JP3705973B2 - Ｒｆコイルおよび磁気共鳴撮影装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＲＦコイル（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｉｌ）、磁気共鳴信号測定装置および磁気共鳴撮影装置に関し、特に、撮影対象に近接してその周りを囲むＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いる磁気共鳴信号測定装置、および、そのような磁気共鳴信号測定装置を用いる磁気共鳴撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴撮影（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置では、撮影対象に近接してＲＦコイルを設置し、撮影部位にできるだけ近い位置で磁気共鳴信号を測定して信号のＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）を良くするようにしている。
【０００３】
すなわち、頭部、頚部脊髄（Ｃスパイン：ｃｅｒｖｉｃａｌ ｓｐｉｎｅ）、胸部脊髄（Ｔスパイン：ｔｈｏｒａｃｉｃ ｓｐｉｎｅ）、腰部脊髄（Ｌスパイン：ｌｕｍｂａｒ ｓｐｉｎｅ）等を撮影するために、それぞれ、撮影部位の形状や大きさに適合した専用のＲＦコイルを用いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
頭部撮影においては、関連する部分を同時に撮影するために、頭頂と頚部を撮影範囲とする一体型のＲＦコイルが用いことが好ましいが、この部分は、径を異にする頭部および頚部が連続している部分なので、ＲＦコイルの径を統一しようとすると頭部の径に合わせることになり、頚部に関してはＳＮＲの良い信号受信を行うことができない。また、この場合、ＲＦコイルは鼻がぶつからないものにしなければならないので、その径は頭部の実質的な径に対して余裕があり過ぎるものとなり、必ずしもＳＮＲは高くない。
【０００５】
また、頭頂から上部Ｔスパインまでの撮影範囲を受け持つ一体型のＲＦコイルとする場合は、径をあえて統一しようとすると胸部の径に合わせることになり、頭部や頚部に関してはＳＮＲの良い信号受信を行うことができない。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、頭部および頚部を効果的に撮影するためのＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いる磁気共鳴信号測定装置、および、そのような磁気共鳴信号測定装置を用いる磁気共鳴撮影装置を実現することである。
【０００７】
また、頭頂から上部Ｔスパインまでを効果的に撮影するためのＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いる磁気共鳴信号測定装置、および、そのような磁気共鳴信号測定装置を用いる磁気共鳴撮影装置を実現することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するための１つの観点での発明は、概ね額から上の部分において撮影対象の頭部を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第１のコイルループと、概ね鼻の部分において撮影対象の前方に張り出して撮影対象の頭部を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第２のコイルループと、撮影対象の頚部分を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第３のコイルループとを具備することを特徴とするＲＦコイルである。
【０００９】
この観点での発明では、額部、鼻部および頚部にそれぞれ合わせた径を持つ３種類のコイルループを用い、それらを撮影対象の前後方向に分割可能にした。これによって、ＲＦコイルは径を異にする額部、鼻部および頚部に適合しかつそれらを受容可能なものとなる。
【００１０】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮影対象の頭部の両横において前記第１のコイルループおよび第２のコイルループと実質的にそれぞれ直交し撮影対象の前後方向に分割可能な第４のコイルループを有することを特徴とする（１）に記載のＲＦコイルである。
【００１１】
この観点での発明では、頭部の両横にもコイルループを設けたので、ＲＦコイルは、頭部についてクオドラチャ方式による信号受信が可能なものとなる。
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記各コイルループがプラスチックモールドにより前記分割の一方側と他方側においてそれぞれ一体化されたことを特徴とする（１）または（２）に記載のＲＦコイルである。
【００１２】
この観点での発明では、プラスチックモールドにより各コイルループが分割の一方と他方においてそれぞれ一体化され、撮影対象の出し入れが容易になる。
（４）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記分割による前半分は撮影対象の眼部に相当する部分および顎部に相当する部分がそれぞれ開口していることを特徴とする（３）に記載のＲＦコイルである。
【００１３】
この観点での発明では、眼部に相当する部分の開口により撮影対象の閉塞感を緩和する。また、顎部に相当する部分を開口させて顎部の邪魔にならないようにする。
【００１４】
（５）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記分割による前半分が前記各コイルループを骨組みとする籠状にモールドされたことを特徴とする（３）または（４）に記載のＲＦコイルである。
【００１５】
この観点での発明では、ＲＦコイルの前半分が骨組みだけとなり、ＲＦコイルの開放感が増す。
（６）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮影対象の肩越しに胸部の前と背部の後ろを通り撮影対象の前後方向に分割可能な第５のコイルループを有することを特徴とする（１）ないし（５）のうちのいずれか１つに記載のＲＦコイルである。
【００１６】
この観点での発明では、第５のコイルループを設けることにより上部Ｔスパインまで撮影範囲とすることができる。
（７）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記第５のコイルループは前記胸部の前を通る部分と前記背部の後ろを通る部分の対向距離が調節可能であることを特徴とする（６）に記載のＲＦコイルである。
【００１７】
この観点での発明では、第５のコイルループの前部と後部の間隔が調節可能なので、胸部の厚みが異なる撮影対象に適応可能となる。
（８）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記胸部の前を通る部分は撮影対象の頚部に近い部分がヒンジになっていることを特徴とする（７）に記載のＲＦコイルである。
【００１８】
この観点での発明では、ヒンジにより間隔調節が容易になる。
（９）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、概ね額から上の部分において撮影対象の頭部を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第１のコイルループと、概ね鼻の部分において撮影対象の前方に張り出して撮影対象の頭部を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第２のコイルループと、撮影対象の頚部分を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第３のコイルループと、前記各コイルループに接続された磁気共鳴信号測定手段とを具備することを特徴とする磁気共鳴信号測定装置である。
【００１９】
この観点での発明では、額部、鼻部および頚部にそれぞれ合わせた径を持つ３種類のコイルループを用い、それらを撮影対象の前後方向に分割可能にした。これによって、ＲＦコイルは、径を異にする額部、鼻部および頚部に適合しかつそれらを受容可能なものとなり、このようなＲＦコイルにより磁気共鳴信号をＳＮＲ良く測定することができる。
【００２０】
（１０）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮影対象を収容した空間に静磁場を形成する静磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記空間に高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、概ね額から上の部分において撮影対象の頭部を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第１のコイルループと、概ね鼻の部分において撮影対象の前方に張り出して撮影対象の頭部を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第２のコイルループと、撮影対象の頚部分を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第３のコイルループと、前記各コイルループに接続された磁気共鳴信号測定手段と、前記磁気共鳴信号測定手段で測定した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段とを具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【００２１】
この観点での発明では、額部、鼻部および頚部にそれぞれ合わせた径を持つ３種類のコイルループを用い、それらを撮影対象の前後方向に分割可能にした。これによって、ＲＦコイルは、径を異にする額部、鼻部および頚部に適合しかつそれらを受容可能なものとなる。このようなＲＦコイルにより磁気共鳴信号をＳＮＲ良く測定することができ、測定信号に基づいて高品質の画像を生成することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮影装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００２３】
図１に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場マグネット部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８を有する。これら主磁場マグネット部１０２および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する１対のものからなる。また、いずれも概ね円盤状の外形を有し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステム１００の内部空間に、撮影対象３００がクレードル５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００２４】
クレードル５００には受信コイル部１１０が設けられている。受信コイル部１１０は概ね円筒型の形状を有し、クレードル５００の上面に設置されている。撮影対象３００は、受信コイル部１１０の筒内に頭部を入れて仰臥する姿勢で搭載される。
【００２５】
受信コイル部１１０は、本発明のＲＦコイルの実施の形態の一例である。本コイルの構成によって本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。受信コイル部１１０については後にあらためて説明する。
【００２６】
主磁場マグネット部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２は、本発明における静磁場形成手段の実施の形態の一例である。静磁場の方向は撮影対象３００の体軸方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２は例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【００２７】
勾配コイル部１０６は静磁場強度に勾配を持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場は、スライス（ｓｌｉｃｅ）勾配磁場、リードアウト（ｒｅａｄ ｏｕｔ）勾配磁場およびフェーズエンコード（ｐｈａｓｅ ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場の３種であり、これら３種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００２８】
ＲＦコイル部１０８は静磁場空間に撮影対象３００の体内のスピンを励起するためのＲＦ励起信号を送信する。受信コイル部１１０は、励起されたスピンが生じる磁気共鳴信号を受信する。
【００２９】
勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配コイル部１０６および勾配駆動部１３０からなる部分は、本発明における勾配磁場形成手段の実施の形態の一例である。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応する図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００３０】
ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦ励起信号を送信し、撮影対象３００の体内のスピンを励起する。ＲＦコイル部１０８およびＲＦ駆動部１４０からなる部分は、本発明における高周波磁場形成手段の実施の形態の一例である。
【００３１】
受信コイル部１１０にはデータ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は受信コイル部１１０が受信した受信信号を取り込み、それをディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｄａｔａ）として収集する。
【００３２】
受信コイル部１１０およびデータ収集部１５０からなる部分は、本発明の磁気共鳴信号測定装置の実施の形態の一例である。本測定装置の構成によって本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。データ収集部１５０は、本発明における磁気共鳴信号測定手段の実施の形態の一例である。
【００３３】
勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０には制御部１６０が接続されている。制御部１６０は、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御する。
【００３４】
データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ処理部１７０は、データ収集部１５０から取り込んだデータを図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）に記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。データ空間は２次元フーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間を構成する。データ処理部１７０は、これら２次元フーリエ空間のデータを２次元逆フーリエ変換して撮影対象３００の画像を再構成する。データ処理部１７０は、本発明における画像生成手段の実施の形態の一例である。
【００３５】
データ処理部１７０は制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０は制御部１６０の上位にあってそれを統括する。データ処理部１７０には、表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、操作者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。
【００３６】
図２に、受信コイル部１１０の模式的構成を撮影対象３００を収容した状態で示す。同図の（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図である。同図に示すように、受信コイル部１１０は、撮影対象３００の頭部および頚部を収容する筒体をなす。この筒体は後述のコイルループをモールド（ｍｏｌｄ）したプラスチック（ｐｌａｓｔｉｃｓ）等の非磁性材料で構成される。この受信コイル部１１０おいて、撮影対象３００の頭頂側を上といい頚側を下という。また、撮影対象３００の顔面側を前といい、後頭部側を後という。また、撮影対象３００から見た左右を受信コイル部１１０の左右という。
【００３７】
受信コイル部１１０は前部構造２０２および後部構造４０２からなる。前部構造２０２および後部構造４０２はコネクタ（ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）６０２によって機械的および電気的に結合されている。コネクタ６０２は筒体の左右両側に設けられている。コネクタ６０２の結合を解くことにより、筒体を前後に分離することができる。両側のコネクタ６０２のうちの一方は電気的接続手段を有するヒンジで置き換えても良い。その場合はヒンジを中心として扉のように横に開閉可能となる。
【００３８】
前部構造２０２および後部構造４０２は、下部にそれぞれ前スカート（ｓｋｉｒｔ）部２０４および後スカート部４０４を有する。前スカート部２０４および後スカート部４０４は、上部Ｔスパインに相当する部位を撮影対象３００の前後から挟む構成となっている。なお、上部Ｔスパインまでを撮影範囲にしない場合は、これらスカート部は不要である。
【００３９】
前部構造２０２における前スカート部２０４の取り付け部はヒンジ（ｈｉｎｇｅ）２０６となっている。これにより、撮影対象３００の体格に合わせて前スカート部２０４と後スカート部４０４の間の距離を調節することが可能である。
【００４０】
ヒンジ２０６は後述の８の字コイルの接続を維持する電気的接続手段を有する。この種のヒンジ２０６としては、例えばノート（ｎｏｔｅ）型のパーソナルコンピュータ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）において、ディスプレイ（ｄｉｓｐｌａｙ）と本体との機械的および電気的接続に用いられるヒンジと同様なものが用いられる。
【００４１】
前部構造２０２は撮影対象３００の眼に相当する部分に眼部開口２０８を有する。また、口から顎に相当する部分に顎部開口２１０を有する。眼部開口２０８および顎部開口２１０は正面を向いた開口である。眼部開口２０８は撮影対象３００の眼前を開放する。顎部開口２１０は撮影対象３００の口および顎の前を開放する。
【００４２】
前部構造２０２は、眼部開口２０８と顎部開口２１０の間が前方に張り出している。内面も同様になっている。この張り出しは撮影対象３００の鼻部の隆起に対応している。眼部開口２０８の上部はとくに前に張り出すことなく、概ね撮影対象３００の額部に沿った弧を描く。内面も同様である。
【００４３】
受信コイル部１１０に撮影対象３００を収容するに当たっては、先ず前部構造２０２を取り外し、この状態で後部構造４０２に撮影対象３００の後頭部および後頚部を入れ、次に正面から前部構造２０２を後部構造４０２に取り付ける。片側がヒンジである場合は前部構造２０２を横に開閉して撮影対象３００を出し入れする。
【００４４】
図３に、受信コイル部１１０が有するコイルループの模式的構成および配列を斜視図によって示す。同図においてｘ，ｙ，ｚはそれぞれ撮影対象３００の左右方向、前後方向および上下方向である。
【００４５】
同図に示すように、受信コイル部１１０は、額部コイル８０２、鼻部コイル８０４、頚部コイル８０６、サドルコイル（ｓａｄｄｌｅ ｃｏｉｌ）８０８および８の字コイル８１０を有する。額部コイル８０２、鼻部コイル８０４、頚部コイル８０６およびサドルコイル８０８は、受信コイル部１１０の筒体の本体側に設けられる。８の字コイル８１０は筒体の下部の前スカート部２０４および後スカート部４０４に設けられる。これらコイルはいずれも図示しないコネクタを有し前後方向に分割可能となっている。なお、額部コイル８０２および鼻部コイル８０４をそれぞれ単一のループで示したが、適宜の複数個のループとして良い。また、上部Ｔスパインまでを撮影範囲にしない場合は、８の字コイルは不要である。
【００４６】
額部コイル８０２は、本発明における第１のコイルループの実施の形態の一例である。鼻部コイル８０４は、本発明における第２のコイルループの実施の形態の一例である。頚部コイル８０６は、本発明における第３のコイルループの実施の形態の一例である。サドルコイル８０８は、本発明における第４のコイルループの実施の形態の一例である。８の字コイル８１０は、本発明における第５のコイルループの実施の形態の一例である。
【００４７】
額部コイル８０２、鼻部コイル８０４および頚部コイル８０６はいずれもソレノイドコイル（ｓｏｌｅｎｏｉｄ ｃｏｉｌ）であり、ｚ方向に所定の間隔で配置されている。これらのコイルの主感度方向はｚ方向である。これらコイルは、次のような回路構成により実質的に電磁的なカップリング（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）が無いいわゆるフェーズドアレイコイル（ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ｃｏｉｌ）となっている。
【００４８】
図４に、フェーズドアレイコイルを構成する単位コイルの電気回路を示す。同図に示すように、単位コイルはキャパシタ３０２と導体３０４の直列接続によって構成される。キャパシタ３０２の両端には、単位コイルが受信した磁気共鳴信号を増幅するプリアンプ３０６の入力回路がインダクタ３０８を通じて接続されている。プリアンプ３０６としては入力回路のインピーダンスが十分に低い増幅器、すなわち、低入力インピーダンス増幅器が用いられる。キャパシタ３０２、プリアンプ３０６およびインダクタ３０８は後部構造４０２側に配置される。
【００４９】
このような単位コイルでは、プリアンプ３０６が低入力インピーダンス増幅器であることにより、実質的にキャパシタ３０２とインダクタ３０８によるＬＣ並列回路が形成される。ここで、ＬＣ並列回路の共振周波数は磁気共鳴信号の周波数と一致するように選ばれている。このため、磁気共鳴信号の受信時にはＬＣ並列回路が共振し、それによる高インピーダンスにより、単位コイルは実質的に開ループ状態となる。
【００５０】
額部コイル８０２、鼻部コイル８０４および頚部コイル８０６をいずれもこのような構成にすることにより、カップリングしないものとなり、それぞれ独立に存在するのと等価になる。サドルコイル８０８および８の字コイル８１０も電気回路の基本的構成はこれと共通である。
【００５１】
額部コイル８０２は、額部において撮影対象３００の頭部を取り巻く位置に設けられる。額部コイル８０２は図示の便宜上単一のコイルループとして示すが、複数のコイルループであって良い。
【００５２】
額部コイル８０２のループの長さは、額部での撮影対象３００の頭部の周囲長をやや上回るものとする。そしてまた、例えば、撮影対象となり得る成人の大多数に通用する長さとする。
【００５３】
鼻部コイル８０４は、鼻部において撮影対象３００の頭部を取り巻く位置に設けられる。鼻部コイル８０４は図示の便宜上単一のコイルループとして示すが、複数のコイルループであって良い。鼻部コイル８０４は鼻部の隆起に対応してｙ方向に張り出したループをなす。
【００５４】
ループの長さは、鼻部での撮影対象３００の頭部の周囲長をやや上回るものとする。かつまた、例えば、撮影対象となり得る成人の大多数に通用する長さとする。
【００５５】
頚部コイル８０６は撮影対象３００の頚部を取り巻く位置に設けられる。頚部コイル８０６は図示の便宜上単一のコイルループとして示すが、複数のコイルループであって良い。ループの長さは、頚部の周囲長をやや上回るものとする。それはまた、例えば、撮影対象となり得る成人の大多数の体格に通用する長さとする。
【００５６】
このように、受信コイル部１１０では、額部コイル８０２、鼻部コイル８０４および頚部コイル８０６が、それぞれの撮影部位に相応する形状および長さを有する。とくに、額部コイル８０２は、鼻部を避けるための張り出しが不要な分だけ、鼻部コイル８０４よりもループ長を短くすることができる。このため、ループと頭表の距離を縮めることができ、ＳＮＲの良い信号受信を行うことができる。頚部コイル８０６についても同様である。
【００５７】
サドルコイル８０８は、額部コイル８０２および鼻部コイル８０４の左右に設けられる。サドルコイル８０８の主感度方向はｘ方向であり、額部コイル８０２および鼻部コイル８０４の主感度方向とは直交する。このため、額部コイル８０２および鼻部コイル８０４とはカップリングしない。
【００５８】
額部コイル８０２および鼻部コイル８０４の受信信号とサドルコイル８０８の受信信号とをベクトル（ｖｅｃｔｏｒ）合成することにより、いわゆるクオドラチャ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）受信を行う。これによりＳＮＲをさらに向上させることができる。なお、サドルコイル８０８は場合によっては省略可能である。
【００５９】
８の字コイル８１０は上部Ｔスパインに相当する部分において撮影対象３００を前後から挟むように配置される。主感度方向はｘ方向である。このため、頚部コイル８０６とカップリングしない。
【００６０】
８の字コイル８１０の前側の部分は前スカート部２０４に設けられる。８の字コイル８１０の後側の部分は後スカート部４０４に設けられる。前側部分と後側部分は、ヒンジ２０６が有する電気的接続手段を通じて接続される。前側部分と後側部分を繋ぐ電気経路は筒体の下部に設けられる。
【００６１】
図５に、受信コイル部１１０の他の構成を模式的に示す。図２および図３に示したものと同様な部分は同一の符号を付して説明を省略する。同図に示す前部構造２０２は、撮影対象３００の顔面と対向する部分が、額部コイル８０２、鼻部コイル８０４およびサドルコイル８０８を骨組みとする籠を構成するようにモールドされたものとなっている。なお、額部コイル８０２および鼻部コイル８０４は２つずつのコイルループからなる。
【００６２】
これによって、各コイルが存在するところ以外は全て開口となるので、開放感が大きく向上する。なお、サドルコイル８０８を省略した場合は、代わりに上下方向の骨組みとなる部材を別に設けてモールドする。
【００６３】
本装置の動作を説明する。本装置の動作は制御部１６０による制御の下で進行する。図６に、磁気共鳴撮影に用いるパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、スピンエコー（ＳＥ：ｓｐｉｎ ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００６４】
すなわち、（１）はＳＥ法におけるＲＦ励起用の９０°パルスおよび１８０°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、９０°パルスおよび１８０°パルスはそれぞれ中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００６５】
同図に示すように、９０°パルスによりスピンの９０°励起が行われる。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。９０°励起から所定の時間後に、１８０°パルスによる１８０°励起すなわちスピン反転が行われる。このときもスライス勾配Ｇｓが印加され、同じスライスについての選択的反転が行われる。
【００６６】
９０°励起とスピン反転の間の期間に、リードアウト勾配Ｇｒおよびフェーズエンコード勾配Ｇｐが印加される。リードアウト勾配Ｇｒによりスピンのディフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）が行われる。フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。
【００６７】
スピン反転後、リードアウト勾配Ｇｒでスピンをリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）してスピンエコーＭＲを発生させる。スピンエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。中心エコーは９０°励起からＴＥ（ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ）後に生じる。スピンエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータ（ｖｉｅｗ ｄａｔａ）として収集される。このようなパスルシーケンスが周期ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）で６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００６８】
磁気共鳴撮影用パルスシーケンスの他の例を図７に示す。このパルスシーケンスは、グラディエントエコー（ＧＲＥ：ｇｒａｄｉｅｎｔ ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００６９】
すなわち、（１）はＧＲＥ法におけるＲＦ励起用のα°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、α°パルスは中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００７０】
同図に示すように、α°パルスによりスピンのα°励起が行われる。αは９０以下である。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。
【００７１】
α°励起後、フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、リードアウト勾配Ｇｒにより先ずスピンをディフェーズし、次いでスピンをリフェーズして、グラディエントエコーＭＲを発生させる。グラディエントエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。中心エコーはα°励起からＴＥ後に生じる。
【００７２】
グラディエントエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータとして収集される。このようなパスルシーケンスが周期ＴＲで６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００７３】
図６または図７のパルスシーケンスによって得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。なお、パルスシーケンスはＳＥ法またはＧＲＥ法に限るものではなく、例えばファーストスピンエコー（ＦＳＥ：ｆａｓｔｓｐｉｎ ｅｃｈｏ）法等、他の適宜の技法のものであって良いのはいうまでもない。
【００７４】
データ処理部１７０は、ビューデータを２次元逆フーリエ変換して撮影対象３００の断層像を再構成する。受信コイル部１１０が頭頂から上部Ｔスパインまでを有効感度範囲内に含むので、頭部を関連するスパインとともに感度良く撮影した高品質の再構成画像を得ることができる。再構成画像は表示部１８０により可視像として表示される。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、頭部および頚部を効果的に撮影するためのＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いる磁気共鳴信号測定装置、および、そのような磁気共鳴信号測定装置を用いる磁気共鳴撮影装置を実現することができる。
【００７６】
また、頭頂から上部Ｔスパインまでを効果的に撮影するためのＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いる磁気共鳴信号測定装置、および、そのような磁気共鳴信号測定装置を用いる磁気共鳴撮影装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】図１に示した装置における受信コイル部の外観を示す模式図である。
【図３】図２に示した受信コイル部におけるコイル配置を示す模式図である。
【図４】図３に示したコイルの回路図である。
【図５】図１に示した装置における受信コイル部の外観を示す模式図である。
【図６】図１に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図７】図１に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【符号の説明】
１００ マグネットシステム
１０２ 主磁場マグネット部
１０６ 勾配コイル部
１０８ ＲＦコイル部
１１０ 受信コイル部
１３０ 勾配駆動部
１４０ ＲＦ駆動部
１５０ データ収集部
１６０ 制御部
１７０ データ処理部
１８０ 表示部
１９０ 操作部
３００ 撮影対象
５００ クレードル
２０２ 前部構造
４０４ 後部構造
２０４ 前スカート部
４０４ 後スカート部
２０６ ヒンジ
２０８ 眼部開口
２１０ 顎部開口
６０２ コネクタ
８０２ 額部コイル
８０４ 鼻部コイル
８０６ 頚部コイル
８０８ サドルコイル
８１０ ８の字コイル
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＲＦコイル（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｉｌ）、磁気共鳴信号測定装置および磁気共鳴撮影装置に関し、特に、撮影対象に近接してその周りを囲むＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いる磁気共鳴信号測定装置、および、そのような磁気共鳴信号測定装置を用いる磁気共鳴撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴撮影（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置では、撮影対象に近接してＲＦコイルを設置し、撮影部位にできるだけ近い位置で磁気共鳴信号を測定して信号のＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）を良くするようにしている。
【０００３】
すなわち、頭部、頚部脊髄（Ｃスパイン：ｃｅｒｖｉｃａｌ ｓｐｉｎｅ）、胸部脊髄（Ｔスパイン：ｔｈｏｒａｃｉｃ ｓｐｉｎｅ）、腰部脊髄（Ｌスパイン：ｌｕｍｂａｒ ｓｐｉｎｅ）等を撮影するために、それぞれ、撮影部位の形状や大きさに適合した専用のＲＦコイルを用いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
頭部撮影においては、関連する部分を同時に撮影するために、頭頂と頚部を撮影範囲とする一体型のＲＦコイルが用いことが好ましいが、この部分は、径を異にする頭部および頚部が連続している部分なので、ＲＦコイルの径を統一しようとすると頭部の径に合わせることになり、頚部に関してはＳＮＲの良い信号受信を行うことができない。また、この場合、ＲＦコイルは鼻がぶつからないものにしなければならないので、その径は頭部の実質的な径に対して余裕があり過ぎるものとなり、必ずしもＳＮＲは高くない。
【０００５】
また、頭頂から上部Ｔスパインまでの撮影範囲を受け持つ一体型のＲＦコイルとする場合は、径をあえて統一しようとすると胸部の径に合わせることになり、頭部や頚部に関してはＳＮＲの良い信号受信を行うことができない。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、頭部および頚部を効果的に撮影するためのＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いる磁気共鳴信号測定装置、および、そのような磁気共鳴信号測定装置を用いる磁気共鳴撮影装置を実現することである。
【０００７】
また、頭頂から上部Ｔスパインまでを効果的に撮影するためのＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いる磁気共鳴信号測定装置、および、そのような磁気共鳴信号測定装置を用いる磁気共鳴撮影装置を実現することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するための１つの観点での発明は、概ね額から上の部分において撮影対象の頭部を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第１のコイルループと、概ね鼻の部分において撮影対象の前方に張り出して撮影対象の頭部を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第２のコイルループと、撮影対象の頚部分を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第３のコイルループとを具備することを特徴とするＲＦコイルである。
【０００９】
この観点での発明では、額部、鼻部および頚部にそれぞれ合わせた径を持つ３種類のコイルループを用い、それらを撮影対象の前後方向に分割可能にした。これによって、ＲＦコイルは径を異にする額部、鼻部および頚部に適合しかつそれらを受容可能なものとなる。
【００１０】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮影対象の頭部の両横において前記第１のコイルループおよび第２のコイルループと実質的にそれぞれ直交し撮影対象の前後方向に分割可能な第４のコイルループを有することを特徴とする（１）に記載のＲＦコイルである。
【００１１】
この観点での発明では、頭部の両横にもコイルループを設けたので、ＲＦコイルは、頭部についてクオドラチャ方式による信号受信が可能なものとなる。
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記各コイルループがプラスチックモールドにより前記分割の一方側と他方側においてそれぞれ一体化されたことを特徴とする（１）または（２）に記載のＲＦコイルである。
【００１２】
この観点での発明では、プラスチックモールドにより各コイルループが分割の一方と他方においてそれぞれ一体化され、撮影対象の出し入れが容易になる。
（４）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記分割による前半分は撮影対象の眼部に相当する部分および顎部に相当する部分がそれぞれ開口していることを特徴とする（３）に記載のＲＦコイルである。
【００１３】
この観点での発明では、眼部に相当する部分の開口により撮影対象の閉塞感を緩和する。また、顎部に相当する部分を開口させて顎部の邪魔にならないようにする。
【００１４】
（５）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記分割による前半分が前記各コイルループを骨組みとする籠状にモールドされたことを特徴とする（３）または（４）に記載のＲＦコイルである。
【００１５】
この観点での発明では、ＲＦコイルの前半分が骨組みだけとなり、ＲＦコイルの開放感が増す。
（６）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮影対象の肩越しに胸部の前と背部の後ろを通り撮影対象の前後方向に分割可能な第５のコイルループを有することを特徴とする（１）ないし（５）のうちのいずれか１つに記載のＲＦコイルである。
【００１６】
この観点での発明では、第５のコイルループを設けることにより上部Ｔスパインまで撮影範囲とすることができる。
（７）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記第５のコイルループは前記胸部の前を通る部分と前記背部の後ろを通る部分の対向距離が調節可能であることを特徴とする（６）に記載のＲＦコイルである。
【００１７】
この観点での発明では、第５のコイルループの前部と後部の間隔が調節可能なので、胸部の厚みが異なる撮影対象に適応可能となる。
（８）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記胸部の前を通る部分は撮影対象の頚部に近い部分がヒンジになっていることを特徴とする（７）に記載のＲＦコイルである。
【００１８】
この観点での発明では、ヒンジにより間隔調節が容易になる。
（９）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、概ね額から上の部分において撮影対象の頭部を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第１のコイルループと、概ね鼻の部分において撮影対象の前方に張り出して撮影対象の頭部を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第２のコイルループと、撮影対象の頚部分を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第３のコイルループと、前記各コイルループに接続された磁気共鳴信号測定手段とを具備することを特徴とする磁気共鳴信号測定装置である。
【００１９】
この観点での発明では、額部、鼻部および頚部にそれぞれ合わせた径を持つ３種類のコイルループを用い、それらを撮影対象の前後方向に分割可能にした。これによって、ＲＦコイルは、径を異にする額部、鼻部および頚部に適合しかつそれらを受容可能なものとなり、このようなＲＦコイルにより磁気共鳴信号をＳＮＲ良く測定することができる。
【００２０】
（１０）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮影対象を収容した空間に静磁場を形成する静磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記空間に高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、概ね額から上の部分において撮影対象の頭部を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第１のコイルループと、概ね鼻の部分において撮影対象の前方に張り出して撮影対象の頭部を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第２のコイルループと、撮影対象の頚部分を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第３のコイルループと、前記各コイルループに接続された磁気共鳴信号測定手段と、前記磁気共鳴信号測定手段で測定した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段とを具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【００２１】
この観点での発明では、額部、鼻部および頚部にそれぞれ合わせた径を持つ３種類のコイルループを用い、それらを撮影対象の前後方向に分割可能にした。これによって、ＲＦコイルは、径を異にする額部、鼻部および頚部に適合しかつそれらを受容可能なものとなる。このようなＲＦコイルにより磁気共鳴信号をＳＮＲ良く測定することができ、測定信号に基づいて高品質の画像を生成することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮影装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００２３】
図１に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場マグネット部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８を有する。これら主磁場マグネット部１０２および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する１対のものからなる。また、いずれも概ね円盤状の外形を有し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステム１００の内部空間に、撮影対象３００がクレードル５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００２４】
クレードル５００には受信コイル部１１０が設けられている。受信コイル部１１０は概ね円筒型の形状を有し、クレードル５００の上面に設置されている。撮影対象３００は、受信コイル部１１０の筒内に頭部を入れて仰臥する姿勢で搭載される。
【００２５】
受信コイル部１１０は、本発明のＲＦコイルの実施の形態の一例である。本コイルの構成によって本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。受信コイル部１１０については後にあらためて説明する。
【００２６】
主磁場マグネット部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２は、本発明における静磁場形成手段の実施の形態の一例である。静磁場の方向は撮影対象３００の体軸方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２は例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【００２７】
勾配コイル部１０６は静磁場強度に勾配を持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場は、スライス（ｓｌｉｃｅ）勾配磁場、リードアウト（ｒｅａｄ ｏｕｔ）勾配磁場およびフェーズエンコード（ｐｈａｓｅ ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場の３種であり、これら３種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００２８】
ＲＦコイル部１０８は静磁場空間に撮影対象３００の体内のスピンを励起するためのＲＦ励起信号を送信する。受信コイル部１１０は、励起されたスピンが生じる磁気共鳴信号を受信する。
【００２９】
勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配コイル部１０６および勾配駆動部１３０からなる部分は、本発明における勾配磁場形成手段の実施の形態の一例である。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応する図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００３０】
ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦ励起信号を送信し、撮影対象３００の体内のスピンを励起する。ＲＦコイル部１０８およびＲＦ駆動部１４０からなる部分は、本発明における高周波磁場形成手段の実施の形態の一例である。
【００３１】
受信コイル部１１０にはデータ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は受信コイル部１１０が受信した受信信号を取り込み、それをディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｄａｔａ）として収集する。
【００３２】
受信コイル部１１０およびデータ収集部１５０からなる部分は、本発明の磁気共鳴信号測定装置の実施の形態の一例である。本測定装置の構成によって本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。データ収集部１５０は、本発明における磁気共鳴信号測定手段の実施の形態の一例である。
【００３３】
勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０には制御部１６０が接続されている。制御部１６０は、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御する。
【００３４】
データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ処理部１７０は、データ収集部１５０から取り込んだデータを図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）に記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。データ空間は２次元フーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間を構成する。データ処理部１７０は、これら２次元フーリエ空間のデータを２次元逆フーリエ変換して撮影対象３００の画像を再構成する。データ処理部１７０は、本発明における画像生成手段の実施の形態の一例である。
【００３５】
データ処理部１７０は制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０は制御部１６０の上位にあってそれを統括する。データ処理部１７０には、表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、操作者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。
【００３６】
図２に、受信コイル部１１０の模式的構成を撮影対象３００を収容した状態で示す。同図の（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図である。同図に示すように、受信コイル部１１０は、撮影対象３００の頭部および頚部を収容する筒体をなす。この筒体は後述のコイルループをモールド（ｍｏｌｄ）したプラスチック（ｐｌａｓｔｉｃｓ）等の非磁性材料で構成される。この受信コイル部１１０おいて、撮影対象３００の頭頂側を上といい頚側を下という。また、撮影対象３００の顔面側を前といい、後頭部側を後という。また、撮影対象３００から見た左右を受信コイル部１１０の左右という。
【００３７】
受信コイル部１１０は前部構造２０２および後部構造４０２からなる。前部構造２０２および後部構造４０２はコネクタ（ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）６０２によって機械的および電気的に結合されている。コネクタ６０２は筒体の左右両側に設けられている。コネクタ６０２の結合を解くことにより、筒体を前後に分離することができる。両側のコネクタ６０２のうちの一方は電気的接続手段を有するヒンジで置き換えても良い。その場合はヒンジを中心として扉のように横に開閉可能となる。
【００３８】
前部構造２０２および後部構造４０２は、下部にそれぞれ前スカート（ｓｋｉｒｔ）部２０４および後スカート部４０４を有する。前スカート部２０４および後スカート部４０４は、上部Ｔスパインに相当する部位を撮影対象３００の前後から挟む構成となっている。なお、上部Ｔスパインまでを撮影範囲にしない場合は、これらスカート部は不要である。
【００３９】
前部構造２０２における前スカート部２０４の取り付け部はヒンジ（ｈｉｎｇｅ）２０６となっている。これにより、撮影対象３００の体格に合わせて前スカート部２０４と後スカート部４０４の間の距離を調節することが可能である。
【００４０】
ヒンジ２０６は後述の８の字コイルの接続を維持する電気的接続手段を有する。この種のヒンジ２０６としては、例えばノート（ｎｏｔｅ）型のパーソナルコンピュータ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）において、ディスプレイ（ｄｉｓｐｌａｙ）と本体との機械的および電気的接続に用いられるヒンジと同様なものが用いられる。
【００４１】
前部構造２０２は撮影対象３００の眼に相当する部分に眼部開口２０８を有する。また、口から顎に相当する部分に顎部開口２１０を有する。眼部開口２０８および顎部開口２１０は正面を向いた開口である。眼部開口２０８は撮影対象３００の眼前を開放する。顎部開口２１０は撮影対象３００の口および顎の前を開放する。
【００４２】
前部構造２０２は、眼部開口２０８と顎部開口２１０の間が前方に張り出している。内面も同様になっている。この張り出しは撮影対象３００の鼻部の隆起に対応している。眼部開口２０８の上部はとくに前に張り出すことなく、概ね撮影対象３００の額部に沿った弧を描く。内面も同様である。
【００４３】
受信コイル部１１０に撮影対象３００を収容するに当たっては、先ず前部構造２０２を取り外し、この状態で後部構造４０２に撮影対象３００の後頭部および後頚部を入れ、次に正面から前部構造２０２を後部構造４０２に取り付ける。片側がヒンジである場合は前部構造２０２を横に開閉して撮影対象３００を出し入れする。
【００４４】
図３に、受信コイル部１１０が有するコイルループの模式的構成および配列を斜視図によって示す。同図においてｘ，ｙ，ｚはそれぞれ撮影対象３００の左右方向、前後方向および上下方向である。
【００４５】
同図に示すように、受信コイル部１１０は、額部コイル８０２、鼻部コイル８０４、頚部コイル８０６、サドルコイル（ｓａｄｄｌｅ ｃｏｉｌ）８０８および８の字コイル８１０を有する。額部コイル８０２、鼻部コイル８０４、頚部コイル８０６およびサドルコイル８０８は、受信コイル部１１０の筒体の本体側に設けられる。８の字コイル８１０は筒体の下部の前スカート部２０４および後スカート部４０４に設けられる。これらコイルはいずれも図示しないコネクタを有し前後方向に分割可能となっている。なお、額部コイル８０２および鼻部コイル８０４をそれぞれ単一のループで示したが、適宜の複数個のループとして良い。また、上部Ｔスパインまでを撮影範囲にしない場合は、８の字コイルは不要である。
【００４６】
額部コイル８０２は、本発明における第１のコイルループの実施の形態の一例である。鼻部コイル８０４は、本発明における第２のコイルループの実施の形態の一例である。頚部コイル８０６は、本発明における第３のコイルループの実施の形態の一例である。サドルコイル８０８は、本発明における第４のコイルループの実施の形態の一例である。８の字コイル８１０は、本発明における第５のコイルループの実施の形態の一例である。
【００４７】
額部コイル８０２、鼻部コイル８０４および頚部コイル８０６はいずれもソレノイドコイル（ｓｏｌｅｎｏｉｄ ｃｏｉｌ）であり、ｚ方向に所定の間隔で配置されている。これらのコイルの主感度方向はｚ方向である。これらコイルは、次のような回路構成により実質的に電磁的なカップリング（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）が無いいわゆるフェーズドアレイコイル（ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ｃｏｉｌ）となっている。
【００４８】
図４に、フェーズドアレイコイルを構成する単位コイルの電気回路を示す。同図に示すように、単位コイルはキャパシタ３０２と導体３０４の直列接続によって構成される。キャパシタ３０２の両端には、単位コイルが受信した磁気共鳴信号を増幅するプリアンプ３０６の入力回路がインダクタ３０８を通じて接続されている。プリアンプ３０６としては入力回路のインピーダンスが十分に低い増幅器、すなわち、低入力インピーダンス増幅器が用いられる。キャパシタ３０２、プリアンプ３０６およびインダクタ３０８は後部構造４０２側に配置される。
【００４９】
このような単位コイルでは、プリアンプ３０６が低入力インピーダンス増幅器であることにより、実質的にキャパシタ３０２とインダクタ３０８によるＬＣ並列回路が形成される。ここで、ＬＣ並列回路の共振周波数は磁気共鳴信号の周波数と一致するように選ばれている。このため、磁気共鳴信号の受信時にはＬＣ並列回路が共振し、それによる高インピーダンスにより、単位コイルは実質的に開ループ状態となる。
【００５０】
額部コイル８０２、鼻部コイル８０４および頚部コイル８０６をいずれもこのような構成にすることにより、カップリングしないものとなり、それぞれ独立に存在するのと等価になる。サドルコイル８０８および８の字コイル８１０も電気回路の基本的構成はこれと共通である。
【００５１】
額部コイル８０２は、額部において撮影対象３００の頭部を取り巻く位置に設けられる。額部コイル８０２は図示の便宜上単一のコイルループとして示すが、複数のコイルループであって良い。
【００５２】
額部コイル８０２のループの長さは、額部での撮影対象３００の頭部の周囲長をやや上回るものとする。そしてまた、例えば、撮影対象となり得る成人の大多数に通用する長さとする。
【００５３】
鼻部コイル８０４は、鼻部において撮影対象３００の頭部を取り巻く位置に設けられる。鼻部コイル８０４は図示の便宜上単一のコイルループとして示すが、複数のコイルループであって良い。鼻部コイル８０４は鼻部の隆起に対応してｙ方向に張り出したループをなす。
【００５４】
ループの長さは、鼻部での撮影対象３００の頭部の周囲長をやや上回るものとする。かつまた、例えば、撮影対象となり得る成人の大多数に通用する長さとする。
【００５５】
頚部コイル８０６は撮影対象３００の頚部を取り巻く位置に設けられる。頚部コイル８０６は図示の便宜上単一のコイルループとして示すが、複数のコイルループであって良い。ループの長さは、頚部の周囲長をやや上回るものとする。それはまた、例えば、撮影対象となり得る成人の大多数の体格に通用する長さとする。
【００５６】
このように、受信コイル部１１０では、額部コイル８０２、鼻部コイル８０４および頚部コイル８０６が、それぞれの撮影部位に相応する形状および長さを有する。とくに、額部コイル８０２は、鼻部を避けるための張り出しが不要な分だけ、鼻部コイル８０４よりもループ長を短くすることができる。このため、ループと頭表の距離を縮めることができ、ＳＮＲの良い信号受信を行うことができる。頚部コイル８０６についても同様である。
【００５７】
サドルコイル８０８は、額部コイル８０２および鼻部コイル８０４の左右に設けられる。サドルコイル８０８の主感度方向はｘ方向であり、額部コイル８０２および鼻部コイル８０４の主感度方向とは直交する。このため、額部コイル８０２および鼻部コイル８０４とはカップリングしない。
【００５８】
額部コイル８０２および鼻部コイル８０４の受信信号とサドルコイル８０８の受信信号とをベクトル（ｖｅｃｔｏｒ）合成することにより、いわゆるクオドラチャ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）受信を行う。これによりＳＮＲをさらに向上させることができる。なお、サドルコイル８０８は場合によっては省略可能である。
【００５９】
８の字コイル８１０は上部Ｔスパインに相当する部分において撮影対象３００を前後から挟むように配置される。主感度方向はｘ方向である。このため、頚部コイル８０６とカップリングしない。
【００６０】
８の字コイル８１０の前側の部分は前スカート部２０４に設けられる。８の字コイル８１０の後側の部分は後スカート部４０４に設けられる。前側部分と後側部分は、ヒンジ２０６が有する電気的接続手段を通じて接続される。前側部分と後側部分を繋ぐ電気経路は筒体の下部に設けられる。
【００６１】
図５に、受信コイル部１１０の他の構成を模式的に示す。図２および図３に示したものと同様な部分は同一の符号を付して説明を省略する。同図に示す前部構造２０２は、撮影対象３００の顔面と対向する部分が、額部コイル８０２、鼻部コイル８０４およびサドルコイル８０８を骨組みとする籠を構成するようにモールドされたものとなっている。なお、額部コイル８０２および鼻部コイル８０４は２つずつのコイルループからなる。
【００６２】
これによって、各コイルが存在するところ以外は全て開口となるので、開放感が大きく向上する。なお、サドルコイル８０８を省略した場合は、代わりに上下方向の骨組みとなる部材を別に設けてモールドする。
【００６３】
本装置の動作を説明する。本装置の動作は制御部１６０による制御の下で進行する。図６に、磁気共鳴撮影に用いるパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、スピンエコー（ＳＥ：ｓｐｉｎ ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００６４】
すなわち、（１）はＳＥ法におけるＲＦ励起用の９０°パルスおよび１８０°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、９０°パルスおよび１８０°パルスはそれぞれ中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００６５】
同図に示すように、９０°パルスによりスピンの９０°励起が行われる。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。９０°励起から所定の時間後に、１８０°パルスによる１８０°励起すなわちスピン反転が行われる。このときもスライス勾配Ｇｓが印加され、同じスライスについての選択的反転が行われる。
【００６６】
９０°励起とスピン反転の間の期間に、リードアウト勾配Ｇｒおよびフェーズエンコード勾配Ｇｐが印加される。リードアウト勾配Ｇｒによりスピンのディフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）が行われる。フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。
【００６７】
スピン反転後、リードアウト勾配Ｇｒでスピンをリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）してスピンエコーＭＲを発生させる。スピンエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。中心エコーは９０°励起からＴＥ（ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ）後に生じる。スピンエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータ（ｖｉｅｗ ｄａｔａ）として収集される。このようなパスルシーケンスが周期ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）で６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００６８】
磁気共鳴撮影用パルスシーケンスの他の例を図７に示す。このパルスシーケンスは、グラディエントエコー（ＧＲＥ：ｇｒａｄｉｅｎｔ ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００６９】
すなわち、（１）はＧＲＥ法におけるＲＦ励起用のα°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、α°パルスは中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００７０】
同図に示すように、α°パルスによりスピンのα°励起が行われる。αは９０以下である。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。
【００７１】
α°励起後、フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、リードアウト勾配Ｇｒにより先ずスピンをディフェーズし、次いでスピンをリフェーズして、グラディエントエコーＭＲを発生させる。グラディエントエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。中心エコーはα°励起からＴＥ後に生じる。
【００７２】
グラディエントエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータとして収集される。このようなパスルシーケンスが周期ＴＲで６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００７３】
図６または図７のパルスシーケンスによって得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。なお、パルスシーケンスはＳＥ法またはＧＲＥ法に限るものではなく、例えばファーストスピンエコー（ＦＳＥ：ｆａｓｔｓｐｉｎ ｅｃｈｏ）法等、他の適宜の技法のものであって良いのはいうまでもない。
【００７４】
データ処理部１７０は、ビューデータを２次元逆フーリエ変換して撮影対象３００の断層像を再構成する。受信コイル部１１０が頭頂から上部Ｔスパインまでを有効感度範囲内に含むので、頭部を関連するスパインとともに感度良く撮影した高品質の再構成画像を得ることができる。再構成画像は表示部１８０により可視像として表示される。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、頭部および頚部を効果的に撮影するためのＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いる磁気共鳴信号測定装置、および、そのような磁気共鳴信号測定装置を用いる磁気共鳴撮影装置を実現することができる。
【００７６】
また、頭頂から上部Ｔスパインまでを効果的に撮影するためのＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いる磁気共鳴信号測定装置、および、そのような磁気共鳴信号測定装置を用いる磁気共鳴撮影装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】図１に示した装置における受信コイル部の外観を示す模式図である。
【図３】図２に示した受信コイル部におけるコイル配置を示す模式図である。
【図４】図３に示したコイルの回路図である。
【図５】図１に示した装置における受信コイル部の外観を示す模式図である。
【図６】図１に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図７】図１に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【符号の説明】
１００ マグネットシステム
１０２ 主磁場マグネット部
１０６ 勾配コイル部
１０８ ＲＦコイル部
１１０ 受信コイル部
１３０ 勾配駆動部
１４０ ＲＦ駆動部
１５０ データ収集部
１６０ 制御部
１７０ データ処理部
１８０ 表示部
１９０ 操作部
３００ 撮影対象
５００ クレードル
２０２ 前部構造
４０４ 後部構造
２０４ 前スカート部
４０４ 後スカート部
２０６ ヒンジ
２０８ 眼部開口
２１０ 顎部開口
６０２ コネクタ
８０２ 額部コイル
８０４ 鼻部コイル
８０６ 頚部コイル
８０８ サドルコイル
８１０ ８の字コイル
Claims (10)
- 概ね額から上の部分において撮影対象の頭部を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第1のコイルループと、
概ね鼻の部分において撮影対象の前方に張り出して撮影対象の頭部を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第２のコイルループと、
撮影対象の頚部分を取り巻き撮影対象の前後方向に分割可能な第３コイルループと、
撮影対象の頭部の両横において前記第１のコイルループおよび前記第２のコイルループと実質的にそれぞれ直交し撮影対象の前後方向に分割可能な第４のコイルループと、
撮影対象の肩越しに胸部の前と背部の後ろを通り撮影対象の前後方向に分割可能であり、前記胸部の前で８の字コイルを形成するとともに前記背部の後ろで８の字コイルを形成しておりそれぞれの８の字コイルは互いに接続されている第５のコイルループを具備したことを特徴とするＲＦコイル。 - 前記第５のコイルループは、前記胸部の前を通る部分と前記背部の後ろを通る部分の対向距離が調節可能であることを特徴とする請求項１に記載のＲＦコイル。
- 前記胸部の前を通る部分において、撮影対象の頸部に近い部分がヒンジになっていることを特徴とする請求項２に記載のＲＦコイル。
- 前記第１のコイルループ及び前記第２のコイルループが受信した受信信号と前記第４のコイルループが受信した受信信号とをベクトル合成することによりクオドラチャ受信を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載のＲＦコイル。
- 前記第１のコイルループ、前記第２のコイルループ及び前記第３のコイルループが受信したそれぞれの受信信号を増幅するそれぞれのプリアンプは低入力インピーダンス増幅器であって、前記第１のコイルループ、前記第２のコイルループ及び前記第３のコイルループはフェーズドアレイコイルとなっていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載のＲＦコイル。
- 前記第１から前記第５のコイルループの５つのコイルループが、プラスチックモールドにより前記分割の一方側と他方側においてそれぞれ一体化されたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載のＲＦコイル。
- 前記分割による前半分において、撮影対象の眼部に相当する部分および顎部に相当する部分がそれぞれ開口していることを特徴とする請求項６に記載のＲＦコイル。
- 前記分割による前半分において、前記第１のコイルループ、前記第２のコイルループ及び前記第４のコイルループを骨組みとした籠状にモールドされた部分を有することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のＲＦコイル。
- 前記分割による前半分と前記分割による後ろ半分とは、コネクタにより結合されることを特徴とする請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載のＲＦコイル。
- 撮影対象を収容した空間に静磁場を形成する静磁場形成手段と、
前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、
前記空間に高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、
前記撮影対象の磁気共鳴信号を受信するＲＦコイルと、
前記ＲＦコイルで受信した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段とを具備する磁気共鳴撮影装置において、
前記ＲＦコイルは、請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載のＲＦコイルであることを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
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