JPH06269422A

JPH06269422A - 磁気共鳴イメージング装置

Info

Publication number: JPH06269422A
Application number: JP5060511A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Takahashi; 良一高橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1994-09-27
Anticipated expiration: 2017-04-08
Also published as: JP3273650B2

Abstract

(57)【要約】【目的】傾斜磁場コイルの冷却チューブにクラックが生
じることによる冷媒の流出を防止するとともに、傾斜磁
場コイルの冷却効率を改善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。【構成】本発明の磁気共鳴イメージング装置は、所定の
静磁場を被検体に印加可能なマグネットと、静磁場に重
ねて所定の傾斜磁場を印加可能な傾斜磁場コイル３１と
を備える。傾斜磁場コイル３１は、傾斜磁場を発生可能
なコイル導体１１、１２、１３を、第１の樹脂３４から
なる第１の充填材３０内に埋設したコイル部３２と、コ
イル導体１１、１２、１３を冷却する冷媒を通すための
冷却チューブ１５を、第２の樹脂３５に所定の混入材３
７を混入させた第２の充填材２９内に埋設した冷却部３
３とを互いに固着して形成してあり、混入材３７は、第
２の樹脂３５よりも熱伝導率を大きくしてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴イメージング
装置に係り、特に、傾斜磁場コイルを冷却可能な冷却ユ
ニットを備えた磁気共鳴イメージング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の磁気共鳴イメージング装
置を示したものである。同図でわかるように、磁気共鳴
イメージング装置は、所定強度の静磁場を被検体１に印
加可能なマグネット２と、この静磁場に重ねてｘ，ｙお
よびｚ方向に沿って所定の傾斜磁場を印加可能な傾斜磁
場コイル３と、高周波パルスを被検体１に送信するとと
もに被検体１内からのＭＲ信号を受信可能なＲＦコイル
４とを備える。

【０００３】傾斜磁場コイル３は、円筒形をしたマグネ
ット２の内側に配置してあり、内側にＲＦコイル４およ
び被検体１を配置できるように円筒形をなしている。

【０００４】図７は、傾斜磁場コイル３の縦断面の一部
を示した断面図である。

【０００５】同図でわかるように、傾斜磁場コイル３
は、ｘ、ｙ，ｚ方向に沿ってそれぞれ傾斜磁場を印加可
能なｘ方向コイル導体１１、ｙ方向コイル導体１２およ
びｚ方向コイル導体１３を積層してあり、各コイル導体
１１、１２、１３に独立にパルス電流を流すようになっ
ている。これらの各コイル導体１１、１２、１３は、所
定の樹脂１４を用いて互いに一体に形成してあり、電磁
力によってコイル導体が移動しないようになっている。

【０００６】樹脂１４内にはさらに冷却チューブ１５を
埋設してあり、所定の冷媒を冷却チューブ１５内に通す
ことによって、各コイル導体１１、１２、１３の発熱を
抑えるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ここで、各コイル導体
１１、１２、１３を冷却チューブ１５とともに一体化さ
せるには、コイル導体間等に生じているあらゆる隙間に
樹脂１４をくまなく行き渡らせる必要がある。一方、各
コイル導体１１、１２、１３は、非常に複雑な形状をし
ていて樹脂１４が流れていく経路は複雑に入り組んでい
る。

【０００８】そのため、一体化させるための樹脂は、流
動化しやすいすなわち粘度の低い樹脂１４を使用しなけ
ればならない。

【０００９】しかしながら、粘度の低い樹脂は概して強
度が小さく、成型直後の収縮によりあるいは電磁力の作
用により、クラックが生じる可能性がある。

【００１０】図８は、傾斜磁場コイル３の樹脂１４にク
ラック２１が入った様子を示したものである。

【００１１】ここで、冷却チューブ１５は通常、ビニー
ル、テフロン、ナイロン等で形成してあるため、もしク
ラックが冷却チューブ１５まで達した場合、冷却チュー
ブ１５にもクラックが入り、内部を通っている冷媒が外
部に漏れ出すという可能性があった。

【００１２】また、粘度の低い樹脂は概して熱伝導率が
低いため、冷却効率が悪くなり、冷却チューブを複雑に
配置する必要が生じるとともに、冷媒供給装置も大型に
しなければならなかった。

【００１３】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、傾斜磁場コイルの冷却チューブにクラックが
生じることによる冷媒の流出を防止するとともに、傾斜
磁場コイルの冷却効率を改善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。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の磁気共鳴イメージング装置は請求項１に記
載したように、所定の静磁場を被検体に印加可能なマグ
ネットと、前記静磁場に重ねて所定の傾斜磁場を印加可
能な傾斜磁場コイルとを備えた磁気共鳴イメージング装
置において、前記傾斜磁場コイルは、傾斜磁場を発生可
能なコイル導体を、第１の樹脂からなる第１の充填材内
に埋設したコイル部と、前記コイル導体を冷却する冷媒
を通すための冷却チューブを、第２の樹脂に所定の混入
材を混入させた第２の充填材内に埋設した冷却部とを互
いに固着して形成してあり、前記混入材は、前記第２の
樹脂よりも熱伝導率を大きくしたものである。

【００１５】

【作用】本発明の磁気共鳴イメージング装置において
は、第１の充填材には混入材が混入されていないので、
硬化前の状態では粘度が小さく流動化しやすくなってい
る。そのため、第１の充填材を、コイル導体を配置した
所定の成型用型内に流し込むと、第１の充填材は型内の
あらゆる隙間に入り込む。

【００１６】一方、第２の充填材には混入材を混入して
あるので、硬化後の状態では強度が大きくなる。そのた
め、硬化後の強度が小さい第１の充填材にクラックが発
生したとしても、第２の充填材にはほとんどクラックは
生じない。したがって、第２の充填材に埋設された冷却
チューブが破損することもない。なお、第１の充填材に
クラックが発生しても、内部のコイル導体は金属で形成
さているため導体自体にクラックは入らず、コイルの性
能に悪影響を及ぼすことはない。

【００１７】本発明の好ましい実施例では、コイル部と
冷却部との間にクラック遮断層を挟んで両者を固着した
ので、第１の充填材に発生したクラックはクラック遮断
層で止まり、第２の充填材まで進展することはない。

【００１８】また、第２の充填材は、熱伝導率の高い混
入材を混入してあるので、冷却チューブ周辺の熱伝導率
が大きくなる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の磁気共鳴イメージング装置の
実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、
従来技術と実質的に同一の部品については同一の符号を
付してその説明を省略する。

【００２０】図１は、本実施例の磁気共鳴イメージング
装置に備えた傾斜磁場コイル３１を縦断面図で示したも
のである。

【００２１】傾斜磁場コイル３１は、ほぼ円筒形のコイ
ル部３２と、コイル部３２の内側に配置されたほぼ円筒
形の冷却部３３とを備える。

【００２２】コイル部３２は、ｘ，ｙおよびｚ方向の各
コイル導体１１、１２、１３を第１の樹脂３４からなる
第１の充填材３０内に埋設してある。第１の樹脂３４は
例えばエポキシ樹脂を用いるのがよい。

【００２３】一方、冷却部３３は、各コイル導体１１、
１２、１３を冷却する冷媒を通すための冷却チューブ１
５を、第２の樹脂３５に所定の混入材３７を混入させた
第２の充填材２９内に埋設してある。第２の樹脂３５
は、例えば第１の樹脂と同様エポキシ樹脂を用いるのが
よい。

【００２４】混入材３７としては、シリカ粉末、ガラス
繊維、酸化アルミ粉末等を用いるのがよい。

【００２５】冷却部３３は、クラックを遮断可能なクラ
ック遮断部材３６内に第２の充填材２９を流し込んで形
成してある。クラック遮断部材３６は例えばガラス繊維
強化プラスチックで形成するのがよい。

【００２６】冷却チューブ１５は、図２に示すように螺
旋状に形成してある。

【００２７】本実施例の磁気共鳴イメージング装置に備
える傾斜磁場コイルを製造するには、まず、円筒形をな
す冷却部３３を成型可能な型を用意する。次いで、この
型の内部にクラック遮断部材３６を貼付し、さらに冷却
チューブ１５を所定位置に配置する。

【００２８】次に、上述の型を鉛直に立てた状態で第２
の充填材２９を流し込み、所定時間経過後、成型された
冷却部３３を型から取り出す。ここで、第２の充填材２
９には混入材３７が含まれていて粘度が若干大きくなっ
ているが、冷却チューブ１５周辺はコイル導体周辺に比
べてずっと簡略な構造であるため、第２の充填材２９
は、冷却チューブ１５周辺の隙間にくまなく流れ込む。

【００２９】次に、型から取り出された冷却部３３の外
周面にコイル導体１１、１２、１３を所定の順序で巻き
つけ、これを、別途用意しておいた傾斜磁場コイル成型
用型内に配置する。

【００３０】次に、上述の型内に第１の充填材３０を流
し込み、冷却部３３とコイル部３２を一体固着させる。

【００３１】ここで、第１の充填材３０は第１の樹脂３
４からなっていて混入材が混入されていないので、硬化
前の状態では粘度が小さく流動化しやすくなっている。
そのため、第１の充填材３０は型内のあらゆる隙間に入
り込む。

【００３２】一方、第１の充填材３０は硬化後の強度が
小さいので、硬化時の熱収縮等によりクラックが入る可
能性があるが、第２の充填材２９には混入材３７を混入
してあるので、硬化後の状態では強度が大きくなる。

【００３３】そのため、図３に示すように、第１の充填
材３０にクラック４１が発生したとしても、第２の充填
材２９にはほとんどクラックは生じない。したがって、
第２の充填材２９に埋設された冷却チューブ１５も破損
しない。また、コイル部３２と冷却部３３との間にクラ
ック遮断層３６を挟んで両者を固着したので、第１の充
填材３０に発生したクラック４１はクラック遮断層３６
で止まり、冷却部３３の内部まで進むことはない。

【００３４】次に、所定時間経過後、成型された傾斜磁
場コイル３１を型から取り外す。

【００３５】なお、完成した傾斜磁場コイル３１を作動
させると、コイル導体１１、１２、１３に作用する電磁
力によって第１の充填材３０内にクラックが発生する可
能性があるが、上述したと同じ理由により、第２の充填
材２９にはほとんどクラックは生じない。

【００３６】以上説明したように、本実施例の磁気共鳴
イメージング装置に備えた傾斜磁場コイルは、混入材を
含まない第１の充填材をコイル導体周辺に充填する一
方、混入材を含んだ第２の充填材を冷却チューブ周辺に
充填して構成したので、第１の充填材は、硬化前におい
ては流動性が高い性質を発揮して、入り組んで配置され
たコイル導体の隙間にくまなく流れ込み、空洞のない良
好なコイル部が形成される。

【００３７】また、第２の充填材は、混入材の含有によ
って硬化後に強度が高くなるので、クラックが発生する
おそれが非常に少なくなり、第１の充填材内に発生した
クラックが第２の充填材にまで達することもほとんどな
くなる。

【００３８】そのため、冷却チューブにクラックが生じ
て冷媒が流出するおそれがなくなり、傾斜磁場コイルの
信頼性が飛躍的に向上する。

【００３９】また、第２の充填材内には熱伝導率の高い
混入材を混ぜてあるので、冷却チューブ周辺の熱伝導率
も高くなり、傾斜磁場コイルの冷却効率が改善される。

【００４０】そのため、冷却チューブの配置は簡略化さ
れ、例えば螺旋状に配置するだけでよくなる。また、冷
媒供給装置の小形化を図ることもできる。

【００４１】上述の実施例では、冷却チューブの配置を
螺旋状としたが、かかる配置形態に限定されるものでは
なく、他の簡略な配置形態を採用することができる。

【００４２】また、上述の実施例では、シリカ粉末、ガ
ラス繊維、酸化アルミ粉末等を混入材として採用可能で
あることを説明したが、かかる材質に限定されるもので
はなく、熱伝導率が高い他の様々な材料を用いることが
できる。

【００４３】図４は、上述の実施例の変形例に係る傾斜
磁場コイル５１を縦断面で示したものである。なお、従
来技術あるいは上述の実施例と実質的に同一の部品につ
いては同一の符号を付してその説明を省略する。

【００４４】傾斜磁場コイル５１は、円筒形をなす冷却
部３３の内側にメインコイル部５９を配置するととも
に、外側にシールドコイル部５５を配置して構成してあ
る。

【００４５】メインコイル部５９およびシールドコイル
部５５は、被検体が配置されるべき所定の位置で所定の
傾斜磁場が形成されるようにかつ外側領域では傾斜磁場
が相殺されるように構成してあり、それぞれ、ｘ，ｙ，
ｚ方向のメインコイル導体５６、５７、５８、ｘ，ｙ，
ｚ方向のシールドコイル導体５２、５３、５４を第１の
充填材３０内に埋設してある。

【００４６】本変形例の傾斜磁場コイルも上述の実施例
の傾斜磁場コイルと同様、混入材を含まない第１の充填
材３０をシールドコイル導体５２、５３、５４およびメ
インコイル導体５６、５７、５８周辺に充填する一方、
混入材３７を含んだ第２の充填材２９を冷却チューブ１
５周辺に充填して構成したので、第１の充填材３０は、
硬化前においては流動性が高い性質を発揮して、入り組
んで配置されたコイル導体の隙間にくまなく流れ込み、
空洞のない良好なコイル部が形成される。

【００４７】また、第２の充填材２９は、混入材３７の
含有によって硬化後に強度が高くなるので、クラックが
発生するおそれが非常に少なくなり、図５に示すよう
に、第１の充填材３０内に発生したクラック６１が第２
の充填材２９にまで達することもほとんどなくなる。

【００４８】そのため、冷却チューブにクラックが生じ
て冷媒が流出するおそれがなくなり、傾斜磁場コイルの
信頼性が飛躍的に向上する。

【００４９】また、第２の充填材内には熱伝導率の高い
混入材を混ぜてあるので、冷却チューブ周辺の熱伝導率
も高くなり、傾斜磁場コイルの冷却効率が改善される。

【００５０】そのため、冷却チューブの配置は簡略化さ
れ、例えば螺旋状に配置するだけでよくなる。

【００５１】本変形例に示したようなシールドコイルを
有する傾斜磁場コイルは、シールドコイルを有していな
い傾斜磁場コイルと比較して発熱し易いので、本発明は
特に顕著な効果を奏するものである。

【００５２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の磁気共鳴イ
メージング装置は、所定の静磁場を被検体に印加可能な
マグネットと、前記静磁場に重ねて所定の傾斜磁場を印
加可能な傾斜磁場コイルとを備えた磁気共鳴イメージン
グ装置において、前記傾斜磁場コイルは、傾斜磁場を発
生可能なコイル導体を、第１の樹脂からなる第１の充填
材内に埋設したコイル部と、前記コイル導体を冷却する
冷媒を通すための冷却チューブを、第２の樹脂に所定の
混入材を混入させた第２の充填材内に埋設した冷却部と
を互いに固着して形成してあり、前記混入材は、前記第
２の樹脂よりも熱伝導率を大きくしたので、傾斜磁場コ
イルの冷却チューブにクラックが生じることによる冷媒
の流出を防止するとともに、傾斜磁場コイルの冷却効率
を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の磁気共鳴イメージング装置に備えた
傾斜磁場コイルの縦断面図。

【図２】本実施例に係る傾斜磁場コイルの冷却部を示し
た斜視図。

【図３】本実施例に係る傾斜磁場コイルの作用を説明し
た図。

【図４】変形例に係る傾斜磁場コイルの縦断面図。

【図５】変形例に係る傾斜磁場コイルの作用を説明した
図。

【図６】磁気共鳴イメージング装置の全体図。

【図７】従来の傾斜磁場コイルの縦断面図。

【図８】従来の傾斜磁場コイルに発生するクラックを示
した図。

【符号の説明】

１１，５６ｘ方向コイル導体１２，５７ｙ方向コイル導体１３，５８ｚ方向コイル導体１５冷却チューブ２９第２の充填材３０第１の充填材３１，５１傾斜磁場コイル３２コイル部３３冷却部３４第１の樹脂３５第２の樹脂３６クラック遮断部材３７混入材４１，６１クラック５２ｘ方向シールドコイル導体５３ｙ方向シールドコイル導体５４ｚ方向シールドコイル導体５５シールドコイル部５９メインコイル部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の静磁場を被検体に印加可能なマグ
ネットと、前記静磁場に重ねて所定の傾斜磁場を印加可
能な傾斜磁場コイルとを備えた磁気共鳴イメージング装
置において、前記傾斜磁場コイルは、傾斜磁場を発生可
能なコイル導体を、第１の樹脂からなる第１の充填材内
に埋設したコイル部と、前記コイル導体を冷却する冷媒
を通すための冷却チューブを、第２の樹脂に所定の混入
材を混入させた第２の充填材内に埋設した冷却部とを互
いに固着して形成してあり、前記混入材は、前記第２の
樹脂よりも熱伝導率を大きくしてあることを特徴とする
磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】前記第１および第２の樹脂はともにエポ
キシ樹脂であり、前記混入材はシリカ粉末、ガラス繊維
あるいは酸化アルミ粉末のいずれかである請求項１記載
の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】前記コイル部と前記冷却部との間にクラ
ック遮断部材を挟んだ請求項１記載の磁気共鳴イメージ
ング装置。
【請求項４】前記クラック遮断部材は、ガラス繊維強
化プラスチックで形成した請求項３記載の磁気共鳴イメ
ージング装置。
【請求項５】前記冷却チューブを螺旋状に形成した請
求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】前記傾斜磁場コイルは、傾斜磁場を発生
可能なメインコイル導体を第１の樹脂からなる第１の充
填材内に埋設したメインコイル部と、前記傾斜磁場を外
部領域で相殺可能なシールド磁場を発生可能なシールド
コイル導体を第１の樹脂からなる第１の充填材内に埋設
したシールドコイル部と、前記コイル導体を冷却する冷
媒を通すための冷却チューブを、第２の樹脂に所定の混
入材を混入させた第２の充填材内に埋設した冷却部とを
互いに固着して形成してあり、前記混入材は、前記第２
の樹脂よりも熱伝導率が大きい請求項１記載の磁気共鳴
イメージング装置。