(57)【要約】【課題】傾斜磁場コイルの構造を簡単にする。【解決手段】第１面に配置された渦巻き状コイル（２）と、このコイル（２）の内側導体リード（ＸまたはＹ）および外側導体リード（６）とを備え、内側導体リード（ＸまたはＹ）は第１面から離れて位置する第２面に配置され、コイルが導体リードと共に連続した一体の導体からなっている磁気共鳴断層撮影装置用の傾斜磁場コイルにおいて、内側導体リード（Ｘ）が支持板（Ｔ）の外部に配置されている。【選択図】図１ａ
2004255182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面に配置された渦巻き状コイル（２）と、このコイル（２）の内側導体リード（ＸまたはＹ）および外側導体リードとを備え、内側導体リード（ＸまたはＹ）が第１面から離れて位置する第２面に配置され、コイルが導体リードと共に連続した一体の導体からなっている磁気共鳴断層撮影装置用の傾斜磁場コイルにおいて、
内側導体リード（Ｘ）が支持板（Ｔ）の外部に配置されていることを特徴とする磁気共鳴断層撮影装置用の傾斜磁場コイル。
【請求項２】
コイル（２）が支持板（Ｔ）に固定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。
【請求項３】
第１面が平面であることを特徴とする請求項１又は２記載の傾斜磁場コイル。
【請求項４】
第１面が円筒面（５）であることを特徴とする請求項１又は２記載の傾斜磁場コイル。
【請求項５】
第１平面に配置された渦巻き状コイルの形状を予め定める巻回板（Ｗ）の溝（３）内に導体の一部を挿入して導体路装置を形成するステップと、
形成された導体路装置を支持板（Ｔ）に貼り合わせるステップと、
支持板（Ｔ）を巻回板（Ｗ）から取外すステップと、
第２平面にある導体のコイル中心部（１）に残っている部分を曲げて半径方向の内側導体リード（Ｘ）を形成するステップと
を備えることを特徴とする傾斜磁場コイルの製造方法。
【請求項６】
巻回板（Ｗ）の第１平面にある予め定められた溝内（４）内に導体の一部を挿入することによって半径方向の内側導体リード（Ｙ）を形成するステップと、
巻回板（Ｗ）の第１平面の上に位置する第２平面にあり渦巻き状に外側へ導かれている予め定められた溝（３）内に導体を挿入するステップと、
形成された導体路装置を支持板（Ｔ）に貼り合わせるステップと、
支持板（Ｔ）を取外すステップと、
を備えることを特徴とする傾斜磁場コイルの製造方法。
【請求項７】
円筒面（５）上に配置されるコイル（２）を、内側導体リード（ＸまたはＹ）が円筒軸線に平行に向くようにローラ掛けするステップを備えることを特徴とする請求項５又は６記載の傾斜磁場コイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に核スピン断層撮影装置（同義：磁気共鳴断層撮影装置；ＭＲＴ）に用いられる傾斜磁場コイルおよびその製造方法に関する。本発明は特に円板型コイルまたは鞍型コイルの新規な製造技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＴは核スピン共鳴の物理現象に基づいており、医療および生物物理学の分野において１５年以上も前から画像形成方法として成功裏に使用されている。これらの検査方法においては検査対象が一定の強い磁場にさらされる。それにより前もって不規則に方向づけられていた原子の核スピンが検査対象内で整列する。この「整列した」核スピンを高周波電波で励起して特定の振動（共鳴周波数）を生じさせる。この振動はＭＲＴ内に固有の測定信号（ＨＦ応答信号）を発生させ、その測定信号は適当な受信コイルによって取出される。
【０００３】
画像再構成のために、ＨＦ応答信号（位置情報または位置コーディング）の各発生位置に関する正確な情報が必要不可欠である。この位置情報は主磁場（静磁場）に付加された３つの各空間方向に沿う磁場（傾斜磁場）によって得られる。この傾斜磁場は主磁場に比較して小さく、付加的な抵抗コイルによって磁石の患者開口内で発生される。この傾斜磁場によって各ボリューム要素内の磁場全体が変化させられ、そのため共鳴周波数も変化する。特定の共鳴周波数を投射すると、磁場が相応の共振条件を満たす位置に存在する原子核のみを励起することができる。傾斜磁場を適当に変化させることにより、共鳴条件を満たすそのようなボリューム要素の位置を限定的にずらして所望の領域を走査することが可能である。
【０００４】
３つの各空間方向の全てに沿う傾斜磁場は、いわゆる傾斜磁場システムを形成する３つの異なる部分巻線（いわゆる傾斜磁場コイル）によって発生される。傾斜磁場コイルは、各注入電流に比例し空間的に互いに直交する傾斜磁場を発生する。開放型のＭＲＴ装置（例えばシーメンス社の磁気共鳴断層撮影装置Magnetom Open）における平型傾斜磁場コイルと、閉鎖型のＭＲＴ装置（例えばシーメンス社の磁気共鳴断層撮影装置Magnetom Vision）における円筒型傾斜磁場コイル（マクスウェルコイル）または部分円筒型傾斜磁場コイル（鞍型コイル）との間には違いがある。
【０００５】
円筒型傾斜磁場コイル（マクスウェルコイル）は、半径方向に変化する軸線方向磁場を発生する通常の円筒コイルである。その製造は円筒外表面に導体を軸線方向に巻付けることによって行われる。
【０００６】
平型傾斜磁場コイルおよび鞍型コイルは８字状または渦巻き状の導体構造を持っている。今日の製造法では、導体を平坦な巻回板の対応する（８字状または渦巻き状の）凹所または窪み内に挿入し、次にこのようにして形成された８字状または渦巻き状の導体路を支持板と貼り合わせ、最後に支持板を巻回板から取外すことによって行われる。鞍型コイルの製造の場合、支持板が所望の半径となるようにローラ掛けされる。この工程は「変形プロセス」または「ローラ掛け」と称される。
【０００７】
平型傾斜磁場コイルおよび鞍型コイルの現行の製造方法によれば、連続した巻線を形成することは不可能である。なぜなら、コイルを接続するために各渦巻き状巻線の中心部（「眼」とも称される）から外側へ向いた接続部を作らなければならないからである。この接続部はロー掛けによる鞍型コイルにおいては、傾斜磁場コイルの最終組立時にいわゆる「内側（ろう付け）接続部」の軟ろう付けによって作られる。しかし、これは種々の欠点を持っている。すなわち、このようなろう付け接続は通常、切削加工された、従って高価な個別部品として実施される。このろう付け自体が平型傾斜磁場コイルおよび鞍型コイルの製造プロセスにおける高コストの製造ステップである。そのほかにも、ろう付け箇所は常に潜在的な故障源とみなされる。というのは、ろう付け箇所は破断されやすかったり、粗悪なろう付けの場合には電気抵抗を高めてしまうことがあるからである。さらにろう付け時にろうが飛散して落下し、後の運転時に短絡事故を起こすこともあり得る。
【０００８】
Ｘ方向の傾斜磁場およびＹ方向の傾斜磁場用の複数の鞍型コイルを含む核スピン断層撮影装置用傾斜磁場コイル装置が知られている（例えば特許文献１参照）。Ｘ方向の傾斜磁場およびＹ方向の傾斜磁場用の鞍型コイルの個々のターンは中空円筒状支持体の巻回床に配置される。傾斜磁場にそれぞれ付設された鞍型コイルは単一の共通のロープ状導体からなっており、中間接続部なしに各４つの鞍型コイルを有する傾斜磁場コイル装置を得ることが可能である。そのため、鞍型コイルの複数箇所に導体用交差部が設けられる。特許文献１はさらに巻回床を有する中空円筒状支持体を用いることによって傾斜磁場コイル装置を製造する方法を開示している。
【０００９】
ＭＲＩ装置の傾斜磁場コイル装置の製造方法が特許文献２に開示されている。この文献によれば、電線を第１の型枠の溝内に装着することによって鞍型コイルが作られる。そのため、鞍型コイルの空間的配置は溝の位置によって決定される。次に、配線部に、接着剤浴に浸漬された布が被せられ、型枠によって配線部に押圧される。次に接着剤が硬化され、布が配線部に接着させられる。このようにして布および配線部を含む鞍型コイル装置が形成される。
【００１０】
特許文献３は、フィンガ型プリントコイルの巻線の静止点を中心として回転し得る板を有するフィンガ型プリントコイルの巻回装置を開示している。板には、固定点に巻線用の方向転換点を特定するピンを固定することが可能である。さらに回転する板の導体を接線方向に導く案内装置が設けられている。
【特許文献１】西独特許出願公開第３９３８１６７号明細書
【特許文献２】西独特許出願公開第４０１７２６０号明細書
【特許文献３】西独特許出願公開第４２３２８８２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、傾斜磁場コイルの構造および製造方法を改善つまり簡単にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
傾斜磁場コイルに関する課題は、本発明により、第１面に配置された渦巻き状コイルと、このコイルの内側導体リードおよび外側導体リードとを備え、内側導体リードが第１面から離れて位置する第２面に配置され、コイルが導体リードと共に連続した一体の導体からなっている磁気共鳴断層撮影装置用の傾斜磁場コイルにおいて、内側導体リードが支持板の外部に配置されていることによって解決される。
【００１３】
傾斜磁場コイルの製造方法に関する課題は、本発明により、第１平面に配置された渦巻き状コイルの形状を予め定める巻回板の溝内に導体の一部を挿入して導体路装置を形成するステップと、形成された導体路装置を支持板に貼り合わせるステップと、支持板を巻回板から取外すステップと、第２平面にある導体のコイル中心部に残っている部分を曲げて半径方向の内側導体リードを形成するステップとを備えることによって解決される。
【００１４】
傾斜磁場コイルの製造方法に関する課題は、さらに本発明により、巻回板の第１平面にある予め定められた溝内内に導体の一部を挿入することによって半径方向の内側導体リードを形成するステップと、巻回板（Ｗ）の第１平面の上に位置する第２平面にあり渦巻き状に外側へ導かれている予め定められた溝内に導体を挿入するステップと、形成された導体路装置を支持板に貼り合わせるステップと、支持板を取外すステップとを備えることによっても解決される。
【００１５】
本発明によれば、第１面に配置された渦巻き状コイルと、このコイルの内側導体リードおよび外側導体リードとを備え、内側導体リードが第１面から離れて位置する第２面に配置され、コイルが導体リードと共に連続した一体の導体からなっている磁気共鳴断層撮影装置用の傾斜磁場コイルが提案される。ここで、従来普通に用いられているろう付けされた高コストの内部接続部を無くすために、本発明により、内側導体リードが支持板の外部に配置される。
【００１６】
好ましくは、コイルは支持板上に固定される。
【００１７】
本発明による傾斜磁場コイルが平型コイルとして構成されなければならない場合、第１面は平面である。
【００１８】
傾斜磁場コイルが鞍型コイルとして構成される場合、第１面は円筒面である。
【００１９】
さらに本発明により、傾斜磁場コイルの第１の製造方法として、第１平面に配置された渦巻き状コイルの形状を予め定める巻回板の溝内に導体の一部を挿入して導体路装置を形成するステップと、形成された導体路装置を支持板に貼り合わせるステップと、支持板を取外すステップと、第２面にある導体のコイル中心部に残っている部分を曲げて半径方向の内側導体リードを形成するステップとを備える製造方法が提案される。このようにして形成された傾斜磁場コイルは自由な半径方向の内側導体リードを有する平型コイルである。
【００２０】
さらにまた本発明により、傾斜磁場コイルの第２の製造方法として、巻回板の第１平面にある予め定められた溝内に導体の一部を挿入することによって半径方向の内側導体リードを形成するステップと、巻回板の第１平面の上に位置する第２平面にあり渦巻き状に外側へ導かれている予め定められた溝内に導体を挿入するステップと、形成された導体路装置を支持板に貼り合わせるステップと、支持板を取外すステップとを含む製造方法が提案される。このようにして形成された傾斜磁場コイルは同様に平型ではあるが、半径方向の内側導体リードは支持板内に組込まれている。
【００２１】
本発明による２つの平型傾斜磁場コイルはそれぞれさらなるステップによって鞍型コイルに変形させることが可能である。
【００２２】
傾斜磁場コイルの製造方法に関する２つの発明において、円筒面に配置されるコイルを、内側導体リードが円筒軸線に平行に向くようにローラ掛けするステップをさらに備えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に添付図面に示す実施例を参照して本発明の他の利点、特徴および特性について詳細に説明する。
【００２４】
図１ａは本発明により完全に巻回された平型傾斜磁場コイルまたはローラ掛け前の鞍型コイルの第１の実施例の斜視図を示す。このコイルは円形状渦巻き２として示されており、その中央に中心部１（眼とも称する）を備えている。用語「完全に巻回された」で、渦巻き２の内部（眼１）からろう付け接続を施すことなく半径方向の導体リードＸが外側に向けて形成されている導体路装置が示されている。もちろん外側へ向いたこの半径方向の導体リードＸ（内側導体リード）は、渦巻きと同一平面上に位置することはなく、平型傾斜磁場コイルの場合にはコイル平面の上または下の面に位置し、鞍型コイルの場合には鞍型コイルより大きい半径部または鞍型コイルより小さい半径部を持つ円筒面に位置する。内側導体リードＸは、内側から外側へ向けて渦巻き２を巻回する際巻回が導体端部で開始されるのではなく、導体の途中から開始されて相応の長さの導体部分が巻回されないで残され、巻回後にその残された導体部分が渦巻き上へ曲げられるかまたは折り曲げられることによって得られる。渦巻き２を外側から内側へ向けて巻回する場合、最終的には、眼１で導体端部を曲げることによって半径方向の導体リードＸ（内側導体リード）が渦巻き２全体を越えるような十分な長さの導体が用いられる。その場合、渦巻き状コイルの形状は、場合によっては矩形、特に平型傾斜磁場コイルの場合には８字形状に形成することもできる。
【００２５】
図１ａに示したこの第１の実施例において、導体リードＸ（内側導体リード）の戻り部はコイル平面上に位置する。図１ａの導体路装置の製造方法は、導体を内側から外側へまたは外側から内側へ巻回板Ｗの対応する渦巻き溝３内に敷設することにある。従って、コイルの外側導体路端６はコイル平面内にあり、他方、内側導体路端Ｘ（内側導体リード）は最初にコイル平面に対して軸線方向に向けられている。このようにして作られたコイルは巻回作業の終了後支持板Ｔに貼り合わされ、巻回板Ｗから取外される。続いて、平型傾斜磁場コイルを製造する際には、内側導体路端Ｘ（内側導体リード）が、コイル平面に対して同じ僅かな間隔でコイル領域から自由に導出されるように曲げられる。最後に、曲げられた導体路端Ｘ（内側導体リード）は平型コイル部分Ｚと共に注型されるか又は最終組立時にその平型コイル部分Ｚに適当な接着剤で一時的に固定される。図１ｂには、図１ａに従って製造される平型傾斜磁場コイルの導体路ＸないしはＺの相対位置が巻回板Ｗおよび支持板Ｔを含むＡ−Ａ断面図として示されている。内側導体路端Ｘ（内側導体リード）は支持板Ｔのわずか上を半径方向へ外側へ導出されている。
【００２６】
図２ａは本発明による完全に巻回された平型傾斜磁場コイルまたはローラ掛け前の鞍型コイルの第２の実施例の斜視図を示す。図２ａの場合、コイル中心部１へ向かう導体リードＹ（内側導体リード）は渦巻き状に配置された導体路Ｚの下側に位置している。図２ａの導体路装置の製造方法は、先ず、導体リードＹが巻回板Ｗの固有の磁場を発生する渦巻き状コイル用の浅い渦巻き溝３に対して相対的に深い溝４内に挿入されることによって、コイル中心部１に向かう半径方向の導体リードＹ（内側導体リード）が作られることにある。次に、中心部１から巻回板Ｗの浅い渦巻き溝３内へ導体を挿入することによって平型コイル部分Ｚが形成され、それにより外側コイル端６（外側導体リード）はコイル平面内に位置し、内側導体リードＹはコイル平面の下に位置する。このようにして作られた導体路装置は支持板Ｔに積み重ねた後に支持板Ｔに固定され、最終的に巻回板Ｗから取外される。図２ｂおよび２ｃには、導体路Ｙ，Ｚの相対位置、特にコイル中心部１に対する導体路の導体リードＹが互いに直角な断面図で示されている。断面Ｂ−Ｂは、渦巻き溝３に比較して巻回板Ｗ内に深く位置しコイル中心部１へ向かう導体リードＹを示す。断面Ｂ−Ｂに直角な断面Ｃ−Ｃは本来の渦巻き状に敷設された導体路Ｚの下に位置しコイル中心部１へ向かう導体路の導体リードＹを示す。この導体路装置は支持板Ｔに積み重ねた後に支持板Ｔに完全に固定される。
【００２７】
両実施例において、内側接続部つまりコイル中心部１の壊れやすい領域におけるろう付けを省略することができる。このことは、一方では製造プロセスを簡単にし、他方では潜在的な故障源を排除することにつながる。
【００２８】
平型コイルの上述の両実施形態は、原理的には直交する傾斜磁場コイルの相応の相互配置および配線により直交する傾斜磁場を提供する２分割またはそれ以上に分割された鞍型コイルの製造に使用することができる。鞍型コイルを製造する場合、第１または第２の実施例の支持板Ｔが円筒面５の一部を形成するように曲げられかまたはローラ掛けされる。このようにして形成された４つの鞍型コイルを互いに９０°または１８０°ずらして配置することによって、互いに直交する横方向の２つの傾斜磁場が形成される。これらの２つの傾斜磁場は、閉鎖型のＭＲＴシステムにおける上述のマクスウェルコイル（Ｚ方向の磁場コイル）の軸線方向の傾斜磁場に対して直交している。その場合、軸線方向の磁場成分を生じさせないために、各鞍型コイルにおいて、第１の実施例による各コイル中心部１からの戻り部Ｘ、または第２の実施例によるコイル中心部１へ向かう導体リードＹが、上述のようにして形成された円筒状傾斜磁場（コイル）システムの円筒軸線に対して正確に平行に延びるようにすることに注意することが重要である。そうしないと、マクスウェルコイルの直線性に悪影響を与え、従って画像にゆがみを生じさせるからである。
【００２９】
図３および４にはそれぞれ２分割型の鞍型コイルが示されている。見やすくするために、または図示を簡単にするために、導体路装置しか表示されていない。すなわち、それぞれの支持板は示されていない。両図はコイル中心部へ向かう導体リード、またはコイル中心部から戻る戻り部の形態が異なっている。図４はそれぞれ円筒軸線に対して平行な２本の導体リードＹを有する２分割形の鞍型コイルを示している。２本の導体リードＹは円筒軸線までの距離がコイル自体の円筒軸線までの距離よりも大きい。図３ではそれらはちょうど逆の関係になっており、両導体リードＸは、コイル自体の半径より小さい半径の円筒面に位置している。勿論、２分割形の鞍型コイルの両導体リードの形態を組み合わせることも可能である。図３および４には支持板が示されていないので、導体リードが自由なのか又は支持板内に組込まれているのかを各図から読み取ることはできない。いずれか一方の形態も考えられ、また両者の組合せも考えられる。注意すべきことには、図示していないマクスウェルコイルの軸線方向の傾斜磁場に影響を及ぼさないために、各導体リードを円筒軸線に対して正確に平行に整列させることである。
【００３０】
上述のごとく、この種の鞍型コイルの製造は第１または第２の実施例の支持板のローラ掛けによって行われる。この製造方法の他の可能性は、第１または第２の実施例における巻回板を所望半径の円筒状巻回枠として実施することである。両ケースにおいてろう付けすべき内部接続部は省略することができ、従ってコイルは連続して巻回することができる。ローラ掛けの製造ステップは不要である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１ａ】導体リードの自由戻り部を有する平型傾斜磁場コイルまたはローラ掛け前の鞍型コイルの斜視図
【図１ｂ】図１ａのＡ−Ａ線に沿った縦断面図
【図２ａ】導体リードの戻り部を組み込んだ平型傾斜磁場コイルまたはローラ掛け前の鞍型コイルの斜視図
【図２ｂ】図２ａのＢ−Ｂ線に沿った断面図
【図２ｃ】図２ａのＣ−Ｃ線に沿った断面図
【図３】小半径上に導体リードの戻り部を有する２分割型鞍型コイルの本発明の実施例の斜視図
【図４】大半径上に導体リードの戻り部を有する２分割型鞍型コイルの本発明の実施例の斜視図
【符号の説明】
【００３２】
１  眼
２  円形状渦巻き
３  巻回板内の浅い溝
４  巻回板内の深い溝
５  円筒面
６  外側導体リード
Ｔ  支持板
Ｗ  巻回板
Ｘ  半径方向に外側へ向いた導体リード（内側導体リード）
Ｙ  支持板内に組込まれた半径方向に外側へ向いた導体リード（内側導体リード）
Ｚ  コイル巻線
【図１ａ】
2004255182.tif 000003
【図１ｂ】
2004255182.tif 000004
【図２ａ】
2004255182.tif 000005
【図２ｂ】
2004255182.tif 000006
【図２ｃ】
2004255182.tif 000007
【図３】
2004255182.tif 000008
【図４】
2004255182.tif 000009