(57)【要約】【課題】熱伝導率が高い金属材でクールパイプを形成した場合であっても、破断を防止しつつ、十分に冷却水の流量が確保することができる。【解決手段】所定の領域内に磁場を発生するメインコイル４１，４２，４３及びアクティブシールドコイル４４，４５，４６と、銅材で形成された冷却水流通用のクールパイプ４７と、メインコイル４１，４２，４３、アクティブシールドコイル４４，４５，４６及びクールパイプ４７を封止する樹脂５１と、クールパイプ４７の表面に塗布され、樹脂５１との親和性を低下させる密着防止材４８とを備えている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の領域内に磁場を発生するコイルと、
金属材で形成された冷却水流通用のクールパイプと、
前記コイル、クールパイプを封止する樹脂部材と、
前記クールパイプの表面に塗布され、前記樹脂部材との親和性を低下させる材料とを備えていることを特徴とする磁場発生コイル装置。
【請求項２】
上記材料は、エナメル又は離型ワックスであることを特徴とする請求項１に記載の磁場発生コイル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴現象を利用して被検体の体内情報を体外から測定する磁気共鳴診断装置等に用いる磁場発生コイル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴現象は、固有の磁気モーメントを持つ核の集団が一様な静磁場中に置かれたときに、特定の周波数で回転する高周波磁場のエネルギを共鳴的に吸収し、そして高周波磁場が切られた後に、吸収したエネルギを放出する現象である。
【０００３】
このような現象を利用して、生体内物質の化学的及び構造的な微視的情報を診断上有意義なものとするためには、磁気共鳴信号の出所を識別する必要があり、このための手法として、２次元フーリエ変換法、いわゆる２ＤＦＴ法が一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この２ＤＦＴ法では、静磁場中に置かれた被検体に対して、まず高周波磁場パルスをスライス選択用の傾斜磁場と共に印加することにより、所望のスライス内に存在している特定の原子核の磁化だけを選択的に励起して、横磁化成分を発生させる。この高周波磁場パルスの後に、位相エンコード用の傾斜磁場をある時間だけ印加すると、磁化はその場所の磁場に応じた周波数で回転するが、この周波数の違いは当該磁場を切った後にも位相の違いとして保存される。その後、周波数エンコード用の傾斜磁場を印加した状態のままで、磁化の横磁化成分の回転により高周波磁場コイルに誘導される磁気共鳴信号を、受信器を介して受信する。この周波数エンコード用の傾斜磁場によって、磁化はその場所の磁場に応じた周波数で回転するが、この周波数の違いはそのまま磁気共鳴信号の周波数に反映されている。
【０００５】
ところで、傾斜磁場の強度としては、撮影時間の短縮化に伴って強くなる方向に向かっている。例えば、１ｃｍあたり２ガウス程度の傾斜が用いられることが多い。このとき、コイルを形成しているワイヤには１ｍあたり約３０ｋｇの力が加わることになる。これによる変形を防止するために、傾斜磁場コイルは強固に保持する必要がある。このため、図３に示すように、傾斜磁場コイル装置（磁場発生コイル装置）１００において、傾斜磁場を発生するメインコイル１０１〜１０３とアクティブシールドコイル１０４〜１０６とをエポキシ系レジン等の樹脂Ｒで封止して、円筒形状に成形し、必要な剛性を持たせている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、メインコイル１０１〜１０３とアクティブシールドコイル１０４〜１０６に電流を流すと、その発熱によって、樹脂の温度が上昇し、軟らかくなり、剛性が低下して、変形することがある。これを防止するために、メインコイル１０１〜１０３とアクティブシールドコイル１０４〜１０６と共に、テフロン（登録商標）材製の冷却水流通用のクールパイプ１０７を樹脂Ｒ内に封止するようにしている。
【特許文献１】特開２００４−１３００５２号公報（図１）
【特許文献２】特開２００１−４６３５３号公報（図１〜４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した傾斜磁場コイル等の磁場発生コイルでは、次のような問題があった。すなわち、テフロン（登録商標）材は熱伝導率が低いため、冷却効率が低くなることから、熱伝導率が高い銅材等でクールパイプを形成するのが理想的である。銅材とエポキシ系レジンとは親和性が高いため、銅材等でクールパイプを形成すると樹脂とクールパイプが一体化する。
【０００８】
一方、撮影時に発生する振動や急激な温度変化により樹脂Ｒに剥離・クラックが発生する場合がある。クラック部分はその後の温度変化や振動により開いたり閉じたりするので、樹脂Ｒに一体化されたクールパイプが伸縮を繰り返すことになり、金属疲労によって破断する虞がある。クールパイプを肉厚にすることにより破断を防止することができるが、冷却水の圧力損失を招き、冷却に十分な流量を確保することができないという問題が生じる。
【０００９】
そこで本発明は、熱伝導率が高い金属材でクールパイプを形成した場合であっても樹脂との一体化を防止することで樹脂からの受ける応力を最小限に抑え、外径に対して肉薄の管体とすることができ、十分に冷却水の流量が確保することができる磁場発生コイル装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の磁場発生コイル装置は次のように構成されている。
【００１１】
所定の領域内に磁場を発生するコイルと、金属材で形成された冷却水流通用のクールパイプと、前記コイル、クールパイプを封止する樹脂部材と、前記クールパイプの表面に塗布され、前記樹脂部材との親和性を低下させる材料とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、熱伝導率が高い金属材でクールパイプを形成した場合であっても、破断を防止しつつ、十分に冷却水の流量が確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は本発明の一実施の形態に係る磁気共鳴映像装置１０の構成を示すブロック図、図２は同磁気共鳴映像装置１０に組み込まれた傾斜磁場コイル装置（磁場発生コイル装置）３０の要部であって、図１中Ａ−Ａ線で切断し矢印方向に見た断面図である。
【００１４】
磁気共鳴映像装置１０は、架台２０と、この架台２０を駆動・制御する制御部３０とを備えている。架台２０には、静磁場磁石２１と、シムコイル２２と、高周波コイル２３とが同軸的に設けられ、さらにシムコイル２２と高周波コイル２３との間に、傾斜磁場コイル装置４０が同軸的に配置されている。
【００１５】
静磁場磁石２１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２１には、例えば永久磁石、超伝導磁石等が使用される。なお、本実施形態において、傾斜磁場コイル装置４０及び静磁場磁石２１は円筒形をしており、また、傾斜磁場コイル装置４０は所定の支持機構によって真空中に配置される。
【００１６】
シムコイル２２は、静磁場磁石２１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２２は、後述するシムコイル電源３２により駆動される。
【００１７】
このシムコイル２２及び傾斜磁場コイル装置４０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。
【００１８】
高周波コイル（ＲＦコイル）２３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２３は、一般的には、部位別に専用の形状を有する。
【００１９】
制御部３０は、傾斜磁場コイル装置４０に電源を供給する傾斜磁場コイル装置電源３１と、シムコイル電源３２と、送信部３３と、受信部３４と、データ収集部３５と、シーケンス制御部３６と、計算機システム３７と、コンソール３８と、ディスプレイ３９とを備えている。
【００２０】
送信部３３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２３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。
【００２１】
受信部３４は、増幅部、中間周波数変換部、位相検波部、フィルタ、Ａ／Ｄ変換器を有する。受信部３４は、高周波コイル２３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。
【００２２】
データ収集部３５は、受信部３４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。シーケンス制御部３６は、傾斜磁場コイル装置電源３１、シムコイル電源３２、送信部３３、受信部３４及びデータ収集部３５を制御する。
【００２３】
計算機システム３７は、コンソール３８から入力される指令に基づいて、シーケンス制御部３６を制御する。また、計算機システム３７は、データ収集部３５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。
【００２４】
コンソール３８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。ディスプレイ３９は、計算機システム３７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。
【００２５】
傾斜磁場コイル装置４０は、静磁場磁石２１の内側に設けられており、傾斜磁場コイル装置電源３１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４０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。
【００２６】
傾斜磁場コイル装置４０は、図２に示すように、メインコイル４１，４２，４３と、アクティブシールドコイル４４，４５，４６と、冷却水が通流するクールパイプ４７と、これらを封止する封止部５０とを備えている。クールパイプ４７は銅材（金属材）で形成され、その外周面に密着防止材４８が塗布されている。密着防止材４８は、例えばエナメル又は離型ワックスである。
【００２７】
封止部５０は、エポキシ系レジン等の樹脂５１を備えている。なお、樹脂５１は、メインコイル４１，４２，４３と、アクティブシールドコイル４４，４５，４６を封止している。
【００２８】
このように構成された磁気共鳴映像装置１０では、制御部３０により架台２０が駆動・制御される。このとき、傾斜磁場コイル装置３０においては、メインコイル４１，４２，４３及びアクティブシールドコイル４４，４５，４６に通電されることにより、熱が発生する。発生した熱は、封止部５０を介してクールパイプ４７に伝わり、外部に排出される。
【００２９】
また、封止部５０の樹脂５１は、磁気共鳴映像装置１０自体が発生する振動や、急激な温度変化により剥離・クラックが発生する場合がある。樹脂５１はクールパイプ４７を形成する銅材とは親和性は良いが、クールパイプ４７の外周面には密着防止材４８が塗布されているため、密着することはない。したがって、樹脂５１に生じた剥離・クラックによってクールパイプ４７が受ける影響を最小限に抑えることができ、金属疲労等に伴う破断を防止することができる。
【００３０】
さらに、クールパイプ４７は、銅材で形成されているため熱伝導率が高く、また、樹脂５１から受ける応力を最小限にすることができることから、肉厚を薄くできる。このため、冷却水の圧力損失を低減し、流量を確保することができる。したがって、十分に冷却を行うことができ、磁気共鳴映像装置１０を安定して駆動することが可能となる。なお、外径に対する肉厚を７．５％以下にすることも可能となる。
【００３１】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、傾斜磁場コイル装置で説明したが、高周波磁場コイル装置に用いてもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る傾斜磁場コイル装置が組み込まれた磁気共鳴映像装置の構成を示すブロック図。
【図２】同傾斜磁場コイル装置の要部であって、図１中Ａ−Ａ線で切断し矢印方向に見た断面図。
【図３】一般的な傾斜磁場コイル装置の要部を示す断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１０…磁気共鳴映像装置、２０…架台、３０…制御部、４０…傾斜磁場コイル装置（磁場発生装置）、４１，４２，４３…メインコイル、４４，４５，４６…アクティブシールドコイル、４７…クールパイプ、４８…密着防止材、５０…封止部、５１…樹脂。
【図１】
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【図２】
2010088618.tif 000004
【図３】
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