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技術 磁気共鳴イメージング装置、磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニット及び磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニットの製造方法

出願人 キヤノンメディカルシステムズ株式会社
発明者 辻田和彦坂倉良知
出願日 2013年8月19日 (7年4ヶ月経過) 出願番号 2013-170006
公開日 2014年4月10日 (6年8ヶ月経過) 公開番号 2014-061269
状態 特許登録済
技術分野 マイクロ波、NMR等による材料の調査 磁気共鳴イメージング装置
主要キーワード 軸用シール 板状部材間 絶縁ホース 接合相 鞍型形状 コイル素材 コンパウンド材 軸傾斜
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

より効果的に冷却することが可能な磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイルユニットとを提供することである。

解決手段

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニットは、互いに直交する3軸方向における傾斜磁場を形成するための複数の傾斜磁場コイルを備える。前記複数の傾斜磁場コイルの少なくとも1つは、コイルパターンに沿う導体部と、前記コイルパターンを保持する保持部とを有する。前記保持部及び前記導体部の少なくとも一方の内部に断面積が一定でない冷却媒体流路を形成した。また、少なくとも前記導体部の一部を壁面とする冷却媒体の流路を形成した。

概要

背景

MRI装置は、静磁場中に置かれた被検体原子核スピンラーモア周波数高周波(RF: radio frequency)信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生する磁気共鳴(MR: magnetic resonance)信号から画像を再構成する画像診断装置である。

MRI装置において、撮像領域傾斜磁場印加するための傾斜磁場コイルは動作中に発熱する。そこで、冷却水配管が傾斜磁場コイルを構成するメインコイルに隣接して螺旋状に配置され、冷却水の循環によって傾斜磁場コイルが冷却されている。

概要

より効果的に冷却することが可能な磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイルユニットとを提供することである。実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニットは、互いに直交する3軸方向における傾斜磁場を形成するための複数の傾斜磁場コイルを備える。前記複数の傾斜磁場コイルの少なくとも1つは、コイルパターンに沿う導体部と、前記コイルパターンを保持する保持部とを有する。前記保持部及び前記導体部の少なくとも一方の内部に断面積が一定でない冷却媒体流路を形成した。また、少なくとも前記導体部の一部を壁面とする冷却媒体の流路を形成した。

目的

本発明は、より効果的に傾斜磁場コイルを冷却することが可能な磁気共鳴イメージング装置、より効果的に冷却することが可能な磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニット及びより効果的に冷却することが可能な磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニットの製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

互いに直交する3軸方向における傾斜磁場を形成するための複数の傾斜磁場コイルを備え、前記複数の傾斜磁場コイルの少なくとも1つは、コイルパターンに沿う導体部と、前記コイルパターンを保持する保持部とを有し、前記保持部及び前記導体部の少なくとも一方の内部に断面積が一定でない冷却媒体流路を形成した磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイルユニット

請求項2

互いに直交する3軸方向における傾斜磁場を形成するための複数の傾斜磁場コイルを備え、前記複数の傾斜磁場コイルの少なくとも1つは、コイルパターンに沿う導体部と、前記コイルパターンを保持する保持部とを有し、少なくとも前記導体部の一部を壁面とする冷却媒体の流路を形成した磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニット。

請求項3

前記保持部及び前記導体部の少なくとも一方の内部に断面積が一定でない前記冷却媒体の流路を形成した請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニット。

請求項4

前記導体部の内部に前記導体部を壁面とする前記冷却媒体の流路を形成した請求項1乃至3のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニット。

請求項5

前記導体部及び前記保持部を壁面とする前記冷却媒体の流路を形成した請求項1乃至3のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニット。

請求項6

前記導体部を、前記流路に対応する部分が空隙となっており、かつ導電性材料からなる複数の板状の部材を積層して接合することにより構成した請求項1乃至5のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニット。

請求項7

前記複数の板状の部材を拡散接合することによって前記導体部を構成した請求項6記載の磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニット。

請求項8

前記保持部及び前記導体部の少なくとも一方の内部に分岐する前記冷却媒体の流路及び合流する前記冷却媒体の流路の少なくとも一方を形成した請求項1乃至7のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニット。

請求項9

前記断面積が一定でない前記流路を、前記コイルパターンの粗密に対応するように形成した請求項1又は3記載の磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニット。

請求項10

前記保持部を絶縁材料で構成した請求項1乃至9のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニット。

請求項11

前記保持部と前記導体部との間に絶縁シートを設けた請求項1乃至9のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニット。

請求項12

前記3軸方向として互いに直交するX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向における傾斜磁場をそれぞれ形成するためのX軸用傾斜磁場コイル、Y軸用傾斜磁場コイル及びZ軸用傾斜磁場コイルを備え、前記X軸用傾斜磁場コイル及び前記Y軸用傾斜磁場コイルの少なくとも一方は、前記導体部と、前記保持部とを有し、前記保持部及び前記導体部の少なくとも一方の内部に前記断面積が一定でない前記流路を形成した請求項1又は3記載の磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニット。

請求項13

前記3軸方向として互いに直交するX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向における傾斜磁場をそれぞれ形成するためのX軸用傾斜磁場コイル、Y軸用傾斜磁場コイル及びZ軸用傾斜磁場コイルを備え、前記X軸用傾斜磁場コイルのコイルパターンに沿う第1の導体部と、前記X軸用傾斜磁場コイルのコイルパターンを保持する第1の保持部と、前記Y軸用傾斜磁場コイルのコイルパターンに沿う第2の導体部と、前記Y軸用傾斜磁場コイルのコイルパターンを保持する第2の保持部と、前記Z軸用傾斜磁場コイルのコイルパターンに沿う第3の導体部と、前記Z軸用傾斜磁場コイルのコイルパターンを保持する第3の保持部と、を有し、前記第1の導体部及び前記第1の保持部の少なくとも一方の内部、前記第2の導体部及び前記第2の保持部の少なくとも一方の内部、前記第3の導体部及び前記第3の保持部の少なくとも一方の内部にそれぞれ断面積が一定でない冷却媒体の流路を形成した請求項1又は3記載の磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニット。

請求項14

請求項1乃至13のいずれか1項に記載の傾斜磁場コイルユニットと、前記傾斜磁場コイルユニットを用いて被検体磁気共鳴イメージングを実行するイメージングシステムと、を備える磁気共鳴イメージング装置

請求項15

冷却媒体の流路に対応する部分が空隙となっており、かつ導電性材料からなる複数の板状の部材を積層するステップと、積層した前記複数の板状の部材を接合するステップと、を有する磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニットの製造方法。

技術分野

0001

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング(MRI: Magnetic Resonance Imaging)装置、磁気共鳴イメージング装置用傾斜磁場コイルユニット及び磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニットの製造方法に関する。

背景技術

0002

MRI装置は、静磁場中に置かれた被検体原子核スピンラーモア周波数高周波(RF: radio frequency)信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生する磁気共鳴(MR: magnetic resonance)信号から画像を再構成する画像診断装置である。

0003

MRI装置において、撮像領域傾斜磁場印加するための傾斜磁場コイルは動作中に発熱する。そこで、冷却水配管が傾斜磁場コイルを構成するメインコイルに隣接して螺旋状に配置され、冷却水の循環によって傾斜磁場コイルが冷却されている。

先行技術

0004

特開2010−263955号公報
特開2011−087915号公報

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は、より効果的に傾斜磁場コイルを冷却することが可能な磁気共鳴イメージング装置、より効果的に冷却することが可能な磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニット及びより効果的に冷却することが可能な磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニットの製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニットは、互いに直交する3軸方向における傾斜磁場を形成するための複数の傾斜磁場コイルを備える。前記複数の傾斜磁場コイルの少なくとも1つは、コイルパターンに沿う導体部と、前記コイルパターンを保持する保持部とを有する。前記保持部及び前記導体部の少なくとも一方の内部に断面積が一定でない冷却媒体流路を形成した。
また、本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニットは、互いに直交する3軸方向における傾斜磁場を形成するための複数の傾斜磁場コイルを備える。前記複数の傾斜磁場コイルの少なくとも1つは、コイルパターンに沿う導体部と、前記コイルパターンを保持する保持部とを有する。少なくとも前記導体部の一部を壁面とする冷却媒体の流路を形成した。
また、本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、前記傾斜磁場コイルユニット及びイメージングシステムを備える。イメージングシステムは、前記傾斜磁場コイルユニットを用いて被検体の磁気共鳴イメージングを実行する。
また、本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニットの製造方法は、冷却媒体の流路に対応する部分が空隙となっており、かつ導電性材料からなる複数の板状の部材を積層するステップと、積層した前記複数の板状の部材を接合するステップとを有する。

図面の簡単な説明

0007

本発明の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニットを備えた磁気共鳴イメージング装置の構成図。
図1に示す傾斜磁場コイルユニットを構成する磁気共鳴イメージング装置用のサドルコイル詳細構造を示す斜視図。
図2に示すサドルコイルの領域Aにおける導体部の部分拡大図
図3に示す導体部の位置B−Bにおける絨断面図。
図1に示す傾斜磁場コイルユニットの構成要素として用いられるサドルコイル内に分岐及び合流する冷却媒体の流路を形成した第1の例を示す図。
図1に示す傾斜磁場コイルユニットの構成要素として用いられるサドルコイル内に分岐及び合流する冷却媒体の流路を形成した第2の例を示す図。
図3及び図4に示す冷却媒体の流路の端部における第1の構造例を示す斜視図。
図3及び図4に示す冷却媒体の流路の端部における第2の構造例を示す斜視図。
図1に示すX軸用傾斜磁場コイル、Y軸用傾斜磁場コイル及びZ軸用傾斜磁場コイルの詳細構成例を示す図。

実施例

0008

本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置、磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニット及び磁気共鳴イメージング装置用の傾斜磁場コイルユニットの製造方法について添付図面を参照して説明する。

0009

図1は本発明の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニットを備えた磁気共鳴イメージング装置の構成図である。

0010

磁気共鳴イメージング装置20は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石21、この静磁場用磁石21の内側に設けられたシムコイル22、傾斜磁場コイルユニット23及びRFコイル24を備えている。

0011

また、磁気共鳴イメージング装置20には、制御系25が備えられる。制御系25は、静磁場電源26、傾斜磁場電源27、シムコイル電源28、送信器29、受信器30、シーケンスコントローラ31及びコンピュータ32を具備している。制御系25の傾斜磁場電源27は、X軸傾斜磁場電源27x、Y軸傾斜磁場電源27y及びZ軸傾斜磁場電源27zで構成される。また、コンピュータ32には、入力装置33、表示装置34、演算装置35及び記憶装置36が備えられる。

0012

静磁場用磁石21は静磁場電源26と接続され、静磁場電源26から供給された電流により撮像領域に静磁場を形成させる機能を有する。尚、静磁場用磁石21は超伝導コイルで構成される場合が多く、励磁の際に静磁場電源26と接続されて電流が供給されるが、一旦励磁された後は非接続状態とされるのが一般的である。また、静磁場用磁石21を永久磁石で構成し、静磁場電源26が設けられない場合もある。

0013

また、静磁場用磁石21の内側には、同軸上に筒状のシムコイル22が設けられる。シムコイル22はシムコイル電源28と接続され、シムコイル電源28からシムコイル22に電流が供給されて静磁場が均一化されるように構成される。

0014

傾斜磁場コイルユニット23は、X軸用傾斜磁場コイル23x、Y軸用傾斜磁場コイル23y及びZ軸用傾斜磁場コイル23zで構成され、静磁場用磁石21の内側において筒状に形成される。傾斜磁場コイルユニット23の内側には寝台37が設けられて撮像領域とされ、寝台37には被検体Pがセットされる。RFコイル24にはガントリに内蔵されたRF信号送受信用全身用コイル(WBC: whole body coil)や寝台37や被検体P近傍に設けられるRF信号の受信用局所コイルなどがある。

0015

また、傾斜磁場コイルユニット23は、傾斜磁場電源27と接続される。傾斜磁場コイルユニット23のX軸用傾斜磁場コイル23x、Y軸用傾斜磁場コイル23y及びZ軸用傾斜磁場コイル23zはそれぞれ、傾斜磁場電源27のX軸傾斜磁場電源27x、Y軸傾斜磁場電源27y及びZ軸傾斜磁場電源27zと接続される。

0016

そして、X軸傾斜磁場電源27x、Y軸傾斜磁場電源27y及びZ軸傾斜磁場電源27zからそれぞれX軸用傾斜磁場コイル23x、Y軸用傾斜磁場コイル23y及びZ軸用傾斜磁場コイル23zに供給された電流により、撮像領域にそれぞれX軸方向の傾斜磁場Gx、Y軸方向の傾斜磁場Gy、Z軸方向の傾斜磁場Gzを形成することができるように構成される。

0017

RFコイル24は、送信器29及び受信器30の少なくとも一方と接続される。送信用のRFコイル24は、送信器29からRF信号を受けて被検体Pに送信する機能を有し、受信用のRFコイル24は、被検体P内部の原子核スピンのRF信号による励起に伴って発生したNMR信号を受信して受信器30に与える機能を有する。

0018

一方、制御系25のシーケンスコントローラ31は、傾斜磁場電源27、送信器29及び受信器30と接続される。シーケンスコントローラ31は傾斜磁場電源27、送信器29及び受信器30を駆動させるために必要な制御情報、例えば傾斜磁場電源27に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報記述したシーケンス情報を記憶する機能と、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源27、送信器29及び受信器30を駆動させることによりX軸傾斜磁場Gx、Y軸傾斜磁場Gy、Z軸傾斜磁場Gz及びRF信号を発生させる機能を有する。

0019

また、シーケンスコントローラ31は、受信器30におけるNMR信号の検波及びA/D (analog to digital)変換により得られた複素データである生データ(raw data)を受けてコンピュータ32に与えるように構成される。

0020

このため、送信器29には、シーケンスコントローラ31から受けた制御情報に基づいてRF信号をRFコイル24に与える機能が備えられる一方、受信器30には、RFコイル24から受けたNMR信号を検波して所要信号処理を実行するとともにA/D変換することにより、デジタル化された複素データである生データを生成する機能と生成した生データをシーケンスコントローラ31に与える機能とが備えられる。

0021

また、コンピュータ32の記憶装置36に保存されたプログラムを演算装置35で実行することにより、コンピュータ32には各種機能が備えられる。ただし、プログラムの少なくとも一部に代えて、各種機能を有する特定の回路を磁気共鳴イメージング装置20に設けてもよい。

0022

具体的には、コンピュータ32には、パルスシーケンスを含む撮像条件を設定してシーケンスコントローラ31に出力する機能及びシーケンスコントローラ31から出力されたMR信号に基づく画像再構成処理を含むデータ処理によってMR画像データを生成する機能が備えられる。

0023

そして、制御系25による制御下において傾斜磁場コイルユニット23及び静磁場用磁石21により傾斜磁場及び静磁場を形成した状態でRFコイル24からRF信号を送信することによって被検体PのMRイメージングを行うことができる。すなわち、傾斜磁場コイルユニット23、静磁場用磁石21、RFコイル24及び制御系25等の構成要素によって被検体PのMRイメージングを実行するイメージングシステムが形成される。

0024

図2は、図1に示す傾斜磁場コイルユニット23を構成する磁気共鳴イメージング装置20用のサドルコイル40の詳細構造を示す斜視図、図3図2に示すサドルコイル40の領域Aにおける導体部41の部分拡大図、図4図3に示す導体部41の位置B−Bにおける絨断面図である。

0025

サドルコイル40は、コイルパターンに沿う導体部41及びコイルパターンを保持する保持部42を有する。具体的には、渦巻き状のコイルパターンに沿って導体部41が形成され、保持部42によって湾曲した板状のサドルコイル40が形成される。従って、渦巻き状の導体部41の中心を貫く方向に傾斜磁場用の磁束が形成されることとなる。

0026

導体部41は、銅等の導電性を有する任意のコイル素材で構成することができる。一方、保持部42は、絶縁材料、例えばエポキシ樹脂シリカ等のフィラーを混ぜ合わせた絶縁性を有するコンパウンド材で構成することができる。そして、任意の方法で導体部41を保持部42に固定することができる。例えば、コンパウンド材に導体部41を浸した状態でコンパウンド材を硬化することによって導体部41を板状に固定する保持部42を形成することができる。つまり、保持部42は、導体部41を板状に固定する固定部として機能している。

0027

尚、図4に例示されるような導体部41の一部を板状の保持部42に嵌めこむ構造に限らず、導体部41と保持部42との間に段差が生じないように導体部41を保持部42に完全に埋没させるようにしてもよい。この場合、保持部42が導体部41の隙間を埋めることによって導体部41を板状に固定するようにしてもよい。逆に、断面が矩形状に形成された導体部41の一面を接着剤等によって板状の保持部42の表面に接着するようにしてもよい。

0028

更に別の例として、保持部42と導体部41との間に可撓性を有する絶縁シートを設けても良い。その場合には、必要な剛性を有する任意の材料で保持部42を構成することができる。

0029

更に、少なくとも導体部41の一部を壁面とする冷却媒体の流路43が形成される。冷却媒体としては、冷却水等の任意のクーラントを用いることができる。図示された例では、導体部41の内部に導体部41を壁面とする冷却媒体の流路43が形成されている。このため、コイルを構成する導体部41に冷却媒体を直接接触させて冷却することができる。

0030

尚、導体部41の外部に冷却媒体の流路43を形成する場合には、導体部41に隣接するように冷却媒体の流路43を形成することが導体部41の冷却効率を向上させる観点から望ましい。すなわち、壁面の少なくとも一部が導体部41となるように冷却媒体の流路43を形成することが望ましい。その場合、導体部41及び保持部42を壁面とする冷却媒体の流路が形成される。但し、図示されたように、導体部41の内部に冷却媒体の流路43を形成することが最も効果的である。

0031

導体部41は、図4に示すように流路43に対応する部分が溝切り欠き等の空隙となっており、かつ金属板等の導電性材料からなる複数の板状の部材44を積層して接合することにより構成することができる。また、積層前又は接合後における複数の板状の部材44を曲げ成形することによって鞍型形状に沿った導体部41を製造することができる。

0032

尚、板状の部材44の接合方法は任意である。但し、板状の部材44として金属板を接合する場合には、複数の金属板を拡散接合することが製造簡易化に繋がる。拡散接合は、接合対象となる金属を加熱及び加圧して原子拡散させることによって接合する接合法である。

0033

拡散接合には、液相拡散接合固相拡散接合がある。固相拡散接合は、固体金属同士を加熱及び加圧して接合する拡散接合法である。一方、液相拡散接合は、接合対象となる金属間インサート材を設けることによって溶融させて金属同士を接合する拡散接合法である。

0034

導体部41の製造にはいずれの拡散接合法を用いてもよい。拡散接合によって複数の金属板を接合して導体部41を構成する場合には、実際には図4に示すような板状の部材44の間における界面を特定することは困難である。

0035

一方、拡散接合に限らず、爆着、圧接はんだ付けろう付け又は接着剤を用いた接合等の他の接合法によって複数の板状部材を接合することもできる。従って、接合法に応じて複数の板状部材間における界面や接合相を特定できる場合もある。

0036

コイルを形成する導体部41の両端部は電気的な接続部とされる。図示された例では、サドルコイル40の縁側に対応する導体部41の端部に、突起部45として電気的な接続部が形成されている。

0037

導体部41を、上述したように複数の板状の部材44を積層することによって構成すれば、導体部41に沿って設けられる冷却媒体の流路43の構造上の自由度を上げることができる。従って、保持部42及び導体部41の少なくとも一方の内部に断面積が一定でない冷却媒体の流路43を形成することができる。そこで、断面積が一定でない冷却媒体の流路43を、コイルパターンの粗密に対応するように形成することができる。

0038

例えば、図2に例示されるように、サドルコイル40の中央に近い部分の導体部41の太さは、サドルコイル40の縁に近い部分における導体部41の太さよりも相対的に太くなっている。そこで、導体部41のサイズに合わせて冷却媒体の流路43の断面積も変えることができる。つまり、冷却媒体の流路43の断面積の大きさを、コイルパターンの粗密に対応する大きさとすることができる。

0039

具体的には、導体部41の幅が相対的に大きい箇所では流路43の断面積を相対的に大きくし、逆に導体部41の幅が相対的に小さい箇所では流路43の断面積を相対的に小さくすることが好適である。これにより、冷却媒体の圧力損失を低減することができる。

0040

また、保持部42及び導体部41の少なくとも一方の内部に分岐する冷却媒体の流路43及び合流する冷却媒体の流路43の少なくとも一方を形成することもできる。これにより、導体が占める密度が高く、高い発熱が予測される箇所など局所的に冷却媒体を導いて冷却効果を向上させることが可能となる。

0041

図5は、図1に示す傾斜磁場コイルユニット23の構成要素として用いられるサドルコイル40内に分岐及び合流する冷却媒体の流路43を形成した第1の例を示す図である。

0042

図5に示すように、一端分岐して再び合流する冷却媒体の流路43を導体部41のサイズに応じて導体部41に沿って形成することができる。このような分岐又は合流する冷却媒体の流路43を形成することにより、導体部41の強度を確保しつつ局所的な冷却が可能となる。

0043

図6は、図1に示す傾斜磁場コイルユニット23の構成要素として用いられるサドルコイル40内に分岐及び合流する冷却媒体の流路を形成した第2の例を示す図である。

0044

導体部41の幅に合わせて冷却媒体の流路43の幅を広くすると、導体部41の強度が低下する恐れがある。そこで、図6に示すように、流路43の内部に冷却媒体の流れに沿う板状の支持部材46を設けることができる。これにより、導体部41の強度の低下を回避することができる。図6に示す場合も、板状の支持部材46が仕切り板となるため、冷却媒体の流路43の分岐及び合流を伴うこととなる。

0045

図6に示す例に限らず、冷却媒体の流路43を分岐又は合流させる場合や冷却媒体の流路43の断面積を変化させる場合には、必要に応じて板状、管状又は網目状等の任意の形状を有する補強材を設けるようにしてもよい。

0046

また、冷却媒体の流路43の端部には、任意の構造を有する冷却媒体の供給口又は排出口が設けられる。

0047

図7は、図3及び図4に示す冷却媒体の流路43の端部における第1の構造例を示す斜視図である。

0048

図7に示すように、導体部41の撮像領域側を向く面に、導体部41の内部に形成された冷却媒体の流路43と導体部41の外部とを繋ぐ孔を設け、孔にカプラ50を取り付けることができる。導体部41の孔は、エッチング等の任意の方法で設けることができる。また、カプラ50は、ろう付け等の任意の方法で導体部41に取付けることができる。そして、カプラ50に絶縁ホース51を取り付けることによって冷却媒体の流路43を冷却媒体の循環系と接続することができる。

0049

図8は、図3及び図4に示す冷却媒体の流路43の端部における第2の構造例を示す斜視図である。

0050

図8に示すように、導体部41の側面に冷却媒体の流路43と導体部41の外部とを繋ぐ孔を設けることもできる。この場合においても、カプラ50及び絶縁ホース51を用いて冷却媒体の流路43を冷却媒体の循環系と接続することができる。

0051

尚、図8に示す例では、導体部41の側面に矩形の開口部60が設けられ、矩形の開口部60に嵌めこむことが可能なブロック61を介してカプラ50が導体部41に取り付けられている。カプラ50を取り付けるためのブロック61は、ろう付け等の任意の接合方法で導体部41に固定することができる。

0052

そして、導体部41の両端には、図7図8に例示されるような任意の構造で冷却媒体の供給口及び排出口が設けられる。例えば、導体部41の中央側における端部を図7に例示されるような構造とする一方、サドルコイル40の縁側となる他方の端部を図8に例示されるような構造とすることができる。

0053

ところで、上述したように傾斜磁場コイルユニット23は、互いに直交する3軸方向における傾斜磁場を形成するための複数の傾斜磁場コイルを備えている。すなわち、傾斜磁場コイルユニット23は、3軸方向として互いに直交するX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向における傾斜磁場をそれぞれ形成するためのX軸用傾斜磁場コイル23x、Y軸用傾斜磁場コイル23y及びZ軸用傾斜磁場コイル23zを備えている。

0054

Z軸用傾斜磁場コイル23zは、筒状の傾斜磁場コイルユニット23の軸方向となるZ軸方向における傾斜磁場を形成するための傾斜磁場コイルである。従って、Z軸用傾斜磁場コイル23zは、典型的には円筒状の傾斜磁場コイルとなる。

0055

一方、X軸用傾斜磁場コイル23xは、筒状の傾斜磁場コイルユニット23の軸方向に垂直な水平方向となるX軸方向における傾斜磁場を形成するための傾斜磁場コイルである。従って、X軸用傾斜磁場コイル23xは、水平なX軸方向に磁束線を発生させるための渦巻き状のコイルパターンを有し、かつ筒状の傾斜磁場コイルユニット23の外形に沿って湾曲した(saddle)型の傾斜磁場コイルとなる。

0056

また、Y軸用傾斜磁場コイル23yは、鉛直方向となるY軸方向における傾斜磁場を形成するための傾斜磁場コイルである。従って、Y軸用傾斜磁場コイル23yは、鉛直方向に磁束線を発生させるための渦巻き状のコイルパターンを有し、かつ筒状の傾斜磁場コイルユニット23の外形に沿って湾曲した鞍型の傾斜磁場コイルとなる。

0057

従って、上述したような渦巻き状の導体部41を保持部42によって湾曲した板状に固定して成るサドルコイル40は、X軸用傾斜磁場コイル23x及びY軸用傾斜磁場コイル23yの少なくとも一方用の傾斜磁場コイルとして用いることができる。すなわち、X軸用傾斜磁場コイル23x及びY軸用傾斜磁場コイル23yの少なくとも一方を図示されたようなサドルコイル40として傾斜磁場コイルユニット23を構成することができる。

0058

その場合、X軸用傾斜磁場コイル23x及びY軸用傾斜磁場コイル23yの少なくとも一方が導体部41と保持部42とを有し、かつ保持部42及び導体部41の少なくとも一方の内部に少なくとも導体部41の一部を壁面とする断面積が一定でない冷却媒体の流路43が形成される。

0059

尚、図示されたように、サドルコイル40が鉛直方向に傾斜磁場を形成する向きで配置される場合には、Y軸用傾斜磁場コイル23yとして使用されることとなる。X軸用傾斜磁場コイル23xとしてサドルコイル40を使用する場合には、水平方向に傾斜磁場を形成する向きで、つまり渦巻き状のコイルパターンの中心軸が水平方向となる向きでサドルコイル40を配置すればよい。

0060

従って、円筒に沿って左右に2つのサドルコイル40を配置してX軸用傾斜磁場コイル23xのペアとする一方、円筒に沿って上下に2つのサドルコイル40を配置してY軸用傾斜磁場コイル23yのペアとする傾斜磁場コイルユニット23を構成することもできる。

0061

図9は、図1に示すX軸用傾斜磁場コイル23x、Y軸用傾斜磁場コイル23y及びZ軸用傾斜磁場コイル23zの詳細構成例を示す図である。

0062

図9に示すように、傾斜磁場コイルユニット23は、X軸用傾斜磁場コイル23x、Y軸用傾斜磁場コイル23y及びZ軸用傾斜磁場コイル23zを備えている。X軸用傾斜磁場コイル23x、Y軸用傾斜磁場コイル23y及びZ軸用傾斜磁場コイル23zは、それぞれX軸用メインコイル23xm、Y軸用メインコイル23ym及びZ軸用メインコイル23zmの外側にX軸用シールドコイル23xs、Y軸用シールドコイル23ys及びZ軸用シールドコイル23zsを配置して構成される。

0063

X軸用メインコイル23xmは、X軸用傾斜磁場コイル23xのコイルパターンに沿う第1の導体部41xと、X軸用傾斜磁場コイル23xのコイルパターンを保持する第1の保持部42xとによって構成される。Y軸用メインコイル23ymは、Y軸用傾斜磁場コイル23yのコイルパターンに沿う第2の導体部41yと、Y軸用傾斜磁場コイル23yのコイルパターンを保持する第2の保持部42yとによって構成される。Z軸用メインコイル23zmは、Z軸用傾斜磁場コイル23zのコイルパターンに沿う第3の導体部41zと、Z軸用傾斜磁場コイル23zのコイルパターンを保持する第3の保持部42zとによって構成される。

0064

シールドコイル23sとメインコイル23mとの間には、冷却媒体を流すための冷却管70を設けることができる。図示された例では、シールドコイル23s側とメインコイル23m側とにそれぞれ冷却管70が設けられている。そして、冷却管70に近い側からZ軸用メインコイル23zm、Y軸用メインコイル23ym及びX軸用メインコイル23xmを配置することができる。一方、冷却管70に近い側からZ軸用シールドコイル23zs、Y軸用シールドコイル23ys及びX軸用シールドコイル23xsを配置することができる。

0065

更に、上述したように、X軸用傾斜磁場コイル23x及びY軸用傾斜磁場コイル23yの少なくとも一方を、図2に示すようなサドルコイル40で構成することができる。すなわち、X軸用傾斜磁場コイル23x及びY軸用傾斜磁場コイル23yの少なくとも一方に、少なくとも導体部41x、41yの一部を壁面とする冷却媒体の流路43を形成することができる。また、X軸用傾斜磁場コイル23x及びY軸用傾斜磁場コイル23yの少なくとも一方を構成する保持部42x、42y及び導体部41x、41yの少なくとも一方の内部に断面積が一定でない冷却媒体の流路43を形成することができる。

0066

図9に示す例では、X軸用傾斜磁場コイル23x及びY軸用傾斜磁場コイル23yの双方がサドルコイル40で構成されている。更に、螺旋状のコイルパターンに沿う第3の導体部41z及び第3の導体部41zを筒型の板状に固定する第3の保持部42zを有するZ軸用傾斜磁場コイル23zにも、断面積が一定でない冷却媒体の流路43を形成することができる。また、少なくとも第3の導体部41zの一部を壁面とする冷却媒体の流路43を形成することができる。

0067

つまり、X軸用傾斜磁場コイル23x、Y軸用傾斜磁場コイル23y及びZ軸用傾斜磁場コイル23zの全てに断面積が一定でない冷却媒体の流路43及び導体部41x、41y、41zの一部を壁面とする冷却媒体の流路43の少なくとも一方を形成することができる。

0068

図示された例では、第1の導体部41x及び第1の保持部42xの少なくとも一方の内部、第2の導体部41y及び第2の保持部42yの少なくとも一方の内部、第3の導体部41z及び第3の保持部42zの少なくとも一方の内部にそれぞれ断面積が一定でない冷却媒体の流路43が形成されている。また、第1の導体部41xを壁面とする冷却媒体の流路43、第2の導体部41yを壁面とする冷却媒体の流路43及び第3の導体部41zを壁面とする冷却媒体の流路43が、ぞれぞれX軸用傾斜磁場コイル23x、Y軸用傾斜磁場コイル23y及びZ軸用傾斜磁場コイル23zに設けられている。

0069

尚、図9に示すように、X軸用シールドコイル23xs、Y軸用シールドコイル23ys及びZ軸用シールドコイル23zsの構造についても、X軸用メインコイル23xm、Y軸用メインコイル23ym及びZ軸用メインコイル23zmと同様な構造とすることができる。すなわち、X軸用シールドコイル23xs、Y軸用シールドコイル23ys及び/又はZ軸用シールドコイル23zsにも、断面積が一定でない冷却媒体の流路43を形成することができる。

0070

このため、X軸用傾斜磁場コイル23x、Y軸用傾斜磁場コイル23y及びZ軸用傾斜磁場コイル23zを効果的に冷却することができる。従って、シールドコイル23sとメインコイル23mとの間に設けられる冷却管70を省略することも可能となる。

0071

尚、X軸用傾斜磁場コイル23x及びY軸用傾斜磁場コイル23yの形状をサドルコイル40以外の形状を有する傾斜磁場コイルとしても良い。

0072

従って、互いに直交する3軸方向における傾斜磁場を形成するための複数の傾斜磁場コイルの少なくとも1つを、コイルパターンに沿う導体部41とコイルパターンを保持する保持部42で構成し、保持部42及び導体部41の少なくとも一方の内部に断面積が一定でない冷却媒体の流路43を形成することができる。また、少なくとも導体部41の一部を壁面とする冷却媒体の流路43を形成することができる。

0073

つまり以上のような磁気共鳴イメージング装置20の傾斜磁場コイルユニット23は、コイルを構成する導体内部又は導体に隣接して冷却水等の冷却媒体の流路43を設けたものである。また、断面積が一定でない冷却媒体の流路43を設けたものである。

0074

従来の冷却水用の配管を設ける冷却方法の場合には、コイルが配管の壁面を介して間接的に冷却されることとなる。このため、コイルの冷却効率が限定的である。また、X軸及びY軸用の傾斜磁場コイルは渦巻き状となっている。このため、中空銅管を傾斜磁場コイルに巻き付ける作業が必要となる。具体的には、巻型の溝に沿って銅管を曲げながら挿入して成形する作業が必要となる。このような作業は、労力及び製造コストの増加に繋がる。

0075

これに対して、傾斜磁場コイルユニット23によれば、冷却媒体の流路43を形成する壁面の少なくとも一部がコイルを構成する導体自体であるため、導体を冷却媒体で直接冷却することができる。また、拡散接合法等の接合方法によって金属板を積層することにより導体部41を構成すれば、流路43の幅や経路を自由に決定することができる。このため、渦巻き状のコイルであっても導体部41内又は導体部41に近接させて容易に流路43を設けることができる。加えて、コイルの温度分布に応じて冷却媒体の流路43を最適化することができる。

0076

この結果、傾斜磁場コイルユニット23では、コイルの冷却効率を向上させることができる。すなわち、コイルの冷却のために設けられる撮像間における待機時間を短縮することができる。このため、撮像に割り当てられる時間を増加することができる。

0077

また、傾斜磁場コイルユニット23の温度を一定に保つことができる。このため、傾斜磁場コイルユニット23内に設置される磁場調整用の鉄シム温度変化も防止することができる。従って、傾斜磁場コイルユニット23を構成するコイルの抵抗の増大に伴うパワーロス傾斜磁場波形の異常による画質劣化に加え、静磁場の不均一性による画質の劣化や中心周波数のずれによる脂肪抑制の不良も低減させることができる。また、静磁場及び傾斜磁場の補正に要する時間を短縮できるため、患者の負担を軽減し、スループットの向上を図ることができる。

0078

以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。

0079

20磁気共鳴イメージング装置
21静磁場用磁石
22シムコイル
23傾斜磁場コイルユニット
24RFコイル
25制御系
26静磁場電源
27傾斜磁場電源
28 シムコイル電源
29送信器
30受信器
31シーケンスコントローラ
32コンピュータ
33入力装置
34表示装置
35演算装置
36記憶装置
37寝台
40サドルコイル
41導体部
42 保持部
43流路
44 板状の部材
45突起部
46支持部材
50カプラ
51絶縁ホース
60 開口部
61ブロック
70冷却管
P 被検体

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