JP2007307034A - 磁気共鳴イメージング装置および平板状コイルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】線材を固定した、薄型の平板状コイルを備えたＭＲＩ装置を提供する。
【解決手段】上面に所定のパターンに沿った溝が形成された型部材の該溝に導体の線材を配置し、型部材の上にシートを配置して、線材をシートに接着し、線材をシートとともに型部材からはずすことにより、パターンの線材が表面に固定されたシートを得る。このシートと線材とを交互に積層し、多層構造にする。このように、シートが線材を支持する構成にすることにより、薄型の平板状コイルを提供できる。
【選択図】図５

Description

本発明は、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、該ＭＲＩ装置に用いられる平板状の傾斜磁場発生コイルもしくは磁場補正用コイルの構造およびその製造方法に関する。

ＭＲＩ装置は、磁場中に置かれた被検体の核磁気共鳴（以下「ＮＭＲ」という）現象から得られる信号を計測し演算処理することにより、被検体中の核スピンの密度分布、緩和時間分布等を断層像として画像表示するものであり、人体を被検体として各種の診断等に使用されている。ＮＭＲ現象から信号を得るためには、空間的、時間的に一様な静磁場中に被検体を置き、高周波コイルによりパルス状に電磁波を被検体に照射し、それによって発生するＮＭＲ信号を高周波コイルにより受信する。さらにＮＭＲ信号に位置情報を与えるために静磁場に傾斜磁場が重畳される。このため、ＭＲＩ装置は３軸方向に直交する傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルを備えている。撮像方法には、スピンエコー法、グラジエントエコー法等の種々の方法があるが、いずれの場合も高周波コイル及び傾斜磁場コイルは、シーケンサからの制御信号により高速でパルス状に切り換えられ、所定の繰返し時間で繰返し駆動される。

傾斜磁場コイルとしては、鞍型コイルの他、ゴーレイコイル等が用いられる。また、静磁場分布を補正するために、高次の磁場を発生するシムコイルが用いられる。傾斜磁場コイルおよびシムコイルの導体パターンは、いずれも、一般的な電動機や電磁石等のコイルと比べると、導体同士が密に接しておらず、間隔も一定ではなく、しかも、各導体の位置は設計により予め厳密に定められ、その位置に導体を正確に配置する必要がある。傾斜磁場コイルおよびシムコイルを製造する方法としては、ａ）導体板から形成する方法、ｂ）線材から形成する方法、が主として用いられている。

導体板からコイルを形成する方法は、図１３（ａ），（ｂ）のように銅板等の導体板１３１に、砥粒を含むウォータージェットやエッチングや切削により螺旋状の溝１３２を切ってコイル形状にするものである。この方法は、線材からコイルパターンを形成する方法に比べて抵抗値を低く出来るというメリットがあるため、大電流を流す傾斜磁場コイル等に適している。

一方、線材からコイルを形成する方法は、エナメル線や撚り線等を所定の位置に配置、固定して所望のコイルパターンを得るものである。一つの手法としては、スペーサにて線材の間隔を定めながら、線材を捲く方法がある。また、特許文献１には、図１４に示したように、非磁性の絶縁板１４１に形成すべきコイルパターンに沿った溝１４２を設け、溝１４２に線材１４３を挿入し、弾性のある接着剤１４４で線材１４３を溝１４２に固定することにより所望の平板型コイルを得る方法が開示されている。特許文献１に記載の製造方法は、コイル線材１４３の断面積が小さい場合には、導体板１３１をコイル形状に加工する方法よりも低コストであり、また、線材１４３は絶縁板１４１によって保持されているので、剛性も高く出来る。
特公平３−７１８９１

特許文献１に記載の平板型コイルの製造方法は、溝１４２が形成された絶縁板１４１を線材を保持する部材として製品に含む。このため、平板型コイルの厚さは、絶縁板１４１の厚さによって決まる。しかしながら、絶縁板１４１は、溝加工に耐え、しかも、線材を保持する剛性を有する必要があるため、あまり薄くすることはできず、平板型コイルの薄型化には限界がある。また、傾斜磁場コイルとシムコイルとを樹脂でモールドする際に、絶縁板が樹脂の回り込みの妨げになるという問題も生じる。

一方、高次の磁場を発生させるシムコイルは、傾斜磁場コイルに比べると圧倒的に安価な低電流電源で駆動するため、コイルの巻回長は傾斜磁場よりも大幅に長い。例えば、幾何寸法にもよるが、Ｚ方向の磁場の２次項を発生するＺ２シムコイルが、５μＴの出力を５Ａの電流で得るために２５ｍの線材が必要だとすると、４次項を発生するＺ４シムコイルではおよそ１００ｍの線材が必要である。そのため、シムコイルを特許文献１に記載の製造方法で製造しようとすると、それだけの長さの溝加工を絶縁板１４１に施す必要がある。しかも、絶縁板１４１の材質は、一般に繊維の入った固い樹脂等の剛性の高いものを用いるため、溝加工に時間を要し、絶縁板１４１の製造コストが高くなる。この絶縁板１４１をシムコイルの一部に含ませると、シムコイル自体が高コストになるという問題が生じる。

本発明は、線材を固定した、薄型の平板状コイルを備えたＭＲＩ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は下記のようなＭＲＩ装置を提供する。すなわち、被検体が配置される撮像空間に静磁場を発生する静磁場発生源と、撮像空間に傾斜磁場を印加するための傾斜磁場印加部と、被検体に高周波磁場を印加する高周波磁場コイルとを有し、傾斜磁場印加部は、傾斜磁場および静磁場を補正する磁場のうちの少なくとも一方を発生する平板状コイルを備える。この平板状コイルは、シートと、シートの主平面上に所定のパターンに巻回され、シートに固定された線材とを有する。このように、シートが所定パターンに巻回された線材を支持する構成にすることにより、平板状コイルを薄くすることができる。

上述の平板状コイルは、シートと、所定のパターンに巻回された線材とが、交互に積層された多層構造にすることが可能である。これにより、複数種類のコイルを積層した構成であっても薄型の平板状コイルを提供できる。

多層構造にする場合、シートとシートの間には絶縁性の充填部材を充填して、線材を埋め込む構成にすることができる。これにより、剛性の高い平板状コイルを得ることができる。このとき、シートに、貫通孔を設けておくことにより、容易に充填部材を注入できる。

前述のシートとしては、例えば、表面に接着材層を備える樹脂シート、または、繊維に樹脂を含浸させたシートを用いることができる。

上述の傾斜磁場印加部は、傾斜磁場発生コイルと、補正磁場の発生コイルと、これらのコイルを一体化するモールド樹脂とを含む構成とすることができ、この場合、傾斜磁場発生コイルおよび補正磁場発生コイルのうち少なくとも一方を、上述構成の平板状コイルにすることができる。

また、本発明によれば、以下のような平板状コイルの製造方法が提供される。すなわち、上面に所定のパターンに沿った溝が形成された型部材の該溝に導体の線材を配置し、型部材の上にシートを配置して、線材をシートに接着し、線材をシートとともに型部材からはずすことにより、所定パターンの線材が表面に固定されたシートを得る製造方法である。

上記溝の深さは、線材の厚さよりも小さく設定することが望ましい。

また、線材が固定されたシートを複数製造した後、それらを重ね、各シート間に充填部材を注入して線材を埋め込んだ状態で硬化させることにより、剛性の高い平板状コイルを製造することができる。このとき、シートには充填部材を通過させるための貫通孔が設けられていることが望ましい。これにより、貫通孔から充填部材を各シート間に注入することができる。

上記型部材の上に配置したシートの上に、さらに、下面に溝が形成され、この溝に線材が配置された別の型部材を搭載することにより、両面に線材を接着したシートを一度のプレスで製造することができる。

上記シートとしては、表面に接着材層を備えた樹脂シートを用いることができる。これにより、接着材層を線材に圧接することにより、線材と前記シートとを接着することができる。

また、上記シートとして、樹脂を含浸させた繊維を用いることができる。これにより、シートを材に接触させた状態で加熱することにより、線材とシートとを接着することができる。

また、上記線材として、加熱または所定の溶剤に接触することにより接着性を発揮する材料で被覆されたものを用いることができる。これにより、線材を加熱するか、または線材に溶剤を供給することにより、線材とシートとを接着することができる。

本発明の平板状コイルは、線材を所定のパターンに巻回するための型を平板状コイルの一部に含まない構成であり、薄いシートによって線材を固定して支持するため、薄型の平板状コイルを提供することができる。捲線精度は、従来の特許文献１の溝埋め方法で製造した平板コイルと同程度の精度を達成することができる。よって、従来と同等の性能の傾斜磁場印加部を、従来よりも薄型にすることができるため、本発明ではＭＲＩ装置の被検体の入る空間（ボア）を大きく確保することができる。

（第１の実施の形態）
本実施の形態のＭＲＩ装置は、図１に示したように、静磁場発生用磁石４と、傾斜磁場発生系２１と、被検体７を搭載して撮像空間に配置する寝台３１と、被検体７に高周波磁場を印加するための送信系３と、被検体１が発生するＮＭＲ信号を受信する受信系５と、シーケンサ２と、信号処理系６と、中央処理装置（ＣＰＵ）１とを有している。

静磁場発生用磁石４は、被検体７が配置される撮像空間に、均一な静磁場を発生する。例えば、永久磁石方式、常電導方式および超電導方式のうちのいずれかの磁場発生装置を用いることができる。

送信系３は、高周波発振器８と変調器９と高周波増幅器１０と高周波（ＲＦ）コイル１１とを含み、シーケンサ２が変調器９を制御することにより、所定の高周波磁場を被検体７に照射する。

傾斜磁場発生系２１は、Ｘ，Ｙ，Ｚの３方向に傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚをそれぞれ発生する傾斜磁場コイル１３と、それらを駆動する傾斜磁場電源１２と、傾斜磁場を補正する磁場を発生するシムコイル２２と、シムコイル電源２２とを含む。傾斜磁場電源１２およびシムコイル電源２２は、シーケンサ２に接続され、所定のパルスシーケンス制御に応じて傾斜磁場コイル１３およびシムコイル２３に所定の方向の傾斜磁場およびその補正磁場をそれぞれ発生させる。

傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚは、被検体１に対するスライス面を決定し、またＮＭＲ信号に位置情報を付与する。位置情報を付与する傾斜磁場のうち、位相エンコード用傾斜磁場は、通常は磁場強度を変えながら所定の周期でパルス状に繰り返し印加される。

受信系５は、受信コイル１４と増幅器１５と直交位相検波器１６とＡ／Ｄ変換器１７とを含み、受信コイル１４が受信したＮＭＲ信号を増幅後検出し、ＣＰＵ１に受け渡す。

シーケンサ２は、ＣＰＵ１から受け渡されるパルスシーケンス情報にしたがって、送信系３、傾斜磁場発生系２１、および、受信系５を制御し、所定のパルスシーケンスを実行させることにより、スピンエコー法、グラジエントエコー法等の種々撮像方法を実現する。パルスシーケンス情報は、高周波パルス及び傾斜磁場パルスの磁場強度、磁場パルス照射及びＮＭＲ信号検出のタイミング、繰返し時間などの情報であり、入力部２０を介してユーザが設定した条件または予め定められた条件が用いられる。いずれの撮像方法の場合もＲＦコイル１１及び傾斜磁場コイル１３は、シーケンサ２からの制御信号により所定の繰返し時間で、高速でパルス状に繰返し駆動される。

信号処理系６は、ＣＰＵ１とディスプレイ１８と記録装置１９と入力部２０とを含む。ＣＰＵ１は、内蔵する画像再構成プログラムを実行することにより、受信系５から受け取ったＮＭＲ信号に基づき、被検体中の核スピンの密度分布、緩和時間分布等を表す画像の再構成を行う。再構成した画像は、ディスプレイ１８に表示される。また、必要に応じて、記録装置１９に格納する。入力部２０は、画像再構成の条件等の設定をユーザから受け付ける。

以下、磁石４、傾斜磁場コイル１３およびＲＦコイル１１の構造について、図２、図３を用いてさらに説明する。
静磁場発生用磁石４は、本実施の形態では円板状であり、被検体７が配置される撮像空間２００を挟んで一対配置されている。磁石４は、被検体７の体軸方向と垂直な方向（図１のＹ方向）の静磁場を発生する。

傾斜磁場コイル１３は、図２および図３に示すように、傾斜磁場を発生するメインコイル５２と、シールドコイル５１とを備えたアクティブシールド型傾斜磁場コイル（ＡＳＧＣ）である。シールドコイル５１は、メインコイル５２よりも磁石４側に配置され、メインコイル５２から磁石４側へ漏洩する磁場と逆向きの磁場を発生する。これにより、静磁場発生用磁石４側へ漏洩する傾斜磁場を打ち消し、静磁場発生用磁石４の容器に漏洩磁場に起因する渦電流が発生するのを抑制する。メインコイル５２およびシールドコイル２１４は、図３に示すように、それぞれＸＹＺ方向用の３つのコイルを積層した３層構造であり、いずれも円板状である。

シムコイル２３は、高次の誤差磁場を打ち消す磁場を発生し、静磁場を補正する。シムコイル２３は、複数のコイルが多層に積層された構造であり、円板状である。シムコイル２３は、メインコイル５２とシールドコイル５１との間に、これらに対して所定の間隔を開けて配置されている。シムコイル２３の構造については、後述する。

メインコイル５２の撮像空間２００側には、ＲＦシールド５３とＲＦコイル１１が順に配置されている。ＲＦシールドは、傾斜磁場コイル１３から放出される傾斜磁場電源のノイズを抑制するとともに、傾斜磁場コイル１３とＲＦコイル１１との電磁結合を遮蔽して誘導損失を低減することによりＲＦコイル１１のＱ(Quality factor)を高くする作用をする。ＲＦシールド５３の材質は、銅やステンレス等の非磁性金属であり、薄い箔や細線を編んだメッシュにより形成されている。高周波磁場パルスを被検体７に照射するＲＦコイル１１は、平板状である。

本実施の形態では、図３に示したように、傾斜磁場コイル１３（メインコイル５２およびシールドコイル５１）とシムコイル２３は、樹脂３１によってモールドされている。さらに、ＲＦコイル１１から磁石４までを樹脂製のカバーで覆うことにより、患者の入る空間であるボアが構成されている。

以下、シムコイル２３の構造と製造方法について説明する。
シムコイル２３は、図４のように予め定められたパターンに沿って正確に導体の線材３２を配置した線材層を、図５に示したように複数層（ここでは５層）積層した構造である。各線材層の導体パターンは、それぞれ異なり、各層の線材が、所定の方向についての所定の高次の補正用磁場を発生するように設計されている。線材層の間には、表面に接着性のある絶縁性シート（接着シート）３３が配置されている。

各線材層の導体パターンの形状は、例えば特開昭４０−２６３６８号に記載の所定の高次の球面調和関数項を発生させるための導体位置決定方法等、公知の方法により設計することができる。各線材層の導体パターンは、図４のように隣接する導体線材３２の間隔が一定ではなく、しかも、設計で定められた位置に線材３２が高精度に配置されている。

また、接着シート３３には、図５に示すように、線材３２の間隙にモールド樹脂３１を充填するために、モールド樹脂３１の流路となる貫通孔３４が設けられている。

つぎに、このような構造のシムコイル２３の製造方法について説明する。
本実施の形態では、図６のように設計した導体パターン形状に溝６２を設けた型（下型）６１を用意し、この溝６２に沿って線材３２を挿入し、型６１の上に接着シート３３を載せ、接着シート３３を線材３２に圧接する。これにより、線材３２を接着シート３３に接着し、接着シート３３に線材３２を転写するものである。

線材３２としては、断面形状が平角形状（角を丸めた長方形）のものが好適である。このような断面形状の線材を用いることにより、溝６２の側面との接触面積が大きく、型６１の溝６２によって線材３２しっかり保持しながら、線材３２を溝６２に挿入して、所望の導体パターンに捲き廻すことができる。断面形状が円形の線材等、他の形状の線材を使用することも可能であるが、溝６２の側面との接触面積が小さい場合、捲いている途中で溝６２から線材３２が飛び出しやすいため、飛び出しを防止するための治具等を用いることが望ましい。寸法的には、例えば断面の幅１ｍｍ×高さ２ｍｍ程度の線材を用いることができる。なお、線材３２の構造は、エナメル等の絶縁被覆をした銅単線や、圧縮した撚り線、冷却水を流すためのホローコンダクター等を用いることができる。

型６１の上面には、上述したように形成すべき導体パターンの形状（例えば図４のパターン）に、溝６２を予め形成しておく。型６１の材質としては、接着シート３３と接着しにくい材質のものを用いることが好ましい。例えば、フッ素樹脂（例えば４フッ化エチレン樹脂）、フッ素樹脂コーティングした金属または樹脂などが好適である。また、型６１の材質は、溝６２を形成する加工に耐えられ、しかも、後述する圧接に耐える剛性が要求される。その一方で、本実施の形態の製造方法では、型６１は、製造された平板型シムコイル２３の一部にはならないため、シムコイル２３に要求される透磁率や剛性を考慮する必要はなく、製造時に必要な条件のみを考慮して型６１の材質を選択することができる。

溝６２の幅は、線材３２の幅とほぼ同じか、もしくは、型６１が樹脂製で弾性がある場合には、線材３２の幅よりも若干狭く形成する。このように、溝６２と線材３２との間に空隙を作らないようにすることにより、線材３２の位置を主平面方向に正確に位置決めすることができる。溝６２の深さは線材３２の高さよりも浅くする。こうすることにより、溝６２から出ている線材３２の上部で接着シート３３に接着することができる。

型６１の溝６２と溝６２との間の領域には、図６のように凹部６５を設けることが望ましい。上記のように接着シート３３と接着しにくい材質の型６１を用いることで、接着シート３３と型６１の面積あたりの接着力は低減できるが、凹部６５を設けることにより、接着シート３３と型６１の接触面積を低減できるため、さらに型６１と接着シート３３との接着力を減少させることができる。

一方、接着シート３３は、線材３２との接着性があり、しかも線材３２を貼り付けた後の熱や引っ張りに対する寸法安定性が得られるものを用いる。例えば、図６のように、接着シート３３を、接着材層６３を表面に備えた樹脂シート６４の構成にすることにより、接着性を接着材層６３に、寸法安定性を樹脂シート６４にそれぞれ担わせることができ、接着性と寸法安定性を得ることができる。接着材層６３としては、不織布を基材にアクリル系接着剤を染み込ませたもの等が好適である。樹脂シート６４としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）の圧延シート等が特性上好適である。

接着材層６３は、図６のように線材３２の先端が埋没して固定される構造であることが望ましい。これにより、樹脂シート６４の平面性を維持したままで、接着材層６３により線材３２の先端と広い面積で接触することができるため、強固に接着することが可能になる。例えば、平角形状（角を丸めた長方形）の線材３２を用いる場合には、接着材層６３に線材３２が埋没する深さが、線材３２の角部の曲率半径と同程度あることが望ましい。接着材層６３は、埋没深さ以上の厚さを有するように形成する。例えば、接着剤層６２の厚さを２００μm、樹脂シート６４の厚さを１８８μmに設定することができる。

つぎに、シムコイル２３の製造手順について、図７、図８を用いて説明する。
まず、上述した型（下型）６１と線材３２を用意し、型６１の溝６２に沿って線材３２を埋め込む（図７のステップ７１）。これにより、図６に示したように、下型６１の溝６２に沿って線材３２が捲き廻され、線材３２の上端は、溝６２から突出した状態となる。

この状態の下型６１の上に、図８に示すように、線材３２側に接着材層６３を向けて接着シート３３を搭載し、その上に上型８１を重ねて配置する（ステップ７２）。この接着シート３３には予めモールド樹脂３１の流路となる貫通孔３４を所定位置に設けておく。これを、プレス装置の上下プレス板８２、８３の間に配置し、上下の型８１，６１を押圧する（ステップ７３）。これにより、接着シート３３が線材３２に圧接され、接着シート３３に線材３２の上端が接着される。線材３２が接着された接着シート３３を下型６１から剥離することにより、線材３２によって形成された導体パターンが接着シート３３に転写される。

こうすることで、図９のように、接着シート３３の片面上に所望の導体パターンの線材３２が固定された線材層が得られる。図５のシムコイルを形成する場合には、導体パターンの異なる溝６２が形成された５種類の下型６１を用いて、この線材層を５層形成する。５層を積層することにより、５層を相互に固定する。５層の接着シート３３の間隔は、線材３２の厚さ（高さ）と同じである。これにより、図５のシムコイル２３を製造することができる。なお、貫通孔３４は、モールド樹脂３１がすべての線材３２間に充填されるように多数設けることが望ましい。

形成されたシムコイル２３は、別途製造しておいた傾斜磁場コイル１３のメインコイル５２とシールドコイル５１との間に、所定の厚さのスペーサ等を介して配置し、全体に樹脂３１を供給してモールドする。シムコイル２３の接着シートには、貫通孔３４が設けられているため、線材３２の間隙にモールド樹脂３１を容易に充填することができる。これにより、傾斜磁場コイル１３とシムコイル２３とを一体化することができるとともに、剛性の高めることができる。モールド樹脂３１としては、例えば、エポキシ樹脂を用いることができる。

なお、上型８１として、下型６１と同様に所望の導体パターンの溝６２を下面に備えるものを用いることも可能である。上型８１の溝にて、線材３２を予め挿入しておき、接着シート３３として両面に接着材層６３を備えるものを用いることにより、一度のプレスで、図１０のように、接着シート３３の両面に所望の導体パターンの線材３２を形成することも可能である。これにより、プレス回数を低減して、複数層が積層されたシムコイル２３を効率よく製造することができる。

本実施の形態では、型６１，８１は、製造時のみ使用され、製造されたシムコイル２３の一部には含まれない。よって、１層のコイルの厚さを、線材３２の径（高さ）と接着シート３３の厚さとの和まで低減することができるため、極めて薄型のシムコイルを製造することができる。これにより、シムコイル２３を含めた傾斜磁場コイル１３の厚さを低減できるため、被検体７が配置される空間であるボアの高さを大きく確保することが可能になる。

また、薄い接着シート３３には、多数の貫通孔３４を容易に形成できるため、線材３２間にモールド樹脂を容易に充填でき、薄いシムコイル２３でありながら、強固かつ高精度に線材３２が固定され、しかも剛性の高いシムコイルを得ることができる。

また、型６１，８１は、製造時のみ使用され、製造されたシムコイル２３の一部には含まれないため、溝加工が施された高価な型６１，８１を用いながらも、シムコイル２３を低コストに製造できる。

本実施の形態の製造方法は、電流値が小さく、複数のコイルが必要となるシムコイル２３に対しては、特に有効である。しかしながら、シムコイル２３に限らず傾斜磁場コイル１３をシムコイル２３と同様に上記製造方法により製造することももちろん可能である。また、導体板に溝を形成することにより製造した低抵抗な傾斜磁場コイル１３に、本実施の形態の製造方法で製造したシムコイル２３を組み合わせることにより、高性能な傾斜磁場コイルおよびシムコイル２３をえることができ好適である。

また、逆に、傾斜磁場コイル１３を上記本実施の形態の製造方法により製造し、シムコイル２３を導体板から形成したものを用いることも可能である。
なお、図６および図８では、一例として上下プレス板８２，８３をプレスボルト８４で締めつける構造を図示したが、上下から型８１，６１をプレスできる構造であれば、種々の構造のプレス機を用いることができる。例えば油圧プレス機を使用することができる。なお、ボルト８４で締めつけるのであれば、上下のプレス板８２、８３とボルト８４との間には、バネ座金よりも皿バネを入れて締めつけた方がより安定的に締めつけることが出来る。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態として、本発明のＭＲＩ装置に用いることができるシムコイル２３の別の製造方法を説明する。

第１の実施の形態では、接着シート３３すなわち常温にて接着性を有するものを用いて、線材３２を絶縁シート（樹脂シート）３３に接着（転写）したが、熱を加えて硬化させることにより接着することも可能である。ＭＲＩ装置の全体構成およびシムコイル２３の構造は、接着シート３３以外は、第１の実施の形態と同様である。

第２の実施の形態では、図７のステップ７２において、第１の実施の形態の接着シート３３の代わりに、繊維に半硬化状態の樹脂を染み込ませたシート（いわゆるプリプレグ）７４を下型６１の上に載せ、プレスする（ステップ７３）。

この状態で、プリプレグ７４を加熱することにより、プリプレグ７４の樹脂が硬化し、線材３２と接着される。プリプレグには、樹脂、基材によって、色々な種類があるが、一般的には、樹脂を硬化させるには百数十度で数時間加熱すればよい。その後冷却することにより、線材３２がプリプレグ７４に固着する。

ステップ７３においてプリプレグ７４を加熱するためには、例えば、上下プレス板８２，８３で挟まれた全体を、そのまま加熱炉に入れる方法を用いることができる。この場合、型６１、８１やプレス板８２，８３等を、耐熱性を有し、熱膨張率の小さい材料により形成しておくことが必要である。

一方、より簡便な加熱方法として、線材３２に電流を通電し、加熱する方法（通電加熱方法）を用いることができる。

通電加熱を行う場合、図８のようにプレスした状態の線材３２の両端に、図１１のように通電加熱用の電源１１１を接続し、コイルの線材３２に温度センサー１１２を取り付けて、その出力を温度制御器１１３へ入力する。温度制御器１１３によるＰＩＤ制御により、線材３２の温度を制御する。これにより、線材３２の発熱により所定の温度までプリプレグ７４を加熱することができ、線材３２をプリプレグ７４に接着することができる。

通電加熱によりプリプレグ７４を効率よく加熱、硬化させるためには、図１２の様な構造のプレス装置を用いることがより好ましい。すなわち、下型６１、上型８１を挟むように、均熱板１２１、断熱板１２２を配置する。均熱板１２１は、プリプレグ７４付近の温度を均一にし、断熱板１２２は、外部へ熱が逃げるのを防ぐ作用をする。図４に示したように、平板型シムコイル２３は、線材３２が構成する導体パターンに粗密があり、その比は数倍にもなるので、位置によって発熱量が大きく異なり、温度差が生じやすい。加熱温度の下限は、プリプレグ７４の硬化に必要な最低温度以上であり、温度の上限は、線材３２（例えばエナメル線）の絶縁被覆の耐熱温度以下に設計する必要がある。型８１，６１の裏に均熱板１２１を配置することにより、所定の温度範囲内に温度分布を抑えることができる。

また、断熱板１２２を用いることにより、外部に逃げる熱を低減することができるため、効率よくプリプレグ７４を加熱することができるととものに、線材３２に供給する電力を低減でき、製造コストを削減できる。断熱板１２２の材質としては、プレスに耐えられる無機質の板などを用いることができる。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態として、本発明のＭＲＩ装置に用いることができるシムコイル２３のさらに別の製造方法を説明する。

第１および第２の実施の形態では、線材３２は接着性をもたず、接着シート、プリプレグ等シート３３の側が接着性を持っていたが、第３の実施の形態では、線材側が接着性をもたせる場合について以下で説明する。

線材３２に接着性をもたせる第１の方法として、線材３２の外周面に接着材を塗布しながら、型６１の溝６２に埋め込み、その上から被接着性シートを積層して、加圧する方法を用いることができる。また、接着材の種類によっては、プレスした状態で加熱硬化させることも可能である。ただし、型６１に接着材を接着させないように、型６１の材質に合わせて接着材を選択する必要がある。

第２の方法として、線材３２として自己融着線を用いることができる。自己融着線とは、従来の被覆線の表面を、加熱または溶剤の塗布等により接着性を生じる性質の材料層（融着層）でさらに被覆したものである。よって、図７のステップ７２，７３において、線材３２を加熱するか、もしくは溶剤を塗布等することによって融着層が活性化し、絶縁性シートに線材３２を接着することができる。

例えば、アルコールを付着させることで融着する自己融着線を線材３２として用いる場合、図７のステップ７１で型６１に線材３２を捲いた後、アルコールにて線材表面を拭いて活性化させ、ステップ７２において、その上にＰＥＴ等の絶縁シートを重ね、ステップ７３でプレスすることにより接着出来る。加熱により融着する自己融着線であれば、プリプレグの代わりに、ＰＥＴシートを用いて通電加熱すれば、ＰＥＴ等の絶縁シートに接着することが出来る。

第１の実施の形態のＭＲＩ装置の全体構成を示すブロック図。 図１のＭＲＩ装置の磁石４、傾斜磁場コイル１３、シムコイル２３の配置を示す断面図。 図２の傾斜磁場コイル１３（シールドコイル５１およびメインコイル５２）とシムコイル２３とがモールド樹脂３１により一体化された構成を示す断面図。 図２のシムコイル２３の導体パターンの例を示す説明図。 図２のシムコイル２３の層構造を示す説明図。 第１の実施の形態において、線材３２が配置された型６１と接着シート３３とをプレス装置で挟んだ構成を示す断面図。 第１の実施の形態において、平板状シムコイルの製造フローを示す説明図。 第１の実施の形態において、線材３２が配置された型６１と接着シート３３とをプレス装置で挟んだ構成を示す切り欠き斜視図。 第１の実施の形態で得られた、線材３２が固定されたシート３３を示す斜視図。 第１の実施の形態で得られた、両面にそれぞれ線材３２が固定されたシート３３を示す斜視図。 第２の実施の形態において、線材３２に通電することにより加熱する際の回路構成を示すブロック図。 第２の実施の形態において、線材３２に通電することにより加熱する場合のプレス装置の構成を示す断面図。 （ａ）は従来の導体板１３１に溝１３２を形成することにより製造した平板状コイルの構成を示す切り欠き斜視図、（ｂ）は（ａ）図の拡大図。 従来の絶縁板１４１の溝に線材を埋め込んだ構成の平板状コイルの切り欠き斜視図。

符号の説明

１…中央処理装置（ＣＰＵ）、２…シーケンサ、３…送信系、４…静磁場発生用磁石、５…受信系、６…信号処理系、１１…高周波（ＲＦ）コイル、１３…傾斜磁場コイル、２３…シムコイル、３２…線材、３３…接着シート、３４…貫通孔、５１…シールドコイル、５２…メインコイル、５３…ＲＦシールド、６１…型、８１…上型、８２，８３…上下のプレス板、２００…撮像空間。

Claims (7)

1. 被検体が配置される撮像空間に静磁場を発生する静磁場発生源と、前記撮像空間に傾斜磁場を印加するための傾斜磁場印加部と、前記被検体に高周波磁場を印加する高周波磁場コイルとを有し、
   前記傾斜磁場印加部は、前記傾斜磁場および前記静磁場を補正する磁場のうちの少なくとも一方を発生する平板状コイルを備え、
   該平板状コイルは、シートと、該シートの主平面上に所定のパターンに巻回され、前記シートに固定された線材とを有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 被検体が配置される撮像空間に静磁場を発生する静磁場発生源と、前記撮像空間に傾斜磁場を印加するための傾斜磁場印加部と、前記被検体に高周波磁場を印加する高周波磁場コイルとを有し、
   前記傾斜磁場印加部は、前記傾斜磁場および前記静磁場を補正する磁場のうちの少なくとも一方を発生する平板状コイルを含み、
   該平板状コイルは、シートと、所定のパターンに巻回された線材とが、交互に積層された多層構造であることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
3. 請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記シートとシートの間には絶縁性の充填部材が充填され、前記線材を埋め込んでいることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
4. 請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記シートには、前記充填部材を注入するための貫通孔が設けられていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
5. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記シートは、表面に接着材層を備える樹脂シート、または、繊維に樹脂を含浸させたシートであることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
6. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記傾斜磁場印加部は、前記傾斜磁場を発生するコイルと、前記静磁場を補正する磁場を発生するコイルと、これらのコイルを一体化するモールド樹脂とを含み、前記傾斜磁場発生コイルおよび前記補正磁場発生コイルのうち少なくとも一方が、前記平板状コイルであることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
7. 上面に所定のパターンに沿った溝が形成された型部材の該溝に導体の線材を配置し、
   前記型部材の上にシートを配置して、前記線材をシートに接着し、
   前記線材を前記シートとともに前記型部材からはずすことにより、前記パターンの線材が表面に固定されたシートを得ることを特徴とする平板状コイルの製造方法。
   

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