JPS6387711A - 電気コイル - Google Patents
電気コイルInfo
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- JPS6387711A JPS6387711A JP62159484A JP15948487A JPS6387711A JP S6387711 A JPS6387711 A JP S6387711A JP 62159484 A JP62159484 A JP 62159484A JP 15948487 A JP15948487 A JP 15948487A JP S6387711 A JPS6387711 A JP S6387711A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
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- G01R33/381—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は、磁界発生用電気コイルに関する。
「従来の技術およびその問題点」
このコイルは、核磁気共鳴（ＮＭＲ）画像装置用に設計
されたコイルにおける（ １ｎｔｅｒ ａｌｉａ）イン
ターアリアの応用を持っている。
されたコイルにおける（ １ｎｔｅｒ ａｌｉａ）イン
ターアリアの応用を持っている。
このような装置においては、種々のコイル、例えば傾斜
磁界コイル、ＲＦコイルおよびソレノイド型磁石が通常
要求される。
磁界コイル、ＲＦコイルおよびソレノイド型磁石が通常
要求される。
「問題点を解決するための手段」
本発明によれば、磁界発生用の電気コイルが１組の電気
導体と、各電気導体に電流を供給する手段とを備えてい
る。各電流量は、組の電気導体における結果の電流分布
が必要な磁界の存在下において電気導体の組の位置に配
置された伝導形成体内の励起表皮電流分布に近似するよ
うに供給される。
導体と、各電気導体に電流を供給する手段とを備えてい
る。各電流量は、組の電気導体における結果の電流分布
が必要な磁界の存在下において電気導体の組の位置に配
置された伝導形成体内の励起表皮電流分布に近似するよ
うに供給される。
第１の実施例においては伝導形成体が高伝導表面を備え
、必要な磁界が時間依存性である。第２の実施例におい
ては伝導形成体が超伝導表面を備え、必要な磁界が静止
磁界である。
、必要な磁界が時間依存性である。第２の実施例におい
ては伝導形成体が超伝導表面を備え、必要な磁界が静止
磁界である。
勿論、本発明は、所望形状の伝導形成体を構成し５、必
要な磁界の存在下において伝導形成体の表面上に調査プ
ローブを移動させ、励起表皮電流に比例して調査プロー
ブに励起された信号を選択点で計測する、伝導形成体の
励起表皮電流分布の決定方法も提供している。
要な磁界の存在下において伝導形成体の表面上に調査プ
ローブを移動させ、励起表皮電流に比例して調査プロー
ブに励起された信号を選択点で計測する、伝導形成体の
励起表皮電流分布の決定方法も提供している。
好ましい実施例においては、所望形状の伝導形成体か製
造される電気コイルの縮尺モデルである。
造される電気コイルの縮尺モデルである。
「実施例」
第１図を参照すると、磁界Ｂ内に配置された円筒形の超
伝導形成体１が示されている。この形成体は、らし完全
に閉塞回路を形成して、理想的に完全な磁気遮蔽として
作用し、形成体によって包まれた容積の磁界をゼロに減
少させたならば、その表面に電流ｉが発生する。第２図
は、形成体ｌによって包まれた容積に相当する容積を包
み込むコイル３を形成する１組の電気導体２を示してい
る。これら電気導体２には、結果の電流分布が形成体ｌ
の表面における電流の配分に近似するような強さの電流
ｌが各々供給される。従って、コイル３は、超伝導形成
体ｌの励起表皮電流を模倣して、第１図の超伝導形成体
が存在した時と同様の磁界に対応する包み込まれた容積
内に磁界を発生させる。
伝導形成体１が示されている。この形成体は、らし完全
に閉塞回路を形成して、理想的に完全な磁気遮蔽として
作用し、形成体によって包まれた容積の磁界をゼロに減
少させたならば、その表面に電流ｉが発生する。第２図
は、形成体ｌによって包まれた容積に相当する容積を包
み込むコイル３を形成する１組の電気導体２を示してい
る。これら電気導体２には、結果の電流分布が形成体ｌ
の表面における電流の配分に近似するような強さの電流
ｌが各々供給される。従って、コイル３は、超伝導形成
体ｌの励起表皮電流を模倣して、第１図の超伝導形成体
が存在した時と同様の磁界に対応する包み込まれた容積
内に磁界を発生させる。
レンツの法則によれば、励起表皮電流により発生した磁
界の方向か外部磁界Ｂと対向している。
界の方向か外部磁界Ｂと対向している。
しかし、駆動コイル３においては、全電流が反転して、
中央磁界Ｂが元の磁界として同じ感覚にある。これは、
光学のバビネットの原理と等価である。勿論、完全な磁
気遮蔽が球形、箱、閉塞円筒体等のような閉塞型の超伝
導表面にのみ形成されるが、導体を流れる１組の電流が
このような表面に励起された電流に非常に近似すること
ができる。
中央磁界Ｂが元の磁界として同じ感覚にある。これは、
光学のバビネットの原理と等価である。勿論、完全な磁
気遮蔽が球形、箱、閉塞円筒体等のような閉塞型の超伝
導表面にのみ形成されるが、導体を流れる１組の電流が
このような表面に励起された電流に非常に近似すること
ができる。
励起表皮電流分布の原理は、必要な磁界か均一であり、
あるいは選択された形態の傾斜磁界である時に応用して
もよい。コイルは、どの形状でもよく、このような場合
、対応的に形成された形成体の励起表皮電流が交互領域
において実験的に（走査）マツプされてもよい。
あるいは選択された形態の傾斜磁界である時に応用して
もよい。コイルは、どの形状でもよく、このような場合
、対応的に形成された形成体の励起表皮電流が交互領域
において実験的に（走査）マツプされてもよい。
第２図に従ってコイル３を設計するためには、次の実験
方法が使用され、十分な厚さｔの通常の導体が室温で、
超伝導体が全磁界を遮断４−るのと性格に同じ方法で、
内部からＲＦ電磁界排除する事実を基本としている。こ
れは、電磁界がｅ−Ｘ／ｄに略従って減衰する。但し、
Ｘが浸透深さ、ｄが表皮深さで、次の式で求められる。
方法が使用され、十分な厚さｔの通常の導体が室温で、
超伝導体が全磁界を遮断４−るのと性格に同じ方法で、
内部からＲＦ電磁界排除する事実を基本としている。こ
れは、電磁界がｅ−Ｘ／ｄに略従って減衰する。但し、
Ｘが浸透深さ、ｄが表皮深さで、次の式で求められる。
ｄ＝１／（ｙ１μ。δω） ｌ／を
但し、δは伝導率、ωは角周波数である。
超伝導体にとっては、δが不定で、ゼロ周波数で完全な
減衰を与える。高周波数にとっては、もし、ｔ／ｄが十
分に大きいならば、室温でのＤ好な導体も遮蔽を形成す
る。例えば、ｌＯｏメガヘルツの周波数では、銅導体に
９０％以上の電流が１．５ＸＩＯ−’ｍの深さに集中す
る。従って、全実務的目的にとっては、ＲＦ電磁界おけ
る薄い導体面がどの周波数での同様の強さの磁界におけ
る超伝導体に近似している。
減衰を与える。高周波数にとっては、もし、ｔ／ｄが十
分に大きいならば、室温でのＤ好な導体も遮蔽を形成す
る。例えば、ｌＯｏメガヘルツの周波数では、銅導体に
９０％以上の電流が１．５ＸＩＯ−’ｍの深さに集中す
る。従って、全実務的目的にとっては、ＲＦ電磁界おけ
る薄い導体面がどの周波数での同様の強さの磁界におけ
る超伝導体に近似している。
閉塞型の超伝導表面における表皮電流は、所望の形態の
ＲＦ電磁界配置された高伝導シートの縮尺モデルに励起
された電流を測定することによって非常に正確に近似で
きる。この方法の見せ掛けの反復、いわゆる計測を形成
する理想空間の必要性が、従来のラインに沿って設計さ
れた大形のＲＦコイル構造の中央位置における小型のモ
デルを持つことによって克服される。コイルによって発
生されるＲＦ電磁界モデルの容積に亙って所望の空間特
性を持っている。従って、励起表皮電流が表面に８査コ
イルを走行させることによってマツプ（表示）される。
ＲＦ電磁界配置された高伝導シートの縮尺モデルに励起
された電流を測定することによって非常に正確に近似で
きる。この方法の見せ掛けの反復、いわゆる計測を形成
する理想空間の必要性が、従来のラインに沿って設計さ
れた大形のＲＦコイル構造の中央位置における小型のモ
デルを持つことによって克服される。コイルによって発
生されるＲＦ電磁界モデルの容積に亙って所望の空間特
性を持っている。従って、励起表皮電流が表面に８査コ
イルを走行させることによってマツプ（表示）される。
この例は、第３図にスケッチの形態で銅製シート４の部
分で示されている。この銅製シート４は、電気コイルの
所望の形状をモデル（模倣）するように形成される。追
加的に、このモデルは、寸法が拡尺あるいは縮尺できる
。シート４は、設計されたコイルによって発生される必
要な磁界の分布に対応する磁界分布のドツト線で示され
たＲＦ領領域円内配置された場合の大型閉塞形成体の部
分である。ＲＦ領域Ｂの存在は、シート４の表面におい
て密度ｊの循環電流を発生させる。このシート４の外面
には調査コイル５が近接して配置されて、電圧■が調査
コイル５の位置で、電流密度ｊに比例して励起される。
分で示されている。この銅製シート４は、電気コイルの
所望の形状をモデル（模倣）するように形成される。追
加的に、このモデルは、寸法が拡尺あるいは縮尺できる
。シート４は、設計されたコイルによって発生される必
要な磁界の分布に対応する磁界分布のドツト線で示され
たＲＦ領領域円内配置された場合の大型閉塞形成体の部
分である。ＲＦ領域Ｂの存在は、シート４の表面におい
て密度ｊの循環電流を発生させる。このシート４の外面
には調査コイル５が近接して配置されて、電圧■が調査
コイル５の位置で、電流密度ｊに比例して励起される。
この電圧■がコイル５の種々の位置毎に測定され、記録
される。この手段によって、設計されたコイルの必要な
電流密度分布が決定される。
される。この手段によって、設計されたコイルの必要な
電流密度分布が決定される。
類似の方法が静磁界の存在下で超伝導モデルを使用でき
る。この場合、高感度のＤＣ磁束計が使用されて、表面
磁界をマツプする。
る。この場合、高感度のＤＣ磁束計が使用されて、表面
磁界をマツプする。
「発明の効果」
上記設計原理に従って構成された電気コイルは。
種々の応用を持っている。従って、非標準のコイルある
いは通常見慣れぬ型のコイルを設計して均一な磁界を発
生させることが可能である。例えば、腕、肱あるいは頭
用の固着コイルか内部に所望の形状の磁界発生するよう
に構成されてもよい。このようなコイルが中ヒの身体部
分の甲冑に類似している。完全な本体コイルは、ツタン
カーメンの石棺に類似し、アクセスするために分割でき
る。
いは通常見慣れぬ型のコイルを設計して均一な磁界を発
生させることが可能である。例えば、腕、肱あるいは頭
用の固着コイルか内部に所望の形状の磁界発生するよう
に構成されてもよい。このようなコイルが中ヒの身体部
分の甲冑に類似している。完全な本体コイルは、ツタン
カーメンの石棺に類似し、アクセスするために分割でき
る。
勿論、横断傾斜磁界を発生するサドル型のコイルは、主
磁界の軸線に沿って傾斜磁界を発生するための分配マッ
クスウェル組型コイルと同様に設計してもよい。再び、
ＲＦコイルが均一分配ＲＦ＠界用に設計されてもよい。
磁界の軸線に沿って傾斜磁界を発生するための分配マッ
クスウェル組型コイルと同様に設計してもよい。再び、
ＲＦコイルが均一分配ＲＦ＠界用に設計されてもよい。
前述の実施例においては、所望の磁界が閉塞コイル構造
内部に発生した磁界と仮定される。しかし、本発明は、
コイル構造の外部の磁界を設計することに等しく使用で
きる。これは、超伝導あるいは高伝導の表面内に好適な
磁界源を包含して実施される。このような配列は、例え
ば随時の閉塞表面形状を持つ活性磁気遮蔽（英国特許出
願８６２２２７７）を設計して使用できる。
内部に発生した磁界と仮定される。しかし、本発明は、
コイル構造の外部の磁界を設計することに等しく使用で
きる。これは、超伝導あるいは高伝導の表面内に好適な
磁界源を包含して実施される。このような配列は、例え
ば随時の閉塞表面形状を持つ活性磁気遮蔽（英国特許出
願８６２２２７７）を設計して使用できる。
更なる実施例においては、本発明は特定の内外磁界の発
生のための開口コイル構造の設計に応用できる。例えば
、医療画像における特定の応用のための局所ＲＦコイル
、類ソレノイド、例えば膝コイル、肱コイル頭コイルあ
るいは通常肢コイル。
生のための開口コイル構造の設計に応用できる。例えば
、医療画像における特定の応用のための局所ＲＦコイル
、類ソレノイド、例えば膝コイル、肱コイル頭コイルあ
るいは通常肢コイル。
更に、応用は、局所化傾斜磁界コイルの設計である。こ
れらの応用においてはコイルが完全に目的を包み込まな
い。従って、超伝導あるいは高伝導の形成体が肢あるい
は他の目的アクセスを許容する開口構造でよい。この場
合、完全領域形態より少ない目的に亙って、所望の磁界
の空間変動を許容するために必要である。しかし、終端
効果は、追加の巻き線に上る対応のコイル構造における
電流密度の増加によって和らげられる。
れらの応用においてはコイルが完全に目的を包み込まな
い。従って、超伝導あるいは高伝導の形成体が肢あるい
は他の目的アクセスを許容する開口構造でよい。この場
合、完全領域形態より少ない目的に亙って、所望の磁界
の空間変動を許容するために必要である。しかし、終端
効果は、追加の巻き線に上る対応のコイル構造における
電流密度の増加によって和らげられる。
第１図は磁界における超伝導（形成体）遮蔽物の概略図
、第２図は本発明を実施した電気コイルの概略図、第３
図はコイルの必要な形状に一致させるように形成された
シートの部分スケッチ図である。
、第２図は本発明を実施した電気コイルの概略図、第３
図はコイルの必要な形状に一致させるように形成された
シートの部分スケッチ図である。
Claims (5)
- （１）１組の電気導体と、各電気導体に電流を供給する
手段とを備えて、 各電流量は、この組の電気導体における結果の電流分布
が必要な磁界の存在下において前記組の電気導体の位置
に配置された伝導形成体に励起された表皮電流分布に近
似するように供給されることを特徴とする磁界発生用電
気コイル。 - （２）前記伝導形成体が高伝導表面を備え、前記必要な
磁界が時間依存性である特許請求の範囲第１項記載の電
気コイル。 - （３）前記伝導形成体が超伝導表面を備え、前記必要な
磁界が静止磁界である特許請求の範囲第１項記載の電気
コイル。 - （４）所望形状の伝導形成体を構成し、必要な磁界の存
在下において前記伝導形成体の表面上に調査プローブを
移動させ、選択点で、励起表皮電流に比例した前記調査
プローブの励起信号を測定することを特徴とする伝導形
成体に励起された表皮電流分布の決定方法。 - （５）前記所望形状の伝導形成体は、製造された電磁コ
イルの形状の尺度モデルである特許請求の範囲第４項記
載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB868615674A GB8615674D0 (en) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | Electrical coils |
| GB8615674 | 1986-06-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6387711A true JPS6387711A (ja) | 1988-04-19 |
| JPH0828296B2 JPH0828296B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=10600164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62159484A Expired - Fee Related JPH0828296B2 (ja) | 1986-06-26 | 1987-06-26 | 電気コイル |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4873503A (ja) |
| EP (1) | EP0254416B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0828296B2 (ja) |
| CA (1) | CA1279695C (ja) |
| DE (1) | DE3787767T2 (ja) |
| GB (2) | GB8615674D0 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69018303T2 (de) * | 1989-04-17 | 1995-11-09 | Ngk Insulators Ltd | Supraleitende Struktur zur magnetischen Abschirmung. |
| DE59007031D1 (de) * | 1989-06-14 | 1994-10-13 | Asea Brown Boveri | Verfahren zur Reduzierung von Wirbelströmen in einem Supraleiterband und Supraleiteranordnung. |
| US5266913A (en) * | 1991-08-27 | 1993-11-30 | British Technology Group Usa Inc. | Screened electromagnetic coil of restricted length having optimized field and method |
| JP3136885B2 (ja) * | 1994-02-02 | 2001-02-19 | 日産自動車株式会社 | パワーｍｏｓｆｅｔ |
| US7382133B1 (en) | 2005-04-29 | 2008-06-03 | Fonar Corporation | Self-shielded gradients and method of designing and producing self-shielded gradients |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3671902A (en) * | 1971-05-25 | 1972-06-20 | Gen Electric | Shielded inductive device |
| GB2050062B (en) * | 1979-05-25 | 1983-07-20 | Emi Ltd | Coils for electromagnets with uniform fields |
| GB2070254B (en) * | 1980-01-21 | 1984-10-17 | Oxford Instr Group Ltd | Nuclear magnetic resonance apparatus and methods |
| US4456881A (en) * | 1982-01-18 | 1984-06-26 | Technicare Corporation | Gradient-coil apparatus for a magnetic resonance system |
| US5177443A (en) * | 1983-08-12 | 1993-01-05 | Picker International Limited | Nuclear magnetic resonance apparatus |
| FI88079C (fi) * | 1983-11-02 | 1993-03-25 | Gen Electric | Tvaer gradientspole, speciellt en spole foer bruk i nukleaera magnetiska resonansavbildningssystem |
| GB8329196D0 (en) * | 1983-11-02 | 1983-12-07 | Bydder G M | Nuclear magnetic resonance apparatus |
| IL73353A (en) * | 1983-11-18 | 1988-11-30 | Gen Electric | Electric circuit for high uniformity magnetic field |
| GB8334374D0 (en) * | 1983-12-23 | 1984-02-01 | Picker Int Ltd | Coil arrangements |
| US4682134A (en) * | 1985-06-03 | 1987-07-21 | General Electric Company | Conical, unimpregnated winding for MR magnets |
| US4724388A (en) * | 1985-06-07 | 1988-02-09 | Hitachi, Ltd. | Magnetic resonance imaging method |
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-
1986
- 1986-06-26 GB GB868615674A patent/GB8615674D0/en active Pending
-
1987
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