JPH11239569A - シールド形コイルユニットおよびｍｒｉ用能動遮蔽形傾斜磁場コイルユニット - Google Patents
シールド形コイルユニットおよびｍｒｉ用能動遮蔽形傾斜磁場コイルユニットInfo
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- JPH11239569A JPH11239569A JP10043948A JP4394898A JPH11239569A JP H11239569 A JPH11239569 A JP H11239569A JP 10043948 A JP10043948 A JP 10043948A JP 4394898 A JP4394898 A JP 4394898A JP H11239569 A JPH11239569 A JP H11239569A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】無用な電磁誘導の影響を抑制し、大形化を回避
し、シールドコイルのシールド効率およびシールド性能
を向上させ、かつ高速イメージング法に好適なＭＲＩ装
置のＡＳＧＣを提供する。 【解決手段】ＭＲＩ用能動遮蔽形傾斜磁場コイル（ＡＳ
ＧＣ）ユニットはメインコイルとシールドコイルとによ
り構成されるコイル対をＸチャンネル、Ｙチャンネル、
およびＺチャンネルのそれぞれについて備える。シール
ドコイルが発生したシールド用磁場によってメインコイ
ルが発生した傾斜磁場を外界に対してチャンネル毎にシ
ールドする。例えばＹチャンネルのシールドコイル１２
Ｙｓの巻線部ＣＲ５〜ＣＲ８を成す導体を２本に分割
し、この分割導体を巻きパターンに沿って並列に巻装す
る。２本の分割導体を、当該分割導体によって形成され
る閉路を貫く磁束に対して無誘導巻きに巻装する。
し、シールドコイルのシールド効率およびシールド性能
を向上させ、かつ高速イメージング法に好適なＭＲＩ装
置のＡＳＧＣを提供する。 【解決手段】ＭＲＩ用能動遮蔽形傾斜磁場コイル（ＡＳ
ＧＣ）ユニットはメインコイルとシールドコイルとによ
り構成されるコイル対をＸチャンネル、Ｙチャンネル、
およびＺチャンネルのそれぞれについて備える。シール
ドコイルが発生したシールド用磁場によってメインコイ
ルが発生した傾斜磁場を外界に対してチャンネル毎にシ
ールドする。例えばＹチャンネルのシールドコイル１２
Ｙｓの巻線部ＣＲ５〜ＣＲ８を成す導体を２本に分割
し、この分割導体を巻きパターンに沿って並列に巻装す
る。２本の分割導体を、当該分割導体によって形成され
る閉路を貫く磁束に対して無誘導巻きに巻装する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、所望の空間分布の
磁場を発生させるメインコイルと、その磁場が外部に漏
れるのを抑制するシールド用磁場を発生するシールドコ
イルとを備えたシールド形コイルユニットおよび磁気共
鳴イメージング（ＭＲＩ）用能動遮蔽形傾斜磁場コイル
ユニットに関する。
磁場を発生させるメインコイルと、その磁場が外部に漏
れるのを抑制するシールド用磁場を発生するシールドコ
イルとを備えたシールド形コイルユニットおよび磁気共
鳴イメージング（ＭＲＩ）用能動遮蔽形傾斜磁場コイル
ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】医用のＭＲＩ装置には通常、静磁場を発
生する静磁場コイル、静磁場の均一度を補正するシムコ
イル、静磁場に重畳する傾斜磁場を発生する傾斜磁場コ
イル、高周波信号の送受用のＲＦコイルなどの各種の磁
場発生用コイルが使用されている。
生する静磁場コイル、静磁場の均一度を補正するシムコ
イル、静磁場に重畳する傾斜磁場を発生する傾斜磁場コ
イル、高周波信号の送受用のＲＦコイルなどの各種の磁
場発生用コイルが使用されている。
【０００３】この内、傾斜磁場コイルとしては近年で
は、傾斜磁場の外部への漏れをシールドするシールド型
コイルが好んで採用されている。このシールド型コイル
には、能動遮蔽型傾斜磁場コイル（ＡＳＧＣ：Actively
Shielded Gradient Coil ）と呼ばれるタイプのものが
ある。このＡＳＧＣは一般に、所望の空間分布のパルス
状傾斜磁場を発生するメインコイルと、このメインコイ
ルの周囲に配置されるシールドコイルとを備えている。
メインコイルが発生する傾斜磁場の外部への漏れは、シ
ールドコイルが発生するシールド用磁場によって押さえ
られる。このため、コイルユニットの外部に漏れる傾斜
磁場が減少し、漏れ磁場による渦電流のイメージングへ
の影響などが押さえられる。
は、傾斜磁場の外部への漏れをシールドするシールド型
コイルが好んで採用されている。このシールド型コイル
には、能動遮蔽型傾斜磁場コイル（ＡＳＧＣ：Actively
Shielded Gradient Coil ）と呼ばれるタイプのものが
ある。このＡＳＧＣは一般に、所望の空間分布のパルス
状傾斜磁場を発生するメインコイルと、このメインコイ
ルの周囲に配置されるシールドコイルとを備えている。
メインコイルが発生する傾斜磁場の外部への漏れは、シ
ールドコイルが発生するシールド用磁場によって押さえ
られる。このため、コイルユニットの外部に漏れる傾斜
磁場が減少し、漏れ磁場による渦電流のイメージングへ
の影響などが押さえられる。
【０００４】このＡＳＧＣのシールド効率は、そのシー
ルドコイルのターン数（巻数）によって決まる。電源回
路の構成面の要請などを考慮すると、メインコイルとシ
ールドコイルを直列に接続して単一電源で両コイルに同
時に電流を供給するコイル接続法が主流になっている。
このように直列接続するように設計した場合、シールド
コイルのターン数はメインコイルとの関係から一義的に
決まってしまい、そのターン数に依ってシールド効率も
決まってしまい、シールド効率をそれ以上、上げること
はできない。
ルドコイルのターン数（巻数）によって決まる。電源回
路の構成面の要請などを考慮すると、メインコイルとシ
ールドコイルを直列に接続して単一電源で両コイルに同
時に電流を供給するコイル接続法が主流になっている。
このように直列接続するように設計した場合、シールド
コイルのターン数はメインコイルとの関係から一義的に
決まってしまい、そのターン数に依ってシールド効率も
決まってしまい、シールド効率をそれ以上、上げること
はできない。
【０００５】そこで、シールドコイルのターン数を任意
に変えてシールド効率を上げるという構成が、論文
「“PRACTICAL ASPECTS OF SHIELDED GRADIENT DESIGN
”，Barry L.W.Chapman ，ＳＭＲＭ，９４３，１９９
５」によって提案されている。これらのコイルには、通
常の電気回路に用いるインダクタンス素子とは異なる特
殊な条件が課されている。この従来例記載のシールドコ
イルの構成によれば、そのターン数を変えるので、シー
ルドコイルに流れる電流値をコントロールする必要があ
る。具体的には、ダミー抵抗やシャント電源をシールド
コイルに並列に付加してシールドコイルの流れる電流値
をコントロールするようになっている。
に変えてシールド効率を上げるという構成が、論文
「“PRACTICAL ASPECTS OF SHIELDED GRADIENT DESIGN
”，Barry L.W.Chapman ，ＳＭＲＭ，９４３，１９９
５」によって提案されている。これらのコイルには、通
常の電気回路に用いるインダクタンス素子とは異なる特
殊な条件が課されている。この従来例記載のシールドコ
イルの構成によれば、そのターン数を変えるので、シー
ルドコイルに流れる電流値をコントロールする必要があ
る。具体的には、ダミー抵抗やシャント電源をシールド
コイルに並列に付加してシールドコイルの流れる電流値
をコントロールするようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように電流コントロールのためにダミー抵抗を付加する
構成の場合、抵抗の温度が上昇すると抵抗値が変わるか
ら、ＡＳＧＣの磁場特性が変化し、また、当然にシール
ド効率も低下する。
ように電流コントロールのためにダミー抵抗を付加する
構成の場合、抵抗の温度が上昇すると抵抗値が変わるか
ら、ＡＳＧＣの磁場特性が変化し、また、当然にシール
ド効率も低下する。
【０００７】とくに、流れる電流値がそのように時間的
に変化すると、シールドコイルが入っている分岐側と入
っていない分岐側とでインピーダンスが変わってくるた
め、シールドコイルが入っている分岐側の電流は流れ難
くなる。このため、電流が時間的に速く変化するシーケ
ンスの場合（例えば、ＥＰＩ法などの超高速イメージン
グのシーケンスを実行させる場合）、その電流変化にコ
イルの発生磁場が追従できず、発生磁場の波形は鈍って
しまう。つまり、抵抗を付加する構造は現在、ますます
高速化の様相を呈しているイメージングには不向きであ
る。
に変化すると、シールドコイルが入っている分岐側と入
っていない分岐側とでインピーダンスが変わってくるた
め、シールドコイルが入っている分岐側の電流は流れ難
くなる。このため、電流が時間的に速く変化するシーケ
ンスの場合（例えば、ＥＰＩ法などの超高速イメージン
グのシーケンスを実行させる場合）、その電流変化にコ
イルの発生磁場が追従できず、発生磁場の波形は鈍って
しまう。つまり、抵抗を付加する構造は現在、ますます
高速化の様相を呈しているイメージングには不向きであ
る。
【０００８】一方、前述したようにシールドコイルに並
列にシャント電源を付加する場合、シャント電源に流す
電流値が大きくなるほど電源も大形化し、製造コストも
上昇する。また、このシャント電源を用いる場合、電源
の応答時間が比較的大きいため、やはり超高速シーケン
スの実行には適していない。
列にシャント電源を付加する場合、シャント電源に流す
電流値が大きくなるほど電源も大形化し、製造コストも
上昇する。また、このシャント電源を用いる場合、電源
の応答時間が比較的大きいため、やはり超高速シーケン
スの実行には適していない。
【０００９】本発明は上述した従来技術に伴う様々な困
難を打破すべくなされたもので、その主目的は、シール
ドコイルにダミー抵抗やシャント電源などの電流コント
ロール要素を別途付加するという従来の構成を採用する
ことなく、また無用な電磁誘導による影響を受けること
なく、シールドコイルのシールド効率（シールド性能）
を向上させる、ことである。
難を打破すべくなされたもので、その主目的は、シール
ドコイルにダミー抵抗やシャント電源などの電流コント
ロール要素を別途付加するという従来の構成を採用する
ことなく、また無用な電磁誘導による影響を受けること
なく、シールドコイルのシールド効率（シールド性能）
を向上させる、ことである。
【００１０】とくに、ＭＲＩ装置のＡＳＧＣのシールド
コイルにダミー抵抗やシャント電源などの電流コントロ
ール要素を別途付加するという従来の構成を採用するこ
となく、また無用な電磁誘導による影響を受けることな
く、ユニット全体の大形化を回避し、シールドコイルの
シールド効率およびシールド性能を向上させ、かつＥＰ
Ｉ法などの超高速イメージング法に好適なコイルユニッ
トを提供することである。
コイルにダミー抵抗やシャント電源などの電流コントロ
ール要素を別途付加するという従来の構成を採用するこ
となく、また無用な電磁誘導による影響を受けることな
く、ユニット全体の大形化を回避し、シールドコイルの
シールド効率およびシールド性能を向上させ、かつＥＰ
Ｉ法などの超高速イメージング法に好適なコイルユニッ
トを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述した種々の目的を達
成するため、本願の第１の発明は、導体を所定巻きパタ
ーンに沿って巻き回して形成された巻線部を有するメイ
ンコイルと、別の導体を所定巻きパターンに沿って巻き
回して形成された巻線部を有するシールドコイルとを備
え、このシールドコイルが発生したシールド用磁場によ
って前記メインコイルが発生した磁場を外界に対してシ
ールドするようにしたシールド形コイルユニットにおい
て、前記シールドコイルの巻線部および前記メインコイ
ルの巻線部の少なくとも一方を成す導体を複数本に分割
し、この複数本の分割導体を前記巻きパターンに沿って
並列に巻装するとともに、この複数本の分割導体を、当
該分割導体によって形成される閉路を貫く磁束に対して
無誘導巻きの構造に巻装したことを特徴とする。
成するため、本願の第１の発明は、導体を所定巻きパタ
ーンに沿って巻き回して形成された巻線部を有するメイ
ンコイルと、別の導体を所定巻きパターンに沿って巻き
回して形成された巻線部を有するシールドコイルとを備
え、このシールドコイルが発生したシールド用磁場によ
って前記メインコイルが発生した磁場を外界に対してシ
ールドするようにしたシールド形コイルユニットにおい
て、前記シールドコイルの巻線部および前記メインコイ
ルの巻線部の少なくとも一方を成す導体を複数本に分割
し、この複数本の分割導体を前記巻きパターンに沿って
並列に巻装するとともに、この複数本の分割導体を、当
該分割導体によって形成される閉路を貫く磁束に対して
無誘導巻きの構造に巻装したことを特徴とする。
【００１２】これにより、巻線部の導体を分割して複数
本の分割導体で構成することで、所望の電流分布を実現
するために解析的に求めた理想流線関数を巻線で離散化
する際、巻線密度が高くなっている分、巻線によってつ
くられる実際の流線関数がより滑らかになって、その理
想流線関数をより忠実に再現できるものとなるから、よ
り高精度な磁場分布を得ることができるとともに、ボビ
ンに巻装するときの空間的な密度が高くなるから、巻線
間の隙間が少なくなり、漏れ磁場も減少する。さらに、
複数本の分割導体が作る閉ループが無誘導巻になってい
るから、自己チャンネルまたは他チャンネルからの発生
磁場による閉ループに流れる誘導電流を排除または抑制
できる。このように、分割導体がつくる閉ループに外来
磁場に因る起電力が生じることは無くまたは殆ど無く、
振動磁場を良好に抑制できる。このため、ダミー抵抗や
シャント電源といった電流制御要素を用いる必要がな
く、シールド効率やシールド性能を向上させることがで
き、ＥＰＩ法などの超高速イメージングにも好適に適用
できる。また、ＭＲＩ画像のアーチファクトなどを低減
できる。
本の分割導体で構成することで、所望の電流分布を実現
するために解析的に求めた理想流線関数を巻線で離散化
する際、巻線密度が高くなっている分、巻線によってつ
くられる実際の流線関数がより滑らかになって、その理
想流線関数をより忠実に再現できるものとなるから、よ
り高精度な磁場分布を得ることができるとともに、ボビ
ンに巻装するときの空間的な密度が高くなるから、巻線
間の隙間が少なくなり、漏れ磁場も減少する。さらに、
複数本の分割導体が作る閉ループが無誘導巻になってい
るから、自己チャンネルまたは他チャンネルからの発生
磁場による閉ループに流れる誘導電流を排除または抑制
できる。このように、分割導体がつくる閉ループに外来
磁場に因る起電力が生じることは無くまたは殆ど無く、
振動磁場を良好に抑制できる。このため、ダミー抵抗や
シャント電源といった電流制御要素を用いる必要がな
く、シールド効率やシールド性能を向上させることがで
き、ＥＰＩ法などの超高速イメージングにも好適に適用
できる。また、ＭＲＩ画像のアーチファクトなどを低減
できる。
【００１３】例えば、前記分割導体および無誘導巻の構
造は、前記シールドコイルに適用した構成である。この
場合、好適には、前記メインコイルおよび前記シールド
コイルの組を複数チャンネルのチャンネルそれぞれにつ
いて備え、その複数チャンネルのシールドコイルのそれ
ぞれは自己チャンネルの前記メインコイルが発生する磁
場に対して前記無誘導巻きに巻装した構造である。また
好適には、前記メインコイルおよび前記シールドコイル
の組を複数チャンネルのチャンネルそれぞれについて備
え、その複数チャンネルのシールドコイルのそれぞれは
他チャンネルの前記メインコイルが発生する磁場に対し
て前記無誘導巻きに巻装した構造としてもよい。さらに
好適には、前記メインコイルおよび前記シールドコイル
の組を複数チャンネルのチャンネルそれぞれについて備
え、その複数チャンネルのシールドコイルのそれぞれは
自己チャンネルおよび他チャンネルの前記メインコイル
が発生する磁場に対して前記無誘導巻きに巻装した構造
であってもよい。
造は、前記シールドコイルに適用した構成である。この
場合、好適には、前記メインコイルおよび前記シールド
コイルの組を複数チャンネルのチャンネルそれぞれにつ
いて備え、その複数チャンネルのシールドコイルのそれ
ぞれは自己チャンネルの前記メインコイルが発生する磁
場に対して前記無誘導巻きに巻装した構造である。また
好適には、前記メインコイルおよび前記シールドコイル
の組を複数チャンネルのチャンネルそれぞれについて備
え、その複数チャンネルのシールドコイルのそれぞれは
他チャンネルの前記メインコイルが発生する磁場に対し
て前記無誘導巻きに巻装した構造としてもよい。さらに
好適には、前記メインコイルおよび前記シールドコイル
の組を複数チャンネルのチャンネルそれぞれについて備
え、その複数チャンネルのシールドコイルのそれぞれは
自己チャンネルおよび他チャンネルの前記メインコイル
が発生する磁場に対して前記無誘導巻きに巻装した構造
であってもよい。
【００１４】また、本願の第２の発明は、導体を所定巻
きパターンに沿って巻き回して形成された巻線部を有す
るメインコイルと別の導体を所定巻きパターンに沿って
巻き回して形成された巻線部を有するシールドコイルと
により構成されるコイル対をＸチャンネル、Ｙチャンネ
ル、およびＺチャンネルのそれぞれについて備え、前記
シールドコイルが発生したシールド用磁場によって前記
メインコイルが発生した傾斜磁場を外界に対してチャン
ネル毎にシールドするようにしたＭＲＩ用能動遮蔽形傾
斜磁場コイル（ＡＳＧＣ）ユニットにおいて、前記各チ
ャンネルの前記メインコイルおよびシールドコイルの少
なくとも一方の巻線部を成す導体部分を複数本に分割
し、この複数本の分割導体を前記巻きパターンに沿って
並列に巻装するとともに、この複数本の分割導体を、当
該分割導体によって形成される閉路を貫く磁束に対して
無誘導巻きに巻装したことを特徴とする。
きパターンに沿って巻き回して形成された巻線部を有す
るメインコイルと別の導体を所定巻きパターンに沿って
巻き回して形成された巻線部を有するシールドコイルと
により構成されるコイル対をＸチャンネル、Ｙチャンネ
ル、およびＺチャンネルのそれぞれについて備え、前記
シールドコイルが発生したシールド用磁場によって前記
メインコイルが発生した傾斜磁場を外界に対してチャン
ネル毎にシールドするようにしたＭＲＩ用能動遮蔽形傾
斜磁場コイル（ＡＳＧＣ）ユニットにおいて、前記各チ
ャンネルの前記メインコイルおよびシールドコイルの少
なくとも一方の巻線部を成す導体部分を複数本に分割
し、この複数本の分割導体を前記巻きパターンに沿って
並列に巻装するとともに、この複数本の分割導体を、当
該分割導体によって形成される閉路を貫く磁束に対して
無誘導巻きに巻装したことを特徴とする。
【００１５】例えば、前記分割導体および無誘導巻の構
造は前記シールドコイルに適用した構成であり、かつ、
前記分割導体の数は２である。
造は前記シールドコイルに適用した構成であり、かつ、
前記分割導体の数は２である。
【００１６】この場合の好適は一例は、前記Ｘチャンネ
ルおよびＹチャンネルそれぞれの前記シールドコイル
は、渦状巻きパターンに沿って互いに逆向きに巻き回し
たサドル状巻線部をボビンの軸方向に沿って並置した巻
線部対を前記ボビンの中心軸に関して対向して２対配置
し、前記サドル状巻線部の各分割導体の渦状巻きパター
ンにおける巻線位置を前記巻線部対を形成する巻線部毎
に入れ替えて配置した配線構造である。前記２対の巻線
部を成す４個の巻線部それぞれの一方の分割導体を電気
的直列に接続し、かつ、もう一方の分割導体を電気的直
列に接続するとともに、この電気的直列回路同士を電気
的並列に接続してもよい。
ルおよびＹチャンネルそれぞれの前記シールドコイル
は、渦状巻きパターンに沿って互いに逆向きに巻き回し
たサドル状巻線部をボビンの軸方向に沿って並置した巻
線部対を前記ボビンの中心軸に関して対向して２対配置
し、前記サドル状巻線部の各分割導体の渦状巻きパター
ンにおける巻線位置を前記巻線部対を形成する巻線部毎
に入れ替えて配置した配線構造である。前記２対の巻線
部を成す４個の巻線部それぞれの一方の分割導体を電気
的直列に接続し、かつ、もう一方の分割導体を電気的直
列に接続するとともに、この電気的直列回路同士を電気
的並列に接続してもよい。
【００１７】さらに好適には、前記シールドコイルの各
巻線部と前記メインコイルの各巻線部とを直列に接続し
て共通の電源に接続することである。
巻線部と前記メインコイルの各巻線部とを直列に接続し
て共通の電源に接続することである。
【００１８】さらにまた、前記Ｚチャンネルの前記シー
ルドコイルは、ソレノイド状巻きパターンに沿って互い
に逆向きに巻き回した巻線部をボビンの軸方向に沿って
並置した巻線部対を配置し、前記巻線部それぞれの分割
導体を電気的直列に接続し、かつ前記巻線部それぞれの
前記分割導体の位置を巻線部間で前記ボビンの軸方向に
関して入れ替えて配置してもよい。
ルドコイルは、ソレノイド状巻きパターンに沿って互い
に逆向きに巻き回した巻線部をボビンの軸方向に沿って
並置した巻線部対を配置し、前記巻線部それぞれの分割
導体を電気的直列に接続し、かつ前記巻線部それぞれの
前記分割導体の位置を巻線部間で前記ボビンの軸方向に
関して入れ替えて配置してもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係るシ
ールド形コイルユニットを図面を参照して説明する。
ールド形コイルユニットを図面を参照して説明する。
【００２０】第１の実施形態 第１の実施形態を図１〜図１０に基づき説明する。
【００２１】この実施形態では、このシールド形コイル
ユニットとして、ＭＲＩ装置の能動（自己）遮蔽形傾斜
磁場コイル（ＡＳＧＣ：Actively Shielded Gradient C
oil）のＸ，Ｙ，およびＺチャンネルのコイルアセンブ
リの各シールドコイルを例示する。
ユニットとして、ＭＲＩ装置の能動（自己）遮蔽形傾斜
磁場コイル（ＡＳＧＣ：Actively Shielded Gradient C
oil）のＸ，Ｙ，およびＺチャンネルのコイルアセンブ
リの各シールドコイルを例示する。
【００２２】図１にＭＲＩ装置のガントリ１の概略断面
を示す。このガントリ１はその全体が円筒状に形成され
ており、中心部のボアが診断用空間として機能し、診断
時にはそのボア内に被検体Ｐが挿入可能になっている。
を示す。このガントリ１はその全体が円筒状に形成され
ており、中心部のボアが診断用空間として機能し、診断
時にはそのボア内に被検体Ｐが挿入可能になっている。
【００２３】ガントリ１は、略円筒状の静磁場コイルユ
ニット１１、このコイルユニット１１のボア内に配置さ
れた略円筒状の傾斜磁場コイルユニット１２、このユニ
ット１２の例えば外周面に取り付けられたシムコイルユ
ニット１３、および傾斜磁場コイルユニット１２のボア
内に配置されたＲＦコイル１４を備える。被検体Ｐは図
示しない寝台天板に載せられて、ＲＦコイル１４が形成
するボア（診断用空間）内に遊挿される。
ニット１１、このコイルユニット１１のボア内に配置さ
れた略円筒状の傾斜磁場コイルユニット１２、このユニ
ット１２の例えば外周面に取り付けられたシムコイルユ
ニット１３、および傾斜磁場コイルユニット１２のボア
内に配置されたＲＦコイル１４を備える。被検体Ｐは図
示しない寝台天板に載せられて、ＲＦコイル１４が形成
するボア（診断用空間）内に遊挿される。
【００２４】静磁場コイルユニット１２は超伝導磁石で
形成されている。つまり、外側の真空容器の中に、複数
個の熱輻射シールド容器および単独の液体ヘリウム容器
が収められ、液体ヘリウム容器の内部に超伝導コイルが
巻装・設置されている。
形成されている。つまり、外側の真空容器の中に、複数
個の熱輻射シールド容器および単独の液体ヘリウム容器
が収められ、液体ヘリウム容器の内部に超伝導コイルが
巻装・設置されている。
【００２５】傾斜磁場コイルユニット１２は、ここでは
能動遮蔽（アクティブシールド）形に形成されている。
このコイルユニット１２はＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方
向毎にパルス状の傾斜磁場を発生させるため、Ｘ，Ｙ，
Ｚチャンネル別々にコイルアセンブリを有し、しかも、
そのコイルアセンブリは各チャンネル毎に傾斜磁場を外
界に殆ど洩らさないシールド構造になっている。
能動遮蔽（アクティブシールド）形に形成されている。
このコイルユニット１２はＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方
向毎にパルス状の傾斜磁場を発生させるため、Ｘ，Ｙ，
Ｚチャンネル別々にコイルアセンブリを有し、しかも、
そのコイルアセンブリは各チャンネル毎に傾斜磁場を外
界に殆ど洩らさないシールド構造になっている。
【００２６】具体的には、能動遮蔽形傾斜磁場コイル
（ＡＳＧＣ）ユニット１２は図２に示すように、Ｘ，
Ｙ，ＺチャンネルのＸコイルアセンブリ１２Ｘ，Ｙコイ
ルアセンブリ１２Ｙ，Ｚコイルアセンブリ１２Ｚがコイ
ル層毎に絶縁されながら積層され、全体として略円筒状
を成している。Ｘコイルアセンブリ１２Ｘ，Ｙコイルア
センブリ１２ＹおよびＺコイルアセンブリ１２Ｚの各々
は、各軸方向の傾斜磁場を発生する複数の巻線部を有す
るメインコイルと、このメインコイルの巻線部が発生す
る傾斜磁場パルスを磁気的に外界に殆ど洩らさないよう
にシールドする複数の巻線部を有するシールドコイルと
を備える。
（ＡＳＧＣ）ユニット１２は図２に示すように、Ｘ，
Ｙ，ＺチャンネルのＸコイルアセンブリ１２Ｘ，Ｙコイ
ルアセンブリ１２Ｙ，Ｚコイルアセンブリ１２Ｚがコイ
ル層毎に絶縁されながら積層され、全体として略円筒状
を成している。Ｘコイルアセンブリ１２Ｘ，Ｙコイルア
センブリ１２ＹおよびＺコイルアセンブリ１２Ｚの各々
は、各軸方向の傾斜磁場を発生する複数の巻線部を有す
るメインコイルと、このメインコイルの巻線部が発生す
る傾斜磁場パルスを磁気的に外界に殆ど洩らさないよう
にシールドする複数の巻線部を有するシールドコイルと
を備える。
【００２７】この内、Ｙコイルアセンブリ１２Ｙは、図
３に示すように、平板状の導体から成るメインコイル１
２Ｙｍおよびシールドコイル１２Ｙｓを備える。メイン
コイル１２Ｙｍは、小径のボビンＢ１に巻装された４個
のサドル状渦巻き形の巻線部ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３，
およびＣＲ４を備える。巻線部ＣＲ１およびＣＲ２がＺ
軸方向に並置され且つ電気的に直列接続される。この巻
線部の対を、Ｚ軸に関して１８０度回転させた位置に、
巻線部ＣＲ３およびＣＲ４から成る巻線部の対が対向し
て配置される。各巻線部に流すパルス電流の向きは、Ｙ
軸方向傾斜磁場の大きさが線形に変わるように、対向す
る巻線部同士および並置される巻線部同士で図中の矢印
のように設定されている。なお、図３では、後述するタ
ーン分割の構造の図示は省略している。
３に示すように、平板状の導体から成るメインコイル１
２Ｙｍおよびシールドコイル１２Ｙｓを備える。メイン
コイル１２Ｙｍは、小径のボビンＢ１に巻装された４個
のサドル状渦巻き形の巻線部ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３，
およびＣＲ４を備える。巻線部ＣＲ１およびＣＲ２がＺ
軸方向に並置され且つ電気的に直列接続される。この巻
線部の対を、Ｚ軸に関して１８０度回転させた位置に、
巻線部ＣＲ３およびＣＲ４から成る巻線部の対が対向し
て配置される。各巻線部に流すパルス電流の向きは、Ｙ
軸方向傾斜磁場の大きさが線形に変わるように、対向す
る巻線部同士および並置される巻線部同士で図中の矢印
のように設定されている。なお、図３では、後述するタ
ーン分割の構造の図示は省略している。
【００２８】シールドコイル１２Ｙｓは、ボビンＢ１よ
りも大径のボビンＢ２に巻装された４個のサドル型巻線
部ＣＲ５，ＣＲ６，ＣＲ７，およびＣＲ８を備える。巻
線部ＣＲ５およびＣＲ６がＺ軸方向に並置され且つ電気
的に直列接続される。この巻線部の対を、Ｚ軸に関して
１８０度回転させた位置に、巻線部ＣＲ６およびＣＲ７
から成る巻線部の対が対向して配置される。シールドコ
イル１２Ｙｓの各巻線部に流すパルス電流の向きは、メ
インコイル１２Ｙｍの各相当位置の巻線部とはＹ軸方向
からみて反対向きで、かつＹ軸方向傾斜磁場の大きさが
線形に変わるように、対向する巻線部同士および並置さ
れる巻線部同士で図中の矢印のように設定されている。
りも大径のボビンＢ２に巻装された４個のサドル型巻線
部ＣＲ５，ＣＲ６，ＣＲ７，およびＣＲ８を備える。巻
線部ＣＲ５およびＣＲ６がＺ軸方向に並置され且つ電気
的に直列接続される。この巻線部の対を、Ｚ軸に関して
１８０度回転させた位置に、巻線部ＣＲ６およびＣＲ７
から成る巻線部の対が対向して配置される。シールドコ
イル１２Ｙｓの各巻線部に流すパルス電流の向きは、メ
インコイル１２Ｙｍの各相当位置の巻線部とはＹ軸方向
からみて反対向きで、かつＹ軸方向傾斜磁場の大きさが
線形に変わるように、対向する巻線部同士および並置さ
れる巻線部同士で図中の矢印のように設定されている。
【００２９】なお、図３はサドル状渦巻き形の巻線パタ
ーンを１つのターン（巻線）について模式的に簡素化し
て示すもので、実際の各巻線部は複数ターンのサドル状
渦巻形のコイルからなる。また、ボビンＢ１，Ｂ２は他
チャンネルの巻線層の上に絶縁層を巻装して形成されて
いる。
ーンを１つのターン（巻線）について模式的に簡素化し
て示すもので、実際の各巻線部は複数ターンのサドル状
渦巻形のコイルからなる。また、ボビンＢ１，Ｂ２は他
チャンネルの巻線層の上に絶縁層を巻装して形成されて
いる。
【００３０】Ｘコイルアセンブリ１２Ｘも、Ｙコイルア
センブリ１２ＹをＺ軸に関して９０度回転させた状態で
同様に配置される。
センブリ１２ＹをＺ軸に関して９０度回転させた状態で
同様に配置される。
【００３１】上述したＸコイルアセンブリ１２Ｘおよび
Ｙコイルアセンブリ１２Ｙは、それぞれ、本発明に独自
の巻線構造および接続方法を採用している（図６照）。
これについては後述する。
Ｙコイルアセンブリ１２Ｙは、それぞれ、本発明に独自
の巻線構造および接続方法を採用している（図６照）。
これについては後述する。
【００３２】さらに、ＺチャンネルのＺコイルアセンブ
リ１２Ｚは図４にその概略を示すように、平板状の導体
を複数ターンに巻装して成るメインコイル１２Ｚｍおよ
びシールドコイル１２Ｚｓを備える。メインコイル１２
Ｚｍは円筒状のボビンＢ３にソレノイド状のコイルパタ
ーンに沿って巻装されている。シールドコイル１２Ｚｓ
は、ボビンＢ３よりも大径の円筒状ボビンＢ４にソレノ
イド状のコイルパターンに沿って巻装されている。メイ
ンコイル１２Ｚｍおよびシールドコイル１２Ｚｓのそれ
ぞれは、Ｚ軸方向の中心位置Ｚ＝０に関して巻線方向が
反対方向になっている。なお、図４では、後述するター
ン分割の構造の図示は省略している。
リ１２Ｚは図４にその概略を示すように、平板状の導体
を複数ターンに巻装して成るメインコイル１２Ｚｍおよ
びシールドコイル１２Ｚｓを備える。メインコイル１２
Ｚｍは円筒状のボビンＢ３にソレノイド状のコイルパタ
ーンに沿って巻装されている。シールドコイル１２Ｚｓ
は、ボビンＢ３よりも大径の円筒状ボビンＢ４にソレノ
イド状のコイルパターンに沿って巻装されている。メイ
ンコイル１２Ｚｍおよびシールドコイル１２Ｚｓのそれ
ぞれは、Ｚ軸方向の中心位置Ｚ＝０に関して巻線方向が
反対方向になっている。なお、図４では、後述するター
ン分割の構造の図示は省略している。
【００３３】上述したＸコイルアセンブリ１２Ｘ、Ｙコ
イルアセンブリ１２Ｙ、およびＺコイルアセンブリ１２
Ｚは、それぞれ、本発明に係る特徴的な巻線構造を採用
している。
イルアセンブリ１２Ｙ、およびＺコイルアセンブリ１２
Ｚは、それぞれ、本発明に係る特徴的な巻線構造を採用
している。
【００３４】まず、この巻線構造に係る巻線原理の一部
を図５に示す。本発明に巻線構造は、コイルアセンブリ
の少なくとも一部の巻線部を形成する導体を、複数の導
体に分割して巻装・形成する、いわゆる「ターン分割」
構造にするとともに、その分割導体同士を、いわゆる
「無誘導巻」となるように接続したものである。ここで
は、各チャンネルのシールドコイルに「ターン分割」構
造および「無誘導巻」構造を採用した例を示す。
を図５に示す。本発明に巻線構造は、コイルアセンブリ
の少なくとも一部の巻線部を形成する導体を、複数の導
体に分割して巻装・形成する、いわゆる「ターン分割」
構造にするとともに、その分割導体同士を、いわゆる
「無誘導巻」となるように接続したものである。ここで
は、各チャンネルのシールドコイルに「ターン分割」構
造および「無誘導巻」構造を採用した例を示す。
【００３５】ターン分割構造はコイルの空間分布密度を
上げて、例えばシールドコイルからの磁束の漏れをより
確実に防止するものである。ただし、１つの導体を複数
本（例えば２本）に分割し、この複数本の分割導体を単
純に所定の巻線パターンに沿って互いに平行のまま巻装
した場合、分割導体同士が巻線部間に閉ループを形成し
てしまう。この閉ループに自己チャンネルおよび／また
は他チャンネルから生じた磁束が鎖交すると、誘導起電
力に依りその閉ループに誘導電流が流れてしまう。この
誘導電流は、本来のコイル電流に悪影響を与えるもの
で、例えばシールドコイルのシールド性能の劣化（すな
わちＡＳＧＣの性能劣化）や画像アーチファクトの原因
となる。
上げて、例えばシールドコイルからの磁束の漏れをより
確実に防止するものである。ただし、１つの導体を複数
本（例えば２本）に分割し、この複数本の分割導体を単
純に所定の巻線パターンに沿って互いに平行のまま巻装
した場合、分割導体同士が巻線部間に閉ループを形成し
てしまう。この閉ループに自己チャンネルおよび／また
は他チャンネルから生じた磁束が鎖交すると、誘導起電
力に依りその閉ループに誘導電流が流れてしまう。この
誘導電流は、本来のコイル電流に悪影響を与えるもの
で、例えばシールドコイルのシールド性能の劣化（すな
わちＡＳＧＣの性能劣化）や画像アーチファクトの原因
となる。
【００３６】そこで、本発明では図５に模式的に示す巻
線接続方法を採用する。なお、同図はＸコイルアセンブ
リとＺコイルアセンブリとの間の誘導を回避するための
巻線接続方法を模式的に示すが、この接続関係はＹコイ
ルアセンブリおよびＺコイルアセンブリ間においても同
じである。同図における横軸方向はＺ軸方向の位置を、
縦軸はガントリの縦軸方向の位置を示す。
線接続方法を採用する。なお、同図はＸコイルアセンブ
リとＺコイルアセンブリとの間の誘導を回避するための
巻線接続方法を模式的に示すが、この接続関係はＹコイ
ルアセンブリおよびＺコイルアセンブリ間においても同
じである。同図における横軸方向はＺ軸方向の位置を、
縦軸はガントリの縦軸方向の位置を示す。
【００３７】模式的には、図５に示す如く、Ｚ軸を中心
にしてその上下部分にそれぞれ、Ｚ軸に近い半径方向の
位置から順にＸチャンネルのメインコイル１２Ｘｍ、Ｚ
チャンネルのメインコイル１２Ｚｍ、Ｚチャンネルのシ
ールドコイル１２Ｚｓ、およびＸチャンネルのシールド
コイル１２Ｘｓを位置させることができる。このため、
各巻線部に流れる電流の向きを代表ターン１〜４（シー
ルドコイル）および代表ターン５、６（メインコイル）
について図示の向きにそれぞれ設定できる。ターン１、
２がＺ軸の一方の側（Ｚ＞０）の位置において各チャン
ネルのシールドコイルを２分割した分割ターンを示し、
一方、ターン３、４がＺ軸の他方の側（Ｚ＜０）の位置
において各チャンネルのシールドコイルを２分割した分
割ターンを示す。図中、点線直線矢印はＸチャンネルの
メインコイル１２Ｘｍがつくる磁場の向きを、実線直線
矢印はＺチャンネルのメインコイル１２Ｚｍがつくる磁
場の向きを模式的に示す。
にしてその上下部分にそれぞれ、Ｚ軸に近い半径方向の
位置から順にＸチャンネルのメインコイル１２Ｘｍ、Ｚ
チャンネルのメインコイル１２Ｚｍ、Ｚチャンネルのシ
ールドコイル１２Ｚｓ、およびＸチャンネルのシールド
コイル１２Ｘｓを位置させることができる。このため、
各巻線部に流れる電流の向きを代表ターン１〜４（シー
ルドコイル）および代表ターン５、６（メインコイル）
について図示の向きにそれぞれ設定できる。ターン１、
２がＺ軸の一方の側（Ｚ＞０）の位置において各チャン
ネルのシールドコイルを２分割した分割ターンを示し、
一方、ターン３、４がＺ軸の他方の側（Ｚ＜０）の位置
において各チャンネルのシールドコイルを２分割した分
割ターンを示す。図中、点線直線矢印はＸチャンネルの
メインコイル１２Ｘｍがつくる磁場の向きを、実線直線
矢印はＺチャンネルのメインコイル１２Ｚｍがつくる磁
場の向きを模式的に示す。
【００３８】（１）まず、図５中のＺ軸よりも上側部分
を用いて自己チャンネルからの誘導に対する無誘導巻を
達成する巻線部間の接続関係を説明する。
を用いて自己チャンネルからの誘導に対する無誘導巻を
達成する巻線部間の接続関係を説明する。
【００３９】（１−１）例えばＸチャンネルの場合、そ
のメインコイル１２Ｘｍがつくる磁場はシールドコイル
１２Ｘｓの分割ターンによる閉ループを貫く。このた
め、シールドコイル１２Ｘｓの分割ターン１、２および
３、４による閉ループには、電流向き記号ａ，ｂおよび
ｃ，ｄで示す向きの誘導電流が流れようとする。そこ
で、＋Ｚ軸方向の分割ターン１を−Ｚ軸方向の分割ター
ン３に電気的に接続し、かつ＋Ｚ軸方向の分割ターン２
を−Ｚ軸方向の分割ターン４に電気的に接続する。Ｚ軸
＋側で分割ターン１を流れる紙面裏面から表面に抜ける
電流ａは、Ｚ軸−側で分割ターン３を流れる紙面表面か
ら裏面に抜ける電流ｃが巻線上では互いに逆方向にな
る。分割ターン２、４についても同等のことが言える。
このため、シールドコイル１２Ｘｓの分割ターンがＺ軸
＋側、−側両サイドで作る閉ループに流れようとする誘
導が互いに相殺され、誘導電流は流れないことから、こ
の誘導電流の影響は殆ど完全に解消される。
のメインコイル１２Ｘｍがつくる磁場はシールドコイル
１２Ｘｓの分割ターンによる閉ループを貫く。このた
め、シールドコイル１２Ｘｓの分割ターン１、２および
３、４による閉ループには、電流向き記号ａ，ｂおよび
ｃ，ｄで示す向きの誘導電流が流れようとする。そこ
で、＋Ｚ軸方向の分割ターン１を−Ｚ軸方向の分割ター
ン３に電気的に接続し、かつ＋Ｚ軸方向の分割ターン２
を−Ｚ軸方向の分割ターン４に電気的に接続する。Ｚ軸
＋側で分割ターン１を流れる紙面裏面から表面に抜ける
電流ａは、Ｚ軸−側で分割ターン３を流れる紙面表面か
ら裏面に抜ける電流ｃが巻線上では互いに逆方向にな
る。分割ターン２、４についても同等のことが言える。
このため、シールドコイル１２Ｘｓの分割ターンがＺ軸
＋側、−側両サイドで作る閉ループに流れようとする誘
導が互いに相殺され、誘導電流は流れないことから、こ
の誘導電流の影響は殆ど完全に解消される。
【００４０】（１−２）このことは、Ｙチャンネルにつ
いても全く同様に当てはまる。
いても全く同様に当てはまる。
【００４１】（１−３）Ｚチャンネルの場合、そのメイ
ンコイル１２Ｚｍがつくる磁場はシールド１２Ｚｓの分
割ターンによる閉ループを貫く。このため、シールドコ
イル１２Ｚｓの分割ターン１、２および３、４による閉
ループには、電流向き記号ａ′，ｂ′およびｃ′，ｄ′
で示す向きの誘導電流が流れようとする。そこで、＋Ｚ
軸方向の分割ターン１を−Ｚ軸方向の分割ターン３に電
気的に接続し、かつ＋Ｚ軸方向の分割ターン２を−Ｚ軸
方向の分割ターン４に電気的に接続する。Ｚチャンネル
の場合、Ｚ軸＋側で分割ターン１を流れる紙面裏面から
表面に抜ける電流ａ′は、Ｚ軸−側で分割ターン３を同
一向きに抜ける電流ｃ′が巻線上では互いに逆方向にな
る。分割ターン２、４についても同等のことが言える。
このため、シールドコイル１２Ｚｓの分割ターンがＺ軸
＋側、−側両サイドで作る閉ループに誘導電流を流そう
とする誘導起電力が互いに打ち消し合い、誘導電流は流
れない。したがって、この誘導現象による干渉は殆ど完
全に排除される。
ンコイル１２Ｚｍがつくる磁場はシールド１２Ｚｓの分
割ターンによる閉ループを貫く。このため、シールドコ
イル１２Ｚｓの分割ターン１、２および３、４による閉
ループには、電流向き記号ａ′，ｂ′およびｃ′，ｄ′
で示す向きの誘導電流が流れようとする。そこで、＋Ｚ
軸方向の分割ターン１を−Ｚ軸方向の分割ターン３に電
気的に接続し、かつ＋Ｚ軸方向の分割ターン２を−Ｚ軸
方向の分割ターン４に電気的に接続する。Ｚチャンネル
の場合、Ｚ軸＋側で分割ターン１を流れる紙面裏面から
表面に抜ける電流ａ′は、Ｚ軸−側で分割ターン３を同
一向きに抜ける電流ｃ′が巻線上では互いに逆方向にな
る。分割ターン２、４についても同等のことが言える。
このため、シールドコイル１２Ｚｓの分割ターンがＺ軸
＋側、−側両サイドで作る閉ループに誘導電流を流そう
とする誘導起電力が互いに打ち消し合い、誘導電流は流
れない。したがって、この誘導現象による干渉は殆ど完
全に排除される。
【００４２】（２）図５中のＺ軸よりも下側部分を用い
て他チャンネルからの誘導に対する無誘導巻を達成する
巻線部間の接続関係を説明する。
て他チャンネルからの誘導に対する無誘導巻を達成する
巻線部間の接続関係を説明する。
【００４３】（２−１）Ｚチャンネルのシールドコイル
１２Ｚｓの分割ターンが呈する閉ループには、自己チャ
ンネルのメインコイル１２Ｚｍの発生磁束のほか、他チ
ャンネルであるＸチャンネルおよびＹチャンネルの発生
磁場も鎖交する。例えばＸチャンネルの発生磁場に依っ
てＺチャンネルのシールドコイル１２Ｚｓのターン１、
２、３、４に流れようとする誘導電流は、その発生磁場
がかかる閉ループに入る位置と出る位置との２か所で発
生しようする。すなわち、シールドコイル１２ＺｓのＺ
軸＋側の分割ターン１、２については、一方の角度位置
で電流向き記号ｅ，ｆの向きに、１８０度離れた他方の
位置で電流向き記号ｅ′，ｆ′の向きに誘導電流が発生
しようとする。これをみると、同一分割ターン１、２そ
れぞれについて、１８０度角度が異なる位置での電流向
きは互いに相殺される向きとなる。
１２Ｚｓの分割ターンが呈する閉ループには、自己チャ
ンネルのメインコイル１２Ｚｍの発生磁束のほか、他チ
ャンネルであるＸチャンネルおよびＹチャンネルの発生
磁場も鎖交する。例えばＸチャンネルの発生磁場に依っ
てＺチャンネルのシールドコイル１２Ｚｓのターン１、
２、３、４に流れようとする誘導電流は、その発生磁場
がかかる閉ループに入る位置と出る位置との２か所で発
生しようする。すなわち、シールドコイル１２ＺｓのＺ
軸＋側の分割ターン１、２については、一方の角度位置
で電流向き記号ｅ，ｆの向きに、１８０度離れた他方の
位置で電流向き記号ｅ′，ｆ′の向きに誘導電流が発生
しようとする。これをみると、同一分割ターン１、２そ
れぞれについて、１８０度角度が異なる位置での電流向
きは互いに相殺される向きとなる。
【００４４】同様のことが、シールドコイル１２Ｚｓの
Ｚ軸−側の分割ターン３、４にも当てはまる。つまり、
分割ターン３、４については、一方の角度位置で電流向
き記号ｇ，ｈの向きに、１８０度離れた他方の位置で電
流向き記号ｇ′，ｈ′の向きに誘導電流が発生しようと
するので、同一分割ターン３、４それぞれについて、１
８０度角度が異なる位置での電流向きは互いに相殺され
る向きとなる。
Ｚ軸−側の分割ターン３、４にも当てはまる。つまり、
分割ターン３、４については、一方の角度位置で電流向
き記号ｇ，ｈの向きに、１８０度離れた他方の位置で電
流向き記号ｇ′，ｈ′の向きに誘導電流が発生しようと
するので、同一分割ターン３、４それぞれについて、１
８０度角度が異なる位置での電流向きは互いに相殺され
る向きとなる。
【００４５】このため、Ｚチャンネルのシールドコイル
１２Ｚｓが形成する分割ターンによる閉ループには、他
チャンネルＸ，Ｙの発生磁束に依る誘導電流は自ら干渉
し合うので、流れないこととなる。
１２Ｚｓが形成する分割ターンによる閉ループには、他
チャンネルＸ，Ｙの発生磁束に依る誘導電流は自ら干渉
し合うので、流れないこととなる。
【００４６】（２−２）なお、ＸチャンネルおよびＹチ
ャンネルのＺチャンネルから発生する磁束に対する無誘
導巻の構造は、後述するように、対向配置された２対の
巻線部対ＣＲ１，ＣＲ２とＣＲ３，ＣＲ４との間の結線
方法によって達成されるようになっている。
ャンネルのＺチャンネルから発生する磁束に対する無誘
導巻の構造は、後述するように、対向配置された２対の
巻線部対ＣＲ１，ＣＲ２とＣＲ３，ＣＲ４との間の結線
方法によって達成されるようになっている。
【００４７】本実施形態では上述した巻線部の接続原理
を踏まえた接続法を採っている。すなわち、Ｘチャンネ
ルおよびＹチャンネルは図６の展開図のように接続し、
Ｚチャンネルは図７の模式図に示すように接続してい
る。
を踏まえた接続法を採っている。すなわち、Ｘチャンネ
ルおよびＹチャンネルは図６の展開図のように接続し、
Ｚチャンネルは図７の模式図に示すように接続してい
る。
【００４８】この内、Ｙチャンネルの場合（Ｘチャンネ
ルについても同様）、メインコイル１２Ｙｍの巻線部Ｃ
Ｒ１〜ＣＲ４およびシールドコイル１２Ｙｓの巻線部Ｃ
Ｒ５〜ＣＲ８をそれぞれ電気的に直列に接続し、共通の
パルス電源ＰＳに接続している。このパルス電源ＰＳは
図示しないパルスシーケンスにしたがってオン、オフ駆
動させる。この結果、例えば実線矢印の向きに傾斜磁場
発生用およびシールド磁場発生用の電流が流れる。各巻
線部ＣＲ１〜ＣＲ８の内、シールドコイルのそれＣＲ５
〜ＣＲ８は同図に模式的に示すように、１本の平板状の
導体の例えば横幅方向の長さを１／２にした２本の平板
状の分割導体を使って渦巻サドル状に巻回した、いわゆ
るターン分割のコイル素子構造を成している。このた
め、シールド磁場発生用の電流（例えば１００Ａ）は２
分割ターンの部分で２分岐して流れる（例えば５０Ａず
つ）ので、シールドコイルの巻線に拠る空間電流密度が
上がる。
ルについても同様）、メインコイル１２Ｙｍの巻線部Ｃ
Ｒ１〜ＣＲ４およびシールドコイル１２Ｙｓの巻線部Ｃ
Ｒ５〜ＣＲ８をそれぞれ電気的に直列に接続し、共通の
パルス電源ＰＳに接続している。このパルス電源ＰＳは
図示しないパルスシーケンスにしたがってオン、オフ駆
動させる。この結果、例えば実線矢印の向きに傾斜磁場
発生用およびシールド磁場発生用の電流が流れる。各巻
線部ＣＲ１〜ＣＲ８の内、シールドコイルのそれＣＲ５
〜ＣＲ８は同図に模式的に示すように、１本の平板状の
導体の例えば横幅方向の長さを１／２にした２本の平板
状の分割導体を使って渦巻サドル状に巻回した、いわゆ
るターン分割のコイル素子構造を成している。このた
め、シールド磁場発生用の電流（例えば１００Ａ）は２
分割ターンの部分で２分岐して流れる（例えば５０Ａず
つ）ので、シールドコイルの巻線に拠る空間電流密度が
上がる。
【００４９】同時に、一方の巻線部対ＣＲ５，ＣＲ６に
ついて、一方の巻線部ＣＲ５で内周側に配置された分割
ターン１がもう一方の巻線部ＣＲ６で分割ターン３に繋
がりかつ外周側に配置されている。また、一方の巻線部
ＣＲ５で外周側に配置された分割ターン２がもう一方の
巻線部ＣＲ６で分割ターン４に繋がりかつ内周側に配置
されている。つまり、各ターン１〜４間の繋ぎ方は前述
した（１−１），（１−２）項に合致するので、自己チ
ャンネルのメインコイル１２Ｙｍ（１２Ｘｍ）が発生し
た磁束に対して、その誘導起電力は図中の１点鎖線ａ〜
ｄで示す如く同一値でかつ反対向きの誘導電流に対応す
るものとなるから、巻線部間で誘導電流は流れない。も
う一方の巻線部対ＣＲ７，ＣＲ８についても全く同様の
状況にあり、図示しないが、メインコイル１２Ｙｍ（１
２Ｘｍ）が発生した磁束による誘導電流は流れない。
ついて、一方の巻線部ＣＲ５で内周側に配置された分割
ターン１がもう一方の巻線部ＣＲ６で分割ターン３に繋
がりかつ外周側に配置されている。また、一方の巻線部
ＣＲ５で外周側に配置された分割ターン２がもう一方の
巻線部ＣＲ６で分割ターン４に繋がりかつ内周側に配置
されている。つまり、各ターン１〜４間の繋ぎ方は前述
した（１−１），（１−２）項に合致するので、自己チ
ャンネルのメインコイル１２Ｙｍ（１２Ｘｍ）が発生し
た磁束に対して、その誘導起電力は図中の１点鎖線ａ〜
ｄで示す如く同一値でかつ反対向きの誘導電流に対応す
るものとなるから、巻線部間で誘導電流は流れない。も
う一方の巻線部対ＣＲ７，ＣＲ８についても全く同様の
状況にあり、図示しないが、メインコイル１２Ｙｍ（１
２Ｘｍ）が発生した磁束による誘導電流は流れない。
【００５０】さらに、ＸチャンネルおよびＹチャンネル
に対するＺチャンネルからの影響を考えると、単独の巻
線部対だけでは無誘導巻を形成していない。しかし、図
６の接続構造の場合、一方の巻線部対の巻線部ＣＲ６の
外周側に位置したターン３が、やはり他方の巻線部対の
巻線部ＣＲ８の外周側に位置したターン３に繋がってい
る。Ｚチャンネルが発生した磁束に対して、その誘導起
電力の向きは図中の点線鎖線ｉ〜ｐで示す誘導電流の向
きに対応する。しかしながら、それらの誘導電流の向き
は巻先部対同士では点線矢印ｑ〜ｔで表され、巻線部対
間で同一値かつ互いに反対向きになる。したがって、一
方の巻線部ＣＲ５，ＣＲ６の誘導起電力ともう一方の巻
線部ＣＲ７，ＣＲ８が互いに殆ど打ち消し合い、結局、
シールドコイル１２Ｙｓ（１２Ｘｓ）に誘導電流は流れ
ない。
に対するＺチャンネルからの影響を考えると、単独の巻
線部対だけでは無誘導巻を形成していない。しかし、図
６の接続構造の場合、一方の巻線部対の巻線部ＣＲ６の
外周側に位置したターン３が、やはり他方の巻線部対の
巻線部ＣＲ８の外周側に位置したターン３に繋がってい
る。Ｚチャンネルが発生した磁束に対して、その誘導起
電力の向きは図中の点線鎖線ｉ〜ｐで示す誘導電流の向
きに対応する。しかしながら、それらの誘導電流の向き
は巻先部対同士では点線矢印ｑ〜ｔで表され、巻線部対
間で同一値かつ互いに反対向きになる。したがって、一
方の巻線部ＣＲ５，ＣＲ６の誘導起電力ともう一方の巻
線部ＣＲ７，ＣＲ８が互いに殆ど打ち消し合い、結局、
シールドコイル１２Ｙｓ（１２Ｘｓ）に誘導電流は流れ
ない。
【００５１】さらに、Ｚチャンネルの場合、図７に示す
如く、メインコイル１２Ｚｍの巻線部ＣＲ９、ＣＲ１０
（図７には図示せず）およびシールドコイル１２Ｚｓの
巻線部ＣＲ１１、ＣＲ１２をそれぞれ電気的に直列に接
続し、共通のパルス電源（図示せず）に接続している。
このパルス電源は図示しないパルスシーケンスにしたが
ってオン、オフ駆動させる。この結果、例えば実線矢印
の向きにシールド磁場発生用の電流が流れる。各巻線部
ＣＲ９〜ＣＲ１２の内、シールドコイルのそれＣＲ１１
〜ＣＲ１２は同図に模式的に示すように、１本の平板状
の導体の例えば横幅方向の長さを１／２にした２本の平
板状の分割導体を使ってソレノイド状に巻回した、いわ
ゆるターン分割のコイル素子構造を成している。このた
め、Ｚチャンネルの場合も、シールド磁場発生用の電流
は２分割ターンの部分で２分岐して流れるので、シール
ドコイルの巻線に拠る空間電流密度が上がる。
如く、メインコイル１２Ｚｍの巻線部ＣＲ９、ＣＲ１０
（図７には図示せず）およびシールドコイル１２Ｚｓの
巻線部ＣＲ１１、ＣＲ１２をそれぞれ電気的に直列に接
続し、共通のパルス電源（図示せず）に接続している。
このパルス電源は図示しないパルスシーケンスにしたが
ってオン、オフ駆動させる。この結果、例えば実線矢印
の向きにシールド磁場発生用の電流が流れる。各巻線部
ＣＲ９〜ＣＲ１２の内、シールドコイルのそれＣＲ１１
〜ＣＲ１２は同図に模式的に示すように、１本の平板状
の導体の例えば横幅方向の長さを１／２にした２本の平
板状の分割導体を使ってソレノイド状に巻回した、いわ
ゆるターン分割のコイル素子構造を成している。このた
め、Ｚチャンネルの場合も、シールド磁場発生用の電流
は２分割ターンの部分で２分岐して流れるので、シール
ドコイルの巻線に拠る空間電流密度が上がる。
【００５２】同時に、シールドコイルでは、Ｚ軸＋側の
巻線部ＣＲ１１で外側に配置された分割ターン１がＺ軸
−側の巻線部ＣＲ１２で分割ターン３に繋がりかつ外側
に配置されている。また、Ｚ軸＋側の巻線部ＣＲ１１で
中心側に配置された分割ターン２がＺ軸−側の巻線部Ｃ
Ｒ１２で分割ターン４に繋がりかつ中心側に配置されて
いる。つまり、各ターン１〜４間の繋ぎ方は前述した
（１−３）項に合致するので、自己チャンネルのメイン
コイル１２Ｚｍが発生した磁束に対して、その誘導起電
力の向きは図中の点線矢印ａ′〜ｄ′で示す如く巻線部
間で反対向きの誘導電流に対応するものとなるから、巻
線部間で誘導電流は流れない。すなわち無誘導巻構造を
呈する。
巻線部ＣＲ１１で外側に配置された分割ターン１がＺ軸
−側の巻線部ＣＲ１２で分割ターン３に繋がりかつ外側
に配置されている。また、Ｚ軸＋側の巻線部ＣＲ１１で
中心側に配置された分割ターン２がＺ軸−側の巻線部Ｃ
Ｒ１２で分割ターン４に繋がりかつ中心側に配置されて
いる。つまり、各ターン１〜４間の繋ぎ方は前述した
（１−３）項に合致するので、自己チャンネルのメイン
コイル１２Ｚｍが発生した磁束に対して、その誘導起電
力の向きは図中の点線矢印ａ′〜ｄ′で示す如く巻線部
間で反対向きの誘導電流に対応するものとなるから、巻
線部間で誘導電流は流れない。すなわち無誘導巻構造を
呈する。
【００５３】さらに、このＺチャンネルは、Ｘチャンネ
ルおよびＹチャンネルからの発生磁束に対しても上述し
た（２−１）項で示すように、誘導電流が流れない無誘
導巻の構造になっている。Ｘチャンネル及びＹチャンネ
ル相互間の誘導電流（磁気的カップリング）は、Ｘチャ
ンネルとＹチャンネルは互いに９０°回転し、且つ同様
なパターンとなっているので、発生しない。
ルおよびＹチャンネルからの発生磁束に対しても上述し
た（２−１）項で示すように、誘導電流が流れない無誘
導巻の構造になっている。Ｘチャンネル及びＹチャンネ
ル相互間の誘導電流（磁気的カップリング）は、Ｘチャ
ンネルとＹチャンネルは互いに９０°回転し、且つ同様
なパターンとなっているので、発生しない。
【００５４】図８には、上述した分割ターンおよび無誘
導巻きのシールドコイル１２Ｙｓの等価回路を示す。同
図に示す如く、巻線部ＣＲ５〜ＣＲ８の合計４個のター
ン１、３、３、１と同巻線部ＣＲ５〜ＣＲ８の合計４個
のターン２、４、４、２とが等価的には並列に接続され
る。同図中、黒矢印は自己チャンネルのメインコイルか
らの鎖交磁束による誘起電流の向きを表し、白抜き矢印
は他チャンネルとしてのＺチャンネルからの鎖交磁束に
よる誘起電流の向きを表す。これらの誘起電流の大きさ
は各巻線部のターン数に比例する。これらの誘起電流を
発生しようとする誘起起電力はそれぞれ打ち消し合う方
向になるので、Ｘ，Ｙ，Ｚの各チャンネルからの鎖交磁
束による誘起電流は流れないことが分かる。この動作は
Ｘチャンネルについても同様である。
導巻きのシールドコイル１２Ｙｓの等価回路を示す。同
図に示す如く、巻線部ＣＲ５〜ＣＲ８の合計４個のター
ン１、３、３、１と同巻線部ＣＲ５〜ＣＲ８の合計４個
のターン２、４、４、２とが等価的には並列に接続され
る。同図中、黒矢印は自己チャンネルのメインコイルか
らの鎖交磁束による誘起電流の向きを表し、白抜き矢印
は他チャンネルとしてのＺチャンネルからの鎖交磁束に
よる誘起電流の向きを表す。これらの誘起電流の大きさ
は各巻線部のターン数に比例する。これらの誘起電流を
発生しようとする誘起起電力はそれぞれ打ち消し合う方
向になるので、Ｘ，Ｙ，Ｚの各チャンネルからの鎖交磁
束による誘起電流は流れないことが分かる。この動作は
Ｘチャンネルについても同様である。
【００５５】また図９には、上述した分割ターンおよび
無誘導巻のシールドコイル１２Ｚｓの等価回路を示す。
同図に示す如く、巻線部ＣＲ１１〜ＣＲ１２の合計２個
のターン１、３と同巻線部ＣＲ１１〜ＣＲ１２の合計２
個のターン２、４とが並列に接続される。同図中、矢印
は自己Ｚチャンネルのメインコイルからの鎖交磁束によ
る誘起電流の向きを表す。これらの誘起電流の大きさは
各巻線部のターン数に比例する。これらの誘起電流を発
生しようとする誘起起電力はそれぞれ打ち消し合う方向
になるので、Ｚチャンネルからの鎖交磁束による誘起電
流は流れない。この場合、ＸチャンネルおよびＹチャン
ネルからの鎖交磁束による誘起電流も流れない。
無誘導巻のシールドコイル１２Ｚｓの等価回路を示す。
同図に示す如く、巻線部ＣＲ１１〜ＣＲ１２の合計２個
のターン１、３と同巻線部ＣＲ１１〜ＣＲ１２の合計２
個のターン２、４とが並列に接続される。同図中、矢印
は自己Ｚチャンネルのメインコイルからの鎖交磁束によ
る誘起電流の向きを表す。これらの誘起電流の大きさは
各巻線部のターン数に比例する。これらの誘起電流を発
生しようとする誘起起電力はそれぞれ打ち消し合う方向
になるので、Ｚチャンネルからの鎖交磁束による誘起電
流は流れない。この場合、ＸチャンネルおよびＹチャン
ネルからの鎖交磁束による誘起電流も流れない。
【００５６】前述した文献記載の従来例に係るシールド
コイル部分の概念と本発明のそれとを比較すると、図１
０のように表すことができる。同図（ａ）はシールドコ
イルにダミー抵抗またはシャント電源を併設した従来例
の構造を示し、一方、同図（ｂ）はシールドコイル本発
明に係る分割ターンおよび無誘導巻の構造を適用したも
のを示す。
コイル部分の概念と本発明のそれとを比較すると、図１
０のように表すことができる。同図（ａ）はシールドコ
イルにダミー抵抗またはシャント電源を併設した従来例
の構造を示し、一方、同図（ｂ）はシールドコイル本発
明に係る分割ターンおよび無誘導巻の構造を適用したも
のを示す。
【００５７】このように本実施形態によれば、分割ター
ン構造によってシールド電流の空間密度分布が高くな
り、シールド効率が良くなる。すなわち、従来のものよ
りも、より密で且つ細かなステップ状の電流分布の流線
関数を得ることができ、解析的に得られる理想流線関数
にそれだけ近付けることができる。つまり、実際に発生
する磁場も所望分布に非常に近いものとなり、より高精
度のＭＲイメージングに寄与可能になる。分岐導体数を
増やすほど、コイル配置による離散化の粗さが少なくな
り、理想流線関数に近い流線関数となる。
ン構造によってシールド電流の空間密度分布が高くな
り、シールド効率が良くなる。すなわち、従来のものよ
りも、より密で且つ細かなステップ状の電流分布の流線
関数を得ることができ、解析的に得られる理想流線関数
にそれだけ近付けることができる。つまり、実際に発生
する磁場も所望分布に非常に近いものとなり、より高精
度のＭＲイメージングに寄与可能になる。分岐導体数を
増やすほど、コイル配置による離散化の粗さが少なくな
り、理想流線関数に近い流線関数となる。
【００５８】同時に、Ｘ，Ｙ，Ｚチャンネルそれぞれの
シールドコイルが自己チャンネルおよび他チャンネルに
対して無誘導巻に構造になっている。このため、シール
ドコイルの分割ターンによる閉ループに電磁誘導現象に
拠って流れようとする誘導電流を確実に抑制し、殆ど零
の状態にできる。つまり、各チャンネルに磁気的に独立
した存在となる。
シールドコイルが自己チャンネルおよび他チャンネルに
対して無誘導巻に構造になっている。このため、シール
ドコイルの分割ターンによる閉ループに電磁誘導現象に
拠って流れようとする誘導電流を確実に抑制し、殆ど零
の状態にできる。つまり、各チャンネルに磁気的に独立
した存在となる。
【００５９】したがって、従来のように、ＭＲＩ装置の
ＡＳＧＣのシールドコイルにダミー抵抗やシャント電源
などの電流コントロール要素を別途付加するという構成
は全く不要である。また無用な電磁誘導による影響を受
けることなく、ユニット全体の大形化を回避し、シール
ドコイルのシールド効率およびシールド性能を向上さ
せ、かつＥＰＩ法などの超高速イメージング法に好適な
ＡＳＧＣを提供することができる。
ＡＳＧＣのシールドコイルにダミー抵抗やシャント電源
などの電流コントロール要素を別途付加するという構成
は全く不要である。また無用な電磁誘導による影響を受
けることなく、ユニット全体の大形化を回避し、シール
ドコイルのシールド効率およびシールド性能を向上さ
せ、かつＥＰＩ法などの超高速イメージング法に好適な
ＡＳＧＣを提供することができる。
【００６０】第２の実施形態 本発明の第２の実施形態を図１１に示す。
【００６１】この図１１記載のＹチャンネルのシールド
コイル１２Ｙｓは、片方の巻線部対ＣＲ５，ＣＲ６また
はＣＲ７，ＸＲ８だけで分割ターンおよび自己チャンネ
ルに対する無誘導巻きを実現するものである。その構成
は、前述した図６記載のものと同様であるが、分割ター
ンはこの巻線部対だけで完結するようになっている。こ
れによっても、自己チャンネルのメインコイルに対する
無誘導巻きを実現でき、その分、無用な電磁誘導による
影響を受けることなく、シールド性能の向上に寄与でき
る。
コイル１２Ｙｓは、片方の巻線部対ＣＲ５，ＣＲ６また
はＣＲ７，ＸＲ８だけで分割ターンおよび自己チャンネ
ルに対する無誘導巻きを実現するものである。その構成
は、前述した図６記載のものと同様であるが、分割ター
ンはこの巻線部対だけで完結するようになっている。こ
れによっても、自己チャンネルのメインコイルに対する
無誘導巻きを実現でき、その分、無用な電磁誘導による
影響を受けることなく、シールド性能の向上に寄与でき
る。
【００６２】第３の実施形態 本発明の第３の実施形態を図１２に示す。
【００６３】本発明では、分割ターン構造を有するシー
ルドコイルなどの場合、前述した図９の等価回路から分
かるように、その閉ループ全体で誘起電流が流れなけれ
ば足りる。このため、各巻線部ＣＲ５〜ＣＲ８のターン
数を必ずしも全て等しく設定する必要はない。
ルドコイルなどの場合、前述した図９の等価回路から分
かるように、その閉ループ全体で誘起電流が流れなけれ
ば足りる。このため、各巻線部ＣＲ５〜ＣＲ８のターン
数を必ずしも全て等しく設定する必要はない。
【００６４】この概念に基づいて巻線部のターン数を変
えた実施形態に係る、ＡＳＧＣのＹチャンネルのシール
ドコイル１２Ｙｓの電気的な等価回路を図１２に示す。
このシールドコイルはＸチャンネルにも当然に実施でき
る。
えた実施形態に係る、ＡＳＧＣのＹチャンネルのシール
ドコイル１２Ｙｓの電気的な等価回路を図１２に示す。
このシールドコイルはＸチャンネルにも当然に実施でき
る。
【００６５】同図に示す如く、巻線部ＣＲ５〜ＣＲ８の
合計４個のターン１、３、３、１と同巻線部ＣＲ５〜Ｃ
Ｒ８の合計４個のターン２、４、４、２とが電気的には
並列に接続される。同図中、黒矢印は自己チャンネルの
メインコイルからの鎖交磁束による誘起電流の向きを表
し、白抜き矢印は他チャンネルとしてのＺチャンネルか
らの鎖交磁束による誘起電流の向きを表す。これらの誘
起電流の大きさは各巻線部のターン数に比例する。巻線
部ＣＲ５〜ＣＲ８それぞれのターン数を等しい状態に保
ちながら、分割ターンを形成する各巻線のターン数をΔ
Ｎターンだけ増減させ、「Ｎ＋ΔＮ」または「Ｎ−Δ
Ｎ」のターンとしている（０≦ΔＮ＜Ｎ）。これによ
り、巻線部全体としては発生しようとする誘起電流を相
殺して、鎖交磁束による誘起電流は流れない。
合計４個のターン１、３、３、１と同巻線部ＣＲ５〜Ｃ
Ｒ８の合計４個のターン２、４、４、２とが電気的には
並列に接続される。同図中、黒矢印は自己チャンネルの
メインコイルからの鎖交磁束による誘起電流の向きを表
し、白抜き矢印は他チャンネルとしてのＺチャンネルか
らの鎖交磁束による誘起電流の向きを表す。これらの誘
起電流の大きさは各巻線部のターン数に比例する。巻線
部ＣＲ５〜ＣＲ８それぞれのターン数を等しい状態に保
ちながら、分割ターンを形成する各巻線のターン数をΔ
Ｎターンだけ増減させ、「Ｎ＋ΔＮ」または「Ｎ−Δ
Ｎ」のターンとしている（０≦ΔＮ＜Ｎ）。これによ
り、巻線部全体としては発生しようとする誘起電流を相
殺して、鎖交磁束による誘起電流は流れない。
【００６６】第４の実施形態 本発明の第４の実施形態を図１３に示す。
【００６７】この実施形態は、図１１に係る第２の実施
形態を変形例に係り、各巻線部の分割ターン毎にターン
数を変更したものである。ここではＹチャンネルについ
て示すが、Ｘチャンネルにも同様に実施できる。
形態を変形例に係り、各巻線部の分割ターン毎にターン
数を変更したものである。ここではＹチャンネルについ
て示すが、Ｘチャンネルにも同様に実施できる。
【００６８】同図に示す如く、電気的には、巻線部ＣＲ
５、ＣＲ６の合計２個のターン１、３と同巻線部ＣＲ
５、ＣＲ６の合計２個のターン２、４とが並列に接続さ
れ、かつ、巻線部ＣＲ８、ＣＲ７の合計２個のターン
３、１と同巻線部ＣＲ８、ＣＲ７の合計２個のターン
４、２とが並列に接続され、それらの並列回路が互いに
直列に接続される。同図中、矢印は自己チャンネルのメ
インコイルからの鎖交磁束による誘起電流の向きを表
す。これらの誘起電流の大きさは各巻線部のターン数に
比例する。巻線部ＣＲ５〜ＣＲ８それぞれのターン数を
等しい状態を保ちながら、分割ターンを形成する各巻線
のターン数をΔＮターンだけ増減させ、「Ｎ＋ΔＮ」ま
たは「Ｎ−ΔＮ」のターンとしている（０≦ΔＮ＜
Ｎ）。これにより、巻線部全体としては発生しようとす
る誘起電流を相殺して、鎖交磁束による誘起電流は流れ
ない。なお、ΔＮ＝０のときには、前述した第２の実施
形態の構成に対応する。
５、ＣＲ６の合計２個のターン１、３と同巻線部ＣＲ
５、ＣＲ６の合計２個のターン２、４とが並列に接続さ
れ、かつ、巻線部ＣＲ８、ＣＲ７の合計２個のターン
３、１と同巻線部ＣＲ８、ＣＲ７の合計２個のターン
４、２とが並列に接続され、それらの並列回路が互いに
直列に接続される。同図中、矢印は自己チャンネルのメ
インコイルからの鎖交磁束による誘起電流の向きを表
す。これらの誘起電流の大きさは各巻線部のターン数に
比例する。巻線部ＣＲ５〜ＣＲ８それぞれのターン数を
等しい状態を保ちながら、分割ターンを形成する各巻線
のターン数をΔＮターンだけ増減させ、「Ｎ＋ΔＮ」ま
たは「Ｎ−ΔＮ」のターンとしている（０≦ΔＮ＜
Ｎ）。これにより、巻線部全体としては発生しようとす
る誘起電流を相殺して、鎖交磁束による誘起電流は流れ
ない。なお、ΔＮ＝０のときには、前述した第２の実施
形態の構成に対応する。
【００６９】他チャンネルとしてのＺチャンネルに対し
ては無誘導巻にはなっていないが、自己チャンネルにつ
いては無誘導巻きの状態を保持しており、誘起電流が小
さい場合にとくに有効である。
ては無誘導巻にはなっていないが、自己チャンネルにつ
いては無誘導巻きの状態を保持しており、誘起電流が小
さい場合にとくに有効である。
【００７０】第５の実施形態 本発明の第５の実施形態を図１４に示す。
【００７１】この実施形態は、第１の実施形態のＺチャ
ンネルの変形に係り、そのシールドコイルの分割ターン
毎にターン数を変更したものである。
ンネルの変形に係り、そのシールドコイルの分割ターン
毎にターン数を変更したものである。
【００７２】同図に示す如く、電気的には、巻線部ＣＲ
１１、ＣＲ１２の合計２個のターン１、３と同巻線部Ｃ
Ｒ１１、ＣＲ１２の合計２個のターン２、４とが並列に
接続される。同図中、矢印は自己（Ｚ）チャンネルのメ
インコイルからの鎖交磁束による誘起電流の向きを表
す。これらの誘起電流の大きさは各巻線部のターン数に
比例する。巻線部ＣＲ１１、１２それぞれのターン数を
等しい状態を保ちながら、分割ターンを形成する各巻線
のターン数をΔＮターンだけ増減させ、「Ｎ＋ΔＮ」ま
たは「Ｎ−ΔＮ」のターンとしている（０≦ΔＮ＜
Ｎ）。これにより、巻線部全体としては発生しようとす
る誘起電流を相殺して、鎖交磁束による誘起電流は流れ
ない。なお、ΔＮ＝０のときには、前述した第１の実施
形態のＺチャンネルの構成に対応する。
１１、ＣＲ１２の合計２個のターン１、３と同巻線部Ｃ
Ｒ１１、ＣＲ１２の合計２個のターン２、４とが並列に
接続される。同図中、矢印は自己（Ｚ）チャンネルのメ
インコイルからの鎖交磁束による誘起電流の向きを表
す。これらの誘起電流の大きさは各巻線部のターン数に
比例する。巻線部ＣＲ１１、１２それぞれのターン数を
等しい状態を保ちながら、分割ターンを形成する各巻線
のターン数をΔＮターンだけ増減させ、「Ｎ＋ΔＮ」ま
たは「Ｎ−ΔＮ」のターンとしている（０≦ΔＮ＜
Ｎ）。これにより、巻線部全体としては発生しようとす
る誘起電流を相殺して、鎖交磁束による誘起電流は流れ
ない。なお、ΔＮ＝０のときには、前述した第１の実施
形態のＺチャンネルの構成に対応する。
【００７３】これによっても、自己チャンネルおよび他
チャンネルに対して無誘導巻になっており、前述と同様
の作用効果を得ることができる。
チャンネルに対して無誘導巻になっており、前述と同様
の作用効果を得ることができる。
【００７４】なお、上述した分割ターンおよび無誘導巻
の構成は、Ｘ，Ｙ，Ｚの各チャンネルのメインコイルに
も同様に実施できる。
の構成は、Ｘ，Ｙ，Ｚの各チャンネルのメインコイルに
も同様に実施できる。
【００７５】さらに、分割ターン構造に拠る分岐導体数
も２個に限定されず、３個以上であってもよい。分岐導
体数を増やすほど、電流の空間密度分布を精細に設定で
き、それだけシールド性能が向上する。
も２個に限定されず、３個以上であってもよい。分岐導
体数を増やすほど、電流の空間密度分布を精細に設定で
き、それだけシールド性能が向上する。
【００７６】また本発明の磁場発生用コイルは、円筒型
や対向型、さらにサーフェイス型、オープン型と言った
コイルの形状や磁場発生方式に無関係に実施できる。
や対向型、さらにサーフェイス型、オープン型と言った
コイルの形状や磁場発生方式に無関係に実施できる。
【００７７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のコイルユ
ニットによれば、巻線部の導体を複数本に分割し、か
つ、その分割導体が形成する閉ループを外来磁束に対し
て無誘導巻の構造に形成することを主要部とするため、
従来のようにシールドコイルにダミー抵抗やシャント電
源などの電流コントロール要素を別途付加する必要もな
く、かつ、無用な外来磁束に因る電磁誘導の影響を確実
に抑制または排除して、シールドコイルのシールド効率
（シールド性能）を向上させるができる。とくに、ＭＲ
Ｉ装置のＡＳＧＣのシールドコイルをそのような従来法
の束縛から解放し、ユニット全体の大形化を回避し、シ
ールドコイルのシールド効率およびシールド性能を向上
させ、かつＥＰＩ法などの超高速イメージング法に好適
なコイルユニットを提供することができる。
ニットによれば、巻線部の導体を複数本に分割し、か
つ、その分割導体が形成する閉ループを外来磁束に対し
て無誘導巻の構造に形成することを主要部とするため、
従来のようにシールドコイルにダミー抵抗やシャント電
源などの電流コントロール要素を別途付加する必要もな
く、かつ、無用な外来磁束に因る電磁誘導の影響を確実
に抑制または排除して、シールドコイルのシールド効率
（シールド性能）を向上させるができる。とくに、ＭＲ
Ｉ装置のＡＳＧＣのシールドコイルをそのような従来法
の束縛から解放し、ユニット全体の大形化を回避し、シ
ールドコイルのシールド効率およびシールド性能を向上
させ、かつＥＰＩ法などの超高速イメージング法に好適
なコイルユニットを提供することができる。
【図１】本発明のシールド形コイルユニットを実施した
ＭＲＩ装置のガントリの概略断面図。
ＭＲＩ装置のガントリの概略断面図。
【図２】シールド形コイルユニットとしての能動遮蔽形
傾斜磁場コイル（ＡＳＧＣ）のＺ軸方向に直交する面の
概略断面図。
傾斜磁場コイル（ＡＳＧＣ）のＺ軸方向に直交する面の
概略断面図。
【図３】ＡＳＧＣのＹチャンネルのメインコイルおよび
シールドコイルの巻線部の配置状況を説明する模式図。
シールドコイルの巻線部の配置状況を説明する模式図。
【図４】ＡＳＧＣのＺチャンネルのメインコイルおよび
シールドコイルの巻線部の配置状況を説明する模式図。
シールドコイルの巻線部の配置状況を説明する模式図。
【図５】本発明の無誘導巻に係る巻線部のターン接続の
原理の一部を説明する図。
原理の一部を説明する図。
【図６】ＡＳＧＣのＹチャンネルの８つの巻線部を平面
状に展開して示す図。
状に展開して示す図。
【図７】ＡＳＧＣのＺチャンネルの２つの巻線部の組を
模式的に示す斜視図。
模式的に示す斜視図。
【図８】ＡＳＧＣのＹチャンネルのシールドコイルを示
す電気的な等価回路図。
す電気的な等価回路図。
【図９】ＡＳＧＣのＺチャンネルのシールドコイルを示
す電気的な等価回路図。
す電気的な等価回路図。
【図１０】シールドコイルを例に採り、本発明と従来例
に係るコイルの概要構成を対比して説明する図。
に係るコイルの概要構成を対比して説明する図。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係るＡＳＧＣのＹ
チャンネルのシールドコイルを示す模式的な展開図。
チャンネルのシールドコイルを示す模式的な展開図。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係るＡＳＧＣのＹ
チャンネルのシールドコイルを示す電気的等価回路図。
チャンネルのシールドコイルを示す電気的等価回路図。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係るＡＳＧＣのＹ
チャンネルのシールドコイルを示す電気的等価回路図。
チャンネルのシールドコイルを示す電気的等価回路図。
【図１４】本発明の第５の実施形態に係るＡＳＧＣのＺ
チャンネルのシールドコイルを示す電気的等価回路図。
チャンネルのシールドコイルを示す電気的等価回路図。
１２ 能動遮蔽形傾斜磁場コイルのユニット（シールド
形コイルユニット） １２Ｘ Ｘコイルアセンブリ １２Ｙ Ｙコイルアセンブリ １２Ｚ Ｚコイルアセンブリ １２Ｘｓ Ｘチャンネルのシールドコイル １２Ｘｍ Ｘチャンネルのメインコイル １２Ｙｓ Ｙチャンネルのシールドコイル １２Ｙｍ Ｙチャンネルのメインコイル １２Ｚｓ Ｚチャンネルのシールドコイル １２Ｚｍ Ｚチャンネルのメインコイル ＣＲ１〜ＣＲ１２ 巻線部
形コイルユニット） １２Ｘ Ｘコイルアセンブリ １２Ｙ Ｙコイルアセンブリ １２Ｚ Ｚコイルアセンブリ １２Ｘｓ Ｘチャンネルのシールドコイル １２Ｘｍ Ｘチャンネルのメインコイル １２Ｙｓ Ｙチャンネルのシールドコイル １２Ｙｍ Ｙチャンネルのメインコイル １２Ｚｓ Ｚチャンネルのシールドコイル １２Ｚｍ Ｚチャンネルのメインコイル ＣＲ１〜ＣＲ１２ 巻線部
Claims (11)
- 【請求項１】 導体を所定巻きパターンに沿って巻き回
して形成された巻線部を有するメインコイルと、別の導
体を所定巻きパターンに沿って巻き回して形成された巻
線部を有するシールドコイルとを備え、このシールドコ
イルが発生したシールド用磁場によって前記メインコイ
ルが発生した磁場を外界に対してシールドするようにし
たシールド形コイルユニットにおいて、 前記シールドコイルの巻線部および前記メインコイルの
巻線部の少なくとも一方を成す導体を複数本に分割し、
この複数本の分割導体を前記巻きパターンに沿って並列
に巻装するとともに、この複数本の分割導体を、当該分
割導体によって形成される閉路を貫く磁束に対して無誘
導巻きの構造に巻装したことを特徴とするシールド形コ
イルユニット。 - 【請求項２】 請求項１記載の発明において、 前記分割導体および無誘導巻の構造は、前記シールドコ
イルに適用した構成であるシールド形コイルユニット。 - 【請求項３】 請求項２記載の発明において、 前記メインコイルおよび前記シールドコイルの組を複数
チャンネルのチャンネルそれぞれについて備え、その複
数チャンネルのシールドコイルのそれぞれは自己チャン
ネルの前記メインコイルが発生する磁場に対して前記無
誘導巻きに巻装した構造であるシールド形コイルユニッ
ト。 - 【請求項４】 請求項２記載の発明において、 前記メインコイルおよび前記シールドコイルの組を複数
チャンネルのチャンネルそれぞれについて備え、その複
数チャンネルのシールドコイルのそれぞれは他チャンネ
ルの前記メインコイルが発生する磁場に対して前記無誘
導巻きに巻装した構造であるシールド形コイルユニッ
ト。 - 【請求項５】 請求項２記載の発明において、 前記メインコイルおよび前記シールドコイルの組を複数
チャンネルのチャンネルそれぞれについて備え、その複
数チャンネルのシールドコイルのそれぞれは自己チャン
ネルおよび他チャンネルの前記メインコイルが発生する
磁場に対して前記無誘導巻きに巻装した構造であるシー
ルド形コイルユニット。 - 【請求項６】 導体を所定巻きパターンに沿って巻き回
して形成された巻線部を有するメインコイルと別の導体
を所定巻きパターンに沿って巻き回して形成された巻線
部を有するシールドコイルとにより構成されるコイル対
をＸチャンネル、Ｙチャンネル、およびＺチャンネルの
それぞれについて備え、前記シールドコイルが発生した
シールド用磁場によって前記メインコイルが発生した傾
斜磁場を外界に対してチャンネル毎にシールドするよう
にしたＭＲＩ用能動遮蔽形傾斜磁場コイル（ＡＳＧＣ）
ユニットにおいて、 前記各チャンネルの前記メインコイルおよびシールドコ
イルの少なくとも一方の巻線部を成す導体部分を複数本
に分割し、この複数本の分割導体を前記巻きパターンに
沿って並列に巻装するとともに、この複数本の分割導体
を、当該分割導体によって形成される閉路を貫く磁束に
対して無誘導巻きに巻装したことを特徴とするＭＲＩ用
能動遮蔽形傾斜磁場コイルユニット。 - 【請求項７】 請求項６記載の発明において、 前記分割導体および無誘導巻の構造は前記シールドコイ
ルに適用した構成であり、かつ、前記分割導体の数は２
であるシールド形コイルユニット。 - 【請求項８】 請求項７記載の発明において、 前記ＸチャンネルおよびＹチャンネルそれぞれの前記シ
ールドコイルは、渦状巻きパターンに沿って互いに逆向
きに巻き回したサドル状巻線部をボビンの軸方向に沿っ
て並置した巻線部対を前記ボビンの中心軸に関して対向
して２対配置し、前記サドル状巻線部の各分割導体の渦
状巻きパターンにおける巻線位置を前記巻線部対を形成
する巻線部毎に入れ替えて配置した配線構造であるＭＲ
Ｉ用能動遮蔽形傾斜磁場コイルユニット。 - 【請求項９】 請求項８記載の発明において、 前記２対の巻線部を成す４個の巻線部それぞれの一方の
分割導体を電気的直列に接続し、かつ、もう一方の分割
導体を電気的直列に接続するとともに、この電気的直列
回路同士を電気的並列に接続したＭＲＩ用能動遮蔽形傾
斜磁場コイルユニット。 - 【請求項１０】 請求項７記載の発明において、 前記シールドコイルの各巻線部と前記メインコイルの各
巻線部とを直列に接続して共通の電源に接続したＭＲＩ
用能動遮蔽形傾斜磁場コイルユニット。 - 【請求項１１】 請求項７記載の発明において、 前記Ｚチャンネルの前記シールドコイルは、ソレノイド
状巻きパターンに沿って互いに逆向きに巻き回した巻線
部をボビンの軸方向に沿って並置した巻線部対を配置
し、前記巻線部それぞれの分割導体を電気的直列に接続
し、かつ前記巻線部それぞれの前記分割導体の位置を巻
線部間で前記ボビンの軸方向に関して入れ替えて配置し
たＭＲＩ用能動遮蔽形傾斜磁場コイルユニット。
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| JP04394898A JP3697347B2 (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | シールド形コイルユニットおよびｍｒｉ用能動遮蔽形傾斜磁場コイルユニット |
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-
1999
- 1999-02-25 US US09/257,238 patent/US6285188B1/en not_active Expired - Lifetime
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