JP2000232967A - 磁気共鳴診断装置用コイル装置 - Google Patents
磁気共鳴診断装置用コイル装置Info
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Abstract
ルとの磁気的結合を遮断するために両者間にRFシール
ドを配置する磁気共鳴診断装置用のコイル装置におい
て、RFシールド上の渦電流により傾斜磁場が歪むこと
を防ぐこと。 【解決手段】主コイル(7)と、主コイルから発生され
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(5)とからなる能動
遮蔽型傾斜磁場コイルの少なくとも主コイルの外側にR
Fシールド上に発生する渦電流による渦磁場を抑制する
カウンタシールド(13)を設ける。
Description
用いられるコイル装置に関する。
I)装置等の磁気共鳴診断装置においては、磁場が撮影
(診断)領域外に漏洩しないことが必要である。このた
め、傾斜磁場コイルとして、外側に磁場を洩らさないよ
うに設計された能動遮蔽型傾斜磁場コイル(Actively S
hield Gradient Coil:ASGC)が本願発明者により
提案されている(特許62−143012号、USP
4,737,716明細書、USP4,733,189
明細書参照)。
いる場合、磁気共鳴診断装置に必須の高周波磁場を送受
信するためのRFコイルとの磁気的結合が問題になる。
そのため、両者間に磁気的結合を遮断するためのRFシ
ールドが配置される。すなわち、磁気共鳴診断装置のコ
イル装置の配置は、外側から順に、静磁場磁石、能動遮
蔽型傾斜磁場コイル、RFシールド、RFコイルとなっ
ている。一般に知られているRFシールドは導電体、ま
たは磁性体からなるが、磁気共鳴診断装置では、磁性体
をRFシールドとして使用するのは好ましくないため、
通常は、銅、アルミニウム等の導電体が用いられる。
が洩れないように設計されているが、被検体が配置され
る内側(診断領域)には、当然、傾斜磁場を発生する。
上述したように、導電体からなるRFシールドは能動遮
蔽型傾斜磁場コイルとRFコイルとの間に配置されてい
るために、傾斜磁場の値や極性が変化する時に、RFシ
ールド上に渦電流が発生してしまう。この渦電流により
渦磁場が発生し、通常はパルス形状の傾斜磁場の波形が
歪んでしまう欠点がある。
化を説明するための図である。RFシールド上に発生す
る渦電流による渦磁場は傾斜磁場を打ち消す向きに発生
するので、本来の傾斜磁場波形が鈍ってしまう。
メージング法(EPI)等の高速撮影法が盛んになって
いるが、高速撮影法では傾斜磁場の急峻な立上がり特性
が要求されている。そのため、RFシールドに発生する
渦電流の影響を極力抑えることが望まれている。
するために、RFシールドにスリットを入れて、渦電流
の時定数を短くすることが提案されている。これは、R
Fシールドの役割として、傾斜磁場のような比較的周波
数の低い(100KHz程度まで)磁場は通過し、励起
パルス等の数MHz〜数10MHzの高周波磁場は遮断
することが要求されていることによる。すなわち、RF
シールドにスリットを入れることは、C結合を発生させ
ることであり、低周波インピーダンスを高くし、高周波
インピーダンスを低くすることである。
増加すると、C結合に含まれるロス(抵抗分)も増加す
ることになるため、結果的にRFシールドの高周波遮蔽
効果が低下してしまう欠点がある。したがって、同じ厚
さのRFシールドを比べた場合、スリットを入れない時
が最大の遮蔽効果を得る。しかし、上述したように、ス
リットを入れないと、傾斜磁場波形が歪んでしまう。
電流の磁場は傾斜磁場コイルの外側、つまり静磁場磁石
へと洩れてしまう。そのため、能動遮蔽型傾斜磁場コイ
ルであるにも関わらず、能動遮蔽型傾斜磁場コイルの内
側の導体を介して能動遮蔽型傾斜磁場コイル外側の導体
と磁気的結合をしてしまう。この磁気的結合によって能
動遮蔽型傾斜磁場コイル外側の導体、すなわち静磁場磁
石を構成する熱シールド体等に渦電流を発生せしめ、こ
れによって導体が発熱し、ヘリウムのボイルオフ量の増
加等が引き起こされる。
遮蔽型傾斜磁場コイルを用いた磁気共鳴診断装置では、
RFコイルと能動遮蔽型傾斜磁場コイルとの磁気的結合
を遮断するために両者間にRFシールドを配置している
が、このRFシールドと能動遮蔽型傾斜磁場コイルとの
磁気結合によりRFシールド上に渦電流が発生し、この
渦電流による渦磁場が撮影領域内の磁場を歪ませてい
た。また、RFシールド上に発生させられた渦電流の磁
場は傾斜磁場コイルの外側へも洩れるので、能動遮蔽型
傾斜磁場コイル外側の導体にも渦電流を発生せしめ、こ
れにより傾斜磁場コイル装置の外側の導体が発熱する問
題点があった。
傾斜磁場コイルとの磁気的結合を遮断するために両者間
にRFシールドを配置する磁気共鳴診断装置用のコイル
装置において、RFシールドのRFコイルに対する遮蔽
効果を低下させることなく、RFシールド上の渦電流に
より傾斜磁場が歪むことや、渦電流の磁場が傾斜磁場コ
イルの外側へも洩れ、能動遮蔽型傾斜磁場コイル外側の
導体が発熱することを防ぐことである。
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。
装置は、傾斜磁場コイルと、傾斜磁場コイルの内側に設
けられるRFコイルとを有する磁気共鳴診断装置用コイ
ル装置において、傾斜磁場コイルは、撮影領域に傾斜磁
場を発生させる主コイルと、主コイルの外側に設けら
れ、主コイルから発生され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型傾斜磁場コイルであり、能動
遮蔽型傾斜磁場コイルとRFコイルとの間に両者の磁気
的結合を遮断するRFシールドを設け、能動遮蔽型傾斜
磁場コイルの少なくとも主コイルの外側にRFシールド
上に発生する渦電流による渦磁場を抑制するカウンタシ
ールドを設けるものである。
装置は、上記(1)に記載したコイル装置であって、か
つカウンタシールドはRFシールドと磁気的に結合する
導電体からなるものである。
装置は、上記(1)に記載したコイル装置であって、か
つカウンタシールドはRFシールドに発生する渦磁場を
打ち消す磁場を発生するコイルからなるものである。
装置は、傾斜磁場コイルと、傾斜磁場コイルの内側に設
けられるRFコイルとを有する磁気共鳴診断装置用コイ
ル装置において、傾斜磁場コイルは、撮影領域に傾斜磁
場を発生させる主コイルと、主コイルの外側に設けら
れ、主コイルから発生され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型傾斜磁場コイルであり、能動
遮蔽型傾斜磁場コイルとRFコイルとの間に両者の磁気
的結合を遮断するRFシールドを設け、能動遮蔽型傾斜
磁場コイルへ供給される駆動信号をオーバーシュート補
正する手段を設けるものである。
装置は、傾斜磁場コイルと、傾斜磁場コイルの内側に設
けられるRFコイルとを有する磁気共鳴診断装置用コイ
ル装置において、傾斜磁場コイルは、撮影領域に傾斜磁
場を発生させる主コイルと、主コイルの外側に設けら
れ、主コイルから発生され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型傾斜磁場コイルであり、能動
遮蔽型傾斜磁場コイルとRFコイルとの間に両者の磁気
的結合を遮断するRFシールドを設け、能動遮蔽型傾斜
磁場コイルのアクティブシールドコイルへ供給される駆
動信号をアンダーシュート補正する手段を設けるもので
ある。
装置は、傾斜磁場コイルと、傾斜磁場コイルの内側に設
けられるRFコイルとを有する磁気共鳴診断装置用コイ
ル装置において、傾斜磁場コイルは、撮影領域に傾斜磁
場を発生させる主コイルと、主コイルの外側に設けら
れ、主コイルから発生され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型傾斜磁場コイルであり、能動
遮蔽型傾斜磁場コイルとRFコイルとの間に両者の磁気
的結合を遮断するRFシールドを設け、能動遮蔽型傾斜
磁場コイルの主コイルへ供給される駆動信号をオーバー
シュート補正する手段を設けるものである。
遮蔽型傾斜磁場コイルの少なくとも主コイルの外側にカ
ウンタシールドを設けることにより、RFシールド上に
発生する渦電流による渦磁場を抑制することができる。
遮蔽型傾斜磁場コイルの少なくとも主コイルの外側に導
電体を設けることにより、簡単な構成でRFシールド上
に発生する渦電流による渦磁場を抑制することができ
る。
遮蔽型傾斜磁場コイルの少なくとも主コイルの外側にコ
イルを設けることにより、RFシールド上に発生する渦
電流による渦磁場をほぼ完全に打ち消すことができる。
遮蔽型傾斜磁場コイルへ供給される駆動信号をオーバー
シュート補正する手段を設けることにより、シールド、
コイル等を付加することなく、RFシールド上に発生す
る渦電流による渦磁場をほぼ完全に打ち消すことができ
る。
遮蔽型傾斜磁場コイルのアクティブシールドコイルへ供
給される駆動信号をアンダーシュート補正する手段を設
けることにより、シールド、コイル等を付加することな
く、RFシールド上に発生する渦電流による渦磁場をほ
ぼ完全に打ち消すことができる。
遮蔽型傾斜磁場コイルの主コイルへ供給される駆動信号
をオーバーシュート補正する手段を設けることにより、
シールド、コイル等を付加することなく、RFシールド
上に発生する渦電流による渦磁場をほぼ完全に打ち消す
ことができる。
る磁気共鳴診断装置用のコイル装置の実施形態を説明す
る。
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R
F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。
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。
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。
装置の傾斜磁場コイルアセンブリの縦断面図である。コ
イルアセンブリは円筒形状のハウジング1内に収納さ
れ、ハウジング1の中心部には、被検体を載置する寝台
(図示せず)が挿入される円筒形状の開口部15が設け
られる。ハウジング1内には、外側から順に、能動遮蔽
型傾斜磁場コイル3と、RFシールド9と、RFコイル
11が設けられている。図示していないが、ハウジング
1の外側には、静磁場磁石が配置されている。静磁場磁
石としては永久磁石、常電導磁石、超電導磁石がある
が、高磁場の発生が容易であることと、磁場の安定性か
ら超電導磁石が用いられることが多い。
5内の所定の撮影領域17で磁場強度が線形の傾斜を有
する傾斜磁場を発生する主コイル7と、主コイル7の外
側に設けられ、主コイル7により発生された傾斜磁場が
能動遮蔽型傾斜磁場コイル3の外側へ漏洩することを防
ぐための傾斜磁場と逆向きの磁場を発生するアクティブ
シールドコイル5とからなる。能動遮蔽型傾斜磁場コイ
ル3はXチャンネル、Yチャンネル、Zチャンネルの3
つのコイルからなる。一般的には、アクティブシールド
コイル5は、主コイル7と同じコイルパターンであり、
主コイル7と直列に接続される。さらに、能動遮蔽型傾
斜磁場コイル3の外側には、本発明独自の受動型カウン
タシールド(Passive Counter Shield)13が設けられ
る。主コイル7、アクティブシールドコイル5にはそれ
ぞれパルス電流を加える傾斜磁場電源も接続されてい
る。
アルミニウム等の導電体からなるが、スリット(切れ込
み)は設けられていない。
ミニウム等の導電性の良い金属からなり、RFシールド
9と磁気的に結合するように設けられている。形状とし
ては、円筒形状、平板状、または湾曲形状に形成され、
スリットが設けられていてもよい。このため、RFシー
ルド9上に発生する渦電流が抑制される。また、静磁場
磁石の熱シールド体等の外側導体への洩れ磁場を低減す
ることができる。カウンタシールド13は導電率が高い
方が抑制効果が上がり、同じ材質でも、厚みが厚い程、
抑制効果がある。
遮蔽型傾斜磁場コイル3の外側に限らず、図3に示すよ
うに能動遮蔽型傾斜磁場コイル3の主コイル7とアクテ
ィブシールドコイル5の間に設けてもよい。要は、主コ
イル7の外側であればよい。また、受動型カウンタシー
ルド13は能動遮蔽型傾斜磁場コイル3と別体として設
けるのではなく、能動遮蔽型傾斜磁場コイル3と一体的
に設けてもよい。
る。
されるRFシールド9には能動遮蔽型傾斜磁場コイル3
により発生される傾斜磁場を打ち消すための渦電流(以
下、1次渦電流という)が発生する。この1次渦電流に
より渦磁場(以下、1次渦磁場という)が発生する。能
動遮蔽型傾斜磁場コイル3が主コイル7から発生した磁
場を外側に磁場を洩らさないため、この1次渦磁場が能
動遮蔽型傾斜磁場コイル3の外側に渦磁場をつくる。こ
のため、受動型カウンタシールド13からコイル装置の
内側を見ると、図4(a)のような時間応答をする非シ
ールド型傾斜磁場コイルが存在することと等価である。
の外側近傍、あるいは主コイル7とアクティブシールド
コイル5の間に、導電体からなる受動型カウンタシール
ド13を配置すると、このRFシールド9に発生した不
所望の遮蔽すべき1次渦磁場と強く結合される。そのた
め、RFシールド9から外側に漏洩した1次渦磁場は、
能動遮蔽型傾斜磁場コイル3の外側に設けられた導電体
である受動型カウンタシールド13上に、渦電流(以
下、2次渦電流という)を発生させる。この2次渦電流
により、図4(b)のような波形の渦磁場(以下、2次
渦磁場という)が発生する。
に、2次渦磁場は1次渦磁場を打ち消す。その結果、受
動型カウンタシールド13の内側には、1次渦磁場と2
次渦磁場とを合成した図4(c)に示すような合成磁場
が生じることになる。つまり、RFシールド9により発
生された1次渦磁場は、受動型カウンタシールド13に
発生させたそれ自身の渦磁場(2次渦磁場)により抑制
される。RFシールド9による1次渦磁場(図4
(a))の強度の最大値は−0.387(T)であり、
これに対して本発明による受動型カウンタシールド13
を用いると、1次渦磁場と2次渦磁場の合成された渦磁
場(図4(c))の強度の最大値は−0.150(T)
にまで減少する。
りの時間波形(破線)と、受動型カウンタシールド13
により抑制された1次渦磁場の影響を受けた傾斜磁場の
実際の立上がりの時間波形(実線)を示している。1次
渦磁場の抑制効果に応じて、撮影領域17内の傾斜磁場
の歪みは軽減される。しかも、RFシールド9にはスリ
ットが設けられていないので、RFコイル11に対する
遮蔽効果は全く低下されない。
る磁場応答に関して、遮蔽効果を高めるために、通常、
導体の抵抗率を小さくするため、受動型カウンタシール
ド13による磁場応答の時定数は、RFシールド9上に
発生する渦の時定数に比べて大きい。したがって、渦磁
場強度の最大値は減少させることはできるが、その影響
は時間的に長く影響する。しかし、これは、能動遮蔽型
傾斜磁場コイル3へ供給する電流波形を適当な波形に修
正することにより容易に補正することができる。
正電流分を小さくできるということである。
て十分小さな抵抗率の金属を用いることによって、図5
(b)に示すように実際の立ち上り波形(実線)を理想
的な波形(破線)により近付けることができる。
能動遮蔽型傾斜磁場コイル3の主コイル7より外側に導
電体からなりRFシールドと磁気的に結合する受動型カ
ウンタシールド13を配置したことにより、RFシール
ド9上に発生する渦電流を抑制し、渦電流による渦磁場
により撮影領域内のパルス状傾斜磁場の歪を低減すると
ともに、静磁場磁石の熱シールド体等の外側導体への洩
れ磁場も低減することができる。
形態を説明する。他の実施形態の説明において第1実施
形態と同一部分は同一参照数字を付してその詳細な説明
は省略する。
型傾斜磁場コイル3の外側に導電体からなる受動型カウ
ンタシールド13を設けて、RFシールドにより発生さ
れた渦磁場を抑制したが、第2実施形態は能動遮蔽型傾
斜磁場コイル3の外側に能動遮蔽型傾斜磁場コイル3と
同様な原理の能動遮蔽型カウンタコイルを設けて、その
コイルに駆動パルスを印加することにより、RFシール
ドにより発生された渦磁場をほぼ完全に打ち消すような
磁場を発生するものである。
装置の傾斜磁場コイルアセンブリの縦断面図である。能
動遮蔽型傾斜磁場コイル3の外側に受動型カウンタシー
ルド13の代わりに能動遮蔽型カウンタコイル(Active
ly Shielded Counter Coil:ASCC)21が設けられ
る点が第1実施形態と異なり、他は第1実施形態と同じ
である。受動型カウンタシールド13は1つでX、Y、
Zの3つのチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイル3に
対して作用するが、能動遮蔽型カウンタコイル21はチ
ャンネル毎に作用する。そのため、Xチャンネル、Yチ
ャンネル、Zチャンネルの3つのカウンタコイル21を
設けることが好ましいが、少なくとも1つのチャンネル
の能動遮蔽型傾斜磁場コイルに関してカウンタシールド
を設けるだけでもよい。各チャンネルの能動遮蔽型傾斜
磁場コイル3は通常は4つのサドルコイルからなるの
で、各チャンネルの能動遮蔽型カウンタコイル21も4
つのサドルコイルからなる。能動遮蔽型カウンタコイル
21は、円筒形状、板状、または湾曲形状に形成され
る。
の発生する磁場を外側に洩らさないようなコイルパター
ンのアクティブシールドコイルを設けているが、能動遮
蔽型カウンタコイル21のコイルパターンもこれと同様
に設計される。すなわち、能動遮蔽型カウンタコイル2
1はRFシールド9に発生する渦磁場を打ち消すような
磁場を発生するコイルパターンを有する。
コイル21を構成する4つのサドルコイルのうちの1つ
のコイルパターンを示す。横軸は軸方向の位置(Z位
置)であり、縦軸はアジマス角(周方向位置)である。
C)3、能動遮蔽型カウンタコイル(ASCC)21の
電源の構成を示す。傾斜磁場アンプ(Gアンプ)23に
はシーケンスコントローラ19から所定のパルスシーケ
ンスに従った波形の駆動信号が入力される。この駆動信
号に応じた駆動電流が傾斜磁場アンプ23から能動遮蔽
型傾斜磁場コイル3に供給される。シーケンスコントロ
ーラ19から傾斜磁場アンプ23に供給される駆動信号
は、波形整形回路25を介して遮蔽磁場アンプ(Cアン
プ)27にも供給される。波形整形回路25は渦応答関
数に応じて駆動信号波形を補正して、遮蔽磁場アンプ
(Cアンプ)27に出力する。なお、この駆動信号の補
正は、過応答関数に応じてではなく、能動遮蔽型傾斜磁
場コイル3から外部に漏洩する漏洩磁場を実際に測定し
た結果に応じて行ってもよい。
アンプ27から能動遮蔽型カウンタコイル21に供給さ
れる。このため、能動遮蔽型傾斜磁場コイル3から傾斜
磁場が発生されるタイミングに同期して、能動遮蔽型カ
ウンタコイル21からはRFシールド9上に発生した渦
電流による渦磁場と逆向きの磁場が発生する。これによ
り、RFシールド9からの渦磁場は完全に打ち消され、
傾斜磁場の歪みは解消される。
ルドと同様に、能動遮蔽型カウンタコイル21の配置は
能動遮蔽型傾斜磁場コイル3の外側に限らず、能動遮蔽
型傾斜磁場コイル3の主コイル7とアクティブシールド
コイル5の間に設けてもよい。要は、主コイル7の外側
であればよい。また、能動遮蔽型カウンタコイル21は
能動遮蔽型傾斜磁場コイル3と別体として設けるのでは
なく、能動遮蔽型傾斜磁場コイル3と一体的に設けても
よい。
ば、RFシールドにより発生された渦磁場を打ち消すよ
うな磁場を発生するような能動遮蔽型カウンタコイル2
1を設けることにより、RFシールドと外界との磁気的
結合がほぼ完全に除去可能となり、撮影領域内の磁場も
補正できる。
なくとも能動遮蔽型傾斜磁場コイル3の主コイル7の外
側にカウンタシールド、またはカウンタコイルを設け
て、これらの磁場によりRFシールド9の発生する渦磁
場を抑制、または打ち消すようになっている。第3実施
形態では、能動遮蔽型傾斜磁場コイル3によってRFシ
ールド9上に発生した渦磁場を遮蔽しない。能動遮蔽型
傾斜磁場コイル3はシールド型傾斜磁場コイルであるた
め、非シールド型傾斜磁場コイルのように渦電流補正を
必要としなかったが、RFシールド上の渦電流を補正す
るために用いたことが第3実施形態の特徴である。
斜磁場コイルアセンブリの縦断面図である。すなわち、
第3実施形態は図2に示す第1実施形態から受動型カウ
ンタシールド13を省略したもの、あるいは図6に示す
第2実施形態から能動遮蔽型カウンタコイル21を省略
したものである。
源の構成を示す。シーケンスコントローラ19から所定
のパルスシーケンスに従った波形の駆動信号が渦補正回
路29を介して傾斜磁場アンプ(Gアンプ)31に入力
される。渦補正回路29は渦磁場による傾斜磁場波形の
鈍りを予め補償するように、能動遮蔽型傾斜磁場コイル
3の駆動信号をオーバーシュート補正する。この駆動信
号に応じた駆動電流が傾斜磁場アンプ31から能動遮蔽
型傾斜磁場コイル3に供給される。
29へ入力される駆動信号波形、駆動信号に加えられる
渦補正のための補正信号波形(オーバーシュート)、入
力駆動信号と補正信号との合成信号である渦補正回路2
9からの出力波形を示す。図11(b)に示す補正波形
はRFシールド9から発生される渦磁場と逆向きの磁場
の波形に相当する。この補正波形は渦電流の応答関数か
ら求められる。なお、第2実施形態と同様に能動遮蔽型
傾斜磁場コイル3から外部に漏洩する漏洩磁場を実際に
測定した結果に応じて波形の補正を行ってもよい。図1
1(c)に示す合成波形に応じた波形の駆動電流が傾斜
磁場アンプ31から能動遮蔽型傾斜磁場コイル3に供給
される。そのため、能動遮蔽型傾斜磁場コイル3から
は、理想的な矩形波形の傾斜磁場と、渦磁場と逆向きの
磁場とが合成されて発生される。この逆向きの磁場とR
Fシールド9で発生する渦磁場とは相殺し合う。したが
って、理想的な矩形波形の傾斜磁場のみ残り、撮影領域
内での傾斜磁場の歪みが解消されるとともに、静磁場磁
石の熱シールド体等の外側導体への洩れ磁場を低減する
ことができる。
ャンネル、Yチャンネル、Zチャンネルの3つのコイル
からなるが、本実施形態の渦補正回路29は少なくとも
1つのチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルに関して
設ければよい。
型傾斜磁場コイル3の主コイル7とアクティブシールド
コイル5とがもともと逆向きの磁場を発生していること
に着目して、主コイル7とアクティブシールドコイル5
の少なくともいずれか一方のコイルへ供給される駆動パ
ルスの波形を補正して、いずれか一方が発生する磁場を
調整してRFシールド9の渦磁場を打ち消すものであ
る。駆動パルスの波形補正の態様としては、(i)能動
遮蔽型傾斜磁場コイル3のアクティブシールドコイル5
に鈍った波形(アンダーシュート波形)の駆動信号を入
力し、RFシールド9の渦磁場による歪を補償する、
(ii)能動遮蔽型傾斜磁場コイル3の主コイル7にオー
バーシュート波形の駆動信号を入力し、RFシールド9
の渦磁場による歪を補償するという2つが考えられる。
そのため、傾斜磁場コイルアセンブリの縦断面図は図9
に示す第3実施形態のものと同じである。第4実施形態
は、能動遮蔽型傾斜磁場コイル3のアクティブシールド
コイル5は主コイル7の作る磁場をほぼ完全に打ち消す
ようなコイルパターンであることに基づいている。した
がって、能動遮蔽型傾斜磁場コイル3はアクティブシー
ルドコイル5と主コイル7とに全く同一の駆動電流が流
れた時のみ、本来の機能を果たす。ところで、RFシー
ルド9は能動遮蔽型傾斜磁場コイル3の内側に接してい
るので、主コイル7の発生する磁場を打ち消すような渦
電流(主コイル7のコイルパターンと同一の電流分布)
が発生する。したがって、アクティブシールドコイル5
にこの渦磁場を補正するための補正電流を加えることに
より、RFシールド9に発生した渦磁場を打ち消すこと
ができる。一方、主コイル7とアクティブシールドコイ
ル5に流れている同一の駆動電流による磁場は遮蔽され
ている。
源の構成を示す。図示しないシーケンスコントローラか
ら所定のパルスシーケンスに従った波形の駆動信号が傾
斜磁場アンプ(Gアンプ)31を介して主コイル7に供
給される。主コイル7はアクティブシールドコイル5に
直列に接続されており、主コイル7を流れた駆動電流は
二分され、一方はアクティブシールドコイル5にそのま
ま供給され、他方は電流波形整形回路33、シャントア
ンプ35の直列回路に供給される。
ントローラから出力された駆動信号の波形に応じた傾斜
磁場が発生される。電流波形整形回路33とシャントア
ンプ(Sアンプ)35からなる直列回路は補正電流を発
生する補正電流供給源として作用する。アクティブシー
ルドコイル5には電流波形整形回路33により発生され
た補正電流(アンダーシュート電流)と主コイル5を流
れた駆動電流とが合成された電流が供給される。つま
り、補正電流供給源をアクティブシールドコイル5に接
続することにより、主コイル7とシールドコイル5とに
供給される駆動電流を異なる波形とすることができる。
ルド9上に発生した渦磁場を打ち消すような補正磁場
(主コイル7とシールドコイル5との差分電流)を電流
波形整形回路33から発生することにより、能動遮蔽型
傾斜磁場コイル3はRFシールド9上に発生した渦磁場
を打ち消す磁場を発生することができる。
第3実施形態と同様に、Xチャンネル、Yチャンネル、
Zチャンネルの少なくとも1つのチャンネルの能動遮蔽
型傾斜磁場コイルのアクティブシールドコイル5に接続
すればよい。
i)の態様を採用する。そのため、傾斜磁場コイルアセ
ンブリの縦断面図は図9に示す第3実施形態のものと同
じである。第5実施形態も、第4実施形態と同様に、能
動遮蔽型傾斜磁場コイル3のアクティブシールドコイル
5は主コイル7の作る磁場をほぼ完全に打ち消すような
コイルパターンであることに基づいている。したがっ
て、能動遮蔽型傾斜磁場コイル3はアクティブシールド
コイル5と主コイル7とに全く同一の駆動電流が流れた
時のみ、本来の機能を果たす。ところで、RFシールド
9は能動遮蔽型傾斜磁場コイル3の内側に接しているの
で、主コイル7の発生する磁場を打ち消すような渦電流
(主コイル7のコイルパターンと同一の電流分布)が発
生する。したがって、主コイル7にこの渦磁場を補正す
るための補正電流を加えることにより、RFシールド9
に発生した渦磁場を打ち消すことができる。一方、主コ
イル7とアクティブシールドコイル5に流れている同一
の駆動電流による磁場は遮蔽されている。
源の構成を示す。図示しないシーケンスコントローラか
ら所定のパルスシーケンスに従った波形の駆動信号が傾
斜磁場アンプ(Gアンプ)31を介してアクティブシー
ルドコイル5に供給される。アクティブシールドコイル
5は主コイル7に直列に接続されており、アクティブシ
ールドコイル5を流れた駆動電流は主コイル7に供給さ
れる。主コイル7には電流波形整形回路39、シャント
アンプ37の直列回路からなる補正電流供給源が並列に
接続され、主コイル7を流れた駆動電流のオーバーシュ
ート電流が主コイル5とアクティブシールドコイル5と
の接続点に供給される。
トローラから出力された駆動信号波形にオーバーシュー
ト波形が付加された補正駆動電流が流れる。
ルド9上に発生した渦磁場を打ち消すような補正磁場を
電流波形整形回路33から発生することにより、能動遮
蔽型傾斜磁場コイル3はRFシールド9上に発生した渦
磁場を打ち消す磁場を発生することができる。
第3実施形態と同様に、Xチャンネル、Yチャンネル、
Zチャンネルの少なくとも1つのチャンネルの能動遮蔽
型傾斜磁場コイルのアクティブシールドコイル5に接続
すればよい。
となく種々変形して実施可能である。例えば、第1、ま
たは第2実施形態と第3、第4、または第5実施形態を
組み合わせてもよいし、第4、第5実施形態を組み合わ
せてもよい。また、磁気共鳴診断装置としてはMRI装
置を説明したが、本発明は、これに限られず、NMRス
ペクトル分析装置等のその他の磁気共鳴現象を応用した
全ての診断装置に適用可能である。
動遮蔽型傾斜磁場コイルの少なくとも主コイルの外側に
導電体からなるカウンタシールドを設けることにより、
RFシールド上に発生する渦電流による渦磁場を抑制す
ることができる。
とも主コイルの外側にコイルを設けることにより、RF
シールド上に発生する渦電流による渦磁場をほぼ完全に
打ち消すことができる。
れる駆動信号をオーバーシュート補正する手段を設ける
ことにより、シールド、コイル等を付加することなく、
RFシールド上に発生する渦電流による渦磁場をほぼ完
全に打ち消すことができる。
ィブシールドコイルへ供給される駆動信号をアンダーシ
ュート補正する手段を設けることにより、シールド、コ
イル等を付加することなく、RFシールド上に発生する
渦電流による渦磁場をほぼ完全に打ち消すことができ
る。
ルへ供給される駆動信号をオーバーシュート補正する手
段を設けることにより、シールド、コイル等を付加する
ことなく、RFシールド上に発生する渦電流による渦磁
場をほぼ完全に打ち消すことができる。
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。
ンブリの第1実施形態の構成を示す図。
波形を示す図。
波形を示す図。
ンブリの第2実施形態の構成を示す図。
イルパターンを示す図。
動遮蔽型カウンタコイルの電源を示す図。
ンブリの第3実施形態の構成を示す図。
電源を示す図。
号の波形を示す図。
センブリの第4実施形態の電源を示す図。
号の波形を示す図。
センブリの第5実施形態の電源を示す図。
号の波形を示す図。
明する図。
Claims (20)
- 【請求項1】 傾斜磁場コイルと、前記傾斜磁場コイル
の内側に設けられるRFコイルとを有する磁気共鳴診断
装置用コイル装置において、 前記傾斜磁場コイルは、撮影領域に傾斜磁場を発生させ
る主コイルと、前記主コイルの外側に設けられ、主コイ
ルから発生され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
なる能動遮蔽型傾斜磁場コイルであり、 前記能動遮蔽型傾斜磁場コイルとRFコイルとの間に両
者の磁気的結合を遮断するRFシールドを設け、 前記能動遮蔽型傾斜磁場コイルの少なくとも主コイルの
外側に前記RFシールド上に発生する渦電流による渦磁
場を抑制するカウンタシールドを設けることを特徴とす
る磁気共鳴診断装置用コイル装置。 - 【請求項2】 前記カウンタシールドはRFシールドと
磁気的に結合する導電体からなることを特徴とする請求
項1記載のコイル装置。 - 【請求項3】 前記カウンタシールドはRFシールドに
発生する渦磁場を打ち消す磁場を発生するコイルからな
ることを特徴とする請求項1記載のコイル装置。 - 【請求項4】 前記カウンタコイルはX、Y、Zチャン
ネルの少なくとも1つのチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁
場コイルに対して設けられることを特徴とする請求項3
記載のコイル装置。 - 【請求項5】 前記カウンタシールドは円筒形状である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記
載のコイル装置。 - 【請求項6】 前記カウンタシールドは平板状であるこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載
のコイル装置。 - 【請求項7】 前記カウンタシールドは湾曲形状である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記
載のコイル装置。 - 【請求項8】 前記導電体にはスリットが設けられてい
ることを特徴とする請求項2記載のコイル装置。 - 【請求項9】 前記カウンタシールドは前記能動遮蔽型
傾斜磁場コイルの外側に前記能動遮蔽型傾斜磁場コイル
と一体として設けられることを特徴とする請求項1乃至
請求項4のいずれかに記載のコイル装置。 - 【請求項10】 前記カウンタシールドは前記能動遮蔽
型傾斜磁場コイルの外側に前記能動遮蔽型傾斜磁場コイ
ルと別体として設けられることを特徴とする請求項1乃
至請求項4のいずれかに記載のコイル装置。 - 【請求項11】 前記カウンタシールドは前記主コイル
と前記アクティブシールドコイルとの間に前記能動遮蔽
型傾斜磁場コイルと一体として設けられることを特徴と
する請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のコイル装
置。 - 【請求項12】 傾斜磁場コイルと、前記傾斜磁場コイ
ルの内側に設けられるRFコイルとを有する磁気共鳴診
断装置用コイル装置において、 前記傾斜磁場コイルは、撮影領域に傾斜磁場を発生させ
る主コイルと、前記主コイルの外側に設けられ、主コイ
ルから発生され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
なる能動遮蔽型傾斜磁場コイルであり、 前記能動遮蔽型傾斜磁場コイルとRFコイルとの間に両
者の磁気的結合を遮断するRFシールドを設け、 前記能動遮蔽型傾斜磁場コイルへ供給される駆動信号を
オーバーシュート補正する手段を設けることを特徴とす
る磁気共鳴診断装置用コイル装置。 - 【請求項13】 前記補正手段は前記RFシールドに発
生する渦電流の応答関数に応じて駆動信号を補正するこ
とを特徴とする請求項12に記載のコイル装置。 - 【請求項14】 前記補正手段はX、Y、Zチャンネル
の少なくとも1つのチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コ
イルに対して設けられることを特徴とする請求項12、
または請求項13記載のコイル装置。 - 【請求項15】 傾斜磁場コイルと、前記傾斜磁場コイ
ルの内側に設けられるRFコイルとを有する磁気共鳴診
断装置用コイル装置において、 前記傾斜磁場コイルは、撮影領域に傾斜磁場を発生させ
る主コイルと、前記主コイルの外側に設けられ、主コイ
ルから発生され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
なる能動遮蔽型傾斜磁場コイルであり、 前記能動遮蔽型傾斜磁場コイルとRFコイルとの間に両
者の磁気的結合を遮断するRFシールドを設け、 前記能動遮蔽型傾斜磁場コイルのアクティブシールドコ
イルへ供給される駆動信号をアンダーシュート補正する
手段を設けることを特徴とする磁気共鳴診断装置用コイ
ル装置。 - 【請求項16】 前記補正手段は前記RFシールドに発
生する渦電流の応答関数に応じて駆動信号を補正するこ
とを特徴とする請求項15に記載のコイル装置。 - 【請求項17】 前記補正手段はX、Y、Zチャンネル
の少なくとも1つのチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コ
イルに対して設けられることを特徴とする請求項15、
または請求項16記載のコイル装置。 - 【請求項18】 傾斜磁場コイルと、前記傾斜磁場コイ
ルの内側に設けられるRFコイルとを有する磁気共鳴診
断装置用コイル装置において、 前記傾斜磁場コイルは、撮影領域に傾斜磁場を発生させ
る主コイルと、前記主コイルの外側に設けられ、主コイ
ルから発生され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
なる能動遮蔽型傾斜磁場コイルであり、 前記能動遮蔽型傾斜磁場コイルとRFコイルとの間に両
者の磁気的結合を遮断するRFシールドを設け、 前記能動遮蔽型傾斜磁場コイルの主コイルへ供給される
駆動信号をオーバーシュート補正する手段を設けること
を特徴とする磁気共鳴診断装置用コイル装置。 - 【請求項19】 前記補正手段は前記RFシールドに発
生する渦電流の応答関数に応じて駆動信号を補正するこ
とを特徴とする請求項18に記載のコイル装置。 - 【請求項20】 前記補正手段はX、Y、Zチャンネル
の少なくとも1つのチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コ
イルに対して設けられることを特徴とする請求項18、
または請求項19記載のコイル装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03594399A JP4191839B2 (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | 磁気共鳴診断装置用コイル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03594399A JP4191839B2 (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | 磁気共鳴診断装置用コイル装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008137211A Division JP4334599B2 (ja) | 2008-05-26 | 2008-05-26 | 磁気共鳴診断装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000232967A true JP2000232967A (ja) | 2000-08-29 |
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ID=12456092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03594399A Expired - Lifetime JP4191839B2 (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | 磁気共鳴診断装置用コイル装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4191839B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009000503A (ja) * | 2007-05-18 | 2009-01-08 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
JP2010088644A (ja) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Hitachi Medical Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
WO2023049506A1 (en) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | Hyperfine Operations, Inc. | Counter rotating current coil for magnetic resonance imaging |
DE102022208982A1 (de) | 2022-08-30 | 2024-02-29 | Siemens Healthcare Gmbh | Magneteinheit zur Verwendung in einem Magnetresonanzgerät in Kombination mit einer Gradientenspuleneinheit frei von aktiver Schirmung |
-
1999
- 1999-02-15 JP JP03594399A patent/JP4191839B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009000503A (ja) * | 2007-05-18 | 2009-01-08 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
JP2010088644A (ja) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Hitachi Medical Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
WO2023049506A1 (en) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | Hyperfine Operations, Inc. | Counter rotating current coil for magnetic resonance imaging |
DE102022208982A1 (de) | 2022-08-30 | 2024-02-29 | Siemens Healthcare Gmbh | Magneteinheit zur Verwendung in einem Magnetresonanzgerät in Kombination mit einer Gradientenspuleneinheit frei von aktiver Schirmung |
DE102022208982B4 (de) | 2022-08-30 | 2024-03-28 | Siemens Healthcare Gmbh | Magneteinheit zur Verwendung in einem Magnetresonanzgerät in Kombination mit einer Gradientenspuleneinheit frei von aktiver Schirmung |
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