JPH10199724A - 勾配コイル、ｍｒｉ装置及び勾配コイルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直交するX,Y,Z軸の各方向に各々勾配磁場を
発生するX,Y,Zコイルを有する勾配コイルに関し、製造
が簡単で、安価な勾配コイル及び勾配コイルの製造方法
を提供することを課題とする。 【解決手段】 勾配コイルをX,Y,Zコイルが積層配置さ
れたベースプレート１１と、ベースプレート１１上に一
体的に形成され、前記X,Y,Zコイルを覆う成形部２０と
から構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直交するX,Y,Z軸
の各方向に各々勾配磁場を発生するX,Y,Zコイルを有す
る勾配コイル、この勾配コイルを具備するMRI(Maguneti
c Resonance Imaging)装置及び勾配コイルの製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の垂直磁場型MRI装置の構成
図である。図において、□型のヨークＹの対向する上面
と下面上には、ヨークＹ内に磁場を形成する磁石Ｍ,
Ｍ′が設けられている。磁石Ｍ,Ｍ′上には、磁場を均
一にする整磁板ＰＰ,ＰＰ′が設けられ、更に、整磁板
ＰＰ,ＰＰ′上には、均一な磁場に対して、X,Y,Z軸方向
に各々勾配磁場を発生する勾配コイルＣ,Ｃ′が設けら
れている。尚、水平方向をX軸、垂直方向をY軸、被検体
の体軸方向をZ軸とする。

【０００３】そして、図８に示すように、勾配コイル
Ｃ,Ｃ′は、三種類のコイル、即ち、X軸コイルＣｘ、Y
軸コイルＣｙ、Z軸コイルＣｚが積層されてなってい
る。勾配コイルＣ,Ｃ′は、図９に示すような工程で製
造される。

【０００４】(ステップ1)三枚のFRP(Fiber Reinforced
Plastics 繊維強化プラスチック)の円板１,１′,１″上
に、それぞれNC(Numerical Control 数値制御)フライス
盤Ｔを用いて、図８に示すようなX,Y,Zコイルパターン
に合わせた溝２,２′,２″を加工する(図９(a)参照)。

【０００５】(ステップ2)各円板１,１′,１″上に加工
された溝２,２′,２″内に銅線３を埋め込む(図９(b)参
照)。このとき、必要に応じて、プラスチックハンマー
ＰＨを用いて銅線３を溝内に圧入したり、接着剤で銅線
を溝内に固着したりする。

【０００６】(ステップ3)三枚の円板１,１′,１″を積
層し、接着剤で一体化し、勾配コイルが完成する(図９
(c)参照)。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成の勾
配コイルの製造方法においては、３つの異なるコイルパ
ターンの溝２,２′,２″が形成された三枚の円板１,
１′,１″が必要となり、工程が複雑で、製造性が悪い
という問題点がある。また、勾配コイルのコストも高く
なるという問題点もある。

【０００８】更に、従来の勾配コイルは、異なるコイル
パターンの溝を有する三枚の円板が必要なので、構成が
複雑で、コストも高くなるという問題点がある。本発明
は、上記問題転に鑑みてなされたもので、その目的は、
構成が簡単で、安価な勾配コイル及びMRI装置を提供す
ることにある。

【０００９】また、製造が簡単で、安価な勾配コイルの
製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１記載の発明は、直交するX,Y,Z軸の各方向に各々勾
配磁場を発生するX,Y,Zコイルを有する勾配コイルにお
いて、前記X,Y,Zコイルが積層配置されたベースプレー
トと、該ベースプレート上に一体的に形成され、前記X,
Y,Zコイルを覆う成形部とからなることを特徴とする勾
配コイルである。

【００１１】勾配コイルをX,Y,Zコイルが積層配置され
た１枚のベースプレートと、ベースプレート上に一体的
に形成され、X,Y,Zコイルを覆う成形部とから構成した
ことにより、構成が簡単で、安価となる。

【００１２】ここで、請求項１記載の発明の勾配コイル
において、前記成形部内に 補強材を埋め込んでもよ
い。成形部内に補強材を埋め込んだことにより、勾配コ
イルの強度が上がる。また、補強部材としては、非磁性
体の材料が好ましく、例えば、ガラス繊維で織られたガ
ラスマットがある。

【００１３】また、請求項１記載の発明の勾配コイルに
おいて、成形部に補強リブを形成してもい。補強リブを
成形部に形成したことにより、勾配コイルの強度があが
る。更に、請求項１記載の発明の勾配コイルにおいて、
成形部の成形時に、勾配コイルを装置に固定するための
ブラケットを一体的に取り付けることも可能である。

【００１４】請求項２記載の発明は、直交するX,Y,Z軸
の各方向に各々勾配磁場を発生するX,Y,Zコイルを有す
る勾配コイルを具備するMRI装置において、前記勾配コ
イルは、前記X,Y,Zコイルが積層配置されたベースプレ
ートと、該ベースプレート上に一体的に形成され、前記
X,Y,Zコイルを覆う成形部とからなることを特徴とするM
RI装置である。

【００１５】勾配コイルをX,Y,Zコイルが積層配置され
た１枚のベースプレートと、ベースプレート上に一体的
に形成され、X,Y,Zコイルを覆う成形部とから構成した
ことにより、構成が簡単で、安価となる。

【００１６】請求項３記載の発明は、ベースプレート上
にYコイルを形成する工程と、X,Zコイルを形成する工程
と、前記ベースプレート上に前記X,Zコイルを積層配置
する工程と、成形されたX,Y,Zコイルをベースプレート
上に積層配置する工程と、前記X,Y,Zコイルを覆う成形
部を前記ベースプレート上に一体的に形成する工程とか
らなることを特徴とする勾配コイルの製造方法である。

【００１７】１枚のベースプレート上にX,Y,Zコイルを
積層配置した後に、これらX,Y,Zコイルを覆うように成
形部をベースプレート上に一体的に形成するだけでよい
ので、三枚の円板を必要としていた従来の勾配コイルの
製造方法に比べて、製造が簡単で、安価となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に図面を用いて本発明の実施の
形態を説明する。図１は本発明の実施の形態例の勾配コ
イルの外形図、図２は図１における切断線A-Aにおける
断面図、図３は図１における成形部を除いた分解斜視図
である。

【００１９】図２及び図３に示すように、ベースプレー
ト１１には、Yコイルパターンに合わせた溝１３が形成
され、この溝１３にYコイル１２が埋め込まれている。
尚、Ｙコイル１２の始端側と終端側は、ベースプレート
１１の線取り出し部１１ａより、勾配コイル外部に延出
している。

【００２０】ベースプレート１１にはスペーサ取付用の
穴１５が４か所設けられ、この穴１５に上面が開放され
た略U字形のスペーサ１４が取り付けられている。４つ
のスペーサ１４にはXコイル１６の円周部１６ａが載置
されることによりＸコイル１６の位置決めされ、その
後、押さえプレート１７でもってスペーサ１４の上面を
塞ぐことにより、Xコイル１６はベースプレート１１上
で固定される。尚、Xコイル１６の始端側と終端側も、
ベースプレート１１の線取り出し部１１ａより、勾配コ
イル外部に延出している。

【００２１】更に、ベースプレート１１上には、スペー
サ１４でもって位置決め、固定されたXコイル１６の円
周部１６ａと直線部１６ｂとの間の空間に配設される硬
質ウレタン樹脂等の芯材１８が設けられている。

【００２２】Xコイル１６上には、Zコイル１９が配設さ
れる。このZコイル１９の直線部１９ｂは、芯材１８に
形成された溝１８ａに係合することにより、位置決め、
固定されている。尚、Zコイル１９の始端側と終端側
も、ベースプレート１１の線取り出し部１１ａより、勾
配コイル外部に延出している。

【００２３】そして、ベースプレート１１上に、Y,X,Z
コイル１２,１６,１９を覆うように樹脂で成形部２０を
形成する。尚、本実施の形態例では、勾配コイルの強度
を高めるために、成形部２０内には、補強材として、非
磁性のガラス繊維で織られたガラスマット２１が設けら
れ、更に、成形部２０上にはリブ２０ａが形成されてい
る(図１参照)。

【００２４】更に、成形部２０内には、コイルの振動を
吸収するために、制振ゴム２２が設けられている。次
に、上記構成の製造方法について、図４及び図５を用い
て説明を行う。

【００２５】(ステップ1)FRP板からベースプレート１１
の外形及び溝１３の加工をNCフライス盤を用いて行う
(図４(a)参照)。

【００２６】(ステップ2)溝１３に銅線１０を埋め込
み、Yコイル１２をベースプレート１１上に取り付ける
(図４(b)参照)。このとき、必要に応じて、プラスチッ
クハンマー３０を用いて銅線１０を溝１３内に圧入した
り、接着剤で銅線を溝内に固着したりする。尚、Ｙコイ
ル１２の始端側と終端側は、ベースプレート１１の線取
り出し部１１ａより、勾配コイル外部に延出させる。

【００２７】(ステップ3)X,Zコイル１６,１９を形成す
る。一例としては、図５に示すような巻線機を用いる。
図５(a)において、空間をもってモータ４０の出力軸に
取り付けられた２枚の円板４１,４２は矢印方向に回転
されるようになっている。２枚の円板４１,４２のう
ち、外側の円板４２の円板４１との対向面には、図５
(b)に示すように、X,Zコイルパターンに応じた曲げ型４
３と、コーナー曲げピン４４とが設けられ、銅線１０を
曲げ型４３とコーナー曲げピン４４とに沿って巻き取る
ことにより、X,Zコイル１６,１９を形成する。

【００２８】(ステップ4)そして、図３に示すように、Y
コイル１２を取り付けたベースプレート１１に、４つの
スペーサ１４を取り付け、スペーサ１４にXコイル１６
の円周部１６ａを載置して、Xコイル１６の位置決めを
行い、押さえプレート１７でスペーサ１４の上面を塞
ぎ、Xコイル１６をベースプレート１１上で固定する。

【００２９】次に、芯材１８をXコイル１６の円周部１
６ａと直線部１６ｂとの間のベースプレート１１上に配
設し、Zコイル１９の直線部１９ｂを芯材１８の溝１８
ａに係合させ、Zコイル１９の位置決め及び固定を行
う。尚、Xコイル１６及びZコイル１９の始端側,終端側
は、ベースプレート１１の線取り出し部１１ａより、勾
配コイル外部に延出させる。

【００３０】(ステップ5)成形部２０を形成する。図６
に示すように、下型５０内に、Y,X,Zコイル１２,１６,
１９が取り付けられたベースプレート１１をセットし、
その上に制振ゴム２２,ガラスマット２１を乗せ、上型
５１で蓋をする。

【００３１】そして、下型５０の樹脂注入穴５０ａより
樹脂を注入し、成形部２０を形成する。上記構成の勾配
コイルによれば、Y,X,Zコイル１２,１６,１９が積層配
置された１枚のベースプレート１１と、ベースプレート
１１上に一体的に形成され、Y,X,Zコイル１２,１６,１
９を覆う成形部２０とから構成したことにより、構成が
簡単で、安価となる。

【００３２】また、成形部２０内に補強材としてのガラ
スマット２１を埋め込んだことにより、勾配コイルの強
度が上がる。更に、成形部２０上にリブ２０ａを形成し
たことにより、勾配コイルの強度が上がる。

【００３３】また、上述の勾配コイルの製造方法によれ
ば、１枚のベースプレート１１上にY,X,Zコイル１２,１
６,１９を積層配置した後に、これらY,X,Zコイル１２,
１６,１９を覆うように成形部２０をベースプレート１
１上に一体的に形成するだけでよいので、三枚の円板を
必要としていた従来の勾配コイルの製造方法に比べて、
製造が簡単で、安価となる。

【００３４】尚、本発明は上記実施の形態例に限定する
ものではない。 (1) 成形部２０を形成する際に、勾配コイルを装置に固
定するためのブラケットを一体的に取り付けることも可
能である。

【００３５】(2) 勾配コイルの外形は、円板状に限定す
るものではなく、矩形であってもよいし、更には、装置
に応じてた三次元形状であっても良い。 (3) 上記実施の形態例では、成形部２０の形成は樹脂が
樹脂の自重で型内に充填される注型で行ったが、他に、
型内に、２つの穴を設け、一方の穴から樹脂を圧送し、
他方の穴から型内の空気を吸引して、薄肉、複雑な形状
が容易にできるRIV(Resin Injection Vacuum)や、A液と
B液との混合液を型内に送り込み、型内でA液とB液とが
反応し、樹脂となるRIM(Reaction Injection Molding)
であってもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように請求項１記載の発明の
勾配コイルによれば、勾配コイルをX,Y,Zコイルが積層
配置された１枚のベースプレートと、ベースプレート上
に一体的に形成され、X,Y,Zコイルを覆う成形部とから
構成したことにより、構成が簡単で、安価となる。

【００３７】請求項２記載の発明のMRI装置によれば、
勾配コイルをX,Y,Zコイルが積層配置された１枚のベー
スプレートと、ベースプレート上に一体的に形成され、
X,Y,Zコイルを覆う成形部とから構成したことにより、
構成が簡単で、安価となる。

【００３８】請求項３記載の発明の勾配コイルの製造方
法によれば、１枚のベースプレート上にX,Y,Zコイルを
積層配置した後に、これらX,Y,Zコイルを覆うように成
形部をベースプレート上に一体的に形成するだけでよい
ので、三枚の円板を必要としていた従来の勾配コイルの
製造方法に比べて、製造が簡単で、安価となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態例の勾配コイルの外形図で
ある。

【図２】図１における切断線A-Aにおける断面図であ
る。

【図３】図１における成形部を除いた分解斜視図であ
る。

【図４】図１に示す勾配コイルの製造工程を説明する図
である。

【図５】X,Zコイルを形成する巻線機の一例を説明する
図である。

【図６】図１に示す勾配コイルの製造工程を説明する図
である。

【図７】従来の垂直磁場型MRI装置の要部構成図であ
る。

【図８】コイルのパターンを説明する図で、(a)図はXコ
イル、(b)図はYコイル、(c)図はZコイルをそれぞれ示す
図である。

【図９】従来の勾配コイルの製造工程を説明する図で
(a)図はステップ1、(b)図はステップ2、(c)図はステッ
プ3をそれぞれ示す図である。

【符号の説明】

１１ ベースプレート ２０ 成形部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直交するX,Y,Z軸の各方向に各々勾配磁
   場を発生するX,Y,Zコイルを有する勾配コイルにおい
   て、 前記X,Y,Zコイルが積層配置されたベースプレートと、 該ベースプレート上に一体的に形成され、前記X,Y,Zコ
   イルを覆う成形部と、 からなることを特徴とする勾配コイル。
2. 【請求項２】 直交するX,Y,Z軸の各方向に各々勾配磁
   場を発生するX,Y,Zコイルを有する勾配コイルを具備す
   るMRI装置において、 前記勾配コイルは、 前記X,Y,Zコイルが積層配置されたベースプレートと、 該ベースプレート上に一体的に形成され、前記X,Y,Zコ
   イルを覆う成形部と、 からなることを特徴とするMRI装置。
3. 【請求項３】 ベースプレート上にYコイルを形成する
   工程と、 X,Zコイルを形成する工程と、 前記ベースプレート上に前記X,Zコイルを積層配置する
   工程と、 成形されたX,Y,Zコイルをベースプレート上に積層配置
   する工程と、 前記X,Y,Zコイルを覆う成形部を前記ベースプレート上
   に一体的に形成する工程と、 からなることを特徴とする勾配コイルの製造方法。