(57)【要約】【課題】構造的及び製造的に容易な構成で傾斜磁場コイルを直接冷却すること。【解決手段】実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、傾斜磁場コイルと、容器とを備える。前記傾斜磁場コイルは、傾斜磁場を発生させる。前記容器は、前記傾斜磁場コイルを内部に収容する。前記容器には、冷媒を流通させる流通口が設けられており、当該流通口を介して前記容器の内部に前記冷媒が充填される。【選択図】図２
2020000366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルと、
前記傾斜磁場コイルを内部に収容する容器と、
を備え、
前記容器には、冷媒を流通させる流通口が設けられており、当該流通口を介して前記容器の内部に前記冷媒が充填される、
磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記傾斜磁場コイルは、略円筒状に形成されており、
前記容器には、複数の前記流通口が前記傾斜磁場コイルの軸周りに等間隔で設けられている、
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記傾斜磁場コイルは、当該傾斜磁場コイルの円周面に沿って配置された渦巻き状のパターンを含んでおり、
前記流通口は、前記傾斜磁場コイルの周方向において、前記パターンの中心部と同じ位置に設けられている、
請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記傾斜磁場コイルのパターンには、前記冷媒の流路となる溝が形成されている、
請求項１〜３のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
溝は、前記傾斜磁場コイルの軸方向に沿って形成されている、
請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記パターンにおける発熱が大きい箇所で密になるように複数の前記溝が形成されている、
請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
溝は、前記傾斜磁場コイルの軸方向に対して斜めの方向に沿って形成されている、
請求項５又は６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記溝の幅は、前記冷媒の圧力損失に応じて決められている、
請求項４〜７のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
円筒状に形成された支持部材をさらに備え、
前記傾斜磁場コイルは、前記支持部材の外周部に固定されている、
請求項１〜８のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記傾斜磁場コイルと、当該傾斜磁場コイルに積層された部材との間に配置され、前記冷媒の流路を形成するスペーサーをさらに備える、
請求項１〜９のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
前記スペーサーの幅は、前記冷媒の圧力損失に応じて決められている、
請求項１０に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
複数の前記傾斜磁場コイルを備え、
各傾斜磁場コイルは、径方向に積層されており、層間に配置された絶縁部材に固定されて一体化されている、
請求項１〜１１のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
前記冷媒は、絶縁液体である、
請求項１〜１２のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気共鳴イメージング（Magnetic  Resonance  Imaging：ＭＲＩ）装置では、被検体が配置されるボアの大口径化や傾斜磁場の高出力化が進んでおり、これに伴って、より大きな電流が傾斜磁場コイルに流されるようになっている。このため、ＭＲＩ装置では、傾斜磁場コイルの冷却が重要となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３０５４３号公報
【特許文献２】特開２０１４−１２４１９５号公報
【特許文献３】特開２００８−２６４５３６号公報
【特許文献４】特開平０８−０１０２４０号公報
【特許文献５】特開平０６−０５４８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、構造的及び製造的に容易な構成で傾斜磁場コイルを直接冷却することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係るＭＲＩ装置は、傾斜磁場コイルと、容器とを備える。前記傾斜磁場コイルは、傾斜磁場を発生させる。前記容器は、前記傾斜磁場コイルを内部に収容する。前記容器には、冷媒を流通させる流通口が設けられており、当該流通口を介して前記容器の内部に前記冷媒が充填される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の全体的な構成例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニットの構成例を示す断面図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニットに含まれるシムトレイの構成例を示す斜視図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係るメインコイルに含まれるＸコイルに形成される溝の一例を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係るメインコイルに含まれるＸコイルに形成される溝の一例を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニットにおけるＸコイル、Ｙコイル、及びＺコイルの配置例を示す図である。
【図７】図７は、第２の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニットにおけるＸコイル、Ｙコイル、及びＺコイルの配置例を示す図である。
【図８】図８は、第３の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニットにおけるＸコイル、Ｙコイル、及びＺコイルの配置例を示す図である。
【図９】図９は、第４の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニットにおけるＸコイル、Ｙコイル、及びＺコイルの配置例を示す図である。
【図１０】図１０は、第５の実施形態に係るメインコイルに含まれるＸコイルに形成される溝の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、第６の実施形態に係るメインコイルに含まれるＸコイルに形成される溝の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、第７の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニットにおける流入口及び流出口の配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら、ＭＲＩ装置の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で参照する各図面は概念的な構成を示すものであり、各構成要素の形状や大きさは実物と異なる場合がある。また、各図面において、同一の役割を果たす構成要素には同一の符号が付されている。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の全体的な構成例を示す図である。
【０００９】
例えば、図１に示すように、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイルユニット２０、傾斜磁場電源３、全身用コイル４、局所用コイル５、寝台６、送信回路７、受信回路８、架台９、インタフェース１０、ディスプレイ１１、記憶回路１２、及び処理回路１３〜１６を備える。
【００１０】
静磁場磁石１は、被検体Ｓが配置される撮像空間に静磁場を発生させる。具体的には、静磁場磁石１は、中空の略円筒状（中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む）に形成されており、内周側に配置された撮像空間に静磁場を発生させる。例えば、静磁場磁石１は、略円筒状に形成された冷却容器と、当該冷却容器内に充填された冷却材（例えば、液体ヘリウム等）に浸漬された超伝導磁石等の磁石とを有する。なお、静磁場磁石１は、例えば、永久磁石を用いて静磁場を発生させるものであってもよい。
【００１１】
傾斜磁場コイルユニット２０は、被検体Ｓが配置される撮像空間に傾斜磁場を発生させる。具体的には、傾斜磁場コイルユニット２０は、中空の略円筒状（中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む）に形成されており、径方向に積層された略円筒状の複数の傾斜磁場コイルを有する。ここで、複数の傾斜磁場コイルは、傾斜磁場電源３から供給される電流に基づいて、内周側に配置された撮像空間に、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の各軸方向に沿った傾斜磁場を発生させる。
【００１２】
より具体的には、傾斜磁場コイルユニット２０は、傾斜磁場コイルとして、Ｘ軸方向に沿った傾斜磁場コイルを発生させるＸコイルと、Ｙ軸方向に沿った傾斜磁場コイルを発生させるＹコイルと、Ｚ軸方向に沿った傾斜磁場コイルを発生させるＺコイルとを有する。ここで、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、ＭＲＩ装置１００に固有の装置座標系を構成する。例えば、Ｘ軸は、傾斜磁場コイルユニット２０の中心軸に直交する水平方向に設定され、Ｙ軸は、傾斜磁場コイルユニット２０の中心軸に直交する鉛直方向に設定される。また、Ｚ軸は、傾斜磁場コイルユニット２０の中心軸に沿って設定される。
【００１３】
傾斜磁場電源３は、傾斜磁場コイルユニット２０が有するＸコイル、Ｙコイル、及びＺコイルそれぞれに個別に電流を供給することで、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の各軸方向に沿った傾斜磁場を撮像空間に発生させる。具体的には、傾斜磁場電源３は、Ｘコイル、Ｙコイル、及びＺコイルそれぞれに適宜に電流を供給することによって、互いに直交するリードアウト方向、位相エンコード方向、及びスライス方向それぞれに沿った傾斜磁場を発生させる。ここで、リードアウト方向に沿った軸、位相エンコード方向に沿った軸、及びスライス方向に沿った軸は、撮像の対象となるスライス領域又はボリューム領域を規定するための論理座標系を構成する。
【００１４】
そして、リードアウト方向、位相エンコード方向、及びスライス方向それぞれに沿った傾斜磁場は、静磁場磁石１によって発生する静磁場に重畳されることによって、被検体Ｓから発生したＭＲ信号に空間的な位置情報を付与する。具体的には、リードアウト方向の傾斜磁場は、リードアウト方向の位置に応じてＭＲ信号の周波数を変化させることで、リードアウト方向に沿った位置情報をＭＲ信号に付与する。また、位相エンコード方向の傾斜磁場は、位相エンコード方向に沿ってＭＲ信号の位相を変化させることで、位相エンコード方向に沿った位置情報をＭＲ信号に付与する。また、スライス方向の傾斜磁場は、スライス方向に沿った位置情報をＭＲ信号に付与する。例えば、スライス方向の傾斜磁場は、撮像領域がスライス領域の場合には、スライス領域の方向、厚さ、枚数を決めるために用いられ、撮像領域がボリューム領域である場合には、スライス方向の位置に応じてＭＲ信号の位相を変化させるために用いられる。
【００１５】
全身用コイル４は、被検体Ｓが配置される撮像空間にＲＦ（Radio  Frequency）磁場を印加し、当該ＲＦ磁場の影響によって被検体Ｓから発生するＭＲ信号を受信するＲＦコイルである。具体的には、全身用コイル４は、中空の略円筒状（中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む）に形成されており、送信回路７から供給されるＲＦパルス信号に基づいて、内周側に配置された撮像空間にＲＦ磁場を印加する。また、全身用コイル４は、ＲＦ磁場の影響によって被検体Ｓから発生するＭＲ信号を受信し、受信したＭＲ信号を受信回路８へ出力する。例えば、全身用コイル４は、バードケージ型のＱＤ（quadrature）コイルである。
【００１６】
局所用コイル５は、被検体Ｓから発生したＭＲ信号を受信するＲＦコイルである。具体的には、局所用コイル５は、被検体Ｓの部位ごとに用意されたＲＦコイルであり、被検体Ｓの撮像が行われる際に、撮像対象の部位の近傍に配置される。そして、局所用コイル５は、全身用コイル４によって印加されるＲＦ磁場の影響によって被検体Ｓから発生したＭＲ信号を受信し、受信したＭＲ信号を受信回路８へ出力する。なお、局所用コイル５は、被検体ＳにＲＦ磁場を印加する送信コイルの機能をさらに有していてもよい。その場合には、局所用コイル５は、送信回路７に接続され、送信回路７から供給されるＲＦパルス信号に基づいて、被検体ＳにＲＦ磁場を印加する。例えば、局所用コイル５は、サーフェスコイルや、複数のサーフェスコイルで構成されたアレイコイルである。
【００１７】
寝台６は、被検体Ｓが載置される天板６ａを備え、被検体Ｓの撮像が行われる際に、被検体Ｓが載置された天板６ａを撮像空間に移動する。例えば、寝台６は、天板６ａの長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置されている。
【００１８】
送信回路７は、静磁場中に置かれた対象原子核に固有の共鳴周波数（ラーモア周波数）に対応するＲＦパルス信号を全身用コイル４に出力する。具体的には、送信回路７は、パルス発生器、ＲＦ発生器、変調器、及び増幅器を有する。パルス発生器は、ＲＦパルス信号の波形を生成する。ＲＦ発生器は、共鳴周波数のＲＦ信号を発生する。変調器は、ＲＦ発生器によって発生したＲＦ信号の振幅をパルス発生器によって発生した波形で変調することで、ＲＦパルス信号を生成する。増幅器は、変調器によって発生したＲＦパルス信号を増幅して全身用コイル４に出力する。
【００１９】
受信回路８は、全身用コイル４又は局所用コイル５によって受信されたＭＲ信号に基づいてＭＲ信号データを生成し、生成したＭＲ信号データを処理回路１４に出力する。具体的には、受信回路８は、プリアンプ、検波器、及びＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換器を有する。プリアンプは、全身用コイル４又は局所用コイル５から出力されるＭＲ信号を増幅する。検波器は、プリアンプによって増幅されたＭＲ信号から共鳴周波数の成分を差し引いたアナログ信号を検波する。Ａ／Ｄ変換器は、検波器によって検波されたアナログ信号をデジタル信号に変換することでＭＲ信号データを生成し、生成した生成したＭＲ信号データを処理回路１４に出力する。
【００２０】
架台９は、略円筒状（中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む）に形成された中空のボア９ａを有し、静磁場磁石１、傾斜磁場コイルユニット２０、及び全身用コイル４を支持している。具体的には、架台９は、静磁場磁石１の内周側に傾斜磁場コイルユニット２０を配置し、傾斜磁場コイルユニット２０の内周側に全身用コイル４を配置し、全身用コイル４の内周側にボア９ａを配置した状態で、静磁場磁石１、傾斜磁場コイルユニット２０、及び全身用コイル４それぞれを支持している。ここで、架台９が有するボア９ａ内の空間が、被検体Ｓの撮像が行われる際に被検体Ｓが配置される撮像空間となる。
【００２１】
なお、ここでは、ＭＲＩ装置１００が、静磁場磁石１、傾斜磁場コイルユニット２０及び全身用コイル４それぞれが略円筒状に形成された、いわゆるトンネル型の構成を有する場合の例を説明するが、実施形態はこれに限られない。例えば、ＭＲＩ装置１００は、被検体Ｓが配置される撮像空間を挟んで対向するように一対の静磁場磁石、一対の傾斜磁場コイルユニット及び一対のＲＦコイルを配置した、いわゆるオープン型の構成を有していてもよい。この場合には、一対の静磁場磁石、一対の傾斜磁場コイルユニット及び一対のＲＦコイルによって挟まれた空間が、トンネル型の構成におけるボアに相当する。
【００２２】
インタフェース１０は、操作者から各種指示及び各種情報の入力操作を受け付ける。具体的には、インタフェース１０は、処理回路１６に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換して処理回路１６に出力する。例えば、インタフェース１０は、撮像条件や関心領域（Region  Of  Interest：ＲＯＩ）の設定等を行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。なお、本明細書において、インタフェース１０は、マウス、キーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路もインタフェース１０の例に含まれる。
【００２３】
ディスプレイ１１は、各種情報及び各種画像を表示する。具体的には、ディスプレイ１１は、処理回路１６に接続されており、処理回路１６から送られる各種情報及び各種画像のデータを表示用の電気信号に変換して出力する。例えば、ディスプレイ１１は、液晶モニタやＣＲＴ（Cathode  Ray  Tube）モニタ、タッチパネル等によって実現される。
【００２４】
記憶回路１２は、各種データを記憶する。具体的には、記憶回路１２は、ＭＲ信号データや画像データを記憶する。例えば、記憶回路１２は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子やハードディスク、光ディスク等によって実現される。
【００２５】
処理回路１３は、寝台制御機能１３ａを有する。寝台制御機能１３ａは、制御用の電気信号を寝台６へ出力することで、寝台６の動作を制御する。例えば、寝台制御機能１３ａは、インタフェース１０を介して、天板６ａを長手方向、上下方向又は左右方向へ移動させる指示を操作者から受け付け、受け付けた指示に従って天板６ａを移動するように、寝台６が有する天板６ａの移動機構を動作させる。
【００２６】
処理回路１４は、データ収集機能１４ａを有する。データ収集機能１４ａは、各種のパルスシーケンスを実行することで、被検体ＳのＭＲ信号データを収集する。具体的には、データ収集機能１４ａは、処理回路１６から出力されるシーケンス実行データに従って、傾斜磁場電源３、送信回路７及び受信回路８を駆動することで、パルスシーケンスを実行する。ここで、シーケンス実行データは、パルスシーケンスを表すデータであり、傾斜磁場電源３が傾斜磁場コイルユニット２０に電流を供給するタイミング及び供給する電流の強さ、送信回路７が全身用コイル４に供給するＲＦパルス信号の強さや供給タイミング、受信回路８がＭＲ信号を検出する検出タイミング等を規定した情報である。そして、データ収集機能１４ａは、パルスシーケンスを実行した結果として、受信回路８からＭＲ信号データを受信し、受信したＭＲ信号データを記憶回路１２に記憶させる。ここで、データ収集機能１４ａによって受信されたＭＲ信号データの集合は、前述したリードアウト傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場、及びスライス傾斜磁場によって付与された位置情報に応じて２次元又は３次元に配列されることで、ｋ空間を構成するデータとして記憶回路１２に記憶される。
【００２７】
処理回路１５は、画像生成機能１５ａを有する。画像生成機能１５ａは、記憶回路１２に記憶されたＭＲ信号データに基づいて画像を生成する。具体的には、画像生成機能１５ａは、データ収集機能１４ａによって記憶回路１２に記憶されたＭＲ信号データを読み出し、読み出したＭＲ信号データに後処理、すなわち、フーリエ変換等の再構成処理を施すことで画像を生成する。また、画像生成機能１５ａは、生成した画像の画像データを記憶回路１２に記憶させる。
【００２８】
処理回路１６は、主制御機能１６ａを有する。主制御機能１６ａは、ＭＲＩ装置１００が有する各構成要素を制御することで、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。具体的には、主制御機能１６ａは、操作者から各種指示及び各種情報の入力操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）をディスプレイ１１に表示する。そして、主制御機能１６ａは、インタフェース１０を介して受け付けられた入力操作に応じて、ＭＲＩ装置１００が有する各構成要素を制御する。例えば、主制御機能１６ａは、インタフェース１０を介して操作者から撮像条件の入力を受け付ける。そして、主制御機能１６ａは、受け付けた撮像条件に基づいてシーケンス実行データを生成し、当該シーケンス実行データを処理回路１４に送信することで、各種のパルスシーケンスを実行する。また、例えば、主制御機能１６ａは、操作者からの要求に応じて、記憶回路１２から画像データを読み出してディスプレイ１１に出力する。
【００２９】
ここで、上述した処理回路１３〜１６は、例えば、プロセッサによって実現される。この場合に、各処理回路が有する処理機能は、例えば、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１２に記憶される。各処理回路は、記憶回路１２から各プログラムを読み出して実行することで、各プログラムに対応する機能を実現する。ここで、各処理回路は、複数のプロセッサによって構成され、各プロセッサがプログラムを実行することによって各処理機能を実現するものとしてもよい。また、各処理回路が有する処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。また、ここでは、単一の記憶回路１２が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明したが、複数の記憶回路を分散して配置して、処理回路が個別の記憶回路から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。
【００３０】
以上、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００の全体的な構成について説明した。このような構成のもと、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、傾斜磁場コイルユニット２０に含まれる傾斜磁場コイルを冷却するための構成を有する。
【００３１】
ここで、近年、ＭＲＩ装置では、被検体が配置されるボアの大口径化や傾斜磁場の高出力化が進んでおり、それに伴って、より大きな電流が傾斜磁場コイルに流されるようになっている。このため、ＭＲＩ装置では、傾斜磁場コイルの冷却が重要となっている。
【００３２】
一般的に、傾斜磁場コイルの冷却法としては、例えば、傾斜磁場コイルのパターンの付近に冷却管を配置して当該冷却管に冷媒を流通させる間接法や、傾斜磁場コイルのパターンを中空導体で形成して当該中空導体に冷媒を流通させる直説法が知られている。
【００３３】
しかしながら、間接法では、直接法と比較して、冷媒を同じ流量だけ流した場合の冷却効率が低いという欠点がある。また、直接法では、中空導体の太さが制限されるため、冷媒の圧力損失が大きくなる。そのため、直接法では、冷媒の流路を分岐（分割）することになり、その結果、傾斜磁場コイルユニットの構造が複雑になり、製造も難しくなるという欠点がある。
【００３４】
このようなことから、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、構造的及び製造的に容易な構成で傾斜磁場コイルを直接冷却することができるように構成されている。
【００３５】
具体的には、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、傾斜磁場コイルを内部に収容する容器を備える。そして、当該容器には、冷媒を流通させる流通口が設けられており、当該流通口を介して容器の内部に冷媒が充填される。
【００３６】
このような構成によれば、中空導体を用いずに、容器内に充填された冷媒によって、傾斜磁場コイルを直接冷却することができる。したがって、本実施形態によれば、中空導体を用いる場合と比べて、構造的及び製造的に容易な構成で傾斜磁場コイルを直接冷却することができる。
【００３７】
以下、上述したＭＲＩ装置１００の構成について、より詳細に説明する。なお、本実施形態では、傾斜磁場コイルユニット２０が、傾斜磁場を発生させるメインコイルと、漏洩傾斜磁場を打ち消すシールドコイルとを有するＡＳＧＣ（Actively  Shielded  Gradient  Coil）として構成されている場合の例を説明する。
【００３８】
図２は、第１の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニット２０の構成例を示す断面図である。ここで、図２は、傾斜磁場コイルユニット２０の中心軸を通る鉛直方向に沿った断面を示しており、傾斜磁場コイルユニット２０の円筒形状における上側の部分の断面を示している。図２において、上側は、傾斜磁場コイルユニット２０の外周側を示しており、下側は、傾斜磁場コイルユニット２０の内周側を示している。
【００３９】
例えば、図２に示すように、本実施形態に係る傾斜磁場コイルユニット２０は、メインコイル２１と、シールドコイル２２と、シムトレイガイド２３と、シムトレイ２４と、容器２５とを有する。
【００４０】
メインコイル２１は、略円筒状に形成されたＸコイル２１ｘ、Ｙコイル２１ｙ、及びＺコイル２１ｚが径方向に積層されて構成されている。ここで、メインコイル２１が有するＸコイル２１ｘ、Ｙコイル２１ｙ、及びＺコイル２１ｚは、内周側に配置された撮像空間に、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の各軸方向に沿った傾斜磁場を発生させる。具体的には、Ｘコイル２１ｘは、サドル状に形成されたサドルコイルであり、Ｘ軸に沿って傾斜磁場を発生させる。また、Ｙコイル２１ｙは、Ｘコイルと同様にサドルコイルであり、Ｙ軸に沿って傾斜磁場を発生させる。また、Ｚコイル２１ｚは、螺旋状に形成されたソレノイドコイルであり、Ｚ軸に沿って傾斜磁場を発生させる。
【００４１】
シールドコイル２２は、メインコイル２１の外周側に配置されており、メインコイル２１と同様に、略円周状に形成されたＸコイル２２ｘ、Ｙコイル２２ｙ、及びＺコイル２２ｚが径方向に積層されて構成されている。ここで、シールドコイル２２が有するＸコイル２２ｘ、Ｙコイル２２ｙ、及びＺコイル２２ｚは、それぞれ、メインコイル２１が有するＸコイル２１ｘ、Ｙコイル２１ｙ、及びＺコイル２１ｚに流れる電流と逆の方向に電流を流すことで、傾斜磁場コイルユニット２０の外側に漏洩する漏洩傾斜磁場を打ち消す磁場を発生させる。
【００４２】
シムトレイガイド２３は、細長い直方体の筒状に形成された部材であり、長手方向の両端面にシムトレイ２４を挿入するための開口部を有している。ここで、シムトレイガイド２３は、メインコイル２１とシールドコイル２２との間に挟まれた領域に、各コイルの円周方向に沿って等間隔に複数配置されており、それぞれが互いに平行となるように配置されている。そして、各シムトレイガイド２３には、シムトレイ２４が挿入されている。
【００４３】
図３は、第１の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニット２０に含まれるシムトレイ２４の構成例を示す斜視図である。
【００４４】
例えば、図３に示すように、シムトレイ２４は、細長い箱状のトレイ本体２４ａと、細長い板状のトレイ蓋体２４ｂとから構成されている。トレイ本体２４ａは、長手方向に沿って連続して並ぶように設けられた複数のシムポケット２４ｄを有しており、各シムポケット２４ｄに、撮像空間における静磁場の不均一性を補正するために必要な枚数の磁性体シム２４ｃが収納されている。
【００４５】
図２に戻って、容器２５は、メインコイル２１、シールドコイル２２、シムトレイガイド２３、及びシムトレイ２４を内部に収容している。具体的には、容器２５は、内周部と外周部との間に中空部を有する略円筒状に形成されており、当該中空部にメインコイル２１、シールドコイル２２、シムトレイガイド２３、及びシムトレイ２４を収容している。
【００４６】
例えば、容器２５は、軸方向の長さが同じであり径の大きさが異なる２つの略円筒状の部材を内周部及び外周部として用い、外周部の内側に内周部を配置した状態で、それぞれの軸方向の両端部を円環状の板部材で密閉することによって形成されている。この場合には、例えば、内周部と外周部との間にメインコイル２１、シールドコイル２２、及びシムトレイガイド２３が配置され、さらに、磁性体シム２４ｃを収納済みのシムトレイ２４がシムトレイガイド２３に挿入された後に、内周部及び外周部それぞれの両端部が円環状の板部材によって密閉される。
【００４７】
そして、容器２５には、冷媒を流通させる流通口として、流入口２５ａと、流出口２５ｂとが設けられており、流入口２５ａを介して容器２５の内部に冷媒が充填される。ここで、冷媒は、例えば、フロリナート等の絶縁液体である。
【００４８】
具体的には、流入口２５ａは、容器２５の軸方向における一端側の端面に設けられており、流出口２５ｂは、容器２５の軸方向における他端側の端面に設けられている。例えば、容器２５には、複数の流入口２５ａ及び複数の流出口２５ｂが各コイルの軸周りに等間隔で設けられている。ここで、流入口２５ａは、配管を介して冷却装置（図示は省略）に接続されており、冷却装置から供給される冷媒２６を容器２５の内部に流入させることで、容器２５の内部に冷媒２６を充填する。一方、流出口２５ｂも、配管を介して冷却装置に接続されており、容器２５の内部から押し出される冷媒２６を流出させて、冷却装置に戻す。これにより、中空導体を用いずに、容器２５内に充填された冷媒２６によって、メインコイル２１及びシールドコイル２２それぞれに含まれる各コイルを直接冷却することができるようになる。
【００４９】
そして、本実施形態では、このような構成に加えて、さらに、メインコイル２１及びシールドコイル２２に含まれる各コイルのパターンの間に隙間を設けることによって、各コイルの間に冷媒２６の流路が形成されている。これにより、容器２５内に充填された冷媒２６によって、メインコイル２１及びシールドコイル２２それぞれに含まれる各コイルをより直接的に冷却することができるようになる。
【００５０】
なお、一般的に、ＭＲＩ装置では、複数の傾斜磁場コイルを強固に一体化するため、各傾斜磁場コイルの間に樹脂が含浸されて各傾斜磁場コイルが固定されるが、本実施形態では、各傾斜磁場コイルの間に冷媒２６の流路を形成するため、樹脂の含浸は行われない。
【００５１】
具体的には、本実施形態では、メインコイル２１及びシールドコイル２２に含まれるＸコイル及びＹコイルそれぞれのパターンに、冷媒２６の流路となる溝が形成されている。
【００５２】
図４及び５は、第１の実施形態に係るメインコイル２１に含まれるＸコイル２１ｘに形成される溝の一例を示す図である。ここで、図４は、Ｘコイル２１ｘに含まれる複数の渦巻き状のパターンの１つを示しており、Ｘコイル２１ｘの円周面に沿って配置された渦巻き状のパターンを平面状に展開した場合の様子を示している。また、図５は、Ｘコイル２１ｘのパターンに含まれる溝が形成された部分の厚さ方向に沿った断面を示している。
【００５３】
例えば、図４に示すように、Ｘコイル２１ｘには、Ｘコイル２１ｘの周方向（図４における上下方向）に沿って等間隔に複数の溝２１ａが形成されている。ここで、各溝は、Ｘコイル２１ｘの軸方向、すなわち、Ｚ軸方向に沿って形成されており、それぞれが互いに平行となるように形成されている。また、例えば、図５に示すように、各溝は、Ｘコイル２１ｘのパターンの厚さの半分程度の深さを有するように形成されている。
【００５４】
なお、ここでは、メインコイル２１に含まれるＸコイル２１ｘを例に挙げて説明したが、メインコイル２１に含まれるＹコイル２１ｙ、シールドコイル２２に含まれるＸコイル２２ｘ及びＹコイル２２ｙにも、同様に複数の溝が形成されている。
【００５５】
そして、本実施形態では、メインコイル２１及びシールドコイル２２それぞれにおいて、径方向に積層されたＸコイル、Ｙコイル、及びＺコイルが、各コイルの層間に配置された絶縁部材に固定されて一体化されている。
【００５６】
図６は、第１の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニット２０におけるＸコイル、Ｙコイル、及びＺコイルの配置例を示す図である。ここで、図６は、傾斜磁場コイルユニット２０の中心軸に直交する断面を示しており、メインコイル２１に含まれるＸコイル２１ｘ、Ｙコイル２１ｙ、及びＺコイル２１ｚそれぞれのパターンの一部、及び、１つのシムトレイガイド２３を示している。図６において、上側は、傾斜磁場コイルユニット２０の外周側を示しており、下側は、傾斜磁場コイルユニット２０の内周側を示している。
【００５７】
例えば、図６に示すように、メインコイル２１に含まれるＸコイル２１ｘ、Ｙコイル２１ｙ、及びＺコイル２１ｚは、径方向に積層されている。そして、Ｘコイル２１ｘとＹコイル２１ｙとの間には、円筒状に形成された絶縁部材２７ａが配置されており、両コイルが絶縁部材２７ａに接着剤等で強固に固定されている。また、Ｙコイル２１ｙとＺコイル２１ｚとの間にも、円筒状に形成された絶縁部材２７ｂが配置されており、両コイルが絶縁部材２７ｂに接着剤等で強固に固定されている。
【００５８】
このような構成によれば、Ｘコイル２１ｘに形成された溝２１ａ及び絶縁部材２７ａによって、Ｘコイル２１ｘとＹコイル２１ｙとの間に、メインコイル２１の軸方向に沿って延びる隙間が設けられることになる。また、Ｙコイル２１ｙに形成された溝２１ｂ及び絶縁部材２７ｂによって、Ｙコイル２１ｙとＺコイル２１ｚとの間にも、メインコイル２１の軸方向に沿って延びる隙間が設けられることになる。これにより、容器２５に冷媒２６が充填された際には、それぞれの隙間に冷媒２６が流れるようになる。すなわち、Ｘコイル２１ｘとＹコイル２１ｙとの間、及び、Ｙコイル２１ｙとＺコイル２１ｚとの間に、冷媒２６の流路が形成されることになる。
【００５９】
ここで、通常、Ｘコイル及びＹコイルとして用いられるサドルコイルは、それぞれが単体で作製されるため、溝を形成することが容易であるが、Ｚコイルとして用いられるソレノイドコイルは、円筒状の基材や他の傾斜磁場コイル等に平角銅線を巻き付けて作成されることが多いため、製造上、溝を設けることが難しい場合がある。
【００６０】
そのため、本実施形態では、Ｚコイルには溝を形成せず、その代わりに、Ｚコイルと、当該Ｚコイルに積層された部材との間にスペーサーを配置することによって、さらに、冷媒２６の流路となる隙間を設けている。
【００６１】
例えば、図６に示すように、メインコイル２１に含まれるＺコイル２１ｚと、当該Ｚコイル２１ｚに積層されたシムトレイガイド２３との間に、２つのスペーサー２８が配置されている。ここで、各スペーサー２８は、Ｚコイル２１ｚとシムトレイガイド２３との間で、メインコイル２１の軸方向に沿って延在するように配置されており、Ｚコイル２１ｚ及びシムトレイガイド２３が接着剤等で強固に固定されている。
【００６２】
このような構成によれば、２つのスペーサー２８によって、Ｚコイル２１ｚとシムトレイガイド２３との間に、メインコイル２１の軸方向に沿って延びる隙間が設けられることになる。これにより、容器２５に冷媒２６が充填された際に、当該隙間に冷媒２６が流れるようになる。すなわち、Ｚコイル２１ｚとシムトレイガイド２３との間に、冷媒２６の流路が形成されることになる。このように、Ｚコイル２１ｚとシムトレイガイド２３との間に冷媒２６の流路が形成されることによって、Ｚコイル２１ｚから発生する熱がシムトレイガイド２３及びシムトレイガイド２３に収納された磁性体シム２４ｃに伝わることを抑止できるようになる。なお、図６では図示を省略しているが、シールドコイル２２が配置された側も、メインコイル２１が配置された側と同様に構成されている。
【００６３】
ここで、本実施形態では、上述したＸコイル及びＹコイルのパターンに形成される溝の幅、及び、Ｚコイルとシムトレイガイド２３との間に配置されるスペーサーの幅は、冷媒２６の圧力損失に応じて決められている。例えば、当該溝、及び、当該スペーサーの幅は、冷媒２６を供給する冷却装置に含まれるポンプの性能に応じて決められている。より具体的には、例えば、当該溝、及び、当該スペーサーの幅は、容器２５の内部に流れる冷媒２６の圧力損失がポンプの最高許容圧力より小さくなるように決められている。
【００６４】
また、本実施形態では、傾斜磁場コイルユニット２０は、円筒状に形成された支持部材（ボビンとも呼ばれる）２９をさらに備えており、メインコイル２１に含まれるＸコイル２１ｘが、当該支持部材２９の外周部に固定されている。ここで、支持部材２９は、前述した絶縁部材２７ａ、２７ｂと比較して、より強靭で剛性が高く、かつ絶縁性を有する材料で作製されている。
【００６５】
そして、例えば、Ｘコイル２１ｘは、支持部材２９の外周面に形成された固定溝に埋め込まれることで、当該支持部材２９に強固に固定されている。なお、例えば、Ｘコイル２１ｘは、固定溝で固定される代わりに、接着剤等で支持部材２９の外周面に強固に固定されてもよい。または、Ｘコイル２１ｘは、支持部材２９の外周面に形成された固定溝に埋め込まれ、かつ、当該固定溝に接着剤で固定されてもよい。
【００６６】
上述したように、第１の実施形態では、中空導体を用いずに、容器２５内に充填された冷媒２６によって、メインコイル２１及びシールドコイル２２それぞれに含まれる各コイルを直接冷却することができる。したがって、第１の実施形態によれば、中空導体を用いる場合と比べて、構造的及び製造的に容易な構成で、メインコイル２１及びシールドコイル２２それぞれに含まれる各コイルを直接冷却することができる。また、メインコイル２１及びシールドコイル２２の全体を直接冷却することによって、中空導体を用いた場合より高い冷却性能も実現可能となる。
【００６７】
また、第１の実施形態では、メインコイル２１及びシールドコイル２２に含まれるＸコイル、Ｙコイル、及びＺコイルが、それぞれ絶縁部材に強固に固定され、かつ、Ｚコイル及びシムトレイガイド２３が、それぞれスペーサーに強固に固定されている。したがって、第１の実施形態によれば、樹脂の含浸が行われなくても、メインコイル２１及びシールドコイル２２を強固に一体化することができる。さらに、第１の実施形態では、傾斜磁場コイルユニット２０の最内層となるメインコイル２１のＸコイル２１ｘが支持部材２９に固定されることによって、傾斜磁場コイルユニット２０全体をより強固に一体化することができる。
【００６８】
また、第１の実施形態では、メインコイル２１及びシールドコイル２２に含まれるＸコイル及びＹコイルのパターンに形成される溝の幅、及び、Ｚコイルとシムトレイガイド２３との間に配置されるスペーサーの幅が、冷媒２６の圧力損失に応じて決められている。したがって、第１の本実施形態によれば、当該溝、及び、当該スペーサーの幅を変えることによって、冷媒２６の圧力損失を調整することができる。
【００６９】
なお、例えば、Ｘコイル及びＹコイルのパターンに形成される溝の幅、及び、Ｚコイルとシムトレイガイド２３との間に配置されるスペーサーの幅は、各コイルの性質に応じて決められてもよい。例えば、Ｘコイルはリードアウト方向の傾斜磁場を発生させるために用いられることが多く、Ｙコイルと比べて発熱が大きいと考えられる。そのため、例えば、Ｘコイルに形成される溝の幅を、Ｙコイルに形成される溝の幅より大きくしてもよい。
【００７０】
以上、第１の実施形態について説明したが、上述した傾斜磁場コイルユニット２０の構成は、その一部を適宜に変更して実施することも可能である。そこで、以下では、第１の実施形態に係るいくつかの変形例を他の実施形態として説明する。なお、以下で説明する各実施形態では、先に説明済みと異なる点を中心に説明することとし、先に説明済みの実施形態と共通する内容については詳細な説明を省略する。
【００７１】
（第２の実施形態）
例えば、上述した実施形態では、Ｘコイル、Ｙコイル、及びＺコイルが絶縁部材に固定されている場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、絶縁部材を用いる代わりに、第１の実施形態でメインコイル２１のＸコイル２１ｘが固定された支持部材２７と同様の支持部材が用いられてもよい。
【００７２】
図７は、第２の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニット２０におけるＸコイル、Ｙコイル、及びＺコイルの配置例を示す図である。ここで、図７は、図６と同様に、傾斜磁場コイルユニット２０の中心軸に直交する断面を示している。
【００７３】
例えば、図７に示すように、本実施形態では、メインコイル２１に含まれるＸコイル２１ｘとＹコイル２１ｙとの間に、円筒状に形成された支持部材２９ａが配置されている。また、Ｙコイル２１ｙとＺコイル２１ｚとの間にも、円筒状に形成された支持部材２９ｂが配置されている。ここで、各支持部材は、メインコイル２１のＸコイル２１ｘが固定された支持部材２７と同様に、前述した絶縁部材と比較して、より強靭で剛性が高く、かつ絶縁性を有する材料で作製されている。
【００７４】
そして、本実施形態では、Ｙコイル２１ｙが、支持部材２９ａの外周面に形成された固定溝に埋め込まれることで、当該支持部材２９ａに強固に固定されている。また、Ｚコイル２１ｚも、支持部材２９ｂの外周面に形成された固定溝に埋め込まれることで、当該支持部材２９ｂに強固に固定されている。なお、例えば、Ｙコイル２１ｙ及びＺコイル２１ｚは、固定溝で固定される代わりに、接着剤等で各支持部材の外周面に強固に固定されてもよい。または、Ｙコイル２１ｙ及びＺコイル２１ｚは、各支持部材の外周面に形成された固定溝に埋め込まれ、かつ、当該固定溝に接着剤で固定されてもよい。
【００７５】
このような構成によれば、Ｘコイル２１ｘに形成された溝２１ａ及び支持部材２９ａによって、Ｘコイル２１ｘとＹコイル２１ｙとの間に、メインコイル２１の軸方向に沿って延びる隙間が設けられることになる。また、Ｙコイル２１ｙに形成された溝２１ｂ及び支持部材２９ｂによって、Ｙコイル２１ｙとＺコイル２１ｚとの間に、メインコイル２１の軸方向に沿って延びる隙間が設けられることになる。これにより、本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、Ｘコイル２１ｘとＹコイル２１ｙとの間、及び、Ｙコイル２１ｙとＺコイル２１ｚとの間に、冷媒２６の流路が形成されることになる。なお、図７では図示を省略しているが、シールドコイル２２が配置された側も、メインコイル２１が配置された側と同様に構成されている。
【００７６】
このように、第２の実施形態では、Ｘコイルだけでなく、Ｙコイル及びＺコイルも支持部材に固定されることによって、メインコイル２１及びシールドコイル２２をより強固に固定できるようになる。
【００７７】
（第３の実施形態）
また、例えば、上述した実施形態では、メインコイル２１及びシールドコイル２２に含まれるＺコイルとシムトレイガイド２３との間のみにスペーサーが配置されている場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、ＸコイルとＹコイルとの間、及び、ＹコイルとＺコイルとの間に、さらに、スペーサーが配置されてもよい。
【００７８】
図８は、第３の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニット２０におけるＸコイル、Ｙコイル、及びＺコイルの配置例を示す図である。ここで、図８は、図６と同様に、傾斜磁場コイルユニット２０の中心軸に直交する断面を示している。
【００７９】
例えば、図８に示すように、本実施形態では、図７に示した例と同様に、メインコイル２１に含まれるＸコイル２１ｘとＹコイル２１ｙとの間に、円筒状に形成された支持部材２９ａが配置されている。また、Ｙコイル２１ｙとＺコイル２１ｚとの間にも、円筒状に形成された支持部材２９ｂが配置されている。
【００８０】
そして、本実施形態では、さらに、メインコイル２１に含まれるＸコイル２１ｘと支持部材２９ａとの間に、Ｘコイル２１ｘに形成された溝２１ａを間に挟むように２つのスペーサー２８ａが配置されている。ここで、各スペーサー２８ａは、Ｘコイル２１ｘと支持部材２９ａとの間で、メインコイル２１の軸方向に沿って延在するように配置されており、Ｘコイル２１ｘ及び支持部材２９ａが接着剤等で強固に固定されている。
【００８１】
また、本実施形態では、さらに、メインコイル２１に含まれるＹコイル２１ｙと支持部材２９ｂとの間にも、Ｙコイル２１ｙに形成された溝２１ｂを間に挟むように２つのスペーサー２８ｂが配置されている。ここで、各スペーサー２８ｂは、Ｙコイル２１ｙと支持部材２９ｂとの間で、メインコイル２１の軸方向に沿って延在するように配置されており、Ｙコイル２１ｙ及び支持部材２９ｂが接着剤等で強固に固定されている。
【００８２】
このような構成によれば、Ｘコイル２１ｘに形成された溝２１ａ、支持部材２９ａ、及び２つのスペーサー２８ａによって、Ｘコイル２１ｘとＹコイル２１ｙとの間に、メインコイル２１の軸方向に沿って延びる隙間が設けられることになる。また、Ｙコイル２１ｙに形成された溝２１ｂ、支持部材２９ｂ、及び２つのスペーサー２８ｂによって、Ｙコイル２１ｙとＺコイル２１ｚとの間に、メインコイル２１の軸方向に沿って延びる隙間が設けられることになる。これにより、本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、Ｘコイル２１ｘとＹコイル２１ｙとの間、及び、Ｙコイル２１ｙとＺコイル２１ｚとの間に、冷媒２６の流路が形成されることになる。なお、図８では図示を省略しているが、シールドコイル２２が配置された側も、メインコイル２１が配置された側と同様に構成されている。
【００８３】
ここで、本実施形態でも、各スペーサーの幅は、冷媒２６の圧力損失に応じて決められている。
【００８４】
なお、図８に示す例では、Ｘコイルと支持部材との間、及び、Ｙコイルと支持部材との間にスペーサーが配置される場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、図６に示したように、支持部材の代わりに絶縁部材が用いられている場合には、Ｘコイルと絶縁部材との間、及び、Ｙコイルと絶縁部材との間に、図８に示す例と同様にスペーサーが配置されてもよい。
【００８５】
このように、第３の実施形態では、Ｚコイルとシムトレイガイド２３との間だけでなく、ＸコイルとＹコイルとの間、及び、ＹコイルとＺコイルとの間にもスペーサーが配置されることによって、コイル間における冷媒２６の圧力損失をより柔軟に調整できるようになり、所望の流量分布をより確実に実現できるようになる。
【００８６】
（第４の実施形態）
また、例えば、上述した実施形態では、メインコイル２１及びシールドコイル２２に含まれるＺコイルとシムトレイガイド２３との間にスペーサーが配置されている場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、Ｚコイルとシムトレイガイド２３とは、スペーサー２８を介さずに積層されていてもよい。
【００８７】
図９は、第４の実施形態に係る傾斜磁場コイルユニット２０におけるＸコイル、Ｙコイル、及びＺコイルの配置例を示す図である。ここで、図９は、図６と同様に、傾斜磁場コイルユニット２０の中心軸に直交する断面を示している。
【００８８】
例えば、図９に示すように、本実施形態では、メインコイル２１に含まれるＺコイル２１ｚとシムトレイガイド２３とが、スペーサー２８を介さずに連続して積層されており、Ｚコイル２１ｚがシムトレイガイド２３に接着剤等で強固に固定されている。この一方で、シールドコイル２２に含まれるＺコイル２２ｚとシムトレイガイド２３も、同様に、スペーサーを介さずに連続して積層されており、Ｚコイル２１ｚがシムトレイガイド２３に接着剤等で強固に固定されている。
【００８９】
このような構成によれば、前述したように、シムトレイガイド２３はメインコイル２１の円周方向に沿って等間隔に複数配置されているため、隣り合うシムトレイガイド２３によって、メインコイル２１のＺコイル２１ｚとシールドコイル２２のＺコイル２２ｚとの間に、各コイルの軸方向に沿って延びる隙間が設けられることになる。これにより、メインコイル２１のＺコイル２１ｚとシールドコイル２２のＺコイル２２ｚとの間に、冷媒２６の流路が形成されることになる。
【００９０】
このように、第４の実施形態では、Ｚコイルとシムトレイガイド２３とがスペーサー２８を介さずに積層されることによって、構造的及び製造的に、より容易な構成で傾斜磁場コイルを直接冷却できるようになる。
【００９１】
（第５の実施形態）
また、例えば、上述した実施形態では、Ｘコイル及びＹコイルにおいて、複数の溝が各コイルの周方向に沿って等間隔に形成される場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、Ｘコイル及びＹコイルにおいて、それぞれのパターンにおける発熱が大きい箇所で密になるように複数の溝が形成されていてもよい。
【００９２】
図１０は、第５の実施形態に係るメインコイル２１に含まれるＸコイル２１ｘに形成される溝の一例を示す図である。ここで、図１０は、図４と同様に、Ｘコイル２１ｘに含まれる複数の渦巻き状のパターンの１つを示している。
【００９３】
例えば、図１０に示すような渦巻き状のパターンでは、通常、パターンの導体が中心部で密集しており、中心部が最も大きく発熱する。そこで、本実施形態では、Ｘコイル２１ｘには、複数の溝２１ｃが、Ｘコイル２１ｘの周方向（図１０における上下方向）においてＸコイル２１ｘの中心部に集中するように、Ｘコイル２１ｘの周辺部を通る本数と比べて、中心部を通る本数が多くなるように形成されている。ここで、各溝は、Ｚ軸方向に沿って形成されており、それぞれが互いに平行となるように形成されている。
【００９４】
このように、第５の実施形態では、Ｘコイル及びＹコイルにおいて、それぞれのパターンにおける発熱が大きい箇所で密になるように複数の溝が形成されることによって、Ｘコイル及びＹコイルをより効率よく冷却できるようになる。
【００９５】
（第６の実施形態）
また、例えば、上述した実施形態では、メインコイル２１及びシールドコイル２２に含まれるＸコイル及びＹコイルにおいて、複数の溝がＺ軸方向に沿って形成される場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、Ｘコイル及びＹコイルにおいて、複数の溝がＺ軸方向に対して斜めの方向に沿って形成されてもよい。
【００９６】
図１１は、第６の実施形態に係るメインコイル２１に含まれるＸコイル２１ｘに形成される溝の一例を示す図である。ここで、図１１は、図４と同様に、Ｘコイル２１ｘに含まれる複数の渦巻き状のパターンの１つを示している。
【００９７】
例えば、図１１に示すように、本実施形態では、Ｘコイル２１ｘには、複数の溝２１ｄが、Ｚ軸方向に対して斜めの方向に沿って形成されている。すなわち、本実施形態では、Ｘコイル２１ｘの周方向（図１１における上下方向）に対して斜めの方向に沿って形成されているともいえる。ここで、各溝は、それぞれが互いに平行となるように形成されていてもよいし、図１０に示した例のように、Ｘコイル２１ｘの周辺部を通る本数と比べて中心部を通る本数が多くなるように形成されていてもよい。
【００９８】
このように、第６の実施形態では、Ｘコイル及びＹコイルにおいて、複数の溝がＺ軸方向に対して斜めの方向に沿って形成されることによって、パターンが渦巻き状に形成されているような場合でも、パターン間に満たされた冷媒が流れやすくなり、Ｘコイル及びＹコイルをより効率よく冷却できるようになる。
【００９９】
（第７の実施形態）
また、例えば、上述した実施形態では、傾斜磁場コイルユニット２０の容器２５において、複数の流入口２５ａ及び複数の流出口２５ｂが各コイルの軸周りに等間隔で設けられている場合の例を説明したが、例えば、流入口２５ａ及び流出口２５ｂが設けられる位置は、冷却効率の観点でより具体的に決められてもよい。
【０１００】
前述したように、Ｘコイル及びＹコイルに含まれるような渦巻き状のパターンでは、通常、パターンの導体が中心部で密集しており、中心部が最も大きく発熱する。そこで、本実施形態では、流入口２５ａ及び流出口２５ｂは、Ｘコイル及びＹコイルの周方向において、渦巻き状のパターンの中心部と同じ位置に設けられている。
【０１０１】
図１２は、第７の実施形態に係る容器２５における流入口２５ａ及び流出口２５ｂの配置例を示す図である。ここで、図１２は、容器２５における流入口２５ａ及び流出口２５ｂが設けられた軸方向の一端側の端面を示している。
【０１０２】
具体的には、Ｘコイルでは、傾斜磁場コイルユニット２０の中心軸に直交する水平方向に設定されたＸ軸に沿って傾斜磁場を発生させるために、少なくとも２つの渦巻き状のパターンが、中心軸を挟んで水平方向に対向するように配置されている。また、Ｙコイルでは、傾斜磁場コイルユニット２０の中心軸に直交する鉛直方向に設定されたＹ軸に沿って傾斜磁場を発生させるために、少なくとも２つの渦巻き状のパターンが、中心軸を挟んで鉛直方向に対向するように配置されている。
【０１０３】
このため、例えば、図１２に示すように、容器２５の内部では、Ｘコイル及びＹコイルの中心軸に直交する平面（Ｘ−Ｙ平面）内で水平方向の一端を起点として軸回りに角度を定義した場合に、０°、９０°、１８０°、２７０°の位置に渦巻き状のパターンの中心部が配置されることになる。この結果、例えば、図１２において破線の矩形で示す部分で発熱が大きくなる。
【０１０４】
このことから、本実施形態では、容器２５の軸方向における一端側の端面において、容器２５の内部で渦巻き状のパターンの中心部が配置される位置（上述した０°、９０°、１８０°、２７０°の位置）ごとに、Ｘコイル及びＹコイルの軸周りに、９０°おきに、流入口２５ａが設けられている。また、容器２５の軸方向における他端側の端面では、Ｘコイル及びＹコイルの周方向において、各流入口２５ａと同じ位置に、流出口２５ｂが設けられている。これにより、渦巻き状のパターンの中心部が配置されている部分に対して、容器２５の一方の側から冷媒を流入させ、他方の側から流出させることができるようになり、発熱が大きい部分を重点的に冷却できるようになる。
【０１０５】
このように、第７の実施形態では、流入口２５ａ及び流出口２５ｂが、Ｘコイル及びＹコイルの周方向において、渦巻き状のパターンの中心部と同じ位置に設けられることによって、さらに効率よく、Ｘコイル及びＹコイルを冷却できるようになる。
【０１０６】
なお、上述した第１〜第７の実施形態では、傾斜磁場コイルユニット２０がＡＳＧＣとして構成されている場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。
【０１０７】
例えば、傾斜磁場コイルユニット２０は、シールドコイルを有さないＮＳＧＣ（Non-Shielded  Gradient  Coil）であってもよい。その場合には、例えば、シールドコイルは、傾斜磁場コイルユニット２０とは別体として、傾斜磁場コイルユニット２０の外周側に配置されていてもよいし、静磁場磁石１の冷却容器内に収容されていてもよい。
【０１０８】
また、上述した第１〜第７の実施形態では、容器２５について、内周部と外周部との間にシムトレイガイド２３が配置され、さらに、磁性体シム２４ｃを収納済みのシムトレイ２４がシムトレイガイド２３に挿入された後に、内周部及び外周部それぞれの両端部が円環状の板部材によって密閉される場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。
【０１０９】
例えば、シムトレイガイド２３及び容器２５は、容器２５の内周部及び外周部それぞれの両端部が円環状の板部材によって密閉された後に、シムトレイ２４をシムトレイガイド２３に挿入できるように構成されていてもよい。この場合には、例えば、容器２５の両端部に配置される円環状の板部材において、シムトレイガイド２３が配置される位置に、シムトレイガイド２３の開口部（シムトレイ２４が挿入される開口部）と略同じ形状の貫通孔が設けられる。また、シムトレイガイド２３は、容器２５の軸方向と略同じ長さを有するように形成され、開口部が容器２５の円環状の板部材に設けられた貫通孔と同じ位置に位置付けられるように配置される。そして、この場合には、容器２５の内部が密閉されるように、シムトレイガイド２３の開口部と容器２５の円環状の板部材に設けられた貫通孔とが連続した状態で、シムトレイガイド２３の端部と円環状の板部材とが密接して固定される。
【０１１０】
なお、上述した各実施形態の説明で用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）、或いは、特定用途向け集積回路（Application  Specific  Integrated  Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple  Programmable  Logic  Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex  Programmable  Logic  Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field  Programmable  Gate  Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。ここで、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合には、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。また、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて一つのプロセッサとして構成され、その機能を実現するようにしてもよい。
【０１１１】
ここで、プロセッサによって実行されるプログラムは、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）や記憶回路等に予め組み込まれて提供される。なお、このプログラムは、これらの装置にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ（Compact  Disk）−ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible  Disk）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録されて提供されてもよい。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードされることにより提供又は配布されてもよい。例えば、このプログラムは、上述した各機能部を含むモジュールで構成される。実際のハードウェアとしては、ＣＰＵが、ＲＯＭ等の記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、各モジュールが主記憶装置上にロードされて、主記憶装置上に生成される。
【０１１２】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、構造的及び製造的に容易な構成で傾斜磁場コイルを直接冷却することができる。
【０１１３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１１４】
１００  ＭＲＩ装置
２０  傾斜磁場コイルユニット
２１  メインコイル
２１ｘ  Ｘコイル
２１ｙ  Ｙコイル
２１ｚ  Ｚコイル
２２  シールドコイル
２２ｘ  Ｘコイル
２２ｙ  Ｙコイル
２２ｚ  Ｚコイル
２５  容器
２５ａ  流入口
２５ｂ  流出口
２６  冷媒
２７ａ、２７ｂ  絶縁部材
２８  スペーサー
２９  支持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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