JP2767311B2 - High frequency coil for magnetic resonance imaging equipment - Google Patents

High frequency coil for magnetic resonance imaging equipment

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JP2767311B2
JP2767311B2 JP2068429A JP6842990A JP2767311B2 JP 2767311 B2 JP2767311 B2 JP 2767311B2 JP 2068429 A JP2068429 A JP 2068429A JP 6842990 A JP6842990 A JP 6842990A JP 2767311 B2 JP2767311 B2 JP 2767311B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 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(人体)の所望部位の断層像を得る
磁気共鳴イメージング装置の送信系または受信系に用い
られ、二つの導電ループをその感度方向を互いに直交さ
せて一組に形成して成る高周波コイルに関し、特に上記
二つの導電ループ間のカップリングを低減することがで
きる磁気共鳴イメージング装置の高周波コイルに関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a magnetic resonance which obtains a tomographic image of a desired part of a subject (human body) using a nuclear magnetic resonance (hereinafter abbreviated as “NMR”) phenomenon. A high-frequency coil used in a transmission system or a reception system of an imaging apparatus and having two conductive loops formed in a set with their sensitivity directions orthogonal to each other, and in particular, to reduce the coupling between the two conductive loops. The present invention relates to a high-frequency coil of a magnetic resonance imaging apparatus capable of performing the above.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

磁気共鳴イメージング装置は、被検体の体軸方向と垂
直な方向に静磁場及び傾斜磁場を与える磁場発生手段
と、上記被検体の生体組織を構成する原子の原子核に核
磁気共鳴を起こさせるために高周波信号を照射する送信
系と、上記の核磁気共鳴により放出される高周波信号を
検出する受信系と、この受信系で検出した高周波信号を
用いて画像再構成演算を行う信号処理系とを備えて構成
されている。そして、静磁場発生手段により被検体に均
一な静磁場を与えながら、核磁気共鳴を励起させる周波
数の高周波信号を送信系の高周波コイルで印加し、これ
により被検体から放出される核磁気共鳴信号を受信系の
高周波コイルで検出するようになっていた。このとき、
上記被検体からの核磁気共鳴信号の放出位置を特定する
ために、さらに傾斜磁場発生手段で傾斜磁場を与えるこ
とによりイメージングを行っていた。
The magnetic resonance imaging apparatus includes a magnetic field generating unit that applies a static magnetic field and a gradient magnetic field in a direction perpendicular to the body axis direction of the subject, and a magnetic field generating unit that causes nuclear magnetic resonance to occur in nuclei of atoms constituting a living tissue of the subject. A transmission system that irradiates a high-frequency signal, a reception system that detects a high-frequency signal emitted by the above-described nuclear magnetic resonance, and a signal processing system that performs an image reconstruction operation using the high-frequency signal detected by the reception system are provided. It is configured. Then, while applying a uniform static magnetic field to the subject by the static magnetic field generating means, a high-frequency signal having a frequency for exciting nuclear magnetic resonance is applied by a high-frequency coil of the transmission system, whereby a nuclear magnetic resonance signal emitted from the subject is emitted. Is detected by the high frequency coil of the receiving system. At this time,
In order to specify the emission position of the nuclear magnetic resonance signal from the subject, imaging is performed by further applying a gradient magnetic field by a gradient magnetic field generating means.

このような磁気共鳴イメージング装置における高周波
コイルとしては、従来は、一つの導電ループ、例えばソ
レノイドコイルまたは鞍形コイルを使用し、一方向の核
磁気共鳴信号を受信するものがあった。これに対して、
S/N比の向上を狙って、二つの導電ループを互いに感度
方向を直交させて一組に形成し、二方向の核磁気共鳴信
号を受信するものがある。後者の二つの導電ループを組
み合わせて成る高周波コイルを直交受信コイル(Quardr
ature Detection Coils:以下「QDコイル」と略称する)
というが、従来のQDコイルは、例えば水平磁場方式のも
のとして鞍形コイルと鞍形コイルとの組み合わせのもの
が提案されている。しかし、この鞍形コイルと鞍形コイ
ルとの組み合わせのものを使用すると、特に垂直磁場方
式の磁気共鳴イメージング装置においては、静磁場方向
と受信方向が一致して感度良く受信できないものであっ
た。そこで、最近では、例えば垂直磁場方式のQDコイル
として、ソレノイドコイルと鞍形コイルとを組み合わせ
たものが提案されている。
Conventionally, as a high-frequency coil in such a magnetic resonance imaging apparatus, there has been one that uses one conductive loop, for example, a solenoid coil or a saddle coil, and receives a unidirectional nuclear magnetic resonance signal. On the contrary,
In order to improve the S / N ratio, there is a type in which two conductive loops are formed in a set with the sensitivity directions orthogonal to each other to receive nuclear magnetic resonance signals in two directions. The latter high-frequency coil consisting of two conductive loops is combined with a quadrature receiver coil (Quardr
ature Detection Coils (hereinafter abbreviated as "QD coil")
However, as a conventional QD coil, a combination of a saddle coil and a saddle coil has been proposed as, for example, a horizontal magnetic field type. However, when a combination of the saddle-shaped coil and the saddle-shaped coil is used, especially in a vertical magnetic field type magnetic resonance imaging apparatus, the direction of the static magnetic field and the receiving direction coincide with each other, so that it is impossible to receive with high sensitivity. Therefore, recently, for example, a combination of a solenoid coil and a saddle coil has been proposed as a QD coil of the vertical magnetic field type.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、このような従来の高周波コイルにおいて、特
に垂直磁場方式のQDコイルは、例えばソレノイドコイル
と鞍形コイルのような異なったコイルの組み合わせであ
るため、各コイル間でカップリングを起こすことがあっ
た。ここで、カップリングとは、一方のコイルに高周波
電流を流した場合に、他方のコイルに対しその高周波電
流が漏れることを言う。このようなカップリングを起こ
すと、各コイルが相手側の負荷となり、それぞれのコイ
ルに損失として作用し、その高周波コイル全体としての
感度が低下するものであった。従って、得られる画像の
S/N比が劣化することがあった。
However, in such a conventional high-frequency coil, particularly, a QD coil of a vertical magnetic field type is a combination of different coils such as a solenoid coil and a saddle-shaped coil. Was. Here, the term "coupling" means that when a high-frequency current flows through one coil, the high-frequency current leaks into the other coil. When such coupling occurs, each coil acts as a load on the other side, acts as a loss on each coil, and the sensitivity of the high-frequency coil as a whole decreases. Therefore, the resulting image
The S / N ratio sometimes deteriorated.

ここで、上記高周波コイルでカップリングを起こす原
因としては、二つのコイルの交差部分の間隔が数mmと近
いためその間で浮遊容量を形成し相手側に漏れる容量性
結合、または一法のコイルが発生する磁束によって他方
のコイルの磁束とのアンバランスが生じる誘導性結合が
考えられる。誘導性結合によるカップリングは、コイル
の近くに良導体たとえば銅板を配置することで磁束のア
ンバランスを調整して低減することができ、あまり問題
は無い。一方、容量性結合によるカップリングは、二つ
のコイルが交差する部分の互いのコイル間の間隔を大き
くすることで各コイル間に形成される浮遊容量を小さく
して低減することができる。しかし、この場合は、核磁
気共鳴周波数が高くなればなる程、各コイル間の間隔を
大きくしなければならず、これでは高周波コイルの全体
が大形化してしまうものであった。また、少なくとも一
方のコイルは被検体からの距離が大きくなり、ますます
感度が低下してS/N比が劣化するものであった。
Here, as a cause of the coupling in the high-frequency coil, the interval between the intersections of the two coils is close to several mm, so that a capacitive coupling that forms a stray capacitance therebetween and leaks to the other side, or a coil of one method is generated. An inductive coupling in which the generated magnetic flux causes imbalance with the magnetic flux of the other coil is considered. Coupling by inductive coupling can be reduced by adjusting the imbalance of magnetic flux by arranging a good conductor such as a copper plate near the coil, and there is not much problem. On the other hand, the coupling by the capacitive coupling can reduce the stray capacitance formed between the coils by increasing the distance between the coils at the intersection of the two coils. However, in this case, as the nuclear magnetic resonance frequency becomes higher, the interval between the coils must be increased, which results in an increase in the size of the high-frequency coil as a whole. In addition, at least one of the coils had a greater distance from the subject, so that the sensitivity was further reduced and the S / N ratio was deteriorated.

そこで、本発明は、このような問題点を解決し、二つ
の導電ループ(コイル)間のカップリングを低減するこ
とができる磁気共鳴イメージング装置の高周波コイルを
提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to solve such a problem and to provide a high-frequency coil of a magnetic resonance imaging apparatus capable of reducing coupling between two conductive loops (coils).

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成するために、本発明による磁気共鳴イ
メージング装置の高周波コイルは、被検体に静磁場及び
傾斜磁場を与える磁場発生手段と、上記被検体の生体組
織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせるた
めに高周波信号を照射する送信系と、上記の核磁気共鳴
により放出される高周波信号を検出する受信系と、この
受信系で検出した高周波信号を用いて画像再構成演算を
行う信号処理系とを備えて成る磁気共鳴イメージング装
置の上記送信系または受信系内に設けられ、二つの導電
ループをその感度方向を互いに直交させて一組に形成さ
れ、且つ上記被検体に高周波信号を照射しまたは核磁気
共鳴により放出される高周波信号を検出する感度方向が
静磁場に対し直交して配置される高周波コイルにおい
て、上記二つの導電ループの交差部分の電位を各導電ル
ープのアース電位近傍としたものである。
In order to achieve the above object, a high-frequency coil of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention includes: a magnetic field generating means for applying a static magnetic field and a gradient magnetic field to a subject; A transmission system that irradiates a high-frequency signal to cause resonance, a reception system that detects a high-frequency signal emitted by the above-described nuclear magnetic resonance, and performs an image reconstruction operation using the high-frequency signal detected by the reception system A signal processing system is provided in the transmission system or the reception system of the magnetic resonance imaging apparatus, and two conductive loops are formed in one set with their sensitivity directions orthogonal to each other. In a high-frequency coil in which the sensitivity direction for irradiating or detecting a high-frequency signal emitted by nuclear magnetic resonance is orthogonal to the static magnetic field, The potential of the intersection of the flop is obtained by a ground potential near each conductive loop.

また、上記二つの導電ループとしてはソレノイドコイ
ルと鞍形コイルとを用い、それぞれの給電点を上記ソレ
ノイドコイルと鞍形コイルとの交差部分がアース電位近
傍となるような位置に設定すると効果的である。
In addition, it is effective to use a solenoid coil and a saddle coil as the two conductive loops and set their respective feeding points to positions where the intersection between the solenoid coil and the saddle coil is near the ground potential. is there.

〔作用〕[Action]

このように構成された高周波コイルは、それを構成す
る二つの導電ループの交差部分の電位を各導電ループの
アース電位近傍としたことにより、上記交差部分の動作
電圧を下げるように動作する。このことから、二つの導
電ループの交差部分が従来と同じ間隔であっても、その
容量性結合を緩和して両者間のカップリングを低減する
ことができる。
The high-frequency coil thus configured operates so as to lower the operating voltage at the intersection by setting the potential at the intersection of the two conductive loops constituting the coil near the ground potential of each conductive loop. Therefore, even if the intersection of the two conductive loops has the same interval as in the related art, the capacitive coupling can be relaxed and the coupling between the two can be reduced.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明による磁気共鳴イメージング装置の高
周波コイルの実施例を示す斜視説明図であり、第2図は
その高周波コイルの原理及び接続を示す回路図であり、
第3図は上記高周波コイルが適用される磁気共鳴イメー
ジング装置の全体構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a perspective explanatory view showing an embodiment of a high-frequency coil of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing the principle and connection of the high-frequency coil.
FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration of a magnetic resonance imaging apparatus to which the high-frequency coil is applied.

上記磁気共鳴イメージング装置は、核磁気共鳴(NM
R)現象を利用して被検体の断層像を得るもので、第3
図に示すように、静磁場発生磁石2と、磁場勾配発生系
3と、送信系4と、受信系5と、信号処理系6と、シー
ケンサ7と、中央処理装置(CPU)8とを備えて成る。
The magnetic resonance imaging apparatus is a nuclear magnetic resonance (NM)
R) Obtain a tomographic image of the subject using the phenomenon.
As shown in the figure, a static magnetic field generating magnet 2, a magnetic field gradient generating system 3, a transmitting system 4, a receiving system 5, a signal processing system 6, a sequencer 7, and a central processing unit (CPU) 8 are provided. Consisting of

上記静磁場発生磁石2は、被検体1の周りにその体軸
方向または体軸と直交する方向に均一な静磁場を発生さ
せるもので、上記被検体1の周りのある広がりをもった
空間に永久磁石方式または常電導方式あるいは超電導方
式の磁場発生手段が配置されている。磁場勾配発生系3
は、X,Y,Zの三軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル9と、
それぞれのコイルを駆動する傾斜磁場電源10とから成
り、上記シーケンサ7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
三軸方向の傾斜磁場Gx,Gy,Gzを被検体1に印加するよう
になっている。この傾斜磁場の加え方により、被検体1
に対するスライス面を設定することができる。
The static magnetic field generating magnet 2 generates a uniform static magnetic field around the subject 1 in the body axis direction or in a direction perpendicular to the body axis. A permanent magnet type, normal conduction type or superconducting type magnetic field generating means is arranged. Magnetic field gradient generation system 3
Is a gradient magnetic field coil 9 wound in three directions of X, Y and Z,
And a gradient magnetic field power supply 10 for driving each coil. By driving the gradient magnetic field power supply 10 for each coil in accordance with an instruction from the sequencer 7, gradient magnetic fields Gx, Gy in the three axial directions of X, Y, Z are provided. , Gz are applied to the subject 1. Depending on how the gradient magnetic field is applied, the subject 1
Can be set for the slice plane.

送信系4は、被検体1の生体組織を構成する原子の原
子核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波信号(電磁
波)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とから成り、
上記高周波発振器11から出力された高周波パルスをシー
ケンサ7の命令に従って変調器12で振幅変調し、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、電磁波が上記被検体1に照射され
るようになっている。受信系5は、被検体1の生体組織
の原子核の核磁気共鳴により放出される高周波信号(NM
R信号)を検出するもので、受信側の高周波コイル14bと
増幅器15と直交位相検波器16とA/D変換器17とを有して
成り、上記送信側の高周波コイル14aから照射された電
磁波による被検体1の応答の高周波信号(NMR信号)は
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、増幅器15及び直交位相検波器16を介してA/D変換
器17に入力してディジタル量に変換され、さらにシーケ
ンサ7からの命令によるタイミングで直交位相検波器16
によりサンプリングされた二系列の収集データとされ、
その信号が信号処理系6に送られるようになっている。
The transmission system 4 irradiates a high-frequency signal (electromagnetic wave) to cause nuclear magnetic resonance to the nuclei of the atoms constituting the living tissue of the subject 1, and transmits the high-frequency oscillator 11, the modulator 12, the high-frequency amplifier 13 and Side high-frequency coil 14a,
A high-frequency pulse output from the high-frequency oscillator 11 is amplitude-modulated by a modulator 12 in accordance with a command from the sequencer 7, and the high-frequency pulse subjected to the amplitude modulation is amplified by a high-frequency amplifier 13, and thereafter, a high-frequency The electromagnetic wave is applied to the subject 1 by supplying the coil 1a to the coil 14a. The receiving system 5 includes a high-frequency signal (NM) emitted by nuclear magnetic resonance of nuclei of living tissue of the subject 1.
R signal) and includes a high-frequency coil 14b on the receiving side, an amplifier 15, a quadrature detector 16 and an A / D converter 17, and the electromagnetic wave emitted from the high-frequency coil 14a on the transmitting side The high-frequency signal (NMR signal) of the response of the subject 1 due to the above is detected by the high-frequency coil 14b arranged close to the subject 1, and is input to the A / D converter 17 via the amplifier 15 and the quadrature phase detector 16. Is converted into a digital quantity, and further, at a timing according to an instruction from the sequencer 7, the quadrature phase detector 16
It is two series of collected data sampled by
The signal is sent to the signal processing system 6.

この信号処理系6は、CPU8と、磁気ディスク18及び磁
気テープ19等の記録装置と、CRT等のディスプレイ20と
から成り、上記CPU8でフーリエ変換、補正係数計算像再
構成等の処理を行い、任意断面の信号強度分布あるいは
複数の信号に適当な演算を行って得られた分布を画像化
してディスプレイ20に断層像として表示するようになっ
ている。また、シーケンサ7は、CPU8の制御で動作し、
被検体1の断層像のデータ収集に必要な種々の命令を送
信系4及び磁場勾配発生系3並びに受信系5に送り、上
記NMR信号を計測するシーケンスを発生する手段となる
ものである。なお、第3図において、送信側の高周波コ
イル14a及び受信側の高周波コイル14b並びに傾斜磁場コ
イル9,9は、被検体1の周りの空間に配置された静磁場
発生磁石2の磁場空間内に配置されている。
The signal processing system 6 includes a CPU 8, a recording device such as a magnetic disk 18 and a magnetic tape 19, and a display 20 such as a CRT. The CPU 8 performs processes such as Fourier transform and correction coefficient calculation image reconstruction. A signal intensity distribution of an arbitrary section or a distribution obtained by performing an appropriate operation on a plurality of signals is imaged and displayed on the display 20 as a tomographic image. The sequencer 7 operates under the control of the CPU 8,
Various commands necessary for data collection of a tomographic image of the subject 1 are sent to the transmission system 4, the magnetic field gradient generation system 3 and the reception system 5 to serve as a means for generating the sequence for measuring the NMR signal. In FIG. 3, the high-frequency coil 14a on the transmitting side, the high-frequency coil 14b on the receiving side, and the gradient magnetic field coils 9, 9 are arranged in the magnetic field space of the static magnetic field generating magnet 2 arranged in the space around the subject 1. Are located.

ここで、本発明においては、上記の例えば受信側の高
周波コイル14bは、二つの導電ループをその感度方向を
互いに直交させて一組に形成されると共に、被検体1か
ら核磁気共鳴により放出される高周波信号を検出する受
信方向が静磁場発生磁石2による静磁場に対し直交して
配置され、且つ上記二つの導電ループの交差部分の電位
が各導電ループのアース電位近傍とされている。
Here, in the present invention, for example, the above-described high-frequency coil 14b on the receiving side is formed by forming two conductive loops into one set with their sensitivity directions orthogonal to each other and emitted from the subject 1 by nuclear magnetic resonance. The receiving direction for detecting the high-frequency signal is orthogonal to the static magnetic field generated by the static magnetic field generating magnet 2, and the potential at the intersection of the two conductive loops is near the ground potential of each conductive loop.

すなわち、例えば垂直磁場方式のQDコイルの場合、第
1図に示すように、円筒状の樹脂製ボビン21の外周面
に、一方の導電ループとしてソレノイドコイル22が円周
方向に巻かれると共に、他方の導電ループとして鞍形コ
イル23がその受信方向を上記ソレノイドコイル22の受信
方向と直交させて配置され、各コイル22,23はコンデン
サ24で分割されて動作電圧を下げるように構成されてい
る。なお、上記鞍形コイル23は、高周波コイル14bの内
部に挿入される被検体1の頭頂に相当する部分の受信感
度を向上するため、樹脂製ボビン21の一側端がわに位置
するコイル部材23a,23bを変形して、該樹脂製ボビン21
の長手方向の外側方に張り出している。また、上記ソレ
ノイドコイル22と鞍形コイル23との交差部分25は、前述
の両コイル間の容量性結合を緩和するために、例えば約
6mm程度の間隔があけられている。しかし、このように
間隔をあけても、これだけでは上記両コイル間の容量性
結合を実用的なまでに低減するには至らない。そこで、
上記ソレノイドコイル22の給電点及び鞍形コイル23の給
電点を、ソレノイドコイル22と鞍形コイル23との交差部
分25がアース電位近傍となるような位置、すなわち、第
1図において上記交差部分25の近傍にてソレノイドコイ
ル22はA点に、鞍形コイル23はI点に設定してある。な
お、図の実施例においては、これらのA点及びIをそれ
ぞれアースに接続している。これにより、上記各コイル
22,23の動作電圧が下げられ、ソレノイドコイル22と鞍
形コイル23との交差部分25の浮遊容量が小さくされるこ
ととなる。
That is, for example, in the case of a QD coil of a vertical magnetic field type, as shown in FIG. 1, a solenoid coil 22 is wound around the outer peripheral surface of a cylindrical resin bobbin 21 as one conductive loop in the circumferential direction, and the other side. A saddle-shaped coil 23 is arranged so that its receiving direction is orthogonal to the receiving direction of the solenoid coil 22, and each coil 22, 23 is divided by a capacitor 24 to lower the operating voltage. The saddle-shaped coil 23 is a coil member in which one side end of the resin bobbin 21 is located aside in order to improve the receiving sensitivity of a portion corresponding to the top of the subject 1 inserted into the high-frequency coil 14b. The resin bobbin 21 is deformed by deforming 23a, 23b.
Projecting outward in the longitudinal direction. Further, the crossing portion 25 between the solenoid coil 22 and the saddle-shaped coil 23 is, for example, about
There is an interval of about 6mm. However, even with such an interval, this alone does not reduce the capacitive coupling between the two coils to a practical level. Therefore,
The feeding point of the solenoid coil 22 and the feeding point of the saddle-shaped coil 23 are set at a position where the intersection 25 between the solenoid coil 22 and the saddle-shaped coil 23 is near the ground potential, that is, in FIG. , The solenoid coil 22 is set at point A, and the saddle coil 23 is set at point I. In the illustrated embodiment, these points A and I are connected to the ground. This allows each coil
The operating voltages at 22, 23 are reduced, and the stray capacitance at the intersection 25 between the solenoid coil 22 and the saddle coil 23 is reduced.

第2図はこのように構成された高周波コイル14bの原
理及び接続を示す回路図である。図においては、説明の
簡略化のためにコイルのチューニング回路等を省略して
いる。図上、静磁場方向は矢印Sで示され、一つの平面
で回転している磁化ベクトルは、高周波コイル14bを構
成するソレノイドコイル22と鞍形コイル23に90度の位相
差を伴った同一信号を誘起する。ここで、ソレノイドコ
イル22と鞍形コイル23とは軸方向が直交して配置されて
いるので、互いに独立なランダムノイズを伴って高周波
信号(NMR信号)が検出される。このノイズ源となり得
るものは、各コイル22,23の抵抗並びにこれらのコイル2
2,23の磁気的結合及び電気的結合などに起因する被検体
1からの等価抵抗である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the principle and connection of the high-frequency coil 14b thus configured. In the figure, a coil tuning circuit and the like are omitted for simplification of the description. In the figure, the direction of the static magnetic field is indicated by an arrow S, and the magnetization vector rotating in one plane is the same signal with a phase difference of 90 degrees between the solenoid coil 22 and the saddle coil 23 constituting the high-frequency coil 14b. Is induced. Here, since the solenoid coil 22 and the saddle coil 23 are arranged so that their axial directions are orthogonal to each other, a high-frequency signal (NMR signal) is detected with random noise independent of each other. Possible sources of this noise are the resistance of each coil 22 and 23 and these coils 2
This is an equivalent resistance from the subject 1 due to magnetic coupling, electric coupling, and the like of 2,23.

上記ソレノイドコイル22及び鞍形コイル23からの信号
は、増幅器15内の第一のアンプ15aまたは第二のアンプ1
5bでそれぞれ増幅された後、シフター26へ入力される。
このシフター26は、フェイズシフタ27とアッテネータ28
と加算器29とで構成されている。そして、ソレノイドコ
イル22からの信号の位相を上記フェイズシフタ27で90度
ずらし、鞍形コイル23からの信号と位相を合わせる。一
方、鞍形コイル23とソレノイドコイル22とでは感度が等
しくなく、例えば前者の感度を“1"としたとき後者のそ
れは“1.4"となっている。従って、この場合は、加算器
29での信号の加算比率を変えなければ高いS/N比を得る
ことができない。このときの最適な加算比率は、I2÷1.
42=0.51となる。そこで、鞍形コイル23からの信号経路
の途中にアッテネータ28を挿入し、上記ソレノイドコイ
ル22からの信号を“1"としたときに、鞍形コイル23から
の信号が“0.51"となるように調整している。このよう
にして、上記両コイル22,23からの信号強度を合わせた
後、加算器29で両信号を加算し、シフター26から出力さ
れる。そして、このシフター26からの出力信号は、第1
図に示す直交位相検波器16へ送出される。
The signals from the solenoid coil 22 and the saddle coil 23 are supplied to the first amplifier 15a or the second amplifier 1a in the amplifier 15.
After being amplified in 5b, they are input to the shifter 26.
This shifter 26 includes a phase shifter 27 and an attenuator 28
And an adder 29. Then, the phase of the signal from the solenoid coil 22 is shifted by 90 degrees by the phase shifter 27 so that the phase of the signal from the saddle-shaped coil 23 is matched. On the other hand, the sensitivity of the saddle coil 23 and the solenoid coil 22 are not equal. For example, when the sensitivity of the former is “1”, that of the latter is “1.4”. Therefore, in this case, the adder
Unless the addition ratio of the signal at 29 is changed, a high S / N ratio cannot be obtained. The optimum addition ratio at this time is I 2 ÷ 1.
4 2 = 0.51. Therefore, the attenuator 28 is inserted in the middle of the signal path from the saddle-shaped coil 23 so that when the signal from the solenoid coil 22 is set to “1”, the signal from the saddle-shaped coil 23 becomes “0.51”. I am adjusting. After adjusting the signal intensities from the two coils 22 and 23 in this way, the adder 29 adds the two signals and outputs the result from the shifter 26. The output signal from the shifter 26 is
The signal is transmitted to the quadrature detector 16 shown in the figure.

このように、上記両コイル22,23からの信号の位相を
フェイズシフタ27で合わせ、加算器29で加算すると、ノ
イズも多少大きくなるが検出信号はかなり大きくなり、
結果としてS/N比が大きくなる。例えば、一方のコイル2
2と他方のコイル23の寸法、形状が等しく、さらに前述
の被検体1からの等価抵抗も等しい場合には、検出信号
は2倍に、ノイズは となり、結果としてS/N比は に向上する。
As described above, when the phases of the signals from both the coils 22 and 23 are adjusted by the phase shifter 27 and added by the adder 29, the noise is slightly increased, but the detection signal is considerably increased.
As a result, the S / N ratio increases. For example, one coil 2
If the size and shape of 2 and the other coil 23 are equal and the equivalent resistance from the subject 1 is equal, the detection signal is doubled and noise is reduced. As a result, the S / N ratio is To improve.

第4図は以上のように構成された高周波コイル14bの
動作電圧を示すグラフであり、同図(a)はそのうちの
ソレノイドコイル22の動作電圧を示し、同図(b)は鞍
形コイル23の動作電圧を示している。第4図(a)にお
いて、ソレノイドコイル22上のA点は、第1図に示すよ
うにアースに接続されているので、アース電位とされて
いる。このソレノイドコイル22上でA点からB点までの
間は、そのコイル部材の抵抗によって図示のように電圧
が下がる。次に、B点からC点までの間は、第1図に示
すようにコンデンサ24で分割されているので、図示のよ
うに電圧が上がり再びアース電位に戻る。次に、C点か
らD点までの間は、コイル部材の抵抗によって再び電圧
が下がる。さらに、D点からE点までの間は、コンデン
サ24で分割されているので、電圧が上がり再びアース電
位に戻る。以後、これを繰り返して信号を取り出すH点
においては、電圧が下がった状態となっている。このと
き、第1図に示すように、上記ソレノイドコイル22のA
点はアースに接続されているので、そのA点の近傍にて
鞍形コイル23との交差部分25に位置する点A′の電位
は、そのソレノイドコイル22のアース電位の近傍とな
る。同様に、上記ソレノイドコイル22上の他の交差部分
25に位置する点C′,E′,G′の電位も、第4図(a)に
示すように、アース電位の近傍となる。
FIG. 4 is a graph showing the operating voltage of the high-frequency coil 14b configured as described above. FIG. 4 (a) shows the operating voltage of the solenoid coil 22, and FIG. 4 (b) shows the saddle coil 23. Are shown. In FIG. 4A, the point A on the solenoid coil 22 is connected to the ground as shown in FIG. Between the points A and B on the solenoid coil 22, the voltage drops as shown in the figure due to the resistance of the coil member. Next, the portion from point B to point C is divided by the capacitor 24 as shown in FIG. 1, so that the voltage rises as shown and returns to the ground potential again. Next, between point C and point D, the voltage drops again due to the resistance of the coil member. Further, since the portion from point D to point E is divided by the capacitor 24, the voltage increases and returns to the ground potential again. Thereafter, at the point H at which a signal is taken out by repeating this, the voltage is in a reduced state. At this time, as shown in FIG.
Since the point is connected to the ground, the potential of the point A 'located at the intersection 25 with the saddle coil 23 near the point A is near the ground potential of the solenoid coil 22. Similarly, other intersections on the solenoid coil 22
The potentials at points C ', E', and G 'located at 25 are also near the ground potential, as shown in FIG.

また、第4図(b)において、鞍形コイル23上のI点
は、第1図に示すようにアースに接続されているので、
アース電位とされている。この鞍形コイル23上でI点か
らJ点までの間は、そのコイル部材の抵抗によって図示
のように電圧が下がる。次に、J点からK点までの間
は、第1図に示すようにコンデンサ24で分割されている
ので、図示のように電圧が上がり再びアース電位に戻
る。以下、上述の第4図(a)の場合と同様にして電圧
が上下し、信号を取り出すP点においては、電圧が下が
った状態となっている。このとき、第1図に示すよう
に、上記鞍形コイル23のI点はアースに接続されている
ので、そのI点の近傍にてソレノイドコイル22との交差
部分25に位置する点I′の電位は、その鞍形コイル23の
アース電位の近傍となる。同様に、上記鞍形コイル23上
の他の交差部分25に位置する点K′,M′,O′の電位も、
第4図(b)に示すように、アース電位の近傍となる。
In FIG. 4 (b), the point I on the saddle-shaped coil 23 is connected to the ground as shown in FIG.
Ground potential. Between the points I and J on the saddle coil 23, the voltage drops as shown in the figure due to the resistance of the coil member. Next, since the portion from point J to point K is divided by the capacitor 24 as shown in FIG. 1, the voltage rises as shown in the figure and returns to the ground potential again. Thereafter, the voltage rises and falls in the same manner as in the case of FIG. 4 (a), and at point P where the signal is taken out, the voltage has fallen. At this time, as shown in FIG. 1, the point I of the saddle-shaped coil 23 is connected to the ground, so that the point I 'located at the intersection 25 with the solenoid coil 22 near the point I is connected. The potential is near the ground potential of the saddle coil 23. Similarly, the potentials of the points K ′, M ′, and O ′ located at the other intersections 25 on the saddle coil 23 are
As shown in FIG. 4 (b), it is near the ground potential.

以上のように、ソレノイドコイル22と鞍形コイル23と
の交差部分25に位置する点の電位がアース電位の近傍と
なることから、上記両コイル22,23間の浮遊容量が小さ
くされ、容量性結果が緩和されることになる。
As described above, since the potential at the point located at the intersection 25 between the solenoid coil 22 and the saddle coil 23 is near the ground potential, the stray capacitance between the two coils 22, 23 is reduced, and the capacitive The result will be mitigated.

第5図は本発明に係る高周波コイル14bの他の実施例
を示す一部省略した斜視図である。この実施例は、第1
図においてソレノイドコイル22と組み合わすべき鞍形コ
イル23として、一側端がわに位置するコイル部材23a′
及び23b′を第1図に示すように変形することなく、通
常の形状としたものである。なお、第5図においては、
上記鞍形コイル23以外のものは省略して図示してある。
FIG. 5 is a partially omitted perspective view showing another embodiment of the high-frequency coil 14b according to the present invention. This embodiment is based on the first
In the figure, a saddle coil 23 to be combined with a solenoid coil 22 is a coil member 23a '
And 23b 'have a normal shape without being deformed as shown in FIG. In FIG. 5,
The components other than the saddle-shaped coil 23 are not shown.

なお、以上の説明においては、垂直磁場方式のQDコイ
ルとしてソレノイドコイル22と鞍形コイル23とを組み合
わせたものについて説明したが、本発明はこれに限ら
ず、水平磁場方式のQDコイルとして鞍形コイル23と他の
鞍形コイル23とを組み合わせたもの、或いはその他種々
の形式のコイルを組み合わせたものについても、二つの
コイルの交差部分の電位をアース電位近傍とすることで
その二つのコイルの容量性結合を低減することができ
る。そして、上記同形状の鞍形コイル23,23を組み合わ
せた場合における高周波コイル14bの接続は、第6図に
示すようになる。このときは、上記高周波コイル14bを
構成する二つのコイルは感度の等しい鞍形コイル23,23
同士の組み合わせであるため、加算器29での信号の加算
比率は,1:1としてよい。従って、シフター26′の内部に
は、第2図に示すような二つのコイルからの信号の加算
比率を変えるためのアッテネータ28を挿入する必要はな
い。
In the above description, the combination of the solenoid coil 22 and the saddle coil 23 as the vertical magnetic field type QD coil has been described. However, the present invention is not limited to this. Regarding the combination of the coil 23 and other saddle-shaped coils 23 or the combination of various other types of coils, the potential of the intersection of the two coils is set to be near the ground potential, so that Capacitive coupling can be reduced. FIG. 6 shows the connection of the high-frequency coil 14b in the case where the saddle-shaped coils 23, 23 having the same shape are combined. At this time, the two coils constituting the high-frequency coil 14b are saddle-shaped coils 23, 23 having the same sensitivity.
Since these are combinations, the addition ratio of the signals in the adder 29 may be 1: 1. Therefore, it is not necessary to insert an attenuator 28 for changing the addition ratio of the signals from the two coils as shown in FIG. 2 inside the shifter 26 '.

また、以上の説明では、第3図における受信側の高周
波コイル14bに本発明を適用した例について述べたが、
これに限らず、送信側の高周波コイル14aにも適用して
もよい。また、送信側の高周波コイル14a及び受信側の
高周波コイル14bの共振回路は種々提案されているが、
いずれの回路においても、二つのコイルの交差部分の電
位をアース電位近傍とすることができ、その二つのコイ
ル間のカップリングを低減できる。
In the above description, an example in which the present invention is applied to the high-frequency coil 14b on the receiving side in FIG. 3 has been described.
The present invention is not limited to this, and may be applied to the high frequency coil 14a on the transmission side. Various resonance circuits have been proposed for the high-frequency coil 14a on the transmission side and the high-frequency coil 14b on the reception side.
In any of the circuits, the potential at the intersection of the two coils can be set near the ground potential, and the coupling between the two coils can be reduced.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は以上のように構成されたので、高周波コイル
14aまたは14bを構成する二つの導電ループ(22,23)の
交差部分25の電位を各導電ループ(22,23)のアース電
位近傍としたことにより、上記交差部分25の動作電圧を
下げることができる。このことから、二つの導電ループ
(22,23)の交差部分25が従来と同じ間隔であっても、
その容量性結合を緩和して両者間のカップリングを低減
することができる。従って、上記高周波コイル14a,14b
の全体としての感度が向上し、得られる画像のS/N比の
低下を防止することができる。また、二つの導電ループ
(22,23)の交差部分25の間隔を大きくする必要がな
く、或いは従来よりも小さくすることができるので、高
周波コイル14a,14bの全体を小形化することができる。
Since the present invention is configured as described above, the high-frequency coil
By setting the potential of the intersection 25 of the two conductive loops (22, 23) constituting 14a or 14b near the ground potential of each conductive loop (22, 23), the operating voltage of the intersection 25 can be reduced. it can. From this, even if the intersection 25 of the two conductive loops (22, 23) has the same interval as before,
The coupling between them can be reduced by relaxing the capacitive coupling. Therefore, the high-frequency coils 14a, 14b
Can be improved as a whole, and a decrease in the S / N ratio of the obtained image can be prevented. Further, it is not necessary to increase the interval between the intersections 25 of the two conductive loops (22, 23), or it can be made smaller than before, so that the entire high-frequency coils 14a, 14b can be downsized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明による磁気共鳴イメージング装置の高周
波コイルの実施例を示す斜視説明図、第2図はその高周
波コイルの原理及び接続を示す回路図、第3図は上記高
周波コイルが適用される磁気共鳴イメージング装置の全
体構成を示すブロック図、第4図は上記高周波コイルの
動作電圧を示すグラフ、第5図は本発明に係る高周波コ
イルの他の実施例を示す一部省略した斜視図、第6図は
更に他の実施例による高周波コイルの接続を示す回路図
である。 1……被検体、2……静磁場発生磁石、3……磁場勾配
発生系、4……送信系、5……受信系、6……信号処理
系、7……シーケンサ、8……CPU、14a……送信側の高
周波コイル、14b……受信側の高周波コイル、15……増
幅器、22……ソレノイドコイル、23……鞍形コイル、24
……コンデンサ、25……交差部分、26……シフター。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a high-frequency coil of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing the principle and connection of the high-frequency coil, and FIG. FIG. 4 is a block diagram showing the overall configuration of the magnetic resonance imaging apparatus, FIG. 4 is a graph showing the operating voltage of the high-frequency coil, FIG. 5 is a partially omitted perspective view showing another embodiment of the high-frequency coil according to the present invention, FIG. 6 is a circuit diagram showing connection of a high-frequency coil according to still another embodiment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Subject, 2 ... Static magnetic field generation magnet, 3 ... Magnetic field gradient generation system, 4 ... Transmission system, 5 ... Reception system, 6 ... Signal processing system, 7 ... Sequencer, 8 ... CPU , 14a: high-frequency coil on the transmitting side, 14b: high-frequency coil on the receiving side, 15: amplifier, 22: solenoid coil, 23: saddle coil, 24
…… condenser, 25 …… intersection, 26 …… shifter.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被検体に静磁場及び傾斜磁場を与える磁場
発生手段と、上記被検体の生体組織を構成する原子の原
子核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波信号を照射
する送信系と、上記の核磁気共鳴により放出される高周
波信号を検出する受信系と、この受信系で検出した高周
波信号を用いて画像再構成演算を行う信号処理系とを備
えて成る磁気共鳴イメージング装置の上記送信系または
受信系内に設けられ、二つの導電ループをその感度方向
を互いに直交させて一組に形成され、且つ上記被検体に
高周波信号を照射しまたは核磁気共鳴により放出される
高周波信号を検出する感度方向が静磁場に対し直交して
配置される高周波コイルにおいて、上記二つの導電ルー
プの交差部分の電位を各導電ループのアース電位近傍と
したことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置の高周
波コイル。
1. A magnetic field generating means for applying a static magnetic field and a gradient magnetic field to a subject, a transmitting system for irradiating a high frequency signal to cause nuclear magnetic resonance in nuclei of atoms constituting the living tissue of the subject, The transmission of the magnetic resonance imaging apparatus, comprising: a receiving system for detecting a high-frequency signal emitted by the above-described nuclear magnetic resonance; and a signal processing system for performing an image reconstruction operation using the high-frequency signal detected by the receiving system. Provided in a system or a receiving system, two conductive loops are formed as a set with their sensitivity directions orthogonal to each other, and irradiate the subject with a high-frequency signal or detect a high-frequency signal emitted by nuclear magnetic resonance In a high-frequency coil whose sensitivity direction is orthogonal to the static magnetic field, the potential at the intersection of the two conductive loops is set near the ground potential of each conductive loop. RF coil of a magnetic resonance imaging apparatus that.
【請求項2】上記二つの導電ループとしてはソレノイド
コイルと鞍形コイルとを用い、それぞれの給電点を上記
ソレノイドコイルと鞍形コイルとの交差部分がアース電
位近傍となるような位置に設定したことを特徴とする請
求項1記載の磁気共鳴イメージング装置の高周波コイ
ル。
2. A solenoid coil and a saddle-shaped coil are used as the two conductive loops, and respective feeding points are set at positions where the intersection of the solenoid coil and the saddle-shaped coil is near the ground potential. The high-frequency coil of the magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein:
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