JP7076339B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング装置に関する。特に、撮像領域に位置情報を付与するために空間位置で強度が勾配した磁場を生成する傾斜磁場コイルを備えた磁気共鳴イメージング装置に関するものである。

磁気共鳴イメージング装置は、主に、磁石装置と、傾斜磁場コイルと、高周波コイルと、受信コイルと、コンピュータシステムとを備えて構成されている。磁石装置は、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。傾斜磁場コイルは、空間位置で強度が勾配した磁場（以下、傾斜磁場と呼ぶ）をパルス状に発生する。高周波コイルは、被検体に高周波パルスを照射する。受信コイルは、被検体からの磁気共鳴信号を受信する。コンピュータシステムは、受信した信号を処理して画像を作成して表示する。

磁気共鳴イメージング装置の主な性能向上の手段としては、磁石装置が発生する静磁場の強度向上と、傾斜磁場コイルによる傾斜磁場の強度および磁場精度の向上とがある。静磁場は、撮像対象の原子核スピンの方向を揃えるために使用される。静磁場強度が大きい程、より多くの核スピンの方向が揃うため、鮮明な画像が得られる。このことから、磁気共鳴イメージング装置には、より強い静磁場強度を発生する磁石が用いられる傾向にある。

また、傾斜磁場コイルは、撮像領域内で発生させた磁気共鳴信号に位置情報を付与するために使用されることから、傾斜磁場の強度が強い程、また、磁場精度として線形勾配分布に近い程、正確な位置情報が得られる。これにより、高精細な画像取得または短時間での撮像が可能となる。このため、傾斜磁場コイルには、より大きな電流を通電する構成、または、コイル導体を数多く巻き回す構成が必要となる。そして、傾斜磁場コイルの通電電流には、より速い大電流のパルス通電が求められる。高周波コイルは、原子核スピンに磁気共鳴現象を生じさせ、電磁波として磁気共鳴信号を取得するために使用されることから、良好な画像を取得するために、静磁場強度から決まる周波数の電磁場を均一な分布で撮像対象に照射する必要がある。

一般的な水平磁場型の磁気共鳴イメージング装置において、傾斜磁場コイルは、概略円筒形状をした磁石装置としての静磁場磁石の内周側に概略同心円筒形状で設置される。さらに、高周波コイルも概略同心円筒形状であり、傾斜磁場コイルの内周側に静磁場磁石および傾斜磁場コイルと概略同心軸上に設置される。

傾斜磁場コイルに大きなパルス電流を通電すると、傾斜磁場コイルには、傾斜磁場コイルの導体に流れる電流によって静磁場との間にローレンツ力が生じ、振動電磁力を生じる。一方、静磁場磁石には、傾斜磁場コイルの電磁力の反力が生じる。傾斜磁場コイルは、高周波コイルや被検体が載せられた寝台を支える構造物を兼ねる場合が多い。このため、傾斜磁場コイルの振動は、間接的に寝台上の被検体を振動させることになる。特に、周波数１００Ｈｚ以下の低周波振動が大きい場合には、被検体である患者によっては不快を感じる場合がある。また、被検体が大きく振動すると取得する画像にブレが生じて画質が劣化する場合もある。

一方、静磁場磁石に発生する電磁力の反力は、静磁場磁石を構成する超電導コイルや磁性体を振動させ、撮像領域内の静磁場強度を不均一にさせるおそれがあり、本来の画質から劣化する原因となり得る。傾斜磁場コイルに発生する振動電磁力は、傾斜磁場強度または静磁場強度が大きくなるほど増大するため、近年、特に傾斜磁場コイルの振動を低減する要求が高まっている。

従来、振動を抑制する技術を備えた磁気共鳴イメージング装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。この磁気共鳴イメージング装置は、傾斜磁場コイルに通電したときにコイル導体へ作用するローレンツ力によって傾斜磁場コイル構造体に発生する変形を抑制するため、複数の位置において傾斜磁場コイルを静磁場磁石に固定している。具体的に、この磁気共鳴イメージング装置では、傾斜磁場コイルの変形が極大となる点または直線上において傾斜磁場コイルを静磁場磁石に固定している。これによって、傾斜磁場コイルに発生する凹凸の変形を抑制することができる。

特許第５２４３４３７号公報

しかしながら、特許文献１の磁気共鳴イメージング装置は、傾斜磁場コイルを静磁場磁石に剛固定する必要があることから、傾斜磁場コイルの振動が伝搬して静磁場磁石を含む磁気共鳴イメージング装置全体を振動させるおそれがあった。この場合、被検体に振動が伝わらないようにするためには、寝台を傾斜磁場コイルだけでなく静磁場磁石からも振動が伝わらないように床面から支持する必要があり、施工が煩雑になる。また、傾斜磁場コイルに発生する電磁力は低減していないので、反力である静磁場磁石に発生する電磁力が静磁場磁石を振動させるおそれがあり、静磁場の振動に基づく画質影響も懸念される。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、被検体の振動原因となる傾斜磁場コイルの振動電磁力を好適に低減することができる磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的とする。

本発明の磁気共鳴イメージング装置は、撮像領域に静磁場を発生する円筒形状の磁極と、前記磁極の径方向内側において前記磁極の同軸上に配置され、前記撮像領域内に線形な磁場強度の動磁場を発生する円筒形状の傾斜磁場コイルと、前記傾斜磁場コイルの径方向内側において前記磁極および前記傾斜磁場コイルの同軸上に配置され、前記撮像領域内に高周波磁場を発生する円筒形状の高周波コイルと、信号を処理し画像を得るためのコンピュータシステムと、を備える。磁気共鳴イメージング装置は、前記傾斜磁場コイルの径方向外側に配置され、電流周回方向の異なる少なくとも２つのループ状の付加コイルを備える。

本発明によれば、被検体の振動原因となる傾斜磁場コイルの振動電磁力を好適に低減することができる磁気共鳴イメージング装置が得られる。

本発明の第１実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の概略構造を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の傾斜磁場コイルの導体構造を示す図であり、（ａ）はメインコイルと付加コイルとを示す部分展開図、（ｂ）は部分断面図である。 本発明の第１実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の傾斜磁場コイルにおけるＸ方向傾斜磁場コイルとＹ方向傾斜磁場コイルと付加コイルとの位置関係を示すＺ軸方向から見た模式図である。 本発明の第１実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の傾斜磁場コイルの導体構造を示す図であり、（ａ）はメインコイルを示す部分展開図、（ｂ）は部分断面図である。 付加コイルを配置しない場合のＹ方向傾斜磁場コイルの導体に発生する電磁力の分布を示す模式説明図である。 付加コイルを配置しない場合のＹ方向傾斜磁場コイルの導体に発生する電磁力と静磁場分布との関係を示す模式説明図である。 本発明の第１実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置のＹ方向傾斜磁場コイルに対する付加コイルの電流および電磁力の方向と静磁場分布との関係を示す模式説明図である。 本発明の第２実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置のＹ方向傾斜磁場コイルに対する付加コイルの配線構造を示す上面図である。 本発明の第３実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置のＹ方向傾斜磁場コイルに対する付加コイルの配線構造を示す上面図である。 本発明の第４実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置のＹ方向傾斜磁場コイルに対する付加コイルの配線構造を示す上面図である。 本発明の第５実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置を説明するための付加コイルを配置しない場合のＺ方向傾斜磁場コイルの導体に発生する電磁力と静磁場分布との関係を示す模式説明図である。 本発明の第５実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置のＺ方向傾斜磁場コイルに対する付加コイルの電流および電磁力の方向と静磁場分布との関係を示す模式説明図である。 本発明の第６実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の付加コイルの設置形態を示す斜視図である。 本発明の第６実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の傾斜磁場コイルの導体構造を示す部分断面図である。

以下、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施形態について図面を参照して説明する。各実施形態において、同様の部分には同一の符号を付し重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
初めに、図１を参照して、磁気共鳴イメージング装置の全体構成を説明する。磁気共鳴イメージング装置（以下、「ＭＲＩ装置」という）は、Ｚ軸９（ＣＬ、センターライン）を中心軸とする円筒形状の磁極１を備え、磁極１は、撮像領域２に白抜き矢印３で示すＺ軸９と同方向の静磁場を生成する。被検体４は、可動式のベッド５によって撮像領域２に運ばれる。ＭＲＩ装置は、図示しないコンピュータシステムによって信号を処理し画像を得る。

ＭＲＩ装置は、磁極１の径方向内側において磁極１と同軸上に配置される円筒形状の傾斜磁場コイル６と、傾斜磁場コイル６の径方向内側において磁極１と同軸上に配置される円筒形状の高周波コイル７とを備えている。傾斜磁場コイル６は、撮像領域２内に線形な磁場強度の動磁場を発生する。高周波コイル７は、撮像領域２内に高周波磁場を発生する。傾斜磁場コイル６および高周波コイル７は、画像取得の位置情報と磁気共鳴を生じさせ信号を取得する常伝導のコイルである。さらに、これらのコイルは、磁極１と一体で図示しないカバーで覆われている。

ＭＲＩ装置は、これ以外の主要な構成機器として、傾斜磁場コイル６や高周波コイル７に電流を供給する図示しない電源装置が備わる。

図２（ｂ），図４（ｂ）に示すように、撮像領域２には傾斜磁場１４が生成される。傾斜磁場１４は、白抜き矢印３で示す静磁場の方向の成分が、中心Ｏからの距離に対して強さが比例するような勾配した分布を有する磁場である。

傾斜磁場コイル６は、静磁場の方向をＺ方向として、相互に直交したＸＹＺの３方向に任意に傾斜磁場を発生できるように、Ｘ方向傾斜磁場コイル６Ａ、Ｙ方向傾斜磁場コイル６ＢおよびＺ方向傾斜磁場コイル６Ｃを備えた３組のコイルから構成されている。傾斜磁場コイル６は、Ｚ軸９を中心軸としてＺ軸９周りに円筒状を呈し、かつ、Ｙ軸を中心として回転対称に構成されている。
各コイル６Ａ～６Ｃには、傾斜磁場の方向に応じて独立にパルス状の電流が通電される。通電に伴い、各コイル６Ａ～６Ｃには、ジュール発熱が生じる。このため、傾斜磁場コイル６には、図示しない外部の圧送装置より冷却水が循環される配管等を接続する構成としてもよい。このような構成とすることで、傾斜磁場コイル６の温度上昇を抑制することができる。

本実施形態のＭＲＩ装置では、静磁場強度が１テスラ以上の超電導コイルを磁極１に使用しており、傾斜磁場コイル６がメインコイルとシールドコイルで構成されるアクティブシールド型を採用している。

Ｘ方向傾斜磁場コイル６Ａは、メインコイル１２とシールドコイル１３で構成され、Ｙ方向傾斜磁場コイル６Ｂは、メインコイル１２ａとシールドコイル１３ａで構成されている。Ｚ方向傾斜磁場コイル６Ｃは、メインコイル１０とシールドコイル１１で構成されている。
Ｘ方向傾斜磁場コイル６Ａ用のメインコイル１２とシールドコイル１３とは、Ｚ軸９方向から見て略半円状を呈しており、Ｙ軸とＺ軸とを含む平面を境にしてＸ軸方向に対称に配置されている。Ｙ方向傾斜磁場コイル６Ｂ用のメインコイル１２ａとシールドコイル１３ａとは、Ｚ軸９方向から見て略半円状を呈しており、Ｘ軸とＺ軸とを含む平面を境にしてＹ軸方向に対称に配置されている。
また、Ｚ方向傾斜磁場コイル６Ｃ用のメインコイル１０とシールドコイル１１とは、Ｚ軸９を中心軸として周回方向に巻き回した略ソレノイド状を呈している。

図４（ｂ）に示すように、傾斜磁場コイル６は、内周側から外周側に向けてメインコイル１２，１２ａ，１０を順に積層し、さらに、連続してシールドコイル１１，１３，１３ａを順に積層したものをエポキシ樹脂等で一体に硬化することで形成される。

メインコイル１２，１２ａは、同様の構造であり、図４（ａ）に示すように、板状の銅板などを長四角形状の渦巻状に加工して形成されている。図３に示すように、メインコイル１２とメインコイル１２ａ同士は、周方向に１８０度ずれて配置されており、１８０度ずれて配置された状態で径方向に重なる（オーバーラップ）ように構成されている。

シールドコイル１３，１３ａは、図示はしないが、メインコイル１２，１２ａと略同様の構造とされており、板状の銅板などを長四角形状の渦巻状に加工して形成されている。シールドコイル１３は、メインコイル１２の径方向外側に一対配置されており、略半円形状を呈している。また、シールドコイル１３ａは、メインコイル１２ａの径方向外側に一対配置されており、略半円形状を呈している。シールドコイル１３，１３ａ同士は、周方向に１８０度ずれており、１８０度ずれて配置された状態で径方向に重なる（オーバーラップ）ように構成されている。

本実施形態のＭＲＩ装置では、メインコイル１２，１２ａ，１０で撮像領域２に傾斜磁場を発生させると同時に、シールドコイル１３，１３ａ，１１によって磁極１への不要な漏れ磁場を抑え、磁極１の金属部分における渦電流の発生を抑えている。アクティブシールド型の傾斜磁場コイル６の採用により、高速なパルス通電時においても渦電流の発生が抑えられ、渦電流磁場による画質への影響を低減することで高画質を得ることができるようになっている。

磁極１の径方向内側で傾斜磁場コイル６の径方向外側には、図２（ｂ）に示すように、付加コイルとしての第１付加コイル２５および第２付加コイル２６が並設されている。
第１付加コイル２５，第２付加コイル２６は、図２（ａ）に示すように、Ｘ方向傾斜磁場コイル６Ａのメインコイル１２またはＹ方向傾斜磁場コイル６Ｂのメインコイル１２ａの大きさに対応して形成されるコイルである。つまり、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６は、Ｚ軸９の周りに１／２周（Ｚ軸９方向から見て半円状）となる電流回路を有している。第１付加コイル２５，第２付加コイル２６は、それぞれループ状を呈しており、相互に電流周回方向２７が異なるように構成されている。
本実施形態では、図３に示すように、Ｙ方向傾斜磁場コイル６Ｂのメインコイル１２ａに対応して、Ｘ軸とＺ軸９とを含む平面を境にしてＹ軸方向の対称位置に第１付加コイル２５，第２付加コイル２６を配置している。
Ｚ軸９方向において、第２付加コイル２６は、撮像領域２に近い側に配置され、また、第１付加コイル２５は、撮像領域２から離れる側に配置されている。

ここで、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６を配置していない場合における傾斜磁場分布について説明する。
Ｙ軸方向の傾斜磁場強度を縦軸（Ｙ軸）にとった例では、図４（ｂ）に示すような傾斜磁場１４の分布となる。傾斜磁場は、磁気共鳴信号に位置情報を付加することから、撮像領域２において磁場強度が大きい程、位置弁別のための信号が明瞭となり、また、傾きが直線に近い（線形性が優れた）分布である程、正確な位置情報が得られ、画像の歪が小さくなる。

傾斜磁場コイル６に通電すると、図５に示すように、Ｚ方向成分が均一な静磁場中において、Ｙ方向傾斜磁場コイル６Ｂのメインコイル１２ａ、シールドコイル１３ａには、電流方向に応じて磁極１（図１参照、以下同じ）による静磁場との間に電磁力２１，２２をそれぞれ生じる。メインコイル１２ａとシールドコイル１３ａの電流方向１９，２０は、反対方向となっておりターンの中心１６の周りに周回していることから、撮像領域２に近い領域１７と撮像領域２から離れる領域１８で導体断面方向に対して反転している。静磁場のＺ方向成分が均一である場合、メインコイル１２ａおよびシールドコイル１３ａに発生する電磁力は、ターンの中心１６を境に撮像領域２に近い側１７と撮像領域２から離れる側１８とで等しくなるため、傾斜磁場コイル６Ｂの全体に発生する電磁力合力は概略ゼロとなる。

しかしながら、実際の磁極１が作る磁場分布は、撮像領域２において均一であるものの、半径方向に撮像領域２から離れるにつれて、およびＺ方向に撮像領域２から離れるにつれて不均一となっている。傾斜磁場コイル６は、磁極１の径方向内側で高周波コイル７よりも径方向外側に配置される。このため、図６に示すように、メインコイル１２ａ、シールドコイル１３ａ上のＺ方向の磁束密度２３，２４は、メインコイル１２ａ側よりもシールドコイル１３ａ側で変動が大きく、かつ、撮像領域２に近い側よりも離れる側で変動が大きくなっている。特にシールドコイル１３ａの径方向外側では、撮像中心の静磁場よりもＺ方向に大きな変動が生じている。したがって、Ｚ方向の静磁場との間で傾斜磁場方向（Ｙ方向）に合力が生じることになる。この傾斜磁場方向の合力は傾斜磁場コイル６の全体を加振するため、ＭＲＩ装置の振動の原因となる。

本実施形態では、図７に示すように、静磁場のＺ方向成分２８がシールドコイル１３ａ上の分布よりも大きな不均一分布となる位置に、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６を配置している。このように、静磁場のＺ方向成分２８が大きい位置と小さい位置とに第１付加コイル２５，第２付加コイル２６の導体を配置することで、少ない導体数でも大きな電磁力合力２９を生じさせることができる。

例えば、静磁場強度が１テスラの磁石中で、１００アンペアの電流を周回方向に１ｍとした回路を構成した場合、１００Ｎの電磁力合力２９を生じさせることができる。したがって、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６を設置する位置の静磁場と第１付加コイル２５，第２付加コイル２６の電流値によって、傾斜磁場コイル６に生じる電磁力合力２９を打ち消すことが可能となる。

このように、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６からなる２つの付加コイルを設置することで、静磁場分布の不均一を有効に利用できる。また、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６により生じる磁束密度は、互いに逆方向となるため、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６が撮像領域２に与える磁場の乱れを防ぐことができる。

以上説明した本実施形態によれば、被検体４の振動原因となる傾斜磁場コイル６の振動電磁力を好適に低減することができる。したがって、撮像時に被検体４が不快を感じることが抑制され、また、静磁場の振動に基づく画質影響も低減される。

（第２実施形態）
次に、図８を参照して第２実施形態のＭＲＩ装置について説明する。図８は本発明の第２実施形態に係るＭＲＩ装置のＹ方向傾斜磁場コイルに対する付加コイルの配線構造を示す上面図である。

本実施形態では、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６が一つの電流回路から構成されている。第１付加コイル２５，第２付加コイル２６は、図示しない電源装置に接続される電流流入出路３３を共有している。

第１付加コイル２５，第２付加コイル２６は、隣接する部分で互いの導体が交差しており、概略８の字形状となっている。これにより、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６の電流周回方向が反転している。
なお、Ｘ方向傾斜磁場コイル６Ａに対する付加コイルでは、図８において、Ｘ軸とＹ軸が入れ替わる（Ｚ軸周りに－９０度回転させる）構造となる。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。また、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６を同一の電源装置から給電することが可能であり、配線を単純化できる。

（第３実施形態）
次に、図９を参照して第３実施形態のＭＲＩ装置について説明する。図９は本発明の第３実施形態に係るＭＲＩ装置のＹ方向傾斜磁場コイルに対する付加コイルの配線構造を示す上面図である。

本実施形態では、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６に加えて第３付加コイル３４を備えている。第１付加コイル２５，第２付加コイル２６および第３付加コイル３４は、一つの電流回路で構成されている。第１付加コイル２５，第２付加コイル２６および第３付加コイル３４は、図示しない電源装置に接続される電流流入出路３３を共有している。

第１付加コイル２５，第２付加コイル２６および第３付加コイル３４は、隣接する部分で互いの導体が交差している。これにより、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６および第３付加コイル３４の電流周回方向が反転している。
なお、Ｘ方向傾斜磁場コイル６Ａに対する付加コイルでは、図９において、Ｘ軸とＹ軸が入れ替わる（Ｚ軸周りに－９０度回転させる）構造となる。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。また、より広い範囲で調整のための電磁力を発生することが可能になることから、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６および第３付加コイル３４に流す電流値を小さくすることが可能となる。さらに、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６および第３付加コイル３４を同一の電源装置から給電することが可能であり、配線を単純化できる。

なお、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６および第３付加コイル３４は、同一の電源装置から給電する一つの回路構成としたが、これに限られることはなく、独立の電源装置をもつ相互に独立した回路としても構成できる。

（第４実施形態）
次に、図１０を参照して第４実施形態のＭＲＩ装置について説明する。図１０は本発明の第４実施形態に係るＭＲＩ装置のＹ方向傾斜磁場コイルに対する付加コイルの配線構造を示す上面図である。

本実施形態では、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６の双方が２周回のターンで構成されている。
なお、Ｘ方向傾斜磁場コイル６Ａに対する付加コイルでは、図１０において、Ｘ軸とＹ軸が入れ替わる（Ｚ軸周りに－９０度回転させる）構造となる。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。また、ターン数を増すことで第１付加コイル２５，第２付加コイル２６に通電する電流値を小さくすることができる。
また、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６の駆動電源を簡略化することができる。
さらに、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６でターン数の異なる構成が同一の電流回路で実現できる。これにより、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６を同一の駆動電源で構成できるとともに、静磁場分布に合わせてより効果的に傾斜磁場コイル６の電磁力合力を低減することができる。

なお、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６の双方を２周回のターンで構成したもの示したが、これに限られることはなく、双方を３周回以上のターンで構成してもよい。
また、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６の一方を２周回以上のターンで構成したり、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６でターン数を異ならせて構成してもよい。

（第５実施形態）
次に、図１１，図１２を参照して第５実施形態のＭＲＩ装置について説明する。図１１は、本発明の第５実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置を説明するための付加コイルを配置しない場合のＺ方向傾斜磁場コイルの導体に発生する電磁力と静磁場分布との関係を示す模式説明図である。また、図１２は、本発明の第５実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置のＺ方向傾斜磁場コイルに対する付加コイルの電流および電磁力の方向と静磁場分布との関係を示す模式説明図である。
本実施形態では、Ｚ方向傾斜磁場コイル６Ｃに対して第１付加コイル３５および第２付加コイル３６を配置している。

図１１に示すように、撮像領域２に生成されるＺ方向の傾斜磁場１４は、Ｚ軸９の座標に比例して静磁場のＺ方向成分が強くなる分布である。Ｚ方向傾斜磁場コイル６Ｃのメインコイル１０およびシールドコイル１１は、前記したように略ソレノイド形状であり、流れる電流の方向はＺ軸周りに周回方向となっている。また、メインコイル１０とシールドコイル１１とは、周回方向に反対方向の通電方向である。

付加コイルを備えない構成では、Ｚ方向傾斜磁場コイル６Ｃにおいて静磁場分布の不均一によるＺ方向の電磁力合力２１，２２が発生する。この場合の静磁場の成分は半径方向成分３１，３２で表される。

静磁場のＺ方向成分が均一な部分では、半径方向成分はほぼゼロであるため、半径方向成分も撮像領域２から離れる側にいくほど、半径方向外側にいくほど正負に大きく変化が生じる。したがって、静磁場の半径方向成分の正負によって傾斜磁場コイル６Ｃに発生するＺ方向電磁力の方向も反転する。

そこで、本実施形態では、図１２に示すように、第１付加コイル３５および第２付加コイル３６を半径方向の静磁場分布３７の正負に合せて電流方向を決定して配置している。これにより、同じ方向の電磁力合力２９を生じさせることができる。第１付加コイル３５および第２付加コイル３６の周回方向は、Ｚ軸９の周りに全周である。

本実施形態においても、被検体４の振動原因となる傾斜磁場コイル６の振動電磁力を好適に低減することができる。したがって、撮像時に被検体４が不快を感じることが抑制され、また、静磁場の振動に基づく画質影響も低減される。
また、第１付加コイル３５と第２付加コイル３６とを一つの電流回路として構成してもよく、さらに、それぞれを複数ターン数として構成してもよい。また、第３付加コイルを設置する場合を併用できる。

（第６実施形態）
次に、図１３，図１４を参照して第６実施形態のＭＲＩ装置について説明する。図１３は、本発明の第６実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の付加コイルの設置形態を示す斜視図、図１４は、本発明の第６実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の傾斜磁場コイルの導体構造を示す部分断面図である。
本実施形態では、傾斜磁場コイル６の径方向外側に付加コイル装置４０を層状に配置している。

付加コイル装置４０は、第１付加コイル２５ａ，２５ａ１，２５ａ２および第２付加コイル２６ａ，２６ａ１，２６ａ２を備えている。
第１付加コイル２５ａおよび第２付加コイル２６ａは、Ｘ方向傾斜磁場コイル６Ａのメインコイル１２に対応するものである。第１付加コイル２５ａおよび第２付加コイル２６ａは、Ｚ軸９方向から見て略半円状を呈しており、Ｙ軸とＺ軸とを含む平面を境にしてＸ軸方向に対称に配置されている。
第１付加コイル２５ａ１および第２付加コイル２６ａ１は、Ｙ方向傾斜磁場コイル６Ｂのメインコイル１２ａに対応するものである。第１付加コイル２５ａ１および第２付加コイル２６ａ１は、Ｚ軸９方向から見て略半円状を呈しており、Ｘ軸とＺ軸とを含む平面を境にしてＹ軸方向に対称に配置されている。
第１付加コイル２５ａ２および第２付加コイル２６ａ２は、Ｚ方向傾斜磁場コイル６Ｃのメインコイル１０に対応するものである。第１付加コイル２５ａ２および第２付加コイル２６ａ２は、Ｚ軸９の周りに周回して配置されている。

付加コイル装置４０内の各付加コイルは、互いが絶縁されるように樹脂などで一体に固定されている。

本実施形態によれば、付加コイル装置４０に発生した電磁力と傾斜磁場コイル６の電磁力が打ち消しあうことで、効果的に傾斜磁場コイル６の振動を低減することができる。
また、半径方向において傾斜磁場コイル６の層と付加コイル装置４０の層とを分けることで、静磁場分布が異なる場合でも付加コイル装置４０の配置を調整することで、傾斜磁場コイル６の電磁力合力を容易に低減することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
例えば、前記した各実施形態において、第１付加コイル２５，第２付加コイル２６（第３付加コイル３４）や付加コイル装置４０を傾斜磁場コイル６の径方向外側に設置した例を示したが、これに限られることはなく、傾斜磁場コイル６内に一体に設置してもよい。

また、前記第１～第４実施形態において、第１付加コイル２５および第２付加コイル２６は、Ｙ方向傾斜磁場コイル６Ｂに対応して配置したが、これに限られることはなく、Ｘ方向傾斜磁場コイル６Ａに対応して配置してもよい。また、第１付加コイル２５および第２付加コイル２６は、Ｙ方向傾斜磁場コイル６ＢおよびＸ方向傾斜磁場コイル６Ａの両方に対応して配置してもよい。

１ 磁極
２ 撮像領域
６ 傾斜磁場コイル
６Ａ Ｘ方向傾斜磁場コイル
６Ｂ Ｙ方向傾斜磁場コイル
６Ｃ Ｚ方向傾斜磁場コイル
７ 高周波コイル
９ Ｚ軸
１４ 傾斜磁場
２１ 電磁力
２５ 第１付加コイル
２５ａ 第１付加コイル
２５ａ１ 第１付加コイル
２５ａ２ 第１付加コイル
２６ 第２付加コイル
２６ａ 第２付加コイル
２６ａ１ 第２付加コイル
２６ａ２ 第２付加コイル
２９ 電磁力合力
３４ 第３付加コイル
３５ 第１付加コイル
３６ 第２付加コイル
４０ 付加コイル装置

Claims (7)

1. 撮像領域に静磁場を発生する円筒形状の磁極と、
   前記磁極の径方向内側において前記磁極の同軸上に配置され、前記撮像領域内に線形な
   磁場強度の動磁場を発生する円筒形状の傾斜磁場コイルと、
   前記傾斜磁場コイルの径方向内側において前記磁極および前記傾斜磁場コイルの同軸上
   に配置され、前記撮像領域内に高周波磁場を発生する円筒形状の高周波コイルと、
   信号を処理し画像を得るためのコンピュータシステムと、を備え、
   前記傾斜磁場コイルの径方向外側に配置され、電流周回方向の異なる少なくとも２つのループ状の付加コイルを備え、
   少なくとも２つの前記付加コイルは、前記撮像領域に近い側と前記撮像領域から離れる側とに配置されている
   ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記磁極の軸をＺ軸とし、前記磁極の発生する静磁場の方向をＺ軸に沿うＺ方向とし、Ｚ方向に垂直な方向をＹ方向とし、Ｚ方向およびＹ方向に垂直な方向をＸ方向とした場合に、
   前記傾斜磁場コイルは、傾斜磁場を生成するＸ方向傾斜磁場コイルと、Ｙ方向傾斜磁場コイルと、Ｚ方向傾斜磁場コイルとを有し、
   前記Ｘ方向傾斜磁場コイルは、Ｘ方向に延在する軸を中心として渦巻状に巻回して形成されており、
   前記Ｙ方向傾斜磁場コイルは、Ｙ方向に延在する軸を中心として渦巻状に巻回して形成されており、
   前記Ｚ方向傾斜磁場コイルは、Ｚ軸を中心として円環状に巻回して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記付加コイルは、Ｚ軸の軸方向に沿って前記撮像領域に近い側と前記撮像領域から離れる側とに並設されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記付加コイルを構成する導体は、前記磁極との間で前記傾斜磁場コイルに発生する電磁力の反力となるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記磁極の軸をＺ軸としてこれに沿う方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直な方向をＹ方向とし、Ｚ方向およびＹ方向に垂直な方向をＸ方向とした場合に、
   前記傾斜磁場コイルは、傾斜磁場を生成するＸ方向傾斜磁場コイルと、Ｙ方向傾斜磁場コイルと、Ｚ方向傾斜磁場コイルとを有し、
   前記付加コイルを構成する導体は、前記磁極の磁場のＺ方向の磁場成分によって、前記Ｘ方向傾斜磁場コイルまたはＹ方向傾斜磁場コイルに発生する電磁力の反力となるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記磁極の軸をＺ軸としてこれに沿う方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直な方向をＹ方向とし、Ｚ方向およびＹ方向に垂直な方向をＸ方向とした場合に、
   前記傾斜磁場コイルは、傾斜磁場を生成するＸ方向傾斜磁場コイルと、Ｙ方向傾斜磁場コイルと、Ｚ方向傾斜磁場コイルとを有し、
   前記付加コイルを構成する導体は、前記磁極の磁場のＺ軸を中心軸とする半径方向の磁場成分によって、前記Ｚ方向傾斜磁場コイルに発生する電磁力の反力となるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記付加コイルは、前記磁極の軸を中心として前記傾斜磁場コイルの径方向外側に層状に積層されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。

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