JP2005111267A - 磁気共鳴装置の時間的に可変の磁場を発生する磁場発生器および磁場発生器を有する磁気共鳴装置 - Google Patents

磁気共鳴装置の時間的に可変の磁場を発生する磁場発生器および磁場発生器を有する磁気共鳴装置 Download PDF

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Abstract

【課題】高効率でできるだけコンパクトに構成しうる、磁気共鳴装置の時間的に可変の磁場を発生する磁場発生器を提供する。
【解決手段】 検査対象物の少なくとも検査すべき領域を収容するための検査空間を備えた磁気共鳴装置の時間的に可変の磁場を発生する磁場発生器において、磁場発生器の傾斜磁場コイル装置の導体がほぼ平板状領域内を延び、その平板状領域は、傾斜磁場コイル装置の導体が無く磁場発生器の高周波アンテナの導体が内部に配置されている少なくとも１つの部分領域を含み、高周波アンテナの磁場のために用いられる磁束戻り空間が部分領域から出発して検査空間から離れて延びている。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気共鳴装置の時間的に可変の磁場を発生する磁場発生器および磁場発生器を有する磁気共鳴装置に関する。
磁気共鳴技術は特に検査対象物の体内の画像を得るための公知の技術である。磁気共鳴装置内で、静磁場磁石によって発生された静磁場に、傾斜磁場コイル装置によって発生され急速にスイッチングされる傾斜磁場が重畳される。磁気共鳴装置はさらに、磁気共鳴信号を発生させるために検査対象物内に高周波信号を照射し、発生された磁気共鳴信号を受取る高周波アンテナを含んでいる。発生された磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴画像が形成される。
Ｃ字形静磁場磁石を有する開口型磁気共鳴装置が知られている（例えば特許文献１参照）。静磁場磁石は、磁気共鳴装置のＣ形構造体の開口部に配置された患者収容空間の両側に位置するＣ形構造体両端部にそれぞれ極板を含み、その両極板間で少なくとも患者収容空間の内部に磁気共鳴装置の静磁場が発生される。さらに各極板には、患者収容空間に向けて、傾斜磁場コイル装置のほぼ平板状に形成された平板状部分が配置され、この平板状部分に続いて磁気共鳴装置のアンテナ装置の同様にほぼ平板状に形成された部分が配置されている。上記の傾斜コイル装置用の傾斜磁場コイルは例えば特許文献２および特許文献３に詳細に記載されている。傾斜磁場コイル装置およびアンテナ装置の上記のほぼ平板状部分が用いられている磁気共鳴装置の静磁場磁石の他の構造形態は例えば特許文献４および特許文献５に記載されている。
さらに、極板および静磁場磁石を有する磁気共鳴装置において、極板に設けられほぼ平板状に形成された傾斜磁場コイル装置とアンテナ装置との間に、容量的に橋絡されたスリットによって実現される高周波シールドを配置することが知られている（例えば特許文献６参照）。またこの特許文献６により、極板および静磁場磁石において極板間隔をできるだけ小さく保持し、それによって静磁場磁石の重量を小さく保ち、静磁場の良好な均質性を達成するように努めることが知られている。そのために、極板間の全ての構造物、すなわち傾斜磁場コイル装置、高周波シールドおよびアンテナ装置はできるだけ平坦に形成されなければならない。他方、アンテナ装置を特に磁気共鳴信号用の受信アンテナとして利用する際にアンテナ装置の効率を向上させるために、アンテナ装置と高周波シールドとの間をできるだけ大きな間隔とするのが望ましい。
米国特許第６４３３５５０号明細書 西独特許出願公開第４０３７８９４号明細書 西独特許第４４２２７８１号明細書 独国特許出願公開第１９９６３１８４号明細書 米国特許第４８２９２５２号明細書 西独特許出願公開第４２３２８８４号明細書
本発明の課題は、高効率でできるだけコンパクトに構成しうる、磁気共鳴装置の時間的に可変の磁場を発生する磁場発生器および磁場発生器を有する磁気共鳴装置を提供することである。
磁場発生器に関する課題は請求項１に記載の構成によって解決され、磁気共鳴装置に関する課題は請求項１３に記載の構成によって解決される。好ましい実施態様は従属請求項に記載されている。
請求項１によれば、検査対象物の少なくとも検査すべき領域を収容するための検査空間を備えた磁気共鳴装置の時間的に可変の磁場を発生する磁場発生器において、
磁場発生器の傾斜磁場コイル装置の導体がほぼ平板状領域内を延び、
その平板状領域は、傾斜磁場コイル装置の導体が無く磁場発生器の高周波アンテナの導体が内部に配置されている少なくとも１つの部分領域を含み、
高周波アンテナの磁場のために用いられる磁束戻り空間が部分領域から出発して検査空間から離れて延びている。
従来の解決策においては、非能動的にシールドされた傾斜磁場コイル装置の傾斜磁場コイルと静磁場磁石との間、または傾斜磁場コイルと能動的にシールドされた傾斜磁場コイル装置のシールドコイルとの間に、傾斜磁場コイルによって発生される傾斜磁場の磁束線を終了させるための十分な空間が設けられなければならない。
本発明によれば、高周波アンテナによって受入れられる高周波磁場の磁束戻りに従来では利用されていない空間が開拓されいわば二重利用に供され、それにより傾斜磁場コイル装置と高周波アンテナとの組合せは従来の解決策に対して同程度の効率で平坦に構成することができる。従って、例えば特許文献６に記載されている傾斜磁場コイル装置と高周波アンテナとの間の間隔が節減される。
それにより、本発明によれば、第１のケースにおいては、磁気共鳴装置の患者収容空間を変化させることなく、静磁場磁石をより小さな寸法にすることができ、実質的により安価に構成することができる。第２ケースにおいては、静磁場磁石を変化させることなく、特に患者の快適性を向上させるより大きな患者収容空間を得ることができる。
本発明の他の利点、特徴、および詳細は図面を参照して以下に記載する本発明の実施例から明らかになる。
図１は、１つの磁束戻り空間を有する磁気共鳴装置の時間的に可変の磁場を発生する磁場発生器の半部を示す概略図、
図２は、２つの磁束戻り空間を有する磁気共鳴装置の時間的に可変の磁場を発生する磁場発生器の半部を示す概略図、
図３は、図１に示された磁場発生器または図２に示された磁場発生器を備えた磁気共鳴装置の正面図である。
図１は、本発明の第１実施例として、２つの円板状半部を含む、磁気共鳴装置の時間的に可変の磁場を発生する磁場発生器の一方の半部２１を、ほぼ中心を通る縦断面で切断した斜視図として示す。図示の半部２１は、例えば磁気共鳴装置の静磁場Ｂ0を発生するＣ形静磁場磁石の下側極板に取付けられ、他方の半部はＣ形静磁場磁石の上側極板に取付けられる。図示の半部２１は円板状領域３１および環状領域３２を含み、それらの領域には磁場発生器の傾斜磁場コイルの電気導体が配置される。円板状領域３１と環状領域３２との間に環状の自由空間４１が形成されている。この環状の自由空間４１は環状の磁束戻り空間４２のための開口部としての機能を果たしている。環状の磁束戻り空間４２はその開口部の後方に位置し環状の自由空間４１に関してアンダーカット部を形成している
さらに、静磁場磁石への半部２１の固定側とは反対側に位置する半部２１の表面は高周波シールド５１によって形成されている。高周波シールド５１は公知のように例えば多層の導電箔を含み、かつ容量的に橋絡されたスリットを形成されている。環状の自由空間４１は磁気共鳴装置の高周波アンテナを形成するために複数の共鳴バー６１によって橋絡されている。共鳴周波数の同調のために、共鳴バー６１は例えば図示していない直列コンデンサを含む。さらに高周波シールド５１の一部が高周波アンテナの電流路の一部をも形成している。ここでは高周波アンテナによって、静磁場Ｂ0の方向の周りを回転する高周波磁場Ｂ1を発生し、かつ磁気共鳴信号を取出すことができる。
ある時点における高周波磁場Ｂ1の磁束線６５が模擬的に示されている。磁束線６５は環状の自由空間４１を貫通して環状の磁束戻り空間４２内で終了する。環状の磁束戻り空間４２は、高周波磁場Ｂ1の磁束線と傾斜磁場コイルによって発生された傾斜磁場の磁束線とをその内部で終了させることによって、いわば二重利用される。
半部２１はさらに円板状領域３３を含み、その中に傾斜磁場コイルに属するシールドコイルの導体が配置されている。半部２１の残りの領域は特に磁場発生器のシム装置および／または冷却装置の一部を収容するために利用される。特に残りの領域の支柱状領域３４は、リード線を、円板状領域３１内に配置された傾斜磁場コイルの導体におよびその導体中に配置された冷却装置の一部に、高周波用ブッシンングを必要とすることなしに導くのに用いられる。
Ｃ形静磁場磁石の上側極板に取付けられる、磁場発生器の上側の半部は図示されている下側の半部２１に関して鏡面対称に同等に構成される。
図２は、本発明の第２実施例として、２つの円板状半部を含む、磁気共鳴装置の時間的に可変の磁場を発生する磁場発生器の一方の半部２２を、ほぼ中心を通る縦断面で切断した斜視図として示す。この半部２２は、主として互いに分離された２つの磁束戻り空間４６，４８を備えている点で、図１の磁場発生器の半部２１とは異なっている。図示の半部２２は円板状領域３５と２つの環状領域３６，３７とを含み、これらの領域はその内部に磁場発生器の傾斜磁場コイルの電気導体を含んでいる。領域３５，３６間および領域３６，３７間にそれぞれ環状の自由空間４５，４７が形成されている。これらの自由空間４５，４７は構造的に互いに分離された環状の磁束戻り空間４６，４８のための開口部としての機能を果たしている。環状の磁束戻り空間４６，４８はその各開口部の後方に位置しその各開口部に関してアンダーカット部を形成している。さらに、半部２２は高周波シールド５２を含んでいる。環状の自由空間４５，４７は高周波アンテナを形成するために複数の共鳴バー６２によって橋絡されている。ある時点に高周波アンテナによって発生された高周波磁場の磁束線６６，６７が模擬的に示されている。高周波磁場の磁束線６６，６７は環状の自由空間４５，４７を貫通して環状の磁束戻り空間４６，４８の内部で終了している。
半部２２はさらに円板状領域３０を含み、その中に傾斜磁場コイルに属するシールドコイルの導体が配置されている。半部２２の残りの領域は特に磁場発生器のシム装置および／または冷却装置の一部を収容するために利用される。特に残りの領域の支柱状領域３８および環状領域３９は、リード線を、円板状領域３５内に配置された傾斜磁場コイルの導体におよびその導体中に配置された冷却装置の一部に、高周波用ブッシンングを必要とすることなしに導くのに用いられる。さらに、図１に関して説明した事項は図２に対しても当てはまる。
最後に図３はＣ形静磁場磁石１０を有する磁気共鳴装置を示す。Ｃ形静磁場磁石１０に、図１に示された磁場発生器または図２に示された磁場発生器が固定される。これはＣ形静磁場磁石１０に図１に示された磁場発生器の半部２１または図２に示された磁場発生器の半部２２が固定されていることによって示されている。Ｃ形構造体の開口部が検査対象物の少なくとも検査すべき領域を収容するための検査空間１５を形成する。
両実施例に記載された事項は、勿論、シールドコイルを備えていない非能動的にシールドされた傾斜磁場コイル装置にも、また円形とは異なる例えば長円形および四角形の基本形状を有する他の磁場発生器にも適用することもできる。
本発明の第１実施例による磁場発生器の半部を示す概略図 本発明の第２実施例による磁場発生器の半部を示す概略図 磁場発生器を備えた磁気共鳴装置の正面図
符号の説明
１０ 静磁場磁石
１５ 検査空間
２１ 時間的に可変の磁場磁場発生器の半部
２２ 時間的に可変の磁場磁場発生器の半部
３０ 円板状領域
３１ 円板状領域
３２ 環状領域
３３ 円板状領域
３４ 支柱状領域
３５ 円板状領域
３６ 環状領域
３７ 環状領域
３８ 支柱状領域
３９ 環状領域
４１ 環状の自由空間
４２ 環状の磁束戻り空間
４５ 環状の自由空間
４６ 環状の磁束戻り空間
４７ 環状の自由空間
４８ 環状の磁束戻り空間
５１ 高周波シールド
５２ 高周波シールド
６１ 共鳴バー
６２ 共鳴バー
６５ 磁束線
６６ 磁束線
６７ 磁束線
Ｂ0 静磁場
Ｂ1 高周波磁場

Claims (13)

  1. 検査対象物の少なくとも検査すべき領域を収容するための検査空間を備えた磁気共鳴装置の時間的に可変の磁場を発生する磁場発生器において、
    磁場発生器の傾斜磁場コイル装置の導体がほぼ平板状領域内を延び、
    その平板状領域は、傾斜磁場コイル装置の導体が無く磁場発生器の高周波アンテナの導体が内部に配置されている少なくとも１つの部分領域を含み、
    高周波アンテナの磁場のために用いられる磁束戻り空間が部分領域から出発して検査空間から離れて延びている
    ことを特徴とする磁気共鳴装置の時間的に可変の磁場を発生する磁場発生器。
  2. 磁束戻り空間が部分領域に関してアンダーカット部を形成するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の磁場発生器。
  3. 平板状領域が部分領域を除いて検査空間側に高周波シールドを備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の磁場発生器。
  4. 部分領域の境界面および磁束戻り空間の境界面が磁場発生器の残りの領域側に高周波シールドを備えていることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の磁場発生器。
  5. 磁場発生器が検査空間から離れる方向において磁束戻り空間の向こう側に、傾斜磁場コイル装置に属するシールドコイル装置の導体を含んでいることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の磁場発生器。
  6. 領域がほぼ円板状であることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の磁場発生器。
  7. 磁場発生器が他の磁束戻り空間を有する少なくとも１つの他の部分領域を備えていることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の磁場発生器。
  8. 複数の部分領域が傾斜磁場コイル装置の導体によって互いに分離されていることを特徴とする請求項７記載の磁場発生器。
  9. 複数の磁束戻り空間が構造的に互いに分離されていることを特徴とする請求項７又は８記載の磁場発生器。
  10. 複数の部分領域が互いに同心的に形成されていることを特徴とする請求項７乃至９の１つに記載の磁場発生器。
  11. 複数の部分領域の少なくとも１つが環状であることを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載の磁場発生器。
  12. 高周波アンテナの導体が部分領域を半径方向に橋絡する複数のバーを含んでいることを特徴とする請求項１１記載の磁場発生器。
  13. 請求項１乃至１２の１つに記載の磁場発生器を有する磁気共鳴装置。
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