JP2003225221A - 開放型磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

開放型磁気共鳴イメージング装置

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JP2003225221A
JP2003225221A JP2002024431A JP2002024431A JP2003225221A JP 2003225221 A JP2003225221 A JP 2003225221A JP 2002024431 A JP2002024431 A JP 2002024431A JP 2002024431 A JP2002024431 A JP 2002024431A JP 2003225221 A JP2003225221 A JP 2003225221A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 MRI像撮影領域を挟んで平行ではなくその
磁場発生面が所定の角度で対向して配置される第1およ
び第2の静磁場発生磁石を有する開放型MRI装置に適
用される傾斜磁場コイルを提供すること。 【課題の手段】 所定の角度で対向して配置される第1
および第2の静磁場発生磁石のそれぞれの静磁場磁束発
生面とほぼ平行にかつ隣接してそれぞれ第1および第2
の傾斜磁場コイルを配設し、上記第1および第2の傾斜
磁場コイルをそれぞれ構成している分離して3層に形成
されたX方向の傾斜磁場を生成するX傾斜磁場コイル、
Y方向の傾斜磁場を生成するY傾斜磁場コイルおよびZ
方向の傾斜磁場を生成するZ傾斜磁場コイルのそれぞれ
を、上記第1および第2の静磁場発生磁石の静磁場磁束
発生面が形成する所定の角度の増大に伴ってその磁気的
中心位置がその幾何学的中心からずれて、それぞれのコ
イルのX軸からの距離が遠ざかる方向に移動するよう
に、それぞれのコイルを幾何学的中心から見て非対称に
巻いて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明が属する技術分野】本発明は、磁気共鳴イメージ
ング装置(以下MRI装置と称する)に関し、特に、例
えば、本件出願人の先願である特願2001−3032
13に開示したMRI像撮影領域を挟んで平行ではなく
その磁場発生面が所定の角度で対向して配置される第1
および第2の静磁場発生磁石を有する開放型MRI装置
に適用される傾斜磁場コイルのコイルパターンに関す
る。 【0002】 【従来の技術】図9〜図11を使って従来の磁場発生用
上下一対のコイルが水平に対向配置された開放型MRI
装置の磁石装置およびそれに使われていた傾斜磁場コイ
ルについて説明する。 【0003】図9はその開放型MRI装置の磁石装置の
概略断面図で、MRI像撮影領域を挟んで上下に対向し
て平行に配設された上下磁場発生コイル、上磁場発生コ
イルを支持しかつこれを磁気的に下磁場発生コイルと結
合する継鉄、上下磁場発生コイルのそれぞれの撮影領域
側に設けられた上下傾斜磁場コイル、さらにこれら上下
傾斜磁場コイルの撮影領域側に設けられた上下RFコイ
ル等から構成されており、上下磁場発生コイルが平行に
配設されているのでその中心軸は図示のように一致して
おり、この中心軸に沿った主磁場方向に静磁場BOが生
成される。 【0004】図10は上記の上下傾斜磁場コイルの分解
概略斜視図を示しており、上下傾斜磁場コイルのそれぞ
れについて、X、Y、Zの3チャンネルのコイルが積層
されており、例えば、X傾斜磁場コイルのコイルパター
ンは図11の様になる。Y傾斜場コイルのコイルパター
ンは図11を90度回転したものであり、Z傾斜磁場コ
イルは同心円状のコイルを組み合わせたものとなる。図
では明示していないが、それぞれのコイルユニットにつ
いては入力端と出力端がありこの間に隣接するコイル導
体を流れる電流の方向が同一となるように総てのコイル
導体が直列に繋がれている。 【0005】図11に示したようなXおよびY方向の傾
斜磁場を生成するコイルパターンとしては種々のパター
ンが採用されるが、図11に示したパタ−ンは、例え
ば、特公昭40−26368に開示されているゴーレイ
型コイルパターンの一変形例である。 【0006】しかし、上記したような従来の傾斜磁場コ
イルは平行に対向して配設された上下の磁場発生コイル
に適用されるもので、2つの磁場発生コイルがある所定
の交差角を持って対向し、従って、2つの磁場発生コイ
ルに挟まれる空間の断面積が変化するようなコイル配置
構造の磁石装置には適用不可であることが判明した。 【0007】即ち、撮影領域のそれぞれの空間位置を表
わす傾斜磁場の値にずれが生じ、傾斜磁場コイルによっ
て生成される傾斜磁場信号が撮影領域内の空間位置を特
定する信号として十分機能しないことが判明した。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、例えば本件
出願人の先願である特願2001−303213に開示
した領域を挟んで平行ではなくその磁場発生面が所定の
角度で対向して配置される第1および第2の静磁場発生
磁石を有する開放型MRI装置に適用される傾斜磁場コ
イルおよびそれを用いた開放型MRI装置を提供するこ
とである。 【0009】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明ではMRI像撮影領域を挟んで平行ではな
く、その磁場発生面が所定の角度で対向して配置される
第1および第2の磁場発生磁石のそれぞれの静磁場磁束
発生面とほぼ平行にかつ隣接してそれぞれ第1および第
2の傾斜磁場コイルを配設し、ここで、上記撮影領域と
して働く静磁場空間における三次元位置を特定するため
上記第1および第2の静磁場発生磁石の静磁場磁束発生
面が形成する所定の角度の二等分線を含む面を水平面と
仮定しこの二等分線の方向をX軸、上記水平面と直交す
る面上のX軸と直交する方向をZ軸、上記X軸、Z軸の
両方に直交する方向をY軸とするX、Y、Z座標軸を定
義した時、上記第1および第2の傾斜磁場コイルのそれ
ぞれは、それぞれ分離して3層に形成されたX方向の傾
斜磁場を生成するX傾斜磁場コイル、Y方向の傾斜磁場
を生成するY傾斜磁場コイルおよびZ方向の傾斜磁場を
生成するZ傾斜磁場コイルから構成し、かつ上記それぞ
れのX、Y、Z傾斜磁場コイルは上記第1および第2の
静磁場発生磁石の静磁場磁束発生面が形成する所定の角
度の増大に伴ってその磁気的中心位置がその幾何学的中
心位置からずれてそれぞれのコイルのX軸からの距離が
遠ざかる方向に移動するように、それぞれのコイルを幾
何学的中心から見て非対称に巻いて構成することによっ
て達成される。 【0010】 【発明の実施形態】以下、本発明の実施例を添付図面に
従って説明する。本発明開放型MRI装置の実施例を図
1〜4を使って説明する。 【0011】図1は本実施例で使われる磁石の斜視図で
ある。上磁場発生源1、下磁場発生源2には上下傾斜磁
場コイル9a、9bの他に実際にはMRI装置を構成す
るRF送信コイル等が含まれているが、図では簡単のた
め示されていない。 【0012】上下の磁場発生源1、2が、その軸を交差
させてその面を傾けて配置され、上下の磁場発生源1、
2の間を磁気回路を形成する継鉄3で繋いである。4は
上下の磁場発生源1、2間に形成される静磁場空間中の
撮影領域である。 【0013】図2は図1に示した磁石の横方向立面図を
示す。上下の磁場発生源1、2が傾いて配置されている
ことにより、即ち、上磁場発生源1の中心軸5、下磁場
発生源2の中心軸6が交差するように配置することによ
り、術者7のいる側のアクセス性および開放度が向上し
ていることが判る。 【0014】図3は図1、2に示した磁石の断面図を示
す。図では、磁場発生手段として磁場発生用上下コイル
8a、8bを用いるとしてMRI装置を構成したが、コ
イルとしては超電導コイルでも常伝導コイルでも良く、
さらには、コイルの代わりに永久磁石を磁場発生のため
に用いても良い。 【0015】上下の磁場発生源1、2の中には、磁場発
生用コイルの他に、上下の傾斜磁場コイル9a、9b、
上下のRF送信コイル10a、10b が磁場発生源
1、2の軸方向に沿った向きに配置されている。即ち、
上下の傾斜磁場コイル9a、9bは上下磁場発生コイル
8a、8bに隣接してそれぞれの磁束発生面にほぼ平行
に配設されている。 【0016】上磁場発生源1、下磁場発生源2の発生す
る磁場の向きは、図示したようにそれぞれ磁場発生源の
コイル8a、8bの中心軸5、6の向きであり、これら
を合成した磁場が撮影領域に発生するため、撮影領域に
おける静磁場(BO)12の向きは、図示したように斜
め方向を向く。 【0017】図では、上下磁場発生源1,2の表面によ
り挟まれる角度θ(図2参照)を約45度としたが、本
発明はこの角度に限定されるものではなく、開放度と磁
場発生効率のバランスから任意に選択可能なものであ
る。 【0018】図では、上下磁場発生源1,2の大きさを
上磁場発生源1の方が小さい形状としたが、本発明は同
様にこの大きさの関係に限定されるものではない。それ
ぞれの磁場発生源の大きさの関係は、開放度と磁場発生
効率のバランスから任意に選択可能なものである。 【0019】図4は、以上図1〜3を使って説明した磁
石を使った本発明の実施例におけるMRI装置の全体構
成図を示す。 【0020】さて、以上説明した本発明の実施例に使わ
れる傾斜磁場コイルのコイルパターンについて、図5〜
8を参照して説明する。 【0021】図5には説明の便宜上先の実施例をより簡
単にしたMRI装置の磁石部分の断面図を示す。 【0022】先の実施例では、上、下の磁場発生源の大
きさを異ならせたが、図5では同一な磁場発生源、傾斜
磁場コイルとした。さらに、先の実施例では、磁場発生
源(下)2及び傾斜磁場コイル(下)9bの垂線は鉛直
方向を向いていたが、図5では、説明の便宜上、対象
面、換言すると、上下磁場発生源の静磁場発生面が形成
する所定の角度θの二等分線を含む平面、を水平面と並
行に配置した。 この時の座標系は撮影領域の中心を原
点とし、鉛直方向をZ方向、紙面向かって右方向、換言
すると上記二等分線の方向、をX方向と定義する。 【0023】こうすると、X−Z平面が、上下傾斜磁場
コイル9a、9bの両方の面に垂直な平面に相当し、こ
の平面と上下傾斜磁場コイル9a、9bとの交線は、a
−a’及びc−c’になる。この時のX、Y、Z傾斜磁
場コイルのパターンの例を図6、7、8にそれぞれ示
す。図5におけるa、a’、b、b’の位置は図6、
7、8のa、a’、b、b’内に示した。 【0024】bはX、Y、Z傾斜磁場コイルのそれぞれ
の幾何学的中心、b’は磁場中心を表している。この幾
何学的中心bと磁場中心b’はこれらの傾斜磁場コイル
が角度を持たず平行に対向して配設されている従来の場
合には一致している。 【0025】しかし、本実施例のようにこれら傾斜磁場
コイルが所定の角度を持って対向している場合には、図
6、7、8に示すようにそれぞれの磁場中心を表わす点
b’の位置を、上記の所定角度の大きさに応じてX軸方
向の各傾斜磁場コイルの面がX軸から遠ざかる方向に移
動し、各コイルパターンを幾何学的中心位置bから見た
時非対称に配置し、撮影領域との距離が遠いa側コイル
の電流密度を高くし、逆に撮影領域との距離が近いa’
側のコイル電流密度を低くして、上下磁場発生源を角度
を付けて配設したことに伴って上下傾斜磁場コイルも同
様に角度を付けて配設することによって生じる上下傾斜
磁場コイルが発生する撮影領域中の位置を特定するため
の傾斜磁場のずれを解消出来る。 【0026】以上では、上傾斜磁場コイル9aのX、
Y、Z方向傾斜磁場のコイルのコイルパターンについて
説明したが、下傾斜磁場コイル9bのX、Y、Z方向傾
斜磁場コイルについても、上傾斜磁場コイル9aの場合
と同様にその磁気的中心がその幾何学的中心位置dから
ずれてd’に来るように各コイルパターンを構成すれば
よいのでその説明は省略する。 【0027】さらには、傾斜磁場発生源を構成する2つ
以上の傾斜磁場コイルについて、それぞれは同一な大き
さ、構造で無くとも構わない。例えば、一方にはX,
Y,Zの3ch分のコイル導体から構成されており、も
う一方はX,Yの2ch分のコイル導体から構成され
る、という例も有り得る。 【0028】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によって、
角度を付けて配設された一対の静磁場発生磁石を有する
開放型MRI装置に適用される傾斜磁場コイルが実現出
来た。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明開放型MRI装置の一実施例、特にその
磁石配置構造を示す斜視図。 【図2】図1に示した磁石の横方向立面図。 【図3】図1および図2に示した磁石の概略断面図。 【図4】図1〜図3で説明した磁石を使った本発明開放
型MRI装置の実施例のシステム構成図。 【図5】図1〜図3に示した本発明実施例における上下
磁場発生源と上下傾斜磁場コイルの配置構造を説明する
ための図。 【図6】本発明実施例における上傾斜磁場コイル中のX
方向傾斜磁場コイルのコイルパターンをを示す図。 【図7】本発明実施例における上傾斜磁場コイル中のY
方向傾斜磁場コイルのコイルパターンをを示す図。 【図8】本発明実施例における上傾斜磁場コイル中のZ
方向傾斜磁場コイルのコイルパターンをを示す図。 【図9】従来の開放型MRI装置の、特に磁石部分の概
略断面図。 【図10】図9の磁石部分に使用される上下傾斜磁場コ
イルの概略分解斜視図。 【図11】図10のX傾斜磁場コイルのコイルパターン
を示す図。 【符号の説明】 1 上磁場電源 2 下磁場電源 3 継鉄 4 撮影領域 5 上磁場発生源の中心軸 6 下磁場発生源の中心軸 7 術者 8a,8b 上下磁場発生コイル 9a,9b 上下傾斜磁場コイル 10a,10b 上下RFコイル 11a,11b 上下磁場発生源の磁場方向 12 撮影領域内の主磁場方向(BO)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 互いに分離しかつその間に撮影領域とし
    て働く静磁場空間を画成する第1および第2の静磁場発
    生磁石を有し、上記第1の静磁場発生磁石の静磁場磁束
    発生面に対して上記第2の静磁場発生磁石の静磁場磁束
    発生面が所定の角度を持って配設されている開放型磁気
    共鳴イメージング装置において、さらに上記第1および
    第2の静磁場発生磁石の静磁場磁束発生面とほぼ平行に
    かつ隣接してそれぞれ第1および第2の傾斜磁場コイル
    が配設され、上記第1および第2の傾斜磁場コイルのそ
    れぞれは、上記撮影領域として働く静磁場空間における
    三次元位置を特定するために上記第1および第2の静磁
    場発生磁石の静磁場磁束発生面が形成する所定の角度の
    二等分線を含む面を水平面と仮定しこの二等分線の方向
    をX軸、上記水平面と直交する面上のX軸と直交する方
    向をZ軸、上記X軸およびZ軸の両方に直交する方向を
    Y軸とするX、Y、Z座標系を定義した時、それぞれ分
    離して3層に形成されたX方向の傾斜磁場を生成するX
    傾斜磁場コイル、Y方向の傾斜磁場を生成するY傾斜磁
    場コイルおよびZ方向の傾斜磁場を生成するZ傾斜磁場
    コイルから構成され、かつ上記それぞれのX、Y、Z傾
    斜磁場コイルは上記第1および第2の静磁場発生磁石の
    静磁場磁束発生面が形成する所定の角度の増大に伴って
    その磁気的中心位置がその幾何学的中心位置からずれて
    それぞれのコイルのX軸からの距離が遠ざかる方向に移
    動するように、それぞれのコイルが幾何学的中心から見
    て非対称に巻かれて構成されていることを特徴とする開
    放型磁気共鳴イメージング装置。
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GB2408345B (en) * 2003-11-18 2006-09-13 Univ Queensland Bi-planar coil assemblies for producing specified magnetic fields
CN112858969A (zh) * 2019-11-27 2021-05-28 西门子医疗有限公司 用于磁共振成像系统的梯度系统

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