JP2005218537A - 受信コイル装置及びこれを備えた磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 脳を対象としたInterventional／Intraoperative ＭＲで使用される受信コイルを兼用する脳定位固定具において、受信コイルから受信信号を取り出す接続導線が手術の際に邪魔になっている。また、受信コイルの一部である脳定位固定具に取り付けられる中継コネクタが強固に固定されないため、清潔領域を保持するのが困難となっている。
【解決手段】 上部受信コイル又は中継コネクタに短い接続導線を取り付けて、中継導線を介してＭＲＩ装置本体に受信信号を送信する。そして、この中継導線を撮影の度に交換することにより、手術の際に邪魔になることを無くし、且つ、清潔領域の保持をより確実にする。
また、受信コイルの一部である脳定位固定具両端と中継コネクタにロック機構を設けることで、手術中において脳定位固定具に取り付けられたままとなる中継コネクタの、脳定位固定具との機械的かつ電気的接触が安定し、脳定位固定具への取り付けが安定する。その結果、清潔領域の保持等が向上する。
【選択図】 図８

Description

本発明は核磁気共鳴（以下、NMRと略記する）現象を利用して被検体の任意断面を画像表示する磁気共鳴イメージング（以下、MRIと略記する）装置に関し、特にInterventional／Intraoperative MR（以下、I−MRと略記する）を行う際に必要とされる脳定位固定具に取り付けられる受信コイルに関する。

昨今のMRI装置においては、そのガントリのオープン化や高速撮像法および透視（MR Fluoroscopy）シーケンスなどの技術的発展と、MRIが本来持つ、被曝がない、任意断面の撮像が可能である、組織分解能に優れている等の利点と相まって、I−MRという新らしい分野が急速に発展している。

ここで、I−MRとは、オープン型のガントリと、ガントリの周辺に配置された画像モニタ（インルームモニタ）と、専用RF受信コイルと、高速撮像法および透視と、MRI対応の手術用テーブルや非磁性の手術器具を必要構成要素とし、この様な環境下において、医師（術者）が顕微鏡や内視鏡等を用いて手術（腫瘍など摘出）などを行うことを意味する。

このI−MRにおいてMRI装置の果たすべき役割として、
１．手術直前の腫瘍の確認
２．手術中の撮像による組織変化の可視化
等を挙げることができる。

こうしたI−MRの環境下において、医師（術者）はインルームモニタを見ながら、被検体（患者）の患部を画像上で識別し、被検体に直接触れ、それまでの患部の摘出状況の確認を行いながら、手術を進めることが可能となる。手術の途中で患部の摘出状況を確認する際には、手術を一時中断して、清潔領域をビニール等で保持した状態で患部の撮像を行う。そして、患部を画像上で確認した後に手術を続行する。

特に被検体の脳における患部に対してI−MRを行う場合には、下に凹の半円形状をした脳定位固定具のベース部に被検体の脳を固定する。この例が（特許文献1）に開示されている。
（特許文献1）の例では、この脳定位固定具のベース部（第1の部分コイル）は、アルミ等の導電性のよい部材で作成され、撮影時には受信コイルの一部として使用される。つまり、撮影部位を取り巻くようにベース部に中継コネクタを介して上に凸の半円形状をした受信コイル（第2の部分コイル。以下、上部受信コイルと略記する）を取り付けて全体をループコイル状の受信コイルとして完成させた後に患部の撮像を行う。その際、被検体をビニールや布等の分離シートで覆って清潔領域を保持するために、この中継コネクタとベース部との間に分離シートを挟んで固定する。

また、（特許文献2）には、上記脳定位固定具のベース部を受信コイルの一部として被検体を撮影するために、このベース部内に同調−整合回路が設けられて、受信コイルがプロトンの共鳴周波数で高い感度（Q値）を持つ様に調整され、この回路には受信信号をMRI装置本体の信号処理部に導くための接続導線が接続されている。
特開2003-000566号公報 特開平8-266517号公報

I−MRにおてい、手術の際には患部の周りの空間をなるべく広くすることが望まれる。しかし、（特許文献2）に開示された受信信号を取り出す接続導線の配置は脳定位固定具のベース部にあるために、常時患部の周りに存在することになり手術の邪魔となる。

また、被検体の患部を分離シートで覆って清潔領域と不潔領域を常に分離する場合に、上記接続導線は常に分離シートで覆われた不潔領域に存在することになる。一般的に、手術中に清潔領域と不潔領域が接触することは好ましくなく、絶対に避けるべきことである。そのため、清潔領域に存在する医師が不潔領域の接続導線に接触して、この導線を取り外したり、邪魔にならない様に配置を変えたりする等の処置を行うことは好ましくない。
さらに、清潔領域と不潔領域の分離は常に確実でなければならず、分離シートを挟んで固定する中継コネクタとベース部の接続が緩やかでは、この確実性が期待できない。

そこで、本発明は上記課題を解決するためになされてものであり、本発明の第1の目的は、脳を対象としたI−MRにおける撮影時に、脳定位固定具の一部を受信コイルとして流用するその受信コイルから受信信号を取り出す接続導線が、手術の際に除去されて邪魔にならないようにすることが可能な上部受信コイル又は中継コネクタを提供する事である。

また、本発明の第2の目的は、上部受信コイルを簡易且つ安価に製造できるようにして、撮影の度に使い捨て可能にすることによって、清潔領域の保持をより確実にすることである。
また、本発明の第3の目的は、手術中にベース部に取り付けられたままとなる中継コネクタが、ベース部に機械的かつ電気的に安定して取り付けられるようにして、清潔領域保持の確実性を向上することである。

前記目的を達成するために本発明は以下のように構成される。即ち
（1）被検体の頭部を定位置に固定する脳定位固定具に装着される第1の部分コイルと、この第1の部分コイルに中継コネクタを介して着脱可能に接続される第2の部分コイルとからなる受信コイル装置において、前記第2の部分コイルは、受信信号を取得する接続導線が接続され、この接続導線には前記受信信号を中継する中継導線が着脱可能に接続される（請求項1）。
これにより、手術中には第2の部分コイルと共に接続導線も手術領域から除去されるので、術者の邪魔になることが無くなる。また、受信信号を装置本体の信号処理部に送信するために、中継導線のみが清潔領域と不潔領域を橋渡しする構成にすることができるので、清潔領域の保持をより確実にすることができる。この結果、前記本発明の第1の目的を達成することができる。

（2）好ましい実施態様は、被検体の頭部を定位置に固定する脳定位固定具に装着される第1の部分コイルと、この第1の部分コイルに中継コネクタを介して着脱可能に接続される第2の部分コイルとからなる受信コイル装置において、前記中継コネクタは、受信信号を取得する接続導線が接続され、この接続導線には前記受信信号を中継する中継導線が着脱可能に接続される（請求項2）。

（3）さらに、滅菌された前記第2の部分コイルを複数備え、その滅菌状態が破壊される度に、滅菌された他の第2の部分コイルと交換される（請求項3）。
（4）さらに、前記中継コネクタに信号受信に必要な電気回路が配置される（請求項4）。
これらにより、第2の部分コイルを簡易且つ安価に製造することが可能になるので、第2の部分コイルをその滅菌状態が破壊される度に使い捨てにすることができる。また、受信信号を装置本体の信号処理部に送信するために、中継導線のみが清潔領域と不潔領域を橋渡しする構成にすることができる。従って、清潔領域の保持をより確実にすることができる。この結果、本発明の第2の目的を達成することができる。

（5）また、好ましい他の実施態様は、（1）乃至（4）の受信コイル装置において、滅菌された前記中継導線を複数備え、その滅菌状態が破壊される度に、滅菌された他の中継導線と交換される（請求項5）。
（6）さらに、前記接続導線は、その長さを20cm以下とする（請求項6）。

（7）或いは、前記接続導線はその長さが略ゼロで、前記第2の部分コイル又は前記中継コネクタは、前記中継導線を接続するコネクタのみを備える（請求項7）。
これらにより、撮影時に滅菌状態が破壊される中継導線のみを、その滅菌状態が破壊される度に交換することになるので、清潔領域の保持をより確実にすることができる。また、接続導線の長さを短くすることによって、接続導線が不潔領域に接触しないようにすることができる。この結果、本発明の第2の目的を達成することができる。

（8）また、好ましい他の実施態様は、（1）乃至（4）の受信コイル装置において、前記中継コネクタと前記第1の部分コイルは、互いに密接して強固に固定される手段を備える（請求項6）。
これにより、第1の部分コイルとの間に分離シートを挟んで固定する中継コネクタが緩んでぐらつくことがなくなり、清潔領域を不潔領域から分離して、その保持をより確実にすることができる。この結果、本発明の第3の目的を達成することができる。

（9）また、好ましい他の実施態様は、MRI装置が（1）乃至（8）の受信コイルを備えて、被検体からの核磁気共鳴信号を受信することである（請求項9）。

以上、説明したことから明らかな様に、本発明のMRI装置用受信コイルによれば、I−MRにおいて、受信コイルから受信信号を取り出す接続導線が手術中に邪魔にならず、かつ、清潔領域を汚染することなく清潔に保持することができる。また、手術中と撮影中の両方において、ベース部に取り付けられたままとなる中継コネクタとベース部のコネクタ間との接触を機械的かつ電気的に安定させることができ、清潔領域の保持能力を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
最初に、I−MRの概略を図1に基づいて説明する。手術室兼撮影室109内にはMRI装置101が配置され、その近傍には被検体103を寝載する寝台102が配置される。この寝台102は、撮影用の寝台と手術用の寝台が兼用されるものであり、MRI装置101内に搬送されても影響のないよう非磁性体（ニッケルクロム合金やチタン合金等）で構成されている。また、寝台102の端部には被検体103の頭部を固定するための脳定位固定具108が取り付けられている。手術の際は、MRI装置101の磁場の影響がないところまで被検体103を退避させて、術者が内視鏡（図示省略）や顕微鏡104等を用いて手術を行なう。内視鏡や顕微鏡104を使用する場合には、MRI装置101の磁場の影響がない所で行なわれるが、MRI装置101の磁場への影響を考慮して寝台102と同様に非磁性体で構成されている。

このように被検体103が寝台102に寝載された状態で手術等を行ない、その状況を確認するため寝台102をMRI装置101内に搬送する。その際、脳定位固定具108に後述する上部受信コイル108-2を取り付け、脳定位固定具108を含めた全体を受信コイルとして使用する。この脳定位固定具108は磁場を乱さずかつ受信コイルとして使用するため良導電性である必要があり、本実施形態においては受信コイルを形成する箇所には例えばアルミを使用することができる。そして、MRI装置101からアーム107を介して取り付けられたインルームモニタ106上の画像等によって、術者は手術による摘出等の状況を確認する。

次に、本発明が適用されるMRI装置について図10に基づいて説明する。図10に示すように、MRI装置は静磁場発生系2と、傾斜磁場発生系3と、送信系5と、受信系6と、信号処理系7と、シーケンサ4と、中央処理装置（CPU）8と、操作系25とを備えて構成される。

静磁場発生系2は、被検体1の周りの空間にその体軸方向（水平磁場方式）または体軸と直交する方向（垂直磁場方式）に均一な静磁場を発生させるもので、寝台102に載置された被検体1(図1の103と同じ)の周りに常電導方式、超電導方式、あるいは永久磁石方式の静磁場発生源が配置されている。本発明を適用するMRI装置は、以下に説明する受信コイルの形状と被検体への装着の仕方等を鑑みて、垂直磁場方式が好適であるが、水平磁場方式では受信コイルの形状を水平磁場に対応することによって可能である。静磁場発生系2はガントリ101内に収容される。

傾斜磁場発生系3は、X，Y，Zの3軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル9と、それぞれの傾斜磁場コイル9を駆動する傾斜磁場電源10とから成り、後述のシ−ケンサ4からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源10を駆動することにより、X，Y，Zの3軸方向の傾斜磁場Gx，Gy，Gzを被検体1に印加する。より具体的には、X，Y，Zのいずれかの1方向にスライス方向傾斜磁場パルス（Gs）を印加して被検体1に対するスライス面を設定し、残り2つの方向に位相エンコード方向傾斜磁場パルス（Gp）と周波数エンコード方向傾斜磁場パルス（Gf）を印加して、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。傾斜磁場コイル9はガントリ101内に、傾斜磁場電源10は図1で図示しない撮像室109外の筐体内にそれぞれ収容される。

シーケンサ4は、高周波磁場パルス（以下、「RFパルス」という）と傾斜磁場パルスをある所定のパルスシーケンスで繰り返し印加する制御手段で、CPU8の制御で動作し、被検体1の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系5、傾斜磁場発生系3、および受信系6に送る。シーケンサ4は前記筐体内に収容される。

送信系5は、被検体1の生体組織を構成する原子の原子核スピンにＮMR現象を起こさせるためにRFパルスを照射するもので、高周波発振器11と変調器12と高周波増幅器13と送信側の高周波コイル14aとから成る。高周波発振器11から出力された高周波パルスをシーケンサ4からの指令によるタイミングで変調器12により振幅変調し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器13で増幅した後に被検体1に近接して配置された高周波コイル14aに供給することにより、RFパルスが被検体1に照射される。一般的に高周波コイル14aがガントリ101内に収容され、他は筐体内に収容される。

受信系6は、被検体1の生体組織を構成する原子核スピンのNMR現象により放出されるエコー信号（NMR信号）を検出するもので、受信側の高周波コイル14bと信号増幅器15と直交位相検波器16と、A／D変換器17とから成る。送信側の高周波コイル14aから照射されたRFパルスによって誘起される被検体1の応答のエコー信号が被検体1に近接して配置された高周波コイル14bで検出され、信号増幅器15で増幅された後、シーケンサ4からの指令によるタイミングで直交位相検波器16により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがA／D変換器17でディジタル量に変換されて、信号処理系7に送られる。本発明の受信コイルは、特に手術中に被検体の頭部を定位置に固定するとともに頭部からのエコー信号を受信するものである。一般的に受信系6を構成する前記装置群はガントリ101内に収容される。

信号処理系7は、光ディスク19、磁気ディスク18等の外部記憶装置と、CRT等からなるディスプレイ20と、経時的な画像解析処理及び計測を行うプログラムやその実行において用いる不変のパラメータなどを記憶するROM（読み出し専用メモリ）21と、前計測で得た計測パラメータや上記受信系4で検出したエコー信号及び関心領域設定に用いる画像を一時保管すると共にその関心領域を設定するためのパラメータなどを記憶するRAM（随時書き込み読み出しメモリ）22とを有し、受信系6からのデータがCPU8に入力されると、CPU8が信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体1の断層画像をディスプレイ20に表示すると共に、外部記憶装置の磁気ディスク18等に記録する。信号処理系７は図1の撮像室109内又は外に配置される(図示してない)処理装置内に収容される。

操作系25は、トラックボール23及び、キーボード24とを有し、MRI装置の各種制御情報や上記信号処理系7で行う処理の制御情報を入力する。この操作部75はディスプレイ70に近接して配置され、操作者がディスプレイ70を見ながら操作部75を通してインタラクティブにMRI装置の各種処理を制御する。

なお、図6において、送信側の高周波コイル14aと傾斜磁場コイル9は、被検体1が挿入される静磁場発生系2の静磁場空間内に被検体1に対向して設置されている。また、受信側の高周波コイル14bは、被検体1に対向して、或いは取り囲むように設置されている。

現在のMRI装置の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質である水素原子核（プロトン）である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を2次元もしくは3次元的に撮像する。

次に、本発明が適用される脳定位固定具兼用の受信コイルの詳細について説明する。
まず、手術時における脳定位固定具の説明を図2(a)により行う。被検体を寝台（図示省略）に寝載させた状態で、被検体頭部209を脳定位固定具108に固定する。脳定位固定具108は、被検体頭部209の形状に沿うような半円状のベース部108-1と、ベース部108-1を円周方向の任意の角度で保持する保持部217と、保持部217を被検体体軸方向に平行移動可能に保持すると共に寝台へ固定する固定部218で構成される。

ベース部108-1には所定の間隔を置いて複数個のねじ穴が設けられており、ねじ穴には被検体頭部209と接触して固定するボルト210を備える。また、ベース部108-1は後述するように受信コイルを形成させるため非磁性でかつ導電性の良い部材(例えば、アルミ)で構成され、それ以外の保持部217、固定部218はベース部108-1と絶縁するため非磁性かつ非導電性の部材(例えば、カーボンファイバーやグラスファイバー等)で構成される。

また、ボルト210も非磁性である必要があるが、ある程度の強度が必要となるため例えばチタン合金等を用いる。その際、ボルト210とベース部108-1とは電気的に非導通にしておく必要があるため、ボルト210若しくはベース部108-1のねじ穴を絶縁体で鍍金、塗布等で覆うようにすればよい。手術の内容や頭部の位置、向きに応じて保持部217、ベース部108-1の位置を調整し、またボルト210で固定する位置や個数を適宜調整する。

被検体209の頭部がボルトで固定された状態で、被検体頭部209と脳定位固定具108を滅菌した分離シート212で覆い、無用な接触によって感染しないよう清潔領域250（分離シートより術者側）を不潔領域251（分離シートより被検体側）から分離して保つ。また、ベース部108-1の端部にはコネクタ211を設け、分離シート212にはコネクタ211が貫通する穴を設ける。そして、端部に貫通孔を設けたヘッドフレーム213をコネクタ211に差し込み脳定位固定具108に固定する。さらにコネクタ211に中継コネクタ214を差し込んで、ベース部108-1に固定する。その際、清潔領域250と不潔領域251間が確実に隔絶されるようにするため、この中継コネクタ214がぐらつかないように強固にベース部108-1に固定される必要がある。本発明では、中継コネクタ214は、清潔領域250と不潔領域251間が確実に隔絶されるような構成にする。

ヘッドフレーム213は被検体頭部209を開頭した際の皮膚を固定しておいたり、術者の腕受けとして使用する。ヘッドフレーム213を固定すると、分離シート212がヘッドフレーム213及び中継コネクタ214と脳定位固定具108のベース部108-1との間に挟まれるため、不用意に外れることはない。この状態で、腫瘍の摘出等の手術を行う。

次に、撮影時における脳定位固定具108の説明を図2(b)により行う。被検体頭部209は上述のように脳定位固定具108に固定されており、この状態で半円状の上部受信コイル108-2を滅菌された中継コネクタ214を介してコネクタ211に取り付ける。コネクタ211及び中継コネクタ214は両者とも電気的に接続させるものである。前述のように非磁性かつ良導電性の部材(例えば、アルミ)で構成された脳定位固定具108のベース部108-1が下側の受信コイルを形成するため、上部受信コイル108-2とベース部108-1をコネクタ211並びに中継コネクタ214で接続することにより被検体頭部209全体を囲うループ状の受信コイルが形成される。この状態で撮影を行ない、腫瘍の摘出状況等を確認する。

そして、撮影が終了し再度手術を行う場合、上部受信コイル108-2のみを取り外して手術に移行する。本発明では、中継コネクタ214は分離シート212を挟んで固定しておくためそのまま取り付けておく。また、再度撮影を行う場合には、中継コネクタ214に、再度上部受信コイル108-2を取り付ける。

以上のように、脳定位固定具108のベース部108-1を例えばアルミで構成し、コネクタ211、中継コネクタ214を介して上部受信コイル108-2を接続することで、ループ状の受信コイルを形成することができるため、被検体を移動させなくとも受信コイルを形成できると共に、受信コイルの径をより被検体に近付いた位置に配置できるため、感度低下を抑えることができる。また、脳定位固定具108を分離シート212で覆ったままでも、コネクタ211に中継コネクタ214、上部受信コイル108-2を差し込むだけでよいので、清潔領域250を保ったまま簡単に受信コイルを形成することができる。さらに、手術−撮影を繰り返し行う場合でも、受信コイル全体や分離シート212等を滅菌し直したり交換したりする必要がないので、作業効率が向上する。

なお、脳定位固定具108のベース部108-1全体を非磁性かつ良導電性の部材(例えば、アルミ)で構成させたが、ベース部108-1を非磁性のもので構成しベース部108-1の内部に非磁性かつ良導電性の部材を入れて構成してもよい。

次に、本発明の受信コイルについて説明する。本発明の受信コイルは、前述の脳定位固定具の機能を兼ね備えた受信コイルの上部受信コイル又は中継コネクタから接続導線を取り出すことにより、脳定位固定具のベース部から接続導線を取り出す必要の無い構成にしたことである。さらに、この接続導線に接続されてMRI装置本体の信号処理部(例えば、図7の信号増幅器15又は直交位相検波器16の入力に接続する)に、受信信号を導く中継導線を間に挟んでMRI装置と上部受信コイル又は中継コネクタとを接続する。その際、接続導線の長さを短くして、この接続導線が不潔領域に接触しないようにし、中継導線が清潔領域と不潔領域の橋渡しを行う。そして、撮影の度にこの中継導線を滅菌処理されたものと交換することによって、上部受信コイルと接続導線を常に清潔に保持する。

上記本発明の第1の実施形態は、接続導線を上部受信コイルから取り出す形態である。この第1の実施形態の一実施例を図3に示す。図3(a)の上部受信コイル108-2には、接続導線215が接続されている。撮影時には、この上部受信コイル108-2が中継コネクタ214に装着されて、ベース部108-1と合わせてループコイル状の受信コイルとして完成される。さらに、接続導線215の接続部215-1に中継導線216の接続部216-1を接続し、他方の接続部216-2をMRI装置本体の信号処理部に接続して、受信信号を送信する。このとき、中継導線216は上部受信コイル108-2の存在する清潔領域250から被検体103と寝台102が存在する不潔領域251に橋渡される。そのため、中継導線216の一部が不潔領域251に接触することになり、滅菌状態が破壊される。従って、撮影の度に中継導線216を滅菌された別のものと取り替える。また、接続導線215は不潔領域と接触しないように短い方が良く、好ましくは20cm以下とする。

図3(b)に上部受信コイル108-2の回路の概略図を示す。この図3(b)に示す回路は、銅などの導体線からなるループ部302と2つの調整回路301からなり、調整回路301のいずれか一方に接続導線215が接続される。

図4に調整回路の一例を示す。図4(a)はループ部302内の接続導線215を取り出す箇所に直列に挿入される共鳴周波数調整回路の一例であり、2つのコンデンサ303,304が直列に接続されてLC共振回路（Lはループ銅線302）が構成され、一つのバリコン305がコンデンサ304と並列に接続されて、これにより共鳴周波数が調整される。また、コンデンサ304の両端から受信信号を取り出し、これに接続導線215が接続される。

図4(b)はループ部302内の他の箇所に直列に挿入されるデカップリング回路の一例である。インダクタンス306とコンデンサ307を並列に配置し、受信時はコンデンサ307側が動作し、他のRFパルス送信コイルが動作中（RFパルスを被検体に印加中）はインダクタンス306側が動作する様にスイッチ308をインダクタンス306側に挿入している。なお、デカップリング回路は中継コネクタ214内に配置しても良い。

また、上記第1の実施例の説明においては、中継コネクタ214を介してベース部108-1と上部受信コイル108-2とが接続されることを説明したが、中継コネクタ214を介さずに直接ベース部108-1と上部受信コイル108-2を接続しても良い。この場合は、分離シート212がベース部108-1と上部受信コイル108-2との間に挟まれて固定される。また、清潔領域250を保持するために、上部受信コイル108-2は撮影の度に滅菌されたものを使用する。

次に、本発明の第2の実施形態を説明する。第2の実施形態は、短い接続導線を中継コネクタから取り出す形態である。手術時に短い接続導線が清潔領域に残るが、短くすることで手術の障害になることはない。この第2の実施形態の第1の実施例を図5，6に示す。これらの図に示した脳定位固定具兼用の受信コイルは、右側の中継コネクタ214から接続導線215を取り出した例である。図5は上部受信コイル108-2を装着する前の状態であり、手術時はこのような使用状態となる。一方、図6は、上部受信コイル108-2を装着した状態であり、撮影時はこのような使用状態となる。図5，6において(a)は頭頂側から見た図であり、(b)は側面から見た図である。

図5に示すとおり、I−MRにおける手術時においては、上部受信コイル108-2は取り付けられておらず、被検体頭部209はベース部108-1に固定されている。そして、コネクタ211が貫通する穴を設けてある滅菌した分離シート212を被検体頭部209に被せ、その穴にコネクタ211を通して中継コネクタ214とベース部108-1の間に分離シート212が挟まれて固定される。また、接続導線215も中継導線216が取り外されており、接続導線215の接続端が開放になっている。この状態では、分離シート212より上側の清潔領域250にある物が、分離シート212より下側の不潔領域251に接触することがないので、清潔領域250が保たれている。

一方、撮影時においては、図6に示すとおり、上部受信コイル108-2が中継コネクタ214を介してベース部108-1に接続される。このようにして、電気的導通性のある部材で作成した脳定位固定具のベース部108-1〜中継コネクタ214〜上部受信コイル108-2〜中継コネクタ214〜ベース部108-1でループ状の受信コイルを形成することができる。また、接続導線215の接続部215-1に中継導線216の接続部216-1が接続されて、他方の接続部216-2がMRI装置の信号処理部に接続されて受信信号を装置本体に送信する。

この場合、中継導線216のみが清潔領域250から不潔領域251に橋渡しされる。そのため、中継導線216の一部が不潔領域251に接触して滅菌状態が破壊される。そこで、撮影毎にこの中継導線216を滅菌されたものと交換する。一方、上部受信コイル108-2と中継コネクタ214は清潔状態が保持されるので、撮影の度に交換する必要は無く、同じ物を使用することが可能になる。また、接続導線215は不潔領域と接触しないように短い方が良く、好ましくは20cm以下とする。

なお、上記第１の実施例では、短い接続導線215を中継コネクタ214に取り付けることを説明したが、接続導線215の長さをゼロにして、中継コネクタ214は単に受信信号出力端のみを有し、これに長い中継導線216を直接接続する構成も可能である(これは後述する第3の実施形態であり、そこで詳細に説明する)。

次に、第2の実施形態の第2の実施例を説明する。第1の実施例の説明で、図4に分離シート212を中継コネクタ214とベース部108-1の間に挟んで固定することを示したが、第2の実施例は、中継コネクタ214とベース部108-1の接続をより強固にできる構成にしたことである。これにより、中継コネクタ214から接続導線を取り出しても中継コネクタがぐらつくことが無くなり、清潔領域250と不潔領域251の分離をより確実にすることができる。

この第2の実施例を図7，8に示す。図7は、この実施例の受信コイルの内、ベース部108-1と中継コネクタ214の全体構成を示し、図8(a)，(b)は、これらの接続部の断面図を示す。分離シートはベース部108-1と中継コネクタ214の間に挟んで固定される。図7において、脳定位固定具108のベース部108-1の両端に凹み部221を、中継コネクタ214の嵌合部に凸部222をそれぞれ設け、ベース部108-1に中継コネクタ214を取り付けた際に、これら凹凸が合わさってロックさせることにより、ベース部108-1と中継コネクタ214が強固に固定される。また、図8(a)において、ベース108-1と中継コネクタ214が固定されたときに、ベース部108-1のコネクタ（雄型接続電極）211と中継コネクタ214の雌型接続電極223とが面接触して電気的に確実に接続される。

また、ベース部108-1と中継コネクタ214の接続部は螺子形状で固定されても良い。図8(b)にその例を断面図で示す。図8(b)では、図8(a) の凹み部221と凸部222がそれぞれ螺子221と螺子穴222とに変わった以外は(a)と同じである。中継コネクタ214をベース部108-1にねじ込んで固定する。その際、雄型接続電極211と雌型接続電極223とが面接触して電気的に確実に接続されることも図8(a)図と同じである。
なお、上述のようなベース部108-1と中継コネクタ214との強固な固定は、中継コネクタ214から接続導線215を取り出さない場合にも適用することができる。

ちなみに、図8(c)に中継コネクタ214と上部受信コイル108-2との接続部分の一例の断面図を示す。上部受信コイル108-2は撮影時のみ間に何も挟まずに中継コネクタ214に接続されて脳定位固定具に装着されるので、特に強固に固定する必要もなく、単に自重によって上部受信コイル108-2のコネクタ（雄型接続電極）224と中継コネクタ214の雌型接続電極223とが面接触して電気的に接続されるだけで良い。

次に、第2の実施形態の第3の実施例を説明する。第2の実施形態は、中継コネクタから接続導線を取り出す形態であるので、受信コイルの共鳴周波数調整回路及び、デカップリング回路を中継コネクタ内のみに備え、ベース部及び上部受信コイルの構造を簡単にして導線のみとすることができる。これにより、上部受信コイルを簡易且つ安価に構成することが可能になり、撮影の度に使い捨て可能にすることもできるようになる。第3の実施例はこのような構成例である。

図9に第3の実施例の概略図を示す。図9の脳定位固定具108は、ベース部108-1と上部受信コイル108-2を、それぞれの内部に導電性のよい部材（例えば銅）302を単純に配置して受信コイルのループ部分としただけの構成とし、両側の中継コネクタ214内に調整回路301を内蔵し、これら2つの中継コネクタ214の内のいずれか一方から接続導線215を取り出した構成（図9では右側の中継コネクタから取り出している）としたものである。これにより、上部受信コイル108-2の構造が極めて単純となるので安価に製造することが可能になる。そのため、撮影毎及び患者毎に使い捨てても経済的に大きな損失となることはなく、かえって清潔領域250の保持には極めて都合が良くなり、安全に手術と撮影を繰り返すことができるようになる。

調整回路301の一例は図4(a)，(b)と同じである。つまり、図4(a)の共鳴周波数調整回路を接続導線215を取り出す側中継コネクタ内に配置し、図4(b)のデカップリング回路を他方の中継コネクタ内に配置する。

次に、本発明の第3の実施形態を説明する。前記第1及び第2の実施形態では、短い接続導線に中継導線を接続することを説明したが、これに対して第3の実施形態は、短い接続導線の長さを実質的にゼロにして、上側受信コイル又は中継コネクタは単に受信信号出力端のみを有し、これに長い中継導線を直接接続する形態である。つまり、前記第１の実施形態の様に上側受信コイルから受信信号を取り出す場合は、この上側受信コイルに受信信号出力端を設けてこれに長い中継導線を接続する。或いは、前記第2の実施形態の様に中継コネクタから受信信号を取り出す場合は、この中継コネクタに受信信号出力端を設けてこれに長い中継導線を接続する。いずれの場合も中継導線は、不潔領域に存在する装置本体の信号処理部へ受信信号を送信する。
従って、不潔領域に接触して滅菌状態が破壊されるのは中継導線のみとなるので、滅菌された中継導線を複数用意しておき、撮影の度に滅菌された別の中継導線に交換して用いることにより、不潔領域に接触した物を清潔領域に接触しないようにすることができる。
一方、上側受信コイルは不潔領域に接触することが無いので、撮影の度に交換する必要は無く、同じものを使用することができる。なお、上側受信コイルと中継導線は撮像毎、及び患者毎の使い捨て部品としても良い。

この第3の実施形態の一実施例を前述の図3(a)又は図6を流用して説明する。上側受信コイル108-2から受信信号を取り出す場合は、図3(a)に示すように接続導線215の長さを実質的にゼロにして、例えば中継導線216との接続部215-1を受信信号出力端として備える。これに中継導線216の接続部216-1を接続し、反対の接続部216-2を装置本体の信号処理部へ接続する。
或いは、図6に示すように、中継コネクタ214から受信信号を取り出す場合も全く同様である。

I−MRの概略を説明するための図。 脳定位固定具の概略を説明するための図。（手術時） 第1の実施形態の一実施例における上部受信コイルの概略を説明するための図。(a)が外観図、(b)が内部回路の概略図。 受信コイル内部の調整回路の一例を示す図である。(a)が共鳴周波数調整回路の一例、(b)がカップリング回路の一例。 第2の実施形態の第1の実施例における手術時の受信コイルの状態を示す図である。(a) は頭頂側から見た図、(b)は側面から見た図。 第2の実施形態の第1の実施例における撮影時の受信コイルの状態を示す図である。(a) は頭頂側から見た図、(b)は側面から見た図。 第2の実施形態の第2の実施例における受信コイルの各接続部の一例を示し、ベース部と中継コネクタの接続部の構成を示す図。 第2の実施形態の第2の実施例における受信コイルの各接続部の一例を示し、(a)はベース部と中継コネクタの接続部の一例の断面図、(b)はベース部と中継コネクタの接続部の他の例の断面図、(c)は上部受信コイルと中継コネクタの接続部の一例の断面図。 第2の実施形態の第3の実施例における受信コイルの内部回路の概略を示す図。 MRI装置の一例を表すブロック図。

符号の説明

１０１ ガントリ、１０２ 寝台、１０３ 患者、１０４ 顕微鏡、１０５ 麻酔、１０６ 無影灯、１０７ 手術支援システム、１０８ 脳定位固定具、１０８−１ ベース部、１０８−２ 上側受信コイ、１０９ 患者頭部、２１２ 滅菌した分離シート、２１４ 中継コネクタ、２２１ 凹部、２２０ 凸部、 ２１５ 接続導線、 ２１５ 中継導線

Claims (9)

1. 被検体の頭部を定位置に固定する脳定位固定具に装着される第１の部分コイルと、この第１の部分コイルに中継コネクタを介して着脱可能に接続される第２の部分コイルとからなる受信コイル装置において、
   前記第２の部分コイルは、受信信号を取得する接続導線が接続され、この接続導線には前記受信信号を中継する中継導線が着脱可能に接続されたことを特徴とする受信コイル装置。
2. 被検体の頭部を定位置に固定する脳定位固定具に装着される第１の部分コイルと、この第１の部分コイルに中継コネクタを介して着脱可能に接続される第２の部分コイルとからなる受信コイル装置において、
   前記中継コネクタは、受信信号を取得する接続導線が接続され、この接続導線には前記受信信号を中継する中継導線が着脱可能に接続されたことを特徴とする受信コイル装置。
3. 請求項２に記載の受信コイル装置において、滅菌された前記第２の部分コイルを複数備え、その滅菌状態が破壊される度に、滅菌された他の第２の部分コイルと交換されることを特徴とする受信コイル装置。
4. 請求項３に記載の受信コイル装置において、前記中継コネクタに信号受信に必要な電気回路が配置されたことを特徴とする受信コイル装置。
5. 請求項１乃至４に記載の受信コイル装置において、滅菌された前記中継導線を複数備え、その滅菌状態が破壊される度に、滅菌された他の中継導線と交換されることを特徴とする受信コイル装置。
6. 請求項５に記載の受信コイル装置において、前記接続導線は、その長さを２０ｃｍ以下とされたことを特徴とする受信コイル装置。
7. 請求項５に記載の受信コイル装置において、前記接続導線はその長さが略ゼロで、前記第２の部分コイル又は前記中継コネクタは、前記中継導線を接続するコネクタのみを備えたことを特徴とする受信コイル装置。
8. 請求項１乃至４に記載の受信コイル装置において、前記中継コネクタと前記第１の部分コイルは、互いに密接して強固に固定される手段を備えたことを特徴とする受信コイル装置。
9. 請求項１乃至８に記載の受信コイル装置を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

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