JP5894601B2 - 傾斜磁場コイル装置及び磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明は、傾斜磁場分布を作る傾斜磁場コイル装置と、それを搭載した磁気共鳴イメージング装置に関する。

磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）装置は、均一な静磁場中に置かれた被検体に高周波パルスを照射したときに生じる核磁気共鳴現象を利用して、被検体の物理的、化学的性質を示す断面画像を得る装置であり、特に、医療用として用いられている。ＭＲＩ装置は、主に、被検体が挿入される撮像領域に均一な静磁場を生成する磁石装置と、その撮像領域に位置情報を付与するために空間的に強度が勾配した傾斜磁場（傾斜磁場分布）をパルス状に発生させる傾斜磁場コイル装置と、被検体に高周波パルスを照射し核磁気共鳴現象を起こすＲＦコイルと、被検体からの磁気共鳴信号を受信する受信コイルと、受信した磁気共鳴信号を処理して断面画像を表示するコンピュータシステムから構成されている。

ＭＲＩ装置の性能向上の手段としては、磁石装置が発生する静磁場強度を向上させている。静磁場強度が高い程、より鮮明で多様な断面画像を得ることができるため、ＭＲＩ装置は、より高い静磁場強度を指向して開発が続けられている。他の性能向上の手段としては、傾斜磁場の強度を向上させ、その傾斜磁場パルスを高速駆動させている。これらは、撮像時間の短縮と画質の向上に寄与し、近年盛んに使用されるようになった高速撮像法で用いられている。高速撮像法は、傾斜磁場コイル装置の駆動電源の性能向上による高速なスイッチングと大電流の通電により可能になっている。

傾斜磁場コイル装置には、パルス状の電流が流れ、パルス状の傾斜磁場パルスが発生するため、パルス状の傾斜磁場（漏れ磁場）が磁石装置の金属容器部分に渦電流を生じさせ、渦電流による磁場が断面画像に影響を与える。このため、高速に大電流を通電する傾斜磁場コイル装置には、撮像領域に傾斜磁場を生成するメインコイルと、パルス状の傾斜磁場（漏れ磁場）が撮像領域以外の不要な部分に漏れないようにするシールドコイルとが設けられ、シールドコイルにより、漏れ磁場が低減され、磁石装置の金属容器部分における渦電流の発生を抑えることができる。

ただ、渦電流の発生を抑えるには、設計で意図した通りにメインコイルとシールドコイルを製作する必要がある。実際の製作では、メインコイルとシールドコイルは金属板などの導電性材料を切削して渦巻き形状を形成し、さらに、曲げ加工で鞍形状に成型し、これらメインコイルとシールドコイルを多層に積層したまま絶縁材である樹脂を層間に充填して硬化させ固定している。このような複数の製作工程を経るうちに、設計で意図した構造とわずかに異なり、製作誤差が生じる。この製作誤差が小さい場合は、漏れ磁場は小さく、金属容器部分に生じる渦電流も小さく、この渦電流が撮像領域に作る渦電流磁場も小さく、断面画像に影響しないが、製作誤差が大きくなると渦電流による画像の影響が無視できなくなる。

このため、傾斜磁場コイル装置を精度よく製作するために、曲面加工済みの金属板を同じ曲面形状の台に固定したまま、切削加工により金属板を渦巻き形状に成型する手法が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。また、磁石装置の金属容器部分にスリットを設け、渦電流の流路抵抗を増すことで渦電流の発生量を低減する手法が提案されている。

特開２００４−１３００５２号公報

ＭＲＩ装置の市場における要請として、鮮明な画像が高速に得られることが求められている。このため、傾斜磁場コイル装置には、出来るだけ大きな磁束密度の傾斜磁場を高速に発生させることが求められる。この結果、傾斜磁場コイルには大電流が高速に変化するパルス波形で通電されることになる。大電流により大きな傾斜磁場を発生させるため、漏れ磁場も増大する。また、高速なパルス通電により、磁場変化量も増大するため、漏れ磁場の磁場変化量も増大し、磁石装置の金属容器に発生する渦電流も大きくなり、渦電流によって生じる渦電流磁場も大きくなる。そして、渦電流磁場が大きくなると、断面画像を劣化させる場合があった。

また、ＭＲＩ装置の市場におけるもう１つの要請として、被検体（患者）が閉所感を感じないように、被検体が入る空間はできるだけ広くすることも求められている。また、検査側の要請として、出来るだけ広い範囲を撮像することも求められている。このため、傾斜磁場コイル装置は、被検体の入る空間と磁石装置との間にあって出来るだけ容積の小さな構造が求められている。具体的には、傾斜磁場コイル装置のメインコイルとシールドコイルの間隔は狭くなる傾向にあり、この間隔に要求される製作精度（許容製作誤差）は厳しくなっている。

これらの要請により、製作精度の厳しい中で、渦電流磁場を小さくする必要があるので、傾斜磁場コイル装置の製作工程において、メインコイルとシールドコイルの位置決め工程で磁場を測定し、相対的な位置を微調整し漏れ磁場が最小になるようにした後に樹脂をそれらの間に充填して硬化させ、メインコイルとシールドコイルを固定している。しかしながら、微調整が充分でない場合や、樹脂で硬化する際にメインコイルとシールドコイルの相対的な位置にずれが生じて硬化した場合は、磁石装置の金属容器に発生する渦電流が大きくなり、渦電流によって生じる渦電流磁場も大きくなる。そして、断面画像は劣化し、設計で意図した通りの性能を発揮できない。ただ、その微調整に長時間を費やすのは経済的ではないし、硬化時の位置ずれは不可避的なもとといえる。そこで、多少の位置ずれを許容しても、渦電流磁場の発生を抑制できれば有用である。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、メインコイルとシールドコイルに相対的な位置ずれがあっても、渦電流磁場の発生を抑制できる傾斜磁場コイル装置及び磁気共鳴イメージング装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明に係る傾斜磁場コイル装置は、磁気共鳴イメージング装置の撮像領域に強度が線形に傾斜する磁場分布を作る複数の第１コイルと、前記第１コイルを挟んで前記撮像領域の反対側に配置され、前記第１コイルが前記反対側に作る漏れ磁場を抑制する複数の第２コイルと、を備える傾斜磁場コイル装置において、前記第１コイルと前記第２コイルとは、交互に接続されることで、複数の前記第１コイルと複数の前記第２コイルとが、直列に接続され、複数の前記第２コイルそれぞれに並列に接続され、前記第２コイルを流れる電流を個別に調節する複数の電流調節器を有し、前記電流調節器は、可変の抵抗成分と、可変のインダクタンス成分と、を含み構成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る傾斜磁場コイル装置は、磁気共鳴イメージング装置の撮像領域に強度が線形に傾斜する磁場分布を作る複数の第１コイルと、前記第１コイルを挟んで前記撮像領域の反対側に配置され、前記第１コイルが前記反対側に作る漏れ磁場を抑制する複数の第２コイルと、を備える傾斜磁場コイル装置において、前記第１コイルと前記第２コイルとは、交互に接続されることで、複数の前記第１コイルと複数の前記第２コイルとが、直列に接続され、複数の前記第１コイルそれぞれに並列に接続され、並列に接続されている前記第１コイルを流れる電流を個別に調節する複数の電流調節器を有し、前記電流調節器は、可変の抵抗成分と、可変のインダクタンス成分と、を含み構成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る傾斜磁場コイル装置は、磁気共鳴イメージング装置の撮像領域に強度が線形に傾斜する磁場分布を作る複数の第１コイルと、前記第１コイルを挟んで前記撮像領域の反対側に配置され、前記第１コイルが前記反対側に作る漏れ磁場を抑制する複数の第２コイルと、を備える傾斜磁場コイル装置において、複数の前記第１コイルが並列に接続された第１並列回路と、複数の前記第２コイルが並列に接続された第２並列回路と、を有し、前記第１並列回路と、前記第２並列回路とは、直列に接続され、複数の前記第２コイルそれぞれに直列に接続され、直列に接続されている前記第２コイルを流れる電流を個別に調節する複数の電流調節器を有し、前記電流調節器は、可変の抵抗成分と、可変のインダクタンス成分と、を含み構成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る傾斜磁場コイル装置は、磁気共鳴イメージング装置の撮像領域に強度が線形に傾斜する磁場分布を作る複数の第１コイルと、前記第１コイルを挟んで前記撮像領域の反対側に配置され、前記第１コイルが前記反対側に作る漏れ磁場を抑制する複数の第２コイルと、を備える傾斜磁場コイル装置において、複数の前記第１コイルが並列に接続された第１並列回路と、複数の前記第２コイルが並列に接続された第２並列回路と、を有し、前記第１並列回路と、前記第２並列回路とは、直列に接続され、複数の前記第１コイルそれぞれに直列に接続され、直列に接続されている前記第１コイルを流れる電流を個別に調節する複数の電流調節器を有し、前記電流調節器は、可変の抵抗成分と、可変のインダクタンス成分と、を含み構成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、この傾斜磁場コイル装置と、前記撮像領域に静磁場を作り、前記第２コイルを挟んで前記撮像領域の反対側に配置される磁石装置と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、メインコイル（第１コイル）とシールドコイル（第２コイル）に相対的な位置ずれがあっても、渦電流磁場の発生を抑制できる傾斜磁場コイル装置及び磁気共鳴イメージング装置を提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置（ｙ軸方向又はｘ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置）のメインコイルとシールドコイルのｚ軸の周りの周方向の展開図である。 本発明の第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置を備えたＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置の斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置を備えたＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置をｙ軸ｚ軸に平行な平面で切断した断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置（ｙ軸方向又はｘ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置）の斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置（ｙ軸方向又はｘ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置）の一部において、シールドコイルを含む層の一部を切断して剥いだ様子を示す部分斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置（ｚ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置）の斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置（ｙ軸方向又はｘ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置）の等価回路図である。 本発明の第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置に用いられる電流調節器の回路図である。 本発明の第２の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置（ｙ軸方向又はｘ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置）の等価回路図である。 本発明の第３の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置（ｙ軸方向又はｘ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置）の等価回路図である。 本発明の第４の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置（ｙ軸方向又はｘ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置）の等価回路図である。 本発明の第５の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置（ｙ軸方向又はｘ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置）の等価回路図である。 本発明の第６の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置を備えたＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置の斜視図である。 本発明の第６の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置を備えたＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置をｙ軸ｚ軸に平行な平面で切断した断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置（ｙ軸方向又はｘ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置）のメインコイルとシールドコイルの積層構造を広げた展開図である。 本発明の第１の実施形態に係る電流調節器の調整のための傾斜磁場コイル装置の渦電流磁場または漏れ磁場を測定する空間上の磁場測定点を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置の斜視図である。 本発明の第６の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置の斜視図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。

（第１の実施形態）
図２に、本発明の第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置４を備えたＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置１の斜視図を示す。ＭＲＩ装置１は、概ね３重の円筒形状をしている。その３重の外側に磁石装置２を構成する円筒形状の真空容器２ｃが設けられている。真空容器２ｃの内側には、円筒形状の傾斜磁場コイル装置４が設けられている。傾斜磁場コイル装置４は、樹脂４ｃで覆われている。傾斜磁場コイル装置４の内側には、円筒形状のＲＦコイル６が設けられている。被検体(患者)７は、可動式ベッド８にねたままの状態でＲＦコイル６の内側に挿入され、断面画像が撮像される。真空容器２ｃと傾斜磁場コイル装置４とＲＦコイル６の３重の円筒形状の中心軸は概ね一致し、水平方向に設定している。後記の説明を容易にするために、その中心軸に一致するようにｚ軸を設定している。ｙ軸は垂直方向上向きに設定している。ｘ軸は、水平方向に設定している。座標原点は、真空容器２ｃと傾斜磁場コイル装置４とＲＦコイル６の３重の円筒形状の略中心に設定している。

図３に、本発明の第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置４を備えたＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置１をｙ軸ｚ軸に平行な平面で切断した断面図を示す。座標原点の周辺領域が撮像領域３となる。ＭＲＩ装置１は、撮像領域３に形成される静磁場９の向きが水平方向（ｚ軸方向）である水平磁場型ＭＲＩ装置である。この撮像領域３に、被検体(患者)７を移動し、断面画像が撮像されることになる。磁石装置２は、この撮像領域３に均一な静磁場９を生成する。傾斜磁場コイル装置４は、この撮像領域３に位置情報を付与するために空間的に磁場強度が傾斜勾配した傾斜磁場１０（図３の例ではｙ軸方向に磁場強度が傾斜している）をパルス状に発生させる。ＲＦコイル６は、被検体７に高周波パルスを照射する。図示を省略した受信コイルは、被検体７からの磁気共鳴信号を受信する。図示を省略したコンピュータシステムは、受信した磁気共鳴信号を処理して前記断面画像を表示する。そして、ＭＲＩ装置１によれば、均一な静磁場９中に置かれた被検体７に高周波パルスを照射したときに生じる核磁気共鳴現象を利用して、被検体７の物理的、化学的性質を表す断層画像を得ることができ、その断層画像は、特に、医療用に用いられている。

磁石装置２には、撮像領域３に静磁場９を作るメインコイル（超伝導コイル）２ａと、静磁場９の周囲への漏れ（漏れ磁場）を抑制するシールドコイル（超伝導コイル）２ｂが設けられている。これらのコイル２ａ、２ｂはそれぞれ、ｚ軸を共通の中心軸とする円環形状をしている。メインコイル２ａの外径より、シールドコイル２ｂの内径の方が大きくなっている。また、これらのコイル２ａ、２ｂには、超伝導コイルを利用することが多く、その場合、コイル２ａ、２ｂは、３層構造の容器内に収納される。コイル２ａ、２ｂは、冷媒の液体ヘリウム（Ｈｅ）と共に冷媒容器２ｅ内に収容されている。冷媒容器２ｅは、内部への熱輻射を遮断する輻射シールド２ｄに内包されている。そして、中空円筒型容器である真空容器２ｃは、冷媒容器２ｅ及び輻射シールド２ｄを収容しつつ、内部を真空に保持している。真空容器２ｃは、普通の室温の室内に配置されても、真空容器２ｃ内が真空になっているので、室内の熱が伝導や対流で、冷媒容器２ｅに伝わることはない。また、輻射シールド２ｄは、室内の熱が輻射によって真空容器２ｃから冷媒容器２ｅに伝わることを抑制している。このため、コイル２ａ、２ｂは、液体ヘリウムの温度である極低温に安定して設定することができ、超伝導電磁石として機能させることができる。冷媒容器２ｅと、輻射シールド２ｄと、真空容器２ｃには、不必要な磁場が発生しないように非磁性の部材が用いられ、さらに、真空を保持しやすいことから非磁性の金属が用いられる。冷媒容器２ｅと、輻射シールド２ｄと、真空容器２ｃは、金属容器になっている。このため、冷媒容器２ｅと、輻射シールド２ｄと、特に、最外周に配置される真空容器２ｃには、前記渦電流が発生し易い状況にある。磁石装置２は、傾斜磁場コイル装置４を挟んで撮像領域３の反対側に配置されている。

傾斜磁場コイル装置４は、撮像領域３に、傾斜磁場を発生させる。傾斜磁場コイル装置４は、撮像領域３に強度が線形に傾斜する磁場分布を作る複数のメインコイル（第１コイル）４ａと、メインコイル４ａを挟んで撮像領域３の反対側に配置され、メインコイル４ａが撮像領域３の反対側に作る漏れ磁場を抑制する複数のシールドコイル（第２コイル）４ｂとを有している。メインコイル４ａとシールドコイル４ｂの間には樹脂４ｃが充填されて硬化し、メインコイル４ａとシールドコイル４ｂを互いに接着し固定している。傾斜磁場は、静磁場９と同じ方向の磁場の磁束密度が、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３方向に互いに独立に、線形に傾斜した磁場であり、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の方向毎に発生させる時間を分け合って、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３方向の傾斜磁場を順番に繰り返しパルス状に発生させる。具体的に、図３では、ｙ軸方向に強度が線形に傾斜する傾斜磁場１０を示している。

磁石装置２と傾斜磁場コイル装置４の間には、図示を省略したシムと呼ばれる磁性体の小片が複数個置かれている。シムによれば、撮像領域３内に生成される静磁場９の磁場強度を部分的に調整することができ、静磁場９の磁場強度が均一になっている撮像領域３を提供することができる。

図４に、本発明の第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置４の斜視図を示し、図５に、その傾斜磁場コイル装置４の一部において、シールドコイル４ｂを含む層の一部を切断して剥いだ様子を示す部分斜視図を示す。傾斜磁場コイル装置４は、ｙ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置４ｙと、ｘ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置４ｘと、ｚ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置４ｚ（図６参照）とを有しているが、図４と図５では、傾斜磁場コイル装置４ｘ、４ｚを省いて、傾斜磁場コイル装置４ｙを記載している。なお、傾斜磁場コイル装置４ｘは、基本的には、この傾斜磁場コイル装置４ｙを、ｚ軸周りに−９０度回転させた構造をしており、その構造を容易に類推できるので、図４では、傾斜磁場コイル装置４ｙの符号「４ｙ」とともに、傾斜磁場コイル装置４ｘの符号「４ｘ」も付している。後記する図１、図５、図７、図９、図１０、図１１、図１２、図１５でも同様である。そして、その傾斜磁場コイル装置４ｘにおいても、傾斜磁場コイル装置４ｙにおいて実施される本発明を実施することができる。このことは、互いに相似の関係にあることから、容易に類推できる。このため、以下では、傾斜磁場コイル装置４ｙについて記載し、傾斜磁場コイル装置４ｘについては記載を省略している。

傾斜磁場コイル装置４ｙ（４）は、円筒形状をしており、その外形は樹脂４ｃで形付けられている。その円筒形状の外壁側には、複数（図４の例では４個）の渦巻き形状のシールドコイル（第２コイル）４ｂ（Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４）が、樹脂４ｃ内に埋め込まれている。その円筒形状の内壁側には、複数（図４の例では４個）の渦巻き形状のメインコイル（第１コイル）４ａ（Ｍ_１（図示省略、図１参照）、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４（図示省略、図１参照））が、樹脂４ｃ内に埋め込まれている。シールドコイルＳ_１（４ｂ）とメインコイルＭ_１（４ａ、図示省略）は、間に充填された樹脂４ｃで接着され、積層構造になっている。シールドコイルＳ_１（４ｂ）は、メインコイルＭ_１（４ａ、図示省略）の外側に重なるようにｚ軸周りに平行に配置されている。シールドコイルＳ_２（４ｂ）とメインコイルＭ_２（４ａ）は、間に充填された樹脂４ｃで接着され、積層構造になっている。シールドコイルＳ_２（４ｂ）は、メインコイルＭ_２（４ａ）の外側に重なるようにｚ軸周りに平行に配置されている。シールドコイルＳ_３（４ｂ）とメインコイルＭ_３（４ａ）は、間に充填された樹脂４ｃで接着され、積層構造になっている。シールドコイルＳ_３（４ｂ）は、メインコイルＭ_３（４ａ）の外側に重なるようにｚ軸周りに平行に配置されている。シールドコイルＳ_４（４ｂ）とメインコイルＭ_４（４ａ、図示省略）は、間に充填された樹脂４ｃで接着され、積層構造になっている。シールドコイルＳ_４（４ｂ）は、メインコイルＭ_４（４ａ、図示省略）の外側に重なるようにｚ軸周りに平行に配置されている。

図４に示すように、渦巻き形状のシールドコイル４ｂ（Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４）それぞれには、電流調節器５が接続されている。電流調節器５の一端は、渦巻き形状のシールドコイル４ｂ（Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４）の内側に接続され、他端は、渦巻き形状のシールドコイル４ｂ（Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４）の外側に接続され、電流調節器５は、渦巻き形状のシールドコイル４ｂ（Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４）に対して、並列に接続している。

メインコイル４ａ（Ｍ_１（図示省略、図１参照）、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４（図示省略、図１参照））それぞれには、パルス状の電流Ｉ_Ｍ１（図示省略、図１参照）、Ｉ_Ｍ２、Ｉ_Ｍ３、Ｉ_Ｍ４（図示省略、図１参照）が流れる。シールドコイル４ｂ（Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４）それぞれには、パルス状の電流Ｉ_Ｓ１、Ｉ_Ｓ２、Ｉ_Ｓ３、Ｉ_Ｓ４が流れる。

シールドコイル４ｂ（Ｓ_１）に並列接続する電流調節器５に、パルス状の電流Ｉ_Ｓ１ａを流すことで、シールドコイル４ｂ（Ｓ_１）に流れるパルス状の電流Ｉ_Ｓ１を調節することができる。シールドコイル４ｂ（Ｓ_２）に並列接続する電流調節器５に、パルス状の電流Ｉ_Ｓ２ａを流すことで、シールドコイル４ｂ（Ｓ_２）に流れるパルス状の電流Ｉ_Ｓ２を調節することができる。シールドコイル４ｂ（Ｓ_３）に並列接続する電流調節器５に、パルス状の電流Ｉ_Ｓ３ａを流すことで、シールドコイル４ｂ（Ｓ_３）に流れるパルス状の電流Ｉ_Ｓ３を調節することができる。シールドコイル４ｂ（Ｓ_４）に並列接続する電流調節器５に、パルス状の電流Ｉ_Ｓ４ａを流すことで、シールドコイル４ｂ（Ｓ_４）に流れるパルス状の電流Ｉ_Ｓ４を調節することができる。

図６に、本発明の第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置４（ｚ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置４ｚ）の斜視図を示す。傾斜磁場コイル装置４ｚ（４）は、円筒形状をしており、その外形は樹脂４ｃで形付けられている。その円筒形状の外壁側には、複数（図６の例では２個）のソレノイド形状のシールドコイル（第２コイル）４ｂ（Ｓ_１、Ｓ_２）が、樹脂４ｃ内に埋め込まれている。その円筒形状の内壁側には、複数（図６の例では２個）のソレノイド形状のメインコイル（第１コイル）４ａ（Ｍ_１（図示省略、図７参照）、Ｍ_２）が、樹脂４ｃ内に埋め込まれている。シールドコイルＳ_１（４ｂ）とメインコイルＭ_１（４ａ、図示省略）は、間に充填された樹脂４ｃで接着され、積層構造になっている。シールドコイルＳ_１（４ｂ）は、メインコイルＭ_１（４ａ、図示省略）の外側に重なるようにｚ軸周りに平行に配置されている。シールドコイルＳ_２（４ｂ）とメインコイルＭ_２（４ａ）は、間に充填された樹脂４ｃで接着され、積層構造になっている。シールドコイルＳ_２（４ｂ）は、メインコイルＭ_２（４ａ）の外側に重なるようにｚ軸周りに平行に配置されている。

ソレノイド形状のシールドコイル４ｂ（Ｓ_１、Ｓ_２）それぞれには、電流調節器５が接続されている。電流調節器５の一端は、ソレノイド形状のシールドコイル４ｂ（Ｓ_１、Ｓ_２）のｚ軸方向正方向端に接続され、他端は、ソレノイド形状のシールドコイル４ｂ（Ｓ_１、Ｓ_２）のｚ軸方向負方向端に接続され、電流調節器５は、ソレノイド形状のシールドコイル４ｂ（Ｓ_１、Ｓ_２）に対して、並列に接続している。

メインコイル４ａ（Ｍ_１（図示省略、図７参照）、Ｍ_２）それぞれには、パルス状の電流Ｉ_Ｍ１（図示省略、図７参照）、Ｉ_Ｍ２が流れる。シールドコイル４ｂ（Ｓ_１、Ｓ_２）それぞれには、パルス状の電流Ｉ_Ｓ１、Ｉ_Ｓ２が流れる。

シールドコイル４ｂ（Ｓ_１）に並列接続する電流調節器５に、パルス状の電流Ｉ_Ｓ１ａを流すことで、シールドコイル４ｂ（Ｓ_１）に流れるパルス状の電流Ｉ_Ｓ１を調節することができる。シールドコイル４ｂ（Ｓ_２）に並列接続する電流調節器５に、パルス状の電流Ｉ_Ｓ２ａを流すことで、シールドコイル４ｂ（Ｓ_２）に流れるパルス状の電流Ｉ_Ｓ２を調節することができる。

このように、その傾斜磁場コイル装置４ｚにおいても、メインコイル４ａとシールドコイル４ｂの個数がそれぞれ２個に減っただけで、傾斜磁場コイル装置４ｙにおいて実施される本発明を実施することができる。このことは、容易に類推できるので、以下では、傾斜磁場コイル装置４ｙについて記載し、傾斜磁場コイル装置４ｚについては記載を省略した。

図１に、本発明の第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置４（ｙ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置４ｙ）のメインコイル４ａとシールドコイル４ｂのｚ軸の周りの周方向の展開図を示す。４個のメインコイルＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４（４ａ）が、直列に接続されている。４個のシールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ａ）が、直列に接続されている。そして、４個のメインコイルＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４（４ａ）と、４個のシールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ａ）とが、直列に接続されている。この直列接続の両端に、パルス状の電流Ｉを流す駆動電源１１が接続されている。

これらにより、４個のメインコイルＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４（４ａ）それぞれに流れるパルス状の電流Ｉ_Ｍ１、Ｉ_Ｍ２、Ｉ_Ｍ３、Ｉ_Ｍ４は、駆動電源１１が流す電流Ｉに等しくなる（Ｉ_Ｍ１＝Ｉ_Ｍ２＝Ｉ_Ｍ３＝Ｉ_Ｍ４＝Ｉ）。

一方、４個のシールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ａ）にはそれぞれ、電流調節器５が並列に接続されているので、駆動電源１１が流す電流Ｉの一部の電流Ｉ_Ｓ１ａ、Ｉ_Ｓ２ａ、Ｉ_Ｓ３ａ、Ｉ_Ｓ４ａを電流調節器５に分流させることができ、シールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ａ）それぞれに流れるパルス状の電流Ｉ_Ｓ１、Ｉ_Ｓ２、Ｉ_Ｓ３、Ｉ_Ｓ４を、互いに異なるように調節することができる（Ｉ_Ｓ１≠Ｉ_Ｓ２≠Ｉ_Ｓ３≠Ｉ_Ｓ４）。そして、パルス状の電流Ｉ_Ｓ１、Ｉ_Ｓ２、Ｉ_Ｓ３、Ｉ_Ｓ４を、電流Ｉと異ならせることができる（Ｉ_Ｓ１、Ｉ_Ｓ２、Ｉ_Ｓ３、Ｉ_Ｓ４≠Ｉ）。

図７に、本発明の第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置４（ｙ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置４ｙ）の等価回路図を示す。４個のメインコイルＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４（４ａ）はそれぞれ、抵抗成分Ｒｃｍとインダクタンス成分Ｌｃｍの直列接続として記載することができる。４個のシールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ａ）はそれぞれ、抵抗成分Ｒｃｓとインダクタンス成分Ｌｃｓの直列接続として記載することができる。４個の電流調節器５はそれぞれ、抵抗成分Ｒｉとインダクタンス成分Ｌｉの直列接続として記載することができる。抵抗成分Ｒｉは、その抵抗値を変えることができる。インダクタンス成分Ｌｉは、そのインダクタンス値を変えることができる。抵抗成分Ｒｉの抵抗値と、インダクタンス成分Ｌｉのインダクタンス値を、４個のシールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ａ）毎に変えることにより、直接的に電流Ｉ_Ｓ１ａ、Ｉ_Ｓ２ａ、Ｉ_Ｓ３ａ、Ｉ_Ｓ４ａを個別に調節して、さらには、間接的に電流Ｉ_Ｓ１、Ｉ_Ｓ２、Ｉ_Ｓ３、Ｉ_Ｓ４を個別に調節して、漏れ磁場の対称性を向上させる。

漏れ磁場に伴う渦電流磁場の断面画像への影響は、渦電流磁場の撮像領域３における対称性がよければ、撮像時に傾斜磁場コイル装置４の駆動電源１１の電流Ｉを制御して弱めることができる。このため、渦電流磁場の原因となる漏れ磁場の対称性を考慮して、４個の電流調節器５の抵抗成分Ｒｉの抵抗値と、インダクタンス成分Ｌｉのインダクタンス値とが、調整されている。このとき、傾斜磁場コイル装置４（４ｙ、４ｘ）では４対、傾斜磁場コイル装置４（４ｚ）では２対のメインコイル４ａとシールドコイル４ｂの組が作る漏れ磁場（分布）が対称（点対称（原点対称）、線対称（ｘ軸対称、ｙ軸対称、ｚ軸対称）、面対称（ｘ軸ｙ軸平面対称、ｙ軸ｚ軸平面対称、ｚ軸ｘ軸平面対称））となるように調整されることが望ましい。４個の電流調節器５で、個別に制御し、傾斜磁場コイル装置４（４ｙ、４ｘ）では４対、傾斜磁場コイル装置４（４ｚ）では２対の漏れ磁場が、対称になるように、それぞれのメインコイル４ａとシールドコイル４ｂの対が作る漏れ磁場を調節する。

渦電流磁場の原因となる漏れ磁場の対称性を検出するには、撮像領域３（図３参照）の渦電流磁場を測定する方法と、傾斜磁場コイル装置４の外側の漏れ磁場を直接測定する方法の２つが考えられる。前者の方法では、傾斜磁場コイル装置４は渦電流を発生させる磁石装置２、または、真空容器２ｃないし輻射シールド２ｄの形状を模擬した導電性の部材中で実施される。一方、後者の方法では傾斜磁場コイル装置４単体で実施される。どちらも、撮像領域３の中心に対して、渦電流磁場または漏れ磁場をサーチコイルまたはホール素子などの磁気センサを用いて測定し、それらの磁場の分布がその中心（原点）を通る平面に対して面対称、または、符号が反転し絶対値が同じでその中心に対して点対称となるように調整される。

例として、撮像領域３の渦電流磁場を測定する場合、ｘｙｚ軸方向いずれの傾斜磁場コイル装置４に通電した場合でも、傾斜磁場１０が０となる位置を原点として、原点を挟んで等距離にある位置の渦電流磁場を測定する。例えば、ｙ軸方向に傾斜した傾斜磁場１０による渦電流磁場は、ｙ方向傾斜磁場と同様に、原点を挟んでｙ軸の正方向と負方向で等距離にある２点の渦電流磁場は絶対値が同じで方向が反転している原点対称になるように調整する。一方、ｙ軸方向の位置が同じで、原点を挟んでｘ軸またはｚ軸の正方向と負方向に等距離にある２点の渦電流磁場は向き、方向共に同じであるｙｚ面またはｘｙ面対称になるように調整する。

図１６に、電流調節器５による調整のための傾斜磁場コイル装置４の渦電流磁場または漏れ磁場を測定する空間上の磁場測定点Ｐ１〜Ｐ６、Ｑ１〜Ｑ８を示す。ｙ方向傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル装置４ｙ（４）には、メインコイル４ａとシールドコイル４ｂの組と電流調節器５は４つあるので、図１６に示すような、例えば原点Ｏから等距離の４点の磁場測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４における渦電流磁場を測定し、渦電流磁場がその４点全ての点で同じ大きさで、かつ、磁場測定点Ｐ１とＰ２における方向が反対となり、磁場測定点Ｐ３とＰ４における方向が反対となるように、電流調節器５を調節すればよい。ｘ方向の傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル装置４ｘ（４）を調整する場合は、磁場測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の４点をｚ軸周りに−９０°回転させた位置に移動させ、後は傾斜磁場コイル装置４ｙの場合と同様に渦電流磁場を調整すればよい。ｚ軸方向の傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル装置４ｚ（４）を調整する場合は、メインコイル４ａとシールドコイル４ｂの組と電流調節器５は２つであるので、図１６に示すような、例えばｚ軸上で原点Ｏを挟んで原点Ｏから等距離の磁場測定点Ｐ５、Ｐ６における渦電流磁場を測定し、この渦電流磁場で調整すればよい。なお、対称性を得るためには、前記磁場測定点Ｐ１〜Ｐ６に限らず、例えば、図１６に示す磁場測定点Ｑ１〜Ｑ８の８点を使用することができる。ｘｙｚ軸方向全ての傾斜磁場の傾斜磁場コイル装置４（４ｘと４ｙと４ｚ）を同一（共通）の磁場測定点Ｑ１〜Ｑ８で調整することができる。なお、傾斜磁場コイル装置４の漏れ磁場を直接測定する場合も同様に、漏れ磁場を測定する位置は、原点Ｏに対して等距離の点を使用できるが、傾斜磁場コイル装置４の外周外側にする必要がある。

図８に、本発明の第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置４に用いられる電流調節器５の回路図を示す。電流調節器５は、図７において、可変の抵抗成分Ｒｉと可変のインダクタンス成分Ｌｉの直列接続として記載されるように、可変抵抗５ａと可変インダクタ５ｂの直列接続で構成されている。可変インダクタ５ｂは、ロゴスキー形状であることが好ましい。これによれば、可変インダクタ５ｂが不要な磁場が発生して、断面画像に影響を与えるのを抑制することができる。可変インダクタ５ｂはインダクタンス成分Ｌｉ、可変抵抗５ａは抵抗成分Ｒｉをそれぞれ調節するが、可変インダクタ５ｂは抵抗成分を持っているため、可変インダクタ５ｂをタップ切り替え端子５ｃで調整すると、可変インダクタ５ｂの抵抗成分も変化する。これを利用して、可変インダクタ５ｂで可変抵抗５ａを兼ねてもよい。

電流調節器５を流れる電流Ｉ_Ｓ１ａ、Ｉ_Ｓ２ａ、Ｉ_Ｓ３ａ、Ｉ_Ｓ４ａは、シールドコイル４ｂを流れる電流Ｉ_Ｓ１、Ｉ_Ｓ２、Ｉ_Ｓ３、Ｉ_Ｓ４に対して、通常、±０．１％以下の幅で調節することができ、最大でも±０．５％の幅（幅１．０％）内で調節することができる。また、パルス状の電流Ｉ_Ｓ１ａ、Ｉ_Ｓ２ａ、Ｉ_Ｓ３ａ、Ｉ_Ｓ４ａ、Ｉ_Ｓ１、Ｉ_Ｓ２、Ｉ_Ｓ３、Ｉ_Ｓ４には、過渡電流（交流電流）が流れる時期と、定常電流（直流電流）が流れる時期とがある。

定常電流（直流電流）が流れる時期においては、抵抗成分ＲｃｓとＲｉの比が、電流Ｉ_Ｓ１ａ、Ｉ_Ｓ２ａ、Ｉ_Ｓ３ａ、Ｉ_Ｓ４ａと、電流Ｉ_Ｓ１、Ｉ_Ｓ２、Ｉ_Ｓ３、Ｉ_Ｓ４の比を決定する。電流Ｉ_Ｓ１ａ、Ｉ_Ｓ２ａ、Ｉ_Ｓ３ａ、Ｉ_Ｓ４ａと、電流Ｉ_Ｓ１、Ｉ_Ｓ２、Ｉ_Ｓ３、Ｉ_Ｓ４の比を１．０％（幅１．０％）内で調節することになるので、抵抗成分Ｒｉは、抵抗成分Ｒｃｓの最大でも１００倍に設定される。通常、抵抗成分Ｒｃｓは、０．１オーム以下であるので、抵抗成分Ｒｉは最大でも略１０オームの範囲で設定されている。抵抗成分Ｒｉによる可変抵抗５ａでの発熱量は、シールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ａ）での発熱量の１％内に抑えられる。

過渡電流（交流電流）が流れる時期においては、インダクタンス成分ＬｃｓとＬｉの比が、電流Ｉ_Ｓ１ａ、Ｉ_Ｓ２ａ、Ｉ_Ｓ３ａ、Ｉ_Ｓ４ａと、電流Ｉ_Ｓ１、Ｉ_Ｓ２、Ｉ_Ｓ３、Ｉ_Ｓ４の比を決定する。電流Ｉ_Ｓ１ａ、Ｉ_Ｓ２ａ、Ｉ_Ｓ３ａ、Ｉ_Ｓ４ａと、電流Ｉ_Ｓ１、Ｉ_Ｓ２、Ｉ_Ｓ３、Ｉ_Ｓ４の比を１．０％（幅１．０％）内で調節することになるので、インダクタンス成分Ｌｉは、インダクタンス成分Ｌｃｓの最大でも１００倍に設定される。通常、インダクタンス成分Ｌｃｓは、略１００μＨであるので、インダクタンス成分Ｌｉは最大でも略１０ｍＨの範囲で設定されている。過渡電流が流れる場合のシールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ａ）の両端の電圧は最大１ｋＶに達する。インダクタンス成分Ｌｉを最大でも略１０ｍＨの範囲に設定することで、電流調節器５に過大な電流が流れるのを防止することができる。電流調節器５を流れる電流は最大でも数アンペアの程度なので、断面積が数ｍｍ²の細線を使用し、単位長さ当たりの巻き数を多くすることで、可変インダクタ５ｂを実現することができる。

また、通常、過渡電流は、ランプ波であり、電流の時間変化率はその時期において一定なので、抵抗成分Ｒｉと抵抗成分Ｒｃｓの比率と、インダクタンス成分Ｌｉとインダクタンス成分Ｌｃｓの比率を、略等しいとすることで、定常電流（直流電流）が流れる時期と、過渡電流（交流電流）が流れる時期とで、電流Ｉ_Ｓ１ａ、Ｉ_Ｓ２ａ、Ｉ_Ｓ３ａ、Ｉ_Ｓ４ａと、電流Ｉ_Ｓ１、Ｉ_Ｓ２、Ｉ_Ｓ３、Ｉ_Ｓ４の比率を、略一定にすることができる。

電流調節器５は、傾斜磁場コイル装置４の外側から、抵抗成分Ｒｉの抵抗値とインダクタンス成分Ｌｉのインダクタンス値が、変更可能になっている。具体的には、可変抵抗５ａとタップ切り替え端子５ｃとが、樹脂４ｃから露出している。電流調節器５の調整は、傾斜磁場コイル装置４を磁石装置２に挿入した状態で、傾斜磁場コイル装置４の通電時に発生する渦電流による渦電流磁場が、撮像領域３で原点対称になるように実施する。このために、電流調節器５は、樹脂４ｃに埋め込まれていてもいなくてもよく、埋め込まれていない場合は、それぞれのシールドコイル４ｂから樹脂４ｃ外へ引き出すための端子を必要とするが、通電に伴って発熱した電流調節器５を冷却する構造を、樹脂４ｃ内部に設置する場合に比べて自由に設計できる。

図１７には、電流調節器５を傾斜磁場コイル装置４の外側から調整することが容易な形態の例を示している。傾斜磁場コイル装置４を磁石装置２（図２参照）に装着後においては、電流調節器５の設置位置を概略円筒形状の傾斜磁場コイル装置４の内径側表面または中心軸方向（ｚ軸方向）端部とすれば、磁石装置２と傾斜磁場コイル装置４の間隔の大小によらず、調整が容易である。ただし、傾斜磁場コイル装置の内径側は、メインコイル４ａによる傾斜磁場の影響を受けやすいことと、患者７の空間を大きく取るためには最適な位置ではない。そこで、図１７に示すように、ｘ軸方向の傾斜磁場コイル装置４ｘ用の電流調整器５ｘは、ｙ軸方向の端部で、かつｚ軸方向の端部に設置することが望ましい。また、ｙ軸方向の傾斜磁場コイル装置４ｙ用の電流調整器５ｙは、ｘ軸方向の端部で、かつｚ軸方向の端部に設置することが望ましい。また、電流調整器５ｘと５ｙの設置場所を互いに入れ替えてもよい。すなわち、電流調節器５ｘと５ｙは、傾斜磁場１０の磁場強度が線形に傾斜する傾斜方向における傾斜磁場コイル装置５の端部か、又は、その傾斜方向に直交する方向における傾斜磁場コイル装置５の端部に設けられる。これらによれば、電流調整器５ｘ、５ｙ、５ｚを、ｘｙ各軸方向の傾斜磁場コイル装置４ｘ、４ｙを構成するメインコイル４ａ同士の間、または、シールドコイル４ｂ同士の間（具体的には、図５のＳ_２とＳ_３の間）に設置することが可能となる。そして、傾斜磁場１０（図３参照）や、患者７の空間を狭めることなく設置でき、オペレータ等は外部から調整用のツマミまたは端子１５を介して全ての電流調整装置５を調節できる。なお、図１７では、ｚ軸方向の傾斜磁場コイル装置４ｚ用の電流調整器５ｚは、ｚ軸方向の端部で、かつ、周方向の電流調整器５ｘと５ｙの間に設置されている。ただ、これに限らず、電流調整器５ｚを、電流調整器５ｘまたは５ｙに近接して配置し、ｘｙ各軸方向の傾斜磁場コイル装置４ｘ、４ｙを構成するメインコイル４ａ同士の間、または、シールドコイル４ｂ同士の間に設置してもよい。また、電流調整器５ｘ、５ｙ、５ｚに設けられている調整用のツマミまたは端子１５は、図８に示す電流調節器５の可変インダクタ５ｂのタップ切り替え端子５ｃと可変抵抗５ａのツマミに対応している。

（第２の実施形態）
図９に、本発明の第２の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置４（ｙ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置４ｙ）の等価回路図を示す。第２の実施形態が、第１の実施形態と異なっている点は、メインコイルＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４と、シールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４とが、１つずつ交互に接続されている点である。これにより、４個のメインコイルＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４と、４個のシールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４とが、直列に接続されている。そして、傾斜磁場コイル装置４（４ｙ）内での電位差を小さくできるので、絶縁耐圧に対する構造を簡略化できる。

（第３の実施形態）
図１０に、本発明の第３の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置４（ｙ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置４ｙ）の等価回路図を示す。第３の実施形態が、第１の実施形態と異なっている点は、複数（図１０の例では２個）の駆動電源１１ａ、１１ｂが用いられている点である。複数の一部（４個の内の２個）のメインコイルＭ_１、Ｍ_２と、複数の一部（４個の内の２個）のシールドコイルＳ_１、Ｓ_２とは、直列に接続され、駆動電源（第１駆動電源）１１ａに接続されている。複数の残り（４個の内の残り２個）のメインコイルＭ_３、Ｍ_４と、複数の残り（４個の内の残り２個）のシールドコイルＳ_３、Ｓ_４とは、直列に接続され、同期制御部１１ｃによって駆動電源１１ａに同期する駆動電源（第２駆動電源）１１ｂに接続されている。２つの駆動電源１１ａ、１１ｂで、第１の実施形態と同数のメインコイル４ａと同数のシールドコイル４ｂを駆動するため、より短時間に大電流を通電することができる。なお、第３の実施形態では、２個のメインコイルＭ_１、Ｍ_２（Ｍ_３、Ｍ_４）と、２個のシールドコイルＳ_１、Ｓ_２（Ｓ_３、Ｓ_４）とで、１つの駆動電源１１ａ（１１ｂ）を使用したが、これに限らない。例えば、４個のメインコイルＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４）で、駆動電源１１ａを使用し、４個のシールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４で、駆動電源１１ｂを使用することもできる。

（第４の実施形態）
図１１に、本発明の第４の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置４（ｙ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置４ｙ）の等価回路図を示す。第４の実施形態が、第１の実施形態と異なっている点は、電流調節器５が、メインコイルＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４のそれぞれに並列に接続している点である。メインコイルＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４の抵抗成分Ｒｃｍとインダクタンス成分Ｌｃｍに対して、第１の実施形態と同様に、抵抗成分Ｒｉとインダクタンス成分Ｌｉの最大値を設計する。４個の電流調節器５のそれぞれの抵抗成分Ｒｉとインダクタンス成分Ｌｉを変化させて（調節して）、メインコイルＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４を流れる電流を個別に調節して、漏れ磁場の対称性を向上させることができる。

４個のシールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ｂ）それぞれに流れるパルス状の電流Ｉ_S１、Ｉ_S２、Ｉ_S３、Ｉ_S４は、駆動電源１１が流す電流Ｉに等しくなる（Ｉ_S１＝Ｉ_S２＝Ｉ_S３＝Ｉ_S４＝Ｉ）。一方、４個のメインコイルＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４（４ａ）にはそれぞれ、電流調節器５が並列に接続されているので、駆動電源１１が流す電流Ｉの一部の電流Ｉ_M１ａ、Ｉ_M２ａ、Ｉ_M３ａ、Ｉ_M４ａを電流調節器５に分流させることができ、メインコイルＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４（４ａ）それぞれに流れるパルス状の電流Ｉ_M１、Ｉ_M２、Ｉ_M３、Ｉ_M４を、互いに異なるように調節することができる（Ｉ_M１≠Ｉ_M２≠Ｉ_M３≠Ｉ_M４）。そして、パルス状の電流Ｉ_M１、Ｉ_M２、Ｉ_M３、Ｉ_M４を、電流Ｉと異ならせることができる（Ｉ_M１、Ｉ_M２、Ｉ_M３、Ｉ_M４≠Ｉ）。

なお、第４の実施形態に第１の実施形態を組み合わせて、メインコイル４ａとシールドコイル４ｂの全てに、電流調節器５を並列に接続してもよい。また、樹脂４ｃによって互いに重なるように接着されている対となるメインコイル４ａ（Ｍ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４）とシールドコイル４ｂ（Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４）のどちらか一方に、電流調節器５が並列接続されているだけでもよい。そして、この特殊な例が、第４の実施形態と、第１の実施形態であると考えることができる。そして、これらの変形の考え方は、第２と第３の実施形態にも適用できる。

（第５の実施形態）
図１２に、本発明の第５の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置４（ｙ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置４ｙ）の等価回路図を示す。第５の実施形態が、第１の実施形態と異なっている点は、複数（図１２の例では４個）のメインコイルＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４（４ａ）が並列に接続された第１並列回路１２と、複数（図１２の例では４個）のシールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ｂ）が並列に接続された第２並列回路１３とを有している点である。そして、第１並列回路１２と、第２並列回路１３とは、直列に接続されている。シールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ｂ）のそれぞれには、電流調節器５が直列に接続されている。電流調節器５は、直列に接続されているシールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ｂ）のそれぞれに流れる電流Ｉ_S１、Ｉ_S２、Ｉ_S３、Ｉ_S４を個別に調節して、漏れ磁場の対称性を向上させることができる。

４個のメインコイルＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４（４ａ）それぞれに流れるパルス状の電流Ｉ_Ｍ１、Ｉ_Ｍ２、Ｉ_Ｍ３、Ｉ_Ｍ４は、互いに等しく、駆動電源１１が流す電流Ｉの４分の１に等しくなる（Ｉ_Ｍ１＝Ｉ_Ｍ２＝Ｉ_Ｍ３＝Ｉ_Ｍ４＝Ｉ／４）。

一方、４個のシールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ａ）にはそれぞれ、電流調節器５が直列に接続されているので、シールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ａ）それぞれに流れるパルス状の電流Ｉ_Ｓ１、Ｉ_Ｓ２、Ｉ_Ｓ３、Ｉ_Ｓ４を、互いに異なるように調節することができる（Ｉ_Ｓ１≠Ｉ_Ｓ２≠Ｉ_Ｓ３≠Ｉ_Ｓ４）。ただし、パルス状の電流Ｉ_Ｓ１、Ｉ_Ｓ２、Ｉ_Ｓ３、Ｉ_Ｓ４の和は、パルス状の電流Ｉ_Ｍ１、Ｉ_Ｍ２、Ｉ_Ｍ３、Ｉ_Ｍ４と同様に、電流Ｉとなる。（Ｉ_Ｓ１＋Ｉ_Ｓ２＋Ｉ_Ｓ３＋Ｉ_Ｓ４＝Ｉ_Ｍ１＋Ｉ_Ｍ２＋Ｉ_Ｍ３＋Ｉ_Ｍ４＝Ｉ）。

電流調節器５とシールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ａ）は直列に接続されているため、電流調節器５の抵抗成分Ｒｉの抵抗値は、シールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ａ）の抵抗成分Ｒｃｓに対して１％程度の値すなわち１ｍオーム以下であり、電流調節器５のインダクタンス成分ＬｉもシールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ａ）のインダクタンス成分Ｌｃｓに対して１％程度の数μＨの程度である。第２並列回路１３の場合、シールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ａ）の電流Ｉ_Ｓ１、Ｉ_Ｓ２、Ｉ_Ｓ３、Ｉ_Ｓ４以上は流れないので、可変インダクタ５ｂ（図８参照）は必ずしも必要ではない。第２並列回路１３の場合も可変抵抗５ａ（図８参照）での発熱量は、シールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ａ）の総発熱量の１％以下である。

なお、第５の実施形態では、シールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ａ）に電流調節器５を直列に接続した例を示したが、これに限られず、電流調節器５は、メインコイルＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４（４ａ）に直列に接続してもよく、また、メインコイルＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４（４ａ）とシールドコイルＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４（４ａ）の両方に、接続してもよい。また、樹脂４ｃによって互いに重なるように接着されている対となるメインコイル４ａ（Ｍ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４）とシールドコイル４ｂ（Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４）のどちらか一方に、電流調節器５が直列接続されているだけでもよい。

また、４個の内の２個、例えば、メインコイルＭ_１、Ｍ_２が直列に接続され、４個の内の残りの２個のメインコイルＭ_３、Ｍ_４が直列に接続され、これらの２つの直列接続が並列に接続された第１並列回路１２と、４個の内の２個、例えば、シールドコイルＳ_１、Ｓ_２、が直列に接続され、４個の内の残りの２個のシールドコイルＳ_３、Ｓ_４が直列に接続され、これらの２つの直列接続が並列に接続された第２並列回路１３とを有していてもよい。そして、第１並列回路１２と、第２並列回路１３とは、直列に接続されている。ただ、この場合、メインコイルＭ_１とＭ_２の直列接続に１個の電流調節器５を直列に接続し、メインコイルＭ_３とＭ_４の直列接続に１個の電流調節器５を直列に接続し、シールドコイルＳ_１とＳ_２の直列接続に１個の電流調節器５を直列に接続し、シールドコイルＳ_３とＳ_４の直列接続に１個の電流調節器５を直列に接続すればよい。

（第６の実施形態）
図１３に、本発明の第６の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置４を備えたＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置１の斜視図を示す。第６の実施形態が、第１の実施形態と異なる点は、ＭＲＩ装置１が、水平磁場型から垂直磁場型になった点である。第６の実施形態では、上下の円盤状の真空容器２ｃ（磁石装置２）間が支持脚１４によって連結され、真空容器２ｃ（磁石装置２）間にある撮像領域３に鉛直方向の静磁場９が発生する。また、第６の実施形態では、傾斜磁場コイル装置４と、ＲＦコイル６は、円板形状に形成される。傾斜磁場コイル装置４内に形成されるメインコイル（第１コイル）４ａも、円板形状に形成される。傾斜磁場コイル装置４内に形成されるシールドコイル（第２コイル）４ｂも、円板形状に形成されるが、円錐または円錐台形状に形成してもよい。被検体(患者)７は、可動式ベッド８にねたままの状態で、上下の真空容器２ｃ（磁石装置２）間にある撮像領域３に導入され、断面画像が撮像される。真空容器２ｃと傾斜磁場コイル装置４とＲＦコイル６の３重の円板形状の中心軸は概ね一致し、垂直方向に設定している。後記の説明を容易にするために、その中心軸に一致するようにｚ軸を設定している。ｙ軸は水平方向に設定している。ｘ軸も、水平方向に設定している。座標原点は、一対の真空容器２ｃの点対称の対称点に設定している。

図１４で、本発明の第６の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置４を備えたＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置１をｙ軸ｚ軸に平行な平面で切断した断面図を示す。磁石装置２には、撮像領域３に静磁場９を作るメインコイル（超伝導コイル）２ａと、静磁場９の周囲への漏れ（漏れ磁場）を抑制するシールドコイル（超伝導コイル）２ｂが設けられている。これらのコイル２ａ、２ｂはそれぞれ、ｚ軸を共通の中心軸とする円環形状をしている。

傾斜磁場コイル装置４は、撮像領域３に、傾斜磁場を発生させる。傾斜磁場コイル装置４は、撮像領域３に強度が線形に傾斜する磁場分布を作る複数のメインコイル（第１コイル）４ａと、メインコイル４ａを挟んで撮像領域３の反対側に配置され、メインコイル４ａが撮像領域３の反対側に作る漏れ磁場を抑制する複数のシールドコイル（第２コイル）４ｂとを有している。メインコイル４ａとシールドコイル４ｂの間には樹脂４ｃが充填されて硬化し、メインコイル４ａとシールドコイル４ｂを互いに接着し固定している。傾斜磁場は、静磁場９と同じ方向の磁場の磁束密度が、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３方向に互いに独立に、線形に傾斜した磁場であり、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の方向毎に発生させる時間を分け合って、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３方向の傾斜磁場を順番に繰り返しパルス状に発生させる。具体的に、図１４では、ｙ軸方向に強度が線形に傾斜する傾斜磁場１０を示している。

図１５に、本発明の第６の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置４（ｙ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置４ｙ）のメインコイル４ａとシールドコイル４ｂの積層構造を広げた展開図を示す。展開前、シールドコイルＳ_１（４ｂ）とメインコイルＭ_１（４ａ）は、積層され、シールドコイルＳ_１（４ｂ）は、メインコイルＭ_１（４ａ）の外側に重なるように平行に配置されていた。シールドコイルＳ_２（４ｂ）とメインコイルＭ_２（４ａ）は、積層され、シールドコイルＳ_２（４ｂ）は、メインコイルＭ_２（４ａ）の外側に重なるように平行に配置されていた。シールドコイルＳ_３（４ｂ）とメインコイルＭ_３（４ａ）は、積層され、シールドコイルＳ_３（４ｂ）は、メインコイルＭ_３（４ａ）の外側に重なるように平行に配置されていた。シールドコイルＳ_４（４ｂ）とメインコイルＭ_４（４ａ）は、積層され、シールドコイルＳ_４（４ｂ）は、メインコイルＭ_４（４ａ）の外側に重なるように平行に配置されていた。

図１５に示すように、渦巻き形状のシールドコイル４ｂ（Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４）それぞれには、電流調節器５が接続されている。電流調節器５の一端は、渦巻き形状のシールドコイル４ｂ（Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４）の内側に接続され、他端は、渦巻き形状のシールドコイル４ｂ（Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４）の外側に接続され、電流調節器５は、渦巻き形状のシールドコイル４ｂ（Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４）に対して、並列に接続している。

シールドコイル４ｂ（Ｓ_１）に並列接続する電流調節器５に、パルス状の電流Ｉ_Ｓ１ａを流すことで、シールドコイル４ｂ（Ｓ_１）に流れるパルス状の電流Ｉ_Ｓ１を調節することができる。シールドコイル４ｂ（Ｓ_２）に並列接続する電流調節器５に、パルス状の電流Ｉ_Ｓ２ａを流すことで、シールドコイル４ｂ（Ｓ_２）に流れるパルス状の電流Ｉ_Ｓ２を調節することができる。シールドコイル４ｂ（Ｓ_３）に並列接続する電流調節器５に、パルス状の電流Ｉ_Ｓ３ａを流すことで、シールドコイル４ｂ（Ｓ_３）に流れるパルス状の電流Ｉ_Ｓ３を調節することができる。シールドコイル４ｂ（Ｓ_４）に並列接続する電流調節器５に、パルス状の電流Ｉ_Ｓ４ａを流すことで、シールドコイル４ｂ（Ｓ_４）に流れるパルス状の電流Ｉ_Ｓ４を調節することができる。

図１８には、垂直磁場型のＭＲＩ装置１（図１３参照）において、電流調節器５を傾斜磁場コイル装置４の外側から調整することが容易な形態の例を示している。第１の実施形態の水平磁場型のＭＲＩ装置１の場合と同様に、傾斜磁場コイル装置４を磁石装置２に組み合わせた後に、電流調節器５を調整する場合は、傾斜磁場コイル装置４の径方向端部、または、撮像領域３側の表面に電流調節器５があると、調整作業が容易になる。なお、図１８は上下対の傾斜磁場コイル装置４の内、下側の傾斜磁場コイル装置４へ対する、電流調節器５の設置状態を示しており、上側の傾斜磁場コイル装置４は、図１８の下側の傾斜磁場コイル装置４と同一で、天地を逆にした形状である。本第２の実施形態においても、図１７の第１の実施形態と同様に、ｘ軸方向の傾斜磁場コイル装置４ｘ用の電流調整器５ｘは、ｙ軸方向の端部で、かつｚ軸方向の端部（撮像領域３側の表面）に設置することが望ましい。また、ｙ軸方向の傾斜磁場コイル装置４ｙ用の電流調整器５ｙは、ｘ軸方向の端部で、かつｚ軸方向の端部（撮像領域３側の表面）に設置することが望ましい。これらによれば、電流調整器５ｘ、５ｙ、５ｚを、ｘｙ各軸方向の傾斜磁場コイル装置４ｘ、４ｙを構成するメインコイル４ａ同士の間、または、シールドコイル４ｂ同士の間に設置することが可能となる。そして、傾斜磁場１０（図１４参照）や、患者７の空間を狭めることなく設置でき、オペレータ等は外部から調整用のツマミまたは端子１５を介して全ての電流調整装置５を調節できる。なお、図１８では、ｚ軸方向の傾斜磁場コイル装置４ｚ用の電流調整器５ｚは、ｚ軸方向の端部（撮像領域３側の表面）で、かつ、周方向の電流調整器５ｘと５ｙの間に設置されている。ただ、これに限らず、電流調整器５ｚを、電流調整器５ｘまたは５ｙに近接して配置し、ｘｙ各軸方向の傾斜磁場コイル装置４ｘ、４ｙを構成するメインコイル４ａ同士の間、または、シールドコイル４ｂ同士の間に設置してもよい。

１ ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置
２ 磁石装置
２ａ 超電導コイル（メインコイル）
２ｂ 超電導コイル（シールドコイル）
２ｃ 真空容器
２ｄ 輻射シールド
２ｅ 冷媒容器
３ 撮像領域
４ 傾斜磁場コイル装置
４ａ、Ｍ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４ メインコイル（第１コイル）
４ｂ、Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４ シールドコイル（第２コイル）
４ｃ 樹脂
４ｙ ｙ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置
４ｘ ｘ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置
４ｚ ｚ軸方向に傾斜した傾斜磁場を作る傾斜磁場コイル装置
５ 電流調節器
５ａ 可変抵抗
５ｂ 可変インダクタ
５ｃ タップ切り替え端子
５ｘ ｘ軸傾斜磁場コイル装置用の電流調節器
５ｙ ｙ軸傾斜磁場コイル装置用の電流調節器
５ｚ ｚ軸傾斜磁場コイル装置用の電流調節器
６ ＲＦコイル
７ 被検体(患者)
８ 可動式ベッド
９ 静磁場（の向き）
１０ ｙ軸方向に傾斜した傾斜磁場
１１ 駆動電源
１１ａ 駆動電源（第１駆動電源）
１１ｂ 駆動電源（第２駆動電源）
１１ｃ 同期制御部
１２ 第１並列回路
１３ 第２並列回路
１４ 支持脚
１５ ツマミまたは端子
Ｐ１〜Ｐ６、Ｑ１〜Ｑ８ 磁場測定点
Ｒｃｍ メインコイル（第１コイル）の抵抗成分
Ｒｃｓ シールドコイル（第２コイル）の抵抗成分
Ｒｉ 電流調節器の抵抗成分
Ｌｃｍ メインコイル（第１コイル）のインダクタンス成分
Ｌｃｓ シールドコイル（第２コイル）のインダクタンス成分
Ｌｉ 電流調節器のインダクタンス成分

Claims (13)

1. 磁気共鳴イメージング装置の撮像領域に強度が線形に傾斜する磁場分布を作る複数の第１コイルと、
   前記第１コイルを挟んで前記撮像領域の反対側に配置され、前記第１コイルが前記反対側に作る漏れ磁場を抑制する複数の第２コイルと、
   を備える傾斜磁場コイル装置において、
   前記第１コイルと前記第２コイルとは、交互に接続されることで、複数の前記第１コイルと複数の前記第２コイルとが、直列に接続され、
   複数の前記第２コイルそれぞれに並列に接続され、前記第２コイルを流れる電流を個別に調節する複数の電流調節器を有し、
   前記電流調節器は、可変の抵抗成分と、可変のインダクタンス成分と、を含み構成されていることを特徴とする傾斜磁場コイル装置。
2. 磁気共鳴イメージング装置の撮像領域に強度が線形に傾斜する磁場分布を作る複数の第１コイルと、
   前記第１コイルを挟んで前記撮像領域の反対側に配置され、前記第１コイルが前記反対側に作る漏れ磁場を抑制する複数の第２コイルと、
   を備える傾斜磁場コイル装置において、
   前記第１コイルと前記第２コイルとは、交互に接続されることで、複数の前記第１コイルと複数の前記第２コイルとが、直列に接続され、
   複数の前記第１コイルそれぞれに並列に接続され、並列に接続されている前記第１コイルを流れる電流を個別に調節する複数の電流調節器を有し、
   前記電流調節器は、可変の抵抗成分と、可変のインダクタンス成分と、を含み構成されていることを特徴とする傾斜磁場コイル装置。
3. 複数の前記第２コイルそれぞれに並列に接続され、並列に接続されている前記第２コイルを流れる電流を個別に調節する複数の電流調節器を有することを特徴とする請求項２に記載の傾斜磁場コイル装置。
4. 磁気共鳴イメージング装置の撮像領域に強度が線形に傾斜する磁場分布を作る複数の第１コイルと、
   前記第１コイルを挟んで前記撮像領域の反対側に配置され、前記第１コイルが前記反対側に作る漏れ磁場を抑制する複数の第２コイルと、
   を備える傾斜磁場コイル装置において、
   複数の前記第１コイルが並列に接続された第１並列回路と、
   複数の前記第２コイルが並列に接続された第２並列回路と、を有し、
   前記第１並列回路と、前記第２並列回路とは、直列に接続され、
   複数の前記第２コイルそれぞれに直列に接続され、直列に接続されている前記第２コイルを流れる電流を個別に調節する複数の電流調節器を有し、
   前記電流調節器は、可変の抵抗成分と、可変のインダクタンス成分と、を含み構成されていることを特徴とする傾斜磁場コイル装置。
5. 磁気共鳴イメージング装置の撮像領域に強度が線形に傾斜する磁場分布を作る複数の第１コイルと、
   前記第１コイルを挟んで前記撮像領域の反対側に配置され、前記第１コイルが前記反対側に作る漏れ磁場を抑制する複数の第２コイルと、
   を備える傾斜磁場コイル装置において、
   複数の前記第１コイルが並列に接続された第１並列回路と、
   複数の前記第２コイルが並列に接続された第２並列回路と、を有し、
   前記第１並列回路と、前記第２並列回路とは、直列に接続され、
   複数の前記第１コイルそれぞれに直列に接続され、直列に接続されている前記第１コイルを流れる電流を個別に調節する複数の電流調節器を有し、
   前記電流調節器は、可変の抵抗成分と、可変のインダクタンス成分と、を含み構成されていることを特徴とする傾斜磁場コイル装置。
6. 複数の前記第２コイルそれぞれに直列に接続され、直列に接続されている前記第２コイルを流れる電流を個別に調節する複数の電流調節器を有することを特徴とする請求項５に記載の傾斜磁場コイル装置。
7. 前記第１コイル又は前記第２コイルの抵抗成分と前記電流調節器の抵抗成分の比率は、
   前記第１コイル又は前記第２コイルのインダクタンス成分と前記電流調節器のインダクタンス成分の比率に略等しいことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４、及び請求項５のいずれか１項に記載の傾斜磁場コイル装置。
8. 前記電流調節器の抵抗成分の抵抗値と前記電流調節器のインダクタンス成分のインダク
   タンス値とは、外部から変更可能であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４、及び請求項５のいずれか１項に記載の傾斜磁場コイル装置。
9. 前記電流調節器は、前記磁場分布の強度が線形に傾斜する傾斜方向における傾斜磁場コイル装置の端部か、又は、前記傾斜方向に直交する方向における傾斜磁場コイル装置の端部に設けられていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４、及び請求項５のいずれか１項に記載の傾斜磁場コイル装置。
10. 前記電流調節器は、前記漏れ磁場の対称性を向上させるように前記第２コイルに流れる電流値を調整することを特徴とする請求項１または請求項４に記載の傾斜磁場コイル装置。
11. 前記電流調節器は、前記漏れ磁場の対称性を向上させるように前記第１コイルに流れる
    電流値を調整することを特徴とする請求項２または請求項５に記載の傾斜磁場コイル装置。
12. 前記電流調節器は、前記漏れ磁場の分布において、その方向と強度が、前記撮像領域の中心を通る平面に対して面対称となるか、又は、前記撮像領域の中心に対して点対称となるように、前記電流を調整することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４、及び請求項５のいずれか１項に記載の傾斜磁場コイル装置。
13. 請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の傾斜磁場コイル装置と、
    前記撮像領域に静磁場を作り、前記第２コイルを挟んで前記撮像領域の反対側に配置される磁石装置と、を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

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