[发明专利]倾斜磁场线圈、核磁共振成像装置以及线圈图形的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及核磁共振成像（以下称为MRI）装置、在上述MRI装置中使用的倾斜磁场线圈和在上述倾斜磁场线圈装置中具备的线圈的线圈图形的设计方法。

背景技术

MRI装置是利用向放置在均一静磁场中的检测体照射高频脉冲时产生的核磁共振现象，得到表示检测体的物理、化学的性质的截面图像的装置，特别是用于医疗。MRI装置主要具有在插入了检测体的成像区域中产生均一的静磁场的静磁场线圈装置；为了向成像区域赋予位置信息脉冲状地产生在空间中磁场强度倾斜具有梯度的倾斜磁场的倾斜磁场线圈；向检测体照射高频脉冲的RF线圈；接收来自检测体的磁共振信号的接收线圈；以及对接收到的磁共振信号进行处理，显示所述截面图像的的计算机系统。图1表示了MRI装置的概要。静磁场装置2产生的磁场在装置中心的成像区域8中成为均一的磁场强度。在该区域中倾斜磁场3产生倾斜磁场。中心轴10是与静磁场的方向平行的MRI装置的静磁场线圈的对称轴。通过床6的移动等，将检测者5的患部移动到成像区域8。

并且，为了提高MRI装置的性能，提出了线形地产生磁场强度倾斜有梯度的倾斜磁场的倾斜磁场线圈（参照专利文献1~3）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-327478号公报（图2）

专利文献2：日本特表2006-506155号公报

专利文献3：日本特开2007-175438号公报

专利文献4：日本特开平8-38457号公报（图4）

发明内容

本发明要解决的课题

如专利文献1~4所示那样，为了在三个轴的方向上产生倾斜的磁场，在MRI装置中具备倾斜磁场线圈。倾斜磁场线圈的形状为筒状，通常为圆筒状，但是如专利文献1那样还提出了具有截面为椭圆形的内腔的倾斜磁场线圈。虽然形状不同，但是为组合了具有在成像区域中产生倾斜的磁场的主线圈和抵消主线圈向静磁场线圈装置侧泄露的磁场的屏蔽线圈的主动磁屏蔽型倾斜磁场线圈。倾斜磁场线圈的形状为筒状，但是主线圈和屏蔽线圈具有鞍型的线圈。鞍型的主线圈和屏蔽线圈具有在线圈图形中多重配置的多个匝，在相邻的匝之间通过搭接线连接。并且，通过在内侧的匝设置返回线，能够在多个匝中流过电流。倾斜磁场线圈为了在三个方向上产生倾斜的磁场，如图3所示那样层叠。一般，层叠了产生倾斜磁场的三个方向的主线圈（xGMC、yGMC、zGMC）和抑制向静磁场线圈装置的漏磁的屏蔽线圈（xGSC、yGSC、zGSC）。

但是，在现有的倾斜磁场线圈中，设计为只在多个匝中流过电流时，形成线形的倾斜磁场，所以考虑流过搭接线和返回线的电流产生误差磁场。考虑该误差磁场在静磁场线圈装置上产生涡电流，有时该漏电流在成像区域中形成扰乱截面图像的磁场。认为该涡电流的产生的原因在于，没有考虑搭接线和返回线地设计了用于抑制漏磁场产生涡电流的屏蔽线圈的线圈图形。

此外，在现有的倾斜磁场线圈中，提出了外形的形状为椭圆的倾斜磁场线圈和对于主线圈和屏蔽线圈相互对应的每个匝连线的倾斜磁场线圈。在这些屏蔽线圈的线圈图形的设计中，如在专利文献1和2中记载的那样，通过已知的函数的组合表现电流密度分布，通过函数相互的权重的最佳化使磁场分布接近目标磁场。如果是这样的使用已知的函数的方法，在像圆筒状或椭圆截面形状那样赋予了已知的函数时，能够设计倾斜磁场线圈的线圈图形。但是，在椭圆截面形状中，难以高精度地进行线圈图形的设计。此外，一般倾斜磁场线圈不限于简单的形状，例如在专利文献3那样的非圆截面的主线圈时或者在产生搭接线和返回线引起的误差磁场时，也希望通过屏蔽线圈进行磁屏蔽。在专利文献4中开发并采用了为了能够应对各种倾斜磁场线圈，通过循环要素的集合处理线圈面的方法。即使循环电流要素电流面的形状与专利文献1等的函数中的电流表现相比，自由度增加，但是存在难以表现z-GC那样的筒状的体系的环绕电流的缺点。在本发明中提示自由性更加优秀的设计方法。

因此，本发明的目的在于提供与主线圈和屏蔽线圈的筒状的截面形状无关，能够抑制误差磁场以及进一步抑制涡电流的产生，提高截面图像的画质的倾斜磁场线圈、MRI装置以及线圈图形的设计方法。

解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明是倾斜磁场线圈，其特征为具备：筒状的第一线圈（主线圈），其在核磁共振成像装置的成像区域中产生线形的磁场分布；筒状的第二线圈（屏蔽线圈），其被配置在所述第一线圈的外侧，在所述成像区域中产生均匀的磁场分布的静磁场的静磁场线圈装置的内侧，抑制从所述第一线圈向所述静磁场线圈装置的泄漏磁场，