JPH0492643A - 湾曲形コイル - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、湾曲形コイルに関し、特に、ＭＲＩ装置の
横勾配コイルとして有用な湾曲形コイルに関する。

［従来の技術］ 第７図は、従来の湾曲形コイル５１を形成するプリント
板５２の平面図である。

このプリント板５２の電流路５３は、次の条件を満足す
るように形成されている。

■電流路５３は、対称軸Ｐについて対称な渦巻状である
。

■プリント板５２の幅Ｌｃを半周長とする円筒の１／２
形状にプリント板５２を湾曲させた状態において、電流
路の対称軸Ｐを基準にして円筒の中心軸から湾曲形コイ
ル５１を見た角度をθとするとき、電流密度の円弧方向
成分の大きさか、（ｃｏｓθ）に比例する。

プリント板５２の幅Ｌｃは、例えば１０３７ｍｍである
。

この湾曲形コイル５１は、第８図に示すように、前記幅
Ｌｃを半周長とする円筒ボビン５４の表面に４枚組で貼
り合わされて、ＭＲＩ装置における横勾配コイルとして
用いられる。

プリント板５２の幅Ｌｃを半周長とする円筒（以下、こ
れを仮想円筒という）の半径をＲｃとするとき、「仮想
円筒の半径ＲｃＪ　＝　ｒ円筒ボビン５４の半径ＲｂＪ
であり、半径比Ｒｃ　／　Ｒｂ　＝〈１〉である。また
、１湾曲形コイル５１の対称軸Ｐを基準として仮想円筒
の中心軸から湾曲形コイルを見た角度θ１＝１湾曲形コ
イル５１の対称軸Ｐを基準として円筒ボビン５４の中心
軸から湾曲形コイルを見た角度θｂ１である。

第９図は、４枚組の湾曲形コイル５１を平面に展開した
場合の概念図である。矢印方向は電流方向を示す。

［発明が解決しようとする課題〕 円筒ボビン５４の半径Ｒｂは、ＭＲＪ装置の被測定対象
物の大きさや、ＲＦコイルとマグネットの相互作用によ
り制約され、小さく出来ない。

一方、湾曲形コイル５１を形成するプリント板５２の幅
Ｌｃは、歩留りの観点から、小さい方が好ましい。すな
わち、仮想円筒の半径Ｒｃは、小さい方が好ましい。

しかし、半径比Ｒｃ　／　Ｒｂを〈１〉より小さくする
と、第１０図に示すように、勾配ゲイン比か低下してし
まう問題点がある。また、第１１図に示すように、θｂ
＝ｏを基準にした勾配磁場の相対リニアリティか、θｂ
＝π／２に近づくに従い劣化してしまう問題点かある。

そこで、この発明の目的は、半径比Ｒｃ　／　Ｒｂを〈
１〉より小さくした場合における勾配ゲイン比の低下や
１円弧方向の勾配磁場の相対リニアリティの劣化が少な
い湾曲形コイルを提供することにある。

［課題を解決するための手段〕 この発明の湾曲形コイルは、円筒の一部を形成する面上
に円弧方向について略対称な渦巻状の電流路が形成され
てなる湾曲形コイルにおいて、電流路の対称軸を基準に
して円筒の中心軸から湾曲形コイルを見た角度をθとす
ると共に０＜ｎ＜１とするとき、電流密度の円弧方向成
分の大きさか、（ｃｏｓθ）′に比例するように電流路
を形成したことを構成上の特徴とするものである。

［作用］ この発明の湾曲形コイルでは、電流路の対称軸を基準に
して仮想円筒の中心軸から見た角度をθとすると共にＯ
＜ｎ＜１とするとき、電流密度の円弧方向成分の大きさ
か（ｃｏｓθ）′に比例するように電流路を形成してい
る。

このため、従来の湾曲形コイルに比較して、θか±π／
２に近づくほと電流密度の円弧方向成分が大きくなって
いる。

そして、この電流密度の増加により特性の低下分か補償
されるから、半径比Ｒｃ　／　Ｒｂを〈１〉より小さく
した場合における勾配ゲイン比の低下や７円弧方向の勾
配磁場の相対リニアリティの劣化が少なく抑えられる。

［実施例］ 以下、図に示す実施例に基づいてこの発明をさらに詳細
に説明する。なお、これによりこの発明が限定されるも
のではない。

第１図は、この発明の一実施例の湾曲形コイル１を形成
するプリント板２の平面図である。

このプリント板２の電流路３は、次の条件を満足するよ
うに形成されている。

■電流路３は、対称軸Ｐについて対称な渦巻状である。

■プリント板２の幅Ｌｃを半周長とする円筒の１／２形
状にプリント板２を湾曲させた状態において、電流路の
対称軸Ｐを基準にして円筒の中心軸から湾曲形コイル１
を見た角度をθとすると共にＯ＜ｎ＜１とするとき、電
流密度の円弧方向成分の大きさか、（ｃｏｓθ）ａに比
例する。

具体的な数値例を示すと、幅Ｌｃ＝９９０ｍｍ。

ｎ＝０．２５である。

第２図に、（ｃｏｓθ）０２５と（ｃｏｓθ）の比較図
を示す。θ＝０では（ｃｏｓθ）０２５＝（ｃｏｓθ）
であるか、θがπ／２に近づくほと（ＣＯＳθ）０２６
が（ＣＯＳθ）より大きくなる。この結果、第１図と第
７図を比較すれば分るように、θか±π／２に近づくほ
ど、電流路２の密度は、電流路５２の密度より高くなっ
ている。すなわち、θが±π／２に近づくほど、湾曲形
コイル１における電流密度は、湾曲形コイル５１におけ
る電流密度より高くなる。

第３図（ａ）（ｂ）に示すように、湾曲形コイル１は、
円筒ボビン４の表面に４枚組で貼り合わされて、ＭＲＩ
装置における横勾配コイルとして用いられる。

プリント板２の幅Ｌｃを半周長とする円筒（仮想円筒）
の半径をＲｅとするとき、［仮想円筒の半径ＲｃＪ　＜
　ｒ円筒ボビン４の半径ＲｂＪであり、半径比Ｒｃ／Ｒ
ｂ＜（１＞である。また、Ｉ湾曲形コイル１の対称軸Ｐ
を基準として仮想円筒の中心軸から湾曲形コイル１を見
た角度θ１≧１湾曲形コイル１の対称軸Ｐを基準として
円筒ボビン４の中心軸から湾曲形コイル１を見た角度θ
ｂＩである（等号はθ−θｂ＝（０）のとき、すなわち
対称軸Ｐ上のとき）。

具体的な数値例を示すと、仮想円筒の半径Ｒｅ＝３１５
ｍｍ、円筒ボビン４の半径Ｒｂ　＝　３３０　ｍｍ。

半径比Ｒｅ／Ｒｂ＝０．９５である。また、θ冨０．５
πのときθｂ＝ｏ、４８πである。

第４図は、半径比Ｒｃ／Ｒｂ＝０．９５のときの勾配ゲ
イン比と（ｃｏｓθ）ａのべき数ｎの関係を示すグラフ
である。べき数ｎか小さくなるほど、勾配ゲイン比は大
きくなる。従って、半径比Ｒｃ／Ｒｂを小さくするこさ
による勾配ゲイン比の低下（第１０図）は、へき数ｎを
小さくすることによる勾配ゲイン比の増加により補償で
きる。

第５図は、種々の半径比Ｒｃ　／　Ｒｂについての相対
リニアリティを示すグラフである。このときのべき数ｎ
＝０．２５である。

なお、第６図は、種々のべき数ｎについての相対リニア
リティを示すグラフである。このときの半径比Ｒｃ　／
　Ｒｂ　＝　１である。

第５図と第６図と第１１図とを比較すると、べき数ｎ＝
１（従来）で半径比Ｒｃ　／　Ｒ，ｂ　＝　０　、９５
とすることによる相対リニアリティの劣化（第１１図）
を、半径比Ｒｃ／Ｒｂ＝１（従来）でべき数ｒ＋＝０．
２５とすることによる相対リニアリティの増加（第１１
図）で補償するため、半径比Ｒｃ／Ｒｂ＝０．９５でべ
き数ｎ＝０．２５のときに良好な相対リニアリティが得
られる（第５図）と理解されよう。

［発明の効果コ この発明の湾曲形コイルによれば、ＭＲＩ装置の横勾配
コイルとして使用する湾曲形コイルの円弧方向の長さを
、円筒ボビンの半周長より小さく出来る。このため、湾
曲形コイル製作上の歩留りを向上でき、コストを下げる
ことか出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の湾曲形コイルの平面展開
図、第２図は（ｃｏｓθ）ｆｉの特性図、第３図（ａ）
は第１図の湾曲形コイルを用いたＭＲｒ装置における横
勾配コイルの斜視図、第３図（ｂ）は同側面図、第４図
はべき数ｎと勾配ゲイン比の特性図、第５図は種々の半
径比Ｒｃ　／　Ｒｂにおける勾配磁場の相対リニアリテ
ィの特性図、第６図は種々のべき数ｎにおける勾配磁場
の相対リニアリティの特性図、第７図は従来の湾曲形コ
イルの一例の平面展開図、第８図は第７図の湾曲形コイ
ルを用いたＭＲＩ装置における横勾配コイルの斜視図、
第９図は第８図の横勾配コイルを平面に展開した概念図
、第１０図は半径比Ｒと勾配ゲイン比の特性図、第１１
図は種々の半径比Ｒｃ　／　Ｒｂにおける勾配磁場の相
対リニアリティの特性図である。 （符号の説明） １．５１・・・湾曲形コイル ２・・プリント板 ３・・・電流路 ４・・・円筒ボビン Ｌｃ・・・湾曲形コイルの幅 Ｒｃ・・・湾曲形コイルの幅を半周長にもつ円筒（仮想
円筒）の半径 Ｐ・・・対称軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．円筒の一部を形成する面上に円弧方向について略対
   称な渦巻状の電流路が形成されてなる湾曲形コイルにお
   いて、 電流路の対称軸を基準にして円筒の中心軸 から見た角度をθとすると共に０＜ｎ＜１とするとき、
   電流密度の円弧方向成分の大きさが、（ｃｏｓθ）＾ａ
   に比例するように電流路を形成したことを特徴とする湾
   曲形コイル。