JP2009050466A - Manufacturing method of gradient magnetic field coil, gradient magnetic field coil, and magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents

Manufacturing method of gradient magnetic field coil, gradient magnetic field coil, and magnetic resonance imaging apparatus Download PDF

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JP2009050466A JP2007220151A JP2007220151A JP2009050466A JP 2009050466 A JP2009050466 A JP 2009050466A JP 2007220151 A JP2007220151 A JP 2007220151A JP 2007220151 A JP2007220151 A JP 2007220151A JP 2009050466 A JP2009050466 A JP 2009050466A
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健二 五十嵐
Masaharu Shimizu
雅晴 清水
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent electric discharge caused by a potential difference between coils even when a crack occurs between the coils included in gradient magnetic field coils while using a magnetic resonance imaging apparatus. <P>SOLUTION: As for the gradient magnetic field coils included in the magnetic resonance imaging apparatus (MRI apparatus), a membrane made of insulating polyimide resin is formed (insulating membrane formation) on the surface of built-in matter such as an X-coil, Y-coil, Z-coil, cooling pipe and thereafter, a space among the built-in matter is impregnated with the resin, which is cured thereafter. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、それぞれ異なる方向の傾斜磁場を発生させる複数のコイルを含む内蔵物が積層されて形成された傾斜磁場コイルの製造方法、傾斜磁場コイルおよび磁気共鳴イメージング装置に関し、特に、コイル間で発生する放電を防ぐための技術に関する。   The present invention relates to a gradient magnetic field coil manufacturing method, a gradient magnetic field coil, and a magnetic resonance imaging apparatus formed by laminating built-in objects including a plurality of coils that generate gradient magnetic fields in different directions, and in particular, generated between coils. The present invention relates to a technique for preventing electrical discharge.

従来、磁気共鳴イメージング装置で用いられる傾斜磁場コイルは、それぞれ異なる方向の傾斜磁場を発生させる複数のコイルや冷却用のパイプなどの内蔵物を層状に重ねたうえで、これら内蔵物の間にレジン（樹脂）を含浸させ、そのレジンを硬化させることによって製造されている（たとえば、特許文献１参照。）。   Conventionally, gradient magnetic field coils used in magnetic resonance imaging apparatuses have a plurality of built-in objects such as a plurality of coils and cooling pipes that generate gradient magnetic fields in different directions, and a resin layer between these built-in objects. It is manufactured by impregnating (resin) and curing the resin (for example, see Patent Document 1).

この方法で製造された傾斜磁場コイルでは、コイル内での内蔵物の配置を考えた場合に、部分的に内蔵物が多いところと少ないところが発生するが、レジンと内蔵物との線膨張係数が異なることから、内蔵物が少ない部分、すなわちレジンが多い部分では、内蔵物が多く存在する部分よりも硬化収縮量が大きくなる。そのため、内蔵物が少ない部分では、レジンが硬化する際に内蔵物とレジンとの境界に応力が集中し、クラックや剥離などが生じやすくなっていた。   In the gradient magnetic field coil manufactured by this method, when the arrangement of built-in objects is considered in the coil, there are some places where there are many built-in objects and there are few places, but the linear expansion coefficient between the resin and the built-in objects is small. Because of the difference, the amount of cure shrinkage is larger in the portion with a small amount of built-in material, that is, the portion with a large amount of resin than in the portion with a large amount of built-in material. For this reason, in a portion having a small amount of built-in material, stress is concentrated at the boundary between the built-in material and the resin when the resin is cured, and cracks and peeling are likely to occur.

そこで、従来では、内蔵物の表面をアルカリ溶液などで脱脂したり、サンドブラスト方式などで荒らしたりすることによって内蔵物とレジンとの接着性を改善する方法や、レジンが硬化する際に生じる硬化収縮が局所的に集中しないように、レジンを硬化する温度プロファイルを適正に制御する方法などを用いることによって、レジン含浸後、クラックや剥離が生じるのを防いでいた。   Therefore, conventionally, a method of improving the adhesion between the built-in material and the resin by degreasing the surface of the built-in material with an alkaline solution or roughening with a sandblast method, etc., or curing shrinkage that occurs when the resin hardens. By using a method of appropriately controlling the temperature profile for curing the resin so that the resin does not concentrate locally, cracks and peeling after the resin impregnation were prevented.

特開平７−７９９４６号公報JP 7-79946 A

しかしながら、上述した従来の方法を用いても、レジンが硬化するときの温度と常温との差にもとづく内蔵物と硬化レジンとの線膨張係数差、硬化レジンの伸び率の低さなどから、レジンと内蔵物との境界に生じるクラック、剥離を回避することは完全に防ぐことは困難であった。   However, even if the conventional method described above is used, the resin has a linear expansion coefficient difference between the built-in material and the cured resin based on the difference between the temperature at which the resin is cured and normal temperature, and the elongation rate of the cured resin is low. It was difficult to completely prevent cracks and peeling that occurred at the boundary between the internal structure and the built-in material.

図１１は、従来の技術における問題点を説明するための図である。同図に示すように、仮に、内蔵物であるコイルとレジンとの境界にクラックや剥離が生じた場合、磁気共鳴イメージング装置の使用中にコイル間でクラックが進展し、それらコイル間に電位差があった場合には、コイル間でクラックを介して放電が発生する恐れがある。   FIG. 11 is a diagram for explaining a problem in the conventional technique. As shown in the figure, if a crack or peeling occurs at the boundary between the built-in coil and the resin, cracks develop between the coils during use of the magnetic resonance imaging apparatus, and there is a potential difference between the coils. In such a case, there is a risk that electric discharge may occur between the coils via cracks.

そして、コイル間で放電が発生してしまった場合には、それらのコイルは傾斜磁場を発生させることができなくなり、傾斜磁場コイル自体、さらには磁気共鳴イメージング装置が機能しなくなってしまうという問題がある。   If a discharge occurs between the coils, the coils cannot generate a gradient magnetic field, and the gradient coil itself and the magnetic resonance imaging apparatus do not function. is there.

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、コイル間でクラックが生じた場合でも、コイル間の電位差によって発生する放電を防ぐことができる傾斜磁場コイルの製造方法、傾斜磁場コイルおよび磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems caused by the prior art, and manufacture of a gradient magnetic field coil capable of preventing a discharge generated by a potential difference between coils even when a crack occurs between the coils. It is an object to provide a method, a gradient coil and a magnetic resonance imaging apparatus.

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、それぞれ異なる方向の傾斜磁場を発生させる複数のコイルを含む内蔵物が積層されて形成された傾斜磁場コイルの製造方法であって、前記内蔵物の表面に絶縁性を有する皮膜を形成する皮膜形成ステップと、前記皮膜形成ステップにより皮膜が形成された内蔵物の間に樹脂を含浸させ、当該樹脂を硬化させる樹脂硬化ステップと、を含んだことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention according to claim 1 is a manufacturing of a gradient magnetic field coil formed by stacking built-in objects including a plurality of coils each generating a gradient magnetic field in a different direction. A method of forming a film having an insulating property on a surface of the built-in object, and impregnating a resin between the built-in object on which the film is formed by the film forming step, and curing the resin And a curing step.

また、請求項６記載の本発明は、それぞれ異なる方向の傾斜磁場を発生させる複数のコイルを含む内蔵物が積層されて形成された傾斜磁場コイルであって、前記内蔵物の表面に絶縁性を有する皮膜を形成したのちに、当該内蔵物の間に樹脂を含浸させ、当該樹脂を硬化させたことを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a gradient magnetic field coil formed by laminating a built-in structure including a plurality of coils each generating a gradient magnetic field in a different direction, wherein the surface of the built-in structure has an insulating property. After the formation of the film, the resin is impregnated between the built-in objects, and the resin is cured.

また、請求項７記載の本発明は、それぞれ異なる方向の傾斜磁場を発生させる複数のコイルを含む内蔵物が積層されて形成された傾斜磁場コイルを備えた磁気共鳴イメージング装置であって、前記内蔵物の表面に絶縁性を有する皮膜を形成したのちに、当該内蔵物の間に樹脂を含浸させ、当該樹脂を硬化させたことを特徴とする。   The present invention according to claim 7 is a magnetic resonance imaging apparatus comprising a gradient magnetic field coil formed by stacking built-in objects including a plurality of coils that generate gradient magnetic fields in different directions, respectively. After forming a film having an insulating property on the surface of an object, the resin is impregnated between the built-in objects and the resin is cured.

請求項１または２記載の本発明によれば、コイル間でクラックが生じた場合でも、コイル間の電位差によって発生する放電を防ぐことができるという効果を奏する。   According to the first or second aspect of the present invention, even when a crack occurs between the coils, there is an effect that it is possible to prevent a discharge generated due to a potential difference between the coils.

以下に添付図面を参照して、この発明に係る傾斜磁場コイルの製造方法、傾斜磁場コイルおよび磁気共鳴イメージング装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、磁気共鳴イメージング装置を「ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置」と呼び、ＲＦ（Radio Frequency）パルスの照射により被検体から発せられる磁気共鳴信号を「ＭＲ信号」と呼ぶ。   Exemplary embodiments of a gradient magnetic field coil manufacturing method, a gradient magnetic field coil, and a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the magnetic resonance imaging apparatus is referred to as an “MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus”, and a magnetic resonance signal emitted from a subject by irradiation with an RF (Radio Frequency) pulse is referred to as an “MR signal”.

本実施例では、絶縁性を有する皮膜の材料として「ポリイミド樹脂」を用いた場合について説明する。   In this example, a case where “polyimide resin” is used as a material for a film having insulating properties will be described.

まず、本実施例に係るＭＲＩ装置の全体構成について説明する。図１は、本実施例に係るＭＲＩ装置の全体構成を説明するための図である。同図に示すように、このＭＲＩ装置１０は、静磁場磁石１１と、傾斜磁場コイル１２と、ＲＦコイル１３と、傾斜磁場電源１４と、送信部１５と、受信部１６と、シーケンス制御装置１７と、寝台装置１８と、コンピュータ１９とから構成される。   First, the overall configuration of the MRI apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram for explaining the overall configuration of the MRI apparatus according to the present embodiment. As shown in the figure, this MRI apparatus 10 includes a static magnetic field magnet 11, a gradient magnetic field coil 12, an RF coil 13, a gradient magnetic field power source 14, a transmission unit 15, a reception unit 16, and a sequence control device 17. And a couch device 18 and a computer 19.

静磁場磁石１１は、筒状に形成された磁石であり、静磁場電源（図示せず）から供給される電流により、被検体Ｐが配置される筒内部の空間に静磁場を発生させる。   The static magnetic field magnet 11 is a magnet formed in a cylindrical shape, and generates a static magnetic field in a space inside the cylinder in which the subject P is arranged by a current supplied from a static magnetic field power source (not shown).

傾斜磁場コイル１２は、静磁場磁石１１の内側に配設されたコイルであり、傾斜磁場電源１４から供給される電流により、互いに直交するｘ，ｙ，ｚの３方向に沿った傾斜磁場を静磁場磁石１１の内側に発生させる。この傾斜磁場コイル１２は、ｘ方向の傾斜磁場を発生させるＸコイル、ｙ方向の傾斜磁場を発生させるＹコイル、ｚ方向の傾斜磁場を発生させるＺコイル、および、傾斜磁場コイル１２を冷却する冷却パイプなどが積層されて形成されている。   The gradient magnetic field coil 12 is a coil disposed inside the static magnetic field magnet 11, and the gradient magnetic field along the three directions x, y, and z orthogonal to each other is statically generated by the current supplied from the gradient magnetic field power supply 14. It is generated inside the magnetic field magnet 11. The gradient coil 12 is an X coil that generates a gradient magnetic field in the x direction, a Y coil that generates a gradient magnetic field in the y direction, a Z coil that generates a gradient magnetic field in the z direction, and a cooling that cools the gradient magnetic field coil 12. Pipes and the like are laminated.

ＲＦコイル１３は、静磁場磁石１１の開口部内で被検体Ｐに対向するように配設されたコイルであり、送信部１５から送信されるＲＦパルスを被検体Ｐに照射し、また、励起によって被検体Ｐの水素原子核から放出されるＭＲ信号を受信する。   The RF coil 13 is a coil disposed so as to face the subject P in the opening of the static magnetic field magnet 11, irradiates the subject P with an RF pulse transmitted from the transmission unit 15, and is excited by excitation. An MR signal emitted from the hydrogen nucleus of the subject P is received.

なお、上述した静磁場磁石１１、傾斜磁場コイル１２およびＲＦコイル１３は、図示していない架台装置にそれぞれ搭載されている。   The static magnetic field magnet 11, the gradient magnetic field coil 12, and the RF coil 13 described above are mounted on a gantry device (not shown).

傾斜磁場電源１４は、シーケンス制御装置１７からの指示に基づいて、傾斜磁場コイル１２に電流を供給する電源である。   The gradient magnetic field power supply 14 is a power supply that supplies a current to the gradient magnetic field coil 12 based on an instruction from the sequence control device 17.

送信部１５は、シーケンス制御装置１７からの指示に基づいて、ＲＦコイル１３にＲＦパルスを送信する装置である。   The transmission unit 15 is a device that transmits an RF pulse to the RF coil 13 based on an instruction from the sequence control device 17.

受信部１６は、ＲＦコイル１３によって受信されたＭＲ信号を検出し、検出したＭＲ信号をデジタル化することによって得られる生データをシーケンス制御装置１７に対して送信する。   The receiving unit 16 detects the MR signal received by the RF coil 13 and transmits raw data obtained by digitizing the detected MR signal to the sequence control device 17.

シーケンス制御装置１７は、コンピュータ１９による制御のもと、傾斜磁場電源１４、送信部１５および受信部１６をそれぞれ駆動することによって被検体Ｐのスキャンを行う装置であり、スキャンを行った結果、受信部１６から生データが送信されると、その生データをコンピュータ１９に送信する。   The sequence control device 17 is a device that scans the subject P by driving the gradient magnetic field power source 14, the transmission unit 15, and the reception unit 16 under the control of the computer 19. When raw data is transmitted from the unit 16, the raw data is transmitted to the computer 19.

寝台装置１８は、被検体Ｐが載置される天板１８ａを備え、架台装置に設けられた開口部内にある撮像領域へ被検体Ｐとともに天板１８ａを移動する。   The couch device 18 includes a couchtop 18a on which the subject P is placed, and moves the couchtop 18a together with the subject P to an imaging region in an opening provided in the gantry device.

コンピュータ１９は、ＭＲＩ装置１０全体を制御する装置であり、操作者から各種入力を受け付ける入力部、操作者から入力される撮像条件に基づいてシーケンス制御装置１７にスキャンを実行させるシーケンス制御部、シーケンス制御装置１７から送信された生データに基づいて画像を再構成する画像再構成部、再構成された画像などを記憶する記憶部、再構成された画像など各種情報を表示する表示部、操作者からの指示に基づいて各機能部の動作を制御する主制御部などを有する。   The computer 19 is a device that controls the entire MRI apparatus 10, and includes an input unit that receives various inputs from the operator, a sequence control unit that causes the sequence control device 17 to perform scanning based on imaging conditions input from the operator, and a sequence An image reconstruction unit that reconstructs an image based on the raw data transmitted from the control device 17, a storage unit that stores the reconstructed image, a display unit that displays various information such as the reconstructed image, and an operator A main control unit for controlling the operation of each functional unit based on an instruction from

そして、本実施例では、上述したＭＲＩ装置１０に備えられる傾斜磁場コイル１２について、Ｘコイル、Ｙコイル、Ｚコイル、冷却パイプなどの内蔵物の表面に絶縁性を有するポリイミド樹脂の皮膜を形成したのちに、当該内蔵物の間にレジンを含浸させ、当該レジンを硬化させたことを主な特徴としている。   In the present embodiment, the gradient magnetic field coil 12 provided in the above-described MRI apparatus 10 is formed with a polyimide resin film having an insulating property on the surface of built-in objects such as an X coil, a Y coil, a Z coil, and a cooling pipe. Later, the main feature is that the resin is impregnated between the built-in materials and the resin is cured.

以下、図２〜９を用いて、かかる傾斜磁場コイル１２の製造方法について説明する。図２は、本実施例に係る傾斜磁場コイル１２の製造手順を示すフローチャートである。同図に示すように、この傾斜磁場コイル１２の製造方法では、まず、ＸコイルおよびＹコイルをサドル形状に、Ｚコイルを螺旋形状に、それぞれ加工し（ステップＳ１０１）、加工した各コイルの表面をアルカリ溶液などで脱脂処理する（ステップＳ１０２）。   Hereinafter, the manufacturing method of this gradient magnetic field coil 12 is demonstrated using FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing a manufacturing procedure of the gradient coil 12 according to the present embodiment. As shown in the figure, in this method of manufacturing the gradient coil 12, first, the X coil and Y coil are processed into a saddle shape and the Z coil is processed into a spiral shape (step S101), and the surface of each processed coil is processed. Is degreased with an alkaline solution or the like (step S102).

続いて、それぞれのコイルごとに、脱脂処理されたコイルをポリイミド溶液に浸漬したのちに、ディッピング方式を用いてコイルをコーティングする（ステップＳ１０３）。図３は、ディッピング方式によるコイル表面のコーティングを示す図である。同図は、Ｘコイル１２ｘを一例として示している。   Subsequently, for each coil, after the degreased coil is immersed in the polyimide solution, the coil is coated using a dipping method (step S103). FIG. 3 is a diagram showing the coating of the coil surface by the dipping method. This figure shows the X coil 12x as an example.

このステップでは、具体的には、同図に示すように、Ｘコイル１２ｘをポリイミド溶液（ワニス）に浸漬した後、ゆっくり引き上げることによって、その表面をポリイミド溶液で被覆（コーティング）する。Ｙコイル１２ｙおよびＺコイル１２ｚについても同様の処理を行う。   Specifically, in this step, as shown in the figure, after the X coil 12x is immersed in a polyimide solution (varnish), the surface is covered (coated) by slowly pulling it up. Similar processing is performed for the Y coil 12y and the Z coil 12z.

その後、各コイルを乾燥し（ステップＳ１０４）、さらに、乾燥した各コイルを焼付ける（ステップＳ１０５）。これによって、各コイルの表面にポリイミド樹脂の絶縁膜が形成される。   Thereafter, each coil is dried (step S104), and further, each dried coil is baked (step S105). As a result, an insulating film of polyimide resin is formed on the surface of each coil.

続いて、冷却パイプの表面をアルカリ溶液などで脱脂処理し（ステップＳ１０６）、脱脂処理された冷却パイプをポリイミド溶液に浸漬したのちに、ディッピング方式を用いて冷却パイプをコーティングする（ステップＳ１０７）。図４は、ディッピング方式による冷却パイプ表面のコーティングを示す図である。   Subsequently, the surface of the cooling pipe is degreased with an alkaline solution or the like (step S106). After the degreased cooling pipe is immersed in the polyimide solution, the cooling pipe is coated using a dipping method (step S107). FIG. 4 is a diagram showing coating on the surface of the cooling pipe by the dipping method.

このステップでは、具体的には、同図に示すように、冷却パイプ１２ｐをポリイミド溶液（ワニス）に浸漬する。この時、冷却パイプ１２ｐは、内側にポリイミド溶液が入り込まないように、あらかじめ両端をポリイミドテープのような耐熱性のあるテープで封止した状態で、ポリイミド溶液中に浸漬する。この後、冷却パイプ１２ｐをゆっくり引き上げることによって、その表面をポリイミド溶液で被覆（コーティング）する。   In this step, specifically, as shown in the figure, the cooling pipe 12p is immersed in a polyimide solution (varnish). At this time, the cooling pipe 12p is immersed in the polyimide solution with both ends sealed in advance with a heat-resistant tape such as a polyimide tape so that the polyimide solution does not enter inside. Thereafter, the cooling pipe 12p is slowly pulled up so that the surface thereof is coated (coated) with a polyimide solution.

その後、冷却パイプ１２ｐを乾燥し（ステップＳ１０８）、さらに、焼付ける（ステップＳ１０９）。これにより、冷却パイプ１２ｐの表面にポリイミド樹脂の絶縁膜が形成される。   Thereafter, the cooling pipe 12p is dried (step S108) and further baked (step S109). Thereby, an insulating film of polyimide resin is formed on the surface of the cooling pipe 12p.

なお、上記で説明した各コイルへの皮膜形成（ステップＳ１０１〜Ｓ１０５）と、冷却パイプへの皮膜形成（ステップＳ１０６〜Ｓ１０９）とは、順番が逆でもよいし、平行して行われてもよい。   In addition, the film formation (steps S101 to S105) described above on each coil and the film formation (steps S106 to S109) on the cooling pipe may be performed in reverse order or in parallel. .

以上の前処理が終わったのちに、Ｘコイル１２ｘ、Ｙコイル１２ｙ、Ｚコイル１２ｚ、および、冷却パイプ１２ｐを積層することによって、傾斜磁場コイル１２を組み立てる（ステップＳ１１０）。図５は、冷却パイプ１２ｐの巻き付けを示す図であり、図６は、Ｘコイル１２ｘの貼り付けを示す図であり、図７は、Ｙコイル１２ｙの貼り付けを示す図である。   After the above pretreatment, the gradient coil 12 is assembled by laminating the X coil 12x, Y coil 12y, Z coil 12z, and cooling pipe 12p (step S110). FIG. 5 is a diagram illustrating winding of the cooling pipe 12p, FIG. 6 is a diagram illustrating attachment of the X coil 12x, and FIG. 7 is a diagram illustrating attachment of the Y coil 12y.

このステップでは、具体的には、まず、図５に示すように、円柱形状に形成された巻き芯２０の周りに、皮膜形成済みの冷却パイプ１２ｐを巻き付ける。続いて、冷却パイプ１２ｐが巻かれた巻き芯２０の表面を、たとえばＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）からなるシートで覆い、シートで覆われた巻き芯２０および冷却パイプ１２ｐを、螺旋形状に形成された皮膜形成済みのＺコイル１２ｚの内側に挿入する（図示せず）。   Specifically, in this step, as shown in FIG. 5, first, a cooling pipe 12p having a film formed is wound around a winding core 20 formed in a cylindrical shape. Subsequently, the surface of the winding core 20 around which the cooling pipe 12p was wound was covered with a sheet made of, for example, FRP (Fiber Reinforced Plastics), and the winding core 20 covered with the sheet and the cooling pipe 12p were formed in a spiral shape. It is inserted inside the Z coil 12z on which the film has been formed (not shown).

その後、Ｚ軸コイルが巻かれた状態の巻き芯２０をさらにシートで覆い、その上に、図６に示すように、サドル形状に形成された皮膜形成済みのＸコイル１２ｘを貼り付け、さらにその上に、図７に示すように、サドル形状に形成された皮膜形成済みのＹコイル１２ｙを貼り付ける。この状態で、図７に示す断面Ｅをみると、図８に示すように、冷却パイプ１２ｐの層、Ｚコイル１２ｚの層、Ｘコイル１２ｘの層、Ｙコイル１２ｙの層が積層されているのが分かる。   Thereafter, the core 20 in a state where the Z-axis coil is wound is further covered with a sheet, and a film-formed X coil 12x formed in a saddle shape is pasted thereon, as shown in FIG. As shown in FIG. 7, a Y coil 12y having a film formed in a saddle shape is pasted thereon. In this state, when the cross section E shown in FIG. 7 is viewed, the cooling pipe 12p layer, the Z coil 12z layer, the X coil 12x layer, and the Y coil 12y layer are laminated as shown in FIG. I understand.

こうして、傾斜磁場コイル１２を組み立てたのちに、各層の間にレジンを含浸させる（ステップＳ１１１）。そして、最後に、含浸させたレジンを硬化させる（ステップＳ１１２）。これにより、図９に示すように、円筒状に形成された傾斜磁場コイル１２が得られる。   Thus, after assembling the gradient coil 12, the resin is impregnated between the layers (step S111). Finally, the impregnated resin is cured (step S112). Thereby, as shown in FIG. 9, the gradient magnetic field coil 12 formed in the cylindrical shape is obtained.

このように、レジンを含浸および硬化させる前に、あらかじめ内蔵物の表面にポリイミド樹脂の絶縁膜を形成しておくことによって、図１０に示すように、仮に、コイルとレジンとの境界でクラックや剥離が生じ、そのクラックが進展し、電位差のあるコイル間に達したとしても、絶縁膜によって放電が防がれる。   Thus, before the resin is impregnated and cured, a polyimide resin insulating film is formed on the surface of the built-in material in advance, and as shown in FIG. Even if peeling occurs and the cracks progress and reach between coils having a potential difference, the insulating film prevents discharge.

また、ポリイミド樹脂は伸び率が高いため、レジン含浸時の加熱、冷却などのプロセスを経ても、コイル、冷却パイプなどとの線膨張係数差でクラック、剥離が生じることはない。   In addition, since the polyimide resin has a high elongation rate, cracks and peeling do not occur due to a difference in linear expansion coefficient from a coil, a cooling pipe, etc., even through processes such as heating and cooling during resin impregnation.

上述してきたように、本実施例では、傾斜磁場コイル１２について、Ｘコイル１２ｘ、Ｙコイル１２ｙ、Ｚコイル１２ｚ、冷却パイプ１２ｐなどの内蔵物の表面に絶縁性を有するポリイミド樹脂の皮膜を形成したのちに、当該内蔵物の間にレジンを含浸させ、当該レジンを硬化させているので、コイル間でクラックが生じた場合でも、コイル間の電位差によって発生する放電を防ぐことができる。そして、この傾斜磁場コイル１２を備えることによって、スループットの高い、安定的、信頼性のあるＭＲＩ装置を提供することが可能になる。   As described above, in this embodiment, for the gradient magnetic field coil 12, an insulating polyimide resin film is formed on the surface of built-in materials such as the X coil 12x, the Y coil 12y, the Z coil 12z, and the cooling pipe 12p. After that, the resin is impregnated between the built-in materials and the resin is cured, so that even when a crack occurs between the coils, a discharge caused by a potential difference between the coils can be prevented. By providing this gradient magnetic field coil 12, it becomes possible to provide a stable, reliable MRI apparatus with high throughput.

なお、本実施例では、ディッピング方式を用いて内蔵物の表面にポリイミド樹脂の絶縁膜を形成する場合について説明したが、本発明はこれに限られるわけではなく、たとえば、絶縁性を有するポリイミドテープを内蔵物に巻き付けることによって皮膜を形成するようにしてもよい。   In this embodiment, the case where a polyimide resin insulating film is formed on the surface of a built-in object using the dipping method has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, an insulating polyimide tape. A film may be formed by wrapping a wire around a built-in object.

特に、コイルについて、構造上電位差の高い部位があらかじめ分かる場合、レジンを含浸および硬化する前に、あらかじめその部位の表面にポリイミドテープなどを巻き付けて絶縁効果を持たせておけば、仮に、製造上のばらつき等の原因で内蔵物であるコイルとレジンとの境界にクラック、剥離が生じても、耐電圧性のある傾斜磁場コイルを得ることができる。   In particular, if a coil has a structure with a high potential difference in advance, it is necessary to wrap a polyimide tape around the surface of the coil before impregnating and curing the resin to provide an insulating effect. Even if cracks and separation occur at the boundary between the coil and the resin, which are built-in, due to the variation of the above, a gradient magnetic field coil with voltage resistance can be obtained.

なお、ディッピング方式を用いる場合でも、構造上電位差の高い部位のみをポリイミド溶液に浸すことによって、上記と同様の効果を得ることができる。   Even when the dipping method is used, the same effect as described above can be obtained by immersing only a portion having a high potential difference in the structure in the polyimide solution.

また、ポリイミド樹脂の皮膜を形成する方法については、上述したディッピング方式や、ポリイミドテープによるものに限られるわけではなく、たとえば、内蔵物の表面にポリイミド樹脂をはけ（ブラシ）で塗ったり、スプレーで噴きつけたりする方法や、電着法や蒸着重合法など、他の一般的な被覆加工方法を用いてもよい。   In addition, the method of forming the polyimide resin film is not limited to the above-described dipping method or polyimide tape. For example, a polyimide resin film is applied to the surface of a built-in object with a brush or sprayed. Other general coating processing methods, such as a method of spraying with an electrode, an electrodeposition method or a vapor deposition polymerization method, may be used.

また、本実施例では、ポリイミド樹脂を用いて皮膜を形成する場合について説明したが、本発明はこれに限られるわけではなく、たとえば、ポリエステルウレタン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＭＲＩ装置のレジンとして一般的に使用されているエポキシ樹脂など、同じく絶縁性を有する他の樹脂を用いてもよい。なお、その場合、レジンを硬化させる際に必要となる熱に耐えうる樹脂を用いるのが望ましい。   In this embodiment, the case where a film is formed using a polyimide resin has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a polyester urethane resin, a polyamideimide resin, and a resin for an MRI apparatus are generally used. Other resins having the same insulating property, such as an epoxy resin used in the above, may be used. In this case, it is desirable to use a resin that can withstand the heat required for curing the resin.

一方、皮膜の形成に用いられる樹脂（第一の樹脂）だけではなく、コイルや冷却パイプなどの間の位置関係を固定するためのレジンについても、絶縁性を有する樹脂（第二の樹脂）を用いてもよい。その場合、それぞれの樹脂（第一の樹脂および第二の樹脂）は異なる種類のものであってもよいし、同じ種類のものであってもよい。   On the other hand, not only the resin used for forming the film (first resin) but also the resin for fixing the positional relationship between the coil, the cooling pipe, etc., the resin having insulation (second resin) is used. It may be used. In that case, each resin (the first resin and the second resin) may be of different types or of the same type.

なお、本実施例では、ｘ，ｙ，ｚ方向の傾斜磁場をそれぞれ発生させるＸコイル、ＹコイルおよびＺコイルと冷却パイプとを備えた傾斜磁場コイルに本発明を適用した場合について説明したが、たとえば、Ｘコイル、ＹコイルおよびＺコイルからなるメインコイルの外側に発生する磁場をキャンセルするためのシールドコイルや、撮像領域内の静磁場不均一を補正するためのシムコイルまたは鉄シム（鉄片）などを内蔵物として備えた傾斜磁場コイルであっても、同様に本発明を適用することが可能である。すなわち、この場合には、あらかじめシールドコイル、シムコイルおよび鉄シムの表面に絶縁性を有する皮膜を形成した上で、各内蔵物の間にレジンを含浸および硬化させる。   In addition, although the present Example demonstrated the case where this invention was applied to the gradient magnetic field coil provided with the X coil, Y coil, Z coil, and cooling pipe which generate | occur | produce the gradient magnetic field of x, y, z direction, respectively, For example, a shield coil for canceling a magnetic field generated outside the main coil composed of an X coil, a Y coil, and a Z coil, a shim coil or an iron shim (iron piece) for correcting static magnetic field inhomogeneity in an imaging region, etc. The present invention can be similarly applied to a gradient magnetic field coil provided with a built-in component. That is, in this case, an insulating film is formed in advance on the surfaces of the shield coil, shim coil, and iron shim, and then the resin is impregnated and cured between the built-in components.

以上のように、本発明に係る傾斜磁場コイルの製造方法、傾斜磁場コイルおよび磁気共鳴イメージング装置は、ＭＲＩ装置に用いられる傾斜磁場コイルに有用である。   As described above, the gradient coil manufacturing method, the gradient coil, and the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention are useful for the gradient coil used in the MRI apparatus.

本実施例に係るＭＲＩ装置の全体構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the whole structure of the MRI apparatus which concerns on a present Example. 本実施例に係る傾斜磁場コイルの製造手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacture procedure of the gradient magnetic field coil which concerns on a present Example. ディッピング方式によるコイル表面のコーティングを示す図である。It is a figure which shows the coating of the coil surface by a dipping system. ディッピング方式による冷却パイプ表面のコーティングを示す図である。It is a figure which shows the coating of the surface of the cooling pipe by a dipping system. 冷却パイプの巻き付けを示す図である。It is a figure which shows winding of a cooling pipe. Ｘコイルの貼り付けを示す図である。It is a figure which shows sticking of X coil. Ｙコイルの貼り付けを示す図である。It is a figure which shows affixing of a Y coil. 図７に示した断面Ｅを示す図である。It is a figure which shows the cross section E shown in FIG. 傾斜磁場コイルの外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of a gradient magnetic field coil. 本実施例に係る傾斜磁場コイルによる硬化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating hardening by the gradient magnetic field coil which concerns on a present Example. 従来の技術における問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem in the prior art.

符号の説明Explanation of symbols

１０ ＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）
１１ 静磁場磁石
１２ 傾斜磁場コイル
１２ｘ Ｘコイル
１２ｙ Ｙコイル
１２ｚ Ｚコイル
１２ｐ 冷却パイプ
１３ ＲＦコイル
１４ 傾斜磁場電源
１５ 送信部
１６ 受信部
１７ シーケンス制御装置
１８ 寝台装置
１８ａ 天板
１９ コンピュータ 10 MRI system (magnetic resonance imaging system)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Static magnetic field magnet 12 Gradient magnetic field coil 12x X coil 12y Y coil 12z Z coil 12p Cooling pipe 13 RF coil 14 Gradient magnetic field power supply 15 Transmission part 16 Reception part 17 Sequence control apparatus 18 Bed apparatus 18a Top plate 19 Computer

Claims (10)

それぞれ異なる方向の傾斜磁場を発生させる複数のコイルを含む内蔵物が積層されて形成された傾斜磁場コイルの製造方法であって、
前記内蔵物の表面に絶縁性を有する皮膜を形成する皮膜形成ステップと、
前記皮膜形成ステップにより皮膜が形成された内蔵物の間に樹脂を含浸させ、当該樹脂を硬化させる樹脂硬化ステップと、
を含んだことを特徴とする傾斜磁場コイルの製造方法。 A method for manufacturing a gradient magnetic field coil formed by stacking built-in objects including a plurality of coils that generate gradient magnetic fields in different directions,
A film forming step of forming an insulating film on the surface of the built-in material;
A resin curing step in which a resin is impregnated between the built-in objects in which the film is formed by the film forming step, and the resin is cured;
The manufacturing method of the gradient magnetic field coil characterized by including. 前記皮膜形成ステップは、ディッピング方式を用いて前記皮膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の傾斜磁場コイルの製造方法。   The method of manufacturing a gradient coil according to claim 1, wherein the film forming step forms the film using a dipping method. 前記皮膜形成ステップは、絶縁性を有するテープを前記内蔵物に巻き付けることによって前記皮膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の傾斜磁場コイルの製造方法。   2. The method of manufacturing a gradient magnetic field coil according to claim 1, wherein the film forming step forms the film by winding an insulating tape around the built-in object. 前記絶縁性を有する皮膜はポリイミド樹脂からなることを特徴とする請求項１、２または３に記載の傾斜磁場コイルの製造方法。   4. The method of manufacturing a gradient coil according to claim 1, wherein the insulating film is made of polyimide resin. 前記内蔵物には、前記傾斜磁場コイルを冷却する冷却パイプが含まれることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の傾斜磁場コイルの製造方法。   The method of manufacturing a gradient magnetic field coil according to any one of claims 1 to 4, wherein the built-in object includes a cooling pipe for cooling the gradient magnetic field coil. 複数の方向の傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルであって、
前記傾斜磁場を発生させるコイルを含む複数の導体と、
絶縁性を有する第一の樹脂を用いて前記複数の導体それぞれの表面に形成された皮膜と、
前記皮膜が表面に形成された前記複数の導体間の位置関係を固定する第二の樹脂と、
を備えたことを特徴とする傾斜磁場コイル。 A gradient coil for generating gradient magnetic fields in a plurality of directions,
A plurality of conductors including a coil for generating the gradient magnetic field;
A film formed on the surface of each of the plurality of conductors using a first resin having insulating properties,
A second resin for fixing the positional relationship between the plurality of conductors formed on the surface of the coating;
A gradient magnetic field coil comprising: 前記第二の樹脂は、絶縁性を有することを特徴とする請求項６に記載の傾斜磁場コイル。   The gradient magnetic field coil according to claim 6, wherein the second resin has an insulating property. 前記第一の樹脂と前記第二の樹脂は、それぞれ異なる種類の樹脂であることを特徴とする請求項６または７に記載の傾斜磁場コイル。   The gradient coil according to claim 6 or 7, wherein the first resin and the second resin are different types of resins. 前記第一の樹脂と前記第二の樹脂は、それぞれ同じ種類の樹脂であることを特徴とする請求項６または７に記載の傾斜磁場コイル。   The gradient magnetic field coil according to claim 6 or 7, wherein the first resin and the second resin are the same type of resin. 方向が異なる複数の傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルを備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
前記傾斜磁場コイルは、
絶縁性を有する第一の樹脂を用いて前記複数の導体それぞれの表面に形成された皮膜と、
前記皮膜が表面に形成された前記複数の導体間の位置関係を固定する第二の樹脂と、
を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 A magnetic resonance imaging apparatus including a gradient magnetic field coil that generates a plurality of gradient magnetic fields having different directions,
The gradient coil is
A film formed on the surface of each of the plurality of conductors using a first resin having insulating properties,
A second resin for fixing the positional relationship between the plurality of conductors formed on the surface of the coating;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
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