JP5700129B2 - コイル装置及び磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明は、コイル装置及び該コイル装置を傾斜磁場コイルとして備える磁気共鳴イメージング装置に関する。

磁気共鳴イメージング装置（Magnetic Resonance Imaging装置。以下、「ＭＲＩ装置」と記す。）は、均一な静磁場中に置かれた被撮像体（生体）に高周波パルスを照射したときに生じる核磁気共鳴（Nuclear Magnetic Resonance。以下、「ＮＭＲ」と記す。）現象を利用する装置である。ＭＲＩ装置は、被撮像体の組織を構成する原子核スピンが発生するＮＭＲ信号を計測する。ＭＲＩ装置は計測したＮＭＲ信号を用いて、被撮像体の頭部、腹部、四肢等の形態を二次元的又は三次元的に画像化する。撮像において、ＮＭＲ信号には傾斜磁場によって異なる位置情報が付与され、デジタル信号として計測される。計測されたデジタル信号は、所定の信号処理が施され、断層画像が生成される。

ＭＲＩ装置において、空間分解能や感度の向上をもたらす静磁場強度の高強度化が進められている。
静磁場の強さは種々の要件によって決定される。要件の１つに磁気空隙の大きさがある。静磁場強度を大きくするためには、空隙を介して対向する磁石とポールピースで形成される磁気空隙を被撮像体の大きさにあわせて極限まで小さくする必要がある。合わせて、静磁場の発生に関係の無い部材であって磁気空隙に配置する必要のあるものについては、その厚さを小さくする必要がある。
磁気空隙がより小さく、磁気空隙に配置された部材の厚さがより小さくなれば、被撮像体と静磁場を与える磁石との距離が縮まり、被撮像体にかかる磁場が大きくなるからである。

磁気空隙に配置されるものとして傾斜磁場コイルがある。傾斜磁場コイルは磁石が作る静磁場に傾斜を作るために必要なコイルである。傾斜磁場コイルは撮像時に、人間、動物等の被撮像体から発せられるＮＭＲ信号に対して位置情報を与える。
傾斜磁場コイルの１つの形態として平面コイルを積層したものがある。傾斜磁場コイルは、静磁場の方向に対してＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向（静磁場方向）の磁場を与える３層のコイルから形成される。

特許文献１には、傾斜磁場コイルとして用いる平面コイルが示されている。平面コイルを積層して傾斜磁場コイルを構成する場合、傾斜磁場コイルの一層を構成する平面コイルは、平板状のボビン表面部分に溝を設ける。該溝に銅線などの電線を埋め込み、渦巻状に形成することにより渦巻状の電線が作られる。この渦巻状の部分をコイル巻線部という。コイル巻線部は平面状に形成するので、巻線端部の一方はボビンの外縁寄りとなるが、巻線端部の他方はコイル巻線の内部となる。
そのため、コイル巻線と連なるリード線（引き出し線）の他方は、コイル外部に引き出す際に、コイル巻線の内部からコイル巻線を跨ぐ必要がある。ここで、コイル巻線を跨いでいる部分のリード線を渡り線と呼ぶこととする。このリード線の一部分である渡り線のため、平面コイル一層当たりの厚さはボビンの厚さのみではなく、それに渡り線の線径相当の厚さを加えたものになる（特許文献１の図１ａ、１ｂ）。
傾斜磁場コイルは３層のコイルから形成されるため、傾斜磁場コイルの厚さは、ボビン３枚分の厚さと、渡り線の線径３倍相当の厚さとを合わせたものとなる。

傾斜磁場コイルなどの平面コイルを薄く作るための従来技術として、特許文献２に示されたものがある。すなわち、所定のパターンに沿った溝が形成された型部材の溝に導体の線材を配置し、型部材の上に接着シートを載せ、接着シートを線材に圧接する。線材をシートとともに型部材からはずすことにより、パターンの線材が表面に固定されたシートを得る。このシートと線材を交互に積層することで、薄型の平面コイルを得ることができる（特許文献２）。

特開２００４−２５５１８２号公報 特開２００７−３０７０３４号公報

特許文献１に示された平面コイルを積層して傾斜磁場コイルを構成する際には、渡り線のスペースを確保するための厚さを必要とする。
特許文献２に示された方法は、傾斜磁場コイルを薄く作る方法としては有効である。しかし、製造される傾斜磁場コイルには、渡り線のスペースを確保するための厚さが必要となる。また、型部材の溝に線材を配置する工程や型部材の上にシートを載せる工程等、コイルの製造に多くの工程を有するため、コストアップとなる。

そこで、本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、低コストで製造可能な薄型の傾斜磁場コイル及び該傾斜磁場コイルを用いた磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的とする。

本発明に係るコイル装置は、平板状をなす第１コイル及び第２コイルを積層したコイル装置において、前記第１コイルは第１間隙部を有し、前記第２コイル内側から該第２コイルを跨ぎ周縁部に引き出した引き出し線の一部又は全部を前記第１間隙部に収納してあることを特徴とする。

本発明にあっては、第１コイルは第１間隙部を有し、第２コイル内側から該第２コイルを跨ぎ周縁部に引き出した引き出し線の一部又は全部を第１間隙部に収納する。従って、第１コイルと第２コイルとの間隔を空ける必要がなく、第１コイルと第２コイルとを密着して重ねることが可能となる。それにより、平面コイルの厚さを渡り線の線径分低減させることができる。

本発明に係るコイル装置は、前記第１コイルは二つのコイル分体からなり、両コイル分体は前記第１間隙部を挟んで並置してあることを特徴とする。

本発明にあっては、前記第１コイルは二つのコイル分体からなり、両コイル分体は間隙部を挟んで並置し、第２コイル内側から該第２コイルを跨ぎ周縁部に引き出した引き出し線の一部又は全部を第１間隙部に収納する。従って、第１コイルと第２コイルとの間隔を空ける必要がなく、平面コイルの厚さを低減させることができる。

本発明に係るコイル装置は、前記二つの第１コイル分体を連結する連結部を備えることを特徴とする。

本発明にあっては、第２コイル内側から該第２コイルを跨ぎ周縁部に引き出した引き出し線の一部又は全部を間隙部に収納する。従って、第１コイルと第２コイルとの間隔を空ける必要がないので、平面コイルの厚さを低減させることができる。

本発明に係るコイル装置は、平板状をなす第３コイルを更に備え、前記第２コイル、前記第１コイル及び前記第３コイルがこの順に積層してあり、前記第３コイルは第２間隙部を有し、前記第１コイル内側から該第１コイルを跨ぎ周縁部に引き出した引き出し線の一部又は全部を前記第２間隙部に収納し、前記第３コイル内側から該第３コイルを跨ぎ周縁部に引き出した引き出し線の一部又は全部を前記第１間隙部に収納してあることを特徴とする。

本発明にあっては、第３コイルは第２間隙部を有し、前記第１コイル内側から該第１コイルを跨ぎ周縁部に引き出した引き出し線の一部又は全部を前記第２間隙部に収納する。第３コイル内側から該第３コイルを跨ぎ周縁部に引き出した引き出し線の一部又は全部を前記第１間隙部に収納する。従って、第１コイルと第３コイルとの間隔を空ける必要がなく、第３コイルの上にも引き出し線を通す空間を必要としないので、平面コイルの厚さをさらに渡り線の線径の２倍に相当する分、低減させることができる。

本発明に係るコイル装置は、前記第３コイルは二つのコイル分体からなり、両コイル分体は前記第２間隙部を挟んで並置してあることを特徴とする。

本発明にあっては、前記第３コイルは二つのコイル分体からなり、両コイル分体は前記第２間隙部を挟んで並置し、第１コイル内側から該第１コイルを跨ぎ周縁部に引き出した引き出し線の一部又は全部を前記第２間隙部に収納する。従って、渡り線を通すために第１コイルと第３コイルとの間隔を空ける必要がなく、平面コイルの厚さを低減させることができる。

本発明に係るコイル装置は、前記二つの第３コイル分体を連結する第２連結部を備えることを特徴とする。

本発明にあっては、第１コイル内側から該第１コイルを跨ぎ周縁部に引き出した引き出し線の一部又は全部を前記第２間隙部に収納する。従って、第１コイルと第３コイルとの間隔を空ける必要がなく、平面コイルの厚さを低減させることができる。

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、上記のいずれかのコイル装置を傾斜磁場コイルとして備えたことを特徴とする。

本発明にあっては、傾斜磁場コイルの厚さを従来のものよりも薄くすることができる。厚さが低減した分、被撮像体と静磁石との距離を縮めることが可能となるので、静磁場を強化することが可能となる。また、傾斜磁場コイルの取付けスペースを低減することができる。

本発明によれば、第２コイル内側から該第２コイルを跨ぎ周縁部に引き出した引き出し線の一部又は全部を、第１コイルに形成された第１間隙部に収納する。
それにより、第１コイルと第２コイルとを密着して積層することが可能となるので、平面コイル全体の厚さを低減することができる。

実施の形態１に係る傾斜磁場コイルの構造を示す分解斜視図である。 Ｚコイルの構造を示す平面図である。 Ｘコイルを構成するＸコイル分体の構造を示す平面図である。 Ｘコイルの構造を示す平面図である。 Ｙコイルを構成するＹコイル分体の構造を示す平面図である。 Ｙコイルの構造を示す平面図である。 実施の形態１に係る傾斜磁場コイルにおいて、ＸコイルとＺコイルとの位置関係を示す平面図である。 図７のＡ−Ａ線における断面略図である。 実施の形態１に係る傾斜磁場コイルにおいて、ＸコイルとＹコイルとの位置関係を示す斜視図である。 図９のＢ−Ｂ線における断面略図である。 実施の形態１に係る傾斜磁場コイルを備えたＭＲＩ装置の内部構成の全体概要を示すブロック図である。 ＭＲＩ装置の内部構成の要部を示すブロック図である。 実施の形態２に係る傾斜磁場コイルの構造を示す分解斜視図である。 実施の形態３に係るＸ、Ｙコイル用ボビンの形状を示した平面図である。 実施の形態４に係るＺ２ボビンの形状を示す平面図である。 実施の形態４に係る傾斜磁場コイルの構造を示す分解斜視図である。 実施の形態５に係る傾斜磁場コイルユニットの構造を示す分解斜視図である。 実施の形態５に係る傾斜磁場コイル冷却機構の概念図である。 実施の形態６に係るＥＳＲ装置の磁場発生部の構成を示す説明図である。

実施の形態１
以下、図面を参照して実施の形態１を具体的に説明する。
本実施の形態においては、本発明に係るコイル装置をＭＲＩ装置の傾斜磁場コイルに適用した例として、説明する。その他の例としては、電子スピン共鳴装置に用いられる傾斜磁場コイルに適用できる。

図１は、実施の形態１に係る傾斜磁場コイルの構造を示す分解斜視図である。
傾斜磁場コイル１（コイル装置）は、平面視平板状のＺコイル４（第２コイル）、Ｘコイル２（第１コイル）及びＹコイル３（第３コイル）を積層した三層構造となっている。各コイルには外縁に沿って複数のネジ穴が形成されている。該ネジ穴に図示しないネジを通し、Ｘコイル２、Ｙコイル３及びＺコイル４を互いに結合している。

傾斜磁場コイル１を構成するコイルのうち、Ｘコイル２は、２つのＸコイル分体２ａ、２ｂから構成されている。Ｙコイル３は、２つのＹコイル分体３ａ、３ｂから構成されている。Ｘコイル分体２ａ、２ｂ、Ｙコイル分体３ａ、３ｂは、すべて同一の形状であり、平面視弓形状である。

Ｘコイル分体２ａ、２ｂの曲線部分は、Ｚコイル４の円周と同一の曲率半径である。Ｘコイル分体２ａの直線部分とＸコイル分体２ｂの直線部分とが平行になるように、Ｘコイル分体２ａ、２ｂをＺコイル４に重ねる。なおかつ、Ｘコイル分体２ａ、２ｂの曲線部分とＺコイル４の円周部分とが一致するように、Ｘコイル分体２ａ、２ｂをＺコイル４に重ねる。このように重ねることにより、Ｘコイル分体２ａとＸコイル分体２ｂとの間に隙間（第１間隙部）が形成される。Ｙコイル３についても、同様にＹコイル分体３ａとＹコイル分体３ｂとの間に隙間（第２間隙部）が形成される。

Ｘコイル分体２ａ及びＸコイル分体２ｂの直線部分と、Ｙコイル分体３ａ及びＹコイル分体３ｂの直線部分とが直角をなすように配置する。

Ｘコイル分体２ａ、２ｂはそれぞれリード線２７ａ、２７ｂ（引き出し線）を備えている。Ｙコイル分体３ａ、３ｂは、それぞれリード線３７ａ、３７ｂ（引き出し線）を備えている。Ｚコイル４はリード線４４（引き出し線）を備えている。
Ｘコイル２及びＹコイル３は、それぞれ二つのコイル分体から構成されているため、リード線の引き出し箇所は、それぞれ２箇所である。上述のようにＸコイル２とＹコイル３とを互いに直交するように配置するため、Ｘコイル２のリード線２７ａ、２７ｂとＹコイル３のリード線３７ａ、３７ｂは全て異なる位置となる。従って、傾斜磁場コイル１のリード線引き出し位置は最低４箇所となる。引き出し位置の数を最小にするためにＺコイル４の引き出し位置をＹコイル３の一方の引き出し位置に合わせる。各リード線の引き出し位置は、周方向に等間隔で配置される。例えば、Ｚコイル４のリード線４４を時計の３時の位置とした場合、Ｘコイル２のリード線２７ａ、２７ｂは、それぞれ１２時、６時の位置となる。Ｙコイル３のリード線３７ａ、３７ｂは、それぞれ９時、３時の位置となる。

図２を用いてＺコイル４について説明する。図２は、Ｚコイルの構造を示す平面図である。
Ｚコイル４は、Ｚコイル用ボビン４１、コイル巻線部４２、渡り線４３及びリード線４４を含む。
Ｚコイル用ボビン４１（以下、「ボビン４１」と記す。）は、平面視略円板状の形状である。
ボビン４１は、電気絶縁性のある樹脂、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、又はＳＰＳ（シンジオタクチックポリスチレン）を用いて製作する。

ボビン４１には、切欠部４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、ネジ穴４６及びネジ穴４７が形成されている。また、ボビン４１の一方の面には、図示しない溝が形成されている。
溝は、渦巻状の連続した一本の溝であり、外縁よりも所定の間隔をおいて形成する。各溝はボビン４１の外縁と略同心円状である。外縁と溝との間には、切欠部４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、ネジ穴４６及びネジ穴４７を設ける。

コイル巻線部４２は、溝に沿って銅線などの導電体からなるコイル線を埋め込み形成する。コイル線は、エポキシ樹脂によりボビン４１にモールド固定する。
モールド固定に用いる樹脂は、エポキシ樹脂に限られるものではない。エポキシ樹脂と同様の絶縁性、耐熱性、硬度を持つ樹脂、例えばポリウレタン、ポリエステルなどを用いても良い。
コイル巻線の巻き終わり部分４２ｂの位置は、ボビン４１の外縁より径方向に所定の距離内周側に入った位置である。コイル巻線と連なるリード線４４の一方をボビン４１の周縁部でボビン４１にモールド固定するためである。コイル巻線の巻き始め部分４２ｃは、コイル巻線の巻き終わり部分４２ｂと周方向位置が略同一とする。巻き始め部分４２ｃ（第２コイル内側）と連なるリード線４４の他方（引き出し線）を、リード線４４の一方と共にボビン４１の周縁部（第２コイルの周縁部）でボビン４１にモールド固定し、引き出すためである。

切欠部４５ａは、コイル巻線に接続されるリード線４４を傾斜磁場コイル１の外部に引き出すためものである。切欠部４５ａは、コイル巻線の巻き終わり部分４２ｂ、コイル巻線の巻き始め部分４２ｃと周方向位置が近傍になるように設ける。切欠部４５ａ〜４５ｄは、コイル巻線部４２より外縁側の位置に設ける。切欠部４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄは、ボビン４１の外縁部より内部に向かって切り込みを入れ、ボビン４１の一部を略長方形に切欠くことにより、形成する。
切欠部４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄは、周方向に等間隔で形成する。

リード線４４の一方はコイル巻線部４２の巻き終わり部分４２ｂと連なり、切欠部４５ａより傾斜磁場コイル１の外部へ引き出される。コイル巻線部４２の巻き始め部分４２ｃと連なるリード線４４の他方はコイル巻線部４２を跨ぎ（渡り線４３）、切欠部４５ａより傾斜磁場コイル１の外部へ引き出される。

ネジ穴４６は、Ｚコイル４とＸコイル２とを、Ｘコイル２とＹコイル３とを重ねて固定するためのネジを通すためのものである。ネジ穴４６はボビン４１の外縁部に沿って、コイル巻線部４２より外縁側の位置及びコイル巻線部４２の内部に適宜形成する。ネジ穴４７は傾斜磁場コイル１をＭＲＩ装置等の他の装置に固定する際に用いるネジを通すためものである。ネジ穴４７はネジ穴４６と別にボビン４１の外縁部に沿って、コイル巻線部４２より外縁側の位置に適宜形成する。
なお、コイル巻線の線径が１．０ｍｍとした場合、ボビン４１の溝が無い部分の厚さを１．６ｍｍとし、溝幅は１．１ｍｍ、溝深さを１．２ｍｍとする。このようにすれば、コイル線は溝に埋め込まれ、ボビン４１表面にはみ出すことが無く、好適である。

図３を用いＸコイル２を構成するＸコイル分体２ａについて説明する。図３は、Ｘコイルを構成するＸコイル分体の構造を示す平面図である。
Ｘコイル分体２ａは、Ｘコイル用ボビン２１ａ、コイル巻線部２３ａ、渡り線２６ａ及びリード線２７ａを含む。
Ｘコイル用ボビン２１ａ（以下、「ボビン２１ａ」と、記す。）は、平面視弓形状である。ボビン２１ａの曲線部とＺコイル用ボビン４１の曲線部とは、曲率半径が等しくなるようにする。
ボビン２１ａは、電気絶縁性のある樹脂、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、又はＳＰＳ（シンジオタクチックポリスチレン）を用いて製作する。

ボビン２１ａには、切欠部２８ａ、ネジ穴２９ａ及びネジ穴３０ａが形成されている。ボビン２１ａの一方の面には、図示しない溝が形成されている。該溝に沿って銅線などの導電体からなるコイル線を埋め込み、コイル巻線部２３ａが形成されている。
溝は連続した一本の溝であり、外縁より所定の間隔をおいて形成する。ボビン２１ａ外縁と略相似形であるコイル巻線を形成するように、溝を設ける。外縁と溝との間に、切欠部２８ａ、ネジ穴２９ａ及びネジ穴３０ａを設ける。

コイル巻線部２３ａは、溝に沿って銅線などの導電体からなるコイル線を埋め込み形成する。コイル線は、電気絶縁性のある樹脂、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン、又はポリエステルによりボビン２１ａにモールド固定する。
コイル巻線の巻き終わり部分２４ａの位置は、ボビン２１ａの外縁より径方向に所定の距離内周側に入った位置である。コイル巻線と接続したリード線２７ａの一方をボビン２１ａの周縁部（第１コイルの周縁部）でボビン２１ａにモールド固定するためである。
巻き終わり部分２４ａの位置は、ボビン２１ａ周縁の一部をなす円弧の中点付近である。コイル巻線の巻き始め部分２５ａは、コイル巻線の巻き終わり部分２４ａと周方向位置が略同一とする。巻き始め部分２５ａ（第１コイル内側）と連なるリード線２７ａの他方（引き出し線）を、リード線２７ａの一方と共にボビン２１ａの周縁部でボビン２１ａにモールド固定し、引き出すためである。

切欠部２８ａは、コイル巻線に接続されるリード線２７ａを傾斜磁場コイル１の外部に引き出すためのものである。切欠部２８ａは、コイル巻線の巻き終わり部分２４ａ及び巻き始め部分２５ａと周方向位置が近傍となるように設ける。切欠部２８ａは、コイル巻線部２３ａより外縁側の位置に形成する。切欠部２８ａは、ボビン２１ａの外縁部より内部に向かって切り込みを入れ、ボビン２１ａの一部を略長方形に切欠くことにより、形成する。

リード線２７ａの一方はコイル巻線部２３ａの巻き終わり部分２４ａと連なり、切欠部２８ａより傾斜磁場コイル１外部へ引き出される。リード線２７ａの他方（引き出し線）は、コイル巻線部２３ａの巻き始め部分２５ａと連なり、コイル巻線部２３ａを跨ぎ（渡り線２６ａ）、切欠部２８ａより傾斜磁場コイル１の外部へ引き出される。

ネジ穴２９ａは、Ｘコイル分体２ａとＺコイル４とを、及びＸコイル分体２ａとＹコイル３とを重ねて固定するためのネジを通すためのものである。ネジ穴２９ａは、ボビン２１ａの外縁に沿ってコイル巻線部２３ａより外縁側の位置及びコイル巻線部２３ａの内部に適宜形成する。ネジ穴３０ａは傾斜磁場コイル１をＭＲＩ装置等の他の装置に固定する際に用いるネジを通すためのものである。ネジ穴３０ａはネジ穴２９ａとは別にボビン２１ａの外縁に沿って適宜形成する。
なお、コイル巻線の線径が１．０ｍｍとした場合、ボビン２１ａの溝が無い部分の厚さを１．６ｍｍとし、溝幅は１．１ｍｍ、溝深さを１．２ｍｍとする。このようにすれば、コイル線は溝に埋め込まれ、ボビン２１ａ表面にはみ出すことが無く、好適である。

Ｘコイル２を構成する他方のＸコイル分体２ｂは、Ｘコイル分体２ａと同一の構造である。図４は、Ｘコイルの構造を示す平面図である。Ｘコイル２は、Ｘコイル分体２ａ、Ｘコイル分体２ｂとで構成される。Ｘコイル分体２ｂは、Ｘコイル用ボビン２１ｂ、コイル巻線部２３ｂ、渡り線２６ｂ及びリード線２７ｂを含む。
Ｘコイル分体２ｂに用いるＸコイル用ボビン２１ｂ（以下、「ボビン２１ｂ」と記す。）も、Ｘコイル分体２ａに用いるＸコイル用ボビン２１ａと同様である。

ボビン２１ｂの一方の面には図示しない溝が形成されている。該溝に沿ってコイル線を埋め込み、コイル巻線部２３ｂが形成されている。コイル線は、エポキシ樹脂などによりボビン２１ｂにモールド固定されている。
コイル巻線の巻き終わり部分２４ｂ、巻き始め部分２５ｂ（第１コイル内側）は、それぞれＸコイル分体２ａの巻き終わり部分２４ａ、巻き始め部分２５ａと同様な位置に形成されている。巻き終わり部分２４ｂと連なるリード線２７ｂの一方は、切欠部２８ｂより、外部へ引き出される。巻き始め部分２５ｂと連なるリード線２７ｂの他方（引き出し線）は、コイル巻線を跨ぎ（渡り線２６ｂ）、切欠部２８ｂの内側でボビン２１ｂにモールド固定されている。リード線２７ｂの他方も、切欠部２８ｂより、外部へ引き出される。

ネジ穴２９ｂ、ネジ穴３０ｂについても、それぞれＸコイル分体２ａのネジ穴２９ａ、ネジ穴３０ａと同様な目的で、同様な位置に形成されている。

Ｘコイル２は、Ｘコイル分体２ａの直線部分とＸコイル分体２ｂの直線部分とが平行となるように配置する。
Ｚコイル４上に配置する際には、さらに、Ｘコイル分体２ａ、２ｂの円弧部分とＺコイル４の円弧部分とが揃うように設置する。

図５を用いＹコイル３を構成するＹコイル分体３ａについて説明する。図５は、Ｙコイルを構成するＹコイル分体の構造を示す平面図である。
Ｙコイル分体３ａは、Ｙコイル用ボビン３１ａ、コイル巻線部３３ａ、渡り線３６ａ及びリード線３７ａを含む。
Ｙコイル用ボビン３１ａ（以下、「ボビン３１ａ」と記す。）は、平面視弓形状である。ボビン３１ａの形状は、上述したボビン２１ａと同様である。
ボビン３１ａは、電気絶縁性のある樹脂、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、又はＳＰＳ（シンジオタクチックポリスチレン）を用いて製作する。

ボビン３１ａには、切欠部３８ａ、ネジ穴３９ａ及びネジ穴４０ａが形成されている。また、ボビン３１ａの一方の面には、図示しない溝が形成されている。該溝に沿って銅線などの導電体からなるコイル線を埋め込み、コイル巻線部３３ａが形成されている。
溝は連続した一本の溝であり、外縁より所定の間隔をおいて形成する。ボビン３１ａ外縁と略相似形であるコイル巻線を形成するように、溝を設ける。外縁と溝との間に、切欠部３８ａ、ネジ穴３９ａ及びネジ穴４０ａを設ける。

コイル巻線部３３ａは、溝に沿って銅線などの導電体からなるコイル線を埋め込み形成する。コイル線は、電気絶縁性のある樹脂、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン、又はポリエステルによりボビン３１ａにモールド固定する。
コイル巻線の巻き終わり部分３４ａの位置は、ボビン３１ａの外縁より径方向に所定の距離内周側に入った位置である。コイル巻線と接続したリード線３７ａの一方をボビン３１ａの周縁部（第３コイルの周縁部）でボビン３１ａにモールド固定するためである。
巻き終わり部分３４ａの位置は、ボビン３１ａ周縁の一部をなす円弧の中点付近である。
コイル巻線の巻き始め部分３５ａは、コイル巻線の巻き終わり部分３４ａと周方向位置が略同一とする。巻き始め部分３５ａ（第３コイル内側）と連なるリード線３７ａの他方（引き出し線）を、リード線３７ａの一方と共にボビン３１ａの周縁部でボビン３１ａにモールド固定し、引き出すためである。

切欠部３８ａは、コイル巻線に接続されるリード線３７ａを傾斜磁場コイル１の外部に引き出すためのものである。切欠部３８ａは、コイル巻線の巻き終わり部分３４ａ及び巻き始め部分３５ａと周方向位置が近傍となるように設ける。切欠部３８ａは、コイル巻線部３３ａより外縁側の位置に形成する。切欠部３８ａは、ボビン３１ａの外縁部より内部に向かって切り込みを入れ、ボビン３１ａの一部を略長方形に切欠くことにより、形成する。

リード線３７ａの一方はコイル巻線部３３ａの巻き終わり部分３４ａと連なり、切欠部３８ａより傾斜磁場コイル１外部へ引き出される。リード線３７ａの他方（引き出し線）は、コイル巻線部３３ａの巻き始め部分３５ａと連なり、コイル巻線部３３ａを跨ぎ（渡り線３６ａ）、切欠部３８ａより傾斜磁場コイル１の外部へ引き出される。

ネジ穴３９ａは、Ｙコイル分体３ａとＺコイル４とを、及びＹコイル分体３ａとＸコイル２とを重ねて固定するためのネジを通すためのものである。ネジ穴３９ａは、ボビン３１ａの外縁に沿ってコイル巻線部３３ａより外縁側の位置及びコイル巻線部３３ａの内部に適宜形成する。ネジ穴４０ａは傾斜磁場コイル１をＭＲＩ装置等の他の装置に固定する際に用いるネジを通すためのものである。ネジ穴４０ａはネジ穴３９ａとは別にボビン３１ａの外縁に沿って適宜形成する。
なお、コイル巻線の線径が１．０ｍｍとした場合、ボビン３１ａの溝の無い部分の厚さを１．６ｍｍとし、溝幅は１．１ｍｍ、溝深さを１．２ｍｍとする。このようにすれば、コイル線は溝に埋め込まれ、ボビン３１ａ表面にはみ出すことが無く、好適である。

Ｙコイル３を構成する他方のＹコイル分体３ｂは、Ｙコイル分体３ａと同一の構造である。図６は、Ｙコイルの構造を示す平面図である。Ｙコイル３は、Ｙコイル分体３ａ、Ｙコイル分体３ｂとで構成される。Ｙコイル分体３ｂは、Ｙコイル用ボビン３１ｂ、コイル巻線部３３ｂ、渡り線３６ｂ及びリード線３７ｂを含む。
Ｙコイル分体３ｂに用いるＹコイル用ボビン３１ｂ（以下、「ボビン３１ｂ」と記す。）は、Ｙコイル分体３ａに用いるＹコイル用ボビン３１ａと同様である。

ボビン３１ｂの一方の面には図示しない溝が形成されている。該溝に沿ってコイル線を埋め込み、コイル巻線部３３ｂが形成されている。コイル線は、エポキシ樹脂などによりボビン３１ｂにモールド固定されている。
コイル巻線の巻き終わり部分３４ｂ、巻き始め部分３５ｂ（第３コイル内側）は、それぞれＹコイル分体３ａの巻き終わり部分３４ａ、巻き始め部分３５ａと同様な位置に形成されている。巻き終わり部分３４ｂと連なるリード線３７ｂの一方は、切欠部３８ｂより、外部へ引き出される。巻き終わり部分３５ｂと連なるリード線３７ｂの他方（引き出し線）は、コイル巻線を跨ぎ（渡り線３６ｂ）、切欠部３８ｂの内側でボビン３１ｂにモールド固定されている。リード線３７ｂの他方も、切欠部３８ｂより、外部へ引き出される。

ネジ穴３９ｂ、ネジ穴４０ｂについても、それぞれＹコイル分体３ａのネジ穴３９ａ、ネジ穴４０ａと同様な目的で、同様な位置に形成されている。

Ｙコイル３は、Ｙコイル分体３ａの直線部分とＹコイル分体３ｂの直線部分とが平行となるように配置する。
Ｘコイル２上に配置する際には、さらに、Ｙコイル分体３ａ、３ｂの円弧部分とＸコイル２の円弧部分及びＺコイル４の円弧部分とが揃うように設置する。

図７は、実施の形態１に係る傾斜磁場コイルにおいて、ＸコイルとＺコイルとの位置関係を示す平面図である。図８は、図７のＡ−Ａ線における断面略図である。
図７及び図８に示したように、コイル巻線部４２を上面としてＺコイル４を置き、Ｚコイル４の上にＸコイル分体２ａ、Ｘコイル分体２ｂからなるＸコイル２を積み重ねる。Ｘコイル分体２ａ、２ｂはＺコイル４と同様に、それぞれのコイル巻線部２３ａ、２３ｂが上面となるように、Ｚコイル４に重ねる。Ｚコイル４の円弧部分とＸコイル分体２ａの円弧部分とを揃えて重ねる。Ｚコイル４の円弧部分とＸコイル分体２ｂの円弧部分とを揃えて重ねる。Ｘコイル分体２ａの直線部分とＸコイル分体２ｂの直線部分とが平行になるように配置する。それにより、Ｚコイル４上に略長方形を底面とし、Ｘコイル分体２ａ、２ｂの厚さに相当する高さを持つ略六面体上の空間である間隙部（以下、「第１間隙部１ａ」と記す。）が形成される。すなわち、Ｘコイル分体２ａとＸコイル分体２ｂは第１間隙部１ａを挟んで並置される。
第１間隙部１ａの高さは、渡り線４３の線径より大きいので、渡り線４３を第１間隙部１ａに収納することが可能となる。
すなわち、第１間隙部１ａを利用して、Ｚコイル４の渡り線４３を通すことが可能となる。それにより、Ｚコイル４のボビン４１とＸコイル２のボビン２１ａ、２１ｂを密着することが可能となり、渡り線の線径に相当する厚さを、傾斜磁場コイルの厚さから低減することが可能となる。
なお、図８では、各ボビンに設けられたコイル巻線用の溝は記載を省略している。また、渡り線４３とコイル巻線４２とをモールド固定する樹脂の記載を省略している。

図９は、実施の形態１に係る傾斜磁場コイルにおいて、ＸコイルとＹコイルとの位置関係を示す斜視図である。図１０は、図９のＢ−Ｂ線による断面略図である。図９及び図１０に示したように、Ｘコイル分体２ａ、２ｂの上に、Ｙコイル分体３ａ、３ｂが積み重ねられている。Ｙコイル分体３ａとＸコイル分体２ａ及び２ｂとは、外縁の直線部分が互いに直交するように配置する。Ｙコイル分体３ｂも同様にＸコイル分体２ａ及び２ｂと、外縁の直線部分が互いに直交するように配置する。Ｙコイル分体３ａ、３ｂは、それぞれのコイル巻線部３３ａ、３３ｂが下面となるように、Ｘコイル分体２ａ、２ｂの上に積み重ねる。Ｙコイル分体３ａ、３ｂそれぞれの渡り線３６ａ、３６ｂが第１間隙部１ａを通るようにするためである。

Ｘコイル２と同様、Ｙコイル分体３ａ及びＹコイル分体３ｂの円弧部分と、Ｚコイル４、Ｘコイル分体２ａ及びＸコイル分体２ｂの円弧とを揃えて配置する。それにより、Ｘコイル２上に略長方形を底面とし、Ｙコイル分体３ａ、３ｂの厚さに相当する高さを持つ略六面体上の空間である第２の間隙部（以下、「第２間隙部１ｂ」と記す。）が形成される。すなわち、Ｙコイル分体３ａとＹコイル分体３ｂは第２間隙部１ｂを挟んで並置される。
上述した第１間隙部１ａと同様、第２間隙部１ｂを利用して、Ｘコイル２の渡り線２６ａ、２６ｂを通すことができる。また、Ｙコイル３の渡り線３６ａ、３６ｂは、Ｚコイル４の渡り線４３と同様に第１間隙部１ａを通すことができる。したがって、Ｙコイル３のボビン３１ａ、３１ｂとＸコイル２のボビン２１ａ、２１ｂとを密着することが可能となり、さらに渡り線の線径の２倍に相当する厚さを、傾斜磁場コイルの厚さから低減することが可能となる。
なお、図１０では、各ボビンに設けられたコイル巻線用の溝は記載を省略している。また、渡り線２６ａとコイル巻線部２３ａとを、及び渡り線２６ｂとコイル巻線部２３ｂとをモールド固定する樹脂の記載を省略している。

上述したように第１間隙部１ａと第２間隙部１ｂとを利用して、Ｘコイル２の渡り線２６ａ、２６ｂ、Ｙコイル３の渡り線３６ａ、３６ｂ及びＺコイル４の渡り線４３を通すことができる。渡り線を通すために積層されたボビン間に空間を設けることが不要となり、従来技術による傾斜磁場コイルと比べて、合計で渡り線の線径３倍に相当する厚さを低減することが可能となる。

次に、本実施の形態に係る傾斜磁場コイル１を備えたＭＲＩ装置について説明する。
図１１は、実施の形態１に係る傾斜磁場コイルを備えたＭＲＩ装置の内部構成の全体概要を示すブロック図である。
ＭＲＩ装置５は、大別すると、静磁場発生部６、傾斜磁場発生部７、シーケンサ８、電磁波発生部９、電磁波検出部１０、信号処理部１１及び操作部１２を有する。

静磁場発生部６は、被撮像体１００の上下に静磁場磁石（図示せず）を有し、被撮像体１００に対してＭＲＩ装置５の下部から上部に向けて静磁場をかける。

傾斜磁場発生部７は、ＭＲＩ装置５の座標系（静止座標系）であるＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に巻かれた本実施の形態に係る傾斜磁場コイル７ａ及び７ｂ、及び傾斜磁場コイル７ａ及び７ｂを駆動する傾斜磁場電源７ｃを有する。Ｚ軸方向は静磁場方向、Ｘ軸方向は電磁波発生部９から電磁波検出部１０への方向、Ｙ軸方向はＸ軸方向及びＺ軸方向と互いに直交する方向である。傾斜磁場発生部７は、シーケンサ８からの指令に従って傾斜磁場コイル７ａ、７ｂの傾斜磁場電源７ｃを駆動することにより、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向の傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを被撮像体１００に印加する。被撮像体１００の撮像時、傾斜磁場発生部７は、撮像断面に直交する方向にスライス方向傾斜磁場パルス（Ｇｓ）を印加することにより、被撮像体１００に対する撮像断面を設定する。

シーケンサ８は、信号処理部１１からの指示に従い、被撮像体１００の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を傾斜磁場発生部７、電磁波発生部９及び電磁波検出部１０に与える。

電磁波発生部９は、高周波発振器９ａ、変調器９ｂ、高周波増幅器９ｃ及び高周波送信コイル６ａを有する。電磁波発生部９は、被撮像体１００の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるため、被撮像体１００に高周波磁場パルスを照射する。
変調器９ｂは、シーケンサ８からの指令に従って、高周波発振器９ａから与えられた高周波パルスを所定のタイミングで振幅変調し、振幅変調した高周波パルスを高周波増幅器９ｃに与える。
高周波増幅器９ｃは、与えられた高周波パルスを増幅し、被撮像体１００に近接する高周波送信コイル６ａに与える。高周波送信コイル６ａは、増幅された高周波パルスを被撮像体１００に照射する。

電磁波検出部１０は、高周波受信コイル６ｂ、信号増幅器１０ａ、直交位相検波器１０ｂ及びＡ／Ｄ変換器１０ｃを有する。電磁波検出部１０は、被撮像体１００の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により被撮像体１００から放射される電磁波、即ち、ＮＭＲ信号を検出する。被撮像体１００は、高周波送信コイル６ａから照射される電磁波によって核磁気共鳴を起こし、ＮＭＲ信号を発信する。高周波受信コイル６ｂは、被撮像体１００に近接し、被撮像体１００から発信されたＮＭＲ信号を検出し、検出したＮＭＲ信号を信号増幅器１０ａに与える。信号増幅器１０ａは、与えられたＮＭＲ信号を増幅し、直交位相検波器１０ｂに与える。直交位相検波器１０ｂは、シーケンサ８からの指令に従い、信号増幅器１０ａから与えられたＮＭＲ信号を２系統の信号に分割し、各信号をＡ／Ｄ変換器１０ｃでデジタル信号に変換し、信号処理部１１に与える。

信号処理部１１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有し、Ａ／Ｄ変換器１０ｃから受け取ったデジタル信号に対して信号処理を施し、その処理結果を出力、保存等する。具体的には、信号処理部１１は、電磁波検出部１０からデジタル信号が与えられた場合、デジタル信号に対してフーリエ変換、補正係数計算、画像再構成等の処理を施し、被撮像体１００の断層画像を生成する。

操作部１２は、ディスプレイ１２ａ、トラックボール又はマウス１２ｂ及びキーボード１２ｃを有する。操作部１２は、オペレータによる操作を受けて、ＭＲＩ装置５の全体制御を行うのに必要なデータ、及び信号処理部１１が処理するデータを受け付け、断層画像の生成用データを信号処理部１１に与える。また、操作部１２は、オペレータによる操作を受けて、信号処理部１１が生成した断層画像をディスプレイ１２ａに表示させ、又は、外部記憶装置（図示せず）に記憶させる。

図１２は、ＭＲＩ装置の内部構成の要部を示すブロック図である。
ＭＲＩ装置５は、支柱ヨーク５０ａ及び５０ｂ、ベースヨーク５１ａ及び５１ｂ、静磁場磁石５２ａ及び５２ｂ、傾斜磁場コイル７ａ及び７ｂ、高周波送信コイル６ａ、高周波受信コイル６ｂ、操作部１２を有する。

静磁場磁石５２ａ及び５２ｂは、ベースヨーク５１ａ及び５１ｂの内側面に対向して配置され、さらにその内側面に傾斜磁場コイル７ａ及び７ｂが対向して配置される。また、高周波送信コイル６ａ、高周波受信コイル６ｂ、及び傾斜磁場コイル７ａ及び７ｂは静磁場空間を形成している。その静磁場空間内に被撮像体１００が置かれる。静磁場磁石５２ａ及び５２ｂと、支柱ヨーク５０ａ及び５０ｂと、ベースヨーク５１ａ及び５１ｂとは磁気的に連結されており、これらの磁性体によってＭＲＩ装置５の内部に磁気回路が形成される。

静磁場空間はＭＲＩ装置５が撮像対象とする被撮像体１００の大きさにより定められるため、傾斜磁場コイル７ａ、７ｂの間隔は、被撮像体の大きさに制約される。一方、被撮像体１００と静磁場磁石５２ａ、５２ｂとの距離が短くなるほど、被撮像体１００にかかる静磁場強度は強化される。従って、ＭＲＩ装置５の傾斜磁場コイル７ａ、７ｂとして、本発明の傾斜磁場コイル１を採用すると、静磁場空間の大きさを変えることなく、静磁場磁石５２ａと５２ｂとの間隔が狭めることが可能となる。それにより、静磁場空間の磁場が強化されるという効果を奏する。

実施の形態２
図１３は、実施の形態２に係る傾斜磁場コイルの構造を示す分解斜視図である。実施の形態１では、Ｘコイル２、Ｙコイル３及びＺコイル４を重ねる順番として、Ｚコイル４の上にＸコイル２を重ね、さらにその上にＹコイル３を重ねたが、Ｘコイル２とＹコイル３とを逆に重ねても良い。すなわち、Ｚコイル４の上にＹコイル３を重ね、さらにその上にＸコイル２を重ねても良い。

本実施の形態に係る傾斜磁場コイルは、Ｘコイル２、Ｙコイル３及びＺコイル４から構成される。Ｘコイル２、Ｙコイル３及びＺコイル４各コイルは、実施の形態１と同様な構成であるので、同じ符号を付している。
本実施の形態においては、以下のようにコイルを積み重ねる。巻き線部４２が上になるようにしてＺコイル４を置く。リード線４４は、時計の３時の位置とする。その上に、Ｙコイル分体３ａ、Ｙコイル分体３ｂをそれぞれコイル巻線部３３ａ、３３ｂが上になるようにして重ねる。この場合、Ｙコイル分体３ａのリード３７ａは時計の１２時の位置となる。Ｙコイル分体３ｂのリード線３７ｂは時計の６時の位置となる。
Ｚコイル４の渡り線４３は、Ｙコイル３により形成される第２間隙部１ｂに収納される。

次に、Ｙコイル３上にＸコイル２を重ねる。Ｘコイル分体２ａとＹコイル分体３ａ、及びＸコイル分体２ａとＹコイル分体３ｂとは、外縁の直線部分を直交させる。同様に、Ｘコイル分体２ｂとＹコイル分体３ａ、及びＸコイル分体２ｂとＹコイル分体３ｂとは、外縁の直線部分を直交させる。また、Ｘコイル分体２ａのコイル巻き線部２３ａ、Ｘコイル分体２ｂのコイル巻き線部２３ｂが下になるように重ねる。Ｘコイル分体２ａの渡り線２６ａ、Ｘコイル分体２ｂの渡り線２６ｂが、Ｙコイル３が形成する第２間隙部１ｂに収納されるようにするためである。

Ｘコイル分体２ａのリード線２７ａが時計の９時の位置に、Ｘコイル分体２ｂのリード線２７ｂが３時の位置となるよう、Ｘコイル分体２ａ及び２ｂを配置する。Ｘコイル分体２ａの渡り線２６ａ及びＸコイル分体２ｂの渡り線２６ｂは、Ｚコイル４の渡り線４３と同様にＹコイル３により形成される第２間隙部１ｂに収納される。また、Ｘコイル分体２ｂのリード線２７ｂは、Ｚコイル４のリード線４４と同じ位置から引き出される。
Ｙコイル分体３ａの渡り線３６ａ及びＹコイル分体３ｂの渡り線３６ｂは、Ｘコイル２が形成する第１間隙部１ａに収納される。
本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、従来技術による傾斜磁場コイルと比べて、合計で渡り線の線径３倍に相当する厚さを低減することが可能となる。

実施の形態３
図１４は、実施の形態３に係るＸ、Ｙコイル用ボビンの形状を示した平面図である。上述した実施の形態１及び２において、Ｘコイル２及びＹコイル３はそれぞれ２枚のボビンを用いて構成したが、これに限られるものではない。Ｘコイル２又はＹコイル３を１枚のボビンで構成することも可能である。１枚のボビンで構成した場合は、間隙部を設け、該間隙部を第１間隙部１ａ及び第２間隙部１ｂとして機能させる。
実施の形態３に係るＸ、Ｙコイル用ボビン１３（以下、「ボビン１３」と記す。）は、２枚のボビンを１枚とした点が相違しているのみであり、その他構成については同様であるので、以下、相違している点を主に説明する。

まず、Ｘコイル２を形成する場合について説明する。
ボビン１３は、間隙部１３ａ、１３ｂ、溝１３ｃ、１３ｄ、切欠部１３ｅ、１３ｆ、連結部１３ｇを含む。
ボビン１３は、上述したＺコイル用ボビン４１と半径が略同一である円板の一部を外縁から切り欠いた形状になっている。切り欠いたことにより形成される間隙部１３ａ、１３ｂは、２箇所に形成されている。間隙部１３ａ、１３ｂは、円板の中心に対して対称の位置にある。間隙部１３ａ、１３ｂは、上述した第１間隙部１ａとしての機能を果たす。
間隙部１３ａ、１３ｂの形状は、平面視略長方形である。切り欠いた後に残る平面視長方形部分が連結部１３ｇである。長方形状の連結部１３ｇはボビン１３の中央部から切欠部１３ｅ、１３ｆの切り欠け方向と交差する方向に向かって対称に形成されている。連結部１３ｇの長手方向の長さはボビン１３の直径よりも短い。
溝１３ｃ、１３ｄは、コイル線を埋め込むための溝であり、連結部１３ｇを挟んで対称に形成されている。溝１３ｃ、１３ｄそれぞれの形状は、上述したＸコイル用ボビン２１ａ等と同様である。

切欠部１３ｅ、１３ｆはリード線を引き出すためのものである。実施の形態１に係るＸコイル用ボビンと同様に、溝１３ｃ、１３ｄにより形成されるコイル巻線の巻き始め及び巻き終わりの周方向位置と合わせて、切欠部１３ｅ、１３ｆを形成する。
間隙部１３ａ、１３ｂは、ボビン１３を中心として切欠部１３ｅ、１３ｆを９０度回転した位置に設ける。すなわち、切欠部１３ｅ、１３ｆがそれぞれ、時計の３時、９時の位置とした場合、間隙部１３ａ、１３ｂは、６時、１２時の位置とする。

ボビン１３を用いてＸコイル２を構成する場合、溝１３ｃ及び１３ｄに銅線などの導電体からなるコイル線を埋め込み、コイル巻き線部を形成する。形成されたコイル分体が、Ｘコイル分体２ａ又はＸコイル分体２ｂとなる。Ｘコイル分体２ａ又は２ｂのリード線は、切欠部１３ｆ又は１３ｅより引き出される。二つのＸコイル分体２ａ及び２ｂは、連結部１３ｇにより連結されている。
同様にボビン１３を用いて、Ｙコイル３を構成することが可能である。すなわち、溝１３ｃ、１３ｄを用いて形成したコイルがそれぞれ、Ｙコイル分体３ａ、Ｙコイル分体３ｂとなる。この場合、連結部１３ｇが第２連結部となる。また、間隙部１３ａ、１３ｂは、上述した第２間隙部１ｂとしての機能を果たす。
実施の形態１と本実施の形態との相違はボビン形状のみであり、その他の事項については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

なお、上述した間隙部１３ａ、１３ｂ及び連結部１３ｇの形状は一例である。コイル分体間の距離を適正に保ち、渡り線を収納するのに十分な間隙を得られるのであれば、間隙部１３ａ、１３ｂ及び連結部１３ｇは、他の形状でも良い。
例えば、図１４に示している連結部の長手方向の長さを短くしても良い。連結部の形状も平面視長方形に限らず、間隙部を形成する辺が湾曲していても良い。また、連結部を１つの板材で形成するのではなく、細い複数の板材によりコイル分体間を橋渡しする形態でも良い。その他、２つのコイル分体間の距離を適正に保ち、かつ、渡り線を収納するのに十分な間隙部が得られる如何なる形状をも、連結部として採用できる。

実施の形態４
上述した実施の形態１において、傾斜磁場コイルのリード線は４箇所から引き出したが、本実施例においては、新たなボビンを付け加えることにより、引き出し箇所を１箇所とする。

図１５は、実施の形態４に係るＺ２ボビンの形状を示す平面図である。
Ｚ２ボビン１５（以下、「ボビン１５」と記す。）は円板状の形状をしている。ボビン１５の曲率半径と、Ｚコイル用ボビン４１の曲率半径とは、略同一の長さである。Ｚ２ボビン１５は、リード線を通すための穴１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、リード線を案内するための溝１６ａ、１６ｂ及び１６ｃを含む。
穴１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、各々２つの穴から構成されている。穴１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、ボビン１５の外縁に沿って設けられ、溝１６ｃはボビン１５の外縁から内部方向に形成され、溝１６ａ及び１６ｂと連なっている。溝１６ｃを時計の３時の位置とした場合、穴１５ａは１２時付近に、穴１５ｂは６時付近に、穴１５ｃは９時付近に設けられている。

溝１６ａは、穴１５ａから引き出されたリード線を溝１６ｃまで、溝１６ｂは、穴１５ｂ及び１５ｃより引き出されたリード線を溝１６ｃまで、それぞれ案内するための溝である。溝１６ａ、溝１６ｂは、一組のリード線を案内するために２つの溝から構成されている。溝１６ａ、溝１６ｂは、ボビン１５の外縁に沿って、ボビン１５の外縁より径方向に所定の距離内周側に入った位置に形成する。
ボビン１５の外縁と溝１６ａ、１６ｂとの間には、ボビン１５を他のボビンと連結する際に用いるネジを通すためのネジ穴を適宜設ける。
また、ボビン１５の中央部には円環状の溝部１６ｄが形成されている。

図１６は、実施の形態４に係る傾斜磁場コイルの構造を示す分解斜視図である。実施の形態４に係る傾斜磁場コイル１４は、実施の形態１に係る傾斜磁場コイル１の上に、すなわち、Ｙコイル３の上に、さらに、Ｚ２ボビン１５を重ねたものである。
Ｚ２ボビン１５はＺ２コイル（図示しない）を配置するためのボビンである。ボビン１５の中央部に形成された円環状の溝部１６ｄにＺ２コイルを配置する。Ｚ２コイルは磁場均一性を改善するためのコイルとなる。

ボビン１５と傾斜磁場コイル１とは、以下のように位置あわせをして重ね合わせる。傾斜磁場コイル１のＺコイル４のリード線４４及びＹコイル分体３ｂのリード線３７ｂと、ボビン１５の溝１６ｃとが同じ位置になるように重ねる。
このように重ねた場合、Ｘコイル分体２ａのリード線２７ａは、穴１５ａを通り、傾斜磁場コイル１からボビン１５の上面に引き出される。同様にＸコイル分体２ｂのリード線２７ｂは穴１５ｂを、Ｙコイル分体３ａのリード線３７ａは穴１５ｃをそれぞれ通り、傾斜磁場コイル１からボビン１５の上面に引き出される。

引き出されたＸコイル分体２ａのリード線２７ａは、溝１６ａに、Ｘコイル分体２ｂのリード線２７ｂ及びＹコイル分体３ａのリード線３７ａは、溝１６ｂに、それぞれ案内され溝１６ｃまで引き回される。
Ｚコイル４のリード線４４、Ｙコイル分体３ｂのリード線３７ｂは、Ｚ２ボビン１５の下から傾斜磁場コイル１４の外部に引き出される。
溝１６ｃに引き回された全てのリード線２７ａ、２７ｂ、３７ａは、溝１６ｃより傾斜磁場コイル１４の外部に引き出される。

上述したように本実施の形態においては、傾斜磁場コイル１に新たなボビン１５を追加することにより、実施の形態１に係る傾斜磁場コイル１では４箇所あったリード線の引き出し箇所が、１箇所となる。
それにより、傾斜磁場コイル１４をＭＲＩ装置に取り付ける際のリード線取り回しが容易になり、ＭＲＩ装置の組み立て工数が低減するという効果を奏する。
なお、本実施の形態においては、実施の形態１に係る傾斜磁場コイル１にＺ２ボビン１５を追加した場合について述べたが、同様に実施の形態２、３に係る傾斜磁場コイルに、Ｚ２ボビン１５を追加することにより、同様の効果を奏することができる。

実施の形態５
次に、実施の形態４に係る傾斜磁場コイル１４をＭＲＩ装置において使用する場合に用いられる冷却機構について説明する。傾斜磁場コイルは、撮像中にパルス電流が繰り返して供給されることによって大きく発熱する。傾斜磁場コイルの発熱は、撮像される画像の画質に影響を与えたり、撮像対象となる被撮像体に苦痛を与えたりする可能性があるため、傾斜磁場コイルを冷却する機構が必要となる。

図１７は、実施の形態５に係る傾斜磁場コイルユニットの構造を示す分解斜視図である。傾斜磁場コイルユニット１７は、傾斜磁場コイル１４を４本の取付けネジ１７ａによりポールピース１８に固定したものである。傾斜磁場コイルユニット１７の底面がＭＲＩ装置に取り付けられるので、図１７に示した傾斜磁場コイルニット１７の上面、すなわち傾斜磁場コイル１４が取り付けられている面が被撮像体と対面することとなる。

ポールピース１８は、八角柱の形状をしており、内部に傾斜磁場コイル１４を納めるための円柱状の窪みが形成されている。該窪みには傾斜磁場コイル１４をポールピース１８にネジ止めするため、雌ネジの切られた固定用ボス１８ａが窪みの外縁に沿って４箇所に形成されている。固定用ボス１８ａは、周方向に等間隔となる位置に設ける。
傾斜磁場コイル１４は、外縁に沿って設けられたネジ穴に通したネジ１７ａと、固定用ボス１８ａとによりポールピース１８にネジ止めされる。傾斜磁場コイル１４をポールピース１８に取り付けた際、傾斜磁場コイル１４の上面とポールピース１８の上面とが面一となるにように、固定用ボス１８ａを形成する。すなわち、固定用ボス１８ａの上面がポールピース１８の上面から傾斜磁場コイル１４の厚さ分低くなるように、固定用ボス１８ａを形成する。

ポールピース１８には、傾斜磁場コイル１４のリード線を引き出すためのリード線溝１８ｂが４箇所に設けられている。リード線溝１８ｂは、固定用ボス１８ａと重ならないよう、周方向に等間隔となる位置に設ける。

図１８は、実施の形態５に係る傾斜磁場コイル冷却機構の概念図である。傾斜磁場コイルユニット１７に設けられたリード線溝１８ｂの１箇所にエアーポンプ１９からの空気を送り込むためのエアーホース１９ａを接続する。エアーポンプ１９から送り込まれた空気は、他の３箇所のリード線溝１８ｂから排出される。このような空気の流れにより、傾斜磁場コイル１４が冷却される。なお、リード線溝１８ｂの１箇所は、傾斜磁場コイル１４のリード線を引き出すのに用いられる。
本実施の形態において、傾斜磁場コイル１４はリード線の引き出し位置が１箇所であるため、上記の機構により効率的に傾斜磁場コイル１４を冷却することができる。

実施の形態６
本実施の形態においては、本発明に係る平面コイルを電子スピン共鳴装置（Electron Spin Resonance装置、以下、「ＥＳＲ装置」と記す。）の傾斜磁場コイルに適用した場合について、説明する。
ＥＳＲ装置は、静磁場中に置かれた被測定試料にマイクロ波を照射すると共に、照射したマイクロ波が被測定試料によって吸収される様子をスペクトルとして記録するようにした磁気共鳴装置の一種である。被測定試料中にフリーラジカルが存在すると、静磁場の掃引に伴ってマイクロ波の吸収が起こり、フリーラジカルの分子構造を反映した吸収スペクトルが記録計に記録される。この吸収スペクトルを解析することにより、フリーラジカルの分子構造に関する情報を得ることができる。

図１９は、実施の形態６に係るＥＳＲ装置の磁場発生部６０の構成を示す説明図である。
図１９において、主コイル６４ａ、６４ｂは、マイクロ波の周波数と共鳴条件とから求められる均一な静磁場を発生させる。傾斜磁場コイル６７ａ、６７ｂは、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸コイルがあり、各コイルがそれぞれの座標軸に沿って直線性の高い傾斜磁場を発生させる。
発生した静磁場、傾斜磁場は、傾斜磁場コイル６７ａと６７ｂとの間隙に置かれる測定試料が入れられた空洞共振器に掛けられる。
ここで、傾斜磁場を発生させる理由は、空間的な位置情報を得るためである。

次にコイルの励磁方法について説明する。制御部６１からのデジタル制御信号が、主コイル用Ｄ／Ａ変換器６２によってアナログ信号に変換され、主コイル用電源６３に入力される。主コイル用電源６３は、所定の直流電流を出力し、主コイル６４ａ、６４ｂは、所定の静磁場を発生する。

また、制御部６１からのデジタル制御信号が、傾斜磁場コイル用Ｄ／Ａ変換器６５によってアナログ信号に変換され、変換されたアナログ信号が、傾斜磁場アンプ６６に入力されて、増幅される。傾斜磁場アンプ６６は、所定の波形の直流電流を出力し、傾斜磁場コイル６７ａ、６７ｂは、重畳磁場を発生する。
本実施の形態に係るＥＳＲ装置の磁場発生部６０において、傾斜磁場コイル６７ａ、６７ｂとして本発明の傾斜磁場コイル１を採用する。本発明の傾斜磁場コイル１は、従来技術による傾斜磁場コイルよりも厚さが薄い。従って、傾斜磁場コイル６７ａと６７ｂとの間隔を狭めることなく、主コイル６４ａ及び６４ｂと測定試料が入れられた空洞共振器との間隔を狭めることが可能となる。それにより、静磁場空間の磁場が強化されるという効果を奏する。

なお、上述した実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 傾斜磁場コイル
１ａ 第１間隙部
１ｂ 第２間隙部
２ Ｘコイル
２ａ、２ｂ Ｘコイル分体
２１ａ、２１ｂ Ｘコイル用ボビン
２３ａ、２３ｂ コイル巻線部
２６ａ、２６ｂ 渡り線
２７ａ、２７ｂ リード線
３ Ｙコイル
３ａ、３ｂ Ｙコイル分体
３１ａ、３１ｂ Ｙコイル用ボビン
３３ａ、３３ｂ コイル巻線部
３６ａ、３６ｂ 渡り線
３７ａ、３７ｂ リード線
４ Ｚコイル
４１ Ｚコイル用ボビン
４２ コイル巻線部
４３ 渡り線
４４ リード線
５ ＭＲＩ装置
６ 静磁場発生部
７ 傾斜磁場発生部
７ａ、７ｂ 傾斜磁場コイル
８ シーケンサ
９ 電磁波発生部
１０ 電磁波検出部
１１ 信号処理部
１３ Ｘ、Ｙコイル用ボビン
１３ａ、１３ｂ 間隙部
１３ｃ、１３ｄ 溝
１３ｅ、１３ｆ 切欠部
１３ｇ 連結部
１４ 傾斜磁場コイル
１５ Ｚ２ボビン
１７ 傾斜磁場コイルユニット
１８ ポールピース
１８ｂ リード線溝
１９ エアーポンプ
６０ 磁場発生部
６１ 制御部
６４ａ、６４ｂ 主コイル
６７ａ、６７ｂ 傾斜磁場コイル

Claims (7)

1. 平板状をなす第１コイル及び第２コイルを積層したコイル装置において、
   前記第１コイルは第１間隙部を有し、
   前記第２コイル内側から該第２コイルを跨ぎ周縁部に引き出した引き出し線の一部又は全部を前記第１間隙部に収納してあること
   を特徴とするコイル装置。
2. 前記第１コイルは二つのコイル分体からなり、
   両コイル分体は前記第１間隙部を挟んで並置してあること
   を特徴とする請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記二つの第１コイル分体を連結する連結部を備えること
   を特徴とする請求項２に記載のコイル装置。
4. 平板状をなす第３コイルを更に備え、
   前記第２コイル、前記第１コイル及び前記第３コイルがこの順に積層してあり、
   前記第３コイルは第２間隙部を有し、
   前記第１コイル内側から該第１コイルを跨ぎ周縁部に引き出した引き出し線の一部又は全部を前記第２間隙部に収納し、
   前記第３コイル内側から該第３コイルを跨ぎ周縁部に引き出した引き出し線の一部又は全部を前記第１間隙部に収納してあること
   を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のコイル装置。
5. 前記第３コイルは二つのコイル分体からなり、
   両コイル分体は前記第２間隙部を挟んで並置してあること
   を特徴とする請求項４に記載のコイル装置。
6. 前記二つの第３コイル分体を連結する第２連結部を備えること
   を特徴とする請求項５に記載のコイル装置。
7. 請求項４から請求項６のいずれか一項に記載のコイル装置を傾斜磁場コイルとして
   備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

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