JP2005312900A - 高周波コイル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数種の局所用の高周波コイルを使用する撮像を、高周波コイルの交換作業を伴うことなく行えるようにする。
【解決手段】 被検体から放出される磁気共鳴信号を受信する局所撮像用コイル１１０を含むメインユニット１と、磁気共鳴信号を局所撮像用コイル１１０とは無関係に受信する追加コイルを含む追加ユニット２とを備える。メインユニット１と追加ユニット２とを、サポート部材３によりサポートする。サポート部材３は、メインユニット１および追加ユニット２の少なくともいずれか一方に着脱可能とする。サポート部材３は、メインユニット１と追加ユニット２の相対的な位置を変更可能とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被検体から放出される磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の体内を画像化する磁気共鳴イメージング装置にて使用される高周波コイル装置に関する。

磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置と称する）では、被検体から放出される磁気共鳴信号を高周波コイルにより受信する。全身撮像用の高周波コイルは５０cm程度の広い領域から磁気共鳴信号を受信する。これに対して、頭部、膝あるいは脊椎などの局所を撮像するための局所高周波コイルは、撮像対象とする部位の大きさに応じた狭い領域のみから磁気共鳴信号を受信する。このように受信範囲を狭めることで、受信感度を向上することができる。

このように、局所高周波コイルは、撮像対象とする部位のそれぞれに応じて専用に設計される。そして臨床の現場では、撮像しようとする部位に適切な局所高周波コイルを選択して使用する。

ところで、臨床の現場では、頭部を撮像した後に頸部を撮像したり、肝臓領域の撮像をしたのに引き続いて骨盤部の撮像を行うといったことも行われている。その際、医師や技師は、頭部用の高周波コイルと頸部用の高周波コイルとの交換等を行なわなければならない。これは、医師や技師にとって煩わしい作業である。またこの作業のために、被験者の移動が必要となる場合もあり、被験者にとっても面倒であった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、複数種の局所用の高周波コイルを使用する撮像を、高周波コイルの交換作業を伴うことなく行える高周波コイル装置を提供することにある。

以上の目的を達成するために第１の本発明は、被検体から放出される磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の体内を画像化する磁気共鳴イメージング装置にて使用される高周波コイル装置において、前記磁気共鳴信号を受信する第１の高周波コイルを含む第１のユニットと、前記磁気共鳴信号を前記第１の高周波コイルとは無関係に受信する第２の高周波コイルを含む第２のユニットと、前記第１および第２のユニットの少なくともいずれか一方に着脱可能で、前記第１のユニットおよび前記第２のユニットをそれらの相対的な位置を変更可能にサポートするサポート部材とを備えた。

また前記の目的を達成するために第２の本発明は、被検体から放出される磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の体内を画像化する磁気共鳴イメージング装置にて使用される高周波コイル装置において、前記被検体の頭部から放出される前記磁気共鳴信号を受信する第１の高周波コイルを含む第１のユニットと、前記第１のユニットに対して着脱が可能で、前記被検体の頸部、胸部および脊椎上部のいずれかから放出される前記磁気共鳴信号を前記第１の高周波コイルとは無関係に受信する第２の高周波コイルを含む第２のユニットとを備えた。

本発明によれば、複数種の局所用の高周波コイルを使用する撮像を、高周波コイルの交換作業を伴うことなく行うことが可能となる。

以下、図面を参照して本発明のいくつかの実施形態について説明する。なお、以下に示す各実施形態の高周波コイル装置は、いずれも図示しないＭＲＩ装置に装着されて使用される。

（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態の高周波コイル装置の構成を示す。

図１に示すように第１の実施形態の高周波コイル装置は、メインユニット１、追加ユニット２、サポート部材３、コネクタ４、ケーブル５およびシステムコネクタ６を具備する。メインユニット１はさらに、局所撮像用コイル１１０、コネクタポート１２０およびスペース１３０を具備する。

局所撮像用コイル１１０は、本実施形態では頭部用の高周波コイルである。局所撮像用コイル１１０は、およそ中空の円筒形をなす。局所撮像用コイル１１０は、内部に位置する被験者の頭部から放出される磁気共鳴信号を受信する。コネクタポート１２０は、局所撮像用コイル１１０に一体化しているか、または固定されている。コネクタポート１２０には、コネクタ４を接続可能である。スペース１３０は、上面が平面な箱状をなす。局所撮像用コイル１１０およびコネクタポート１２０は、スペース１３０の上面に配置されている。従ってスペース１３０は、ＭＲＩ装置に装着される際のベース部となる。またスペース１３０の内部には、信号線や回路部品などが収容される。

追加ユニット２は、直方体のケースの内部に追加コイル（図１では図示せず）を収容している。追加コイルは、被験者の頭部以外の部位から放出される磁気共鳴信号を受信する。この追加コイルは、そのサイズなどを調整することで受信範囲を任意に定めることができる。この追加コイルの受信範囲は例えば、頸部、胸部、上胸部、上胸部前側、などである。

サポート部材３は、フレキシブルな部材である。サポート部材３は例えば、短い円筒状の部材を多数連結して管状に形成される。サポート部材３の一端は、追加ユニット２に取り付けられている。サポート部材３の他端には、コネクタ４が取り付けられている。サポート部材３の内部には、追加コイルとコネクタ４とを接続する信号線が収容されている。

コネクタ４は、コネクタポート１２０に接続されているとき、サポート部材３の一端をメインユニット１に固定するとともに、メインユニット１内の信号線とサポート部材３に収容された信号線とを接続する。

ケーブル５は、局所撮像用コイル１１０に接続される信号線や、コネクタポート１２０に接続される信号線が収容されている。これらの信号線は、ケーブル５の端部に取り付けられたシステムコネクタ６に接続されている。

システムコネクタ６は、ＭＲＩ装置に設けられたコネクタ（図示せず）に接続可能である。システムコネクタ６は、ＭＲＩ装置のコネクタに接続されているとき、ケーブル５に収容された信号線をＭＲＩ装置内の電気回路に接続する。

図２は図１に示す高周波コイル装置が搭載する電気回路の構成を示す。なお、図２において図１と同一の部分には同一符号を付している。

図２では、局所撮像用コイル１１０および追加コイル２１０としてアレイコイルを採用する場合の構成例を示している。このため局所撮像用コイル１１０は、２つの表面コイル１１１，１１２を具備する。表面コイル１１１，１１２はそれぞれ、マッチング回路１１３，１１４およびトラップ回路１１５，１１６を具備する。追加コイル２１０は、２つの表面コイル２１１，２１２を具備する。表面コイル２１１，２１２はそれぞれ、マッチング回路２１３，２１４およびトラップ回路２１５，２１６を具備する。

表面コイル１１１，１１２，２１１，２１２はそれぞれ、磁気共鳴信号を電気信号（高周波信号）に変換する。表面コイル１１１，１１２，２１１，２１２はそれぞれ、マッチング回路１１３，１１４，２１３，２１４を介して信号線７，８，９，１０に接続されている。信号線７，８はそれぞれ、前置増幅器１３，１４、ケーブル５およびシステムコネクタ６を通してＭＲＩ装置に接続される。信号線９，１０は、サポート部材３、コネクタ４、コネクタポート１２０、前置増幅器１５，１６、ケーブル５およびシステムコネクタ６を通してＭＲＩ装置に接続される。

トラップ回路１１５，１１６，２１５，２１６はそれぞれ、高周波磁場が被験者に照射されている時に表面コイル１１１，１１２，２１１，２１２を不感状態にする。トラップ回路１１５，１１６，２１５，２１６は、ＭＲＩ装置から送られる制御信号によりON-OFF制御される。トラップ回路１１５，１１６の制御信号は、専用の信号線であるピンダイオード制御線１１を介して伝送される。ピンダイオード制御線１１は、ケーブル５およびシステムコネクタ６を通してＭＲＩ装置に接続される。トラップ回路２１５，２１６の制御信号は、専用の信号線であるピンダイオード制御線１２を介して伝送される。ピンダイオード制御線１２は、サポート部材３、コネクタ４、コネクタポート１２０、ケーブル５およびシステムコネクタ６を通してＭＲＩ装置に接続される。

前置増幅器１３〜１６はそれぞれ、微小な磁気共鳴信号を感度良く増幅するために用いられるもので、ケーブル５へと送出される高周波信号を増幅する。この前置増幅器１３〜１６は、例えばスペース１３０の内部に配置される。前置増幅器１３〜１６は、局所撮像用コイル１１０内の邪魔にならない位置や、ケーブル５の途中に配置しても良い。

このように構成された第１の実施形態の高周波コイル装置は、第１および第２の２通りの使用状態での使用が可能である。

第１の使用状態は、メインユニット１のみをＭＲＩ装置の所定位置に装着し、システムコネクタ６をＭＲＩ装置側のコネクタポートに接続した状態である。図２から分るように、システムコネクタ６をＭＲＩ装置に接続すれば、局所撮像用コイル１１０の信号線７，８およびピンダイオード制御線１１を介してＭＲＩ装置に接続される。この接続は、コネクタポート１２０にコネクタ４が接続されているか否かに拘らずに達成される。従って、この第１の使用状態にあっては、被検体の頭部の撮像を行なうことができる。

第２の使用状態は、図３に示すように追加ユニット２を装着した状態である。すなわち、コネクタ４をコネクタポート１２０に接続した状態である。この第２の使用状態では、追加ユニット２が、コネクタ４およびサポート部材３によりメインユニット１に対してサポートされる。

この第２の使用状態では図３に示すように、局所撮像用コイル１１０を利用して頭部の撮像を行なうことができる。また、追加コイル２１０を利用して例えば上胸部の撮像を行なうことができる。すなわち、撮像領域を頭部から上胸部までに広げることができる。

図２から分るように、追加コイル２１０の信号線９，１０およびピンダイオード制御線１２は、メインユニット１の内部を通っているが、信号線７，８およびピンダイオード制御線１１とは別系統になっている。従って第２の使用状態では、頭部の撮像を行なうことなく、追加コイル２１０を利用した胸部の撮像のみを行なうこともできる。

さてサポート部材３は、フレキシブルであるから、メインユニット１に対する追加ユニット２の相対的な位置を変更することができる。このため、被験者の体型に合わせて、追加ユニット２の高さや角度をフレキシブルに調整することができる。例えば図４では、被験者Ｓ２が図３における被験者Ｓ１よりも大柄であるために、追加ユニット２を図３に示す位置から上にずらした様子を示している。このようにして、追加コイル２１０と被験者との距離を適正に調整できることから、磁気共鳴信号を被験者の体格に影響されることなく感度良く取得できる。

また、局所撮像用コイル１１０とＭＲＩ装置とを接続するための信号線７，８およびピンダイオード制御線１１と、追加コイル２１０とＭＲＩ装置とを接続するための信号線９，１０およびピンダイオード制御線１２とは、それぞれケーブル５に収容されてシステムコネクタ６によりＭＲＩ装置に接続される。このため、高周波コイル装置とＭＲＩ装置とを接続する接続ケーブルはケーブル５のみであり、取り扱いが容易である。

（第２の実施形態）
図５は第２の実施形態の高周波コイル装置の構成を示す。なお、図５において図１と類似する部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図５に示すように第２の実施形態の高周波コイル装置は、メインユニット１、追加ユニット２、サポート部材３、コネクタ４、ケーブル５、システムコネクタ６、追加ユニット２１およびコネクタ２２を具備する。

なおメインユニット１は、コネクタポート１２０を２つのコネクタポート１２１，１２２に分けて備えている。コネクタポート１２１は、局所撮像用コイル１１０に固定されている。コネクタポート１２１には、コネクタ４を接続可能である。コネクタポート１２２は、コネクタ２２を接続可能である。コネクタポート１２２は、追加ユニット２１をスペース１３０の上面に載置した状態にてコネクタ２２を接続可能な位置に設けられている。そして追加ユニット２に収容される追加コイルは、被験者Ｓの上胸部前側から放射される磁気共鳴信号を受信するように構成される。また追加ユニット２１に収容される追加コイルは、後ろ頸部から上胸部後ろ側までの範囲から放射される磁気共鳴信号を受信するように構成される。

また、追加ユニット２１は、スペース１３０の内部に置くこともできる。その場合にはコネクタポート１２２やコネクタ２２は不要である。

このように構成された第２の実施形態の高周波コイル装置は、第１の実施形態における第１および第２の使用状態の他に、第３の使用状態と第４の使用状態での使用が可能である。

第３の使用状態は、追加ユニット２１のみをメインユニット１に装着した状態である。すなわち、コネクタ２２をコネクタポート１２０に接続した状態である。

この第３の使用状態では、第１の実施形態における第１の使用状態で可能な撮像の他に、追加ユニット２１に収容された追加コイルを利用して例えば後ろ頸部から脊椎上部までの範囲の撮像を行なうことができる。すなわち、撮像領域を頭部から脊椎上部までに広げることができる。

第４の使用状態は、第１の実施形態における第２の使用状態からさらに追加ユニット２１を装着した状態である。すなわち、コネクタ４をコネクタポート１２１に接続するとともに、コネクタ２２をコネクタポート１２２に接続した状態である。

この第４の使用状態では、第１の実施形態における第２の使用状態で可能な撮像の他に、追加ユニット２１に収容された追加コイルを利用して後ろ頸部から上胸部後ろ側までの撮像を行なうことができる。すなわち、撮像領域を頭部から胸部までに広げることができる。かつ胸部は、前側と後ろ側とを別々のコイルを利用して撮像することができる。なお、この領域に感度を有するコイルは、特にニューロバスキュラーコイル（Neurovascular coil）と呼ばれる。

以上のような各実施形態によれば、磁気共鳴信号の受信範囲を制限した高周波コイルを利用することで感度良く撮像することができる。この上で、複数の高周波コイルを利用した撮像を、高周波コイルの交換作業を途中で行なうことなく連続して行なうことができる。このため、高周波コイルの交換作業に伴う医師や技師および被験者の負担を軽減することができる。

以上の各実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。

前記各実施形態では、コネクタ４，２２およびコネクタポート１２０とは別の信号線用のコネクタおよびコネクタポートを設けて、このコネクタおよびコネクタポートを介して信号線の接続を行なうようにしても良い。

局所撮像用コイル１１０および各種の追加コイルは、アレイコイル以外の種類のコイルを用いても良い。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態の高周波コイル装置の構成を示す図。 図１に示す高周波コイル装置が搭載する電気回路の構成を示す図。 図１に示す高周波コイル装置における第２の使用状態を示す図。 図１に示す高周波コイル装置における第２の使用状態を示す図。 本発明の第２の実施形態の高周波コイル装置の構成を示す図。

符号の説明

１…メインユニット、２…追加ユニット、３…サポート部材、４，２２…コネクタ、５…ケーブル、６…システムコネクタ、７，８，９，１０…信号線、１１，１２…ピンダイオード制御線、１３，１４，１５，１６…前置増幅器、２１…追加ユニット、２２…コネクタ、１１０…局所撮像用コイル、１１１，１１２，２１１，２１２…表面コイル、１１３，１１４，２１３，２１４…マッチング回路、１１５，１１６，２１５，２１６…トラップ回路、１２１，１２２…コネクタポート、１３０…スペース、２１０…追加コイル、Ｓ，Ｓ１，Ｓ２…被験者。

Claims (15)

1. 被検体から放出される磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の体内を画像化する磁気共鳴イメージング装置にて使用される高周波コイル装置において、
   前記磁気共鳴信号を受信する第１の高周波コイルを含む第１のユニットと、
   前記磁気共鳴信号を前記第１の高周波コイルとは無関係に受信する第２の高周波コイルを含む第２のユニットと、
   前記第１および第２のユニットの少なくともいずれか一方に着脱可能で、前記第１のユニットおよび前記第２のユニットをそれらの相対的な位置を変更可能にサポートするサポート部材とを具備したことを特徴とする高周波コイル装置。
2. 前記第１の高周波コイルと前記磁気共鳴イメージング装置との間で信号を伝送する第１の信号線と、
   前記第２の高周波コイルと前記磁気共鳴イメージング装置との間で信号を伝送する第２の信号線とをさらに具備し、
   かつ前記第１の信号線は、前記第２のユニットが前記第１のユニットに前記サポート部材によりサポートされていない状態でも前記磁気共鳴イメージング装置に接続可能である請求項１に記載の高周波コイル装置。
3. 前記第１のユニットと前記磁気共鳴イメージング装置とに接続されるケーブルをさらに備え、
   前記第１の信号線が前記ケーブルに収容されるとともに、
   前記第２の信号線が前記第１のユニットの内部を経由して前記ケーブルに収容される請求項１に記載の高周波コイル装置。
4. 前記磁気共鳴信号を前記第１および第２の高周波コイルとは無関係に受信する第３の高周波コイルを含み、前記第1のコイルに取り付けられる第３のユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の高周波コイル装置。
5. 前記第１の高周波コイルと前記磁気共鳴イメージング装置との間で信号を伝送する第１の信号線と、
   前記第２の高周波コイルと前記磁気共鳴イメージング装置との間で信号を伝送する第２の信号線と、
   前記第３の高周波コイルと前記磁気共鳴イメージング装置との間で信号を伝送する第３の信号線とをさらに具備し、
   かつ前記第１の信号線は、前記第２のユニットが前記第１のユニットに前記サポート部材によりサポートされていない状態及び／又は前記第３のユニットが前記第１のユニットに接続されない状態でも前記磁気共鳴イメージング装置に接続可能であることを特徴とする請求項４に記載の高周波コイル装置。
6. 前記第１のユニットと前記磁気共鳴イメージング装置とに接続されるケーブルをさらに備え、
   前記第１の信号線が前記ケーブルに収容され、
   前記第２および第３の信号線が前記第１のユニットの内部を経由して前記ケーブルにそれぞれ収容されることを特徴とする請求項５に記載の高周波コイル装置。
7. 前記第１の高周波コイルは、被検体の頭部から放出される磁気共鳴信号を受信する請求項１に記載の高周波コイル装置。
8. 前記第２の高周波コイルは、頸部、胸部および脊椎上部のいずれかから放出される前記磁気共鳴信号を受信する請求項１に記載の高周波コイル装置。
9. 前記第３の高周波コイルは、腹部または脊椎上部から放出された前記磁気共鳴信号を受信する請求項４に記載の高周波コイル装置。
10. 被検体から放出される磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の体内を画像化する磁気共鳴イメージング装置にて使用される高周波コイル装置において、
    前記被検体の頭部から放出される前記磁気共鳴信号を受信する第１の高周波コイルを含む第１のユニットと、
    前記第１のユニットに対して着脱が可能で、前記被検体の頸部、胸部および脊椎上部のいずれかから放出される前記磁気共鳴信号を前記第１の高周波コイルとは無関係に受信する第２の高周波コイルを含む第２のユニットとを具備することを特徴とする高周波コイル装置。
11. 前記第１の高周波コイルと前記磁気共鳴イメージング装置との間で信号を伝送する第１の信号線と、
    前記第２の高周波コイルと前記磁気共鳴イメージング装置との間で信号を伝送する第２の信号線とをさらに具備し、
    かつ前記第１の信号線は、前記第２のユニットが前記第１のユニットに装着されていない状態でも前記磁気共鳴イメージング装置に接続可能である請求項１０に記載の高周波コイル装置。
12. 前記第１のユニットと前記磁気共鳴イメージング装置とに接続されるケーブルをさらに備え、
    前記第１の信号線が前記ケーブルに収容されるとともに、
    前記第２の信号線が前記第１のユニットの内部を経由して前記ケーブルに収容される請求項１０に記載の高周波コイル装置。
13. 前記第１のユニットに対して接続され、前記被検体の頚部及び脊椎上部から放出される前記磁気共鳴信号を前記第１および第２の高周波コイルとは無関係に受信する第３の高周波コイルを含む第３のユニットをさらに具備する請求項１０に記載の高周波コイル装置。
14. 前記第１の高周波コイルと前記磁気共鳴イメージング装置との間で信号を伝送する第１の信号線と、
    前記第２の高周波コイルと前記磁気共鳴イメージング装置との間で信号を伝送する第２の信号線と、
    前記第３の高周波コイルと前記磁気共鳴イメージング装置との間で信号を伝送する第３の信号線とをさらに具備し、
    かつ前記第１の信号線は、前記第２のユニット及び／又は前記第３のユニットが前記第１のユニットに装着されていない状態でも前記磁気共鳴イメージング装置に接続可能である請求項１３に記載の高周波コイル装置。
15. 前記第１のユニットと前記磁気共鳴イメージング装置とに接続されるケーブルをさらに備え、
    前記第１の信号線が前記ケーブルに収容され、
    前記第２および第３の信号線が前記第１のユニットの内部を経由して前記ケーブルにそれぞれ収容される請求項１４に記載の高周波コイル装置。

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