JP6436894B2 - 磁性粒子イメージング用コイル装置及び磁性粒子イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁性粒子イメージング（Magnetic Particle Imaging、ＭＰＩ）に用いるコイル装置及び磁性粒子イメージングを実行する磁性粒子イメージング装置に関するものである。

磁性粒子イメージングは、検査対象（撮影対象）である患者の体内に供給された磁性粒子の分布を画像化する方法である。特許文献１には、胃腸管の検査の前に磁性粒子を含む飲み物又は食事を患者に投与し、磁性粒子の空間分布を決定する方法が記載されている。特許文献１の磁性粒子の空間分布を決定する方法を実行する装置、すなわちＭＰＩ装置は、同じ大きさの２個の円形コイルで構成され、これらコイルに電流の大きさが等しくかつ互いに逆方向に通電されるコイル対を備えている。このコイル対（第一のコイル対）は、中心に零磁界領域を生成している。特許文献１のＭＰＩ装置には、零磁界領域を移動させるために、第一のコイル対を挟むように、３つのコイル対が設けられている。第二のコイル対は、同一方向に等しい電流を流すことで第一のコイル対の垂直方向（コイル軸方向）に延在する磁界を発生させるコイル対である。第三のコイル対及び第四のコイル対は、それぞれ患者の長手方向に水平に延在する磁界及び垂直に延在する磁界を発生させるコイル対であり、ヘルムホルツ型のコイル対である。

特許文献１のＭＰＩ装置には、零磁界領域を含む検査区域で発生した磁化の変化を検出する受信コイルが患者に近接して配置されており、受信コイルに誘導された信号に基づいて磁性粒子の分布が画像化される。特許文献１のＭＰＩ装置は、いずれのコイル対も固定されており、第二〜第四のコイル対の電流を変化させて、零磁界領域を移動させていた。

特許文献２には、非線形磁場勾配を用いた核磁気共鳴映像化方法が記載されている。特許文献２の核磁気共鳴映像化方法では、非線形に変化する特殊磁場を被測定体に印加する発生用コイルが、特殊磁場走査用コイルの電流を変化させ、あるいは発生用コイルを機械的に移動させて特殊磁場を走査しながら多数のＮＭＲ（核磁気共鳴）信号を測定している。すなわち、特許文献２は核磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging、ＭＲＩ）の例であるが、特許文献２には、特殊磁場を被測定体に印加する発生用コイルを機械的に移動させる例も示されている。

特開２００３-１９９７６７号公報（段落００２８〜００３９、図１、図２） 特開昭６０-８０７４７号公報（第三頁左下段１３行〜第五頁右上段１６行、図２）

前述したように、磁性粒子イメージングでは零磁界領域を患者（被測定者）においてスキャンする必要がある。特許文献１のＭＰＩ装置は、いずれのコイル対も固定されており、第二〜第四のコイル対の電流を変化させて、零磁界領域を移動させていた。ここで、零磁界領域を第一のコイル対のみでスキャンすることも考えられる。この場合、同じ大きさでかつ互いに逆方向に電流が流れる円形コイルＡ１及び円形コイルＡ２の位置が固定のため、円形コイルＡ１と円形コイルＡ２との電流比を変えることでコイル軸方向（Ｚ方向）にスキャンすることは可能である。しかし、このような円形コイルＡ１と円形コイルＡ２とで構成された円形コイル対では、コイル軸方向に垂直な方向（Ｘ方向、Ｙ方向）にはスキャンすることはできず、コイル軸方向（Ｚ方向）しかスキャンできない。すなわち、２つの円形コイルでコイル対を構成した場合には、コイル軸方向に対向して配置された２つのコイルのみではコイル軸方向における零磁界領域のスキャンは容易に実行できる。しかし、仮に１つのコイルを、コイル軸方向に垂直な方向に移動させても、コイルの移動長が長くなり装置がコイルの移動長に従って大型化する。さらに、移動可能な円形コイル対は、大型化すればするほど移動機構や制御が複雑化する。したがって、極端に大型化することなく、コイル軸方向に垂直な面のスキャンは難しいという問題があった。

本発明は、上記のような問題を解決しようとする技術的課題に鑑みてなされたものであって、極端に大型化することなく、コイル軸方向に垂直な方向に零磁界領域を被測定者においてスキャンする磁性粒子イメージング用コイル装置を得ることを目的とする。

本発明の磁性粒子イメージング用コイル装置は、互いに逆向きに電流が流れると共に、開口部が対向して配置された第一コイルと第二コイルを有し、被測定者に供給された磁性粒子の分布を画像化する磁性粒子イメージング装置に用いる磁性粒子イメージング用コイル装置であって、第二コイルを移動する移動装置を備える。第一コイルは、開口部が形成された開口面において、長軸及び短軸を有するコイルであり、長軸と短軸との交点を通過し、かつ長軸及び短軸に垂直な第一コイル軸を有する。第二コイルは、第一コイルよりも口径の小さなコイルであり、第二コイルにおける開口部が形成された開口面に垂直で、かつ開口部の中心を通過する第二コイル軸を有する。磁性粒子イメージング用コイル装置は、第二コイル軸が第一コイル軸に平行であり、移動装置が第二コイルの第二コイル軸が第一コイルの長軸に沿うように第二コイルを移動することを特徴とする。

本発明の磁性粒子イメージング用コイル装置は、長軸及び短軸を有する第一コイルと、第二コイルと、第二コイルを移動する移動装置を備え、移動装置が第二コイルの第二コイル軸が第一コイルの長軸に沿うように第二コイルを移動するので、極端に大型化することなく、コイル軸方向に垂直な方向に零磁界領域を被測定者においてスキャンすることができる。

本発明の実施の形態１によるコイル装置の構成概念を説明する図である。 本発明の実施の形態１による磁性粒子イメージング装置を示す図である。 図２の大口径コイルを示す図である。 零磁界領域を発生する原理を説明する図である。 図２の大口径コイルと小口径コイルとの配置位置を示す図である。 図２の大口径コイルと小口径コイルとの配置位置を示す図である。 人体の海馬の位置を示す図である。 人体の海馬の位置を示す図である。 図２の大口径コイル及び小口径コイルの断面を示す図である。 図２の大口径コイル及び小口径コイルの断面を示す図である。 比較例１のコイル装置における大口径コイル及び小口径コイルの断面を示す図である。 比較例２のコイル装置における大口径コイル及び小口径コイルの断面を示す図である。 比較例３のコイル装置における大口径コイル及び小口径コイルの断面を示す図である。 図１３の大口径コイル及び小口径コイルの断面を示す図である。 本発明の実施の形態２による磁性粒子イメージング装置を示す図である。 本発明の実施の形態３による磁性粒子イメージング装置を示す図である。 図１６の大口径コイルと小口径コイルとの配置位置を示す図である。 図１６の大口径コイルと小口径コイルとの配置位置を示す図である。 他のコイル装置と人体の頭との配置位置を示す図である。 他のコイル装置と人体の頭との配置位置を示す図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１によるコイル装置の構成概念を説明する図であり、図２は本発明の実施の形態１による磁性粒子イメージング装置を示す図である。図３は図２の大口径コイルを示す図であり、図４は零磁界領域を発生する原理を説明する図である。図５及び図６は、図２の大口径コイルと小口径コイルとの配置位置を示す図である。図７及び図８は、人体の海馬の位置を示す図である。図９及び図１０は、図２の大口径コイル及び小口径コイルの断面を示す図である。図１１は比較例１のコイル装置における大口径コイル及び小口径コイルの断面を示す図である。図１２は、比較例２のコイル装置における大口径コイル及び小口径コイルの断面を示す図であり、図１１の比較例１のコイル装置に２つの円形コイルが追加された図である。図１３は、比較例３のコイル装置における大口径コイル及び小口径コイルの断面を示す図であり、小口径コイルを移動した場合の配置位置を示す図である。図１４は、図１３の大口径コイル及び小口径コイルの断面を示す図である。

図２に示すように、実施の形態１の磁性粒子イメージング装置１００は、大口径コイル１と小口径コイル２と小口径コイル２を移動する移動装置７を有するコイル装置１０と、大口径コイル１と小口径コイル２とに逆向きの電流を流す駆動電源３と、被測定者１５が載置される測定台５５と、被測定者１５に供給された磁性粒子の磁界の変化を示す変動磁界（磁性粒子情報信号）を測定する受信センサー１１（図５参照）と、受信センサー１１により測定された磁性粒子の磁性粒子情報信号に基づいて磁性粒子の分布を画像化する画像処理計算機４を備えている。磁性粒子イメージング装置１００は、被測定者１５に供給された磁性粒子の分布を画像化する装置である。大口径コイル１は、長軸１８と短軸１９（図５参照）を有する。小口径コイル２は、例えば円形コイルである。大口径コイル１と小口径コイル２のコイル軸１６、１７は同方向を向いており、小口径コイル２は移動装置７により大口径コイル１の長軸１８に沿って移動可能な様に構成している。

大口径コイル１のコイル軸１６は、長軸１８及び短軸１９の交点を通るＺ方向の軸である。小口径コイル２のコイル軸１７は、円の中心を通るＺ方向の軸である。大口径コイル１及び小口径コイル２の座標系は、それぞれコイル座標系６１及びコイル座標系６２である。コイル座標系６１において、Ｚ方向はコイル軸１６に平行な方向であり、Ｘ方向はＺ方向に垂直で長軸１８に平行な方向であり、Ｙ方向はＺ方向及びＸ方向に垂直な方向である。同様に、コイル座標系６２において、Ｚ方向はコイル軸１７に平行な方向であり、Ｘ方向はＺ方向に垂直でかつ大口径コイル１の長軸１８に平行な方向であり、Ｙ方向はＺ方向及びＸ方向に垂直な方向である。なお、適宜、大口径コイル１を単にコイル１と呼び、小口径コイル２を単にコイル２と呼ぶことにする。

大口径コイル１は、例えば、直線部５と半円部６を備えたレーストラック型コイルである。図３に示すように、直線部５は、線７１と線７２の間に位置する部分と、線７３と線７４の間に位置する部分である。半円部６は、線７１及び線７４から外側（図３において右側）に位置する部分と、線７２及び線７３から外側（図３において左側）に位置する部分である。大口径コイル１は、開口部１２が形成された開口面において、長軸１８及び短軸１９を有している。また、大口径コイル１は、開口部１２が形成された開口面に平行な断面においても、長軸１８及び短軸を有している。小口径コイル２は、開口部１２を有しており、この開口部１２が大口径コイル１の開口部１２に対向して配置されている。

直線部５は図３においてＹ方向上側とＹ方向下側の２つがあり、区別する場合の符号には、図５、図６に示すようにＹ方向上側（正側）の直線部５ａ、Ｙ方向下側（負側）の直線部５ｂを用いる。半円部６は図３において左右に２つあり、左右に位置する半円部６を区別する場合には、図５、図６に示すように、それぞれの符号においてＸ方向右側（負側）の半円部６ａ、Ｘ方向左側（正側）の半円部６ｂを用いる。すなわち、直線部の符号は、総括的に５を用い、区別する場合に５ａ、５ｂを用いる。同様に、半円部の符号は、総括的に６を用い、区別する場合に６ａ、６ｂを用いる。なお、図５、図６のＸ方向の配向（正側及び負側の配向）は、図３のＸ方向の配向と異なっている。

被測定者１５の体内に供給された磁性粒子の磁界を測定し、磁性粒子の有無を高分解能で検出するには、後で詳しく述べるように、これらコイル（大口径コイル１、小口径コイル２）により所望の検出位置で零磁界領域４５を生成し、かつ零磁界領域４５以外の位置では強い磁界を発生させ、かつ零磁界領域４５をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の広い領域で被測定者１５においてスキャンさせる必要がある。零磁界領域４５を生成するコイル数が２個の場合、コイル１とコイル２を同一平面に配置するのではなく、両コイルをＺ方向に沿って離すことにより、これらコイルで挟まれたＺ方向の領域に零磁界領域４５を生成する。このようにすれば、両コイルを離した長さに応じて、零磁界領域４５をＺ方向に沿って広くスキャンできる。このため、被測定者１５の頭部において磁性粒子を検出する場合は、コイル１とコイル２に挟まれた領域に頭部を配置する。コイル１またはコイル２のどちらかが頭部の胴体側に配置される。図１、図２では、被測定者１５の頭１３よりも大きな口径を有する大口径コイル１が頭１３と胴体１４の間に配置され、小口径コイル２が頭１３の外に配置された例を示した。このように構成することにより、大口径コイル１を被測定者１５の頭頂部から挿入することができ、又は被測定者１５を頭１３の側から大口径コイル１に挿入することができる。また、小口径コイル２は頭１３の外にあるため、小口径コイル２の口径は極力小さくでき、口径を小さくすることにより極力インダクタンスを小さくすることができる。なお、図１では、駆動電源３、移動装置７、受信センサー１１は省略した。

図２に示すように、コイル装置１０は、駆動電源３により流される上記２個のコイル１、コイル２の電流方向が異なるため、コイル１とコイル２に挟まれたＺ方向のある位置で零磁界領域４５が発生する。この零磁界領域４５のＺ方向の位置は、コイル１とコイル２とが同軸にある場合、すなわちコイル軸１６とコイル軸１７が重なる場合には、コイル１とコイル２の電流比の調整で変更可能である。駆動電源３は、例えば２つの電源ユニットを備えた駆動電源であり、１つの電源ユニットがコイル１に電流を流し、他の電源ユニットがコイル２に電流を流す。

一方、Ｚ方向に沿った磁界は、零点（零磁界領域４５を１点とした場合）を中心として、例えばＺ方向の正側は零点からの距離とともに増大し、Ｚ方向の負側は零点からの距離とともに増大する。即ち、Ｚ方向に沿った磁界分布は傾斜磁界となる。この傾斜磁界は、磁性粒子の検出磁界の分解能を高めるためには、大きい方が良く、２Ｔ／ｍ程度が必要とされる。

また、後で述べる様に、コイル１とコイル２を円形コイルで構成した場合、コイル軸に沿った方向（Ｚ方向）以外のスキャン、すなわちコイル軸に垂直な方向（Ｘ方向、Ｙ方向）のスキャンは、不得手である。人体の臓器には離れた２か所にあるものがある。更に、海馬の様に２か所に分かれた細長い臓器では、臓器の長手方向のスキャンを極力容易にするために、長手方向とコイル軸を合わせようとすると、コイル軸に垂直な垂直面に沿った方向は、零磁界領域のスキャンが難しいという問題があった。この問題を解決するには、図１のような構成が良い。以下に説明する。

被測定者１５の頭１３から足の軸（体軸）をＺ方向に向け、頭１３の前頭部と後頭部を結ぶ線をほぼＹ方向に向け、２個の目を結ぶ軸あるいは２個の海馬８、９（図５、図６参照）の中心位置を結ぶ線をＸ方向に向ける。

コイル１は図１において楕円形をしており、長軸１８の延伸方向はＸ方向であり、短軸１９の延伸方向はＹ方向である。この様な楕円形のコイルの場合、コイルが生成する、長軸１８と短軸１９の交点を通過するコイル軸１６の延伸方向の磁界、すなわちＺ方向の磁界は長軸１８に沿って均一になる。このため、後で述べる様に、コイル２を長軸１８に平行なＸ方向に沿って移動装置７（図２参照）により移動することで、零磁界領域をＸ方向に容易にスキャンできる。コイル装置１０は、移動装置７を備えるので、図１に示す様にコイル１とコイル２のコイル軸１６、１７をずらして配置することができ、コイル２が２か所の海馬８、９に応じて長軸１８に沿って動く様に構成されている。これにより、コイル装置１０は、２か所の海馬８、９の位置で容易に零磁界領域４５を発生できる。なお、前述したように、Ｚ方向へのスキャンは、コイル１とコイル２との電流比を変更することにより容易に実行できる。移動装置７は、例えば、コイル２を移動可能に保持する保持棒と保持棒を移動するモータを備えている。

なお、上記では２か所の海馬８、９を検査対象（測定対象）、すなわち画像化する撮影対象とする例で説明したが、被測定者１５の他の場所も画像化することもできる。コイル装置１０は、コイル１とコイル２との電流比を変更することにより零磁界領域４５におけるＺ方向の位置を制御し、コイル２を移動装置７により移動することにより零磁界領域４５におけるＸ方向の位置を制御する。コイル２が移動可能な範囲であれば、海馬８、９以外の点、例えばこれら２点を結ぶ軸（Ｘ軸）上の中間点でも零磁界領域４５を生成可能である。したがって、零磁界領域を含む検査区域に近接して配置された受信センサー１１（図５、図６参照）により、被測定者１５に供給された磁性粒子の磁界の変化を示す磁性粒子情報信号を、検査区域において測定することが可能である。受信センサー１１は、一般的にはコイルが使われるが、コイルである必要はなく、ホール素子等他の磁気センサーであっても良い。

次に、磁性粒子イメージングの信号測定の原理について述べる。まず、図４を用いて零磁界領域を発生する原理を説明する。図４において、円形コイル２１、２２がそれぞれのコイル軸がＺ方向に重なって配置されている。円形コイル２１、２２には電流が同じ大きさで逆方向に流れており、円形コイル２１、２２により磁束線２３が発生している。円形コイル２１、２２の中央部に向かう、円形コイル２１による磁束線２３と円形コイル２２による磁束線２３とは向きが逆であり、円形コイル２１と円形コイル２２との中央部では磁束線２３が反発して存在しないので、円形コイル２１と円形コイル２２との中央部には零磁界領域２０が生成されている。図４から分かる様に、これら円形コイル２１、２２の電流の向きが反対のため、零磁界領域２０をコイル軸（図４のＺ軸）上に生成することができる。

次に、磁性粒子イメージングにおける零磁界、零磁界領域の必要性について述べる。零磁界領域２０に磁性粒子が存在すると、磁性粒子は高μ状態（高磁気モーメント状態）になる。即ち、高μ状態では、磁性粒子の磁気モーメントはフリーで自由に動ける状態になる。円形コイル２１あるいは円形コイル２２、又は両円形コイル２１、２２のコイル電流を振動させたり、円形コイル２１及び円形コイル２２とは異なる他のコイル（図示せず）で磁界を振動させたり（高周波磁界を発生させたり）すると、磁性粒子の磁気モーメントは磁界方向を向くため、磁界方向の変化に伴って磁性粒子の磁気モーメントが振動する。これにより、磁性粒子は外部に変動磁界を発生する。この磁性粒子の変動磁界を例えば受信コイル等の受信センサー１１で測定することで、磁性粒子の有無を検出できる。このように、磁性粒子の有無を検出し、被測定者１５における磁性粒子の分布を画像化することができる。画像処理計算機４は、通常行われる画像化方法により、被測定者１５に供給された磁性粒子の分布を画像化する。

一方、零磁界ではない、すなわち高磁界中では、磁性粒子の磁気モーメントは、静磁界の方向であるＺ方向に向いて固定される。即ち、磁性粒子の磁気モーメントが飽和しており、磁性粒子は低μ状態であり、磁性粒子の磁気モーメントは高周波磁界を印加しても先の強力な静磁界方向に向いて固定されている。このため、磁性粒子の磁気モーメントは振動せず、受信センサー１１で磁性粒子の変動磁界が測定できず、磁性粒子の変動磁界信号（磁性粒子情報信号）は出ない。以上のように、零磁界領域２０に存在する磁性粒子のみを検出できる。この零磁界領域２０を三次元的に被測定者１５においてスキャンすることで、磁性粒子の三次元分布を測定できる。このように、磁性粒子の有無を検出し、被測定者１５に供給された磁性粒子の分布を画像化することができる。

図５、図６を用いて、２つの海馬を検査対象とする場合のコイル１、２の配置位置を説明する。この説明に先立って、図７、図８を用いて、海馬の位置を説明する。図７は側頭部から見た場合の海馬の位置を示しており、図８は正面から見た場合の海馬の位置を示している。海馬は頭の中に左右２か所に存在し、２つの海馬８、９は互いに１０ｃｍ程度離れている。また、海馬は前頭部から後頭部に向けて細長い。

図５、図６は、人体正面からコイル軸１７（図２参照）の方向に見た場合のコイル１、コイル２、被測定者１５の頭１３を示している。図５は海馬９において零磁界領域４５を生成する場合のコイル１及びコイル２の配置位置を示しており、図６は海馬８において零磁界領域４５を生成する場合のコイル１及びコイル２の配置位置を示している。コイル１のコイル軸１６は、前述したように、長軸１８及び短軸１９の交点を通るＺ方向の軸である。コイル２のコイル軸１７は、前述したように、円の中心通るＺ方向の軸である。図５、図６から、コイル１のコイル軸１６とコイル２のコイル軸１７がずれている様子が分かる。図１に示した例ではコイル１は楕円形として一般的に述べたが、通常は直線部を有するレーストラック型コイルで良く、図５、図６において、太線でレーストラック型コイルを示した。実際のレーストラック型コイルは、複数回巻かれた巻線を有するので、図３のように巻線部が厚くなっているが、図５、図６では複雑にならないように簡略化している。

図５のコイル２ａは海馬９のほぼ中心にコイル軸１７がくるようにコイル２を配置した例であり、コイル軸１７の中心はＺ軸中心６６である。図６のコイル２ｂは海馬８のほぼ中心にコイル軸１７がくるようにコイル２を配置した例であり、コイル軸１７の中心はＺ軸中心６５である。コイル１のコイル軸１６の中心はＺ軸中心６７であり、Ｚ軸中心６７はコイル１のコイル軸１６に垂直な面（前述した開口面）の中心である。なお、図５、図６において、コイル２ａ、コイル２ｂは、破線で示した。

例えば、海馬８の撮影終了後、コイル２のコイル軸１７を移動装置７により海馬８から海馬９に移動して撮影する。この様に、移動装置７によってコイル２を移動することで、コイル２のコイル軸１７は、海馬８、９の２か所とその中間点の任意の位置に移動可能である。図１、図２、図５、図６で示すコイル装置１０では、コイル２をコイル１の長軸１８に平行な軸上でＸ方向に移動することで、海馬８からの磁性粒子情報信号を測定した後にコイル２を海馬９へ移動し、海馬９からの磁性粒子情報信号を測定できる。なお、海馬からの磁性粒子情報信号は受信センサー１１により測定するので、コイル装置１０は受信センサー１１（図５、図６参照）を備えている。前述したように、受信センサー１１は零磁界領域４５を含む検査区域に近接して配置される。

とくに、レーストラック型コイルは、直線部５と長軸１８とが平行であり、Ｚ方向から見た場合に長軸１８は２つの海馬８、９を結ぶ線と重なる。この様に、被測定物（測定対象物）である２つの海馬８、９を結ぶ線と、レーストラック型コイル（コイル１）の直線部５及び長軸１８とを並行に配置すれば、コイル２の移動は一次元方向のみであり、コイル２をＸ方向に移動することでＸ方向のスキャンができる。直線部５及び長軸１８と被測定物を結ぶ線が長軸１８に対して傾いているとコイル２の移動は二次元的に動かす必要がある等の問題が生じる。しかし、実施の形態１のコイル装置１０は、被測定物である２つの海馬８、９を結ぶ線と、レーストラック型コイル（コイル１）の直線部５及び長軸１８とを並行に配置したので、コイル２の移動は一次元方向のみであり、コイル２を二次元に移動するものよりも小型の装置にでき、コイル２の移動装置７も小型でき、コイル２の移動制御も容易に行うことができる。

次に、長軸を有するコイルが必要な理由を示すが、その前に２個の円形コイルで構成した場合の問題点について述べる。まず、図１１の比較例（比較例１）を用いて説明する。図１１には、コイル１相当の円形コイル２１とコイル２相当の円形コイル２２とが、コイル軸２４に沿って同軸状に配置した場合の断面図を示した。コイル軸２４の延伸方向はＺ軸方向であり、図１１において下向きが正方向である。なお、図４では円形コイル２１と円形コイル２２は大きさが同じであったが、図１１では円形コイル２１と円形コイル２２とは、半径及び断面積等がそれぞれ異なる。図１１において、円形コイル２１が生成する磁束線３０と、円形コイル２２が生成する磁束線３１を示した。

また、図１１において、円形コイル２１が生成するコイル軸２４に沿った磁界３２、円形コイル２２が生成するコイル軸２４に沿った磁界３３、零磁界領域３４を示した。図１１に示す様に、コイル軸２４上では、円形コイル２１と円形コイル２２が生成するＺ方向の磁界（磁界３２、磁界３３）は反対方向のため、円形コイル２１と円形コイル２２の電流比の調整で零磁界領域３４を発生できる。また、この電流比を変えることで、零磁界領域３４のＺ方向位置を容易にスキャンすることができる。

次に、図１１の配置で零磁界領域３４をＸ方向へスキャンすることを考える。この様子を示したのが図１２の比較例（比較例２）である。図１１では零磁界領域３４がコイル軸２４上にあったが、図１２では、零磁界領域３５がコイル軸２４からＸ方向の円形コイル３８側にずれている。図１２において、円形コイル２１が生成するＸ方向の磁界３６と、円形コイル２２が生成するＸ方向の磁界３７を示した。コイル軸２４からずれた位置では円形コイル２１と円形コイル２２はＸ方向の磁界３６、３７がそれぞれ発生する。

コイル軸２４以外の位置で零磁界領域３５を得るには、円形コイル２１と円形コイル２２が生成する磁界におけるＺ方向成分及びＸ方向成分は、いずれも向きが反対方向で絶対値が等しくなければならない。ところが、一般にはこの条件は成立しない。例えば、コイル軸２４以外の位置において、図１１で示した条件、すなわちＺ方向の磁界が反対方向で、かつ絶対値が等しくなる様に、円形コイル２１と円形コイル２２の電流比を設定すると、Ｘ方向成分の絶対値は等しくならない。即ち、Ｘ方向の磁界３６、３７が発生する。この状態が図１２に示されており、この場合の零磁界領域３５は仮想零磁界領域である。したがって、コイル軸２４以外の位置において、零磁界領域３５を実際に得るには、通常Ｘ方向の磁界を発生するコイルの配置が必要である。このコイルが、図１２の円形コイル３８と円形コイル３９である。

これら円形コイル３８、３９は、円形コイル２１、２２とは異なり、コイル軸２５がＸ方向を向いており、Ｘ方向の磁界を発生する。また、円形コイル３８と円形コイル３９の電流方向は同方向であり、円形コイル２１、２２の中心（コイル軸２４とコイル軸２５の交点）付近にＸ方向磁界を発生する。円形コイル２１と円形コイル２２が発生したＸ方向の合計磁界（Ｘ方向の磁界３６とＸ方向の磁界３７の差分）を、円形コイル３８と円形コイル３９が発生する磁界で打ち消す。これにより、比較例２のコイル装置は、Ｘ方向にずれた位置で零磁界領域３５を発生できる。但し、比較例２のコイル装置は、円形コイル２１と円形コイル２２でキャンセルできなかったＸ方向磁界（Ｘ方向の磁界３６とＸ方向の磁界３７の差分）を評価し、このＸ方向磁界を零に設定する様に円形コイル３８、３９の電流値を決める必要がある。しかし、これを二次元的に、すなわちＺ方向及びＸ方向で零磁界領域３５をスキャンしようとすると、事前に評価すべき評価点が多くなり大変な手間である。

これを改良するコイルについて次に述べる。前述したように、海馬は図８に示した様に、頭の中に左右２か所、１０ｃｍ程度離れて存在する。また、図７に示した様に、海馬は前頭部から後頭部に向けて細長い。ここでは、２つの海馬を撮影するのに適したコイルの例を説明する。

前述したように、傾斜磁界はＺ方向に２Ｔ／ｍ程度必要とされるので、Ｘ方向には１Ｔ／ｍの磁界が発生する。詳細は省くが、Ｚ方向の磁界（ｄＢｚ／ｄｚ）により発生するＸ方向の磁界（ｄＢｘ／ｄｘ）の大きさが、Ｚ方向の磁界の１／２になることがＭａｘｗｅｌｌの方程式から導出できる。１０ｃｍ離れてＸ方向にスキャンをするには、図１２の円形コイル３８、３９で１０００Ｇ（＝０.１Ｔ＝１Ｔ／ｍ×０.１ｍ）のＸ方向磁界を発生させることが必要である。この磁界を常電導コイルで発生させるには、大きな電源と断面積の大きなコイルが必要になる問題が生じ、実現するにはかなり難しい。

このため、図１２の円形コイル３８、３９を用いずに２つの円形コイル２１、２２のみで、零磁界領域を生成できるかどうかを考える。実施の形態１のコイル装置１０と同様に、図１のコイル２に相当する図１２の円形コイル２２をＸ方向に機械的に移動させる比較例（比較例３）を考える。この比較例３を図１３、図１４を用いて説明する。図１３は、図５及び図６と同じ方向から見た図である。円形コイル４０は図１のコイル１相当であるが、楕円ではなく円形コイルである。図１３において、破線で示したコイル２は、図５及び図６と同じ円形コイルである。図１３と図１４においてＸ軸の向きが異なっているので、図１３と図１４におけるコイル２の位置は同じである。コイル２はコイル軸２６が海馬９の位置にある場合を示している。長破線で示したコイル２９は、コイル軸２６が海馬８の位置にある場合のコイル２を示している。

図１２の比較例２においては、２つの円形コイル２１、２２が同軸であったが、比較例３は円形コイル４０のコイル軸２４とコイル２のコイル軸２６がずれている点で比較例２と異なる。比較例３は、比較例２と同様に、Ｚ方向へのスキャンが容易であるが、Ｘ方向へのスキャンが次に述べる理由で難しい。

この理由を図１４で説明する。図１４はコイル２をＸ方向に移動させた場合の図である。図１４において、円形コイル４０が生成する磁束線７５と、コイル２が生成する磁束線７６と、仮想の零磁界領域３５を示した。また、図１４において、図１２と同様に、円形コイル４０が生成するコイル軸２６に沿った磁界３２、コイル２が生成するコイル軸２６に沿った磁界３３を示した。図１４に示す様にコイル２を移動した場合でも、図１２と同様にＸ方向磁界が発生する。即ち、コイル軸２４からずれた位置では円形コイル４０とコイル２の生成する磁界はＸ方向の磁界３６、３７がそれぞれ発生する。

ところで、コイル軸２４以外の位置で零磁界領域３５を得るには、円形コイル４０とコイル２が生成する磁界におけるＺ方向成分及びＸ方向成分は、いずれも向きが反対方向で絶対値が等しくなければならない。ところが、一般にはこの条件は成立しない。即ち、Ｚ方向の磁界が反対方向で絶対値が等しくなる様に円形コイル４０とコイル２の電流比を設定すると、Ｘ方向成分の絶対値は等しくならない。この様子を図１４に示した。図１４に示すように、Ｚ方向の磁界３２、３３は等しいが、Ｘ方向の磁界３６、３７は等しくない。即ち、Ｘ方向の磁界３６、３７が打ち消し合うことがないので、図１４に示す様にＸ軸磁界成分が発生する。したがって、図１４における零磁界領域３５は仮想零磁界領域であり、実際に零磁界領域を得るには、図１２と同様に、Ｘ方向の磁界を発生する円形コイル３８、３９を配置する必要がある。

次に、Ｘ方向の磁界を発生する円形コイル３８、３９を配置せずとも上記問題を解決できる方法、即ち、Ｘ方向磁界発生コイルである円形コイル３８、３９が不要な方法について述べる。この方法を実現したコイル装置が、実施の形態１のコイル装置１０である。実施の形態１のコイル装置１０において、２つのコイルで少なくとも一次元方向（Ｘ方向）に移動可能な零磁界領域が生成できる理由を、図３、図９、図１０を用いて説明する。

図３は、長軸１８と短軸１９を有するコイル１をコイル軸１６（図１参照）の正方向から負方向に見た図である。コイル１は、ＸＹ断面においてＺ方向の磁界Ｂｚを発生する。図３には、前述したように長軸１８に平行な直線部５を有するレーストラック型コイルを示した。図３に示す様に、レーストラック型コイルであるコイル１はＸ方向に直線部５を有するため、長軸１８の周囲であって、２つの直線部５で挟まれた領域には、磁界Ｂｚが均一になる均一磁界領域４１が形成できる。長軸１８をＸ方向に配置することで、Ｘ方向に磁界Ｂｚが均一になる均一磁界領域４１が形成できる。

次に、図９、図１０を用いて、均一磁界領域４１の任意の位置で零磁界領域が生成できることを説明する。図９は図５に示したコイル１及びコイル２におけるＺＸ断面を示しており、図１０は図６に示したコイル１及びコイル２におけるＺＸ断面を示している。図９、図１０において、コイル２が２か所の位置で、コイル１の磁界を打ち消す様子を示した。前述したように、海馬９にコイル２のコイル軸１７がある場合のコイル２の符号を２ａとしており、海馬８にコイル２のコイル軸１７がある場合のコイル２の符号を２ｂとしている。

図９、図１０において、均一磁界領域４１の磁界４３をベクトルで示した。図９において、零磁界領域４５ａがコイル２ａのコイル軸１７上に発生している。同様に、図１０において、零磁界領域４５ｂがコイル２ｂのコイル軸１７上に発生している。図９、図１０において、コイル１が生成する磁束線４８と、コイル２ａ、２ｂが生成する磁束線４９を示した。

なお、コイル１はＸ方向には均一な磁界を生成するが、Ｚ方向には均一な磁界ではない。図９、図１０では、Ｚ方向に大きさの異なるベクトルを示しており、Ｘ方向には同じ大きさのベクトルを示した。このため、コイル１とコイル２（図９のコイル２ａ、図１０のコイル２ｂ）との磁界合計で零磁界領域を生成する場合、Ｚ方向において零磁界領域近傍で１次の傾きを有する磁界が生成される。

コイル１は、コイル１の発生する磁界４３が、少なくともＸ方向に異なる２か所の位置を含むように長軸１８に沿って均一な磁界を発生する様に構成している。このため、コイル１よりも小さいコイル２を、上記２か所の位置にそれぞれ移動しながら配置しても、コイル１が生成する磁界４３がＺ方向の磁界（Ｂｚ磁界）のみのため、この磁界４３をコイル２により打ち消すことが可能である。すなわち、コイル装置１０は、コイル１及びコイル２により、コイル２のコイル軸１７が移動可能な任意の位置において零磁界領域を生成できる。

したがって、図９に示すように、コイル１が生成する磁界４３を、コイル２ａの磁界４４で打ち消すことが可能である。同様に、図１０に示すように、コイル１が生成する磁界４３を、コイル２ｂの磁界４７で打ち消すことが可能である。このコイル１が生成する磁界が均一なＸ軸方向の範囲（均一磁界領域４１のＸ方向範囲）を、離れた臓器（海馬、目、腎臓）よりも大きい範囲に設定すれば、コイル２を移動することで、零磁界領域４５（図２参照）をＸ方向に移動できる。一般には、コイル１の直線部５の長さを、検査対象（撮影対象）である離れた臓器よりも長く設定すればこの条件は満足できる。更に、コイル１とコイル２の電流比の調整でＺ軸方向磁界を容易にスキャンすることができる。

この様に、実施の形態１のコイル装置１０は、長軸１８と短軸１９を有するコイル１と、コイル１よりも小口径のコイル２と、コイル２を移動する移動装置７を備え、コイル２を移動装置７によりコイル１の長軸１８の延伸方向（Ｘ方向）に移動することで、前述した１０００Ｇもの大きなＸ方向磁界を発生させる円形コイル３８、３９を不要とでき、比較例２のコイル装置よりも小型にすることができる。実施の形態１のコイル装置１０は、極端に大型化することなく、コイル軸１６、１７の方向に垂直な方向（Ｘ方向）に零磁界領域４５を被測定者１５においてスキャンすることができる。

図２に示した実施の形態１の磁性粒子イメージング装置１００は、実施の形態１のコイル装置１０を用いて、被測定者１５の頭１３を検査（撮影）するのに適した例である。図２において、５０は被測定者１５に体軸であり、５３は海馬８、９の長手方向軸である。体軸５０は、被測定者１５の足から頭頂部を貫く軸である。海馬８、９の海馬長手方向軸５３は、体軸５０に対し傾いている。図２では、海馬８にコイル２のコイル軸１７が位置する場合を示している。図２の被測定者１５を人体正面からコイル軸１７の方向に見ると、コイル１、２は図６のように配置されている。

前述したように、コイル１とコイル２が生成する零磁界領域４５は、Ｚ方向へは容易にスキャンすることできる。従って、海馬８、９の長手方向と、コイル２のコイル軸１７とを極力合わせたい。磁性粒子イメージング装置１００は、コイル装置１０が被測定者１５の頭１３を覆うようにして、撮影対象を撮影する。コイル装置１０が被測定者１５の頭１３を覆うことができるように、コイル１を頭１３と肩の間に配置し、コイル１よりも小さいコイル２を頭１３の外に配置する。コイル１が被測定者１５の肩に接触しない様に、かつ海馬８、９の海馬長手方向軸５３にコイル軸１７を極力合わせようとすると、コイル軸１７と体軸５０とは異なる方向を向くことになる。この様に、コイル１、２を体軸５０に対し斜めに配置し、コイル２のコイル軸１７と海馬８、９の海馬長手方向軸５３とが極力一致する様に配置することで、磁性粒子イメージング装置１００は、コイル１、２の電流比を変更することにより海馬８、９のＺ方向のスキャンを行うことができる。磁性粒子イメージング装置１００は、コイル２を移動装置７によりコイル１の長軸１８の延伸方向（Ｘ方向）に移動することにより、海馬８、９のＸ方向のスキャンを行う。磁性粒子イメージング装置１００は、コイル１、２の電流比の変更制御とコイル２のＸ方向移動制御とを併用することにより、ＸＺ平面画像を撮影することができる。したがって、実施の形態１の磁性粒子イメージング装置１００は、２箇所に離れた細長い海馬８、９を、比較例２のコイル装置を備えた磁性粒子イメージング装置よりも、小型にすることができる。

また、コイル装置１０をＹ方向に移動するか又は測定台５５をＹ方向に移動することにより、磁性粒子イメージング装置１００は、三次元画像を撮影することができる。したがって、コイル装置１０をＹ方向に移動する移動装置（図示せず）又は測定台５５をＹ方向に移動する移動装置（図示せず）を備えた磁性粒子イメージング装置１００は、三次元の撮影対象を三次元画像として撮影することができる。

海馬の位置は個体差があり、かつ体軸５０に対する海馬長手方向軸５３のなす角度も個体差がある。従って、コイル装置１０は、コイル１とコイル２の位置調整機能や角度調整機能を持たせるのが良い。コイル２のＸ方向への移動装置７も個体差で微調整することは同様である。

なお、実施の形態１のコイル装置１０ではコイル１及びコイル２が１個ずつの例を示したが、コイル１及びコイル２は、それぞれ複数のコイルで構成しても良い。駆動電源３は１台でコイル１及びコイル２に１台の駆動電源３により電流を流しても良いし、コイル１、コイル２毎に個別の駆動電源により電流を流しても良い。コイル２は、円形コイルの例を示したが、コイル２もコイル１と同様に長軸と短軸を有するコイルであっても良い。この場合は、コイル２が円形コイルであるコイル装置よりも、一度に広い範囲の磁性粒子情報信号が得られる。移動箇所は２か所である例を示したが、前述したようにコイル２は移動範囲内の任意の位置に移動できる。したがって、実施の形態１のコイル装置１０は、海馬以外を撮影する場合、例えば、海馬と目を同時に撮影するような場合も可能であり、移動箇所が２か所以上の複数個所であっても良い。

実施の形態１では、主に海馬について述べたが、海馬ではなくても良い。実施の形態１のコイル装置１０及び磁性粒子イメージング装置１００は、複数あり器官（例えば、目、腎臓、耳など）にも有効である。

受信センサー１１は、前述したように、一般的にはコイルが使われるが、コイルである必要はなく、ホール素子等他の磁気センサーであっても良い。また、コイル１あるいはコイル２自身を受信センサーとして使うことも可能である。コイル１あるいはコイル２自身を受信センサーとして使う場合は、供給した電流の変化（微振動、位相変化等）を測定すればよい。

以上のように、実施の形態１のコイル装置１０は、互いに逆向きに電流が流れると共に、開口部１２が対向して配置された第一コイル（コイル１）と第二コイル（コイル２）を有し、被測定者１５に供給された磁性粒子の分布を画像化する磁性粒子イメージング装置に用いる磁性粒子イメージング用コイル装置であって、第二コイル（コイル２）を移動する移動装置７を備える。第一コイル（コイル１）は、開口部１２が形成された開口面において、長軸１８及び短軸１９を有するコイルであり、長軸１８と短軸１９との交点を通過し、かつ長軸１８及び短軸１９に垂直な第一コイル軸（コイル軸１６）を有する。第二コイル（コイル２）は、第一コイル（コイル１）よりも口径の小さなコイルであり、第二コイル（コイル２）における開口部１２が形成された開口面に垂直で、かつ開口部１２の中心を通過する第二コイル軸（コイル軸１７）を有する。実施の形態１のコイル装置１０は、第二コイル軸（コイル軸１７）が第一コイル軸（コイル軸１６）に平行であり、移動装置７が第二コイル（コイル２）の第二コイル軸（コイル軸１７）が第一コイル（コイル１）の長軸１８に沿うように第二コイル（コイル２）を移動することを特徴とする。実施の形態１のコイル装置１０は、この特徴により、極端に大型化することなく、コイル軸１６、１７の方向に垂直な方向（Ｘ方向）に零磁界領域４５を被測定者１５においてスキャンすることができる。

実施の形態１の磁性粒子イメージング装置１００は、互いに逆向きに電流が流れると共に、開口部１２が対向して配置された第一コイル（コイル１）と第二コイル（コイル２）を有する磁性粒子イメージング用コイル装置（コイル装置１０）を備え、被測定者１５に供給された磁性粒子の分布を画像化する磁性粒子イメージング装置である。実施の形態１の磁性粒子イメージング装置１００は、磁性粒子イメージング用コイル装置（コイル装置１０）と、被測定者１５を載置する測定台５５と、磁性粒子イメージング用コイル装置（コイル装置１０）の内部に挿入された被測定者１５に近接して配置され、磁性粒子が発生する磁界を測定する受信センサー１１と、受信センサー１１により測定された磁性粒子の磁界に基づいて磁性粒子の分布を画像化する画像処理計算機４を備えたことを特徴とする。磁性粒子イメージング用コイル装置（コイル装置１０）は、第一コイル（コイル１）と、第二コイル（コイル２）と、第二コイル（コイル２）を移動する移動装置７を備える。第一コイル（コイル１）は、開口部１２が形成された開口面において、長軸１８及び短軸１９を有するコイルであり、長軸１８と短軸１９との交点を通過し、かつ長軸１８及び短軸１９に垂直な第一コイル軸（コイル軸１６）を有する。第二コイル（コイル２）は、第一コイル（コイル１）よりも口径の小さなコイルであり、第二コイル（コイル２）における開口部１２が形成された開口面に垂直で、かつ開口部１２の中心を通過する第二コイル軸（コイル軸１７）を有する。磁性粒子イメージング用コイル装置（コイル装置１０）は、第二コイル軸（コイル軸１７）が第一コイル軸（コイル軸１６）に平行であり、移動装置７が第二コイル（コイル２）の第二コイル軸（コイル軸１７）が第一コイル（コイル１）の長軸１８に沿うように第二コイル（コイル２）を移動することを特徴とする。実施の形態１の磁性粒子イメージング装置１００は、このような特徴により、極端に大型化することなく、コイル軸１６、１７の方向に垂直な方向（Ｘ方向）に零磁界領域４５を被測定者１５においてスキャンすることができる。

実施の形態２．
図１５は、本発明の実施の形態２による磁性粒子イメージング装置を示す図である。実施の形態２の磁性粒子イメージング装置１００は、図２に示した実施の形態１の磁性粒子イメージング装置１００とは、コイル（大口径コイル）１におけるコイル軸方向の厚さが薄く形成されている点で異なる。コイル１におけるコイル軸方向の厚さが薄く、すなわち扁平に形成されていることにより、実施の形態２の磁性粒子イメージング装置１００は、コイル装置１０の内部に被測定者１５の頭１３を挿入した際に、実施の形態１の磁性粒子イメージング装置１００よりもコイル１を被測定者１５の肩に近い位置に配置することができる。したがって、実施の形態２の磁性粒子イメージング装置１００は、コイル装置１０のＺ方向長（コイル１のＺ方向最小端部からコイル（小口径コイル）２のＺ方向最大端部までの長さ）が実施の形態１の磁性粒子イメージング装置１００におけるコイル装置１０のＺ方向長と同じ場合でも、Ｚ軸方向に広いスキャン領域を確保することができる。

コイル１がコイル軸１６の延伸方向（Ｚ方向）に長い（コイル軸方向の厚さが厚い）と、被測定者１５の肩に接触し、被測定者１５の頭１３をコイル装置１０の内部の充分な深さまで挿入できなくなる場合がある。零磁界を発生できるのは、すなわち零磁界領域４５を生成できるのは、コイル１とコイル２の中間位置のため、コイル１を頭１３の充分な深さまで挿入できないと測定領域が狭まる問題が生じる。コイル１のアンペアーターンを確保しながら測定領域を確保するには、扁平型のコイルが適している。

実施の形態２のコイル装置１０は、実施の形態１のコイル装置１０と同様の効果を奏する。また、実施の形態２のコイル装置１０は、実施の形態１のコイル装置１０に比べて、コイル１を被測定者１５の肩に近い位置に配置することができ、Ｚ軸方向に広いスキャン領域を確保することができ、小型にできる。実施の形態２のコイル装置１０を用いた、実施の形態２の磁性粒子イメージング装置１００も、実施の形態１の磁性粒子イメージング装置１００と同様の効果を奏する。また、実施の形態２の磁性粒子イメージング装置１００は、実施の形態２のコイル装置１０が実施の形態１よりも小型にできるので、実施の形態１の磁性粒子イメージング装置１００よりも小型にできる。

実施の形態３．
図１６は、本発明の実施の形態３による磁性粒子イメージング装置を示す図である。図１７は図１６の大口径コイルと小口径コイルとの配置位置を示す図であり、図１８は図１６の大口径コイルと小口径コイルとの配置位置を示す図である。図１９、図２０は、他のコイル装置と人体の頭との配置位置を示す図である。本発明の実施の形態３の磁性粒子イメージング装置１００は、コイル（小口径コイル）２がコイル（大口径コイル）１に対してＸ方向の位置が固定されたコイル装置６０と、測定台移動装置５７によりＸ方向に移動可能な測定台５６を備えた点で、実施の形態１及び実施の形態２の磁性粒子イメージング装置１００とは異なる。実施の形態３の磁性粒子イメージング装置１００は、測定台移動装置５７により測定台５６をＸ方向に移動することで、極端に大型化することなく、コイル軸方向に垂直な方向（Ｘ方向）に零磁界領域を被測定者１５においてスキャンすることができる。図１６では、コイル１が実施の形態２のコイル１と同様に扁平である例を示した。測定台移動装置５７は、例えば、測定台５６を移動可能に保持する保持体と保持体を移動するモータを備えている。

まず、図１９、図２０を用いて、他のコイル装置を説明する。円形コイル４０とコイル２は、コイル軸が同軸であり、かつ２つのコイルの相対位置はＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向において固定である。図１９、図２０では、人体（被測定者１５）を動かして海馬８、９の撮影を行う例である。図１９に示した頭１３ａは、海馬９の中心にコイル軸がくるように被測定者１５を配置した場合の頭に相当する。同様に、図２０に示した頭１３ｂは、海馬８の中心にコイル軸がくるように被測定者１５を配置した場合の頭に相当する。図１９、図２０において、コイル軸の中心はＺ軸中心６８である。円形コイル４０の半径をＲとする。図１９、図２０において、互いにＺ軸中心６８で交差したＸ方向に延伸した水平軸２７及びＹ方向に延伸した垂直軸２８を示した。

図１９、図２０に示した円形コイル４０及びコイル２を備えた他のコイル装置は、次の問題点がある。大口径の円形コイル４０は従来の円形コイルなので、人体（被測定者１５）をＸ方向に動かして、例えば２個の海馬８、９の撮影を小口径の円形コイルであるコイル２でカバーしようとすると、円形コイル４０はコイル２が移動する径方向（Ｘ方向）に大きなコイルが必要になる。即ち、円形コイル４０の半径Ｒが大きくなる。

円形コイル４０の半径Ｒが大きくなると、Ｘ軸方向と同じ距離のＹ軸方向にも巻線が存在し、頭１３ａ、１３ｂが存在しない不要な領域まで磁界を発生させてしまう。この場合、円形コイル４０の半径Ｒが大きくなるので、円形コイル４０のインダクタンスが大きくなる。円形コイル４０で振動磁界を発生させる場合があり、円形コイル４０の半径Ｒが大きくなるので、コイル両端に大きな電圧が発生する。この場合は、大きな電源が必要になるので、磁性粒子イメージング装置が大型になってしまう。したがって、磁性粒子イメージング装置を小さくするためには、小さな電源で電力供給ができるように、円形コイル４０は極力小さくしたい。

頭１３ａ、１３ｂが存在しない不要なＹ軸方向の領域まで磁界を発生させない様にするには、コイル１を、例えば、長軸１８及び短軸１９を有するレーストラック型コイルとすれば良い。コイル１をレーストラック型コイルとすることで、コイル１のインダクタンスを下げることが可能である。

図１９、図２０における円形コイル４０を、レーストラック型のコイル１に変更した図を、図１７、図１８に示した。コイル１は、実施の形態１で説明した通りである。実施の形態３のコイル装置１０は、コイル１とコイル２は、コイル軸が同軸である、すなわちコイル１のコイル軸１６とコイル２のコイル軸１７とが重なっているが、実施の形態１のコイル装置１０と異なり、２つのコイルの相対位置はＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向において固定である。なお、図１７、図１８において、図５、図６と同様に、受信センサー１１を記載した。

実施の形態３のコイル装置１０は、他のコイル装置に比べて、コイル１のコイル軸１６（図１参照）に垂直な面（開口面）におけるＹ方向の長さが小さいので、コイル１が磁界を発生させる領域が小さくなる。実施の形態３のコイル１は、磁界を発生させる領域が小さくなり、コイル鎖交磁束が少なくなるので、インダクタンスを小さくできる。コイル１の直線部５ａ、５ｂの延伸方向、すなわち長軸１８に沿って人体（被測定者１５）を動かせば、海馬８、９の中心にコイル軸１６を一致させることが可能である。具体的には、コイル１の長軸１８の方向（Ｘ方向）に移動可能な測定台５６に載置された被測定者１５を、海馬８の中心にコイル軸１６が一致するように測定台移動装置５７により測定台５６と共に移動して、海馬８を撮影する。その後、海馬９の中心にコイル軸１６が一致するように測定台移動装置５７により測定台５６と共に移動して、海馬９を撮影する。

実施の形態３の磁性粒子イメージング装置１００は、測定台移動装置５７により測定台５６をＸ方向に移動することで、極端に大型化することなく、コイル軸方向に垂直な方向（Ｘ方向）に零磁界領域を被測定者１５においてスキャンすることができる。

以上、図１９、図２０の円形コイルの欠点について述べたが、円形コイルは直線部を有するコイルに比べ、コイルが大きくなるものの、巻線が容易である利点がある。コイルが高価になるか電源が高価になるかは、コイルの大きさなどに依存しており、どちらも選択可能である。すなわち、図１９、図２０の円形コイル４０をコイル１の代わりに適用しても構わない。

以上のように、実施の形態３の磁性粒子イメージング装置１００は、互いに逆向きに電流が流れると共に、開口部１２が対向して配置された第一コイル（コイル１、円形コイル４０）と第二コイル（コイル２）を有する磁性粒子イメージング用コイル装置（コイル装置６０）を備え、被測定者１５に供給された磁性粒子の分布を画像化する磁性粒子イメージング装置である。実施の形態３の磁性粒子イメージング装置１００は、被測定者１５を載置する測定台５６と、測定台５６を移動する測定台移動装置５７と、磁性粒子イメージング用コイル装置（コイル装置６０）の内部に挿入された被測定者１５に近接して配置され、磁性粒子が発生する磁界を測定する受信センサー１１と、受信センサー１１により測定された磁性粒子の磁界に基づいて磁性粒子の分布を画像化する画像処理計算機４を備えたことを特徴とする。磁性粒子イメージング用コイル装置（コイル装置６０）の第一コイル（コイル１、円形コイル４０）は、第一コイル（コイル１、円形コイル４０）における開口部１２が形成された開口面に垂直で、かつ開口部１２の中心を通過する第一コイル軸（コイル軸１６）を有する。磁性粒子イメージング用コイル装置（コイル装置６０）の第二コイル（コイル２）は、第一コイル（コイル１、円形コイル４０）よりも口径の小さなコイルであり、第二コイル（コイル２）における開口部１２が形成された開口面に垂直で、かつ開口部１２の中心を通過する第二コイル軸（コイル軸１７）を有する。磁性粒子イメージング用コイル装置（コイル装置６０）は、第二コイル軸（コイル軸１７）が、第一コイル軸（コイル軸１６）と重なっており、測定台移動装置５７が、第一コイル（コイル１、円形コイル４０）に垂直な軸（長軸１８、水平軸２７）の延伸方向に測定台５６を移動することを特徴とする。実施の形態３の磁性粒子イメージング装置１００は、このような特徴により、極端に大型化することなく、コイル軸１６、１７の方向に垂直な方向（Ｘ方向）に零磁界領域４５を被測定者１５においてスキャンすることができる。

なお、本発明は、矛盾のない範囲内において、各実施の形態の内容を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１…大口径コイル、２、２ａ、２ｂ…小口径コイル、４…画像処理計算機、５、５ａ、５ｂ…直線部、７…移動装置、８…海馬、９…海馬、１０…コイル装置（磁性粒子イメージング用コイル装置）、１１…受信センサー、１２…開口部、１３、１３ａ、１３ｂ…頭、１５…被測定者、１６…コイル軸、１７…コイル軸、１８…長軸、１９…短軸、２７…水平軸、４０…円形コイル、５５…測定台、５６…測定台、５７…測定台移動装置、６０…コイル装置（磁性粒子イメージング用コイル装置）、１００…磁性粒子イメージング装置

Claims (9)

1. 互いに逆向きに電流が流れると共に、開口部が対向して配置された第一コイルと第二コイルを有し、被測定者に供給された磁性粒子の分布を画像化する磁性粒子イメージング装置に用いる磁性粒子イメージング用コイル装置であって、
   前記第二コイルを移動する移動装置を備え、
   前記第一コイルは、
   前記開口部が形成された開口面において、長軸及び短軸を有するコイルであり、
   前記長軸と前記短軸との交点を通過し、かつ前記長軸及び前記短軸に垂直な第一コイル軸を有し、
   前記第二コイルは、
   前記第一コイルよりも口径の小さなコイルであり、
   前記第二コイルにおける前記開口部が形成された開口面に垂直で、かつ前記開口部の中心を通過する第二コイル軸を有し、
   前記第二コイル軸が、前記第一コイル軸に平行であり、
   前記移動装置は、前記第二コイルの前記第二コイル軸が前記第一コイルの前記長軸に沿うように前記第二コイルを移動することを特徴とする磁性粒子イメージング用コイル装置。
2. 前記第一コイルは、前記長軸に平行な直線部を有することを特徴とする請求項１に記載の磁性粒子イメージング用コイル装置。
3. 前記第一コイルは、前記第一コイル軸方向の厚さが、前記第二コイルにおける前記第二コイル軸方向の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１または２に記載の磁性粒子イメージング用コイル装置。
4. 互いに逆向きに電流が流れると共に、開口部が対向して配置された第一コイルと第二コイルを有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の磁性粒子イメージング用コイル装置を備え、被測定者に供給された磁性粒子の分布を画像化する磁性粒子イメージング装置であって、
   前記被測定者を載置する測定台と、前記磁性粒子イメージング用コイル装置の内部に挿入された前記被測定者に近接して配置され、前記磁性粒子が発生する磁界を測定する受信センサーと、前記受信センサーにより測定された前記磁性粒子の磁界に基づいて前記磁性粒子の分布を画像化する画像処理計算機を備えたことを特徴とする磁性粒子イメージング装置。
5. 互いに逆向きに電流が流れると共に、開口部が対向して配置された第一コイルと第二コイルを有する、請求項３に記載の磁性粒子イメージング用コイル装置を備え、被測定者に供給された磁性粒子の分布を画像化する磁性粒子イメージング装置であって、
   前記被測定者を載置する測定台と、前記磁性粒子イメージング用コイル装置の内部に挿入された前記被測定者に近接して配置され、前記磁性粒子が発生する磁界を測定する受信センサーと、前記受信センサーにより測定された前記磁性粒子の磁界に基づいて前記磁性粒子の分布を画像化する画像処理計算機を備え、
   前記第一コイルの前記開口部に前記被測定者の頭が挿入される際に、
   前記第一コイルは前記被測定者の肩に近接して配置され、前記第二コイルは前記被測定者の前記頭の外側に配置されることを特徴とする磁性粒子イメージング装置。
6. 互いに逆向きに電流が流れると共に、開口部が対向して配置された第一コイルと第二コイルを有する磁性粒子イメージング用コイル装置を備え、被測定者に供給された磁性粒子の分布を画像化する磁性粒子イメージング装置であって、
   前記被測定者を載置する測定台と、前記測定台を移動する測定台移動装置と、前記磁性粒子イメージング用コイル装置の内部に挿入された前記被測定者に近接して配置され、前記磁性粒子が発生する磁界を測定する受信センサーと、前記受信センサーにより測定された前記磁性粒子の磁界に基づいて前記磁性粒子の分布を画像化する画像処理計算機を備え、前記第一コイルは、
   前記開口部が形成された開口面において、長軸及び短軸を有するコイルであり、
   当該第一コイルにおける前記開口部が形成された開口面、前記長軸及び前記短軸に垂直で、かつ前記開口部の中心であって前記長軸と前記短軸との交点を通過する第一コイル軸を有し、
   前記第二コイルは、
   前記第一コイルよりも口径の小さなコイルであり、
   当該第二コイルにおける前記開口部が形成された開口面に垂直で、かつ前記開口部の中心を通過する第二コイル軸を有し、
   前記第二コイル軸が、前記第一コイル軸と重なっており、
   前記測定台移動装置は、前記第一コイルに垂直な軸の延伸方向に前記測定台を移動することを特徴とする磁性粒子イメージング装置。
7. 前記磁性粒子イメージング用コイル装置は、前記被測定者が当該磁性粒子イメージング用コイル装置に挿入される際に、前記第二コイルの前記第二コイル軸が前記被測定者における測定対象物の長手方向に近づくように配置されることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の磁性粒子イメージング装置。
8. 前記磁性粒子イメージング用コイル装置は、前記被測定者が当該磁性粒子イメージング用コイル装置に挿入される際に、前記第一コイルの前記長軸が前記被測定者における２つの測定対象物を結ぶ線に平行に配置されることを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載の磁性粒子イメージング装置。
9. 前記被測定者の測定対象物に応じて、前記第一コイルの第一コイル軸及び第二コイルの第二コイル軸における前記測定対象物に対する角度及び位置を調整する調整機構を備えることを特徴とする請求項４から８のいずれか１項に記載の磁性粒子イメージング装置。

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