JP2003144409A

JP2003144409A - 磁気共鳴撮像装置

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Publication number: JP2003144409A
Application number: JP2001342696A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Sato; 隆洋佐藤
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2001-11-08
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2003-05-20
Anticipated expiration: 2021-11-08
Also published as: JP3866960B2

Abstract

(57)【要約】【課題】勾配コイル部の勾配磁場の立ち上がり時間を
早くし、ＲＦコイル部のＱ値を高くすることを廉価に行
うことができるＲＦシールドを実現する。【解決手段】ＲＦシールド部１０８を一枚の銅箔で形
成し、ＲＦコイル部のＲＦ磁場発生領域２００の近傍領
域を厚くし、また勾配コイル部のリターンパス領域２１
０，２２０の近傍領域を薄くすることとして、勾配磁場
の立ち上がり時間を早くし、ＲＦコイル部のＱ値を高く
することができるＲＦシールドを実現させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、勾配コイル（ｃ
ｏｉｌ）およびＲＦ（ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃ
ｙ）コイル間の電磁気的結合をなくすＲＦシールド（ｓ
ｈｉｅｌｄ）部を有する磁気共鳴撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴撮像装置には、画像取得のため
複数のコイルが内蔵されているが、これらコイル間の電
磁気的結合はコイルの特性劣化の原因となる。特に、勾
配コイルおよびＲＦコイル間の電磁気的結合は、両コイ
ルが近接して配設されていることから両コイル間の電磁
気的結合をなくすことはコイル特性向上のために重要で
ある。

【０００３】そこで、勾配コイルおよびＲＦコイル間に
シート（ｓｈｅｅｔ）状のＲＦシールドを配置して、電
磁気的結合をなくすことがおこなわれる。このＲＦシー
ルドには、一体型と分割型とが存在する。ここで、分割
型のＲＦシールドは、シート状のＲＦシールドを分割さ
れた導体パターンで形成し、さらにそれら導体パターン
をコンデンサ（ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ）等の電子部品で接
続し高周波回路を形成するものである。この分割型ＲＦ
シールドは、プリント（ｐｒｉｎｔ）板あるいはフレキ
シブルプリント（ｆｌｅｘｉｂｌｅｐｒｉｎｔ）板等
で形成される形状がおおよそ１ｍ四方に及ぶ平面、もし
くは長さ１ｍ、直径が７０ｃｍ以上の円筒のものである
こと、および高価な電子部品が用いられることから、非
常に高価なものとなり、製品価格を高いものにしてい
た。

【０００４】その反面、一体型のＲＦシールドは、適正
な厚さを有する一枚の銅板もしくは銅箔を用いるため、
大きな形状のものでも非常に廉価に製造されるものであ
る。このＲＦシールドによれば、銅板もしくは銅箔の厚
さは、ＲＦコイルが勾配コイルとの電磁気的結合を無く
すに充分な厚さと、勾配コイルの発生磁場による渦電流
（ｅｄｄｙｃｕｒｒｅｎｔ）を無くすに充分な薄さ
と、の間で実験的に最適と思われる厚さに選択されてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記一
体型のＲＦシールドによる従来技術によれば、ＲＦコイ
ルの勾配コイルとの電磁気的結合、並びに勾配コイルに
よるＲＦシールド上の渦電流、を共に少なくすることが
できなっかた。すなわち、ＲＦコイルの勾配コイルとの
電磁気的結合はＲＦシールドを厚くすることにより低減
され、一方、勾配コイルによるＲＦシールド上の渦電流
はＲＦシールドを薄くすることにより低減されるので、
ＲＦシールド厚さとしては、両者の中間点を取る必要が
あった。

【０００６】特に、ＲＦコイルの勾配コイルとの電磁気
的結合は、ＲＦコイルのＱ値を低下させる要因となり、
また、勾配コイルによるＲＦシールド上の渦電流は、勾
配磁場を切り替える際の立ち上がり時間を大きくする要
因となっていた。

【０００７】これらのことから、ＲＦコイルの勾配コイ
ルとの電磁気的結合が少なく、さらに勾配コイルによる
ＲＦシールド上の渦電流も少ない一体型のＲＦシールド
をいかに実現するかが極めて重要となる。

【０００８】この発明は、上述した従来技術による課題
を解決するためになされたものであり、ＲＦコイルの勾
配コイルとの電磁気的結合を少なくし、さらに勾配コイ
ルによるＲＦシールド上の渦電流も少ない、廉価にでき
る一体型のＲＦシールドを備える磁気共鳴撮像装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、第１の観点の発明に係る磁気共
鳴撮像装置は、勾配磁場を形成する勾配磁場形成部と、
高周波磁場を送信あるいは送受信する送受信部と、前記
勾配磁場形成部と前記送受信部との電磁気的結合を少な
くするＲＦシールド手段と、を備える磁気共鳴撮像装置
であって、前記ＲＦシールド手段は、前記ＲＦシールド
手段上に形成される前記勾配磁場および前記高周波磁場
の強さに依存して、導体箔厚さが場所ごとに異なるシー
ト状導体箔からなることを特徴とする。

【００１０】この第１の観点による発明によれば、ＲＦ
シールド手段は、ＲＦシールド手段上に形成される勾配
磁場および高周波磁場の強さに依存して、導体箔厚さが
場所ごとに異なるシート状導体箔からなることとしてい
るので、磁場の強さに応じて導体箔厚さを変化させ、導
体箔に生じる渦電流を制御することができる。

【００１１】また、第２の観点の発明に係る磁気共鳴撮
像装置によれば、前記シート状導体箔は、前記シート状
導体箔上の前記勾配磁場が強い領域で、薄い導体厚さを
備えることを特徴とする。

【００１２】この第２の観点の発明によれば、シート状
導体箔は、シート状導体箔上の前記勾配磁場が強い領域
で、薄い導体厚さを備えることとしているので、勾配磁
場によりシート状導体箔に発生する渦電流を少なくし、
勾配磁場が切り替わる際の立ち上がり時間を最小限にす
ることができる。

【００１３】また、第３の観点の発明に係る磁気共鳴撮
像装置によれば、前記シート状導体箔は、前記シート状
導体箔上の前記高周波磁場が強い領域で、厚い導体箔厚
さを備えることを特徴とする。

【００１４】この第３の観点の発明によれば、シート状
導体箔は、シート状導体箔上の高周波磁場が強い領域
で、厚い導体箔厚さを備えることとしているので、高周
波磁場によりシート状導体箔に発生する渦電流を多く
し、高周波磁場がシート状導体箔を透過するのを防止
し、勾配磁場形成部と送受信部との磁気結合をなくして
送受信部のコイルのＱ値を向上することができる。

【００１５】また、第４の観点の発明の係る磁気共鳴撮
像装置によれば、前記シート状導体箔は、銅箔からなる
ことを特徴とする。この第４の観点の発明によれば、シ
ート状導体箔は、銅箔からなることとしているので、高
い導電率を有し、効率的にＲＦシールドを行うことがで
きる。

【００１６】また、第５の観点の発明に係る磁気共鳴撮
像装置によれば、前記シート状導体箔は、導体箔を重ね
合わせて厚さを変えることを特徴とする。この第５の観
点の発明によれば、シート状導体箔は、導体箔を重ね合
わせて導体箔厚さを変えることとしているので、容易で
廉価に導体箔の厚さを変えることができる。

【００１７】また、第６の観点の発明に係る磁気共鳴撮
像装置よれば、前記シート状導体箔は、前記勾配磁場形
成部と前記送受信部との間に位置することを特徴とす
る。この第６の観点の発明によれば、シート状導体箔
は、勾配磁場形成部と送受信部との間に位置することと
しているので、勾配磁場形成部と送受信部との間に発生
する電気的および磁気的な結合を除去することができ
る。

【００１８】また、第７の観点の発明に係る磁気共鳴撮
像装置よれば、前記シート状導体箔は、前記勾配磁場形
成部および前記送受信部と電気的に絶縁することを特徴
とする。

【００１９】この第７の観点の発明によれば、シート状
導体箔は、勾配磁場形成部および送受信部と電気的に絶
縁することとしているので、勾配磁場形成部や送受信部
と電気的接触しても漏電することがなく安全な状態を維
持することができる。

【００２０】また、第８の観点の発明に係る磁気共鳴撮
像装置によれば、前記シート状導体は、前記送受信部の
接地端子と電気的に等電位にすることを特徴とする。こ
の第８の観点の発明によれば、シート状導体は、送受信
部の接地端子と電気的に等電位にすることとしているの
で、シート状導体を安定した電位に保ちノイズを低減す
ることができる。

【００２１】また、第９の観点の発明に係る磁気共鳴撮
像装置によれば、前記磁気共鳴撮像装置は、水平磁場型
あるいは垂直磁場型の静磁場発生手段を備えることを特
徴とする。

【００２２】この第９の観点の発明によれば、磁気共鳴
撮像装置は、水平磁場型あるいは垂直磁場型の静磁場発
生手段を備えることとしているので、磁気共鳴撮像装置
の中心部に配置された被検体に磁気共鳴現象を生じさせ
ることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる磁気共鳴撮像装置の好適な実施の形態につ
いて説明する。なお、これにより本発明が限定されるも
のではない。

【００２４】まず、本発明の実施の形態にかかる磁気共
鳴撮像装置の全体構成について説明する。図１は、この
発明の実施の形態の一例である水平磁場型の磁気共鳴撮
像装置の全体構成を示すブロック図である。図１におい
て、この磁気共鳴撮像装置は、マグネットシステム（ｍ
ａｇｎｅｔｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネッ
トシステム１００は主磁場コイル部１０２、勾配コイル
部１０６、ＲＦシールド部１０８、ＲＦコイル部１１０
を有する。これら各コイル部は、概ね円筒状の形状を有
し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステ
ム１００の概ね円柱状の内部空間（ボア：ｂｏｒｅ）
に、撮影の被検体１がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）１２
０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。

【００２５】主磁場コイル部１０２は、マグネットシス
テム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方
向は概ね被検体１の体軸の方向に平行である。すなわち
いわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は
例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導
コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成してもよい
のはもちろんである。

【００２６】勾配コイル部１０６は、互いに垂直な３軸
すなわちスライス（ｓｌｉｃｅ）軸、位相軸および周波
数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持た
せるための３つの勾配磁場を形成させる勾配磁場形成部
である。

【００２７】ＲＦコイル部１１０は、静磁場空間にある
被検体１の体内に核磁気共鳴を励起するための高周波磁
場を形成する送受信部である。また、ＲＦコイル部１１
０により被検体１の体内に励起された磁気共鳴信号は、
ＲＦコイル部１１０により受信される。

【００２８】ＲＦシールド部１０８は、勾配コイル部１
０６およびＲＦコイル部１１０の間に位置して、ＲＦコ
イル部１１０が勾配コイル部１０６と電磁気的に結合す
ることを防止するＲＦシールド手段である。

【００２９】勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０
が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１
０６に駆動信号を与えて勾配磁場を形成させる。勾配駆
動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾
配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有
する。

【００３０】ＲＦコイル部１１０には、バードケイジ
（ｂｉｒｄｃａｇｅ）型のコイルが配置されており、送
受信部１５０と接続されている。送受信部１５０からＲ
Ｆコイル部１１０に駆動信号を与えてＲＦパルスを送信
し、ＲＦコイル部１１０は、送信されたＲＦパルスから
ＲＦ磁場をマグネットシステム１００の中心部に形成
し、被検体１を核磁気共鳴の励起状態にする。

【００３１】勾配駆動部１３０および送受信部１５０に
はスキャンコントローラ（ｓｃａｎｃｏｔｒｏｌｌｅ
ｒ）部１６０が接続されている。スキャンコントローラ
部１６０は、勾配駆動部１３０および送受信部１５０を
それぞれ制御して撮影を遂行する。

【００３２】送受信部１５０の出力側はデータ処理部１
７０に接続されている。送受信部１５０が収集したデー
タは、データ処理部１７０に入力される。データ処理部
１７０は、例えば計算機等を用いて構成される。データ
処理部１７０は図示しないメモリを有する。メモリはデ
ータ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを
記憶している。

【００３３】データ処理部１７０はスキャンコントロー
ラ部１６０に接続されている。データ処理部１７０はス
キャンコントローラ部１６０の上位にあってそれを統括
する。本装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに
記憶されたプログラムを実行することによりを実現され
る。

【００３４】データ処理部１７０には表示部１８０およ
び操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グ
ラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃｄｉｓｐｌ
ａｙ）等で構成される。操作部１９０はポインティング
デバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ）を備えたキ
ーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。

【００３５】表示部１８０は、データ処理部１７０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。操
作部１９０は、使用者によって操作され、各種の指令や
情報等をデータ処理部１７０に入力する。使用者は表示
部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ
（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。

【００３６】つぎに、ＲＦシールド部１０８の具体的な
構成について、図２を用いて説明する。図２は、図１に
示したＲＦシールド部１０８の構造を図示したものであ
る。ＲＦシールド部１０８は、円筒形状の導体箔である
銅箔シートから形成されており、ＲＦコイル部１１０が
配置される中心近傍のＲＦ磁場発生領域２００では，銅
箔シートが厚くなっている。また、円筒形状の開口部近
辺のリターンパス領域２１０、２２０では、銅箔シート
が薄くなっている。このＲＦ磁場発生領域２００および
リターンパス領域２１０，２２０の厚さは、高周波磁場
の周波数および勾配磁場に要求される立ち上がり時間に
より厚さが異なるが、概ね１０μｍ〜３０μｍの間にあ
る。

【００３７】このＲＦシールド部１０８は、勾配コイル
部１０６およびＲＦコイル部１１０とは距離を置いて配
置されるが、特にＲＦコイル部１１０とは送信パワーを
低減するために距離を取ることが望ましい。また、表面
は、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）等の膜で覆われ
他の部品と電気的に絶縁されることが好ましい。また、
円筒形状を維持するため、例えばガラスエポキシ（ｇｌ
ａｓｓｅｐｏｘｙ）樹脂等で形成された円筒に貼り付
けたり、あるいは勾配コイル部１０６と一体型にすると
かの方法が行われる。なお、ＲＦシールド部１０８を形
成する銅箔シートの電位は、ノイズ低減のため、ＲＦコ
イル部１１０の接地端子と同電位であることが好まし
い。

【００３８】次に、ＲＦシールド部１０８の動作につい
て説明する前に渦電流およびＲＦコイル部１１０が形成
する磁場分布について図３〜図５を用いて説明を行う。
図３に示す様に、時間的に変動する高周波磁場が銅箔平
面に対して垂直に成分を有すると、銅箔平面上に同心円
状の渦電流が発生する。この渦電流は、入力磁場が強い
ほど、また、銅箔が厚いほど、銅箔断面の電気抵抗値が
小さくなるため、大きなものとなる。一方、この渦電流
は、入力磁場を打ち消す方向に磁場を発生するので、銅
箔が厚くなると渦電流は大きなものとなり、ひいては磁
場の打ち消し効果も大きくなって勾配コイルに到達する
磁場は小さなものとなり、磁気結合をなくすことができ
る。その結果として、図４（Ａ）に示す様に、銅箔厚さ
を厚くすることにより、例えば銅箔面前後に配置された
コイルのＱ値は、コイル間の磁気結合による損失が減る
ことにより、上昇する。

【００３９】また、勾配磁場を被検体１に加えた時の様
に階段状に変化する場合には、渦電流が入力磁場を打ち
消す方向に磁場を発生するので、この階段状波形の立ち
上がり部分に遅れが生じる。この場合には、銅箔の厚さ
を薄くすることにより、銅箔断面の電気抵抗値を大きな
ものとして渦電流を小さくし、ひいては磁場の打ち消し
効果も小さくし、前記階段状波形の立ち上がり部分の遅
れを小さくすることができる。従って、この銅箔の近傍
に階段状に変化する勾配磁場を形成するコイルが配置さ
れた場合には、図４（Ｂ）に示す様に、銅箔厚さを薄く
することにより、勾配磁場の立ち上がり時間を速くする
ことができる。

【００４０】また、ＲＦコイル部１１０で用いられるバ
ードケイジ型コイルの例を図５に示した。これは８エレ
メント型のバードケイジ型コイルで、給電部を介して送
受信部１５０と同軸ケーブルにより接続されている。ま
た、被検体１は、この円筒内の中心部に載置される。

【００４１】送受信部１５０からの高周波信号をバード
ケイジ型コイルで送信する際に発生する高周波磁場は概
ね図３に示した磁力線にそって発生する。被検体１の載
置される円筒内部ではｙ軸方向のほぼ均一強度の高周波
磁場が形成され、円筒内部からでた磁力線はｘｙ面内で
円筒周囲を大きく周回し元の位置に戻る。

【００４２】つづいて、ＲＦシールド部１０８の動作に
ついて図６を用いて説明する。図６（Ａ）は、円筒形状
の勾配コイル部１０６をｙ方向の側面から見た図であ
る。この勾配コイル部１０６の円筒上には、互いに垂直
な３軸方向において勾配磁場を発生する導体パターンが
形成されている。図６（Ａ）に示されているのはｙ軸方
向に勾配磁場を発生する導体パターンの例である。この
導体パターンは、勾配駆動部１３０から供給される電流
により磁場を形成し、直線性の良い勾配磁場が形成され
る勾配磁場発生領域とリターンパス（ｒｅｔｕｒｎｐ
ａｓｓ）領域２１０、２２０とに分けられる。勾配磁場
発生領域では、直線性の良い勾配磁場を用いて被検体１
の撮像が行われる。

【００４３】また、リターンパス領域２１０、２２０
は、図６（Ａ）に示す様に、導体パターンの線密度が高
いため、勾配磁場発生領域と比較して強い磁場が形成さ
れる。図６（Ｂ）には、勾配コイル部１０６の内部に配
置されるＲＦシールド部１０８の断面形状が示されてい
る。ＲＦシールド部１０８を構成する銅箔は、勾配コイ
ル部１０６で強い磁場を形成するリターンパス領域２１
０、２２０の近傍で銅箔厚さが薄くなっている。これに
より、図４（Ｂ）で説明した現象により、勾配コイル部
１０６により形成されるＲＦシールド部１０８の渦電流
は減少し、勾配コイル部１０６により形成される勾配磁
場の立ち上がり時間は短くなる。また、ＲＦシールド部
１０８の勾配磁場発生領域の近傍では、銅箔厚さが厚く
なっているが、この領域では勾配コイル部１０６が比較
的弱い磁場を形成しているので、渦電流の増加は少な
い。

【００４４】図６（Ｃ）には、ＲＦシールド部１０８の
中心近傍に配置されるＲＦコイル部１１０の側面図が示
されている。図５に示したように、ＲＦコイル部１１０
は、円筒形周囲のＲＦ磁場発生領域２００に強い高周波
磁場を発生する。ＲＦシールド部１０８を構成する銅箔
は、強い磁場を形成すＲＦ磁場発生領域２００の近傍で
銅箔厚さが厚くなっている。これにより、図４（Ａ）で
説明した現象により、ＲＦコイル部１１０により形成さ
れる高周波磁場は、ＲＦシールド部１０８を透過しなく
なり、ＲＦコイル部１１０と勾配コイル部１０６間に磁
気結合は生ぜず、ひいてはＲＦコイル部１１０のＱ値が
上昇する。

【００４５】また、ＲＦシールド部１０８を構成する銅
箔は、リターンパス領域２１０、２２０の近傍で銅箔厚
さが薄くなっている。この領域ではＲＦコイル部１１０
が弱い磁場を形成しているので、銅箔のこの領域を高周
波磁場が漏れることによるＲＦコイル部１１０と勾配コ
イル部１０６間の磁気結合は少なく、ＲＦコイル部１１
０のＱ値への寄与は少ない。

【００４６】上述してきたように、本実施の形態では、
ＲＦシールド部１０８を一枚の銅箔で形成し、その勾配
磁場発生領域およびＲＦ磁場発生領域２００の近傍領域
を厚くし、またリターンパス領域２１０、２２０の近傍
領域を薄くしているので、勾配コイル部１０６の勾配磁
場による渦電流を少なくし、ＲＦコイル部１１０による
高周波磁場による渦電流を多くし、ひいては勾配磁場の
立ち上がり時間を早くし、ＲＦコイル部のＱ値を高くす
ることを廉価に行うことができる。

【００４７】また、ＲＦシールド部１０８の銅箔の厚い
領域と薄い領域の境界は、同心円状の形状をしている
が、勾配磁場強度およびＲＦ磁場強度の詳細な分布情報
に基づいて、複雑な境界形状にすることもできる。

【００４８】また、ＲＦシールド部１０８の銅箔厚さは
厚い領域と薄い領域の２段階からなるが、勾配磁場強度
およびＲＦ磁場強度の詳細な分布情報に基づいて、銅箔
厚さを３段階もしくはそれ以上の段階数にして性能を向
上することもできる。（その他の実施の形態）上記実施の形態では、水平磁場
型の静磁場を有する磁気共鳴撮像装置を用いたＲＦシー
ルドの例について説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、垂直磁場型の静磁場を有する磁気共鳴
撮像装置を用いることもできる。そこで、その他の実施
の形態として、垂直磁場型の静磁場を有する磁気共鳴撮
像装置を用いたＲＦシールドの例を示すことにする。

【００４９】図７に垂直磁場型の磁気共鳴撮像装置の有
するマグネットシステム７００のブロック図を示す。こ
のマグネットシステム７００は、図１のマグネットシス
テム１００に対応するものであり、その他の構成は同様
のものであるので、ここでの詳細な説明を省略する。

【００５０】図７に示すように、マグネットシステム７
００は主磁場マグネット部７０２、勾配コイル部７０
６、ＲＦシールド部７０８およびＲＦコイル部７１０を
有する。これら主磁場マグネット部７０２、ＲＦシール
ド部７０８および各コイル部は、いずれも空間を挟んで
互いに対向する１対のものからなる。また、いずれも概
ね円盤状の外形を有し中心軸を共有して配置されてい
る。マグネットシステム７００の内部空間に、被検体１
がクレードル７２０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。

【００５１】主磁場マグネット部７０２は、マグネット
システム７００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場
の方向は被検体１の体軸方向と直交する。すなわちいわ
ゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部７０２
は、例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久
磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用
いて構成しても良い。

【００５２】勾配コイル部７０６は、静磁場強度に勾配
を持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場
は、スライス勾配磁場、リードアウト勾配磁場およびフ
ェーズエンコード勾配磁場の３種であり、これら３種類
の勾配磁場に対応して勾配コイル部７０６は図示しない
３系統の勾配コイルを有する。

【００５３】ＲＦシールド部７０８は、勾配コイル部７
０６およびＲＦコイル部７１０の間に位置して、ＲＦコ
イル部７１０が勾配コイル部７０６と電磁気的に結合す
ることを防止するＲＦシールド手段である。

【００５４】ＲＦコイル部７１０は静磁場空間に被検体
１の体内のスピンを励起するためのＲＦ励起信号を送信
し、励起されたスピンが生じる磁気共鳴信号を受信す
る。また、ＲＦコイル部７１０および勾配コイル部７０
６には、送受信部１５０および勾配駆動部１３０が接続
されている。

【００５５】つぎに、ＲＦシールド部７０８の具体的な
構成について、図８を用いて説明する。ＲＦシールド部
７０８は、対向して配置される１対の同一形状を有する
銅箔シートから形成されており、図８には、その一方の
銅箔シートが示されている。図８（Ａ）は、被検体１の
体軸と直交する中心軸であるｚ軸からＲＦシールド部７
０８の銅箔シートを見た図であり、図８（Ｂ）は、円盤
状の銅箔シートの中心軸を通る図８（Ａ）の断面図であ
る。ＲＦコイル部７１０が発生する均一なＲＦ磁場が存
在する中心近傍のＲＦ磁場発生領域８００では，銅箔シ
ートが厚くなっている。また、円盤状のＲＦシールド部
７０８の周辺領域は、リターンパス領域８１０を形成
し、銅箔シートが薄くなっている。このＲＦ磁場発生領
域８００およびリターンパス領域８１０の厚さは、高周
波磁場の周波数および勾配磁場に要求される立ち上がり
時間により厚さが異なるが、概ね１０μｍ〜３０μｍの
間にある。

【００５６】このＲＦシールド部７０８は、勾配コイル
部７０６およびＲＦコイル部７１０とは距離を置いて配
置されるが、特にＲＦコイル部１１０とは送信パワーを
低減するために距離を取ることが望ましい。また、表面
は、ポリイミド等の膜で覆われ他の部品と電気的に絶縁
されることが好ましい。また、円盤形状を維持するた
め、例えばガラスエポキシ樹脂等で形成された円盤に貼
り付けたり、あるいは勾配コイル部７０６と一体型にす
るとかの方法が行われる。なお、ＲＦシールド部７０８
を形成する銅箔シートの電位は、ノイズ低減のため、Ｒ
Ｆコイル部７１０の接地端子と同電位であることが好ま
しい。

【００５７】つづいて、ＲＦシールド部７０８の動作に
ついて説明する。勾配コイル部７０６の円盤上には、互
いに垂直な３軸方向において勾配磁場を発生する導体パ
ターンが形成されている。この導体パターンは、勾配駆
動部１３０から供給される電流により磁場を形成し、直
線性の良い勾配磁場が形成される勾配磁場発生領域とリ
ターンパス領域とに分けられる。勾配磁場発生領域は、
勾配コイル部７０６の円盤の中心近傍に位置し、直線性
の良い勾配磁場を用いて被検体１の撮像が行われる。ま
た、リターンパス領域は、勾配コイル部７０６の円盤の
周辺に位置し、導体パターンの線密度が高いため、勾配
磁場発生領域と比較して強い磁場が形成される。

【００５８】ＲＦシールド部７０８を構成する銅箔は、
勾配コイル部７０６が強い磁場を形成するリターンパス
領域８１０で銅箔厚さが薄くなっている。これにより、
図４（Ｂ）で説明した現象により、勾配コイル部７０６
により形成されるＲＦシールド部７０８の渦電流は減少
し、勾配コイル部７０６により形成される勾配磁場の立
ち上がり時間は短くなる。また、ＲＦシールド部７０８
のＲＦ磁場発生領域８００では、銅箔厚さが厚くなって
いるが、この領域では勾配コイル部７０６が比較的弱い
磁場を形成しているので、渦電流の増加は少ない。

【００５９】ＲＦシールド部７０８を構成する銅箔は、
ＲＦコイル部７１０が強い磁場を形成すＲＦ磁場発生領
域８００の近傍で銅箔厚さが厚くなっている。これによ
り、図４（Ａ）で説明した現象により、ＲＦコイル部７
１０により形成される高周波磁場は、ＲＦシールド部７
０８を透過しなくなり、ＲＦコイル部７１０と勾配コイ
ル部７０６間に磁気結合は生ぜず、ひいてはＲＦコイル
部７１０のＱ値が上昇する。

【００６０】また、ＲＦシールド部７０８を構成する銅
箔は、リターンパス領域８１０の近傍で銅箔厚さが薄く
なっている。この領域ではＲＦコイル部７１０が弱い磁
場を形成しているので、銅箔のこの領域を高周波磁場が
漏れることによるＲＦコイル部７１０と勾配コイル部７
０６間の磁気結合は少なく、ＲＦコイル部７１０のＱ値
への寄与は少ない。

【００６１】上述してきたように、本実施の形態では、
ＲＦシールド部７０８を円盤状の銅箔で形成し、そのＲ
Ｆ磁場発生領域８００を厚くし、またリターンパス領域
８１０を薄くしているので、勾配コイル部７０６の勾配
磁場による渦電流を少なくし、ＲＦコイル部７１０によ
る高周波磁場による渦電流を多くし、ひいては勾配磁場
の立ち上がり時間を早くし、ＲＦコイル部のＱ値を高く
することを廉価に行うことができる。

【００６２】また、ＲＦシールド部７０８の銅箔の厚い
領域と薄い領域の境界は、円盤状の形状をしているが、
勾配磁場強度およびＲＦ磁場強度の詳細な分布情報に基
づいて、複雑な境界形状にすることもできる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＲＦシールド部を銅箔で形成し、勾配磁場によって生じ
る渦電流が大きい領域では、この渦電流の大きさに反比
例した銅箔厚さを備え、また、高周波磁場によって生じ
る渦電流が大きい領域では、この渦電流の大きさに比例
した銅箔厚さを備えることとしているので、勾配コイル
部の勾配磁場による渦電流を少なくし、ＲＦコイル部の
高周波磁場による渦電流を多くし、ひいては勾配コイル
部による勾配磁場の立ち上がり時間を早くし、ＲＦコイ
ル部のＱ値を高くすることを廉価に行うことができると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】水平磁場型の磁気共鳴撮像装置の全体構成を示
すブロック図である。

【図２】水平磁場型のＲＦシールド部を示す外観図であ
る。

【図３】入力磁場と渦電流の関係を示す図である。

【図４】銅箔厚さとＲＦコイルのＱ値および勾配磁場の
立ち上がり時間を示す図である。

【図５】ＲＦコイル部で形成される磁力線の方向と領域
を示す図である。

【図６】ＲＦシールド部の厚さと勾配コイル部およびＲ
Ｆコイル部との関係を示す図である。

【図７】垂直磁場型の磁気共鳴撮像装置の全体構成を示
すブロック図である。

【図８】垂直磁場型のＲＦシールド部を示す外観図であ
る。

【符号の説明】

１被検体１００、７００マグネットシステム１０２主磁場コイル部１０６、７０６勾配コイル部１０８、７０８ＲＦシールド部１１０、７１０ＲＦコイル部１２０、７２０クレードル１３０勾配駆動部１５０送受信部１６０スキャンコントローラ部１７０データ処理部１８０表示部１９０操作部２００、８００ＲＦ磁場発生領域２１０，２２０、８１０リターンパス領域７０２主磁場マグネット部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｎ 24/04 ５２０Ａ (72)発明者佐藤隆洋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 AA20 AB07 AB09 AB34 AB48 AB50 AD02 AD10 CA02 CA03 CA15 CA16 CC40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】勾配磁場を形成する勾配磁場形成部と、高周波磁場を送信あるいは送受信する送受信部と、前記勾配磁場形成部と前記送受信部との電磁気的結合を
少なくするＲＦシールド手段と、を備える磁気共鳴撮像
装置であって、前記ＲＦシールド手段は、前記ＲＦシールド手段上に形成される前記勾配磁場およ
び前記高周波磁場の強さに依存して、導体箔厚さが場所
ごとに異なるシート状導体箔からなることを特徴とする
磁気共鳴撮像装置。
【請求項２】前記シート状導体箔は、前記シート状導
体箔上の前記勾配磁場が強い領域で、薄い導体厚さを備
えることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴撮像装
置。
【請求項３】前記シート状導体箔は、前記シート状導
体箔上の前記高周波磁場が強い領域で、厚い導体箔厚さ
を備えることを特徴とする請求項１あるいは２のいずれ
か一つに記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項４】前記シート状導体箔は、銅箔からなるこ
とを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載
の磁気共鳴撮像装置。
【請求項５】前記シート状導体箔は、導体箔を重ね合
わせて導体箔厚さを変えることを特徴とする請求項１な
いし４のいずれか一つに記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項６】前記シート状導体箔は、前記勾配磁場形
成部と前記送受信部との間に位置することを特徴とする
請求項１ないし５のいずれか一つに記載の磁気共鳴撮像
装置。
【請求項７】前記シート状導体箔は、前記勾配磁場形
成部および前記送受信部と電気的に絶縁することを特徴
とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の磁気共
鳴撮像装置。
【請求項８】前記シート状導体は、前記送受信部の接
地端子と電気的に等電位にすることを特徴とする請求項
１ないし７に記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項９】前記磁気共鳴撮像装置は、水平磁場型あ
るいは垂直磁場型の静磁場発生手段を備えることを特徴
とする請求項１ないし８に記載の磁気共鳴撮像装置。