(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静磁場内に置かれた被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと、
前記傾斜磁場コイルに設けられ、所定の方向に冷媒を循環させる第１の冷却管と、
前記第１の冷却管と並列になるように前記傾斜磁場コイルに設けられ、前記第１の冷却管が冷媒を循環させる方向と反対の方向に冷媒を循環させる第２の冷却管と、
を備える、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、所定の磁場を発生させるコイルと、前記静磁場の均一度を調整する鉄シムとを有しており、
前記第１の冷却管および前記第２の冷却管は、それぞれ前記コイルと前記鉄シムとの間に配置されている、
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記第１の冷却管および前記第２の冷却管は、それぞれ複数設けられており、
第１の冷却管と第２の冷却管とが交互に配置されている、
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記第１の冷却管および前記第２の冷却管は、それぞれ複数設けられており、
第１の冷却管と第２の冷却管とが交互に配置されている、
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記第１の冷却管および前記第２の冷却管は、それぞれ複数設けられており、
複数の第１の冷却管を並べた組と、複数の第２の冷却管を並べた組とが交互に配置されている、
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記第１の冷却管および前記第２の冷却管は、それぞれ複数設けられており、
複数の第１の冷却管を並べた組と、複数の第２の冷却管を並べた組とが交互に配置されている、
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
冷媒を所定の分岐数に分岐して複数の第１の冷却管に流入させる第１の冷媒分岐管と、
冷媒を所定の分岐数に分岐して複数の第２の冷却管に流入させる第２の冷媒分岐管とを備え、
前記第１の冷却管および前記第２の冷却管の圧力損失がそれぞれ同じになるように、各冷却管の管径、各冷却管の長さ、各冷媒分岐管の分岐数がそれぞれ決められている、
請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
冷媒を所定の分岐数に分岐して複数の第１の冷却管に流入させる第１の冷媒分岐管と、
冷媒を所定の分岐数に分岐して複数の第２の冷却管に流入させる第２の冷媒分岐管とを備え、
前記第１の冷却管および前記第２の冷却管の圧力損失がそれぞれ同じになるように、各冷却管の管径、各冷却管の長さ、各冷媒分岐管の分岐数がそれぞれ決められている、
請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記傾斜磁場コイルは、メインコイルおよびシールドコイルを有しており、
前記メインコイルに沿って並列に配置された前記第１の冷却管および前記第２の冷却管を含んだメインコイル側冷却系と、
前記シールドコイルに沿って並列に配置された前記第１の冷却管および前記第２の冷却管を含んだシールドコイル側冷却系とを備え、
前記シールドコイル側冷却系に含まれる冷却管と比べて前記メインコイル側冷却系に含まれる冷却管の圧力損失が小さくなるように、各冷却管の管径、各冷却管の長さ、各冷媒分岐管の分岐数がそれぞれ決められている、
請求項７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は、メインコイルおよびシールドコイルを有しており、
前記メインコイルに沿って並列に配置された前記第１の冷却管および前記第２の冷却管を含んだメインコイル側冷却系と、
前記シールドコイルに沿って並列に配置された前記第１の冷却管および前記第２の冷却管を含んだシールドコイル側冷却系とを備え、
前記シールドコイル側冷却系に含まれる冷却管と比べて前記メインコイル側冷却系に含まれる冷却管の圧力損失が小さくなるように、各冷却管の管径、各冷却管の長さ、各冷媒分岐管の分岐数がそれぞれ決められている、
請求項８に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
前記第１の冷媒分岐管および前記第２の冷媒分岐管は、それぞれ前記傾斜磁場コイルの内部に設けられている、
請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
前記第１の冷媒分岐管および前記第２の冷媒分岐管は、それぞれ前記傾斜磁場コイルの内部に設けられている、
請求項９に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
冷媒を供給する冷却装置と、
前記冷却装置から供給される冷媒の流路を第１の流路と第２の流路とに分岐し、前記第１の流路を流れる冷媒を前記傾斜磁場コイルの一方の側端から前記第１の冷却管に供給し、前記第２の流路を流れる冷媒を前記傾斜磁場コイルの他方の側端から前記第２の冷却管に供給する冷媒供給管とを備える、
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
冷媒を供給する冷却装置と、
前記冷却装置から供給される冷媒の流路を第１の流路と第２の流路とに分岐し、前記第１の流路を流れる冷媒を前記傾斜磁場コイルの一方の側端から前記第１の冷却管に供給し、前記第２の流路を流れる冷媒を前記傾斜磁場コイルの他方の側端から前記第２の冷却管に供給する冷媒供給管とを備える、
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
冷媒を供給する冷却装置と、
前記冷却装置から供給される冷媒の流路を第１の流路と第２の流路とに分岐し、前記第１の流路を流れる冷媒を前記傾斜磁場コイルの一方の側端から前記第１の冷却管に供給し、前記第２の流路を流れる冷媒を前記傾斜磁場コイルの他方の側端から前記第２の冷却管に供給する冷媒供給管とを備える、
請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１６】
冷媒を供給する冷却装置と、
前記冷却装置から供給される冷媒の流路を第１の流路と第２の流路とに分岐し、前記第１の流路を流れる冷媒を前記傾斜磁場コイルの一方の側端から前記第１の冷却管に供給し、前記第２の流路を流れる冷媒を前記傾斜磁場コイルの他方の側端から前記第２の冷却管に供給する冷媒供給管とを備える、
請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１７】
前記傾斜磁場コイルの一方の側端から前記第１の冷却管に冷媒を供給する第１の冷却装置と、
前記傾斜磁場コイルの他方の側端から前記第２の冷却管に冷媒を供給する第２の冷却装置とを備える、
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１８】
前記傾斜磁場コイルの一方の側端から前記第１の冷却管に冷媒を供給する第１の冷却装置と、
前記傾斜磁場コイルの他方の側端から前記第２の冷却管に冷媒を供給する第２の冷却装置とを備える、
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１９】
前記傾斜磁場コイルの一方の側端から前記第１の冷却管に冷媒を供給する第１の冷却装置と、
前記傾斜磁場コイルの他方の側端から前記第２の冷却管に冷媒を供給する第２の冷却装置とを備える、
請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２０】
前記傾斜磁場コイルの一方の側端から前記第１の冷却管に冷媒を供給する第１の冷却装置と、
前記傾斜磁場コイルの他方の側端から前記第２の冷却管に冷媒を供給する第２の冷却装置とを備える、
請求項５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】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング装置は、磁気共鳴現象を利用して被検体内を画像化する装置である。かかる磁気共鳴イメージング装置は、撮像領域に静磁場を発生させる静磁場磁石や、静磁場内に置かれた被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイル、傾斜磁場が印加された被検体から磁気共鳴信号を受信する高周波コイルなどの各種ユニットを備える。
【０００３】
これら各種ユニットのうち、傾斜磁場コイルは、撮像中にパルス電流が繰り返して供給されるため、大きく発熱する。特に、近年では、イメージング技術の高速化にともなって、傾斜磁場のスイッチングの高速化および傾斜磁場の高強度化が必須となっており、傾斜磁場コイルの発熱がさらに顕著になっている。
【０００４】
傾斜磁場コイルの発熱は、撮像される画像の画質に影響を与えたり、撮像対象となる被検体に苦痛を与えたりする可能性がある。そこで、従来、撮像中に傾斜磁場コイルの発熱を抑えるための各種技術が考案されている。例えば、傾斜磁場コイルに設けられた冷却管に冷媒を循環させることによって、撮像中に傾斜磁場コイルを冷却させる技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３１１９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の磁気共鳴イメージング装置では、以下に示すように、傾斜磁場コイルを均等に冷却することができないという課題があった。
【０００７】
具体的には、上述した従来の技術では、傾斜磁場コイルにおいて、冷却管の入口と出口とがそれぞれ反対側に配置されるのが一般的である。そして、冷却管を流れる冷媒は、傾斜磁場コイルの一方の側から流入して反対側から流出するまでの間に、傾斜磁場コイルが発する熱量を奪って徐々に温度が上昇してゆく。したがって、冷却管の入口付近と出口付近とでは、冷媒の温度に差が生じることになる。その結果、傾斜磁場コイル内を流れる冷却水に温度勾配が生じることになり、傾斜磁場コイルを均等に冷却することができなかった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、傾斜磁場コイルを均等に冷却することができる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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る磁気共鳴イメージング装置は、静磁場内に置かれた被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと、前記傾斜磁場コイルに設けられ、所定の方向に冷媒を循環させる第１の冷却管と、前記第１の冷却管と並列になるように前記傾斜磁場コイルに設けられ、前記第１の冷却管が冷媒を循環させる方向と反対の方向に冷媒を循環させる第２の冷却管と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、傾斜磁場コイルを均等に冷却することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施例に係るＭＲＩ装置の概要を説明するための図である。
【図２】図２は、本実施例に係るＭＲＩ装置の構成を示す構成図である。
【図３】図３は、本実施例に係る傾斜磁場コイルの構造を示す斜視図である。
【図４】図４は、本実施例に係る傾斜磁場コイルの内部構造を示す構造図である。
【図５】図５は、本実施例に係るＭＲＩ装置における冷却水の循環経路を示す図である。
【図６】図６は、本実施例に係るＭＲＩ装置における冷却水の循環経路の他の例を示す図である。
【図７】図７は、本実施例に係るメインコイル側冷却系における冷却管の配置の一例を示す図である。
【図８】図８は、本実施例に係る入口側マニホールドおよび出口側マニホールドの一例を示す図である。
【図９】図９は、本実施例に係る第１冷却管および第２冷却管の配置の他の例を示す図である。
【図１０】図１０は、本実施例に係る入口側マニホールドおよび出口側マニホールドの他の例を示す図である。
【図１１】図１１は、第１冷却管および第２冷却管をそれぞれ３本ずつ用いた場合の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置（以下、「ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置」と呼ぶ）の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す実施例によって本発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施例では、傾斜磁場コイルを冷却するための冷媒として水（以下、「冷却水」と呼ぶ）を用いた場合について説明する。
【実施例】
【００１３】
まず、本実施例に係るＭＲＩ装置の概要について説明する。図１は、本実施例に係るＭＲＩ装置の概要を説明するための図である。本実施例に係るＭＲＩ装置は、静磁場内に置かれた被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルを有している。本実施例では、傾斜磁場コイルは、ＡＳＧＣ（Actively  Shielded  Gradient  Coil）である。
【００１４】
ここで、傾斜磁場コイルには、それぞれ並列に配置された複数の冷却管を有する第１冷却系および第２冷却系が設けられている。そして、本実施例では、図１に示すように、第１冷却系と第２冷却系とが、それぞれ反対の方向に冷却水を循環させるようにしている。
【００１５】
これにより、傾斜磁場コイルにおいて、第１冷却系を流れる冷却水の温度が低い箇所では、第２冷却系を流れる冷却水の温度が高くなり、逆に、第１冷却系を流れる冷却水の温度が高い箇所では、第２冷却系を流れる冷却水の温度が低くなる。したがって、冷却管同士での熱のやり取りは発生するが、傾斜磁場コイル全体としては、一方の側の温度が高くなることはない。その結果、冷却水に温度勾配が生じるのを防ぐことができるので、傾斜磁場コイルを均等に冷却することが可能になる。
【００１６】
次に、本実施例に係るＭＲＩ装置１００の構成について説明する。図２は、本実施例に係るＭＲＩ装置１００の構成を示す構成図である。同図に示すように、このＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１０と、傾斜磁場コイル２０と、ＲＦコイル３０と、天板４０と、傾斜磁場電源５０と、送信部６０と、受信部６５と、シーケンス制御装置７０と、計算機システム８０と、冷却装置９０とを有する。
【００１７】
静磁場磁石１０は、概略円筒形状の真空容器１１と、真空容器１１の中で冷却液に浸漬された超伝導コイル１２とを有し、撮像領域であるボア（静磁場磁石１０の円筒内部の空間）内に静磁場を発生させる。
【００１８】
傾斜磁場コイル２０は、概略円筒形状をなし、静磁場磁石１０の内側に固定されている。この傾斜磁場コイル２０は、傾斜磁場電源５０から供給される電流によりＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の方向に傾斜磁場を印加するメインコイル２１と、メインコイル２１の漏洩磁場をキャンセルするシールドコイル２２とを有している。
【００１９】
ここで、メインコイル２１とシールドコイル２２との間には、シムトレイ挿入ガイド２３が形成されている。このシムトレイ挿入ガイド２３には、ボア内の磁場不均一を補正するための鉄シム２５を収納したシムトレイ２４が挿入される。かかる傾斜磁場コイル２０の構造については、後に詳細に説明する。
【００２０】
ＲＦコイル３０は、傾斜磁場コイル２０の内側に、被検体Ｐを挟んで対向するように固定されている。このＲＦコイル３０は、送信部６０から送信されるＲＦパルスを被検体Ｐに照射し、また、水素原子核の励起によって被検体Ｐから放出される磁気共鳴信号を受信する。
【００２１】
天板４０は、図示していない寝台に水平方向へ移動可能に設けられており、撮影時には被検体Ｐが載置されてボア内へ移動される。傾斜磁場電源５０は、シーケンス制御装置７０からの指示に基づいて、傾斜磁場コイル２０に電流を供給する。
【００２２】
送信部６０は、シーケンス制御装置７０からの指示に基づいて、ＲＦコイル３０にＲＦパルスを送信する。受信部６５は、ＲＦコイル３０によって受信された磁気共鳴信号を検出し、検出した磁気共鳴信号をデジタル化して得られる生データをシーケンス制御装置７０に対して送信する。
【００２３】
シーケンス制御装置７０は、計算機システム８０による制御のもと、傾斜磁場電源５０、送信部６０および受信部６５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。そして、シーケンス制御装置７０は、スキャンを行った結果、受信部６５から生データが送信されると、その生データを計算機システム８０に送信する。
【００２４】
計算機システム８０は、ＭＲＩ装置１００全体を制御する。具体的には、この計算機システム８０は、操作者から各種入力を受け付ける入力部や、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７０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７０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。
【００２５】
冷却装置９０は、傾斜磁場コイル２０に設けられた冷却管に冷却水を供給する。具体的には、冷却装置９０は、傾斜磁場コイル２０が有する第１冷却系および第２冷却系それぞれに冷却水を供給する。ここで、冷却装置９０は、第１冷却系を流れる冷却水の方向と第２冷却系を流れる冷却水の方向とがそれぞれ反対の方向になるように、それぞれの冷却系に冷却水を供給する。
【００２６】
次に、図２に示した傾斜磁場コイル２０の構造について説明する。図３は、本実施例に係る傾斜磁場コイル２０の構造を示す斜視図である。同図に示すように、傾斜磁場コイル２０は、概略円筒形状をなすメインコイル２１と、シールドコイル２２とを有している。そして、これら二つのコイルの間には、複数のシムトレイ挿入ガイド２３が形成されている。
【００２７】
シムトレイ挿入ガイド２３は、傾斜磁場コイル２０の両端面に開口を形成する貫通穴であり、傾斜磁場コイル２０の長手方向に全長にわたって形成されている。このシムトレイ挿入ガイド２３は、メインコイル２１およびシールドコイル２２に挟まれた領域に、互いに平行となるように円周方向に等間隔に形成されている。そして、かかるシムトレイ挿入ガイド２３には、シムトレイ２４が挿入されている。
【００２８】
シムトレイ２４は、非磁性かつ非電導性材料である樹脂にて作製され、概略棒状をなしている。このシムトレイ２４には、所定の数の鉄シム２５が収納されている。そして、シムトレイ２４は、シムトレイ挿入ガイド２３に挿入されて、それぞれ傾斜磁場コイル２０の中央部に固定されている。また、図３では図示を省略しているが、傾斜磁場コイル２０には、円筒形状に沿って、螺旋状に冷却管が埋設されている。
【００２９】
図４は、本実施例に係る傾斜磁場コイル２０の内部構造を示す構造図である。同図は、傾斜磁場コイル２０の一部分を示しており、同図における上側が円筒形状の外側を示しており、同図における下側が円筒形状の内側を示している。
【００３０】
図４に示すように、傾斜磁場コイル２０において、シムトレイ挿入ガイド２３とメインコイル２１との間には、メインコイル側冷却系２６が設けられている。また、シムトレイ挿入ガイド２３とシールドコイル２２との間には、シールドコイル側冷却系２７が設けられている。ここで、メインコイル側冷却系２６およびシールドコイル側冷却系２７は、それぞれ、螺旋状に埋設された複数の冷却管を有している。
【００３１】
具体的には、メインコイル側冷却系２６は、第１冷却管と、第１冷却管と並列になるように設けられた第２冷却管とを有している。第１冷却管は、所定の方向（図４に示す点線矢印の方向）に冷却水を循環させ、第２冷却管は、第１冷却管が冷却水を循環させる方向と反対の方向（図４に示す実線矢印の方向）に冷却水を循環させる。なお、シールドコイル側冷却系２７も同様に、第１冷却管と第２冷却管とを有している。
【００３２】
すなわち、傾斜磁場コイル２０では、メインコイル２１と鉄シム２５との間にメインコイル側冷却系２６が配置され、シールドコイル２２と鉄シム２５との間にシールドコイル側冷却系２７が配置される。そして、メインコイル側冷却系２６とシールドコイル側冷却系２７とは、鉄シム２５を挟むようにそれぞれ配置される。これにより、メインコイル２１およびシールドコイル２２によって発生する熱が鉄シム２５に伝わりにくくなる。
【００３３】
次に、本実施例に係るＭＲＩ装置１００における冷却水の循環経路について説明する。図５は、本実施例に係るＭＲＩ装置１００における冷却水の循環経路を示す図である。図５に示すように、例えば、ＭＲＩ装置１００は、冷媒供給管９０ａ、９０ｂおよび９０ｃと弁９０ｄとを備える。冷媒供給管９０ａは、一端が冷却装置９０に接続され、他端が弁９０ｄに接続される。冷媒供給管９０ｂは、一端が弁９０ｄに接続され、他端が傾斜磁場コイル２０の側端に接続される。冷媒供給管９０ｃは、一端が弁９０ｄに接続され、他端が傾斜磁場コイル２０の側端に接続される。ここで、冷媒供給管９０ｃは、傾斜磁場コイル２０に対して、冷媒供給管９０ｂとは反対の側に接続される。
【００３４】
また、ＭＲＩ装置１００は、冷媒排出管９０ｅ、９０ｆおよび９０ｇと弁９０ｈとを備える。冷媒排出管９０ｅは、一端が傾斜磁場コイル２０の側端に接続され、他端が弁９０ｈに接続される。冷媒排出管９０ｆは、一端が傾斜磁場コイル２０の側端に接続され、他端が弁９０ｈに接続される。ここで、冷媒供給管９０ｆは、傾斜磁場コイル２０に対して、冷媒供給管９０ｅとは反対の側に接続される。冷媒供給管９０ｇは、一端が弁９０ｈに接続され、他端が冷却装置９０に接続される。
【００３５】
そして、冷媒供給管９０ａは、冷却装置９０から供給される冷却水を弁９０ｄへ流す。弁９０ｄは、冷媒供給管９０ａから流れ込む冷却水を２つの流路に分岐し、一方の流路の冷却水を冷媒供給管９０ｂへ流し、他方の流路の冷却水を冷媒供給管９０ｃへ流す。冷媒供給管９０ｂは、弁９０ｄから流れ込む冷却水をメインコイル側冷却系２６およびシールドコイル側冷却系２７それぞれの第１冷却管に供給する。冷却管９０ｃは、弁９０ｄから流れ込む冷却水をメインコイル側冷却系２６およびシールドコイル側冷却系２７それぞれの第２冷却管に流入させる。
【００３６】
また、冷媒排出管９０ｅは、メインコイル側冷却系２６およびシールドコイル側冷却系２７それぞれの第１冷却管から流出する冷却水を弁９０ｈへ流す。冷媒排出管９０ｆは、メインコイル側冷却系２６およびシールドコイル側冷却系２７それぞれの第２冷却管から流出する冷却水を弁９０ｈへ流す。弁９０ｈは、冷媒排出管９０ｅおよび９０ｆから流れ込む冷却水を合流させて冷媒排出管９０ｇへ流す。冷媒供給管９０ｇは、弁９０ｈから流れ込む冷却水を冷却装置９０に戻す。
【００３７】
これにより、メインコイル側冷却系２６およびシールドコイル側冷却系２７それぞれの第１冷却管に冷却水が循環される。また、メインコイル側冷却系２６およびシールドコイル側冷却系２７それぞれの第２冷却管にも冷却水が循環される。
【００３８】
このように、本実施例では、冷媒供給管９０ａ、９０ｂおよび９０ｃが、冷却装置９０から供給される冷却水の流路を２つの流路に分岐し、一方の流路を流れる冷却水を傾斜磁場コイル２０の一方の側端から第１冷却管に供給し、第２の流路を流れる冷却水を傾斜磁場コイル２０の他方の側端から第２冷却管に供給する。すなわち、本実施例では、傾斜磁場コイル２０において、第１冷却系および第２冷却系にはそれぞれ反対側から冷却水が供給される。
【００３９】
なお、冷却水の循環経路はこれに限られるものではない。図６は、本実施例に係るＭＲＩ装置における冷却水の循環経路の他の例を示す図である。図６に示す例は、ＭＲＩ装置１００が２つの冷却装置９１および９２を備えている場合を示している。この場合には、例えば、ＭＲＩ装置１００は、冷媒供給管９１ａおよび９２ａ、ならびに、冷媒排出管９１ｂおよび９２ｂを備える。
【００４０】
冷媒供給管９１ａは、一端が冷却装置９１に接続され、他端が傾斜磁場コイル２０の側端に接続される。冷媒供給管９２ａは、一端が冷却装置９２に接続され、他端が傾斜磁場コイル２０の側端に接続される。ここで、冷媒供給管９２ａは、傾斜磁場コイル２０に対して、冷媒供給管９１ａとは反対の側に接続される。
【００４１】
冷媒排出管９１ｂは、一端が傾斜磁場コイル２０の側端に接続され、他端が冷却装置９１に接続される。冷媒排出管９２ｂは、一端が傾斜磁場コイル２０の側端に接続され、他端が冷却装置９２に接続される。ここで、冷媒排出管９２ｂは、傾斜磁場コイル２０に対して、冷媒排出管９２ｂとは反対の側に接続される。
【００４２】
そして、冷媒供給管９１ａは、冷却装置９１から供給される冷却水をメインコイル側冷却系２６およびシールドコイル側冷却系２７それぞれの第１冷却管に流入させる。また、冷媒排出管９１ｂは、メインコイル側冷却系２６およびシールドコイル側冷却系２７それぞれの第１冷却管から流出する冷却水を冷却装置９１に戻す。これにより、メインコイル側冷却系２６およびシールドコイル側冷却系２７それぞれの第１冷却管に冷却水が循環される。
【００４３】
また、冷媒供給管９２ａは、冷却装置９２から供給される冷却水をメインコイル側冷却系２６およびシールドコイル側冷却系２７それぞれの第２冷却管に流入させる。また、冷媒排出管９２ｂは、メインコイル側冷却系２６およびシールドコイル側冷却系２７それぞれの第２冷却管から流出する冷却水を冷却装置９２に戻す。これにより、メインコイル側冷却系２６およびシールドコイル側冷却系２７それぞれの第２冷却管に冷却水が循環される。
【００４４】
このように、例えば、冷却装置９１が、傾斜磁場コイル２０の一方の側端から第１の冷却管に冷却水を供給する。また、冷却装置９２が、傾斜磁場コイル２０の他方の側端から第２の冷却管に冷却水を供給する。この例でも、傾斜磁場コイル２０において、第１冷却系および第２冷却系はそれぞれ反対側から冷却水が供給されることになる。
【００４５】
次に、メインコイル側冷却系２６およびシールドコイル側冷却系２７における冷却管の配置について説明する。なお、メインコイル側冷却系２６における冷却管の配置とシールドコイル側冷却系２７における冷却管の配置とはそれぞれ同様であるので、ここでは、メインコイル側冷却系２６を例にあげて説明する。
【００４６】
図７は、本実施例に係る傾斜磁場コイル２０のメインコイル側冷却系２６における冷却管の配置の一例を示す図である。同図は、第１冷却管および第２冷却管をそれぞれ２本ずつ用いた場合を示している。例えば、同図に示すように、メインコイル側冷却系２６において、第１冷却管２６ａと第２冷却管２６ｂとが交互に配置される。
【００４７】
また、図７では図示を省略しているが、各冷却管の入口および出口には、それぞれマニホールド（分岐管）が設けられている。入口に設けられたマニホールド（以下、「入口側マニホールド」と呼ぶ）は、冷却装置９０から供給される冷却水を所定の分岐数に分岐して、各冷却管にそれぞれ流入させる。出口に設けられたマニホールド（以下、「出口側マニホールド」と呼ぶ）は、各冷却管から流出した冷却水を合流させて冷却装置９０へ送る。
【００４８】
図８は、本実施例に係る入口側マニホールドおよび出口側マニホールドの一例を示す図である。同図は、図７に示したメインコイル側冷却系２６の冷却管に設けられるマニホールドを示している。例えば、図８に示すように、メインコイル側冷却系２６において、第１冷却管２６ａの入口に入口側マニホールド２８ａが設けられ、第２冷却管２６ｂの出口に出口側マニホールド２９ｂが設けられる。
【００４９】
入口側マニホールド２８ａは、冷却装置９０から供給される冷却水を２つに分岐して、各第１冷却管２６ａにそれぞれ流入させる。なお、図８には図示していないが、第２冷却管２６ｂの入口に設けられる入口側マニホールドも同様に、冷却装置９０から供給される冷却水を２つに分岐して、各第２冷却管にそれぞれ流入させる。
【００５０】
一方、出口側マニホールド２９ｂは、各第２冷却管２６ｂから流出した冷却水を合流させて冷却装置９０へ送る。なお、図８には図示していないが、第１冷却管２６ａの出口に設けられる出口側マニホールドも同様に、各第１冷却管２６ａから流出した冷却水を合流させて冷却装置９０へ送る。
【００５１】
ここで、各冷却管の管径、各冷却管の長さ、各マニホールドの分岐数は、それぞれ、各冷却管の圧力損失がそれぞれ同じになるように決められている。例えば、各冷却管の管径、各冷却管の長さ、および、各マニホールドの分岐数を全て同じにする。また、例えば、いずれかの冷却管の長さを他の冷却管の長さより短くする場合には、長さが短い冷却管の管径を他の冷却管の管径より太くすることで、各冷却管の圧力損失を同じにする。また、例えば、いずれかのマニホールドの分岐数を他のマニホールドの分岐数より多くする場合には、分岐数が多いマニホールドに接続される冷却管の管径を他のマニホールドに接続される冷却管の管径より細くすることで、各冷却管の圧力損失を同じにする。このように、各冷却管の圧力損失を同じにすることによって、各冷却管に流れる冷却水の流量が一定になる。
【００５２】
上述してきたように、本実施例では、第１冷却管が、傾斜磁場コイル２０に設けられ、所定の方向に冷媒を循環させる。また、第２冷却系が、第１冷却管と並列になるように傾斜磁場コイル２０に設けられ、第１冷却管２６ａが冷媒を循環させる方向と反対の方向に冷媒を循環させる。したがって、本実施例によれば、冷却水に温度勾配が生じるのを防ぐことができるので、傾斜磁場コイルを均等に冷却することが可能になる。
【００５３】
また、本実施例では、第１冷却管および第２冷却管が、それぞれメインコイル２１と鉄シム２５との間、および、シールドコイル２２と鉄シム２５との間に配置されている。したがって、本実施例によれば、鉄シム２５に温度勾配が生じるのを防ぐことができる。鉄シム２５の温度変化は、磁場均一性が変動する原因となるため、撮像される画像の画質に影響を与えることが知られている。本実施例では、鉄シム２５に温度勾配が生じるのを防ぐことが可能になる結果、磁場均一性を向上させることができるので、安定した画質の画像を得ることができる。
【００５４】
また、本実施例によれば、第１冷却管と第２冷却管とが交互に配置されている。したがって、本実施例によれば、冷却水の温度分布をより均一にすることができるので、傾斜磁場コイルをより均等に冷却することが可能になる。
【００５５】
また、本実施例によれば、各冷却管の圧力損失がそれぞれ同じになるように、各冷却管の管径、各冷却管の長さ、各マニホールドの分岐数がそれぞれ決められている。したがって、本実施例によれば、各冷却管に流れる冷却水の流量が一定になるので、傾斜磁場コイル２０をより精度よく均等に冷却することができる。
【００５６】
なお、上記実施例では、第１冷却管と第２冷却管とが交互に配置される場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、複数の第１冷却管を並べた組と、複数の第２冷却管を並べた組とを交互に配置するようにしてもよい。
【００５７】
図９は、本実施例に係る第１冷却管および第２冷却管の配置の他の例を示す図である。ここでも、メインコイル側冷却系２６を例にあげて説明する。例えば、図９に示すように、メインコイル側冷却系２６において、２本の第１冷却管を並べた組と、２本の第２冷却管を並べた組とを交互に配置してもよい。このように、複数本の冷却管を組にして、その組ごとに冷却管を配置することによって、マニホールドの部分で冷却管が交差することがなくなる。
【００５８】
図１０は、本実施例に係る入口側マニホールド２８ａおよび出口側マニホールド２９ｂの他の例を示す図である。同図は、図９に示したメインコイル側冷却系２６の冷却管に設けられるマニホールドを示している。例えば、図１０に示すように、２本の第１冷却管２６ａが隣接して配置され、２本の第２冷却管２６ｂが隣接して配置されることによって、入口側マニホールド２８ａと出口側マニホールド２９ｂとを交差させずに配置することができる。これにより、より省スペースで冷却管を分岐することができる。また、小さなサイズのマニホールドを用いることができる。
【００５９】
また、各マニホールドをそれぞれ前記傾斜磁場コイルの内部に設けられているようにしてもよい。これにより、さらに少ないスペースで冷却管を分岐することが可能になる。
【００６０】
また、上記実施例では、各冷却管の圧力損失がそれぞれ同じになるように、各冷却管の管径、各冷却管の長さ、各マニホールドの分岐数がそれぞれ決められていることとした。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。例えば、シールドコイル側冷却系２７に含まれる冷却管と比べてメインコイル側冷却系２６に含まれる冷却管の圧力損失が小さくなるように、各冷却管の管径、各冷却管の長さ、各マニホールドの分岐数をそれぞれ決めるようにしてもよい。これにより、メインコイル側冷却系２６に流れる冷却水の流量をシールドコイル側冷却系２７と比べて大きくすることができる。メインコイル２１は、シールドコイル２２と比べて発熱が大きいので、メインコイル側冷却系２６に流れる冷却水の流量を大きくすることによって、傾斜磁場コイル２０をより均等に冷却することができる。また、限られた流量で効率よく傾斜磁場コイル２０を冷却することができる。
【００６１】
また、上記実施例では、第１冷却管および第２冷却管をそれぞれ２本ずつ用いた場合について説明したが、各冷却管の本数はこれに限られない。図１１は、第１冷却管および第２冷却管をそれぞれ３本ずつ用いた場合の実施例を示す図である。同図は、メインコイル側冷却系２６における第１冷却管２６ａおよび第２冷却管２６ｂの配置を示している。
【００６２】
図１１に示すように、第１冷却管２６ａおよび第２冷却管２６ｂをそれぞれ３本ずつ用いる場合、入口側マニホールド２８ａは、冷却水を３つに分岐して、各第１冷却管２６ａにそれぞれ流入させる。また、出口側マニホールド２９ａは、各第２冷却管２６ａから流出した冷却水を合流させて冷却装置９０へ送る。また、入口側マニホールド２８ｂは、冷却水を３つに分岐して、各第２冷却管２６ｂにそれぞれ流入させる。また、出口側マニホールド２９ｂは、各第２冷却管２６ｂから流出した冷却水を合流させて冷却装置９０へ送る。
【００６３】
このように、冷却水の分岐数を増やすことによって、個々の冷却管の長さが短くてすむようになるので、各冷却管の圧力損失が抑えられる。その結果、冷却水の流量を増やすことが可能になるので、より効率よく傾斜磁場コイル２０を冷却することができる。
【００６４】
また、上記実施例では、傾斜磁場コイル２０において冷却管が螺旋状に配置されている場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、冷却管が傾斜磁場コイル２０の長手方向に沿って並列に配置されているような場合でも同様に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１００  ＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）
１０  静磁場磁石
１１  真空容器
１２  超伝導コイル
２０  傾斜磁場コイル
２１  メインコイル
２２  シールドコイル
２３  シムトレイ挿入ガイド
２４  シムトレイ
２５  鉄シム
２６  メインコイル側冷却系
２６ａ，２６ｂ  冷却管
２７  シールドコイル側冷却系
２８ａ，２８ｂ  入口側マニホールド
２９ａ，２９ｂ  出口側マニホールド
３０  ＲＦコイル
４０  天板
５０  傾斜磁場電源
６０  送信部
６５  受信部
７０  シーケンス制御装置
８０  計算機システム
９０  冷却装置
【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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