JP2004509721A

JP2004509721A - 主磁石中に配置された円錐傾斜コイルを有する垂直磁場型ｍｒｉ装置

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Publication number: JP2004509721A
Application number: JP2002530873A
Authority: JP
Inventors: オーフェルウェッハ，ヨーハネス　アー; アルデフェルト，ベルント
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2000-09-26
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2004-04-02
Also published as: EP1342099A1; US20020072666A1; WO2002027346A1; US6618606B2

Abstract

本発明は撮像ボリューム（１８）中に略均一な磁場を発生する超伝導コイル系（２０ａ，２０ｂ）が設けられた垂直磁界型のＭＲＩ装置に関する。コイル系は、円形の外側コイル（２８）と外側コイルと同じ平面（３２）上に外側コイルの内部に配置される補助コイル（３０）とを含み、これらのコイルは互いに反対方向の電流を伝導する。外側コイルの直径Ｄ_０に対する補助コイルの直径Ｄ_ａの比Ｄ_ａ／Ｄ_０は、０．７乃至０．９である。磁界をより均一とするための更なるコイル（３４−３８，４０，４６）は、最初に述べたコイル（２８，３０）の内側に、円錐形状の傾斜コイル系（５２）が収容されうる凹部が形成されるよう配置され、結果として高価な外側コイル（２８）及び補助コイル（３０）は検査されるべき患者を受容する空間から出来る限り短い距離に配置されうることが望ましい。

Description

【０００１】
本発明は、平坦な外側コイル平面上に配置される外側コイルと上記外側コイルの内側に配置される補助コイルとを含み、ＭＲＩ（磁気共鳴撮像）装置の撮像ボリューム中に略均一な磁場を発生する少なくとも１つの磁界発生超伝導コイル系と、
平坦な主傾斜コイルと遮蔽コイルとを含み、ＭＲＩ装置の撮像ボリューム中に傾斜磁場を発生する少なくとも１つの傾斜コイル系とを含む、磁気共鳴画像を形成する垂直磁場型のＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
この種類の装置は、米国特許第５，９３９，９６２号から公知である。かかる垂直磁場型の装置における磁気共鳴撮像に必要な均一な磁場は、通常は２つの対向して配置されその間に検査される患者が置かれうる磁極によって発生される。概して、この磁場は垂直の方向とされる。この種類の装置は、患者が装置内に置かれているときに周辺環境を比較的広い視野で見ることができ、閉所恐怖症の感覚があまり頻繁に生じないようにするという利点がある。
【０００３】
磁界の強さが約０．５Ｔを超える磁石系の場合、磁石系を通る全ての磁束を搬送することが可能な鉄の回路は非常に重くなる。その場合に常識的に考えられうる代替的な配置は、鉄の回路を完全に排除し、活性的に遮蔽されたエアコイル系として磁石系を構築することである。その場合、患者が入ることができる磁石系の空間を囲む鉄の構造に関して磁極はないが、患者の空間を囲む磁石系の表面を簡単化のため以下「磁極」と称するものとする。０．５Ｔを超える磁界の強さでは、コイルは超伝導であるよう構成されねばならない。コイルは、低温保持装置中で使用温度に維持される。このとき「磁極」は低温保持装置の真空の外囲器の外壁によって形成される。
【０００４】
上述の引用された米国特許は、円形の外側コイル（いわゆる「サイドコイル」であり、当該特許では参照番号１２ａで示される）と、円形の補助コイル（当該特許では「第４のコイル」と称され、参照番号１２ｄで示される）と、多数の更なるコイル（当該特許では「第２及び第３のコイル」と称され、参照番号１２ｂ及び１２ｃで示される）とからなる超伝導コイル系を開示している。撮像ボリューム中の均一な磁場は、主に最初の２つのコイル１２ａ及び１２ｄによって発生され、他のコイルはその上に更なる磁場を重畳する。
【０００５】
一般的に知られており、引用された米国特許においても述べられているように、この種類の装置では、上側磁極中の磁界発生コイルを、下側磁極中の磁界発生コイルから出来る限り短い距離に配置することを目的とする。この目的は、かかる系の製造費用はその磁極距離の約５乗だけ増加されるため、この距離を出来る限り小さくしようとするものである。この目的のため、公知の装置の外側コイルは、磁極間の自由にアクセス可能な空間の境界に対して実質的に直接的に配置される。
【０００６】
外側コイルがこのように取り付けられるとき、撮像ボリューム中の傾斜磁場の必要な線形性のため、公知の装置の傾斜コイルは、関連する外側コイルの略直径まで延びる必要がある。従って、補助コイル（必要な均一な磁場を達成するために、やはり体積が大きく重い構造を有する）のための空間は、上側傾斜コイルの上方及び下側傾斜コイルの下方にのみ見つけられる。従って、この公知のかさばる重いコイルの構造は更に大きくならねばならないが、コイルもまた大きくならねばならない。更に、活性的に遮蔽される磁気コイルの場合、遮蔽コイルもまた大きくならねばならない。従って、最終的な結果として、装置の費用は大きく増加することとなる。
【０００７】
本発明は、外側コイル間の距離及び補助コイル間の距離が出来る限り小さい上述の種類の装置を提供することを目的とする。これを達成するため、本発明による装置は、
補助コイルが外側コイル平面上に配置され、
外側コイルへの電圧の印加と補助コイルへの電圧の印加は、これらのコイルが互いに反対方向の磁場を発生するよう行われ、
外側コイルの直径Ｄ_０に対する補助コイルの直径Ｄ_ａの比Ｄ_ａ／Ｄ_０は、０．７乃至０．９であり、
傾斜コイル系の遮蔽コイルの中心は、主傾斜コイルからの距離が遮蔽コイルの縁と主傾斜コイルとの間の距離よりも大きいよう配置され、
傾斜コイル系は少なくとも部分的に補助コイルの内側の空間に配置されることを特徴とする。
【０００８】
本発明は、磁界発生磁極間の最小距離が、傾斜コイル系の遮蔽コイルに対して特殊な形状、即ち、主傾斜コイルから遮蔽コイルの中心の距離が、遮蔽コイルの縁から主傾斜コイルまでの距離よりも大きくなるような形状とすることによって実現されるという認識に基づく。傾斜コイル系のこの形状により、外側コイルと反対に電圧が印加される補助コイルは、外側コイルと同一平面（外側コイル平面）上に配置されうる。この段階は、外側コイルの直径Ｄ_０に対する補助コイルの直径Ｄ_ａの比Ｄ_ａ／Ｄ_０が０．７乃至０．９であれば、撮像ボリューム中に適度に均一な磁場を生じさせる。このように形成される傾斜コイル系を収容するため、補助コイル中には空間が残されている。
【０００９】
このような特殊形状の傾斜コイル系は、更なる利点を与える。このような系は、系の遮蔽コイルと均一な磁場を発生するコイル系の低温容器中の対応する凹部との間にスリット状の空間が残るような構成とされうる。この空間は、磁気環境の変化について補償するため、即ち均一性を低下させる状況について補償するために、公知の方法で使用されるいわゆるシム鉄を収容するために使用されうる。シム状態の定期的な適合が必要であり、このために、シム鉄は容易にアクセス可能であり傾斜コイルの系全体を取り外す必要なしに移動されうるようにされる。この利点は、遮蔽コイルの上述の特殊形状が一般的には角度的でないプロファイルを有することによって与えられる。
【００１０】
本発明の望ましい実施例では遮蔽コイルは略円錐面に亘って延在する。この円錐形状は、補助コイル中の自由空間を占め、平坦な主傾斜コイルは実質的に他のコイル平面に配置される。
【００１１】
本発明による装置の有利な実施例では、３つの更なるコイルが設けられ、各コイルは夫々の更なるコイル平面上に配置され、外側コイル平面は撮像ボリュームと更なるコイル平面の夫々との間に配置される。
【００１２】
従って、製造費用（条件：少数の小さい更なるコイル）と電界の強さ及び均一性（条件：多数の大きい更なるコイル）との間で適切な折衷策がとられる。
【００１３】
本発明による更なる実施例では、３つの更なるコイルは円錐面上に配置され、円錐面の頂点は撮像ボリュームから離れた方に向けられる。
【００１４】
この形態が電界の強度及び均一性に関する要件を非常によく満たすこと以外に、本実施例は、円錐形状をしているために円錐状の外観を有する傾斜コイルに非常によく一致する内部空間（即ち撮像ボリュームの垂直軸回りの空間）が形成されるという利点がある。磁極即ち、磁気コイルの低温容器中の空洞のこの形状は、更なる利点を有する。通常の動作条件では、低温容器中に存在する冷却媒体、即ち液体ヘリウムは約１バールの圧力を有する。しかしながら所与の環境では、この圧力は３バールまで高まりうる。ヘリウム容器は、真空空間によって囲まれ、雰囲気とヘリウム容器との間に存在する。従来技術のように角張った隅を有する空洞の場合、この圧力で過度の機械的な応力が生じうる。多少は円錐状の空洞が用いられる場合、容器の壁は緩やかな形状を有するため、このように生ずる応力はかなり少なくなる。
【００１５】
本発明の望ましい実施例による装置は、第２の平坦な外側コイル平面上に配置され、第１の外側コイルの直径よりも大きい直径を有する第２の外側コイルと、第２の外側コイルの内側に第２の外側コイル平面上に配置される第２の補助コイルとを含み、ＭＲＩ装置の撮像ボリューム中に略均一な磁場を発生する第２の磁界発生超伝導コイル系と、
平坦な主傾斜コイルと遮蔽コイルとを含み、ＭＲＩ装置の撮像ボリューム中に傾斜磁場を発生する第２の傾斜コイル系とが設けられ、
第２の外側コイルへの電圧の印加と第２の補助コイルへの電圧の印加は、これらのコイルが互いに反対方向の磁場を発生するよう行われ、
第２の外側コイルの直径Ｄ_０に対する第２の補助コイルの直径Ｄ_ａの比Ｄ_ａ／Ｄ_０は、０．７乃至０．９であり、
第２の傾斜コイル系の遮蔽コイルの中心は、第２の傾斜コイル系の主傾斜コイルからの距離が遮蔽コイルの縁と主傾斜コイルとの間の距離よりも大きいよう配置され、
第２の傾斜コイル系は少なくとも部分的に第２の補助コイルの内側の空間に配置される。
【００１６】
均一な磁界を発生するためのコイル系に１つの磁極面を設けることが可能である。このような装置では、均一性と磁界の強度に関して特定の利権が与えられるが、それでも所与の医療目的のために装置を使用することが可能である。この種類の装置は、例えば、米国特許第５，９１７，３９５号から公知である。このような装置が、より一般的な場合のように２つの磁極面を有するよう構成されるとき、磁極面に対する撮像ボリュームの位置は有利な位置であるよう選択されうる。これは、以下の状況で利点をあたえる。所与の大きさの撮像ボリュームは患者のためにひつようとされる空間の量に依存して決められる。この大きさは、磁極面の間の最小距離を決める。全ての撮像目的のために、また特に撮像ボリューム中の低い高さに配置された体の部分、例えば、仰向けになった患者の場合にテーブル面の上に直接配置された脊柱の撮像のために、この距離を最適に使用することが可能であるべきである。このテーブル面は、もちろんできるだけ薄いほうがよく、なぜならば、薄くない場合は、撮像のために使用されうる空間が失われるか、磁極面は更に離されて配置されねばならなくなるからである。脊柱は、撮像ボリュームの縁に配置され、従って、最適な均一性は大きな長さに亘って可能でない。この段階の結果として（特に下側の外側コイルが上側コイルよりも大きい直径を有するため）、撮像ボリュームは磁極平面に対して下げられ、それにより脊柱は撮像ボリュームを大きくする（これは費用がかかり動作中に高い電力消費を生じさせる）ことなく撮像ボリュームによりよく一致する。
【００１７】
本発明の更なる実施例では、第２の遮蔽コイルは略円錐面に亘って延在する。円錐状の形状は、第２の補助コイルの内側の自由空間を占め、平坦な主傾斜コイルは実質的に第２の外側コイル平面上に配置される。
【００１８】
本発明の装置の有利な実施例では、４つの更なるコイルが設けられ、各コイルは夫々の更なるコイル平面上に配置され、第２の外側コイル平面は上記撮像ボリュームと更なるコイル平面の夫々との間に配置される。
【００１９】
多数の更なるコイルは、撮像ボリュームを下げる必要がある場合に、製造費用、磁界の強さ、及び均一性の間で適当な折衷策がとられることを可能とする。
【００２０】
本発明の更なる実施例の４つの更なるコイルは、円錐面上に配置され、円錐面の頂点は撮像ボリュームから離れた方に向けられる。
【００２１】
従って、主磁場のためのコイル容器の中に空間が形成され、この空間の円錐形状は円錐状の外観を有する傾斜コイルに非常によく一致する。
【００２２】
以下、添付の図面を参照して本発明について詳述し、図中、対応する参照番号は対応する要素を示すものとする。
【００２３】
図１は、ＭＲＩ画像を生成する公知の垂直磁場型の装置を概略的に示す図である。装置は、下側磁極４と上側磁極６とを支持するスタンド２を含む。尚、本願明細書では、磁極とは、磁束を伝導するために２つの磁極を相互接続する鉄の回路を設ける必要のない（ただし、設けてもよい）、関連する磁場発生コイルの組立体を意味するものと理解されるべきである。検査されるべき患者８を収容する空間は磁極の間に存在する。検査されるべき患者は、テーブル面１４に載せられ、テーブル面自体はスタンド２の一部をなす支持体によって支持され、それにより、患者８は磁極４と６の間に正しい位置と正しい向きで配置されうる。
【００２４】
従来のＭＲＩ装置中に検査されるべき患者を収容する空間は、６０ｃｍ程度の大きさの断面を有するトンネル状とされえ、例えば子供といった多くの患者にとってはこの形状は不安な気持ちや閉所恐怖症の感覚を生じさせる。図１に示すような磁極の配置は、患者が装置の中におかれたときに周囲環境を比較的広く見ることができることによりそのような気持ちや感覚が軽減されるか更になくされるという利点がある。
【００２５】
患者側では、磁極は、物理的には超伝導磁気コイルを収容した低温容器のカバーとして形成される磁極面１０及び１２で囲まれる。曲面の間の距離は、患者にとっては上述のような心地よくない感覚が防止されるが、磁極の製造がはるかに高価となるほどは大きくならないよう選ばれる。実際上は、５０乃至６０ｃｍの距離が適切な値であることがわかっている。
【００２６】
図２は、本発明によれば低温容器内に配置されたコイル系２０ａ及び２０ｂを有する磁極４及び６を示す断面図である。図２は、円形のコイル系（即ち垂直線１５回りに円対称な系）を図の平面でみた断面図を示すものであり、円対称であるため、図中、コイル系の半分のみを示すが、他の半分は線１５を通って延び図の平面に垂直な平面に対して鏡像として形成されうると想定される。磁極４と６の間には、これらの磁極によって発生した磁界がＭＲＩ画像の形成を可能とするのに十分に均一とされる領域１８が配置される。この領域は装置の撮像ボリュームと称される。磁極４と６は夫々、装置の撮像ボリューム１８中に略均一な磁場を生じさせる磁界発生超伝導コイル系２０を含む。（コイル系２０ａは磁極４の中に配置され、コイル系２０ｂは磁極６の中に配置される）。従来通り、超伝導コイルの場合、コイル系はヘリウム容器２２の中に収容され、ヘリウム容器自体は外側真空容器２４によって囲まれる。
【００２７】
各コイル系は、円形の外側コイル２８と、この外側コイルの中に配置される円形の補助コイル３０とを含む。両方のコイルは、１つの平坦な平面、即ち外側コイル平面３２上に配置される。外側コイルの直径Ｄ_０に対する補助コイルの直径Ｄ_ａの比Ｄ_ａ／Ｄ_０は、０．７乃至０．９の範囲にあり、本実施例では０．８である。本発明の原理に従って、２つのコイル２８ａ及び２８ｂの間の距離と、２つの補助コイル３０ａ及び３０ｂの間の距離は、この形態では最小とされえ、これは（図示されない真空空間、カバー、及び放射線遮蔽を無視したときに）これらのコイル間の距離が磁極面１０及び１２の間の距離に略等しいことを意味する。従って、これらのコイルの比較的高い費用は最小限に抑えられる。
【００２８】
上側コイル系２０ａは、３つの更なる円形のコイル３４、３６、及び３８を含み、各コイルは夫々の更なるコイル平面（図示せず）上に配置される。各更なるコイル平面は、外側コイル平面３２ａと比較して撮像ボリュームよりも遠くに配置される。図示する実施例では、更なるコイル３２乃至３８は図の平面の断面図で示される円錐面４８上に配置され、円錐面４８の頂点は撮像ボリュームから離れた方へ向き、即ち本実施例では上向きである。
【００２９】
下側コイル系２０ｂは、４つの更なる円形のコイル４０、４２、４４及び４６を含み、各コイルは夫々の更なるコイル平面（図示せず）上に配置される。各更なるコイル平面は、外側コイル平面３２ｂと比較して撮像ボリュームよりも遠くに配置される。図示する実施例では、更なるコイル４０乃至４６は図の平面の断面図で示される円錐面５０上に配置され、円錐面５０の頂点は撮像ボリュームから離れた方へ向き、即ち本実施例では下向きである。
【００３０】
両方のコイル系２０ａ及び２０ｂについて、外側コイル２８ａ及び２８ｂは同じ方向に磁場を生成するよう電圧が印加されることが成り立つ。補助コイル３０ａへの電圧の印加は外側コイル２８ａとは逆であり、補助コイル３０ｂへの電圧の印加は外側コイル２８ｂとは逆である。更なるコイル３４乃至４６の正確な配置及び電圧の印加は、撮像ボリューム１８中の磁場の均一性を更に高めることを目的とし、これらのコイルは各磁極中に円錐状のキャビティが形成されることを可能とするよう配置されねばならない。傾斜コイル５２ａ，５２ｂは各キャビティの中に配置されえ、傾斜コイルは撮像ボリュームの側では平坦な境界を有し、撮像ボリュームから遠い側では円錐状の境界を有する。
【００３１】
図２は、撮像ボリューム１８が、曲面１０及び１２の丁度真ん中には配置されず、中心よりも僅かに低く配置されていることを示す。上述のように、撮像ボリュームをこの位置とすることにより、例えば脊柱の撮像の場合に有利である。撮像ボリュームの下方への移動は、下側コイル系２０の外側磁場コイル２８ｂが、上側コイル系２０ａの外側磁場コイル２８ａよりも大きい直径を有し、補助コイル３０ａ及び３０ｂの間に同様な関係が成り立つことによって達成される。これらの段階の結果、撮像ボリュームを曲面に対して低くすることが可能であり、それにより撮像ボリューム中の仰向けの位置の患者の脊柱は撮像ボリュームによりよく一致し、このボリュームを拡大する必要はない。
【００３２】
各コイル系は、更に、円形の外側遮蔽コイル５４ａ，５４ｂと、外側遮蔽コイル中に夫々配置される円形の内側遮蔽コイル５６ａ，５６ｂとを含む。これらのコイルは、磁気コイルによって発生された磁場から環境を遮蔽するよう作用する。
【００３３】
図３は、本発明による装置の撮像ボリュームの回りの磁場の幾何学形状を示すグラフである。撮像ボリューム１８の中心への水平距離は水平軸（ｘ軸）にプロットされ、撮像ボリューム１８の中心への垂直距離は垂直軸（ｚ軸）にプロットされる。図３は、コイル系２０ａ及び２０ｂを線図的に、同じ縮尺で示す。図中の線５８、６０、６２、６４、６６、及び６８は、等しい磁場の強さのラインを示す。これらの線には、１０ｍＴ、３ｍＴ、１ｍＴ、０．３ｍＴ、０．１ｍＴ及び０．０５ｍＴの磁場の強さが夫々関連付けられる。このように、図３から、磁場は撮像ボリュームの直ぐ外側で急速に衰え、距離を１．５ｍ（線５８）から３．５ｍ（線６６）へ増加させることにより更に１００倍の磁場の減少を生じさせる。
【００３４】
図４ａは、本発明による傾斜コイル系の全体的な外観を示す図である。傾斜コイル系は、傾斜磁場を実際に発生させる主傾斜コイルと、撮像ボリュームの外側で（特に主磁石の金属部の領域で）出来る限り傾斜磁場について補償する遮蔽コイルとを含む。主傾斜コイルは平坦な面内で捲かれ、一方、遮蔽コイルは撮像ボリュームから離れた方に頂点が向けられた補助円錐状の表面を横切って延びる。この傾斜コイルの外観は、ｘ傾斜コイル、ｙ傾斜コイル、及びｚ傾斜コイルのために使用されうる。しかしながら、ｘコイル及びｙコイルの導体の形状は、ｚコイルの導体の形状とは異なる。このように形成される傾斜コイル系の全体的な形状は、図４ａの側面図に示され、線７０回りに回転対称である。その中で主傾斜コイルは参照番号７２で示され、遮蔽コイルは参照番号７４で示される。円筒状の戻り導体（以下詳述）は、参照番号７６で示される。
【００３５】
図４ｂは、本発明による傾斜コイル系の平坦なｘ主傾斜コイルの導体パターンを示す図であり、ｘコイル及びｙコイルは同じ外観を有するが、互いに対して９０度回転されて配置される。これらの導体は一般的には多数の同心状のＤ字型形状を有し、更に、互いに対して鏡像であるよう配置される。
【００３６】
図４ｂ中の線は、傾斜電流の導体を構成してもよく、このとき導体は直列接続（図示せず）されると考えられねばならない。しかしながら、図中の線の間の条片が導体を構成し、その場合、図中の線はそれらの条片の間の絶縁を構成するよう導体パターンを選択することも可能である。その場合、条片は図示されないが直列に接続されうる。ｘ主傾斜コイルの導体は、一般的には同心状のＤ字型形状の系の形状を有し、この系はＤ字の左側の線に対して鏡像となっている。図の中心を通って延びる多数の導体はそれら自体が閉じた形状ではない。これらを通して戻り電流を伝導するために、これらの導体は以下詳述する遮蔽コイルの導体と直列に接続される。この戻り電流を伝導するために遮蔽コイルを使用する技術はそれ自体として公知である。図４ｂに示す導体パターンは、図２において正確な縮尺で示される撮像ボリューム１８中に均一な磁場を生じさせる磁場発生超伝導コイル系の中で使用されるｘ主傾斜コイル及びｙ主傾斜コイルを正確な縮尺で示す。
【００３７】
図４ｃは、本発明による傾斜コイル系のｘ遮蔽コイルの導体パターンを示す図である。ｘ遮蔽コイルの外観はその形状がｘ主傾斜コイルの形状に対応する。図中の線は、やはり、傾斜電流のための（直列接続された）導体を構成するか、線の間の状が導体を構成しうる。図中、やはり、図の中心を通って延びる多数の導体はそれら自体が閉じた形状ではない。これらの導体は、上述のｘ傾斜コイルの導体に直列接続され、これらの導体によって戻り電流を伝導する。図４ｃに示す導体パターンは図２に示される撮像ボリューム１８中に均一な磁場を生じさせる磁場発生超伝導コイル系の中で使用されるｘ遮蔽傾斜コイル及びｙ遮蔽傾斜コイルを正確な縮尺で示す。しかしながら、図４ｃによる導体パターンはやはり、円錐軸に平行に、図４ｃの中心が円錐の頂点と一致するよう、円錐面上に投影されねばならない。円錐の頂点の高さは、主傾斜コイルに平行な平坦な遮蔽コイルを有する対応する傾斜コイル系の高さの約２倍である。
【００３８】
図４ｄは、本発明による傾斜コイル系の平坦なｚ主傾斜コイルの導体パターンを示す図である。このコイルは、図示しない方法で直列に接続される平坦な平面用の多数の同心状の円形導体によって形成される。図４ｂ及び図４ｃの場合と同様、図４ｄの線は傾斜電流のための（直列接続された）導体を構成するか、線の間の状が導体を構成しうる。図４ｄに示す導体パターンは図２に示される撮像ボリューム１８中に均一な磁場を生じさせる磁場発生超伝導コイル系の中で使用されるｚ主傾斜コイルを正確な縮尺で示す。
【００３９】
図４ｅは、本発明による傾斜コイル系の（円錐状の）ｚ遮蔽コイルの導体パターンを示す図である。平坦なｚ主傾斜コイルと同様、このコイルは図示しない方法で直列に接続される多数の同心状の円形導体によって形成される。図４ｂ乃至及び図４ｄの場合と同様、図４ｅの線は傾斜電流のための（直列接続された）導体を構成するか、線の間の状が導体を構成しうる。図４ｅに示す導体パターンは図２に示される撮像ボリューム１８中に均一な磁場を生じさせる磁場発生超伝導コイル系の中で使用されるｚ主傾斜コイルを正確な縮尺で示す。しかしながら、図４ｅによる導体パターンは、円錐軸に平行な円錐面上に投影されねばならず、図４ｅの中心は円錐の頂点と一致する。円錐の頂点の高さは、主傾斜コイルに平行な平坦な遮蔽コイルを有する対応する傾斜コイル系の高さの約２倍である。
【００４０】
図４ｆは、本発明によるｘ傾斜コイル系と、この系によって発生する傾斜磁場を示す側面図である。（同じことは、ｙ傾斜コイル系にも適用される）。図中、まっすぐな矢印７８は、磁場の磁界の強さ、即ち∂Ｂ_ｚ／∂ｘを表わし、曲線８０は傾斜磁場の磁界線を表わす。図４ｆは、磁場の傾斜の変化、即ち主磁場に重畳されｘ方向上の位置の関数として線形に変化する磁界の変化を明確に示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】
ＭＲＩ画像の形成のための垂直磁界型の公知の装置を示す概略図である。
【図２】
本発明によるコイル系が低温容器中に収容されている状態の、磁極を通る断面図である
【図３】
本発明による装置の撮像ボリュームの回りの磁界の変化を示すグラフである。
【図４ａ】
本発明による装置の傾斜コイル系の外観を概略的に示す図である。
【図４ｂ】
本発明による傾斜コイル系の平坦なｘ主傾斜コイルの導体パターンを示す図である。
【図４ｃ】
本発明による傾斜コイル系のｘ遮蔽コイルの導体パターンを示す図である。
【図４ｄ】
本発明による傾斜コイル系の平坦なｚ主傾斜コイルの導体パターンを示す図である。
【図４ｅ】
本発明による傾斜コイル系のｚ遮蔽コイルの導体パターンを示す図である。
【図４ｆ】
本発明によるｘ傾斜コイル系の側面図を、この系によって発生される傾斜磁場と共に示す図である。

Claims

平坦な外側コイル平面上に配置される外側コイルと上記外側コイルの内側に配置される補助コイルとを含み、ＭＲＩ装置の撮像ボリューム中に略均一な磁場を発生する少なくとも１つの磁界発生超伝導コイル系と、
平坦な主傾斜コイルと遮蔽コイルとを含み、ＭＲＩ装置の撮像ボリューム中に傾斜磁場を発生する少なくとも１つの傾斜コイル系とを含む、磁気共鳴画像を形成する垂直磁場型のＭＲＩ装置であって、
上記補助コイルは上記外側コイル平面上に配置され、
上記外側コイルへの電圧の印加と上記補助コイルへの電圧の印加は、これらのコイルが互いに反対方向の磁場を発生するよう行われ、
上記外側コイルの直径Ｄ_０に対する上記補助コイルの直径Ｄ_ａの比Ｄ_ａ／Ｄ_０は、０．７乃至０．９であり、
上記傾斜コイル系の上記遮蔽コイルの中心は、上記主傾斜コイルからの距離が上記遮蔽コイルの縁と上記主傾斜コイルとの間の距離よりも大きいよう配置され、
上記傾斜コイル系は少なくとも部分的に上記補助コイルの内側の空間に配置されることを特徴とする装置。
上記遮蔽コイルは略円錐面に亘って延在する、請求項１記載の装置。
３つの更なるコイルが設けられ、各コイルは夫々の更なるコイル平面上に配置され、上記外側コイル平面は上記撮像ボリュームと上記更なるコイル平面の夫々との間に配置される、請求項１又は２記載の装置。
上記３つの更なるコイルは円錐面上に配置され、上記円錐面の頂点は上記撮像ボリュームから離れた方に向けられる、請求項３記載の装置。
第２の平坦な外側コイル平面上に配置され、上記第１の外側コイルの直径よりも大きい直径を有する第２の外側コイルと、上記第２の外側コイルの内側に上記第２の外側コイル平面上に配置される第２の補助コイルとを含み、ＭＲＩ装置の撮像ボリューム中に略均一な磁場を発生する第２の磁界発生超伝導コイル系と、
平坦な主傾斜コイルと遮蔽コイルとを含み、ＭＲＩ装置の撮像ボリューム中に傾斜磁場を発生する第２の傾斜コイル系を更に含む、請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の装置であって、
上記第２の外側コイルへの電圧の印加と上記第２の補助コイルへの電圧の印加は、これらのコイルが互いに反対方向の磁場を発生するよう行われ、
上記第２の外側コイルの直径Ｄ_０に対する上記第２の補助コイルの直径Ｄ_ａの比Ｄ_ａ／Ｄ_０は、０．７乃至０．９であり、
上記第２の傾斜コイル系の上記遮蔽コイルの中心は、上記第２の傾斜コイル系の主傾斜コイルからの距離が上記遮蔽コイルの縁と上記主傾斜コイルとの間の距離よりも大きいよう配置され、
上記第２の傾斜コイル系は少なくとも部分的に上記第２の補助コイルの内側の空間に配置されることを特徴とする装置。
上記第２の遮蔽コイルは略円錐面に亘って延在する、請求項５記載の装置。
４つの更なるコイルが設けられ、各コイルは夫々の更なるコイル平面上に配置され、上記第２の外側コイル平面は上記撮像ボリュームと上記更なるコイル平面の夫々との間に配置される、請求項５又は６記載の装置。
上記４つの更なるコイルは、円錐面上に配置され、上記円錐面の頂点は上記撮像ボリュームから離れた方に向けられる、請求項７記載の装置。
平坦な主傾斜コイルと遮蔽コイルとを含む、磁気共鳴画像を形成する装置の撮像ボリューム中に傾斜磁場を発生する傾斜コイル系であって、
上記傾斜コイル系の上記遮蔽コイルの中心は、上記主傾斜コイルからの距離が上記遮蔽コイルの縁と上記主傾斜コイルとの間の距離よりも大きいよう配置されることを特徴とする傾斜コイル系。
上記遮蔽コイルは略円錐面に亘って延在する、請求項９記載の傾斜コイル系。