(57)【要約】  本発明は、磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）システム用グラディエントコイルシステムと、そのグラディエントコイルシステムを有する磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）システムに関する。磁気共鳴画像化システムは、主磁石システム、グラディエントコイルシステム、ＲＦシステム、信号処理システムを少なくとも有する。本発明によるグラディエントコイルシステムは、モジュラーグラディエントコイルシステムを構成する少なくとも２つのＸプライマリコイル状エレメント（Ｘ１ＰＣ、Ｘ２ＰＣ）と、少なくとも２つのＹプライマリコイル状エレメント（Ｙ１ＰＣ、Ｙ２ＰＣ）と、１つのＺプライマリコイル状エレメント（ＺＰＣ）とを有し、少なくとも２つのＸプライマリコイル状エレメント（Ｘ１ＰＣ、Ｘ２ＰＣ）はそれ自体または互いに組み合わせた場合に相互に異なるリニアリティボリュームを有し、少なくとも２つのＹプライマリコイル状エレメント（Ｙ１ＰＣ、Ｙ２ＰＣ）はそれ自体または互いに組み合わせた場合に相互に異なるリニアリティボリュームを有し、１つのＺプライマリコイル状エレメント（ＺＰＣ）はＸプライマリコイル状エレメント（Ｘ１ＰＣ、Ｘ２ＰＣ）とＹプライマリコイル状エレメント（Ｙ１ＰＣ、Ｙ２ＰＣ）の間にある。
2007509688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴画像化システム用グラディエントコイルシステムであって、
モジュラーグラディエントコイルシステムを構成する少なくとも２つのＸプライマリコイル状エレメントと、少なくとも２つのＹプライマリコイル状エレメントと、１つのＺプライマリコイル状エレメントとを有し、
少なくとも２つのＸプライマリコイル状エレメントはそれ自体または互いに組み合わせた場合に相互に異なるリニアリティボリュームを有し、少なくとも２つのＸプライマリコイル状エレメントはそれ自体または互いに組み合わせた場合に相互に異なるリニアリティボリュームを有し、１つのＺプライマリコイル状エレメントはＸプライマリコイル状エレメントとＹプライマリコイル状エレメントの間に置かれていることを特徴とするグラディエントコイルシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のグラディエントコイルシステムであって、
１つのＺプライマリコイル状エレメントはＸプライマリコイル状エレメントとＹプライマリコイル状エレメントの間に置かれ、Ｚプライマリコイル状エレメントの両側に少なくとも１つのＸプライマリコイル状エレメントと少なくとも１つのＹプライマリコイル状エレメントが配置されることを特徴とするグラディエントコイルシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のグラディエントコイルシステムであって、
１つのＺプライマリコイル状エレメントは２つのＸプライマリコイル状エレメントと２つのＹプライマリコイル状エレメントの間に置かれ、１つのＺプライマリコイル状エレメントの片側に第１のＸプライマリコイル状エレメントと第１のＹプライマリコイル状エレメントが配置され、
Ｚプライマリコイル状エレメントの他の側に第２のＸプライマリコイル状エレメントと第２のＹプライマリコイル状エレメントが配置されることを特徴とするグラディエントコイルシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のグラディエントコイルシステムであって、
少なくとも２つのＸシールドコイル状エレメントと、少なくとも２つのＹシールドコイル状エレメントと、１つのＺシールドコイル状エレメントとを有し、
１つのＺシールドコイル状エレメントはＸシールドコイル状エレメントとＹシールドコイル状エレメントの間に置かれていることを特徴とするグラディエントコイルシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のグラディエントコイルシステムであって、
１つのＺシールドコイル状エレメントはＸシールドコイル状エレメントとＹシールドコイル状エレメントの間に置かれ、Ｚシールドコイル状エレメントの両側に少なくとも１つのＸシールドコイル状エレメントと少なくとも１つのＹシールドコイル状エレメントが配置されることを特徴とするグラディエントコイルシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のグラディエントコイルシステムであって、
１つのＺシールドコイル状エレメントは２つのＸシールドコイル状エレメントと２つのＹシールドコイル状エレメントの間に置かれ、Ｚシールドコイル状エレメントの片側に第１のＸシールドコイル状エレメントと第１のＹシールドコイル状エレメントが配置され、Ｚシールドコイル状エレメントの他の側に第２のＸシールドコイル状エレメントと第２のＹシールドコイル状エレメントが配置されることを特徴とするグラディエントコイルシステム。
【請求項７】
請求項１に記載のグラディエントコイルシステムであって、
１つのＺプライマリコイル状エレメントは中空導体によりできており、１つのＺプライマリコイル状エレメントは前記中空導体中を流れる冷却流体により直接冷却されることを特徴とするグラディエントコイルシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のグラディエントコイルシステムであって、
１つのＺプライマリコイル状エレメントの両側に置かれた２つのＸプライマリコイル状エレメントと２つのＹプライマリコイル状エレメントは、前記直接冷却されたＺプライマリコイル状エレメントにより間接的に冷却されることを特徴とするグラディエントコイルシステム。
【請求項９】
請求項４に記載のグラディエントコイルシステムであって、
１つのＺシールドコイル状エレメントは中空導体によりできており、１つのＺシールドコイル状エレメントは前記中空導体中を流れる冷却流体により直接冷却されることを特徴とするグラディエントコイルシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のグラディエントコイルシステムであって、
１つのＺシールドコイル状エレメントの周囲に置かれた２つのＸシールドコイル状エレメントと２つのＹシールドコイル状エレメントは、前記直接冷却されたＺシールドコイル状エレメントにより間接的に冷却されることを特徴とするグラディエントコイルシステム。
【請求項１１】
請求項４に記載のグラディエントコイルシステムであって、
２つのＸプライマリコイル状エレメント、２つのＹプライマリコイル状エレメント、及び１つのＺプライマリコイル状エレメントは、内側コイルアレンジメントを形成し、
２つのＸシールドコイル状エレメント、２つのＹシールドコイル状エレメント、及び１つのＺシールドコイル状エレメントは、外側コイルアレンジメントを形成し、
フィラー材料を含むエポキシを有する層、及び／またはＧＲＰチューブ層が内側コイルアレンジメントと外側コイルアレンジメントの間に置かれることを特徴とするグラディエントコイルシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のグラディエントコイルシステムであって、
フィラー材料を含むエポキシを有する層は内側コイルアレンジメントに隣接して置かれ、
ＧＲＰチューブ層は外側コイルアレンジメントに隣接して置かれることを特徴とするグラディエントコイルシステム。
【請求項１３】
請求項３、６、１１いずれか一項に記載のグラディエントコイルシステムであって、
第２のＸプライマリコイル状エレメントと第２のＹプライマリコイル状エレメントは１つのＺプライマリコイル状エレメントとエポキシ層またはガラス層との間に置かれ、
第２のＸシールドコイル状エレメントと第２のＹシールドコイル状エレメントは１つのＺシールドコイル状エレメントとエポキシ層またはガラス層との間に置かれルことを特徴とするグラディエントコイルシステム。
【請求項１４】
主磁石システム、グラディエントコイルシステム、ＲＦシステム、及び信号処理システムを有する磁気共鳴画像化システムであって、グラディエントコイルシステムは請求項１ないし１３いずれか一項によるグラディエントコイルシステムであることを特徴とする磁気共鳴画像化システム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）システム用のグラディエントコイルシステムに関する。本発明は、さらに、グラディエントコイルシステムを有する磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）システムにも関する。
【０００２】
磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）システムの基本的な構成要素は、主磁石システム、グラディエントコイルシステム、ＲＦシステム、及び信号処理システムである。主磁石システムは、ＭＲＩシステムにより分析されるべきオブジェクトを入れることができる貫通穴を有し、分析されるべきオブジェクト中の原子核スピンを偏極させる強くて一様な静磁場を生成する。グラディエントコイルシステムは、制御された空間的非一様性を有する時間的に変化する磁場を生成するように設計されている。グラディエントコイルシステムは、ＭＲＩシステムのきわめて重要な一部である。ＲＦシステムは、主に、トランスミッタコイルとレシーバコイルを有する。トランスミッタコイルは、スピンシステムの励起用の回転磁場を生成することができ、レシーバコイルは、歳差運動する磁化を電気信号に変換する。信号処理システムは、その電気信号に基づいて画像を生成する。
【０００３】
先行技術によると、グラディエントコイルシステムは、通常、３つの直交するプライマリコイル状エレメント、すなわち、いわゆるＸプライマリコイル、Ｙプライマリコイル、Ｚプライマリコイルを有するＸ、Ｙ、Ｚは、ＭＲＩシステムの記述に使用される仮想的な直交軸を示す。Ｚ軸は、主磁石システムの貫通穴の軸と共通の軸を持った軸である。Ｘ軸は、磁場の中心から伸びる垂直軸である。Ｙ軸は、Ｚ軸とＸ軸とに直交する対応する水平軸である。３つのプライマリコイル状エレメントに加えて、先行技術によるグラディエントコイルシステムは、３つの直交するシールドコイル状エレメント、すなわち、いわゆるＸシールドコイル、Ｙシールドコイル、及びＺシールドコイルも有する。
【０００４】
先行技術としてマルチモードグラディエントコイルシステムが知られている。先行技術によるマルチモードグラディエントコイルシステムは、２つのＸプライマリコイル状エレメント、２つのＹプライマリコイル状エレメント、及び２つのＺプライマリコイル状エレメントを有する。該システムは、２つのＸシールドコイル状エレメント、２つのＹシールドコイル状エレメント、及び２つのＺシールドコイル状エレメントを有してもよい。マルチモードグラディエントコイルシステムは、モジュラーグラディエントコイルシステムまたはツインコイルシステムとも呼ばれることがある。
【０００５】
先行文献である米国特許公報第５，７３６，８５８号には、ＭＲＩシステム用のモジュラーグラディエントコイルシステムが開示されている。しかし、ここで注意しておきたいことは、上記米国特許公報第５，７３６，８５８号で使用されているＸ、Ｙ、Ｚという用語は、若干異なるということである。米国特許公報第５，７３６，８５８号によると、Ｚ軸は、主磁石システムの貫通穴の軸と共通の軸であり、Ｙ軸は、磁場の中心から伸びている垂直軸であり、Ｘ軸は、Ｚ軸とＹ軸に直交する対応する水平軸である。しかし、両方の命名法において、Ｚ軸は主磁石システムの貫通穴の軸と共通の軸である。
【０００６】
注意すべきことは、本特許出願で用いられる「コイル」及び「コイル状エレメント」という用語は、全てのタイプのコイルをカバーし、米国特許公報第６，０７８，１７７に開示されるような形状を有するコイルも含む。米国特許公報第６，０７８，１７７号は、「３次元タイプ」のコイルを開示している。プライマリコイル及びシールドコイルは、グラディエントコイルシステムの内面と外面の間の円錐形（フランジでもよい）の導電体に接続されている。よって、本発明においては、「コイル」または「コイル状エレメント」は、従来のコイルでもよいし、上述の「３次元タイプ」でもいずれでもよい。
【０００７】
本発明は、そのようなＭＲＩシステムのモジュラーグラディエントコイルシステムに関する。
【０００８】
本発明は、磁気共鳴画像化システム用のグラディエントコイルシステムを提供する。該グラディエントコイルシステムは、モジュラーグラディエントコイルシステムを構成する少なくとも２つのＸプライマリコイル状エレメントと、少なくとも２つのＹプライマリコイル状エレメントと、１つのＺプライマリコイル状エレメントとを有し、少なくとも２つのＸプライマリコイル状エレメントはそれ自体または互いに組み合わせた場合に相互に異なるリニアリティボリュームを有し、少なくとも２つのＸプライマリコイル状エレメントはそれ自体または互いに組み合わせた場合に相互に異なるリニアリティボリュームを有し、１つのＺプライマリコイル状エレメントはＸプライマリコイル状エレメントとＹプライマリコイル状エレメントの間にある。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態によると、グラディエントコイルシステムは、さらに、少なくとも２つのＸシールドコイル状エレメントと、少なくとも２つのＹシールドコイル状エレメントと、１つのＺシールドコイル状エレメントとを有し、１つのＺシールドコイル状エレメントはＸシールドコイル状エレメントとＹシールドコイル状エレメントの間にある。
【００１０】
本発明によるさらに改良された好ましい実施形態によると、Ｚコイル状エレメントは中空導体によりできており、前記中空導体を流れる水等の冷却流体により直接冷却される。
【００１１】
さらにまた、本発明によると、モジュレータグラディエントコイルシステムは、内側コイルアレンジメントを形成する２つのＸプライマリコイル状エレメント、Ｙプライマリコイル状エレメント、１つのＺプライマリコイル状エレメントと、外側コイルアレンジメントを形成する２つのＸシールドコイル状エレメント、２つのＹシールドコイル状エレメント、１つのＺシールドコイル状エレメントと、内側コイルアレンジメントと外側コイルアレンジメントの間に置かれたフィラー材料を含むエポキシを有する層及び／またはＧＲＰチューブ層とを有する。
【００１２】
また、本発明は、上記のグラディエントコイルシステムを有する磁気共鳴画像化システムを提供する。
【００１３】
本発明によるグラディエントコイルシステム及び磁気共鳴画像化システムの実施形態を、図面を参照して以下に説明する。
【００１４】
図１は、先行技術として知られている磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）システム１を示す。該システムは、安定した磁場を生成する主磁石システム２と、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向で傾きを有する付加的磁場を生成するグラディエントコイルシステム３に含まれるグラディエントコイルとを含む。図示した座標系のＺ方向は、慣例により、主磁石システム２中の安定磁場の方向に一致している。Ｚ軸は、主磁石システム２の貫通穴の軸と共通であり、Ｘ軸は、磁場の中心から伸びる垂直軸であり、Ｙ軸は、Ｚ軸とＸ軸に直交する対応する水平軸である。
【００１５】
グラディエントコイルシステム３のグラディエントコイルのパワーは、電源部４により供給される。ＲＦトランスミッタコイル５は、ＲＦ磁場を生成するように機能し、ＲＦトランスミッタ及びモジュレータ６に接続されている。
【００１６】
レシーバコイルを用いて、検査すべきオブジェクト７（例えば、人間や動物の体）中のＲＦ磁場により生成した磁気共鳴信号を受信する。このコイルは、ＲＦトランスミッタコイル５と同じコイルであってもよい。さらにまた、主磁石システム２は、検査すべき人体７の一部を収容するくらい大きい検査空間を有する。ＲＦコイル５は、検査空間中で検査すべき人体７の一部の周囲またはその上に配置される。ＲＦトランスミッタコイル５は、送受信回路９を介して信号アンプ及び復号部１０に接続されている。
【００１７】
制御部１１は、ＲＦトランスミッタ及びモジュレータ６と電源部４とを制御し、ＲＦパルスとグラディエントを含む特殊なパルスシーケンスを生成する。復調部１０から得られる位相と振幅は処理部１２に送られる。処理部１２は、与えられた信号値を処理して、変換により画像を形成する。この画像を例えばモニター手段８により可視化することができる。
【００１８】
本発明によると、磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）システム１は、改良されたグラディエントコイルシステムを有する。そのグラディエントコイルシステムについては、下でより詳しく説明する。本発明は、磁気共鳴画像化システム用の新しいグラディエントコイルシステムを提供する。
【００１９】
図２は、本発明の第１の実施形態によるグラディエントコイルシステム１３の詳細を示す図であり、半径方向の積み重ね構造を概略的に示している。図２によるグラディエントコイルシステム１３は、２つのＸプライマリコイル、２つのＹプライマリコイル、及び１つのＺプライマリコイルを有する。２つのＸプライマリコイルのリニアリティボリュームは互いに異なる。すなわち、第１の非線形ＸプライマリコイルＸ１ＰＣのリニアリティボリュームは第２の線形ＸプライマリコイルＸ２ＰＣよりも小さい。２つのＹプライマリコイルのリニアリティボリュームも互いに異なる。すなわち、第１の非線形ＹプライマリコイルＹ１ＰＣのリニアリティボリュームは第２の線形ＹプライマリコイルＹ２ＰＣよりも小さい。
【００２０】
留意すべきことは、本発明によると、２つのＸ（及び２つのＹ）プライマリコイルのリニアリティボリュームは、互いに組み合わせた場合、相互に異なるものであってもよい。つまり、第１のＸプライマリコイルＸ１ＰＣが中間のリニアリティボリュームを有し、第２のＸプライマリコイルＸ２ＰＣが補正コイルとして設計され、第１のＸプライマリコイルＸ１ＰＣと組み合わせると、補正コイルを流れる電流の向きに応じてリニアリティボリュームがより小さくまたは大きくなる。補正コイルとして設計された第２のＸプライマリコイルＸ２ＰＣは、別のアンプ（図示せず）で駆動することもできるし、スイッチ（図示せず）により第１のＸプライマリコイルＸ１ＰＣと直列に接続することもできる。このようなスイッチを用いて補正コイルを反対極性で接続してもよい。
【００２１】
１つのＺプライマリコイルＺＰＣがＸプライマリコイルとＹプライマリコイルの間に入れられている。
【００２２】
本発明は、２つのＸプライマリコイルと２つのＹプライマリコイルを有するがＺプライマリコイルは１つだけのモジュラーグラディエントコイルシステムを提供する。本発明によると、効果的なモジュラーグラディエントコイルシステム１３を提供するには、Ｚプライマリコイルは１つだけで十分である。ＺプライマリコイルはＸプライマリコイルとＹプライマリコイルよりも効率的であり、ＰＮＳ（末梢神経刺激）閾値がより高い。それゆえ、Ｚプライマリコイルは２つ必要ない。
【００２３】
図２に示した実施形態によると、１つのＺプライマリコイルＺＰＣは、２つのＸプライマリコイルと２つのＹプライマリコイルの間に置かれているが、ＺプライマリコイルＺＰＣの第１の側に第１の非線形ＸプライマリコイルＸ１ＰＣと第１の非線形ＹプライマリコイルＹ１ＰＣが置かれている。このＺプライマリコイルＺＰＣの第１の側において、非線形ＹプライマリコイルＹ１ＰＣはＺプライマリコイルＺＰＣと非線形ＸプライマリコイルＸ１ＰＣの間に置かれている。ＺプライマリコイルＺＰＣの第２の側には、第２の線形ＸプライマリコイルＸ２ＰＣと第２の線形ＹプライマリコイルＹ２ＰＣが配置されている。このＺプライマリコイルＺＰＣの第２の側において、線形ＸプライマリコイルＸ２ＰＣは、ＺプライマリコイルＺＰＣと線形ＹプライマリコイルＹ２ＰＣの間に置かれている。１つのＺプライマリコイルが２つのＸプライマリコイルと２つのＹプライマリコイルの間に置かれサンドイッチになっている。非線形ＸプライマリコイルＸ１ＰＣは、最も内側の半径方向位置に位置している。２つのＸプライマリコイルと２つのＹプライマリコイルの半径方向の順序は、図２に示した実施形態とはことなってもよいということに留意すべきである。例えば、非線形ＹプライマリコイルＹ１ＰＣを最も内側の半径方向位置に置いてもよい。
【００２４】
２つのＸ（及びＹ）プライマリコイルの一方が補正コイルとして設計されている場合、補正コイルは、コイルの組み合わせ中の半径がより大きな位置に置くことが好ましい。
【００２５】
図２により組み合わせた５つのプライマリコイルは貼り合わされる。２つの隣接するプライマリコイルの間には、電気的絶縁層を設ける。すなわち、第１の非線形ＸプライマリコイルＸ１ＰＣと第１の非線形ＹプライマリコイルＹ１ＰＣの間に、第１の電気的絶縁層が置かれている。さらにまた、第１の非線形ＹプライマリコイルＹ１ＰＣとＺプライマリコイルＺＰＣの間と、ＺプライマリコイルＺＰＣと第２の線形ＸプライマリコイルＸ２ＰＣの間と、その線形ＸプライマリコイルＸ２ＰＣと第２の線形ＹプライマリコイルＹ２ＰＣの間と、に電気的絶縁層が置かれる。電気的絶縁層は熱絶縁効果も有するが、この熱絶縁効果は電気的絶縁層が有する好ましくない副作用である。
【００２６】
Ｚプライマリコイルは、中空の導体からできており、その中空導体中を流れる水等の冷却流体により直接冷却される。ＺプライマリコイルＺＰＣは、２つのＸプライマリコイルと２つのＹプライマリコイルの間にサンドイッチされていて、その２つのＸプライマリコイルと２つのＹプライマリコイルを効率的に冷却する。２つのＸプライマリコイルと２つのＹプライマリコイルは、その１つのＺプライマリコイルにより間接的に冷却される。Ｚプライマリコイルが２つのＸプライマリコイルと２つのＹプライマリコイルの間にサンドイッチになっておらず、前記２つのＸプライマリコイルと前記２つのＹプライマリコイルの外側にある場合、２つのＸプライマリコイルと２つのＹプライマリコイルに対する１つのＺプライマリコイルによる間接的な冷却は十分効果的ではない。その理由は、好ましくない熱的絶縁としても機能する４つの電気的絶縁層を熱が通過しなければならないからである。
【００２７】
図３は、本発明の第２の実施形態の詳細を示す図である。図３は、内側コイルアレンジメント１５と外側コイルアレンジメント１６を有するグラディエントコイルシステム１４を示す図である。図３に示したグラディエントコイルシステム１４の内側コイルアレンジメント１５は、図２に示したグラディエントコイルシステムと同様に設計されており、２つのＸプライマリコイルＸ１ＰＣ、Ｘ２ＰＣ、２つのＹプライマリコイルＹ１ＰＣ、Ｙ２ＰＣ、及び１つのＺプライマリコイルＺＰＣを有する。
【００２８】
この内側コイルアレンジメント１５に加えて、図３に示したグラディエントコイルシステム１４は外側コイルアレンジメント１６を有する。この外側コイルアレンジメント１６は、２つのＸシールドコイル、２つのＹシールドコイル、及び１つのＺシールドコイルを有する。１つのＺシールドコイルが２つのＸシールドコイルと２つのＹシールドコイルの間に置かれサンドイッチになっている。前記ＺシールドコイルＺＳＣの両側に、１つのＸシールドコイルと１つのＹシールドコイルが配置されている。２つのＸシールドコイルＸ１ＳＣとＸ２ＳＣは、２つのＸプライマリコイルＸ１ＰＣとＸ２ＰＣに対応し、第１のＸシールドコイルＸ１ＳＣが第１のＸプライマリコイルＸ１ＰＣをよくシールドし、第２のＸシールドコイルＸ２ＳＣが第２のＸプライマリコイルＸ２ＰＣをよくシールドする。２つのＹシールドコイルＹ１ＳＣとＹ２ＳＣは、２つのＹプライマリコイルＹ１ＰＣとＹ２ＰＣに対応し、第１のＹシールドコイルＹ１ＳＣが第１のＹプライマリコイルＹ１ＰＣをよくシールドし、第２のＹシールドコイルＹ２ＳＣが第２のＹプライマリコイルＹ２ＰＣをよくシールドする。
【００２９】
図３に示したように、ＺシールドコイルＺＳＣの片側に、第１のＸシールドコイルＸ１ＳＣと第１のＹシールドコイルＹ１ＳＣが置かれている。１つのＺシールドコイルＺＳＣの他の側に、第２のＸシールドコイルＸ２ＳＣと第２のＹシールドコイルＹ２ＳＣが置かれている。第１のＸシールドコイルＸ１ＳＣは、１つのＺシールドコイルＺＳＣと第１のＹシールドコイルＹ１ＳＣの間に置かれ、第２のＹシールドコイルＹ２ＳＣは、１つのＺシールドコイルＺＳＣと第２のＸシールドコイルＸ２ＳＣの間に置かれている。ＸシールドコイルとＹシールドコイルの半径は、Ｚシールドコイルの内側または外側のいずれかである。これはプライマリコイルの半径の順序とは独立である。
【００３０】
外側コイルアレンジメント１６のシールドコイルは、内側コイルアレンジメント１５のプライマリコイルと同様に接着されている。繰り返しをさけるため、外側コイルアレンジメントについて、次のことだけを述べておく。すなわち、隣接するシールドコイルの各ペアの間に電気的絶縁層が設けられている。２つのＸシールドコイルと２つのＹシールドコイルの間にありサンドイッチされたＺシールドコイルＺＳＣは、Ｚシールドコイルができている中空導体を流れる冷却流体（例えば水）により直接冷却される。それにより、ＸシールドコイルとＹシールドコイルが間接的に冷却される。
【００３１】
図３から分かることは、２つの層が内側コイルアレンジメント１５と外側コイルアレンジメント１６の間に置かれていることである。第１の層１７は、フィラー材料を含むエポキシ層の形で設けられている。ガラス球をフィラー材料として使用することができる。層１７の機能は、補償を目的としたプライマリコイルとシールドコイルの力のカップリングである。第２の層１８は、いわゆるＧＲＰチューブの形で設けられている。ＧＲＰ（ガラス強化プラスチック）チューブは、プラスチックを詰めた、ガラスフィラメントを巻いた担体チューブにより構成されている。ＧＲＰチューブは、グラディエントコイルシステム１４を堅くする。第１の層１７は、内側コイルアレンジメント１５に隣接して置かれ、ＧＲＰチューブの形で設けられた第２の層１８は、外側コイルアレンジメント１６に隣接して置かれる。第１の層１７と第２の層１８の位置を交換することも可能である。すなわち、ＧＲＰチューブが内側コイルアレンジメント１５に隣接して置かれ、層１７が外側コイルアレンジメント１６に隣接して置かれる。
【００３２】
図４と図５は、本発明の第３の実施形態を示している。図５は、図４の実施形態の一部Ｖの詳細を拡大して示す図である。図４は、図３に示したグラディエントコイルシステム１４とのアナロジーで設計されているグラディエントコイルシステム１９を示している。それゆえ、繰り返しを避けるため、同じ機能と構成要素には同じ参照数字を付した。
【００３３】
図４に示したように、グラディエントコイルシステム１９は、図３に示したグラディエントコイルシステム１４と同様に、５つのプライマリコイルにより構成された内側コイルアレンジメント１５、５つのシールドコイルにより構成された外側コイルアレンジメント１６、内側コイルアレンジメント１５と外側コイルアレンジメント１６の間にある層１７と層１８を有する。内側コイルアレンジメント１５は５つのプライマリコイル、すなわち、非線形ＸプライマリコイルＸ１ＰＣ、非線形ＹプライマリコイルＹ１ＰＣ、線形ＸプライマリコイルＸ２ＰＣ、線形ＹプライマリコイルＹ２ＰＣ、及び１つのＺプライマリコイルＺＰＣを有する。この内側コイルアレンジメント１５は、図３に示した実施形態の内側コイルアレンジメント１５とまったく同じであるが、図４と図５では、ＺプライマリコイルＺＰＣを形成する中空導体２０と各コイルペアの間にある電気的絶縁層２１を明示的に示してある。
【００３４】
図４に示したグラディエントコイルシステム１９は、１つのＺシールドコイルと層１８に対する外側コイルアレンジメント１６内のＸシールドコイルとＹシールドコイルの位置が、図３に示したグラディエントコイルシステム１４と異なる。図４に示した実施形態において、第１のＸシールドコイルＸ１ＳＣと第１のＹシールドコイルＹ１ＳＣは、１つのＺシールドコイルと層１８の間にあるが、図３に示した実施形態においては、第２のＸシールドコイルＸ２ＳＣと第２のＹシールドコイルＹ２ＳＣはＺシールドコイルと層１８の間にある。その結果、図４に示した実施形態において、第１のＸシールドコイルＸ２ＳＣと第１のＹシールドコイルＹ２ＳＣは、外側コイルアレンジメント１６の外側にある。
【００３５】
本発明は、プライマリコイルまたはプライマリコイルとシールドコイルの組み合わせを有する磁気共鳴画像化システム用のグラディエントコイルシステムを提供する。プライマリコイル及び／またはシールドコイルは、それぞれ、少なくとも２つのＸコイルと、少なくとも２つのＹコイルと、１つのＺコイルとを有する。Ｚコイルは、少なくとも２つのＸコイルと少なくとも２つのＹコイルの間にサンドイッチされている。単一のＺコイルは、直接冷却用の中空導体を有し、前記中空導体を水が流れる。ＸコイルとＹコイルは、前記Ｚコイルにより間接的に冷却される。水の替わりに、異なる冷却流体をＺコイルの中空導体中を流してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来技術によるＭＲＩシステムを示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるグラディエントコイルシステムを示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態によるグラディエントコイルシステムを示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態によるグラディエントコイルシステムを示す断面図である。
【図５】図４の実施形態の詳細を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  磁気共鳴画像化システム
２  主磁石システム
３  グラディエントコイルシステム
４  電源部
５  ＲＦトランスミッタコイル
６  モジュレータ
７  オブジェクト
８  モニター
９  送受信回路
１０  復調部
１１  制御部
１２  処理部
１３  グラディエントコイルシステム
１４  グラディエントコイルシステム
１５  内側コイルアレンジメント
１６  外側コイルアレンジメント
１７  層
１８  層
１９  グラディエントコイルシステム
２０  中空導体
２１  電気絶縁層
【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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【国際調査報告】
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