JP3705996B2 - 磁気共鳴撮影装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＲＦコイル（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｉｌ）および磁気共鳴撮影装置に関し、特に、平面型のＲＦコイルおよびそのようなＲＦコイルを有す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、マグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）の内部空間すなわち静磁場を形成した空間に撮影する対象を搬入し、勾配磁場および高周波磁場を印加して対象内に磁気共鳴信号を発生させ、その受信信号に基づいて断層像を生成（再構成）する。
【０００３】
静磁場を発生するのに永久磁石を用いるマグネットシステムでは、互いに対向する１対の永久磁石の磁極面に近接して平面型のＲＦコイルを設け、このＲＦコイルによって高周波磁場の印加を行う。
【０００４】
平面型のＲＦコイルとしては、例えば図１０に示すような電流経路のパターン（ｐａｔｔｅｒｎ）を持つものが用いられる。同図に示すように、ＲＦコイルは１対のメインパス（ｍａｉｎ ｐａｓｓ）２６、および、それらメインパスをそこに流れる電流の方向が同じになるように直列に接続するリターンパス（ｒｅｔｕｒｎ ｐａｓｓ）２７を有する。
【０００５】
撮影空間における高周波磁場の強度分布を均一化するために、例えば図１１に示すように、メインパスを、並列接続した２つの電流経路２６ａ，２６ｂおよび２６ａ’，２６ｂ’でそれぞれ構成することが行われる。２つの電流経路２６ａ，２６ｂおよび２６ａ’，２６ｂ’所定の間隔を保って平行に配置される。
【０００６】
これら２つの電流経路２６ａ，２６ｂ（２６ａ’，２６ｂ’）に均等に、あるいは、適宜に比例配分した電流を流すことにより、高周波磁場の強度分布の均一化を図る。電流の比率は経路に挿入するキャパシタ（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）等回路部品の値を選ぶことによって調節される。
【０００７】
他の技法としては、例えば図１２に示すように、メインパス２６を幅広の導体で構成しそこを流れる分布電流によって高周波磁場を形成することが行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
回路部品は、一般に、その公称値に対して規格上許容される誤差を持つので、図１１に示した構成のＲＦコイルでは、誤差を補正しながら２つの電流経路の電流比率を正確に調節しなければならず、多大な作業工数を要する。また、図１２に示した構成のＲＦコイルでは、幅広の導体に勾配磁場による渦電流が流れるので勾配磁場特性が悪くなる。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、磁場強度を均一化することが容易なＲＦコイルおよびそのようなＲＦコイルを有する磁気共鳴撮影装置を実現することである。また、勾配磁場による渦電流が生じないＲＦコイルおよびそのようなＲＦコイルを有する磁気共鳴撮影装置を実現すること課題とする。
【００１０】
【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、平面上に互いに平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第１の電流経路群と、互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第１の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記平面上に配置された第２の電流経路群と、前記平面に沿って前記第１および第２の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第３の電流経路群と、を具備することを特徴とするＲＦコイルである。
【００１１】
この観点での発明では、第１および第２の電流経路群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続するので、全ての直線状の電気経路すなわちメインパスの電流は何ら調整することなく同一になる。このため、高周波磁場の均一性は直線状の電気経路の空間的配置によって一義的に定まる。
【００１２】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、第１の平面上に互いに平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第１の電流経路群と、互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第１の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第１の平面上に配置された第２の電流経路群と、前記第１の平面に沿って前記第１および第２の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第３の電流経路群と、空間を隔てて前記第１の平面と平行に対向する第２の平面上に前記第１の電流経路群の電流経路の方向と平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第４の電流経路群と、互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第４の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第２の平面上に配置された第５の電流経路群と、前記第２の平面に沿って前記第４および第５の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第６の電流経路群と、を具備することを特徴とするＲＦコイルである。
【００１３】
この観点での発明では、（１）に記載のＲＦコイルと同じ構成を持つ２つのＲＦコイルを空間を隔てて対向配置したので、両者の間の空間に合成高周波磁場を形成することができる。
【００１４】
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、第１の平面上に互いに平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第１の電流経路群と、互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第１の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第１の平面上に配置された第２の電流経路群と、前記第１の平面に沿って前記第１および第２の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第３の電流経路群と、前記第１の平面に近接して平行に対向する第３の平面上に前記第１の電流経路群の電流経路の方向とは垂直な方向に沿って互いに平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第７の電流経路群と、互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第７の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第３の平面上に配置された第８の電流経路群と、前記第３の平面に沿って前記第７および第８の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第９の電流経路群と、を具備することを特徴とするＲＦコイルである。
【００１５】
この観点での発明では、（１）に記載のＲＦコイルと同じ構成を持つ２つＲＦコイルをメインパス同士が互いに垂直になるように組み合わせたので、クワドラチャ方式により高周波磁場を形成することができる。
【００１６】
（４）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、第１の平面上に互いに平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第１の電流経路群と、互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第１の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第１の平面上に配置された第２の電流経路群と、前記第１の平面に沿って前記第１および第２の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第３の電流経路群と、前記第１の平面に近接して平行に対向する第３の平面上に前記第１の電流経路群の電流経路の方向とは垂直な方向に沿って互いに平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第７の電流経路群と、互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第７の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第３の平面上に配置された第８の電流経路群と、前記第３の平面に沿って前記第７および第８の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第９の電流経路群と、空間を隔てて前記第１の平面と平行に対向する第２の平面上に前記第１の電流経路群の電流経路の方向と平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第４の電流経路群と、互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第４の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第２の平面上に配置された第５の電流経路群と、前記第２の平面に沿って前記第４および第５の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第６の電流経路群と、前記第２の平面に近接して平行に対向する第４の平面上に前記第４の電流経路群の電流経路の方向とは垂直な方向に沿って互いに平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第１０の電流経路群と、互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第１０の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第４の平面上に配置された第１１の電流経路群と、前記第４の平面に沿って前記第１０および第１１の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第１２の電流経路群と、を具備することを特徴とするＲＦコイルである。
【００１７】
この観点での発明では、（３）に記載のＲＦコイルと同じ構成を持つ２つクワドラチャ方式のＲＦコイルを空間を隔てて対向配置したので、両者の間の空間に合成高周波磁場を形成することができる。
【００１８】
（５）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、静磁場、勾配磁場および高周波磁場を用いて獲得した磁気共鳴信号に基づいて画像を構成する磁気共鳴撮影装置であって、前記高周波磁場を発生するＲＦコイルとして、平面上に互いに平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第１の電流経路群と、互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第１の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記平面上に配置された第２の電流経路群と、前記平面に沿って前記第１および第２の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第３の電流経路群と、を有するＲＦコイル、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【００１９】
この観点での発明では、高周波磁場発生用のＲＦコイルとして、第１および第２の電流経路群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続し、全ての直線状の電気経路すなわちメインパスの電流は何ら調整することなく同一になるようにしたものを用いる。このため、高周波磁場の均一性は直線状の電気経路の空間的配置によって一義的に定まる。
【００２０】
（６）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、静磁場、勾配磁場および高周波磁場を用いて獲得した磁気共鳴信号に基づいて画像を構成する磁気共鳴撮影装置であって、前記高周波磁場を発生するＲＦコイルとして、第１の平面上に互いに平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第１の電流経路群と、互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第１の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第１の平面上に配置された第２の電流経路群と、前記第１の平面に沿って前記第１および第２の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第３の電流経路群と、空間を隔てて前記第１の平面と平行に対向する第２の平面上に前記第１の電流経路群の電流経路の方向と平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第４の電流経路群と、互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第４の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第２の平面上に配置された第５の電流経路群と、前記第２の平面に沿って前記第４および第５の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第６の電流経路群と、を有するＲＦコイル、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、高周波磁場発生用のＲＦコイルとして、（１）に記載のＲＦコイルと同じ構成を持つ２つのＲＦコイルを空間を隔てて対向配置したものを用いるので、両者の間の空間に合成高周波磁場を形成することができる。
【００２２】
（７）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、静磁場、勾配磁場および高周波磁場を用いて獲得した磁気共鳴信号に基づいて画像を構成する磁気共鳴撮影装置であって、前記高周波磁場を発生するＲＦコイルとして、第１の平面上に互いに平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第１の電流経路群と、互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第１の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第１の平面上に配置された第２の電流経路群と、前記第１の平面に沿って前記第１および第２の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第３の電流経路群と、前記第１の平面に近接して平行に対向する第３の平面上に前記第１の電流経路群の電流経路の方向とは垂直な方向に沿って互いに平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第７の電流経路群と、互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第７の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第３の平面上に配置された第８の電流経路群と、前記第３の平面に沿って前記第７および第８の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第９の電流経路群と、を有するＲＦコイル、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【００２３】
この観点での発明では、高周波磁場発生用のＲＦコイルとして、（１）に記載のＲＦコイルと同じ構成を持つ２つＲＦコイルをメインパス同士が互いに垂直になるように組み合わせたものを用いるので、クワドラチャ方式により高周波磁場を形成することができる。
【００２４】
（８）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、静磁場、勾配磁場および高周波磁場を用いて獲得した磁気共鳴信号に基づいて画像を構成する磁気共鳴撮影装置であって、前記高周波磁場を発生するＲＦコイルとして、第１の平面上に互いに平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第１の電流経路群と、互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第１の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第１の平面上に配置された第２の電流経路群と、前記第１の平面に沿って前記第１および第２の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第３の電流経路群と、前記第１の平面に近接して平行に対向する第３の平面上に前記第１の電流経路群の電流経路の方向とは垂直な方向に沿って互いに平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第７の電流経路群と、互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第７の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第３の平面上に配置された第８の電流経路群と、前記第３の平面に沿って前記第７および第８の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第９の電流経路群と、空間を隔てて前記第１の平面と平行に対向する第２の平面上に前記第１の電流経路群の電流経路の方向と平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第４の電流経路群と、互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第４の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第２の平面上に配置された第５の電流経路群と、前記第２の平面に沿って前記第４および第５の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第６の電流経路群と、前記第２の平面に近接して平行に対向する第４の平面上に前記第４の電流経路群の電流経路の方向とは垂直な方向に沿って互いに平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第１０の電流経路群と、互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第１０の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第４の平面上に配置された第１１の電流経路群と、前記第４の平面に沿って前記第１０および第１１の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第１２の電流経路群と、を有するＲＦコイル、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【００２５】
この観点での発明では、高周波磁場発生用のＲＦコイルとして、（３）に記載のＲＦコイルと同じ構成を持つ２つクワドラチャ方式のＲＦコイルを空間を隔てて対向配置したものを用いるので、両者の間の空間に合成高周波磁場を形成することができる。
【００２６】
【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。
【００２７】
図１に示すように、本装置はマグネットシステム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および送信コイル部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、いずれも概ね円板状の形状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（ボア：ｂｏｒｅ）に、対象３００がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）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。対象３００の撮影部位には受信コイル部１１０が装着されている。
【００２８】
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。静磁場の方向は概ね対象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。
【００２９】
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。
【００３０】
３系統の勾配コイルは、互いに直交する３方向において静磁場にそれぞれ勾配を付与するための３つの勾配磁場をそれぞれ発生する。３方向のうちの１つは静磁場の方向（垂直方向）であり、通常これをｚ方向とする。他の１つは水平方向であり、通常これをｙ方向とする。残りの１つはｚ，ｙ方向に垂直な方向であり、通常これをｘ方向とする。x方向は垂直面内でｚ方向に垂直であり、水平面内でｙ方向に垂直である。以下、ｘ，ｙ，ｚを勾配軸ともいう。
【００３１】
ｘ，ｙ，ｚはいずれもスライス勾配の軸とすることができる。いずれか１つをスライス勾配の軸としたとき、残り２つのうちの１つをフェーズエンコード勾配の軸とし、他をリードアウト勾配の軸とする。３系統の勾配コイルについては後にあらためて説明する。
【００３２】
送信コイル部１０８は静磁場空間に対象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。送信コイル部１０８は本発明のＲＦコイルの実施の形態の一例である。送信コイル部１０８の構成によって、本発明のＲＦコイルに関する実施の形態の一例が示される。送信コイル部１０８については後にあらためて説明する。
【００３３】
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して、図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００３４】
送信コイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０は送信コイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦ励起信号を送信し、対象３００の体内のスピンを励起する。
【００３５】
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。受信コイル部１１０にはデータ（ｄａｔａ）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、それをビューデータ（ｖｉｅｗ ｄａｔａ）として収集する。
【００３６】
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をそれぞれ制御して撮影を遂行する。
【００３７】
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、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等を用いて構成される。データ処理部１７０は図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）を有する。メモリはデータ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。本装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。
【００３８】
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メモリに記憶する。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−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−リエ空間のデータを２次元逆フ−リエ変換して対象３００の画像を生成（再構成）する。２次元フ−リエ空間をｋスペース（ｋ−ｓｐａｃｅ）ともいう。
【００３９】
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、また、表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。操作部１９０はポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００４０】
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。操作者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。
【００４１】
図２に、本装置で撮影を行うときのパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、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。
【００４２】
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およびグラディエントエコー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。
【００４３】
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。フリップアングル（ｆｌｉｐ ａｎｇｌｅ）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。
【００４４】
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（ｄｅｐｈａｓｅ）し、次いでスピンをリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）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の信号強度は、α°励起からエコータイム（ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ）ＴＥ後の時点で最大となる。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。
【００４５】
このようなパルスシーケンスが周期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、ｋスペースを埋める６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００４６】
磁気共鳴撮影用パルスシーケンスの他の例を図３に示す。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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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してスピンエコーＭＲを発生させる。スピンエコーＭＲの信号強度は、９０°励起からＴＥ後の時点で最大となる。スピンエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータとして収集される。このようなパルスシーケンスが周期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、ｋスペースを埋める６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００５１】
なお、撮影に用いるパルスシーケンスはＧＲＥ法またはＳＥ法に限るものではなく、例えば、ＦＳＥ（Ｆａｓｔ Ｓｐｉｎ Ｅｃｈｏ）法、ファーストリカバリＦＳＥ（Ｆａｓｔ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｆａｓｔ Ｓｐｉｎ Ｅｃｈｏ）法、エコープラナー・イメージング（ＥＰＩ：Ｅｃｈｏ Ｐｌａｎａｒ Ｉｍａｇｉｎｇ）等、他の適宜の技法のものであって良い。
【００５２】
データ処理部１７０は、ｋスペースのビューデータを２次元逆フ−リエ変換して対象３００の断層像を再構成する。再構成した画像はメモリに記憶し、また、表示部１８０で表示する。
【００５３】
図４に、送信コイル部１０８付近のマグネットシステム１００の構造を断面図により模式的に示す。同図において、Ｏは静磁場の中心すなわちマグネットセンター（ｍａｇｎｅｔ ｃｅｎｔｅｒ）であり、ｘ，ｙ，ｚは前述した３方向である。
【００５４】
マグネットセンターＯを中心とする半径Ｒの球形領域ＳＶ（ｓｐｈｅｒｉｃ ｖｏｌｕｍｅ）が撮影領域であり、マグネットシステム１００はこのＳＶにおいて静磁場および勾配磁場が所定の精度を持つように構成される。
【００５５】
１対の主磁場マグネット部１０２は互いに対向する１対の磁極片（ポールピース：ｐｏｌｅ ｐｉｅｃｅ）２０２を有する。磁極片２０２は例えば軟鉄等の高透磁率の磁性材料で構成され、静磁場空間における磁束分布を均一化する働きをする。
【００５６】
磁極片２０２は概ね円板形状を成すが、周縁部が板面に垂直な方向（ｚ方向）、すなわち、磁極片２０２同士が互いに対向する方向に突出している。これにより、磁極片２０２は底板部と突出した周縁部を有するものとなる。突出した周縁部は磁極片２０２の周縁における磁束密度の低下を補う働きをする。
【００５７】
突出した周縁部の内側に形成される磁極片２０２の凹部に、勾配コイル部１０６および送信コイル部１０８が設けられる。各コイル部はいずれも概ね円板形状を成し、磁極片２０２の磁極面に、図示しない適宜の取り付け手段により、順次に層を成すように取り付けられている。
【００５８】
図５に、送信コイル部１０８の電流経路のパターンを略図によって示す。同図に示すように、送信コイル部１０８は、円の中心Ｏに近い部分ではｙ方向に平行な直線状の複数の主電流経路（メインパス：ｍａｉｎ ｐａｓｓ）１８２，１８４，１８６，１８２’，１８４’，１８６’を有する。メインパス１８２は中心Ｏに最も近いものである。メインパス１８４，１８６順次中心Ｏから遠ざかる。メインパス１８２’，１８４’，１８６’も同様である。
【００５９】
メインパス１８２，１８４，１８６は、本発明における第１の電流経路群の実施の形態の一例である。メインパス１８２’，１８４’，１８６’は、本発明における第２の電流経路群の実施の形態の一例である。
【００６０】
メインパス１８２，１８４，１８６とメインパス１８２’，１８４’，１８６’は、ｘｙ面内で、円の中心Ｏを通るｙ軸に関して鏡像の関係にある。ここではメインパスが３つずつ計６つの例を示すが、個数は４以上の適宜の偶数であって良い。
【００６１】
メインパスの帰路（リターンパス：ｒｅｔｕｒｎ ｐａｓｓ）１９２，１９４，１９６，１９２’，１９４’，１９６’は円周に沿って形成される。リターンパス１９２，１９４，１９６，１９２’，１９４’，１９６’は、本発明における第３の電流経路群の実施の形態の一例である。
【００６２】
リターンパス１９２はメインパス１８２と１８４を電流方向が同一となるように直列に接続する。リターンパス１９４はメインパス１８４と１８６を電流方向が同一となるように直列に接続する。リターンパス１９６はメインパス１８６と１８２’を電流方向が同一となるように直列に接続する。
【００６３】
リターンパス１９２’はメインパス１８２’と１８４’を電流方向が同一となるように直列に接続する。リターンパス１９４’はメインパス１８４’と１８６’を電流方向が同一となるように直列に接続する。リターンパス１９６’はメインパス１８６’と１８２を電流方向が同一となるように直列に接続する。
【００６４】
リターンパス１９２’にはキャパシタ４０２が直列に接続され、メインパス１８２〜１８６’およびリターンパス１９２〜１９６’とともにＬＣ回路を構成する。ＬＣ回路の共振周波数は磁気共鳴周波数に同調している。キャパシタ４０２の両端には、ＲＦ駆動部１４０からＲＦ駆動信号が供給される。
【００６５】
なお、同調用のキャパシタは、キャパシタ４０２に加えて、メインパス１８２〜１８６’およびリターンパス１９２〜１９６’の適宜の１つまたは複数の箇所に直列接続するようにしても良い。
【００６６】
メインパス１８２，１８４，１８６，１８２’，１８４’，１８６’は、リターンパス１９２，１９４，１９６，１９２’，１９４’，１９６’により、電流方向が同一となるように全て直列に接続される。これによってメインパス１８２，１８４，１８６，１８２’，１８４’，１８６’に流れる電流の値は、何らの調節も要せず全て同一となる。
【００６７】
撮影空間における高周波磁場の強度分布は、ｘｙ面におけるメインパス１８２〜１８６’の配置によって定まる。高周波磁場の強度分布を均一化あるいは所望の分布状態にするメインパス１８２〜１８６’の配置は、計算によって求めることができる。
【００６８】
メインパス１８２〜１８６’の配置の一例は、図に示すように、３つのメインパスのうち相対的に中心Ｏから遠い２つのメインパス１８４，１８６（１８４’，１８６’）を互いに近接して配置した形となる。
【００６９】
このようにすることにより、撮影空間に対してはメインパス１８４，１８６（１８４’，１８６’）は単一のメインパスに２倍の電流を流したのと同等の作用を及ぼす。これは、実質的に、図１１に示した従来のＲＦコイルにおいて、２つのメインパス２６ａ，２６ｂに電流を１：２に比例配分したものに相当する。すなわち、本コイルでは実質的な電流配分を回路部品の値等に左右されることなく正確に行うことができる。また、メインパス用に幅広の導体を用いることがないので勾配磁場による渦電流は問題にならない。
【００７０】
また、全てのパスが直列に接続されることにより、パスを構成する導体の長さが長くなり、コイルのインダクタンス（ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ）が大きくなる。このため、同調用のキャパシタ４０２はキャパシタンスの小さいものを用いることができ、受信コイル部１１０により磁気共鳴信号を受信するときに送信コイル部１０８をディスエーブル（ｄｉｓａｂｌｅ）状態にするためのブロッキングインピーダンス（ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）を大きくすることができる。
【００７１】
さらに、全てのメインパスに直列に電流が流れるので、メインパスの数に比例して起磁力が増す。このため、図１１または図１２に示した従来のＲＦコイルよりも供給電力あたりの磁場強度が増す。逆にいえば、同一磁場強度を達成するための所要電力を低減することができる。
【００７２】
このようなコイルパターンを持つ１対の送信コイル部１０８が、図６に示すように、撮影空間ＳＶを挟んで互いに対向している。１対の送信コイル部１０８には互いに逆位相の駆動信号が供給される。これによって撮影空間ＳＶには１対の送信コイル部１０８が生じる高周波磁場の和が印加される。
【００７３】
１対の送信コイル部１０８の一方におけるメインパス１８２，１８４，１８６は、本発明における第１の電流経路群の実施の形態の一例であり、メインパス１８２’，１８４’，１８６’は、本発明における第２の電流経路群の実施の形態の一例であり、リターンパス１９２，１９４，１９６，１９２’，１９４’，１９６’は、本発明における第３の電流経路群の実施の形態の一例である。
【００７４】
１対の送信コイル部１０８の他方におけるメインパス１８２，１８４，１８６は、本発明における第４の電流経路群の実施の形態の一例であり、メインパス１８２’，１８４’，１８６’は、本発明における第５の電流経路群の実施の形態の一例であり、リターンパス１９２，１９４，１９６，１９２’，１９４’，１９６’は、本発明における第６の電流経路群の実施の形態の一例である。
【００７５】
送信コイル部１０８には、例えば図７に示すように、メインパスの方向をｘｙ面内で９０゜異ならせたコイルパターンを持つ送信コイル部１１８を重ね合わせるようにしても良い。両者を相互に絶縁するのはいうまでもない。
【００７６】
送信コイル部１１８のコイルパターンを図８に示す。同図に示すように、送信コイル部１１８は、図５に示したコイルパターンを９０゜回転したものに相当する。
【００７７】
あらためて説明すれば、送信コイル部１１８は、円の中心Ｏに近い部分ではｘ方向に平行な直線状の複数のメインパス２８２，２８４，２８６，２８２’，２８４’，２８６’を有する。メインパス２８２は中心Ｏに最も近いものである。メインパス２８４，２８６順次中心Ｏから遠ざかる。メインパス２８２’，２８４’，２８６’も同様である。
【００７８】
メインパス２８２，２８４，２８６は、本発明における第７の電流経路群の実施の形態の一例である。メインパス２８２’，２８４’，２８６’は、本発明における第８の電流経路群の実施の形態の一例である。
【００７９】
リターンパス２９２，２９４，２９６，２９２’，２９４’，２９６’は円周に沿って形成される。リターンパス２９２，２９４，２９６，２９２’，２９４’，２９６’は、本発明における第９の電流経路群の実施の形態の一例である。
【００８０】
リターンパス２９２はメインパス２８２と２８４を電流方向が同一となるように直列に接続する。リターンパス２９４はメインパス２８４と２８６を電流方向が同一となるように直列に接続する。リターンパス２９６はメインパス２８６と２８２’を電流方向が同一となるように直列に接続する。
【００８１】
リターンパス２９２’はメインパス２８２’と２８４’を電流方向が同一となるように直列に接続する。リターンパス２９４’はメインパス２８４’と２８６’を電流方向が同一となるように直列に接続する。リターンパス２９６’はメインパス２８６’と２８２を電流方向が同一となるように直列に接続する。
【００８２】
リターンパス２９２’にはキャパシタ５０２が直列に接続され、メインパス２８２〜２８６’およびリターンパス２９２〜２９６’とともにＬＣ回路を構成する。ＬＣ回路の共振周波数は磁気共鳴周波数に同調している。キャパシタ５０２の両端には、ＲＦ駆動部１４０からＲＦ駆動信号が供給される。
【００８３】
このようなコイルパターンを持つ１対の送信コイル部１１８が、例えば図９に示すように、１つの送信コイル部１０８とともに、撮影空間ＳＶを挟んで互いに対向している。１対の送信コイル部１１８には互いに逆位相の駆動信号が供給される。これによって撮影空間には１対の送信コイル部１１８が生じる高周波磁場の和が印加される。
【００８４】
１対の送信コイル部１１８の一方におけるメインパス２８２，２８４，２８６は、本発明における第７の電流経路群の実施の形態の一例であり、メインパス２８２’，２８４’，２８６’は、本発明における第８の電流経路群の実施の形態の一例であり、リターンパス１９２，１９４，１９６，１９２’，１９４’，１９６’は、本発明における第９の電流経路群の実施の形態の一例である。
【００８５】
１対の送信コイル部１１８の他方におけるメインパス２８２，２８４，２８６は、本発明における第１０の電流経路群の実施の形態の一例であり、メインパス２８２’，２８４’，２８６’は、本発明における第１１の電流経路群の実施の形態の一例であり、リターンパス１９２，１９４，１９６，１９２’，１９４’，１９６’は、本発明における第１２の電流経路群の実施の形態の一例である。
【００８６】
送信コイル部１０８の駆動信号と送信コイル部１１８の駆動信号は、位相を９０゜異ならせる。これによって、送信コイル部１０８と送信コイル部１１８はいわゆるクワドラチャ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）動作を行い、撮影空間ＳＶにはｘｙ面内で回転する高周波磁場が生じる。
【００８７】
以上、送信専用のＲＦコイルの例で説明したが、全く同じ構成のＲＦコイルを磁気共鳴信号の受信に用いることもできる。その場合は、キャパシタ４０２，３０２の両端から受信信号を取り出すようにする。なお、送信コイルにおける磁場強度の均一化は、受信コイルにおける感度分布の均一化に相当する。
【００８８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、磁場強度を均一化することが容易なＲＦコイルおよびそのようなＲＦコイルを有する磁気共鳴撮影装置を実現することができる。また、勾配磁場による渦電流が生じないＲＦコイルおよびそのようなＲＦコイルを有す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に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図３】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４】図１に示した装置におけるマグネットシステムの送信コイル部付近の構成を示す模式図である。
【図５】図４に示した送信コイル部の電流経路のパターンを示す略図である。
【図６】図４に示した送信コイル部の電流経路のパターンを示す略図である。
【図７】図４に示した送信コイル部の電流経路のパターンを示す略図である。
【図８】図４に示した送信コイル部の電流経路のパターンを示す略図である。
【図９】図４に示した送信コイル部の電流経路のパターンを示す略図である。
【図１０】送信コイルの従来例の電流経路のパターンを示す略図である。
【図１１】送信コイルの従来例の電流経路のパターンを示す略図である。
【図１２】送信コイルの従来例の電流経路のパターンを示す略図である。
【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 送信コイル部
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 対象
５００ クレードル
１８２〜１８６’，２８２〜２８６’ メインパス
１９２〜１９６’，２９２〜２９６’ リターンパス
４０２，５０２ キャパシタ

Claims (5)

1. 静磁場、勾配磁場および高周波磁場を用いて獲得した磁気共鳴信号に基づいて画像を構成する磁気共鳴撮影装置であって、
   前記高周波磁場を発生するＲＦコイルは、
   第１の平面上に互いに平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第１の電流経路群と、
   互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第１の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第１の平面上に配置された第２の電流経路群と、
   前記第１の平面に沿って前記第１および第２の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第３の電流経路群と、
   撮影空間を隔てて前記第１の平面と平行に対向する第２の平面上に前記第１の電流経路群の電流経路の方向と平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第４の電流経路群と、
   互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第４の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第２の平面上に配置された第５の電流経路群と、
   前記第２の平面に沿って前記第４および第５の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第６の電流経路群とを有する第１の送信コイル部と、
   前記第１の平面に近接して平行に対向する第３の平面上に前記第１の電流経路群の電流経路の方向とは垂直な方向に沿って互いに平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第７の電流経路群と、
   互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第７の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第３の平面上に配置された第８の電流経路群と、
   前記第３の平面に沿って前記第７および第８の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第９の電流経路群と、
   前記第２の平面に近接して平行に対向する第４の平面上に前記第４の電流経路群の電流経路の方向とは垂直な方向に沿って互いに平行に配置された複数の直線状の電流経路を含む第１０の電流経路群と、
   互いに平行な複数の直線状の電流経路を含み前記第１０の電流経路群と平行な鏡像を成す関係で前記第４の平面上に配置された第１１の電流経路群と、
   前記第４の平面に沿って前記第１０および第１１の電流経路群を迂回しつつ両群を通じて全ての直線状の電気経路を電流方向が同じになるように直列に接続する第１２の電流経路群とを有する第２の送信コイル部とを有しており、
   前記第１の送信コイル部に供給する第１の駆動信号と前記第２の送信コイル部に供給する第２の駆動信号との位相を互いに９０°異ならせてクワドラチャ動作を行うことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
2. 請求項１に記載の磁気共鳴撮影装置において、
   前記撮影空間における高周波磁場の所望の強度分布を得るように、前記第１の電流経路群、前記第２の電流経路群、前記４の電流経路群及び前記第５の電流経路群における各々の電気経路の配置が定められているとともに、前記第７の電流経路群、前記第８の電流経路群、前記１０の電流経路群及び前記第１１の電流経路群における各々の電気経路の配置が定められていることを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の磁気共鳴撮影装置において、
   前記第３の電流経路群、前記第６の電流経路群、前記９の電流経路群及び前記第１２の電流経路群における各々の電気経路は円弧状を成していることを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに磁気共鳴撮影装置において、
   前記撮影空間を隔てて上下に対向して設けられており、前記静磁場を上下の方向に発生する１対の主磁場マグネット部と、
   前記撮影空間を隔てて前記１対の主磁場マグネット部の内側に上下に対向して設けられており、前記撮影空間における静磁場均一化の働きをする１対の磁極片と、
   前記撮影空間を隔てて前記１対の磁極片の内側に上下に対向して設けられており、前記勾配磁場を発生する１対の勾配コイル部とを有しており、
   前記第１の送信コイル部及び前記第２の送信コイル部は、前記撮影空間を隔てて前記１対の勾配コイル部の内側に上下に対向して設けられていることを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
5. 請求項４に記載の磁気共鳴撮影装置において、
   前記磁極片は、前記主磁場マグネット部に接する円形の部分と前記円形の円周縁が所定の幅及び高さで前記撮影空間に向かって突き出た形状の部分とを有しており、
   前記勾配コイル部及び前記送信コイル部は、前記磁極片における前記円形の部分と前記突き出た形状の部分とで形成される円柱形状の空間内に収納されることを特徴とする磁気共鳴撮影装置。

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