JP2002153440A - 核磁気共鳴を用いた検査装置 - Google Patents
核磁気共鳴を用いた検査装置Info
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Abstract
い、インターベンショナルMRIに適した核磁気共鳴を
用いた検査装置を提供する。 【解決手段】静磁場方向(z)と平行な線分を含む面内
で被写体の外周に配置されたループコイル91−1、9
1−2、91−3と、静磁場方向と垂直な線分を含む面
(xy)内で被写体の表面の近傍に配置された表面コイ
ル92−1、92−2とを用いて受信コイルを構成す
る。任意の軸で感度プロファイルが不均一なサブコイル
が2つ以上存在し、且つ、撮影領域の全ての領域で感度
を有する状態を実現できる。
Description
た検査装置(MRI:Magnetic Resonance Imaging)に
係わり、特にインターベンショナル(interventional)
MRIを行なう装置に関する。
能が得られること、任意の断層像が得られこと、侵襲性
がないこと等の特徴がある。これらの特徴を生かして、
MRIを画像診断だけでなく、生検針のガイド、治療の
モニター、内視鏡やカテーテルのガイド等に応用する試
みがインターベンショナルMRIとして注目されてい
る。インターベンショナルMRIでは、体内に挿入する
器具の位置等を術者(医師)がMR画像を観察しながら
導入していく。即ち、時々刻々と形状が変化していく被
写体を連続して撮影していき、それら複数枚の画像を順
にディスプレイに表示することにより、医師は手術中の
体内の様子を把握することができる。
コイルと画像の折り返しを利用して撮影時間を短縮する
技術が、実用化され始めている(従来技術1:J.B.
Ra、C.Y.Rim:Fast Imaging U
sing Subencoding Data Set
s from Multiple Detector
s、 Magnetic Resonance in
Medicine、 vol.30、pp.142−1
45(1993))。
構成される受信コイルを用い、1/(サブコイルの個
数)に撮影時間を短縮する方法である。例えば、2個の
サブコイルを用いた場合、まず所望の視野に対して、位
相エンコード方向に1/2の矩形視野を2つのコイルで
同時に撮影する(撮影時間は1/2)。1/2の視野画
像は当然被写体の折り返しの入った画像となるが、2つ
のコイルの感度分布の違いを利用して連立方程式を解く
ことにより、折り返しを分離、1/1の視野画像を再構
成する。
図10を用いて、折り返しの分離方法について説明す
る。図10(a)は、1個のコイルを用いて所望の視野
(1/1の視野画像)を通常の方法で撮影する場合の、
位相空間の計測データ(図10(a)の左図)と、実空
間画像(図10(a)の右図)とを模式的に示す。位相
空間の計測データと、実空間画像はフーリエ変換(F.
T.:FourierTransformation)
を介して互いに再構成できる。
成されるアレイコイルと画像の折り返しを利用して撮影
時間を短縮する方法で撮影する場合の、位相空間の計測
データ(図10(b)の左図)と、実空間画像(図10
(b)の右図)とを模式的に示す。図10(a)、図1
0(b)ともに、x方向をリードアウト方向、y方向を
位相エンコード方向としている。
は、位相エンコード方向のステップの幅が、図10
(a)の位相空間の計測データに於けるそれと比べて2
倍広くなっている。図10(b)の位相空間の計測デー
タをフーリエ変換すると、図10(b)の実空間画像の
ようにy方向に視野が狭くなり、視野に入りきらない被
写体の画像が折り返して現れる。図10(b)に示す実
空間画像に於いて、この折り返しが重なった部分のうち
Sに位置する画素は、図10(a)の実空間画像に於け
るAとBに位置する画素が重なっている。
サブコイルで計測した信号をフーリエ変換して得られた
画像のSに位置する画素の信号強度(輝度)をVS1と
し、2番目のサブコイルで計測した信号をフーリエ変換
して得られた画像のSに位置する画素の信号強度をVS2
とする。また、1番目のサブコイルの、Aに位置する画
素の感度の規格値をf1A、Bに位置する画素の感度の規
格値をf1Bとする。同様に、2番目のサブコイルの、A
に位置する画素の感度の規格値をf2A、Bに位置する画
素の感度の規格値をf2Bとする。また、Aに位置する画
素に存在する磁化をIA、Bに位置する画素に存在する
磁化をIBとする。この時、(数1)の関係が成立す
る。
求めるためプリスキャンを行い、(数1)の行列の要
素、即ち、f1A、f1B、f2A、f2Bを事前に求める。V
S1とVS2は計測可能であるため、(数1)の行列方程式
を解くことにより、未知数であるIAとIBを求めること
ができる。
が、行列の行数はサブコイルの数と一致する。例えば、
サブコイルの個数が8個ならば行列の行数は8である。
また、行列の列数はサブコイルの数以下とする必要があ
る。例えば、サブコイルの個数が8個ならば行列の列数
は8以下とする必要がある。これは連立方程式の未知数
を方程式の数以下とするためである。
コイル)118の配置例を示す図である。受信コイル1
18は、オーバラップさせて被写体103の体表に配列
された複数の矩形状のコイルから構成される。受信コイ
ル118の出力は、受信器108でサンプリングされ、
計算機109のメモリに取り込まれる。
相互の誘導結合のため、コイルの入力インピーダンスの
共振点が2つ以上に割れる。受信コイル118を構成す
る複数のサブコイルの内、隣接するサブコイルは、相互
の誘導結合を除去するため、通常、図11に示すように
適度にオーバラップさせて用いられる。オーバラップの
度合いが適当でない場合、コイルの入力インピーダンス
の共振点が2つに割れる。隣接するコイルの各々に、補
助コイルを直列に接続することにより、オーバラップな
しで、隣接するコイル間の誘導結合を除去することもで
きる。
相エンコード方向の位置情報を画像に付与しているのに
対して、従来技術1の撮影法では、傾斜磁場とともに受
信コイルの感度分布を積極的に利用して、位相エンコー
ド方向の位置情報を画像に付与している。従来技術1に
よる撮影時間の短縮技術は、通常撮影法から超高速撮影
法まで全ての撮影法の高速化に有効である。
化技術を用いるためには、撮影断面のMR画像の位相エ
ンコード方向の感度分布が不均一なサブコイルが、1つ
以上存在する必要がある。ここで、コイルの感度分布が
不均一とは、撮影断面に於けるコイルの最高感度に対し
て感度が略半分になる部分が被写体内部に存在する状態
を指す。
−2(図8(a))のx軸上の感度分布81(図8
(b))、y軸上の感度分布82(図8(c))、z軸
上の感度分布83(図8(d))を示す。図8(a)に
示すように、ループコイル91−2の直径は40cmで
あり、ループコイル91−1、91−3(図示省略)も
同じ直径を持つ。各軸上の感度分布のうち、y軸上の感
度分布82のみが被写体の存在する範囲で最高感度に対
して半分以下の感度の領域が存在する。即ち、図8
(a)に示したループコイル91−2ではx、y、z軸
上で感度分布が不均一なのはy軸上の感度分布のみであ
る。
ば、受信コイルを構成する複数のサブコイルの中で位相
エンコード方向の感度プロファイルが不均一であるサブ
コイルの個数をnとする時、1個のコイルを用いて所望
の視野(1/1の視野画像)を通常の方法で撮影する場
合に比較して、撮影速度を(n+1)倍に向上すること
が可能である。以下の説明では、この(n+1)倍の撮
影速度を向上を、撮影速度向上率と呼ぶ。但し、撮影速
度向上率をNとすれば、MR画像の位相エンコード方向
に沿った全てのライン上に於いて、N個以上のサブコイ
ルの感度分布が異なることが条件となる。(数1)を例
にとって説明すると、(数2)に示すような関係にある
場合は、(数1)の行列が逆行列を持たず解が不定とな
る。
布の例を示す図、図13は、本発明に於けるループコイ
ルの配置の例を示す図である。図13ではz軸が静磁場
方向である。xZ面と45°の角度で交差する面内に配
置されたループコイル91−1と−45°の角度で交差
する面内に配置されたループコイル91−3が、被写体
103の外周に配置されている。撮影断面121をxy
面とし、視野を−15cmから15cmとする。任意の
撮影断面は直交する2軸により定めることができる。図
12(a)に示すようにx軸とy軸が撮影断面121を
定めている。
図12(b)は、y軸と平行な線分122−1上での、
コイル91−1の感度分布123−1、コイル91−2
の感度分布123−2を示す。図12(c)は、y軸と
平行な線分122−2上での、コイル91−1の感度分
布124−1、コイル91−2の感度分布124−2を
示す。図12(d)は、y軸と平行な線分122−3上
での、コイル91−1の感度分布125−1、コイル9
1−2の感度分布125−2を示す。
4−1と124−2は一致している。図12(a)、図
12(b)、図12(c)に示す感度分布123−1か
ら125−2は、何れもy軸上で不均一な感度分布であ
る。高速化技術を用いた時、線分122−1と122−
3の上の折り返しは、2つのコイルの感度分布の違いに
より分離できるが、線分122−2の上の折り返しは2
つのコイルの感度分布が等しいため分離できない。
致していなくても、近い値であった場合、即ち、2個の
サブコイルの感度分布が似ている場合には、問題が生じ
る。像再構成を行った時、2個のサブコイルの感度分布
が似ているライン上での画像のS/Nが劣化する。
として高磁場の水平磁場機で開発が行われ、受信コイル
の構成についても水平磁場機対応のものは種々提案され
ている。一方、超電導磁石あるいは永久磁石を用いた垂
直磁場オープンMRIが近年注目されている。
RI装置の斜視図である。
すように、大きく開放された空間を持つので、医師11
4は被験者103に直接アクセスが可能であり、インタ
ーベンショナルMRIに適している。
uency)磁場の向きは静磁場の方向と直交させる必
要があるため、静磁場の方向が水平から垂直に変わる
と、受信コイルの構成も変える必要がある。垂直磁場に
対応した受信コイルの配置も提案されている(従来技術
2:G.Randy Duensing、et.a
l.:A 4−Channel Volume Coi
l for Vertical Field MRI、
ISMRM、p1398(2000))が、これまで提
案された構成では、静磁場方向に位相エンコード方向を
選択しようとすると、撮影速度向上率を2倍までしか向
上できないという問題があった。
等の動きのある臓器の撮影に有効である。心臓のような
速い動きに対応するためには撮影速度向上率を3倍以上
とする必要がある。
コイルの中で、感度プロファイルが静磁場方向で不均一
なものは1つのみである。このため、高速化技術に適用
しようとした場合、静磁場方向以外の方向に位相エンコ
ード方向を選択すれば、撮影速度向上率を3倍以上とす
ることが可能であるが、静磁場方向に位相エンコード方
向を選択すると、撮影速度向上率を2倍までしか向上で
きない。
ス面を撮影する際、胸から背に向かう方向(静磁場方
向)に位相エンコード方向を選択すると、撮影速度を十
分には向上できないという問題がある。静磁場方向以外
の方向に位相エンコード方向を選択すれば撮影速度を向
上できるが、心臓の撮影を行う場合、血流のアーチファ
クトを低減する等の目的で、位相エンコード方向を任意
に設定したいというユーザーニーズがあり、従来技術2
の構成では、このようなユーザーニーズに応えられない
という問題がある。
いるように8の字コイル117を用いてアレイコイルを
構成する場合もある(従来技術3:特開平04−282
132号公報)。図4は、従来技術の8の字型コイル1
17上のRF電流の方向(図中の矢印)を示す図であ
る。図5は、図4に示す8の字型コイル117が作るR
F磁場を示し、図中の矢印はRF磁場の向き、矢印の大
きさはRF磁場の大きさを示している。図6は、図4に
示す8の字型コイル117の感度を示し、図中の矢印の
大きさは感度の大きさを示している。
象に寄与するのは、静磁場の方向と直交する成分のみな
ので、感度の分布を示すと図6に矢印で示したような分
布となる。即ち、図4に示した8の字型コイル117の
導体41、42の上下に感度を有し、且つ、z方向に感
度プロファイルは勾配を持つ。複数の8の字型コイル1
17を図2のように配置すれば、任意の軸で感度プロフ
ァイルが不均一なサブコイルが2つ以上存在するアレイ
コイルを構成できる。
み感度を有するという特性から、図2においてコロナル
面(xy面)を撮影すると、全てのサブコイルで導体4
1、42の下方以外の部分の感度は著しく低下するとい
う問題がある。このため、視野の中に殆ど感度を持たな
い領域が存在し、診断に支障がある。
択、位相エンコード軸の選択に制限が無い、インターベ
ンショナルMRIに適した核磁気共鳴を用いた検査装置
を提供することにある。
いた検査装置は、静磁場方向と実質的に平行な線分を含
む面内で被写体の外周に配置されたループコイルの複数
個と、静磁場方向と実質的に垂直な線分を含む面内で被
写体の表面の近傍に配置された表面コイルの複数個とを
用いて受信コイルを構成する点にある。受信コイルを構
成するサブコイル(ループコイル、表面コイル)は互い
に電磁気的干渉を持たないように設置されており、受信
コイルを構成するループコイルは3個以上であり、表面
コイルは2個以上である。この構成を用いれば、任意の
軸で感度プロファイルが不均一なサブコイルが2つ以上
存在し、且つ、撮影領域で殆ど感度を持たない領域が存
在しない状態、即ち、撮影領域の全ての領域で感度を実
現できる。
鉛直方向に静磁場を発生する手段と、静磁場に置かれた
検査対象に印加する励起RFパルスを発生する手段と、
傾斜磁場を発生する手段と、複数のサブコイルから構成
され検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出する受
信コイルとを具備する。受信コイルは、例えば、5個以
上のサブコイルから構成される。
面内に配置され検査対象の表面の近傍に配置された2個
以上の表面コイルと、鉛直方向に実質的に平行な軸を含
む面内に配置され検査対象の外周に配置された3個以上
のループコイルとから構成される。2個以上のサブコイ
ルは、検査対象の正方形又は矩形の任意の撮影断面を定
める直交する2軸の何れか一方の軸上で、不均一な感度
分布を持つ。
断面の任意の位置で感度を有し、上記の直交する2軸の
何れかの軸に平行な線上での2個以上のサブコイルの不
均一な感度分布の少なくとも2個以上は、上記の直交す
る2軸の何れかの軸に平行な線上で異なる。
の内側、又は外側で、検査対象に近接して配置される。
表面コイルとして、8の字型のコイルが使用される。ル
ープコイルの形状は、四辺形の形状、又は四辺形の対向
する辺の近傍で折り曲げられた形状を持つ。
の表面コイルと、第1の表面コイルとオーバラップする
8の字型の第2の表面コイルとを含む。第1の表面コイ
ルの出力端と第2の表面コイルの出力端の位置は、それ
ぞれ直交する方向に配置される。
/N(Nは2以上の整数)の長さを持つ矩形の視野を設
定して撮影を行ない、折り返しをエンコード方向に含
み、撮影により得られた検査対象の画像から、複数のサ
ブコイルの感度分布の違いに基づいて、折り返しを分離
して撮影断面の画像を再構成する。再構成された画像の
画素数を128×128とする。直交座標系を(x、
y、z)とし、鉛直方向にz方向を設定した時、位相エ
ンコード方向を、x、y、zの何れか1つの方向とす
る。
置は、直交座標系を(x、y、z)とし、鉛直方向にz
方向を設定し、検査対象の体軸方向をy方向として、z
方向に静磁場を発生する手段と、静磁場に置かれた検査
対象に印加する励起RFパルスを発生する手段と、x方
向、y方向、及びz方向に印加する傾斜磁場を発生する
手段と、5個以上のサブコイルから構成され検査対象か
ら発生する核磁気共鳴信号を検出するコイルとを具備す
る。任意の撮影断面は直交する2軸により定められる。
4の面内に配置され検査対象の表面の近傍に配置された
8の字型の第1の表面コイルと、第4の面内に配置され
第1の表面コイルとオーバラップする8の字型の第2の
表面コイルと、xz面に実質的に平行な第1の面内に配
置され検査対象の外周に配置された第1のループコイル
と、第1の面と略45°の角度で交差する第2の面内に
配置され検査対象の外周に配置された第2のループコイ
ルと、第1の面と略−45°の角度で交差する第3の面
内に配置され検査対象の外周に配置された第3のループ
コイルとから構成される。
及び第3のループコイルの内側、又は外側で、検査対象
に近接して配置される。
形又は矩形の任意の撮影断面を定める直交する2軸の何
れか一方の軸上で、不均一な感度分布を持つ。
検査装置)は、核磁気共鳴を利用して被写体の断層像を
計測する装置である。図1は、本発明が適用される核磁
気共鳴を用いた検査装置の構成例を示すブロック図であ
る。図1に示すように、被写体(検査対象)103は、
静磁場を発生するマグネット101及び傾斜磁場を発生
するコイル102内に設置される。一般に、傾斜磁場発
生コイル102は、互いに直交するの3軸の傾斜磁場コ
イルから構成される。
と高周波磁場(RFパルス)発生器106に命令を送
り、傾斜磁場及びRFパルスをそれぞれ傾斜磁場コイル
102及び照射用コイル107より発生する。通常、高
周波磁場発生器106の出力であるRFパルスは、RF
パワーアンプ115により増幅され、RFパルスは、照
射用コイル107を通じて被写体103に印加される。
被写体103から発生した核磁気共鳴信号は受信用コイ
ル116により受波される。受信用コイル116は被写
体103の内部に挿入される場合もある。
は、受信器108でA/D変換(サンプリング)され検
波される。検波の基準とする中心周波数(磁気共鳴周波
数)は、シーケンサ104によりセットされる。検波さ
れた信号は計算機109に送られ、ここでリサンプリン
グ処理された後、画像再構成等の信号処理が行われる。
信号処理の結果はディスプレイ110に表示される。必
要に応じて、記憶媒体111に検波された信号や測定条
件を記憶させることもできる。
シムコイル112を使う。シムコイル112は複数のチ
ャネルからなり、シム電源113により電流が供給され
る。静磁場均一度調整時には、複数のチャネルの各コイ
ルに流れる電流をシーケンサ104により制御する。シ
ーケンサ104はシム電源113に命令を送り、静磁場
不均一を補正するような付加的な磁場をシムコイル11
2より発生させる。
が、プログラムされたタイミング、強度で動作するよう
に制御を行う。このプログラムのうち、特に、RFパル
スの印加、傾斜磁場の印加、核磁気共鳴信号の受信のタ
イミング、RFパルスと傾斜磁場の強度を記述したもの
は撮影シーケンスと呼ばれている。
イル116は、複数個のサブコイルから構成される。図
9は、本発明の実施例に於ける受信コイルの配置例を示
す図である。図9に示す受信コイルの配置に対して、従
来技術1に示された高速化技術に適用する場合について
述べる。
イルと2つの表面コイルの合計5つのサブコイルから構
成される。図9に示す受信コイルは、静磁場方向(z方
向)と実質的に平行な線分を含む面内に配置されてい
て、被写体の外周に配置されたループコイル91−1、
91−2、91−3、並びに、静磁場方向と実質的に垂
直な線分を含む面内に配置されていて、被写体の表面の
近傍に配置された8の字型コイル92−1、92−2か
ら構成されている。
第1の面内に配置されている。ループコイル91−1
は、第1の面と45°の角度で交差する第2の面内に配
置されている。ループコイル91−3は、第1の面と−
45°の角度で交差する第3の面内に配置されている。
実際にコイルを作成する時は、厳密に45°あるいは−
45°にコイルを配置することは困難であるが、少なく
とも40°〜50°、あるいは−40°〜−50°の範
囲に配置することが好ましい。
2−1が被写体の胸側の表面近傍に配置され、8の字型
コイル92−2が被写体の背側の表面近傍に配置されて
いる。2つの8の字型コイルの中心は撮影断面の原点を
通るz軸上に何れも配置されている。
コイルの感度分布を示す図である。図7(a)に示す8
の字型コイル92−1の撮影断面の原点を通るx、y、
z軸の上の感度分布を、図7(b)、図7(c)、図7
(d)に示す。図7(a)に示すように、8の字型コイ
ルは、幅10cm、長さ30cmの矩形状の、相互に1
0cm離れた2つの導電ループを有する。
(c)はそれぞれ、ループコイル91−1の原点を通る
x、y、z軸の上の感度分布を示す。
(c)はそれぞれ、ループコイル91−2の原点を通る
x、y、z軸の上の感度分布を示す。
(c)はそれぞれ、ループコイル91−3の原点を通る
x、y、z軸の上の感度分布を示す。
イス厚5mmとする。撮影面がトランス面(xz面)の
場合について考える。位相エンコード方向をx軸に選択
した場合、ループコイル91−1、91−3のx軸上の
感度分布は不均一であるから、撮影速度向上率を3倍に
できる。また、位相エンコード方向をz軸に選択した場
合、8の字型コイル92−1、92−2のz軸上の感度
分布は不均一であるから、撮影速度向上率を3倍以上に
できる。現在、最も速い撮影シーケンスであるエコープ
ラナー法に上述のような高速化技術を適用した場合、撮
影速度向上率を3倍とすると、0.03秒程度で1枚の
画像を取得できる。これは、心臓等のような速い動きの
臓器を撮影するのに十分な撮影速度である。
ループコイル91−1、91−2、91−3の何れかの
サブコイルは感度を有することから、撮影領域で殆ど感
度を持たない領域が存在しない状態、即ち、撮影領域の
全ての領域で感度を有する状態となっている。
いて考える。位相エンコード方向をy軸に選択した場
合、ループコイル91−1、91−2、91−3のy軸
上の感度分布は不均一である。ループコイル91−1、
91−3の感度分布はほぼ等しくなるため、ループコイ
ル91−1、91−3のどちらかは折り返し分離に寄与
しないが、少なくとも撮影速度向上率を3倍にできる。
た場合、8の字型コイル92−1、92−2のz軸上の
感度分布は不均一であるから、撮影速度向上率を3倍以
上にできる。
ループコイル91−1、91−2、91−3の何れかの
サブコイルは感度を有することから、撮影領域で殆ど感
度を持たない領域が存在しない状態、即ち、撮影領域の
全ての領域で感度を有する状態となっている。
いて考える。位相エンコード方向をx軸に選択した場
合、ループコイル91−1、91−3のx軸上の感度分
布は不均一であるから、撮影速度向上率を3倍にでき
る。
た場合、ループコイル91−1、91−2、91−3の
y軸上の感度分布は不均一である。ループコイル91−
1、91−3の感度分布はx=0のライン上でほぼ等し
くなるため、ループコイル91−1、91−3のどちら
かは折り返し分離に寄与しないが、少なくとも撮影速度
向上率を3倍にできる。
ループコイル91−1、91−2、91−3の何れかの
サブコイルは感度を有することから、撮影領域で殆ど感
度を持たない領域が存在しない状態、即ち、撮影領域の
全ての領域で感度を有する状態となっている。
したが、図17に示すように、例えば、ループコイルは
四辺形であっても良い。また、四辺形の対向する辺の近
傍で折り曲げられた形状であっても良い。
クリル等の素材で構成されたボビンにサブコイルを固定
し支持する。ボビンの形状としては、5mm〜10mm
程度の厚みを有する円筒あるいは楕円筒、あるいは断面
が四辺形の筒等が好ましい。
/組み立てができるように構成すれば、被写体への装着
が容易となる。この場合、ボビンに固定されるコイル
も、ボビンの分割位置とほぼ一致する位置で分割/組み
立てが可能な構成とする。コイルの分割部にはコネクタ
を配置し、分割されたコイル間を接続する。
について考える。所望の視野に対して、位相エンコード
方向に1/3の矩形視野を5つのコイルから同時に撮影
する(撮影時間は1/3)。1/3の視野画像は当然被
写体の折り返しの入った画像となるが、5つのコイルの
感度分布の違いを利用して連立方程式を解くことによ
り、折り返しを分離して、1/1の視野画像を再構成す
る。この場合は、3個の未知数に対して、5個の方程式
からなる連立方程式が存在し、全てのライン上で少なく
とも3個の方程式は独立なので、解が求まる。
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例
えば、サブコイルの個数は5個以上にしても良いことは
言うまでもない。また、最終的に得られる画像の画素数
を、例えば、64×64、128×128、256×2
56としても良い。
オープンMRI装置によれば、どの軸を位相エンコード
方向に選択しても撮影速度向上率を3倍以上にでき、且
つ、撮影領域で殆ど感度を持たない領域が存在しない状
態、即ち、撮影領域の全ての領域で感度を有する状態で
撮影を行うことができる。
エンコード軸の選択に制限が無いため、垂直磁場オープ
ンMRIを使用する、特に、心臓をターゲットにした術
中撮影(IVR)に於いて、ユーザーニーズに適った装
置を提供できる。
に示したが、ループコイルの外側に配置しても良い。図
9では、表面コイルを胸側と背側の体表の近傍に1つず
つ配置したが、胸側の体表の近傍に2つ配置、あるいは
背側の体表の近傍に2つ配置しても良い。胸側、あるい
は背側の体表の近傍に表面コイルを2つ配置させる場
合、図19に示すように2つの表面コイル120−1、
120−2を実質的に直交するように配置し、オーバラ
ップさせて配置しても良い。表面コイル120−1の出
力端126−1と表面コイル120−2の出力端126
−2の位置をそれぞれ直交する方向に配置する。図7
(a)に示すように、図19に示す8の字型コイルは、
矩形状の相互に離れた2つの導電ループを有する。
ループコイル91−3は、互いに交差(たすきがけ)す
る配置となっているが、図20に示すように互いに交差
しない配置でもよい。図20では、ループコイル91−
1とループコイル91−3は、被写体103の肩から脇
にかけての外周に配置されている。
合、図9に示したコイル配置を用いた場合と比較して、
ループコイル91−1の感度が最大となる位置はx軸の
プラス方向にずれ、ループコイル91−3の感度が最大
となる位置はx軸のマイナス方向にずれる。このため、
図20に示すようなコイル配置を用いて前述の本発明に
よる高速化技術を適用した場合、図9に示したコイル配
置を用いた場合と比較して、出来上がった画像は左右の
肺の部分でS/Nが高くなるという効果がある。また、
図9と図20においては、ループコイル91−2は、胸
部の外周に配置されているが、被写体103の首の外周
に配置してもよい。ループコイル91−2を首の外周に
配置して前述の本発明による高速化技術を適用した場
合、出来上がった画像は心臓の上部分でS/Nが高くな
る。すなわち、心臓上方の血管部分の診断において有利
となる効果がある。
面)、コロナル面(xy面)、サジタル面(yz面)の
基本3断面を撮影断面に選んだ場合について説明した
が、傾斜磁場の向きは任意にとれるので、これらと斜め
の面(oblique section)についてもイ
メージングが可能であり、斜めスライスは心臓のように
軸が体軸と傾いた臓器の撮像に有効である。
は、x、y、z方向の傾斜磁場コイルに、それぞれの方
向の磁場勾配の成分に対応した電流を流すことにより容
易に得られる。図21においても、直交する2つの軸2
02と203が撮影断面201を定めており、軸202
あるいは203のいずれかの方向が位相エンコード方向
に選択される。図21のような斜め撮影においても同様
に、静磁場方向と平行な線分を含む面内に配置されてい
て被写体の外周に配置されたループコイルと、静磁場方
向と垂直な線分を含む面内に配置されていて被写体の表
面に配置された表面コイルを、それぞれ複数個用いて受
信コイルを構成することにより、前述した高速化技術を
垂直磁場オープンMRI用の受信コイルに適用する際、
どの軸を位相エンコード方向に選択しても撮影速度向上
化率を3倍以上にでき、かつ、撮影領域中でほとんど感
度を持たない領域が存在しない撮影を行なうことができ
る。
た検査装置によれば、静磁場方向と平行な線分を含む面
内で被写体の外周に配置されたループコイルの複数個
と、静磁場方向と垂直な線分を含む面内で被写体の表面
の近傍に配置された表面コイルの複数個とを用いて受信
コイルを構成するので、どの軸を位相エンコード方向に
選択しても、任意の所望の視野(1/1の視野画像)
を、1個のコイルを用いて通常の方法で撮影する速度の
3倍以上にでき、且つ、撮影領域で殆ど感度を持たない
領域が存在しない状態、即ち、撮影領域の全ての領域で
感度を有する状態で撮影をできるという効果がある。
ク図。
視図。
向を示す図。
図。
分布を示す図。
示す図。
示す図。
布の例を示す図。
す図。
す図。
す図。
す図。
図。
す図。
を示す図。
を示す図。
を説明する図。
2、91−3…ループコイル、92−1、92−2…8
の字型コイル、101…静磁場発生マグネット、102
…傾斜磁場発生コイル、103…被写体、104…シー
ケンサ、105…傾斜磁場電源、106…高周波磁場
(RFパルス)発生器、107…照射用コイル、108
…受信器、109…計算機、110…ディスプレイ、1
11…記憶媒体、112…シムコイル、113…シム電
源、114…医師、115…RFアンプ、116…受信
用コイル、117…8の字型コイル、118…受信コイ
ル、119…ボビン、120−1、120−2…表面コ
イル、121…撮影断面、122−1、122−2、1
22−3…y軸と平行な線分、123−1…y軸と平行
な線分122−1上でのコイル91−1の感度分布、1
23−2…y軸と平行な線分122−1上でのコイル9
1−2の感度分布、124−1…y軸と平行な線分12
2−2上でのコイル91−1の感度分布、124−2…
y軸と平行な線分122−2上でのコイル91−2の感
度分布、125−1…y軸と平行な線分122−3上で
のコイル91−1の感度分布、125−2…y軸と平行
な線分122−3上でのコイル91−2の感度分布、1
26−1…表面コイル120−1の出力端、126−2
…表面コイル120−2の出力端、201…任意方向の
撮影断面、202…軸、203…軸202と直交する
軸。
Claims (20)
- 【請求項1】鉛直方向に静磁場を発生する手段と、前記
静磁場に置かれた検査対象に印加する励起RFパルスを
発生する手段と、前記静磁場に置かれた前記検査対象に
印加する傾斜磁場を発生する手段と、複数のサブコイル
から構成され前記検査対象から発生する核磁気共鳴信号
を検出する受信コイルとを具備し、かつ、前記サブコイ
ルは、前記静磁場方向に垂直な面内に配置され前記検査
対象の表面の近傍に配置された複数の表面コイルと、前
記静磁場方向に平行な軸を含む面内に配置され前記検査
対象の外周に配置された複数のループコイルとから構成
され、前記検査対象の任意の撮影断面を定める直交する
2軸の何れか一方の軸上で、2個以上の前記サブコイル
は不均一な感度分布を有し、少なくとも1個の前記サブ
コイルは前記任意の撮影断面の任意の位置で感度を有し
てなることを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。 - 【請求項2】前記ループコイルの個数が3個以上であ
り、前記表面コイルの個数が2個以上であることを特徴
とする請求項1記載の核磁気共鳴を用いた検査装置。 - 【請求項3】前記複数のループコイルの内側に前記表面
コイルが配置されてなることを特徴とする請求項1記載
の核磁気共鳴を用いた検査装置。 - 【請求項4】前記複数のループコイルの外側に前記表面
コイルが配置されてなることを特徴とする請求項1記載
の核磁気共鳴を用いた検査装置。 - 【請求項5】前記表面コイルが8の字型の表面コイルで
あることを特徴とする請求項1記載の核磁気共鳴を用い
た検査装置。 - 【請求項6】前記2個以上の表面コイルは、8の字型の
第1の表面コイルと、前記第1の表面コイルとオーバラ
ップする8の字型の第2の表面コイルとを含み、前記第
1の表面コイルの出力端と前記第2の表面コイルの出力
端の位置がそれぞれ直交する方向に配置されてなること
を特徴とする請求項1記載の核磁気共鳴を用いた検査装
置。 - 【請求項7】前記ループコイルの形状が、四辺形の形
状、又は、四辺形の対向する辺の近傍で折り曲げられた
形状であることを特徴とする請求項1記載の核磁気共鳴
を用いた検査装置。 - 【請求項8】前記撮影断面の位相エンコード方向の長さ
の1/N(Nは2以上の整数)の長さを持つ矩形の視野
を設定して撮影を行ない、折り返しを前記エンコード方
向に含み、前記撮影により得られた前記検査対象の画像
から、前記複数のサブコイルの感度分布の違いに基づい
て、前記折り返しを分離して前記撮影断面の画像を再構
成することを特徴とする請求項1記載の核磁気共鳴を用
いた検査装置。 - 【請求項9】直交座標系を(x、y、z)とし、前記鉛
直方向にz方向を設定した時、前記位相エンコード方向
が、x、y、zの何れか1つの方向であることを特徴と
する請求項8記載の核磁気共鳴を用いた検査装置。 - 【請求項10】直交座標系を(x、y、z)とし、鉛直
方向にz方向を設定し、検査対象の体軸方向をy方向と
して、前記z方向に静磁場を発生する手段と、前記静磁
場に置かれた前記検査対象に印加する励起RFパルスを
発生する手段と、x方向、前記y方向、及び前記z方向
に印加する傾斜磁場を発生する手段と、5個以上のサブ
コイルから構成され前記検査対象から発生する核磁気共
鳴信号を検出する受信コイルとを具備し、かつ、前記サ
ブコイルが、xy面に平行な第4の面内に配置され前記
検査対象の表面の近傍に配置された8の字型の第1の表
面コイルと、前記第4の面内に配置され前記第1の表面
コイルとオーバラップする8の字型の第2の表面コイル
と、xz面に平行な第1の面内に配置され前記検査対象
の外周に配置された第1のループコイルと、前記第1の
面と略45°の角度で交差する第2の面内に配置され前
記検査対象の外周に配置された第2のループコイルと、
前記第1の面と略−45°の角度で交差する第3の面内
に配置され前記検査対象の外周に配置された第3のルー
プコイルとから構成されることを特徴とする核磁気共鳴
を用いた検査装置。 - 【請求項11】前記第1、第2及び第3のループコイル
の内側に前記第1及び第2の表面コイルが配置されてな
ることを特徴とする請求項10記載の核磁気共鳴を用い
た検査装置。 - 【請求項12】前記第1、第2及び第3のループコイル
の外側に前記第1及び第2の表面コイルが配置されてな
ることを特徴とする請求項10記載の核磁気共鳴を用い
た検査装置。 - 【請求項13】前記検査対象の任意の撮影断面は直交す
る2軸により定められることを特徴とする請求項10記
載の核磁気共鳴を用いた検査装置。 - 【請求項14】鉛直方向に静磁場を発生する手段と、前
記静磁場に置かれた検査対象に印加する励起RFパルス
を発生する手段と、前記静磁場に置かれた前記検査対象
に印加する傾斜磁場を発生する手段と、5個以上のサブ
コイルから構成され前記検査対象から発生する核磁気共
鳴信号を検出する受信コイルとを具備し、かつ、前記サ
ブコイルが、前記鉛直方向に垂直な面内に配置され前記
検査対象の表面の近傍に配置された2個以上の表面コイ
ルと、前記鉛直方向に平行な軸を含む面内に配置され前
記検査対象及び前記2個以上の表面コイルの外周に配置
された3個以上のループコイルとから構成され、前記検
査対象の任意の撮影断面を定める直交する2軸の何れか
一方の軸上で、2個以上の前記サブコイルは不均一な感
度分布を有し、少なくとも1個の前記サブコイルは前記
任意の撮影断面の任意の位置で感度を有することを特徴
とする核磁気共鳴を用いた検査装置。 - 【請求項15】鉛直方向に静磁場を発生する手段と、前
記静磁場に置かれた検査対象に印加する励起RFパルス
を発生する手段と、前記静磁場に置かれた前記検査対象
に印加する傾斜磁場を発生する手段と、5個以上のサブ
コイルから構成され前記検査対象から発生する核磁気共
鳴信号を検出する受信コイルとを具備し、かつ、前記サ
ブコイルが、前記鉛直方向に垂直な面内に配置され前記
検査対象の表面の近傍に配置された2個以上の表面コイ
ルと、前記鉛直方向に平行な軸を含む面内に配置され前
記検査対象の外周に配置された3個以上のループコイル
とから構成されることを特徴とする核磁気共鳴を用いた
検査装置。 - 【請求項16】前記検査対象の任意の撮影断面を定める
直交する2軸の何れか一方の軸上で、2個以上の前記サ
ブコイルは不均一な感度分布を有し、前記サブコイルの
少なくとも1つは前記任意の撮影断面の任意の位置で感
度を有し、前記軸の何れかに平行な線上で前記サブコイ
ルの不均一な感度分布の少なくとも2個以上は、前記何
れかの軸に平行な線上で異なることを特徴とする請求項
15記載の核磁気共鳴を用いた検査装置。 - 【請求項17】前記3個以上のループコイルの内側に前
記表面コイルが配置されてなることを特徴とする請求項
15記載の核磁気共鳴を用いた検査装置。 - 【請求項18】前記3個以上のループコイルの外側に前
記表面コイルが配置されることを特徴とする請求項15
記載の核磁気共鳴を用いた検査装置。 - 【請求項19】静磁場に置かれた検査対象に傾斜磁場お
よび励起RFパルスを印加し、複数のサブコイルからな
る受信コイルを用いて前記検査対象から発生する核磁気
共鳴信号を検出して、前記検査対象の撮影断面像を得る
ようにした核磁気共鳴を用いた検査装置において、前記
受信コイルは、前記静磁場の方向に垂直な軸を含む面内
にあって前記検査対象の表面の近傍に配置された複数の
第1のサブコイルと、前記静磁場の方向に平行な軸を含
む面内にあって前記検査対象の外周に配置された複数の
第2のサブコイルとを具備してなることを特徴とする核
磁気共鳴を用いた検査装置。 - 【請求項20】前記受信コイルは、2個以上の第1のサ
ブコイルと、3個以上の第2のサブコイルとで構成され
ていることを特徴とする請求項19記載の核磁気共鳴を
用いた検査装置。
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