JP7179514B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、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装置には、静磁場を発生させる静磁場磁石と、傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルとが含まれる。また、傾斜磁場コイルは、静磁場の不均一を補正するシム部材を収めたシムトレイを含む傾斜磁場コイルユニットに一体化されることが多い。

傾斜磁場コイルには大きな電流が供給されるため発熱が大きく、シム部材の温度変化による中心周波数（ＣＦ：Center Frequency、Ｆ０）の変化や、ボア内の温度変化による患者等の被検体への悪影響を防止するために、傾斜磁場コイルユニットの冷却が行われる。

特開２００９－２４０７６５号公報 特開２０１０－２４０３９８号公報

本発明が解決しようとする課題は、傾斜磁場コイルユニットの冷却を効率化することである。

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、傾斜磁場コイルユニットと、密閉部材と、溝とを備える。前記傾斜磁場コイルユニットは、シムトレイを含む。前記密閉部材は、非磁性かつ非電導性の冷媒の供給が行われる空間であって、前記シムトレイを含む空間を密閉する。前記溝は、前記空間を形成する壁面に設けられる。

図１は、磁気共鳴イメージング装置の構成例を示す図である。 図２は、傾斜磁場コイルユニットの構成例を示す図である。 図３は、シムトレイの構成例を示す図である。 図４は、密閉後の傾斜磁場コイルユニットの構成例を示す図である。 図５は、シム部材とＦ０シフトの関係の例を示す図である。 図６Ａは、メインコイル及びシールドコイルのシムトレイに面する側に溝が設けられた例を示す図（１）である。 図６Ｂは、メインコイル及びシールドコイルのシムトレイに面する側に溝が設けられた例を示す図（２）である。 図７は、傾斜磁場コイルのパターンの例を示す図である。 図８は、密閉後の傾斜磁場コイルユニットの他の構成例を示す図である。 図９Ａは、メインコイル及びシールドコイルのシムトレイに面する側に溝が設けられ、反対側にも溝が設けられた例を示す図（１）である。 図９Ｂは、メインコイル及びシールドコイルのシムトレイに面する側に溝が設けられ、反対側にも溝が設けられた例を示す図（２）である。

以下、図面を参照して、磁気共鳴イメージング装置の各実施形態を説明する。なお、実施形態は、以下の内容に限られるものではない。また、１つの実施形態や変形例に記載された内容は、原則として他の実施形態や変形例にも同様に適用される。

（第１の実施形態）
図１は、磁気共鳴イメージング装置１の構成例を示す図である。図１において、磁気共鳴イメージング装置１は、磁石架台１０１と、寝台１１６とを備えている。なお、本実施形態では、寝台１１６の天板１１７の長手方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交し床面に対し水平である軸方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向に直交し床面に対し垂直である軸方向をＹ軸方向とする。磁石架台１０１は、静磁場磁石１０２と、傾斜磁場コイルユニット１０８と、ＲＦコイル１１５とを備えている。なお、磁石架台１０１の内部構成については、縦断面図にて示されている。

傾斜磁場コイルユニット１０８には、メインコイル１０３と、シールドコイル１０４とが含まれている。メインコイル１０３とシールドコイル１０４との間には、シムトレイ１０６と、シム部材１０７とが含まれている。なお、図１は、傾斜磁場コイルユニット１０８が密閉される前の状態を示しており、このような傾斜磁場コイルユニット１０８が密閉されていない、シムトレイ１０６が挿抜可能な状態でパッシブシミングが行われる。パッシブシミングが完了した後、傾斜磁場コイルユニット１０８は密閉され、密閉された空間内に非磁性かつ非電導性の冷媒が供給されて、効率のよい冷却が行われるようになる。非磁性かつ非電導性の冷媒は、例えば、フッ素系液体である。傾斜磁場コイルユニット１０８の詳細については後述する。

また、磁気共鳴イメージング装置１は、傾斜磁場電源１２２と、送信回路１２３と、受信回路１２４と、寝台制御回路１２５と、シーケンス制御回路１２６と、コンピューター１３１とを備えている。なお、磁気共鳴イメージング装置１に、被検体Ｐ（例えば、人体）は含まれない。また、図１に示す構成は一例に過ぎない。例えば、シーケンス制御回路１２６及びコンピューター１３１内の各部は、適宜統合若しくは分離して構成されてもよい。

静磁場磁石１０２は、概略円筒形状をなしており、被検体Ｐの撮像領域を含むボア（静磁場磁石１０２の円筒内部の空間）内に静磁場を発生させる。静磁場磁石１０２は、超伝導磁石であってもよいし、永久磁石でもよい。

傾斜磁場コイルユニット１０８も概略円筒形状をなし、静磁場磁石１０２の内側に防振ゴム等の支持構造により保持されている。傾斜磁場コイルユニット１０８は、傾斜磁場電源１２２から供給される電流により互いに直交するＸ軸，Ｙ軸及びＺ軸の方向に傾斜磁場を印加（発生）するメインコイル１０３と、メインコイル１０３の漏洩磁場をキャンセルするシールドコイル１０４とを有している。メインコイル１０３は、インナーコイルと呼ばれる場合もある。シールドコイル１０４は、アウターコイルと呼ばれる場合もある。メインコイル１０３及びシールドコイル１０４は、例えば、概略円筒状の非伝導・非磁性の部材にコイルパターンが形成され、樹脂等によりモールドされて形成される。メインコイル１０３とシールドコイル１０４との間にはシムトレイ１０６が挿入される。シムトレイ１０６には、ボア内の磁場不均一を補正するためのシム部材（鉄シム、金属シム等とも呼ばれる）１０７が収納される。傾斜磁場コイルユニット１０８の詳細については更に後述する。

寝台１１６は、被検体Ｐが載置される天板１１７を備え、寝台制御回路１２５による制御の下、天板１１７を、被検体Ｐが載置された状態で、傾斜磁場コイルユニット１０８の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、寝台１１６は、長手方向が静磁場磁石１０２の中心軸と平行になるように設置される。寝台制御回路１２５は、コンピューター１３１による制御の下、寝台１１６を駆動して天板１１７を長手方向及び上下方向へ移動する。

ＲＦコイル１１５は、傾斜磁場コイルユニット１０８の内側に配置され、送信回路１２３からＲＦパルス（対象とする原子の種類及び磁場強度で定まるラーモア（Larmor）周波数に対応するＲＦパルス）の供給を受けて高周波磁場を発生するとともに、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから発せられる磁気共鳴信号を受信し、受信した磁気共鳴信号を受信回路１２４へ出力する。なお、ＲＦコイル１１５は、送信コイルと受信コイルとに分かれて構成されるものでもよい。

受信回路１２４は、ＲＦコイル１１５から出力される磁気共鳴信号を検出し、検出された磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴データを生成する。具体的には、受信回路１２４は、ＲＦコイル１１５で受信された磁気共鳴信号をデジタル変換することによって磁気共鳴データを生成する。また、受信回路１２４は、生成された磁気共鳴データをシーケンス制御回路１２６へ送信する。なお、受信回路１２４は、磁石架台１０１側に備えられてもよい。

シーケンス制御回路１２６は、コンピューター１３１から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源１２２、送信回路１２３及び受信回路１２４を駆動することによって、被検体Ｐの撮像を行う。ここで、シーケンス情報は、撮像を行うための手順を定義した情報である。シーケンス情報には、傾斜磁場電源１２２がメインコイル１０３に供給する電流の強さや電流を供給するタイミング、送信回路１２３がＲＦコイル１１５に供給するＲＦパルスの強さやＲＦパルスを印加するタイミング、受信回路１２４が磁気共鳴信号を検出するタイミング等が定義される。例えば、シーケンス制御回路１２６は、プロセッサにより実現される。

さらに、シーケンス制御回路１２６は、傾斜磁場電源１２２、送信回路１２３及び受信回路１２４を駆動して被検体Ｐを撮像した結果、受信回路１２４から磁気共鳴データを受信すると、受信した磁気共鳴データをコンピューター１３１へ転送する。

コンピューター１３１は、磁気共鳴イメージング装置１の全体制御や、画像の生成等を行う。コンピューター１３１は、メモリ１３２、入力装置１３３、ディスプレイ１３４及び処理回路１３５を備える。処理回路１３５は、インタフェース機能１３６、制御機能１３７及び画像生成機能１３８を備える。

上記のインタフェース機能１３６、制御機能１３７及び画像生成機能１３８にて行われる各処理機能は、コンピューター１３１において実行可能なプログラムの形態でメモリ１３２へ記憶されている。処理回路１３５はプログラムをメモリ１３２から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１３５は、図１の処理回路１３５内に示された各機能を有することになる。なお、図１においては単一の処理回路１３５にて、インタフェース機能１３６、制御機能１３７及び画像生成機能１３８にて行われる処理機能が実現されるものとして説明するが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１３５を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。換言すると、上述のそれぞれの機能がプログラムとして構成され、１つの処理回路１３５が各プログラムを実行する場合であってもよい。別の例として、特定の機能が専用の独立したプログラム実行回路に実装される場合であってもよい。

上記説明において用いられた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、あるいは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサはメモリ１３２に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、メモリ１３２にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。

また、送信回路１２３、受信回路１２４及び寝台制御回路１２５等も同様に、上記のプロセッサ等の電子回路により構成される。

処理回路１３５は、インタフェース機能１３６により、シーケンス情報をシーケンス制御回路１２６へ送信し、シーケンス制御回路１２６から磁気共鳴データを受信する。また、磁気共鳴データを受信すると、インタフェース機能１３６を有する処理回路１３５は、受信した磁気共鳴データをメモリ１３２に格納する。メモリ１３２に格納された磁気共鳴データは、制御機能１３７によってｋ空間に配置される。この結果、メモリ１３２は、ｋ空間データを記憶する。

メモリ１３２は、インタフェース機能１３６を有する処理回路１３５によって受信された磁気共鳴データや、制御機能１３７を有する処理回路１３５によってｋ空間に配置されたｋ空間データや、画像生成機能１３８を有する処理回路１３５によって生成された画像データ等を記憶する。例えば、メモリ１３２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等である。

入力装置１３３は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。入力装置１３３は、例えば、マウスやトラックボール等のポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスである。入力装置１３３は、入力を受け付けるインタフェースである。ディスプレイ１３４は、制御機能１３７を有する処理回路１３５による制御の下、撮像条件の入力を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、画像生成機能１３８を有する処理回路１３５によって生成された画像等を表示する。ディスプレイ１３４は、例えば、液晶表示器等の表示デバイスである。

処理回路１３５は、制御機能１３７により、磁気共鳴イメージング装置１の全体制御を行い、撮像や画像の生成、画像の表示等を制御する。例えば、制御機能１３７を有する処理回路１３５は、撮像条件（撮像パラメータ等）の入力をＧＵＩ上で受け付け、受け付けた撮像条件に従ってシーケンス情報を生成する。また、制御機能１３７を有する処理回路１３５は、生成したシーケンス情報をシーケンス制御回路１２６へ送信する。処理回路１３５は、画像生成機能１３８により、ｋ空間データをメモリ１３２から読み出し、読み出したｋ空間データにフーリエ変換等の再構成処理を施すことで、画像を生成する。

図２は、傾斜磁場コイルユニット１０８の構成例を示す図であり、密閉前の状態を示している。図２において、傾斜磁場コイルユニット１０８のメインコイル１０３とシールドコイル１０４の間には、周方向に略均等な間隔で複数のスロット１０５ａが設けられている。スロット１０５ａは、例えば、断面矩形の管状のシムトレイガイド（後述するシムトレイガイド１０５）の内壁により形成される。なお、スロット１０５ａの数は図示のものに限られない。

スロット１０５ａは、傾斜磁場コイルユニット１０８の両端面に向けて開口を形成し、傾斜磁場コイルユニット１０８の長手方向（長軸方向）のほぼ全長にわたって形成された貫通穴である。各スロット１０５ａには、それぞれシムトレイ１０６が挿入され、各シムトレイ１０６は、傾斜磁場コイルユニット１０８の概ね中央部に固定される。シムトレイ１０６は、非磁性かつ非電導性の材料である樹脂にて形成され、概略棒状を成す。

図３は、シムトレイ１０６の構成例を示す図である。図３において、シムトレイ１０６の長手方向には、連続して形成された複数のポケット１０６ａが形成されている。ポケット１０６ａの数は図示のものに限られない。各ポケット１０６ａには、ボア内における撮像空間の静磁場を均一化する目的で、必要な箇所に必要な枚数のシム部材１０７が収納される。シム部材１０７は、名刺サイズ程度の薄い金属板（典型的にはケイ素鋼板）である。

図４は、密閉後の傾斜磁場コイルユニット１０８の構成例を示す図であり、構造部分の断面図を示している。図４において、メインコイル１０３及びシールドコイル１０４のＺ軸方向（軸方向）の端部は、例えば、Ｚ軸方向から見た場合に略ドーナツ形状の側板１０９により密閉される。側板１０９は密閉部材の一例である。メインコイル１０３及びシールドコイル１０４は、両者の間に空間が形成されるように、各所で適宜に支持・固定されている。メインコイル１０３の内部にはコイル導体１０３ａが埋め込まれており、シールドコイル１０４の内部にはコイル導体１０４ａが埋め込まれている。内部にシムトレイ１０６が収容された、例えば、断面矩形の管状のシムトレイガイド１０５は、メインコイル１０３とシールドコイル１０４とで挟まれた空間内に支持され、該空間内に非磁性かつ非電導性の冷媒が供給されて満たされた場合に、シムトレイガイド１０５のＺ軸方向の両端部から冷媒が流入可能であり、シムトレイガイド１０５の外壁及び内壁は冷媒と直接に接する。なお、シムトレイガイド１０５には、内部に冷媒をより侵入させやすくするため、内壁・外壁を貫通する孔やスリットが設けられていてもよいし、シムトレイ１０６の四隅等をガイドする枠体のみで形成されるものでもよい。

また、非磁性かつ非電導性の冷媒を循環させるための冷媒循環部１１１が設けられ、配管１１１ａを介して、傾斜磁場コイルユニット１０８内の空間の磁場中心部分に相当する、Ｚ軸方向の略中央部におけるシムトレイ１０６と近接する部分から冷媒が供給され、Ｚ軸方向の両端部から排出された冷媒は配管１１１ｂ、１１１ｃを介して冷媒循環部１１１に戻るようになっている。配管１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃは、メインコイル１０３とシールドコイル１０４との間の空間の気密性を保持した状態でメインコイル１０３及び側板１０９の壁面を貫通する接続が行われている。冷媒循環部１１１は、冷媒が所定の温度を保つように冷媒の冷却を行いつつ循環させる。なお、図４では冷媒の供給口及び排出口が傾斜磁場コイルユニット１０８の下部に設けられているが、供給口及び排出口は傾斜磁場コイルユニット１０８の上部や中央部等に設けられてもよいし、その数についても増やすことができる。また、メインコイル１０３とシールドコイル１０４とで挟まれた空間は、冷媒で完全に満たされることを想定しているが、冷却効果が充分である場合には、空間の全てが冷媒で完全に満たされなくてもよい。

ここで、冷媒の供給口を傾斜磁場コイルユニット１０８のＺ軸方向の略中央部（磁場中心部分）にすることの意義を説明する。図５は、シム部材とＦ０シフトの関係の例を示す図である。図５において、グラフの横軸はシムトレイ１０６のポケット番号であり、縦軸はＦ０シフト影響係数である。Ｆ０シフト影響係数は、各ポケットに配置されるシム部材の単位枚数あたりのＦ０シフト量をポケット番号のＦ０シフト量で正規化した量である。Ｆ０シフト量は、同じ単位枚数のシム部材に同じ温度変化を与えた時に、Ｆ０が変化する値をポケットごとに求めた値である。

図５のグラフを参照すると、ポケット番号「８」付近、つまり磁場中心付近はＦ０シフト影響係数の絶対値が大きく、磁場中心から離れた磁石端部付近は、Ｆ０シフト影響係数の絶対値が小さい。また、磁場中心から離れた磁石端部付近に配置されたシム部材のＦ０シフト影響係数は、磁場中心付近のシム部材のＦ０シフト影響係数と正負が反転している。例えば、シム部材が温められると、磁場中心付近のシム部材はＦ０を上昇させ、磁場中心から離れた磁石端部付近のシム部材はＦ０を下降させる。このように、シム部材は、磁場中心からのＺ軸方向の位置により、Ｆ０シフトを変化させる方向及び大きさが異なる。

パッシブシミングでは、据付段階で静磁場の不均一性が所定の許容範囲に収まるようにシム部材の配置が決定される。一般的には、磁場中心付近に多くのシム部材が配置されることが多いため、シム部材全体として、シム部材の温度上昇時にＦ０シフト量が上昇する傾向にある。このことから、磁場中心付近となる傾斜磁場コイルユニット１０８のＺ軸方向の略中央部（磁場中心部分）に、冷媒循環部１１１から冷媒を供給することで、Ｆ０シフトに対する冷却を効率化することができる。

次に、傾斜磁場コイルユニット１０８の冷却の更なる効率化のために、メインコイル１０３及びシールドコイル１０４のシムトレイ１０６に面する部分（空間を形成する壁面）に溝が設けられた例について説明する。溝により、冷媒との接触面積が増大し、冷却の効率が高まる。

図６Ａは、メインコイル１０３及びシールドコイル１０４のシムトレイ１０６に面する側に溝１０３ｂ、１０４ｂが設けられた例を示す図であり、傾斜磁場コイルユニット１０８の軸方向に沿った溝１０３ｂ、１０４ｂが設けられた例である。なお、傾斜磁場コイルユニット１０８の上側の断面のみを示し、下側は省略してある。溝１０３ｂは、メインコイル１０３のシムトレイ１０６に面した外周壁に複数設けられる。溝１０３ｂのサイズや、外周壁に設けられるピッチや数は、要求される冷却効果との関係から任意に決定することができる。溝１０４ｂは、シールドコイル１０４のシムトレイガイド１０５及びシムトレイ１０６に面した内周壁に複数設けられる。溝１０４ｂのサイズや、内周壁に設けられるピッチや数は、要求される冷却効果との関係から任意に決定することができる。溝１０３ｂ、１０４ｂは図示のように両方が設けられてもよいし、一方のみが設けられてもよい。

図６Ｂは、メインコイル１０３及びシールドコイル１０４のシムトレイ１０６に面する側に溝１０３ｃ、１０４ｃが設けられた例を示す図であり、傾斜磁場コイルユニット１０８の軸方向と交差する方向に沿った溝１０３ｃ、１０４ｃが設けられた例である。なお、傾斜磁場コイルユニット１０８の上側の断面のみを示し、下側は省略してある。溝１０３ｃは、メインコイル１０３のシムトレイ１０６に面した外周壁にらせん状又は複数の円環状に設けられる。溝１０３ｃのサイズや、外周壁に設けられるピッチや数は、要求される冷却効果との関係から任意に決定することができる。溝１０４ｃは、シールドコイル１０４のシムトレイガイド１０５及びシムトレイ１０６に面した内周壁にらせん状又は複数の円環状に設けられる。溝１０４ｃのサイズや、内周壁に設けられるピッチや数は、要求される冷却効果との関係から任意に決定することができる。溝１０３ｃ、１０４ｃは図示のように両方が設けられてもよいし、一方のみが設けられてもよい。更に、図６Ａの溝１０３ｂと図６Ｂの溝１０４ｃとの組み合わせや、図６Ｂの溝１０３ｃと図６Ａの溝１０４ｂとの組み合わせが用いられてもよい。

図６Ａ及び図６Ｂにおいて、溝１０３ｂ、１０４ｂ又は溝１０３ｃ、１０４ｃの軸方向位置は、例えば、傾斜磁場コイルユニット１０８において発熱量の多い部分（ホットスポット）に対応して設けられることが望ましい。図７は、傾斜磁場コイルのパターンの例を示す図であり、Ｙ軸に対する傾斜磁場コイルのパターンの例である。なお、パターンは概念的に示されており、前述したように、コイル導体の表面は樹脂等によりモールドされている。図７において、傾斜磁場コイルユニット１０８では、例えば、渦巻き状のコイルパターンがＺ軸方向に２箇所並んで、Ｙ軸方向の上と下に存在するものとなる。Ｘ軸に対する傾斜磁場コイルは、Ｚ軸方向に２箇所並んだ同様のコイルパターンが、Ｘ軸方向の手前と奥に存在するものとなる。ここで、渦巻き状のコイルパターンの中心での発熱量が多くなり、ホットスポットとなるため、その位置に合わせて図６Ａ及び図６Ｂにおける溝１０３ｂ、１０４ｂ又は溝１０３ｃ、１０４ｃの軸方向位置が設定されている。

なお、図６Ａ及び図６Ｂにおいては、メインコイル１０３及びシールドコイル１０４のシムトレイ１０６に面する部分に溝を設ける場合について説明したが、同様の溝がシムトレイガイド１０５の外面及び／又は内面に設けられるようにしてもよい。

上述したような構成をとることで、傾斜磁場コイルユニット１０８において発生した熱は効率的に冷却される。その結果、シム部材の温度変化による中心周波数の変化や、ボア内の温度変化による患者への悪影響を防止することができる。中心周波数の変化が抑制されることで、画質が向上する。また、効果的な冷却によりボア内の温度変化が抑制されることで、温度に対してより厳しい条件で撮像条件が組めるようになり、今まで不可能だった撮像が可能となる。

（第２の実施形態）
図８は、密閉後の傾斜磁場コイルユニット１０８の他の構成例を示す図である。傾斜磁場コイルユニット１０８以外の構成は図１に示されたものと同様である。

図８において、メインコイル１０３とシールドコイル１０４とを含む空間は、概略円筒形状の密閉容器１１０により密閉される。なお、密閉容器１１０は、傾斜磁場コイルユニット１０８で発生する騒音を外部に漏らさないための気密性の高い容器と兼用することができる。密閉容器１１０は、密閉部材の一例である。メインコイル１０３の内部にはコイル導体１０３ａが埋め込まれており、シールドコイル１０４の内部にはコイル導体１０４ａが埋め込まれている。内部にシムトレイ１０６が収容された、例えば、断面矩形の管状のシムトレイガイド１０５は、メインコイル１０３とシールドコイル１０４で挟まれた空間内に適宜に支持され、該空間内に非磁性かつ非電導性の冷媒が満たされた場合に、シムトレイガイド１０５のＺ軸方向の両端部から冷媒が流入可能であり、シムトレイガイド１０５の外壁及び内壁は冷媒と直接に接する。なお、シムトレイガイド１０５には、冷媒をより侵入させやすくするため、内壁・外壁を貫通する孔やスリットが設けられていてもよいし、シムトレイ１０６の四隅等をガイドする枠体のみで形成されるものでもよい。

更に、前述した第１の実施形態と異なって、メインコイル１０３の外周壁とシールドコイル１０４の内周壁だけでなく、メインコイル１０３の内周壁とシールドコイル１０４の外周壁も冷媒に接する構造となるため、冷却の効率が一層高まる。

また、非磁性かつ非電導性の冷媒を循環させるための冷媒循環部１１１が設けられ、配管１１１ａを介して、傾斜磁場コイルユニット１０８内の空間の磁場中心部分に相当する、Ｚ軸方向の略中央部におけるシムトレイ１０６と近接する部分から冷媒が供給され、Ｚ軸方向の両端部から排出された冷媒は配管１１１ｂ、１１１ｃを介して冷媒循環部１１１に戻るようになっている。配管１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃは、密閉容器１１０の気密性を保持した状態で密閉容器１１０の壁面を貫通する接続が行われている。また、図示は省略されているが、メインコイル１０３等に駆動電流を供給する接続ケーブルについても、密閉容器１１０の気密性を保持した状態で密閉容器１１０の壁面を貫通する接続が行われている。冷媒循環部１１１は、冷媒が所定の温度を保つように冷媒の冷却を行いつつ循環させる。なお、図８では冷媒の供給口及び排出口が傾斜磁場コイルユニット１０８の下部に設けられているが、供給口及び排出口は傾斜磁場コイルユニット１０８の上部や中央部等に設けられてもよいし、その数についても増やすことができる。

図９Ａは、メインコイル１０３及びシールドコイル１０４のシムトレイ１０６に面する側に溝１０３ｂ、１０４ｂが設けられ、反対側にも溝１０３ｄ、１０４ｄが設けられた例を示す図である。なお、傾斜磁場コイルユニット１０８の上側の断面のみを示し、下側は省略してある。先ず、図６Ａと同様に、メインコイル１０３及びシールドコイル１０４のシムトレイ１０６に面する部分に溝１０３ｂ、１０４ｂが設けられている。

また、メインコイル１０３の内周壁とシールドコイル１０４の外周壁も冷媒に接する構造であることから、傾斜磁場コイルユニット１０８の冷却を更に効率化するために、メインコイル１０３及びシールドコイル１０４のシムトレイ１０６に面する側と反対側の部分にも溝が設けられる。溝により、冷媒との接触面積が増大し、冷却の効率が高まる。すなわち、傾斜磁場コイルユニット１０８の軸方向に沿った溝１０３ｄ、１０４ｄが設けられている。溝１０３ｄは、メインコイル１０３の内周壁に複数設けられる。溝１０３ｄのサイズや、内周壁に設けられるピッチや数は、要求される冷却効果との関係から任意に決定することができる。溝１０４ｄは、シールドコイル１０４の外周壁に複数設けられる。溝１０４ｄのサイズや、外周壁に設けられるピッチや数は、要求される冷却効果との関係から任意に決定することができる。溝１０３ｂ、１０４ｂ、１０３ｄ、１０４ｄは図示のように全てが設けられてもよいし、それらの一部が設けられてもよい。更に、図６Ａと同様の溝がシムトレイガイド１０５の外面及び／又は内面に設けられてもよい。

図９Ｂは、メインコイル１０３及びシールドコイル１０４のシムトレイ１０６に面する側に溝１０３ｃ、１０４ｃが設けられ、反対側にも溝１０３ｅ、１０４ｅが設けられた例を示す図である。なお、傾斜磁場コイルユニット１０８の上側の断面のみを示し、下側は省略してある。先ず、図６Ｂと同様に、メインコイル１０３及びシールドコイル１０４のシムトレイ１０６に面する部分に溝１０３ｃ、１０４ｃが設けられている。

また、メインコイル１０３の内周壁とシールドコイル１０４の外周壁も冷媒に接する構造であることから、傾斜磁場コイルユニット１０８の冷却を更に効率化するために、メインコイル１０３及びシールドコイル１０４のシムトレイ１０６に面する側と反対側の部分にも溝が設けられる。溝により、冷媒との接触面積が増大し、冷却の効率が高まる。すなわち、傾斜磁場コイルユニット１０８の軸方向と交差する方向に沿った溝１０３ｅ、１０４ｅが設けられている。溝１０３ｅは、メインコイル１０３の内周壁に複数設けられる。溝１０３ｅのサイズや、内周壁に設けられるピッチや数は、要求される冷却効果との関係から任意に決定することができる。溝１０４ｅは、シールドコイル１０４の外周壁に複数設けられる。溝１０４ｅのサイズや、外周壁に設けられるピッチや数は、要求される冷却効果との関係から任意に決定することができる。溝１０３ｃ、１０４ｃ、１０３ｅ、１０４ｅは図示のように全てが設けられてもよいし、それらの一部が設けられてもよい。また、図９Ａ及び図９Ｂにおける溝１０３ｂ、１０４ｂ、１０３ｄ、１０４ｄ、１０３ｃ、１０４ｃ、１０３ｅ、１０４ｅは適宜に組み合わせられるものでもよい。更に、図６Ｂと同様の溝がシムトレイガイド１０５の外面及び／又は内面に設けられてもよい。

以上説明された実施形態によれば、傾斜磁場コイルユニットの冷却を効率化することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 磁気共鳴イメージング装置
１０３ メインコイル
１０４ シールドコイル
１０３ａ～ｅ、１０４ａ～ｅ 溝
１０５ シムトレイガイド
１０６ シムトレイ
１０８ 傾斜磁場コイルユニット
１０９ 側板
１１０ 密閉容器

Claims (14)

1. 傾斜磁場を発生するメインコイルと、前記メインコイルの漏洩磁場をキャンセルするシールドコイルと、前記メインコイルと前記シールドコイルとの間に設けられたシムトレイとを含む傾斜磁場コイルユニットと、
   非磁性かつ非電導性の冷媒の供給が行われる空間であって、前記シムトレイを含む空間を密閉する密閉部材と、
   前記空間を形成する壁面に設けられる溝と、
   を備えた磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記溝は、前記空間を形成する壁面である前記メインコイル又は前記シールドコイルの少なくとも一方の前記シムトレイに面する部分に設けられる、
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記密閉部材は、前記メインコイルと前記シールドコイルとにより前記シムトレイが挟まれる空間を密閉する、
   請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記密閉部材は、前記メインコイルと前記シールドコイルとを含む空間を密閉する、
   請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記溝は、前記傾斜磁場コイルユニットにおいて発熱量の多い部分に設けられる、
   請求項１～４のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. シムトレイを含む傾斜磁場コイルユニットと、
   非磁性かつ非電導性の冷媒の供給が行われる空間であって、前記シムトレイを含む空間を密閉する密閉部材と、
   前記空間を形成する壁面に設けられ、前記傾斜磁場コイルユニットにおいて発熱量の多い部分に設けられる溝と、
   を備えた磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記傾斜磁場コイルユニットは、傾斜磁場を発生するメインコイルと、前記メインコイルの漏洩磁場をキャンセルするシールドコイルとを含み、
   前記密閉部材は、前記メインコイルと前記シールドコイルとにより前記シムトレイが挟まれる空間を密閉する、
   請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. 前記傾斜磁場コイルユニットは、傾斜磁場を発生するメインコイルと、前記メインコイルの漏洩磁場をキャンセルするシールドコイルとを含み、
   前記密閉部材は、前記メインコイルと前記シールドコイルとを含む空間を密閉する、
   請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 磁場中心部分における前記空間の前記シムトレイと近接する部分に対して前記冷媒の供給が行われ、前記空間の前記傾斜磁場コイルユニットの軸方向の両端部から前記冷媒の排出が行われる、
   請求項１～８のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
10. 前記溝は、前記メインコイル又は前記シールドコイルの少なくとも一方の前記シムトレイに面する部分に、前記傾斜磁場コイルユニットの軸方向に沿って設けられる、
    請求項３又は７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
11. 前記溝は、前記メインコイル又は前記シールドコイルの少なくとも一方の前記シムトレイに面する部分に、前記傾斜磁場コイルユニットの軸方向と交差する方向に沿って設けられる、
    請求項３又は７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
12. 前記溝は、前記メインコイル又は前記シールドコイルの少なくとも一方の前記シムトレイに面する側と反対側の部分に、前記傾斜磁場コイルユニットの軸方向に沿って設けられる、
    請求項４又は８に記載の磁気共鳴イメージング装置。
13. 前記溝は、前記メインコイル又は前記シールドコイルの少なくとも一方の前記シムトレイに面する側と反対側の部分に、前記傾斜磁場コイルユニットの軸方向と交差する方向に沿って設けられる、
    請求項４又は８に記載の磁気共鳴イメージング装置。
14. 前記シムトレイの挿抜が行われる開口を形成するシムトレイガイドが設けられる、
    請求項１～１３のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
    

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