JPH0654819A - Magnetic resonance imaging device - Google Patents

Magnetic resonance imaging device

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Publication number
JPH0654819A
JPH0654819A JP4229439A JP22943992A JPH0654819A JP H0654819 A JPH0654819 A JP H0654819A JP 4229439 A JP4229439 A JP 4229439A JP 22943992 A JP22943992 A JP 22943992A JP H0654819 A JPH0654819 A JP H0654819A
Authority
JP
Japan
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magnetic field
coil
gradient
cooling liquid
groove
Prior art date
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Pending
Application number
JP4229439A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Kobayashi
靖宏 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corp filed Critical Hitachi Medical Corp
Priority to JP4229439A priority Critical patent/JPH0654819A/en
Publication of JPH0654819A publication Critical patent/JPH0654819A/en
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Abstract

PURPOSE:To stabilize the temperature of a magnetic circuit and also to uniformly improve a generated static magnetic field by providing a groove for embedding a coil along a magnetic field generation pattern and a cooling liquid passage for cooling the coil on the surface of a base member of the inclined magnetic field coil and on the reverse side of its groove respectively. CONSTITUTION:The X direction coil 17x of an inclined magnetic field coil is constituted by forming a groove 12a along an inclined magnetic field generation pattern on the surface of a base member 12 which is non-magnetic and into which a cooling liquid does not infiltrate and also which has an electric insulation property and embedding a coil wire rod therein. On the reverse side of the groove 12a, a cooling liquid passage 13 for cooling heat generated from the coil is formed. The groove 12a is formed by such a pattern as shown in full lines, and can be drawn by one stroke writing extending from one end part 31 to the other end part 32. The cooling liquid passage 13 is also formed so that it can be drawn by one stroke writing and heat generated from the X direction coil 17x is cooled uniformly. On the other hand, a Y direction coil 17y is also formed in the same manner as the X direction coil 17x on the reverse side of the base member 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石を用い核磁気
共鳴(NMR)現象を利用して被検体の検査部位の断層
像を得る磁気共鳴イメージング装置(以下、MRI装置
という)に係わり、特に、静磁界発生磁気回路の温度を
安定化できるとともに、発生する静磁界の均一度を向上
するのに好適なMRI装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as an MRI apparatus) for obtaining a tomographic image of an examination region of a subject by using a nuclear magnetic resonance (NMR) phenomenon using a permanent magnet, In particular, the present invention relates to an MRI apparatus suitable for stabilizing the temperature of a static magnetic field generating magnetic circuit and improving the uniformity of the static magnetic field generated.

【0002】[0002]

【従来の技術】MRI装置は、前記NMR現象を利用し
て被検体中の所望の検査部位における核スピンの密度分
布,緩和時間分布等を計測してその計測信号を演算処理
し、上記検査部位の断層像として画像表示するものであ
る。ここで、人体などの空間的に広い範囲を計測対象と
する場合には、直径30〜50cmの球空間からなる計測
空間内において0.05〜2T(テスラ;1テスラは10
000ガウス)程度の静磁場を数10ppm 以下の均一度
で発生させる磁界発生装置が必要である。
2. Description of the Related Art An MRI apparatus uses the above-mentioned NMR phenomenon to measure the density distribution, relaxation time distribution, etc. of nuclear spins at a desired examination site in a subject and arithmetically processes the measurement signal to obtain the above-mentioned examination site. The image is displayed as a tomographic image. Here, in the case of measuring a spatially wide range such as a human body, 0.05-2T (Tesla; 1 Tesla is 10 in a measurement space consisting of a spherical space with a diameter of 30-50 cm).
A magnetic field generator that can generate a static magnetic field of about 000 gauss) with a uniformity of several tens of ppm or less is required.

【0003】上記磁界発生装置として永久磁石を用いた
従来のMRI装置は、図2に示すように、被検体が入り
得る空隙Aを形成して対向配置された一対の永久磁石1
a,1bおよびこれらの永久磁石1a,1bを磁気的に
結合する継鉄2a,2bならびに上記永久磁石1a,1
bの空隙A側の対向面にそれぞれ固着され均一磁界を発
生するための磁極片3a,3bを有する静磁界発生磁気
回路と、上記磁極片3a,3bの内側に近接配置され該
磁極片3a,3bによる均一磁界に加算する傾斜磁界を
発生する傾斜磁場コイル4a,4bと、この傾斜磁場コ
イル4a,4bの内側にて上記空隙A内の被検体に電磁
波を印加する照射コイル5と、上記被検体から放出され
る核磁気共鳴信号を受信する受信コイル6と、上記静磁
界発生磁気回路の温度を一定に保つ温度調整手段7とを
備えていた。
As shown in FIG. 2, a conventional MRI apparatus using a permanent magnet as the magnetic field generator has a pair of permanent magnets 1 facing each other with a space A into which a subject can enter.
a, 1b, yokes 2a, 2b magnetically coupling the permanent magnets 1a, 1b, and the permanent magnets 1a, 1b.
b, a static magnetic field generating magnetic circuit having magnetic pole pieces 3a, 3b fixed to the opposing surfaces on the side of the air gap A for generating a uniform magnetic field, and the magnetic pole pieces 3a, 3b arranged close to each other inside the magnetic pole pieces 3a, 3b. Gradient magnetic field coils 4a and 4b that generate a gradient magnetic field to be added to the uniform magnetic field generated by 3b, an irradiation coil 5 that applies an electromagnetic wave to the subject inside the air gap A inside the gradient magnetic field coils 4a and 4b, and the target magnetic field. The receiving coil 6 for receiving the nuclear magnetic resonance signal emitted from the specimen and the temperature adjusting means 7 for keeping the temperature of the static magnetic field generating magnetic circuit constant were provided.

【0004】ここで、上記MRI装置において永久磁石
1a,1bを使用した静磁界発生磁気回路は、周囲温度
の変化によりその静磁場の強度が変化する傾向がある。
一般にその温度係数は、−1000ppm/℃ であり、温
度が1℃上がると磁場強度は1000ppm 弱くなるもの
であった。このように、温度の影響を受けて静磁界の大
きさが変化すると、静磁界に傾斜磁場コイルにより傾斜
磁場を加えて検出位置を磁界の大きさに対応させ、その
位置に応じた共鳴周波数を発生させて、この共鳴周波数
を持つNMR信号を検出して位置の特定を行う動作に誤
差が生じることとなるものであった。そして、この位置
検出のずれは、画像の歪み,ぼけをも生じる原因となる
ものであった。また一般に、静磁界の変化によって画像
に影響を与える制限値は、5ppm /時間であるとされ
る。この基準からすると、静磁界発生磁気回路の周囲温
度の変化は、1時間に5/1000℃以内に抑えること
が必要である。
Here, in the static magnetic field generating magnetic circuit using the permanent magnets 1a and 1b in the MRI apparatus, the intensity of the static magnetic field tends to change due to the change in ambient temperature.
Generally, the temperature coefficient is -1000 ppm / ° C, and the magnetic field strength is weakened by 1000 ppm when the temperature rises by 1 ° C. In this way, when the magnitude of the static magnetic field changes under the influence of temperature, a gradient magnetic field is added to the static magnetic field by the gradient magnetic field coil so that the detection position corresponds to the magnitude of the magnetic field, and the resonance frequency corresponding to that position is set. An error occurs in the operation of generating and detecting the NMR signal having this resonance frequency to specify the position. Then, the deviation of the position detection causes distortion and blurring of the image. In general, the limit value that affects the image by the change in static magnetic field is 5 ppm / hour. Based on this standard, it is necessary to suppress the change in ambient temperature of the static magnetic field generating magnetic circuit within 5/1000 ° C. per hour.

【0005】しかし、最近のMRI装置では、高速撮影
や患者のスループットの向上が要求されるようになり、
これに伴ってグラジェントエコー法などの新しい高速シ
ーケンスが用いられるようになってきた。このグラジェ
ントエコー法のシーケンスは、従来のスピンエコー法と
異なり、スピンの結像に180度高周波パルスを用い
ず、傾斜磁場の反転を利用するものである。従って、図
2に示す傾斜磁場コイル4a,4bに印加される電流が
大きくなるとともに、その使用頻度(デューティー)も
高くなってきた。ここで、上記傾斜磁場コイル4a,4
bは、基本的には銅線から構成されているので有限の電
気抵抗値を持っており、傾斜磁場を形成するために電流
を流すと、その電流値の二乗に比例して熱が発生し、こ
れが磁極片3a,3bに伝わるとともに永久磁石1a,
1bにも伝わり、上記のような影響を及ぼしていた。
However, in recent MRI apparatuses, high-speed imaging and improvement in patient throughput are required,
Along with this, new high-speed sequences such as the gradient echo method have been used. Unlike the conventional spin echo method, this sequence of the gradient echo method does not use a 180-degree high frequency pulse for spin imaging, but uses the inversion of a gradient magnetic field. Therefore, the current applied to the gradient magnetic field coils 4a and 4b shown in FIG. 2 increases, and the frequency of use (duty) thereof also increases. Here, the gradient magnetic field coils 4a, 4
Since b is basically composed of copper wire, it has a finite electric resistance value. When an electric current is applied to form a gradient magnetic field, heat is generated in proportion to the square of the electric current value. , Which is transmitted to the magnetic pole pieces 3a, 3b and the permanent magnet 1a,
It was also transmitted to 1b and had the above influence.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述した図2に示す従
来のMRI装置においては、傾斜磁場コイル4a,4b
が磁極片3a,3bの内側にてその環状突起の内方に水
平方向にほぼ隙間なく近接配置されているので、傾斜磁
場コイル4a,4bで発生した熱が、磁極片3a,3b
に即座に伝わり温度が上昇することがあった。この点に
関し、永久磁石1a,1bおよび磁極片3a,3bを含
む静磁界発生磁気回路の周囲に設けられた断熱材8およ
び面状ヒータ9からなる温度調整手段7により、静磁界
発生磁気回路の温度を一定に保つように制御している
が、シーケンスの種類により傾斜磁場コイル4a,4b
の発熱の仕方が異なるとともに、空隙Aの上方に位置す
る磁極片3bと下方に位置する磁極片3aとではそれぞ
れ上下の傾斜磁場コイル4a,4bの発熱による影響も
異なるため、その静磁界発生磁気回路の温度は一定とな
らず不安定となるものであった。従って、静磁界発生磁
気回路によって発生される静磁場の強度が変化し、その
均一度が低下するものであった。このことから、位置検
出のずれが生じ、得られる断層像が歪んだり、ぼけたり
することがあった。
In the conventional MRI apparatus shown in FIG. 2 described above, the gradient magnetic field coils 4a and 4b are provided.
Is disposed inside the magnetic pole pieces 3a, 3b inwardly of the annular projection in the horizontal direction with substantially no space therebetween, so that the heat generated in the gradient magnetic field coils 4a, 4b is generated by the magnetic pole pieces 3a, 3b.
There was a case where the temperature was immediately transmitted to and the temperature rose. In this regard, the temperature adjusting means 7 including the heat insulating material 8 and the planar heater 9 provided around the static magnetic field generating magnetic circuit including the permanent magnets 1a and 1b and the magnetic pole pieces 3a and 3b causes the static magnetic field generating magnetic circuit to operate. The temperature is controlled so as to be kept constant, but the gradient magnetic field coils 4a and 4b depend on the type of sequence.
Of the static magnetic field generating magnetic field, since the magnetic pole piece 3b located above the air gap A and the magnetic pole piece 3a located below the air gap A have different effects due to the heat generation of the upper and lower gradient magnetic field coils 4a and 4b. The temperature of the circuit was not constant and became unstable. Therefore, the intensity of the static magnetic field generated by the static magnetic field generating magnetic circuit changes, and its uniformity decreases. As a result, there is a case where a position detection shift occurs, and the obtained tomographic image is distorted or blurred.

【0007】そこで本発明は、このような問題点を解決
し、静磁界発生磁気回路の温度を安定化できるととも
に、発生する静磁場の均一度を向上することができるM
RI装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention solves such a problem, stabilizes the temperature of the static magnetic field generating magnetic circuit, and improves the uniformity of the static magnetic field generated.
An object is to provide an RI device.

【0008】[0008]

【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、被検体が入り得る空隙を形成して対向配
置された一対の永久磁石、およびこれらの永久磁石を磁
気的に結合する継鉄、並びに上記永久磁石の空隙側の対
向面にそれぞれ固着され均一磁界を発生するための磁極
片を有する静磁界発生磁気回路と、上記磁極片の内側に
近接配置され該磁極片による均一磁界に加算する傾斜磁
界を発生する傾斜磁場コイルと、この傾斜磁場コイルの
内側にて上記空隙内の被検体に電磁波を印加する照射コ
イルと、上記被検体から放出される核磁気共鳴信号を受
信する受信コイルと、上記静磁界発生磁気回路の温度を
一定に保つ温度調整手段とを備えた磁気共鳴イメージン
グ装置において、非磁性でかつ電気絶縁性を有し、表面
側に傾斜磁場発生パターンに沿って傾斜磁場コイルを埋
め込む溝が形成されるとともに、該溝の裏面側に前記傾
斜磁場コイルを冷却する冷却液用の通路を形成した前記
各傾斜磁場コイルのベース部材と、該各ベース部材に形
成された通路を通過する冷却液の熱を放熱させる一対の
冷却装置とを備える構成にしたものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a pair of permanent magnets opposed to each other with a gap into which a subject can enter, and magnetically coupling these permanent magnets. A static magnetic field generating magnetic circuit having yokes and pole pieces for generating a uniform magnetic field, which are fixed to the facing surfaces of the permanent magnet on the air gap side, respectively, and a uniform magnetic field generated by the pole pieces arranged close to the inside of the pole pieces. Gradient magnetic field coil for generating a gradient magnetic field, an irradiation coil for applying an electromagnetic wave to the subject in the air gap inside the gradient magnetic field coil, and a nuclear magnetic resonance signal emitted from the subject. In a magnetic resonance imaging apparatus including a receiving coil and a temperature adjusting means for keeping the temperature of the static magnetic field generating magnetic circuit constant, a non-magnetic and electrically insulating magnetic field generating gradient magnetic field generating surface is provided. A base member of each of the gradient magnetic field coils, in which a groove for burying the gradient magnetic field coil is formed along the groove, and a passage for a cooling liquid for cooling the gradient magnetic field coil is formed on the back surface side of the groove; It is configured to include a pair of cooling devices that radiate the heat of the cooling liquid passing through the passage formed in the base member.

【0009】[0009]

【作用】上記構成としたことにより、上下各傾斜磁場コ
イルにおいて発生する熱は、各ベース部材の傾斜磁場コ
イルが埋め込まれた溝の裏面側に形成された該コイル冷
却液用の通路に供給される冷却液に伝達され、該冷却液
を冷却装置により循環させることにより放熱させられ、
磁極片に伝達されることなく除去することができる。
With the above structure, the heat generated in each of the upper and lower gradient magnetic field coils is supplied to the coil cooling liquid passage formed on the back side of the groove in which the gradient magnetic field coil of each base member is embedded. Is transmitted to the cooling liquid and is radiated by circulating the cooling liquid with a cooling device,
It can be removed without being transmitted to the pole pieces.

【0010】そして、一対の冷却装置を設けて傾斜磁場
コイルごとに別々に冷却を制御するようにしたから、各
磁極片および永久磁石への熱影響を同一にすることが可
能になり、静磁界発生磁気回路の温度を安定化できると
ともに、発生する静磁場の均一度を向上することができ
る。
Since a pair of cooling devices are provided to control the cooling separately for each gradient magnetic field coil, it is possible to make the thermal influence on each magnetic pole piece and the permanent magnet the same, and to reduce the static magnetic field. It is possible to stabilize the temperature of the generated magnetic circuit and improve the homogeneity of the generated static magnetic field.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1ないし図7を参
照して説明する。図1は本発明によるMRI装置の実施
例を示す斜視図、図2は図1の中央縦断面図、図3は傾
斜磁場コイルの形状および構造を示す平面図、図4は図
3のIV−IV矢視断面図、図5は傾斜磁場発生パターンに
沿う溝に形成されたコイルを示す平面図、図6は傾斜磁
場コイルのベース部材に形成されたコイル埋込用の溝お
よび冷却液用の通路の一部を示す図、図7は傾斜磁場コ
イルの冷却装置の一例を示すブロック図である。図中、
図3,図4,図5,図6は、いずれも前記図2に示す静
磁界発生磁気回路の構成のうち下半部のみを示したもの
である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is a perspective view showing an embodiment of an MRI apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a central longitudinal sectional view of FIG. 1, FIG. 3 is a plan view showing the shape and structure of a gradient magnetic field coil, and FIG. 4 is IV- of FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the arrow IV, FIG. 5 is a plan view showing a coil formed in a groove along the gradient magnetic field generation pattern, and FIG. 6 is a groove for embedding a coil formed in a base member of the gradient magnetic field coil and a coolant. FIG. 7 is a diagram showing a part of the passage, and FIG. 7 is a block diagram showing an example of a cooling device of the gradient magnetic field coil. In the figure,
3, FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 6 all show only the lower half of the configuration of the static magnetic field generating magnetic circuit shown in FIG.

【0012】まず、図1,2において、一対の永久磁石
1a,1bは、両者間に被検体が入り得る空隙Aを形成
して上下に対向配置されている。これらの永久磁石1
a,1bは、上記空隙A内に静磁場を発生するためのも
ので、例えば円盤状に形成されており、それぞれ上下の
継鉄2a,2bによって支持されている。継鉄2a,2
bは永久磁石1a,1bおよび後述の磁極片3a,3b
を所定の間隔をあけて対向配置するとともに磁路を形成
するもので、例えば横幅よりも奥行きの方が短い長方形
に形成されている。そして、上下の継鉄2a,2bは複
数の縦の継鉄2cによって対向支持されている。これら
縦の継鉄2cは、上下の継鉄2a,2bを所定の間隔を
あけて対向配置するとともに永久磁石1a,1bによる
磁路を閉じさせるもので、内部に磁束を通しやすい部材
で形成され、例えば上下の継鉄2a,2bの四隅に一本
ずつ合計四本立設されており、空隙A内に設定された計
測空間を通る磁束の戻り回路をそれぞれ形成している。
永久磁石1a,1bの空隙A側の対向面には、それぞれ
磁極片3a,3bが磁気的および機械的に固着されてい
る。磁極片3a,3bは、空隙A内の所定の領域に設定
され被検体の検査部位が入る計測空間における静磁場の
均一性を高めるものであり、ほぼ円盤状に形成されると
ともにその周縁部には環状突起を設けて構成されてい
る。そして、永久磁石1a,1b,継鉄2a,2b,2
cおよび磁極片3a,3bにより、被検体が挿入される
計測空間に均一な静磁場を発生させる静磁界発生磁気回
路を構成している。
First, in FIGS. 1 and 2, the pair of permanent magnets 1a and 1b are vertically opposed to each other with a space A between them, into which a subject can enter. These permanent magnets 1
Reference characters a and 1b are for generating a static magnetic field in the space A, and are formed, for example, in a disk shape, and are supported by upper and lower yokes 2a and 2b, respectively. Yoke 2a, 2
b is permanent magnets 1a and 1b and magnetic pole pieces 3a and 3b described later.
Are formed to face each other with a predetermined gap therebetween and form a magnetic path, and are formed in, for example, a rectangular shape having a shorter depth than the lateral width. The upper and lower yokes 2a and 2b are opposed to each other and supported by a plurality of vertical yokes 2c. These vertical yokes 2c are formed by arranging the upper and lower yokes 2a and 2b so as to face each other at a predetermined interval and closing the magnetic path by the permanent magnets 1a and 1b, and are made of a member that easily allows magnetic flux to pass through inside. For example, a total of four pieces are erected, one at each of the four corners of the upper and lower yokes 2a and 2b, and each forms a magnetic flux return circuit that passes through the measurement space set in the air gap A.
Magnetic pole pieces 3a and 3b are magnetically and mechanically fixed to the facing surfaces of the permanent magnets 1a and 1b on the side of the air gap A, respectively. The magnetic pole pieces 3a and 3b are set in a predetermined area in the air gap A and enhance the uniformity of the static magnetic field in the measurement space in which the examination site of the subject enters. Is provided with an annular protrusion. And the permanent magnets 1a, 1b, the yokes 2a, 2b, 2
c and the magnetic pole pieces 3a and 3b constitute a static magnetic field generating magnetic circuit for generating a uniform static magnetic field in the measurement space into which the subject is inserted.

【0013】上記磁極片3a,3bの空隙A側に面する
内側には、図2に示すように、傾斜磁場コイル4a,4
bがそれぞれ近接配置されている。傾斜磁場コイル4
a,4bは、磁極片3a,3bによる均一な静磁界に加
算する傾斜磁界を発生するもので、この傾斜磁界に加え
て位置を磁界の大きさに対応させ、その位置に応じた共
鳴周波数を発生させるようになっている。そして、傾斜
磁場コイル4a,4bは、図3,図4(図3,図4とも
磁極片3a側のみを示す)に示すように、磁極片3a,
3bの環状突起の内部に入り得る円形の板の表面および
裏面に、X方向コイル17x,Y方向コイル17yおよ
びZ方向コイル17zの三種類のコイルを配置して構成
されている。
As shown in FIG. 2, gradient magnetic field coils 4a, 4 are provided on the inner sides of the magnetic pole pieces 3a, 3b facing the air gap A side.
b are arranged close to each other. Gradient coil 4
a and 4b generate a gradient magnetic field that is added to the uniform static magnetic field generated by the magnetic pole pieces 3a and 3b. In addition to this gradient magnetic field, the position is made to correspond to the magnitude of the magnetic field, and the resonance frequency corresponding to the position is set. It is supposed to be generated. Then, the gradient magnetic field coils 4a and 4b, as shown in FIGS. 3 and 4 (only the pole piece 3a side is shown in FIGS. 3 and 4),
Three types of coils, an X-direction coil 17x, a Y-direction coil 17y, and a Z-direction coil 17z, are arranged on the front surface and the back surface of a circular plate that can enter the annular protrusion 3b.

【0014】また、傾斜磁場コイル4a,4bの内側に
は、照射コイル5が設けられている。照射コイル5は、
空隙A内に位置する被検体に核磁気共鳴を起こさせるた
めの電磁波を印加するもので、空隙Aの周囲を囲む円筒
状に形成されている。そして、照射コイル5の内側に
は、受信コイル6が配置されている。受信コイル6は、
被検体から放出される核磁気共鳴信号を受信するもの
で、空隙Aに位置する被検体の周りを覆うように形成さ
れている。
An irradiation coil 5 is provided inside the gradient magnetic field coils 4a and 4b. The irradiation coil 5 is
An electromagnetic wave for causing nuclear magnetic resonance is applied to a subject located in the void A, and is formed in a cylindrical shape surrounding the void A. The receiving coil 6 is arranged inside the irradiation coil 5. The receiving coil 6 is
It receives a nuclear magnetic resonance signal emitted from the subject, and is formed so as to cover the subject located in the void A.

【0015】そして、前記静磁界発生磁気回路の周囲に
は、温度調整手段7が設けられている。温度調整手段7
は、上記静磁界発生磁気回路の温度を一定に保つもの
で、永久磁石1a,1b,継鉄2a,2b,2cおよび
磁極片3a,3bの全体を覆う例えば発泡スチロールや
スポンジなどからなる断熱材8と、この断熱材8の内側
面に貼り付けたアルミ板10の内側に固定された面状ヒ
ータ9とからなる。なお、断熱材8は、被検体が空隙A
内に入れるようにその中央部が開口した形とされてい
る。なお、静磁界発生磁気回路は、図1に示すように前
面用のガントリーカバー11a,後面用のガントリーカ
バー11b,側面用のガントリーカバー11cおよび上面
用のガントリーカバー11dで覆われている。
A temperature adjusting means 7 is provided around the static magnetic field generating magnetic circuit. Temperature adjusting means 7
Is for keeping the temperature of the static magnetic field generating magnetic circuit constant and covers the entire permanent magnets 1a, 1b, yokes 2a, 2b, 2c and magnetic pole pieces 3a, 3b, for example, a heat insulating material 8 made of styrene foam or sponge. And a planar heater 9 fixed to the inside of an aluminum plate 10 attached to the inner surface of the heat insulating material 8. The heat insulating material 8 has a void A
The center part is open so that it can be placed inside. The static magnetic field generating magnetic circuit is covered with a gantry cover 11a for the front surface, a gantry cover 11b for the rear surface, a gantry cover 11c for the side surfaces, and a gantry cover 11d for the upper surface, as shown in FIG.

【0016】前記X方向コイル17xは、図5,図6に
示すように、非磁性で、冷却液が浸透することなく、か
つ電気絶縁性を有する材料からなるベース部材12の表
面に傾斜磁場発生パターンに沿って溝12aを形成し、
形成した溝12aにコイル線材を埋め込んで構成されて
いる。溝12aの裏側は、X方向コイル17xより発生
する熱を冷却するための冷却液用の通路13が形成され
ている。溝12aは、ほぼ図5に実線で示すようなパタ
ーンに形成されていて、一端部31から他端部32まで
一筆書きで描くことができるようになっている。そして
同様に、冷却液用の通路13も一筆書きで描くことがで
きるように形成されており、X方向コイル17xより発
生する熱をX方向コイル17x全体で均一に冷却するこ
とができる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the X-direction coil 17x is non-magnetic, does not penetrate the cooling liquid, and generates a gradient magnetic field on the surface of the base member 12 made of an electrically insulating material. Forming grooves 12a along the pattern,
A coil wire is embedded in the formed groove 12a. A passage 13 for a cooling liquid for cooling the heat generated by the X-direction coil 17x is formed on the back side of the groove 12a. The groove 12a is formed in a pattern substantially indicated by a solid line in FIG. 5, and the one end portion 31 to the other end portion 32 can be drawn with one stroke. Similarly, the cooling liquid passage 13 is also formed so that it can be drawn with a single stroke, and the heat generated from the X-direction coil 17x can be uniformly cooled in the entire X-direction coil 17x.

【0017】一方、Y方向コイル17yは、ベース部材
12の裏側面にX方向コイル17xと同様に図示しない
溝を形成し、形成した溝にコイル線材を埋め込んで構成
されている。そして、該溝の裏側に、通路13と同様に
Y方向コイル17yより発生する熱を冷却するための冷
却液用の通路が形成されている。この場合の溝および通
路は、ぼぼ図5に点線で示すようなパターンに形成され
ていて、X方向コイル17xの場合と同様に一端部から
他端部まで一筆書きで描くことができるように形成され
ており、Y方向コイル17yより発生する熱をY方向コ
イル17y全体で均一に冷却することができるようにな
っている。なお、Y方向コイル17y冷却液用の通路
は、その端部が前記X方向コイル17x冷却液用の通路
13の端部に連通する構成になっている。
On the other hand, the Y-direction coil 17y is formed by forming a groove (not shown) on the back side surface of the base member 12 like the X-direction coil 17x, and burying a coil wire material in the formed groove. A passage for a cooling liquid for cooling the heat generated by the Y-direction coil 17y is formed on the back side of the groove, like the passage 13. The groove and the passage in this case are formed in a pattern as shown by the dotted line in FIG. 5, and are formed so that one end can be drawn with one stroke like the case of the X-direction coil 17x. Therefore, the heat generated from the Y-direction coil 17y can be uniformly cooled in the entire Y-direction coil 17y. The Y-direction coil 17y cooling liquid passage is configured such that the end thereof communicates with the end of the X-direction coil 17x cooling liquid passage 13.

【0018】前記傾斜磁場コイル4a,4bは磁極片3
a側(下側)設置のものと磁極片3b側(上側)設置の
ものとが直列に接続され、X,Y,Zの各方向コイル17
x,17y,17zは電気的に絶縁されている。そのた
め各コイルの発熱量は磁極片3a側設置のものも磁極片
3b側設置のものも同じであるが、両者間には熱の伝達
量に差があるため、磁極片3b側(上側)の方が磁極片
3a側(下側)より温度が高くなり、磁極片3a,3b
および永久磁石1a,1bへの影響が異なって現われ
る。このようなことから、傾斜磁場コイル4a,4bの
冷却を別々に制御することが必要になる。
The gradient magnetic field coils 4a and 4b are magnetic pole pieces 3.
An a-side (lower side) installation and a pole piece 3b-side (upper side) installation are connected in series, and each of the X, Y, and Z direction coils 17 is connected.
x, 17y, and 17z are electrically insulated. Therefore, the amount of heat generated by each coil is the same for both the one installed on the side of the magnetic pole piece 3a and the one installed on the side of the magnetic pole piece 3b, but there is a difference in the amount of heat transfer between the two. The temperature becomes higher than that of the magnetic pole pieces 3a side (lower side), and the magnetic pole pieces 3a and 3b
And the influence on the permanent magnets 1a and 1b appears differently. Therefore, it is necessary to separately control the cooling of the gradient magnetic field coils 4a and 4b.

【0019】図7に傾斜磁場コイルの冷却装置の一例を
示す。図において、12′は磁極片3b側に設置されて
いるベース部材、14はY方向コイル17y冷却液用の
通路、21は冷却液循環用のポンプ、22は温度センサ
ー、23は冷却液の補充や液量等を検査する補助タン
ク、24は多数の放熱用のフィンを設けた放熱部、25
は放熱促進用のファン、26は配管で、非磁性の銅管,
ビニール管,プラスチック管等が使用される。30は静
磁界発生磁気回路を示す。このようにベース部材12,
12′とも、静磁界発生磁気回路30外に同一構成の独
立した冷却装置が設けられている。
FIG. 7 shows an example of a cooling device for a gradient magnetic field coil. In the figure, 12 'is a base member installed on the side of the magnetic pole piece 3b, 14 is a Y-direction coil 17y coolant passage, 21 is a coolant circulation pump, 22 is a temperature sensor, and 23 is coolant replenishment. And an auxiliary tank for inspecting liquid amount, etc., 24 is a heat dissipation portion provided with a large number of heat dissipation fins, 25
Is a fan for promoting heat dissipation, 26 is a pipe, a non-magnetic copper tube,
Vinyl pipes and plastic pipes are used. Reference numeral 30 denotes a static magnetic field generating magnetic circuit. In this way, the base member 12,
In 12 ', an independent cooling device having the same structure is provided outside the static magnetic field generating magnetic circuit 30.

【0020】図7に示すように、磁極片3a側に設置さ
れているベース部材12も、磁極片3b側設置のベース
部材12′においても、前記X方向コイル17x冷却液
用の通路13とY方向コイル17y冷却液用の通路14
とは直列に接続されているから、ポンプ21により供給
された冷却液は、通路13,14を通過して前記X方向
コイル17xおよびY方向コイル17yより発生する熱
を吸収し、放熱部24に送られて吸収した熱を放熱した
後、再びポンプ21を介して通路13,14に循環供給
される。この場合、通路13,14において吸収される
熱は、時間的に一定ではなく、また、装置が停止してい
る場合もあるため、温度センサー22により液量が制御
されている。
As shown in FIG. 7, in both the base member 12 installed on the side of the magnetic pole piece 3a and the base member 12 'installed on the side of the magnetic pole piece 3b, the X-direction coil 17x and the cooling liquid passage 13 and Y are provided. Directional coil 17y Coolant passage 14
Is connected in series, the cooling liquid supplied by the pump 21 passes through the passages 13 and 14 to absorb the heat generated from the X-direction coil 17x and the Y-direction coil 17y, and the cooling liquid is supplied to the heat radiating portion 24. After radiating the heat sent and absorbed, it is circulated and supplied again to the passages 13 and 14 via the pump 21. In this case, the heat absorbed in the passages 13 and 14 is not constant in time and the apparatus may be stopped, so that the temperature sensor 22 controls the liquid amount.

【0021】このように、上下各傾斜磁場コイル4a,
4bに発生する熱は、通路13,14に循環供給される
冷却液に伝達吸収され、熱を吸収した冷却液は、冷却装
置により放熱されて磁極片3a,3bに伝達させること
なく除去することが可能になる。そして、磁極片3a側
の傾斜磁場コイル4aと磁極片3b側の傾斜磁場コイル
4bとは、独立した冷却装置により各々に冷却制御され
ることになり、磁極片3a,3bおよび永久磁石1a,
1bに対する熱影響の差を防止することが可能になる。
このため、静磁界発生磁気回路の温度を安定化させて、
発生する静磁場の均一度を向上させることができる。
In this way, the upper and lower gradient magnetic field coils 4a,
The heat generated in 4b is transferred to and absorbed by the cooling liquid that is circulated and supplied to the passages 13 and 14, and the cooling liquid that has absorbed the heat is radiated by the cooling device and removed without being transferred to the magnetic pole pieces 3a and 3b. Will be possible. Then, the gradient magnetic field coil 4a on the side of the magnetic pole piece 3a and the gradient magnetic field coil 4b on the side of the magnetic pole piece 3b are individually controlled to be cooled by independent cooling devices, and the magnetic pole pieces 3a and 3b and the permanent magnet 1a,
It is possible to prevent a difference in thermal influence on 1b.
Therefore, by stabilizing the temperature of the static magnetic field generating magnetic circuit,
The homogeneity of the static magnetic field generated can be improved.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、磁気共鳴
イメージング装置において、非磁性でかつ電気絶縁性を
有し、表面側に傾斜磁場発生パターンに沿って傾斜磁場
コイルを埋め込む溝が形成されるとともに、該溝の裏面
側に前記傾斜磁場コイルを冷却する冷却液用の通路を形
成した各傾斜磁場コイルのベース部材と、該各ベース部
材に形成された通路を通過する冷却液の熱を放熱させる
一対の冷却装置とを備える構成にしたから、上下各傾斜
磁場コイルに発生する熱を、傾斜磁場コイルが埋め込ま
れた溝の裏面側に形成された該コイル冷却液用の通路に
供給される冷却液に伝達し、該冷却液の熱を冷却装置を
介して放熱することにより、磁極片に伝達させることな
く除去することができる。しかも、一対の冷却装置を設
けて傾斜磁場コイルごとに別々に冷却を制御するように
したから、各磁極片および永久磁石への熱影響を同一に
することが可能になり、静磁界発生磁気回路の温度を安
定化できるとともに、発生する静磁場の均一度を向上す
ることができ、断層像の画質を向上して良好な画像診断
を行える効果を奏する。
As described above, according to the present invention, in a magnetic resonance imaging apparatus, a groove having a non-magnetic property and an electrical insulation property, in which a gradient magnetic field coil is embedded along a gradient magnetic field generating pattern is formed on the surface side. In addition, the heat of the cooling liquid passing through the base member of each gradient magnetic field coil having a passage for the cooling liquid for cooling the gradient magnetic field coil on the back surface side of the groove and the heat of the cooling liquid passing through the passage formed in each base member is provided. Since it is configured to include a pair of cooling devices for radiating heat, heat generated in the upper and lower gradient magnetic field coils is supplied to the coil cooling liquid passage formed on the back surface side of the groove in which the gradient magnetic field coils are embedded. The heat of the cooling liquid can be removed without being transferred to the magnetic pole pieces by transmitting the heat to the cooling liquid and radiating the heat of the cooling liquid through the cooling device. Moreover, since a pair of cooling devices are provided to control cooling separately for each gradient magnetic field coil, it is possible to make the thermal influence on each magnetic pole piece and the permanent magnet the same, and the static magnetic field generating magnetic circuit. The temperature can be stabilized, the uniformity of the generated static magnetic field can be improved, the image quality of the tomographic image can be improved, and good image diagnosis can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のMRI装置の実施例を示す斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an MRI apparatus of the present invention.

【図2】図1の中央縦断面図である。FIG. 2 is a central vertical sectional view of FIG.

【図3】傾斜磁場コイルの形状および構造を示す平面図
である。
FIG. 3 is a plan view showing the shape and structure of a gradient magnetic field coil.

【図4】図3のIV−IV矢視断面図である。4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG.

【図5】傾斜磁場発生パターンに沿う溝に形成されたコ
イルを示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing a coil formed in a groove along a gradient magnetic field generation pattern.

【図6】傾斜磁場コイルのベース部材に形成されたコイ
ル埋込用の溝および冷却液用の通路の一部を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a part of a groove for embedding a coil and a passage for a coolant formed in a base member of a gradient magnetic field coil.

【図7】傾斜磁場コイルの冷却装置の一例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a cooling device for a gradient magnetic field coil.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b 永久磁石 2a,2b 継鉄 3a,3b 磁極片 4a,4b 傾斜磁場コイル 7 温度調整手段 12,12′ ベース部材 12a 溝 13,14 冷却液用の通路 17x X方向コイル 17y Y方向コイル 17z Z方向コイル 21 冷却液循環用のポンプ 24 放熱部 25 ファン 26 配管 1a, 1b Permanent magnets 2a, 2b Yoke 3a, 3b Magnetic pole pieces 4a, 4b Gradient field coil 7 Temperature adjusting means 12, 12 'Base member 12a Groove 13,14 Coolant passage 17x X-direction coil 17y Y-direction coil 17z Z-direction coil 21 Coolant circulation pump 24 Radiator 25 Fan 26 Piping

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被検体が入り得る空隙を形成して対向配置
された一対の永久磁石、およびこれらの永久磁石を磁気
的に結合する継鉄、並びに上記永久磁石の空隙側の対向
面にそれぞれ固着され均一磁界を発生するための磁極片
を有する静磁界発生磁気回路と、上記磁極片の内側に近
接配置され該磁極片による均一磁界に加算する傾斜磁界
を発生する傾斜磁場コイルと、この傾斜磁場コイルの内
側にて上記空隙内の被検体に電磁波を印加する照射コイ
ルと、上記被検体から放出される核磁気共鳴信号を受信
する受信コイルと、上記静磁界発生磁気回路の温度を一
定に保つ温度調整手段とを備えた磁気共鳴イメージング
装置において、非磁性でかつ電気絶縁性を有し、表面側
に傾斜磁場発生パターンに沿って傾斜磁場コイルを埋め
込む溝が形成されるとともに、該溝の裏面側に前記傾斜
磁場コイルを冷却する冷却液用の通路を形成した前記各
傾斜磁場コイルのベース部材と、該各ベース部材に形成
された通路を通過する冷却液の熱を放熱させる一対の冷
却装置とを備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージン
グ装置。
1. A pair of permanent magnets, which are opposed to each other to form a void into which a subject can enter, a yoke for magnetically coupling these permanent magnets, and a void-side facing surface of the permanent magnet, respectively. A static magnetic field generating magnetic circuit having a magnetic pole piece that is fixed and generates a uniform magnetic field, a gradient magnetic field coil that is disposed close to the inside of the magnetic pole piece and that generates a gradient magnetic field that adds to the uniform magnetic field generated by the magnetic pole piece, and this gradient An irradiation coil for applying electromagnetic waves to the subject in the air gap inside the magnetic field coil, a receiving coil for receiving a nuclear magnetic resonance signal emitted from the subject, and a constant temperature of the static magnetic field generating magnetic circuit. In a magnetic resonance imaging apparatus provided with a temperature adjusting means for holding, a groove which is non-magnetic and has an electrical insulation property and in which a gradient magnetic field coil is embedded is formed on a surface side along a gradient magnetic field generation pattern. At the same time, the heat of the cooling liquid passing through the base member of each of the gradient magnetic field coils, in which a passage for the cooling liquid for cooling the gradient magnetic field coil is formed on the back surface side of the groove, and the heat of the cooling liquid passing through the passage formed in each of the base members are A magnetic resonance imaging apparatus comprising a pair of cooling devices for radiating heat.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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