磁共振成像装置以及倾斜磁场线圈的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明的实施方式涉及磁共振成像装置以及倾斜磁场线圈。
【背景技术】
[0002]磁共振成像是通过其拉莫尔(Larmor)频率的RF (Rad1 Frequency)脉冲磁性地激发载置于静磁场中的被检体的原子核自旋，根据伴随着激发而产生的磁共振信号的数据生成图像的摄像法。磁共振成像装置在静磁场磁铁的内侧具备倾斜磁场线圈。另外，在该倾斜磁场线圈内，层叠沿着大致圆筒形的水平轴产生倾斜磁场的X线圈、沿着大致圆筒形的垂直轴产生倾斜磁场的Y线圈、以及沿着大致圆筒形的长轴产生倾斜磁场的Z线圈。
[0003]近年来，EPI (Echo Planar Imaging)等高速摄像正在普及。在高速摄像中，对X线圈施加高能量控制的电流，因此，该X线圈最容易发热。另一方面，以往，X线圈层叠于最接近作为患者的居住空间的大致圆筒形内部的空间的内侧。在倾斜磁场线圈中配置使水等制冷剂进行循环的冷却管，但X线圈没有被完全冷却的结果，患者的居住性降低，有时可能必须按照 IEC(Internat1nal Electrotechnical Commiss1n)的标准停止摄像。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2011-087904号公报
【发明内容】
[0007]本发明要解决的问题在于，提供一种能够提高倾斜磁场线圈的冷却效率的磁共振成像装置以及倾斜磁场线圈。
[0008]实施方式所涉及的磁共振成像装置具备静磁场磁铁和倾斜磁场线圈。静磁场磁铁产生静磁场。倾斜磁场线圈被配置在静磁场磁铁的内侧，具备:X线圈，沿着大致圆筒形的水平轴产生倾斜磁场；Y线圈，沿着大致圆筒形的垂直轴产生倾斜磁场；以及Z线圈，沿着大致圆筒形的长轴产生倾斜磁场。倾斜磁场线圈以X线圈距离磁场中心的距离比Y线圈距离磁场中心的距离远的方式，来层叠各线圈。
【附图说明】
[0009]图1是表示第I实施方式所涉及的MRI装置的结构的功能框图。
[0010]图2是表示第I实施方式所涉及的倾斜磁场线圈的构造的立体图。
[0011]图3是用于说明第I实施方式中的X线圈的图。
[0012]图4是用于说明第I实施方式中的Y线圈的图。
[0013]图5是用于说明第I实施方式中的Z线圈的图。
[0014]图6是表示第I实施方式中的倾斜磁场线圈的层叠的图。
[0015]图7是表示第I实施方式中的倾斜磁场线圈的层顺序的图。
[0016]图8是表示第I实施方式中的温度模拟结果的图。
[0017]图9是表示其他的实施方式中的倾斜磁场线圈的层顺序的图。
【具体实施方式】
[0018]以下，参照附图，说明实施方式所涉及的磁共振成像装置(以下，适当地称为“MRI (Magnetic Resonance Imaging)装置”)以及倾斜磁场线圈。另外，实施方式并不限定以下的实施方式。另外，在各实施方式中说明的内容在原则上同样能够适用于其他的实施方式。
[0019](第I实施方式)
[0020]图1是表示第I实施方式所涉及的MRI装置100的结构的功能框图。如图1所示，MRI装置100具备静磁场磁铁101、静磁场电源102、倾斜磁场线圈103、倾斜磁场电源104、RF线圈105、发送部106、接收部107、床108、序列控制部120、以及计算机130。另外，在MRI装置100中不包含被检体P (例如，人体)。另外，图1所示的结构只不过是一个例子。各部也可以适当地结合或分离来构成。
[0021]静磁场磁铁101是形成中空的大致圆筒(包含椭圆)的形状的磁铁，在大致圆筒形内部的空间中产生静磁场。静磁场磁铁101例如是超导磁铁等，从静磁场电源102接受电流的供给并激发。静磁场电源102向静磁场磁铁101供给电流。另外，静磁场磁铁101可以是永久磁铁，此时，MRI装置100也可以不具备静磁场电源102。另外，静磁场电源102也可以不安装于MRI装置100。
[0022]倾斜磁场线圈103被配置在静磁场磁铁101的内侧，是形成中空的大致圆筒的形状的线圈。倾斜磁场线圈103从倾斜磁场电源104接受电流的供给产生倾斜磁场。另外，针对倾斜磁场线圈103，之后详述。倾斜磁场电源104向倾斜磁场线圈103供给电流。
[0023]RF线圈105被配置在倾斜磁场线圈103的内侧，从发送部106接受RF脉冲的供给产生高频磁场。另外，RF线圈105接收由于高频磁场的影响而从被检体P发出的磁共振信号(以下，适当地称为“MR(Magnetic Resonance)信号”)，并将接收到的MR信号向接收部107输出。
[0024]另外，上述的RF线圈105只不过是一个例子。RF线圈105通过组合只具备发送功能的线圈、只具备接收功能的线圈、或具备发送接收功能的线圈中的一个或多个来构成即可。
[0025]发送部106将与由作为对象的原子的种类以及磁场强度决定的拉莫尔频率对应的RF脉冲向RF线圈105供给。接收部107检测由RF线圈105输出的MR信号，根据检测到的MR信号生成MR数据。具体而言，接收部107通过对由RF线圈105输出的MR信号进行数字转换来生成MR数据。另外，接收部107将所生成的MR数据向序列控制部120发送。另外，接收部107也可以安装于具备静磁场磁铁101或倾斜磁场线圈103等的架台装置侧。
[0026]床108具备载置被检体P的顶板。在图1中，为了便于说明，只图示出该顶板。通常，床108被设置成长度方向与静磁场磁铁101的大致圆筒形的中心轴平行。另外，顶板能够向长度方向以及上下方向移动，在载置有被检体P的状态下，向RF线圈105的内侧的大致圆筒形内部的空间内插入。另外，有时将该大致圆筒形内部的空间称为“孔”等。
[0027]序列控制部120通过根据从计算机130发送的序列信息，驱动倾斜磁场电源104、发送部106、以及接收部107，来对被检体P进行摄像。在此，序列信息是定义了进行摄像的步骤的信息。在序列信息中，定义倾斜磁场电源104向倾斜磁场线圈103供给的电流的强度或供给电流的定时、发送部106向RF线圈105供给的RF脉冲的强度或施加RF脉冲的定时、以及接收部107检测MR信号的定时等。例如，序列控制部120执行EPI等高速摄像。另夕卜，例如，当通过高速摄像收集被检体P的轴向剖面图像时，序列控制部120将被检体P的左右方向设定为RO (Read Out)方向，将背腹方向设定为PE (Phase Encode)方向。此时，对X线圈施加高能量控制的电流。另外，所谓能量控制是指向倾斜磁场线圈103供给的平均电流值的平方，由设最大值为100%的百分率来表示。
[0028]例如，序列控制部120 是 ASIC(Applicat1n Specific Integrated Circuit)、FPGA (Field Programmable Gate Array)等集成电路、CPU (Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)等电子电路。
[0029]另外，驱动倾斜磁场电源104、发送部106、以及接收部107对被检体P进行摄像的结果，如果从接收部107接收MR数据，则序列控制部120将接收到的MR数据向计算机130转送。
[0030]计算机130进行MRI装置100的整体控制。另外，计算机130通过对从序列控制部120转送来的MR数据实施傅里叶转换等重建处理，来进行MR图像的生成等。例如，计算机130具备控制部、存储部、输入部、以及显示部。控制部是ASIC、FPGA等集成电路、CPU、MPU等电子电路。存储部是RAM (Random Access Memory)、闪存存储器等半导体存储器元件、硬盘、光盘等。输入部是鼠标或轨迹球等定位设备、模式切换开关等选择设备、或键盘等输入设备。显示部是液晶显示器等显示设备。
[0031]图2是表示第I实施方式所涉及的倾斜磁场线圈103的构造的立体图。在此，在第I实施方式中，倾斜磁场线圈103是ASGC (Actively Shielded Gradient Coil)，具有产生倾斜磁场的主线圈103a和产生消除泄漏磁场的屏蔽用的磁场的屏蔽线圈103b。如图2所示，在倾斜磁场线圈103中，从距离大致圆筒形内部的空间的距离近的内侧依次层叠主线圈103a、对冷却管进行布管的冷却层103d、配置垫片托盘的垫片层103c、对冷却管进行布管的冷却层103e、以及屏蔽线圈103b。
[0032]在垫片层103c上，形成多根相应(例如，24根相应)的垫片托盘插入导向103f。垫片托盘插入导向103f的典型的情况如图2所示，是涵盖倾斜磁场线圈103的长轴方向全长而贯穿的孔，在圆周方向等间隔地形成。插入垫片托盘插入导向103f的垫片托盘(省略图示)例如分别在长度方向具有多个(例如，15个)袋，为了校正静磁场的不均匀性，在规定的袋中收容规定的个数的铁垫片。
[0033]在冷却层103d以及冷却层103e中，典型的情况是沿着大致圆筒形螺旋状地配置冷却管(在图2中省略图示)。在图1中虽然省略了图示，但第I实施方式所涉及的MRI装置100还具备具有热交换器或循环栗的冷却装置，该冷却装置通过使水等制冷剂在冷却管中循环，来冷却倾斜磁场线圈103。这样，MRI装置100的冷却系统以夹着铁垫片的方式，在倾斜磁场线圈103的中间层中进行布管。
[0034]另外，主线圈103a由与相互正交的X、Y以及Z的各轴对应的三个线圈，S卩，由X线圈、Y线圈、以及Z线圈层叠来形成。图3是用于说明第I实施方式中的X线圈的图，图4是用于说明第I实施方式中的Y线圈的图，图5是用于说明第I实施方式中的Z线圈的图。
[0035]如图3所示，X线圈是被加工成鞍形的线圈，沿着X轴，S卩，沿着倾斜磁场线圈103的大致圆筒形的水平轴，产生倾斜磁场。另外，如图4所示，Y线圈与