sets 11, 12. Further, FIG. 2A shows the above-mentioned coil set 11 and another Y-direction coil set 1 opposite thereto.
10 is shown. These coil sets are No. 1A
1B, while the X-direction coil set is omitted in FIGS. 2A and 2B. Coil sets 11 and 12 are identical to coil sets 5 and 6, except that they are arranged on the former 4 so as to generate a gradient magnetic field orthogonal to the gradient field generated by the X-direction coils. . Therefore, each of the coil assemblies 11, 12 has a first coil 13, which is equivalent to the coil 5A, for example, and a second coil 14, which is similar to the coil 10 and superimposed concentrically on each coil 13. The Y-direction coils are also interconnected in series.

上述の各種コイルは必ずしも第3図の構成をと
る必要がなく、例えば、各コイルのターン数を異
ならせると共にターンの配列も第3図のもの(3
個の弧状部)と異ならせることができる。
The various coils described above do not necessarily have to have the configuration shown in Figure 3; for example, each coil may have a different number of turns and the arrangement of turns may be the same as that shown in Figure 3 (3).
arcuate portions).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1A図、第1B図はX方向勾配磁界発生用コ
イル組の部分を示す磁石装置の概略部分端面図お
よび側面図、第2A図、第2B図はY方向勾配磁
界発生用コイル組の部分を示す第1A図、第1B
図と同様な図、第3図は1個のコイル組中の代表
的コイル構造を示す図、第4図は1個のコイル組
の詳細を示す概略斜視図である。 3……主軸、5,50……勾配コイル組対、5
A,5B……第1コイル、6,60……勾配コイ
ル組対、10……第2コイル、X……第2軸、Y
……第2軸。
Figures 1A and 1B are schematic partial end and side views of the magnet device showing the coil set for generating a gradient magnetic field in the X direction, and Figures 2A and 2B show the coil set for generating a gradient magnetic field in the Y direction. Figures 1A and 1B shown.
3 is a diagram showing a typical coil structure in one coil set, and FIG. 4 is a schematic perspective view showing details of one coil set. 3... Main shaft, 5, 50... Gradient coil set pair, 5
A, 5B...First coil, 6,60...Gradient coil pair, 10...Second coil, X...Second axis, Y
...Second axis.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 1 主軸に沿いほぼ一様な磁界を発生する磁界発
生手段と、主軸の両側に配置された勾配コイル
対とを備え、勾配コイル組対に電流が流れる
と、該勾配コイル組対間で主軸を横切つて延在
する第2軸に沿つて該勾配コイル組対により勾
配磁界が発生され、各勾配コイル組は第1、第
2コイルを有し、該第1、第2のコイルの巻線
は主軸とほぼ同心なそれぞれの面上に形成さ
れ、第2コイルが磁石装置の中心領域に配置さ
れて、使用時にこの中心領域は残りの領域より
高い電流密度を有していることを特徴とする磁
石装置。 2 実用新案登録請求の範囲第1項において、第
2軸は相互に横切ると共に、主軸を横切ること
を特徴とする磁石装置。 3 実用新案登録請求の範囲第1項または第2項
において、各勾配コイル組の第2コイルは、対
応する第1コイルとほぼ同軸であることを特徴
とする磁石装置。 4 実用新案登録請求の範囲第1項〜第3項のい
ずれかにおいて、各勾配コイル組の第1、第2
コイルは、電気的に直列に接続されていること
を特徴とする磁石装置。 5 実用新案登録請求の範囲第1項〜第4項のい
ずれかにおいて、磁界発生手段は主軸とほぼ共
軸な少なくとも1個の電気コイルを備えている
ことを特徴とする磁石装置。
[Claims for Utility Model Registration] 1. Comprising a magnetic field generating means that generates a substantially uniform magnetic field along the main axis, and a pair of gradient coils arranged on both sides of the main axis, when a current flows through the pair of gradient coils, A gradient magnetic field is generated by the pair of gradient coil sets along a second axis extending across the main axis between the pairs of gradient coil sets, each gradient coil set having a first and a second coil, the first , the windings of the second coil are formed on respective planes substantially concentric with the main axis, and the second coil is arranged in a central region of the magnet arrangement such that in use this central region carries a higher current density than the remaining regions. A magnet device comprising: 2. The magnet device according to claim 1, characterized in that the second axes cross each other and the main axis. 3 Utility Model Registration The magnet device according to claim 1 or 2, characterized in that the second coil of each gradient coil set is substantially coaxial with the corresponding first coil. 4. In any one of claims 1 to 3 of the claims for utility model registration, the first and second
A magnet device characterized in that the coils are electrically connected in series. 5 Utility Model Registration The magnet device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the magnetic field generating means includes at least one electric coil substantially coaxial with the main axis.
JP12814386U 1986-08-22 1986-08-22 Expired JPH0334898Y2 (en)

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JPS6333608U JPS6333608U (en) 1988-03-04
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