JP3130954B2

JP3130954B2 - 磁気共鳴イメージング装置用サーフェスコイル

Info

Publication number: JP3130954B2
Application number: JP03051057A
Authority: JP
Inventors: 幸浩八杉
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1991-03-15
Filing date: 1991-03-15
Publication date: 2001-01-31
Anticipated expiration: 2016-01-31
Also published as: JPH04285533A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気共鳴イメージング装
置用サーフェスコイルに係り、たとえば被検体の脊椎の
断層像を得るに好適な磁気共鳴イメージング装置用サー
フェスコイルに関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴イメージング装置は、核磁気共
鳴現象を利用して被検体中の所望の検査部位における原
子各スピンの密度分布、緩和時間分布等を計測して、そ
の計測データから被検体の断面を画像表示するものであ
る。

【０００３】均一で強力な静磁場発生装置内に置かれた
被検体の原子核スピンは、静磁場の強さによって定まる
周波数（ラーモア周波数）で静磁場の方向を軸として歳
差運動を行なう。そこで、このラーモア周波数に等しい
周波数の高周波パルスを外部より照射すると、スピンが
励起され高いエネルギー状態に遷移する（核磁気共鳴現
象）。この照射を打ち切ると、スピンはそれぞれの状態
に応じた時定数でもとの低いエネルギー状態にもどり、
このときに外部に電磁波を放出する。これをその周波数
に同調した高周波受信コイルで検出する。このとき、空
間内に位置情報を付加する目的で、三軸の傾斜磁場を静
磁場空間に印加する。この結果、空間内の位置情報を周
波数情報として捕らえることが可能となる。

【０００４】そして、このような磁気共鳴イメージング
装置においては、特に被検体の脊椎等の撮像において高
い感度を有するサーフェスコイルが備わっており、この
サーフェスコイルを前記高周波受信コイルと同様にして
用いるようになっている。

【０００５】図５は、このようなサーフェスコイルの従
来の構成を示したものである。

【０００６】同図において、まず、互いに重畳されて配
置される二つのコイル５０Ａ、５０Ｂがある。これら二
つのコイル５０Ａ、５０Ｂはそれぞれ８の字形コイルま
たは蝶形コイルと呼ばれているもので、ともに横臥され
た被検体のたとえば下に配置されるものとなっている。

【０００７】このうち一方のコイル５０Ａは、被検体の
脊椎方向に平行に延在して配置される第１、第２の導電
体５１、５２を有し、前記第１の導電体５１の一端は前
記第２の導電体５２と反対側に迂回後その他端側に延在
して前記第２の導電体５２の他端に接続され、また、第
２の導電体５２の一端は前記第１の導電体５１と反対側
に迂回後その他端に延在するように構成されたものとな
っている。

【０００８】また、他方のコイル５０Ｂは、前記一方の
コイル５０Ａと同大、同形をなすものであり、前記一方
のコイル５０Ａと直交するように配置されているものと
なっている。

【０００９】ここで、前記一方のコイル５０Ａは、図６
に示すように、電流が図示のように流れるような二つの
導体ループからなり、第１、第２導電体５１、５２上の
脊椎内のＸ軸方向のスピン５３からの信号フラックスを
捕らえることができるようになる。

【００１０】また、他方のコイル５０Ｂは、前記一方の
コイル５０Ａからの検出信号に対してノイズを低減させ
るための手段として設けられたコイルとなっている。す
なわち、図７に示すように、互いに直行配置された二つ
のループ状コイルを考えると、一方のコイル７１から発
生された磁束が他方のコイル７２を通り抜けない状態と
することができる。このことは、それぞれのコイル７
１、７２から発生した各ノイズが独立しており、他方の
コイルによって影響されていないことを示す。そして、
コイル７１からプリアンプ７３を介した検出信号は図８
（ａ）に、そして、コイル７２からプリアンプ７４を介
した検出信号は図８（ｂ）に示すように、位相が９０°
ずれたものとなっている。そこで、前記プリアンプ７３
からの検出信号を位相補正器７５によって図８（ｃ）に
示すように補正した後、加算器７６により、プリアンプ
７４からの検出信号と加算することにより、図８（ｄ）
に示すように、検出信号に対してノイズの低減が図れる
ようになる。一つの受信コイルだけの場合と比較して、
信号出力は２倍、ノイズはランダムノイズであることか
ら√２倍となり、結果的にはＳ／Ｎ比を約４０％改善す
ることができる（実開平２−１３９６１０号公報参
照）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示したように構成されたサーフェスコイルは、主として
検出信号をとりだす目的で構成したコイル５０Ａに対し
て、ノイズを低減させるために設けられるコイル５０Ｂ
が全く同様の大きさであることから、このコイル５０Ｂ
からの信号にノイズが多く発生してしまうということが
見出された。

【００１２】すなわち、前記コイル５０Ｂにおける第
１、第２導電体（図５において、５３、５４で示す）は
被検体の脊椎に直行して位置づけられることになり、該
第１、第２導電体のそれぞれの端部、およびこれら端部
から延在する迂回部が該脊椎から遠退くようにして位置
づけられることから、検出信号に対してノイズを多くひ
ろってしまうからである。

【００１３】それ故、本発明は、このような事情に基づ
いてなされたものであり、その目的とするところのもの
は、ノイズをより低減できるようにした磁気共鳴イメー
ジング装置用サーフェスコイルを提供するにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、基本的には、互いに重畳されて配
置される二つのコイルからなり、このうち一方のコイル
は、被検体の脊椎方向に平行に延在して配置される第
１、第２の導電体を有し、前記第１の導電体の一端は前
記第２の導電体と反対側に迂回後その他端側に延在して
前記第２の導電体の他端に接続され、また、第２の導電
体の一端は前記第１の導電体と反対側に迂回後その他端
に延在するように構成され、他方のコイルは、前記一方
のコイルとほぼ同様の形状をなし、かつ前記一方のコイ
ルと直交するように配置されているとともに、その第
１、第２の導電体の長さが前記一方のコイルの第１、第
２の導電体の長さよりも小さくなっていることを特徴と
するものである。

【００１５】

【作用】このように構成したサーフェスコイルは、被検
体の脊椎と直行して配置される第１、第２導電体を有す
るコイル（他方のコイル）において、その第１、第２導
電体の長さが前記一方のコイルの第１、第２の導電体の
長さよりも小さくなっているものである。

【００１６】このため、該第１、第２の導電体のそれぞ
れの端部、およびこれら端部から延在する迂回部が該脊
椎から遠退くことがなく、該脊椎に近接して位置付けら
れることから、検出信号に対してノイズを多くひろって
しまうようなことはなくなる。

【００１７】したがって、ノイズをより低減できるよう
にした磁気共鳴イメージング装置用サーフェスコイルを
得ることができるようになる。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明による磁気共鳴イメージング
装置用サーフェスコイルの一実施例を示す斜視構成図で
ある。

【００１９】同図から明らかなように、互いに重畳され
て配置される二つのコイル１Ａ、１Ｂがある。図中で
は、これら各コイルは上下方向に互いに離間されて記載
されているが、実際には、同一平面上に構成されたもの
となっている。

【００２０】また、この二つのコイル１Ａ、１Ｂからな
るサーフェスコイルは、被検体の上方あるいは下方に位
置づけられて使用されるようになっている。

【００２１】二つのコイル１Ａ、１Ｂのうち、図中下方
のコイル１Ａは、被検体の脊椎方向（Ｙ軸方向）に平行
に延在する第１、第２の導電体２、３を有し、そして、
前記第１の導電体２の一端は前記第２の導電体３と反対
側に迂回後その他端側に延在して前記第２の導電体３の
他端に接続され、また、第２の導電体３の一端は前記第
１の導電体２と反対側に迂回後その他端に延在するよう
に構成されたものとなっている。

【００２２】そして、図中上方のコイル１Ｂも、前記コ
イル１Ａとほぼ同様の形状をなして構成されたものとな
っている。すなわち、第１、第２の導電体４、５を有
し、前記第１の導電体４の一端は前記第２の導電体５と
反対側に迂回後その他端側に延在して前記第２の導電体
５の他端に接続され、また、第２の導電体５の一端は前
記第１の導電体４と反対側に迂回後その他端に延在する
ように構成されている。

【００２３】しかし、図中上方のコイル１Ｂは、下方の
コイル１Ａに対して直交するように配置されたものとな
っている。したがって、上方のコイル１Ｂの第１、第２
の導電体４、５の延在方向はＸ軸方向となっている。こ
の理由は、上述したように、それぞれのコイル１Ａ、１
Ｂから得られる検出信号がそれぞれ互いに影響されず独
立のものとして出力させるためである。

【００２４】そして、図中上方のコイル１Ｂは、下方の
コイル１Ａと比較して、その第１、第２の導電体４、５
の長さが小さくなっており、このため、第１、第２の導
電体のそれぞれの一端から他端にかけての延在部となる
各ループで囲まれる面積は、下方のコイルのそれと比較
して小さくなっている。

【００２５】なお、図１において、上方のコイル１Ｂに
おける第１、第２の導電体４、５からの迂回部は、下方
のコイル１Ａの第１、第２の導電体２、３の各単部にま
で及んだものとなっている。この理由は深さ方向（Ｚ軸
方向）の感度分布を多くとるためである。すなわち、図
４において、（ａ）に示す形状のコイル４０がＸ−Ｙ平
面上にある場合、そのＸ−Ｚ面における感度分布を
（ｂ）に、Ｙ−Ｚ面における感度分布を（ｂ）に示して
いる。このうち、特に（ｂ）において、中央部の感度は
最大で左右に感度ディップを生じているが、中央部の深
さ方向（Ｚ軸方向）における相対感度分布を広げるため
には、コイルの導電体部のうちＸ軸方向に一致づけられ
る部分を長くすればよいことが知られているからであ
る。

【００２６】図２は、上述したサーフェスコイルを備え
た受信回路の一実施例を示す構成図である。

【００２７】同図において、一端が接地されている上方
のコイル１Ａの他端からの検出信号は、プリアンプ１０
を介して加算器１１に入力されるようになっている。こ
の場合の検出信号のレベルは、従来のサーフェスコイル
を適用した場合と比べて向上していることが判る。

【００２８】また、一端が接地されている下方のコイル
１Ａの他端からの検出信号は、プリアンプ１２、スイッ
チ１３を介して、位相補正器１４に入力されるようにな
っている。そして、この位相補正器１４からの出力は減
衰器１５に入力されるようになっている。なお、この減
衰器１５は重み付け加算をするためのものである。

【００２９】そして、前記減衰器１５からの出力は前記
加算器１１に入力され、前記上方のコイル１Ｂの検出信
号と加算されるようになっている。

【００３０】さらに、加算器１１からの出力はスイッチ
１６を介して出力されるようになっている。このスイッ
チ１６は前記スイッチ１３と連動されたものとなってお
り、一方の切り替えにあっては、上述の動作がなされる
ようになっているが、他方の切り替えにあっては、オペ
アンプ１２を介したコイル１Ａからの検出信号のみを取
り出すことができるようになっている。

【００３１】このような切り替え手段を設けたのは、次
のような理由からである。脊椎の撮像をする場合、ま
ず、図３の（ａ）に示すように、被検体３０の体軸方向
の断層画像（矢状断面）を撮像し、該脊椎３１を描出す
る。この際においては、この画像から病変部位を特定す
るためにＳ／Ｎ比を向上させることよりも広い感度分布
をもたせることが要求されることになる。次に、図３の
（ｂ）に示すように、特定された病変部位の体軸と直交
する断面の断層画像（横断面）を得るが、この画像では
高いＳ／Ｎ比が要求されることになる。このことから、
二つのコイルを上述したような切り替えによって、最初
の病変部位を特定する矢状断面撮像時には下方のコイル
のみを使用して撮像し、高感度の必要な横断面撮像時に
上方のコイル１Ｂを加えた状態に切り替えて撮像するよ
うにするものである。

【００３２】このように構成したサーフェスコイルは、
被検体の脊椎と直行して配置される第１、第２導電体を
有するコイル（上方のコイル１Ｂ）において、その第
１、第２導電体４、５の長さが下方のコイル１Ａの第
１、第２の導電体２、３の長さよりも小さくなっている
ものである。

【００３３】このため、該第１、第２の導電体４、５の
それぞれの端部、およびこれら端部から延在する迂回部
が被検体の該脊椎から遠退くことがなく、該脊椎に近接
して位置付けられることから、検出信号に対してノイズ
を多くひろってしまうようなことはなくなる。

【００３４】たとえば、上方のコイル１Ｂの第１、第２
の導電体４、５の長さを下方のコイル１Ａのそれらより
も１／２の長さにした場合、ループの面積が１／２にな
り、感度は２０％向上することが判明した。この結果、
中央部の感度改善は、従来が４０％であるのに対して、
５０％以上に向上させることができる。

【００３５】したがって、このようなことから、本発明
による磁気共鳴イメージング装置用サーフェスコイルに
よれば、ノイズをより低減させることができるようにな
る。

【００３６】上述した実施例によれば、上方のコイル１
Ｂにおける第１、第２の導電体４、５からの迂回部は、
下方のコイル１Ａ第１、第２の導電体２、３の各端部に
まで及んだものである。しかし、深さ方向（Ｚ軸方向）
の感度分布を多くとれる手段を別個に具備できるようで
あれば、このようにすることはないことはいうまでもな
い。

【００３７】また、上述した実施例によれば、第１、第
２導電体の短い方のコイルを他のコイルの上方に位置付
けたものであるが、これに限定されることはなく、下方
に位置付けるようにしてもよいことはいうまでもない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による磁気共鳴イメージング装置用サーフェスコ
イルによれば、ノイズをより低減させることができるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気共鳴イメージング装置用サー
フェスコイルの一実施例を示す斜視構成図である。

【図２】上述したサーフェスコイルを備えた受信回路の
一実施例を示す構成図である。

【図３】上述した受信回路の操作の説明に必要となる説
明図である。

【図４】図１に示す構成を説明するに必要となる説明図
である。

【図５】従来の磁気共鳴イメージング装置用サーフェス
コイルの一例を示す斜視構成図である。

【図６】従来の磁気共鳴イメージング装置用サーフェス
コイルの動作を説明するための説明図である。

【図７】従来の磁気共鳴イメージング装置用サーフェス
コイルを備えた受信回路の一例を示す構成図である。

【図８】図７の回路動作を示すための対応波形図であ
る。

【符号の説明】

１Ａコイル１Ｂコイル２、４第１の導電体３、５第２の導電体

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】導電体を用いて二つのループが隣接する
ように配列形成された第１の８の字形コイルと、この第
１の８の字形コイルとは別の導電体を用いて前記第１の
８の字形コイルの各ループが囲む面積より小さな面積を
それぞれが囲む二つのループが隣接するように配列形成
された第２の８の字形コイルとを有し、前記第１の８の
字形コイルと前記第２の８の字形コイルとをそれぞれの
コイルの配列方向を直交させ、かつ重畳して配置したこ
とを特徴とする磁気共鳴イメージング装置用サーフェス
コイル。
【請求項２】前記第１の８の字形コイルの検出信号
と、前記第２の８の字形コイルの検出信号との加算信号
を、または、いずれか一方の検出信号を取り出す受信信
号取出回路を備えたことを特徴とする請求項１に記載の
磁気共鳴イメージング装置用サーフェスコイル。