JP2009142646A - Magnetic resonance imaging system and rf coil - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、磁気共鳴イメージング装置およびRF(Radio Frequency)コイルに関し、特に、RFコイルの周辺に発生する熱を抑えることができる磁気共鳴イメージング装置およびRFコイルに関する。 The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus and an RF (Radio Frequency) coil, and more particularly to a magnetic resonance imaging apparatus and an RF coil that can suppress heat generated around the RF coil.
磁気共鳴イメージング装置は、静磁場中に置かれた被検体に高周波磁場を印加し、その高周波磁場によって被検体から発せられる磁気共鳴信号を検出して画像を再構成する装置である。かかる磁気共鳴イメージング装置は、被検体へ高周波磁場を印加し、さらに、被検体から発せられる磁気共鳴信号を検出するRFコイルを有する。このRFコイルには、高周波磁場の印加と磁気共鳴信号の検出とを単一のコイルで行う送受信兼用のものと、それぞれの動作を、送信用、受信用の異なったコイルで行うものとがある。 A magnetic resonance imaging apparatus is an apparatus that reconstructs an image by applying a high-frequency magnetic field to a subject placed in a static magnetic field, detecting a magnetic resonance signal emitted from the subject by the high-frequency magnetic field. Such a magnetic resonance imaging apparatus has an RF coil that applies a high-frequency magnetic field to a subject and detects a magnetic resonance signal emitted from the subject. There are two types of RF coils, one for both transmitting and receiving, in which high-frequency magnetic field application and magnetic resonance signal detection are performed by a single coil, and the other in which each operation is performed by different coils for transmission and reception. .
一般的に、RFコイルは、銅箔などの薄い導電部材を用いて形成され、この導電部材には、RFコイルの動作を制御するための所定の回路素子が接続される。たとえば、RFコイルには、高周波磁場の周波数と共鳴周波数とを同調させるための共振回路に含まれるキャパシタや、RFコイルが送受信兼用である場合に、動作モードを送信/受信の両モード間で切替えるためのスイッチとなるPIN(P-Intrinsic-N)ダイオードなどが接続される。 Generally, the RF coil is formed using a thin conductive member such as a copper foil, and a predetermined circuit element for controlling the operation of the RF coil is connected to the conductive member. For example, in the RF coil, when the capacitor included in the resonance circuit for tuning the frequency of the high frequency magnetic field and the resonance frequency, or when the RF coil is used for both transmission and reception, the operation mode is switched between both transmission and reception modes. For this purpose, a PIN (P-Intrinsic-N) diode or the like serving as a switch is connected.
これらの回路素子は電流が供給されると発熱するため、磁気共鳴イメージング装置を稼動した際には、RFコイルの周辺に熱が生じる。この熱は、被検体まで伝わってしまう可能性がある。そのため、磁気共鳴イメージング装置の稼働中は、適宜、RFコイル周辺の熱を冷却する必要がある。そこで、磁気共鳴イメージング装置に冷却装置を設け、その冷却装置を用いて、RFコイル周辺など発熱する可能性がある箇所に冷却空気を送り込むことによって、磁気共鳴イメージング装置内に発生する熱を冷却する技術が考案されている(たとえば、特許文献1参照)。 Since these circuit elements generate heat when a current is supplied, heat is generated around the RF coil when the magnetic resonance imaging apparatus is operated. This heat may be transmitted to the subject. Therefore, it is necessary to appropriately cool the heat around the RF coil while the magnetic resonance imaging apparatus is in operation. Therefore, a cooling device is provided in the magnetic resonance imaging apparatus, and the cooling device is used to cool the heat generated in the magnetic resonance imaging apparatus by sending cooling air to a place where heat may be generated such as around the RF coil. A technique has been devised (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、RFコイルの周辺では、各種回路素子の発熱によって局所的に熱が発生するため、従来のようにRFコイルに対して単純に冷却空気を送り込むだけでは、効率よく発熱を抑えることができない場合があった。この事象は、体重が重い被検体を撮影する場合など、RFコイルに大きな電流を供給する必要がある場合に多く発生する。 However, since heat is locally generated in the vicinity of the RF coil due to the heat generated by various circuit elements, it is not possible to efficiently suppress heat generation simply by feeding cooling air to the RF coil as in the past. was there. This event often occurs when a large current needs to be supplied to the RF coil, such as when imaging a subject with a heavy weight.
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、各種回路素子の発熱によってRFコイルの周辺に局所的に発生する熱を抑えることができる磁気共鳴イメージング装置およびRFコイルを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and a magnetic resonance imaging apparatus and an RF coil capable of suppressing heat locally generated around the RF coil due to heat generated by various circuit elements. The purpose is to provide.
本発明の一態様にかかる磁気共鳴イメージング装置は、静磁場中に置かれた被検体に高周波磁場を印加するRFコイルを備え、前記RFコイルは、複数の導電部材と、前記複数の導電部材に接続された回路素子とを有し、前記導電部材は、その少なくとも一部が、前記回路素子から発せられる熱を分散するような厚みに形成され、かつ、前記回路素子から発せられる熱を分散するような形状に形成されている。 A magnetic resonance imaging apparatus according to an aspect of the present invention includes an RF coil that applies a high-frequency magnetic field to a subject placed in a static magnetic field, and the RF coil includes a plurality of conductive members and a plurality of conductive members. And at least a part of the conductive member is formed to a thickness that dissipates heat generated from the circuit element, and dissipates heat generated from the circuit element. It is formed in such a shape.
また、本発明の他の態様にかかる磁気共鳴イメージング装置は、静磁場中に置かれた被検体に高周波磁場を印加するRFコイルを備え、前記RFコイルは、複数の導電部材と、前記複数の導電部材に接続された回路素子とを有し、前記導電部材は、その少なくとも一部が、前記回路素子から発せられる熱を分散するような厚みに形成され、かつ、前記回路素子から発せられる熱を分散するような材質で形成されている。 In addition, a magnetic resonance imaging apparatus according to another aspect of the present invention includes an RF coil that applies a high-frequency magnetic field to a subject placed in a static magnetic field, and the RF coil includes a plurality of conductive members and the plurality of conductive members. A circuit element connected to the conductive member, and at least a part of the conductive member is formed to a thickness that dissipates heat generated from the circuit element, and heat generated from the circuit element. It is formed with the material which disperses.
また、本発明の他の態様にかかるRFコイルは、磁気共鳴イメージング装置に備えられ、静磁場中に置かれた被検体に高周波磁場を印加し、複数の導電部材と、前記複数の導電部材に接続された回路素子とを有し、前記導電部材は、その少なくとも一部が、前記回路素子から発せられる熱を分散するような厚みに形成され、かつ、前記回路素子から発せられる熱を分散するような材質で形成されている。 An RF coil according to another aspect of the present invention is provided in a magnetic resonance imaging apparatus, applies a high-frequency magnetic field to a subject placed in a static magnetic field, and applies a plurality of conductive members to the plurality of conductive members. And at least a part of the conductive member is formed to a thickness that dissipates heat generated from the circuit element, and dissipates heat generated from the circuit element. It is formed with such a material.
本発明によれば、各種回路素子の発熱によってRFコイルの周辺に局所的に発生する熱を抑えることができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that heat generated locally around the RF coil due to heat generation of various circuit elements can be suppressed.
以下に添付図面を参照して、この発明に係る磁気共鳴イメージング装置およびRFコイルの好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、磁気共鳴イメージング装置を「MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置」と呼ぶ。 Exemplary embodiments of a magnetic resonance imaging apparatus and an RF coil according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the magnetic resonance imaging apparatus is referred to as an “MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus”.
まず、本実施例に係るMRI装置の全体構成について説明する。図1は、本実施例に係るMRI装置の全体構成を説明するための図である。図1に示すように、このMRI装置100は、静磁場磁石110と、傾斜磁場コイル120と、RFコイル130と、傾斜磁場電源141と、送信部142と、受信部143と、シーケンス制御装置150と、寝台装置160と、コンピュータ170とを有する。
First, the overall configuration of the MRI apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram for explaining the overall configuration of the MRI apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the
静磁場磁石110は、筒状に形成された磁石であり、静磁場電源(図示せず)から供給される電流により、被検体Pが配置される筒内部の空間に静磁場を発生させる。 The static magnetic field magnet 110 is a cylindrical magnet, and generates a static magnetic field in a space inside the cylinder in which the subject P is arranged by a current supplied from a static magnetic field power source (not shown).
傾斜磁場コイル120は、静磁場磁石110の内側に配設されたコイルであり、傾斜磁場電源141から供給される電流により、互いに直交するx,y,zの3方向に沿った傾斜磁場を静磁場磁石110の内側に発生させる。
The gradient magnetic field coil 120 is a coil disposed inside the static magnetic field magnet 110, and the gradient magnetic field along the three directions x, y, and z orthogonal to each other is statically generated by the current supplied from the gradient magnetic
RFコイル130は、静磁場磁石110の開口部内で被検体Pに対向するように配設された送受信兼用のコイルであり、送信部142から高周波パルスの供給を受けて被検体Pに高周波磁場を印加し、また、励起によって被検体Pの水素原子核から放出される磁気共鳴信号を受信する。かかるRFコイル130の構成については、後に詳細に説明する。
The
なお、上記の静磁場磁石110、傾斜磁場コイル120およびRFコイル130は、図示していない架台装置にそれぞれ搭載されている。
In addition, said static magnetic field magnet 110, the gradient magnetic field coil 120, and
傾斜磁場電源141は、シーケンス制御装置150からの指示に基づいて、傾斜磁場コイル120に電流を供給する電源である。
The gradient magnetic
送信部142は、シーケンス制御装置150からの指示に基づいて、RFコイル130にRFパルスを送信する装置である。
The
受信部143は、RFコイル130によって受信された磁気共鳴信号を検出し、検出した磁気共鳴信号をデジタル化することによって得られる生データをシーケンス制御装置150に対して送信する。
The receiving
シーケンス制御装置150は、コンピュータ170による制御のもと、傾斜磁場電源141、送信部142および受信部143をそれぞれ駆動することによって被検体Pのスキャンを行う装置であり、スキャンを行った結果、受信部143から生データが送信されると、その生データをコンピュータ170に送信する。
The
寝台装置160は、被検体Pが載置される天板161を備え、架台装置に設けられた開口部内にある撮像領域へ被検体Pとともに天板161を移動する。 The couch device 160 includes a top plate 161 on which the subject P is placed, and moves the top plate 161 together with the subject P to an imaging region within an opening provided in the gantry device.
コンピュータ170は、MRI装置100全体を制御する装置であり、操作者から各種入力を受け付ける入力部、操作者から入力される撮像条件に基づいてシーケンス制御装置150にスキャンを実行させるシーケンス制御部、シーケンス制御装置150から送信された生データに基づいて画像を再構成する画像再構成部、再構成された画像などを記憶する記憶部、再構成された画像など各種情報を表示する表示部、操作者からの指示に基づいて各機能部の動作を制御する主制御部などを有する。
The
なお、図1では図示を省略したが、MRI装置100は、RFコイル130が有する回路素子の表面に冷却空気を流通させるための冷却部として、ダクトおよびファンを有している。かかる冷却部については、後に詳細に説明する。
Although not shown in FIG. 1, the
次に、本実施例に係るRFコイル130の構成について説明する。なお、ここでは、RFコイル130としてバードケージ型のコイルを用いた場合について説明する。図2は、本実施例に係るRFコイル130の構成を示す図である。図2に示すように、このRFコイル130は、コイル支持部131と、二つのリング部132と、複数のラング部133と、二つのガイド部134を有する。
Next, the configuration of the
コイル支持部131は、円筒状に形成された支持部材(ボビン)であり、後述するリング部132や、ラング部133、ガイド部134などを、それぞれ所定の位置で保たれるように支持している。
The
二つのリング部132は、それぞれ、銅箔132aを用いてリング状に形成された導電部材である。各リング部132は、リングの中心軸が一致し、かつ、所定の距離だけ間が離れるように、それぞれ設けられている。
Each of the two
複数のラング部133は、それぞれ、銅箔133aを用いて矩形状に形成された導電部材である。各ラング部133は、それぞれ、二つのリング部132の間を接続するように、所定の間隔で設けられている。
Each of the plurality of
これらリング部132およびラング部133には、それぞれ、RFコイル130の動作を制御するための所定の回路素子が接続されている。この回路素子としては、たとえば、PINダイオードやキャパシタなどがあり、リング部132にキャパシタ、ラング部133にPINダイオードが接続されたり、あるいは逆に、リング部132にPINダイオード、ラング部133にキャパシタが接続されたりする。以下では、これらPINダイオード、キャパシタを「回路素子」と総称して説明する。
Predetermined circuit elements for controlling the operation of the
図3は、ラング部133と回路素子との接続箇所を示す図である。図3に示すように、たとえば、ラング部133には、長手方向の略中心で銅箔133aを分離するようにスリット状のギャップが形成されており、各ギャップを架け渡すように複数の回路素子133bが接続されている。
FIG. 3 is a diagram illustrating a connection portion between the
ここで、図3右側の拡大図に示すように、ラング部133の銅箔133aは、回路素子133bの周辺部が厚くなるように形成されている。具体的には、銅箔133aは、RFコイル130に供給される高周波電流の周波数に応じた表皮深さに基づいて決められる厚さよりも大きな厚みを有するように形成されている。実用上、導電部材の厚さは、表皮深さの5倍以上とされるのが一般的である。そこで、たとえば、厚さがさらにその3倍程度(表皮深さの15倍程度)となるように、銅箔133aを形成しておく。
Here, as shown in the enlarged view on the right side of FIG. 3, the
一般的に、銅箔などの金属を用いた導電部材は、その厚さが大きくなると導電部材内に蓄えられる熱容量が大きくなることが知られている。そのため、上記で説明したように、銅箔133aの厚さを増やすことによって、回路素子から発生した熱がより多く導電部材内に分散されることになり、RFコイル130の局所的に発生する熱を抑えることが可能になる。
In general, it is known that a conductive member using a metal such as copper foil has a larger heat capacity stored in the conductive member when the thickness thereof is increased. Therefore, as described above, by increasing the thickness of the
なお、ここでいう「表皮深さ」とは、導電部材内で高周波電流が流れる際に、高周波電流が流れる深さである。導体に高周波電流が流れる場合、流れる電流は導体の表面に集中することが知られている。この現象は「表皮効果」と呼ばれており、表皮効果によって高周波電流が表面に集中した場合に、その電流が流れる深さが「表皮深さ」と呼ばれている。この表皮深さは、導体の材質や高周波の周波数に応じて決まり、周波数が高くなるほど浅くなる。そのため、RFコイルにおける導電部材の厚さは表皮深さに基づいて決められる(たとえば、表皮深さの5倍以上)。 Here, the “skin depth” is a depth at which a high-frequency current flows when a high-frequency current flows in the conductive member. It is known that when a high-frequency current flows through a conductor, the flowing current is concentrated on the surface of the conductor. This phenomenon is called “skin effect”, and when high-frequency current is concentrated on the surface by the skin effect, the depth at which the current flows is called “skin depth”. This skin depth is determined according to the material of the conductor and the frequency of the high frequency, and becomes shallower as the frequency increases. Therefore, the thickness of the conductive member in the RF coil is determined based on the skin depth (for example, 5 times or more the skin depth).
図4は、リング部132と回路素子との接続箇所を示す図である。図4に示すように、たとえば、リング部132には、所定の間隔で複数のギャップが形成されており、各ギャップを架け渡すように複数の回路素子132bが接続されている。
FIG. 4 is a diagram illustrating a connection portion between the
ここで、図4右側の拡大図に示すように、リング部132の銅箔132aは、回路素子132bとの接続箇所の周りの部分が他の部分と比べて局所的に厚くなるように形成されている。具体的には、銅箔132aは、回路素子132bとの接続箇所の周りの部分が、一様ではなく、局所的に、RFコイル130に供給される高周波電流の周波数に応じた表皮深さに基づいて決められる厚さよりも大きな厚みを有するように形成されている。
Here, as shown in the enlarged view on the right side of FIG. 4, the
一般的に、RFコイルでは、導電部材を厚くすると、傾斜磁場によってRFコイルに生じる渦電流(Eddy-Current)の影響が大きくなる。そのため、導電部材はなるべく薄く形成するのが望ましい。そこで、図4右側の拡大図に示すように、回路素子との接続箇所の周りの部分を他の部分と比べて局所的に厚くすることによって、渦電流の影響を抑えつつ回路素子から発散される熱を効率よく抑えることが可能になる。 Generally, in the RF coil, when the conductive member is thickened, the influence of eddy current (Eddy-Current) generated in the RF coil due to the gradient magnetic field increases. Therefore, it is desirable to form the conductive member as thin as possible. Therefore, as shown in the enlarged view on the right side of FIG. 4, the portion around the connection portion with the circuit element is locally thickened as compared with other portions, so that the influence of the eddy current is suppressed and the radiation is emitted from the circuit element. Heat can be efficiently suppressed.
また、近年、臨床用では3テスラMRI装置が、他の用途ではさらに高い静磁場を発生するMRI装置が利用されている。こられのMRI装置では、静磁場強度の増加にともなって、被検体に印加する高周波磁場の周波数、すなわち、RFコイルに供給する高周波電流の周波数も高める必要がある。前述したように、周波数が高くなると、高周波電流が流れる表皮深さは浅くなるため、導電部材の厚さは薄くすることができる。 In recent years, a 3 Tesla MRI apparatus is used for clinical use, and an MRI apparatus that generates a higher static magnetic field is used for other applications. In these MRI apparatuses, it is necessary to increase the frequency of the high-frequency magnetic field applied to the subject, that is, the frequency of the high-frequency current supplied to the RF coil as the static magnetic field strength increases. As described above, when the frequency is increased, the skin depth through which the high-frequency current flows becomes shallow, so that the thickness of the conductive member can be reduced.
しかし、この一方で、高周波電流の周波数が高くなると、一般的に回路素子の発熱量が大きくなるため、熱を分散するためには導電部材の厚さを厚くする必要がある。そこで、静磁場強度が高いMRI装置では、回路素子との接続部分の厚さと、それ以外の部分の厚さとの差が大きくなるように、導電部材を形成する。 However, on the other hand, when the frequency of the high-frequency current increases, the amount of heat generated by the circuit element generally increases, so that it is necessary to increase the thickness of the conductive member in order to disperse the heat. Therefore, in the MRI apparatus having a high static magnetic field strength, the conductive member is formed so that the difference between the thickness of the connection part with the circuit element and the thickness of the other part becomes large.
なお、ラング部133の銅箔133aの厚さと、リング部132の銅箔132aの厚さとは、必ずしも同じに揃える必要はない。通常、回路素子によって発生する熱量は、回路素子の種類や構造により異なっているので、接続されている回路素子の種類に応じて、それぞれの銅箔の厚さを変えるようにしてもよい。
Note that the thickness of the
通常、発熱による回路素子の温度変化は、回路素子の種類ごとに異なっている。たとえば、PINダイオードとキャパシタとを比べた場合、PINダイオードのほうがキャパシタよりも速く温度が上昇する。そこで、たとえば、温度上昇が速い回路素子の周辺部分については、ラング部133の銅箔133aの厚さやリング部132の銅箔132aの厚さを他の回路素子に比べて大きくしてもよい。これにより、温度上昇が速い回路素子については、他の回路素子に比べて冷却効率が高められ、その結果として、回路素子の温度上昇の速さを遅くすることができる。
Usually, the temperature change of a circuit element due to heat generation differs for each type of circuit element. For example, when comparing a PIN diode and a capacitor, the temperature of the PIN diode rises faster than the capacitor. Therefore, for example, the thickness of the
これにより、導電部材における回路素子周辺部の厚さを回路素子の種類ごとに調整すれば、RFコイル130が備える複数の回路素子の温度上昇の速さをほぼ均一に揃えることができることになる。したがって、たとえば、RFコイル130の温度上昇を検知するために各回路素子の温度上昇を計測する必要がある場合に、一部の回路素子の温度上昇を計測するだけで他の回路素子の温度上昇も推定することが可能になり、各回路素子の温度を効率よく計測することができるようになる。
Thereby, if the thickness of the circuit element peripheral part in a conductive member is adjusted for every kind of circuit element, the speed of the temperature rise of the several circuit element with which the
なお、ここでは、ラング部133の銅箔133aやリング部132の銅箔132aにおいて、回路素子が接続された箇所の周辺部の厚みを局所的に大きくする場合について説明したが、さらに、厚みを大きくした部分の材質や形状、表面積の大きさを回路素子の種類に応じて変えてもよい。材質を変える場合には、たとえば、銅箔の表面を他の金属の膜で被膜したりする。また、形状を変える場合には、たとえば、厚みを大きくした部分の表面を波型に成形したり、表面に溝を形成したりする。こうして、導電部材の材質や形状、表面積の大きさを変えることによって、厚みを変える場合と同様に、回路素子の温度上昇などを調整することが可能である。
Here, in the
図2にもどって、ガイド部134は、RFコイル130の表面上に冷却空気の流路を形成するリング状の部材である。具体的には、このガイド部134は、図2に示すように、一方のリング部132とラング部133の中央部との間、および、他方のリング部132とラング部133の中央部との間に、それぞれRFコイル130の円周方向に沿って設けられている。また、これらガイド部134の一部には、それぞれ、所定の幅の切欠部134aが設けられている。
Referring back to FIG. 2, the
なお、ここでは図示を省略しているが、RFコイル130の外側には、RFコイル130を覆うように円筒状のボアチューブが形成されている。そのため、ガイド部134を設けることによって、コイル支持部131とボアチューブとで挟まれ、かつ、ガイド部134によって仕切られた空間がRFコイル130の表面に形成される。この空間は、RFコイル130の表面で冷却空気が流れる際の流路となる。このように流路が形成されることによって、RFコイル130の表面上で、各回路素子に沿って冷却空気が流れるようになる。
Although not shown here, a cylindrical bore tube is formed outside the
図5および6は、ガイド部134により形成される流路および冷却空気の流れを示す図である。具体的には、図5に示すように、各ガイド部134によって、一方のリング部132が有する複数の回路素子132bに沿って流れる第一の流路(図5に示す(1)参照)と、他方のリング部132が有する複数の回路素子132bに沿って流れる第二の流路(図5に示す(2)参照)と、複数の回路素子133bに沿って流れる第三の流路(図5に示す(3)参照)とがそれぞれ形成される。
5 and 6 are diagrams showing the flow path formed by the
なお、図5において、ダクト181およびファン182は、RFコイル130に備えられた回路素子の表面に冷却空気を流通させるための冷却部である。ダクト181は、RFコイル130の付近に設けられた排気口183と、ファン182との間に取り付けられた排気管である。たとえば、このダクト181は、RFコイル130内の下方に設けられた天板レール部(天板161を水平方向へ移動可能に支持する支持部)の下側に、当該天板レール部に沿って取り付けられる。
In FIG. 5, a
また、ファン182は、ダクト181を介して空気を吸引する吸引装置である。このファン182は、MRI装置100が据え置かれているシールドルームの外に設けられている。このように、ファン182をシールドルーム外に設けることによって、ファン182の電気系統の影響でRFコイル130が受信する信号にノイズが混入されるのを防ぐことができる。
The fan 182 is a suction device that sucks air through the
ここで、たとえば図5に示すように、第三の流路の付近に排気口183が設けられていた場合には、ファン182が駆動されると、ダクト181を介してRFコイル130表面の空気が吸い出され、第三の流路を流れる冷却空気の風が発生する。これによって、各ラング部133が有する回路素子133bに沿って、冷却空気が流れる。さらに、各ガイド部134に設けられている切欠部134aを介して、第一および第二の流路から第三の流路へ空気が流れ込む。これによって、各リング部132が有する回路素子132bに沿って、冷却空気が流れる。
Here, for example, as shown in FIG. 5, when the
このように、ガイド部134によって、ダクト181およびファン182により流通される冷却空気が回路素子の表面に沿って流れるように、RFコイル130の表面上に冷却空気の流路が形成されるので、各回路素子により発生する熱を効率よく冷却することが可能になる。
In this manner, the
ところで、一般的に、RFコイル130では、リング部132に複数のキャパシタが、ラング部133に複数のPINダイオードがそれぞれ設けられる。または、反対に、リング部132に複数のPINダイオードが、ラング部133に複数のキャパシタがそれぞれ設けられる。または、リング部132、ラング部133のいずれか一方または両方に、キャパシタおよびPINダイオードが設けられる。
By the way, in general, in the
このような構成で、たとえば、リング部132に設けられる回路素子132bと、ラング部133に設けられる回路素子133bとの間で発熱量に差があったとする。その場合には、前述した冷却空気は、発熱量が大きい回路を冷却した後に発熱量が小さい回路の表面を冷却するように流れたほうが、RFコイル130全体として、より冷却効率が高くなる。
In such a configuration, for example, it is assumed that there is a difference in the amount of heat generated between the
そこで、たとえば、リング部132に設けられた回路素子132bの発熱量がラング部133に設けられた回路素子133bの発熱量より大きい場合には、図5に示したように冷却空気を流通させる。すなわち、冷却空気は、リング部132に設けられた回路素子132bに沿って流れた後に(図5に示す(1)および(2)参照)、ラング部133に設けられた回路素子133bに沿って流れる(図5に示す(3)参照)。
Therefore, for example, when the heat generation amount of the
一方、ラング部133に設けられた回路素子133bの発熱量がリング部132に設けられる回路素子132bの発熱量より大きい場合には、図6に示すように、リング部132の付近それぞれに排気口283を設ける。これにより、冷却空気は、ラング部133に設けられた回路素子133bに沿って流れた後に(図6に示す(1)参照)、リング部132に設けられた回路素子132bに沿って流れる(図6に示す(2)および(3)参照)。
On the other hand, when the heat generation amount of the
このように、RFコイル130が、第一の回路素子と、発熱性が第一の回路素子に比べて高い第二の回路素子とを備えている場合に、冷却部が、第二の回路素子の表面を通過した後に第一の回路素子の表面を通過するように冷却空気を流通させることによって、RFコイル130全体を効率よく冷却することができる。
As described above, when the
なお、ここでは、リング部132に設けられる回路素子132bと、ラング部133に設けられる回路素子133bとの間で発熱量に差があった場合について説明したが、両回路素子の間で許容される発熱温度の上限値に差がある場合でも、上記と同様に冷却空気の流路を変えることによって、RFコイル130全体を効率よく冷却することができる。
Here, the case where there is a difference in the amount of heat generated between the
なお、ここでは、冷却空気を流通させるための方法として、吸引装置(ファン182)を用いて空気を吸引する場合について説明したが、逆に、空気を送り込むことによって冷却空気を流通させるようにしてもよい。その場合には、ダクト181を介して空気を送り込む送気装置を用いる。冷却空気を流通させるための装置としては、吸引装置、送気装置のいずれを用いてもよいが、空気の流通効率を考慮した場合には、吸引装置を用いるほうが好ましい。
In addition, although the case where air was sucked using a suction device (fan 182) was explained here as a method for circulating cooling air, conversely, cooling air is circulated by sending air. Also good. In that case, an air feeding device that feeds air through the
上述してきたように、本実施例では、RFコイル130が、複数の導電部材と、各それら複数の導電部材に接続された回路素子とを備えており、各導電部材は、その少なくとも一部を、回路素子から発せられる熱を分散するような厚みに形成されているので、回路素子から発生する熱を導電部材内に分散することが可能になり、各種回路素子の発熱によってRFコイル130の周辺に局所的に発生する熱を抑えることができる。
As described above, in this embodiment, the
また、本実施例では、MRI装置100が、RFコイル130に備えられた回路素子の表面に冷却空気を流通させる冷却部を備えるよう構成したので、従来のようにRFコイル130全体に冷却空気を吹き付けるのではなく、発熱する回路素子を直接冷却することが可能になり、各種回路素子の発熱によってRFコイル130の周辺に局所的に発生する熱を抑えることができる。
In the present embodiment, the
以上、本実施例に係るMRI装置100の構成を中心に説明してきたが、最後に、実験結果に基づいて、このMRI装置100の有効性を示すこととする。図7は、RFコイルにおける銅箔の厚み、送風の有無および回路素子周辺の温度変化の関係を示すグラフである。
The above description has focused on the configuration of the
図7は、WB(Whole Body:ホールボディー)コイルの表面にガイド部を設けたMRI装置において、銅箔の厚みを薄くした場合/厚くした場合、送風あり/送風なしの条件で測定した回路素子周辺の温度変化を示しており、具体的には、銅箔の厚みを0.03mmとした場合のPINダイオード周辺の銅箔の温度変化と、銅箔の厚みを0.3mmとした場合のPINダイオード周辺の銅箔の温度変化と、MRI装置が据え付けられたシールドルーム内の温度変化とをそれぞれ測定した結果を示している。 FIG. 7 shows a circuit element measured in a MRI apparatus in which a guide part is provided on the surface of a WB (Whole Body) coil, when the thickness of the copper foil is reduced / thickened, with / without blowing. The temperature change of the periphery is shown. Specifically, the temperature change of the copper foil around the PIN diode when the thickness of the copper foil is 0.03 mm, and the PIN when the thickness of the copper foil is 0.3 mm The results of measuring the temperature change of the copper foil around the diode and the temperature change in the shield room where the MRI apparatus is installed are shown.
図7に示すように、銅箔の厚みを0.03mmから0.3mmに変更することによって、PINダイオード周辺の温度が8.2度降下した。また、ファンを駆動させて空気の吸引を行った場合には、PINダイオード周辺の温度がさらに11.1度降下した。この結果からも、本実施例に係るMRI装置が、実際に、回路素子の発熱によってRFコイルの周辺に局所的に発生する熱を抑えることができることがわかる。 As shown in FIG. 7, the temperature around the PIN diode dropped by 8.2 degrees by changing the thickness of the copper foil from 0.03 mm to 0.3 mm. Further, when air was sucked by driving the fan, the temperature around the PIN diode dropped by 11.1 degrees. From this result, it can be seen that the MRI apparatus according to the present embodiment can actually suppress the heat generated locally around the RF coil due to the heat generated by the circuit elements.
なお、本実施例では、MRI装置が、厚みを増やした導電部材(銅箔)と、冷却部とをともに備えた場合について説明したが、本発明はこれに限られるわけではなく、いずれか一方のみを備えるようにしてもよい。いずれか一方のみを備えた場合でも、上記の実験結果からみて、目的とする効果が得られることは明らかである。 In addition, although the present Example demonstrated the case where the MRI apparatus was provided with both the electroconductive member (copper foil) which increased thickness, and the cooling part, this invention is not necessarily limited to this, either one You may make it provide only. Even when only one of them is provided, it is clear that the intended effect can be obtained from the above experimental results.
なお、本実施例では、バードケージ型のRFコイルについて説明したが、本発明はこれに限られるわけではなく、鞍型、ソレノイド型、スロットレゾネータ型など、他の形状のRFコイルについても同様に適用することができる。 In this embodiment, the birdcage type RF coil has been described. However, the present invention is not limited to this, and the same applies to other shapes of RF coils such as a saddle type, a solenoid type, and a slot resonator type. Can be applied.
また、本実施例では、RFコイルが有する導電部材が銅箔である場合について説明したが、本発明はこれに限られるわけではなく、導電部材が金や銀など他の金属である場合でも同様に適用することができる。 In the present embodiment, the case where the conductive member included in the RF coil is a copper foil has been described. However, the present invention is not limited to this, and the same applies even when the conductive member is another metal such as gold or silver. Can be applied to.
以上のように、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置およびRFコイルは、RFコイルの周辺に発生する熱を抑える場合に有用であり、特に、RFコイルが有する回路素子によって局所的に発生する熱を抑える場合に適している。 As described above, the magnetic resonance imaging apparatus and the RF coil according to the present invention are useful for suppressing the heat generated around the RF coil, and in particular, the heat locally generated by the circuit elements of the RF coil. Suitable for suppressing.
100 磁気共鳴イメージング装置(MRI装置)
110 静磁場磁石
120 傾斜磁場コイル
130 RFコイル
131 コイル支持部
132 リング部
132a,133a 銅箔
132b,133b 回路素子
133 ラング部
134 ガイド部
134a 切欠部
141 傾斜磁場電源
142 送信部
143 受信部
150 シーケンス制御装置
160 寝台装置
161 天板
170 コンピュータ
181 ダクト
182 ファン
183,283 排気口
100 Magnetic resonance imaging system (MRI system)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 Static magnetic field magnet 120 Gradient
Claims (20)
前記RFコイルは、
複数の導電部材と、
前記複数の導電部材に接続された回路素子とを有し、
前記導電部材は、その少なくとも一部が、前記回路素子から発せられる熱を分散するような厚みに形成され、かつ、前記回路素子から発せられる熱を分散するような形状に形成されている、
磁気共鳴イメージング装置。 An RF coil that applies a high-frequency magnetic field to a subject placed in a static magnetic field,
The RF coil is
A plurality of conductive members;
A circuit element connected to the plurality of conductive members,
At least a part of the conductive member is formed in a thickness that disperses heat generated from the circuit element, and is formed in a shape that disperses heat generated from the circuit element.
Magnetic resonance imaging device.
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The conductive member is formed so that a peripheral portion of a connection portion with the circuit element has a locally large thickness as compared with other portions.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置。 In the conductive member, the thickness of the portion formed so as to have a locally large thickness is determined according to the type of the circuit element.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2.
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 In the conductive member, the material of the portion formed in the thickness is determined according to the type of the circuit element.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The shape of the portion formed in the thickness of the conductive member is determined according to the type of the circuit element,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 In the conductive member, the size of the surface area of the portion formed in the thickness is determined according to the type of the circuit element.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 A cooling unit for circulating cooling air on the surface of the circuit element;
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
前記冷却部は、前記第二の回路素子の表面を通過した後に前記第一の回路素子の表面を通過するように前記冷却空気を流通させる、
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The RF coil includes, as the circuit element, a first circuit element and a second circuit element that generates a larger amount of heat than the first circuit element.
The cooling unit circulates the cooling air so as to pass through the surface of the first circuit element after passing through the surface of the second circuit element.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
前記冷却部は、前記第二の回路素子の表面を通過した後に前記第一の回路素子の表面を通過するように前記冷却空気を流通させる、
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The RF coil includes, as the circuit element, a first circuit element and a second circuit element whose upper limit value of allowable heat generation temperature is higher than that of the first circuit element,
The cooling unit circulates the cooling air so as to pass through the surface of the first circuit element after passing through the surface of the second circuit element.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
前記RFコイルは、
複数の導電部材と、
前記複数の導電部材に接続された回路素子とを有し、
前記導電部材は、その少なくとも一部が、前記回路素子から発せられる熱を分散するような厚みに形成され、かつ、前記回路素子から発せられる熱を分散するような材質で形成されている、
磁気共鳴イメージング装置。 An RF coil that applies a high-frequency magnetic field to a subject placed in a static magnetic field,
The RF coil is
A plurality of conductive members;
A circuit element connected to the plurality of conductive members,
At least a part of the conductive member is formed to a thickness that disperses heat generated from the circuit element, and is formed of a material that disperses heat generated from the circuit element.
Magnetic resonance imaging device.
請求項10に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The conductive member is formed so that a peripheral portion of a connection portion with the circuit element has a locally large thickness as compared with other portions.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 10.
請求項10に記載の磁気共鳴イメージング装置。 In the conductive member, the thickness of the portion formed so as to have a locally large thickness is determined according to the type of the circuit element.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 10.
請求項10に記載の磁気共鳴イメージング装置。 In the conductive member, the material of the portion formed in the thickness is determined according to the type of the circuit element.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 10.
請求項10に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The shape of the portion formed in the thickness of the conductive member is determined according to the type of the circuit element,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 10.
請求項10に記載の磁気共鳴イメージング装置。 In the conductive member, the size of the surface area of the portion formed in the thickness is determined according to the type of the circuit element.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 10.
請求項10に記載の磁気共鳴イメージング装置。 A cooling unit for circulating cooling air on the surface of the circuit element;
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 10.
前記冷却部は、前記第二の回路素子の表面を通過した後に前記第一の回路素子の表面を通過するように前記冷却空気を流通させる、
請求項10に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The RF coil includes, as the circuit element, a first circuit element and a second circuit element that generates a larger amount of heat than the first circuit element.
The cooling unit circulates the cooling air so as to pass through the surface of the first circuit element after passing through the surface of the second circuit element.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 10.
前記冷却部は、前記第二の回路素子の表面を通過した後に前記第一の回路素子の表面を通過するように前記冷却空気を流通させる、
請求項10に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The RF coil includes, as the circuit element, a first circuit element and a second circuit element whose upper limit value of allowable heat generation temperature is higher than that of the first circuit element,
The cooling unit circulates the cooling air so as to pass through the surface of the first circuit element after passing through the surface of the second circuit element.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 10.
複数の導電部材と、
前記複数の導電部材に接続された回路素子とを有し、
前記導電部材は、その少なくとも一部が、前記回路素子から発せられる熱を分散するような厚みに形成され、かつ、前記回路素子から発せられる熱を分散するような材質で形成されている、RFコイル。 A high-frequency magnetic field is applied to a subject placed in a static magnetic field, provided in a magnetic resonance imaging apparatus,
A plurality of conductive members;
A circuit element connected to the plurality of conductive members,
The conductive member is at least partially formed to have a thickness that dissipates heat generated from the circuit element, and is formed of a material that disperses heat generated from the circuit element. coil.
請求項19に記載のRFコイル。 The conductive member is formed to have a thickness larger than the thickness determined based on the skin depth according to the frequency of the high-frequency current that generates the high-frequency magnetic field.
The RF coil according to claim 19.
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