JPH04367650A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
磁気共鳴イメージング装置Info
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- JPH04367650A JPH04367650A JP3141800A JP14180091A JPH04367650A JP H04367650 A JPH04367650 A JP H04367650A JP 3141800 A JP3141800 A JP 3141800A JP 14180091 A JP14180091 A JP 14180091A JP H04367650 A JPH04367650 A JP H04367650A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- asgc
- cooling pipe
- primary coil
- screen
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴現象を利用し
て磁気共鳴画像等を得る磁気共鳴イメージング装置（以
下「ＭＲＩ装置」という）に関し、特に静磁場空間に配
置された被写体に対しスライス用、位相エンコード用、
リード用等の各傾斜磁場を印加するために用いる傾斜磁
場コイルの改良に関する。
て磁気共鳴画像等を得る磁気共鳴イメージング装置（以
下「ＭＲＩ装置」という）に関し、特に静磁場空間に配
置された被写体に対しスライス用、位相エンコード用、
リード用等の各傾斜磁場を印加するために用いる傾斜磁
場コイルの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、プライマリーコイルに対しスクリ
ーンコイルを同軸状に外側配置し、これにより外部に洩
れ磁場がないようにした傾斜磁場コイル、即ち自己シー
ルド型傾斜磁場コイル（ａｃｔｉｖｅ ｓｈｉｅｌｄｅ
ｄ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｃｏｉｌ を略して以下「ＡＳ
ＧＣ」という）が開発されている。このＡＳＧＣは、静
磁場マグネットとの間に磁気的相互作用として「渦電流
」が発生しないことから、画質低下やアーチファクトの
発生を招かないため理想的であると言われている。
ーンコイルを同軸状に外側配置し、これにより外部に洩
れ磁場がないようにした傾斜磁場コイル、即ち自己シー
ルド型傾斜磁場コイル（ａｃｔｉｖｅ ｓｈｉｅｌｄｅ
ｄ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｃｏｉｌ を略して以下「ＡＳ
ＧＣ」という）が開発されている。このＡＳＧＣは、静
磁場マグネットとの間に磁気的相互作用として「渦電流
」が発生しないことから、画質低下やアーチファクトの
発生を招かないため理想的であると言われている。
【０００３】従来、この種のＡＳＧＣは、ＭＲＩ装置で
必要な傾斜磁場強度があまり大きくないことから、コイ
ルに流す電流が最大１７０Ａ程度、コイルの抵抗が０．
１Ω程度に設計されている。この場合、最悪でも２．８
９ｋｗ程度のエネルギーがＡＳＧＣ内部で熱になるに過
ぎず、また実用上はパルスシーケンスにもよるが１００
％デューティで使用されることがない。
必要な傾斜磁場強度があまり大きくないことから、コイ
ルに流す電流が最大１７０Ａ程度、コイルの抵抗が０．
１Ω程度に設計されている。この場合、最悪でも２．８
９ｋｗ程度のエネルギーがＡＳＧＣ内部で熱になるに過
ぎず、また実用上はパルスシーケンスにもよるが１００
％デューティで使用されることがない。
【０００４】ところが、撮影時間が今までのＭＲＩ装置
より大幅に短縮された超高速ＭＲＩ装置（ｅｃｈｏ ｐ
ｌａｎａｒ ｉｍａｇｉｎｇ を略して以下「ＥＰＩ」
という）では、傾斜磁場強度について比較すると、従来
１０ｍＴ／ｍだったものを５０ｍＴ／ｍ程度にする必要
があり、そのためＡＳＧＣに流す電流が約８５０Ａ程度
になってしまう。これにより熱となるエネルギーが２５
倍にもなって７２．２５ｋｗとなる。従って、ＡＳＧＣ
を強制的に冷却することが必要となる。
より大幅に短縮された超高速ＭＲＩ装置（ｅｃｈｏ ｐ
ｌａｎａｒ ｉｍａｇｉｎｇ を略して以下「ＥＰＩ」
という）では、傾斜磁場強度について比較すると、従来
１０ｍＴ／ｍだったものを５０ｍＴ／ｍ程度にする必要
があり、そのためＡＳＧＣに流す電流が約８５０Ａ程度
になってしまう。これにより熱となるエネルギーが２５
倍にもなって７２．２５ｋｗとなる。従って、ＡＳＧＣ
を強制的に冷却することが必要となる。
【０００５】そこで、ＡＳＧＣを冷却する手法として、
ＡＳＧＣを強制空冷する手法や、ＡＳＧＣを水、油等の
冷媒により冷却する手法が種々提案された。
ＡＳＧＣを強制空冷する手法や、ＡＳＧＣを水、油等の
冷媒により冷却する手法が種々提案された。
【０００６】しかし、強制空冷では冷却効率が著しく悪
いため、設備上等の観点で不適当である。他方、冷媒冷
却では、最も簡単なＡＳＧＣ構造の場合、プライマリー
コイルとスクリーンコイルとが一筆書き可能なように直
列に接続されていることに着目し、コイル巻きする導線
としてホロー導線（導線の中心にストロー状に穴をあけ
ておくもの）を使い、このホロー導線に冷媒を流す手法
を適用することができると考えられた。しかし、ＡＳＧ
Ｃでのコイル巻きのパターンは複雑であるため、冷媒圧
をかなり高くしないとホロー導線に冷媒が流れず、実用
的でなかった。
いため、設備上等の観点で不適当である。他方、冷媒冷
却では、最も簡単なＡＳＧＣ構造の場合、プライマリー
コイルとスクリーンコイルとが一筆書き可能なように直
列に接続されていることに着目し、コイル巻きする導線
としてホロー導線（導線の中心にストロー状に穴をあけ
ておくもの）を使い、このホロー導線に冷媒を流す手法
を適用することができると考えられた。しかし、ＡＳＧ
Ｃでのコイル巻きのパターンは複雑であるため、冷媒圧
をかなり高くしないとホロー導線に冷媒が流れず、実用
的でなかった。
【０００７】また、別の冷媒冷却では、プライマリーコ
イルとスクリーンコイルとの間に冷却パイプを配置し、
この冷却パイプの周囲とプライマリーコイル及びスクリ
ーンコイルの壁面との間に樹脂を含浸させた冷却構造を
ＡＳＧＣに施すものである。この場合、冷却パイプに冷
媒を流すことを容易に行える。
イルとスクリーンコイルとの間に冷却パイプを配置し、
この冷却パイプの周囲とプライマリーコイル及びスクリ
ーンコイルの壁面との間に樹脂を含浸させた冷却構造を
ＡＳＧＣに施すものである。この場合、冷却パイプに冷
媒を流すことを容易に行える。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
冷却構造のＡＳＧＣに施した場合においては、コイルと
冷却パイプとの間に熱伝導率の低い樹脂（銅の場合の熱
伝導率が０．９４１ｃａｌ／ｓ／ｃｍ２ ／（ｏｃ／ｃ
ｍ）であるのに対し、熱伝導率が最も高い高密度ポリエ
チレンでも１２．４×１０−４ｃａｌ ／ｓ／ｃｍ２
／（ｏｃ／ｃｍ）しかない）が介在するため、冷却効率
が悪い。従って、撮影時間が長い従来型のＭＲＩ装置に
は有用であるが、ＥＰＩには適用することができないと
いう不具合があった。
冷却構造のＡＳＧＣに施した場合においては、コイルと
冷却パイプとの間に熱伝導率の低い樹脂（銅の場合の熱
伝導率が０．９４１ｃａｌ／ｓ／ｃｍ２ ／（ｏｃ／ｃ
ｍ）であるのに対し、熱伝導率が最も高い高密度ポリエ
チレンでも１２．４×１０−４ｃａｌ ／ｓ／ｃｍ２
／（ｏｃ／ｃｍ）しかない）が介在するため、冷却効率
が悪い。従って、撮影時間が長い従来型のＭＲＩ装置に
は有用であるが、ＥＰＩには適用することができないと
いう不具合があった。
【０００９】本発明は、係る課題に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、冷却効率の高い冷却構
造とされたＡＳＧＣを有するＭＲＩ装置を提供すること
にある。
ので、その目的とするところは、冷却効率の高い冷却構
造とされたＡＳＧＣを有するＭＲＩ装置を提供すること
にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、プライマリーコイルとスクリーンコイル
との間に間隙を設け、その間隙に冷却パイプを配置する
とともに不活性ガスを充填してなるＡＳＧＣを、具備す
ることを特徴とする。
達成するため、プライマリーコイルとスクリーンコイル
との間に間隙を設け、その間隙に冷却パイプを配置する
とともに不活性ガスを充填してなるＡＳＧＣを、具備す
ることを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明によるＭＲＩ装置の構成であれば、ＡＳ
ＧＣは、冷却パイプの周囲とプライマリーコイル及びス
クリーンコイルの壁面との間に不活性液体を充填されて
いるため、コイルから冷却パイプ内の冷媒までの熱伝導
率が高く冷却効率が高い。
ＧＣは、冷却パイプの周囲とプライマリーコイル及びス
クリーンコイルの壁面との間に不活性液体を充填されて
いるため、コイルから冷却パイプ内の冷媒までの熱伝導
率が高く冷却効率が高い。
【００１２】
【実施例】図１は本発明が適用されたＭＲＩ装置におけ
る第１実施例のＡＳＧＣ１の概略を示す斜視図、図２は
そのＡＳＧＣ１の横断面構造を示す図である。
る第１実施例のＡＳＧＣ１の概略を示す斜視図、図２は
そのＡＳＧＣ１の横断面構造を示す図である。
【００１３】この第１実施例のＡＳＧＣ１は、図１及び
図２に示すように、プライマリーコイル２とスクリーン
コイル３との間に間隙を設け、その間隙にプライマリー
コイル２の外周面に沿ってスパイラル状に冷却パイプ４
を巻回配置するとともに、不活性液体５を充填している
。
図２に示すように、プライマリーコイル２とスクリーン
コイル３との間に間隙を設け、その間隙にプライマリー
コイル２の外周面に沿ってスパイラル状に冷却パイプ４
を巻回配置するとともに、不活性液体５を充填している
。
【００１４】そして、図２に示すように、プライマリー
コイル２は、巻枠６と導線７とからなる。他方、スクリ
ーンコイル３は、巻枠８と導線９とからなる。この各コ
イルの導線７，９は一筆書き可能なように直列に接続さ
れている。
コイル２は、巻枠６と導線７とからなる。他方、スクリ
ーンコイル３は、巻枠８と導線９とからなる。この各コ
イルの導線７，９は一筆書き可能なように直列に接続さ
れている。
【００１５】冷却パイプ４には、冷媒として水又は油が
流れる。その冷媒による冷熱伝達される不活性液体５に
よってプライマリーコイル２及びスクリーンコイル３の
導線７，９が冷却される。そして、不活性液体５には、
ＣＦ４ やパーフロロカーボン液の如く熱伝達特性が優
れた液体を用いることから、従来の冷却構造でコイル間
に介在させた樹脂を用いる場合と比較して、大幅に冷却
効率が向上される。
流れる。その冷媒による冷熱伝達される不活性液体５に
よってプライマリーコイル２及びスクリーンコイル３の
導線７，９が冷却される。そして、不活性液体５には、
ＣＦ４ やパーフロロカーボン液の如く熱伝達特性が優
れた液体を用いることから、従来の冷却構造でコイル間
に介在させた樹脂を用いる場合と比較して、大幅に冷却
効率が向上される。
【００１６】しかし、プライマリーコイル２及びスクリ
ーンコイル３の各導線７，９の発熱により図２に矢印で
示す如く不活性液体５が自然対流し、暖められた不活性
液体５がＡＳＧＣ１の鉛直方向上方側へ集中してしまう
。そのため、不活性液体５は、冷却パイプ４と熱交換す
る部分が減ってしまい、冷却効率を更に向上させること
ができない。また、プライマリーコイル２とスクリーン
コイル３との間を機械的固定する部分がないため、ＡＳ
ＧＣ１の動作時の屈曲に起因する騒音が生じやすくなり
、騒音回避の観点で不利である。これを改良したのが図
３から図５を用いて以下説明する第２実施例のＡＳＧＣ
１０である。
ーンコイル３の各導線７，９の発熱により図２に矢印で
示す如く不活性液体５が自然対流し、暖められた不活性
液体５がＡＳＧＣ１の鉛直方向上方側へ集中してしまう
。そのため、不活性液体５は、冷却パイプ４と熱交換す
る部分が減ってしまい、冷却効率を更に向上させること
ができない。また、プライマリーコイル２とスクリーン
コイル３との間を機械的固定する部分がないため、ＡＳ
ＧＣ１の動作時の屈曲に起因する騒音が生じやすくなり
、騒音回避の観点で不利である。これを改良したのが図
３から図５を用いて以下説明する第２実施例のＡＳＧＣ
１０である。
【００１７】図３は本発明が適用されたＭＲＩ装置にお
ける第２実施例のＡＳＧＣ１０の概略を示す斜視図、図
４はそのＡＳＧＣ１０の縦断面構造を示す図、図５はそ
のＡＳＧＣ１０の横断面構造を示す図である。なお、図
３から図５中、図１及び図２と同一符号で示す部分は対
応する部分を示している。
ける第２実施例のＡＳＧＣ１０の概略を示す斜視図、図
４はそのＡＳＧＣ１０の縦断面構造を示す図、図５はそ
のＡＳＧＣ１０の横断面構造を示す図である。なお、図
３から図５中、図１及び図２と同一符号で示す部分は対
応する部分を示している。
【００１８】この第２実施例のＡＳＧＣ１０は、図３及
び図５に示すようにプライマリーコイル２とスクリーン
コイル３との間隙を、コイル間の固定を兼ねた仕切り部
材１１により複数に区分し、この各区分された間隙にそ
れぞれの鉛直方向上方側となる位置関係で冷却パイプ４
を一筆書き可能なように配管し、図４に示す如くＡＳＧ
Ｃ１０の一端側において冷媒を供給及び回収するように
配置するとともに、各区分された間隙には不活性液体５
を充填している。
び図５に示すようにプライマリーコイル２とスクリーン
コイル３との間隙を、コイル間の固定を兼ねた仕切り部
材１１により複数に区分し、この各区分された間隙にそ
れぞれの鉛直方向上方側となる位置関係で冷却パイプ４
を一筆書き可能なように配管し、図４に示す如くＡＳＧ
Ｃ１０の一端側において冷媒を供給及び回収するように
配置するとともに、各区分された間隙には不活性液体５
を充填している。
【００１９】このような構成において、ＡＳＧＣ１０の
各コイルの導線７，９で発熱した熱は、不活性液体５に
直接伝達される。熱によって不活性液体５は自然対流を
起こす。これにより暖められた不活性液体は各区分され
た間隙内で鉛直方向上方側へ集まってくる。この上方側
には冷却パイプ４が配管されているため、暖められた不
活性液体５の熱が冷却パイプ４内を流れる冷媒へ移動す
る。そして、冷媒は流れているため、ＡＳＧＣ１０の外
部へ運ばれ、ＭＲＩ装置のシールドルーム外に設置され
た熱交換器（不図示）に冷却される。冷却された冷媒は
ＡＳＧＣ１０の冷却パイプ４に導かれ再循環する。
各コイルの導線７，９で発熱した熱は、不活性液体５に
直接伝達される。熱によって不活性液体５は自然対流を
起こす。これにより暖められた不活性液体は各区分され
た間隙内で鉛直方向上方側へ集まってくる。この上方側
には冷却パイプ４が配管されているため、暖められた不
活性液体５の熱が冷却パイプ４内を流れる冷媒へ移動す
る。そして、冷媒は流れているため、ＡＳＧＣ１０の外
部へ運ばれ、ＭＲＩ装置のシールドルーム外に設置され
た熱交換器（不図示）に冷却される。冷却された冷媒は
ＡＳＧＣ１０の冷却パイプ４に導かれ再循環する。
【００２０】以上のプロセスにより、ＡＳＧＣ１０のプ
ライマリーコイル２及びスクリーンコイル３の各導線７
，９で発熱した熱は効率良く除かれる。また不活性液体
を使うため電気絶縁性が低下することがない。また仕切
り部材１１によりプライマリーコイル２及びスクリーン
コイル３の間隙が複数に区分した機械的な構造であるか
ら、そのプライマリーコイル２及びスクリーンコイル３
の機械的固定を損うことがない。
ライマリーコイル２及びスクリーンコイル３の各導線７
，９で発熱した熱は効率良く除かれる。また不活性液体
を使うため電気絶縁性が低下することがない。また仕切
り部材１１によりプライマリーコイル２及びスクリーン
コイル３の間隙が複数に区分した機械的な構造であるか
ら、そのプライマリーコイル２及びスクリーンコイル３
の機械的固定を損うことがない。
【００２１】この第２実施例のＡＳＧＣ１０は、図６の
ようにマグネットアッセンブリ２０の傾斜磁場コイルと
して用いられる。なお、図６中、２１は静磁場空間を形
成するためのマグネット、２２はシムコイル、２３は送
信コイル、２４は受信コイルである。そして、マグネッ
ト２１による静磁場空間の中に配置された被検体Ｐに対
し、送信コイル２３を励超パルスを印加するとともに、
ＡＳＧＣ１０から各傾斜磁場を印加して被検体Ｐからの
ＭＲ信号受信コイル２４で受信し、このＭＲ信号の収集
データを基にＭＲ画像を構成することになる。この際、
ＭＩＲ装置がＥＰＩであっても、第２実施例のＡＳＧＣ
１０は、冷却効率が従来のＡＳＧＣと比較して大幅に向
上されているため、連続使用することができる。
ようにマグネットアッセンブリ２０の傾斜磁場コイルと
して用いられる。なお、図６中、２１は静磁場空間を形
成するためのマグネット、２２はシムコイル、２３は送
信コイル、２４は受信コイルである。そして、マグネッ
ト２１による静磁場空間の中に配置された被検体Ｐに対
し、送信コイル２３を励超パルスを印加するとともに、
ＡＳＧＣ１０から各傾斜磁場を印加して被検体Ｐからの
ＭＲ信号受信コイル２４で受信し、このＭＲ信号の収集
データを基にＭＲ画像を構成することになる。この際、
ＭＩＲ装置がＥＰＩであっても、第２実施例のＡＳＧＣ
１０は、冷却効率が従来のＡＳＧＣと比較して大幅に向
上されているため、連続使用することができる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ａ
ＳＧＣの導線と冷却パイプ間の絶縁性を損うことなく、
高効率に熱伝導が達されるので、ＡＳＧＣに対し高効率
の冷却が可能となる。これによりＥＰＩでＡＳＧＣを連
続使用できるようになる。
ＳＧＣの導線と冷却パイプ間の絶縁性を損うことなく、
高効率に熱伝導が達されるので、ＡＳＧＣに対し高効率
の冷却が可能となる。これによりＥＰＩでＡＳＧＣを連
続使用できるようになる。
【図１】本発明が適用されたＭＲＩ装置における第１実
施例のＡＳＧＣの概略を示す斜視図である。
施例のＡＳＧＣの概略を示す斜視図である。
【図２】図１に示したＡＳＧＣの横断面構造を示す図で
ある。
ある。
【図３】本発明が適用されたＭＲＩ装置における第２実
施例のＡＳＧＣの概略を示す斜視図である。
施例のＡＳＧＣの概略を示す斜視図である。
【図４】図３に示したＡＳＧＣの縦断面構造を示す図で
ある。
ある。
【図５】図３に示したＡＳＧＣの横断面構造を示す図で
ある。
ある。
【図６】ＭＲＩ装置にＡＳＧＣを設けた概略構成を示す
図である。
図である。
１ ＡＳＧＣ
２ プライマリーコイル
３ スクリーンコイル
４ 冷却パイプ
５ 不活性液体
６ 巻枠
７ 導線
８ 巻枠
９ 導線
１０ ＡＳＧＣ
１１ 仕切り部材
Claims (3)
- 【請求項１】 プライマリーコイルとスクリーンコイ
ルとの間に間隙を設け、その間隙に冷却パイプを配置す
るとともに不活性液体を充填してなる自己シールド型傾
斜磁場コイルを、具備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】 前記自己シールド型傾斜磁場コイルは
、前記不活性液体を自然対流で均一な温度分布にし得る
位置関係で前記間隙内に冷却パイプを配置したことを特
徴とする請求項１記載の磁気共鳴メージング装置。 - 【請求項３】 前記自己シールド型傾斜磁場コイルは
、前記間隙を複数に区分した横断面形状にし、その各区
分毎に冷却パイプを配置するとともに不活性液体を充填
してなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
磁気共鳴イメージング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3141800A JPH04367650A (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3141800A JPH04367650A (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04367650A true JPH04367650A (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=15300431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3141800A Pending JPH04367650A (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04367650A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1026751C2 (nl) * | 2003-08-14 | 2007-04-20 | Ge Med Sys Global Tech Co Llc | Werkwijze en toestel voor het rechtstreeks koelen van dwarsgradientspoelplaten met holle gewikkelde geleider. |
| JP2010046495A (ja) * | 2009-09-04 | 2010-03-04 | Toshiba Corp | Ｍｒｉ用傾斜磁場コイルの設計方法 |
| WO2014133186A1 (ja) * | 2013-03-01 | 2014-09-04 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴イメージング装置及び傾斜磁場コイル |
-
1991
- 1991-06-13 JP JP3141800A patent/JPH04367650A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1026751C2 (nl) * | 2003-08-14 | 2007-04-20 | Ge Med Sys Global Tech Co Llc | Werkwijze en toestel voor het rechtstreeks koelen van dwarsgradientspoelplaten met holle gewikkelde geleider. |
| JP2010046495A (ja) * | 2009-09-04 | 2010-03-04 | Toshiba Corp | Ｍｒｉ用傾斜磁場コイルの設計方法 |
| WO2014133186A1 (ja) * | 2013-03-01 | 2014-09-04 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴イメージング装置及び傾斜磁場コイル |
| JP2014193324A (ja) * | 2013-03-01 | 2014-10-09 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置及び傾斜磁場コイル |
| US10067202B2 (en) | 2013-03-01 | 2018-09-04 | Toshiba Medical Systems Corporation | Magnetic resonance imaging apparatus and gradient coil |
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