JP3205380B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

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
置に係わり、特に、その受信コイルの改良に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴イメージング装置は、生体組織
を構成する原子核に核磁気共鳴を起こさせ、それによっ
て発生する磁気共鳴信号を受信コイル部で受信するよう
になっている。そして受信された前記磁気共鳴信号にい
わゆるフーリエ変換を行い画像に再構成するもので、人
体の任意の個所における断層像を得るために広く利用さ
れている。

【０００３】そして、被検体の体腔から挿入して、被検
体内部に設置して受信を行う受信コイルにあっては、被
検体内部に挿入する際の被検体への負担を低減するため
に、前記受信コイル部は極力小型化する必要があった。

【０００４】従って、このようなことから従来の受信コ
イル部は図６のように構成されていた。同図において、
まず、受信コイル３１があり、この受信コイル１を被検
体体内に挿入するため及び、受信コイル３１の位置を調
整するための保持具３２が受信コイル３１に取り付けら
れている。更に受信コイル３１には図示しないインピー
ダンス整合キャパシタと図示しない共振周波数整合キャ
パシタの直列接続回路が接続されており、磁気共鳴信号
を保持具２の内部の信号線３３を介して取り出すように
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された磁気共鳴イメージング装置の受信コイル
部は前述の理由により受信コイル部を小さくしたため、
受信コイル部周囲の受信感度が低下してしまう問題が残
されていた。つまり、図４に示すように横軸に受信コイ
ル中心からの距離を、縦軸に受信感度をとった場合、前
記受信コイル３１のように小型化された受信コイルで
は、撮影部位に受信コイル部を接近させなければならな
いことになる。

【０００６】そこで、図４で前記受信コイル１よりもコ
イル径の大きい受信コイル３４を考えた場合、受信コイ
ル中心部での受信感度は劣化しているが、受信感度から
離れたある距離ｄの位置では、受信コイル３４の方が受
信感度が高いことが分かる。つまり、撮影部位が受信コ
イルから離れている場合には、撮影部位の受信感度が最
も高くなる受信コイル径が存在することになる。

【０００７】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、受信コ
イルから離れた撮影する場合に、最適なコイル径で受信
することのできる磁気共鳴イメージング装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は被検体内に受信
コイルを設置し、この受信コイルで磁気共鳴信号を受信
する磁気共鳴イメージング装置において、受信コイルの
ループ径を可変する手段と、本来の撮影に先立って、該
ループ径を変更させながら、受信コイルから得られる任
意の撮影部位での磁気共鳴信号の検出を行い、該磁気共
鳴信号が最大となるループ径を求める手段と、該最大と
なるループ径になるように受信コイルの径を固定して本
来の撮影を行う手段と、より成る（請求項１）。

【０００９】更に本発明は、上記ループ径を可変にする
手段が、受信コイルの内部に設けたコイル径変更用のバ
ルーンと該バルーン内に被検体と等価な液体を任意量噴
出可能な手段と、より成る（請求項２）。

【００１０】

【作用】このように構成された磁気共鳴イメージング装
置によれば、まず、受信コイル径を変化させ、これによ
って受信コイルから離れた撮影位置での磁気共鳴信号が
最大値となるコイル径が判る。従って前記磁気共鳴信号
が最大値となるコイル径で受信コイルにより本来の撮影
を行わせれば、任意の撮影部位での最大感度の磁気共鳴
信号が得られるようになる（請求項１）。

【００１１】更に、バルーンによって受信コイル径を可
変化することで、体内でのコイル径の可変操作が容易と
なる（請求項２）。

【００１２】

【実施例】まず、図３は本発明によ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説明図である。この
磁気共鳴イメージング装置は、大別すると、中央処理装
置（ＣＰＵ）１１と、シーケンサ１２と、送信系１３
と、静磁場発生磁石１４と、受信系１５と、信号処理系
１６とを備えて構成されている。

【００１３】中央処理装置（ＣＰＵ）１１は、予め定め
られたプログラムに従ってシーケンサ１２、送信系１
３、受信系１５、信号処理系１６の各々を制御するもの
である。シーケンサ１２は、中央処理装置１１からの制
御指令に基づいて動作し、被検体６の断層画像のデータ
収集に必要な種々の命令を送信系１３、静磁場発生磁石
１４の磁場勾配発生系２１、受信系１５に送るようにし
ている。

【００１４】送信系１３は、高周波発信器１７と変調器
１８と高周波コイル２０ａを有し、シーケンサ１２の指
令により高周波発信器１７からの高周波パルスを変調器
１８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１９を介して増幅して高周波コイル２０ａ
に供給することにより、所定のパルス状の電磁波を被検
体６に照射するようにしている。

【００１５】静磁場発生磁石１４は、被検体６の回りに
任意の方向に均一な静磁場を発生させるためのものであ
る。この静磁場発生磁石１４の内部には、高周波コイル
２０ａのほか、傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル２
１と、受信系１５の受信コイルである高周波コイル２０
ｂが設置されている。傾斜磁場発生系１４は互いに直交
するデカルト座標軸方向、すなわちＸ軸方向、Ｙ軸方
向、及びＺ軸方向にそれぞれ独立に傾斜磁場を印加でき
る構成を有する傾斜磁場コイル２１と傾斜磁場コイルに
電流を供給する傾斜磁場電源２２と、傾斜磁場電源２２
を制御するシーケンサ１２により構成する。

【００１６】更に、信号処理系１６は、磁気ディスク２
６、磁気テープ２７等の外部記憶装置と、ＣＲＴ等から
なるディスプレイ２８とを有し、受信系１５からのデー
タが中央処理装置１１に入力されると、該中央処理装置
１１が信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その結
果の被検体６の所望の断面像をディスプレイ２８に表示
するとともに、外部記憶装置の磁気ディスク２６等に記
憶する。

【００１７】ここで高周波コイル２０ｂの詳細な構成を
図１を用いて説明する。同図において、まず、受信コイ
ル１があり、この受信コイル１と並列に、インピーダン
ス整合キャパシタ２と共鳴（又は共振、以下同じ）周波
数整合キャパシタ３の直列接続体が接続されている。そ
して前記共鳴周波数整合キャパシタ２の両端から磁気共
鳴信号を信号線４を介して取り出すようにしている。受
信コイル１の内部には伸縮性のある風船状のバルーン５
があり、その一部には、前記バルーン５内部に人体と等
価な磁気共鳴信号を発生する液体６を注入するためのチ
ューブ７が接続されている。そして、これら高周波コイ
ル２０ｂは密閉されたケース８の内に収められている。

【００１８】ここで、人体と等価な液体６とは、硫化ニ
ッケルの水溶液に食塩水を混ぜたものである。この等価
な液体６を注入する理由は、映像化対象部位が、ターゲ
ットとなる診断部位のみでなくこのコイルが存在する部
位をも含めることが多いこと（広い範囲の映像化で、タ
ーゲット部位の相対的観察ができやすくする目的等）、
このバルーン内に人体と等価でない液体や気体を注入す
ると、バルーンの存在する部位の画像が実際の画像と異
なったものとなり誤診断の原因となること、のためであ
る。例えば、液体６の代わりに空気を注入した場合、バ
ルーンの部位でのＭＲ信号が小さくなり、バルーン部位
での画像が暗くなる。逆に、ＭＲ信号の大きすぎる液体
を入れると、バルーン部位では白く光ってしまう。いず
れの場合も誤診断を招き、好ましくない。尚、硫化ニッ
ケル以外も有り得る。

【００１９】更に前記受信コイル１の形状を変化させる
ための構成を図２に示す。同図において前記受信コイル
１は１ａ、１ｂからなり、その一端は前記インピーダン
ス整合キャパシタ２と共鳴周波数整合キャパシタ３の直
列回路の両端に接続されている。反対側の端部は、円弧
状の基板９上の端子２９ａ、２９ｂに接触し、更にこの
端部先端は、解放されている。端子２９ａと２９ｂとは
Ｕ字型端子であり、このＵ字型空間中をコイル１ａ、１
ｂの端部が接触しながら貫通する。端子２９ａと２９ｂ
とは電気的に接続されており、従ってコイル１ａと１ｂ
とはこの端子２９ａと２９ｂとを介して接続されたこと
になる。端子２９ａ、２９ｂから端部先端までのコイル
長さｌは、バルーン内の液体６の量を増加又は、減少さ
せることによって調整する。尚、液体６の量の減少した
時に、コイル長さｌが大きくなるためにはコイル１ａ、
１ｂがスプリングの如く復元力を持つようなものにする
事が必要である。しかし、最初にループ系を小さくして
おき、徐々に、バルーンによって大きくしてゆく場合に
は、こうした性状は不要である。そして、液体６の量を
増加させてコイル１ａ、１ｂを押し広げ余剰分の長さｌ
が少なくなり、全体のコイル径が長くなり、受信感度が
大きくなる。

【００２０】このバルーン５内の液体６を充填するため
のチューブ７は図示しない噴射器に接続されており、前
記噴射器はＣＰＵ１１により制御されている。

【００２１】そして、ＣＰＵ１１はコイル径の最適決定
のために、この噴射器による噴射量の増加と共にその都
度、受信コイル１からのＭＲ出力を検出し、最大の出力
信号が得られる際の噴射量を検出する。このＭＲ信号検
出のためには当然にＭＲ出力を計測可能な条件が与えら
れている。即ち、ターゲットとなる診断部位の特定化、
及び静磁界の印加、傾斜磁界の印加、及び高周波（Ｒ
Ｆ）信号の印加がなされる。これらの計測条件は、正規
のＭＲ計測時の計測条件と変わりない。そして、その
後、ＣＰＵ１１は、受信コイル１が最大の出力信号が得
られる際の該噴射量を保持した状態で受信コイル１によ
る正規のＭＲ計測に入る。

【００２２】即ち、ＣＰＵ１１におけるこのような動作
は、図５のフローチャートに示すようになっている。同
図において、 ステップ１ バルーン５内に供給量（例えば最初は０ミ
リリットル）をＰミリリットルだけ加算（供給）する。 ステップ２ ステップ１で供給した量で前記受信コイル
１が検出する出力信号を検出する。 ステップ３ ステップ２で検出した出力信号の出力値を
その時の噴射量と共にメモリに記憶する。 ステップ４ バルーン５に供給している噴射量が許容最
大噴射量であるか否かを判定する。許容最大噴射量でな
い場合はステップ１に戻り、バルーン５に供給する量を
さらにＰミリリットルだけ加算して上述したステップを
繰り返す。許容最大噴射量である場合は次のステップ５
に進む。 ステップ５ 前記メモリに記憶されている出力信号値か
らその最大値に対応した噴射量を検索する。 ステップ６ ステップ５で検索した噴射量をバルーン５
に噴射する。 ステップ７ 受信を開始する。受信では、受信系１５か
らのデータが中央処理装置１１に入力されると、該中央
処理装置１１が信号処理、画像再構成等の処理を実行
し、その結果の被検体６の所望の断面像をディスプレイ
２８に表示するとともに、外部記憶装置の磁気ディスク
２６等に記憶する。

【００２３】上述した実施例のように構成した磁気共鳴
イメージング装置によれば、まず、受信コイル１内のバ
ルーン５の形状を変化させて、該受信コイル１の形状を
変化させるものである。これによって任意の撮影位置に
おける出力信号として最大のものが得られるようにな
る。

【００２４】尚、図２のコイル長の可変化のために基板
９及び端子９ａ、９ｂを使ったが、バルーン５の大きさ
でコイル長を可変化するやり方はこれに限るものではな
い。バルーン以外にリモート機構でコイル長の調整も可
能である。更に、上述した実施例は受信コイルを被検体
体内に設置するものについて説明したものであるが、こ
れに限定されることはなく、被検体表面（例えば耳部）
に該受信コイルを設置し、被検体体内（例えば耳内部）
の任意の部位を撮影する場合にあっても適用できるもの
である。

【００２５】

【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によれば、受信
コイルのコイル径を適切な径とすることで、任意の撮影
部位での最大感度の磁気共鳴信号が得られることにな
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の一実
施例を示す説明図で、特に受信コイル部を示した構成図
である。

【図２】本発明による磁気共鳴イメージング装置の一実
施例を示す説明図で、特に受信コイルを示した構成図で
ある。

【図３】本発明による磁気共鳴イメージング装置の一実
施例を示す概略構成図である。

【図４】本発明における効果を示す説明図である。

【図５】本発明による磁気共鳴イメージング装置に組み
込まれるＣＰＵの動作を示したフローチャートである。

【図６】従来の磁気共鳴イメージング装置における受信
コイル部の一例を示した構成図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ 受信コイル ５ バルーン

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体内に受信コイルを設置し、この受
   信コイルで磁気共鳴信号を受信する磁気共鳴イメージン
   グ装置において、受信コイルのループ径を可変にする手
   段と、本来の撮影に先立って、該ループ径を変更させな
   がら、受信コイルから得られる任意の撮影部位での磁気
   共鳴信号の検出を行い、該磁気共鳴信号が最大となるル
   ープ径を求める手段と、該最大となるループ径になるよ
   うに受信コイルの径を固定して本来の撮影を行う手段
   と、より成る磁気共鳴イメージング装置。
2. 【請求項２】 上記ループ径を可変にする手段は、受信
   コイルの内部に設けたコイル径変更用のバルーンと、該
   バルーン内に被検体と等価な液体を任意量噴出可能な手
   段と、より成る請求項１の磁気共鳴イメージング装置。