JPS6182152A - 核磁気共鳴画像発生装置用傾斜コイルアセンブリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は医療診断に用いられる核磁気共鳴画像発生装置
用傾斜コイルアセンブリに関する。

〔従来技術〕

磁界を用いて核を共鳴させることに含まれる諸原理は既
に良く確立されているものである。強磁界の中に置かれ
である特定の無線周波磁界より刺激される原子核は測定
可能な無線信号を発生する。

この現象は陽子と中性子の少くとも一方を奇数個含んで
いる全ての安定な原子核を特徴づけるものである。それ
らの粒子はスピンモーメントと磁気モーメントの２つの
重要な特性を有し、回転磁気ジャイロスコープになぞら
えることができる。

全ての安定な原子核のほぼ３分の２がスピンモーメント
と磁気モーメントを有する。水素の核すなわち陽子はこ
のうちの最も１ｍ単なものである。

また、水素は、約３分の２が水である人体の中で最も豊
富な元素である。

核の磁気的に誘導された共鳴を用いて画像を５を生して
いる間に、患者は次の３種類のエネルギー源に同時にさ
らされる。

１）強い静磁界 ２）非常に弱くて、時間的に変化する、１なわち、勾配
磁界 ３）無線周波磁界 １）強い静磁界 強い磁界は患者の体内の陽子に作用を及ぼす。

この磁界が存在しないど陽子はまらまらの向きをとる。

この磁界中では陽子は磁界と同じ向き、または逆の向き
に整列させられる（中間状態は存在しない）。陽子のエ
ネルギー状態のために、磁界の向きに整列づ゛る陽子の
数が、磁界の向きとは逆の向きに整列する陽子の数より
も多い。したがって、磁界の全体的な向きに磁化が存在
し、平衡状態においては、地球磁界中のコンパスの針に
類似する態様で磁化が磁界の向きに整列する。陽子が磁
界の向きから偏向させられるものとすると、それらの陽
子は平衡状態へは直接には戻らず、衝撃力の作用の下に
歳差運動しているジャイロスコープと同様に、磁界の向
きを中心とする次第に小さくなる円を描いて回転する。

歳差運動が終りつつある時の陽子の挙動は検査している
人体の輪切りにされた部分の物質の種類についての情報
を与え、そして、医学的検査のために画像の形で再生さ
れるのはその情報である。

超電Ｓ磁石により強い磁界が発生される。その超電導磁
石は中空の円筒形容器より成る。この容器の中には磁石
が含まれ、その容器は密閉される。

その中では約４″にの液体ヘリウム内で超電導磁石が動
作する。

２）勾配磁界 時間的に変化する磁界すなわち勾配磁界は巻線により発
生される。その巻線により、勾配磁界を主磁界に重畳さ
せることができ、したがって患者の体の部分を通じて平
らな画像すなちりち輪切り部分の画像を得ることが可能
となる。それらの巻線は通常はｘ、ｙ、ｚの勾配コイル
を有し、所要の巻線が求める輪切りの面に垂直な限界勾
配を発生できる。

無線周波信号が発生されると、核の刺激のために必要な
共鳴条件が、検査を希望する１つの平面においてのみ満
され、患者の人体の他の部分においては、共鳴のために
必要な限界と周波数は強づぎるか弱すぎるかのどららか
である。

Ｕ髭艶里叉ｌｊｙ 無線周波磁界は別の巻線により発生される。その周波数
は核を共鳴させるように選択され、かつ前記したように
、その磁界は核を主磁界から編向させて歳差運動を行わ
せる。

無線周波コイルは円筒形部材の上に配置され、このアセ
ンブリはＸ、Ｙ、Ｚのコイルの円筒形の内部にはめこま
れる。

勾配コイルにはほぼ方形のパルス状直流電流が流される
。その電流においては、電流が流れる時間は電流が零で
ある時間とは長さが異なる。この電流は１〜２０Ｈｚの
範囲で脈動する。実際の周波数は、装置の動作要求に合
致するよ、うに、全体の画像制御装置により設定される
。

磁界を横切って置かれている導体にそのパルス電流が流
されると、その導体に脈動状に力が加えられる。したが
って、その力に対してその導体を機械的に支持せねばな
らない。勾配コイルの場合には、脈！ＩＪ電流により発
生される力はコイルを振動させて、円筒形容器を振動さ
せるのに十分である。

この作用により騒音が発生される。その騒音は脈動電流
の周波数と同じ振動数を有するから可聴範囲であり、そ
のために患者と検査員にとって我慢できないことがしば
しばある。

〔発明の目的〕

本発明は、騒音の発生を大幅に抑えた勾配コイルアセン
ブリを製作できるようにするものである。

〔発明の概要〕

本発明によれば、傾斜コイルの少くとも１本の主実効ア
ームをそれぞれ支持できる複数の環状リングと、磁石の
軸線方向に全体として延びて、前記リングを一緒に固定
する複数の部材とを備えた核磁気共鳴画像発生装置用傾
斜コイルアはンブリが得られる。

本発明の特徴は、傾斜コイル容器のために音の伝達を減
少させる可撓性支持体を用いることである。

本発明の別の特徴は、音を吸収する材料で傾斜コイルの
容器を作ることである。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

まず第１図を参照する。図示の磁石アセンブリは中空円
筒容器１０を有する。この中空円筒容器１０は、約４°
にの液体ヘリウム中で動作する超電導磁石を含む。超電
導磁石が動作させられ°Ｃ電流が流されると、装置の構
造と動作条件に応じて０．２Ｔ〜２．５Ｔの磁界が発生
される。傾斜コイルアセンブリ１１が円筒容器１０の中
にそれと同軸状になって配置され、無線周波コイルアセ
ンブリ１２が傾斜コイルアセンブリ１１の中にそれと同
軸になって配置される。

次に第２図から第４図を参照する。傾斜コイルアセンブ
リ１１は円筒部材１５を有する。この円筒部材１５には
１組のＸコイル１６と、１組のＹコイ、ル１７と、１組
の２コイル１８とが巻かれる。

ＸコイルとＹコイルは直径方向に向き合う２組の巻線を
有する。ＸコイルとＹコイルの形はほぼ同一で、発生す
る磁気の強さもほぼ同じであ°す、互いに円筒方向に９
０度隔てられて配置されることだけが異なる。

第３図は簡単にするためにＹコイルを除いて示ｔＸコイ
ルを示すものである。Ｘコイルの直径方向に向き合う２
つの巻線のうちの一方の巻線２゜が見える。巻線２０は
、容器に沿って軸線方向に隔てられている２組のほぼ長
方形のターンに巻かれた、横断面が長方形の導体の１つ
の長さより成る。その導体の各ターンは円筒容器１５の
形に一致する。

長方形ターン２１は向き合うまっずぐな辺部２３．２４
を有する。これらの部分では導体のターンは互いに近接
して配置される。ターン２２も同様な辺部２５，２６を
有する。これらの導体辺部２３〜２６はコイルの主実効
アームを形成して、直径方向に向き合う池の主実効アー
ムに組合わされた時に、Ｘコイルの勾配磁界を生ずる。

他の向き合う部分２７と２８．２９と３０においては、
ターンは磁石の軸線と平行に延び、互いに隔てられる。

それらの部分は磁石の軸線に平行な磁界のみを生じ、横
方向の勾配磁界は生じない。

導体の端部は位置３１に引き出される。Ｘコイルとは直
径方向に向き合う他のコイルの端部３２も見える。Ｙコ
イルの２組の巻線の端部３３゜３４も示されている。ま
た、Ｚコイル（これについては後で説明する）の２組の
巻線の端部３５゜３６も示さ゛れている。第３図にはＸ
コイルのうりのただ１つが示されている。直径方向に向
き合う他のコイルは図示されているコイルとは鏡像関係
にあり、２組のＹコイルは、９０度転置されていること
を除いて、Ｘコイルと同じである。

次に第５図を参照する。この図には、Ｘコイルの一方の
巻線を流れる電流の経路が線図で示されている。導体の
連続する部分に番号４０〜５０がつけられている。引き
こみリードば部分４０であり、部分４１〜４４は実際の
コイルにおける導体の６個のターンを表ず。部分４５は
電流をコイルの第２の部分へ流すために用いられる。部
分４６〜５０は実際のコイルにおける導体の別の６個の
ターンを表１゜部分５１は戻り接続部である。

容器１５の形は基本的には円筒形である。しかし、この
容器は軸線方向に隔てられた４個のリング５５〜５８を
有する。それらの各リングは、Ｘコイルの直径方向に向
き合う２本の主実効アームと、Ｙコイルの直径方向に向
き合う２本の主実効７−ムにより必要とされる機械的な
支持を行う。

容器１５を１本の円筒形チューブから作ることができる
ように、それらのリングは長手方向の編体スペーサによ
り結合される。円筒形チューブには、リング５５〜５８
とスベーナ５つを残すためにほぼ長方形の穴５９があけ
られる。容器は、樹脂を含浸させたガラス繊維のような
硬くて非磁性の材料ひ作られ、その外面に樹脂を含浸さ
れた紙またはクロス樹脂マトリックスがらせん状に巻か
れる。

容器の材料は曲げに対して強くなければならず、かつ大
きなりレグ率を有しな（）ればならない。巻線の機械的
な支持は、巻線を容器に固定する非磁性体製の取付具に
より行われる。

本発明の容器の溝底により、ＸコイルとＹコイルの巻線
中に発生される振動する磁力は、そんなに大きい騒音を
伝えることはない。また、この容器は音吸収材料で作ら
れるから、動作中に生じた騒音は減衰させられる。また
、傾斜コイルアセンブリ全体は可撓性とつつけ具で主磁
石の内部にとりつけられるために、それによっても騒音
は減衰させられる。

各２コイルはＸコイルとＹコイルの中心の−ｈに中心を
置く一連の円周方向に巻かれたターンを有する。各７コ
イルは１本の導体から巻かれ、戻り接続は参照番号６０
．６１で示されているようにして行われる。それらのコ
イルは軸線方向の磁界を生ずる。その磁界は容器に直径
の機械的な力を与えることはなく、また機械的なＲ富も
生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は医療診断に用いる磁石アセンブリの端部を示す
図、 第２図、第３図、第４図はそれぞれ第１図に示す磁石ア
センブリ用の傾斜コイルアセンブリの端部を示ず図、正
面図および平面図、 第５図は第２〜４図に示す磁石アセンブリの傾斜コイル
の巻線の斜視図である。 １０・・・中空円筒形ボデー、１１・・・傾斜コイルア
センブリ、１５・・・円筒形容器、１６・・・Ｘコイル
、１７・・・Ｙコイル、１８・・・Ｚコイル、５１５〜
５８・・・リング。 出願入代１％人　　猪　　股　　　　清手続補正書く方
式） 昭和６０年１０月３０日 昭和５９年　特許願　第２５８３８５号２、発明の名称 核磁気共鳴画像発生装置用傾斜コイルアセンブリ３、補
正をする者 事件との関係　　特許出願人 オックスフォード、マグネット、 テクノロジー、リミテッド ４、代　理　人　（郵便番号１００） 昭和６０年３月６日 ７　補正の内容 （１）　　特許出願人の代表者の氏名を記載した願書を
補正する。 （２）　　特許出願人の名称を補正する。 （３）　　委任状とその訳文を補正する。 （４）　　図面の浄＠（内容に変更なし）を補正する。 （５）　　証明書とその訳文を補正する。 ８　添付書類の目録

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、傾斜コイルの少くとも１本の主実効アームをそれぞ
   れ支持できる複数の環状リングと、磁石の軸線方向に全
   体として延びて、前記リングを一緒に固定する複数の部
   材とを備えたことを特徴とする核磁気共鳴画像発生装置
   用傾斜コイルアセンブリ。 ２、特許請求の範囲の第１項に記載の傾斜コイルアセン
   ブリにおいて、前記リングは前記アームのための可撓性
   支持体を形成することを特徴とする核磁気共鳴画像発生
   装置用傾斜コイルアセンブリ。 ３、特許請求の範囲の第１項または第２項に記載の傾斜
   コイルアセンブリにおいて、前記リングと前記部材は１
   個の円筒形要素から一体に形成されていることを特徴と
   する核磁気共鳴画像発生装置用傾斜コイルアセンブリ。 ４、特許請求の範囲の第１項乃至第３項のいずれかに記
   載の傾斜コイルアセンブリにおいて、前記リングを４個
   有していることを特徴とする核磁気共鳴画像発生装置用
   傾斜コイルアセンブリ。 ５、特許請求の範囲の第１項乃至第４項のいずれかに記
   載の傾斜コイルアセンブリにおいて、前記リングと前記
   部材は両者の間にほぼ長方形の穴を形成していることを
   特徴とする核磁気共鳴画像発生装置用傾斜コイルアセン
   ブリ。 ６、特許請求の範囲の第１項乃至第５項のいずれかに記
   載の傾斜コイルアセンブリにおいて、前記リングはノイ
   ズ吸収材料で作られていることを特徴とする核磁気共鳴
   画像発生装置用傾斜コイルアセンブリ。 ７、特許請求の範囲の第１項乃至第６項のいずれかに記
   載の傾斜コイルアセンブリにおいて、前記アームは前記
   リング上にたわむようにして支持されていることを特徴
   とする核磁気共鳴画像発生装置用傾斜コイルアセンブリ
   。