(57)【要約】  偶数次成分の渦電流磁場を低減できる傾斜磁場コイル装置を提供する。  順コイル（３ａ）と、中央面（３ｃ）を挟むように順コイル（３ａ）に対向し、順コイル（３ａ）とは逆方向の電流を流す逆コイル（３ｂ）と、を有し、順コイル（３ａ）と逆コイル（３ｂ）は、中央面（３ｃ）に近接する中央領域（３ｄ）と、中央面（３ｃ）からの距離が中央領域（３ｄ）より大きい中央外領域（３ｅ）と、を有し、中央領域（３ｄ）におけるコイル線（３７ａ、３７ｂ）の線幅（Ｌ１）は、中央外領域（３ｅに）おけるコイル線（３７ａ〜３７ｄ）の線幅（Ｌ２）より狭い。
2014003126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
順コイルと、中央面を挟むように前記順コイルに対向し、前記順コイルとは逆方向の電流を流して、前記中央面の周辺に傾斜磁場を発生させる逆コイルと、を有し、
前記順コイルと前記逆コイルの少なくとも１つのコイルは、前記コイルの中心軸、又は、前記中央面に近接する中央領域と、前記コイルの中心軸、又は、前記中央面からの距離が前記中央領域より大きい中央外領域と、を有し、
前記中央領域における前記コイルのコイル線の線幅は、前記中央外領域における前記コイルのコイル線の線幅より狭い
ことを特徴とする傾斜磁場コイル装置。
【請求項２】
前記中央領域における前記コイル線間の間隔は、前記中央外領域における前記コイル線間の間隔より広い
ことを特徴とする請求項１に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項３】
前記中央領域におけるコイル線の線幅は、前記中央外領域におけるコイル線の線幅の１／２以下である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項４】
前記コイルに前記電流を流して発生する前記コイルに鎖交する磁場の方向は、前記中央領域では、前記中央外領域の逆向きになっている
ことを特徴とする請求項１に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項５】
前記中央領域と前記中央外領域の境界付近では、前記コイル線が、５度以上１６０度以下の範囲のテーパ角を持つテーパを有し、
前記コイル線の線幅は、前記中央外領域から前記中央領域へ移る際に前記テーパによって狭くなる
ことを特徴とする請求項１に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項６】
前記中央領域におけるコイル線は、前記中央面に沿って設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項７】
前記中央領域における前記コイル線の線幅は、前記中央領域における前記コイル線間の間隔より狭く、
前記中央外領域における前記コイル線の線幅は、前記中央外領域における前記コイル線間の間隔より広い
ことを特徴とする請求項１に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項８】
前記中央領域における前記コイル線には、隣接する前記コイル線の方向に伸びるフィンが設けられ、
前記フィンは、それが設けられた前記コイル線の方向に垂直な方向のスリットによって分割されている
ことを特徴とする請求項１に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項９】
前記順コイルと前記逆コイルは、渦巻状コイルであって、
前記コイルの中心軸上に、前記渦巻状コイルの渦中心が配置され、
前記中央領域と前記中央外領域との境界面は、円筒側面上に配置され、
前記中央外領域内に、前記渦巻状コイルの渦中心が配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項１０】
前記順コイルと前記逆コイルは、渦巻状コイルであって、
前記中央領域は、前記渦巻状コイルの渦中心より、前記中央面の近くに配置され、
前記中央領域と前記中央外領域との境界面は、前記中央面と平行な平面上に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項１１】
前記順コイルは、
第１順コイルと、
前記中央面に対して前記第１順コイルの側に配置され、前記第１順コイルに対向する第２順コイルと、を有し、
前記逆コイルは、
前記中央面に対して前記第１順コイルの反対側に配置される第１逆コイルと、
前記中央面に対して前記第１逆コイルの側に配置され、前記第１逆コイルに対向する第２逆コイルと、を有する
ことを特徴とする請求項１０に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項１２】
前記第１順コイルと、前記第２順コイルと、前記第１逆コイルと、前記第２逆コイルとは、筒状に沿う形で形成された鞍型コイルである
ことを特徴とする請求項１１に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項１３】
前記第１順コイルと、前記第２順コイルと、前記第１逆コイルと、前記第２逆コイルとが沿う前記筒の中心軸に垂直な断面形状は、楕円形状又はレーストラック形状である
ことを特徴とする請求項１２に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項１４】
前記第１順コイルと、前記第２順コイルと、前記第１逆コイルと、前記第２逆コイルとは、平行平面上に形成されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項１５】
前記順コイルと前記逆コイルは、螺旋状コイルであって、
前記中央領域と前記中央外領域との境界面は、前記中央面と平行な平面上に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項１６】
前記順コイルと前記逆コイルのそれぞれが沿う筒の中心軸に垂直な断面形状は、楕円形状又はレーストラック形状である
ことを特徴とする請求項１５に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項１７】
前記順コイルと前記逆コイルとを覆うように設けられ、前記順コイルと前記逆コイルが発生させた磁場が外部に漏れるのを抑制する傾斜磁場シールドコイルを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の傾斜磁場コイル装置。
【請求項１８】
順コイルと、中央面を挟むように前記順コイルに対向し、前記順コイルとは逆方向の電流を流して、前記中央面の周辺に傾斜磁場を発生させる逆コイルと、を有し、前記順コイルと前記逆コイルの少なくとも１つのコイルは、前記コイルの中心軸、又は、前記中央面に近接する中央領域と、前記コイルの中心軸、又は、前記中央面からの距離が前記中央領域より大きい中央外領域と、を有し、前記中央領域における前記コイルのコイル線の線幅は、前記中央外領域における前記コイルのコイル線の線幅より狭い傾斜磁場コイル装置と、
撮像空間に、前記傾斜磁場に重ねて、静磁場を発生させる静磁場コイル装置と、を有し、
前記撮像空間の半径は、前記中央領域と前記中央外領域との境界面から、前記中央面までの、又は、前記コイルの中心軸までの距離に、略等しい
ことを特徴とする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、傾斜磁場コイル装置及びそれを備えた磁気共鳴イメージング（以下、ＭＲＩ；Magnetic Resonance Imagingと称す）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置は、内側の撮像空間おける静磁場コイル（超伝導コイル等）が生成する均一な静磁場中に、被検体（通常人体）を挿入して核スピンを励起させるＲＦコイルによるＲＦパルスを照射し、これにより被検体の生体内から発生する磁気共鳴信号を受信して、医療診断用の断層画像を取得する。このとき、傾斜磁場コイル装置で、時間的にパルス状で空間的に傾斜した（一次の傾きを有する）傾斜磁場を生成し、撮像空間に置かれた被検体内の三次元の位置情報を付与するようにしている。【０００３】
近年、前記断層画像の高画質画像取得と撮像時間短縮のため、傾斜磁場コイル装置には、高傾斜磁場強度と高速駆動が求められ、傾斜磁場電源等の性能向上により、傾斜磁場コイル装置に大電流を通電し、高速にスイッチングすることで、それらの要求が実現できるようになった。この実現に伴い、パルス状の傾斜磁場の発生時に傾斜磁場コイル装置等の導体に流れる渦電流も大きくなり、渦電流発熱や渦電流による磁場（渦電流磁場）が大きくなった。渦電流磁場は撮像空間の傾斜磁場を歪ませるため、前記断層画像の画質を悪化させる場合がある。特に、渦電流磁場の二次以上の偶数次成分は、一次成分からなる傾斜磁場補正パルスで補償できないため、小さくすることが求められる。そこで、偶数次成分が渦電流磁場によって略０になるように導電体リングを配置することが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。また、鎖交する傾斜磁場の強い領域のコイル導体の幅を、渦電流による発熱を抑えるために細くすることが提案されている（例えば、特許文献２等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２１６１０２号公報
【特許文献２】特開２００９−１８３３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
傾斜磁場コイル装置のコイル導体内の渦電流を小さくするには、磁場が鎖交するコイル導体の幅を狭くすることが有効であるが、高傾斜磁場強度を得る大電流通電に対しては発熱が無視できず限界がある。そこで、コイル導体の幅を狭くする一方で、コイル導体の厚さを厚くすれば、発熱は抑えられる。しかし、被検体に閉所感を与えないよう撮像空間を広くし、装置設置空間の制限から静磁場コイル装置をできるだけコンパクトにする要請があるため、必然的に、静磁場コイル装置と撮像空間の間に設置される傾斜磁場コイル装置を厚くできず、コイル導体の厚さは厚くできない。コイル導体を厚くすることで、その幅を狭くすることはできない。コイル導体の幅は、狭めると渦電流抑制ができ、広げると大電流通電時の発熱抑制ができるが、どちらも十分に抑制可能な幅の存在しないトレードオフの関係になっている。【０００６】
前記渦電流抑制をすれば、渦電流発熱抑制と渦電流磁場低減ができ、渦電流磁場低減の中でも傾斜磁場の補正で相殺したり補ったりできない二次以上の偶数次成分の渦電流磁場の低減ができ、前記断層画像の画質を向上できる。逆に、渦電流抑制を、渦電流磁場の二次以上の偶数次成分の抑制に絞ることで、上記トレードオフの関係を緩和できると考えられた。すなわち、二次以上の偶数次成分の渦電流磁場を発生させる渦電流が流れないコイル導体の幅はそのままに、二次以上の偶数次成分の渦電流磁場を発生させる渦電流が流れるコイル導体の幅を狭める。発熱箇所が部分的になるので、渦電流発熱も抑制できる。そして、発明者等は、二次以上の偶数次成分の渦電流磁場を発生させる渦電流が流れるコイル導体と他のコイル導体との区別を明らかにし、本発明を完成させた。【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、偶数次成分の渦電流磁場を低減できる傾斜磁場コイル装置を提供することである。また、この傾斜磁場コイル装置を搭載し前記断層画像の画質を向上できるＭＲＩ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は、順コイルと、中央面を挟むように前記順コイルに対向し、前記順コイルとは逆方向の電流を流して、前記中央面の周辺に傾斜磁場を発生させる逆コイルと、を有し、前記順コイルと前記逆コイルの少なくとも１つのコイルは、前記コイルの中心軸、又は、前記中央面に近接する中央領域と、前記コイルの中心軸、又は、前記中央面からの距離が前記中央領域より大きい中央外領域と、を有し、前記中央領域における前記コイルのコイル線の線幅は、前記中央外領域における前記コイルのコイル線の線幅より狭いことを特徴とする傾斜磁場コイル装置である。また、この傾斜磁場コイル装置を搭載した磁気共鳴イメージング装置を本発明の特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、偶数次成分の渦電流磁場を低減できる傾斜磁場コイル装置を提供できる。また、この傾斜磁場コイル装置を搭載し前記断層画像の画質を向上できるＭＲＩ装置を提供できる。なお、前記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（傾斜磁場コイル装置）のｙ方向傾斜磁場メインコイルの斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置を中心軸（ｚ軸）を含むｙｚ平面で切断した断面図である。
【図４】ｙ方向傾斜磁場メインコイルおよびｙ方向傾斜磁場シールドコイルの電流通電により発生する磁場（傾斜磁場を含む）のｙｚ平面上の磁力線及び磁束密度の分布図である。
【図５】比較例のｙ方向傾斜磁場メインコイルの斜視図であり、それに流れる渦電流分布を示す図である。
【図６】比較例のｙ方向傾斜磁場メインコイルおよびｙ方向傾斜磁場シールドコイルの電流通電により発生する磁場により自身のｙ方向傾斜磁場メインコイルのコイル導体に生じる渦電流により発生する磁場のｙｚ平面上の磁力線の分布図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る傾斜磁場コイル装置のｙ方向傾斜磁場メインコイルおよびｙ方向傾斜磁場シールドコイルの電流通電により発生する磁場により自身のｙ方向傾斜磁場メインコイルのコイル導体に生じる渦電流により発生する磁場のｙｚ平面上の磁力線の分布図である。
【図８Ａ】図６と図７のＡ−Ａ'間の線分上の渦電流により発生する磁場のｚ成分の磁束密度（実線：本発明（図７）、破線：比較例（図６））の分布図である。
【図８Ｂ】図８Ａのａ点における渦電流により発生する磁場のｚ成分の磁束密度のパルス波形（実線：本発明、破線：比較例）を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（傾斜磁場コイル装置）のｙ方向傾斜磁場メインコイルの斜視図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（傾斜磁場コイル装置）のｚ方向傾斜磁場メインコイルの斜視図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の斜視図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置を中心軸（ｚ軸）を含むｙｚ平面で切断した断面図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（傾斜磁場コイル装置）のｙ方向傾斜磁場メインコイルの第１順コイル（第２順コイル）と第１逆コイル（第２逆コイル）の平面図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（傾斜磁場コイル装置）のｚ方向傾斜磁場メインコイルの順コイル（逆コイル）の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図２に、本発明の第１の実施形態に係るＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置１の斜視図を示す。ＭＲＩ装置１は、被検体７が寝たままの状態で静磁場コイル装置５で囲まれた撮像空間９に挿入するベッド８と、撮像空間９に均一な静磁場を生成する静磁場コイル装置５と、撮像空間９に位置情報を付与するために空間的に磁場強度が傾斜勾配した傾斜磁場をパルス状に発生させる傾斜磁場コイル装置２と、被検体７に高周波パルスを照射するＲＦコイル６と、被検体７からの磁気共鳴信号を受信する受信コイル（図示省略）と、受信した磁気共鳴信号を処理して前記断層画像を表示するコンピュータシステム（図示省略）と、を有している。そして、ＭＲＩ装置１によれば、均一な静磁場中に置かれた被検体７に高周波パルスを照射したときに生じる核磁気共鳴現象を利用して、被検体７の物理的、化学的性質を表す断層画像を得ることができ、その断層画像は、特に、医療用として用いられている。静磁場コイル装置５と、傾斜磁場コイル装置２と、ＲＦコイル６とは、筒状であり、それら筒状の中心軸は互いに概ね一致し、かつ、ｚ軸に一致している。なお、ｙ軸方向は垂直方向上向きに設定されている。ｘ軸方向は、水平方向に設定され、さらに、ｙ軸方向からｚ軸方向に右ネジを回したときに右ネジの進む方向に設定されている。これら軸座標の原点は、それら筒状の中心に設定されている。静磁場コイル装置５の外周は、中空円筒型容器である真空容器５ｅで構成されている。中空円筒型容器である真空容器５ｅの内筒壁の内側、かつ、中空円筒型容器である真空容器５ｅの外部に、傾斜磁場コイル装置２と、ＲＦコイル６が配置されている。
【００１３】
傾斜磁場コイル装置２は、撮像空間９側に配置される傾斜磁場メインコイル３と、真空容器５ｅ側に配置される傾斜磁場シールドコイル４を有している。傾斜磁場メインコイル３は、撮像空間９に傾斜磁場を発生させるが、中空円筒型容器である真空容器５ｅにも、いわゆる漏れ磁場を発生させる。真空容器５ｅへのこの漏れ磁場を抑制するために、傾斜磁場シールドコイル４が設けられており、この傾斜磁場シールドコイル４には、傾斜磁場メインコイル３とは反対方向に電流が流れるようになっている。
【００１４】
傾斜磁場メインコイル３は、ｚ軸方向に磁場強度が線形に変化する傾斜磁場を発生させるｚ方向傾斜磁場メインコイル３ｚと、ｘ軸方向に磁場強度が線形に変化する傾斜磁場を発生させるｘ方向傾斜磁場メインコイル３ｘと、ｙ軸方向に磁場強度が線形に変化する傾斜磁場を発生させるｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙと、を有している。ｚ方向傾斜磁場メインコイル３ｚとｘ方向傾斜磁場メインコイル３ｘとｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙとのそれぞれに、順番にパルス状の電流を印加することで、対応するそれぞれの方向に傾斜した傾斜磁場を発生させ、磁気共鳴信号に被検体７内の位置情報を付与することができる。
【００１５】
傾斜磁場シールドコイル４は、ｚ方向傾斜磁場メインコイル３ｚが発生させる漏れ磁場を抑制するｚ方向傾斜磁場シールドコイル４ｚと、ｘ方向傾斜磁場メインコイル３ｘが発生させる漏れ磁場を抑制するｘ方向傾斜磁場シールドコイル４ｘと、ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙが発生させる漏れ磁場を抑制するｙ方向傾斜磁場シールドコイル４ｙと、を有している。傾斜磁場シールドコイル４（４ｘ、４ｙ、４ｚ）は、傾斜磁場メインコイル３（３ｘ、３ｙ、３ｚ）を覆うように設けられ、傾斜磁場メインコイル３（３ｘ、３ｙ、３ｚ）が発生させた漏れ磁場が外部に漏れるのを抑制する。
【００１６】
図３に、本発明の第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１を中心軸３５（ｚ軸）を含むｙｚ平面で切断した断面図を示す。このＭＲＩ装置１は、撮像空間９に形成される静磁場１２の向きが水平方向（ｚ軸方向）である水平磁場型のＭＲＩ装置である。また、前記したように互いに直角になるようにｘ軸とｙ軸とｚ軸を設定し、原点は撮像空間９の中心すなわち中空円筒型容器である真空容器５ｅの中心付近に設定している。静磁場コイル装置５には、ｚ＝０面（ｘ軸とｙ軸を含むｘｙ平面）に対して左右（ｚ＜０とｚ＞０の部分）で対を成すように、静磁場メインコイル５ａと、静磁場の周囲への漏れを抑制する静磁場シールドコイル５ｂが設けられている。これらのコイル５ａ、５ｂはそれぞれ、ｚ軸を共通の中心軸３５とする円環形状をしている。静磁場メインコイル５ａの外径より、静磁場シールドコイル５ｂの内径の方が大きくなっている。また、これらのコイル５ａ、５ｂには、超伝導コイルを利用することが多く、その場合、コイル５ａ、５ｂは、３層構造の容器内に収納されることになる。まず、コイル５ａ、５ｂは、冷媒の液体ヘリウム（Ｈｅ）と共にヘリウム容器５ｃ内に収容される。ヘリウム容器５ｃは内部への熱輻射を遮断する輻射シールド５ｄに内包されている。そして、中空円筒型容器である真空容器５ｅは、ヘリウム容器５ｃ及び輻射シールド５ｄを収容しつつ、内部を真空に保持している。真空容器５ｅは、普通の室温の室内に配置されても、真空容器５ｅ内が真空になっているので、室内の熱が伝導や対流で、ヘリウム容器５ｃに伝わることはない。また、輻射シールド５ｄは、室内の熱が輻射によって真空容器５ｅからヘリウム容器５ｃに伝わることを抑制している。このため、コイル５ａ、５ｂは、液体ヘリウムの温度である極低温に安定して設定することができ、超伝導電磁石として機能させることができる。ヘリウム容器５ｃと、輻射シールド５ｄと、真空容器５ｅには、不必要な磁場が発生しないように非磁性の部材が用いられ、さらに、真空を保持しやすいことから非磁性の金属が用いられる。なお、ヘリウム容器５ｃと、輻射シールド５ｄと、真空容器５ｅでは、傾斜磁場メインコイル３で発生する漏れ磁場が、傾斜磁場シールドコイル４によってシールドされて、到達し難いので、渦電流は発生し難い状況にある。静磁場コイル装置５は、撮像空間９に、傾斜磁場１１に重ねて、静磁場１２を発生させる。
【００１７】
傾斜磁場コイル装置２は筒状の形状を有し、ＲＦコイル６と撮像空間９を内蔵するように配置されている。傾斜磁場コイル装置２の外筒壁は、中空円筒型容器である真空容器５ｅの内筒壁に沿い対向するように形成されている。傾斜磁場コイル装置２は、ｚ方向傾斜磁場メインコイル３ｚと、ｘ方向傾斜磁場メインコイル３ｘと、ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙと、を有するが、図３の例では、ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙが、ｙ軸方向に磁場強度が線形に変化する傾斜磁場１１を発生させている様子を示している。ＲＦコイル６も筒状の形状を有し、撮像空間９を内蔵するように配置されている。ＲＦコイル６の外筒壁は、傾斜磁場コイル装置２の内筒壁に沿い対向するように形成されている。
【００１８】
図１に、ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙの斜視図を示す。ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙは、順コイル３ａ（３１、３２）と、中央面３ｃを挟むように順コイル３ａ（３１、３２）に対向する逆コイル３ｂ（３３、３４）と、を有している。逆コイル３ｂ（３３、３４）には、順コイル３ａ（３１、３２）とは逆方向の電流が流されることで、中央面３ｃの周辺の撮像空間９にｙ方向に磁場強度が傾斜した傾斜磁場を発生させることができる。中央面３ｃは、ｚ＝０面（ｘ軸とｙ軸を含むｘｙ平面）に一致するように配置できる。
【００１９】
前記順コイル３ａは、第１順コイル３１と、中央面３ｃに対して第１順コイル３１の側に配置され、第１順コイル３１に対向する第２順コイル３２と、を有する。前記逆コイル３ｂは、中央面３ｃに対して第１順コイル３１の反対側に配置される第１逆コイル３３と、中央面３ｃに対して第１逆コイル３３の側に配置され、第１逆コイル３３に対向する第２逆コイル３４と、を有する。第１順コイル３１と、第２順コイル３２と、第１逆コイル３３と、第２逆コイル３４とは、筒状に沿う形で形成された渦巻状の鞍型コイルである。なお、第１順コイル３１と第２順コイル３２と第１逆コイル３３と第２逆コイル３４とが沿う筒の中心軸に垂直な断面形状は、円形に限らず、楕円形状や、レーストラック形状であってもよい。楕円形状や、レーストラック形状にすることで、ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙのｘ方向の幅を、ｙ方向の幅より広くすることができる。被検体７の肩幅の方向になるｘ方向の幅を広くすることができるので、被検体７は自然な姿勢で撮像空間９に入ることができる。
【００２０】
図１に示すように、第１順コイル３１のコイルパターンは、コイル線３７ａとコイル線３７ｂとコイル線３７ｃとコイル線３７ｄとが、この順に内側に配置された複数ターン（図１の例では４ターン）の渦巻状パターンである。第２順コイル３２のコイルパターンは、図１での記載を省略したが、ｙ＝０面（ｚ軸とｘ軸を含むｚｘ平面）を対称面とする、第１順コイル３１のコイルパターンに略面対称になっている。第１逆コイル３３のコイルパターンは、図１での記載を省略したが、ｚ＝０面（ｘ軸とｙ軸を含むｘｙ平面）を対称面とする、第１順コイル３１のコイルパターンに略面対称になっている。第２逆コイル３４のコイルパターンは、図１での記載を省略したが、ｙ＝０面（ｚ軸とｘ軸を含むｚｘ平面）を対称面とする、第１逆コイル３３のコイルパターンに略面対称になっている。すなわち、第１順コイル３１のコイルパターンから、第２順コイル３２と第１逆コイル３３と第２逆コイル３４のコイルパターンを類推することができる。なお、第１順コイル３１と、第２順コイル３２と、第１逆コイル３３と、第２逆コイル３４とは、薄く形成するために、銅（Ｃｕ）またはアルミニウム（Ａｌ）などの良導体の板を渦巻状のコイル線に切り抜いて製作されている。渦巻状に切り抜く手法としては、エッチング、ウォータージェット、パンチングによる切断などの手法を用いることができる。所望の傾斜磁場を形成するように最適設計された電流分布をもとに、要求される最大電流値毎に切り抜かれ分割された領域を導体領域とするように加工される。切り抜かれたコイル線は、筒（トンネル）の形状に合わせてロール曲げ加工され、鞍型コイルに形成される。
【００２１】
後記では、第１順コイル３１のコイルパターンについて詳細に説明する。第１順コイル３１は、中央面３ｃに近接する中央領域３ｄと、中央面３ｃからの距離が中央領域３ｄより大きい中央外領域３ｅと、を有している。渦巻状の第１順コイル３１は、最も内側のコイル線３７ｄの更に内側に、渦中心３６を有している。渦中心３６は、中央外領域３ｅに設けられる。中央領域３ｄは、渦中心３６より、中央面３ｃの近くに配置されている。外側のコイル線３７ａ、３７ｂは、中央領域３ｄと中央外領域３ｅの両方にわたって配置され、コイル線３７ａ、３７ｂの内側のコイル線３７ｃ、３７ｄは、中央外領域３ｅに配置されている。中央領域３ｄにおけるコイル線３７ａ、３７ｂは、中央面３ｃに沿って設けられている。
【００２２】
中央領域３ｄにおけるコイル線３７ａ、３７ｂの線幅Ｌ１は、中央外領域３ｅにおけるコイル線３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄの線幅Ｌ２より狭くなっている（Ｌ１＜Ｌ２）。中央領域３ｄにおけるコイル線３７ａ、３７ｂの間の間隔Ｓ１は、中央外領域３ｅにおけるコイル線３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄの間の間隔Ｓ２より広くなっている（Ｓ１＞Ｓ２）。中央領域３ｄにおけるコイル線３７ａ、３７ｂの線幅Ｌ１は、中央領域３ｄにおけるコイル線３７ａ、３７ｂの間の間隔Ｓ１より狭くなっている（Ｌ１＜Ｓ１）。中央外領域３ｅにおけるコイル線３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄの線幅Ｌ２は、中央外領域３ｅにおけるコイル線３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄの間の間隔Ｓ２より広くなっている（Ｌ２＞Ｓ２）。
【００２３】
中央領域３ｄと中央外領域３ｅの境界は、境界面３ｆで仕切られている。境界面３ｆは、ｚ＝Ｄ１面（ｚ＝０面から距離Ｄ１だけ離れたｘｙ平面）に一致するように配置できる。境界面３ｆは、中央面３ｃと平行になっている。外側のコイル線３７ａ、３７ｂは、中央領域３ｄと中央外領域３ｅの境界面３ｆを通り貫けている。外側のコイル線３７ａ、３７ｂは、境界面３ｆの付近で、２０度以上１６０度以下の範囲のテーパ角（傾斜角）θを持つテーパ（傾斜部）３８を有する。これによれば、コイル線３７ａ、３７ｂの線幅を急峻に狭めることができる。テーパ角θは、３０度以上１２０度以下の範囲内であることが好ましい。テーパ３８では、外側のコイル線３７ａ、３７ｂの線幅は、中央外領域３ｅから中央領域３ｄへ移る際に徐々に狭くなる。一方、コイル線３７ａ、３７ｂの内側のコイル線３７ｃ、３７ｄは、境界面３ｆから離れている。
【００２４】
図４に、ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙおよびｙ方向傾斜磁場シールドコイル４ｙの電流通電により発生する磁場（傾斜磁場を含む）のｙｚ平面上の磁力線１５及び磁束密度ｙ成分１７の分布図を示す。撮像空間９にはｚ方向の磁場強度が一次の勾配を有する傾斜磁場１１が生成している。ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙには鎖交する磁場（ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙ上のｙ方向の磁束密度１７）が存在し、渦中心３６の位置でそのｙ方向の磁束密度１７が極大となり、その渦中心３６から離れるほどｙ方向の磁束密度１７は減少する。そして、その渦中心３６から離れるに伴い、ｚ座標の絶対値が大きくなるときは、ｙ方向の磁束密度１７は減少するが、ｙ方向の磁場方向は反転していない。一方、その渦中心３６から離れるに伴い、ｚ座標の絶対値が小さくなるときは、ｙ方向の磁束密度１７が減少し、さらに、ｙ方向の磁場方向が反転している。すなわち、撮像空間９に所望の精度の傾斜磁場１１を生成し、コイル起磁力を最小化するように設計すると、渦中心３６の位置に生じるｙ方向の磁場の向きに比べ逆向きのｙ方向（ｙ方向における正負の方向が反転した逆方向）の磁場が、ｚ＝０面（ｘ軸とｙ軸を含むｘｙ平面）の近傍で生成する場合がある。そして、この逆向きの磁場は、中央領域３ｄ内で発生している。
【００２５】
図５に、比較例のｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙの斜視図を示す。比較例のｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙも、第１の実施形態のｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙと同様に、図４に示したと同じパターンの磁力線１５及び同じパターンの磁束密度ｙ成分１７の分布を発生させることができる。比較例のｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙが、第１の実施形態のｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙと異なっている点は、コイル線３７ａ０、３７ｂ０、３７ｃ０、３７ｄ０の線幅Ｌ１０、Ｌ２０が、渦中心３６から何巻き目か、中央面３ｃ側か否かによらず、略一定で（Ｌ１０＝Ｌ２０）、幅広になっている。また、コイル線３７ａ０、３７ｂ０、３７ｃ０、３７ｄ０の線間の間隔Ｓ１０、Ｓ２０が、渦中心３６から何巻き目か、中央面３ｃ側か否かによらず、略一定で（Ｓ１０＝Ｓ２０）、狭くなっている。これらにより、比較例のｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙのコイル線３７ａ０、３７ｂ０、３７ｃ０、３７ｄ０には、図５に示すように渦電流１４が生成する。渦中心３６の周辺、および、ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙの外形をなす筒のｚ方向の外側では、その筒のｙ方向の外側から見て時計回りの渦電流１４が生成している。一方、中央面３ｃに近い領域（図４の中央領域３ｄに相当）では、図４の前記逆向きの磁場に対応して、反時計回りの渦電流１４が生成する。
【００２６】
図６に、比較例のｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙおよびｙ方向傾斜磁場シールドコイル４ｙの電流通電により発生する磁場により自身のｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙのコイル導体に生じる渦電流１４により発生する磁場（渦電流磁場）のｙｚ平面上の磁力線１６の分布図を示す。渦中心３６の周辺に生じる磁力線１６は、本数も多く支配的であるが、方向が逆で図４の磁力線１５の分布に似ている。よって、この渦電流磁場（磁力線１６）は傾斜磁場補正パルスで補償可能である。一方、前記反時計回りの渦電流１４は、磁力線１６とは方向が反対方向の渦電流磁場（磁力線１６ａ）を、ｚ＝０面（ｘ軸とｙ軸を含むｘｙ平面）の付近に生成する。この反対方向の磁場（磁力線１６ａ）は、傾斜磁場補正パルスでは補償することができない。
【００２７】
図７に、本発明の第１の実施形態のｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙおよびｙ方向傾斜磁場シールドコイル４ｙの電流通電により発生する磁場により自身のｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙのコイル導体に生じる渦電流１４により発生する渦電流磁場のｙｚ平面上の磁力線１６の分布図を示す。図７の磁力線１６の分布図からは、図６の前記反対方向の渦電流磁場（磁力線１６ａ）が消えている。傾斜磁場補正パルスでは補償することができない前記反対方向の渦電流磁場（磁力線１６ａ）を消すことができるので、傾斜磁場補正パルスで補償された高精度な傾斜磁場を提供することができる。前記反対方向の渦電流磁場（磁力線１６ａ）が消せたのは、前記反対方向の渦電流磁場（磁力線１６ａ）が発生する中央領域３ｄにおいて、その発生源である前記反時計回りの渦電流１４（図５参照）の発生を抑制しているからである。そして、前記反時計回りの渦電流１４の抑制は、中央領域３ｄにおけるコイル線３７ａ、３７ｂの線幅を狭め、それらの間の間隔を広げることで行うことができる。
【００２８】
図８Ａに、図６と図７のＡ−Ａ'間の線分上の渦電流により発生する磁場（渦電流磁場）のｚ成分の磁束密度（実線：本発明（図７）、破線：比較例（図６））の分布図を示す。破線に示すように、比較例の渦電流磁場は、ｚ＝０を対称軸として線対称に分布する高次の偶数次成分（２次、４次等の成分）の磁場が分布している。この偶数次成分の磁場は傾斜磁場補正パルス（一次成分を有する）で補償できないため、誤差磁場として残る。よって、この高次の偶数次成分の磁場は、予め小さくする必要がある。一方、本発明の第１の実施形態の渦電流磁場は、ｚ成分の磁場強度が一定であり、一次成分の磁場も高次の偶数次成分の磁場も分布していない。このため、高精度の傾斜磁場を発生させることができる。そして、たとえば、外部装置から一次成分の磁場が印加されたとしても、傾斜磁場補正パルスで補償すれば、誤差磁場が残らずキャンセルすることができ、高精度の傾斜磁場を発生させることができる。
【００２９】
図８Ｂに、図８Ａのａ点における渦電流により発生する磁場（渦電流磁場）のｚ成分の磁束密度のパルス波形（実線：本発明、破線：比較例）を示す。これより、実線で示す本発明の第１の実施形態のパルス波形は、波形がほとんど歪んでいない。一方、破線で示す比較例のパルス波形は、第１の実施形態のパルス波形に比べて歪んでいる。渦電流の減衰時定数が大きいと、パルス間の時間間隔Ｔの間に、渦電流磁場が十分に減衰されきらずに、時間を追うごとに誤差が蓄積されるため、減衰時定数を小さくする必要がある。そこで、第１の実施形態では、中央領域３ｄ内のコイル線３７ａ、３７ｂを狭くすることで、誘導起電力を小さくし、渦電流を小さくしている。そして、中央領域３ｄ内のコイル線３７ａ、３７ｂが狭まることで、電気抵抗を大きくし、減衰時定数を小さくしている。
【００３０】
なお、ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙについて、中央領域３ｄ内のコイル線３７ａ、３７ｂを狭くすることを説明したが、ｙ方向傾斜磁場シールドコイル４ｙ（図２参照）等の傾斜磁場シールドコイル４は、この限りでない。傾斜磁場シールドコイル４（ｙ方向傾斜磁場シールドコイル４ｙ）は磁気遮蔽をしているため、図４に示すように、ｙ方向傾斜磁場シールドコイル４ｙに鎖交する磁場（磁力線１５）は、ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙに比べほとんどない。よって、渦電流は、傾斜磁場シールドコイル４（ｙ方向傾斜磁場シールドコイル４ｙ）ではほとんど発生せず、渦電流磁場もほとんど発生しないからである。
【００３１】
一方、ｘ方向傾斜磁場メインコイル３ｘ（図２参照）については、ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙと同様に、中央領域３ｄ内のコイル線を狭くすることが好ましい。ｘ方向傾斜磁場メインコイル３ｘは、ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙを、ｚ軸の回りに９０度回転させ、半径方向に拡大あるいは縮小させｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙに重ねることが可能な構造をしている。このｘ方向傾斜磁場メインコイル３ｘによっても、図４と図７の磁力線１５、１６の分布図のｙ軸を、ｘ軸に書き換えたような磁力線１５、１６の分布を得ることができ、渦電流の発生抑制等に関し、ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙと同様の効果を得ることができる。
【００３２】
また、中央領域３ｄにおけるコイル線の線幅Ｌ１は、撮像空間９に作る渦電流磁場を従来の１／２以下とする場合、従来の１／２以下とするのが望ましく、中央外領域３ｅにおけるコイル線の線幅Ｌ２の１／２以下とするのが望ましい。これは、渦電流磁場のソースとなるコイル導体面内に流れる渦電流の磁気モーメントが線幅Ｌ１に比例するためである。
【００３３】
また、中央領域３ｄの中央面３ｃからの距離Ｄ１は、渦中心３６の位置に生じるｙ方向の磁場１７（図４参照）の向きに比べ逆向きの磁場１７（図４参照）が生成する範囲とするのが望ましい。例えば、中央領域３ｄの中央面３ｃからの距離Ｄ１が、略球状の撮像空間９の半径Ｒと略等しくなるように構成する（Ｄ１＝Ｒ）。この逆向きの磁場１７が高次の偶数次成分の渦電流磁場を生成するためである。
【００３４】
（第２の実施形態）
図９に、本発明の第２の実施形態のｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙの斜視図を示す。第２の実施形態のｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙが、第１の実施形態のｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙと異なっている点は、中央領域３ｄにおけるコイル線３７ａ、３７ｂには、隣接するコイル線の方向に伸びるフィン３９が設けられている点である。フィン３９は、それが設けられたコイル線３７ａ、３７ｂの延在する方向に垂直な方向のスリット３９ａによって分割されている。具体的には、中央領域３ｄ内のコイル線３７ａ、３７ｂの線幅を狭くするために、単に線幅を狭めるのではなく、コイル線３７ａ、３７ｂを流れる電流の向き（コイル線３７ａ、３７ｂの延在する方向）に対して垂直な方向のスリット３９ａを入れ、隣り合うスリット３９ａの間隔をコイル線３７ａ、３７ｂの幅程度かそれより短くする。そして、フィン３９内に電流が入り込まないようにする。電流の流れる領域が狭まることで、前記電気抵抗を大きくし、前記減衰時定数を短くしている。電流の流れる領域を単に狭めると発熱量は増大する。しかし、電流の向きに垂直に入れたスリット３９ａ間のフィン３９によって、発熱した熱を熱伝導により放出でき、急激な温度上昇を抑えることができる。
【００３５】
（第３の実施形態）
図１０に、本発明の第３の実施形態のｚ方向傾斜磁場メインコイル３ｚの斜視図を示す。ｚ方向傾斜磁場メインコイル３ｚは、順コイル３ａと、中央面３ｃを挟むように順コイル３ａに対向する逆コイル３ｂと、を有している。順コイル３ａと、逆コイル３ｂとは、筒状に沿う形で形成された螺旋状コイルである。なお、順コイル３ａと、逆コイル３ｂとが沿う筒の中心軸に垂直な断面形状は、円形に限らず、楕円形状や、レーストラック形状であってもよい。楕円形状や、レーストラック形状にすることで、ｚ方向傾斜磁場メインコイル３ｚのｘ方向の径の幅を、ｙ方向の径の幅より広くすることができる。被検体７の肩幅の方向になるｘ方向の径の幅を広くすることができるので、被検体７は自然な姿勢で撮像空間９に入ることができる。順コイル３ａと逆コイル３ｂには、互いに逆方向の電流が流されることで、中央面３ｃの周辺の撮像空間９にｚ方向に磁場強度が傾斜した傾斜磁場を発生させることができる。中央面３ｃは、ｚ＝０面（ｘ軸とｙ軸を含むｘｙ平面）に一致するように配置できる。
【００３６】
図１０に示すように、順コイル３ａのコイルパターンは、螺旋状パターンである。逆コイル３ｂのコイルパターンは、図１０での記載を省略したが、ｚ＝０面（ｘ軸とｙ軸を含むｘｙ平面）を対称面とする、順コイル３ａのコイルパターンに略面対称になっている。すなわち、順コイル３ａのコイルパターンから、逆コイル３ｂのコイルパターンを類推することができる。なお、順コイル３ａと、逆コイル３ｂとは、薄く形成するために、銅（Ｃｕ）またはアルミニウム（Ａｌ）などの良導体の筒を螺旋状のコイル線に切り抜いて製作されている。螺旋状に切り抜く手法としては、エッチング、ウォータージェット、パンチングによる切断などの手法を用いることができる。所望の傾斜磁場を形成するように最適設計された電流分布をもとに、要求される最大電流値毎に切り抜かれ分割された領域を導体領域とするように加工される。
【００３７】
順コイル３ａは、中央面３ｃに近接する中央領域３ｄと、中央面３ｃからの距離が中央領域３ｄより大きい中央外領域３ｅと、を有している。逆コイル３ｂ側のコイル線３７ａ、３７ｂは、中央領域３ｄに配置され、コイル線３７ａ、３７ｂを挟んで逆コイル３ｂの反対側のコイル線３７ｃ〜３７ｉは、中央外領域３ｅに配置されている。コイル線３７ａ〜３７ｉは、中央面３ｃに沿って設けられている。
【００３８】
中央領域３ｄにあるコイル線３７ａ、３７ｂの線幅Ｌ１は、中央外領域３ｅにあるコイル線３７ｃ〜３７ｉの線幅Ｌ２より狭くなっている（Ｌ１＜Ｌ２）。中央領域３ｄにおける隣接するコイル線３７ａ、３７ｂの間の間隔Ｓ１は、中央外領域３ｅにおける隣接するコイル線３７ｃ〜３７ｉの間の間隔Ｓ２より広くなっている（Ｓ１＞Ｓ２）。中央領域３ｄにあるコイル線３７ａ、３７ｂの線幅Ｌ１は、中央領域３ｄにおけるコイル線３７ａ、３７ｂの間の間隔Ｓ１より狭くなっている（Ｌ１＜Ｓ１）。中央外領域３ｅにあるコイル線３７ｃ〜３７ｉの線幅Ｌ２は、中央外領域３ｅにおける隣接するコイル線３７ｃ〜３７ｉの間の間隔Ｓ２より広くなっている（Ｌ２＞Ｓ２）。
【００３９】
中央領域３ｄと中央外領域３ｅの境界は、境界面３ｆで仕切られている。境界面３ｆは、ｚ＝Ｄ１面（ｚ＝０面から距離Ｄ１だけ離れたｘｙ平面）に一致するように配置できる。距離Ｄ１は、略球状の撮像空間９の半径Ｒに略等しくなっている（Ｄ１＝Ｒ）。境界面３ｆは、中央面３ｃと平行になっている。コイル線３７ｂとコイル線３７ｃとは、渡り線であるテーパ３８で接続されている。テーパ３８は、中央領域３ｄと中央外領域３ｅの境界面３ｆを通り貫けている。テーパ３８は、境界面３ｆの付近に設けられている。テーパ３８は、５度以上１２０度以下の範囲のテーパ角θを持っている。テーパ３８では、線幅が、中央外領域３ｅから中央領域３ｄへ移る際に徐々に狭くなる。コイル線３７ａ〜３７ｉは、境界面３ｆから離れている。第３の実施形態によっても、中央領域３ｄ内のコイル線３７ａ、３７ｂの幅を狭くすることができるので、第１の実施形態と同様に、渦電流を小さくすることができる。そして、中央領域３ｄ内のコイル線３７ａ、３７ｂが狭まることで前記電気抵抗が大きくなり、前記減衰時定数を短くすることができる。
【００４０】
（第４の実施形態）
図１１に、本発明の第４の実施形態に係るＭＲＩ装置１の斜視図を示す。図３に示した第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１は静磁場１２の向きが水平方向である水平磁場型ＭＲＩ装置であったのに対し、図１１に示す第４の実施形態に係るＭＲＩ装置１は静磁場１２の向きが垂直方向である垂直磁場型ＭＲＩ装置になっている。ＭＲＩ装置１は、ベッド８に横たわった被検体７が挿入される撮像空間９に対して上下から挟むように配置され、撮像空間９に均一な静磁場１２を生成する上下一対の静磁場コイル装置５と、この上下一対の静磁場コイル装置５を離間して支持する連結柱１３と、撮像空間９に位置情報を付与するために空間的に磁場強度が傾斜勾配した傾斜磁場をパルス状に発生させる傾斜磁場コイル装置２と、撮像空間９に挿入された被検体７に高周波パルスを照射するＲＦコイル６と、被検体７からの磁気共鳴信号を受信する受信コイル（図示省略）と、受信した磁気共鳴信号を処理して被検体７の断面画像を表示するコンピュータシステム（図示省略）と、を有している。上下一対の静磁場コイル装置５と、傾斜磁場コイル装置２と、ＲＦコイル６とは、中心軸３５を共通の軸とする円板（円柱）形状をしている。被検体７は可動式のベッド８によって撮像空間９まで運ばれるが、上下一対の静磁場コイル装置５をつなぐのは細い連結柱１３のみであるので、被検体７は周囲を見渡せ閉所感を軽減することができる。また、中心軸３５と平行な鉛直方向にｚ軸を設定し、水平方向で互いに直角になるようにｘ軸とｙ軸とを設定している。
【００４１】
図１２に、本発明の第４の実施形態に係るＭＲＩ装置１を中心軸３５（ｚ軸）を含むｙｚ平面で切断した断面図を示す。上下一対の静磁場コイル装置５には、上下一対の静磁場メインコイル５ａと、上下一対の静磁場シールドコイル５ｂとが用いられている。上下一対の静磁場メインコイル５ａと上下一対の静磁場シールドコイル５ｂはそれぞれ、前記中心軸３５を軸とする円環形状をしている。また、上下一対の静磁場メインコイル５ａと上下一対の静磁場シールドコイル５ｂは、第１の実施形態と同様に、ヘリウム容器５ｃと輻射シールド５ｄと真空容器５ｅとからなる３層構造の容器内に収納されている。
【００４２】
傾斜磁場コイル装置２も上下一対有し、上下一対の傾斜磁場コイル装置２は、撮像空間９を挟んで上下に配置されている。ＲＦコイル６も上下一対有し、上下一対のＲＦコイル６は、撮像空間９を挟んで上下に配置されている。被検体７はベッド８に横たわり、上下に分かれたＲＦコイル６の間に挿入される。傾斜磁場コイル装置２は平行平面のそれぞれの上に形成された一対の平板状のコイルで、撮像空間９付近にできる真空容器５ｅのくぼみ内に納められる。ＲＦコイル６は傾斜磁場コイル装置２の撮像空間９側に設置される。上下一対の傾斜磁場コイル装置２は、静磁場１２と同じ方向の磁場であるが、任意の方向に磁場強度が傾斜した傾斜磁場１１をパルス状に発生させる。通常、静磁場１２の方向をｚ軸としてｚ軸と直交する２方向にｘ軸とｙ軸をとり、傾斜磁場コイル装置２は、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向の３方向に独立な傾斜磁場１１を、静磁場１２に重ねて発生できるような機能を持っている。
【００４３】
傾斜磁場コイル装置２は一対の円板状の形状を有し、その一対の円板でＲＦコイル６と撮像空間９を挟むように配置されている。傾斜磁場コイル装置２は、ｚ方向傾斜磁場メインコイル３ｚと、ｘ方向傾斜磁場メインコイル３ｘと、ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙと、を有するが、図１２の例では、ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙが、ｙ軸方向に磁場強度が線形に変化する傾斜磁場１１を発生させている様子を示している。ＲＦコイル６も一対の円板状の形状を有し、撮像空間９を挟むように配置されている。傾斜磁場コイル装置２は、傾斜磁場メインコイル３と傾斜磁場シールドコイル４を有している。傾斜磁場メインコイル３は、一対の板状のｚ方向傾斜磁場メインコイル３ｚと、一対の板状のｘ方向傾斜磁場メインコイル３ｘと、一対の板状のｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙと、を有している。傾斜磁場シールドコイル４は、一対の板状のｚ方向傾斜磁場シールドコイル４ｚと、一対の板状のｘ方向傾斜磁場シールドコイル４ｘと、一対の板状のｙ方向傾斜磁場シールドコイル４ｙと、を有している。
【００４４】
図１３に、本発明の第４の実施形態のｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙの第１順コイル３１（第２順コイル３２）と第１逆コイル３３（第２逆コイル３４）の平面図を示す。上下一対の板状のｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙは、対の上片側に、第１順コイル３１と、第１逆コイル３３を配置し、対の下片側に、第２順コイル３２と、第２逆コイル３４を配置している。第１順コイル３１と第１逆コイル３３は上側の平面上に配置され、第２順コイル３２と第２逆コイル３４は下側の平面上に配置され、コイル３１〜３４は、平行平面上に配置されている。
【００４５】
第１順コイル３１と第１逆コイル３３のそれぞれの外形が半円形になっている。そして、第１順コイル３１と第１逆コイル３３とで、外形が略円形になっている。第１順コイル３１のコイルパターンは、コイル線３７ａとコイル線３７ｂとコイル線３７ｃとコイル線３７ｄとコイル線３７ｅとコイル線３７ｆとが、この順に内側に配置された複数ターン（図１３の例では６ターン）の渦巻状パターンである。第２順コイル３２のコイルパターンは、ｚ＝０面（ｘ軸とｙ軸を含むｘｙ平面）を対称面とする、第１順コイル３１のコイルパターンに略面対称になっている。第１逆コイル３３のコイルパターンは、図１３での記載を省略したが、ｙ＝０面（ｚ軸とｘ軸を含むｚｘ平面）を対称面とする、第１順コイル３１のコイルパターンに略面対称になっている。第２逆コイル３４のコイルパターンは、ｚ＝０面（ｘ軸とｙ軸を含むｘｙ平面）を対称面とする、第１逆コイル３３のコイルパターンに略面対称になっている。そして、第２順コイル３２と第２逆コイル３４のコイルパターンは、第１順コイル３１と第１逆コイル３３に対して略合同になっている。このように、第１順コイル３１のコイルパターンから、第２順コイル３２と第１逆コイル３３と第２逆コイル３４のコイルパターンを類推することができる。なお、第１順コイル３１と、第２順コイル３２と、第１逆コイル３３と、第２逆コイル３４とは、薄く形成するために、銅（Ｃｕ）またはアルミニウム（Ａｌ）などの良導体の板を渦巻状のコイル線に切り抜いて製作されている。渦巻状に切り抜く手法としては、エッチング、ウォータージェット、パンチングによる切断などの手法を用いることができる。所望の傾斜磁場を形成するように最適設計された電流分布をもとに、要求される最大電流値毎に切り抜かれ分割された領域を導体領域とするように加工される。そして、第２順コイル３２に第１順コイル３１に流す電流と同じ方向の電流を流し、第１逆コイル３３と第２逆コイル３４に第１順コイル３１とは逆方向の電流を流すことにより、図１２に示すような、ｙ軸方向に磁場強度の傾斜した傾斜磁場１１を、撮像空間９に発生させることができる。
【００４６】
後記では、第１順コイル３１のコイルパターンについて詳細に説明する。第１順コイル３１は、中央面３ｃに近接する中央領域３ｄと、中央面３ｃからの距離が中央領域３ｄより大きい中央外領域３ｅと、を有している。中央面３ｃは、ｙ＝０面（ｚ軸とｘ軸を含むｚｘ平面）に設定することができる。渦巻状の第１順コイル３１は、最も内側のコイル線３７ｆの更に内側に、渦中心３６を有している。渦中心３６は、中央外領域３ｅに設けられる。中央領域３ｄは、渦中心３６より、中央面３ｃの近くに配置されている。外側のコイル線３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、中央領域３ｄと中央外領域３ｅの両方にわたって配置され、コイル線３７ａ、３７ｂ、３７ｃの内側のコイル線３７ｄ、３７ｅ、３７ｆは、中央外領域３ｅに配置されている。中央領域３ｄにおけるコイル線３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、中央面３ｃに沿って設けられている。
【００４７】
中央領域３ｄにおけるコイル線３７ａ、３７ｂ、３７ｃの線幅Ｌ１は、中央外領域３ｅにおけるコイル線３７ａ〜３７ｆの線幅Ｌ２より狭くなっている（Ｌ１＜Ｌ２）。中央領域３ｄにおけるコイル線３７ａ、３７ｂ、３７ｃの間の間隔Ｓ１は、中央外領域３ｅにおける隣接するコイル線３７ａ〜３７ｆの間の間隔Ｓ２より広くなっている（Ｓ１＞Ｓ２）。中央領域３ｄにおけるコイル線３７ａ、３７ｂ、３７ｃの線幅Ｌ１は、中央領域３ｄにおけるコイル線３７ａ、３７ｂ、３７ｃの間の間隔Ｓ１より狭くなっている（Ｌ１＜Ｓ１）。中央外領域３ｅにおけるコイル線３７ａ〜３７ｆの線幅Ｌ２は、中央外領域３ｅにおける隣接するコイル線３７ａ〜３７ｆの間の間隔Ｓ２より広くなっている（Ｌ２＞Ｓ２）。
【００４８】
中央領域３ｄと中央外領域３ｅの境界は、境界面３ｆで仕切られている。境界面３ｆは、ｙ＝Ｄ１面（ｙ＝０面から距離Ｄ１だけ離れたｚｘ平面）に一致するように配置できる。距離Ｄ１は、略球状の撮像空間９の半径Ｒに略等しくなっている（Ｄ１＝Ｒ）。境界面３ｆは、中央面３ｃと平行になっている。外側のコイル線３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、中央領域３ｄと中央外領域３ｅの境界面３ｆを通り貫けている。外側のコイル線３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、境界面３ｆの付近で、２０度以上１６０度以下の範囲のテーパ角θを持つテーパ３８を有する。テーパ３８では、外側のコイル線３７ａ、３７ｂ、３７ｃの線幅は、中央外領域３ｅから中央領域３ｄへ移る際に徐々に狭くなる。一方、コイル線３７ａ、３７ｂ、３７ｃの内側のコイル線３７ｄ、３７ｅ、３７ｆは、境界面３ｆから離れている。
【００４９】
また、ｘ方向傾斜磁場メインコイル３ｘ（図１２参照）については、ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙと同様に、中央領域３ｄ内のコイル線を狭くすることが好ましい。ｘ方向傾斜磁場メインコイル３ｘは、ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙを、ｚ軸の回りに９０度回転した構造をしている。このｘ方向傾斜磁場メインコイル３ｘによっても、渦電流の発生抑制等に関し、ｙ方向傾斜磁場メインコイル３ｙと同様に、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
（第５の実施形態）
図１４に、本発明の第５の実施形態のｚ方向傾斜磁場メインコイル３ｚの順コイル３ａ（逆コイル３ｂ）の平面図を示す。上下一対の板状のｚ方向傾斜磁場メインコイル３ｚは、対の上片側に順コイル３ａを配置し、対の下片側に逆コイル３ｂを配置している。順コイル３ａは中央面（ｚ＝０面（ｘ軸とｙ軸を含むｘｙ平面））の上側の平面上に配置され、逆コイル３ｂは中央面の下側の平面上に配置され、コイル３ａ、３ｂは、中央面を挟むように平行平面上に配置されている。順コイル３ａと逆コイル３ｂのそれぞれの外形が略円形になっている。順コイル３ａのコイルパターンは、コイル線３７ａとコイル線３７ｂとコイル線３７ｃとコイル線３７ｄとコイル線３７ｅとコイル線３７ｆとコイル線３７ｇとコイル線３７ｈとが、この順に内側に配置された複数ターン（図１４の例では８ターン）の渦巻状パターンである。逆コイル３ｂのコイルパターンは、ｚ＝０面（ｘ軸とｙ軸を含むｘｙ平面）を対称面とする、順コイル３ａのコイルパターンに略面対称になっている。このように、順コイル３ａのコイルパターンから、逆コイル３ｂのコイルパターンを類推することができる。なお、順コイル３ａと、逆コイル３ｂとは、薄く形成するために、銅（Ｃｕ）またはアルミニウム（Ａｌ）などの良導体の板を渦巻状のコイル線に切り抜いて製作されている。渦巻状に切り抜く手法としては、エッチング、ウォータージェット、パンチングによる切断などの手法を用いることができる。所望の傾斜磁場を形成するように最適設計された電流分布をもとに、要求される最大電流値毎に切り抜かれ分割された領域を導体領域とするように加工される。そして、逆コイル３ｂに順コイル３ａとは逆方向の電流を流すことにより、ｚ軸方向に磁場強度の傾斜した傾斜磁場を、撮像空間９に発生させることができる。
【００５１】
後記では、順コイル３ａのコイルパターンについて詳細に説明する。順コイル３ａは、順コイル３ａの中心軸（ｚ軸）に近接する中央領域３ｄと、順コイル３ａの中心軸（ｚ軸）からの距離が中央領域３ｄより大きい中央外領域３ｅと、を有している。渦巻状の順コイル３ａは、最も内側のコイル線３７ｈの更に内側に、渦中心３６を有している。順コイル３ａの中心軸（ｚ軸）上に、渦中心３６が配置されている。渦中心３６は、中央領域３ｄ内に設けられている。中央領域３ｄと中央外領域３ｅの境界は、境界面３ｆで仕切られている。境界面３ｆは、ｚ軸を中心軸とする円筒側面上に設けることができる。その円筒の半径は、略球状の撮像空間９の半径Ｒに略等しくなっている。コイル線３７ｆとコイル線３７ｇとは、渡り線であるテーパ３８で接続されている。テーパ３８は、中央領域３ｄと中央外領域３ｅの境界面３ｆを通り貫けている。テーパ３８は、境界面３ｆの付近に設けられている。テーパ３８は、５度以上１２０度以下の範囲のテーパ角θを持っている。テーパ３８では、線幅が、中央外領域３ｅから中央領域３ｄへ移る際に徐々に狭くなる。コイル線３７ａ〜３７ｈは、境界面３ｆから離れている。外側のコイル線３７ａ〜３７ｆは、中央外領域３ｅに配置され、コイル線３７ａ〜３７ｆの内側のコイル線３７ｇ、３７ｈは、中央領域３ｄに配置されている。コイル線３７ｇ、３７ｈは、境界面３ｆに沿って設けられている。
【００５２】
中央領域３ｄ内のコイル線３７ｇ、３７ｈの線幅Ｌ１は、中央外領域３ｅ内のコイル線３７ａ〜３７ｆの線幅Ｌ２より狭くなっている（Ｌ１＜Ｌ２）。中央領域３ｄ内のコイル線３７ｇ、３７ｈの間の間隔Ｓ１は、中央外領域３ｅ内の隣接するコイル線３７ａ〜３７ｆの間の間隔Ｓ２より広くなっている（Ｓ１＞Ｓ２）。中央領域３ｄ内のコイル線３７ｇ、３７ｈの線幅Ｌ１は、中央領域３ｄ内のコイル線３７ｇ、３７ｈの間の間隔Ｓ１より狭くなっている（Ｌ１＜Ｓ１）。中央外領域３ｅ内のコイル線３７ａ〜３７ｆの線幅Ｌ２は、中央外領域３ｅ内の隣接するコイル線３７ａ〜３７ｆの間の間隔Ｓ２より広くなっている（Ｌ２＞Ｓ２）。第５の実施形態によっても、中央領域３ｄ内のコイル線３７ｇ、３７ｈの幅を狭くすることができるので、第１の実施形態と同様に、渦電流を小さくすることができる。そして、中央領域３ｄ内のコイル線３７ｇ、３７ｈが狭まることで前記電気抵抗が大きくなり、前記減衰時定数を小さくすることができる。
【００５３】
なお、本発明は、前記した第１〜第５の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した第１〜第５の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１      磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置
２      傾斜磁場コイル装置
３、３ｘ、３ｙ、３ｚ  傾斜磁場メインコイル
３ａ    順コイル
３１    第１順コイル
３２    第２順コイル
３ｂ    逆コイル
３３    第１逆コイル
３４    第２逆コイル
３ｃ    中央面
３ｄ    中央領域
３ｅ    中央外領域
３ｆ    中央領域と中央外領域との境界面
３５    中心軸（ｚ軸）
３６    渦中心
３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、３７ｅ、３７ｆ、３７ｇ、３７ｈ  コイル線
３８    テーパ（傾斜部）
３９    フィン
３９ａ  スリット
５      静磁場コイル装置
９      撮像空間
１１    傾斜磁場
１４    渦電流
Ｌ１    中央領域におけるコイル線の線幅
Ｌ２    中央外領域におけるコイル線の線幅
Ｓ１    中央領域におけるコイル線間の間隔
Ｓ２    中央外領域におけるコイル線間の間隔
Ｒ      撮像空間の半径
Ｄ１    境界面から中央面までの距離
θ      テーパ角（傾斜角）
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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