JP2870641B2 - 磁気共鳴映像装置 - Google Patents
磁気共鳴映像装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は磁気共鳴映像装置に係り、特に強い磁場を被
検体の局所に印加するのに適した勾配磁場生成コイルに
磁気共鳴映像装置に関する。 （従来の技術） 磁気共鳴映像法は既に良く知られているように、固有
の磁気モーメントを持つ原子核の集団が一様な静磁場中
に置かれたときに、特定の周波数で回転する高周波磁場
のエネルギーを共鳴的に吸収する現象を利用して、物質
の化学的および物理的な微視的情報を映像化する手法で
ある。このような手法を利用した磁気共鳴映像装置にお
いてはは、被検体内の関心領域を選択的に励起したり、
画像信号を取得するために、静磁場H0の方向をｚ軸方向
にとったとき、原点付近に∂H0/∂x,∂H0/∂y,∂H0/∂
ｚが一定であるような勾配磁場を生成するコイルが不可
欠である。このような勾配磁場生成コイルとして、Ande
rsonやGollyにより提案されたコイルが一般に使用され
てきた。 一方、磁気共鳴映像装置において最近、数十msec程度
の時間で画像データを取得するエコープラナー法，高速
フーリエ法等の高速イメージング（一般的なイメージン
グでは画像データの取得に数分かかる）が注目されてい
る。これらの高速イメージングを行なうパルスシーケン
スにおいては、強力な勾配磁場（読出し用勾配磁場）を
高速で正負にスイッチングさせることが必要である。し
かし、このように勾配磁場を生成するための、勾配磁場
生成コイルの駆動回路を開発することは素子特性等の点
で困難を伴ない、またコストも非常に高くなる。そこ
で、勾配磁場生成コイル自体になんらかの工夫を施すこ
とが現実的である。 勾配磁場のスイッチングを高速に行なうには、一つに
はコイルのターン数を減らしてインダクタンスを小さく
すればよい。しかし、コイルのターン数を少なくする
と、所要の勾配磁場強度を確保するためにコイルに流す
電流を増やさなければならず、駆動回路の電源に負担が
かかる。 勾配磁場の高速スイッチングを実現するもう一つの方
法は、コイルの形状を小さくしてインダクタンスを減ら
すことである。これは勾配磁場の強度を上げることにも
つながり、例えばGollyコイルの場合、コイルの巻枠を
構成する円筒の径の２乗に反比例して勾配磁場強度を上
げることができる。しかし、従来の勾配磁場生成コイル
のうち、静磁場方向（ｚ軸方向）に直交する方向（ｘ軸
およびｙ軸方向）に磁場強度に線形に変化する勾配磁場
（位相エンコード用勾配磁場および読出し用勾配磁場）
を発生させるコイル、例えばGollyコイルでは被検体の
全身をコイル内に入れなければならないため、コイルの
形状を小さくすることは難しい。 （発明が解決しようとする問題点） このように従来の勾配磁場生成コイルでは、小型化を
図ることが難しく、低インダクタンス化と勾配磁場強度
の増大に適さないという問題があった。 本発明はこのような問題点を解決し、勾配磁場生成コ
イルの形状を効果的に小さくして、低インダクタンス化
を図り、もって高速イメージングに適用できるように磁
場強度の大きい勾配磁場を高速でスイッチングさせるこ
とが可能な磁気共鳴映像装置を提供することを目的とす
る。 ［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明では、被検体が位
置する空間を挟んで対向する位置に配置され、所定方向
に磁場強度が変化する勾配磁場を生成する少なくとも一
対の勾配磁場コイルを備えたであって、前記一対の勾配
磁場コイルは、静磁場方向に所定距離離間して設けられ
た、勾配磁場の生成に寄与する主導体線路と、これら主
導体線路に電流を供給するために、該主導体線路から静
磁場方向に関して同一側に延接される給電用導体線路と
を、全て直列に接続してなることを特徴とする磁気共鳴
映像装置、及び静磁場方向にほぼ沿って配置され、被検
体の一部を一端より挿入可能に設けられるコイル支持体
と、このコイル支持体上で被検体が位置する空間を挟ん
で対向する位置に配置され、所定方向に磁場強度が変化
する勾配磁場を生成する少なくとも一対の勾配磁場コイ
ルとを備え、前記一対の勾配磁場コイルは、静磁場方向
に所定距離離間して前記コイル支持体の前記一端近傍に
設けられた、勾配磁場生成に寄与する主導体線路と、こ
れら主導体線路に電流を供給するために、該主導体線路
から静磁場方向に関して前記一端とは反対側の前記コイ
ル支持体上に延接される給電用導体線路とからなること
を特徴とする磁気共鳴映像装置を提供する。 （作 用） 静磁場方向に直交する方向に磁場強度が変化する勾配
磁場を生成するコイルにおいて、従来では勾配磁場生成
領域がコイルの軸方向（静磁場方向）の中央部にあるた
め、被検体の例えば頭部に勾配磁場を印加する場合で
も、被検体のほぼ全身をコイルの内側に入れなければな
らなかった。 これに対し、本発明の構成の勾配磁場生成コイルで
は、主導体線路による勾配磁場生成領域は、コイル支持
体上のコイルの軸方向（静磁場方向）の一端側にあり、
全ての給電用導体線路がコイルの軸方向（静磁場方向）
の同一の側、つまりコイル支持体の他端側に位置する。
このため、被検体は例えば頭部のみを給電用導体線路が
位置する側と反対側からコイルの内側に挿入すればよ
い。従って、一対の勾配磁場生成コイル間の間隔および
コイルの軸方向の長さが短縮され、コイルが小型化され
る。これにより該勾配磁場生成コイルのターン数を減ら
すことなくインダクタンスが低減されるので、磁場強度
を強くし、かつ高速でスイッチングさせることが可能と
なる。 さらに、勾配磁場コイルを構成する主導体線路と給電
用導体線路を全て直列に接続することにより、特に勾配
磁場生成に寄与する主導体線路に一様な電流を供給する
ことができることから、勾配磁場の線形性を向上させる
ことができる。 （実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。ま
ず、本発明による勾配磁場生成コイルの構成を説明する
前に、第９図を用いて磁気共鳴映像装置全体の構成につ
いて概略を説明する。 第９図において、静磁場磁石１および勾配磁場生成コ
イル３はシステムコントローラ10により制御される励磁
用電源２および駆動回路４によってそれぞれ駆動され、
寝台６上の被検体５（例えば人体）に対して一様な静磁
場と、空間的に直交する３つの方向（例えばx,y,zの３
方向）に磁場強度がそれぞれ変化する勾配磁場を印加す
る。エコープラナー法や高速フーリエ法といった高速イ
メージングのパルスシーケンスを行なう場合、例えば静
磁場方向をｚ方向とし、ｚ方向に印加する勾配磁場をス
ライス用勾配磁場として用い、ｘ方向に印加する勾配磁
場を読出し用勾配磁場、ｙ方向に印加する勾配磁場を位
相エンコード用勾配磁場として用いることができる。勾
配磁場生成コイル３は実際にはx,y,z方向の勾配磁場を
生成するコイルが別々に構成されている。本発明はこれ
らのうち、z,y方向の勾配磁場を生成するコイルに関す
る。 被検体５にはさらにシステムコントローラ10の制御の
下で、送信部８からの高周波信号によりプローブ７から
発生される高周波磁場が印加される。本実施例において
は、プローブ７を高周波磁場の発生のための送信コイル
と、被検体５内の各種の原子核に関する磁気共鳴信号を
受信する受信コイルとに共用しているが、送信および受
信コイルを別々に設けてもよい。 プローブ７により受信された磁気共鳴信号（FID信号
またはエコー信号）は、受信部９で増幅および検波され
た後、システムコントローラ10の制御の下でデータ収集
部11に送られる。データ収集部11では受信部９を介して
取出された磁気共鳴信号をシステムコントローラ10の制
御の下で収集し、それをA/D変換器によりサンプリング
しディジタル化した後、電子計算機12に送る。 電子計算機12はコンソール13により制御され、データ
収集部11から入力されたエコー信号のサンプリングデー
タについてフーリエ変換によって画像再構成処理を行な
い、画像データを得る。また、電子計算機12はシステム
コントローラ10の制御をも行なう。電子計算機12により
得られた画像データは画像ディスプレイ14に供給され、
画像表示される。 第１図は本発明の一実施例に係る勾配磁場生成コイル
の構成を示したもので、一対の勾配磁場生成コイル21,2
2は、各々２組の主導体線路23,24と、給電用導体線路2
5,26からなり、給電用導体線路25,26は主導体線路23,24
により形成される勾配磁場生成領域27に対して、静磁場
方向（ｚ軸方向）に同一の側、（図では右側）に位置し
て設けられている。すなわち、主導体線路23,24の端部
は共に右側に伸びて、給電用導体線路25,26に至ってい
る。 勾配磁場コイル21,22のいずれにおいても、第１の給
電用線路25の巻終りは第２の給電用導体線路26の巻始め
に接続されている。また、一方の勾配磁場コイル21にお
ける第２の給電用導体線路26の巻終りは、他方の勾配磁
場コイル22における第１の給電用導体線路25の巻始めに
接続されている。そして、勾配磁場生成コイル21におけ
る第１の給電用導体線路25の巻始めは第１の給電端27に
接続され、勾配磁場生成コイル22における第２の給電用
導体線路26の巻終りは第２の給電端28に接続されてい
る。 このように、勾配磁場コイルを構成する主導体線路と
給電用導体線路を全て直列に接続するようにすれば、特
に勾配磁場生成に寄与する主導体線路に一様な電流を供
給することができることから、勾配磁場の線形性を向上
させることができる。 なお、この例では主導体線路23,24および給電用導体
線路25,26はそれぞれ開き角が120゜の弧状をなし、主導
体線路23,24と給電用線路25,26とを連絡する直線部を含
めた勾配磁場コイル全体としては、いわゆる鞍型コイル
となっており、円筒状の巻枠29の上に巻かれている。ま
た、勾配磁場コイル21,22はxz面に関して対称的に配置
されている。この場合、ｚ軸方向における主導体線路2
3,24の中間で、且つ巻枠29の中心軸を通る点Ｏを原点と
し、導体線路23〜26の弧の半径（＝巻枠29の外周面の半
径）をｒとしたとき、第１の主導体線路23はＯ点からｚ
軸方向に0.32r〜0.49rの範囲の位置に巻き、第２の主導
体線路24はＯ点から軸方向に−0.32r〜−0.49rの範囲の
位置に巻くことが望ましい。 このように構成された勾配磁場コイル21,22に、第９
図に駆動回路４に接続された給電端27,28から矢印のよ
うに電流を流すと、ｙ軸方向に磁場強度が変化する勾配
磁場が主導体線路23,24によって囲まれた３次元領域に
形成される。この場合、この勾配磁場生成領域は勾配磁
場コイル全体とした見たとき、図の左側によった位置に
形成されるから、被検体は全身を巻枠29の内側に入れる
必要はなく、例えば頭部に適用する場合は、頭部のみを
左側から巻枠29内に挿入すればよい。従って、勾配磁場
コイルの径（巻枠29の径）を小さくできるとともに、コ
イルの軸方向の長さをも短縮できるので、導体線路23〜
26のターン数をあまり小さくせずにインダクタンスを小
さくすることが可能となる。この低インダクタンス化
は、勾配磁場の高速スイッチングに有利である。またタ
ーン数を減らす必要がないことから、駆動回路の負担を
増大させることなく、容易に高い磁場強度を実現でき
る。 上記実施例では、ｙ軸方向の勾配磁場生成コイルにつ
いて説明したが、ｘ軸方向の勾配磁場生成コイルについ
ても全く同様に構成でき、ｙ軸方向の勾配磁場生成コイ
ルに対して全体を円周方向に90゜回転させて配置すれば
よい。 第２図はｚ軸方向に磁場強度が線形に変化する勾配磁
場生成コイルの例であり、２つのコイル31,32をｚ軸方
向に配置した周知のものである。 第３図は第１図のように構成されたｙ軸方向およびｘ
軸方向の勾配磁場生成コイル41,42と、第２図に示した
構成のｚ軸方向の勾配磁場生成コイル43とを同じ巻枠40
の上に巻き、人体頭部の診断に適用した例を示したもの
である。従来の勾配磁場生成コイルは静磁場磁石１に固
定されていたが、この発明によれば第３図のように勾配
コイル41〜43を巻いた巻枠40を寝台６の上に固定するこ
とができる。また、このようにする代わりに、第４図に
示すように巻枠40を寝台６の挿入方向と逆方向から静磁
場磁石１内に挿入する構成としてもよい。 なお、上記の説明ではx,y,z軸の各方向の勾配磁場生
成コイルを同じ巻枠の上に構成したが、例えばz,y軸の
勾配磁場生成コイルについては従来の同一構成とし、第
５図に示すようにｙ軸方向の勾配磁場生成コイル51のみ
を専用の巻枠50の上を用いて構成してもよい。この場
合、巻枠50の端部に被検体５の肩の形状に合致するよう
な凹部52を設け、関心部位である頭部が勾配磁場生成領
域に入りやすい形状とする等の工夫を施すことができ
る。 第６図および第７図に、本発明の他の実施例に係る勾
配磁場生成コイルを示す。第６図の実施例は、勾配磁場
生成領域をより広くするために、一対の勾配磁場生成コ
イル61,62の各々を４組の主導体線路を63〜66と、これ
らに接続された給電用導体線路67〜70によって構成した
ものである。この実施例においても、図に示すように給
電用導体線路67〜70は勾配磁場生成領域に対してｚ軸方
向の同一の側に設けられている。 この場合、各主導体線路63〜64のアンペアターン比は
ｚ軸方向に関して原点Ｏを挟んで対称であり、例えば内
側２組の主導体線路64,65のアンペアターン数を１とし
たとき、外側２組のアンペアターン数は2.7〜3.3程度が
好ましい。また、各主導体線路63〜66のｚ軸方向の位置
の関しては、線路63は原点Ｏから0.2r〜0.3rの範囲の位
置、線路64は原点Ｏからｒ〜1.3rの範囲の位置、線路65
は原点Ｏから−0.2r〜−0.3rの範囲の位置、線路66は原
点Ｏから−ｒ〜−1.3rの範囲の位置にそれぞれ設けられ
る。 第７図の実施例は、一対の勾配磁場生成コイル71,72
における主導体線路73,73および給電用導体線路75,76を
直線状の導体によって形成したものであり、給電用導体
線路75,76が勾配磁場生成領域に対してｚ軸方向の同一
の側に位置して設けられている点は以上の実施例と同じ
である。 第８図は第７図の勾配磁場生成コイル71,72をｙ軸方
向の勾配磁場生成コイルとして用いた例であり、他のy,
z軸方向の勾配磁場生成コイル80は従来と同様の構成と
している。 その他、本発明は上記した実施例に限定されず、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可
能である。 ［発明の効果］ 本発明によれば、２組の主導体線路の各々に電流を流
すための給電用導体線路を主導体線路による勾配磁場生
成領域に対して静磁場方向の同一の側に配置し、勾配磁
場生成に直接寄与する少なくとも２組の主導体線路をコ
イル支持体の静磁場方向一端側に寄った位置に設け、給
電用導体線路をコイル支持体上の主導体線路から静磁場
方向他端側に延在して設けたことにより、該勾配磁場生
成コイルに対して被検体の関心部位のみを挿入すること
が容易となる。従って、勾配磁場生成コイルを小型化で
き、ターン数を減らすことなくインダクタンスを低減す
ることが可能となり、高速イメージングにおいて必要な
高速にスイッチングされる磁場強度の高い勾配磁場の生
成ができる。 さらに、本発明によれば、勾配磁場コイルを構成する
主導体線路と給電用導体線路を全て直列に接続すること
により、特に勾配磁場生成に寄与する主導体線路に一様
な電流を供給することができることから、勾配磁場の線
形性を向上させることができる。
検体の局所に印加するのに適した勾配磁場生成コイルに
磁気共鳴映像装置に関する。 （従来の技術） 磁気共鳴映像法は既に良く知られているように、固有
の磁気モーメントを持つ原子核の集団が一様な静磁場中
に置かれたときに、特定の周波数で回転する高周波磁場
のエネルギーを共鳴的に吸収する現象を利用して、物質
の化学的および物理的な微視的情報を映像化する手法で
ある。このような手法を利用した磁気共鳴映像装置にお
いてはは、被検体内の関心領域を選択的に励起したり、
画像信号を取得するために、静磁場H0の方向をｚ軸方向
にとったとき、原点付近に∂H0/∂x,∂H0/∂y,∂H0/∂
ｚが一定であるような勾配磁場を生成するコイルが不可
欠である。このような勾配磁場生成コイルとして、Ande
rsonやGollyにより提案されたコイルが一般に使用され
てきた。 一方、磁気共鳴映像装置において最近、数十msec程度
の時間で画像データを取得するエコープラナー法，高速
フーリエ法等の高速イメージング（一般的なイメージン
グでは画像データの取得に数分かかる）が注目されてい
る。これらの高速イメージングを行なうパルスシーケン
スにおいては、強力な勾配磁場（読出し用勾配磁場）を
高速で正負にスイッチングさせることが必要である。し
かし、このように勾配磁場を生成するための、勾配磁場
生成コイルの駆動回路を開発することは素子特性等の点
で困難を伴ない、またコストも非常に高くなる。そこ
で、勾配磁場生成コイル自体になんらかの工夫を施すこ
とが現実的である。 勾配磁場のスイッチングを高速に行なうには、一つに
はコイルのターン数を減らしてインダクタンスを小さく
すればよい。しかし、コイルのターン数を少なくする
と、所要の勾配磁場強度を確保するためにコイルに流す
電流を増やさなければならず、駆動回路の電源に負担が
かかる。 勾配磁場の高速スイッチングを実現するもう一つの方
法は、コイルの形状を小さくしてインダクタンスを減ら
すことである。これは勾配磁場の強度を上げることにも
つながり、例えばGollyコイルの場合、コイルの巻枠を
構成する円筒の径の２乗に反比例して勾配磁場強度を上
げることができる。しかし、従来の勾配磁場生成コイル
のうち、静磁場方向（ｚ軸方向）に直交する方向（ｘ軸
およびｙ軸方向）に磁場強度に線形に変化する勾配磁場
（位相エンコード用勾配磁場および読出し用勾配磁場）
を発生させるコイル、例えばGollyコイルでは被検体の
全身をコイル内に入れなければならないため、コイルの
形状を小さくすることは難しい。 （発明が解決しようとする問題点） このように従来の勾配磁場生成コイルでは、小型化を
図ることが難しく、低インダクタンス化と勾配磁場強度
の増大に適さないという問題があった。 本発明はこのような問題点を解決し、勾配磁場生成コ
イルの形状を効果的に小さくして、低インダクタンス化
を図り、もって高速イメージングに適用できるように磁
場強度の大きい勾配磁場を高速でスイッチングさせるこ
とが可能な磁気共鳴映像装置を提供することを目的とす
る。 ［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明では、被検体が位
置する空間を挟んで対向する位置に配置され、所定方向
に磁場強度が変化する勾配磁場を生成する少なくとも一
対の勾配磁場コイルを備えたであって、前記一対の勾配
磁場コイルは、静磁場方向に所定距離離間して設けられ
た、勾配磁場の生成に寄与する主導体線路と、これら主
導体線路に電流を供給するために、該主導体線路から静
磁場方向に関して同一側に延接される給電用導体線路と
を、全て直列に接続してなることを特徴とする磁気共鳴
映像装置、及び静磁場方向にほぼ沿って配置され、被検
体の一部を一端より挿入可能に設けられるコイル支持体
と、このコイル支持体上で被検体が位置する空間を挟ん
で対向する位置に配置され、所定方向に磁場強度が変化
する勾配磁場を生成する少なくとも一対の勾配磁場コイ
ルとを備え、前記一対の勾配磁場コイルは、静磁場方向
に所定距離離間して前記コイル支持体の前記一端近傍に
設けられた、勾配磁場生成に寄与する主導体線路と、こ
れら主導体線路に電流を供給するために、該主導体線路
から静磁場方向に関して前記一端とは反対側の前記コイ
ル支持体上に延接される給電用導体線路とからなること
を特徴とする磁気共鳴映像装置を提供する。 （作 用） 静磁場方向に直交する方向に磁場強度が変化する勾配
磁場を生成するコイルにおいて、従来では勾配磁場生成
領域がコイルの軸方向（静磁場方向）の中央部にあるた
め、被検体の例えば頭部に勾配磁場を印加する場合で
も、被検体のほぼ全身をコイルの内側に入れなければな
らなかった。 これに対し、本発明の構成の勾配磁場生成コイルで
は、主導体線路による勾配磁場生成領域は、コイル支持
体上のコイルの軸方向（静磁場方向）の一端側にあり、
全ての給電用導体線路がコイルの軸方向（静磁場方向）
の同一の側、つまりコイル支持体の他端側に位置する。
このため、被検体は例えば頭部のみを給電用導体線路が
位置する側と反対側からコイルの内側に挿入すればよ
い。従って、一対の勾配磁場生成コイル間の間隔および
コイルの軸方向の長さが短縮され、コイルが小型化され
る。これにより該勾配磁場生成コイルのターン数を減ら
すことなくインダクタンスが低減されるので、磁場強度
を強くし、かつ高速でスイッチングさせることが可能と
なる。 さらに、勾配磁場コイルを構成する主導体線路と給電
用導体線路を全て直列に接続することにより、特に勾配
磁場生成に寄与する主導体線路に一様な電流を供給する
ことができることから、勾配磁場の線形性を向上させる
ことができる。 （実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。ま
ず、本発明による勾配磁場生成コイルの構成を説明する
前に、第９図を用いて磁気共鳴映像装置全体の構成につ
いて概略を説明する。 第９図において、静磁場磁石１および勾配磁場生成コ
イル３はシステムコントローラ10により制御される励磁
用電源２および駆動回路４によってそれぞれ駆動され、
寝台６上の被検体５（例えば人体）に対して一様な静磁
場と、空間的に直交する３つの方向（例えばx,y,zの３
方向）に磁場強度がそれぞれ変化する勾配磁場を印加す
る。エコープラナー法や高速フーリエ法といった高速イ
メージングのパルスシーケンスを行なう場合、例えば静
磁場方向をｚ方向とし、ｚ方向に印加する勾配磁場をス
ライス用勾配磁場として用い、ｘ方向に印加する勾配磁
場を読出し用勾配磁場、ｙ方向に印加する勾配磁場を位
相エンコード用勾配磁場として用いることができる。勾
配磁場生成コイル３は実際にはx,y,z方向の勾配磁場を
生成するコイルが別々に構成されている。本発明はこれ
らのうち、z,y方向の勾配磁場を生成するコイルに関す
る。 被検体５にはさらにシステムコントローラ10の制御の
下で、送信部８からの高周波信号によりプローブ７から
発生される高周波磁場が印加される。本実施例において
は、プローブ７を高周波磁場の発生のための送信コイル
と、被検体５内の各種の原子核に関する磁気共鳴信号を
受信する受信コイルとに共用しているが、送信および受
信コイルを別々に設けてもよい。 プローブ７により受信された磁気共鳴信号（FID信号
またはエコー信号）は、受信部９で増幅および検波され
た後、システムコントローラ10の制御の下でデータ収集
部11に送られる。データ収集部11では受信部９を介して
取出された磁気共鳴信号をシステムコントローラ10の制
御の下で収集し、それをA/D変換器によりサンプリング
しディジタル化した後、電子計算機12に送る。 電子計算機12はコンソール13により制御され、データ
収集部11から入力されたエコー信号のサンプリングデー
タについてフーリエ変換によって画像再構成処理を行な
い、画像データを得る。また、電子計算機12はシステム
コントローラ10の制御をも行なう。電子計算機12により
得られた画像データは画像ディスプレイ14に供給され、
画像表示される。 第１図は本発明の一実施例に係る勾配磁場生成コイル
の構成を示したもので、一対の勾配磁場生成コイル21,2
2は、各々２組の主導体線路23,24と、給電用導体線路2
5,26からなり、給電用導体線路25,26は主導体線路23,24
により形成される勾配磁場生成領域27に対して、静磁場
方向（ｚ軸方向）に同一の側、（図では右側）に位置し
て設けられている。すなわち、主導体線路23,24の端部
は共に右側に伸びて、給電用導体線路25,26に至ってい
る。 勾配磁場コイル21,22のいずれにおいても、第１の給
電用線路25の巻終りは第２の給電用導体線路26の巻始め
に接続されている。また、一方の勾配磁場コイル21にお
ける第２の給電用導体線路26の巻終りは、他方の勾配磁
場コイル22における第１の給電用導体線路25の巻始めに
接続されている。そして、勾配磁場生成コイル21におけ
る第１の給電用導体線路25の巻始めは第１の給電端27に
接続され、勾配磁場生成コイル22における第２の給電用
導体線路26の巻終りは第２の給電端28に接続されてい
る。 このように、勾配磁場コイルを構成する主導体線路と
給電用導体線路を全て直列に接続するようにすれば、特
に勾配磁場生成に寄与する主導体線路に一様な電流を供
給することができることから、勾配磁場の線形性を向上
させることができる。 なお、この例では主導体線路23,24および給電用導体
線路25,26はそれぞれ開き角が120゜の弧状をなし、主導
体線路23,24と給電用線路25,26とを連絡する直線部を含
めた勾配磁場コイル全体としては、いわゆる鞍型コイル
となっており、円筒状の巻枠29の上に巻かれている。ま
た、勾配磁場コイル21,22はxz面に関して対称的に配置
されている。この場合、ｚ軸方向における主導体線路2
3,24の中間で、且つ巻枠29の中心軸を通る点Ｏを原点と
し、導体線路23〜26の弧の半径（＝巻枠29の外周面の半
径）をｒとしたとき、第１の主導体線路23はＯ点からｚ
軸方向に0.32r〜0.49rの範囲の位置に巻き、第２の主導
体線路24はＯ点から軸方向に−0.32r〜−0.49rの範囲の
位置に巻くことが望ましい。 このように構成された勾配磁場コイル21,22に、第９
図に駆動回路４に接続された給電端27,28から矢印のよ
うに電流を流すと、ｙ軸方向に磁場強度が変化する勾配
磁場が主導体線路23,24によって囲まれた３次元領域に
形成される。この場合、この勾配磁場生成領域は勾配磁
場コイル全体とした見たとき、図の左側によった位置に
形成されるから、被検体は全身を巻枠29の内側に入れる
必要はなく、例えば頭部に適用する場合は、頭部のみを
左側から巻枠29内に挿入すればよい。従って、勾配磁場
コイルの径（巻枠29の径）を小さくできるとともに、コ
イルの軸方向の長さをも短縮できるので、導体線路23〜
26のターン数をあまり小さくせずにインダクタンスを小
さくすることが可能となる。この低インダクタンス化
は、勾配磁場の高速スイッチングに有利である。またタ
ーン数を減らす必要がないことから、駆動回路の負担を
増大させることなく、容易に高い磁場強度を実現でき
る。 上記実施例では、ｙ軸方向の勾配磁場生成コイルにつ
いて説明したが、ｘ軸方向の勾配磁場生成コイルについ
ても全く同様に構成でき、ｙ軸方向の勾配磁場生成コイ
ルに対して全体を円周方向に90゜回転させて配置すれば
よい。 第２図はｚ軸方向に磁場強度が線形に変化する勾配磁
場生成コイルの例であり、２つのコイル31,32をｚ軸方
向に配置した周知のものである。 第３図は第１図のように構成されたｙ軸方向およびｘ
軸方向の勾配磁場生成コイル41,42と、第２図に示した
構成のｚ軸方向の勾配磁場生成コイル43とを同じ巻枠40
の上に巻き、人体頭部の診断に適用した例を示したもの
である。従来の勾配磁場生成コイルは静磁場磁石１に固
定されていたが、この発明によれば第３図のように勾配
コイル41〜43を巻いた巻枠40を寝台６の上に固定するこ
とができる。また、このようにする代わりに、第４図に
示すように巻枠40を寝台６の挿入方向と逆方向から静磁
場磁石１内に挿入する構成としてもよい。 なお、上記の説明ではx,y,z軸の各方向の勾配磁場生
成コイルを同じ巻枠の上に構成したが、例えばz,y軸の
勾配磁場生成コイルについては従来の同一構成とし、第
５図に示すようにｙ軸方向の勾配磁場生成コイル51のみ
を専用の巻枠50の上を用いて構成してもよい。この場
合、巻枠50の端部に被検体５の肩の形状に合致するよう
な凹部52を設け、関心部位である頭部が勾配磁場生成領
域に入りやすい形状とする等の工夫を施すことができ
る。 第６図および第７図に、本発明の他の実施例に係る勾
配磁場生成コイルを示す。第６図の実施例は、勾配磁場
生成領域をより広くするために、一対の勾配磁場生成コ
イル61,62の各々を４組の主導体線路を63〜66と、これ
らに接続された給電用導体線路67〜70によって構成した
ものである。この実施例においても、図に示すように給
電用導体線路67〜70は勾配磁場生成領域に対してｚ軸方
向の同一の側に設けられている。 この場合、各主導体線路63〜64のアンペアターン比は
ｚ軸方向に関して原点Ｏを挟んで対称であり、例えば内
側２組の主導体線路64,65のアンペアターン数を１とし
たとき、外側２組のアンペアターン数は2.7〜3.3程度が
好ましい。また、各主導体線路63〜66のｚ軸方向の位置
の関しては、線路63は原点Ｏから0.2r〜0.3rの範囲の位
置、線路64は原点Ｏからｒ〜1.3rの範囲の位置、線路65
は原点Ｏから−0.2r〜−0.3rの範囲の位置、線路66は原
点Ｏから−ｒ〜−1.3rの範囲の位置にそれぞれ設けられ
る。 第７図の実施例は、一対の勾配磁場生成コイル71,72
における主導体線路73,73および給電用導体線路75,76を
直線状の導体によって形成したものであり、給電用導体
線路75,76が勾配磁場生成領域に対してｚ軸方向の同一
の側に位置して設けられている点は以上の実施例と同じ
である。 第８図は第７図の勾配磁場生成コイル71,72をｙ軸方
向の勾配磁場生成コイルとして用いた例であり、他のy,
z軸方向の勾配磁場生成コイル80は従来と同様の構成と
している。 その他、本発明は上記した実施例に限定されず、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可
能である。 ［発明の効果］ 本発明によれば、２組の主導体線路の各々に電流を流
すための給電用導体線路を主導体線路による勾配磁場生
成領域に対して静磁場方向の同一の側に配置し、勾配磁
場生成に直接寄与する少なくとも２組の主導体線路をコ
イル支持体の静磁場方向一端側に寄った位置に設け、給
電用導体線路をコイル支持体上の主導体線路から静磁場
方向他端側に延在して設けたことにより、該勾配磁場生
成コイルに対して被検体の関心部位のみを挿入すること
が容易となる。従って、勾配磁場生成コイルを小型化で
き、ターン数を減らすことなくインダクタンスを低減す
ることが可能となり、高速イメージングにおいて必要な
高速にスイッチングされる磁場強度の高い勾配磁場の生
成ができる。 さらに、本発明によれば、勾配磁場コイルを構成する
主導体線路と給電用導体線路を全て直列に接続すること
により、特に勾配磁場生成に寄与する主導体線路に一様
な電流を供給することができることから、勾配磁場の線
形性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例に係る勾配磁場生成コイルの
構成図、第２図は静磁場方向の勾配磁場生成コイルの一
般的な構成図、第３図および第４図は第１図の構成に基
づく静磁場方向と直交する二方向の勾配磁場生成コイル
と第２図の勾配磁場生成コイルを同一巻枠上に構成した
場合の使用態様を示す図、第５図は第１図の構成に基づ
くｙ軸方向の勾配磁場生成コイルのみを巻枠上に構成し
た例を示す図、第６図および第７図は本発明の他の実施
例に係る勾配磁場生成コイルの概略的な構成を示す図、
第８図は第７図の勾配磁場生成コイルの具体的な使用例
を示す図、第９図は磁気共鳴映像装置の構成図である。 １……静磁場磁石、２……励磁用電源、３……勾配磁場
生成コイル、４……駆動回路、５……被検体、６……寝
台、７……プローブ、８……送信部、９……受信部、10
……システムコントローラ、11……データ収集部、12…
…電子計算機、13……コンソール、14……画像ディスプ
レイ、21,22,41,51,61,62,71,72……ｙ軸方向の勾配磁
場生成コイル、23,24,63〜66,73,74……主導体線路、2
5,26,67〜70,75,76……給電用導体線路、27,28……給電
端、29,40,50……巻枠、31,32,42……ｚ軸方向の勾配磁
場生成コイル、80……ｘ軸およびｚ軸方向の勾配磁場生
成コイル。
構成図、第２図は静磁場方向の勾配磁場生成コイルの一
般的な構成図、第３図および第４図は第１図の構成に基
づく静磁場方向と直交する二方向の勾配磁場生成コイル
と第２図の勾配磁場生成コイルを同一巻枠上に構成した
場合の使用態様を示す図、第５図は第１図の構成に基づ
くｙ軸方向の勾配磁場生成コイルのみを巻枠上に構成し
た例を示す図、第６図および第７図は本発明の他の実施
例に係る勾配磁場生成コイルの概略的な構成を示す図、
第８図は第７図の勾配磁場生成コイルの具体的な使用例
を示す図、第９図は磁気共鳴映像装置の構成図である。 １……静磁場磁石、２……励磁用電源、３……勾配磁場
生成コイル、４……駆動回路、５……被検体、６……寝
台、７……プローブ、８……送信部、９……受信部、10
……システムコントローラ、11……データ収集部、12…
…電子計算機、13……コンソール、14……画像ディスプ
レイ、21,22,41,51,61,62,71,72……ｙ軸方向の勾配磁
場生成コイル、23,24,63〜66,73,74……主導体線路、2
5,26,67〜70,75,76……給電用導体線路、27,28……給電
端、29,40,50……巻枠、31,32,42……ｚ軸方向の勾配磁
場生成コイル、80……ｘ軸およびｚ軸方向の勾配磁場生
成コイル。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．一様な静磁場中に置かれた被検体に高周波磁場及び
勾配磁場を印加して、被検体内の所定の原子核に関する
磁気共鳴信号を収集し、該磁気共鳴信号に基づいた画像
を取得する磁気共鳴映像装置において、 被検体が位置する空間を挟んで対向する位置に配置さ
れ、所定方向に磁場強度が変化する勾配磁場を生成する
少なくとも一対の勾配磁場コイルを備え、 前記一対の勾配磁場コイルは、静磁場方向に所定距離離
間して設けられた、勾配磁場の生成に寄与する主導体線
路と、これら主導体線路に電流を供給するために、該主
導体線路から静磁場方向に関して同一側に延接される給
電用導体線路とを、全て直列に接続してなることを特徴
とする磁気共鳴映像装置。 ２．一様な静磁場中に置かれた被検体に高周波磁場及び
勾配磁場を印加して、被検体内の所定の原子核に関する
磁気共鳴信号を収集し、該磁気共鳴信号に基づいた画像
を取得する磁気共鳴映像装置において、 静磁場方向にほぼ沿って配置され、被検体の一部を一端
より挿入可能に設けられるコイル支持体と、このコイル
支持体上で被検体が位置する空間を挾んで対向する位置
に配置され、所定方向に磁場強度が変化する勾配磁場を
生成する少なくとも一対の勾配磁場コイルとを備え、 前記一対の勾配磁場コイルは、静磁場方向に所定距離離
間して前記コイル支持体の前記一端近傍に設けられた、
勾配磁場生成に寄与する主導体線路と、これら主導体線
路に電流を供給するために、該主導体線路から静磁場方
向に関して前記一端とは反対側の前記コイル支持体上に
延接される給電用導体線路とからなり、前記主導体線路
及び前記給電用導体線路は、全て直列に接続されている
ことを特徴とする磁気共鳴映像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62244354A JP2870641B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 磁気共鳴映像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62244354A JP2870641B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 磁気共鳴映像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6486955A JPS6486955A (en) | 1989-03-31 |
| JP2870641B2 true JP2870641B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=17117452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62244354A Expired - Lifetime JP2870641B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 磁気共鳴映像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2870641B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5177442A (en) * | 1991-07-01 | 1993-01-05 | General Electric Company | Transverse gradient coils for imaging the head |
| JP3702106B2 (ja) | 1998-09-29 | 2005-10-05 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴イメージング装置 |
| FR2892523B1 (fr) * | 2005-10-26 | 2008-02-22 | Commissariat Energie Atomique | Machine de rmn a compensation des courants de foucault. |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL70211A (en) * | 1983-11-13 | 1989-03-31 | Elscint Ltd | Gradient field coils for nmr imaging |
| JPH0331048Y2 (ja) * | 1986-09-09 | 1991-07-01 |
-
1987
- 1987-09-30 JP JP62244354A patent/JP2870641B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6486955A (en) | 1989-03-31 |
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