JP2004016585A - 磁気共鳴撮影装置、磁気回路装置、および周波数特性調整方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】低コストで簡便にＲＦコイルの周波数特性を調整可能な磁気共鳴撮影装置、および周波数特性調整方法を提供する。
【解決手段】垂直磁場内に配置され、高周波磁界信号の送信および受信の少なくともどちらか一方を行なうＲＦコイル部２６３ｂと、ＲＦコイル部２６３ｂから所定距離離れて、このＲＦコイル部２６３ｂに対向して配置され、ＲＦコイル部２６３ｂへの磁気的な干渉を防止するＲＦシールド部２６２ｂとの間の距離を、例えばモータ３６０によって回転するシャフト３３０に設けられている順ねじ部３３０ａと逆ねじ部３３０ｂの作用により近づく方向もしくは遠ざかる方向にスライドするスライド部材３２０のスライドにより調整し、ＲＦコイル部２６３ｂのインダクタンスを変化させることによってＲＦコイル部２６３ｂの周波数特性を調整する。
【選択図】 図３
【解決手段】垂直磁場内に配置され、高周波磁界信号の送信および受信の少なくともどちらか一方を行なうＲＦコイル部２６３ｂと、ＲＦコイル部２６３ｂから所定距離離れて、このＲＦコイル部２６３ｂに対向して配置され、ＲＦコイル部２６３ｂへの磁気的な干渉を防止するＲＦシールド部２６２ｂとの間の距離を、例えばモータ３６０によって回転するシャフト３３０に設けられている順ねじ部３３０ａと逆ねじ部３３０ｂの作用により近づく方向もしくは遠ざかる方向にスライドするスライド部材３２０のスライドにより調整し、ＲＦコイル部２６３ｂのインダクタンスを変化させることによってＲＦコイル部２６３ｂの周波数特性を調整する。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数特性に応じた磁界を発生するコイルを含む磁気回路と、この磁気回路における周波数特性調整方法に関する。より特定的には、磁気共鳴を利用して被検体の被検部位を撮影する磁気共鳴撮影（ＭＲＩ）装置に使用する高周波（ＲＦ）コイルと、このＲＦコイルへの磁気的な干渉を防止するＲＦシールドとの間の距離を変化させて周波数特性を調整するＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＲＩ装置は、静磁場空間内に収容した被検体の被検部位を、磁気共鳴を利用して撮影する装置である。
被検体の体軸方向にほぼ直交する静磁場、即ち垂直磁場を発生させるＭＲＩ装置として、被検体を収容し垂直磁場が形成されているボアの大部分が開放されているオープンタイプの装置がある。
【０００３】
図８（ａ）に、オープンタイプのＭＲＩ装置の構成の一例を、要部の模式的な斜視透視図として示す。
図８（ａ）に示すＭＲＩ装置１４０は、ＭＲＩ装置本体の筐体１４１と、この筐体１４１内に、片方ずつが対向して配置される、それぞれ１対の静磁場発生用マグネット部１５０ａ，１５０ｂ、勾配コイル部１６０ａ，１６０ｂ、ＲＦシールド部１７０ａ，１７０ｂおよびＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂを有する。
これらのうち、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂが最も内側に配置され、ＲＦコイル部１８０ａと１８０ｂとの間にボア１４１ａが形成される。
【０００４】
図８（ｂ）は、上記各構成要素の配置を示す側面図である。ただし、図８（ｂ）には、ボア１４１ａを中心に図８（ａ）中下側に配置された構成要素のみを示す。
図８（ｂ）に示すように、ボア１４１ａを中心として、ＲＦコイル部１８０ｂから外側に向かって順にＲＦシールド部１７０ｂ、勾配コイル部１６０ｂ、静磁場発生用マグネット部１５０ｂが配置されている。これらはそれぞれ所定の距離をおいて配置、固定されている。ボア１４１ａを挟んで対向する静磁場発生用マグネット部１５０ａと１５０ｂとにより、垂直磁場が形成される。また、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂは、銅等の導電体を例えばリング状に巻回したコイル部１８１と、このコイル部１８１に設置され、コイル部１８１によって形成される回路の静電容量部として用いられる所定個数のチップコンデンサ１８５を有し、通常はこれらを硬質のケーシングで覆うことにより構成されるが、図８（ｂ）においてはこのケーシングは図示していない。
【０００５】
磁気共鳴撮影時には、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂは、垂直磁場を形成する垂直磁界の強度によって規定される共鳴周波数の高周波磁界信号を送信あるいは受信する。ところが、垂直磁界の強度は、被検体が垂直磁場内に収容されたときに変化する。そのため、垂直磁界強度に応じて、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂを構成する回路の周波数特性を変更して、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂが送信または受信する磁界信号の周波数を、共鳴周波数に合わせる必要がある。
【０００６】
従来は、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂ中の静電容量（キャパシタ）部の容量を変化させて、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂの周波数特性を変更していた。そのために、チップコンデンサ１８５の数を増減させていた。もしくは、チップコンデンサ１８５として、静電容量を変更可能な可変コンデンサを用いていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、可変コンデンサは非常に高価である。従って、ＭＲＩ装置の価格上昇の大きな原因となる。
また、コンデンサの数を変更する場合には、コンデンサの着脱が非常に煩雑である。例えば、コンデンサを増やす場合には、新たなチップコンデンサ１８７が設けられたボード回路をコイル部１８１に接続し、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂの静電容量を増加させる。その際には、ＭＲＩ装置１４０の運転を停止し、例えば筐体１４１の一部を開放してＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂを露出させてボード回路を接続する必要性が生じる可能性もあり、手間がかかる。また、垂直磁界強度に応じて、容量の異なるチップコンデンサ１８７を有するボード回路を順次接続し、試行錯誤的にＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂの周波数特性を調整するという手間がかかる。
【０００８】
さらに、図８（ｂ）に図解のように、新たなチップコンデンサ１８７を追加、または削除した場合、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂの回路内において静電容量部が不均一な間隔で配置され、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂ内の位置によって回路の電気的安定性が異なることにもつながる。
【０００９】
従って、本発明は、低コストで簡便にＲＦコイルの周波数特性を調整可能な磁気共鳴撮影装置、または磁気回路装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、低コストで簡便な、ＲＦコイルの周波数特性調整方法を提供することをも目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願発明に係る磁気共鳴撮影装置は、垂直磁場内に配置され、高周波磁界信号の送信および受信の少なくともいずれか一方を行なうＲＦコイルと、前記ＲＦコイルから所定距離離れて、当該ＲＦコイルに対向して配置され、当該ＲＦコイルへの磁気的な干渉を防止する磁気シールド手段と、前記ＲＦコイルおよび前記磁気シールド手段の少なくともいずれか一方を移動させる移動手段とを有し、前記移動手段により、前記ＲＦコイルと前記磁気シールド手段との間の距離を相対的に変化させて、前記ＲＦコイルの周波数特性を調整する磁気共鳴撮影装置である。
【００１１】
また、本願発明に係る磁気回路装置は、磁界の発生と、当該磁界によって励起される磁界信号の受信の少なくともいずれか一方を行なうコイルと、前記コイルから所定距離離れて、当該コイルに対向して配置され、当該コイルへの磁気的な干渉を防止する磁気シールド手段と、前記コイルおよび前記磁気シールド手段の少なくともいずれか一方を移動させる移動手段とを有し、前記移動手段により、前記コイルと前記磁気シールド手段との間の距離を相対的に変化させて、前記コイルの周波数特性を調整する磁気回路装置である。
【００１２】
本願発明に係る周波数特性調整方法は、磁気共鳴撮影に用いられ、垂直磁場内に配置されて高周波磁界信号の送信および受信の少なくともいずれか一方を行なうＲＦコイルの周波数特性を、前記ＲＦコイルから所定距離離れて、当該ＲＦコイルに対向して配置され、当該ＲＦコイルへの磁気的な干渉を防止する磁気シールド手段と前記ＲＦコイルとの間の距離を相対的に変化させて調整する周波数特性調整方法である。
【００１３】
また、本願発明に係る周波数特性調整方法は、磁界の発生と、当該磁界によって励起される磁界信号の受信の少なくともいずれか一方を行なうコイルの周波数特性を、前記コイルから所定距離離れて、当該コイルに対向して配置され、当該コイルへの磁気的な干渉を防止する磁気シールド手段と前記コイルとの間の距離を相対的に変化させて調整する周波数特性調整方法であってもよい。
【００１４】
本発明においては、好適には垂直磁場内において、ＲＦコイルと磁気シールド手段とが、所定距離離れて配置される。
ＲＦコイルは、好適には磁気共鳴撮影に用いられ、それ自身の周波数特性に応じた高周波の磁界信号の、送信および受信の少なくともどちらか一方を行なう。
磁気シールド手段は、ＲＦコイルから所定の範囲内に配置されることによって、ＲＦコイルへのノイズによる磁気的な干渉を防ぐ。また、磁気シールド手段は、ＲＦコイルとの距離が変化することによってＲＦコイルからの磁束の鎖交数が変化する。これにより、ＲＦコイルが構成する共振回路中のインダクタンスが変化する。従って、ＲＦコイルと磁気シールド手段との間の距離に応じて、ＲＦコイルの共振周波数が調整される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に述べる。
【００１６】
第１実施形態
図１は本発明に係るＭＲＩ装置の外観斜視図であり、図２は図１に示すＭＲＩ装置の要部の概略構成図である。
図１および図２に示すＭＲＩ装置２００は、クレードル装置２４０とＭＲＩ装置本体２１０を有する。
【００１７】
クレードル装置２４０は、被検体を載置するクレードル２４３と、このクレードル２４３をＭＲＩ装置本体２１０のボア９４内に搬送するクレードル駆動装置２４１を有する。クレードル装置２４０は、被検体の被検部位をボア９４内に位置決め可能なように、ＭＲＩ装置本体２１０の近傍に設置される。
【００１８】
ＭＲＩ装置本体２１０は、図１および図２に示すように、垂直方向（Ｚ方向）に対向して配置されている上側マグネットケース２２０ａと下側マグネットケース２２０ｂに収容されているマグネットシステムと、ＲＦコイル駆動部２７１と、勾配コイル駆動部２７２と、データ収集部２７３と、制御部２７４とを有する。
上側マグネットケース２２０ａと下側マグネットケース２２０ｂとの間の空間が、ボア９４を規定している。
【００１９】
マグネットシステムは、上側マグネットケース２２０ａと下側マグネットケース２２０ｂ内にそれぞれ収容されている各１組ずつ上下の、静磁場発生用マグネット部２６０ａ，２６０ｂと、勾配コイル部２６１ａ，２６１ｂと、ＲＦシールド部２６２ａ，２６２ｂと、ＲＦコイル部２６３ａ，２６３ｂとを有する。
【００２０】
本実施形態においては、静磁場発生用マグネット部２６０ａ，２６０ｂと、勾配コイル部２６１ａ，２６１ｂと、ＲＦシールド部２６２ａ，２６２ｂと、ＲＦコイル部２６３ａ，２６３ｂはいずれも平坦な円盤状、矩形などの形状を有し、Ｚ方向における中心軸が同軸に配設されている。
また、ボア９４を挟んで最も外側に静磁場発生用マグネット部２６０ａ，２６０ｂが１組配設され、そこから内側のボア９４側に向かって順に、勾配コイル部２６１ａ，２６１ｂと、ＲＦシールド部２６２ａ，２６２ｂと、ＲＦコイル部２６３ａ，２６３ｂが、各１組ずつ配設されている。
これらのうち、ＲＦシールド部２６２ａ，２６２ｂおよびＲＦコイル部２６３ａ，２６３ｂは、個々に独立してＺ方向に移動可能に配設される。
【００２１】
このように対向して配置される１組の静磁場発生用マグネット部２６０ａ，２６０ｂにより、ボア９４に均一な静磁場が形成される。このようにして形成される静磁場の向きは、図２に示すように被検体９９の体軸方向、即ちＹ方向にほぼ直交するので、直交磁場または垂直磁場とも呼ばれる。
垂直磁場を発生する静磁場発生用マグネット部２６０ａ，２６０ｂは、例えば永久磁石を用いて構成される。永久磁石の他に、超伝導磁石や常伝導磁石などの磁場発生用磁石を用いて静磁場発生用マグネット部２６０ａ，２６０ｂを構成することも可能である。
なお、被検体９９の被検部位は、良好な磁気共鳴画像を入手するために、最も均一な垂直磁場が形成されている、静磁場発生用マグネット部２６０ａ，２６０ｂのＺ方向の中心軸上に、クレードル２４３によって移動される。
【００２２】
勾配コイル部２６１ａ，２６１ｂは、ＲＦコイルが受信する磁気共鳴信号に３次元の位置情報を持たせるために勾配磁場コイルを３系統有する。勾配コイル部２６１ａ，２６１ｂは、これらの勾配磁場コイルを用いて、静磁場発生用マグネット部２６０ａ，２６０ｂが形成した静磁界の強度に勾配を付ける勾配磁場を発生させる。
【００２３】
ＲＦシールド部２６２ａ，２６２ｂは、本発明における磁気シールド手段の一実施態様に相当する。
ＲＦシールド部２６２ａ，２６２ｂは、例えば銅によって形成される薄いシートを用いて構成される。この銅シートをマグネットシステムの外部に接地することによって、外部からマグネットシステムに混入するノイズとしてのＲＦ信号を取り除き、勾配コイル部２６１ａ，２６１ｂおよびＲＦコイル部２６３ａ，２６３ｂへのノイズによる磁気的な干渉を防止することができる。
【００２４】
ＲＦコイル部２６３ａ，２６３ｂは、１組の静磁場発生用マグネット部２６０ａ，２６０ｂにより静磁場が形成されているボア９４内において、被検体９９の被検部位のスピンを励起するために高周波の回転磁場を送信する送信用ＲＦコイルと、送信用ＲＦコイルからのＲＦ信号の送信を停止した際に被検部位から再放射される、被検部位のスピンに起因して生じる共鳴周波数を有するＲＦエネルギを受信する受信用ＲＦコイルとを有する。
送信用コイルと受信用コイルを同じコイルで兼用してもよいし、例えばＲＦコイル部２６３ａのＲＦコイルを送信用コイルとし、ＲＦコイル部２６３ｂのＲＦコイルを受信用コイルとするように、それぞれ専用のコイルを用いてもよい。
なお、回転磁場としては、一般的には２．１３ＭＨｚから８５ＭＨｚの範囲の高周波の磁場が用いられる。
【００２５】
これらのＲＦコイルは、図８（ｂ）に例示した従来のＲＦコイル部１８０ｂと同様に、銅等の導電体を平坦なリング状に巻回したコイル部と、このコイル部に設けられた静電容量部とを有し、共振回路を構成している。
【００２６】
ＲＦコイル駆動部２７１はＲＦコイル部２６３ａ，２６３ｂにＲＦ信号励起駆動信号を与えることによりボア９４にＲＦ信号による高周波磁界を発生させ、被検体９９の被検部位のスピンを励起する。
【００２７】
勾配コイル駆動部２７２は勾配コイル部２６１ａ，２６１ｂに勾配磁場励起駆動信号を与えることによりボア９４内に勾配磁場を発生させる。勾配コイル駆動部２７２は、勾配コイル部２６１ａ，２６１ｂの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。
【００２８】
データ収集部２７３は、ＲＦコイル部２６３ａ，２６３ｂにおける受信用のＲＦコイルに接続され、受信信号を取り込み、それを磁気共鳴画像生成のためのデータとして収集する。データ収集部２７３は、図２に示すように、好適にはＭＲＩ装置本体からは離れた場所に設置されているオペレータ装置２８０に、収集したデータを送信する。
【００２９】
制御部２７４は、オペレータ装置２８０からの指令信号を受けて、所望のデータが得られるようにＲＦコイル駆動部２７１、勾配コイル駆動部２７２、およびデータ収集部２７３を制御する。
【００３０】
オペレータ装置２８０は、図示はしないが、データ収集部２７３からのデータやオペレータから入力される操作信号等の信号に基づいて画像処理を行ない磁気共鳴画像を得るデータ処理部と、得られた画像の表示やＭＲＩ装置２００の操作のための操作画面を表示する表示部と、制御部２７４およびデータ処理部にオペレータからの操作信号を入力するための操作部とを備えており、オペレータ装置２８０を介してＭＲＩ装置２００が操作される。
【００３１】
本実施形態においては、前述のように、ＲＦシールド部２６２ａ，２６２ｂおよびＲＦコイル部２６３ａ，２６３ｂを、Ｚ方向に移動可能に配設する。以下、その移動機構の詳細について述べる。なお、以下では例として下側マグネットケース２２０ｂに収容されているＲＦシールド部２６２ｂならびにＲＦコイル部２６３ｂを移動させる場合について述べるが、上側マグネットケース２２０ａに収容されているＲＦシールド部２６２ａとＲＦコイル部２６３ａについても同様に移動可能であることは言うまでもない。
【００３２】
〔移動機構〕
図３は、ＲＦシールド部２６２ｂまたはＲＦコイル部２６３ｂの移動機構の第１実施形態を側面から見た概略構成図である。まず、ＲＦシールド部２６２ｂ上のＲＦコイル部２６３ｂを移動させる場合について述べる。なお、これ以降の実施形態の記述の際に参照する図における縮尺は必ずしも実際の通りではない。
図３に示すように、第１実施形態の移動機構は、一対の被支持部３１０と、一対のスライド部材３２０と、シャフト３３０を有する。
【００３３】
被支持部３１０は、例えば、図３に示すように側面から見て直角三角形状の形状をしており、その直角部分がＲＦコイル部２６３ｂの中心部側を向いてＲＦコイル部２６３ｂの底面に接触するように、ＲＦコイル部２６３ｂに設けられる。２つの被支持部３１０は、図３に示すように、各々の直角部分を同軸に対向させて設けられる。
被支持部３１０の斜辺部には、係合部３１０ａが設けられている。
【００３４】
スライド部材３２０は、被支持部３１０の斜辺部と接触する斜辺部を備える、一例として側面から見て被支持部３１０と相似な直角三角形状の部材である。スライド部材３２０は、被支持部３１０と斜辺部同士を接触させてスライド可能なように、その直角部分をＲＦシールド部２６２ｂの外側に向けて、ＲＦシールド部２６２ｂ上にスライド可能に設置される。
スライド部材３２０の斜辺部には、被支持部３１０の係合部３１０ａを受け入れる係合溝３２０ａが、例えばスライド部材３２０を切削することにより形成されている。
２つのスライド部材３２０は、図３に示すように、同軸に対向して配置されており、それぞれ係合溝３２０ａに係合部３１０ａを係合させて、被支持部３１０を介してＲＦコイル部２６３ｂをＲＦシールド部２６２ｂと平行に支持している。
なお、平坦なＲＦシールド部２６２ｂおよびＲＦコイル部２６３ｂは、その平坦面が垂直磁場の方向であるＺ方向と直交するように配置されている。
【００３５】
ＲＦシールド部２６２ｂにおけるスライド部材３２０の設置面には、スライド部材３２０を安定してスライドさせるためのスライド溝３４０が、例えばＲＦシールド部２６２ｂのケーシングを切削することにより形成されている。このスライド溝３４０は、スライド部材３２０の底面全体、もしくはこの底面に設けられるスライド用凸部を受け入れるように形成される。
【００３６】
シャフト３３０は、２つのスライド部材３２０を貫通するように設置される。シャフト３３０には、順ねじ部３３０ａと逆ねじ部３３０ｂが形成されている。
【００３７】
一方のスライド部材３２０には順ねじ部３３０ａと螺合する雌ねじが形成され、他方のスライド部材３２０には逆ねじ部３３０ｂと螺合する雌ねじが形成されている。
シャフト３３０を図中矢印ＲＤの向きに回転させると、順ねじ部３３０ａおよび逆ねじ部３３０ｂの作用により、スライド部材３２０は互いに離れるように矢印Ｓ１の向きに移動する。これにより、被支持部３１０がスライド部材３２０の斜面において滑り落ちるようにスライドし、ＲＦコイル部２６３ｂは矢印Ｄ側に下がる。反対に、シャフト３３０を図中矢印ＲＵの向きに回転させると、スライド部材３２０は互いに近づくように矢印Ｓ２の向きに移動する。これにより、被支持部３１０がスライド部材３２０の斜面において持ち上げられるようにスライドし、ＲＦコイル部２６３ｂは矢印Ｕ側に上がる。
【００３８】
シャフト３３０は、例えば歯車３５０ａ，３５０ｂを介して適宜減速された電動モータ３６０等のアクチュエータの回転力によって回転される。
モータ３６０は、制御部２７４からの駆動信号を受けて駆動される。従って、オペレータはオペレータ装置２８０の操作部から、モータ３６０の回転量や回転方向を制御することができる。
なお、シャフトおよび歯車列を適宜構成して、オペレータが、例えばＭＲＩ装置本体２１０の表面部に設けられた調節ツマミを回転させることにより手動でシャフト３３０を回転させることが可能な構成とすることもできる。
【００３９】
また、被支持部３１０およびスライド部材３２０において、相互に接触する部分、またはＲＦシールド部２６２ｂに接触する部分には、例えば球形のベアリングを設けておくことが、すべり抵抗を低減させるために好ましい。
【００４０】
ここで、ＲＦコイル部２６３ｂとＲＦシールド部２６２ｂとの間の距離ｄｓと、ＲＦコイル部２６３ｂの周波数特性との相関について述べる。
前述のように、ＲＦコイル部２６３ｂは、そのリング状のコイルと、このコイルに直列に接続したコンデンサとにより、直列共振回路を構成している。
この直列共振回路を有するＲＦコイル部２６３ｂ全体のインダクタンスをＬ、キャパシタンスをＣとすると、ＲＦコイル部２６３ｂの共振周波数ｆ０は下記式で表わされる。
【００４１】
【数１】
【００４２】
ところで、ＲＦコイル部２６３ｂの近傍には銅等の導電体によるＲＦシールド部２６２ｂが存在している。従って、ＲＦコイル部２６３ｂのインダクタンスＬは、下記式のように、リング状のコイル自体の自己インダクタンスＬＣと、コイルとＲＦシールド部２６２ｂとの間の相互インダクタンスＬＳの和として考えることができる。
【００４３】
【数２】
【００４４】
コイルの自己インダクタンスＬＣは、コイルの形状や材質等の条件により予め定まる値である。
相互インダクタンスＬＳは、式（２）に示すように、距離ｄｓの関数である。ＲＦシールド部２６２ｂに鎖交するＲＦコイル部２６３ｂからの磁束は、距離ｄｓが長くなると減少し、距離ｄｓが短くなると増大する。従って、相互インダクタンスＬＳおよびＲＦコイル部２６３ｂのインダクタンスＬは、距離ｄｓに反比例する。
【００４５】
このように、ＲＦシールド部２６２ｂをＲＦコイル部２６３ｂに近づけていくと、インダクタンスＬは上がり、共振周波数ｆ０は下がる。反対に、ＲＦシールド部２６２ｂをＲＦコイル部２６３ｂから遠ざけると、インダクタンスＬは下がり、共振周波数ｆ０は上がる。このように、ＲＦコイル部２６３ｂとＲＦシールド部２６２ｂとの間の距離ｄｓを調整して、ＲＦコイル部２６３ｂの周波数特性を調整することができる。
【００４６】
また、ＲＦコイル部２６３ｂの誘導リアクタンスＸＬは、ＸＬ＝２πｆＬで表わされる。ここで、符号ｆは交流の周波数である。インダクタンスＬを変更すると周波数ｆも変化するためその増減は一概には言えないが、上記のように距離ｄｓを調整してインダクタンスＬを調整することは、誘導リアクタンスＸＬを調整してＲＦコイル部２６３ｂの効率を変更することでもある。
【００４７】
ＲＦコイル部２６３ｂとＲＦシールド部２６２ｂとの間の距離ｄｓは、一例として２ｃｍ程度である。
距離ｄｓを数ｍｍから１ｍｍ以下の範囲で変化させることによって、磁気共鳴撮影に用いる場合に十分な範囲で周波数特性を調整することができる。
【００４８】
このように、本第１実施形態の移動機構によれば、１つのモータ３６０によって、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂとを水平に保ったまま、ＲＦコイル部２６３ｂを、垂直磁場の方向と平行なＺ方向において上下に移動させることができる。従って、ＲＦコイル部２６３ｂが移動した場合にも、ＲＦコイル部２６３ｂから発生する高周波磁場は、ＲＦコイル部２６３ｂの全面で均一に変化する。
【００４９】
以上の記述においてはＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂ部との間に移動機構が存在するとしたが、図３においてＲＦシールド部２６２ｂを勾配コイル部２６１ｂに置き換え、ＲＦコイル部２６３ｂをＲＦシールド部２６２ｂで置き換えて考えて、勾配コイル部２６１ｂとＲＦシールド部２６２ｂとの間に移動機構が存在するようにしてもよい。ＲＦシールド部２６２ｂの上方にはＲＦコイル部２６３ｂが存在することになる。この場合、ＲＦシールド部２６２ｂが勾配コイル部２６１ｂおよびＲＦコイル部２６３ｂに対して水平状態を保ったまま、垂直磁場の方向に移動可能となり、ＲＦコイル部２６３ｂとの間の距離を調整することができる。従って、上述の場合と同様に、ＲＦコイル部２６３ｂ内のＲＦコイルの周波数特性を調整することができる。
また、被支持部３１０とスライド部材３２０を入れ替え、被支持部３１０をＲＦシールド部２６２ｂに設け、スライド部材３２０をＲＦコイル部２６３ｂまたは勾配コイル部２６１ｂに設けてもよい。
【００５０】
なお、このように、ＲＦシールド部２６２ｂが勾配コイル部２６１ｂとＲＦコイル部２６３ｂとの間に配置されているため、ＲＦシールド部２６２ｂの移動による勾配コイル部２６１ｂとＲＦコイル部２６３ｂの特性の変化は逆になる。
例えば、ＲＦシールド部２６２ｂが移動してＲＦコイル部２６３ｂの効率が上がり高周波磁界の強さが上がったときには、勾配コイル部２６１ｂの効率は下がり勾配磁界の強さは下がる。この場合と逆の方向にＲＦシールド部２６２ｂが移動したときには、ＲＦコイル部２６３ｂの効率および高周波磁界の強さが下がり、勾配コイル部２６１ｂの効率および勾配磁界の強さが上がる。
【００５１】
第２実施形態
図４は、ＲＦシールド部２６２ｂまたはＲＦコイル部２６３ｂの移動機構の第２実施形態を側面から見た概略構成図である。
第２実施形態の場合にも、まず、ＲＦシールド部２６２ｂ上のＲＦコイル部２６３ｂを移動させる場合について述べる。
【００５２】
図４に示すように、第２実施形態の移動機構は、モータ３６０と歯車３５０ａ，３５０ｂとシャフト３８０とを備える距離調整部を複数個有する。距離調整部は、ＲＦコイル部２６３ｂを任意の方向に傾けるために、ＲＦコイル部２６３ｂの周辺部において３個または４個、もしくはそれ以上の数で適宜設けられることが好ましい。例えば、図４において、右側の距離調整部を距離調整部４００ａとし、左側の距離調整部を距離調整部４００ｂとする。
【００５３】
距離調整部４００ａ，４００ｂのシャフト３８０は、長手方向が垂直磁場の方向に沿って設置され、その一端はＲＦシールド部２６２ｂのケーシングの平坦面において回転自在に軸支される。シャフト３８０の他端は、ＲＦコイル部２６３ｂのケーシングを、ＲＦコイル部２６３ｂの平坦面に対して垂直に貫通するように配設されている。シャフト３８０とＲＦコイル部２６３ｂのケーシングは、それぞれに設けられているねじ部により螺合している。
【００５４】
モータ３６０は制御部２７４に接続されており、回転量および回転方向を個々に制御することが可能である。
例えば、ＲＦシールド部２６２ｂを固定しておき、モータ３６０を駆動して、距離調整部４００ａ，４００ｂのシャフト３８０を矢印ＲＤの向きに回転させる。このとき、ＲＦシールド部２６２ｂの、シャフト３８０が貫通している部分が、矢印Ｄ側に下がる。逆に、シャフト３８０を矢印ＲＵの向きに回転させると、ＲＦシールド部２６２ｂの、シャフト３８０が貫通している部分が、矢印Ｕ側に上がる。
【００５５】
例えば距離調整部４００ａのシャフト３８０を矢印ＲＤの向きに回転させ、距離調整部４００ｂのシャフト３８０を矢印ＲＵの向きに回転させる。このとき、ＲＦコイル部２６３ｂは、その平坦面に対する法線Ｇが、領域ＡＲａ側に向くように傾く。逆に、距離調整部４００ａのシャフト３８０を矢印ＲＵの向きに回転させ、距離調整部４００ｂのシャフト３８０を矢印ＲＤの向きに回転させると、ＲＦコイル部２６３ｂは、法線Ｇが領域ＡＲｂ側に向くように傾く。
【００５６】
以上の記述は２つの距離調整部４００ａ，４００ｂのみを調整した場合であったが、各距離調整部によるシャフト３８０の回転方向と回転量を全て等しくすれば、ＲＦコイル部２６３ｂはＲＦシールド部２６２ｂに対して水平状態を保ったまま移動する。また、各距離調整部による移動方向と移動量を個々に調整することにより、ＲＦコイル部２６３ｂを垂直磁場およびＲＦシールド部２６２ｂに対して任意の方向に傾けながら、ＲＦコイル部２６３ｂとＲＦシールド部２６２ｂ間の距離ｄｓを調整することができる。
【００５７】
本第２実施形態の場合にも、距離ｄｓは一例として２ｃｍ程度であり、この距離ｄｓを数ｍｍから１ｍｍ以下の範囲で変化させることによって、磁気共鳴撮影に用いる場合に十分な範囲でＲＦコイルの周波数特性を調整することができる。
【００５８】
このように、本第２実施形態の移動機構によれば、ＲＦコイル部２６３ｂとＲＦシールド２６２ｂ間の距離を調整する場合に、ＲＦコイル部２６３ｂを傾けながら移動させて、ＲＦコイル部２６３ｂのＲＦコイルの周波数特性を調整するとともに、ＲＦコイル部２６３ｂから発生する高周波磁場に適宜傾きをつけることができる。これにより、磁気共鳴撮影時における高周波磁場の微調整が容易になる。
固定したＲＦコイル部２６３ｂ側においてシャフト３８０を軸支し、ＲＦシールド２６２ｂを移動させても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５９】
第２実施形態においても、図４においてＲＦシールド部２６２ｂを勾配コイル部２６１ｂに置き換え、ＲＦコイル部２６３ｂをＲＦシールド部２６２ｂで置き換えて考えて、勾配コイル部２６１ｂとＲＦシールド部２６２ｂとの間に距離調整部を存在させることが考えられる。ＲＦシールド部２６２ｂの上方にはＲＦコイル部２６３ｂが存在することになる。この場合、勾配コイル部２６１ｂとＲＦコイル部２６３ｂを固定しておき、シャフト３８０の一端を勾配コイル部２６１ｂのケーシングの平坦面において回転自在に軸支して、他端部がＲＦシールド部２６２ｂに螺合するようにしておけば、ＲＦシールド部２６２ｂを適宜傾けながら移動させることができる。勾配コイル部２６１ｂが固定されていれば、シャフト３８０を、勾配コイル部２６１ｂ側ではなくＲＦシールド部２６２ｂ側において回転自在に軸支しておいても、ＲＦシールド部２６２ｂを傾けながら移動させることは可能である。
【００６０】
第３実施形態
上記第１、第２実施形態は、ＲＦシールド部２６２ｂまたはＲＦコイル部２６３ｂのどちらか一方だけを移動させてＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂ間の距離を調整する方式であった。
図５に、ＲＦシールド部２６２ｂおよびＲＦコイル部２６３ｂの両方を移動させる第３実施形態を側面から見た概略構成図を示す。
【００６１】
図５においては、第２実施形態の距離調整部４００ａ，４００ｂのシャフト３８０を、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂの両方を貫通するように延長したシャフト３９０を有する距離調整部４２０ａ，４２０ｂが、第２実施形態の場合と同様に、ＲＦシールド部２６２ｂおよびＲＦコイル部２６３ｂの周辺部に配置されている。ただし、本第３実施形態においても、距離調整部は、３個以上配置することが好ましい。
【００６２】
一例として、シャフト３９０のうち、ＲＦシールド部２６２ｂを貫通する部分には順ねじ部３９０ａを形成しておき、ＲＦコイル部２６３ｂを貫通する部分には逆ねじ部３９０ｂを形成しておく。シャフト３９０が貫通するＲＦシールド部２６２ｂのケーシングには順ねじ部３９０ａと螺合する雌ねじを形成しておき、シャフト３９０が貫通するＲＦコイル部２６３ｂのケーシングには逆ねじ部３９０ｂと螺合する雌ねじを形成しておく。
その他の構成は第２実施形態の場合と同様であるので、同一構成要素には同一符号を付し、その詳細については適宜省略する。
【００６３】
例えば、シャフト３９０の一端をケーシングの平坦面において回転自在に軸支している勾配コイル部２６１ｂのみを固定しておく。この状態で、距離調整部４２０ａ，４２０ｂのそれぞれのモータ３６０の回転により、シャフト３９０を矢印ＲＰの向きに回転させると、順ねじ部３９０ａおよび逆ねじ部３９０ｂの作用により、ＲＦシールド部２６２ｂおよびＲＦコイル部２６３ｂの両方の、シャフト３９０が貫通している部分が、互いに遠ざかる矢印Ｐの向きに移動する。
反対に、シャフト３９０を矢印ＲＢの向きに回転させると、ＲＦシールド部２６２ｂおよびＲＦコイル部２６３ｂの両方の、シャフト３９０が貫通している部分は、互いに近づく矢印Ｂの向きに移動する。
各距離調整部による移動量および移動方向を個々に調整することにより、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂ間の距離ｄｓ、およびＲＦコイル部２６３ｂが発生させる高周波磁場の傾きを様々に変化させることができる。
【００６４】
このように、本第３実施形態によれば、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂの両方を一度に移動させることが可能なことから、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂ間の距離ｄｓの調整に伴うＲＦコイルの周波数特性の調整と、高周波磁場の傾きの調整を、効率的に行なうことができる。
第３実施形態においても、勾配コイル部２６１ｂを固定しておけば、シャフト３９０をＲＦコイル部２６３ｂのケーシングの平坦面において回転自在に軸支した場合にも、ＲＦコイル部２６３ｂとＲＦシールド部２６２ｂの両方を一度に移動させることができる。
【００６５】
変形形態
図６および図７に、ＲＦシールド部２６２ｂまたはＲＦコイル部２６３ｂの移動機構の変形形態を側面から見た概略構成図を示す。
変形形態においては、ピエゾ素子５００により、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂとの間の距離ｄｓを調整する。
図６はＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂとの間にピエゾ素子５００を配置した場合の例を示し、図７は勾配コイル部２６１ｂとＲＦシールド部２６２ｂとの間にピエゾ素子５００を配置した例を示している。
【００６６】
ピエゾ素子５００は、制御部２７４を介して電圧を印加されることによって、膨張または収縮する。ピエゾ素子５００を適切な個数配置し、ここのピエゾ素子に印加する電圧を制御することによって、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂとの間の距離ｄｓを調整することができる。
【００６７】
前述のように、距離ｄｓは、数ｍｍから１ｍｍ以下の範囲内で調整しても十分な周波数調整効果が得られるため、ピエゾ素子５００を用いても十分に周波数特性を調整することができる。
【００６８】
変形形態によれば、ピエゾ素子５００を用いることによって、第３実施形態までのような機械的な移動機構を設ける必要がなくなり、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂ間の距離ｄｓをより簡便な構造で調整することができる。
【００６９】
なお、本発明は、上記実施形態ならびに図面の記載に限定されない。例えば、上記実施形態では本発明を磁気共鳴撮影装置に適用した例を示したが、本発明は例えば同調回路やトラップ回路のように、コイルを含み、その周波数特性を変更させたい磁気回路を有する装置に広く適用することができる。
また、移動機構の構造やその配置についても限定されず、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂ間の距離を調整することによりＲＦコイルの周波数特性を調整可能な構成になっていればよい。
さらに、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂとの間に、ＲＦコイル部２６３ｂが発した磁界の透磁率を変化させる物質を挟んでおいてもよい。
上記実施形態においては、垂直磁場の方向は例えば図１におけるＺ方向であるとしたが、マグネットシステムの配置を変更することにより、例えばＸ方向に垂直磁場を形成することも可能である。
【００７０】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明によれば、平坦なのＲＦコイルおよびＲＦシールドを用いることによって、簡単な構造によりＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂとの間を調整することができ、これにより低コストで簡便にＲＦコイルの周波数特性を調整可能な磁気共鳴撮影装置または磁気回路装置を提供することができる。
また、本発明によれば、低コストで簡便な、ＲＦコイルの周波数特性調整方法を提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係るＭＲＩ装置の外観斜視図である。
【図２】図２は図１に示すＭＲＩ装置の要部の概略構成図である。
【図３】図３は、図１に示すＭＲＩ装置において用いられる移動機構の第１実施形態を側面から示した概略構成図である。
【図４】図４は、図１に示すＭＲＩ装置において用いられる移動機構の第２実施形態を側面から示した概略構成図である。
【図５】図５は、図１に示すＭＲＩ装置において用いられる移動機構の第３実施形態を側面から示した概略構成図である。
【図６】図６は、図１に示すＭＲＩ装置において用いられる移動機構の変形形態を側面から示した概略構成図であり、ピエゾ素子をＲＦシールド部とＲＦコイル部との間に配置した場合を示している。
【図７】図７は、図１に示すＭＲＩ装置において用いられる移動機構の変形形態を側面から示した概略構成図であり、ピエゾ素子を勾配コイル部とＲＦシールド部との間に配置した場合を示している。
【図８】図８（ａ）は、オープンタイプのＭＲＩ装置の構成の一例を示す、要部の模式的な斜視透視図であり、図８（ｂ）は、図８（ｂ）に示すＭＲＩ装置のマグネットシステムの要部の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
９４…ボア、９９…被検体、２００…ＭＲＩ装置、２１０…ＭＲＩ装置本体、２２０ａ…上側マグネットケース、２２０ｂ…下側マグネットケース、２４０…クレードル装置、２４１…クレードル駆動装置、２４３…クレードル、２６０ａ，２６０ｂ…マグネット部、２６１ａ，２６１ｂ…勾配コイル部、２６２ａ，２６２ｂ…ＲＦシールド部、２６３ａ，２６３ｂ…ＲＦコイル部、３１０…被支持部、３１０ａ…係合部、３２０…スライド部材、３２０ａ…係合溝、３３０，３８０，３９０…シャフト、３４０…スライド溝、３５０ａ，３５０ｂ…歯車、３６０…モータ、４００ａ，４００ｂ，４２０ａ，４２０ｂ…距離調整部、５００…ピエゾ素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数特性に応じた磁界を発生するコイルを含む磁気回路と、この磁気回路における周波数特性調整方法に関する。より特定的には、磁気共鳴を利用して被検体の被検部位を撮影する磁気共鳴撮影（ＭＲＩ）装置に使用する高周波（ＲＦ）コイルと、このＲＦコイルへの磁気的な干渉を防止するＲＦシールドとの間の距離を変化させて周波数特性を調整するＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＲＩ装置は、静磁場空間内に収容した被検体の被検部位を、磁気共鳴を利用して撮影する装置である。
被検体の体軸方向にほぼ直交する静磁場、即ち垂直磁場を発生させるＭＲＩ装置として、被検体を収容し垂直磁場が形成されているボアの大部分が開放されているオープンタイプの装置がある。
【０００３】
図８（ａ）に、オープンタイプのＭＲＩ装置の構成の一例を、要部の模式的な斜視透視図として示す。
図８（ａ）に示すＭＲＩ装置１４０は、ＭＲＩ装置本体の筐体１４１と、この筐体１４１内に、片方ずつが対向して配置される、それぞれ１対の静磁場発生用マグネット部１５０ａ，１５０ｂ、勾配コイル部１６０ａ，１６０ｂ、ＲＦシールド部１７０ａ，１７０ｂおよびＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂを有する。
これらのうち、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂが最も内側に配置され、ＲＦコイル部１８０ａと１８０ｂとの間にボア１４１ａが形成される。
【０００４】
図８（ｂ）は、上記各構成要素の配置を示す側面図である。ただし、図８（ｂ）には、ボア１４１ａを中心に図８（ａ）中下側に配置された構成要素のみを示す。
図８（ｂ）に示すように、ボア１４１ａを中心として、ＲＦコイル部１８０ｂから外側に向かって順にＲＦシールド部１７０ｂ、勾配コイル部１６０ｂ、静磁場発生用マグネット部１５０ｂが配置されている。これらはそれぞれ所定の距離をおいて配置、固定されている。ボア１４１ａを挟んで対向する静磁場発生用マグネット部１５０ａと１５０ｂとにより、垂直磁場が形成される。また、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂは、銅等の導電体を例えばリング状に巻回したコイル部１８１と、このコイル部１８１に設置され、コイル部１８１によって形成される回路の静電容量部として用いられる所定個数のチップコンデンサ１８５を有し、通常はこれらを硬質のケーシングで覆うことにより構成されるが、図８（ｂ）においてはこのケーシングは図示していない。
【０００５】
磁気共鳴撮影時には、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂは、垂直磁場を形成する垂直磁界の強度によって規定される共鳴周波数の高周波磁界信号を送信あるいは受信する。ところが、垂直磁界の強度は、被検体が垂直磁場内に収容されたときに変化する。そのため、垂直磁界強度に応じて、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂを構成する回路の周波数特性を変更して、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂが送信または受信する磁界信号の周波数を、共鳴周波数に合わせる必要がある。
【０００６】
従来は、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂ中の静電容量（キャパシタ）部の容量を変化させて、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂの周波数特性を変更していた。そのために、チップコンデンサ１８５の数を増減させていた。もしくは、チップコンデンサ１８５として、静電容量を変更可能な可変コンデンサを用いていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、可変コンデンサは非常に高価である。従って、ＭＲＩ装置の価格上昇の大きな原因となる。
また、コンデンサの数を変更する場合には、コンデンサの着脱が非常に煩雑である。例えば、コンデンサを増やす場合には、新たなチップコンデンサ１８７が設けられたボード回路をコイル部１８１に接続し、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂの静電容量を増加させる。その際には、ＭＲＩ装置１４０の運転を停止し、例えば筐体１４１の一部を開放してＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂを露出させてボード回路を接続する必要性が生じる可能性もあり、手間がかかる。また、垂直磁界強度に応じて、容量の異なるチップコンデンサ１８７を有するボード回路を順次接続し、試行錯誤的にＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂの周波数特性を調整するという手間がかかる。
【０００８】
さらに、図８（ｂ）に図解のように、新たなチップコンデンサ１８７を追加、または削除した場合、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂの回路内において静電容量部が不均一な間隔で配置され、ＲＦコイル部１８０ａ，１８０ｂ内の位置によって回路の電気的安定性が異なることにもつながる。
【０００９】
従って、本発明は、低コストで簡便にＲＦコイルの周波数特性を調整可能な磁気共鳴撮影装置、または磁気回路装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、低コストで簡便な、ＲＦコイルの周波数特性調整方法を提供することをも目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願発明に係る磁気共鳴撮影装置は、垂直磁場内に配置され、高周波磁界信号の送信および受信の少なくともいずれか一方を行なうＲＦコイルと、前記ＲＦコイルから所定距離離れて、当該ＲＦコイルに対向して配置され、当該ＲＦコイルへの磁気的な干渉を防止する磁気シールド手段と、前記ＲＦコイルおよび前記磁気シールド手段の少なくともいずれか一方を移動させる移動手段とを有し、前記移動手段により、前記ＲＦコイルと前記磁気シールド手段との間の距離を相対的に変化させて、前記ＲＦコイルの周波数特性を調整する磁気共鳴撮影装置である。
【００１１】
また、本願発明に係る磁気回路装置は、磁界の発生と、当該磁界によって励起される磁界信号の受信の少なくともいずれか一方を行なうコイルと、前記コイルから所定距離離れて、当該コイルに対向して配置され、当該コイルへの磁気的な干渉を防止する磁気シールド手段と、前記コイルおよび前記磁気シールド手段の少なくともいずれか一方を移動させる移動手段とを有し、前記移動手段により、前記コイルと前記磁気シールド手段との間の距離を相対的に変化させて、前記コイルの周波数特性を調整する磁気回路装置である。
【００１２】
本願発明に係る周波数特性調整方法は、磁気共鳴撮影に用いられ、垂直磁場内に配置されて高周波磁界信号の送信および受信の少なくともいずれか一方を行なうＲＦコイルの周波数特性を、前記ＲＦコイルから所定距離離れて、当該ＲＦコイルに対向して配置され、当該ＲＦコイルへの磁気的な干渉を防止する磁気シールド手段と前記ＲＦコイルとの間の距離を相対的に変化させて調整する周波数特性調整方法である。
【００１３】
また、本願発明に係る周波数特性調整方法は、磁界の発生と、当該磁界によって励起される磁界信号の受信の少なくともいずれか一方を行なうコイルの周波数特性を、前記コイルから所定距離離れて、当該コイルに対向して配置され、当該コイルへの磁気的な干渉を防止する磁気シールド手段と前記コイルとの間の距離を相対的に変化させて調整する周波数特性調整方法であってもよい。
【００１４】
本発明においては、好適には垂直磁場内において、ＲＦコイルと磁気シールド手段とが、所定距離離れて配置される。
ＲＦコイルは、好適には磁気共鳴撮影に用いられ、それ自身の周波数特性に応じた高周波の磁界信号の、送信および受信の少なくともどちらか一方を行なう。
磁気シールド手段は、ＲＦコイルから所定の範囲内に配置されることによって、ＲＦコイルへのノイズによる磁気的な干渉を防ぐ。また、磁気シールド手段は、ＲＦコイルとの距離が変化することによってＲＦコイルからの磁束の鎖交数が変化する。これにより、ＲＦコイルが構成する共振回路中のインダクタンスが変化する。従って、ＲＦコイルと磁気シールド手段との間の距離に応じて、ＲＦコイルの共振周波数が調整される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に述べる。
【００１６】
第１実施形態
図１は本発明に係るＭＲＩ装置の外観斜視図であり、図２は図１に示すＭＲＩ装置の要部の概略構成図である。
図１および図２に示すＭＲＩ装置２００は、クレードル装置２４０とＭＲＩ装置本体２１０を有する。
【００１７】
クレードル装置２４０は、被検体を載置するクレードル２４３と、このクレードル２４３をＭＲＩ装置本体２１０のボア９４内に搬送するクレードル駆動装置２４１を有する。クレードル装置２４０は、被検体の被検部位をボア９４内に位置決め可能なように、ＭＲＩ装置本体２１０の近傍に設置される。
【００１８】
ＭＲＩ装置本体２１０は、図１および図２に示すように、垂直方向（Ｚ方向）に対向して配置されている上側マグネットケース２２０ａと下側マグネットケース２２０ｂに収容されているマグネットシステムと、ＲＦコイル駆動部２７１と、勾配コイル駆動部２７２と、データ収集部２７３と、制御部２７４とを有する。
上側マグネットケース２２０ａと下側マグネットケース２２０ｂとの間の空間が、ボア９４を規定している。
【００１９】
マグネットシステムは、上側マグネットケース２２０ａと下側マグネットケース２２０ｂ内にそれぞれ収容されている各１組ずつ上下の、静磁場発生用マグネット部２６０ａ，２６０ｂと、勾配コイル部２６１ａ，２６１ｂと、ＲＦシールド部２６２ａ，２６２ｂと、ＲＦコイル部２６３ａ，２６３ｂとを有する。
【００２０】
本実施形態においては、静磁場発生用マグネット部２６０ａ，２６０ｂと、勾配コイル部２６１ａ，２６１ｂと、ＲＦシールド部２６２ａ，２６２ｂと、ＲＦコイル部２６３ａ，２６３ｂはいずれも平坦な円盤状、矩形などの形状を有し、Ｚ方向における中心軸が同軸に配設されている。
また、ボア９４を挟んで最も外側に静磁場発生用マグネット部２６０ａ，２６０ｂが１組配設され、そこから内側のボア９４側に向かって順に、勾配コイル部２６１ａ，２６１ｂと、ＲＦシールド部２６２ａ，２６２ｂと、ＲＦコイル部２６３ａ，２６３ｂが、各１組ずつ配設されている。
これらのうち、ＲＦシールド部２６２ａ，２６２ｂおよびＲＦコイル部２６３ａ，２６３ｂは、個々に独立してＺ方向に移動可能に配設される。
【００２１】
このように対向して配置される１組の静磁場発生用マグネット部２６０ａ，２６０ｂにより、ボア９４に均一な静磁場が形成される。このようにして形成される静磁場の向きは、図２に示すように被検体９９の体軸方向、即ちＹ方向にほぼ直交するので、直交磁場または垂直磁場とも呼ばれる。
垂直磁場を発生する静磁場発生用マグネット部２６０ａ，２６０ｂは、例えば永久磁石を用いて構成される。永久磁石の他に、超伝導磁石や常伝導磁石などの磁場発生用磁石を用いて静磁場発生用マグネット部２６０ａ，２６０ｂを構成することも可能である。
なお、被検体９９の被検部位は、良好な磁気共鳴画像を入手するために、最も均一な垂直磁場が形成されている、静磁場発生用マグネット部２６０ａ，２６０ｂのＺ方向の中心軸上に、クレードル２４３によって移動される。
【００２２】
勾配コイル部２６１ａ，２６１ｂは、ＲＦコイルが受信する磁気共鳴信号に３次元の位置情報を持たせるために勾配磁場コイルを３系統有する。勾配コイル部２６１ａ，２６１ｂは、これらの勾配磁場コイルを用いて、静磁場発生用マグネット部２６０ａ，２６０ｂが形成した静磁界の強度に勾配を付ける勾配磁場を発生させる。
【００２３】
ＲＦシールド部２６２ａ，２６２ｂは、本発明における磁気シールド手段の一実施態様に相当する。
ＲＦシールド部２６２ａ，２６２ｂは、例えば銅によって形成される薄いシートを用いて構成される。この銅シートをマグネットシステムの外部に接地することによって、外部からマグネットシステムに混入するノイズとしてのＲＦ信号を取り除き、勾配コイル部２６１ａ，２６１ｂおよびＲＦコイル部２６３ａ，２６３ｂへのノイズによる磁気的な干渉を防止することができる。
【００２４】
ＲＦコイル部２６３ａ，２６３ｂは、１組の静磁場発生用マグネット部２６０ａ，２６０ｂにより静磁場が形成されているボア９４内において、被検体９９の被検部位のスピンを励起するために高周波の回転磁場を送信する送信用ＲＦコイルと、送信用ＲＦコイルからのＲＦ信号の送信を停止した際に被検部位から再放射される、被検部位のスピンに起因して生じる共鳴周波数を有するＲＦエネルギを受信する受信用ＲＦコイルとを有する。
送信用コイルと受信用コイルを同じコイルで兼用してもよいし、例えばＲＦコイル部２６３ａのＲＦコイルを送信用コイルとし、ＲＦコイル部２６３ｂのＲＦコイルを受信用コイルとするように、それぞれ専用のコイルを用いてもよい。
なお、回転磁場としては、一般的には２．１３ＭＨｚから８５ＭＨｚの範囲の高周波の磁場が用いられる。
【００２５】
これらのＲＦコイルは、図８（ｂ）に例示した従来のＲＦコイル部１８０ｂと同様に、銅等の導電体を平坦なリング状に巻回したコイル部と、このコイル部に設けられた静電容量部とを有し、共振回路を構成している。
【００２６】
ＲＦコイル駆動部２７１はＲＦコイル部２６３ａ，２６３ｂにＲＦ信号励起駆動信号を与えることによりボア９４にＲＦ信号による高周波磁界を発生させ、被検体９９の被検部位のスピンを励起する。
【００２７】
勾配コイル駆動部２７２は勾配コイル部２６１ａ，２６１ｂに勾配磁場励起駆動信号を与えることによりボア９４内に勾配磁場を発生させる。勾配コイル駆動部２７２は、勾配コイル部２６１ａ，２６１ｂの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。
【００２８】
データ収集部２７３は、ＲＦコイル部２６３ａ，２６３ｂにおける受信用のＲＦコイルに接続され、受信信号を取り込み、それを磁気共鳴画像生成のためのデータとして収集する。データ収集部２７３は、図２に示すように、好適にはＭＲＩ装置本体からは離れた場所に設置されているオペレータ装置２８０に、収集したデータを送信する。
【００２９】
制御部２７４は、オペレータ装置２８０からの指令信号を受けて、所望のデータが得られるようにＲＦコイル駆動部２７１、勾配コイル駆動部２７２、およびデータ収集部２７３を制御する。
【００３０】
オペレータ装置２８０は、図示はしないが、データ収集部２７３からのデータやオペレータから入力される操作信号等の信号に基づいて画像処理を行ない磁気共鳴画像を得るデータ処理部と、得られた画像の表示やＭＲＩ装置２００の操作のための操作画面を表示する表示部と、制御部２７４およびデータ処理部にオペレータからの操作信号を入力するための操作部とを備えており、オペレータ装置２８０を介してＭＲＩ装置２００が操作される。
【００３１】
本実施形態においては、前述のように、ＲＦシールド部２６２ａ，２６２ｂおよびＲＦコイル部２６３ａ，２６３ｂを、Ｚ方向に移動可能に配設する。以下、その移動機構の詳細について述べる。なお、以下では例として下側マグネットケース２２０ｂに収容されているＲＦシールド部２６２ｂならびにＲＦコイル部２６３ｂを移動させる場合について述べるが、上側マグネットケース２２０ａに収容されているＲＦシールド部２６２ａとＲＦコイル部２６３ａについても同様に移動可能であることは言うまでもない。
【００３２】
〔移動機構〕
図３は、ＲＦシールド部２６２ｂまたはＲＦコイル部２６３ｂの移動機構の第１実施形態を側面から見た概略構成図である。まず、ＲＦシールド部２６２ｂ上のＲＦコイル部２６３ｂを移動させる場合について述べる。なお、これ以降の実施形態の記述の際に参照する図における縮尺は必ずしも実際の通りではない。
図３に示すように、第１実施形態の移動機構は、一対の被支持部３１０と、一対のスライド部材３２０と、シャフト３３０を有する。
【００３３】
被支持部３１０は、例えば、図３に示すように側面から見て直角三角形状の形状をしており、その直角部分がＲＦコイル部２６３ｂの中心部側を向いてＲＦコイル部２６３ｂの底面に接触するように、ＲＦコイル部２６３ｂに設けられる。２つの被支持部３１０は、図３に示すように、各々の直角部分を同軸に対向させて設けられる。
被支持部３１０の斜辺部には、係合部３１０ａが設けられている。
【００３４】
スライド部材３２０は、被支持部３１０の斜辺部と接触する斜辺部を備える、一例として側面から見て被支持部３１０と相似な直角三角形状の部材である。スライド部材３２０は、被支持部３１０と斜辺部同士を接触させてスライド可能なように、その直角部分をＲＦシールド部２６２ｂの外側に向けて、ＲＦシールド部２６２ｂ上にスライド可能に設置される。
スライド部材３２０の斜辺部には、被支持部３１０の係合部３１０ａを受け入れる係合溝３２０ａが、例えばスライド部材３２０を切削することにより形成されている。
２つのスライド部材３２０は、図３に示すように、同軸に対向して配置されており、それぞれ係合溝３２０ａに係合部３１０ａを係合させて、被支持部３１０を介してＲＦコイル部２６３ｂをＲＦシールド部２６２ｂと平行に支持している。
なお、平坦なＲＦシールド部２６２ｂおよびＲＦコイル部２６３ｂは、その平坦面が垂直磁場の方向であるＺ方向と直交するように配置されている。
【００３５】
ＲＦシールド部２６２ｂにおけるスライド部材３２０の設置面には、スライド部材３２０を安定してスライドさせるためのスライド溝３４０が、例えばＲＦシールド部２６２ｂのケーシングを切削することにより形成されている。このスライド溝３４０は、スライド部材３２０の底面全体、もしくはこの底面に設けられるスライド用凸部を受け入れるように形成される。
【００３６】
シャフト３３０は、２つのスライド部材３２０を貫通するように設置される。シャフト３３０には、順ねじ部３３０ａと逆ねじ部３３０ｂが形成されている。
【００３７】
一方のスライド部材３２０には順ねじ部３３０ａと螺合する雌ねじが形成され、他方のスライド部材３２０には逆ねじ部３３０ｂと螺合する雌ねじが形成されている。
シャフト３３０を図中矢印ＲＤの向きに回転させると、順ねじ部３３０ａおよび逆ねじ部３３０ｂの作用により、スライド部材３２０は互いに離れるように矢印Ｓ１の向きに移動する。これにより、被支持部３１０がスライド部材３２０の斜面において滑り落ちるようにスライドし、ＲＦコイル部２６３ｂは矢印Ｄ側に下がる。反対に、シャフト３３０を図中矢印ＲＵの向きに回転させると、スライド部材３２０は互いに近づくように矢印Ｓ２の向きに移動する。これにより、被支持部３１０がスライド部材３２０の斜面において持ち上げられるようにスライドし、ＲＦコイル部２６３ｂは矢印Ｕ側に上がる。
【００３８】
シャフト３３０は、例えば歯車３５０ａ，３５０ｂを介して適宜減速された電動モータ３６０等のアクチュエータの回転力によって回転される。
モータ３６０は、制御部２７４からの駆動信号を受けて駆動される。従って、オペレータはオペレータ装置２８０の操作部から、モータ３６０の回転量や回転方向を制御することができる。
なお、シャフトおよび歯車列を適宜構成して、オペレータが、例えばＭＲＩ装置本体２１０の表面部に設けられた調節ツマミを回転させることにより手動でシャフト３３０を回転させることが可能な構成とすることもできる。
【００３９】
また、被支持部３１０およびスライド部材３２０において、相互に接触する部分、またはＲＦシールド部２６２ｂに接触する部分には、例えば球形のベアリングを設けておくことが、すべり抵抗を低減させるために好ましい。
【００４０】
ここで、ＲＦコイル部２６３ｂとＲＦシールド部２６２ｂとの間の距離ｄｓと、ＲＦコイル部２６３ｂの周波数特性との相関について述べる。
前述のように、ＲＦコイル部２６３ｂは、そのリング状のコイルと、このコイルに直列に接続したコンデンサとにより、直列共振回路を構成している。
この直列共振回路を有するＲＦコイル部２６３ｂ全体のインダクタンスをＬ、キャパシタンスをＣとすると、ＲＦコイル部２６３ｂの共振周波数ｆ０は下記式で表わされる。
【００４１】
【数１】
ところで、ＲＦコイル部２６３ｂの近傍には銅等の導電体によるＲＦシールド部２６２ｂが存在している。従って、ＲＦコイル部２６３ｂのインダクタンスＬは、下記式のように、リング状のコイル自体の自己インダクタンスＬＣと、コイルとＲＦシールド部２６２ｂとの間の相互インダクタンスＬＳの和として考えることができる。
【００４３】
【数２】
コイルの自己インダクタンスＬＣは、コイルの形状や材質等の条件により予め定まる値である。
相互インダクタンスＬＳは、式（２）に示すように、距離ｄｓの関数である。ＲＦシールド部２６２ｂに鎖交するＲＦコイル部２６３ｂからの磁束は、距離ｄｓが長くなると減少し、距離ｄｓが短くなると増大する。従って、相互インダクタンスＬＳおよびＲＦコイル部２６３ｂのインダクタンスＬは、距離ｄｓに反比例する。
【００４５】
このように、ＲＦシールド部２６２ｂをＲＦコイル部２６３ｂに近づけていくと、インダクタンスＬは上がり、共振周波数ｆ０は下がる。反対に、ＲＦシールド部２６２ｂをＲＦコイル部２６３ｂから遠ざけると、インダクタンスＬは下がり、共振周波数ｆ０は上がる。このように、ＲＦコイル部２６３ｂとＲＦシールド部２６２ｂとの間の距離ｄｓを調整して、ＲＦコイル部２６３ｂの周波数特性を調整することができる。
【００４６】
また、ＲＦコイル部２６３ｂの誘導リアクタンスＸＬは、ＸＬ＝２πｆＬで表わされる。ここで、符号ｆは交流の周波数である。インダクタンスＬを変更すると周波数ｆも変化するためその増減は一概には言えないが、上記のように距離ｄｓを調整してインダクタンスＬを調整することは、誘導リアクタンスＸＬを調整してＲＦコイル部２６３ｂの効率を変更することでもある。
【００４７】
ＲＦコイル部２６３ｂとＲＦシールド部２６２ｂとの間の距離ｄｓは、一例として２ｃｍ程度である。
距離ｄｓを数ｍｍから１ｍｍ以下の範囲で変化させることによって、磁気共鳴撮影に用いる場合に十分な範囲で周波数特性を調整することができる。
【００４８】
このように、本第１実施形態の移動機構によれば、１つのモータ３６０によって、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂとを水平に保ったまま、ＲＦコイル部２６３ｂを、垂直磁場の方向と平行なＺ方向において上下に移動させることができる。従って、ＲＦコイル部２６３ｂが移動した場合にも、ＲＦコイル部２６３ｂから発生する高周波磁場は、ＲＦコイル部２６３ｂの全面で均一に変化する。
【００４９】
以上の記述においてはＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂ部との間に移動機構が存在するとしたが、図３においてＲＦシールド部２６２ｂを勾配コイル部２６１ｂに置き換え、ＲＦコイル部２６３ｂをＲＦシールド部２６２ｂで置き換えて考えて、勾配コイル部２６１ｂとＲＦシールド部２６２ｂとの間に移動機構が存在するようにしてもよい。ＲＦシールド部２６２ｂの上方にはＲＦコイル部２６３ｂが存在することになる。この場合、ＲＦシールド部２６２ｂが勾配コイル部２６１ｂおよびＲＦコイル部２６３ｂに対して水平状態を保ったまま、垂直磁場の方向に移動可能となり、ＲＦコイル部２６３ｂとの間の距離を調整することができる。従って、上述の場合と同様に、ＲＦコイル部２６３ｂ内のＲＦコイルの周波数特性を調整することができる。
また、被支持部３１０とスライド部材３２０を入れ替え、被支持部３１０をＲＦシールド部２６２ｂに設け、スライド部材３２０をＲＦコイル部２６３ｂまたは勾配コイル部２６１ｂに設けてもよい。
【００５０】
なお、このように、ＲＦシールド部２６２ｂが勾配コイル部２６１ｂとＲＦコイル部２６３ｂとの間に配置されているため、ＲＦシールド部２６２ｂの移動による勾配コイル部２６１ｂとＲＦコイル部２６３ｂの特性の変化は逆になる。
例えば、ＲＦシールド部２６２ｂが移動してＲＦコイル部２６３ｂの効率が上がり高周波磁界の強さが上がったときには、勾配コイル部２６１ｂの効率は下がり勾配磁界の強さは下がる。この場合と逆の方向にＲＦシールド部２６２ｂが移動したときには、ＲＦコイル部２６３ｂの効率および高周波磁界の強さが下がり、勾配コイル部２６１ｂの効率および勾配磁界の強さが上がる。
【００５１】
第２実施形態
図４は、ＲＦシールド部２６２ｂまたはＲＦコイル部２６３ｂの移動機構の第２実施形態を側面から見た概略構成図である。
第２実施形態の場合にも、まず、ＲＦシールド部２６２ｂ上のＲＦコイル部２６３ｂを移動させる場合について述べる。
【００５２】
図４に示すように、第２実施形態の移動機構は、モータ３６０と歯車３５０ａ，３５０ｂとシャフト３８０とを備える距離調整部を複数個有する。距離調整部は、ＲＦコイル部２６３ｂを任意の方向に傾けるために、ＲＦコイル部２６３ｂの周辺部において３個または４個、もしくはそれ以上の数で適宜設けられることが好ましい。例えば、図４において、右側の距離調整部を距離調整部４００ａとし、左側の距離調整部を距離調整部４００ｂとする。
【００５３】
距離調整部４００ａ，４００ｂのシャフト３８０は、長手方向が垂直磁場の方向に沿って設置され、その一端はＲＦシールド部２６２ｂのケーシングの平坦面において回転自在に軸支される。シャフト３８０の他端は、ＲＦコイル部２６３ｂのケーシングを、ＲＦコイル部２６３ｂの平坦面に対して垂直に貫通するように配設されている。シャフト３８０とＲＦコイル部２６３ｂのケーシングは、それぞれに設けられているねじ部により螺合している。
【００５４】
モータ３６０は制御部２７４に接続されており、回転量および回転方向を個々に制御することが可能である。
例えば、ＲＦシールド部２６２ｂを固定しておき、モータ３６０を駆動して、距離調整部４００ａ，４００ｂのシャフト３８０を矢印ＲＤの向きに回転させる。このとき、ＲＦシールド部２６２ｂの、シャフト３８０が貫通している部分が、矢印Ｄ側に下がる。逆に、シャフト３８０を矢印ＲＵの向きに回転させると、ＲＦシールド部２６２ｂの、シャフト３８０が貫通している部分が、矢印Ｕ側に上がる。
【００５５】
例えば距離調整部４００ａのシャフト３８０を矢印ＲＤの向きに回転させ、距離調整部４００ｂのシャフト３８０を矢印ＲＵの向きに回転させる。このとき、ＲＦコイル部２６３ｂは、その平坦面に対する法線Ｇが、領域ＡＲａ側に向くように傾く。逆に、距離調整部４００ａのシャフト３８０を矢印ＲＵの向きに回転させ、距離調整部４００ｂのシャフト３８０を矢印ＲＤの向きに回転させると、ＲＦコイル部２６３ｂは、法線Ｇが領域ＡＲｂ側に向くように傾く。
【００５６】
以上の記述は２つの距離調整部４００ａ，４００ｂのみを調整した場合であったが、各距離調整部によるシャフト３８０の回転方向と回転量を全て等しくすれば、ＲＦコイル部２６３ｂはＲＦシールド部２６２ｂに対して水平状態を保ったまま移動する。また、各距離調整部による移動方向と移動量を個々に調整することにより、ＲＦコイル部２６３ｂを垂直磁場およびＲＦシールド部２６２ｂに対して任意の方向に傾けながら、ＲＦコイル部２６３ｂとＲＦシールド部２６２ｂ間の距離ｄｓを調整することができる。
【００５７】
本第２実施形態の場合にも、距離ｄｓは一例として２ｃｍ程度であり、この距離ｄｓを数ｍｍから１ｍｍ以下の範囲で変化させることによって、磁気共鳴撮影に用いる場合に十分な範囲でＲＦコイルの周波数特性を調整することができる。
【００５８】
このように、本第２実施形態の移動機構によれば、ＲＦコイル部２６３ｂとＲＦシールド２６２ｂ間の距離を調整する場合に、ＲＦコイル部２６３ｂを傾けながら移動させて、ＲＦコイル部２６３ｂのＲＦコイルの周波数特性を調整するとともに、ＲＦコイル部２６３ｂから発生する高周波磁場に適宜傾きをつけることができる。これにより、磁気共鳴撮影時における高周波磁場の微調整が容易になる。
固定したＲＦコイル部２６３ｂ側においてシャフト３８０を軸支し、ＲＦシールド２６２ｂを移動させても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５９】
第２実施形態においても、図４においてＲＦシールド部２６２ｂを勾配コイル部２６１ｂに置き換え、ＲＦコイル部２６３ｂをＲＦシールド部２６２ｂで置き換えて考えて、勾配コイル部２６１ｂとＲＦシールド部２６２ｂとの間に距離調整部を存在させることが考えられる。ＲＦシールド部２６２ｂの上方にはＲＦコイル部２６３ｂが存在することになる。この場合、勾配コイル部２６１ｂとＲＦコイル部２６３ｂを固定しておき、シャフト３８０の一端を勾配コイル部２６１ｂのケーシングの平坦面において回転自在に軸支して、他端部がＲＦシールド部２６２ｂに螺合するようにしておけば、ＲＦシールド部２６２ｂを適宜傾けながら移動させることができる。勾配コイル部２６１ｂが固定されていれば、シャフト３８０を、勾配コイル部２６１ｂ側ではなくＲＦシールド部２６２ｂ側において回転自在に軸支しておいても、ＲＦシールド部２６２ｂを傾けながら移動させることは可能である。
【００６０】
第３実施形態
上記第１、第２実施形態は、ＲＦシールド部２６２ｂまたはＲＦコイル部２６３ｂのどちらか一方だけを移動させてＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂ間の距離を調整する方式であった。
図５に、ＲＦシールド部２６２ｂおよびＲＦコイル部２６３ｂの両方を移動させる第３実施形態を側面から見た概略構成図を示す。
【００６１】
図５においては、第２実施形態の距離調整部４００ａ，４００ｂのシャフト３８０を、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂの両方を貫通するように延長したシャフト３９０を有する距離調整部４２０ａ，４２０ｂが、第２実施形態の場合と同様に、ＲＦシールド部２６２ｂおよびＲＦコイル部２６３ｂの周辺部に配置されている。ただし、本第３実施形態においても、距離調整部は、３個以上配置することが好ましい。
【００６２】
一例として、シャフト３９０のうち、ＲＦシールド部２６２ｂを貫通する部分には順ねじ部３９０ａを形成しておき、ＲＦコイル部２６３ｂを貫通する部分には逆ねじ部３９０ｂを形成しておく。シャフト３９０が貫通するＲＦシールド部２６２ｂのケーシングには順ねじ部３９０ａと螺合する雌ねじを形成しておき、シャフト３９０が貫通するＲＦコイル部２６３ｂのケーシングには逆ねじ部３９０ｂと螺合する雌ねじを形成しておく。
その他の構成は第２実施形態の場合と同様であるので、同一構成要素には同一符号を付し、その詳細については適宜省略する。
【００６３】
例えば、シャフト３９０の一端をケーシングの平坦面において回転自在に軸支している勾配コイル部２６１ｂのみを固定しておく。この状態で、距離調整部４２０ａ，４２０ｂのそれぞれのモータ３６０の回転により、シャフト３９０を矢印ＲＰの向きに回転させると、順ねじ部３９０ａおよび逆ねじ部３９０ｂの作用により、ＲＦシールド部２６２ｂおよびＲＦコイル部２６３ｂの両方の、シャフト３９０が貫通している部分が、互いに遠ざかる矢印Ｐの向きに移動する。
反対に、シャフト３９０を矢印ＲＢの向きに回転させると、ＲＦシールド部２６２ｂおよびＲＦコイル部２６３ｂの両方の、シャフト３９０が貫通している部分は、互いに近づく矢印Ｂの向きに移動する。
各距離調整部による移動量および移動方向を個々に調整することにより、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂ間の距離ｄｓ、およびＲＦコイル部２６３ｂが発生させる高周波磁場の傾きを様々に変化させることができる。
【００６４】
このように、本第３実施形態によれば、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂの両方を一度に移動させることが可能なことから、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂ間の距離ｄｓの調整に伴うＲＦコイルの周波数特性の調整と、高周波磁場の傾きの調整を、効率的に行なうことができる。
第３実施形態においても、勾配コイル部２６１ｂを固定しておけば、シャフト３９０をＲＦコイル部２６３ｂのケーシングの平坦面において回転自在に軸支した場合にも、ＲＦコイル部２６３ｂとＲＦシールド部２６２ｂの両方を一度に移動させることができる。
【００６５】
変形形態
図６および図７に、ＲＦシールド部２６２ｂまたはＲＦコイル部２６３ｂの移動機構の変形形態を側面から見た概略構成図を示す。
変形形態においては、ピエゾ素子５００により、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂとの間の距離ｄｓを調整する。
図６はＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂとの間にピエゾ素子５００を配置した場合の例を示し、図７は勾配コイル部２６１ｂとＲＦシールド部２６２ｂとの間にピエゾ素子５００を配置した例を示している。
【００６６】
ピエゾ素子５００は、制御部２７４を介して電圧を印加されることによって、膨張または収縮する。ピエゾ素子５００を適切な個数配置し、ここのピエゾ素子に印加する電圧を制御することによって、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂとの間の距離ｄｓを調整することができる。
【００６７】
前述のように、距離ｄｓは、数ｍｍから１ｍｍ以下の範囲内で調整しても十分な周波数調整効果が得られるため、ピエゾ素子５００を用いても十分に周波数特性を調整することができる。
【００６８】
変形形態によれば、ピエゾ素子５００を用いることによって、第３実施形態までのような機械的な移動機構を設ける必要がなくなり、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂ間の距離ｄｓをより簡便な構造で調整することができる。
【００６９】
なお、本発明は、上記実施形態ならびに図面の記載に限定されない。例えば、上記実施形態では本発明を磁気共鳴撮影装置に適用した例を示したが、本発明は例えば同調回路やトラップ回路のように、コイルを含み、その周波数特性を変更させたい磁気回路を有する装置に広く適用することができる。
また、移動機構の構造やその配置についても限定されず、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂ間の距離を調整することによりＲＦコイルの周波数特性を調整可能な構成になっていればよい。
さらに、ＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂとの間に、ＲＦコイル部２６３ｂが発した磁界の透磁率を変化させる物質を挟んでおいてもよい。
上記実施形態においては、垂直磁場の方向は例えば図１におけるＺ方向であるとしたが、マグネットシステムの配置を変更することにより、例えばＸ方向に垂直磁場を形成することも可能である。
【００７０】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明によれば、平坦なのＲＦコイルおよびＲＦシールドを用いることによって、簡単な構造によりＲＦシールド部２６２ｂとＲＦコイル部２６３ｂとの間を調整することができ、これにより低コストで簡便にＲＦコイルの周波数特性を調整可能な磁気共鳴撮影装置または磁気回路装置を提供することができる。
また、本発明によれば、低コストで簡便な、ＲＦコイルの周波数特性調整方法を提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係るＭＲＩ装置の外観斜視図である。
【図２】図２は図１に示すＭＲＩ装置の要部の概略構成図である。
【図３】図３は、図１に示すＭＲＩ装置において用いられる移動機構の第１実施形態を側面から示した概略構成図である。
【図４】図４は、図１に示すＭＲＩ装置において用いられる移動機構の第２実施形態を側面から示した概略構成図である。
【図５】図５は、図１に示すＭＲＩ装置において用いられる移動機構の第３実施形態を側面から示した概略構成図である。
【図６】図６は、図１に示すＭＲＩ装置において用いられる移動機構の変形形態を側面から示した概略構成図であり、ピエゾ素子をＲＦシールド部とＲＦコイル部との間に配置した場合を示している。
【図７】図７は、図１に示すＭＲＩ装置において用いられる移動機構の変形形態を側面から示した概略構成図であり、ピエゾ素子を勾配コイル部とＲＦシールド部との間に配置した場合を示している。
【図８】図８（ａ）は、オープンタイプのＭＲＩ装置の構成の一例を示す、要部の模式的な斜視透視図であり、図８（ｂ）は、図８（ｂ）に示すＭＲＩ装置のマグネットシステムの要部の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
９４…ボア、９９…被検体、２００…ＭＲＩ装置、２１０…ＭＲＩ装置本体、２２０ａ…上側マグネットケース、２２０ｂ…下側マグネットケース、２４０…クレードル装置、２４１…クレードル駆動装置、２４３…クレードル、２６０ａ，２６０ｂ…マグネット部、２６１ａ，２６１ｂ…勾配コイル部、２６２ａ，２６２ｂ…ＲＦシールド部、２６３ａ，２６３ｂ…ＲＦコイル部、３１０…被支持部、３１０ａ…係合部、３２０…スライド部材、３２０ａ…係合溝、３３０，３８０，３９０…シャフト、３４０…スライド溝、３５０ａ，３５０ｂ…歯車、３６０…モータ、４００ａ，４００ｂ，４２０ａ，４２０ｂ…距離調整部、５００…ピエゾ素子
Claims (20)
- 垂直磁場内に配置され、高周波磁界信号の送信および受信の少なくともいずれか一方を行なうＲＦコイルと、
前記ＲＦコイルから所定距離離れて、当該ＲＦコイルに対向して配置され、当該ＲＦコイルへの磁気的な干渉を防止する磁気シールド手段と、
前記ＲＦコイルおよび前記磁気シールド手段の少なくともいずれか一方を移動させる移動手段と
を有し、
前記移動手段により、前記ＲＦコイルと前記磁気シールド手段との間の距離を相対的に変化させて、前記ＲＦコイルの周波数特性を調整する
磁気共鳴撮影装置。 - 前記ＲＦコイルおよび前記磁気シールド手段は平坦であり、垂直磁場を発生する磁気共鳴撮影装置本体の筐体内に、その平坦面が垂直磁場の方向と直交して配置される
請求項１に記載の磁気共鳴撮影装置。 - 前記移動手段は、
前記ＲＦコイルと前記磁気シールド手段との間に配置され、順ねじ部および逆ねじ部を備えるシャフトと、
斜辺部を備え、前記ＲＦコイルまたは前記磁気シールド手段のいずれか一方のケーシングの平坦面において前記斜辺部を互いに逆向きにして対向して設けられる一対の被支持部と、
前記被支持部の斜辺部に接触する斜辺部をそれぞれ備え、前記シャフトが螺合し、前記ＲＦコイルまたは前記磁気シールド手段のうちの他方のケーシングの平坦面においてスライド自在に対向して配置される一対のスライド部材と
を有し、
前記スライド部材の一方は前記順ねじ部に、他方は前記逆ねじ部にそれぞれ螺合し、当該スライド部材が前記シャフトの回転に応じて互いに近づく向き、または遠ざかる向きにスライドすることによって前記被支持部の斜面がスライドし、前記被支持部が設けられる前記ＲＦコイルまたは前記磁気シールド手段の前記平坦面が垂直磁場の方向に沿って移動する
請求項２に記載の磁気共鳴撮影装置。 - 前記磁気シールド手段は、前記ＲＦコイルと、前記高周波磁界信号に位置情報を持たせるための勾配磁場コイルとの間に配置されており、
前記シャフトは前記磁気シールド手段と前記勾配磁場コイルとの間に配置され、
前記被支持部および前記スライド部材は、前記磁気シールド手段または前記勾配磁場コイルのケーシングの平坦面にそれぞれ設けられる
請求項３に記載の磁気共鳴撮影装置。 - 前記ＲＦコイルおよび／または前記磁気シールド手段を、垂直磁場に対して傾く方向に移動させる
請求項２に記載の磁気共鳴撮影装置。 - 前記移動手段は、
長手方向が垂直磁場の方向に沿って設置される複数のシャフトを有し、
前記複数のシャフトの一端は、前記ＲＦコイルまたは前記磁気シールド手段のいずれか一方のケーシングの平坦面においてそれぞれ回転自在に軸支され、
前記複数のシャフトの他端部は、前記ＲＦコイルまたは前記磁気シールド手段のうちの他方のケーシングにそれぞれ螺合しており、
前記複数のシャフトの回転方向および回転量を個々に調整することにより、前記ＲＦコイルまたは前記磁気シールド手段を、垂直磁場に対して傾く方向に移動させる
請求項５に記載の磁気共鳴撮影装置。 - 前記磁気シールド手段は、前記ＲＦコイルと、前記高周波磁界信号に位置情報を持たせるための勾配磁場コイルとの間に配置されており、
前記複数のシャフトの一端は、前記磁気シールド手段または前記勾配磁場コイルのいずれか一方のケーシングの平坦面においてそれぞれ回転自在に軸支され、前記複数のシャフトの他端部は、前記磁気シールド手段または前記勾配磁場コイルのうちの他方のケーシングにそれぞれ螺合しており、
前記複数のシャフトの回転方向および回転量を個々に調整することにより、前記磁気シールド手段を、垂直磁場に対して傾く方向に移動させる
請求項６に記載の磁気共鳴撮影装置。 - 前記複数のシャフトの一端は、前記ＲＦコイルまたは前記勾配磁場コイルのいずれか一方のケーシングの平坦面においてそれぞれ回転自在に軸支され、
前記複数のシャフトの他端部は、前記磁気シールド手段を貫通し、前記勾配磁場コイルまたは前記ＲＦコイルまで延長して当該磁気シールド手段、勾配磁場コイルまたはＲＦコイルのケーシングにそれぞれ螺合しており、
前記複数のシャフトの、前記磁気シールド手段のケーシングに螺合する部分と、前記勾配磁場コイルまたは前記ＲＦコイルのケーシングに螺合する部分とは、順ねじと逆ねじの関係になっており、
前記複数のシャフトの回転方向および回転量を個々に調整することにより、前記ＲＦコイルおよび／または前記磁気シールド手段を、垂直磁場に対して傾く方向に移動させる
請求項７に記載の磁気共鳴撮影装置。 - 前記移動手段は、前記ＲＦコイルおよび／または前記磁気シールド手段に設置したピエゾ素子である
請求項１、２および５のいずれかに記載の磁気共鳴撮影装置。 - 磁界の発生と、当該磁界によって励起される磁界信号の受信の少なくともいずれか一方を行なうコイルと、
前記コイルから所定距離離れて、当該コイルに対向して配置され、当該コイルへの磁気的な干渉を防止する磁気シールド手段と、
前記コイルおよび前記磁気シールド手段の少なくともいずれか一方を移動させる移動手段と
を有し、
前記移動手段により、前記コイルと前記磁気シールド手段との間の距離を相対的に変化させて、前記コイルの周波数特性を調整する
磁気回路装置。 - 磁気共鳴撮影に用いられ、垂直磁場内に配置されて高周波磁界信号の送信および受信の少なくともいずれか一方を行なうＲＦコイルの周波数特性を、前記ＲＦコイルから所定距離離れて、当該ＲＦコイルに対向して配置され、当該ＲＦコイルへの磁気的な干渉を防止する磁気シールド手段と前記ＲＦコイルとの間の距離を相対的に変化させて調整する
周波数特性調整方法。 - 垂直磁場の方向に平行な方向において、前記ＲＦコイルおよび前記磁気シールド手段間の距離を調整する
請求項１１に記載の周波数特性調整方法。 - 前記ＲＦコイルと前記磁気シールド手段との間に配置され、順ねじ部および逆ねじ部を備えるシャフトと、
斜辺部を備え、前記ＲＦコイルまたは前記磁気シールド手段のいずれか一方のケーシングの平坦面において前記斜辺部を互いに逆向きにして対向して設けられる一対の被支持部と、
前記被支持部の斜辺部に接触する斜辺部をそれぞれ備え、前記シャフトが螺合し、前記ＲＦコイルまたは前記磁気シールド手段のうちの他方のケーシングの平坦面においてスライド自在に対向して配置される一対のスライド部材と
を有する移動手段の前記スライド部材の一方を前記順ねじ部に、他方を前記逆ねじ部にそれぞれ螺合させ、当該スライド部材を前記シャフトの回転に応じて互いに近づく向き、または遠ざかる向きにスライドさせることによって前記被支持部の斜面をスライドさせ、前記被支持部が設けられる前記ＲＦコイルまたは前記磁気シールド手段の前記平坦面を垂直磁場の方向に沿って移動させる
請求項１２に記載の周波数特性調整方法。 - 前記磁気シールド手段を、前記ＲＦコイルと、前記高周波磁界信号に位置情報を持たせるための勾配磁場コイルとの間に配置し、
前記シャフトを前記磁気シールド手段と前記勾配磁場コイルとの間に配置し、前記被支持部および前記スライド部材を、前記磁気シールド手段または前記勾配磁場コイルのケーシングの平坦面にそれぞれ設ける
請求項１３に記載の周波数特性調整方法。 - 垂直磁場の方向から傾いた方向において、前記ＲＦコイルおよび前記磁気シールド手段間の距離を調整する
請求項１１に記載の周波数特性調整方法。 - 長手方向が垂直磁場の方向に沿って設置される複数のシャフトの一端を、前記ＲＦコイルまたは前記磁気シールド手段のいずれか一方のケーシングの平坦面においてそれぞれ回転自在に軸支し、
前記複数のシャフトの他端部を、前記ＲＦコイルまたは前記磁気シールド手段のうちの他方のケーシングにそれぞれ螺合させ、
前記複数のシャフトの回転方向および回転量を個々に調整することにより、前記ＲＦコイルまたは前記磁気シールド手段を、垂直磁場に対して傾く方向に移動させる
請求項１５に記載の周波数特性調整方法。 - 前記磁気シールド手段を、前記ＲＦコイルと、前記高周波磁界信号に位置情報を持たせるための勾配磁場コイルとの間に配置し、
前記複数のシャフトの一端を、前記磁気シールド手段または前記勾配磁場コイルのいずれか一方のケーシングの平坦面においてそれぞれ回転自在に軸支し、
前記複数のシャフトの他端部を、前記磁気シールド手段または前記勾配磁場コイルのうちの他方のケーシングにそれぞれ螺合させ、
前記複数のシャフトの回転方向および回転量を個々に調整することにより、前記磁気シールド手段を、垂直磁場に対して傾く方向に移動させる
請求項１６に記載の周波数特性調整方法。 - 前記複数のシャフトの一端を、前記ＲＦコイルまたは前記勾配磁場コイルのいずれか一方のケーシングの平坦面においてそれぞれ回転自在に軸支し、
前記複数のシャフトの他端部を、前記磁気シールド手段を貫通させ、前記勾配磁場コイルまたは前記ＲＦコイルまで延長して当該磁気シールド手段、勾配磁場コイルまたはＲＦコイルのケーシングにそれぞれ螺合させ、
前記複数のシャフトの、前記磁気シールド手段のケーシングに螺合する部分と、前記勾配磁場コイルまたは前記ＲＦコイルのケーシングに螺合する部分とを、順ねじと逆ねじの関係にして、
前記複数のシャフトの回転方向および回転量を個々に調整することにより、前記ＲＦコイルおよび／または前記磁気シールド手段を、垂直磁場に対して傾く方向に移動させる
請求項１７に記載の周波数特性調整方法。 - 前記ＲＦコイルおよび／または前記磁気シールド手段に設置したピエゾ素子の膨張または収縮により、当該ＲＦコイルおよび当該磁気シールド手段間の距離を調整する
請求項１１、１２および１５のいずれかに記載の周波数特性調整方法。 - 磁界の発生と、当該磁界によって励起される磁界信号の受信の少なくともいずれか一方を行なうコイルの周波数特性を、前記コイルから所定距離離れて、当該コイルに対向して配置され、当該コイルへの磁気的な干渉を防止する磁気シールド手段と前記コイルとの間の距離を相対的に変化させて調整する
周波数特性調整方法。
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| JP2002177586A JP2004016585A (ja) | 2002-06-18 | 2002-06-18 | 磁気共鳴撮影装置、磁気回路装置、および周波数特性調整方法 |
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2002
- 2002-06-18 JP JP2002177586A patent/JP2004016585A/ja not_active Withdrawn
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