JPH0856934A - 磁気共鳴撮像装置用の傾斜コイル機構 - Google Patents
磁気共鳴撮像装置用の傾斜コイル機構Info
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- JPH0856934A JPH0856934A JP7213944A JP21394495A JPH0856934A JP H0856934 A JPH0856934 A JP H0856934A JP 7213944 A JP7213944 A JP 7213944A JP 21394495 A JP21394495 A JP 21394495A JP H0856934 A JPH0856934 A JP H0856934A
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- gradient
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- coil
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/385—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using gradient magnetic field coils
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造が容易で且つ高効率な磁気共鳴撮像装置
用の傾斜コイル機構を得る。 【解決手段】 所定の物体の画像の取得を目的とする穴
状の空間領域が誘電体４４に形成される。この空間領域
へ傾斜磁界を形成するための傾斜コイル７０、８０が誘
電体により保持される。傾斜コイル７０、８０は、励起
された傾斜磁界の中央６４において対称となり、磁気共
鳴撮像装置用の傾斜コイル機構として、挿入可能な形態
で組み立てられる。誘電体４４の端部に切除部領域６２
が構成され、傾斜コイル７０、８０は、この切除部領域
６２の外形に従う巻線部分７４、８２を含んでいる。こ
の構成によれば、傾斜コイル７０、８０は、傾斜磁界の
中央６４に対し十分に対称の関係で、コイル長をより長
く構成することができる。よって、傾斜コイル７０、８
０に生じるトルクは、中央６４の相対する位置において
キャンセルされる。
用の傾斜コイル機構を得る。 【解決手段】 所定の物体の画像の取得を目的とする穴
状の空間領域が誘電体４４に形成される。この空間領域
へ傾斜磁界を形成するための傾斜コイル７０、８０が誘
電体により保持される。傾斜コイル７０、８０は、励起
された傾斜磁界の中央６４において対称となり、磁気共
鳴撮像装置用の傾斜コイル機構として、挿入可能な形態
で組み立てられる。誘電体４４の端部に切除部領域６２
が構成され、傾斜コイル７０、８０は、この切除部領域
６２の外形に従う巻線部分７４、８２を含んでいる。こ
の構成によれば、傾斜コイル７０、８０は、傾斜磁界の
中央６４に対し十分に対称の関係で、コイル長をより長
く構成することができる。よって、傾斜コイル７０、８
０に生じるトルクは、中央６４の相対する位置において
キャンセルされる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴撮像装置用の
傾斜コイル機構に関し、特に、高速度磁気共鳴撮像装置
に内装され用いられる磁気共鳴撮像装置用の傾斜コイル
機構に関する。
傾斜コイル機構に関し、特に、高速度磁気共鳴撮像装置
に内装され用いられる磁気共鳴撮像装置用の傾斜コイル
機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電磁共鳴撮像装置は通常、大きな
直径の患者受け入れ穴の周囲に全身傾斜コイルを含み構
成されている。さらに、超伝導性または抵抗性の主磁界
マグネット、そして無線送信／受信コイルが穴を囲んで
いる。
直径の患者受け入れ穴の周囲に全身傾斜コイルを含み構
成されている。さらに、超伝導性または抵抗性の主磁界
マグネット、そして無線送信／受信コイルが穴を囲んで
いる。
【０００３】この電磁共鳴撮像装置に適用され用いられ
る全身傾斜コイルは、直線性の優れた傾斜磁界を生成す
るが、いくつかの欠点を有している。大きな直径の傾斜
コイルでは、旋回速度は十分に低く、それは傾斜磁界が
誘起され変化され得る速度の制限要因である。大きな直
径の全身傾斜コイルは、与えられたインダクタンスへの
ユニット駆動電流当り比較的低い傾斜磁界を有し、それ
は最高速の磁気共鳴撮像技術としての利用の限界とな
る。傾斜コイル内へ蓄積されたエネルギーは、一般的な
割合が放射力の５分の１以上に比例している。故に、全
身コイルが大きな量のエネルギーを要求し、大きな直径
が必要となる。さらに、超伝導主磁石は、穴の周囲に設
定された低温シールドを有している。より大きな直径の
傾斜コイルは、低温シールドへより接近し、それゆえ渦
電流の発生を促進させる。より小さな直径のコイルで必
要とされる以上に、全身傾斜コイルでは、低温シールド
内の渦電流を防止する更なるシールディングが必要とさ
れる。
る全身傾斜コイルは、直線性の優れた傾斜磁界を生成す
るが、いくつかの欠点を有している。大きな直径の傾斜
コイルでは、旋回速度は十分に低く、それは傾斜磁界が
誘起され変化され得る速度の制限要因である。大きな直
径の全身傾斜コイルは、与えられたインダクタンスへの
ユニット駆動電流当り比較的低い傾斜磁界を有し、それ
は最高速の磁気共鳴撮像技術としての利用の限界とな
る。傾斜コイル内へ蓄積されたエネルギーは、一般的な
割合が放射力の５分の１以上に比例している。故に、全
身コイルが大きな量のエネルギーを要求し、大きな直径
が必要となる。さらに、超伝導主磁石は、穴の周囲に設
定された低温シールドを有している。より大きな直径の
傾斜コイルは、低温シールドへより接近し、それゆえ渦
電流の発生を促進させる。より小さな直径のコイルで必
要とされる以上に、全身傾斜コイルでは、低温シールド
内の渦電流を防止する更なるシールディングが必要とさ
れる。
【０００４】これら及び他の全身コイルの制限におい
て、多数の挿入可能なコイルは、患者用の穴内にフィッ
トするに十分な小ささに発展して来ている。典型的に
は、挿入可能なコイルが体の特定部、例えば頭部コイ
ル、心臓部コイルへ仕立てられる。伝統的に、ヘッドコ
イルは人頭と融合し易いようにシリンダサイズ、例えば
直径２８ｃｍ、一方心臓コイルは人体の胴に適合させた
２平面サイズとされる。大概の脳検査では、実質的に両
眼腔と同じ平面の脳部分の周りを中心に検査する。左右
対称なコイルでは、電磁的および物理的に等しい中央
は、患者の両眼または患者の心臓の共通部位へ配列され
それぞれ設置される。
て、多数の挿入可能なコイルは、患者用の穴内にフィッ
トするに十分な小ささに発展して来ている。典型的に
は、挿入可能なコイルが体の特定部、例えば頭部コイ
ル、心臓部コイルへ仕立てられる。伝統的に、ヘッドコ
イルは人頭と融合し易いようにシリンダサイズ、例えば
直径２８ｃｍ、一方心臓コイルは人体の胴に適合させた
２平面サイズとされる。大概の脳検査では、実質的に両
眼腔と同じ平面の脳部分の周りを中心に検査する。左右
対称なコイルでは、電磁的および物理的に等しい中央
は、患者の両眼または患者の心臓の共通部位へ配列され
それぞれ設置される。
【０００５】一般的な規則では、より長いシリンダ形状
の頭部コイルほど、傾斜が直線である領域が大きくな
り、領域もより直線である。しかしながら、患者の肩
は、対称頭部傾斜コイルの長さ上の制限ファクタであ
る。肩は、患者の終端から略２０ｃｍに中央を制限す
る。これらにより、対称頭部コイルは、従来略長さ４０
ｃｍに制限されて来た。
の頭部コイルほど、傾斜が直線である領域が大きくな
り、領域もより直線である。しかしながら、患者の肩
は、対称頭部傾斜コイルの長さ上の制限ファクタであ
る。肩は、患者の終端から略２０ｃｍに中央を制限す
る。これらにより、対称頭部コイルは、従来略長さ４０
ｃｍに制限されて来た。
【０００６】より長い頭部傾斜コイルの便利な利益を得
るために、電磁中央が身体、コイルの物理的、幾何学的
中央から患者方向のオフセットに頭部コイルは設計され
てきた。例えば、パトリック氏他のU.S.P.5278504 、ロ
エマ氏他のU.S.P.5177442 等がある。U.S.P.5278504
は、磁気核共鳴装置へ適用されるコイル配列に関するも
のである。本発明では、電磁共鳴装置内にコイルが設置
され、筒状体に磁界を生成させ、この筒状態内に収容さ
れた患者の検査を行うことを目的としている。コイル
は、筒状態の周囲を取り囲み一対のコイルが効果的に取
付けられる。コイルの各々は、放射状の直線に筒状体に
設置され、コイルの導体端部が軸状とされ軸部分に設置
され構成されている。
るために、電磁中央が身体、コイルの物理的、幾何学的
中央から患者方向のオフセットに頭部コイルは設計され
てきた。例えば、パトリック氏他のU.S.P.5278504 、ロ
エマ氏他のU.S.P.5177442 等がある。U.S.P.5278504
は、磁気核共鳴装置へ適用されるコイル配列に関するも
のである。本発明では、電磁共鳴装置内にコイルが設置
され、筒状体に磁界を生成させ、この筒状態内に収容さ
れた患者の検査を行うことを目的としている。コイル
は、筒状態の周囲を取り囲み一対のコイルが効果的に取
付けられる。コイルの各々は、放射状の直線に筒状体に
設置され、コイルの導体端部が軸状とされ軸部分に設置
され構成されている。
【０００７】便利な頭部傾斜コイルは、ｚ軸のマクセル
ペア（Maxwell pair）又はシリンダ表面上のｘまたはｙ
軸のゴレーサドルコイル（Golay saddle coil）を含
み、その他は全巻線がシリンダ表面上に存在しない対向
コイルを有している。“肺画像のためのコンパクトマグ
ネット及び傾斜システム”、"Compact Magnet and Grad
ient System For Breast Imaging" 、Ｓ、ピッサンツキ
イ氏他、ＳＭＲＭ 第１２回年度会議、ｐ１３０４（１
９９３）、コイルの領域生成端部において９０°角で放
射状に曲がったコンパクト非対称シリンダコイルの説明
がある。このコイルは、胸部に対し圧接されたコイルで
肺画像を撮像するために設計されたものである。“分布
面傾斜コイルの高度な多次元設計”、"High-Order, Mul
ti-Dimensional Design of Distributed Surface Gradi
ent Coil" 、オー氏他、ＳＭＲＭ第１２回会議、ｐ３１
０（１９９３）三次元流を用いた傾斜表面の最大効率化
への試み、がある。
ペア（Maxwell pair）又はシリンダ表面上のｘまたはｙ
軸のゴレーサドルコイル（Golay saddle coil）を含
み、その他は全巻線がシリンダ表面上に存在しない対向
コイルを有している。“肺画像のためのコンパクトマグ
ネット及び傾斜システム”、"Compact Magnet and Grad
ient System For Breast Imaging" 、Ｓ、ピッサンツキ
イ氏他、ＳＭＲＭ 第１２回年度会議、ｐ１３０４（１
９９３）、コイルの領域生成端部において９０°角で放
射状に曲がったコンパクト非対称シリンダコイルの説明
がある。このコイルは、胸部に対し圧接されたコイルで
肺画像を撮像するために設計されたものである。“分布
面傾斜コイルの高度な多次元設計”、"High-Order, Mul
ti-Dimensional Design of Distributed Surface Gradi
ent Coil" 、オー氏他、ＳＭＲＭ第１２回会議、ｐ３１
０（１９９３）三次元流を用いた傾斜表面の最大効率化
への試み、がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
U.S.P.5278504 に代表される非対称頭部コイルは、直線
性および直線領域の大きさに利益を有するが、オフセッ
トのセッティングの困難さを除いて改善は無い。主磁界
内において、主および傾斜電磁界相互作用からの機械的
トルクに対し、非対称傾斜コイルは主体となる。これら
はトルクに逆らうために、非対称頭部コイルは、堅くて
曲がらない機械的束縛により組み立てられる。主磁界機
構へ十分な機械的構造による取付けにも係らず、トルク
は以前として機械的振動とノイズを起こさせる。
U.S.P.5278504 に代表される非対称頭部コイルは、直線
性および直線領域の大きさに利益を有するが、オフセッ
トのセッティングの困難さを除いて改善は無い。主磁界
内において、主および傾斜電磁界相互作用からの機械的
トルクに対し、非対称傾斜コイルは主体となる。これら
はトルクに逆らうために、非対称頭部コイルは、堅くて
曲がらない機械的束縛により組み立てられる。主磁界機
構へ十分な機械的構造による取付けにも係らず、トルク
は以前として機械的振動とノイズを起こさせる。
【０００９】また、オー氏の表面傾斜コイルにおける問
題の一つは、直線性の制御が困難なことである。更に、
コイルはその複雑な形状と高電流密度により、製造が困
難であるという問題を伴う。
題の一つは、直線性の制御が困難なことである。更に、
コイルはその複雑な形状と高電流密度により、製造が困
難であるという問題を伴う。
【００１０】本発明は、製造が容易で且つ高効率な磁気
共鳴撮像装置用の傾斜コイル機構を提供することを目的
とする。
共鳴撮像装置用の傾斜コイル機構を提供することを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の磁気共鳴撮像装置用の傾斜コイル機構は、
所定の物体の画像の取得を目的とする空間領域が穴状に
形成され、誘電体（４４）が空間領域へ傾斜磁界を形成
するための傾斜コイル（７０、８０）を保持し、この傾
斜コイル（７０、８０）は励起された傾斜磁界の中央
（６４）において対称となり挿入可能な形態で組み立て
られた、磁気共鳴撮像装置用の傾斜コイル機構（４２）
であり、誘電体（４４）の第１の端部に、所定の物体の
空間領域にある部位の画像を取得するために、少なくと
も１の切除部領域（６２）が調整設定され、傾斜コイル
（７０、８０）は、切除部領域（６２）の外形に従う輪
郭付けされた第１の巻線部分（７４、８２）を含み、傾
斜コイル（７０、８０）は、傾斜磁界の中央（６４）に
対し十分に対称の関係であり、傾斜コイル（７０、８
０）上のトルクは中央（６４）の相対する位置において
キャンセルするように作用する、ことを特徴としてい
る。
め、本発明の磁気共鳴撮像装置用の傾斜コイル機構は、
所定の物体の画像の取得を目的とする空間領域が穴状に
形成され、誘電体（４４）が空間領域へ傾斜磁界を形成
するための傾斜コイル（７０、８０）を保持し、この傾
斜コイル（７０、８０）は励起された傾斜磁界の中央
（６４）において対称となり挿入可能な形態で組み立て
られた、磁気共鳴撮像装置用の傾斜コイル機構（４２）
であり、誘電体（４４）の第１の端部に、所定の物体の
空間領域にある部位の画像を取得するために、少なくと
も１の切除部領域（６２）が調整設定され、傾斜コイル
（７０、８０）は、切除部領域（６２）の外形に従う輪
郭付けされた第１の巻線部分（７４、８２）を含み、傾
斜コイル（７０、８０）は、傾斜磁界の中央（６４）に
対し十分に対称の関係であり、傾斜コイル（７０、８
０）上のトルクは中央（６４）の相対する位置において
キャンセルするように作用する、ことを特徴としてい
る。
【００１２】また、上記第１の巻線部分（７４、８２）
はパラボラ状であり、少なくとも１の切除部領域（６
２）は一対のパラボラ状の切除部領域を含み、第１の巻
線部分（７４、８２）はパラボラ形状の進路に沿い拡大
し切除部領域（６２）の端に整合するとよい。
はパラボラ状であり、少なくとも１の切除部領域（６
２）は一対のパラボラ状の切除部領域を含み、第１の巻
線部分（７４、８２）はパラボラ形状の進路に沿い拡大
し切除部領域（６２）の端に整合するとよい。
【００１３】さらに、切除部領域（６２）に整合する誘
電体（４４）から外側へ拡大するフレア状の部分（９
０）と、傾斜コイルの巻線部分（７０、８０）はフレア
状の部分（９０）に沿って拡大し、傾斜コイル（７０、
８０）は、誘電体（４４）の第２の端部へ整合する第２
の巻線部分（７４、８２）を含み、第２の巻線部分（７
４、８２）と第１の巻線部分（７４、８２）とが略中心
において対称とされるとよい。
電体（４４）から外側へ拡大するフレア状の部分（９
０）と、傾斜コイルの巻線部分（７０、８０）はフレア
状の部分（９０）に沿って拡大し、傾斜コイル（７０、
８０）は、誘電体（４４）の第２の端部へ整合する第２
の巻線部分（７４、８２）を含み、第２の巻線部分（７
４、８２）と第１の巻線部分（７４、８２）とが略中心
において対称とされるとよい。
【００１４】誘電体（４４）は筒状であり、所定の物体
の頭部を受けるための形態とされ、少なくとも１の切除
部領域（６２）は所定の物体の肩を受けるための一対の
切除部とされるとよい。
の頭部を受けるための形態とされ、少なくとも１の切除
部領域（６２）は所定の物体の肩を受けるための一対の
切除部とされるとよい。
【００１５】傾斜コイル（７０、８０）は、各々が誘電
体（４４）のそれぞれの４分円上に中央（６４）に対し
て略対称に配置された４対称の指紋状のｘ傾斜コイル巻
（７２）と、各々が誘電体（４４）のそれぞれの４分円
上に中央（６４）に対して略対称に配置された４対称の
指紋状のｙ傾斜コイル巻（８４）とを具備し、ｘおよび
ｙ傾斜コイル巻（７２、８４）は、覆いそして９０°の
オフセットで誘電体（４４）の周囲を相互に取り囲んで
設定されるとよい。
体（４４）のそれぞれの４分円上に中央（６４）に対し
て略対称に配置された４対称の指紋状のｘ傾斜コイル巻
（７２）と、各々が誘電体（４４）のそれぞれの４分円
上に中央（６４）に対して略対称に配置された４対称の
指紋状のｙ傾斜コイル巻（８４）とを具備し、ｘおよび
ｙ傾斜コイル巻（７２、８４）は、覆いそして９０°の
オフセットで誘電体（４４）の周囲を相互に取り囲んで
設定されるとよい。
【００１６】なお、少なくとも１つの切除部領域（６
２）は一対のパラボラ状の切除部領域を有し、この一対
のパラボラ状の切除部領域が、ｘ傾斜コイル巻（７２）
の一対の中央端部の円弧にパラボラ状の切除部領域を囲
うパラボラ状の経路に沿い、ｙ傾斜コイル巻（８４）の
一対の調整角（８２）がパラボラ状の切除部領域（６
２）の各々の略半周の外形に従い、設定されているとよ
い。
２）は一対のパラボラ状の切除部領域を有し、この一対
のパラボラ状の切除部領域が、ｘ傾斜コイル巻（７２）
の一対の中央端部の円弧にパラボラ状の切除部領域を囲
うパラボラ状の経路に沿い、ｙ傾斜コイル巻（８４）の
一対の調整角（８２）がパラボラ状の切除部領域（６
２）の各々の略半周の外形に従い、設定されているとよ
い。
【００１７】
【作用】したがって、本発明の磁気共鳴撮像装置用の傾
斜コイルによれば、所定の物体の画像の取得を目的とす
る空間領域が誘電体（４４）に穴状に形成される。誘電
体（４４）は空間領域へ傾斜磁界を形成するための傾斜
コイル（７０、８０）を保持する。この傾斜コイル（７
０、８０）は励起された傾斜磁界の中央（６４）におい
て対称に組み立てられた傾斜コイル機構（４２）であ
る。誘電体（４４）の第１の端部に、所定の物体の空間
領域にある部位の画像を取得するために、少なくとも１
の切除部領域（６２）が調整設定される。傾斜コイル
（７０、８０）は切除部領域（６２）の外形に従う第１
の巻線部分（７４、８２）を含み、傾斜コイル（７０、
８０）は傾斜磁界の中央（６４）に対し十分に対称の関
係である。よって、傾斜コイル（７０、８０）に生じる
トルクは、中央（６４）の相対する位置においてキャン
セルするように作用する。
斜コイルによれば、所定の物体の画像の取得を目的とす
る空間領域が誘電体（４４）に穴状に形成される。誘電
体（４４）は空間領域へ傾斜磁界を形成するための傾斜
コイル（７０、８０）を保持する。この傾斜コイル（７
０、８０）は励起された傾斜磁界の中央（６４）におい
て対称に組み立てられた傾斜コイル機構（４２）であ
る。誘電体（４４）の第１の端部に、所定の物体の空間
領域にある部位の画像を取得するために、少なくとも１
の切除部領域（６２）が調整設定される。傾斜コイル
（７０、８０）は切除部領域（６２）の外形に従う第１
の巻線部分（７４、８２）を含み、傾斜コイル（７０、
８０）は傾斜磁界の中央（６４）に対し十分に対称の関
係である。よって、傾斜コイル（７０、８０）に生じる
トルクは、中央（６４）の相対する位置においてキャン
セルするように作用する。
【００１８】
【実施例】次に添付図面を参照して本発明による磁気共
鳴撮像装置用の傾斜コイルの実施例を詳細に説明する。
鳴撮像装置用の傾斜コイルの実施例を詳細に説明する。
【００１９】図１において、本装置は、長手方向または
中心の穴１２のｚ軸に沿い一時的安定化された磁界を生
成する主磁界コイル１０の複数を有している。超伝導体
において、主磁界コイル１０は成形具１４により支持さ
れ、トロイダルヘリウムの皿又は缶１６により受領され
る。この缶１６は、超伝導温度に主磁界コイルを維持す
る液体ヘリウムで満たされている。さらに缶１６は、冷
却シールド１８、２０の連続体により囲われ、これらは
ジュワー（dewar）真空体２２中に保持される。
中心の穴１２のｚ軸に沿い一時的安定化された磁界を生
成する主磁界コイル１０の複数を有している。超伝導体
において、主磁界コイル１０は成形具１４により支持さ
れ、トロイダルヘリウムの皿又は缶１６により受領され
る。この缶１６は、超伝導温度に主磁界コイルを維持す
る液体ヘリウムで満たされている。さらに缶１６は、冷
却シールド１８、２０の連続体により囲われ、これらは
ジュワー（dewar）真空体２２中に保持される。
【００２０】全身の傾斜コイルは、穴１２に沿って組み
立てられたｘ、ｙ、ｚコイルを有している。好ましく
は、傾斜コイルは、自己シールドされた傾斜コイルであ
り、主ｘ、ｙ、およびｚコイルは、誘電体３２およびジ
ュワー真空体２２のシリンダを規定する穴に保持された
第２傾斜コイル３４中に取付けられている。全身ＲＦコ
イル３６は、傾斜コイル３０の内部に搭載される。全身
ＲＦシールド３８、例えば銅網は、全身ＲＦコイル３６
および傾斜コイル３０の間に組み込まれる。
立てられたｘ、ｙ、ｚコイルを有している。好ましく
は、傾斜コイルは、自己シールドされた傾斜コイルであ
り、主ｘ、ｙ、およびｚコイルは、誘電体３２およびジ
ュワー真空体２２のシリンダを規定する穴に保持された
第２傾斜コイル３４中に取付けられている。全身ＲＦコ
イル３６は、傾斜コイル３０の内部に搭載される。全身
ＲＦシールド３８、例えば銅網は、全身ＲＦコイル３６
および傾斜コイル３０の間に組み込まれる。
【００２１】挿入可能な頭部コイル４０は、穴１２の中
心内に可動状態で組み込まれる。可動状態のコイル組立
は、誘電体４４により保持され挿入可能な傾斜コイル４
２を具備している。挿入可能なＲＦコイル４６は、誘電
体４４の内部に組み込まれる。ＲＦシールド４８は、挿
入可能なＲＦコイル４６および傾斜コイル４２間に組み
込まれる。
心内に可動状態で組み込まれる。可動状態のコイル組立
は、誘電体４４により保持され挿入可能な傾斜コイル４
２を具備している。挿入可能なＲＦコイル４６は、誘電
体４４の内部に組み込まれる。ＲＦシールド４８は、挿
入可能なＲＦコイル４６および傾斜コイル４２間に組み
込まれる。
【００２２】操作インターフェースおよび制御ステーシ
ョン５０は、人間が認識可能な、例えばビデオモニタ５
２およびキーボード５４およびマウス５６を含む操作者
入力装置等を有している。コンピュータラック５８は、
電気共鳴シーケンサ、制御再構成プロセッサ、全身ＲＦ
コイル３６、ＲＦコイル４６のための他のコンピュータ
ハードウェアおよびソフトウェアおよび簡便な電磁共鳴
撮像シーケンスの多数の機具に対する傾斜コイル３０お
よび４２、エコー平坦化およびエコー立体化撮像シーケ
ンスを含み保持する。エコー平坦化およびエコー立体化
撮像シーケンスは、短いデータ認識時間および高傾斜力
および旋回速度により特徴付けられている。コンピュー
タラック５８は、更にＲＦ励起を促進させるディジタル
トランスミッタおよび全身ＲＦコイル３６、ＲＦコイル
４６に対する共鳴複合信号および受信および電磁共鳴信
号調整用のディジタル受信機を保持する。アレイプロセ
ッサおよび搭載ソフトウェアは、受信した電磁共鳴信号
をコンピュータメモリまたはディスク上の蓄積された再
現画像に再構成する。ビデオプロセッサは、再構成し蓄
積された再現画像の選択的な所定部の抽出を行い、ビデ
オモニタ５２で表示するためにデータのフォーマットを
行う。
ョン５０は、人間が認識可能な、例えばビデオモニタ５
２およびキーボード５４およびマウス５６を含む操作者
入力装置等を有している。コンピュータラック５８は、
電気共鳴シーケンサ、制御再構成プロセッサ、全身ＲＦ
コイル３６、ＲＦコイル４６のための他のコンピュータ
ハードウェアおよびソフトウェアおよび簡便な電磁共鳴
撮像シーケンスの多数の機具に対する傾斜コイル３０お
よび４２、エコー平坦化およびエコー立体化撮像シーケ
ンスを含み保持する。エコー平坦化およびエコー立体化
撮像シーケンスは、短いデータ認識時間および高傾斜力
および旋回速度により特徴付けられている。コンピュー
タラック５８は、更にＲＦ励起を促進させるディジタル
トランスミッタおよび全身ＲＦコイル３６、ＲＦコイル
４６に対する共鳴複合信号および受信および電磁共鳴信
号調整用のディジタル受信機を保持する。アレイプロセ
ッサおよび搭載ソフトウェアは、受信した電磁共鳴信号
をコンピュータメモリまたはディスク上の蓄積された再
現画像に再構成する。ビデオプロセッサは、再構成し蓄
積された再現画像の選択的な所定部の抽出を行い、ビデ
オモニタ５２で表示するためにデータのフォーマットを
行う。
【００２３】図２において、挿入可能な傾斜コイル４２
の巻線である能動的傾斜コイルは、上記の実施例では円
形のシリンダ形状体である誘電体４４へ搭載される。患
者の受信端において、誘電体４４は、患者の肩に一致す
る形状、前述の実施例においてはパラボラ状、とされた
切除部６２を有する。アナログ的パラボラ状領域である
切除部６２は、対向端部が対称に構成される。中央６４
は、誘電体４４の幾何学的中心に位置している。円柱状
の誘電体４４は、人頭を内部に収容するサイズであり、
略１５ｃｍの半径ρaを有する。被検体の頭と傾斜コイ
ル４２との間の半径ρaの内に、ＲＦシールド４８が設
定される。誘電体４４は、２ｚbに等しい長さＬを有
し、放射状の頂点の間隔距離は２ｚaに等しい。半径が
ρaであるシリンダの端部におけるパラボラ状のスパン
間隔は、２ｘbに等しい。より明確に言うと、φ＝０部
位の放射状頂点からの方位状の距離を、ｘa＝０．０と
する。パラボラの数値的な変化率はε＝１である。コイ
ルの幾何学的中心に対するパラボラ状部位の端点の距離
は、ｚbで表されコイルの半分の長さに一致する。パラ
ボラ状部位の終点からφ＝０点までの方位状の距離はｘ
b＝ρa φbで表される。パラボラの部位のラタス レク
タム（latus rectum）パラメータｐは、パラボラ状のｘ
傾斜コイルにおいて規定され式（１）で表される。
の巻線である能動的傾斜コイルは、上記の実施例では円
形のシリンダ形状体である誘電体４４へ搭載される。患
者の受信端において、誘電体４４は、患者の肩に一致す
る形状、前述の実施例においてはパラボラ状、とされた
切除部６２を有する。アナログ的パラボラ状領域である
切除部６２は、対向端部が対称に構成される。中央６４
は、誘電体４４の幾何学的中心に位置している。円柱状
の誘電体４４は、人頭を内部に収容するサイズであり、
略１５ｃｍの半径ρaを有する。被検体の頭と傾斜コイ
ル４２との間の半径ρaの内に、ＲＦシールド４８が設
定される。誘電体４４は、２ｚbに等しい長さＬを有
し、放射状の頂点の間隔距離は２ｚaに等しい。半径が
ρaであるシリンダの端部におけるパラボラ状のスパン
間隔は、２ｘbに等しい。より明確に言うと、φ＝０部
位の放射状頂点からの方位状の距離を、ｘa＝０．０と
する。パラボラの数値的な変化率はε＝１である。コイ
ルの幾何学的中心に対するパラボラ状部位の端点の距離
は、ｚbで表されコイルの半分の長さに一致する。パラ
ボラ状部位の終点からφ＝０点までの方位状の距離はｘ
b＝ρa φbで表される。パラボラの部位のラタス レク
タム（latus rectum）パラメータｐは、パラボラ状のｘ
傾斜コイルにおいて規定され式（１）で表される。
【００２４】
【数１】
【００２５】傾斜コイルのこの幾何学的な形状は対称的
であり、故に過剰トルクはゼロに等しい。コイルの画像
体積は、即ち、人頭全体を最良の直線性で均一な領域が
覆い脳に集中する。コイルの電流密度の対称性により、
蓄積電磁エネルギーは、非対称傾斜コイル中の同一規格
におけるエネルギーより少ない。拡張された戻り通路長
は、４０ｃｍ長および比較可能な傾斜磁界規格の対称コ
イル案と比較して低巻線密度を許容する。
であり、故に過剰トルクはゼロに等しい。コイルの画像
体積は、即ち、人頭全体を最良の直線性で均一な領域が
覆い脳に集中する。コイルの電流密度の対称性により、
蓄積電磁エネルギーは、非対称傾斜コイル中の同一規格
におけるエネルギーより少ない。拡張された戻り通路長
は、４０ｃｍ長および比較可能な傾斜磁界規格の対称コ
イル案と比較して低巻線密度を許容する。
【００２６】設計中のｘ傾斜コイルにおける最初のステ
ップは、半径ρaおよびトータル長Ｌで伝統的な限定サ
イズを変換したｘ傾斜コイルの形状を規定する。傾斜コ
イルのこの形状の設計は、コイルの中心を廻るｘ軸方向
において反−対称であり、ｙ軸およびｚ軸方向において
対称である傾斜磁界を生成する。コイルの長さは限定さ
れている為、電流密度はサインおよびコサインフーリエ
級数により拡張される。ｚ軸方向に沿った対称状態にお
いて、コサインフーリエ級数拡張のみが要求される。本
ステップおよび対称状態により、電流密度はシリンダの
表面上に集中して存し、結果の電流密度は２つのコンポ
ーネントのベクトル状態で形成される。１のコンポーネ
ントは軸方向ＪZ（φ、ｚ）に沿い、他方のコンポーネ
ントは方位状方向Ｊφ（φ、ｚ）に沿って在る。電流密
度および電磁界Ｂzの拡張ｚコンポーネントの両コンポ
ーネントの関連における継続等価と、および電流密度の
これら２コンポーネントの何れかの期間中に蓄積された
エネルギーＷとを用い、関数ＥはエネルギーＷおよび電
磁界Ｂzの関係において式（２）が構築される。
ップは、半径ρaおよびトータル長Ｌで伝統的な限定サ
イズを変換したｘ傾斜コイルの形状を規定する。傾斜コ
イルのこの形状の設計は、コイルの中心を廻るｘ軸方向
において反−対称であり、ｙ軸およびｚ軸方向において
対称である傾斜磁界を生成する。コイルの長さは限定さ
れている為、電流密度はサインおよびコサインフーリエ
級数により拡張される。ｚ軸方向に沿った対称状態にお
いて、コサインフーリエ級数拡張のみが要求される。本
ステップおよび対称状態により、電流密度はシリンダの
表面上に集中して存し、結果の電流密度は２つのコンポ
ーネントのベクトル状態で形成される。１のコンポーネ
ントは軸方向ＪZ（φ、ｚ）に沿い、他方のコンポーネ
ントは方位状方向Ｊφ（φ、ｚ）に沿って在る。電流密
度および電磁界Ｂzの拡張ｚコンポーネントの両コンポ
ーネントの関連における継続等価と、および電流密度の
これら２コンポーネントの何れかの期間中に蓄積された
エネルギーＷとを用い、関数ＥはエネルギーＷおよび電
磁界Ｂzの関係において式（２）が構築される。
【００２７】
【数２】
【００２８】但し、λjはラグラランジマルチプライア
であり、ＢzSCは明示のＮ点における磁界のｚコンポー
ネントの強制値を表している。表１は、強制点ｎ＝１、
２、３の位置および各点の傾斜磁界の値を表している。
であり、ＢzSCは明示のＮ点における磁界のｚコンポー
ネントの強制値を表している。表１は、強制点ｎ＝１、
２、３の位置および各点の傾斜磁界の値を表している。
【００２９】
【表１】
【００３０】傾斜磁界の軸上の直線性を強化する傾斜磁
界のｘ軸に沿った２強制点がある。第３の強制点は、画
像軸ｘに垂直であり傾斜磁界の軸外の均一を制御する、
平面上の画像体積の境界に設置される。関数Ｅの最小化
において、電流計数ｊn' aに関する電流の二次関数であ
り、電流計数ｊn' aが満足する式（３）の行列式を得
る。
界のｘ軸に沿った２強制点がある。第３の強制点は、画
像軸ｘに垂直であり傾斜磁界の軸外の均一を制御する、
平面上の画像体積の境界に設置される。関数Ｅの最小化
において、電流計数ｊn' aに関する電流の二次関数であ
り、電流計数ｊn' aが満足する式（３）の行列式を得
る。
【００３１】
【数３】 但し、ａ＝ρa、Ψnは、システムについての情報を含む
関数である。
関数である。
【００３２】より短いコイルにより直線性と低温化の改
善のエネルギーの効率化に関する特願平５−２４６２７
８号（U.S.P.5,296,810 ）がある。既出願の本発明で
は、超伝導磁気コイルを超伝導状態の温度に維持するた
めに、ヘリウムを収容した真空皿を設けている。内部の
穴は自己シールドされた傾斜コイルとＲＦコイルとを受
領している。この構造によるフィールドコイルは、試験
領域を縦方向に通過する統一化された磁界を励起し、横
に通過する傾斜磁界を選択的に生成する。
善のエネルギーの効率化に関する特願平５−２４６２７
８号（U.S.P.5,296,810 ）がある。既出願の本発明で
は、超伝導磁気コイルを超伝導状態の温度に維持するた
めに、ヘリウムを収容した真空皿を設けている。内部の
穴は自己シールドされた傾斜コイルとＲＦコイルとを受
領している。この構造によるフィールドコイルは、試験
領域を縦方向に通過する統一化された磁界を励起し、横
に通過する傾斜磁界を選択的に生成する。
【００３３】ラグランジェ倍率器の評価は、強制等式に
よりされる。（３）を転化すると、ｊn aの解析結果を
得、そして電流密度を得る。これらの微分計数が決定さ
れ、蓄積された電磁エネルギーおよび空間におけるいか
なる点の磁界も計算される。上記計算された継続関数を
裁量し、電流密度の連続する等式を考察する。
よりされる。（３）を転化すると、ｊn aの解析結果を
得、そして電流密度を得る。これらの微分計数が決定さ
れ、蓄積された電磁エネルギーおよび空間におけるいか
なる点の磁界も計算される。上記計算された継続関数を
裁量し、電流密度の連続する等式を考察する。
【００３４】
【数４】
【００３５】磁界に類似して、ベクトルポテンシャルが
導入され、電流密度が「流れ関数」と呼ばれる関数aの
ひねりとして表現される。具体例を示せば式（５）であ
る。
導入され、電流密度が「流れ関数」と呼ばれる関数aの
ひねりとして表現される。具体例を示せば式（５）であ
る。
【００３６】
【数５】
【００３７】電流は、半径ａ＝ρa及び角を有し軸にの
み依存するシリンダの表面での流れが制限されるため、
筒内の電流密度と流れ関数との間の等価の関係は、式
（６）となる。
み依存するシリンダの表面での流れが制限されるため、
筒内の電流密度と流れ関数との間の等価の関係は、式
（６）となる。
【００３８】
【数６】
【００３９】式（６）のＳρは式（７）により求められ
る。
る。
【数７】
【００４０】電流密度の輪郭点は式（８）により決定さ
れる。
れる。
【数８】
【００４１】但し、Ｎは電流輪郭の番号、Ｓminは電流
密度の最小値であり、Ｓincは２個の輪郭線間の電流量
の再現である。Ｓincの決定は、電流密度の最大値を表
すＳmaxを用いた式（９）により得られる。
密度の最小値であり、Ｓincは２個の輪郭線間の電流量
の再現である。Ｓincの決定は、電流密度の最大値を表
すＳmaxを用いた式（９）により得られる。
【００４２】
【数９】
【００４３】電流の流れとアンペア中のＳincの量に等
しい電流に依存する間隔とに従うこの方法により、輪郭
は生み出される。計算過程において、それぞれの電線は
これらの輪郭線と符合して位置設定される。
しい電流に依存する間隔とに従うこの方法により、輪郭
は生み出される。計算過程において、それぞれの電線は
これらの輪郭線と符合して位置設定される。
【００４４】この過程は、もちろん、シリンダの表面上
にあるそれぞれの電流の形状を生成する。過程の次のス
テップは、パラボラ状の切り抜き、例えばパラボラ状の
ｘ傾斜コイルの輪郭に適合する電流の構築を生成する。
にあるそれぞれの電流の形状を生成する。過程の次のス
テップは、パラボラ状の切り抜き、例えばパラボラ状の
ｘ傾斜コイルの輪郭に適合する電流の構築を生成する。
【００４５】初期の筒表面から開始し、パラボラ状部位
の開始点の座標が選択される。これらの座標はベクトル
（ρa、０．０、ｚa）により表される。この点に至る、
初期の電流形状に対する各部分は不変を維持する。パラ
ボラ状の通路への流れが構築される電流部分のみは、下
限のベクトル（０．０、ｚa）と同様の上限のベクトル
（ｘ＝ρa φb、ｚb）とにより制限された方形状領域の
内部に含まれる。この方形状領域内において、電流部分
のいずれの点も等式（１０）により規定されるパラボラ
に従わされる。
の開始点の座標が選択される。これらの座標はベクトル
（ρa、０．０、ｚa）により表される。この点に至る、
初期の電流形状に対する各部分は不変を維持する。パラ
ボラ状の通路への流れが構築される電流部分のみは、下
限のベクトル（０．０、ｚa）と同様の上限のベクトル
（ｘ＝ρa φb、ｚb）とにより制限された方形状領域の
内部に含まれる。この方形状領域内において、電流部分
のいずれの点も等式（１０）により規定されるパラボラ
に従わされる。
【００４６】
【数１０】 但し、（ｘ＝ρa φb、ｚb）は方形部分内側のいずれの
点への座標を表す。
点への座標を表す。
【００４７】この態様において、変換ｘ傾斜コイルに対
する電流の形状は、コイル帰路領域の中心領域内である
パラボラ形状体の二次元表面へ制限されて生成される。
図３は、ｘ傾斜コイルの四対称の４つの内の１を拡大図
示している。
する電流の形状は、コイル帰路領域の中心領域内である
パラボラ形状体の二次元表面へ制限されて生成される。
図３は、ｘ傾斜コイルの四対称の４つの内の１を拡大図
示している。
【００４８】制限電流分配によるパラボラ状のｘ傾斜コ
イルの磁界を評価するために、ビオ・サバール（Biot-S
avart）の法則を用いる。
イルの磁界を評価するために、ビオ・サバール（Biot-S
avart）の法則を用いる。
【００４９】
【数１１】
【００５０】積分領域は、筒状表面の領域のみを含んで
いる。この場合、電流は、筒状の表面ρ＝ρa上への流
れが規制される。これら、各電流部分は、方位状φおよ
び軸ｚ方向の関数のみとなる。電流形状からの結果で表
された磁界は、式（１２）となる。
いる。この場合、電流は、筒状の表面ρ＝ρa上への流
れが規制される。これら、各電流部分は、方位状φおよ
び軸ｚ方向の関数のみとなる。電流形状からの結果で表
された磁界は、式（１２）となる。
【００５１】
【数１２】
【００５２】ここにおいて、
【数１３】 但し、ｚ1、φ1は、制限電流分配での各線部分のための
初期の座標を表す。ｚ2、φ2は、同一線部分のための終
点の座標に符合する。
初期の座標を表す。ｚ2、φ2は、同一線部分のための終
点の座標に符合する。
【００５３】図２および３において、パラボラ状のｘ傾
斜コイル７０は、誘電体４４の筒状の表面にある。ｘ傾
斜コイルは、それぞれに電流形状の帰路のためのパラボ
ラ状の開口７４を有する４個の指紋状のコイル巻７２を
含んでいる。４個のコイル巻のそれぞれは、筒状の誘電
体４４上の四対称が一つにラミネートされている。提示
した具体例のシリンダの半径は、ρa＝０．１５７９ｍ
である。提示した具体例のコイルの全長は、Ｌ＝０．６
ｍである。コイルの幾何学的中央とパラボラの先端との
間の距離ｚaは、ｚa＝０．２０ｍが適当である。最大方
位状距離ｘbは、０．１ｍが適当であり、軸距離ｚbは
０．３ｍが適当である。この輪郭のコイルは、２２０ア
ンペアで２５ｃｍ直径方位体に３７．８ｍＴ／ｍ傾斜強
度を励起し、２．００５ジュールのエネルギーを蓄積す
る。
斜コイル７０は、誘電体４４の筒状の表面にある。ｘ傾
斜コイルは、それぞれに電流形状の帰路のためのパラボ
ラ状の開口７４を有する４個の指紋状のコイル巻７２を
含んでいる。４個のコイル巻のそれぞれは、筒状の誘電
体４４上の四対称が一つにラミネートされている。提示
した具体例のシリンダの半径は、ρa＝０．１５７９ｍ
である。提示した具体例のコイルの全長は、Ｌ＝０．６
ｍである。コイルの幾何学的中央とパラボラの先端との
間の距離ｚaは、ｚa＝０．２０ｍが適当である。最大方
位状距離ｘbは、０．１ｍが適当であり、軸距離ｚbは
０．３ｍが適当である。この輪郭のコイルは、２２０ア
ンペアで２５ｃｍ直径方位体に３７．８ｍＴ／ｍ傾斜強
度を励起し、２．００５ジュールのエネルギーを蓄積す
る。
【００５４】図２および図４において、ｙ傾斜コイル８
０は長さＬ、半径ρaの誘電体６０の周囲を包むサイズ
とされる。しかしながら、ｙ傾斜コイルは、ｘ傾斜コイ
ル７０からシリンダ周囲へ９０°回転され、例えば、パ
ラボラ状部位の頂点からφ＝ｎ／２の地点までの距離
は、ｙ＝ρa φbで示される。ｙ傾斜コイルへのパラボ
ラ状部位のラタス レクタムｐは、式（１４）により規
定される。
０は長さＬ、半径ρaの誘電体６０の周囲を包むサイズ
とされる。しかしながら、ｙ傾斜コイルは、ｘ傾斜コイ
ル７０からシリンダ周囲へ９０°回転され、例えば、パ
ラボラ状部位の頂点からφ＝ｎ／２の地点までの距離
は、ｙ＝ρa φbで示される。ｙ傾斜コイルへのパラボ
ラ状部位のラタス レクタムｐは、式（１４）により規
定される。
【００５５】
【数１４】 但し、ｚb＜ｚa。
【００５６】初期には、ｙ傾斜コイル８０の設計は、従
来と同一の半径ρaおよび全長Ｌの交互ｙ傾斜コイルの
輪郭で開始する。この傾斜コイルの形式の設計が傾斜磁
界を生成し、この傾斜磁界は、このコイルの幾何学的中
央を囲むｙ方向において非対称であり、そしてｘおよび
ｚ方向に沿い対称である。傾斜コイルの限定長の為、電
流密度はサインおよびコサインフーリエ級数により拡大
する。軸またはｚ方向に沿ったこの対称の為、コサイン
フーリエ級数拡大条件のみが必要である。この対称およ
び電流密度はシリンダの表面上に集中して在るため、結
果的な電流密度は、２構成のベクトル加算として形成さ
れる。一方は軸方向Ｊz（φ、ｚ）に沿い、および他方
は方位方向Ｊφ（φ、ｚ）に沿う。電流密度の両構成を
関連させる連続式を用いて、電流密度の２構成の何れか
１つにより磁界Ｂzのｚ構成および蓄積された磁気エネ
ルギーＷを表わすと、ＷおよびＢによる関数Ｅは、式
（２）により再度規定される。表２は、束縛点およびｙ
傾斜コイルのための傾斜磁界の値を表している。
来と同一の半径ρaおよび全長Ｌの交互ｙ傾斜コイルの
輪郭で開始する。この傾斜コイルの形式の設計が傾斜磁
界を生成し、この傾斜磁界は、このコイルの幾何学的中
央を囲むｙ方向において非対称であり、そしてｘおよび
ｚ方向に沿い対称である。傾斜コイルの限定長の為、電
流密度はサインおよびコサインフーリエ級数により拡大
する。軸またはｚ方向に沿ったこの対称の為、コサイン
フーリエ級数拡大条件のみが必要である。この対称およ
び電流密度はシリンダの表面上に集中して在るため、結
果的な電流密度は、２構成のベクトル加算として形成さ
れる。一方は軸方向Ｊz（φ、ｚ）に沿い、および他方
は方位方向Ｊφ（φ、ｚ）に沿う。電流密度の両構成を
関連させる連続式を用いて、電流密度の２構成の何れか
１つにより磁界Ｂzのｚ構成および蓄積された磁気エネ
ルギーＷを表わすと、ＷおよびＢによる関数Ｅは、式
（２）により再度規定される。表２は、束縛点およびｙ
傾斜コイルのための傾斜磁界の値を表している。
【００５７】
【表２】
【００５８】明確には、軸上の直線性を強調する傾斜磁
界のｙ軸に沿う２つの束縛点があり、第３の束縛は傾斜
磁界の軸外の統一化を制御するｙ画像軸へ垂直な平面上
の画像体積の境界に位置する。電流計数ｊn aに関する電
流の二次関数であるＥを最小化すると、式（１５）を満
足するｊn' aに等しい行列式を得る。
界のｙ軸に沿う２つの束縛点があり、第３の束縛は傾斜
磁界の軸外の統一化を制御するｙ画像軸へ垂直な平面上
の画像体積の境界に位置する。電流計数ｊn aに関する電
流の二次関数であるＥを最小化すると、式（１５）を満
足するｊn' aに等しい行列式を得る。
【００５９】
【数１５】 但し、ａ＝ρa、Ψn（κ）はシステムの幾何学について
の情報を含む関数である。
の情報を含む関数である。
【００６０】再度、特願平５−２４６２７８号（U.S.P.
5,296,810 ）を見る。ラグランジェ倍率器の評価は強制
等式によりされる。この行列式をインバーティングしつ
つ、ｊn aを得そして電流密度の解を得る。これらの計数
が定まり、蓄積された電磁エネルギーおよび体積中のい
かなる点での磁界が計算可能となる。
5,296,810 ）を見る。ラグランジェ倍率器の評価は強制
等式によりされる。この行列式をインバーティングしつ
つ、ｊn aを得そして電流密度の解を得る。これらの計数
が定まり、蓄積された電磁エネルギーおよび体積中のい
かなる点での磁界が計算可能となる。
【００６１】規制された電流パターンの連続関数解析の
変換において、電流密度の連続的等式である等式（４）
を考慮する。アナログ的な電界内において潜在ベクトル
が導き出され、「流れ関数」と呼ばれ関数gで表される
電流密度は式（５）で示されている。半径ａ＝ρaおよ
び唯一の角部と軸依存部を有するシリンダの表面上に流
れる電流は制限され、シリンダ的に統一された電流密度
および流れ関数は式（６）および（７）で再度与えられ
る。輪郭点は式（８）で与えられ、ここにおけるＮは輪
郭点の番号であり、Ｓminは電流値の最小値であり、Ｓ
incは２つの輪郭線間の電流総量を表している。Ｓincの
設定は等式（９）に基づく。この方法により生成される
輪郭は、電流値とアンペア中のＳincの総量に等しい電
流に符合する間隔距離とによる。規制ワイヤは、これら
輪郭線と符合する位置に設置される。勿論、これはシリ
ンダ表面上の線の規制電流パタンを生成する。次の過程
は、各々の角８２においてパラボラ状の切除部６２と一
致された、ｙ傾斜コイル８４の４つの指紋状の巻線へ電
流を配分する。
変換において、電流密度の連続的等式である等式（４）
を考慮する。アナログ的な電界内において潜在ベクトル
が導き出され、「流れ関数」と呼ばれ関数gで表される
電流密度は式（５）で示されている。半径ａ＝ρaおよ
び唯一の角部と軸依存部を有するシリンダの表面上に流
れる電流は制限され、シリンダ的に統一された電流密度
および流れ関数は式（６）および（７）で再度与えられ
る。輪郭点は式（８）で与えられ、ここにおけるＮは輪
郭点の番号であり、Ｓminは電流値の最小値であり、Ｓ
incは２つの輪郭線間の電流総量を表している。Ｓincの
設定は等式（９）に基づく。この方法により生成される
輪郭は、電流値とアンペア中のＳincの総量に等しい電
流に符合する間隔距離とによる。規制ワイヤは、これら
輪郭線と符合する位置に設置される。勿論、これはシリ
ンダ表面上の線の規制電流パタンを生成する。次の過程
は、各々の角８２においてパラボラ状の切除部６２と一
致された、ｙ傾斜コイル８４の４つの指紋状の巻線へ電
流を配分する。
【００６２】初期のシリンダ状の表面で開始し、パラボ
ラ状の角８２の開始点の座標が選択される。これらの座
標はベクトル表（ρa、ρa π／２、ｚa）により表され
る。パラボラ状の通路に沿わされた電流部分は、下限が
ベクトル（ｙa＝ρa π／２、ｚa）で上限がベクトル
（ｙb＝ρa φ、ｚb）により束縛された長方形の領域を
内部に含む部分である。その他の電流部分も同様であ
る。何れの点での長方形状の領域の内部において、電流
部分は式（１６）により規定されるパラボラに沿う様に
制限される。
ラ状の角８２の開始点の座標が選択される。これらの座
標はベクトル表（ρa、ρa π／２、ｚa）により表され
る。パラボラ状の通路に沿わされた電流部分は、下限が
ベクトル（ｙa＝ρa π／２、ｚa）で上限がベクトル
（ｙb＝ρa φ、ｚb）により束縛された長方形の領域を
内部に含む部分である。その他の電流部分も同様であ
る。何れの点での長方形状の領域の内部において、電流
部分は式（１６）により規定されるパラボラに沿う様に
制限される。
【００６３】
【数１６】 但し、ベクトル（ｙb＝ρa φ、ｚb）は、長方形の部分
の内側の何れかの点の座標を表す。
の内側の何れかの点の座標を表す。
【００６４】この手順において、パラボラ状のｙ傾斜コ
イルのための不連続パターンは励起される。不連続パタ
ーンは、図４に図示された個々の４部構成のｙ傾斜コイ
ル巻８４の角でパラボラ状の穴を有する二次元表面へ固
定される。
イルのための不連続パターンは励起される。不連続パタ
ーンは、図４に図示された個々の４部構成のｙ傾斜コイ
ル巻８４の角でパラボラ状の穴を有する二次元表面へ固
定される。
【００６５】不連続電流分布からパラボラ状の傾斜のた
めの磁界の評価において、前掲の等式（１１）のビオ・
サバールの法則を用いる。積分領域は、筒状表面の領域
のみを含み、パラボラ状の肩に符合する領域を含まな
い。この場合、電流はシリンダ状表面ρ＝ρa上へ流れ
が制限され、各々の電流成分は軸方向ｚ内の方位状方向
φの関数のみである。実施例において、ｙ傾斜コイルは
半径ρa＝０．１５９１ｍおよび長さＬ＝０．６ｍであ
る。コイルの幾何学的中心からパラボラの頂点までの距
離はｚa＝０．２ｍであり、方位状距離がｙb＝０．１３
ｍであり、符合する軸距離がｚb＝０．３ｍである。こ
の形状のコイルは、球形体直径２５ｃｍにわたり３９．
５ｍＴ／ｍの傾斜強度を励起し、２２０Ａ時の蓄積エネ
ルギーが２．０７ジュールである。
めの磁界の評価において、前掲の等式（１１）のビオ・
サバールの法則を用いる。積分領域は、筒状表面の領域
のみを含み、パラボラ状の肩に符合する領域を含まな
い。この場合、電流はシリンダ状表面ρ＝ρa上へ流れ
が制限され、各々の電流成分は軸方向ｚ内の方位状方向
φの関数のみである。実施例において、ｙ傾斜コイルは
半径ρa＝０．１５９１ｍおよび長さＬ＝０．６ｍであ
る。コイルの幾何学的中心からパラボラの頂点までの距
離はｚa＝０．２ｍであり、方位状距離がｙb＝０．１３
ｍであり、符合する軸距離がｚb＝０．３ｍである。こ
の形状のコイルは、球形体直径２５ｃｍにわたり３９．
５ｍＴ／ｍの傾斜強度を励起し、２２０Ａ時の蓄積エネ
ルギーが２．０７ジュールである。
【００６６】適切なｚ傾斜コイルは平成７年６月１３日
出願（受付け番号１３５７７）および特願平７−７８１
７８号において掲示されている。適切な直線性のｚ傾斜
は、これらの形状および長さ０．４ｍ、このパラボラ状
の切り出し部の間隔（一般的な先行技術におけるヘッド
コイルの長さ）に相当する、により成就する。
出願（受付け番号１３５７７）および特願平７−７８１
７８号において掲示されている。適切な直線性のｚ傾斜
は、これらの形状および長さ０．４ｍ、このパラボラ状
の切り出し部の間隔（一般的な先行技術におけるヘッド
コイルの長さ）に相当する、により成就する。
【００６７】図５において、パラボラ状の切除部に隣接
した巻回巻は、シリンダの表面の立ち上げが可能であ
る。誘電体４４は、パラボラ状の部位が朝顔形に広げら
れ、または拡張部９０が肩の切除部に合せて患者の肩を
覆い広がるように組み立てられ、修正される。これらの
朝顔形状の拡張部９０への巻線の組立は、巻線がさらに
距離をおいた物理的空間を有することを許容する。
した巻回巻は、シリンダの表面の立ち上げが可能であ
る。誘電体４４は、パラボラ状の部位が朝顔形に広げら
れ、または拡張部９０が肩の切除部に合せて患者の肩を
覆い広がるように組み立てられ、修正される。これらの
朝顔形状の拡張部９０への巻線の組立は、巻線がさらに
距離をおいた物理的空間を有することを許容する。
【００６８】これらの技術により、より簡便な組立およ
びパラボラ状のｘおよびｙ傾斜での３軸組の形状で形成
される、ｚ傾斜コイル束の設計を可能とする。全体にお
ける長さが４０ｃｍ以下で、領域接近での肩への衝突を
回避し、３コイルの直径を最大とし本質的な高効率を優
先的に生じさせる、ｚ傾斜が構築される。
びパラボラ状のｘおよびｙ傾斜での３軸組の形状で形成
される、ｚ傾斜コイル束の設計を可能とする。全体にお
ける長さが４０ｃｍ以下で、領域接近での肩への衝突を
回避し、３コイルの直径を最大とし本質的な高効率を優
先的に生じさせる、ｚ傾斜が構築される。
【００６９】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。
【００７０】
【発明の効果】以上の説明より明かなように、本発明の
磁気共鳴撮像装置用の傾斜コイルでは、空間領域が誘電
体に穴状に形成され、誘電体は空間領域へ傾斜磁界を形
成するための傾斜コイルを保持する。この傾斜コイル
は、励起された傾斜磁界の中央において対称に組み立て
られた傾斜コイルである。誘電体の第１の端部に、所定
の物体の空間領域にある部位の画像を取得するため、少
なくとも１の切除部領域が調整設定される。傾斜コイル
は切除部領域の外形に従う第１の巻線部分を含み、傾斜
コイルは傾斜磁界の中央に対し十分に対称の関係であ
る。
磁気共鳴撮像装置用の傾斜コイルでは、空間領域が誘電
体に穴状に形成され、誘電体は空間領域へ傾斜磁界を形
成するための傾斜コイルを保持する。この傾斜コイル
は、励起された傾斜磁界の中央において対称に組み立て
られた傾斜コイルである。誘電体の第１の端部に、所定
の物体の空間領域にある部位の画像を取得するため、少
なくとも１の切除部領域が調整設定される。傾斜コイル
は切除部領域の外形に従う第１の巻線部分を含み、傾斜
コイルは傾斜磁界の中央に対し十分に対称の関係であ
る。
【００７１】上記の対象関係により、傾斜コイルに生じ
るトルクは、中央の相対する位置においてキャンセルさ
れ、コイルにおける直線性が向上し、内部に配置される
対象物に対するアクセスを向上させる。また、無用のト
ルクおよび振動から開放され、さらに、立ち上り時間が
短縮される。
るトルクは、中央の相対する位置においてキャンセルさ
れ、コイルにおける直線性が向上し、内部に配置される
対象物に対するアクセスを向上させる。また、無用のト
ルクおよび振動から開放され、さらに、立ち上り時間が
短縮される。
【図１】本発明の磁気共鳴撮像装置用の傾斜コイルの実
施例の適用例を示す、電磁共鳴撮像装置のダイアグラム
的な概念図である。
施例の適用例を示す、電磁共鳴撮像装置のダイアグラム
的な概念図である。
【図２】図２は、傾斜コイルを展開した透視図である。
【図３】図３は、図２のｘ傾斜コイルの四対称四分円の
一の詳細図である。
一の詳細図である。
【図４】図４は、図２のｙ傾斜コイルの四対称四分円の
一の詳細図である。
一の詳細図である。
【図５】図５は、傾斜コイルの図案化した透視図であ
る。
る。
１０ 主磁界コイル １２ 中心の穴 １４ 成形具 １６ 缶 １８、２０ 冷却シールド ２２ ジュワー真空体 ３０、４２ 傾斜コイル ３２、４４ 誘電体 ３６、４６ ＲＦコイル ３８、４８ ＲＦシールド ４０ 頭部コイル ５０ 操作インターフェースおよび制御ステーション ５２ ビデオモニタ ５４ キーボード ５６ マウス ５８ コンピュータラック ６２ 切除部 ６４ 中央 ７０ ｘ傾斜コイル ７２ コイル巻 ７４ 開口 ８０ ｙ傾斜コイル ８２ 角 ８４ ｙ傾斜コイル巻 ９０ 拡張部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル エイ．モリッチ アメリカ合衆国 オハイオ州 44060，メ ントー，ジェリミイ アヴェニュ 7580 (72)発明者 デヴィッド エイ．ランプマン アメリカ合衆国 オハイオ州 44095，イ ーストレイク，リッジウッド ドライヴ 436
Claims (9)
- 【請求項１】 所定の物体の撮像の取得を目的とする空
間領域が穴状に形成され、誘電体（４４）が前記空間領
域へ傾斜磁界を形成するための傾斜コイル（７０、８
０）を保持し、該傾斜コイル（７０、８０）は励起され
た傾斜磁界の中央（６４）において対称となり挿入可能
な形態で組み立てられた、磁気共鳴撮像装置用の傾斜コ
イル機構（４２）において、 前記誘電体（４４）の第１の端部に、前記所定の物体の
前記空間領域にある部分の画像を取得するために、少な
くとも１の切除部領域（６２）が調整設定され、 前記傾斜コイル（７０、８０）は、前記切除部領域（６
２）の外形に従う輪郭付けされた第１の巻線部分（７
４、８２）を含み、 前記傾斜コイル（７０、８０）は、前記傾斜磁界の前記
中央（６４）に対し十分に対称の関係であり、前記傾斜
コイル（７０、８０）上のトルクは前記中央（６４）の
相対する位置においてキャンセルするように作用するこ
とを特徴とする磁気共鳴撮像装置用の傾斜コイル機構。 - 【請求項２】 第１の巻線部分（７４、８２）は、パラ
ボラ状であることを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴
撮像装置用の傾斜コイル機構。 - 【請求項３】 前記少なくとも１の切除部領域（６２）
は一対のパラボラ状の切除部領域を含み、前記第１の巻
線部分（７４、８２）はパラボラ形状の進路に沿い拡大
し前記切除部領域（６２）の端に整合することを特徴と
する請求項２記載の磁気共鳴撮像装置用の傾斜コイル機
構。 - 【請求項４】 前記切除部領域（６２）に整合する前記
誘電体（４４）から外側へ拡大するフレア状の部分（９
０）と、傾斜コイルの前記巻線部分（７０、８０）は前
記フレア状の部分（９０）に沿って拡大していることを
特徴とする請求項３記載の磁気共鳴撮像装置用の傾斜コ
イル機構。 - 【請求項５】 前記傾斜コイル（７０、８０）は、さら
に前記誘電体（４４）の第２の端部へ整合する第２の巻
線部分（７４、８２）を含み、前記第２の巻線部分（７
４、８２）と前記第１の巻線部分（７４、８２）とが略
中心において対称とされていることを特徴とする請求項
１から４の何れか１項に記載の磁気共鳴撮像装置用の傾
斜コイル機構。 - 【請求項６】 前記誘電体（４４）は筒状であることを
特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の磁気共
鳴撮像装置用の傾斜コイル機構。 - 【請求項７】 前記誘電体（４４）は前記所定の物体の
頭部を受けるための形態とされ、前記少なくとも１の切
除部領域（６２）は前記所定の物体の肩を受けるための
一対の切除部とされていることを特徴とする請求項１か
ら６の何れか１項に記載の磁気共鳴撮像装置用の傾斜コ
イル機構。 - 【請求項８】 前記傾斜コイル（７０、８０）は、各々
が前記誘電体（４４）のそれぞれの４分円上に前記中央
（６４）に対して略対称に配置された４対称の指紋状の
ｘ傾斜コイル巻（７２）と、各々が前記誘電体（４４）
のそれぞれの４分円上に前記中央（６４）に対して略対
称に配置された４対称の指紋状のｙ傾斜コイル巻（８
４）とを具備し、前記ｘおよびｙ傾斜コイル巻（７２、
８４）は、覆いそして９０°のオフセットで前記誘電体
（４４）の周囲を相互に取り囲んで設定されていること
を特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の磁気
共鳴撮像装置用の傾斜コイル機構。 - 【請求項９】 前記少なくとも１の切除部領域（６２）
は一対のパラボラ状の切除部領域を有し、該一対のパラ
ボラ状の切除部領域が、前記ｘ傾斜コイル巻（７２）の
一対の中央端部の円弧に前記パラボラ状の切除部領域を
囲うパラボラ状の経路に沿い、前記ｙ傾斜コイル巻（８
４）の一対の調整角（８２）が前記パラボラ状の切除部
領域（６２）の各々の略半周の外形に従い、設定されて
いることを特徴とする請求項８に記載の磁気共鳴撮像装
置用の傾斜コイル機構。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/286,887 US5485087A (en) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | Magnetic resonance insert gradient coils with parabolic returns for improved access |
| US08/286,887 | 1994-08-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0856934A true JPH0856934A (ja) | 1996-03-05 |
| JP3702498B2 JP3702498B2 (ja) | 2005-10-05 |
Family
ID=23100599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21394495A Expired - Fee Related JP3702498B2 (ja) | 1994-08-05 | 1995-08-01 | 磁気共鳴撮像装置用の傾斜コイル機構 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5485087A (ja) |
| EP (1) | EP0695950B1 (ja) |
| JP (1) | JP3702498B2 (ja) |
| DE (1) | DE69523681T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11709213B2 (en) | 2019-12-19 | 2023-07-25 | Kyoto University | Method for designing gradient coil and gradient coil |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5783943A (en) * | 1996-11-27 | 1998-07-21 | Mastandrea, Jr.; Nicholas J. | Method and apparatus for positioning an insert gradient coil within an examination region of a magnetic resonance imaging apparatus |
| JP3862798B2 (ja) * | 1997-01-13 | 2006-12-27 | 株式会社日立メディコ | 医療用画像診断装置 |
| US6078177A (en) * | 1998-01-05 | 2000-06-20 | Picker International, Inc. | Flared gradient coil set with a finite shield current |
| GB2337595B (en) * | 1998-05-22 | 2003-03-19 | Oxford Magnet Tech | Improvements in or relating to magnetic resonance imaging systems |
| DE19829298C2 (de) * | 1998-06-30 | 2000-05-31 | Siemens Ag | Gradientenspulensystem für ein Kernspintomographiegerät |
| EP1456682A2 (en) * | 2001-12-17 | 2004-09-15 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Gradient coil arrangement |
| GB0204023D0 (en) * | 2002-02-20 | 2002-04-03 | Tesla Engineering Ltd | Gradient coil structure for magnetic resonance imaging |
| GB2419416A (en) * | 2004-10-20 | 2006-04-26 | Gen Electric | Method of manufacturing gradient coil for MRI device |
| WO2007140089A2 (en) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Three-dimensional asymmetric transverse gradient coils |
| US8339138B2 (en) * | 2008-10-15 | 2012-12-25 | University Of Utah Research Foundation | Dynamic composite gradient systems for MRI |
| DE102009038686B4 (de) * | 2009-08-24 | 2020-10-22 | Siemens Healthcare Gmbh | Ganzkörperspulenanordnung für eine offene Magnetresonanzeinrichtung zur Verwendung mit einer zweiten diagnostischen und/oder therapeutischen Modalität, Magnetresonanzeinrichtung und Kombinationseinrichtung |
| JP6366940B2 (ja) * | 2014-01-09 | 2018-08-01 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 磁気共鳴イメージング装置 |
| DE102018206643A1 (de) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | Siemens Healthcare Gmbh | Gradientenspuleneinheit für ein Magnetresonanzgerät |
| AU2019396124B2 (en) * | 2018-12-13 | 2021-06-17 | Magnetica Limited | Gradient coil system |
| US11202583B2 (en) * | 2019-02-07 | 2021-12-21 | Yale University | Magnetic resonance gradient accessory providing tailored gradients for diffusion encoding |
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|---|---|---|---|---|
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| US4646024A (en) * | 1983-11-02 | 1987-02-24 | General Electric Company | Transverse gradient field coils for nuclear magnetic resonance imaging |
| US4737716A (en) * | 1986-02-06 | 1988-04-12 | General Electric Company | Self-shielded gradient coils for nuclear magnetic resonance imaging |
| US4758813A (en) * | 1987-06-24 | 1988-07-19 | Field Effects, Inc. | Cylindrical NMR bias magnet apparatus employing permanent magnets and methods therefor |
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| US5036282A (en) * | 1989-06-16 | 1991-07-30 | Picker International, Inc. | Biplanar gradient coil for magnetic resonance imaging systems |
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| EP0546622B1 (en) * | 1991-12-11 | 1997-08-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Magnetic resonance apparatus comprising a bird-cage RF coil |
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-
1994
- 1994-08-05 US US08/286,887 patent/US5485087A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-07-07 EP EP95304758A patent/EP0695950B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-07-07 DE DE69523681T patent/DE69523681T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-08-01 JP JP21394495A patent/JP3702498B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| US11709213B2 (en) | 2019-12-19 | 2023-07-25 | Kyoto University | Method for designing gradient coil and gradient coil |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0695950A2 (en) | 1996-02-07 |
| EP0695950B1 (en) | 2001-11-07 |
| DE69523681T2 (de) | 2002-05-08 |
| US5485087A (en) | 1996-01-16 |
| DE69523681D1 (de) | 2001-12-13 |
| JP3702498B2 (ja) | 2005-10-05 |
| EP0695950A3 (ja) | 1996-03-13 |
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