JP2000241519A - 垂直磁場ｍｒｉ用のｒｆコイルアレイ装置 - Google Patents
垂直磁場ｍｒｉ用のｒｆコイルアレイ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】垂直磁場Ｂ０に配置されたうつ伏せ又は仰向け
の被検体の胸部又は胸郭領域のイメージングに好適な磁
気共鳴イメージング装置用のＲＦコイルアレイ装置を提
供する。 【解決手段】 本発明では垂直主磁場方式のＭＲＩ装置
環境において核磁気章動磁場パルスの生成及び核磁気共
鳴信号の取得の両者に係る機能実現のためのＲＦコイル
アレイ構成を開示する。一つのコイルアレイはそれぞれ
の第１磁場Ｂ方向がＭＲＩ装置の垂直磁場方向に垂直と
なる配置を意図した一つ又はそれ以上のＲＦコイルを含
む。さらに、各コイルアレイは、所要のＮＭＲ信号成分
の生成及び受信に寄与するコイルの非軸磁場成分を有効
利用すべく中央又は縦軸が垂直主磁場に沿って平行とな
るよう配置される一つ又はそれ以上の単ループ又はソレ
ノイドコイルを含む。
の被検体の胸部又は胸郭領域のイメージングに好適な磁
気共鳴イメージング装置用のＲＦコイルアレイ装置を提
供する。 【解決手段】 本発明では垂直主磁場方式のＭＲＩ装置
環境において核磁気章動磁場パルスの生成及び核磁気共
鳴信号の取得の両者に係る機能実現のためのＲＦコイル
アレイ構成を開示する。一つのコイルアレイはそれぞれ
の第１磁場Ｂ方向がＭＲＩ装置の垂直磁場方向に垂直と
なる配置を意図した一つ又はそれ以上のＲＦコイルを含
む。さらに、各コイルアレイは、所要のＮＭＲ信号成分
の生成及び受信に寄与するコイルの非軸磁場成分を有効
利用すべく中央又は縦軸が垂直主磁場に沿って平行とな
るよう配置される一つ又はそれ以上の単ループ又はソレ
ノイドコイルを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に磁気共鳴イメ
ージング（ＭＲＩ）用の方法と装置に関わり、特に垂直
主磁場方式のＭＲＩ装置を用いる時に原子核章動パルス
を発生し、ＲＦ磁気共鳴信号を得る為のラジオ周波数
（ＲＦ）コイルに関する。
ージング（ＭＲＩ）用の方法と装置に関わり、特に垂直
主磁場方式のＭＲＩ装置を用いる時に原子核章動パルス
を発生し、ＲＦ磁気共鳴信号を得る為のラジオ周波数
（ＲＦ）コイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）は核磁
気共鳴（ＮＭＲ）現象に影響される原子核の一群をもつ
物体（人体など）の内部構造を現すデジタル影像を得る
ための、広く使われた商業的にも存立しうる技術であ
る。ＭＲＩにおいては、イメージングされる目的物の原
子核は、強い主静磁場Ｂ０が印加されることにより整列
させられる。選択励起された原子核はその後に特定のＮ
ＭＲ周波数のラジオ周波数（ＲＦ）信号が印可されるこ
とにより励起（章動）される。局化された磁場の傾斜を
通して選択された原子核を空間的に符号化し、そして原
子核からのＲＦ応答の結果を分析することで、原子核の
位置を与える相対的ＮＭＲ応答のマップまたはイメージ
が決定される。フーリエ分析を経て空間のＮＭＲ応答を
現すデータがＣＲＴに表示される。
気共鳴（ＮＭＲ）現象に影響される原子核の一群をもつ
物体（人体など）の内部構造を現すデジタル影像を得る
ための、広く使われた商業的にも存立しうる技術であ
る。ＭＲＩにおいては、イメージングされる目的物の原
子核は、強い主静磁場Ｂ０が印加されることにより整列
させられる。選択励起された原子核はその後に特定のＮ
ＭＲ周波数のラジオ周波数（ＲＦ）信号が印可されるこ
とにより励起（章動）される。局化された磁場の傾斜を
通して選択された原子核を空間的に符号化し、そして原
子核からのＲＦ応答の結果を分析することで、原子核の
位置を与える相対的ＮＭＲ応答のマップまたはイメージ
が決定される。フーリエ分析を経て空間のＮＭＲ応答を
現すデータがＣＲＴに表示される。
【０００３】ＭＲＩにおける一般に知られたデータ収集
技術は、組織の選択された比較的小さな部分でのＮＭＲ
信号を得るための、局化ＲＦ受信器を通常利用する。従
来においては、有効なＮＭＲ信号の受信はＭＲＩ装置の
主静磁場Ｂ０に実質的に垂直な方向において最も感度の
高いＲＦアンテナコイル形状の使用を必要とする。その
ような局化ＮＭＲ信号受信器の従来例としては、水平主
静的磁場内に横たわる、例えば、仰向け（上向き）の被
検体の脊髄またはうつ伏せ（下向き）の被検体の胸部を
イメージングするためによく使われる導電ループアンテ
ナが挙げられる。人体胸部の診断においては、胸の基部
において人体内または胸壁にやや伸びる組織部分からの
ＮＭＲ信号を得るのが望ましい。発明者は実験的に、胸
の基部に配置したループ型またはソレノイド型コイルが
そのような状況においてもっとも望ましい信号成分を得
ることを確認した。
技術は、組織の選択された比較的小さな部分でのＮＭＲ
信号を得るための、局化ＲＦ受信器を通常利用する。従
来においては、有効なＮＭＲ信号の受信はＭＲＩ装置の
主静磁場Ｂ０に実質的に垂直な方向において最も感度の
高いＲＦアンテナコイル形状の使用を必要とする。その
ような局化ＮＭＲ信号受信器の従来例としては、水平主
静的磁場内に横たわる、例えば、仰向け（上向き）の被
検体の脊髄またはうつ伏せ（下向き）の被検体の胸部を
イメージングするためによく使われる導電ループアンテ
ナが挙げられる。人体胸部の診断においては、胸の基部
において人体内または胸壁にやや伸びる組織部分からの
ＮＭＲ信号を得るのが望ましい。発明者は実験的に、胸
の基部に配置したループ型またはソレノイド型コイルが
そのような状況においてもっとも望ましい信号成分を得
ることを確認した。
【０００４】例えば被検体の胸部をイメージングする技
術として被検体をうつ伏せに寝かせて胸部を複式ループ
またはソレノイド型信号受信コイルのなかに自由につり
下げる方法がある。このようにして、胸部軸は垂直に保
たれ、イメージングの間ソレノイドコイル形状を有効に
胸部組織を取り囲み保持するよう利用できる。ソレノイ
ドコイルの第一磁場はその縦軸方向にそっているので、
ＲＦ信号に対する最高感度もそれと同じ方向にそってい
る。よって、胸部イメージング用のソレノイドコイル
は、水平主磁場のＭＲＩシステムにおいてイメージング
を行うとき、ソレノイドコイルの最高感度の方向は垂直
に、つまりは主磁場に垂直、にアラインされ、うつ伏せ
の被検体の胸壁から十分なレベルのＭＲ信号をコイルが
受け取ることが出来るという、効果が得られる。
術として被検体をうつ伏せに寝かせて胸部を複式ループ
またはソレノイド型信号受信コイルのなかに自由につり
下げる方法がある。このようにして、胸部軸は垂直に保
たれ、イメージングの間ソレノイドコイル形状を有効に
胸部組織を取り囲み保持するよう利用できる。ソレノイ
ドコイルの第一磁場はその縦軸方向にそっているので、
ＲＦ信号に対する最高感度もそれと同じ方向にそってい
る。よって、胸部イメージング用のソレノイドコイル
は、水平主磁場のＭＲＩシステムにおいてイメージング
を行うとき、ソレノイドコイルの最高感度の方向は垂直
に、つまりは主磁場に垂直、にアラインされ、うつ伏せ
の被検体の胸壁から十分なレベルのＭＲ信号をコイルが
受け取ることが出来るという、効果が得られる。
【０００５】垂直主磁場を利用するＭＲＩ装置を使用す
るときは、サドル型コイル又は直交検波（ＱＤ）サドル
コイルペアがうつ伏せの被検体の胸部組織をイメージン
グするために使用される。なぜなら、サドルコイルは磁
束の大部分を発生し、縦軸に垂直な方向に最高感度を有
するからである。上記の場合においては、うつ伏せの被
検体の胸部イメージングは垂直主磁場に沿っている。し
かしながら、サドルコイルによって発生された磁場は胸
壁を通過してコイルの軸の端を十分超える程伸びない。
したがって、垂直主磁場ＭＲＩ装置で胸部をイメージン
グする場合、胸壁内で組織部分の有効なイメージングデ
ータを得るために、サドルコイルやＱＤサドルコイルペ
アを使用するのは通常、実用的ではない。
るときは、サドル型コイル又は直交検波（ＱＤ）サドル
コイルペアがうつ伏せの被検体の胸部組織をイメージン
グするために使用される。なぜなら、サドルコイルは磁
束の大部分を発生し、縦軸に垂直な方向に最高感度を有
するからである。上記の場合においては、うつ伏せの被
検体の胸部イメージングは垂直主磁場に沿っている。し
かしながら、サドルコイルによって発生された磁場は胸
壁を通過してコイルの軸の端を十分超える程伸びない。
したがって、垂直主磁場ＭＲＩ装置で胸部をイメージン
グする場合、胸壁内で組織部分の有効なイメージングデ
ータを得るために、サドルコイルやＱＤサドルコイルペ
アを使用するのは通常、実用的ではない。
【０００６】従来において、ループ型コイル又はソレノ
イドコイルはＭＲＩ装置の主静磁場に実質的に平行に沿
った中心軸には沿っていない。従来では、この型のコイ
ルのＮＭＲ信号感度は中心軸が主磁場に平行であるとき
最も低いとされていた。そこで、垂直主磁場を利用する
ＭＲＩ装置において、単一ループコイル又はソレノイド
型コイルを使用してうつ伏せの被検体の胸部診断を行う
ことは考えられなかった。ループの中央磁場Ｂ１または
ソレノイドコイルは垂直であっても、そしてコイル内の
組織部分からの磁気信号（ＮＭＲ信号）は発生しない
（なぜならコイル内の磁場は主静磁場Ｂ０に平行なた
め）が、それにも関わらず、主静磁場Ｂ０に対してある
角度（垂直も含）に向けられたループ又はソレノイドの
軸端を超えた、ループ又はソレノイドコイルに関した実
質的な戻りフラックス場線は得られる。本発明は発明者
のそのような状況の認識から成されたもので、コイルの
軸端を超えたところの組織部分において磁気信号を発生
させることで、コイル導電体に関する「オフ軸」効果を
軸静磁場Ｂ０環境において有効的に利用することができ
る。
イドコイルはＭＲＩ装置の主静磁場に実質的に平行に沿
った中心軸には沿っていない。従来では、この型のコイ
ルのＮＭＲ信号感度は中心軸が主磁場に平行であるとき
最も低いとされていた。そこで、垂直主磁場を利用する
ＭＲＩ装置において、単一ループコイル又はソレノイド
型コイルを使用してうつ伏せの被検体の胸部診断を行う
ことは考えられなかった。ループの中央磁場Ｂ１または
ソレノイドコイルは垂直であっても、そしてコイル内の
組織部分からの磁気信号（ＮＭＲ信号）は発生しない
（なぜならコイル内の磁場は主静磁場Ｂ０に平行なた
め）が、それにも関わらず、主静磁場Ｂ０に対してある
角度（垂直も含）に向けられたループ又はソレノイドの
軸端を超えた、ループ又はソレノイドコイルに関した実
質的な戻りフラックス場線は得られる。本発明は発明者
のそのような状況の認識から成されたもので、コイルの
軸端を超えたところの組織部分において磁気信号を発生
させることで、コイル導電体に関する「オフ軸」効果を
軸静磁場Ｂ０環境において有効的に利用することができ
る。
【０００７】本発明において、ＮＭＲイメージング用の
ＲＦコイルアレイにおいてループ或いはソレノイドコイ
ルを、例えばサドルコイルと共に使用することでオフ軸
効果を有効的に利用できるようにする。詳しくは、その
ような複数コイルアレイのＲＦコイルはサドルコイルの
縦軸がループ（またはソレノイド）コイルの中央軸と実
質的に平行になるように構成される。アレイはＭＲＩ装
置のイメージング部分内に、ループ（またはソレノイ
ド）コイルの中央軸が主静磁場Ｂ０と実質的に平行にな
るように向けられている。このように、コイルアレイ内
の組織からのＮＭＲ信号をサドルコイルが引き出す一
方、複数コイルアレイの軸端を超えた組織部分からの信
号を、ループ（またはソレノイド）ｖコイルが引き出
す。
ＲＦコイルアレイにおいてループ或いはソレノイドコイ
ルを、例えばサドルコイルと共に使用することでオフ軸
効果を有効的に利用できるようにする。詳しくは、その
ような複数コイルアレイのＲＦコイルはサドルコイルの
縦軸がループ（またはソレノイド）コイルの中央軸と実
質的に平行になるように構成される。アレイはＭＲＩ装
置のイメージング部分内に、ループ（またはソレノイ
ド）コイルの中央軸が主静磁場Ｂ０と実質的に平行にな
るように向けられている。このように、コイルアレイ内
の組織からのＮＭＲ信号をサドルコイルが引き出す一
方、複数コイルアレイの軸端を超えた組織部分からの信
号を、ループ（またはソレノイド）ｖコイルが引き出
す。
【０００８】ＭＲＩ用のＲＦコイルアレイにおいてサド
ルコイルとソレノイドコイルを共用することは知られて
いる（例えばヨシノらのＵＳＰ５，２９３，５１９号や
マツナガらのＵＳＰ５，５９２，０８８号）が、これら
従来例では、アレイのループ（またはソレノイド）コイ
ルが主磁場に垂直に向けられた中央軸に沿っていなけれ
ばならなかった。さらに、コイル配置は、そのような配
置においてのみ働くように物理的に設計されており、主
磁場に対して他のいかなる方向又は関係で胸部又は脊柱
をイメージングするためには適していないし応用もでき
ない。
ルコイルとソレノイドコイルを共用することは知られて
いる（例えばヨシノらのＵＳＰ５，２９３，５１９号や
マツナガらのＵＳＰ５，５９２，０８８号）が、これら
従来例では、アレイのループ（またはソレノイド）コイ
ルが主磁場に垂直に向けられた中央軸に沿っていなけれ
ばならなかった。さらに、コイル配置は、そのような配
置においてのみ働くように物理的に設計されており、主
磁場に対して他のいかなる方向又は関係で胸部又は脊柱
をイメージングするためには適していないし応用もでき
ない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の一つの
目的は、うつ伏せ被検体の胸部に伸びる部分をイメージ
ングする、又は仰向けの被検体の脊髄をイメージングす
るのに適した垂直主場ＭＲＩシステムにおいて、特に使
用する有効なＭＲＩ章動・ＲＦコイルアレイ装置を提供
することである。
目的は、うつ伏せ被検体の胸部に伸びる部分をイメージ
ングする、又は仰向けの被検体の脊髄をイメージングす
るのに適した垂直主場ＭＲＩシステムにおいて、特に使
用する有効なＭＲＩ章動・ＲＦコイルアレイ装置を提供
することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、垂直磁場Ｂ０
に置かれたうつ伏せ（または仰向け）の被検体の胸部又
は脊柱の磁気共鳴イメージングを改善する斬新なＲＦコ
イルアレイ装置を提供する。また本発明は、垂直主磁場
方式のＭＲＩ装置に使用され、原子核の章動磁場パルス
を生成し、核磁気共鳴信号を取得する方法および装置を
提供する。特に本発明は、垂直主磁場方式のＭＲＩシス
テムにおいてＲＦコイルの非軸磁場成分を利用して胸部
および脊柱画像の収集期間における画像領域を拡大する
方法および装置に向けられる。
に置かれたうつ伏せ（または仰向け）の被検体の胸部又
は脊柱の磁気共鳴イメージングを改善する斬新なＲＦコ
イルアレイ装置を提供する。また本発明は、垂直主磁場
方式のＭＲＩ装置に使用され、原子核の章動磁場パルス
を生成し、核磁気共鳴信号を取得する方法および装置を
提供する。特に本発明は、垂直主磁場方式のＭＲＩシス
テムにおいてＲＦコイルの非軸磁場成分を利用して胸部
および脊柱画像の収集期間における画像領域を拡大する
方法および装置に向けられる。
【００１１】具体的な本発明の一つは、垂直主磁場方式
の磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置において被検体
の胸部をイメージングするためのＲＦコイルアレイ装置
である。このＲＦコイルアレイ装置は、同軸に重ね合わ
せた導電性のコイル対を具備し、このコイル対はループ
型またはソレノイド型コイルに直列に接続されたサドル
コイルから構成される。ループまたはソレノイドコイル
はサドルコイルの一軸端に位置付けする。ループコイル
の中央軸はサドルコイルの中央縦軸およびイメージング
装置の垂直主磁場の両者に対して平行となる。
の磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置において被検体
の胸部をイメージングするためのＲＦコイルアレイ装置
である。このＲＦコイルアレイ装置は、同軸に重ね合わ
せた導電性のコイル対を具備し、このコイル対はループ
型またはソレノイド型コイルに直列に接続されたサドル
コイルから構成される。ループまたはソレノイドコイル
はサドルコイルの一軸端に位置付けする。ループコイル
の中央軸はサドルコイルの中央縦軸およびイメージング
装置の垂直主磁場の両者に対して平行となる。
【００１２】他の具体的な発明は、垂直主磁場磁気共鳴
イメージング（ＭＲＩ）用のＲＦコイルアレイ装置であ
る。このコイルアレイ装置は、同軸に重ね合わされた導
電性のコイル対を構成し、サドルコイル、ループコイル
又はソレノイドコイル、およびアナログ混合器からな
る。かかるサドルコイルは、アナログ混合器においてソ
レノイドコイルに接続される。
イメージング（ＭＲＩ）用のＲＦコイルアレイ装置であ
る。このコイルアレイ装置は、同軸に重ね合わされた導
電性のコイル対を構成し、サドルコイル、ループコイル
又はソレノイドコイル、およびアナログ混合器からな
る。かかるサドルコイルは、アナログ混合器においてソ
レノイドコイルに接続される。
【００１３】第三の具体的な発明は、２つの信号チャネ
ルを供給すべくループ型又はソレノイドコイルと共に用
いられる直交検波サドルコイル対を含むＲＦコイルアレ
イ装置である。
ルを供給すべくループ型又はソレノイドコイルと共に用
いられる直交検波サドルコイル対を含むＲＦコイルアレ
イ装置である。
【００１４】第四の具体的な発明は、アナログ混合器内
で互いに接続され、２つの信号チャネルを供給すべく第
２のサドルコイルと共に用いられるサドルコイルおよび
ループ型又はソレノイド型コイルを含むＲＦコイルアレ
イ装置である。第五の具体的な発明は、３つの信号チャ
ネルを供給すべく第一のサドルコイル、第二のサドルコ
イル、およびループ型又はソレノイド型コイルの組み合
わせから構成されるＲＦコイルアレイ装置である。
で互いに接続され、２つの信号チャネルを供給すべく第
２のサドルコイルと共に用いられるサドルコイルおよび
ループ型又はソレノイド型コイルを含むＲＦコイルアレ
イ装置である。第五の具体的な発明は、３つの信号チャ
ネルを供給すべく第一のサドルコイル、第二のサドルコ
イル、およびループ型又はソレノイド型コイルの組み合
わせから構成されるＲＦコイルアレイ装置である。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態に係る垂
直主磁場ＭＲＩシステムの主要部分の概略構成を示して
いる。一般に、被検体１０の横断面画像を収集するＭＲ
Ｉシステムは、大きな垂直静磁場を生成する超伝導コイ
ル磁石２０、大きな傾斜磁場を供給するコイル３０、傾
斜磁場パルス生成ユニット４０、ＲＦ章動パルスを供給
する高周波送信ユニット５０、ＮＭＲ信号を受信する高
周波受信ユニット６０、信号処理ユニット７０、ディス
プレイ装置８０およびシステム内の関係ユニットのすべ
ての動作およびタイミングを制御する制御ユニット９０
から構成されている。
直主磁場ＭＲＩシステムの主要部分の概略構成を示して
いる。一般に、被検体１０の横断面画像を収集するＭＲ
Ｉシステムは、大きな垂直静磁場を生成する超伝導コイ
ル磁石２０、大きな傾斜磁場を供給するコイル３０、傾
斜磁場パルス生成ユニット４０、ＲＦ章動パルスを供給
する高周波送信ユニット５０、ＮＭＲ信号を受信する高
周波受信ユニット６０、信号処理ユニット７０、ディス
プレイ装置８０およびシステム内の関係ユニットのすべ
ての動作およびタイミングを制御する制御ユニット９０
から構成されている。
【００１６】主静磁場生成磁石２０は被検体１０を取り
囲む空間内に配置され、被検体に均一で強大な垂直磁場
を与える。傾斜磁場生成ユニット４０の出力は互いに直
交するＸ，Ｙ，およびＺ方向にそれぞれ対応する３つの
傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，およびＧｚを提供する。所望の画
像平面（スライス）は３つの傾斜磁場の制御印加により
選択される。高周波送信ユニット５０により生成された
ＲＦパルス信号は、被検体１０の組織に原子核章動パル
スを送信するＲＦコイル５１に供給される。被検体１０
からの原子核磁気共鳴（ＮＭＲ）信号は、ＲＦコイル６
１によりピックアップされた後、高周波受信ユニット６
０により検出される。
囲む空間内に配置され、被検体に均一で強大な垂直磁場
を与える。傾斜磁場生成ユニット４０の出力は互いに直
交するＸ，Ｙ，およびＺ方向にそれぞれ対応する３つの
傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，およびＧｚを提供する。所望の画
像平面（スライス）は３つの傾斜磁場の制御印加により
選択される。高周波送信ユニット５０により生成された
ＲＦパルス信号は、被検体１０の組織に原子核章動パル
スを送信するＲＦコイル５１に供給される。被検体１０
からの原子核磁気共鳴（ＮＭＲ）信号は、ＲＦコイル６
１によりピックアップされた後、高周波受信ユニット６
０により検出される。
【００１７】コイル６１の他の構成は、被検体の特定領
域表面または上部に配置される専用のＲＦコイルであ
る。或いはその代わりに、本発明の好ましい実施形態の
一つにおいて詳述するが、ＲＦコイル６１は固定コイル
アレイの一部である。
域表面または上部に配置される専用のＲＦコイルであ
る。或いはその代わりに、本発明の好ましい実施形態の
一つにおいて詳述するが、ＲＦコイル６１は固定コイル
アレイの一部である。
【００１８】制御ユニット９０は、タイミング、傾斜磁
場の印加、ＲＦコイル５１および６１へのＲＦ信号の送
信および受信をそれぞれ調整する。高周波受信ユニット
６０からのＮＭＲ信号出力はストアされ、およびフーリ
エ変換処理に供される。これによりディスプレイ装置８
０上における表示のための画像情報が提供される。
場の印加、ＲＦコイル５１および６１へのＲＦ信号の送
信および受信をそれぞれ調整する。高周波受信ユニット
６０からのＮＭＲ信号出力はストアされ、およびフーリ
エ変換処理に供される。これによりディスプレイ装置８
０上における表示のための画像情報が提供される。
【００１９】図２（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、ル
ープ、ソレノイド、およびサドル型ＲＦコイル巻線の構
成例を示す。単ループコイル２０およびソレノイドコイ
ル２１の両者のための第１の磁場ＢＬは、コイル中央軸
２３に沿って平行となる方向に生成される。サドル型コ
イル２２に関係する第一の磁場ＢＳは縦軸２４に対して
垂直となる。またループおよびソレノイド型コイルは中
央軸２３に直交する磁場成分を含む、価値のあるオフ軸
効果２５ａ，２５ｂ，および２５ｃを呈する。本発明に
よると、これらオフ軸成分２５ａ，２５ｂ，および２５
ｃは、とりわけ垂直主磁場ＭＲＩシステムでの使用を意
図したコイルアレイ装置の提供に大いに寄与するものと
なる。
ープ、ソレノイド、およびサドル型ＲＦコイル巻線の構
成例を示す。単ループコイル２０およびソレノイドコイ
ル２１の両者のための第１の磁場ＢＬは、コイル中央軸
２３に沿って平行となる方向に生成される。サドル型コ
イル２２に関係する第一の磁場ＢＳは縦軸２４に対して
垂直となる。またループおよびソレノイド型コイルは中
央軸２３に直交する磁場成分を含む、価値のあるオフ軸
効果２５ａ，２５ｂ，および２５ｃを呈する。本発明に
よると、これらオフ軸成分２５ａ，２５ｂ，および２５
ｃは、とりわけ垂直主磁場ＭＲＩシステムでの使用を意
図したコイルアレイ装置の提供に大いに寄与するものと
なる。
【００２０】図３（ａ）乃至（ｅ）は、ＲＦコイルアレ
イ実施形態に係る５つのコイル種別の組み合わせ例をダ
イアグラム的に示す図である。図３（ａ）はサドルコイ
ルＳ１に直列に接続される単ループ（またはソレノイ
ド）コイルＬを備える第１のコイルアレイ実施形態を示
す。結果としてこの２つの異なるコイル種別の直列配置
は、単一の信号チャネルを与える。
イ実施形態に係る５つのコイル種別の組み合わせ例をダ
イアグラム的に示す図である。図３（ａ）はサドルコイ
ルＳ１に直列に接続される単ループ（またはソレノイ
ド）コイルＬを備える第１のコイルアレイ実施形態を示
す。結果としてこの２つの異なるコイル種別の直列配置
は、単一の信号チャネルを与える。
【００２１】図３（ｂ）は、アナログ混合器により単ソ
レノイド（又はループ）コイルＬに接続される単サドル
コイルＳ１を具備する第２のコイルアレイ実施形態を示
す。この実施形態では、アナログ混合器ＡＣは、それぞ
れのコイルからの信号をコンバイン（混合）して単信号
チャネルを与える。
レノイド（又はループ）コイルＬに接続される単サドル
コイルＳ１を具備する第２のコイルアレイ実施形態を示
す。この実施形態では、アナログ混合器ＡＣは、それぞ
れのコイルからの信号をコンバイン（混合）して単信号
チャネルを与える。
【００２２】図３（ｃ）は、第３のコイルアレイ実施形
態を示す。この実施形態は直交検波サドルコイル対Ｓ１
−Ｓ２を備えて成り、これらはソレノイド（またはルー
プ）コイルＬと共用される。この実施形態では、直交混
合器ＱＤがサドルコイルＳ１およびＳ２からの信号を混
合し、単信号チャネルを与える。
態を示す。この実施形態は直交検波サドルコイル対Ｓ１
−Ｓ２を備えて成り、これらはソレノイド（またはルー
プ）コイルＬと共用される。この実施形態では、直交混
合器ＱＤがサドルコイルＳ１およびＳ２からの信号を混
合し、単信号チャネルを与える。
【００２３】図３（ｄ）は、第４のコイルアレイ実施形
態を示す。この実施形態は、アナログ混合器により混合
されるサドルコイルＳ１およびソレノイドコイルＬを備
え、第２の信号チャネルを与える第二のサドルコイルＳ
２を備える。この実施形態では、アナログ混合器ＡＣが
サドルコイルＳ１からの信号とソレノイド（またはルー
プ）コイルＬからの信号を混合し、第一の信号チャネル
を与える。またサドルコイルＳ２は第二の信号チャネル
を与える。
態を示す。この実施形態は、アナログ混合器により混合
されるサドルコイルＳ１およびソレノイドコイルＬを備
え、第２の信号チャネルを与える第二のサドルコイルＳ
２を備える。この実施形態では、アナログ混合器ＡＣが
サドルコイルＳ１からの信号とソレノイド（またはルー
プ）コイルＬからの信号を混合し、第一の信号チャネル
を与える。またサドルコイルＳ２は第二の信号チャネル
を与える。
【００２４】図３（ｅ）は、第５のコイルアレイ実施形
態を示す。この実施形態は第一のサドルコイルＳ１、第
二のサドルコイルＳ２，およびソレノイド（又はルー
プ）コイルＬを備え、３つの信号チャネルを与える。
態を示す。この実施形態は第一のサドルコイルＳ１、第
二のサドルコイルＳ２，およびソレノイド（又はルー
プ）コイルＬを備え、３つの信号チャネルを与える。
【００２５】以上に示したそれぞれのコイルアレイ構成
では、ループ（またはソレノイド）コイルの中央（また
は縦）軸は使用時のＭＲＩ装置の主静磁場Ｂ０に対して
平行を維持することとする。たとえば、垂直Ｂ０磁場内
においてうつ伏せの被検体の、胸部及び胸郭領域のイメ
ージングには、図３（ａ）の構成に対応する発明実施形
態が使用される。かかる実施形態では、コイルアレイは
ソレノイドコイルに直列接続されるサドルコイルからな
り、同軸で重ね合わされた導電性のコイル対から構成さ
れる。好ましくは、図４（ａ）および（ｂ）に示される
巻線構造のように、ループコイルの中央軸がサドルコイ
ルの中央縦軸に一致し、およびループコイルがサドルコ
イルの一軸端に位置付けされるよう、ループコイルはソ
レノイドコイルに重ね合わされる。この構成によれば、
コイルアレイは、イメージング装置の垂直主磁場に対し
ループコイルおよびサドルコイルの両者の中央軸を平行
なアラインとしつつ、垂直磁場ＭＲＩ装置内でうつ伏せ
に横たわる被検体の胸部の上界において、被検体の胸郭
に隣接対峙するループコイルにフィットする。
では、ループ（またはソレノイド）コイルの中央（また
は縦）軸は使用時のＭＲＩ装置の主静磁場Ｂ０に対して
平行を維持することとする。たとえば、垂直Ｂ０磁場内
においてうつ伏せの被検体の、胸部及び胸郭領域のイメ
ージングには、図３（ａ）の構成に対応する発明実施形
態が使用される。かかる実施形態では、コイルアレイは
ソレノイドコイルに直列接続されるサドルコイルからな
り、同軸で重ね合わされた導電性のコイル対から構成さ
れる。好ましくは、図４（ａ）および（ｂ）に示される
巻線構造のように、ループコイルの中央軸がサドルコイ
ルの中央縦軸に一致し、およびループコイルがサドルコ
イルの一軸端に位置付けされるよう、ループコイルはソ
レノイドコイルに重ね合わされる。この構成によれば、
コイルアレイは、イメージング装置の垂直主磁場に対し
ループコイルおよびサドルコイルの両者の中央軸を平行
なアラインとしつつ、垂直磁場ＭＲＩ装置内でうつ伏せ
に横たわる被検体の胸部の上界において、被検体の胸郭
に隣接対峙するループコイルにフィットする。
【００２６】ループコイルのオフ軸磁場成分（すなわち
２５ａ，２５ｂ，および２５ｃ）はコイルアレイの中央
軸および垂直磁場Ｂ０に対して垂直であり、サドルコイ
ル単独の使用では不可能であろう胸部領域のイメージン
グを実現するために、胸郭壁内部原子核の章動に対し感
度を有するべきである。図４（ａ）および（ｂ）のアレ
イのループおよびサドルコイルを直列接続する代わり
に、図３（ｂ）に示したように構成し、アナログ混合器
に接続してもよい。
２５ａ，２５ｂ，および２５ｃ）はコイルアレイの中央
軸および垂直磁場Ｂ０に対して垂直であり、サドルコイ
ル単独の使用では不可能であろう胸部領域のイメージン
グを実現するために、胸郭壁内部原子核の章動に対し感
度を有するべきである。図４（ａ）および（ｂ）のアレ
イのループおよびサドルコイルを直列接続する代わり
に、図３（ｂ）に示したように構成し、アナログ混合器
に接続してもよい。
【００２７】垂直磁場Ｂ０内に横たわるうつ伏せの被検
体の胸部及び胸郭領域をイメージングする別の実施形態
に係るコイルアレイは、２つのサドルコイルおよびルー
プ型コイルからなり、これらが同軸に重ね合わされた３
つのコイルを備えてなる。かかる実施形態を図５の巻線
構造により示す。この構成によれば、２つのコイルが
（２つのサドルコイルの）四辺または（サドルおよびル
ープ又はソレノイドコイルの）アナログ混合器のいずれ
かに接続され、単信号チャネルを与える。第二のチャネ
ルを与えるための第三のコイル、または全３つのコイル
が、図３（ｃ）乃至（ｅ）に示すように３つの信号チャ
ネルを与えるべく別々に使用される。
体の胸部及び胸郭領域をイメージングする別の実施形態
に係るコイルアレイは、２つのサドルコイルおよびルー
プ型コイルからなり、これらが同軸に重ね合わされた３
つのコイルを備えてなる。かかる実施形態を図５の巻線
構造により示す。この構成によれば、２つのコイルが
（２つのサドルコイルの）四辺または（サドルおよびル
ープ又はソレノイドコイルの）アナログ混合器のいずれ
かに接続され、単信号チャネルを与える。第二のチャネ
ルを与えるための第三のコイル、または全３つのコイル
が、図３（ｃ）乃至（ｅ）に示すように３つの信号チャ
ネルを与えるべく別々に使用される。
【００２８】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず種々変形して実施可能である。
れず種々変形して実施可能である。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
垂直磁場Ｂ０に配置されたうつ伏せ又は仰向けの被検体
の胸部又は胸郭領域のイメージングに好適な磁気共鳴イ
メージング装置用のＲＦコイルアレイ装置を提供でき
る。
垂直磁場Ｂ０に配置されたうつ伏せ又は仰向けの被検体
の胸部又は胸郭領域のイメージングに好適な磁気共鳴イ
メージング装置用のＲＦコイルアレイ装置を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る垂直主磁場ＭＲＩシス
テムの主要部分の概略構成を示す図
テムの主要部分の概略構成を示す図
【図２】（ａ）はループ型コイル、およびソレノイドコ
イルの巻線構造を示す図、（ｂ）はサドル型ＲＦコイル
の巻線構造を示す図
イルの巻線構造を示す図、（ｂ）はサドル型ＲＦコイル
の巻線構造を示す図
【図３】本発明に係り、垂直主磁場方式のＭＲＩシステ
ムに用いられるＲＦコイルアレイ構成を模式的に示すダ
イアグラム図
ムに用いられるＲＦコイルアレイ構成を模式的に示すダ
イアグラム図
【図４】図３（ａ）に示したコイルアレイ構成の代表的
な巻線構造を示す図
な巻線構造を示す図
【図５】図３（ｂ）乃至（ｅ）の３つのコイルアレイ構
成に係る代表的な巻線構造を示す図
成に係る代表的な巻線構造を示す図
１０…被検体 ２０…静磁場生成磁石 ３０…傾斜磁場生成用コイル ４０…傾斜磁場生成ユニット ５０…高周波送信ユニット ６０…高周波受信ユニット ７０…信号処理ユニット ８０…ディスプレイ装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミツアキ・アラカワ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94010、ヒルズボーロー、レイクビュー・ ドライブ 1005 (72)発明者 ジョセフ・ダブリュ・カールソン アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94708、ケンジトン、ケンブリッジ・アベ ニュー 240 (72)発明者 レオン・コーフマン アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94118、サンフランシスコ、フォース・ア ベニュー 161 (72)発明者 ジェームズ・ブイ・ルボー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94122、サンフランシスコ、トゥエンティ ーセカンド・アベニュー 1372
Claims (17)
- 【請求項１】 垂直主磁場方式の磁気共鳴イメージング
（ＭＲＩ）装置による磁気共鳴イメージングに用いられ
るＲＦコイルアレイ装置であって、 同軸に重ね合わされる導電性コイル対を具備し、該導電
性コイル対はループ型コイルに直列に接続されるサドル
コイルからなり、前記ループ型コイルを前記サドルコイ
ルの一軸端にて同軸配置し、該ループ型コイルの中央軸
は前記垂直磁場方式の磁気共鳴イメージング装置の主磁
場方向に対し平行であることを特徴とするＲＦコイルア
レイ装置。 - 【請求項２】 前記ループ型コイルはソレノイドコイル
からなることを特徴とする請求項１に記載のＲＦコイル
アレイ装置。 - 【請求項３】 垂直主磁場方式の磁気共鳴イメージング
（ＭＲＩ）装置における磁気共鳴イメージングに用いら
れるＲＦコイルアレイ装置において、 サドルコイルと、 ループ型コイルと、 前記サドルコイルと前記ループ型コイルとの間に電気的
に接続されるアナログ混合器と、を具備し、 前記サドルコイルは前記アナログ混合器により前記ルー
プ型コイルに接続され、前記ループ型コイルは前記サド
ルコイルの一軸端と同軸に位置付けされるとともに該ル
ープ型コイルの中央軸は前記サドルコイルの中央縦軸及
び前記磁気共鳴イメージング装置の垂直主磁場方向の両
者に対し平行であることを特徴とするＲＦコイルアレイ
装置。 - 【請求項４】 前記ループ型コイルはソレノイドコイル
からなることを特徴とする請求項３に記載のＲＦコイル
アレイ装置。 - 【請求項５】 垂直主磁場方式の磁気共鳴イメージング
（ＭＲＩ）装置における磁気共鳴イメージングに用いら
れるＲＦコイルアレイ装置において、 第１のサドルコイルと、 前記第１のサドルコイルと同軸配置されてサドルコイル
対を形成する第２のサドルコイルと、 前記第１及び第２のサドルコイルと同軸配置されるルー
プ型コイルと、 前記第１のサドルコイル及び第２のサドルコイル間に電
気的に接続される直交信号検出器と、を具備し、 前記第１及び第２のサドルコイルは直交検波手段に接続
され、前記ループコイルは前記サドルコイル対に対しそ
の一軸端にて同軸に重ね合わされ、前記ループ型コイル
の中央軸は磁気共鳴イメージング装置の垂直主磁場方向
に対して平行であることを特徴とするＲＦコイルアレイ
装置。 - 【請求項６】 前記ループ型コイルはソレノイドコイル
からなることを特徴とする請求項５に記載のＲＦコイル
アレイ装置。 - 【請求項７】 垂直主磁場方式の磁気共鳴イメージング
（ＭＲＩ）装置における磁気共鳴イメージングに用いら
れるＲＦコイルアレイ装置において、 第１のサドルコイルと、 前記第１のサドルコイルと同軸配置されてコイル対を形
成するループ型コイルと、 前記コイル対と同軸配置される第２のサドルコイルと、 前記第１のサドルコイル及びループ型コイル間に電気的
に接続されるアナログ混合器と、を具備し、 前記第１のサドルコイル及びループ型コイルは前記アナ
ログ混合器に接続され、前記ループコイルの中央軸は前
記磁気共鳴イメージング装置の垂直主磁場方向に対して
平行であることを特徴とするＲＦコイルアレイ装置。 - 【請求項８】 前記ループ型コイルはソレノイドコイル
からなることを特徴とする請求項７に記載のＲＦコイル
アレイ装置。 - 【請求項９】 垂直主磁場方式の磁気共鳴イメージング
（ＭＲＩ）装置における磁気共鳴イメージングに用いら
れるＲＦコイルアレイ装置において、 第１のサドルコイルと、 前記第１のサドルコイルと同軸配置されてサドルコイル
対を形成する第２のサドルコイルと、 前記第１及び第２のサドルコイルと同軸配置されるルー
プ型コイルと、を具備し、 前記ループ型コイルは、前記サドルコイル対に対しその
一軸端にて同軸に重ね合わされ、前記ループ型コイルの
中央軸は磁気共鳴イメージング装置の垂直主磁場方向及
び前記サドルコイル対の中央縦軸の両者に対して平行で
あることを特徴とするＲＦコイルアレイ装置。 - 【請求項１０】 前記ループ型コイルはソレノイドコイ
ルからなることを特徴とする請求項９に記載のＲＦコイ
ルアレイ装置。 - 【請求項１１】 垂直主磁場方式の磁気共鳴イメージン
グ（ＭＲＩ）装置内にうつ伏せ配置された被検体の胸部
及び胸郭をイメージングする方法において、 ａ）前記うつ伏せ被検体の胸部を、複数の同軸ＲＦコイ
ル部から構成されるＭＲＩコイルアレイの開口軸端に挿
入し、このとき前記ＲＦコイル部の少なくとも一つはル
ープ型コイルであり、他の少なくとも一つはサドルコイ
ルであって、該ＭＲＩコイルアレイのループ型コイル
は、 前記被検体の胸部に隣接し該胸部を取り囲むように方向
付けがなされるとともに、 前記サドルコイルの一軸端にて該サドルコイルと同軸に
配置され、該ループ型コイルの中央軸が磁気共鳴イメー
ジング装置の垂直主磁場方向に平行となるよう方向付け
がなされ、 ｂ）画像収集期間中に前記ＭＲＩコイルアレイを用いて
原子核章動を生じさせ、及び核磁気共鳴（ＮＭＲ）信号
を受信し、このとき、前記ループコイルからの実質非軸
磁場成分が、前記アレイのサドルコイル部からの磁場成
分が届かない胸郭組領域内まで伸びることを特徴とする
イメージング方法。 - 【請求項１２】 うつ伏せ被検体の胸部及び胸郭領域を
イメージングする請求項１１に記載の方法であって、前
記ループ型コイルはソレノイドコイルからなることを特
徴とする方法。 - 【請求項１３】 うつ伏せ被検体の胸部及び胸郭領域を
イメージングする請求項１１に記載の方法であって、前
記ＭＲＩコイルアレイはサドルコイルに直列接続される
ループ型コイルからなることを特徴とする方法。 - 【請求項１４】 うつ伏せ被検体の胸部及び胸郭領域を
イメージングする請求項１１に記載の方法であって、前
記ＭＲＩコイルアレイは、サドルコイル、ループ型コイ
ル、及びアナログ混合器からなり、該サドルコイルはア
ナログ混合器配置において前記ループ型コイルに接続さ
れることを特徴とする方法。 - 【請求項１５】 うつ伏せ被検体の胸部及び胸郭領域を
イメージングする請求項１１に記載の方法であって、前
記ＭＲＩコイルアレイは第１のサドルコイル、第２のサ
ドルコイル、ループ型コイル、及び該第１のサドルコイ
ル及び第２のサドルコイル間に電気的に接続され、２つ
の信号チャネルを与える直交信号検出器からなることを
特徴とする方法。 - 【請求項１６】 うつ伏せ被検体の胸部及び胸郭領域を
イメージングする請求項１１に記載の方法であって、前
記ＭＲＩコイルアレイは第１のサドルコイル、第２のサ
ドルコイル、ループ型コイル、及び該ループ型コイル及
び該サドルコイル間に電気的に接続され、２つの信号チ
ャネルを与えるアナログ混合器からなることを特徴とす
る方法。 - 【請求項１７】 うつ伏せ被検体の胸部及び胸郭領域を
イメージングする請求項１１に記載の方法であって、前
記ＭＲＩコイルアレイは３つの信号チャネルを与える第
１のサドルコイル、第２のサドルコイル、及びループ型
コイルからなることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US250603 | 1981-04-03 | ||
| US09/250,603 US6377836B1 (en) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | RF coil array for vertical field MRI |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000241519A true JP2000241519A (ja) | 2000-09-08 |
| JP2000241519A5 JP2000241519A5 (ja) | 2007-04-05 |
| JP4588830B2 JP4588830B2 (ja) | 2010-12-01 |
Family
ID=22948424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000039434A Expired - Fee Related JP4588830B2 (ja) | 1999-02-17 | 2000-02-17 | 垂直磁場ｍｒｉ用のｒｆコイルアレイ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6377836B1 (ja) |
| JP (1) | JP4588830B2 (ja) |
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