(57)【要約】本発明は、当該装置の撮像体積１８中に実質的に均一の磁界を生成する超電導コイルシステム２０ａ及び２０ｂを具備する垂直磁界タイプのＭＲＩ装置に関する。前記コイルシステムは、円形外コイル２８及び該外コイルと同じ面３２内且つ該外コイルの内側に置かれる補助コイル３０を含み、これらのコイルは逆の電流を伝導する。前記外コイルの直径Ｄｏに対する前記補助コイルの直径Ｄａの比Ｄａ ／ Ｄｏは０．７と０．９との間にある。前記磁界をより一層均一にする他のコイル３４乃至３８及び４０乃至４６は、好ましくは、円錐形状の勾配コイルシステム５２が収容され得る凹部が形成されるように最初に言及した前記コイル２８及び３０の内側の円錐状表面４８及び５０上に置かれ、その結果、高価な前記外コイル２８及び前記補助コイル３０が調べられるべき患者を受ける空間から可能な限り短い距離のところに配設され得る。
2004509720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴画像を形成する垂直磁界タイプのＭＲＩ装置であり、
＊　　当該装置の撮像体積中に実質的に均一の磁界を生成する少なくとも１つの磁界生成超電導コイルシステムを含む装置であり、
＊　　前記コイルシステムが、
＊　　外コイル面内に置かれる円形外コイル、及び
＊　　前記外コイルの内側に置かれる円形補助コイルを含む装置であって、
＊　　前記外コイルの励磁及び前記補助コイルの励磁はこれらのコイルが反対方向の磁界を生成するものであり、
＊　　前記補助コイルもまた前記外コイル面内に置かれ、
＊　　前記外コイルの直径Ｄｏに対する前記補助コイルの直径Ｄａの比Ｄａ／Ｄｏは０．７と０．９との間であることを特徴とする装置。
【請求項２】
３つの他の円形コイルを具備し、前記他の円形コイルの各々は各々の他のコイル面内に置かれ、前記外コイル面は前記撮像体積と前記他のコイル面の各々との間に置かれている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記３つの他の円形コイルが円錐状表面上に置かれ、前記円錐状表面の頂点は前記撮像体積から離れる方へ向けられている請求項２に記載の装置。
【請求項４】
当該装置の前記撮像体積中に前記実質的に均一の磁界を生成する第２磁界生成超電導コイルシステムを具備する装置であり、
＊　　前記第２コイルシステムは、
＊　　　第２外コイル面内に置かれる、直径が前記第１外コイルの直径より大きい第２円形外コイル、及び
＊　　　前記第２外コイルの内側且つ前記第２外コイル面内に置かれる第２円形補助コイルを含み、
＊　　　前記第２外コイル及び前記第２補助コイルの励磁はこれらのコイルが反対方向の磁界を生成するものである請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
４つの他の円形コイルを具備し、前記他の円形コイルの各々は各々の他のコイル面内に置かれ、前記外コイル面は前記撮像体積と前記他のコイル面の各々との間に置かれている請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記４つの他の円形コイルが円錐状表面上に置かれ、前記円錐状表面の頂点は前記撮像体積から離れる方へ向けられている請求項５に記載の装置。
【請求項７】
当該装置の前記撮像体積中に勾配磁界を生成するために少なくとも第１勾配コイルシステム及び第２勾配コイルシステムを具備し、
＊　　各勾配コイルシステムは平坦な主勾配コイル及び遮蔽コイルを含み、
＊　　前記第１勾配コイルシステムは前記第１磁界生成超電導コイルシステムの内側の空間の中に置かれ、前記第２勾配コイルシステムは前記第２磁界生成超電導コイルシステムの内側の空間の中に置かれる請求項４乃至６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記遮蔽コイルの少なくとも１つは、頂点が前記撮像体積から離れる方へ向けられている略々円錐形の表面の全体にわたって延在する請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第１及び前記第２磁界生成超電導コイルシステムのための第１及び第２コンテナを各々具備し、前記コンテナは、低温媒体を収容するよう構成され、前記低温媒体をやりとりするために互いと連通し、前記コンテナのうちの１つは所望なように前記コンテナ中の圧力を制御する圧力接続部を具備する請求項４乃至６のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴画像を形成する垂直磁界タイプ（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｆｉｅｌｄ ｔｙｐｅ）のＭＲＩ装置であり、
当該装置の撮像体積（ｉｍａｇｉｎｇ ｖｏｌｕｍｅ）中に実質的に均一の磁界を生成する少なくとも１つの磁界生成超電導コイルシステム（ｆｉｅｌｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｃｏｉｌ ｓｙｓｔｅｍ）を含む装置であり、
＊　　外コイル面内に置かれる円形外コイル、及び
＊　　前記外コイルの内側に置かれる円形補助コイル（ｒｏｕｎｄ ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｃｏｉｌ）を含む装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置は、米国特許第ＵＳ５，９３９，９６２号から既知である。斯様な垂直磁界タイプの装置においてＭＲ撮像に必要とされる均一の磁界は、通常、当該磁極の間に調べられるべき患者が配設され得る２つの対向して置かれた磁極によって生成される。一般的に言えば、その場合に、前記磁界は垂直方向を持つ。この種の装置は、患者が斯様な装置の中に配設される場合に周囲の比較的広い視野を保持し、故に、閉所恐怖症の感覚があまり頻繁には起こらないという利点を提供する。
【０００３】
略々０．５Ｔを超える磁界強度を持つ磁石システムの場合には前記システムを介して全磁束（ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｆｌｕｘ）を運ぶ（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）ことが出来る鉄回路（ｉｒｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ）は非常に重くなる。この場合における賢明な他の方法は、鉄回路を完全に排除し、磁石システムを能動的に遮蔽された空心コイルシステム（ａｃｔｉｖｅｌｙ ｓｈｉｅｌｄｅｄ ａｉｒ ｃｏｉｌ ｓｙｓｔｅｍ）として構成せんとするものである。この場合に、患者にアクセス可能である磁石システムの空間に境界をつける（ｂｏｕｎｄ）鉄構造という意味の極（ｐｏｌｅ）はないが、簡単のために以下では患者空間に境界をつける磁石システムの表面も「極」と呼ぶ。０．５Ｔを超える磁界強度のために、コイルは超電導であるように構成されなければならない。前記コイルはクライオスタット（ｃｒｙｏｓｔａｔ）において動作温度に保たれる。その場合に、「極」はクライオスタットの真空外囲容器の外壁によって形成される。
【０００４】
引用米国特許は、円形外コイル（引用米国特許においては参照符号１２ａによって示されている所謂「サイドコイル」（“ｓｉｄｅ ｃｏｉｌ”））、（引用米国特許においては参照符号１２ｄを帯びている「第４コイル」と呼ばれている）円形補助コイル及び（引用米国特許においては参照符号１２ｂ及び１２ｃを帯びている「第２コイル及び第３コイル」と呼ばれている）多数の他のコイルから成る超電導コイルシステムを開示している。撮像体積中の均一の磁界は、主に最初の２つのコイル１２ａ及び１２ｂによって生成され、上記の他のコイルは前記磁界の上に更に均一化する磁界を重ねる。
【０００５】
一般的に知られており、引用米国特許にも記載されている通り、このタイプの装置にとって目標は、下部磁極の中の磁界生成コイルから可能な限り短い距離のところに上部磁極の中の磁界生成コイルを配設することにある。この目標は、斯様なシステムの生産コストは略々前記磁極の距離の５乗（ｐｏｗｅｒ ｏｆ ｆｉｖｅ）だけ増大し、故に、この距離を可能な限り短く保つことは有利であるという事実から来ている。この目標から、既知の装置における外コイルは、磁極の間の自由にアクセス可能な空間の境界に対して実質的に直接的に配設される。
【０００６】
外コイルがこのようにして取り付けられる場合、既知の装置における勾配コイル（ｇｒａｄｉｅｎｔ ｃｏｉｌ）は、撮像体積中の勾配磁界（ｇｒａｄｉｅｎｔ ｆｉｅｌｄ）の必要な直線性から、実質的に関連する外コイルの直径にまで延在しなければならない。従って、（所要の均一の磁界を達成するように容積が大きく且つ重い構造も持つ）補助コイルのための余地は上部勾配コイルの上及び下部勾配コイルの下にしか見出され得ない。従って、この既に大きく且つ重いコイルの構造はより一層大きくしなければならないが、その場合には、外コイルも大きくならなければならない。その上、能動的に遮蔽された磁気コイルの場合には、その場合に、遮蔽コイルも大きくならなければならない。上記の最終的な影響は、装置のコストが更にかなり増大されることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、外コイルの間の距離及び補助コイルの間の距離が可能な限り短い上記の種類の装置を提供することにある。これを達成するため、本発明に従う装置は、
前記外コイルの励磁及び前記補助コイルの励磁はこれらのコイルが反対方向の磁界を生成するものであり、
＊　　前記補助コイルもまた前記外コイル面内に置かれ、
＊　　前記外コイルの直径Ｄｏに対する前記補助コイルの直径Ｄａの比Ｄａ／Ｄｏは０．７と０．９との間であることを特徴とする。
【０００８】
この場合には、補助コイルもまた外コイル面内に置かれることから、前記補助コイルの間の距離は、撮像体積の所要の大きさを考慮に入れながら最小化される。この形状構成のコンピュータシミュレーションは、前記直径比及び前記励磁の前記組み合わせの使用がなされる場合には主磁界の均一性及び／又は磁界強度についての要求に関して譲歩がなされる必要がないことを示した。他のコイルの形状構成に関して、即ち、外コイル並びに前記補助コイルの正確な形状、大きさ及び励磁に依存して充分な自由度があることもわかった。
【０００９】
本発明に従う装置の有利な実施例は３つの他の円形コイルを具備する。このようにして、生産コスト（条件：少数の小さな他のコイル）と磁界強度と均一性（条件：多数の大きな他のコイル）との間の適切な折衷が達成され得ることがわかった。
【００１０】
本発明に従う他の有利な実施例においては、３つの他のコイルが円錐状表面上に置かれ、前記円錐状表面の頂点は撮像体積から離れる方へ向けられている。この形状構成は磁界強度及び均一性に関して要求を非常に良く満たすという事実に加えて、この実施例は、とりわけ、その円錐形状から、円錐形の外観を持つ勾配コイルと非常にうまく適合する（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）内部空間（即ち、前記撮像体積の縦軸の周りの空間）が作成されるという利点を提供する。磁極中の、即ち磁気コイルの低温コンテナ（ｃｒｙｏ ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）中の空隙のこの形状もまた付加的な利点を持つ。通常動作条件において、冷媒は低温コンテナ中にあり、即ち、液体ヘリウムが略々１ｂａｒの圧力を持つ。しかしながら、所与の状況においては、この圧力が３ｂａｒ程度まで増大し得る。ヘリウムコンテナは真空の空間によって取り囲まれており、それ故、前記真空の空間は周囲の外気（ａｍｂｉｅｎｔ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ）と前記ヘリウムコンテナとの間にある。技術の現状におけるように、直角の角を持つ空隙の場合には、極度の機械的ストレスが前記圧力において生じ得る。即ち、略々円錐形の空隙が用いられる場合には、前記コンテナの壁部の漸次成形（ｇｒａｄｕａｌ ｓｈａｐｉｎｇ）から、斯様なストレスは、よりずっと少ない程度までしか生じないであろう。
【００１１】
本発明に従うＭＲＩ装置の好ましい実施例は、当該装置の画像体積中に実質的に均一の磁界を生成する第２磁界生成超電導コイルシステムを具備し、
前記第２コイルシステムは、
＊　　第２外コイル面内に置かれる、直径が第１外コイルの直径より大きい第２円形外コイル、及び
＊　　前記外コイルの内側且つ前記外コイル面内に置かれる第２円形補助コイルを含み、
＊　　前記第２外コイル及び前記第２補助コイルの励磁はこれらのコイルが反対方向の磁界を生成するものである。
【００１２】
１つの極面（ｐｏｌｅ ｓｕｒｆａｃｅ）のみで均一の磁界を生成するコイルシステムを提供することは可能であり、斯様な装置においては均一性及び磁界強度に関しては所与の譲歩がなされるが、それでも依然として所与の医療の目的のために前記装置を使用することは可能である。この種の装置は、例えば米国特許第ＵＳ５，９１７，３９５号から既知である。前記装置が、より普通のように２つの極面を持つように構成される場合には、前記極面に対して撮像体積の魅力のある位置が選ばれ得る。このことは、前記撮像体積の所与のサイズが患者のために望まれる空間の量に依存して規定される状況において利点を提供する。このサイズは前記極面の間の最短距離を規定する。全ての撮像の目的のために、とりわけ、前記撮像体積中の低い位置（ｌｅｖｅｌ）に置かれる身体の一部、例えば仰臥位（ｓｕｐｉｎｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）にある患者の場合にはテーブル面（ｔａｂｌｅ ｔｏｐ）の上に直接的に置かれる脊柱（ｖｅｒｔｅｂｒａｌ ｃｏｌｕｍｎ）の撮像のために、この距離の最適な使用をなすことが可能であるべきである。勿論、このテーブル面は、撮像のために用いられ得る空間が失われないように可能な限り薄くなるように構成されなければならない、又は前記極面は、更により遠く離して配設されなければならない。その場合に、前記脊柱は前記撮像体積の縁に置かれ、故に、長い長さにわたっての最適な均一性は可能ではない。前記ステップの結果として（とりわけ下部外コイルが上部コイルの直径より大きな直径を持つことから）、前記撮像体積を前記極面に対して低くすることができ、故に、（高価であり、動作中の高い電力消費を招く）前記後者の拡大をする必要なしに前記脊柱は前記撮像体積中により良く合う。
【００１３】
本発明に従う装置の他の実施例は、４つの他の円形コイルを具備し、前記他の円形コイルの各々は、各々の他のコイル面内に置かれ、外コイル面は、撮像体積と前記他のコイル面の各々との間に置かれる。前記多数の他のコイルは、前記撮像体積を低くすることが望まれる場合に、生産コスト、磁界強度及び均一性の間で適切な折衷が達成されることを可能にすることがわかった。
【００１４】
本発明の更に別の実施例においては、装置中の４つの他の円形コイルが円錐状表面上に置かれ、前記円錐状表面の頂点は撮像体積から離れる方へ向けられている。このようにして、コイルコンテナの内側に主磁界のための空間が作成され、前記空間の円錐形状は円錐形の外観を持つ勾配コイルと非常に適合する。
【００１５】
本発明に従う装置の別の実施例は、当該装置の撮像体積中に勾配磁界を生成するために少なくとも第１勾配コイルシステム及び第２勾配コイルシステムを具備し、
＊　　各勾配コイルシステムは平坦な主勾配コイル及び遮蔽コイルを含み、
＊　　前記第１勾配コイルシステムは第１磁界生成超電導コイルシステムの内側の空間の中に置かれ、前記第２勾配コイルシステムは第２磁界生成超電導コイルシステムの内側の空間の中に置かれる。斯くして、前記勾配コイルは、均一の磁界のためのフィールドコイルのコンテナ中の本発明により作成される空間の中に適切に配設される。
【００１６】
本発明の他の実施例における遮蔽コイルの少なくとも１つは、頂点が撮像体積から離れる方へ向けられている略々円錐形の表面の全体にわたって延在する。とりわけ直線性に関して、ＭＲＩに必要とされる外観の勾配磁界を作成する勾配コイルはこのようにして形成されることがわかった。このようにして得られる外部形状は、本発明に従うコイルコンテナ中に形成される空隙の中に前記勾配コイルを収容するのにとりわけ適している。
【００１７】
本発明に従う装置の別の実施例は、第１及び第２磁界生成超電導コイルシステムのための第１及び第２コンテナを各々具備し、前記コンテナは低温媒体を収容するよう構成され、前記低温媒体をやりとりするために互いと連通し（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅ）、前記コンテナのうちの１つは所望なように前記コンテナ中の圧力を制御する圧力接続部（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を具備する。超電導コイルのシステムの場合には、コイルの一部が冷媒（液体ヘリウム）と直接的には接触しなくなるということが起こり得る。なぜなら、前記冷媒の一部は気化し、それ故、最も高い位置に置かれたコイルは前記接触を失うからである。その結果、前記コイルは超電導状態でなくなるかもしれず、これは、とりわけ動作中には望ましくない。この場合に、コイルのシステム全体、故に両コイルコンテナのコンテンツは、下部コイルホルダのみに対しての必要量よりも多くの液体ヘリウムを当該下部コンテナ中に格納することによってこのシステム中の下部コンテナを貯蔵器としても役立たせることにより、１つのヘリウムシステムによって冷却され得る。上部コイルコンテナ中のコイルの１つが前記液体媒体との接触を解く（ｌｏｏｓｅ）傾向がある場合に、液体が貯蔵空間から上部コンテナへ押しやられるように前記下部コンテナ中の圧力を増大させることが出来る。前記液体との接触は各々のコンテナのための別個のレベル制御を用いる必要なしに確実にされる。
【００１８】
図を参照して以下に詳細に本発明について説明する。前記図において対応参照符号は対応要素を示す。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、ＭＲ画像形成用の既知の垂直磁界タイプの装置の全体図である。装置は、上部磁極４及び下部磁極６を支えるスタンド２から成る。本明細書において磁極は、磁束を伝導するように２つの磁極を相互接続する鉄回路を供給することは（あり得るが）必要ない関連する磁界生成コイルの組立体（ａｓｓｅｍｂｌｙ）を意味すると理解されるべきであることに注意されたい。調べられるべき患者８を受ける空間は、磁極の間にある。調べられるべき患者は、テーブル面１４上に配設され、テーブル面１４自体は、患者８が磁極４と磁極６との間の適正な向きで適正な位置に配設され得るようにスタンド２の一部を形成する支持体により支えられる。
【００２０】
慣用のＭＲＩ装置における調べられるべき患者を収容する空間は、６０ｃｍ程度の大きさの断面を持つトンネルのような形をしており、多くの患者、とりわけ子供達にとって、この形状構成は、不安感及び閉所恐怖症の感覚を起こさせる。図１に示されているような磁極の立体配座（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）の利点は、斯様な装置中に配設される場合に患者は周囲の比較的広い視野を保持し、故に斯様な感覚が緩和される又はなくなっていしまいさえするという事実にある。
【００２１】
患者の側において、磁極は、超電導磁気コイルが収容される低温コンテナの被覆によって物理的に形成される極面１０及び１２により境界をつけられる。極面の間の距離は、患者にとって前記不快な感覚が打ち消されるが、磁極の生産がよりはるかに高価になるほどには大きくない距離であるよう選ばれる。実地面では、５０乃至６０ｃｍの距離が適切な値であることが分った。
【００２２】
図２は、本発明に従うコイルシステム２０ａ及び２０ｂが低温コンテナ中に配設されている磁極４及び６を介する断面図である。この図は、図面の面での円形コイルシステム（即ち、垂線１５のまわりの円形対称システム（ｃｉｒｃｕｌａｒ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ））の断面を示しており、円形対称性から、この図はコイルシステムの半分しか示していないが、他の半分は、図面の面に垂直に線１５を介して延在する面に対して鏡像化する（ｍｉｒｒｏｒ ｉｍａｇｅ）ことにより形成されるとみなされ得る。磁極４と磁極６との間には、前記磁極によって生成される磁界がＭＲＩ画像を形成するように十分に均一である領域１８が置かれる。この領域は装置の撮像体積と呼ばれる。磁極４及び６の各々は、装置の撮像体積１８中に実質的に均一の磁界を作成する磁界生成超電導コイルシステム２０を含む（コイルシステム２０ａは磁極４の中に置かれ、コイルシステム２０ｂは磁極６の中に置かれる）。超電導コイルの場合における通常のとおりに、コイルシステムはヘリウムコンテナ中に収容され、ヘリウムコンテナ自体は外部真空コンテナ２４によって閉じ込められる。
【００２３】
コイルシステムの各々は、円形外コイル２８及び円形外コイル２８の内側に置かれる円形補助コイル３０を含む。両コイルは、１つの平面、即ち外コイル面３２内に置かれる。外コイルの直径Ｄｏに対する補助コイルの直径Ｄａの比Ｄａ／Ｄｏは一般的に０．７と０．９との間にあり、本実施例においては０．８と等しい。本発明の考えに従って、２つの外コイル２８ａ及び２８ｂの間の距離、並びに２つの補助コイル３０ａ及び３０ｂの間の距離はこの形状構成において最小化され得る。このことは、（真空空間、被覆及び図示されていない放射シールドのための空間を無視する）これらのコイルの間の距離が極面１０及び１２の間の距離と実質的に等しいことを意味する。このようにして前記コイルの比較的高いコストを最低限に制限することが出来る。
【００２４】
上部コイルシステム２０ａはまた、３つの他の円形コイル３４、３６及び３８を含み、これらの他の円形コイルの各々は（図示されていない）各々の他のコイル面内に置かれる。前記他のコイル面の各々は、外コイル面３２ａより撮像体積１８から遠くに置かれる。図示されている実施例において、他のコイル３２乃至３８は、図面の面での断面が示されている円錐状表面４８上に置かれ、円錐状表面４８の頂点は、撮像体積から離れる方へ、故にこの場合には上方へ向けられている。
【００２５】
下部コイルシステム２０ｂはまた、４つの他の円形コイル４０、４２、４４及び４６を含み、これらの他の円形コイルの各々は（図示されていない）各々の他のコイル面内に置かれる。前記他のコイル面の各々は、外コイル面３２ｂより撮像体積１８から遠くに置かれる。図示されている実施例において、他のコイル４０乃至４６は、図面の面での断面が示されている円錐状表面５０上に置かれ、円錐状表面５０の頂点は、撮像体積から離れる方へ、故にこの場合には下方へ向けられている。
【００２６】
両コイルシステム２０ａ及び２０ｂのために外コイル２８ａ及び２８ｂの励磁は、これらのコイルが同じ方向の磁界を作成するものであるよう保つ。補助コイル３０ａの励磁は外コイル２８ａの励磁と対向するのに対して、補助コイル３０ｂの励磁は外コイル２８ｂの励磁と対向する。他のコイル３４乃至４６の正確な配置及び励磁は、撮像体積１８中の磁界の均一性の更なる向上を目的としており、これらのコイルの配置は、該配置が磁極の各々における円錐形空隙の形成を可能にするものでなければならない。勾配コイル５２ａ及び５２ｂは前記空隙の各々の中に配設され得る。前記勾配コイルは、撮像体積の側において平坦な境界を持ち、撮像体積から遠く離れている側においては円錐形境界を持つ。
【００２７】
図２は、撮像体積１８が極面１０及び１２の間のちょうど中間には置かれておらず、前記中央に対してわずかに低くされていることを示している。上記のように、この撮像体積の位置は例えば脊柱の撮像に関して所与の利点を提供する。撮像体積の下方変位は、下部コイルシステム２０ｂの外側フィールドコイル２８ｂが上部コイルシステム２０ａの外側フィールドコイル２８ａの直径より大きな直径を持つことで達成され、同様の関係が補助コイル３０ａ及び３０ｂの間にある。これらのステップの結果として、撮像体積を極面に対して低くすることができ、故に、撮像体積中で仰臥位にある患者の脊柱がより良く撮像体積中に合い、故に、この体積は拡大される必要がない。
【００２８】
コイルシステムはまた、円形外側遮蔽コイル５４ａ及び５４ｂを各々含むと共に、該外側遮蔽コイルの内側に置かれる円形内側遮蔽コイル５６ａ及び５６ｂを各々含む。これらのコイルは、既知のように、周囲を磁気コイルによって生成される磁界から遮蔽するように働く。
【００２９】
図３は、本発明に従う装置の撮像体積のまわりの磁界の幾何学的形状（ｆｉｅｌｄ ｇｅｏｍｅｔｒｙ）のグラフ表示（ｇｒａｐｈｉｃ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）である。撮像体積１８の中心に対する水平距離は、横軸（ｘ軸）上にプロットされ、撮像体積１８の中心に対する垂直距離は、縦軸（ｚ軸）上にプロットされる。この図は、概略的且つ縮尺通りにコイルシステム２０ａ及び２０ｂを示している。この図の中の線５８、６０、６２、６４、６６及び６８は等しい磁界強度の線を構成する。各々、１０ｍＴ、３ｍＴ、１ｍＴ、０．３ｍＴ、０．１ｍＴ及び０．０５ｍＴの磁界強度が前記線と関連している。斯くして、この図から、磁界が撮像体積のすぐ外側では非常に急速に減衰し、１．５ｍ（線５８）から３．５ｍ（線６６）への距離の増大が磁界を１００分の１にまでも減少させることは明らかである。
【００３０】
図４は、本発明に従う装置における使用に適する遮蔽された勾配コイルの形をとる勾配コイルシステムの構成を示す。勾配コイルシステムは、実際に勾配磁界を生成する主勾配コイル及び撮像体積の外側で（とりわけ主磁石の金属部の範囲において）可能な限り勾配磁界を補償する遮蔽コイルから成る。主勾配コイルが平面内で巻回されるのに対して、遮蔽コイルは、頂点が撮像体積から離れる方へ向けられている略々円錐状の表面全体にわたって延在する。この勾配コイルの外観は、ｘ勾配コイル、ｙ勾配コイル及びｚ勾配コイルに対して用いられ得る。しかしながら、ｘコイル及びｙコイルの導体の形状はｚコイルの導体の形状から逸脱する（ｄｅｖｉａｔｅ）。このようにして形成される勾配コイルシステムの全体的な形状は、線７０のまわりに回転対称（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌｌｙ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ）である図４ａの側面図において示されている。図４ａにおいて主勾配コイルは参照符号７２によって示されており、遮蔽コイルは参照符号７４によって示されている。（これから記載する）円筒形戻り導体（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｒｅｔｕｒｎ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）は参照符号７６によって示されている。
【００３１】
図４ｂは、ｘ及びｙ主勾配コイル７２の導体のパターンを示しており、ｘ及びｙコイルは同じ外観を持つが、互いに対して９０°のオフセットであるように取り付けられる。これらの導体は、一般的に多数の同心の文字Ｄから成る形状をしており、その上、前記多数の同心の文字Ｄは互いに対して鏡像化されている。この同心のＤは直列に接続される（図示せず）。図４ｃに示されているようなｘ勾配及びｙ勾配のための遮蔽コイル７４の導体のパターンは、主勾配コイルの導体のパターンと略々同じ外観を持つ。しかしながら、これらの導体は、平面内には配設されず、頂点の高さが主勾配コイルと平行に延在する平坦な遮蔽コイルを持つ対応勾配コイルシステムの高さの略々２倍に達する円錐状表面上に配設される。
【００３２】
図４ｄは、ｚ主勾配コイル７２の導体のパターンを示している。一般的に言えば、これらの導体は多数の同心の等距離ではない円から成る形状をしている。これらの同心円は直列に接続されている（図示せず）。ｚ勾配のための遮蔽コイル７４の導体のパターン（図４ｅ）は、主勾配コイル７２の導体のパターンと略々同じ外観を持つ。しかしながら、これらの導体は、平面内には配設されず、頂点の高さが主勾配コイルと平行に延在する平坦な遮蔽コイルを持つ対応勾配コイルシステムの高さの略々２倍に達する円錐状表面上に配設される。
【００３３】
主コイルの戻り導体の機能と遮蔽コイルの戻り導体の機能とは、それ自体がｘ勾配コイル、ｙ勾配コイル及びｚ勾配コイルに対して既知であるように組み合わされ、その結果、戻り導体はかなりの程度まで省かれ得る。その場合に、電流は、勾配コイルシステムの側面上の円筒形結線７６を介して主コイルから遮蔽コイルへ流れる。
【００３４】
図４ｆは、ｘ勾配コイルの側面図であり、前記コイルの勾配磁界の分布も示している（同じものがｙ勾配コイルに当てはまる）。図４ｆにおいて直線矢印７８は、勾配磁界の磁界強度、即ち∂Ｂｚ／∂ｘを表わし、曲線８０は、磁力線（ｆｉｅｌｄ ｌｉｎｅ）を表わす。この図は、磁界の勾配変化、即ち、主磁界に重ねられ、ｘ方向の位置の関数として線形に変化する磁界の変化を明らかに示している。
【００３５】
図５は、本発明に従う装置における使用に適する低温システムを概略的に示している。このシステムは、磁界生成超電導コイルシステム８６及び８８を提供する第１上部低温コンテナ８２及び第２下部低温コンテナ８４を含む。２つの低温コンテナの各々は、液体ヘリウムの形をとる低温媒体９２を収容する。２つの低温コンテナ８２及び８４は、液体ヘリウムのやりとりのために接続ダクト９０を介して連通する。低温コンテナは２つの区画室９４及び９６に細分され、区画室９４がコイルシステム８８を収容するのに対して、区画室９６はヘリウム貯蔵器として働く。区画室９４は、所望なようにコンテナ中の圧力を制御するために圧力接続部９８を具備する。上部コイルコンテナ中のコイルが液体ヘリウムとの接触を解く傾向にある場合には、圧力接続部９８を介して下部コンテナにおける圧力を増大させることができ、故に、液体ヘリウムは区画室９６を介して貯蔵空間９２から上部コンテナ８２に押しやられる。斯くして、上部コンテナのための別個のレベル制御がないのにもかかわらず液体ヘリウムとの接触が確実にされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＭＲＩ画像の形成のための垂直磁界タイプの既知の装置の全体図である。
【図２】本発明に従うコイルシステムが低温コンテナ中に収容されている極を介する断面図である。
【図３】本発明に従う装置の撮像体積のまわりの磁界変化のグラフ表示である。
【図４ａ】本発明に従う勾配コイルシステムの外観の全体図である。
【図４ｂ】本発明に従う勾配コイルシステムの平坦なｘ主勾配コイルの導体のパターンを示す。
【図４ｃ】本発明に従う勾配コイルシステムのｘ遮蔽コイルの導体のパターンを示す。
【図４ｄ】本発明に従う勾配コイルシステムの平坦なｚ主勾配コイルの導体のパターンを示す。
【図４ｅ】本発明に従う勾配コイルシステムのｚ遮蔽コイルの導体のパターンを示す。
【図４ｆ】本発明に従うｘ勾配コイルシステム及びこのシステムにより生成される勾配磁界の側面図である。
【図５】本発明に従う装置における使用に適する低温システムを概略的に示す。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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