JP2000157506A - Ｒｆコイル、ｒｆ磁場形成装置並びに磁気共鳴撮像方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周波数特性が良く、また、磁場空間の解放性
が良いクォドラチャ型のＲＦコイルおよびＲＦ磁場形成
装置、並びに、そのようなＲＦ磁場形成装置を用いる磁
気共鳴撮像方法および装置を実現する。 【解決手段】 環状の閉ループ６０２の内側に放射状の
複数の電氣経路６０４を持つＲＦコイルを２つ対向さ
せ、それぞれをクォドラチャ駆動してＲＦ磁場を発生さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＲＦコイル（Ｒａ
ｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｉｌ）、ＲＦ磁場形
成装置並びに磁気共鳴撮像方法および装置に関し、特
に、コイルのループ（ｌｏｏｐ）面に平行な方向にＲＦ
磁場を生じるＲＦコイルおよびＲＦ磁場形成装置、並び
に、そのようなＲＦ磁場形成装置を用いる磁気共鳴撮像
方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】静磁場の方向が被検体の体軸に垂直な、
いわゆる垂直磁場方式の磁気共鳴撮像装置では、開放的
な静磁場空間を形成するため、ＲＦ磁場発生用のＲＦコ
イルとしては、静磁場発生装置の磁極面と平行なループ
面を持つＲＦコイルが用いられる。この種のＲＦコイル
では、コイルのループ面に平行な方向にＲＦ磁場を生
じ、静磁場方向に垂直なＲＦ磁場を形成するようになっ
ている。

【０００３】そのようなＲＦ磁場を生じるＲＦコイルと
しては、例えば、図１５に示すようなものが用いられ
る。同図に示すように、３次元空間において互いに垂直
な３方向をｘ，ｙ，ｚとし、ｚ方向を静磁場方向とした
とき、ＲＦコイルは、ｚ方向に距離を隔てた２つのｘｙ
面にそれぞれ形成された２つのループを持つようになっ
ている。２つのループは直列に接続されて一筆書き状の
電気経路を形成している。

【０００４】２つのループは、それぞれの中央部におい
てｘ方向に延びる主経路２０２，２０４の対、主経路２
０２’，２０４’の対、それら主経路の両側の連絡経路
２０６，２０８，２０６’，２０８’およびｚ方向の連
絡経路２１０を有する。主経路２０２〜２０４’を連絡
経路２０６〜２１０で一筆書き的に接続することによ
り、主経路２０２，２０４には同じ方向に電流が流れ、
主経路２０２’，２０４’にはそれとは逆向きに同じ方
向の電流が流れるようにしている。

【０００５】このような関係で主経路２０２，２０４お
よび２０２’，２０４’にそれぞれ流れる電流により、
図１６に示すような磁場がそれぞれ生じ、それらの合成
による磁場がｙ方向すなわちコイルループ面に平行な方
向に生じる。

【０００６】このような構成のＲＦコイルを２つ用い、
図１７に実線および破線でそれぞれ示すように、主経路
同士がｘｙ面内で互いに垂直に交差する関係で組み合わ
せ、２つのコイルに位相が互いに９０度異なるＲＦ信号
を供給すると、２つのＲＦコイルがそれぞれ生じるＲＦ
磁場のベクトル（ｖｅｃｔｏｒ）合成により、ｘｙ面に
平行な面内で回転するＲＦ磁場を得ることができる。こ
のような２つのＲＦコイルの組み合わせからなるＲＦコ
イルは、クォドラチャ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）型のＲ
Ｆコイルと呼ばれる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなクォドラ
チャ型のＲＦコイルでは、２つのＲＦコイルの回路パタ
ーン（ｐａｔｔｅｒｎ）が同一なので、それらを上記の
ように組み合わせたとき、連絡経路の大部分がｚ方向に
おいて重なり合うことになる。回路パターンは幅広の導
体箔で構成するのが普通なので、重なるパターン間の浮
遊容量を通じて２つのＲＦコイルがカップリング（ｃｏ
ｕｐｌｉｎｇ）し、コイルのＱ値の低下や本来の共振周
波数以外の周波数での共振が起きるという問題点があっ
た。

【０００８】また、２つのＲＦコイルのｚ方向の連絡経
路が９０度異なる２つの方角にそれぞれ存在するため、
磁場空間の解放性が低減するという問題があった。本発
明は上記の問題点を解決するためになされたもので、周
波数特性が良く、また、磁場空間の解放性が良いクォド
ラチャ型のＲＦコイルおよびＲＦ磁場形成装置、並び
に、そのようなＲＦ磁場形成装置を用いる磁気共鳴撮像
方法および装置を実現することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】（１）上記の課題を解決
する第１の本発明は、環状の閉ループを構成する第１の
電気経路と、前記第１の電気経路が構成する閉ループの
内側に位置する共通接続部から前記第１の電気経路まで
放射状に延びる複数の第２の電気経路と、前記第１の電
気経路と距離を隔てて対向し前記閉ループに平行な環状
の閉ループを構成する第３の電気経路と、前記第３の電
気経路が構成する閉ループの内側に位置する共通接続部
から前記第３の電気経路まで放射状に延びる複数の第４
の電気経路と、を具備することを特徴とするＲＦコイル
である。

【００１０】（２）上記の課題を解決する第２の本発明
は、環状の閉ループを構成する第１の電気経路と、前記
第１の電気経路が構成する閉ループの内側に位置する共
通接続部から前記第１の電気経路まで放射状に延びる複
数の第２の電気経路と、前記第１の電気経路と距離を隔
てて対向し前記閉ループに平行な環状の閉ループを構成
する第３の電気経路と、前記第３の電気経路が構成する
閉ループの内側に位置する共通接続部から前記第３の電
気経路まで放射状に延びる複数の第４の電気経路と、前
記第１の電気経路および前記第３の電気経路上の相対的
に同じ第１の箇所にそれぞれＲＦ信号を供給するととも
に、前記第１の電気経路および前記第３の電気経路上の
相対的に同じ箇所であってかつそれら電気経路の閉ルー
プの中央部から見た方角が前記第１の箇所の方角とは９
０度異なる第２の箇所に前記第１の箇所のＲＦ信号とは
位相が９０度異なるＲＦ信号をそれぞれ供給するＲＦ信
号供給手段と、を具備することを特徴とするＲＦ磁場形
成装置である。

【００１１】（３）上記の課題を解決する第３の本発明
は、被検体を収容した空間における互いに垂直な３方向
をそれぞれｘ方向、ｙ方向およびｚ方向としたときのｚ
方向に静磁場を形成し、前記空間に勾配磁場を形成し、
前記空間に高周波磁場を形成し、前記空間から磁気共鳴
信号を測定し、前記測定した磁気共鳴信号に基づいて画
像を生成する磁気共鳴撮像方法であって、前記高周波磁
場の形成を、ｚ方向に垂直な面内で環状の閉ループを構
成する第１の電気経路と、前記第１の電気経路が構成す
る閉ループの内側に位置する共通接続部から前記第１の
電気経路まで放射状に延びる複数の第２の電気経路と、
前記第１の電気経路とｚ方向に距離を隔てて対向し前記
閉ループに平行な環状の閉ループを構成する第３の電気
経路と、前記第３の電気経路が構成する閉ループの内側
に位置する共通接続部から前記第３の電気経路まで放射
状に延びる複数の第４の電気経路と、前記第１の電気経
路および前記第３の電気経路上の相対的に同じ第１の箇
所にそれぞれＲＦ信号を供給するとともに、前記第１の
電気経路および前記第３の電気経路上の相対的に同じ箇
所であってかつそれら電気経路の閉ループの中央部から
見た方角が前記第１の箇所の方角とは９０度異なる第２
の箇所に前記第１の箇所のＲＦ信号とは位相が９０度異
なるＲＦ信号をそれぞれ供給するＲＦ信号供給手段と、
を用いて行う、ことを特徴とする磁気共鳴撮像方法であ
る。

【００１２】（４）上記の課題を解決する第４の本発明
は、被検体を収容した空間における互いに垂直な３方向
をそれぞれｘ方向、ｙ方向およびｚ方向としたときのｚ
方向に静磁場を形成する静磁場形成手段と、前記空間に
勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記空間に高
周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、前記空間か
ら磁気共鳴信号を測定する測定手段と、前記測定手段が
測定した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生
成手段と、を有する磁気共鳴撮像装置であって、前記高
周波磁場形成手段は、ｚ方向に垂直な面内で環状の閉ル
ープを構成する第１の電気経路と、前記第１の電気経路
が構成する閉ループの内側に位置する共通接続部から前
記第１の電気経路まで放射状に延びる複数の第２の電気
経路と、前記第１の電気経路とｚ方向に距離を隔てて対
向し前記閉ループに平行な環状の閉ループを構成する第
３の電気経路と、前記第３の電気経路が構成する閉ルー
プの内側に位置する共通接続部から前記第３の電気経路
まで放射状に延びる複数の第４の電気経路と、前記第１
の電気経路および前記第３の電気経路上の相対的に同じ
第１の箇所にそれぞれＲＦ信号を供給するとともに、前
記第１の電気経路および前記第３の電気経路上の相対的
に同じ箇所であってかつそれら電気経路の閉ループの中
央部から見た方角が前記第１の箇所の方角とは９０度異
なる第２の箇所に前記第１の箇所のＲＦ信号とは位相が
９０度異なるＲＦ信号をそれぞれ供給するＲＦ信号供給
手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮像装置
である。

【００１３】第１の発明ないし第４の発明のうちのいず
れか１つにおいて、前記第１ないし第４の電気経路を導
体箔で構成することが、ＲＦ磁場の強度分布の均一性を
良くする点で好ましい。

【００１４】また、第１の発明ないし第４の発明のうち
のいずれか１つにおいて、前記共通接続部は穴あきのな
い円盤状であることが、ＲＦ磁場の強度分布を適切にす
る点で好ましい。

【００１５】また、第１の発明ないし第４の発明のうち
のいずれか１つにおいて、前記第１の電気経路および前
記第２の電気経路が絶縁材料からなる第１の支持板上に
設けられ、前記第３の電気経路および前記第４の電気経
路が絶縁材料からなる第２の支持板上に設けられ、付属
の電気回路が前記第２の電気経路同士の間または前記第
４の電気経路同士の間の前記第１の支持板または前記第
２の支持板の厚みの範囲内に設けられることが、ＲＦコ
イルの外形を単純化する点で好ましい。

【００１６】その場合、前記付属の電気回路はディスエ
ーブル回路であることが、他のコイルとのカップリング
を防止する点で好ましい。また、第２の発明ないし第４
の発明のうちのいずれか１つにおいて、前記第１の箇所
へのＲＦ信号の供給は共通の信号源から第１のパワース
プリッタを通じて行い、前記第２の箇所へのＲＦ信号の
供給は共通の信号源から第２のパワースプリッタを通じ
て行うことが、ＲＦ磁場の発生を適切に行う点で好まし
い。

【００１７】（作用）本発明では、互いに対抗する２つ
のコイルをそれぞれＲＦ信号でクォドラチャ駆動してＲ
Ｆ磁場を形成する。重なりを生じるループが無いのでカ
ップリングが生じない。また、コイルへのＲＦ信号供給
線の引き回しの自由度が高いので、磁場空間の解放性を
阻害しない。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮像装置の
ブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実
施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明
の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の
動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例
が示される。

【００１９】図１に示すように、本装置では、静磁場発
生部２がその内部空間に均一な静磁場を形成するように
なっている。静磁場発生部２は、本発明における静磁場
形成手段の実施の形態の一例である。静磁場発生部２は
図示しない例えば永久磁石等の１対の磁気発生器を備え
ており、それらが間隔を保って図における上下方向に対
向し、その対向空間に静磁場（垂直磁場）を形成してい
る。なお、磁気発生器は永久磁石に限らず、超電導電磁
石や常電導電磁石等であって良いのはもちろんである。

【００２０】静磁場発生部２の内部空間には勾配コイル
部４，４’および送信コイル部６，６’が設けられ、同
様にそれぞれ間隔を保って上下方向に対向している。送
信コイル部６，６’は、本発明におけるＲＦコイルの実
施の形態の一例である。送信コイル部６，６’について
は後にあらためて説明する。

【００２１】送信コイル部６，６’が対向する空間に、
被検体８が、撮像テーブル１０に搭載されて図示しない
搬送手段により搬入および搬出される。被検体８の体軸
は静磁場の方向と直交する。撮像テーブル１０には、被
検体８の撮像部位を囲んで受信コイル部１０６が取り付
けられている。受信コイル部１０６は、例えばＬスパイ
ン（ｌｕｍｂａｒ ｓｐｉｎｅ）撮像用のものであり、
被検体８の腰部を囲むように取り付けられている。な
お、受信コイル部１０６は、Ｌスパインばかりでなく、
所望の撮影部位に応じて、それに相当する位置に設置可
能になっている。

【００２２】勾配コイル部４，４’には勾配駆動部１６
が接続されている。勾配駆動部１６は勾配コイル部４，
４’に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させるようにな
っている。勾配コイル部４，４’および勾配駆動部１６
からなる部分は、本発明における勾配磁場形成手段の実
施の形態の一例である。発生する勾配磁場は、スライス
（ｓｌｉｃｅ）勾配磁場、読み出し勾配磁場および位相
エンコード（ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場の３種である。

【００２３】送信コイル部６，６’には送信部１８が接
続されている。送信部１８は送信コイル部６，６’に駆
動信号を与えてＲＦ磁場を発生させ、それによって、被
検体８の体内のスピン（ｓｐｉｎ）を励起するようにな
っている。送信コイル部６，６’および送信部１８から
なる部分は、本発明のＲＦ磁場形成装置の実施の形態の
一例である。また、本発明における高周波磁場形成手段
の実施の形態の一例である。

【００２４】受信コイル部１０６は、励起されたスピン
が発生する磁気共鳴信号を受信するようになっている。
受信コイル部１０６は受信部２０の入力側に接続され、
受信信号を受信部２０に入力するようになっている。

【００２５】受信部２０の出力側はアナログ・ディジタ
ル（ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ）変換部２２
の入力側に接続されている。アナログ・ディジタル変換
部２２は受信部２０の出力信号をディジタル信号に変換
するようになっている。アナログ・ディジタル変換部２
２の出力側はコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）２４に
接続されている。

【００２６】コンピュータ２４はアナログ・ディジタル
変換部２２からディジタル信号を入力し、図示しないメ
モリ（ｍｅｍｏｒｙ）に記憶するようになっている。受
信コイル部１０６、受信部２０、アナログ・ディジタル
変換部２２およびコンピュータ２４からなる部分は、本
発明における測定手段の実施の形態の一例である。

【００２７】メモリ内にはデータ（ｄａｔａ）空間が形
成される。データ空間はフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空
間を構成する。コンピュータ２４は、フーリエ空間のデ
ータを逆フーリエ変換して画像を再構成する。コンピュ
ータ２４は、本発明における画像生成手段の実施の形態
の一例である。

【００２８】コンピュータ２４は制御部３０に接続され
ている。制御部３０は勾配駆動部１６、送信部１８、受
信部２０およびアナログ・ディジタル変換部２２に接続
されている。制御部３０は、コンピュータ２４から与え
られる指令に基づいて勾配駆動部１６、送信部１８、受
信部２０およびアナログ・ディジタル変換部２２をそれ
ぞれ制御し、磁気共鳴撮像を実行するようになってい
る。

【００２９】コンピュータ２４には表示部３２と操作部
３４が接続されている。表示部３２は、コンピュータ２
４から出力される再構成画像および各種の情報を表示す
るようになっている。操作部３４は、操作者によって操
作され、各種の指令や情報等をコンピュータ２４に入力
するようになっている。

【００３０】図２に、送信コイル部６，６’の模式的構
成を示す。同図では、送信コイル部６，６’の主要部を
なすＲＦコイルの３次元的構成を示す。３次元空間にお
ける互いに垂直な３方向をｘ，ｙ，ｚとする。ｚ方向は
静磁場の方向である。同図に示すように、送信コイル部
６はｘｙ面に形成された電気経路を有し、送信コイル部
６’はｚ方向に隔たった別のｘｙ面に形成された電気経
路を有する。

【００３１】送信コイル部６は、円環状の電気経路６０
２を有する。電気経路６０２は、本発明における第１の
電気経路の実施の形態の一例である。円環状の電気経路
６０２の内側には、中央部から放射状に延びる複数の電
気経路６０４が設けられている。放射状の電気経路６０
４の本数は例えば８である。本数は８に限るものではな
く、４の整数倍であって良い。なお、電気経路６０４へ
の符号付けは１箇所で代表する。電気経路６０４は、本
発明における第２の電気経路の実施の形態の一例であ
る。

【００３２】電気経路６０４は、それらの一端が電気経
路６０２にそれぞれ接続され、他端が中央部の円環状の
電気経路６０６にそれぞれ接続されている。電気経路６
０６は、本発明における共通接続部の実施の形態の一例
である。

【００３３】電気経路６０２上には、その内側の中心か
ら見た方角が互いに９０度異なる２つの箇所に、送信部
１８からＲＦ信号がそれぞれ供給されるようになってい
る。これら２箇所に供給されるＲＦ信号は位相を互いに
９０度異ならせてある。

【００３４】送信コイル部６’は、円環状の電気経路６
０２’を有する。電気経路６０２’は、本発明における
第３の電気経路の実施の形態の一例である。円環状の電
気経路６０２’の内側には、中央部から放射状に延びる
複数の電気経路６０４’が設けられている。放射状の電
気経路６０４’の本数は例えば８である。本数は８に限
るものではなく、４の整数倍であって良い。なお、電気
経路６０４’への符号付けは１箇所で代表する。電気経
路６０４’は、本発明における第４の電気経路の実施の
形態の一例である。

【００３５】電気経路６０４’は、それらの一端が電気
経路６０２’にそれぞれ接続され、他端が中央部の円環
状の電気経路６０６’にそれぞれ接続されている。電気
経路６０６’は、本発明における共通接続部の実施の形
態の一例である。

【００３６】電気経路６０２’上には、その内側の中心
から見た方角が互いに９０度異なる２つの箇所に、送信
部１８からＲＦ信号がそれぞれ供給されるようになって
いる。これら２箇所に供給されるＲＦ信号は位相を互い
に９０度異ならせてある。

【００３７】このような送信コイル部６および６’が鏡
像の関係で対向し、本装置のＲＦコイルを構成してい
る。送信コイル部６，６’へのＲＦ信号の供給は、例え
ば図３に示すように、送信部１８から出力される位相が
互いに９０度異なる２つのＲＦ信号を、それぞれパワー
スプリッタ（ｐｏｗｅｒ ｓｐｌｉｔｔｅｒ）１８２，
１８４で等電力に分割して与えることにより行われる。
このようにしてＲＦ信号を供給することは、送信コイル
部６，６’を正確に同一の条件でＲＦ駆動する点で好ま
しい。なお、スプリッタ１８２，１８４と送信コイル部
６，６’の間には、必要に応じてそれぞれＲＦパワーア
ンプ（ｐｏｗｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を設けるよう
にしても良い。

【００３８】このように、対向する２つのコイルループ
に共通の信号源からパワーおよび位相が同一なＲＦ信号
を同時に供給しているので、両コイル間の電磁的なカッ
プリングは問題にならない。また、両コイル間の距離が
十分に離れているので静電的なカップリングも問題にな
らない。これによって、周波数特性が優れたＲＦコイル
を得ることができる。

【００３９】両コイルにＲＦ信号を供給する信号線は、
例えば同軸ケーブル（ｃａｂｌｅ）等適宜の信号線で構
成して良く、その配線は自在に引き回すことができる。
したがって、被検体８の搬入の妨げにならないように信
号線を処理することは容易であり、磁場空間の解放性を
阻害しない。

【００４０】送信コイル部６の電気回路を図４に示す。
同図に示すように、円環状の電気経路６０２は放射状の
電気経路６０４によって区分された各区間に、それぞれ
直列なキャパシタ６０８を有する。なお、キャパシタ６
０８への符号付けは１箇所で代表する。一部のキャパシ
タにはキャパシタンス（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）調整
用の可変キャパシタが並列接続されている。これら可変
キャパシタは、０度位相と９０度位相の直交性を正確に
調節するのに用いられる。

【００４１】送信部１８からの０度位相および９０度位
相のＲＦ信号は、中心からの方角が互いに９０度異なる
２つの区間において、キャパシタ６０８の両端にそれぞ
れ印加されるようになっている。

【００４２】０度位相のＲＦ信号に着目すると、各電気
経路に流れる電流の比率は図５に示すようになる。すな
わち、外側の環状の電気経路６０２では、ＲＦ信号の給
電が行われる区間およびその反対側の区間では電流比率
が０となり、これらと方角が９０度異なる２つの区間で
は電流比率が１となり、その他の区間では電流比率が
０．７となる。内側の環状の電気経路６０６でも、外側
の電気経路６０２の各区間に対応する各区間で、それぞ
れ同様な電流比率となる。

【００４３】放射状の電気経路６０４では、環状の電気
経路６０２において電流比率が０となる２つの区間の両
側に位置する４つの電気経路の電流比率がいずれも０．
７となり、電流比率が１となる２つの区間の両側に位置
する４つの電気経路の電流比率がいずれも０．３とな
る。

【００４４】ＲＦ信号の１つの極性では、各電気経路に
おける電流の方向は、矢印で示すようになる。すなわ
ち、外側の環状の電気経路６０２では、電流比率が０の
区間を境にした、図における右側と左側ではそれぞれ反
時計回りおよび時計回りに流れ、内側の環状の電気経路
６０６ではそれらとそれぞれ反対回りに流れる。放射状
の電気経路６０４では、上記の電流から分岐した電流
が、中心に関して対称的なもの同士で互いに方向が反対
になるように流れる。

【００４５】このような電流が流れるとき、それによっ
て、内側の環状の電気経路６０６の図における裏側、す
なわち、送信コイル部６’と対面する側には、図６に１
点差線の矢印で示すように、電流比率が１となる電気経
路に垂直な直径方向の磁場が生じる。

【００４６】ＲＦ信号の他の極性では、電流の方向が上
記とは全て逆になり磁場の方向も逆転する。したがっ
て、送信コイル部６はＲＦ信号に対応したＲＦ磁場を生
じることになる。

【００４７】９０度位相の電流に着目すると、ＲＦ信号
の１つの極性において、各電気経路の電流比率は図７に
示すようになる。ＲＦ信号の供給箇所が０度位相の信号
とは空間的に９０度異なることにより、図７は図５を反
時計回りに９０度回転させたものに相当する。このた
め、ＲＦ磁場の方向も、図８に１点差線の矢印で示すよ
うに、図６に示した方向を反時計回りに９０度回転させ
た方向となる。

【００４８】送信コイル部６が生じるＲＦ磁場は上記２
つのＲＦ磁場のベクトル合成になる。２つのＲＦ磁場は
９０度の位相差を持つで、合成のＲＦ磁場はＲＦ信号の
周波数で回転する回転磁場となる。すなわち、送信コイ
ル部６はクォドラチャ型のＲＦコイルとなる。

【００４９】送信コイル部６’も同一の回路構成となっ
ており、同様な回転磁場を生じる。ただし、送信コイル
部６’では、各電気経路の電流の向きが、鏡像の関係に
ある送信コイル部６における電気経路とは全て逆になる
ようにしてある。このような電流の向きの逆転は、例え
ば、キャパシタ６０８の両端に接続する信号線の接続を
逆にすること等により容易に可能である。このようにし
たとき、内側の環状の電気経路６０６’の直上、すなわ
ち、送信コイル部６と対面する側に生じるＲＦ磁場が、
送信コイル部６による上記の磁場と同方向となり、両者
の和によるＲＦ磁場が形成される。

【００５０】これによって、送信コイル部６，６’の間
の空間には、ｚ方向に垂直な面内で回転するＲＦ磁場が
生じる。このＲＦ磁場のｚ方向の強度プロファイル（ｐ
ｒｏｆｉｌｅ）は、２つのコイルのＲＦ磁場の加算によ
り、例えば図９に示すように、静磁場の中心（Ｚ／２）
を含む広い範囲で均一性を有するものとなる。

【００５１】送信コイル部６，６’の電気経路は、例え
ば導体の箔等で構成される。導体箔で構成した送信コイ
ル部６の回路パターンの一例を図１０に示す。同図に示
すように、電気経路６０２，６０４および６０６は全て
例えば銅箔等の導電体で構成される。銅箔の厚みは例え
ば数十μｍ程度である。電気経路６０２，６０４の幅が
例えば数ｃｍないし十数ｃｍ程度である。

【００５２】円環状の電気経路６０２は、各区間ごとに
スリット（ｓｌｉｔ）６１０を有し、それらスリット６
１０の間に、電気経路６０２を直列に接続するキャパシ
タ６０８が設けられている。なお、キャパシタ６０８は
図示を省略する。また、スリット６１０への符号付けは
１箇所で代表する。

【００５３】放射状の電気経路６０４を幅の広い電流路
としたことにより、隣り合う電気経路６０４同士の間
で、電流が流れていない部分の比率を、電気経路６０４
を電線で構成した場合よりもはるかに小さくすることが
できる。これによって、隣り合う電気経路６０４の中間
での磁場強度の低下を緩和し、磁場強度分布の不均一度
を緩和することができる。

【００５４】電気経路６０６は前述のような円環ではな
く、その中央部を塞いだ円盤状に構成される。これによ
り、電流が円盤全体に分布して流れるので、円環の場合
のように、中心部に電流が流れないことによる中心部で
の磁場の低下がなくなり、磁場形成を適正化することが
できる。

【００５５】このような回路パターンは、例えばプラス
チック（ｐｌａｓｔｉｃｓ）等適宜の絶縁材料からなる
支持板の上に構成される。その場合、支持板の一方の面
にコイルパターンを設け、他方の面にはＲＦシールド
（ｓｈｉｅｌｄ）用の導体箔を設ける。コイルパターン
を設けた側は被検体８に対面する側となり、ＲＦシール
ドを設けた側は勾配コイル部４と対面する側となる。

【００５６】支持板は、所要の機械的強度を持たせるた
めに、例えば１０ｍｍないし十数ｍｍ程度の厚みを持つ
ものが用いられる。このような支持板の厚みを利用し
て、受信コイル部１０６の動作中に送信コイル部６，
６’がカップリングしないようにするディスエーブル
（ｄｉｓａｂｌｅ）回路を設ける。

【００５７】ディスエーブル回路としては、例えば、図
１１の（ａ）または（ｂ）に示すディスエーブル回路６
２０が用いられる。同図の（ａ）では、キャパシタ６０
８と並列共振回路を構成するインダクタ（ｉｎｄｕｃｔ
ｏｒ）６２２に直列にダイオード６２４を接続し、この
ダイオード６２４にバイアス（ｂｉａｓ）回路６２６か
らバイアス信号を加えるようになっている。バイアス回
路６２６は制御部３０によって制御される。

【００５８】このような回路構成では、ダイオード６２
４に順バイアスを加えて十分なオン状態にしたとき、ダ
イオード６２４の整流作用が失われて並列共振回路が構
成され、それが呈する高インピーダンス（ｉｍｐｅｄａ
ｎｃｅ）により受信コイル部１０６とのデカップリング
（ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ）を行う。なお、ＲＦ励起を行
うときはダイオード６２４にバイアスを加えない。この
ときダイオード６２４の整流作用により並列共振は起き
ない。

【００５９】これに対して、（ｂ）ではキャパシタ６０
８に直列に接続したダイオード６２４にバイアス回路６
２６からバイアス信号を与えるようになっている。ダイ
オード６２４にバイアスを加えないときは、その整流作
用によって、ＲＦ電流が阻止されるのでデカップリング
が行われる。ＲＦ励起を行うときは、順バイアスによっ
てダイオードを十分なオン状態にし、ＲＦ電流が流通可
能なようにする。

【００６０】図１２に、ディスエーブル回路６２０を搭
載したＲＦコイルの一例の模式的構成を示す。同図に示
すように、コイルパターンが設けられた支持板６３０
を、放射状の電氣経路６０４の間の部分で掘り窪めて複
数の凹部６３２を形成し、この部分に上記のディスエー
ブル回路６２０をそれぞれ収容する。ディスエーブル回
路はスリット６１０に設けられたキャパシタ６０８ごと
に設ける。なお、凹部６３２への符号付けは１箇所で代
表する。

【００６１】凹部６３２の付近につき、ＡＡ断面を図１
３に示す。同図に示すように、凹部６３２は支持板６３
０を適宜の深さに掘り窪めて形成され、その中に例えば
プリント（ｐｒｉｎｔ）回路板等の上に構成されたディ
スエーブル回路６２０が収容される。支持板６３０の裏
面にはＲＦシールド６３４が設けられる。

【００６２】このようにして、デカップリング用のディ
スエーブル回路を備えたＲＦコイルが得られる。ディス
エーブル回路はコイルパターンの支持板の厚みの中に吸
収したので、外部への突出等がない単純な形状のＲＦコ
イルを得ることができる。

【００６３】本装置の動作を説明する。本装置の動作は
制御部３０による制御の下で進行する。磁気共鳴撮像の
具体例の１つとして、グラディエントエコー（ｇｒａｄ
ｉｅｎｔ ｅｃｈｏ）法による撮像について説明する。
なお、磁気共鳴撮像はグラディエントエコー法に限るも
のではなく、例えばスピンエコー（ｓｐｉｎ ｅｃｈ
ｏ）法やＥＰＩ（ｅｃｈｏ ｐｌａｎａｒ ｉｍａｇｉ
ｎｇ）等、他の適宜の手法で行って良い。

【００６４】グラディエントエコー法による撮像には、
例えば図１４に示すようなパルスシーケンス（ｐｕｌｓ
ｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）が用いられる。パルスシーケン
スは、時間軸ｔに沿って左から右に進行する。パルスシ
ーケンスの実行は制御部３０によって制御される。

【００６５】図１４の（１）に示すように、α゜パルス
によるＲＦ励起が行われる。上記のようなＲＦコイルの
構成により、ＲＦ励起は広範囲にわたって均一性良く行
われる。ＲＦ励起時には、（２）に示すようにスライス
勾配磁場Ｇｓが印加される。これによって、被検体８の
所定の部位のスピンが選択的に励起される。この選択励
起に続いて勾配磁場Ｇｓによりスピンをリフェーズ（ｒ
ｅｐｈａｓｅ）する。

【００６６】次に、（４）に示すように位相エンコード
勾配磁場Ｇｐにより位相エンコードを行う。次に、読み
出し勾配磁場Ｇｒによりスピンのディフェーズ（ｄｅｐ
ｈａｓｅ）を行い、次いで勾配磁場の極性を反転して磁
気共鳴信号（グラディエントエコー：ｇｒａｄｉｅｎｔ
ｅｃｈｏ）の読み出しを行う。

【００６７】このようなパルスシーケンスを所定の繰り
返し時間ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）で繰
り返すことにより、逐一グラディエントエコーを収集す
る。ＴＲごとに位相エンコード勾配磁場Ｇｐの大きさが
変更され、複数のビューの磁気共鳴信号がメモリに収集
される。コンピュータ２４はメモリに収集したデータに
つき２次元逆フーリエ変換を行い、撮像部位の断層像を
生成する。断層像は表示部３２で表示される。ＲＦ励起
が広範囲にわたって均一性良く行われるので、画像の明
るさの均一性が向上する。

【００６８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、周波数特性が良く、また、磁場空間の解放性が良
いクォドラチャ型のＲＦコイルおよびＲＦ磁場形成装
置、並びに、そのようなＲＦ磁場形成装置を用いる磁気
共鳴撮像方法および装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。

【図２】図１の装置における送信コイル部の模式的構成
を示す図である。

【図３】図１の装置における送信コイル部の模式的構成
を示す図である。

【図４】図１の装置における送信コイル部の電気回路を
示す図である。

【図５】図１の装置における送信コイル部における電流
分布を示す図である。

【図６】図１の装置における送信コイル部が発生するＲ
Ｆ磁場を示す図である。

【図７】図１の装置における送信コイル部における電流
分布を示す図である。

【図８】図１の装置における送信コイル部が発生するＲ
Ｆ磁場を示す図である。

【図９】図１の装置における送信コイル部が発生するＲ
Ｆ磁場の強度分布を示す図である。

【図１０】図１の装置における送信コイル部の電氣経路
のパターン一例を示す図である。

【図１１】ディスエーブル回路の回路図である。

【図１２】図１の装置における送信コイル部の模式的構
成図である。

【図１３】図１の装置における送信コイル部の一部の模
式的構成図である。

【図１４】磁気共鳴撮像のパルスシーケンスの一例を示
す模式図である。

【図１５】送信コイル部の従来例の模式的構成図であ
る。

【図１６】送信コイル部の従来例によるＲＦ磁場の説明
図である。

【図１７】送信コイル部の従来例の模式的構成図であ
る。

【符号の説明】

２ 静磁場発生部 ４，４’ 勾配コイル部 ６，６’ 送信コイル部 ８ 被検体 １０ 撮像テーブル １０６ 受信コイル部 １６ 勾配駆動部 １８ 送信部 ２０ 受信部 ２２ アナログ・ディジタル変換部 ２４ コンピュータ ３０ 制御部 ３２ 表示部 ３４ 操作部 ６０２〜６０６’ 電氣経路 １８２，１８４ パワースプリッタ ６０８ キャパシタ

フロントページの続き (72)発明者 志茂 幸俊 東京都日野市旭が丘四丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内 Ｆターム(参考） 4C096 AB34 AB47 CC07 CC14 CC33

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状の閉ループを構成する第１の電気経
   路と、 前記第１の電気経路が構成する閉ループの内側に位置す
   る共通接続部から前記第１の電気経路まで放射状に延び
   る複数の第２の電気経路と、 前記第１の電気経路と距離を隔てて対向し前記閉ループ
   に平行な環状の閉ループを構成する第３の電気経路と、 前記第３の電気経路が構成する閉ループの内側に位置す
   る共通接続部から前記第３の電気経路まで放射状に延び
   る複数の第４の電気経路と、を具備することを特徴とす
   るＲＦコイル。
2. 【請求項２】 環状の閉ループを構成する第１の電気経
   路と、 前記第１の電気経路が構成する閉ループの内側に位置す
   る共通接続部から前記第１の電気経路まで放射状に延び
   る複数の第２の電気経路と、 前記第１の電気経路と距離を隔てて対向し前記閉ループ
   に平行な環状の閉ループを構成する第３の電気経路と、 前記第３の電気経路が構成する閉ループの内側に位置す
   る共通接続部から前記第３の電気経路まで放射状に延び
   る複数の第４の電気経路と、 前記第１の電気経路および前記第３の電気経路上の相対
   的に同じ第１の箇所にそれぞれＲＦ信号を供給するとと
   もに、前記第１の電気経路および前記第３の電気経路上
   の相対的に同じ箇所であってかつそれら電気経路の閉ル
   ープの中央部から見た方角が前記第１の箇所の方角とは
   ９０度異なる第２の箇所に前記第１の箇所のＲＦ信号と
   は位相が９０度異なるＲＦ信号をそれぞれ供給するＲＦ
   信号供給手段と、を具備することを特徴とするＲＦ磁場
   形成装置。
3. 【請求項３】 被検体を収容した空間における互いに垂
   直な３方向をそれぞれｘ方向、ｙ方向およびｚ方向とし
   たときのｚ方向に静磁場を形成し、前記空間に勾配磁場
   を形成し、前記空間に高周波磁場を形成し、前記空間か
   ら磁気共鳴信号を測定し、前記測定した磁気共鳴信号に
   基づいて画像を生成する磁気共鳴撮像方法であって、 前記高周波磁場の形成を、 ｚ方向に垂直な面内で環状の閉ループを構成する第１の
   電気経路と、 前記第１の電気経路が構成する閉ループの内側に位置す
   る共通接続部から前記第１の電気経路まで放射状に延び
   る複数の第２の電気経路と、 前記第１の電気経路とｚ方向に距離を隔てて対向し前記
   閉ループに平行な環状の閉ループを構成する第３の電気
   経路と、 前記第３の電気経路が構成する閉ループの内側に位置す
   る共通接続部から前記第３の電気経路まで放射状に延び
   る複数の第４の電気経路と、 前記第１の電気経路および前記第３の電気経路上の相対
   的に同じ第１の箇所にそれぞれＲＦ信号を供給するとと
   もに、前記第１の電気経路および前記第３の電気経路上
   の相対的に同じ箇所であってかつそれら電気経路の閉ル
   ープの中央部から見た方角が前記第１の箇所の方角とは
   ９０度異なる第２の箇所に前記第１の箇所のＲＦ信号と
   は位相が９０度異なるＲＦ信号をそれぞれ供給するＲＦ
   信号供給手段と、を用いて行う、ことを特徴とする磁気
   共鳴撮像方法。
4. 【請求項４】 被検体を収容した空間における互いに垂
   直な３方向をそれぞれｘ方向、ｙ方向およびｚ方向とし
   たときのｚ方向に静磁場を形成する静磁場形成手段と、 前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、 前記空間に高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段
   と、 前記空間から磁気共鳴信号を測定する測定手段と、 前記測定手段が測定した磁気共鳴信号に基づいて画像を
   生成する画像生成手段と、を有する磁気共鳴撮像装置で
   あって、 前記高周波磁場形成手段は、 ｚ方向に垂直な面内で環状の閉ループを構成する第１の
   電気経路と、 前記第１の電気経路が構成する閉ループの内側に位置す
   る共通接続部から前記第１の電気経路まで放射状に延び
   る複数の第２の電気経路と、 前記第１の電気経路とｚ方向に距離を隔てて対向し前記
   閉ループに平行な環状の閉ループを構成する第３の電気
   経路と、 前記第３の電気経路が構成する閉ループの内側に位置す
   る共通接続部から前記第３の電気経路まで放射状に延び
   る複数の第４の電気経路と、 前記第１の電気経路および前記第３の電気経路上の相対
   的に同じ第１の箇所にそれぞれＲＦ信号を供給するとと
   もに、前記第１の電気経路および前記第３の電気経路上
   の相対的に同じ箇所であってかつそれら電気経路の閉ル
   ープの中央部から見た方角が前記第１の箇所の方角とは
   ９０度異なる第２の箇所に前記第１の箇所のＲＦ信号と
   は位相が９０度異なるＲＦ信号をそれぞれ供給するＲＦ
   信号供給手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴
   撮像装置。