JP2019041795A - High-frequency coil unit and magnetic resonance imaging device - Google Patents

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Abstract

To expand an imaging space by expanding a region where an RF magnetic field is uniformly irradiated, and acquire an MRI image of a wide range and high image quality without increasing the number of components or device cost.SOLUTION: A high-frequency coil unit includes a cylindrical RF coil 210 applied to an MRI device for executing at least one of transmission of a high-frequency signal to a static magnetic field space, and reception of a nuclear magnetic-resonance signal generated from a subject placed in a static magnetic field, and a shield composed of a sheet-like conductor, which is cylindrically shaped so as to surround the RF coil. The RF coil includes two ring conductors 203 formed annularly and disposed at both ends of the cylindrical shape, a plurality of rung conductors 214 disposed in parallel with a central axis of the cylindrical shape along the cylindrical outer peripheral surface, which have N (N is an integer of 2 or more) linear parts arranged roughly in parallel with each other in a circumferential direction, and connect the two ring conductors, and a plurality of capacitors inserted between the adjacent rung conductors in the ring conductors.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、高周波コイルユニット及び磁気共鳴イメージング装置に関し、特に、高周波コイルユニットにおける電磁波の照射や磁気共鳴信号の検出を行う技術に関する。   The present invention relates to a high-frequency coil unit and a magnetic resonance imaging apparatus, and more particularly to a technique for performing electromagnetic wave irradiation and magnetic resonance signal detection in a high-frequency coil unit.

磁気共鳴イメージング(Magnetic Resonance Imaging)装置(以下、「MRI装置」という)では、静磁場マグネットが発生する均一な静磁場中に配置された被検体に電磁波である高周波信号(以下「RF信号」という)を照射し、被検体内の核スピンを励起すると共に、核スピンが発生する電磁波であるNMR信号を受信して信号処理することにより、被検体の磁気共鳴画像を取得する。   In a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as “MRI apparatus”), a high-frequency signal (hereinafter referred to as “RF signal”) is applied to a subject placed in a uniform static magnetic field generated by a static magnetic field magnet. ) To excite nuclear spins in the subject, and receive and process an NMR signal that is an electromagnetic wave generated by the nuclear spins, thereby obtaining a magnetic resonance image of the subject.

このように、MRI装置では被検体にRF信号を照射する。ここで、RF信号の照射とNMR信号の受信とは、ラジオ周波数の電磁波を送信あるいは受信するRFアンテナもしくはRFコイル等のアンテナ装置によって行われる。このようなアンテナ装置として、バードケージ型(鳥かご型)コイルと言われる高周波コイルユニットが知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2)。   Thus, the MRI apparatus irradiates the subject with the RF signal. Here, the irradiation of the RF signal and the reception of the NMR signal are performed by an antenna device such as an RF antenna or an RF coil that transmits or receives electromagnetic waves of a radio frequency. As such an antenna device, a high-frequency coil unit called a birdcage type (birdcage type) coil is known (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

通常、バードケージ型コイルは、図13に示すように、円筒状の2つのリング導体203、直線状の複数のラング(横木)導体204、キャパシタ、ダイオード、給電ケーブル(図示せず)等を有し、円筒面上に等間隔に配置されたラング導体の端部とリング導体とが接続され、各キャパシタがリング導体203に等間隔で設けられたギャップ201に挿入され、ダイオードがラング導体204のギャップに挿入されて構成されている。   Normally, a birdcage type coil has two cylindrical ring conductors 203, a plurality of linear rung conductors 204, a capacitor, a diode, a feeding cable (not shown) and the like as shown in FIG. The ends of the rung conductors arranged at equal intervals on the cylindrical surface and the ring conductors are connected, the capacitors are inserted into the gaps 201 provided at equal intervals in the ring conductor 203, and the diodes of the rung conductors 204 are connected. It is configured to be inserted into the gap.

なお、図13の円筒形バードケージ型コイル200は、RFシールド(図示せず)と呼ばれる円筒形状の導体によって囲繞される。そして、バードケージ型コイル200に設けられるキャパシタは、RFシールドとラング導体とリング導体とにより、MRI装置における特定の周波数で共振するように調整される。なお、通常RFシールドは、更に外部に存在する円筒形の傾斜磁場コイルの内円筒面に設置されている。   Note that the cylindrical birdcage coil 200 of FIG. 13 is surrounded by a cylindrical conductor called an RF shield (not shown). The capacitor provided in the birdcage coil 200 is adjusted so as to resonate at a specific frequency in the MRI apparatus by the RF shield, the rung conductor, and the ring conductor. Normally, the RF shield is further installed on the inner cylindrical surface of a cylindrical gradient magnetic field coil existing outside.

バードケージ型コイルでは、照射するRF信号が作るRF磁場の均一空間の広がりが、単純なループコイルやサドル(鞍型)コイルに比べて高いことが特徴である。この特徴により、現在、バードケージ型コイルはトンネル型水平磁場MRI装置の送信コイルの標準型となっている。   The birdcage type coil is characterized in that the spread of the uniform space of the RF magnetic field created by the RF signal to be irradiated is higher than that of a simple loop coil or saddle (saddle type) coil. Due to this feature, the birdcage type coil is now a standard type of transmission coil of the tunnel type horizontal magnetic field MRI apparatus.

バードケージ型コイルにおいて、円筒の断面方向の均一空間の広がりの程度は、同一直径の円筒であれば、円筒面上に等間隔に並べられたラングの本数に依存する。つまり、1.5テスラの送信用コイルに使用されるバードケージ型コイルの場合、通常ラング導体の数は16本あるいは24本であり、この数が多いほうが円筒の断面方向の均一空間の広がりが大きい。   In the birdcage type coil, the extent of the uniform space in the cross-sectional direction of the cylinder depends on the number of rungs arranged at equal intervals on the cylindrical surface if the cylinder has the same diameter. In other words, in the case of a birdcage type coil used for a 1.5 Tesla transmission coil, the number of rung conductors is usually 16 or 24, and the larger the number, the more the uniform space spreads in the cross-sectional direction of the cylinder. large.

通常、RF磁場の均一度は、円筒の中心で高く、周辺部に近づくに従って低下する。バードケージ型コイルにおいて、ラング導体数が少ない場合には、ラング導体近傍において、よりラング導体に近い空間と、ラング導体とラング導体との間におけるラング導体から離れた空間での磁場の差が大きくなり、磁場の均一度が低下してしまう。   Usually, the uniformity of the RF magnetic field is high at the center of the cylinder and decreases as it approaches the periphery. In a birdcage coil, when the number of rung conductors is small, there is a large difference in magnetic field between the rung conductor and the space near the rung conductor and between the rung conductor and the rung conductor. Thus, the uniformity of the magnetic field is reduced.

米国特許第7688070号明細書US Pat. No. 7,688,070 国際公開2012/059574公報International Publication 2012/059574

ところで、一般に、円筒形の照射コイルに人が寝た状態で入ると、人の肩、腰、腹部、腕などの部分は横に広がっているため、体格の大きな人の肩や腰、腕や腹部をMRI装置できれいに撮像するためには、磁石中心から直径50cm程度の大きさの球状空間において、静磁場、傾斜磁場、RF磁場すべてが均一に発生できることが望ましい。   By the way, in general, when a person enters the cylindrical irradiation coil while lying down, the shoulders, waist, abdomen, arms, etc. of the person spread sideways, so the shoulders, waist, arms, In order to clearly image the abdomen using an MRI apparatus, it is desirable that a static magnetic field, a gradient magnetic field, and an RF magnetic field can be generated uniformly in a spherical space having a diameter of about 50 cm from the center of the magnet.

一方、例えば1.5テスラの強い静磁場を発生させる超電導磁石はトンネル型と呼ばれる円筒形を成しており、トンネル型の内部空間である撮像空間を大きくすることが好ましいが、磁石やコイルを大きくすることによって撮像空間を大きくするにはコストが嵩む。従って、磁石のサイズを変更せずに広いRF磁場空間を作ろうと考える場合、バードケージ型コイルのサイズも変更せずに、可能な限り内部に広く均一なRF磁場を発生させることが望ましい。このためには、上述のようにラング導体の数を増加させることが有効であるが、ラング導体の数を増加させることはコイルの形状が複雑となり、キャパシタ等の回路素子の数も増大することから、コストが嵩んでしまう。   On the other hand, for example, a superconducting magnet that generates a strong static magnetic field of 1.5 Tesla has a cylindrical shape called a tunnel type, and it is preferable to enlarge the imaging space that is the tunnel type internal space. Increasing the imaging space by increasing the size increases the cost. Therefore, when it is intended to create a wide RF magnetic field space without changing the size of the magnet, it is desirable to generate an RF magnetic field that is as wide and uniform as possible without changing the size of the birdcage coil. For this purpose, it is effective to increase the number of rung conductors as described above. However, increasing the number of rung conductors complicates the shape of the coil and increases the number of circuit elements such as capacitors. Therefore, the cost increases.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、部品点数及び装置コストを増大させることなく、RF磁場が均一に照射される領域を拡大させることにより撮像空間を拡大させ、広範囲かつ高画質のMRI画像を取得することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and without increasing the number of parts and the cost of the apparatus, the imaging space can be expanded by expanding the region where the RF magnetic field is uniformly irradiated, and a wide range and high image quality. It aims at acquiring the MRI image of.

本発明の一態様は、MRI装置に適用され、静磁場空間への高周波信号の送信及び静磁場内に置かれた被検体から発生される核磁気共鳴信号の受信の少なくとも一方を行う筒形状のRFコイルと、シート状の導体からなり、前記RFコイルを囲繞するように筒形状に形成されたシールドと、を備え、前記RFコイルが、環状に形成され、前記筒形状の両端に前記筒形状の中心軸と前記環状の中心とが一致するように配置される2つのリング導体と前記円筒形状の外周面に沿って、該筒形状の中心軸と平行に互いに所定の間隔をあけて配置され、2つの前記リング導体を電気的に接続する複数のラング導体と、前記リング導体において、隣接する前記ラング導体同士の間に挿入される複数のキャパシタとを有し、前記ラング導体が、周方向にN本(Nは2以上の整数)の互いに略平行に配置される直線部を有することを特徴とする高周波コイルユニットを提供する。   One aspect of the present invention is a cylindrical shape that is applied to an MRI apparatus and performs at least one of transmission of a high-frequency signal to a static magnetic field space and reception of a nuclear magnetic resonance signal generated from a subject placed in the static magnetic field. An RF coil and a shield made of a sheet-like conductor and formed in a cylindrical shape so as to surround the RF coil, and the RF coil is formed in an annular shape, and the cylindrical shape is formed at both ends of the cylindrical shape. Two ring conductors arranged so that the center axis of the ring and the center of the ring coincide with each other and along the outer peripheral surface of the cylindrical shape are arranged at a predetermined interval in parallel to the central axis of the cylindrical shape. A plurality of rung conductors that electrically connect the two ring conductors, and a plurality of capacitors inserted between the adjacent rung conductors in the ring conductor, the rung conductors in the circumferential direction N (N is an integer of 2 or more) to provide a high frequency coil unit characterized by having a linear portion disposed almost in parallel with each other.

本発明によれば、部品点数及び装置コストを増大させることなく、RF磁場が均一に照射される領域を拡大させることにより撮像空間を拡大させ、広範囲かつ高画質のMRI画像を取得することができる。   According to the present invention, without increasing the number of components and the apparatus cost, the imaging space can be expanded by expanding the region where the RF magnetic field is uniformly irradiated, and a wide range and high quality MRI image can be acquired. .

本発明の実施形態に係るRFコイルを適用したMRI装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an MRI apparatus to which an RF coil according to an embodiment of the present invention is applied. 本発明の実施形態に係るRFコイルの斜視図である。It is a perspective view of RF coil concerning an embodiment of the present invention. 従来のRFコイルによって生成されるRF磁場のマップを示し、(A)は、2つの入力端子におよそ12ワットずつ、合計およそ24ワット入力した際に生成される磁場をグレースケールで表したマップであり、(B)は、(A)に示すマップを0〜2[A/m]の強度を等間隔に30本の等高線で示した図である。The map of the RF magnetic field produced | generated by the conventional RF coil is shown, (A) is a map which expressed the magnetic field produced when a total of about 24 watts are input into two input terminals about 12 watts in gray scale. Yes, (B) is a diagram in which the map shown in (A) is shown by 30 contour lines at equal intervals with an intensity of 0 to 2 [A / m]. 本発明の実施形態に係るRFコイルによって生成されるRF磁場のマップを示し、(A)は、2つの入力端子におよそ12ワットずつ、合計およそ24ワット入力した際に生成される磁場をグレースケールで表したものであり、(B)は(A)に示すマップを0〜2[A/m]の強度を30本の等高線で示した図である。FIG. 5A shows a map of an RF magnetic field generated by an RF coil according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5A shows a gray scale of a magnetic field generated when approximately 24 watts are input to each of two input terminals in total. (B) is a diagram in which the map shown in (A) shows the intensity of 0 to 2 [A / m] with 30 contour lines. 磁場強度を縦軸にしてプロットした図であり、(A)は従来型のRFコイルのZ=0断面の計算点をプロットしたもの、(B)は、本実施形態に係るRFコイルのZ=0断面の計算点をプロットしたものである。It is the figure which plotted the magnetic field intensity on the vertical axis | shaft, (A) plotted the calculation point of the Z = 0 cross section of the conventional type RF coil, (B) is Z = of the RF coil which concerns on this embodiment. This is a plot of the calculation points of the 0 cross section. ラング導体に設けられるダイオード回路を示す図であり、夫々(A)は従来型のRFコイルに適用されるダイオード回路を示す図、(B)は本実施形態に係るRFコイルに適用されるダイオード回路を示す図である。It is a figure which shows the diode circuit provided in a rung conductor, (A) is a figure which shows the diode circuit applied to the conventional type RF coil, respectively, (B) is the diode circuit applied to the RF coil which concerns on this embodiment. FIG. 本実施形態の変形例1に係るRFコイルの斜視図である。It is a perspective view of RF coil concerning modification 1 of this embodiment. 本実施形態の変形例2に係るRFコイルの斜視図である。It is a perspective view of RF coil concerning modification 2 of this embodiment. 本実施形態の変形例3に係るRFコイルの斜視図である。It is a perspective view of the RF coil which concerns on the modification 3 of this embodiment. RFコイルとシールドとの間隔を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the space | interval of RF coil and a shield. RFコイルとシールドとの間隔を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the space | interval of RF coil and a shield. 本実施形態の変形例4に係るRFコイルの斜視図である。It is a perspective view of the RF coil which concerns on the modification 4 of this embodiment. 従来のRFコイルの斜視図である。It is a perspective view of the conventional RF coil.

以下、本発明の一実施形態に係るRFコイルユニットが適用されるMRI装置について図面を参照して説明する。   Hereinafter, an MRI apparatus to which an RF coil unit according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

[MRI装置の全体構成]
図1に示すように、本実施形態に係るMRI装置100の概略構成図である。MRI装置100は、被検体112が配置される計測空間に静磁場を形成するマグネット101と、静磁場に所定の方向の磁場勾配を与える傾斜磁場コイル102と、高周波信号(RF信号)を被検体112に送信するとともに被検体112から発生する核磁気共鳴信号(NMR信号)を受信するRFアンテナ103と、RF信号(RF波)のパルス波形を生成してRFアンテナ103に送信するとともに、RFアンテナ103が受信したNMR信号に対し信号処理を行う送受信機104と、傾斜磁場コイル102に電流を供給する傾斜磁場電源109と、送受信機104及び傾斜磁場電源109の駆動を制御するとともに、種々の情報処理及びオペレータによる操作を受け付けるデータ処理部105と、データ処理部105の処理結果を表示するための表示装置108と、被検体112を載置するベッド111と、を備える。
[Overall configuration of MRI system]
As shown in FIG. 1, it is a schematic block diagram of the MRI apparatus 100 which concerns on this embodiment. The MRI apparatus 100 includes a magnet 101 that forms a static magnetic field in a measurement space in which the subject 112 is disposed, a gradient magnetic field coil 102 that applies a magnetic field gradient in a predetermined direction to the static magnetic field, and a high-frequency signal (RF signal) as the subject. An RF antenna 103 that transmits a nuclear magnetic resonance signal (NMR signal) generated from the subject 112 and transmits a pulse waveform of the RF signal (RF wave) to the RF antenna 103; The transmitter / receiver 104 that performs signal processing on the NMR signal received by the 103, the gradient magnetic field power supply 109 that supplies a current to the gradient magnetic field coil 102, the drive of the transceiver 104 and the gradient magnetic field power supply 109, and various information The data processing unit 105 that receives processing and operations by the operator, and the processing result of the data processing unit 105 are displayed. And a display device 108 for a bed 111 for supporting the patient 112.

傾斜磁場電源109と傾斜磁場コイル102とは傾斜磁場制御ケーブル107で接続される。また、RFアンテナ103と送受信機104とは、RFアンテナ103と送受信機104との間で信号を送受信する送受信ケーブル106で接続される。送受信機104は、シンセサイザ、パワーアンプ、受信ミキサ、アナログデジタルコンバータ、送受信切り替えスイッチ等(いずれも図示せず)を備える。   The gradient magnetic field power source 109 and the gradient magnetic field coil 102 are connected by a gradient magnetic field control cable 107. The RF antenna 103 and the transceiver 104 are connected by a transmission / reception cable 106 that transmits and receives signals between the RF antenna 103 and the transceiver 104. The transceiver 104 includes a synthesizer, a power amplifier, a reception mixer, an analog / digital converter, a transmission / reception changeover switch, and the like (all not shown).

RFアンテナ103は、所定の周波数で共振し、2以上のチャンネルを有するマルチチャンネル送信、あるいは送受信アンテナを含む。
なお、図1に示す例では、RF信号の送信とNMR信号の受信とを行なうRFアンテナ103として、単一のRFアンテナが示されているが、これに限られない。例えば、広範囲撮影用のRFアンテナと局所用のRFアンテナとを組み合わせるなど、複数のアンテナから構成されるRFアンテナをRFアンテナ103として用いてもよい。
The RF antenna 103 includes a multi-channel transmission or transmission / reception antenna that resonates at a predetermined frequency and has two or more channels.
In the example shown in FIG. 1, a single RF antenna is shown as the RF antenna 103 that transmits an RF signal and receives an NMR signal, but is not limited thereto. For example, an RF antenna composed of a plurality of antennas may be used as the RF antenna 103, for example, a combination of an RF antenna for wide range imaging and an RF antenna for local use.

特に、人体の各部位を詳細に撮影する場合においては、送信のアンテナと受信のアンテナに異なるものを用いる場合がほとんどである。送信には、体全体を覆う、傾斜磁場コイル内部に据付られた大きな照射アンテナを用い、受信には人体表面近くに設置した局所アンテナを用いることが多い。この場合、局所アンテナは受信専用である場合がほとんどである。一部に人体近くに局所的に設置し、送信と受信と両方を行う局所送受信アンテナを用いる場合もある。この場合の局所送受信アンテナも複数チャンネルで構成されることが多い。   In particular, when each part of the human body is imaged in detail, in most cases, different antennas are used for the transmission antenna and the reception antenna. For transmission, a large irradiation antenna installed inside the gradient magnetic field coil covering the entire body is used, and for reception, a local antenna installed near the human body surface is often used. In this case, the local antenna is mostly dedicated to reception. In some cases, a local transmission / reception antenna that is installed locally near the human body and performs both transmission and reception may be used. In this case, the local transmission / reception antenna is also often composed of a plurality of channels.

MRI装置100は、マグネット101が形成する静磁場の方向によって、水平磁場方式と垂直磁場方式とに区別される。本実施形態に係るRFコイルユニットが適用される水平磁場方式の場合は、一般的に、マグネット101は円筒状のボア(中心空間)を有し、図1において左右方向の静磁場を発生し、トンネル型MRI装置と呼ばれる。一方、垂直磁場方式の場合は、一対の磁石が被検体112を挟んで上下に配置され、図1において上下方向の静磁場を発生する。   The MRI apparatus 100 is classified into a horizontal magnetic field method and a vertical magnetic field method depending on the direction of the static magnetic field formed by the magnet 101. In the case of the horizontal magnetic field method to which the RF coil unit according to the present embodiment is applied, generally, the magnet 101 has a cylindrical bore (central space), and generates a static magnetic field in the horizontal direction in FIG. It is called a tunnel type MRI apparatus. On the other hand, in the case of the vertical magnetic field method, a pair of magnets are arranged above and below the subject 112, and a vertical static magnetic field is generated in FIG.

データ処理部105は、送受信機104及び傾斜磁場電源109を制御し、静磁場中に配置された被検体112に対し、RFアンテナ103及び傾斜磁場コイル102から、断続的にRF信号を照射すると共に傾斜磁場を印加する。また、そのRF信号に共鳴して被検体112から発せられるNMR信号をRFアンテナ103にて受信し、信号処理を行い、画像を再構成する。被検体112は、例えば、人体の所定の部位である。   The data processing unit 105 controls the transmitter / receiver 104 and the gradient magnetic field power source 109 to intermittently irradiate the subject 112 disposed in the static magnetic field from the RF antenna 103 and the gradient magnetic field coil 102 with an RF signal. Apply a gradient magnetic field. Further, the RF antenna 103 receives an NMR signal emitted from the subject 112 in resonance with the RF signal, performs signal processing, and reconstructs an image. The subject 112 is, for example, a predetermined part of the human body.

[RF送受信系の構成]
本実施形態において、RFアンテナ103として、図2に示すバードケージ型コイル(以下、単に「RFコイル」という)210を適用する。なお、ここでは図示を省略しているが、RFコイル210は、シート状の導体を筒状に形成したシールドによって囲繞されている。図2に示すように、RFコイル210は、円環状の2つのリング導体203、複数のラング導体214、キャパシタ、ダイオード、給電ケーブル(図示せず)等を有している。
[Configuration of RF transceiver system]
In the present embodiment, a birdcage type coil (hereinafter simply referred to as “RF coil”) 210 shown in FIG. 2 is applied as the RF antenna 103. Although not shown here, the RF coil 210 is surrounded by a shield in which a sheet-like conductor is formed in a cylindrical shape. As shown in FIG. 2, the RF coil 210 includes two annular ring conductors 203, a plurality of rung conductors 214, a capacitor, a diode, a feeding cable (not shown), and the like.

より詳しくは、リング導体203は、環状に形成され、エンドリングとなるように円筒形状のRFコイルの両端に、かつ、円筒の中心軸と環状の中心とが一致するように配置されている。また、ラング導体214は、円筒形状の外周面に沿って等間隔に配置され、ラング導体214の端部とリング導体203とが接続されている。   More specifically, the ring conductor 203 is formed in an annular shape, and is disposed at both ends of the cylindrical RF coil so as to be an end ring, and so that the central axis of the cylinder coincides with the annular center. Moreover, the rung conductor 214 is arrange | positioned at equal intervals along a cylindrical outer peripheral surface, and the edge part of the rung conductor 214 and the ring conductor 203 are connected.

さらに、RFコイル210では、キャパシタがリング導体203に等間隔で設けられたギャップ201に挿入され、ダイオード回路がラング導体214のギャップ212に挿入されてている。なお、キャパシタは、リング導体203とラング導体214とシールド(図示しない)とにより高周波信号又は核磁気共鳴信号の周波数で共振するよう調整されている。   Further, in the RF coil 210, the capacitor is inserted into the gap 201 provided at equal intervals on the ring conductor 203, and the diode circuit is inserted into the gap 212 of the rung conductor 214. The capacitor is adjusted to resonate at the frequency of the high frequency signal or the nuclear magnetic resonance signal by the ring conductor 203, the rung conductor 214, and a shield (not shown).

図2に示すRFコイル210は、ラング導体214の形状が、図13に示した従来のバードケージ型コイル200と異なっている。つまり、ラング導体214が両端で2つに分岐して互いに略平行に位置する2本の直線部218を有することにより、円筒軸の軸方向中心部では2本の導体が並列しつつ端部が接続された環状となっている。   The RF coil 210 shown in FIG. 2 is different from the conventional birdcage type coil 200 shown in FIG. That is, the rung conductor 214 has two straight portions 218 that are bifurcated at both ends and are positioned substantially parallel to each other, so that the two conductors are parallel to each other at the axial center portion of the cylindrical shaft. It is a connected ring.

ラング導体214をこのような形状とすることで、リング導体に挿入されるキャパシタ数を増大させることなく、ラング導体の本数を実質的に増加させることができるため、ラング導体を構成する複数の直線部の間隔を密にすることができる。これにより、RFコイル210の円筒内部に生成させる照射RF磁場の均一空間を円筒の周辺部まで拡大させることができる。   By forming the rung conductor 214 in such a shape, the number of rung conductors can be substantially increased without increasing the number of capacitors inserted into the ring conductor. The interval between the parts can be made close. Thereby, the uniform space of the irradiation RF magnetic field generated inside the cylinder of the RF coil 210 can be expanded to the periphery of the cylinder.

なお、1つのラング導体が複数の直線部(本実施形態では2本(図2))を有することにより、これら複数の直線部間に電流ループが形成されることが考えられる。しかし、リング導体に挿入されたキャパシタを調整することによって、複数本の直線部には概ね並列に電流が流れることとなる。また、過電流の発生が問題となり得るX及びY方向の傾斜磁場については、ラング導体の作るループが傾斜磁場コイルからの磁場を相殺するように対称に配置されているので、画質に悪影響を及ぼす傾斜磁場起因の過電流は発生しないということができる。   One rung conductor may have a plurality of straight portions (in this embodiment, two (FIG. 2)), thereby forming a current loop between the plurality of straight portions. However, by adjusting the capacitor inserted into the ring conductor, a current flows in parallel in the plurality of straight portions. For gradient magnetic fields in the X and Y directions, where the occurrence of overcurrent can be a problem, the loops made by the rung conductors are arranged symmetrically so as to cancel the magnetic field from the gradient magnetic field coils, which adversely affects image quality. It can be said that an overcurrent caused by a gradient magnetic field does not occur.

ここで、RFコイルによって生成される磁場分布について説明する。現在の計算技術ではMRIに使用されるRFコイルの磁場分布を実際とほぼ同じようにシミュレーションによって算出することができる。以下、シミュレーションによって算出した磁場分布を示す。   Here, the magnetic field distribution generated by the RF coil will be described. With the current calculation technique, the magnetic field distribution of the RF coil used for MRI can be calculated by simulation in substantially the same manner as in actual practice. The magnetic field distribution calculated by simulation is shown below.

図3に、図13に示した従来のRFコイル200によって生成されるRF磁場(B1+円偏波)の、円筒軸をZ軸、磁場中心をZ=0としたときのZ=0断面におけるマップを示す。
図3(A)は、2つの入力端子におよそ12ワットずつ、合計およそ24ワット入力した際に生成される磁場をグレースケールで表したマップであり、図3(B)は、図3(A)に示すマップを0〜2[A/m]の強度を等間隔に30本の等高線で示したものである。磁場中心には人の負荷の代わりに電気伝導度が0.613[S/m]の食塩水を入れた直径30cm、長さ50cmの円筒形の容器が置いてある。マップはアンテナの2つの入力端子におよそ12ワットずつ、合計およそ24ワット入力した際に生成する磁場をA/mの単位で示している。
FIG. 3 shows a map of the RF magnetic field (B1 + circularly polarized wave) generated by the conventional RF coil 200 shown in FIG. 13 in the Z = 0 cross section when the cylindrical axis is the Z axis and the magnetic field center is Z = 0. Indicates.
FIG. 3A is a map representing the magnetic field generated when approximately 12 watts are input to each of the two input terminals in a total of approximately 24 watts in gray scale, and FIG. ) Is shown by 30 contour lines at equal intervals with an intensity of 0 to 2 [A / m]. In the center of the magnetic field, a cylindrical container having a diameter of 30 cm and a length of 50 cm containing saline having an electric conductivity of 0.613 [S / m] is placed instead of a human load. The map shows the magnetic field generated in units of A / m when approximately 12 watts are input to the two input terminals of the antenna and a total of approximately 24 watts are input.

ここで、図13の従来のRFコイル200は、1.5テスラのトンネル型のMRI装置に使用することを想定して設計されたものである。このRFコイル200は、直径がおよそ610mm、ラング導体の長さがおよそ530mmであり、リング導体部分にのみキャパシタを設置するハイパス型と呼ばれるバードケージ型コイルである。   Here, the conventional RF coil 200 of FIG. 13 is designed on the assumption that it is used in a 1.5 Tesla tunnel type MRI apparatus. This RF coil 200 is a birdcage type coil called a high-pass type having a diameter of about 610 mm and a length of a rung conductor of about 530 mm, and installing a capacitor only in the ring conductor portion.

ラング導体の数は16本で各ラング導体の中央の切り欠きにはダイオードが設置され、RFを照射しない時間には、受信コイルとのカップリングを防止するために、ダイオードに逆バイアスをかけてコイルの共振を生じさせないようにする。
円筒の両端に配置された各リング導体のそれぞれに16箇所設置されるキャパシタの値はおよそ100pFで、1.5テスラのMRI装置のRF共振周波数である63.8MHzに共振する。
The number of rung conductors is 16, and a diode is installed in the notch at the center of each rung conductor. During the time when RF is not irradiated, a reverse bias is applied to the diode to prevent coupling with the receiving coil. Avoid resonance of the coil.
The value of the capacitors installed at 16 locations on each of the ring conductors arranged at both ends of the cylinder is about 100 pF, and resonates at 63.8 MHz, which is the RF resonance frequency of a 1.5 Tesla MRI apparatus.

一方、上述したように、図2のRFコイル210では、各ラング導体214が端部で分岐され両端が接続された環状となっている。このため、RFコイル210において、円筒軸をZ軸、磁場中心をZ=0としたとき、Z=0の断面では、16個のラング導体が実質的には32本のラング導体に相当するようになっている。分岐したラング導体214の幅はRFコイル200のラング導体202の幅の半分になっており、分岐した導体の間隔もZ=0の断面で丁度32本のラングとして周方向に等間隔に配置されるようになっている。   On the other hand, as described above, in the RF coil 210 of FIG. 2, each rung conductor 214 has an annular shape in which both ends are branched and both ends are connected. Therefore, in the RF coil 210, when the cylindrical axis is the Z axis and the magnetic field center is Z = 0, the 16 rung conductors substantially correspond to the 32 rung conductors in the cross section of Z = 0. It has become. The width of the branched rung conductor 214 is half the width of the rung conductor 202 of the RF coil 200, and the distance between the branched conductors is also arranged at equal intervals in the circumferential direction as exactly 32 rungs in the cross section of Z = 0. It has become so.

図4に、図2に示した本実施形態に係るRFコイル210が生成するRF磁場(B1+円偏波)のZ=0断面でのマップを示した。図4(A)はRFコイル210の2つの入力端子におよそ12ワットずつ、合計およそ24ワット入力した際に生成される磁場をグレースケールで表したものであり、図4(B)は図4(A)に示すマップを0〜2[A/m]の強度を30本の等高線で示したものである。磁場中心には同様の食塩水のファントムを設置している。   FIG. 4 shows a map of the RF magnetic field (B1 + circularly polarized wave) generated by the RF coil 210 according to the present embodiment shown in FIG. FIG. 4A shows, in gray scale, the magnetic field generated when approximately 24 watts are input to the two input terminals of the RF coil 210 in a total of approximately 24 watts, and FIG. The map shown in (A) shows the intensity of 0 to 2 [A / m] with 30 contour lines. A similar saline phantom is installed at the center of the magnetic field.

図3(A)及び図4(A)からわかるように、マップの中心付近のドーナツ状のやや暗い部分は、直径30cmのファントム断面の表面からおよそ4cm内側部分の磁場が食塩水の電気伝導度と比誘電率のために弱くなっている部分である。また、直径61cm付近のラング導体がある部分では、磁場の弱い黒い部分と、磁場が強い白い部分が交互に現れ、ラング導体のある部分は磁場が強く、ラング導体とラング導体の間の空間は磁場が弱くなっていることがわかる。図3(A)と図4(A)とを比較すると、ラング導体とラング導体の間の空間の磁場に顕著な差異がみられる。   As can be seen from FIGS. 3 (A) and 4 (A), in the slightly dark portion of the donut shape near the center of the map, the magnetic field in the inner portion of about 4 cm from the surface of the phantom cross section with a diameter of 30 cm is the electric conductivity of the saline solution. It is a weakened part due to the relative dielectric constant. In addition, in the part with the rung conductor with a diameter of 61 cm, the black part with weak magnetic field and the white part with strong magnetic field appear alternately, the part with the rung conductor has strong magnetic field, and the space between the rung conductor and the rung conductor is It can be seen that the magnetic field is weak. When FIG. 3A is compared with FIG. 4A, there is a significant difference in the magnetic field in the space between the rung conductor and the rung conductor.

図3(B)及び図4(B)においては、等高線の間隔が広い部分(疎な部分)が磁場が均一な空間である。図3(B)と図4(B)とを比較すると、図4(B)のマップでは図3(A)のマップに比して、等高線の間隔が広い部分がラング近くまで広がっている、つまり、磁場の均一空間領域が広いことがわかる。なお、最も外周側の磁場強度が2[A/m]を超える部分には等高線がないので注意が必要である。   In FIGS. 3B and 4B, a portion where the interval between contour lines is wide (sparse portion) is a space where the magnetic field is uniform. Comparing FIG. 3 (B) and FIG. 4 (B), in the map of FIG. 4 (B), compared with the map of FIG. That is, it can be seen that the uniform space region of the magnetic field is wide. It should be noted that there is no contour line in the portion where the magnetic field intensity on the outermost side exceeds 2 [A / m].

以上の比較結果を、より定量的に確かめた結果を図5に示す。
図5(A)及び(B)に示す図は、電磁界はZ=0断面をおよそ5mm間隔で計算しており、それぞれの算出点をX=Y=0の原点からの距離を横軸とし、磁場強度を縦軸にしてプロットしたものある。図5(A)が、従来型のRFコイル200のZ=0断面の計算点をプロットしたもの、図5(B)が、本実施形態に係るRFコイル210のZ=0断面の計算点をプロットしたものである。また、横軸の原点からの距離が0の点が原点の磁場強度である。
FIG. 5 shows the results of more quantitative confirmation of the above comparison results.
In the diagrams shown in FIGS. 5A and 5B, the electromagnetic field is calculated with a Z = 0 cross section at intervals of about 5 mm, and the respective calculation points are the distance from the origin of X = Y = 0 on the horizontal axis. The magnetic field strength is plotted with the vertical axis. FIG. 5A is a plot of calculation points for the Z = 0 cross section of the conventional RF coil 200, and FIG. 5B is a calculation point for the Z = 0 cross section of the RF coil 210 according to the present embodiment. It is a plot. The point where the distance from the origin on the horizontal axis is 0 is the magnetic field intensity at the origin.

図5(A)における原点の磁場強度は1.16[A/m]、図5(B)における原点の磁場強度は1.13[A/m]となっており、原点では両者とも略同一の磁場強度が得られている。このことから、本実施形態にかかるRFコイル210の円筒中心部分の照射効率は、従来型のRFコイル200と略同一であることがわかる。   The magnetic field intensity at the origin in FIG. 5 (A) is 1.16 [A / m], and the magnetic field intensity at the origin in FIG. 5 (B) is 1.13 [A / m]. The magnetic field strength of is obtained. From this, it can be seen that the irradiation efficiency of the central portion of the cylinder of the RF coil 210 according to the present embodiment is substantially the same as that of the conventional RF coil 200.

図5(A)及び(B)のプロットは原点からの距離が増えるに従って、磁場B1+が上下に大きくずれていく。図5(A)に、従来型RFコイル200の距離0.25[m]での磁場の最小値502及び最大値503を示している。また、図5(B)に、本実施形態に係るRFコイル210の距離0.25[m]での磁場の最小値512及び最大値513を示している。   In the plots of FIGS. 5A and 5B, the magnetic field B1 + greatly deviates up and down as the distance from the origin increases. FIG. 5A shows the minimum value 502 and the maximum value 503 of the magnetic field at the distance 0.25 [m] of the conventional RF coil 200. FIG. 5B shows the minimum value 512 and the maximum value 513 of the magnetic field at the distance 0.25 [m] of the RF coil 210 according to this embodiment.

図5(A)に示す従来型RFコイル200では、直径50cmの部分で磁場強度は0.8〜1.4[A/m]のばらつきを生じるが、図5(B)に示す本実施形態のRFコイル210では0.9〜1.2[A/m]程度のばらつきしか生じないことがわかる。このことは直径50cmの部分に人体の肩などが配置されている場合でも、直径50cmの部分すなわち円筒周辺部分におけるRF磁場のばらつきが、本実施形態係るRFコイル210では従来型RFコイル200に比して少なく改善されていることを意味する。RF磁場のばらつきが少なければ、均一な画像を取得することができるため画質を向上させることができる。   In the conventional RF coil 200 shown in FIG. 5 (A), the magnetic field strength varies in the range of 0.8 to 1.4 [A / m] in the 50 cm diameter portion, but this embodiment shown in FIG. 5 (B). It can be seen that only a variation of about 0.9 to 1.2 [A / m] occurs in the RF coil 210 of FIG. This is because, even when a human shoulder or the like is placed in a 50 cm diameter portion, the RF magnetic field variation in the 50 cm diameter portion, that is, the peripheral portion of the cylinder, is different from that in the conventional RF coil 200 in the RF coil 210 according to this embodiment. It means less improvement. If there is little variation in the RF magnetic field, a uniform image can be acquired, so that the image quality can be improved.

図6に、ラング導体に設けられるダイオード回路の詳細を示す。
図6(A)に、従来型RFコイル200におけるダイオード回路601を示し、図6(B)に、本実施形態に係るRFコイル210のダイオード回路602を示す。
図6(A)に示すダイオード回路601は、図13に示すラング導体204のギャップ202に挿入され、ダイオード613とインダクタ612を備えている。ダイオード613にDC電流を流すためにダイオード613の両端に導線の分岐が設けられると共に、DC電流を流す経路にRF電流が流れないようにインダクタ612が設けられている。
FIG. 6 shows details of the diode circuit provided in the rung conductor.
FIG. 6A shows a diode circuit 601 in the conventional RF coil 200, and FIG. 6B shows a diode circuit 602 of the RF coil 210 according to this embodiment.
A diode circuit 601 shown in FIG. 6A is inserted in the gap 202 of the rung conductor 204 shown in FIG. 13 and includes a diode 613 and an inductor 612. In order to allow a DC current to flow through the diode 613, a branch of a conducting wire is provided at both ends of the diode 613, and an inductor 612 is provided so that an RF current does not flow in a path through which the DC current flows.

図6(A)のダイオード回路601では、1本のラング導体204に設けられるダイオード回路の例を示しているに過ぎないが、各ラング導体204に設けられたダイオード回路601は、円筒の円周方向に連続して配置されており、各ラング導体204のダイオード613にDC電流を流すことができるようになっている。
RF照射時にはDC電流を流し、RFコイル200を共振状態にする。受信時にはRFコイル200を非共振状態にするためにDC電流を流さない。そうすることで受信アンテナとのカップリングを防ぎ、受信感度の低下を防ぐ。
The diode circuit 601 in FIG. 6A merely shows an example of a diode circuit provided on one rung conductor 204, but the diode circuit 601 provided on each rung conductor 204 has a cylindrical circumference. They are arranged continuously in the direction so that a DC current can flow through the diode 613 of each rung conductor 204.
At the time of RF irradiation, a DC current is passed to bring the RF coil 200 into a resonance state. At the time of reception, no DC current is passed to bring the RF coil 200 into a non-resonant state. By doing so, coupling with the receiving antenna is prevented, and a decrease in receiving sensitivity is prevented.

図6(B)に示すダイオード回路602は、ラング導体214のギャップ212に挿入され、ダイオード613とインダクタ612を備えている。ダイオード613は、ラング導体214の端部で分岐された各直線部218のギャップ212に夫々設けられる。インダクタ612は、隣接する直線部218に挿入されるダイオード613同士の間にも設けられる。   A diode circuit 602 shown in FIG. 6B is inserted in the gap 212 of the rung conductor 214 and includes a diode 613 and an inductor 612. The diodes 613 are respectively provided in the gaps 212 of the respective straight portions 218 branched at the end portions of the rung conductors 214. The inductor 612 is also provided between the diodes 613 inserted in the adjacent linear portions 218.

従って、従来型RFコイル200のラング導体204に設けられるダイオード613及びインダクタ612よりも、ラング導体214に設けられるダイオード13及びインダクタ612の数は一つずつ増加する。各ラング導体214に設けられたダイオード回路602はインダクタ612を介して互いに直列に接続される。ダイオード回路602のように構成することでラング導体214が二つの直線部218に分岐してもダイオード613をラング導体に挿入することができる。   Therefore, the number of diodes 13 and inductors 612 provided on the rung conductor 214 is increased by one as compared to the diodes 613 and inductors 612 provided on the rung conductor 204 of the conventional RF coil 200. The diode circuits 602 provided on the respective rung conductors 214 are connected in series with each other through the inductor 612. With the configuration like the diode circuit 602, the diode 613 can be inserted into the rung conductor even if the rung conductor 214 branches into two straight portions 218.

このように本実施形態によれば、ラング導体を両端部で分岐させて複数の直線部を備えた構成とすることにより、リング導体のギャップに挿入するキャパシタ数を増大させることなく、ラング導体の本数を実質的に増加させることができるため、部品点数を増大させることなくラング導体同士の間隔を狭めることができる。   As described above, according to the present embodiment, the rung conductor is branched at both ends, and a plurality of straight portions are provided, thereby increasing the number of capacitors inserted into the gap of the ring conductor without increasing the number of capacitors. Since the number can be increased substantially, the interval between the rung conductors can be reduced without increasing the number of parts.

これにより、RFコイルの円筒内部に生成させる照射RF磁場の均一空間を円筒の周辺部まで拡大させることができる。つまり、本実施形態に係るRFコイルによれば、部品点数及び装置コストを増大させることなく、RF磁場が均一に照射される領域を拡大させて撮像空間を拡大させることができ、これをMRI装置に適用した場合には、広範囲かつ高画質のMRI画像を取得することができる。   Thereby, the uniform space of the irradiation RF magnetic field produced | generated inside the cylinder of RF coil can be expanded to the peripheral part of a cylinder. That is, according to the RF coil according to the present embodiment, the imaging space can be expanded by enlarging the region where the RF magnetic field is uniformly irradiated without increasing the number of components and the apparatus cost. When applied to the above, a wide range and high quality MRI image can be acquired.

(変形例1)
上述した実施形態では、両端部で分岐して2本の直線部を有するラング導体214を備えたRFコイル210について説明した。RFコイルはこのような形状に限られず、例えば、ラング導体が3本の直線部を有する形状とすることもできる。
(Modification 1)
In the above-described embodiment, the RF coil 210 provided with the rung conductor 214 branched at both ends and having two straight portions has been described. The RF coil is not limited to such a shape. For example, the rung conductor may have a shape having three straight portions.

図7に、本変形例に係るRFコイル310を示す。RFコイル310は、両端部で分岐して3本の直線部を有するラング導体314を備えている。本変形例のラング導体314では、ラング導体314そのものの数は変更させないため、リング導体303に挿入されるキャパシタの数も増加させる必要がない。この例では、1つのリング導体303に16個のキャパシタが挿入されており、ラング導体314の数は16本、各ラング導体314が夫々3本の直線部318を有しているので、実質的には直線状のラング導体が48本存在するのとほぼ同様の効果を得ることができ、RFコイルのによって生成される磁場の均一空間が広がる。   FIG. 7 shows an RF coil 310 according to this modification. The RF coil 310 includes a rung conductor 314 that branches at both ends and has three straight portions. In the rung conductor 314 of this modification, since the number of rung conductors 314 itself is not changed, it is not necessary to increase the number of capacitors inserted into the ring conductor 303. In this example, 16 capacitors are inserted in one ring conductor 303, the number of rung conductors 314 is 16, and each rung conductor 314 has three straight portions 318. In this case, substantially the same effect as that of 48 linear rung conductors can be obtained, and the uniform space of the magnetic field generated by the RF coil is expanded.

(変形例2)
上述した実施形態及びその変形例1では1つのラング導体がその両端で複数の直線部に分岐しており、リング導体には、ラング導体とキャパシタが1つずつ交互に設けられている。本変形例では両端で分岐せずに、両端で接続されない別個独立の2本の直線部がラング導体を構成し、このラング導体とキャパシタ1つとを交互に設けた例について説明する。
(Modification 2)
In the above-described embodiment and Modification 1 thereof, one rung conductor is branched into a plurality of straight portions at both ends, and the rung conductor and the capacitor are alternately provided on the ring conductor. In the present modification, an example will be described in which two independent straight line portions that are not branched at both ends and are not connected at both ends constitute a rung conductor, and the rung conductor and one capacitor are alternately provided.

図8に、キャパシタの数を減らし2本の直線部818を有するラング導体814とキャパシタ1つとを交互に設けたRFコイルの例を示す。図8の例では、RFコイル810は、円環状のリング導体803とラング導体814を備え、ラング導体814が直線部818を2本有している。図8では、ラング導体814が、各直線部818が等間隔に配置されるようにリング導体803に接続されている。   FIG. 8 shows an example of an RF coil in which the number of capacitors is reduced and a rung conductor 814 having two straight portions 818 and one capacitor are alternately provided. In the example of FIG. 8, the RF coil 810 includes an annular ring conductor 803 and a rung conductor 814, and the rung conductor 814 has two straight portions 818. In FIG. 8, the rung conductor 814 is connected to the ring conductor 803 so that the straight portions 818 are arranged at equal intervals.

リング導体803は、ラング導体814とキャパシタとを交互に挿入しており、この結果、直線部818が2本設けられる毎に1つのキャパシタが挿入されるようになっている。つまり、リング導体803には、2本の直線部818とキャパシタとが交互に設けられており、リング導体における直線部818との接続点では、2本で1ペアとなっている直線部818同士の間にはキャパシタを設置するためギャップは設けられていない。 In the ring conductor 803, the rung conductor 814 and the capacitor are alternately inserted. As a result, one capacitor is inserted each time two straight portions 818 are provided. That is, the ring conductor 803 is provided with two straight portions 818 and capacitors alternately, and at the connection point between the ring conductors 818 and the straight portions 818, the two straight portions 818 are paired. In order to install a capacitor between them, no gap is provided.

これは、リング導体803において、直線状のラング導体とキャパシタを1つずつ交互に配置することに比して、キャパシタの数が減っている。通常32本の直線状のラング導体を有するハイパス型バードケージ型コイルではリング導体に32個のキャパシタが設置されるが、図8のRFコイル801では、その数が半数の16個に減っているということができる。キャパシタの数が減ると部品点数が減少するので、部品に要するコスト及び製造コストが低減し、装置コストが低下する。また、部品点数が少ないことから、故障の虞が減少するというメリットがある。   This is because the number of capacitors in the ring conductor 803 is reduced as compared with the case where the linear rung conductors and the capacitors are alternately arranged one by one. Usually, in a high-pass birdcage type coil having 32 straight rung conductors, 32 capacitors are installed in the ring conductor, but in the RF coil 801 in FIG. 8, the number is reduced to 16 which is half the number. It can be said. When the number of capacitors is reduced, the number of parts is reduced, so that the cost and manufacturing cost required for the parts are reduced, and the apparatus cost is reduced. Further, since the number of parts is small, there is an advantage that the possibility of failure is reduced.

(変形例3)
上述した実施形態及び各変形例では、2つの円環状のリング導体の間に、両端部で分岐して複数の直線部を有するラング導体を複数設けたRFコイルについて説明した。RFコイルはこのような形状に限られず、リング導体が楕円形上の環状であってもよい。
(Modification 3)
In the above-described embodiment and each modified example, the RF coil in which a plurality of rung conductors having a plurality of straight portions branched at both ends between two annular ring conductors has been described. The RF coil is not limited to such a shape, and the ring conductor may have an elliptical annular shape.

図9に、両端で2本の直線部218に分岐したラング導体214を楕円バードケージ型コイル910に適用した場合例を示す。図9の楕円バードケージ型コイル910は、楕円周方向に対してラング導体214を等間隔に設置したものである。このように楕円バードケージ型コイルであっても本実施形態を適用することができ、この場合も、ラング周辺部の照射磁場の均一度を向上させることができる。なお、楕円バードケージ型コイルにおいて、必ずしも図9に示す例のように、ラング導体214を等間隔に設置しなくてもよく、ラング導体の設置間隔は適宜変更することができる。   FIG. 9 shows an example in which a rung conductor 214 branched into two straight portions 218 at both ends is applied to an elliptical birdcage type coil 910. The elliptical birdcage type coil 910 in FIG. 9 has rung conductors 214 arranged at equal intervals in the elliptical circumferential direction. Thus, the present embodiment can be applied even to an elliptic birdcage type coil, and in this case, the uniformity of the irradiation magnetic field around the rung can also be improved. In the elliptic birdcage type coil, the rung conductors 214 do not necessarily have to be installed at regular intervals as in the example shown in FIG. 9, and the rung conductor installation intervals can be changed as appropriate.

図10に示すように、通常楕円バードケージ型コイル910のラング導体とシールド950との間隔(ギャップ)は等間隔にすることが考えられる。しかし、図11に示すように、左右の間隔を狭く、上下の間隔を広くすることで、左右方向により広い患者空間を確保することができる。又、この時、ラング導体同士の間隔を上下方向においては狭く、左右方向においては広くすることで照射磁場の均一度を維持又は向上させる。なお、シールドとRFコイルとの間隔は、照射のパワー効率を高めるためには、所定(通常20〜30mm程度)の間隔(ギャップ)が必要である。   As shown in FIG. 10, it is conceivable that the interval (gap) between the rung conductor of the elliptical birdcage type coil 910 and the shield 950 is equal. However, as shown in FIG. 11, a wider patient space can be secured in the left-right direction by narrowing the left-right distance and widening the vertical distance. At this time, the uniformity of the irradiation magnetic field is maintained or improved by narrowing the gap between the rung conductors in the vertical direction and widening in the horizontal direction. In addition, the space | interval (gap) of predetermined (usually about 20-30 mm) is required for the space | interval of a shield and RF coil, in order to improve the power efficiency of irradiation.

(変形例4)
又、図12に示すように、楕円バードケージ型コイルの場合でも、両端で分岐せずに別個独立の直線状のラング部2本からなるラング導体とキャパシタ1つとを交互に設けた構成とすることができる。図12の楕円バードケージ型コイル1101も、2本の直線部818を有するラング導体814とキャパシタとが交互に設けられている。したがって、リング導体における直線部818との接続点では、2本で1ペアとなっている直線部818同士の間にはキャパシタを設置するためギャップは設けられていない。
(Modification 4)
Also, as shown in FIG. 12, even in the case of an elliptic birdcage type coil, a rung conductor composed of two separate linear rung portions and one capacitor are alternately provided without branching at both ends. be able to. The elliptic birdcage type coil 1101 of FIG. 12 is also provided with a rung conductor 814 having two straight portions 818 and a capacitor alternately. Therefore, at the connection point of the ring conductor with the straight line portion 818, a gap is not provided between the two straight line portions 818 that form a pair.

リング導体1103において、直線状のラング導体とキャパシタを1つずつ交互に配置する従来型の楕円バードケージ型コイルに比して、キャパシタの数が減少していることから、コストが低下し、故障の虞が減少するというメリットがある。このように楕円バードケージ型コイル1101においても、本実施形態に係るラング導体を適用することで、ラング導体周辺部の照射磁場の均一度を向上させたRFコイルとすることができる。   In the ring conductor 1103, the number of capacitors is reduced as compared with the conventional elliptic birdcage type coil in which linear rung conductors and capacitors are alternately arranged one by one. There is a merit that the risk of the decrease. Thus, the elliptical birdcage coil 1101 can also be an RF coil in which the uniformity of the irradiation magnetic field around the rung conductor is improved by applying the rung conductor according to this embodiment.

なお、本発明の実施形態及びその変形例は、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の追加・変更等が可能である。   Note that the embodiment of the present invention and its modifications can be variously added and changed without departing from the spirit of the invention.

100・・・MRI装置、101・・・マグネット、102・・・傾斜磁場コイル、103・・・RFアンテナ、104・・・送受信機、105・・・データ処理部、106・・・送受信ケーブル、107・・・傾斜磁場制御ケーブル、108・・・表示装置、109・・・傾斜磁場電源、111・・・ベッド、112・・・被検体、200・・・従来型RFコイル、201・・・ギャップ、202・・・ギャップ、203・・・リング導体、204・・・ラング導体、210・・・RFコイル、212・・・ギャップ、214・・・ラング導体、218・・・直線部、310・・・バードケージ型RFコイル、303・・・リング導体、314・・・ラング導体、318・・・直線部、601・・・ダイオード回路、602・・・ダイオード回路、612・・・インダクタ、613・・・ダイオード、803・・・リング導体、810・・・バードケージ型RFコイル、814・・・ラング導体、818・・・直線部、910・・・楕円バードケージ型RFコイル、950・・・シールド、1101・・・楕円バードケージ型RFコイル、1103・・・リング導体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... MRI apparatus, 101 ... Magnet, 102 ... Gradient magnetic field coil, 103 ... RF antenna, 104 ... Transceiver, 105 ... Data processing part, 106 ... Transmission / reception cable, DESCRIPTION OF SYMBOLS 107 ... Gradient magnetic field control cable, 108 ... Display apparatus, 109 ... Gradient magnetic field power supply, 111 ... Bed, 112 ... Subject, 200 ... Conventional RF coil, 201 ... Gap, 202 ... Gap, 203 ... Ring conductor, 204 ... Lang conductor, 210 ... RF coil, 212 ... Gap, 214 ... Lang conductor, 218 ... Linear part, 310 ... Birdcage RF coil, 303 ... Ring conductor, 314 ... Lang conductor, 318 ... Straight line part, 601 ... Diode circuit, 602 ... Diode Circuit, 612 ... Inductor, 613 ... Diode, 803 ... Ring conductor, 810 ... Bird cage type RF coil, 814 ... Lang conductor, 818 ... Straight line part, 910 ... Ellipse Birdcage type RF coil, 950 ... Shield, 1101 ... Elliptical birdcage type RF coil, 1103 ... Ring conductor

Claims (8)

MRI装置に適用され、静磁場空間への高周波信号の送信及び静磁場内に置かれた被検体から発生される核磁気共鳴信号の受信の少なくとも一方を行う筒形状のRFコイルを備え、
前記RFコイルが、
環状に形成され、前記筒形状の両端に前記筒形状の中心軸と前記環状の中心とが一致するように配置される2つのリング導体と
前記円筒形状の外周面に沿って、該筒形状の中心軸と平行に互いに所定の間隔をあけて配置され、2つの前記リング導体を接続する複数のラング導体と、
前記リング導体において、隣接する前記ラング導体同士の間に挿入される複数のキャパシタと、を有し、
前記ラング導体が、周方向にN本(Nは2以上の整数)の互いに略平行に配置される直線部を有することを特徴とする高周波コイルユニット。
A cylindrical RF coil that is applied to an MRI apparatus and performs at least one of transmission of a high-frequency signal to a static magnetic field space and reception of a nuclear magnetic resonance signal generated from a subject placed in the static magnetic field,
The RF coil is
Two ring conductors that are formed in an annular shape and are arranged so that the cylindrical center axis and the annular center coincide with each other at both ends of the cylindrical shape, and the cylindrical shape along the outer peripheral surface of the cylindrical shape. A plurality of rung conductors arranged parallel to the central axis and spaced apart from each other and connecting the two ring conductors;
In the ring conductor, having a plurality of capacitors inserted between the adjacent rung conductors,
The rung conductor includes N (N is an integer of 2 or more) linear portions arranged in parallel with each other in the circumferential direction.
前記ラング導体が、両端部において周方向にN本に分岐することにより前記互いに略平行に配置される直線部を有している請求項1記載の高周波コイルユニット。   The high-frequency coil unit according to claim 1, wherein the rung conductor has straight portions arranged substantially parallel to each other by branching into N pieces in the circumferential direction at both ends. 前記ラング導体を構成する各前記直線部の両端部が、夫々前記リング導体に直接接続され互いに略平行に配置されている請求項1記載の高周波コイルユニット。   2. The high-frequency coil unit according to claim 1, wherein both end portions of each of the straight portions constituting the rung conductor are directly connected to the ring conductor and arranged substantially parallel to each other. 前記キャパシタが、前記リング導体において前記ラング導体と交互に配置されている請求項1乃至請求項3の何れか1項記載の高周波コイルユニット。   The high frequency coil unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the capacitors are alternately arranged with the rung conductors in the ring conductor. シート状の導体からなり、前記RFコイルを囲繞するように筒形状に形成されたシールドをさらに備え、
前記RFコイル及び前記シールドは、前記中心軸に垂直な断面が略円形状の円筒形状に形成され、
前記RFコイルの中心軸と前記シールドの中心軸とが一致するように配置されている請求項1乃至請求項4の何れか1項記載の高周波コイルユニット。
A sheet-shaped conductor, further comprising a shield formed in a cylindrical shape so as to surround the RF coil;
The RF coil and the shield are formed in a cylindrical shape having a substantially circular cross section perpendicular to the central axis,
5. The high-frequency coil unit according to claim 1, wherein the RF coil unit is disposed such that a center axis of the RF coil and a center axis of the shield coincide with each other.
シート状の導体からなり、前記RFコイルを囲繞するように筒形状に形成されたシールドをさらに備え、
前記RFコイル及び前記シールドは、前記中心軸に垂直な断面が略楕円形状の筒形状に形成され、
前記RFコイルの中心軸と前記シールドの中心軸とが一致するように配置されている請求項1乃至請求項4の何れか1項記載の高周波コイルユニット。
A sheet-shaped conductor, further comprising a shield formed in a cylindrical shape so as to surround the RF coil;
The RF coil and the shield are formed in a cylindrical shape having a substantially elliptical cross section perpendicular to the central axis,
5. The high-frequency coil unit according to claim 1, wherein the RF coil unit is disposed such that a center axis of the RF coil and a center axis of the shield coincide with each other.
前記キャパシタが、前記リング導体と前記ラング導体と前記シールドとにより前記高周波信号又は前記核磁気共鳴信号の周波数で共振するよう調整された請求項1乃至請求項6の何れか1項記載の高周波コイルユニット。   7. The high-frequency coil according to claim 1, wherein the capacitor is adjusted to resonate at the frequency of the high-frequency signal or the nuclear magnetic resonance signal by the ring conductor, the rung conductor, and the shield. unit. 請求項1乃至請求項5の何れか1項記載の高周波コイルユニットを備えた磁気共鳴イメージング装置。   A magnetic resonance imaging apparatus comprising the high-frequency coil unit according to any one of claims 1 to 5.
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