JPH07303624A - 勾配コイル - Google Patents
勾配コイルInfo
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- JPH07303624A JPH07303624A JP6159405A JP15940594A JPH07303624A JP H07303624 A JPH07303624 A JP H07303624A JP 6159405 A JP6159405 A JP 6159405A JP 15940594 A JP15940594 A JP 15940594A JP H07303624 A JPH07303624 A JP H07303624A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 渦電流を減少させた勾配コイルアセンブリ及
びその形成方法、並びにこの勾配コイルアセンブリを使
用する磁気共鳴イメージング装置を提供する。 【構成】 勾配コイルアセンブリは複数の電気的に相互
接続されたコイル構成体を含む。これらコイル構成体の
それぞれは、おおむね渦巻き状の導電箔状体の巻線パタ
ーンにカット線によって分割される導電箔状体のシート
を含む。導電箔状体巻線パターンは、この箔状体巻線パ
ターンの巻線が予め選択された最小の幅よりも狭い少な
くとも１つの高電流密度領域（６８）と、この箔状体巻
線パターンの巻線が予め選択された最大の幅に制限さ
れ、隣接する巻線間にギャップが形成されるようにする
少なくとも１つの低電流密度領域（７０）とを有する。
びその形成方法、並びにこの勾配コイルアセンブリを使
用する磁気共鳴イメージング装置を提供する。 【構成】 勾配コイルアセンブリは複数の電気的に相互
接続されたコイル構成体を含む。これらコイル構成体の
それぞれは、おおむね渦巻き状の導電箔状体の巻線パタ
ーンにカット線によって分割される導電箔状体のシート
を含む。導電箔状体巻線パターンは、この箔状体巻線パ
ターンの巻線が予め選択された最小の幅よりも狭い少な
くとも１つの高電流密度領域（６８）と、この箔状体巻
線パターンの巻線が予め選択された最大の幅に制限さ
れ、隣接する巻線間にギャップが形成されるようにする
少なくとも１つの低電流密度領域（７０）とを有する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は勾配コイルに関するも
のである。勾配コイルは磁気共鳴イメージング装置用の
シート又は「指紋」形式の勾配コイルの設計に関連した
特定の応用が見出されており、そのような特定の応用例
に関してこの発明を記載する。しかしながら、この発明
は他の装置に対する磁界及び磁気勾配の発生に関連した
応用も見出されているというこは理解されよう。
のである。勾配コイルは磁気共鳴イメージング装置用の
シート又は「指紋」形式の勾配コイルの設計に関連した
特定の応用が見出されており、そのような特定の応用例
に関してこの発明を記載する。しかしながら、この発明
は他の装置に対する磁界及び磁気勾配の発生に関連した
応用も見出されているというこは理解されよう。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁気共鳴イメージ形成装置（イメ
ージャ）は、中心の孔中に一時的に一定の一次磁界を発
生する超伝導マグネットを含んでいた。ｘ、ｙ、及びｚ
グラジェントの磁界勾配を発生するための一連の環状の
勾配磁界コイルが孔の内部に装着されていた。孔内の被
検体へ無線周波数信号を伝送するとともにこの被検体か
ら無線周波数の磁気共鳴信号を受信するために１つの環
状の無線周波数コイルが勾配コイルの内部に共通に配置
されていた。電流パルスが勾配コイル及び無線周波数コ
イルに供給され、通常の磁気共鳴イメージングシーケン
スの一連のＲＦ（無線周波数）及び勾配磁界パルスを発
生させていた。
ージャ）は、中心の孔中に一時的に一定の一次磁界を発
生する超伝導マグネットを含んでいた。ｘ、ｙ、及びｚ
グラジェントの磁界勾配を発生するための一連の環状の
勾配磁界コイルが孔の内部に装着されていた。孔内の被
検体へ無線周波数信号を伝送するとともにこの被検体か
ら無線周波数の磁気共鳴信号を受信するために１つの環
状の無線周波数コイルが勾配コイルの内部に共通に配置
されていた。電流パルスが勾配コイル及び無線周波数コ
イルに供給され、通常の磁気共鳴イメージングシーケン
スの一連のＲＦ（無線周波数）及び勾配磁界パルスを発
生させていた。
【０００３】ｘ、ｙ、及びｚ磁界勾配を発生させるため
に種々のコイル構成が使用された。勾配コイルの１つの
形式は、銅又は他の導電性箔状体材料のシートが積層さ
れた可撓性のある誘電体のバッキング層を含む。この導
電性シートをおおむね渦巻き状のパターンに切削、フラ
イス削り、或いはエッチングすることによってコイルパ
ターンが形成された。切削された渦巻間に残っている導
電性シートがほぼ渦巻き状の又は指紋状の電流路を提供
した。例えば、レーマー(Roemer)に対する米国特許第
５，１７７，４４２号（特願平４−１７２２８８号）又
はエーデルシュタイン(Edelstein) に対する米国特許第
４，８４０，７００号（特願昭５９−２３０４８２号）
を参照されたい。導電性パターンは連続する電流密度ベ
クトルＪの近似を表す。数学的には、電流密度Ｊ＝カー
ルＳ、ここでＳは定積分電流密度の等値線（コンター）
を表す流れの関数である。ターン数Ｎが選択され、コイ
ルは、定数Ｓのそれぞれごとに、量ΔＳ＝Ｓmax ／Ｎだ
け大きさが相違するＮ＋１の等値線にパターン化され
る。これらからΔＳ／２だけオフセットした仮定の等値
線は繊条のワイヤをＪに近似させるように配置するため
の所望のパターンを表す。
に種々のコイル構成が使用された。勾配コイルの１つの
形式は、銅又は他の導電性箔状体材料のシートが積層さ
れた可撓性のある誘電体のバッキング層を含む。この導
電性シートをおおむね渦巻き状のパターンに切削、フラ
イス削り、或いはエッチングすることによってコイルパ
ターンが形成された。切削された渦巻間に残っている導
電性シートがほぼ渦巻き状の又は指紋状の電流路を提供
した。例えば、レーマー(Roemer)に対する米国特許第
５，１７７，４４２号（特願平４−１７２２８８号）又
はエーデルシュタイン(Edelstein) に対する米国特許第
４，８４０，７００号（特願昭５９−２３０４８２号）
を参照されたい。導電性パターンは連続する電流密度ベ
クトルＪの近似を表す。数学的には、電流密度Ｊ＝カー
ルＳ、ここでＳは定積分電流密度の等値線（コンター）
を表す流れの関数である。ターン数Ｎが選択され、コイ
ルは、定数Ｓのそれぞれごとに、量ΔＳ＝Ｓmax ／Ｎだ
け大きさが相違するＮ＋１の等値線にパターン化され
る。これらからΔＳ／２だけオフセットした仮定の等値
線は繊条のワイヤをＪに近似させるように配置するため
の所望のパターンを表す。
【０００４】この方法によって発生された等値線は機械
加工のパターン又はカット線を決定する。カット線は、
ターンパターンを定める電気的な不連続性又はギャップ
をもたらす導電体材料の一定幅を除去することによっ
て、形成された。代表的には、導電性シートは銅であ
り、１〜２ｍｍの厚さを有する。カット線は代表的には
２ｍｍの幅を有する、即ち、シートの厚さにほぼ等し
い。
加工のパターン又はカット線を決定する。カット線は、
ターンパターンを定める電気的な不連続性又はギャップ
をもたらす導電体材料の一定幅を除去することによっ
て、形成された。代表的には、導電性シートは銅であ
り、１〜２ｍｍの厚さを有する。カット線は代表的には
２ｍｍの幅を有する、即ち、シートの厚さにほぼ等し
い。
【０００５】電流密度関数Ｊはシートを横切る方向で変
化するから、一定幅のカット線を除去してコイルパター
ンを定めるこのプロセスは幅の変化する導体をもたら
す。電流は広い面積に広がる可能性があり、かつ狭い導
体面積に集中するから、選択された電流密度Ｊが良好に
出会う。
化するから、一定幅のカット線を除去してコイルパター
ンを定めるこのプロセスは幅の変化する導体をもたら
す。電流は広い面積に広がる可能性があり、かつ狭い導
体面積に集中するから、選択された電流密度Ｊが良好に
出会う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】発生する難点の１つ
は、高電流密度の領域において、単に狭いだけの導体セ
グメント、例えば約４ｍｍの幅、がカット線間に残ると
いうことである。より広い公称の幅、例えば６ｍｍ、か
らの導体幅のこの減少は不利益をもたらす。電力損失、
Ｉ2 Ｒ、は狭い領域における電流密度の増大にともなっ
て顕著に増大する。その上、熱発生率ρＪ2 （ここでρ
は電気抵抗である）も高電流密度領域において著しく増
大する。導体幅が６ｍｍから４ｍｍに減少することによ
って電力損失は約１．５の係数だけ増大し、熱発生率は
約２．２５の係数だけ増大する。局限化されたコイルの
加熱は従来技術においては重大な欠点である。
は、高電流密度の領域において、単に狭いだけの導体セ
グメント、例えば約４ｍｍの幅、がカット線間に残ると
いうことである。より広い公称の幅、例えば６ｍｍ、か
らの導体幅のこの減少は不利益をもたらす。電力損失、
Ｉ2 Ｒ、は狭い領域における電流密度の増大にともなっ
て顕著に増大する。その上、熱発生率ρＪ2 （ここでρ
は電気抵抗である）も高電流密度領域において著しく増
大する。導体幅が６ｍｍから４ｍｍに減少することによ
って電力損失は約１．５の係数だけ増大し、熱発生率は
約２．２５の係数だけ増大する。局限化されたコイルの
加熱は従来技術においては重大な欠点である。
【０００７】従来技術の他の欠点は導体のより幅広の部
分が渦電流を持続させるということである。勾配コイル
は一般にｘ、ｙ、及びｚコイルの層状のアセンブリを含
む。３つ全部のコイルが互いに非常に近接した状態に装
着され、パルス的態様で駆動される。１つのコイルが電
流パルスで駆動されると、その結果の磁界は、可能であ
るあらゆる近傍の導体に渦電流を誘起する。これら渦電
流は駆動用磁界を減少させ、かつある関連した減衰時間
を有する。近傍のコイルが同じく指紋形式のコイルであ
るから、渦電流に対する利用可能な電流路は一定ではな
い空間分布を有する。かくして、渦電流パターンは空間
的に駆動用電流と非類似である。延長された継続時間の
時間減衰及び空間的な非類似性の両方が磁気共鳴応用の
装置には不利益をもたらす。その上、隣接するコイル間
の電圧の差によって発生される電界が容量的結合を生じ
させる。この容量（キャパシタンス）の充電にまた、あ
る関連した時定数をもつ。このプロセスに関連した時定
数及び電流を最小にすることがまた、通常、望まれてい
る。
分が渦電流を持続させるということである。勾配コイル
は一般にｘ、ｙ、及びｚコイルの層状のアセンブリを含
む。３つ全部のコイルが互いに非常に近接した状態に装
着され、パルス的態様で駆動される。１つのコイルが電
流パルスで駆動されると、その結果の磁界は、可能であ
るあらゆる近傍の導体に渦電流を誘起する。これら渦電
流は駆動用磁界を減少させ、かつある関連した減衰時間
を有する。近傍のコイルが同じく指紋形式のコイルであ
るから、渦電流に対する利用可能な電流路は一定ではな
い空間分布を有する。かくして、渦電流パターンは空間
的に駆動用電流と非類似である。延長された継続時間の
時間減衰及び空間的な非類似性の両方が磁気共鳴応用の
装置には不利益をもたらす。その上、隣接するコイル間
の電圧の差によって発生される電界が容量的結合を生じ
させる。この容量（キャパシタンス）の充電にまた、あ
る関連した時定数をもつ。このプロセスに関連した時定
数及び電流を最小にすることがまた、通常、望まれてい
る。
【０００８】ワイヤを巻いた勾配コイルもまた、欠点を
有する。ワイヤの幅は最小の等値線分離距離によって制
限され、また、ワイヤの高さ／厚さは放射方向構造の拘
束によって制限される。最も小さな横断面が渦巻き状コ
イルを巻回するために使用される。これは結果としてよ
り高い抵抗を有する、かつより高い合計の熱発生を持つ
コイルをもたらす。
有する。ワイヤの幅は最小の等値線分離距離によって制
限され、また、ワイヤの高さ／厚さは放射方向構造の拘
束によって制限される。最も小さな横断面が渦巻き状コ
イルを巻回するために使用される。これは結果としてよ
り高い抵抗を有する、かつより高い合計の熱発生を持つ
コイルをもたらす。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は新規なかつ改
良された勾配コイルの構成又は形状を提供する。この発
明の一面によれば、検査領域内に磁界勾配を生じさせる
ための勾配コイルアセンブリが提供される。この勾配コ
イルアセンブリは複数の電気的に相互接続されたコイル
構成体を含む。これらコイル構成体のそれぞれは、おお
むね渦巻き状の（らせん状の）導電箔状体（薄片）の巻
線パターンにカット線によって分割される導電箔状体の
シートを含む。導電箔状体巻線パターンは、(1) この箔
状体巻線パターンの巻線が予め選択された最小の幅より
も狭い少なくとも１つの高電流密度領域と、(2) この箔
状体巻線パターンの巻線が予め選択された最大の幅に制
限され、隣接する巻線間にギャップが形成されるように
する少なくとも１つの低電流密度領域とを有する。
良された勾配コイルの構成又は形状を提供する。この発
明の一面によれば、検査領域内に磁界勾配を生じさせる
ための勾配コイルアセンブリが提供される。この勾配コ
イルアセンブリは複数の電気的に相互接続されたコイル
構成体を含む。これらコイル構成体のそれぞれは、おお
むね渦巻き状の（らせん状の）導電箔状体（薄片）の巻
線パターンにカット線によって分割される導電箔状体の
シートを含む。導電箔状体巻線パターンは、(1) この箔
状体巻線パターンの巻線が予め選択された最小の幅より
も狭い少なくとも１つの高電流密度領域と、(2) この箔
状体巻線パターンの巻線が予め選択された最大の幅に制
限され、隣接する巻線間にギャップが形成されるように
する少なくとも１つの低電流密度領域とを有する。
【００１０】この発明の他の一面によれば、複数の電気
的に相互に接続されたコイル構成体を含む改良された勾
配コイルアセンブリが提供される。これらコイル構成体
のそれぞれは、おおむね渦巻き状の導電箔状体の巻線パ
ターンにカット線によって分割される導電箔状体のシー
トを含む。導電箔状体巻線パターンは、この巻線パター
ンの巻線が予め選択された最小の幅よりも狭い少なくと
も１つの高電流密度領域を有する。パターンの他の領域
の巻線は少なくとも予め選択された最小の幅である。改
良部分は、パターンの高電流密度領域に他の領域におけ
るカット線よりも狭いカット線を形成することからな
る。より幅の広いカット線は研摩剤ウォータジェット法
又は同様の方法で機械的にフライス加工でき、カットで
きる。
的に相互に接続されたコイル構成体を含む改良された勾
配コイルアセンブリが提供される。これらコイル構成体
のそれぞれは、おおむね渦巻き状の導電箔状体の巻線パ
ターンにカット線によって分割される導電箔状体のシー
トを含む。導電箔状体巻線パターンは、この巻線パター
ンの巻線が予め選択された最小の幅よりも狭い少なくと
も１つの高電流密度領域を有する。パターンの他の領域
の巻線は少なくとも予め選択された最小の幅である。改
良部分は、パターンの高電流密度領域に他の領域におけ
るカット線よりも狭いカット線を形成することからな
る。より幅の広いカット線は研摩剤ウォータジェット法
又は同様の方法で機械的にフライス加工でき、カットで
きる。
【００１１】この発明の他の一面によれば、磁気共鳴イ
メージング装置が提供される。おおむねトロイダルの
（ドーナツ型の）マグネットアセンブリが検査領域中に
一時的に一定の磁界を発生する。このマグネットアセン
ブリは検査領域の周りに長手方向に延在する孔を定める
全体として円筒形状の部材を含む。第１、第２、及び第
３の相互に直交する軸に沿って孔内に磁界勾配を生じさ
せるための勾配コイルアセンブリが設けられている。こ
の勾配コイルアセンブリは、相互に直交する軸の１つに
沿って勾配を生じさせるための４つの電気的に相互に接
続されたコイル構成体を有する第１の勾配コイルと、相
互に直交する軸の他の軸に沿って磁界を生じさせるため
の、第１の勾配コイルに対して９０°だけオフセットさ
れた４つの電気的に相互に接続されたコイル構成体を含
む第２の勾配コイルとを含む。これらコイル構成体のそ
れぞれは本質的には上述した通りである。無線周波数の
パルスを検査領域に送信して選択されたダイポールの磁
気共鳴を誘起し、操作するために、無線周波数コイルア
センブリが孔内に配置されている。シーケンス制御手段
が勾配コイルアセンブリ及び無線周波数コイルアセンブ
リを制御して、磁気共鳴のイメージング勾配及びＲＦ
（無線周波数）パルス列を発生させる。イメージ再構成
（再生）手段が検査領域から発生される磁気共鳴信号か
らイメージの表示を再構成（再生）する。
メージング装置が提供される。おおむねトロイダルの
（ドーナツ型の）マグネットアセンブリが検査領域中に
一時的に一定の磁界を発生する。このマグネットアセン
ブリは検査領域の周りに長手方向に延在する孔を定める
全体として円筒形状の部材を含む。第１、第２、及び第
３の相互に直交する軸に沿って孔内に磁界勾配を生じさ
せるための勾配コイルアセンブリが設けられている。こ
の勾配コイルアセンブリは、相互に直交する軸の１つに
沿って勾配を生じさせるための４つの電気的に相互に接
続されたコイル構成体を有する第１の勾配コイルと、相
互に直交する軸の他の軸に沿って磁界を生じさせるため
の、第１の勾配コイルに対して９０°だけオフセットさ
れた４つの電気的に相互に接続されたコイル構成体を含
む第２の勾配コイルとを含む。これらコイル構成体のそ
れぞれは本質的には上述した通りである。無線周波数の
パルスを検査領域に送信して選択されたダイポールの磁
気共鳴を誘起し、操作するために、無線周波数コイルア
センブリが孔内に配置されている。シーケンス制御手段
が勾配コイルアセンブリ及び無線周波数コイルアセンブ
リを制御して、磁気共鳴のイメージング勾配及びＲＦ
（無線周波数）パルス列を発生させる。イメージ再構成
（再生）手段が検査領域から発生される磁気共鳴信号か
らイメージの表示を再構成（再生）する。
【００１２】この発明の他の一面によれば、誘電体基体
に積層された箔状体のシートから勾配コイル構成体を形
成するための方法が提供される。おおむね渦巻き状の電
流巻線パターンのセントロイド（質量中心）が選択され
る。隣接するセントロイド間のセントロイド相互間寸法
が第１の予め選択された幅と比較される。セントロイド
相互間寸法が第１の予め選択された幅より小さい領域に
おいては、コイル中にカット線が形成され、このカット
線は第１のカット線幅を有する。セントロイド相互間寸
法が第１の予め選択された幅を越える領域においては、
隣接するセントロイド間にカット線が形成され、このカ
ット線は第２のカット線幅を有する。第１のカット線幅
は第２のカット線幅より小さい。
に積層された箔状体のシートから勾配コイル構成体を形
成するための方法が提供される。おおむね渦巻き状の電
流巻線パターンのセントロイド（質量中心）が選択され
る。隣接するセントロイド間のセントロイド相互間寸法
が第１の予め選択された幅と比較される。セントロイド
相互間寸法が第１の予め選択された幅より小さい領域に
おいては、コイル中にカット線が形成され、このカット
線は第１のカット線幅を有する。セントロイド相互間寸
法が第１の予め選択された幅を越える領域においては、
隣接するセントロイド間にカット線が形成され、このカ
ット線は第２のカット線幅を有する。第１のカット線幅
は第２のカット線幅より小さい。
【００１３】この発明の他の一面によれば、誘電体基体
に積層された箔状体のシートから勾配コイル構成体を形
成する他の方法が提供される。おおむね渦巻き状の電流
巻線パターンのセントロイドが選択される。隣接するセ
ントロイド間の寸法が予め選択された幅と比較される。
この寸法が予め選択された幅より広い領域においては、
２本のカット線が隣接するセントロイド間に形成され
る。各カット線は対応する隣接するセントロイドから、
予め選択された幅の実質的に１．５倍だけ、変位され
る。このようにして、隣接する巻線間に箔状体材料の隔
離されたアイランド（島）が形成される。
に積層された箔状体のシートから勾配コイル構成体を形
成する他の方法が提供される。おおむね渦巻き状の電流
巻線パターンのセントロイドが選択される。隣接するセ
ントロイド間の寸法が予め選択された幅と比較される。
この寸法が予め選択された幅より広い領域においては、
２本のカット線が隣接するセントロイド間に形成され
る。各カット線は対応する隣接するセントロイドから、
予め選択された幅の実質的に１．５倍だけ、変位され
る。このようにして、隣接する巻線間に箔状体材料の隔
離されたアイランド（島）が形成される。
【００１４】これらアイランドはコイル内部の渦電流を
軽減するために除去される又はセグメント化されること
が好ましい。
軽減するために除去される又はセグメント化されること
が好ましい。
【００１５】この発明を実施する装置及び方法の１つの
利点は、この発明により勾配コイル中の渦電流が減少す
るということである。
利点は、この発明により勾配コイル中の渦電流が減少す
るということである。
【００１６】この発明を実施する装置及び方法の他の利
点は、この発明により勾配コイルによって発生される熱
の分布が改善されるということである。熱は高電流密度
の領域において減少し、低電流密度の領域にわたって分
散される。
点は、この発明により勾配コイルによって発生される熱
の分布が改善されるということである。熱は高電流密度
の領域において減少し、低電流密度の領域にわたって分
散される。
【００１７】この発明を実施する装置及び方法の他の利
点は、この発明により勾配コイルにおける電力損失が減
少するということである。
点は、この発明により勾配コイルにおける電力損失が減
少するということである。
【００１８】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
して詳細に説明する。図１を参照すると、複数の超伝導
磁界コイル１０が中心の孔１２の長手方向又はｚ軸に沿
って一般的に一時的に一定の主磁界を発生する。ｘ及び
ｙ軸はｚ軸と直交するようにかつ互いに直交するように
定められている。超伝導マグネットのコイルは巻枠１４
によって支持されており、かつトロイダルのヘリウム容
器又は缶１６に受容されている。このヘリウム容器は液
体ヘリウムで満たされており、超伝導マグネットを、そ
れが超伝導状態である温度に保持している。主磁界シー
ルドコイルアセンブリ１８が、超伝導マグネット１０に
よってこの超伝導マグネットを取り囲む領域に発生され
る磁界に対抗する磁界を発生する。
して詳細に説明する。図１を参照すると、複数の超伝導
磁界コイル１０が中心の孔１２の長手方向又はｚ軸に沿
って一般的に一時的に一定の主磁界を発生する。ｘ及び
ｙ軸はｚ軸と直交するようにかつ互いに直交するように
定められている。超伝導マグネットのコイルは巻枠１４
によって支持されており、かつトロイダルのヘリウム容
器又は缶１６に受容されている。このヘリウム容器は液
体ヘリウムで満たされており、超伝導マグネットを、そ
れが超伝導状態である温度に保持している。主磁界シー
ルドコイルアセンブリ１８が、超伝導マグネット１０に
よってこの超伝導マグネットを取り囲む領域に発生され
る磁界に対抗する磁界を発生する。
【００１９】ヘリウムの蒸発を減少させるために、トロ
イダルのヘリウム容器１６は約２０°Ｋ又はそれ以下に
保持される第１のコールドシールド２０によって取り囲
まれている。第２のコールドシールドアセンブリ２２が
約７０°Ｋ又はそれ以下に冷却される。これら第１及び
第２のコールドシールドは機械的な冷却手段（図示せ
ず）によって冷却されることが好ましい。コールドシー
ルド２２は円筒形状の誘電体巻枠に装着されたスロット
付きの管の円筒形状のコールドシールド部分を含むこと
が好ましい。トロイダルの真空容器２４がこれらコール
ドシールドを包み、それらの周囲に真空の貯蔵器を形成
している。この真空の容器２４は、孔１２を定め、かつ
ｚ軸に対して平行に延びる円筒形状の非鉄の部材２６を
含む。主磁界はこの円筒形状の部材２６を通じて発生さ
れる。アルミニウムで処理された（アルミニウム被覆
の）マイラーのスーパー絶縁体の層（図示せず）が真空
容器とコールドシールド間に配置されることが好まし
い。
イダルのヘリウム容器１６は約２０°Ｋ又はそれ以下に
保持される第１のコールドシールド２０によって取り囲
まれている。第２のコールドシールドアセンブリ２２が
約７０°Ｋ又はそれ以下に冷却される。これら第１及び
第２のコールドシールドは機械的な冷却手段（図示せ
ず）によって冷却されることが好ましい。コールドシー
ルド２２は円筒形状の誘電体巻枠に装着されたスロット
付きの管の円筒形状のコールドシールド部分を含むこと
が好ましい。トロイダルの真空容器２４がこれらコール
ドシールドを包み、それらの周囲に真空の貯蔵器を形成
している。この真空の容器２４は、孔１２を定め、かつ
ｚ軸に対して平行に延びる円筒形状の非鉄の部材２６を
含む。主磁界はこの円筒形状の部材２６を通じて発生さ
れる。アルミニウムで処理された（アルミニウム被覆
の）マイラーのスーパー絶縁体の層（図示せず）が真空
容器とコールドシールド間に配置されることが好まし
い。
【００２０】ＲＦコイルアセンブリ３０が孔に装着され
ている。このＲＦコイルアセンブリは一次ＲＦコイル３
２とＲＦシールド又は二次コイル３４とを含む。直角位
相又は鳥かご形式のコイルであることが好ましい一次コ
イル３２は、少なくとも５５ｃｍであることが好まし
い、患者を受容する孔を定める内径を有する。
ている。このＲＦコイルアセンブリは一次ＲＦコイル３
２とＲＦシールド又は二次コイル３４とを含む。直角位
相又は鳥かご形式のコイルであることが好ましい一次コ
イル３２は、少なくとも５５ｃｍであることが好まし
い、患者を受容する孔を定める内径を有する。
【００２１】勾配コイルアセンブリ４０は全身の一次勾
配コイルアセンブリ４２と二次コイルアセンブリ４４と
を含む。この一次勾配コイルアセンブリ４２は円筒形状
の誘電体巻枠４６を含む。この巻枠は磁界勾配を生成す
ることに関連した力のもとでその構造的な完全性を維持
するのに十分な厚さを有することが好ましく、例えば５
〜１０ｍｍ、好ましくは約７．５ｍｍのガラス補強のプ
ラスチックである。巻枠４６はｚ勾配コイル５０の卷線
を受容するためにその外表面に形成された又はカットさ
れた一連の溝４８を有する。
配コイルアセンブリ４２と二次コイルアセンブリ４４と
を含む。この一次勾配コイルアセンブリ４２は円筒形状
の誘電体巻枠４６を含む。この巻枠は磁界勾配を生成す
ることに関連した力のもとでその構造的な完全性を維持
するのに十分な厚さを有することが好ましく、例えば５
〜１０ｍｍ、好ましくは約７．５ｍｍのガラス補強のプ
ラスチックである。巻枠４６はｚ勾配コイル５０の卷線
を受容するためにその外表面に形成された又はカットさ
れた一連の溝４８を有する。
【００２２】銅の箔状体又は微細な銅のメッシュの巻き
付けられたストリップ（条片）であることが好ましいＲ
Ｆシールド３４は、巻枠４６の外表面に及びｚコイル受
容溝中に適用される。ＲＦシールドメッシュは、例えば
緊密に巻回されたｚ勾配ワイヤ巻線によって溝中に変形
されてもよく、溝中に嵌合されてもよく、溝中に延在す
る半田結合されたセグメントを有していてもよい。溝は
ｚ勾配コイルの厚さにおおむね対応する深さを有し、そ
の結果、ｚ勾配コイルが挿入された後、実質的に円形状
に円筒状表面がｘ及びｙ勾配コイル５２、５４を受容す
るために与えられる。
付けられたストリップ（条片）であることが好ましいＲ
Ｆシールド３４は、巻枠４６の外表面に及びｚコイル受
容溝中に適用される。ＲＦシールドメッシュは、例えば
緊密に巻回されたｚ勾配ワイヤ巻線によって溝中に変形
されてもよく、溝中に嵌合されてもよく、溝中に延在す
る半田結合されたセグメントを有していてもよい。溝は
ｚ勾配コイルの厚さにおおむね対応する深さを有し、そ
の結果、ｚ勾配コイルが挿入された後、実質的に円形状
に円筒状表面がｘ及びｙ勾配コイル５２、５４を受容す
るために与えられる。
【００２３】種々の代わりの実施例がまた、意図されて
いる。第１に、一次ｚ勾配コイル５０は分布コイル又は
集群コイルであってもよい。第２に、コイルは冷却流体
を循環させるための中空の導体で構成してもよい。これ
は、より高い電力レベル又は勾配強度を可能にするよう
に冷却効率を高める。終わりに、ｚ勾配コイルはＲＦス
クリーンの隣である必要はないが、多少取り除くことが
できる。
いる。第１に、一次ｚ勾配コイル５０は分布コイル又は
集群コイルであってもよい。第２に、コイルは冷却流体
を循環させるための中空の導体で構成してもよい。これ
は、より高い電力レベル又は勾配強度を可能にするよう
に冷却効率を高める。終わりに、ｚ勾配コイルはＲＦス
クリーンの隣である必要はないが、多少取り除くことが
できる。
【００２４】図１の参照を続け、さらに図２を参照する
と、ｘ及びｙ勾配コイル５２、５４はそれぞれ図２に示
されたパターンの４つの巻線を含む。これら構成体の２
つはおおむね互いに隣接し、かつ孔の垂直方向の中心面
５８にあるエッジ５６で装着される。これら２つの構成
体は誘電体の巻枠４６の周りを約半分だけを包む。類似
の対の構成体は孔の垂直方向の中心面５８に隣接するそ
れらのエッジ５６で誘電体の巻枠の反対側に装着され
る。これら構成体は、対向して配置されたこれら構成体
のエッジ６０が互いに隣接するように、巻枠の周りを包
む。ｘ及びｙ勾配コイルは実質的に互いに同等である
が、しかし、一方は中心又はｚ軸の周りに他方に対して
９０°回転させられる。勾配コイルの一方、例えばｘ勾
配コイル、の４つのコイル構成体はＲＦシールド３４及
びｚ勾配コイル５０の周りの誘電体巻枠４６に装着さ
れ、そしてこのアセンブリはエポキシでポッティングさ
れる（覆われる）。他方の勾配コイル、例えばｙ勾配コ
イル、の４つのコイル構成体はポッティングされたｘ勾
配コイルの周りに装着され、かつまた、エポキシ又は他
の誘電体材料でポッティングされる。外側に装着された
勾配コイルの構成体は、それが装着されるより大きな直
径を補償するために、適当なパーセントだけエッジ６０
間に延長されることが好ましい。
と、ｘ及びｙ勾配コイル５２、５４はそれぞれ図２に示
されたパターンの４つの巻線を含む。これら構成体の２
つはおおむね互いに隣接し、かつ孔の垂直方向の中心面
５８にあるエッジ５６で装着される。これら２つの構成
体は誘電体の巻枠４６の周りを約半分だけを包む。類似
の対の構成体は孔の垂直方向の中心面５８に隣接するそ
れらのエッジ５６で誘電体の巻枠の反対側に装着され
る。これら構成体は、対向して配置されたこれら構成体
のエッジ６０が互いに隣接するように、巻枠の周りを包
む。ｘ及びｙ勾配コイルは実質的に互いに同等である
が、しかし、一方は中心又はｚ軸の周りに他方に対して
９０°回転させられる。勾配コイルの一方、例えばｘ勾
配コイル、の４つのコイル構成体はＲＦシールド３４及
びｚ勾配コイル５０の周りの誘電体巻枠４６に装着さ
れ、そしてこのアセンブリはエポキシでポッティングさ
れる（覆われる）。他方の勾配コイル、例えばｙ勾配コ
イル、の４つのコイル構成体はポッティングされたｘ勾
配コイルの周りに装着され、かつまた、エポキシ又は他
の誘電体材料でポッティングされる。外側に装着された
勾配コイルの構成体は、それが装着されるより大きな直
径を補償するために、適当なパーセントだけエッジ６０
間に延長されることが好ましい。
【００２５】図２の参照を続け、さらに図３を参照する
と、各コイル構成体に対して所望の電流密度Ｊが計算さ
れ、この電流密度Ｊのセントロイド６２が決定される。
計算された渦巻きのセントロイドは理想の繊条コイルが
追従する巻線パターンを指示する。カット線６４が隣接
するセントロイド間に定められる。２つの隣接するカッ
ト線の中心間に定められる導電性ストリップの幅６６が
決定され、予め選択された最小の幅、例えば７ｍｍ及び
予め選択された最大の幅、例えば１２ｍｍと比較され
る。導電性ストリップが予め選択された最小の幅より狭
い幅６６を有する場合には、高電流密度の領域６８が定
められる。隣接するカット線間の幅６６が予め選択され
た最大の幅より大きい場合には、低電流密度の領域７０
が定められる。
と、各コイル構成体に対して所望の電流密度Ｊが計算さ
れ、この電流密度Ｊのセントロイド６２が決定される。
計算された渦巻きのセントロイドは理想の繊条コイルが
追従する巻線パターンを指示する。カット線６４が隣接
するセントロイド間に定められる。２つの隣接するカッ
ト線の中心間に定められる導電性ストリップの幅６６が
決定され、予め選択された最小の幅、例えば７ｍｍ及び
予め選択された最大の幅、例えば１２ｍｍと比較され
る。導電性ストリップが予め選択された最小の幅より狭
い幅６６を有する場合には、高電流密度の領域６８が定
められる。隣接するカット線間の幅６６が予め選択され
た最大の幅より大きい場合には、低電流密度の領域７０
が定められる。
【００２６】図２及び図３の参照を続け、さらに図４を
参照すると、この好ましい実施例においては、コイル構
成体は、２ｍｍの厚さの銅のフィルム７４が積層される
誘電体層７２を含む。高電流密度領域６８において、狭
いカット線７６は、好ましくは高圧ウォータ（水）ジェ
ットカッティング操作又は他の数値制御機械加工操作に
よって、形成される。この好ましい実施例においては、
狭いカット線７６は約１ｍｍの幅或いはそれ以下であ
る。
参照すると、この好ましい実施例においては、コイル構
成体は、２ｍｍの厚さの銅のフィルム７４が積層される
誘電体層７２を含む。高電流密度領域６８において、狭
いカット線７６は、好ましくは高圧ウォータ（水）ジェ
ットカッティング操作又は他の数値制御機械加工操作に
よって、形成される。この好ましい実施例においては、
狭いカット線７６は約１ｍｍの幅或いはそれ以下であ
る。
【００２７】高電流密度の領域６８においては、銅箔の
巻線の幅６６は６ｍｍ或いはそれ以下である。この狭い
幅に、１ｍｍのカット線は、２ｍｍのカット線の場合よ
りも相当に大きなパーセントの導電性材料を残す。この
幅６６が７ｍｍと１２ｍｍとの間にある領域において
は、幅広のカット線７８が約２ｍｍの幅でカットされ
る。これら領域は１ｍｍのカット線でさらにカットでき
るけれど、１ｍｍのカッティング操作は２ｍｍのカッテ
ィング操作よりも相当に費用がかかる。
巻線の幅６６は６ｍｍ或いはそれ以下である。この狭い
幅に、１ｍｍのカット線は、２ｍｍのカット線の場合よ
りも相当に大きなパーセントの導電性材料を残す。この
幅６６が７ｍｍと１２ｍｍとの間にある領域において
は、幅広のカット線７８が約２ｍｍの幅でカットされ
る。これら領域は１ｍｍのカット線でさらにカットでき
るけれど、１ｍｍのカッティング操作は２ｍｍのカッテ
ィング操作よりも相当に費用がかかる。
【００２８】低電流密度の領域７０においては、カット
線の間隔は予め選択された幅、例えば中心間間隔で１２
ｍｍ、に制限される。これはコイルの導電部分の幅を、
１２ｍｍから２ｍｍのカット線の厚さを減じた幅、即
ち、１０ｍｍに制限する。カット線は、導電コイルセグ
メントの幅がコイル全体を通して可能な限り１２ｍｍに
近くなるように、配置されることが好ましい。カット線
間の幅６６が低電流密度の領域において制限されると、
アイランド（島）８０が形成される。アイランド８０、
或いは少なくともより大きなアイランドは除去されるこ
とが好ましい。導体の幅よりも小さな非常に小さいアイ
ランドは重大な渦電流を維持しないので、残しておいて
もよい。随意ではあるが、より大きなアイランドを除去
するよりはむしろ、より大きなアイランドはそれらが大
きな渦電流を維持しないようにより小さな部片にカット
してもよい。また、最小及び最大の規定される幅は特定
の適用例に応じて変えることができるというこを注意す
べきである。
線の間隔は予め選択された幅、例えば中心間間隔で１２
ｍｍ、に制限される。これはコイルの導電部分の幅を、
１２ｍｍから２ｍｍのカット線の厚さを減じた幅、即
ち、１０ｍｍに制限する。カット線は、導電コイルセグ
メントの幅がコイル全体を通して可能な限り１２ｍｍに
近くなるように、配置されることが好ましい。カット線
間の幅６６が低電流密度の領域において制限されると、
アイランド（島）８０が形成される。アイランド８０、
或いは少なくともより大きなアイランドは除去されるこ
とが好ましい。導体の幅よりも小さな非常に小さいアイ
ランドは重大な渦電流を維持しないので、残しておいて
もよい。随意ではあるが、より大きなアイランドを除去
するよりはむしろ、より大きなアイランドはそれらが大
きな渦電流を維持しないようにより小さな部片にカット
してもよい。また、最小及び最大の規定される幅は特定
の適用例に応じて変えることができるというこを注意す
べきである。
【００２９】渦電流を制限するために種々の他の技術が
採用できる。第１に、図４に例示するように、第２の箔
状体層８２が誘電体層の反対側に取り付けられてもよ
い。２つの導電層の場合には各層が半分の厚さでよい。
それ故、導体に誘起される渦電流はより短い時定数を有
する。さらに、２つの導電層の巻線パターンは同じであ
る必要はない。それどころか、電流密度Ｊは２倍のルー
プ、即ち、２Ｎのループにより計算でき、交互のループ
が各面に形成される。Ｎのループのうちの交互のループ
は、各ループが高電流密度領域において２倍の幅となる
ように、対向する面に形成することができる。さらに他
の例として、第２の導電層８２は高電流密度の領域６８
にのみ形成してもよい。カット線は互いにその頂部の上
に直接あり、類似の導電性ストリップが高電流密度領域
の両側に形成される。銅のピン８４のような電気コネク
タが誘電体層を貫通し、上部及び下部の導電性ストリッ
プを相互接続する。頂部及び底部の導電性ストリップは
同じ厚さである必要はない。それどころか、これら層の
一方又は両方の厚さは、上部及び下部のストリップの組
み合わされた電流搬送容量がこのコイル構成体の他の領
域におけるストリップの電流搬送容量と整合するよう
に、調節することができる。より薄い導体の使用は、そ
れらがホトエッチング技術によってカット線を形成する
ことを容易にするという点で、有益である。さらに他の
例として、導電層の厚さは電流密度の低い領域において
より薄くなり、かつ電流密度の高い領域においてより厚
くなるように、調節してもよい。導体部分が渦電流を維
持できるような幅を有する程度まで、追加のカット線が
これら部分を、電気的に並列に接続された複数の平行な
導体に分割するために、使用できる。
採用できる。第１に、図４に例示するように、第２の箔
状体層８２が誘電体層の反対側に取り付けられてもよ
い。２つの導電層の場合には各層が半分の厚さでよい。
それ故、導体に誘起される渦電流はより短い時定数を有
する。さらに、２つの導電層の巻線パターンは同じであ
る必要はない。それどころか、電流密度Ｊは２倍のルー
プ、即ち、２Ｎのループにより計算でき、交互のループ
が各面に形成される。Ｎのループのうちの交互のループ
は、各ループが高電流密度領域において２倍の幅となる
ように、対向する面に形成することができる。さらに他
の例として、第２の導電層８２は高電流密度の領域６８
にのみ形成してもよい。カット線は互いにその頂部の上
に直接あり、類似の導電性ストリップが高電流密度領域
の両側に形成される。銅のピン８４のような電気コネク
タが誘電体層を貫通し、上部及び下部の導電性ストリッ
プを相互接続する。頂部及び底部の導電性ストリップは
同じ厚さである必要はない。それどころか、これら層の
一方又は両方の厚さは、上部及び下部のストリップの組
み合わされた電流搬送容量がこのコイル構成体の他の領
域におけるストリップの電流搬送容量と整合するよう
に、調節することができる。より薄い導体の使用は、そ
れらがホトエッチング技術によってカット線を形成する
ことを容易にするという点で、有益である。さらに他の
例として、導電層の厚さは電流密度の低い領域において
より薄くなり、かつ電流密度の高い領域においてより厚
くなるように、調節してもよい。導体部分が渦電流を維
持できるような幅を有する程度まで、追加のカット線が
これら部分を、電気的に並列に接続された複数の平行な
導体に分割するために、使用できる。
【００３０】再び図１を参照すると、複数のプラスチッ
ク製のＩ形のビーム（梁材）又は他の機械的構造体９０
が勾配巻枠４６を超伝導マグネットの円筒形状の部材２
６の内部表面に装着する。Ｉ形のビーム又は他の機械的
構造体９０は、主マグネット磁界の均一性を補足するた
めの、代表的には多数の鉄を含む素子である主マグネッ
ト磁界シム（補足部材）（図示せず）を受容するのに十
分なギャップを形成する。約３３ｍｍの環状体が一次勾
配コイル巻枠４６と円筒形状の部材２６との間に用意さ
れることが好ましい。これは空気冷却用の通路を提供
し、一次及びシールド勾配コイルをある極大量変位さ
せ、そして主磁界の均一性を補足するための磁界シムを
挿入すべき区画を提供する。
ク製のＩ形のビーム（梁材）又は他の機械的構造体９０
が勾配巻枠４６を超伝導マグネットの円筒形状の部材２
６の内部表面に装着する。Ｉ形のビーム又は他の機械的
構造体９０は、主マグネット磁界の均一性を補足するた
めの、代表的には多数の鉄を含む素子である主マグネッ
ト磁界シム（補足部材）（図示せず）を受容するのに十
分なギャップを形成する。約３３ｍｍの環状体が一次勾
配コイル巻枠４６と円筒形状の部材２６との間に用意さ
れることが好ましい。これは空気冷却用の通路を提供
し、一次及びシールド勾配コイルをある極大量変位さ
せ、そして主磁界の均一性を補足するための磁界シムを
挿入すべき区画を提供する。
【００３１】二次勾配コイル４４は、ｚ勾配シールドコ
イル９２を受容するための溝を有することが好ましい円
筒形状の部材２６を含む。ｘ及びｙ勾配シールド又は二
次コイル９４、９６は巻枠２６の円形の外周囲に装着さ
れ、かつエポキシコンパウンドでポッティングされる。
これら一次及び二次勾配コイルは直列に接続され、又は
独立に駆動され、特に真空容器内で孔１２内に正確な勾
配磁界を生成し、かつ孔の外側に相殺用磁界を生成す
る。
イル９２を受容するための溝を有することが好ましい円
筒形状の部材２６を含む。ｘ及びｙ勾配シールド又は二
次コイル９４、９６は巻枠２６の円形の外周囲に装着さ
れ、かつエポキシコンパウンドでポッティングされる。
これら一次及び二次勾配コイルは直列に接続され、又は
独立に駆動され、特に真空容器内で孔１２内に正確な勾
配磁界を生成し、かつ孔の外側に相殺用磁界を生成す
る。
【００３２】シーケンス制御手段１００が勾配コイル制
御手段１０２及び送信機１０４を制御する。勾配コイル
制御手段１０２は一連の電流パルス発生器１０６と接続
されており、これら電流パルス発生器１０６は一次勾配
コイル５０、５２、５４及び二次勾配コイル９２、９
４、９６と接続されている。好ましくはディジタルの送
信機である送信機１０４は、孔内の対象物（被検体）の
一部分の選択されたダイポールに磁気共鳴を励起し、か
つ操作するための無線周波数信号のパルスを発生するた
めに、一次無線周波数コイルと接続されている。好まし
くはディジタルの受信機である無線周波数受信機１０８
が、対象物の検査された部分から発生された磁気共鳴信
号を復調するために、無線周波数一次コイル又は表面コ
イル（図示せず）と接続されている。逆二次元フーリエ
変換再構成手段のようなイメージ再構成手段１１０が受
信した磁気共鳴信号を電子的イメージ表示に再構成し、
この電子的イメージ表示はイメージメモリ１１２に記憶
される。ビデオプロセッサ１１４がメモリ１１２に記憶
された電子的イメージをビデオモニタ１１６に表示する
ための適当な形式に変換する。
御手段１０２及び送信機１０４を制御する。勾配コイル
制御手段１０２は一連の電流パルス発生器１０６と接続
されており、これら電流パルス発生器１０６は一次勾配
コイル５０、５２、５４及び二次勾配コイル９２、９
４、９６と接続されている。好ましくはディジタルの送
信機である送信機１０４は、孔内の対象物（被検体）の
一部分の選択されたダイポールに磁気共鳴を励起し、か
つ操作するための無線周波数信号のパルスを発生するた
めに、一次無線周波数コイルと接続されている。好まし
くはディジタルの受信機である無線周波数受信機１０８
が、対象物の検査された部分から発生された磁気共鳴信
号を復調するために、無線周波数一次コイル又は表面コ
イル（図示せず）と接続されている。逆二次元フーリエ
変換再構成手段のようなイメージ再構成手段１１０が受
信した磁気共鳴信号を電子的イメージ表示に再構成し、
この電子的イメージ表示はイメージメモリ１１２に記憶
される。ビデオプロセッサ１１４がメモリ１１２に記憶
された電子的イメージをビデオモニタ１１６に表示する
ための適当な形式に変換する。
【図１】この発明による磁気共鳴イメージングシステム
の一実施例を示す概略構成図である。
の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】平らに並べられたｘ又はｙ勾配コイルの４分の
１の部分の上面図である。
１の部分の上面図である。
【図３】図２のコイル構成体の一部分の拡大図である。
【図４】図２の勾配コイルに対する代わりの勾配コイル
の一例を示す横断面図である。
の一例を示す横断面図である。
１０ 超伝導磁界コイル １２ 中心の孔 １４ 巻枠 １６ ヘリウム容器 １８ 主磁界シールドコイルアセンブリ ２０、２２ コールドシールド ２４ 真空容器 ２６ 円筒形状の非鉄部材 ３０ 無線周波数コイルアセンブリ ３２ 一次無線周波数コイル ３４ 無線周波数シールド又は二次コイル ４０ 勾配コイルアセンブリ ４６ 円筒形状の誘電体巻枠 ５０ ｚ勾配コイル ５２ ｘ勾配コイル ５４ ｙ勾配コイル ５８ 垂直方向の中心面 ６４ カット線 ６８ 高電流密度領域 ７０ 低電流密度領域 ７６ 幅の狭いカット線 ７８ 幅の広いカット線 ８０ アイランド ９２ ｚ勾配シールドコイル ９４ ｘ勾配シールドコイル ９６ ｙ勾配シールドコイル １００ シーケンス制御手段 １０２ 勾配コイル制御手段 １０４ 送信機 １０６ 電流パルス発生器 １０８ 無線周波数受信機 １１０ イメージ再構成手段 １１２ イメージメモリ １１４ ビデオプロセッサ １１６ ビデオモニタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン エル． パトリック アメリカ合衆国 オハイオ州 44022，シ ャグリン フォールズ，スタフォード ド ライヴ 9495 (72)発明者 ゴードン ディ．ディミースター アメリカ合衆国 オハイオ州 44092，ウ ィックリフ，デニス ドライヴ 1613
Claims (25)
- 【請求項１】 検査領域（１２）中に一時的に一定の磁
界を発生するためのおおむねトロイダルのマグネットア
センブリであって、前記検査領域（１２）の周りに長手
方向に延在する孔を定めるおおむね円筒形状の部材を含
むマグネットアセンブリ（１０、１４、１６、１８、２
０、２２、２４、２６）と、 第１、第２、及び第３の相互に直交する軸に沿って前記
孔内に磁界勾配を生じさせるための勾配コイルアセンブ
リであって、４つの電気的に相互に接続された第１のコ
イル構成体を含む第１の勾配コイル（５２）と、４つの
第２のコイル構成体を含む第２の勾配コイル（５４）と
を含み、各第１のコイル構成体は前記検査領域（１２）
を通る中心面（５８）に隣接して配置され、かつ前記円
筒体（４６）の周りに円周方向にほぼ半分だけ延在して
おり、各第２のコイル構成体は前記中心面（５８）に隣
接して配置され、かつ円筒体（４６）の周りに円周方向
にほぼ半分だけ延在しており、前記第２の勾配コイル
（５４）は前記第１の勾配コイル（５２）から前記円筒
体（４６）の周りに９０°回転されており、前記第１及
び第２のコイル構成体のそれぞれはカット線（６４）に
よっておおむね渦巻き状の導電性巻線パターンに分割さ
れる導電性シートを含み、各巻線パターンは巻線が予め
選択された最小の幅に達する少なくとも１つの高電流密
度領域（６８）を有し、前記巻線パターンの低電流密度
領域（７０）においては、前記巻線が１つのカット線
（６４）よりも大きく離間されるように、前記巻線が予
め選択された最大の幅よりも狭くなっている勾配コイル
アセンブリ（４０）と、 前記孔内に配置されており、無線周波数のパルスを前記
検査領域（１２）に送信して前記検査領域（１２）内に
選択されたダイポールの操作用磁気共鳴を誘起するため
の無線周波数コイルアセンブリ（３０）と、 前記勾配コイルアセンブリ（４０）及び前記無線周波数
コイルアセンブリ（３０）を制御して、磁気共鳴のイメ
ージング勾配及び無線周波数パルス列を生成するための
シーケンス制御手段（１００）と、 前記検査領域（１２）から発生される磁気共鳴信号から
イメージの表示を再構成するためのイメージ再構成手段
（１１０）と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】 前記低電流密度領域において、前記コイ
ルの残部から電気的に隔離された導電性シート材料のア
イランドが隣接する箔状体の巻線間に形成されている請
求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 【請求項３】 前記カット線は前記低電流密度領域にお
ける場合よりも前記高電流密度領域において幅が狭くな
っている請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 【請求項４】 前記導電性シートは一定の厚さを有し、
前記高電流密度領域における前記カット線の幅は前記導
電性シートの厚さよりも小さく、前記低電流密度領域に
おける前記カット線の幅は少なくとも前記導電性シート
の厚さと同じである請求項３に記載の磁気共鳴イメージ
ング装置。 - 【請求項５】 前記導電性シートの厚さが少なくとも２
ｍｍである請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装
置。 - 【請求項６】 前記第１の巻線パターンは誘電体シート
の一面に積層された箔に形成されており、前記誘電体シ
ートの反対面に形成された第２の巻線パターンをさらに
含む請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 【請求項７】 前記第２の巻線パターンはおおむね渦巻
き状のパターンに延在している請求項６に記載の磁気共
鳴イメージング装置。 - 【請求項８】 前記第２の巻線パターンは前記高電流密
度領域に隣接して延在し、かつ前記高電流密度領域にお
いて前記第１の巻線パターンと電気的に接続されている
請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 【請求項９】 前記巻線は前記高電流密度領域において
より厚く、前記低電流密度領域においてより薄い請求項
１に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 【請求項１０】 検査領域中におおむね均一な磁界を発
生するためのおおむねトロイダルのマグネットアセンブ
リであって、前記検査領域の周りに長手方向に延在する
孔を定めるおおむね円筒形状の部材を含むマグネットア
センブリと、 第１、第２、及び第３の相互に直交する軸に沿って前記
孔内に磁界勾配を生じさせるための勾配コイルアセンブ
リであって、４つの電気的に相互に接続された第１のコ
イル構成体を含む第１の勾配コイルと、４つの第２のコ
イル構成体を含む第２の勾配コイルとを含み、各第１の
コイル構成体は前記検査領域を通る中心面に隣接して配
置され、かつ円筒体の周りに円周方向にほぼ半分だけ延
在しており、各第２のコイル構成体は前記中心面に隣接
して配置され、かつ前記円筒体の周りに円周方向にほぼ
半分だけ延在しており、前記第２の勾配コイルは前記第
１の勾配コイルから前記円筒体の周りに９０°回転され
ており、前記第１及び第２のコイル構成体のそれぞれは
カット線によっておおむね渦巻き状の導電性巻線パター
ンに分割される導電性シートを含み、各巻線パターンは
その巻線パターンの巻線が予め選択された幅より小さい
幅を有する少なくとも１つの高電流密度領域を有し、前
記巻線パターンの低電流密度領域における巻線は少なく
とも前記予め選択された幅であり、前記カット線は前記
低電流密度領域における場合よりも前記高電流密度領域
において幅が狭くなっている勾配コイルアセンブリと、 前記孔内に配置されており、無線周波数のパルスを前記
検査領域に送信して前記検査領域内に選択されたダイポ
ールの操作用磁気共鳴を誘起するための無線周波数コイ
ルアセンブリと、 前記勾配コイルアセンブリ及び前記無線周波数コイルア
センブリを制御して、磁気共鳴のイメージング勾配及び
無線周波数パルス列を生成するためのシーケンス制御手
段と、 前記検査領域から発生される磁気共鳴信号からイメージ
の表示を再構成するためのイメージ再構成手段とを具備
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１１】 前記導電性シートは一定の厚さの箔状
体であり、前記高電流密度領域における前記カット線の
幅は前記箔状体の厚さの半分であり、前記コイルアセン
ブリの他の領域における前記カット線の幅は少なくとも
前記箔状体の厚さと同じである請求項１０に記載の磁気
共鳴イメージング装置。 - 【請求項１２】 前記箔状体の厚さが少なくとも実質的
に２ｍｍである請求項１１に記載の磁気共鳴イメージン
グ装置。 - 【請求項１３】 前記コイル構成体は、前記巻線が前記
高電流密度領域における場合よりも幅が広い低電流密度
の領域を有し、前記巻線の幅はこの低電流密度領域にお
いて最大の幅を有する請求項１０に記載の磁気共鳴イメ
ージング装置。 - 【請求項１４】 前記巻線は前記低電流密度の領域にお
いて実質的に一定の幅を有する請求項１３に記載の磁気
共鳴イメージング装置。 - 【請求項１５】 複数の電気的に相互に接続されたコイ
ル構成体を具備する検査領域内に磁界勾配を生じさせる
ための勾配コイルアセンブリであって、これらコイル構
成体のそれぞれがカット線によっておおむね渦巻き状の
導電性巻線パターンに分割される導電層を含み、隣接す
る巻線間にギャップが形成されるように、前記巻線パタ
ーンの巻線が予め選択された最大の幅よりも小さい幅を
有する少なくとも１つの低電流密度領域を巻線が有する
ことを特徴とする勾配コイルアセンブリ。 - 【請求項１６】 前記ギャップに電気的に隔離された箔
状体のアイランドが形成されている請求項１５に記載の
勾配コイルアセンブリ。 - 【請求項１７】 前記巻線は、前記巻線パターンの巻線
が予め選択された最小の幅よりも狭い幅を有する少なく
とも１つの高電流密度領域を有する請求項１５に記載の
勾配コイルアセンブリ。 - 【請求項１８】 前記巻線は前記低電流密度領域におい
て一定の共通の幅を有する請求項１５に記載の勾配コイ
ルアセンブリ。 - 【請求項１９】 複数の電気的に相互に接続されたコイ
ル構成体を含み、これらコイル構成体のそれぞれがカッ
ト線によっておおむね渦巻き状の導電性巻線パターンに
分割される導電層を含み、前記巻線パターンはこの巻線
パターンの巻線が予め選択された最小の幅よりも狭い幅
を有する少なくとも１つの高電流密度領域を有し、前記
巻線パターンの他の領域における巻線は少なくとも前記
予め選択された最小の幅を有する勾配コイルアセンブリ
において、 前記カット線は前記他の領域における場合よりも前記高
電流密度領域において幅が狭くなっていることを特徴と
する勾配コイルアセンブリ。 - 【請求項２０】 誘電体基体に積層された導電層から勾
配コイル構成体を形成する方法において、 おおむね渦巻き状の電流巻線パターンのセントロイドを
選択する段階と、 隣接するセントロイド間の寸法を第１の予め選択された
幅と比較する段階と、 前記寸法の距離が前記第１の予め選択された幅より狭い
領域において、前記導電層を通る第１のカット線幅のカ
ット線を形成する段階と、 前記寸法が前記第１の予め選択された幅を越える領域に
おいて、隣接するセントロイド間に、前記第１のカット
線幅よりも幅の広い第２のカット線幅のカット線を形成
する段階とからなることを特徴とする方法。 - 【請求項２１】 セントロイド相互間寸法を第２の予め
選択された幅と比較し、前記セントロイド相互間寸法が
前記第２の予め選択された幅を越えるときには、隣接す
るセントロイド間に２本のカット線を形成する段階をさ
らに含み、各カット線は対応する隣接するセントロイド
から、前記第２の予め選択された幅の実質的に１．５倍
だけ、変位されており、それによって隣接する巻線間に
導電層材料のアイランドが形成されるようにした請求項
２０に記載の方法。 - 【請求項２２】 前記第１及び第２の予め選択された幅
は同じである請求項２１に記載の方法。 - 【請求項２３】 前記アイランドを除去して渦電流が前
記アイアランドに維持されることを防止する段階をさら
に含む請求項２１に記載の方法。 - 【請求項２４】 前記アイランドを変形して前記アイラ
ンドの渦電流を維持する能力を減少させる段階をさらに
含む請求項２１に記載の方法。 - 【請求項２５】 誘電体基体に積層された導電層から勾
配コイル構成体を形成する方法において、 おおむね渦巻き状の電流巻線パターンのセントロイドを
選択する段階と、 隣接するセントロイド間の寸法を予め選択された幅と比
較する段階と、 前記寸法が前記予め選択された幅より広い領域におい
て、隣接するセントロイド間に２本のカット線を形成す
る段階とからなり、 各カット線は対応する隣接するセントロイドから、前記
予め選択された幅の実質的に１．５倍だけ、変位されて
おり、それによって隣接する巻線間に導電材料の隔離さ
れたアイランドが形成されるようにしたことを特徴とす
る方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/080,564 | 1993-06-21 | ||
| US08/080,564 US5424643A (en) | 1989-06-16 | 1993-06-21 | Magnetic resonance gradient sheet coils |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07303624A true JPH07303624A (ja) | 1995-11-21 |
| JP3579838B2 JP3579838B2 (ja) | 2004-10-20 |
Family
ID=22158194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15940594A Expired - Fee Related JP3579838B2 (ja) | 1993-06-21 | 1994-06-17 | 勾配コイル |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5424643A (ja) |
| EP (2) | EP1061379B1 (ja) |
| JP (1) | JP3579838B2 (ja) |
| DE (2) | DE69428628T2 (ja) |
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