JPH04189343A - 勾配磁場コイル - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ＭＲＩ装置に用いられる勾配磁場コイルに係
わり、特に、磁場の急激な変化を抑止する技術に関する
。

（従来の技術） 近゛年、ＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）の開
発が進むにつれて、撮影の高速化が要求されるようにな
ってきた。撮影の速度を速くするためには、勾配磁場の
切換え操作も速くする必要があり、このため、被検体に
印加される磁場の、時間に対する変化量が大きくなり、
人体に悪影響を及ぼすようになってきた。この原因は主
としてクロス磁場によるものである。

以下、クロス磁場の発生する原理について説明する。

勾配磁場コイルによって発生する勾配磁場Ｂは、画像を
撮影するのに必要な成分（２成分Ｂ２とする）の他に、
不必要なＸ成分Ｂｘ、ｙ成分ＢＹも含まれる。この不必
要な磁場成分Ｂｘ、ＢＹをクロス磁場と称している。

いま、勾配磁場コイル中に渦電流、変位電流等の電流が
ない場合、勾配磁場コイル中の磁束密度Ｂは、マクスウ
ェルの方程式より、次の（１）式で示される。

ｒｏｔ　ＩＢ　＝　Ｏ−（１） （１）式をｘ、ｙ、ｚの各成分に分解すると、次の（２
）〜（４）式が得られる。

（ｒｏｔ　ＩＢ）　ｘ　＝　（’３Ｂｚ　／　；９ｙ　
＞（ｃ）Ｂｙ　／　Ｄｚ　＞　＝Ｏ−（２）（ｒｏ［Ｂ
）　ｙ　＝　（Ｃ）Ｂｘ　／　Ｃ３ｚ　）−（ｃｉＢｚ
／θｘ）＝Ｏ＝１３） （ｒｏｔ　Ｂ）ｚ　＝　（ｃＣＢＹ／ｃｃｘ）（ａＢｘ
　／　（）ｙ）　＝Ｏ−（４）ここで、Ｘ方向の勾配磁
場をＧ、、　Ｘ方向の勾配磁場をＧＹとすると、各勾配
磁場ＧＸ、ＧＹは、次の（５）、　（６）式で示される
。

Ｇｘ　＝　Ｃ）ＢＺ　／ｃｏｘ　　　　　　　　　　・
・−（５）ＧＹ−θＢｚ／Ｊｙ　　　　　　　　　　・
・・（６）そして、（５）、　（６）式を用いて（２）
、（３）式を書換えると、次の（７）、　（８）式が得
られる。

Ｇｙ＝（’）／θｚ　）　Ｂ　ｖ　　　　　　　　−（
７）ＧＸ　＝　（ｃｃ／ａｚ　）　ＢＸ　　　　　　　
　・（８）従って、（７）、　（８）式より、ＭＲ両画
像構成するのに必要な勾配磁場（Ｇｘ　、　ａｖ　）が
、不必要なりロス磁場（ＢＸ　、　ＢＹ　）を作り出し
てしまうことが理解できる。

（４）、　（７）、　（８）式から、各軸方向の磁場Ｂ
Ｘ、Ｂ７、Ｂ２は一般的に次ｐ（９）、（１０）、　（
１１）式で示される。

ＢＸ　＝ＧＸ　ｚ＋ｆ’　ｔ　　（ｘ、　　ｙ）　　　
　　　−（９）ＢＹ　＝Ｇｙ　ｚ＋　ｆ　２　　（ｘ、
　ｙ　）　　　　　　−（１０）Ｂｚ　＝Ｇｘ　ｘ＋Ｇ
ｙ　ｙ＋　ｆ　ｓ　　（ｚ　）　　　　−＝（１１）こ
こで、ｆｔ（ｘ、ｙ）とｆ２　（ｘ、ｙ）はＺに依存し
ない任意の関数、　ｆｓ　　（ｚ）はｘ、ｙに依存しな
い任意の関数である。また、座標の原点は第２図に示す
ように勾配磁場コイルの中心とする。

このとき、被検体は２方向（人体の身長方向）に長く伸
びているため、（９）〜（１１）式において、ｘ、ｙよ
りも２が大きい値となる。従って、ＢＺよりもＢＸ、Ｂ
Ｙの方が大きくなり、クロス磁場による大きな磁場変動
が生じることになる。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来においては、ＭＲ両画像撮影には関係
のない、いわば、不可抗力的に発生するクロス磁場の磁
場変化が大きいため、この磁場変化の大きさに制限され
て、撮影の高速化が妨げられるという欠点があった。

この発明はこのような従来の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、クロス磁場の発
生を可能な限り抑止することのできる勾配磁場コイルを
提供することにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、ＭＲＩ装置で断層
像を撮影する際に、被検体に勾配磁場を発生させる勾配
磁場コイルにおいて、当該勾配磁場コイルの内側にはＲ
Ｆコイルとの磁気的結合を防止すべくシールド材が貼着
され、該シールド材は撮影に係わる領域が小さく分割さ
れ、他の部分が大きく分割され、隣接する各シールド材
はコンデンサを介して結合されることが特徴である。

（作用） 上述の如く構成すれば、シールド材を小さく分割した領
域では、渦電流がほとんど発生しないので勾配磁場コイ
ルに発生した勾配磁場は、被検体の所望する部位に印加
される。また、シールド材を大きく分割した領域では、
渦電流が大きく発生するので、被検体に印加される磁場
が低減される。

従って、撮影に係わらない領域において発生するクロス
磁場を抑止することができるようになる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基すいて説明する。

通常、勾配磁場コイルには、ＲＦコイルとのカップリン
グを防止するために、内面に銅箔で構成されるシールド
材（以下、カッパーシールドという）が貼着されている
。

また、該カッパーシールドは、渦電流の発生を防止する
ため、複数枚に分割されており、各カッパーシールドは
コンデンサで結合されて構成されている。つまり、１枚
の銅箔でカッパーシールドを構成してしまうと、渦電流
が発生してしまい、勾配磁場コイルで発生した勾配磁場
を打ち消すように働いてしまうので、これを防止してい
るのである。

本実施例は、この渦電流を利用して、画像の撮影には直
接関係のない不必要な部分に発生するクロス磁場を抑止
しようとするものである。

第１図は、本発明が適用された勾配磁場コイルの内面に
貼着されるカッパーシールド４の分割図である。実際に
は、同図に示す“Ａ”、’“Ｂ“°を接続して円柱状に
構成し、勾配磁場コイル内面に貼着する。

図示のように、カッパーシールド４は、ＭＲ両画像撮影
領域である第一の領域１と、ＭＲＷＩ像の撮影とは関係
のない第二の領域２．及び第三の領域３に大別されてい
る。そして、第二の領域２では、カッパーシールド４は
小さく分割されており、第一の領域１と第三の領域３は
一枚で構成されている。また、分割された各カッパーシ
ールド４のうち互いに隣合うものどうしは、それぞれコ
ンデンサ５で接続されている。

従って、第二の領域２で発生する勾配磁場は、渦電流に
よって打ち消されることはなく、被検体の所望する部位
に印加される。また、第一の領域１、及び第三の領域３
で発生する勾配磁場は、渦電流の発生によって打ち消さ
れてしまう。このため、領域１，３では被検体に印加さ
れる磁場は著しく弱まることになる。こうして、クロス
磁場の発生を抑止することができるのである。

このようにして、本実施例では、撮影に係わる領域では
カッパーシールド４を小さく分割し、撮影に係わらない
領域ではカッパーシールド４を大きく分割しているので
、撮影に係わらない領域に発生するクロス磁場を低減す
ることができる。従って、クロス磁場による急激な磁場
変動を抑止することができるようになり、ＭＲ両画像撮
影速度を速めることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明では、カッパーシールド等
のシールド材を、撮影に係わる領域と撮影に係わらない
領域とに分け、撮影に係わらない領域ではシールド材を
大きく分割して渦電流を故意に発生させている。従って
、クロス磁場を低減させることができ、その結果、ＭＲ
両画像撮影の高速化を図ることができるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は勾配磁場コイルに貼着されるカッパーシールド
の分割図の具体的な例を示す説明図、第２図は勾配磁場
コイルの座標系を示す説明図である。 １・・・第一の領域　　２・・・第二の領域３・・・第
三の領域 ４・・・カッパーシールド ５・・・コンデンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ＭＲＩ装置で断層像を撮影する際に、被検体に勾配磁
   場を発生させる勾配磁場コイルにおいて、当該勾配磁場
   コイルの内側にはＲＦコイルとの磁気的結合を防止すべ
   くシールド材が貼着され、該シールド材は撮影に係わる
   領域が小さく分割され、他の部分が大きく分割され、隣
   接する各シールド材はコンデンサを介して結合されるこ
   とを特徴とする勾配磁場コイル。