JP2004130052A - 傾斜磁場コイル装置及び磁気共鳴映像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】アクティブシールド傾斜磁場コイル装置（ＡＳＧＣ）が静磁場発生用磁石より短い場合であっても、アーチファクトや騒音を発生させず、既存のシステムに対してアップグレードで実現可能な傾斜磁場コイル装置、及び磁気共鳴映像装置を提供すること。
【解決手段】静磁場発生用磁石より短軸化されたＡＳＧＣの端部に、導電性金属からなる磁場遮断部を設ける。パルス電流の印加に伴いＡＳＧＣの端部から発生される磁場は、磁場遮断部とカップリングすることで遮断される。これにより、ＡＳＧＣが発生する傾斜磁場と静磁場発生用磁石との電磁カップリングを抑制することができる。
【選択図】 図４
【解決手段】静磁場発生用磁石より短軸化されたＡＳＧＣの端部に、導電性金属からなる磁場遮断部を設ける。パルス電流の印加に伴いＡＳＧＣの端部から発生される磁場は、磁場遮断部とカップリングすることで遮断される。これにより、ＡＳＧＣが発生する傾斜磁場と静磁場発生用磁石との電磁カップリングを抑制することができる。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療分野で利用される磁気共鳴映像装置、及び当該磁気共鳴映像装置に使用される傾斜磁場コイル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴映像（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ：ＭＲＩ）装置は、核磁気共鳴現象を利用して、空間的な核磁化分布を画像化する画像診断装置である。主に人体の水素原子密度、緩和時間、血流情報等を利用して、軟部組織において優れたコントラストをもつ画像を収集でき、医用画像診断において重要な位置を占めている。この磁気共鳴映像装置は、例えば、静磁場発生用の主磁石、被検体に高周波磁場を照射するための照射コイル、被検体からＮＭＲ信号を受信するための受信コイル、傾斜磁場を生成するための傾斜磁場コイル装置を有している。
【０００３】
磁気共鳴映像の画質は、様々な要因によって影響を受ける。その一つの要因として、渦電流が挙げられる。これは、例えば傾斜磁場コイル装置に流れるパルス電流により主磁石の外壁や傾斜磁場コイル等に発生する電流であり、アーチファクトの原因となるものである。
【０００４】
この渦電流の発生を抑制する技術として、アクティブシールド傾斜磁場コイル装置（Ａｃｔｉｖｅｌｙ Ｓｈｉｅｌｄｅｄ Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｃｏｉｌ：以下「ＡＳＧＣ」と称する。）と呼ばれるものがある。この技術は、傾斜磁場コイル装置をメインコイルとシールドコイルとの二層で構成し、それそれに逆向きの電流を供給することで、それぞれが発生する磁場を相殺させて渦電流の発生を抑制するものである。
【０００５】
ところで、近年、磁気共鳴映像装置の架台（静磁場発生用磁石、ＡＳＧＣ等を含む）の長さは、短くなる傾向にある。これは、静磁場磁石等に囲まれた狭い空間となる架台に入る患者に、閉塞感を与えないようにするためである。
【０００６】
しかしながら、ＡＳＧＣが静磁場発生用磁石より短くなると、当該ＡＳＧＣ端部からの漏れ磁場が大きくなり、電磁カップリングが誘起される。この電磁カップリングは、当該ＡＳＧＣ等に渦電流を発生させ、これを原因とするアーチファクトや騒音を発生させる。
【０００７】
この問題の一解決策として、例えば、静磁場発生用磁石内をＦＲＰ化する等、非導電化することで渦電流の発生を防止し、静音化を実現する方法が開示されている（例えば、Ｗｉｌｌｉａｍ Ａ． ＥＤＥＬＳＴＥＩＮ， ｅｔ ａｌ 「Ｍａｋｉｎｇ ＭＲＩ Ｑｕｉｅｔ」：Ｐｒｏｃ． Ｉｎｔｌ． Ｓｏｃ． Ｍａｇ． Ｒｅｓｏｎ． Ｍｅｄ９， ６１１（２００１、又はＲｏｂｅｒｔ Ａ． ＨＥＤＥＥＮ， ｅｔ ａｌ 「Ｖｉｂｒｏａｃｏｕｓｔｉｃ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ Ｎｏｉｓｅ ｉｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｅｒｓ」：Ｐｒｏｃ． Ｉｎｔｌ． Ｓｏｃ． Ｍａｇ． Ｒｅｓｏｎ．Ｍｅｄ９， １７５１（２００１）。しかしながら、この方法は、既に導入されているシステムに対しては適用できないため、従来機種からのアップグレードでは実現することができない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、ＡＳＧＣが静磁場発生用磁石より短い場合であっても、アーチファクトや騒音を発生させず、既存のシステムに対してアップグレードで実現可能な傾斜磁場コイル装置、及び磁気共鳴映像装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。
【００１０】
本発明の第１の視点は、磁石が発生する静磁場内に配置された被検体から発生した磁気共鳴信号を受信し、磁気共鳴画像を生成する磁気共鳴映像装置において使用される傾斜磁場コイル装置であって、前記静磁場領域内の所定の領域に傾斜磁場を発生する第１のコイルと、前記所定の領域外に漏れた前記傾斜磁場を相殺するための磁場を発生する第２のコイルと、を有するシールド型コイルと、前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部から漏れる磁場を遮断するための磁場遮断手段とを具備することを特徴とする傾斜磁場コイル装置である。
【００１１】
本発明の第２の視点は、静磁場領域に存在する被検体から発生した磁気共鳴信号を受信し、磁気共鳴画像を生成する磁気共鳴映像装置であって、前記被検体を配置するための空間を有し、前記静磁場を発生する磁石と、前記磁石の長手方向に関して当該磁石よりも短軸化され、前記被検体を配置するための前記空間内に設けられる傾斜磁場コイル装置とを具備し、前記傾斜磁場コイル装置は、前記静磁場領域内の所定の領域に傾斜磁場を供給する第１のコイルと、前記所定の領域外に漏れた前記傾斜磁場を相殺するための磁場を発生する第２のコイルと、を有するシールド型コイルと、前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部から漏れる磁場を遮断するための磁場遮断手段と、を有することを特徴とする磁気共鳴映像装置である。
【００１２】
このような構成によれば、ＡＳＧＣが静磁場発生用磁石より短い場合であっても、アーチファクトや騒音を発生させず、既存のシステムに対してアップグレードで実現可能な傾斜磁場コイル装置、及び磁気共鳴映像装置を実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る磁気共鳴映像装置の構成を示すブロック図である。同図において、磁気共鳴映像装置１０は、静磁場磁石１１、傾斜磁場コイル装置１３、シムコイル１２、高周波コイル１４、傾斜磁場コイル装置電源１６、シムコイル電源１７、送信部１８、受信部１９、データ収集部２０、シーケンス制御部２１、計算機システム２２、コンソール２３、ディスプレイ２４を具備している。
【００１５】
静磁場磁石１１は、静磁場を発生する磁石であり、一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石１１には、例えば永久磁石、超伝導磁石等が使用される。
【００１６】
傾斜磁場コイル装置１３は、静磁場磁石１１の内側に設けられ、且つ静磁場磁石１１よりも短軸であり、傾斜磁場コイル装置電源１６から供給されるパルス電流を傾斜磁場に変換する。この傾斜磁場コイル装置１３が発生する傾斜磁場によって、信号発生部位（位置）が特定される。
【００１７】
また、傾斜磁場コイル装置１３は、アクティブシールド傾斜磁場コイル装置（Ａｃｔｉｖｅｌｙ Ｓｈｉｅｌｄｅｄ Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｃｏｉｌ：以下「ＡＳＧＣ」と称する。）としての機能を有している。さらに、傾斜磁場コイル装置１３は、パルス電流の印加による磁場の変動によって発生する渦電流を抑制するための磁場遮断部を有している（図２参照）。これについては、後で詳しく説明する。
【００１８】
なお、本実施形態において、傾斜磁場コイル装置１３及び静磁場磁石１１は円筒形をしており、また、傾斜磁場コイル装置１３は所定の支持機構によって真空中に配置される。これは、静音化の観点から、パルス電流の印加によって発生する傾斜磁場コイル装置１３の振動を、音波として外部に伝播させないためである。
【００１９】
シムコイル１２は、静磁場磁石１１の内側に設けられており、能動的に磁場の均一性を高めるためのコイルである。このシムコイル１２は、シムコイル電源１７により駆動される。
【００２０】
このシムコイル１２及び傾斜磁場コイル装置１３により、図示しない被検体に一様な静磁場と、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの三方向に線形傾斜磁場分布を持つ傾斜磁場が印加される。なお、Ｚ軸方向は、本実施形態では静磁場の方向と同方向にとるものとする。
【００２１】
高周波コイル（ＲＦコイル）１４は、被検体の撮像領域に対して、磁気共鳴信号を発生させるための高周波パルスを印加する送信用高周波コイルと、被検体の近傍、好ましくは密着させた状態で当該被検体を挟むように設置され、被検体から磁気共鳴を受信する受信用高周波コイルとからなる。当該高周波コイル１４は、一般的には、部位別に専用の形状を有する。
【００２２】
送信部１８は、発振部、位相選択部、周波数変換部、振幅変調部、高周波電力増幅部（それぞれ図示せず）を有しており、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信用高周波コイルに送信する。当該送信によって高周波コイル１４から発生した高周波によって、被検体の所定の原子核の磁化は、励起状態となる。
【００２３】
受信部１９は、増幅部、中間周波数変換部、位相検波部、フィルタ、Ａ／Ｄ変換器（それぞれ図示せず）を有する。受信部１９は、高周波コイル１４から受信した、核の磁化が励起状態から基底状態に緩和するとき放出する磁気共鳴信号（高周波信号）に対して、増幅処理、発信周波数を利用した中間周波数変換処理、位相検波処理、フィルタ処理、Ａ／Ｄ変換処理を施す。
【００２４】
データ収集部２０は、受信部１９によってサンプリングされたディジタル信号を収集する。
【００２５】
シーケンス制御部２１は、傾斜磁場コイル装置電源１６、シムコイル電源１７、送信部１８、受信部１９およびデータ収集部２０を制御する。
【００２６】
計算機システム２２は、計算機システム２２はコンソール２３から入力される指令に基づいて、シーケンス制御部２１を制御する。また、計算機システム２２は、データ収集部２０から入力した磁気共鳴信号に対して後処理、すなわちフーリエ変換等の再構成等を実行し、被検体内の所望核スピンのスペクトルデータあるいは画像データを求める。
【００２７】
コンソール２３は、オペレータからの各種指示・命令・情報をとりこむため入力装置（マウスやトラックボール、モード切替スイッチ、キーボード等）を有している。
【００２８】
ディスプレイ２４は、計算機システム２２から入力したスペクトルデータあるいは画像データ等を表示する出力手段である。
【００２９】
（傾斜磁場コイル装置）
次に、傾斜磁場コイル装置１３の構成の詳細について、図２を参照しながら説明する。本傾斜磁場コイル装置１３は、磁場を能動的に遮蔽する（ＡｃｔｉｖｅＳｈｉｅｌｄ）機能と受動的に遮蔽する（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｓｈｉｅｌｄ）機能とを併用したハイブリッド傾斜磁場コイル装置（Ｈｙｂｒｉｄ Ｓｈｉｅｌｄ
Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｃｏｉｌ：以下「ＨＳＧＣ」と称する）である。
【００３０】
図２（ａ）は、傾斜磁場コイル装置１３の長手方向に沿った断面の一部（下半分）を示した図である。図２（ａ）に示すように、傾斜磁場コイル装置１３は、磁場を能動的に遮蔽する機能を有するＡＳＧＣ１３０と、磁場を受動的に遮断する磁場遮断部１３１を有している。
【００３１】
ＡＳＧＣ１３０は、傾斜磁場を生成するためのメインコイル１３ａと、当該メインコイルによる漏れ磁場を外部においてキャンセルするシールドコイル１３ｂとから構成されている（図６、図８参照）。メインコイル１３ａとシールドコイル１３ｂとには、それぞれで発生する磁場を能動的に相殺させるように、逆向きの電流が供給される。
【００３２】
磁場遮断部１３１は、銅、アルミ等の導電性金属からなり、ＡＳＧＣ１３０の両端に沿って設けられる。本実施形態ではＡＳＧＣ１３０は円筒形であるから、磁場遮断部１３１は、ＡＳＧＣ１３０の端部に沿った円筒形である。また、磁場遮断部１３１は、ＡＳＧＣ１３０の端部から漏れる磁場を効果的に遮断するための突出部１３１０を有している。なお、磁場遮断部１３１は電磁カップリングにて振動し、騒音源となり得る。これを防止するため、磁場遮断部１３１を静磁場磁石１１とは独立した機構によって支持、又は静磁場磁石１１に防振材を設けこれにより支持することで、静磁場磁石１１に振動を伝えないようにする。
【００３３】
パルス電流に伴いＡＳＧＣ１３０の端部から発生される磁場は、この磁場遮断部１３１とカップリングすることで遮断される。なお、磁場遮断部１３１の中心軸方向（図２（ａ）中のｚ方向）の長さは、ＡＳＧＣ１３０端部から漏れる磁場を十分に遮断できるよう、適当に選択すればよい。
【００３４】
図２（ｂ）は、傾斜磁場コイル装置１３の変形例を示した図である。図２（ｂ）の例では、傾斜磁場コイル装置１３は、ＡＳＧＣ１３０の両端に沿って設けられており、且つＡＳＧＣ１３０の端面の少なくとも一部を回り込み部１３２０により被覆する磁場遮断部１３２を有している。この様な磁場遮断部１３２によっても、ＡＳＧＣ１３０の端部から発生される磁場を十分に遮断することができる。
【００３５】
なお、磁場を受動的に遮断する磁場遮断部は、上記図２（ａ）、（ｂ）に示した形態に限られず、各システムの形態に対応した適切な形態を取ることが好ましい。例えば次に示す図３（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）、（ｂ）に示す形態であってもよい。
【００３６】
図３（ａ）に示す傾斜磁場コイル装置１３は、ＡＳＧＣ１３０のハウジングと静磁場磁石１１のハウジングとの間の空間に、ＡＳＧＣ１３０を囲むように設けられ、且つ、ｚ方向に関してＡＳＧＣ１３０よりも長い（すなわち、突出部１３３０を有する）磁場遮断部１３３を有している。また、図３（ｂ）に示す傾斜磁場コイル装置１３は、ＡＳＧＣ１３０のハウジングと静磁場磁石１１のハウジングとの間の空間に、ＡＳＧＣ１３０を囲むように設けられ、且つＡＳＧＣ１３０の端面の少なくとも一部を回り込み部１３４０で被覆する磁場遮断部１３２を有している。
【００３７】
また、図４（ａ）は、対向型の静磁場磁石１１を有する磁気共鳴映像装置１０の架台の一部を示した図である。この様な対向型の場合の磁場遮断部１３４は、図４（ｂ）に示すように、ＡＳＧＣ１３０のハウジングと静磁場磁石１１のハウジングとの間の空間において、ＡＳＧＣ１３０のハウジングにテープ、接着剤等で強固に固定する形態とすればよい。
【００３８】
この様に、各システムの形態に対応した適切な磁場遮断部によって、ＡＳＧＣ１３０の端部から発生される磁場を十分に遮断することができる。
【００３９】
次に、傾斜磁場コイル装置１３の作用を、磁場遮断部の機能を中心に、従来の傾斜磁場コイル装置と比較しながら説明する。
【００４０】
図５は、従来の傾斜磁場コイル装置５０（静磁場発生用磁石よりも短軸化されたもの）にパルス電流を印加した場合形成される磁場の分布を示した図である。同図に示すように、傾斜磁場コイル装置５０の端部近傍において特に磁束密度が大きく、従って磁場と静磁場磁石との電磁カップリングが発生する環境にある。
【００４１】
一方、図７は、本傾斜磁場コイル装置１３にパルス電流を印加した場合形成される磁場の分布を示した図である。図７と図５とを比較すると、磁場遮断部の磁場遮断機能により、明らかに傾斜磁場コイル装置１３の端部近傍において磁束密度が小さくなっており、従って磁場と静磁場磁石との電磁カップリングが抑制されている。発明者らの実験によれば、本傾斜磁場コイル装置１３が発生する磁場と静磁場磁石との電磁カップリングを原因として、シールドコイル１３ｂの端部に発生する渦電流は、図８の領域Ｒ２（ＡＳＧＣの端部）にて最大であり、また、図６の領域Ｒ１（ＡＳＧＣの端部）に発生した渦電流に比して１／１７まで低減されていることがわかった。また、計算誤差を加味しても、従来に比して２０ｄＢ以上の電磁カップリングの抑制効果があった。
【００４２】
以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本磁気共鳴映像装置では、傾斜磁場コイル装置に設けられた磁場遮断部によって、ＡＳＧＣの端部から発生される磁場を十分に遮断する。従って、傾斜磁場コイル装置が発生する磁場と静磁場磁石との電磁カップリングを抑制することができる。その結果、ＡＳＧＣが静磁場発生用磁石より短い場合であっても、アーチファクトを発生させず、質の高い磁気共鳴映像を提供することができる。
【００４３】
本磁気共鳴映像装置は、既存のシステムのＡＳＧＣに磁場遮断部を設けるだけで実現することができる。従って、高価な静磁場発生用磁石、傾斜磁場コイル装置等を交換することなく、従来機種からのアップグレードで実現することができる。
【００４４】
磁場遮断部は、銅、アルミ等の導電性金属からなり、比較的低コストである。また、磁場遮断部は、接着剤、固定器具等の通常の手法により簡単にＡＳＧＣに設置することができる。従って、簡便かつ低コストにて、本磁気共鳴映像装置を実現することができる。
【００４５】
また、本磁気共鳴映像装置によれば、以下の理由により、撮影時の騒音を低減することができる。すなわち、一般に、磁気共鳴映像装置の動作時における騒音の原因として、傾斜磁場コイル装置の振動自体が直接空気を振動させること、傾斜磁場コイル装置の振動が支持機構を介して外部の空気を振動させること、傾斜磁場コイル装置が発生する磁場と静磁場磁石との電磁カップリングにより、静磁場磁石が外部の空気を振動させること、等が考えられる。本磁気共鳴映像装置では、傾斜磁場コイル装置に設けられた磁場遮断部の働きによって、傾斜磁場コイル装置が発生する磁場と静磁場磁石との電磁カップリングを抑制されるから、静磁場磁石が空気を振動させることを防止することができる。また、傾斜磁場コイル装置は真空内に配置されているから、傾斜磁場コイル装置の振動の空気への伝播を防止することができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、磁場遮断部１３１の磁場遮断機能により、従来と比較して傾斜磁場と静磁場磁石との電磁カップリングを顕著に抑制することができた（図５及び図７参照。）。しかしながら、図７において、静磁場磁石１１の端点近傍領域Ａにおいては、磁場の分布が未だ密となっており、傾斜磁場と静磁場磁石との電磁カップリングを誘発しやすい。このカップリングは、静磁場磁石の端面を振動させ、太鼓をたたく原理と同様に作用することとなり、大きな騒音の原因にもなる。
【００４７】
そこで、第２の実施形態では、この静磁場磁石１１の端点付近の磁場の密集を緩和し、傾斜磁場と静磁場磁石との電磁カップリングをより良好に抑制するＨＳＧＣとしての傾斜磁場コイル装置、及びこれ有する磁気共鳴映像装置について説明する。
【００４８】
図９（ａ）は、本実施形態に係る傾斜磁場コイル装置１３の長手方向に沿った断面の一部を示した図である。図９（ａ）に示すように、傾斜磁場コイル装置１３は、磁場を受動的に遮断するための磁場遮断部３１を具備している。この磁場遮断部３１は、ＡＳＧＣ１３０端部から漏れる磁場を効果的に遮断するための突出部３１０と、静磁場磁石１１の端部から漏れる磁場を効果的に遮断するため静磁場磁石１１の端面に回り込む回り込み部３３と、を有している。なお、第１の実施形態と同様に、磁場遮断部３１は銅、アルミ等の導電性金属からなり、ＡＳＧＣ１３０の両端の輪郭に沿って設けられている。また、磁場遮断部３１と静磁場磁石１１との間は、防振材（図示せず）が設けられている。
【００４９】
パルス電流に伴いＡＳＧＣ１３０の端部から発生される磁場は、この磁場遮断部３１とカップリングすることで遮断される。特に、回り込み部３３が傾斜磁場又は静磁場磁石と電磁カップリングすることで、静磁場磁石１１の端点近傍（図７領域Ａ）での磁場の発生を抑制することができる。なお、磁場遮断部３１は、傾斜磁場又は静磁場磁石との電磁カップリングにより激しく振動するが、この振動は、ＡＳＧＣ１３０と静磁場磁石１１との間に設けられた防振材によって吸収することができる。
【００５０】
図９（ｂ）は、本実施形態に係る傾斜磁場コイル装置１３の変形例を示した図である。図９（ｂ）の例では、磁場遮断部３２は、ＡＳＧＣ１３０の長手方向に沿って設けられており、且つ突出部３１０と静磁場磁石１１の端面に回り込む回り込み部３３とを有している。この様な磁場遮断部３２によっても、ＡＳＧＣ１３０の端部から発生される磁場を十分に遮断することができる。
【００５１】
なお、発明者らの実験によれば、回り込み部３３は、静磁場磁石１１の端面の略２０％以上を覆う面積を有することが好ましい。
【００５２】
また、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせた構成であってもよい。すなわち、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、磁場遮断部３５、３６は、ＡＳＧＣ１３０端部から漏れる磁場を効果的に遮断するための突出部３１０及び第１の回り込み部３５０と、静磁場磁石１１の端部から漏れる磁場を効果的に遮断するため静磁場磁石１１の端面に回り込む回り込み部３３と、を有する構成であってもよい。この様な構成により、より確実にＡＳＧＣ１３０端部から漏れる磁場と静磁場磁石１１の端部から漏れる磁場とのカップリングを防止することができる。
【００５３】
以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変形例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【００５４】
例えば、各実施形態においては、傾斜磁場コイル装置側に、磁場を受動的に遮断するための磁場遮断部を設けた構成として説明した。これに対し、磁場遮断部を設ける目的は、傾斜磁場コイル装置による磁場と静磁場磁石による磁場との電磁カップリングを防止することであるから、同様の目的を果たす磁場遮断部を、静磁場磁石側に設ける構成であってもよい。
【００５５】
また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００５６】
【発明の効果】
以上本発明によれば、ＡＳＧＣが静磁場発生用磁石より短い場合であっても、アーチファクトや騒音を発生させず、既存のシステムに対してアップグレードで実現可能な傾斜磁場コイル装置、及び磁気共鳴映像装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本実施形態に係る磁気共鳴映像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、本実施形態に係る傾斜磁場コイル装置の長手方向に沿った断面の一部を示した図である。図２（ｂ）は、磁場遮断部を有する傾斜磁場コイル装置の変形例を示した図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、磁場遮断部を有する本実施形態に係る傾斜磁場コイル装置の変形例を示した図である。
【図４】図４（ａ）は、対向型の静磁場磁石を有する磁気共鳴映像装置の架台の一部を示した図である。図４（ｂ）は、磁場遮断部を有する本実施形態に係る傾斜磁場コイル装置の変形例を示した図である。
【図５】図５は、従来の傾斜磁場コイル装置（静磁場発生用磁石よりも短軸化されたもの）にパルス電流を印加した場合形成される磁場の分布を示した図である。
【図６】図６は、従来の傾斜磁場コイル装置、及び静磁場発生用磁石の端部の断面図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る傾斜磁場コイル装置にパルス電流を印加した場合形成される磁場の分布を示した図である。
【図８】図８は、本実施形態に係る傾斜磁場コイル装置、及び静磁場発生用磁石の端部の断面図である。
【図９】図９（ａ）は、本実施形態に係る傾斜磁場コイル装置１３の長手方向に沿った断面の一部を示した図である。図９（ｂ）は、本実施形態に係る傾斜磁場コイル装置１３の変形例を示した図である。
【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）は、第１の実施形態又は第２の実施形態の変形例を示した図である。
【符号の説明】
１０…磁気共鳴映像装置
１１…静磁場磁石
１２…シムコイル
１３…傾斜磁場コイル装置
１３ａ…メインコイル
１３ｂ…シールドコイル
１４…高周波コイル
１６…傾斜磁場コイル装置電源
１７…シムコイル電源
１８…送信部
１９…受信部
２０…データ収集部
２１…シーケンス制御部
２２…計算機システム
２３…コンソール
２４…ディスプレイ
３１、３２、３５、３６…磁場遮断部
３３…回り込み部
５０…傾斜磁場コイル装置
５０ｂ…シールドコイル
１３０…ＡＳＧＣ
１３１…磁場遮断部
１３２…磁場遮断部
１３３…磁場遮断部
３１０、１３１０、１３３０…突出部
３５０、１３２０、１３４０…回り込み部
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療分野で利用される磁気共鳴映像装置、及び当該磁気共鳴映像装置に使用される傾斜磁場コイル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴映像（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ：ＭＲＩ）装置は、核磁気共鳴現象を利用して、空間的な核磁化分布を画像化する画像診断装置である。主に人体の水素原子密度、緩和時間、血流情報等を利用して、軟部組織において優れたコントラストをもつ画像を収集でき、医用画像診断において重要な位置を占めている。この磁気共鳴映像装置は、例えば、静磁場発生用の主磁石、被検体に高周波磁場を照射するための照射コイル、被検体からＮＭＲ信号を受信するための受信コイル、傾斜磁場を生成するための傾斜磁場コイル装置を有している。
【０００３】
磁気共鳴映像の画質は、様々な要因によって影響を受ける。その一つの要因として、渦電流が挙げられる。これは、例えば傾斜磁場コイル装置に流れるパルス電流により主磁石の外壁や傾斜磁場コイル等に発生する電流であり、アーチファクトの原因となるものである。
【０００４】
この渦電流の発生を抑制する技術として、アクティブシールド傾斜磁場コイル装置（Ａｃｔｉｖｅｌｙ Ｓｈｉｅｌｄｅｄ Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｃｏｉｌ：以下「ＡＳＧＣ」と称する。）と呼ばれるものがある。この技術は、傾斜磁場コイル装置をメインコイルとシールドコイルとの二層で構成し、それそれに逆向きの電流を供給することで、それぞれが発生する磁場を相殺させて渦電流の発生を抑制するものである。
【０００５】
ところで、近年、磁気共鳴映像装置の架台（静磁場発生用磁石、ＡＳＧＣ等を含む）の長さは、短くなる傾向にある。これは、静磁場磁石等に囲まれた狭い空間となる架台に入る患者に、閉塞感を与えないようにするためである。
【０００６】
しかしながら、ＡＳＧＣが静磁場発生用磁石より短くなると、当該ＡＳＧＣ端部からの漏れ磁場が大きくなり、電磁カップリングが誘起される。この電磁カップリングは、当該ＡＳＧＣ等に渦電流を発生させ、これを原因とするアーチファクトや騒音を発生させる。
【０００７】
この問題の一解決策として、例えば、静磁場発生用磁石内をＦＲＰ化する等、非導電化することで渦電流の発生を防止し、静音化を実現する方法が開示されている（例えば、Ｗｉｌｌｉａｍ Ａ． ＥＤＥＬＳＴＥＩＮ， ｅｔ ａｌ 「Ｍａｋｉｎｇ ＭＲＩ Ｑｕｉｅｔ」：Ｐｒｏｃ． Ｉｎｔｌ． Ｓｏｃ． Ｍａｇ． Ｒｅｓｏｎ． Ｍｅｄ９， ６１１（２００１、又はＲｏｂｅｒｔ Ａ． ＨＥＤＥＥＮ， ｅｔ ａｌ 「Ｖｉｂｒｏａｃｏｕｓｔｉｃ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ Ｎｏｉｓｅ ｉｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｅｒｓ」：Ｐｒｏｃ． Ｉｎｔｌ． Ｓｏｃ． Ｍａｇ． Ｒｅｓｏｎ．Ｍｅｄ９， １７５１（２００１）。しかしながら、この方法は、既に導入されているシステムに対しては適用できないため、従来機種からのアップグレードでは実現することができない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、ＡＳＧＣが静磁場発生用磁石より短い場合であっても、アーチファクトや騒音を発生させず、既存のシステムに対してアップグレードで実現可能な傾斜磁場コイル装置、及び磁気共鳴映像装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。
【００１０】
本発明の第１の視点は、磁石が発生する静磁場内に配置された被検体から発生した磁気共鳴信号を受信し、磁気共鳴画像を生成する磁気共鳴映像装置において使用される傾斜磁場コイル装置であって、前記静磁場領域内の所定の領域に傾斜磁場を発生する第１のコイルと、前記所定の領域外に漏れた前記傾斜磁場を相殺するための磁場を発生する第２のコイルと、を有するシールド型コイルと、前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部から漏れる磁場を遮断するための磁場遮断手段とを具備することを特徴とする傾斜磁場コイル装置である。
【００１１】
本発明の第２の視点は、静磁場領域に存在する被検体から発生した磁気共鳴信号を受信し、磁気共鳴画像を生成する磁気共鳴映像装置であって、前記被検体を配置するための空間を有し、前記静磁場を発生する磁石と、前記磁石の長手方向に関して当該磁石よりも短軸化され、前記被検体を配置するための前記空間内に設けられる傾斜磁場コイル装置とを具備し、前記傾斜磁場コイル装置は、前記静磁場領域内の所定の領域に傾斜磁場を供給する第１のコイルと、前記所定の領域外に漏れた前記傾斜磁場を相殺するための磁場を発生する第２のコイルと、を有するシールド型コイルと、前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部から漏れる磁場を遮断するための磁場遮断手段と、を有することを特徴とする磁気共鳴映像装置である。
【００１２】
このような構成によれば、ＡＳＧＣが静磁場発生用磁石より短い場合であっても、アーチファクトや騒音を発生させず、既存のシステムに対してアップグレードで実現可能な傾斜磁場コイル装置、及び磁気共鳴映像装置を実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る磁気共鳴映像装置の構成を示すブロック図である。同図において、磁気共鳴映像装置１０は、静磁場磁石１１、傾斜磁場コイル装置１３、シムコイル１２、高周波コイル１４、傾斜磁場コイル装置電源１６、シムコイル電源１７、送信部１８、受信部１９、データ収集部２０、シーケンス制御部２１、計算機システム２２、コンソール２３、ディスプレイ２４を具備している。
【００１５】
静磁場磁石１１は、静磁場を発生する磁石であり、一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石１１には、例えば永久磁石、超伝導磁石等が使用される。
【００１６】
傾斜磁場コイル装置１３は、静磁場磁石１１の内側に設けられ、且つ静磁場磁石１１よりも短軸であり、傾斜磁場コイル装置電源１６から供給されるパルス電流を傾斜磁場に変換する。この傾斜磁場コイル装置１３が発生する傾斜磁場によって、信号発生部位（位置）が特定される。
【００１７】
また、傾斜磁場コイル装置１３は、アクティブシールド傾斜磁場コイル装置（Ａｃｔｉｖｅｌｙ Ｓｈｉｅｌｄｅｄ Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｃｏｉｌ：以下「ＡＳＧＣ」と称する。）としての機能を有している。さらに、傾斜磁場コイル装置１３は、パルス電流の印加による磁場の変動によって発生する渦電流を抑制するための磁場遮断部を有している（図２参照）。これについては、後で詳しく説明する。
【００１８】
なお、本実施形態において、傾斜磁場コイル装置１３及び静磁場磁石１１は円筒形をしており、また、傾斜磁場コイル装置１３は所定の支持機構によって真空中に配置される。これは、静音化の観点から、パルス電流の印加によって発生する傾斜磁場コイル装置１３の振動を、音波として外部に伝播させないためである。
【００１９】
シムコイル１２は、静磁場磁石１１の内側に設けられており、能動的に磁場の均一性を高めるためのコイルである。このシムコイル１２は、シムコイル電源１７により駆動される。
【００２０】
このシムコイル１２及び傾斜磁場コイル装置１３により、図示しない被検体に一様な静磁場と、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの三方向に線形傾斜磁場分布を持つ傾斜磁場が印加される。なお、Ｚ軸方向は、本実施形態では静磁場の方向と同方向にとるものとする。
【００２１】
高周波コイル（ＲＦコイル）１４は、被検体の撮像領域に対して、磁気共鳴信号を発生させるための高周波パルスを印加する送信用高周波コイルと、被検体の近傍、好ましくは密着させた状態で当該被検体を挟むように設置され、被検体から磁気共鳴を受信する受信用高周波コイルとからなる。当該高周波コイル１４は、一般的には、部位別に専用の形状を有する。
【００２２】
送信部１８は、発振部、位相選択部、周波数変換部、振幅変調部、高周波電力増幅部（それぞれ図示せず）を有しており、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信用高周波コイルに送信する。当該送信によって高周波コイル１４から発生した高周波によって、被検体の所定の原子核の磁化は、励起状態となる。
【００２３】
受信部１９は、増幅部、中間周波数変換部、位相検波部、フィルタ、Ａ／Ｄ変換器（それぞれ図示せず）を有する。受信部１９は、高周波コイル１４から受信した、核の磁化が励起状態から基底状態に緩和するとき放出する磁気共鳴信号（高周波信号）に対して、増幅処理、発信周波数を利用した中間周波数変換処理、位相検波処理、フィルタ処理、Ａ／Ｄ変換処理を施す。
【００２４】
データ収集部２０は、受信部１９によってサンプリングされたディジタル信号を収集する。
【００２５】
シーケンス制御部２１は、傾斜磁場コイル装置電源１６、シムコイル電源１７、送信部１８、受信部１９およびデータ収集部２０を制御する。
【００２６】
計算機システム２２は、計算機システム２２はコンソール２３から入力される指令に基づいて、シーケンス制御部２１を制御する。また、計算機システム２２は、データ収集部２０から入力した磁気共鳴信号に対して後処理、すなわちフーリエ変換等の再構成等を実行し、被検体内の所望核スピンのスペクトルデータあるいは画像データを求める。
【００２７】
コンソール２３は、オペレータからの各種指示・命令・情報をとりこむため入力装置（マウスやトラックボール、モード切替スイッチ、キーボード等）を有している。
【００２８】
ディスプレイ２４は、計算機システム２２から入力したスペクトルデータあるいは画像データ等を表示する出力手段である。
【００２９】
（傾斜磁場コイル装置）
次に、傾斜磁場コイル装置１３の構成の詳細について、図２を参照しながら説明する。本傾斜磁場コイル装置１３は、磁場を能動的に遮蔽する（ＡｃｔｉｖｅＳｈｉｅｌｄ）機能と受動的に遮蔽する（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｓｈｉｅｌｄ）機能とを併用したハイブリッド傾斜磁場コイル装置（Ｈｙｂｒｉｄ Ｓｈｉｅｌｄ
Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｃｏｉｌ：以下「ＨＳＧＣ」と称する）である。
【００３０】
図２（ａ）は、傾斜磁場コイル装置１３の長手方向に沿った断面の一部（下半分）を示した図である。図２（ａ）に示すように、傾斜磁場コイル装置１３は、磁場を能動的に遮蔽する機能を有するＡＳＧＣ１３０と、磁場を受動的に遮断する磁場遮断部１３１を有している。
【００３１】
ＡＳＧＣ１３０は、傾斜磁場を生成するためのメインコイル１３ａと、当該メインコイルによる漏れ磁場を外部においてキャンセルするシールドコイル１３ｂとから構成されている（図６、図８参照）。メインコイル１３ａとシールドコイル１３ｂとには、それぞれで発生する磁場を能動的に相殺させるように、逆向きの電流が供給される。
【００３２】
磁場遮断部１３１は、銅、アルミ等の導電性金属からなり、ＡＳＧＣ１３０の両端に沿って設けられる。本実施形態ではＡＳＧＣ１３０は円筒形であるから、磁場遮断部１３１は、ＡＳＧＣ１３０の端部に沿った円筒形である。また、磁場遮断部１３１は、ＡＳＧＣ１３０の端部から漏れる磁場を効果的に遮断するための突出部１３１０を有している。なお、磁場遮断部１３１は電磁カップリングにて振動し、騒音源となり得る。これを防止するため、磁場遮断部１３１を静磁場磁石１１とは独立した機構によって支持、又は静磁場磁石１１に防振材を設けこれにより支持することで、静磁場磁石１１に振動を伝えないようにする。
【００３３】
パルス電流に伴いＡＳＧＣ１３０の端部から発生される磁場は、この磁場遮断部１３１とカップリングすることで遮断される。なお、磁場遮断部１３１の中心軸方向（図２（ａ）中のｚ方向）の長さは、ＡＳＧＣ１３０端部から漏れる磁場を十分に遮断できるよう、適当に選択すればよい。
【００３４】
図２（ｂ）は、傾斜磁場コイル装置１３の変形例を示した図である。図２（ｂ）の例では、傾斜磁場コイル装置１３は、ＡＳＧＣ１３０の両端に沿って設けられており、且つＡＳＧＣ１３０の端面の少なくとも一部を回り込み部１３２０により被覆する磁場遮断部１３２を有している。この様な磁場遮断部１３２によっても、ＡＳＧＣ１３０の端部から発生される磁場を十分に遮断することができる。
【００３５】
なお、磁場を受動的に遮断する磁場遮断部は、上記図２（ａ）、（ｂ）に示した形態に限られず、各システムの形態に対応した適切な形態を取ることが好ましい。例えば次に示す図３（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）、（ｂ）に示す形態であってもよい。
【００３６】
図３（ａ）に示す傾斜磁場コイル装置１３は、ＡＳＧＣ１３０のハウジングと静磁場磁石１１のハウジングとの間の空間に、ＡＳＧＣ１３０を囲むように設けられ、且つ、ｚ方向に関してＡＳＧＣ１３０よりも長い（すなわち、突出部１３３０を有する）磁場遮断部１３３を有している。また、図３（ｂ）に示す傾斜磁場コイル装置１３は、ＡＳＧＣ１３０のハウジングと静磁場磁石１１のハウジングとの間の空間に、ＡＳＧＣ１３０を囲むように設けられ、且つＡＳＧＣ１３０の端面の少なくとも一部を回り込み部１３４０で被覆する磁場遮断部１３２を有している。
【００３７】
また、図４（ａ）は、対向型の静磁場磁石１１を有する磁気共鳴映像装置１０の架台の一部を示した図である。この様な対向型の場合の磁場遮断部１３４は、図４（ｂ）に示すように、ＡＳＧＣ１３０のハウジングと静磁場磁石１１のハウジングとの間の空間において、ＡＳＧＣ１３０のハウジングにテープ、接着剤等で強固に固定する形態とすればよい。
【００３８】
この様に、各システムの形態に対応した適切な磁場遮断部によって、ＡＳＧＣ１３０の端部から発生される磁場を十分に遮断することができる。
【００３９】
次に、傾斜磁場コイル装置１３の作用を、磁場遮断部の機能を中心に、従来の傾斜磁場コイル装置と比較しながら説明する。
【００４０】
図５は、従来の傾斜磁場コイル装置５０（静磁場発生用磁石よりも短軸化されたもの）にパルス電流を印加した場合形成される磁場の分布を示した図である。同図に示すように、傾斜磁場コイル装置５０の端部近傍において特に磁束密度が大きく、従って磁場と静磁場磁石との電磁カップリングが発生する環境にある。
【００４１】
一方、図７は、本傾斜磁場コイル装置１３にパルス電流を印加した場合形成される磁場の分布を示した図である。図７と図５とを比較すると、磁場遮断部の磁場遮断機能により、明らかに傾斜磁場コイル装置１３の端部近傍において磁束密度が小さくなっており、従って磁場と静磁場磁石との電磁カップリングが抑制されている。発明者らの実験によれば、本傾斜磁場コイル装置１３が発生する磁場と静磁場磁石との電磁カップリングを原因として、シールドコイル１３ｂの端部に発生する渦電流は、図８の領域Ｒ２（ＡＳＧＣの端部）にて最大であり、また、図６の領域Ｒ１（ＡＳＧＣの端部）に発生した渦電流に比して１／１７まで低減されていることがわかった。また、計算誤差を加味しても、従来に比して２０ｄＢ以上の電磁カップリングの抑制効果があった。
【００４２】
以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本磁気共鳴映像装置では、傾斜磁場コイル装置に設けられた磁場遮断部によって、ＡＳＧＣの端部から発生される磁場を十分に遮断する。従って、傾斜磁場コイル装置が発生する磁場と静磁場磁石との電磁カップリングを抑制することができる。その結果、ＡＳＧＣが静磁場発生用磁石より短い場合であっても、アーチファクトを発生させず、質の高い磁気共鳴映像を提供することができる。
【００４３】
本磁気共鳴映像装置は、既存のシステムのＡＳＧＣに磁場遮断部を設けるだけで実現することができる。従って、高価な静磁場発生用磁石、傾斜磁場コイル装置等を交換することなく、従来機種からのアップグレードで実現することができる。
【００４４】
磁場遮断部は、銅、アルミ等の導電性金属からなり、比較的低コストである。また、磁場遮断部は、接着剤、固定器具等の通常の手法により簡単にＡＳＧＣに設置することができる。従って、簡便かつ低コストにて、本磁気共鳴映像装置を実現することができる。
【００４５】
また、本磁気共鳴映像装置によれば、以下の理由により、撮影時の騒音を低減することができる。すなわち、一般に、磁気共鳴映像装置の動作時における騒音の原因として、傾斜磁場コイル装置の振動自体が直接空気を振動させること、傾斜磁場コイル装置の振動が支持機構を介して外部の空気を振動させること、傾斜磁場コイル装置が発生する磁場と静磁場磁石との電磁カップリングにより、静磁場磁石が外部の空気を振動させること、等が考えられる。本磁気共鳴映像装置では、傾斜磁場コイル装置に設けられた磁場遮断部の働きによって、傾斜磁場コイル装置が発生する磁場と静磁場磁石との電磁カップリングを抑制されるから、静磁場磁石が空気を振動させることを防止することができる。また、傾斜磁場コイル装置は真空内に配置されているから、傾斜磁場コイル装置の振動の空気への伝播を防止することができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、磁場遮断部１３１の磁場遮断機能により、従来と比較して傾斜磁場と静磁場磁石との電磁カップリングを顕著に抑制することができた（図５及び図７参照。）。しかしながら、図７において、静磁場磁石１１の端点近傍領域Ａにおいては、磁場の分布が未だ密となっており、傾斜磁場と静磁場磁石との電磁カップリングを誘発しやすい。このカップリングは、静磁場磁石の端面を振動させ、太鼓をたたく原理と同様に作用することとなり、大きな騒音の原因にもなる。
【００４７】
そこで、第２の実施形態では、この静磁場磁石１１の端点付近の磁場の密集を緩和し、傾斜磁場と静磁場磁石との電磁カップリングをより良好に抑制するＨＳＧＣとしての傾斜磁場コイル装置、及びこれ有する磁気共鳴映像装置について説明する。
【００４８】
図９（ａ）は、本実施形態に係る傾斜磁場コイル装置１３の長手方向に沿った断面の一部を示した図である。図９（ａ）に示すように、傾斜磁場コイル装置１３は、磁場を受動的に遮断するための磁場遮断部３１を具備している。この磁場遮断部３１は、ＡＳＧＣ１３０端部から漏れる磁場を効果的に遮断するための突出部３１０と、静磁場磁石１１の端部から漏れる磁場を効果的に遮断するため静磁場磁石１１の端面に回り込む回り込み部３３と、を有している。なお、第１の実施形態と同様に、磁場遮断部３１は銅、アルミ等の導電性金属からなり、ＡＳＧＣ１３０の両端の輪郭に沿って設けられている。また、磁場遮断部３１と静磁場磁石１１との間は、防振材（図示せず）が設けられている。
【００４９】
パルス電流に伴いＡＳＧＣ１３０の端部から発生される磁場は、この磁場遮断部３１とカップリングすることで遮断される。特に、回り込み部３３が傾斜磁場又は静磁場磁石と電磁カップリングすることで、静磁場磁石１１の端点近傍（図７領域Ａ）での磁場の発生を抑制することができる。なお、磁場遮断部３１は、傾斜磁場又は静磁場磁石との電磁カップリングにより激しく振動するが、この振動は、ＡＳＧＣ１３０と静磁場磁石１１との間に設けられた防振材によって吸収することができる。
【００５０】
図９（ｂ）は、本実施形態に係る傾斜磁場コイル装置１３の変形例を示した図である。図９（ｂ）の例では、磁場遮断部３２は、ＡＳＧＣ１３０の長手方向に沿って設けられており、且つ突出部３１０と静磁場磁石１１の端面に回り込む回り込み部３３とを有している。この様な磁場遮断部３２によっても、ＡＳＧＣ１３０の端部から発生される磁場を十分に遮断することができる。
【００５１】
なお、発明者らの実験によれば、回り込み部３３は、静磁場磁石１１の端面の略２０％以上を覆う面積を有することが好ましい。
【００５２】
また、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせた構成であってもよい。すなわち、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、磁場遮断部３５、３６は、ＡＳＧＣ１３０端部から漏れる磁場を効果的に遮断するための突出部３１０及び第１の回り込み部３５０と、静磁場磁石１１の端部から漏れる磁場を効果的に遮断するため静磁場磁石１１の端面に回り込む回り込み部３３と、を有する構成であってもよい。この様な構成により、より確実にＡＳＧＣ１３０端部から漏れる磁場と静磁場磁石１１の端部から漏れる磁場とのカップリングを防止することができる。
【００５３】
以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変形例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【００５４】
例えば、各実施形態においては、傾斜磁場コイル装置側に、磁場を受動的に遮断するための磁場遮断部を設けた構成として説明した。これに対し、磁場遮断部を設ける目的は、傾斜磁場コイル装置による磁場と静磁場磁石による磁場との電磁カップリングを防止することであるから、同様の目的を果たす磁場遮断部を、静磁場磁石側に設ける構成であってもよい。
【００５５】
また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００５６】
【発明の効果】
以上本発明によれば、ＡＳＧＣが静磁場発生用磁石より短い場合であっても、アーチファクトや騒音を発生させず、既存のシステムに対してアップグレードで実現可能な傾斜磁場コイル装置、及び磁気共鳴映像装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本実施形態に係る磁気共鳴映像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、本実施形態に係る傾斜磁場コイル装置の長手方向に沿った断面の一部を示した図である。図２（ｂ）は、磁場遮断部を有する傾斜磁場コイル装置の変形例を示した図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、磁場遮断部を有する本実施形態に係る傾斜磁場コイル装置の変形例を示した図である。
【図４】図４（ａ）は、対向型の静磁場磁石を有する磁気共鳴映像装置の架台の一部を示した図である。図４（ｂ）は、磁場遮断部を有する本実施形態に係る傾斜磁場コイル装置の変形例を示した図である。
【図５】図５は、従来の傾斜磁場コイル装置（静磁場発生用磁石よりも短軸化されたもの）にパルス電流を印加した場合形成される磁場の分布を示した図である。
【図６】図６は、従来の傾斜磁場コイル装置、及び静磁場発生用磁石の端部の断面図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る傾斜磁場コイル装置にパルス電流を印加した場合形成される磁場の分布を示した図である。
【図８】図８は、本実施形態に係る傾斜磁場コイル装置、及び静磁場発生用磁石の端部の断面図である。
【図９】図９（ａ）は、本実施形態に係る傾斜磁場コイル装置１３の長手方向に沿った断面の一部を示した図である。図９（ｂ）は、本実施形態に係る傾斜磁場コイル装置１３の変形例を示した図である。
【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）は、第１の実施形態又は第２の実施形態の変形例を示した図である。
【符号の説明】
１０…磁気共鳴映像装置
１１…静磁場磁石
１２…シムコイル
１３…傾斜磁場コイル装置
１３ａ…メインコイル
１３ｂ…シールドコイル
１４…高周波コイル
１６…傾斜磁場コイル装置電源
１７…シムコイル電源
１８…送信部
１９…受信部
２０…データ収集部
２１…シーケンス制御部
２２…計算機システム
２３…コンソール
２４…ディスプレイ
３１、３２、３５、３６…磁場遮断部
３３…回り込み部
５０…傾斜磁場コイル装置
５０ｂ…シールドコイル
１３０…ＡＳＧＣ
１３１…磁場遮断部
１３２…磁場遮断部
１３３…磁場遮断部
３１０、１３１０、１３３０…突出部
３５０、１３２０、１３４０…回り込み部
Claims (24)
- 磁石が発生する静磁場内に配置された被検体から発生した磁気共鳴信号を受信し、磁気共鳴画像を生成する磁気共鳴映像装置において使用される傾斜磁場コイル装置であって、
前記静磁場領域内の所定の領域に傾斜磁場を発生する第１のコイルと、前記所定の領域外に漏れた前記傾斜磁場を相殺するための磁場を発生する第２のコイルと、を有するシールド型コイルと、
前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部から漏れる磁場を遮断するための磁場遮断手段と、
を具備することを特徴とする傾斜磁場コイル装置。 - 前記磁場遮断手段は、導電性金属からなることを特徴とする請求項１記載の傾斜磁場コイル装置。
- 前記磁場遮断手段は、前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部に設けられ、当該少なくとも一方の端部から前記シールド型コイルの長手方向に突出する突出部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の傾斜磁場コイル装置。
- 前記磁場遮断手段は、前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部に設けられ、当該少なくとも一方の端部の端面の少なくとも一部を被覆する回り込み部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の傾斜磁場コイル装置。
- 前記磁場遮断手段は、前記シールド型コイルの側面を覆い、且つ前記シールド型コイルの長手方向に突出する突出部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の傾斜磁場コイル装置。
- 前記磁場遮断手段は、前記シールド型コイルの側面を覆い、且つ前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部の端面の少なくとも一部を被覆する回り込み部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の傾斜磁場コイル装置。
- 前記磁場遮断手段は、
前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部に設けられ、前記少なくとも一方の端部から前記シールド型コイルの長手方向に突出する突出部と、
前記磁石の前記長手方向の端部の少なくとも一方の端面の少なくとも一部を被覆する回り込み部と、
を有することを特徴とする請求項１又は２記載の傾斜磁場コイル装置。 - 前記磁場遮断手段は、前記シールド型コイルの側面を覆い、且つ
前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部に設けられ、前記少なくとも一方の端部から前記シールド型コイルの長手方向に突出する突出部と、
前記磁石の前記長手方向の端部の少なくとも一方の端面の少なくとも一部を被覆する回り込み部と、
を有することを特徴とする請求項１又は２記載の傾斜磁場コイル装置。 - 前記磁場遮断手段は、
前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部に設けられ、前記シールド型コイルの少なくとも一方の前記端部から前記シールド型コイルの長手方向に突出する突出部と、
前記シールド型コイルの少なくとも一方の前記端部の端面の少なくとも一部を被覆する第１の回り込み部と、
前記磁石の前記長手方向の端部の少なくとも一方の端面の少なくとも一部を被覆する第２の回り込み部と、
を有することを特徴とする請求項１又は２記載の傾斜磁場コイル装置。 - 前記磁場遮断手段は、前記シールド型コイルの側面を覆い、且つ
前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部に設けられ、前記シールド型コイルの少なくとも一方の前記端部から前記シールド型コイルの長手方向に突出する突出部と、
前記シールド型コイルの少なくとも一方の前記端部の端面の少なくとも一部を被覆する第１の回り込み部と、
前記磁石の前記長手方向の端部の少なくとも一方の端面の少なくとも一部を被覆する第２の回り込み部と、
を有することを特徴とする請求項１又は２記載の傾斜磁場コイル装置。 - 前記磁場遮断手段と前記磁石との間に設けられ、前記磁場遮断手段の振動を吸収する防振材をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載の傾斜磁場コイル装置。
- 前記磁場遮断手段は、前記磁石とは空間的に接触していないことを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載の傾斜磁場コイル装置。
- 静磁場領域に存在する被検体から発生した磁気共鳴信号を受信し、磁気共鳴画像を生成する磁気共鳴映像装置であって、
前記被検体を配置するための空間を有し、前記静磁場を発生する磁石と、
前記磁石の長手方向に関して当該磁石よりも短軸化され、前記被検体を配置するための前記空間内に設けられる傾斜磁場コイル装置と、
を具備し、
前記傾斜磁場コイル装置は、前記静磁場領域内の所定の領域に傾斜磁場を供給する第１のコイルと、前記所定の領域外に漏れた前記傾斜磁場を相殺するための磁場を発生する第２のコイルと、を有するシールド型コイルと、
前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部から漏れる磁場を遮断するための磁場遮断手段と、を有すること、
を特徴とする磁気共鳴映像装置。 - 前記磁場遮断手段は、導電性金属からなることを特徴とする請求項１３記載の磁気共鳴映像装置。
- 前記磁場遮断手段は、前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部に設けられ、当該少なくとも一方の端部から前記シールド型コイルの長手方向に突出する突出部を有することを特徴とする請求項１３又は１４記載の磁気共鳴映像装置。
- 前記磁場遮断手段は、前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部に設けられ、当該少なくとも一方の端部の端面の少なくとも一部を被覆する回り込み部を有することを特徴とする請求項１３又は１４記載の磁気共鳴映像装置。
- 前記磁場遮断手段は、前記シールド型コイルの側面を覆い、且つ前記シールド型コイルの長手方向に突出する突出部を有することを特徴とする請求項１３又は１４記載の磁気共鳴映像装置。
- 前記磁場遮断手段は、前記シールド型コイルの側面を覆い、且つ前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部の端面の少なくとも一部を被覆する回り込み部を有することを特徴とする請求項１３又は１４記載の磁気共鳴映像装置。
- 前記磁場遮断手段は、
前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部に設けられ、前記少なくとも一方の端部から前記シールド型コイルの長手方向に突出する突出部と、
前記磁石の前記長手方向の端部の少なくとも一方の端面の少なくとも一部を被覆する回り込み部と、
を有することを特徴とする請求項１３又は１４記載の磁気共鳴映像装置。 - 前記磁場遮断手段は、前記シールド型コイルの側面を覆い、且つ
前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部に設けられ、前記少なくとも一方の端部から前記シールド型コイルの長手方向に突出する突出部と、
前記磁石の前記長手方向の端部の少なくとも一方の端面の少なくとも一部を被覆する回り込み部と、
を有することを特徴とする請求項１３又は１４記載の磁気共鳴映像装置。 - 前記磁場遮断手段は、
前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部に設けられ、前記シールド型コイルの少なくとも一方の前記端部から前記シールド型コイルの長手方向に突出する突出部と、
前記シールド型コイルの少なくとも一方の前記端部の端面の少なくとも一部を被覆する第１の回り込み部と、
前記磁石の前記長手方向の端部の少なくとも一方の端面の少なくとも一部を被覆する第２の回り込み部と、
を有することを特徴とする請求項１３又は１４記載の磁気共鳴映像装置。 - 前記磁場遮断手段は、前記シールド型コイルの側面を覆い、且つ
前記シールド型コイルの少なくとも一方の端部に設けられ、前記シールド型コイルの少なくとも一方の前記端部から前記シールド型コイルの長手方向に突出する突出部と、
前記シールド型コイルの少なくとも一方の前記端部の端面の少なくとも一部を被覆する第１の回り込み部と、
前記磁石の前記長手方向の端部の少なくとも一方の端面の少なくとも一部を被覆する第２の回り込み部と、
を有することを特徴とする請求項１３又は１４記載の磁気共鳴映像装置。 - 前記磁場遮断手段と前記磁石との間に設けられ、前記磁場遮断手段の振動を吸収する防振材をさらに具備することを特徴とする請求項１３乃至２２のうちいずれか一項記載の磁気共鳴映像装置。
- 前記磁場遮断手段は、前記磁石とは空間的に接触していないことを特徴とする請求項１３乃至２２のうちいずれか一項記載の磁気共鳴映像装置。
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