JPH02502070A - Ｎｍｒ装置の勾配コイルシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ＮＭＲ装置の勾配コイルシステム 本発明は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）装置の勾配コイルのシステムに関する。これは 、（フランス）国立強力磁場研究所（所長：ギュイ・オーベール）の協力による 。この勾配コイルシステムは、ＮＭＲ装置の対象体積中に磁界勾配を生成するこ とを目的とする。さらに詳細には、本発明は、核磁気共鳴による映像が診察を補 助するものとして確信されている医療分野に適用される。勿論性の分野でも使用 することができる。本発明の目的は、検査する身体の忠実かつ解像が精密な画像 の形成に寄与することである。

核磁気共鳴映像装置は、主に３種類のコイルを有する。第１タイプのコイル（場 合によっては、代わりに永久磁石を使用することもできる）は、強力で均質な磁 界Ｂ０を予め定めた対象領域に形成するだめのものである。第２タイプのコイル は、ラジオ周波数コイルと呼ばれ、第１コイルの磁界の影響下に置かれている検 査中の身体にラジオ周波数励起シーケンスをかけ、励起の後に今度は身体の粒子 から再放出されるラジオ周波数信号を測定することを目的とする。ラジオ周波数 応答は体積応答である。検査を受ける身体の領域の全粒子は、同時にラジオ周波 数応答を放出する。画像を形成するためには、これらの応答を微分しなければな らない。このため、映像装置は、勾配コイルと呼ばれる第３タイプのコイルを備 え、追加の磁界を前述の強力均質磁界に重ねる。これら磁界の値は、それら磁界 をかける場所の空間座標に応じて異なる。標準的には、この微分を３つの直交す る軸ｘ、ｙ、ｚに沿って構成することが提案されている。普通、軸Ｚは、一般に 第１タイプのコイルにより形成された強力磁場と同一線上にあるとみなされる。

言い換えれば、空間の各位置を異なる磁界値においてコード化することができる 。これによって再放出信号に現れる変調を画像形成のために利用する。

勾配コイルは一般に３つに分類される。すなわち、Ｘに沿った勾配を形成するも の、Ｙに沿った勾配を形成するもの、Ｚに沿った勾配を形成するものである。例 えば、Ｘに沿った磁界勾配は、空間において強力磁界（Ｚ）に同一線上の成分の 分布が磁界をかけた場所の座標ｘ、だけの関数である次回である。実際には、こ の座標に比例するのが望ましい。これは、Ｙ−Ｚ面に平行で所与の横座ｊａ　ｘ 　ｉを有する平面に位置する検査中の身体の全粒子が同一の総合磁界Ｂｏ　＋Ｇ ｘ　・Ｘｉを受けることを意味する。勾配Ｇ、ｌは、勾配コイルＸにより与えら れた追加磁界のＺに沿った成分の変動の勾配である。

従って、映像の獲得は、ラジオ周波数励起シーケンスの実施と共に磁界勾配シー ケンスの実施を必要とする。磁界勾配シーケンスは実施される映像方法に応じて 異なる。この方法には、例えば、Ａ、クマ−（ＫＵＭＡＲ）およびＲ，アーンス ト（ＥＲＮＳＴ）により記載された２ＤＦＴ式方法、あるいは、Ｐ、　Ｃ，ロー ターバー（ＬＡ［ＩＴＥＲＢＩＪＲ）による背面投映方法がある。選択した映像 方法とは関係なく、磁界勾配の１つの特徴は、パルス状であることである。磁界 勾配は、印加された後、短い時間持続して、遮断するように設定されている。こ れは各シーケンスの間１回もしくは複数回起こり得る。この特殊な現象の結果、 磁界勾配を起こすコイルの動作を、勾配磁界を印加している間永続的な動作して 観測するだけでなく、印加と遮断による一時的な現象の間も観測しなければなら ない。

磁界勾配のもう１つの大きな特徴は、その均質性に関する。

均質性とは、実際の磁界勾配が、所与の誤差で、実現されるべき理想的な理論分 布に合致する状態を意味する。実際、磁界の非均質性は、空間で実施しようとす る映像の第一の基礎である微分を偽る結果を招く。この観点から、均質性の問題 は、強力な均質磁界に対してと同様に、勾配に関しても解決されなければならな い。本件切出願人により１９８５年１０月１８日出願されたフランス国特許出願 第８５−１５５１０号は、出来る限り均質な勾配を生成するために出来る限り大 きく、また同時に自己誘導を減少し従ってこれらの追加磁界を形成するために供 給しなければならない電力を減少するために出来る限り小さいコイルを作成する という矛盾する問題に対して解決方法を提供した。この特許出願には、所与の位 置について、どのようにして充分に強力かつ均質で自己誘導の低い最適化された 勾配を生成する勾配コイルを見出すことができるかを説明している。

しかし、このようにして形成された勾配とも呼ばれる勾配コイルがそれ自体とし ては完全に作動するが、装備しようとするＮＭＲ装置中に実際にこれらコイルを 配置したとき問題が生じる。なぜならば、充分に強力な（すなわち約０．５〜１ ．５テスラ）均質な磁界Ｂ０を生成するためには、ＮＭＲ装置は、いわゆる超電 導技術を用いて作製された第１タイプのコイルを備える。

磁石の超電導コイルの導体を通って流れる強力な電流はオーム抵抗に遭遇しない 。原則的には、使用した材料の特性により決定されるレベルまで電流を上げ、所 望の磁界Ｂ０を得ることができる。これら導体が収納されるチェンバ内部を超電 導温度に維持するだけでよい。特に、室温である室外の環境によりチェンバ内の 空間を昇温することを防がなければならない。周囲の環境から室内をある程度断 熱するため、上記のような磁石に、冷却能力の計算された冷却装置を使用する。

しかし、この場合、２種類の事故が考えられる。第一に、冷却装置が故障するこ と、第二に、チェンバの完全性が損なわれ、必要な冷却能力が冷却装置が供給可 能な範囲を上回ることである。いずれの場合も、チェンバ内部が昇温し、均質の 磁界Ｂ０を形成する電流が流れる導体がその超電導性を失ってしまう。

超電導性を失うと、導体は抵抗を有する。この抵抗と、導体を流れる電流との効 果により、それら自体がジュール効果により熱を突然発生する部位となる。この ように発生した熱はチェンバ内部を加熱することになる。これが継続すると、現 象は深刻になってゆく。こうして起こる連鎖反応の結果、磁界を誘導する電流が 減少するので、形成された均質磁界は崩壊することになる。この崩壊は、連鎖反 応により突然起こる。このようにその特性を失った磁石は「消滅」したと言う。

今、マクスウェルの方程式により、磁界Ｂ０の突然な変動は誘導電界を発生させ る。

磁界Ｂ０が磁石のトンネル内で縦方向であれば、崩壊の時点でそこに発生する電 界は、ＮＭＲ装置のトンネルの軸（Ｚ）と同軸で異なる直径の円形の閉ループを 成す。これらの円のいくつかは、当然、検査中の患者が置かれることになってい るＮＭＲ装置の対象領域の真中に発生する。患者の内部で、この電界が電流を生 じ、これによって患者が深刻な負傷を負う可能性がある。このようにして患者が 曝される死の危険を防止するため、磁石内、ならびに検査トンネルの周辺に導電 性の金属スクリーンを設置することが普通になっている。このスクリーンは連続 的な磁界の崩壊により形成された誘導電界に、一方で空気のインピータンスと比 較してまた他方で検査中の患者の身体のインピーダンスと比較して非常に低いイ ンピーダンスを与える。その好ましい結果として、形成された磁界Ｂ０が崩壊す る際放出されるエネルギは、患者の身体よりも寧ろこのスクリーンにより吸収さ れる。従って、このような崩壊の時点では、このスクリーンは非常に強力な渦電 流の部位となり、当然、この渦電流はスクリーンを加熱するが、検査中の身体に は熱は比較的非常に僅かな範囲までしか及ばない。このスクリーンは、撮像過程 により内部体積中に発生する電磁擾乱から超電導磁石を保護することも目的とす る。

このようなスクリーンの存在によりもたらされる利点は、同じ物理原理により、 反対にパルス勾配の印加と遮断に有害である。というのは、勾配パルスが印加ま たは切断されるとき起こる連続的磁界の変動は、保護スクリーン中に渦電流を発 生させる誘電電界を生じる。これら渦電流は、公知のように、所望の追加勾配磁 界の設定を妨げる傾向にある。その結果、印加された勾配が所定の直ちに達する ことができない。この欠陥の結果は複雑である。

一方で、対象空間は、この空間全体で線状と考えることができない。このため、 渦電流が対象空間の様々な領域で異なって反応する。これ自体で、２つの結果を もたらす。第一に、中央画像領域からの距離が大きければ大きいほど、公称値に 対する勾配は小さくなる。これによって最後には得られる画像に恐らく許容可能 な歪が生じることになる。例えば、得られた画像を、画像が現す輪郭を絶対的な 形状として使用しなくともよいならば、これら画像は、診察を行う、例えば、認 識可能であるはずの器官近傍の腫瘍の存在を検出するのに使用することができる 。

反対に、ロボットの補助を伴って行われることのある外科手術においては、この 幾何学的歪を補正しなければならない。しかし、勾配の非線形性は、中央領域か ら離れた領域に別の深刻な結果をもたらす。勾配の変動は、画像の再構成のため の個々の計算に斯酌される体積要素の寸法の変化を招くのである。この寸法の変 化は、検出された対応する信号の振幅の変化を招く。

映像は、受信信号の振幅の測定に依ることから、これは、コントラストの欠陥に より、正確に検出すべきはずの腫瘍の存在が見えなくなることを意味する。

これらの問題点に加えて、渦電流自体が、（追加勾配磁界に対抗して、）対象空 間で均質に分布しない欠点のある反対磁界を生成することに留意しなければなら ない。言い換えれば、所望の勾配値が、それを正確に知っていた場合に補正する ことができたようには達成されないだけでなく、さらにその均質性が破壊する。

ここで、勾配値の劣化およびその均質性の破壊が、勾配パルスの間は一時的でし かないことにも留意しなければならない。このため、渦電流効果が現れたらすぐ に、勾配コイルがそれ自体で計算された磁界の値と均質性を再び得ることができ る。役割き欠点について上に述べてきた導電スクリーンの他に、超電導磁石に付 随する極低温技術は、様々な導電ケーシング（低温槽壁、冷却スクリーン）の設 備を必要とするが、これらのケーシング中でも渦電流が発生する。

従来の技術では、様々な方法でこの問題点を解決しようとしてきた。「オーバー シュート（ｏｖｅｒｓｈｏｏｔ）　Ｊ法と呼ばれる第一の方法では、パルスを維 持する期間よりもこのパルスの開始時でより強力な電流パルスを供給することに より、勾配の使用時に勾配の値の不足を解消することが試みられた。この方法は 、部分的に問題を解消したが、２つの欠点があった。第一に、電流の過剰量の値 が非常に高い。実際には、予定された勾配を維持するのに必要な電流の公称値の ３０〜４０％に達する。勾配コイルに給電する電源は、従って、この追加電流の 流れに一時的に耐えることができなければならない。使用される電力値（約３０ 〜４０ＫＷ）では、このような方法は容易に実現することはできない。第二に、 同様にこの電流の一時的過剰量方法に従い、この過剰量の電流自体が引き起こす のと同量の追加渦電流により、与えられた勾配のレベルの不足を解消することが できる。これによって、形成された磁界の勾配の均一性の新たな破壊が起こる。

実際には、これら２つの状態の中間を目指している。

さらに最近では、１９８５年７月２９日に出願され、１９８７年３月３日特許さ れたアメリカ合衆国特許第４６４７８４８号で、「オーバーシュート（ｏｖｅｒ ｃｏｍｍｉｎｇ）　Ｊ法として知られるもう１つの方法が提案されている。これ は、撮像過程の各パルス勾配の後に他の軸上の勾配パルスを続ける方法である。

これらのパルスは、パルス状の有効勾配の均一性に及ぼされる渦電流の有害な影 響を一掃する傾向がある。主磁界Ｂ０の均質性を達成するために使用されるいわ ゆるスピンエコー法と幾分類似しており、この方法は渦電流のエコーを生じ、有 効勾配パルスが印加されたり、遮断されたりするとき、このエコーが有害な影響 を精密に打ち消すことが期待されるのである。しかし、この方法は実験的に実施 できるだけである。また、実現する現象が複雑なため、解決法を見出すために骨 の折れる作業を必要とするが、その解決法でさえ達成できる方法のうち最も効果 的ｐものかどうかもわからない。

我々により近いものでは、マサチューセッツ工科大学、フランシスビター国立磁 気研究所の１９８５年７月〜１９８６年６月までの年間報告書の５０〜５１ペー ジには、各勾配コイルについて、内側コイル（それ自体が検査空間を有する）と 外側コイルを含み、「これらコイルによって形成される２つの磁界の重なりが外 側コイルの外側でゼロ振幅の磁界となる」ように外側コイルが内側コイルを取り 囲んでいる二重構造の勾配コイルの作製を提案している。勾配パルスの印加時点 において、このコイル集合体の外側領域で磁界の変化が起こらないので、「渦電 流は起こらない」ことが言われている。しかし、これは偽りである。磁界を２つ のコイルから成る集合体の外側空間全体を通じてゼロに維持するのは、後に見る ように不可能であるが、たとえ可能であったとしても、それから、実際にコイル 集合体の外側にあるスクリーンが、厄介な渦電流の部位でないと言うことはでき ない。

そのため、単純な例では、巻数１の巻線が形成される場合、これは、巻線の導体 に磁界がないからではなく、この巻線の内部を通過する磁界自体がゼロであるか らである。従って、この内部磁界の変動が今度は巻線に電流を誘導する。このよ うな場合には、検査領域内部で形層された勾配磁界は勿論ゼロではない。という のは、形成したいのは厳密にこの磁界だからである。

これによって、スクリーンの内側に、勾配パルスの印加時点で、追加磁界が生じ る。その結果、追加勾配コイルの作用による磁界がこのスクリーンで取り消され たとしても、磁界が形成された検査領域を取り囲むスクリーン全体が不可避的に フィードバック渦電流の部位となる。

本発明の目的は、勾配パルスの駆動時に追加電流を用いる方法を使用しない方法 、すなわち、勾配コイル自体の構造にのみ関し、従って、勾配パルスの特定な形 などに無関係な完璧な方法により上記の問題点を解決することにある。本発明で は、スクリーンにおいて獲得しなければならないのはゼロ磁界ではなく、ゼロ磁 気ベクトルポテンシャルである。

従って、本発明は、ＮＭＲ装置の優先領域での渦電流を除去するためのＮＭＲ装 置のいわゆる補償コイルシステムであって、勾配コイルに付随する磁気ベクトル ポテンシャルをこれら優先領域で最小限に減少させるような手段を備えることを 特徴とする。実際、優先領域はスクリーン、あるいは勾配パルスをかけたときに 有害な渦電流が発生するＮＭＲ装置の空間の他のあるゆる部分でよい。特に、永 久磁石を備えたＮＭＲ装置では、強磁性部品を保持する金属構造、ならびにこれ ら強磁性部品は、これらが導電性であれば、渦電流の発生を抑制しなければなら ない優先領域を形成することになる。

本発明は、以下の説明および添付の図面の検討からさらに明らかに理解されるこ とであろう。これらは純粋に説明のために与えたものであり、本発明の範囲を制 限するものではない。添付図面において、 第１図は、本発明に従う勾配コイルのシステムを示し、第２ａ図および第２ｂ図 は、Ｚ型補償勾配コイルの特殊な実施例を示し、 第３ａ図および第３ｂ図は、Ｘ型またはＹ型補償勾配コイルの特殊な実施例を示 す。

第１図は、本発明に従うコイルシステムを示す。ＮＭＲ装置は、検査領域２の内 部に強力で連続的な均質磁界Ｂ０を形成するだめの磁石１を主として備えている 。さらに、この装置は、図示していないが、電磁励起および撮像のための装置を 備える。

ＮＭＲ装置は、領域２に直接接する、内側マンドレルと呼ばれる第１勾配マンド レル３と、このマンドレル３の外側の第２勾配マンドレル４とを有する勾配コイ ルシステムを備える。勾配マンドレルは、勾配コイルを支持するマンドレルであ る。本実施例ではスクリーン５の位置に形成される優先領域で、電気パルスを供 給されるときに勾配マンドレル３．４により与えられる磁界は、磁界内の磁気ベ クトルポテンシャルが最小限に減少し、そこで限りなくゼロに近くさえなる。

勾配マンドレル３．４に取付けられた勾配コイル導体に勾配パルスが供給される と、誘導された電界＝が空間全体に生成する。この電界Ｅの数学式は： ｒｏｔ　Ｙ＝−ａＨ／ａｔ となる。

これはまた： ！＝−ａλ／ａｔ （ただし、ドは誘導された電界であり、Ｈは誘導する磁界、人はニ ア３＝ｒｏ′Ｔ　人 のような磁気ベクトルポテンシャルである）と表すこともできる。

本発明では、作業が為された時間の尺度について、伝播現象は考慮しなかった。

このため、磁界勾配パルスの印加および遮断時間は約０．１〜１ミリ秒である。

この時間の間、光の伝播速度で、ＮＭＲ装置の空間（最大約３〜４メートル）の いかなる場所でも、ベクトルポテンシャルは： 人＝Ｕ　（ｘ、ｙ、ｚ）　・ｇ（ｔ） のように表すことができる。

この式は、この場合空間と時間変数を区別できることを示している。空間のいく つかの個数の優先領域でＥを取り消したいのであるから、これによって、式： ％式％（ ｇ（ｔ）は勾配の所望のパルス変動を具体的に表すので、導関数ｇ’（ｔ）を打 ち消すことができないから、残された方法は、優先領域に属する全ての値ｘｙｚ についてＵの値を打ち消すだけである。このようにしてスクリーン上のベクトル ポテンシャルを打ち消す、あるいはこのベクトルを最小限に減少させることによ り、そこに誘導された電界は最小限に減少するので、そこでの妨害的な渦電流の 発生も最小限に抑制することができる。

スクリーンまたは導電性のケーシングは一般にそれらの寸法に対して厚さが薄い ので、スクリーンまたはケーシングの各点での正接方向のベクトルポテンシャル の成分を打ち消すだけでよい。言い換えれば、本発明では、オバーシュート方法 またはオバーシュート方法で実施されるような時間に依る手段に訴えることなく 、静止ベクトルポテンシャルの正接成分を打ち消すだけでよいことを示すことが できた。

特定の実施例では、勾配マンドレルは前述のフランス国特許出願に記載されたタ イプのものである。各マンドレルは、軸Ｘ。

ＹおよびＺに沿って方向付けされた磁界勾配を生成するための勾配コイルを有す る。この特許出願は、活動の自由度が、形成すべき勾配コイルの有効導体ワイヤ の厚さ、個数および位置に関して制限されるとき、どのようにして所与の均質度 をもつ均質勾配コイルを計算できるかを説明している。Ｚ型の勾配コイルについ ては、有効ストランドは円形をしており、ＸまたはＹ型の勾配については、これ らの有効ストランドは所与の角度開口部を有する弧により形成される。これら勾 配コイルの各々により形成される磁界および磁気ベクトルポテンシャルを計算す ることができる。これら勾配コイルにより形成される磁気ベクトルポテンシャル がわかれば、例えば、スクリーン５の所望の位置等の優先領域で、磁界の変動に より誘導される電界を計算することができる。所定の型のもう１つの勾配コイル を加えて外側マンドレル上に配置して、各回で内側マンドレルに配置された同一 の型（Ｘ、　Ｙ、Ｚ）の勾配コイルに対応させることにより、同じ条件で生成さ れた電界を計算することも可能である。

特に、少なくとも勾配パルスを印加する時点で２つのマンドレルの勾配コイルを 直列に接続する構成により、コイルに同一の電流を供給することもできる。マン ドレル３．４について内側半径ｒ、と外側半径ｒ、を規定すれば、電磁気宇の標 準的方法、ならびに各勾配コイルの有効導体の数および位置を変えることにより 、ベクトルＡのポテンシャルが打ち消される、あるいはベクトルＡのポテンシャ ルが少なくとも最小限に減少するこれら導体の最適な分布を決定することができ る。

第２ａ図および第２ｂ図ならびに第３ａ図および第３ｂ図は、第１表および第２ 表により割り当てられた値で、上記のような利点をそれぞれ有するＺおよびＸま たはＹ型の勾配コイルの実施例を示す。第２ａ図およびｊｌＥａａ図は、勾配コ イルを支持するマンドレルを縦方向開口の後ろで展開される勾配コイルの図であ る。第２ｂ図および第３ｂ図はマンドレルの部分的な直径方向の断面を示す。第 ２ａ図に示すＺ型の勾配コイルは通常リングの形状をしている。第３ａ図に示す ＸまたはＹ型の勾配コイルは通常サドル形状のコイルである。これらコイルの作 製、マンドレルへの取付け、ならびに電気供給については、前述の特許出願に説 明されている。特殊な実施例では、勾配コイルＺは、次の第１表に記載した特徴 を有する。

第１表 寸法はすべてメートルで表示した。添付の図面および第１表において、ｒは作製 すべき勾配コイルを機械的に支持するマンドレルの内径を示し、ｅは検査領域２ まで半径方向に測定した使用する導体の厚さであり、ｎ、は領域２の中央部分Ｏ に最も近くに設けられたリング群の内側マンドレル３上のリングの数を示し、ｎ ２は、中央部分○の後方に位置するように設けられたリング群の内側マンドレル ３上のリングの数を示し、ｎ＝は外側マンドレル４上に位置する一群のリングの 数を示す。ｎ３はｎｌと０２の中間の数であるのが望ましいことがわかっている 。大きさｄおよびｄ゛は、縦方向に測定したリングの導体の幅を示す。ｄ′はｄ の２倍の値以上であることが望ましい。大きさｄ、、ｄ２、ｄ、は、それぞれｎ ｌ、ｎ３、ｎ５個のリングの各群の最初のリングを軸Ｚに沿って測定した横座標 である。同様に、本発明では、最も効果的な解決法は、ｄ、をｄｌとｄ２の中間 の値としたとき実現されることが認められた。

ＸまたはＹ型の勾配に関して、これら勾配のコイルのサドル型導体の値は次の第 ２表に記した通りである。

第２表 ＸまたはＹ勾配について、内部マンドレルでの有効導体の数ｎ１より外側マンド レルでの有効導体の数ｎ、が小さい方が良好な補償が達成されることが認められ た。さらには、導体幅ｄ′を大きく取る方が望ましい。例えば、外側マンドレル の導体幅を内側マンドレルの導体幅ｄの２倍とする。

以上のように説明してきた構造では、得られた勾配の値の約１％の誤差、あるい 立ち上がり時間が１ミリ秒に維持されれば約０．０５％の誤差で、約０．１　ｍ ／ｓ　（１ｍ／ｓではなく）の印加および遮断時間が得られる。これに対し、引 用した従来の技術では約４０％であり、４０％の多量な過剰量でも対象体積全体 に状態を正確に復元することはできなかった。

さらに、望ましい態様では、２つのマンドレルを最大限まで互いに離し、それら の間に空いた場所を、主磁界Ｂ０の均質性の補正のためのコイルのマンドレル１ ０を配置するために使用する。

Δ 一一一 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）１、国際出願番号　ＰＣＴ／Ｆ Ｒ８８１０Ｏ４６２３、特許出願人 住　所　フランス国７５７００　バリ ケアナトールーフランス１５ 名　称　サントルナシオナルドラルシエルシュシアンティフィク 代表者　シュミット、クリスチャン ５、補正書の提出年月日　１９８９年８月２８日６、添付書類の目録 （１）補正書の翻訳文　〔１通〕 補正書の翻訳文 （１）　明細書翻訳文第８頁第１行と第２行との間に以下の文を挿入する。

「文献ＥＰ−Ａ−０．２１６，５９０号には、空間の予め定めた特定領域中にお いて磁界を減少もしくは除去するための電流分布を形成する導体を使用する方法 と装置が記載されている。しかし、この解決法は充分ではない。」 （２）請求の範囲を別紙のように訂正する。

請求の範囲 （１）渦電流効果を除去するように構成され、補償され°るべき勾配コイル（３ ，４）のシステムを備えたＮＭＲ装置の予め定められた領域での渦電流効果を補 償するための方法であって、上記勾配コイル中の電流を調節して、上記勾配コイ ルにより形成される磁気ベクトルポテンシャル（Ａ）またはその成分の１つを優 先領域（５）で最小限に減少させることを含むことを特徴とする方法。

（２）上記優先領域の位置は、ＮＭＲ装置または極低温装置のケーシングの磁界 （Ｂｏ）の崩壊効果を減衰するためのスクリーンが配置された場所に位置するよ うに選択することを特徴とする請求項１記載の方法。

（３）　上記最小限化のために、２層の勾配コイル（３，４）をシステム中に設 けることを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の方法。

（４）上記２層の勾配コイルを、一方が他方の内側にあることからそれぞれ内側 および外側半径と呼ばれる異なる半径の２つの勾配マンドレル上に設けられるこ とを特徴とする請求項３記載の方法。

（５）上記２層の勾配コイルの間に、ＮＭＲ装置の主磁界の補正用のコイル（１ ０）を配置するため、上記２層の勾配コイルの間を充分な距離を離すことを特徴 とする請求項３または４のいずれか一項に記載の方法。

（６）　上記勾配コイルを、各マンドレル上に、それぞれが所与の数の導体を有 する少なくとも２つの有効導体の群を備えるように作製し、外側マンドレルの導 体群中の有効導体の数を、内側マンドレル上に配置された導体群の有効導体の数 の中間の値とすることを特徴とする請求項４記載の方法。

（７）所与の型の勾配コイルの導体を内側マンドレル上に配置し、これら導体を 、外側マンドレル上に位置する同じ型の勾配コイルの導体の断面より小さい断面 を有するように選択することを特徴とする請求項４記載の方法。

（８）２つの異なる層の上に位置する同一の型の勾配コイルに直列に給電するこ とを特徴とする請求項３〜７のいずれか一項に記載の方法。

（９）導体群として内側および外側勾配マンドレルの各々の上に分布するＺ型勾 配コイルを勾配コイルシステムに設け、内側マンドレルに配置された勾配コイル の導体群の最初の導体のＺ軸に沿って測定された各横座標を、外側マンドレルに 配置された導体群の最初の導体の横座標よりそれぞれ小さい座標と大きい座標と することを特徴とする請求項４記載の方法。

αＯコイルが次の特徴ニ ー　ｘｙｚは対象勾配コイルの型を示し、−ｒはマンドレルの内側半径を示し、 −〇はコイルを形成するのに使用される導体の半径方向に測定した厚さを示し、 −ｎ　＋は各導体群中の導体の数を示し、−ｄおよびｄ′は縦方向に測定した幅 を示し、−ｄｌは導体群の横座標である） に従い作製されることを特徴とする請求項４記載の方法。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＮＭＲ装置の優先領域での渦電流効果を除去するために、ＮＭＲ装置のた めの、補償勾配コイルと称される勾配コイルシステムにして、これらコイル中の 電流を調節し、これら勾配コイルにより形成される磁気ベクトルポテンシャル（ Ａ）またはその成分の１つを優先領域（５）で最小限に減少する手段を有するこ とを特徴とする勾配コイルシステム。
2. （２）上記優先領域は、ＮＭＲ装置または極低温装置のケーシングの磁界（Ｂ０ ）の崩壊現象を減衰するためのスクリーンが配置された場所であることを特徴と する請求項１記載の勾配コイルシステム。
3. （３）上記最小限化手段は、２層の勾配コイル（３、４）を具備していることを 特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の勾配コイルシステム。
4. （４）上記２層の勾配コイルは、異なる半径の２つの勾配マンドレル上に設けら れていることを特徴とする請求項３記載の勾配コイルシステム。
5. （５）上記２層の勾配コイルの間に、ＮＭＲ装置の主磁界の補正用のコイル（１ ０）を配置するために、上記２層の勾配コイルの間は充分な距離離されているこ とを特徴とする請求項３または４のいずれか一項に記載の勾配コイルシステム。
6. （６）上記勾配コイルが、各マンドレル上に有効導体の群を備えており、それら 有効導体の群において、外側マンドレルの導体群中の有効導体の数が、内側マン ドレル上に配置された導体群の有効導体の数の中間の値であることを特徴とする 請求項１から５までのいずれか一項に記載の勾配コイルシステム。
7. （７）内側マンドレル上に配置された所与の型の勾配コイルの導体が、外側マン ドレル上に配置された同じ型の勾配コイルの導体の断面より小さい断面を有して いることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載の装置。
8. （８）２つの異なる層の上に位置する同一の型の勾配コイルが直列に給電される ことを特徴とする請求項３〜８のいずれか一項に記載の勾配コイルシステム。
9. （９）導体群における内側および外側勾配マンドレルの各々の上に分布するＺ型 勾配コイルを有しており、内側マンドレルに配置された勾配コイルの導体群の最 初の導体のＺ軸に沿って測定された各横座標が、外側マンドレルに配置された導 体群の最初の導体の横座標よりそれぞれ小さい座標と大きい座標であることを特 徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の勾配コイルシステム。
10. （１０）コイルが次の特徴： ▲数式、化学式、表等があります▼に従い作製されることを特徴とする請求項４ 記載の方法。