JP3802835B2 - Rfコイル、rf信号送受信装置、rf信号受信装置および磁気共鳴撮影装置 - Google Patents
Rfコイル、rf信号送受信装置、rf信号受信装置および磁気共鳴撮影装置 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、RFコイル(radio frequency coil)、RF信号送受信装置、RF信号受信装置および磁気共鳴撮影装置に関し、とくに、人体の下腹部の磁気共鳴撮影に使用するRFコイル、RF信号送受信装置、RF信号受信装置および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、静磁場を形成した撮影空間に撮影の対象を搬入し、勾配磁場および高周波磁場を印加して対象内のスピン(spin)から磁気共鳴信号を発生させ、その受信信号に基づいて画像を再構成する。
【0003】
高周波磁場はRFパルス(plse)として印加される。RFパルスの印加はRF信号の送信とも呼ばれる。磁気共鳴信号はRF信号として受信される。RF信号の送信および受信にはRFコイルが用いられる。
【0004】
RFコイルは、送信専用のものや受信専用のものあるいは送受信兼用のものがある。受信専用や送受信兼用のRFコイルについては、撮影する部位に応じて様々な形状を持つものが用意される。そのようなRFコイルの1つとして前立腺撮影用のRFコイルがある。このRFコイルは、対象の下腹部を前後から挟む形状をしたサドルコイル(saddle)となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前立腺は下腹部の最下部に位置するので、上記のようなRFコイルを用いても必ずしも十分にSNR(signal to noise ratio)の良い画像を得ることができない。
【0006】
そこで、本発明の課題は、前立腺の撮影を適切に行うことを可能にするRFコイル、RF信号送受信装置、RF信号受信装置および磁気共鳴撮影装置を実現することである。
【0007】
【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ひとつの観点での発明は、人体の下腹部を前後から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループ部分を有する第1のサドルコイルと、それぞれ人体の下肢の挿通を許し下腹部を左右から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループ部分を有する第2のサドルコイルと、を具備することを特徴とするRFコイルである。
【0008】
(2)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、人体の下腹部を前後から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループ部分を有する第1のサドルコイルと、それぞれ人体の下肢の挿通を許し下腹部を左右から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループ部分を有する第2のサドルコイルと、前記第1のサドルコイルおよび前記第2のサドルコイルをクワドラチャ方式で駆動する駆動手段と、前記第1のサドルコイルおよび前記第2のサドルコイルでそれぞれ受信した2つのRF信号をクワドラチャ方式で合成する合成手段と、を具備することを特徴とするRF信号送受信装置である。
【0009】
(3)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、人体の下腹部を前後から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループ部分を有する第1のサドルコイルと、それぞれ人体の下肢の挿通を許し下腹部を左右から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループ部分を有する第2のサドルコイルと、前記第1のサドルコイルおよび前記第2のサドルコイルでそれぞれ受信した2つのRF信号をクワドラチャ方式で合成する合成手段と、を具備することを特徴とするRF信号受信装置である。
【0010】
(4)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、人体の下腹部を前後から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループ部分を有する第1のサドルコイルと、それぞれ人体の下肢の挿通を許し下腹部を左右から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループ部分を有する第2のサドルコイルと、前記第1のサドルコイルおよび前記第2のサドルコイルでそれぞれ受信した2つのRF信号をフェーズドアレイ方式で合成する合成手段と、を具備することを特徴とするRF信号受信装置である。
【0011】
(5)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮影の対象を収容する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RF信号を送信するとともに前記空間からRF信号を受信するRF信号受信手段と、前記受信したRF信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、を有する磁気共鳴撮影装置であって、前記RF信号送受信手段は、人体の下腹部を前後から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループ部分を有する第1のサドルコイルと、それぞれ人体の下肢の挿通を許し下腹部を左右から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループ部分を有する第2のサドルコイルと、前記第1のサドルコイルおよび前記第2のサドルコイルをクワドラチャ方式で駆動する駆動手段と、前記第1のサドルコイルおよび前記第2のサドルコイルでそれぞれ受信した2つのRF信号をクワドラチャ方式で合成する合成手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【0012】
(6)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮影の対象を収容する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RF信号を送信するRF信号送信手段と、前記空間からRF信号を受信するRF信号受信手段と、前記受信したRF信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、を有する磁気共鳴撮影装置であって、前記RF信号受信手段は、人体の下腹部を前後から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループ部分を有する第1のサドルコイルと、それぞれ人体の下肢の挿通を許し下腹部を左右から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループ部分を有する第2のサドルコイルと、前記第1のサドルコイルおよび前記第2のサドルコイルでそれぞれ受信した2つのRF信号をクワドラチャ方式で合成する合成手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【0013】
(7)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮影の対象を収容する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RF信号を送信するRF信号送信手段と、前記空間からRF信号を受信するRF信号受信手段と、前記受信したRF信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、を有する磁気共鳴撮影装置であって、前記RF信号受信手段は、人体の下腹部を前後から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループ部分を有する第1のサドルコイルと、それぞれ人体の下肢の挿通を許し下腹部を左右から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループ部分を有する第2のサドルコイルと、前記第1のサドルコイルおよび前記第2のサドルコイルでそれぞれ受信した2つのRF信号をフェーズドアレイ方式で合成する合成手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【0014】
(1)〜(7)に記載の各観点での発明では、RFコイルが、人体の下腹部を前後から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループ部分を有する第1のサドルコイルと、それぞれ人体の下肢の挿通を許し下腹部を左右から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループ部分を有する第2のサドルコイルとを具備するので、前立腺部分からの磁気共鳴信号をSNR良く受信することができる。
【0015】
前記RFコイルは、前記第2のサドルコイルの前記2つのループとして、前記人体の正中線に沿って、部分的に近接して対向する形状を備えることが、第1および第2のサドルコイルの高感度領域を一致させる点で好ましい。
【0016】
前記RFコイルは、人体の下腹部に穿かせるのに適した形状を持ち前記第1のサドルコイルの回路パターンおよび前記第2のサドルコイルの回路パターンを保持するフレキシブル基板を有することが、人体への装着性を良くする点で好ましい。
【0017】
(8)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、人体の下腹部を前後から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループからなる第1のコイル対と、それぞれ人体の下肢の挿通を許し下腹部を左右から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループからなる第2のコイル対と、を具備することを特徴とするRFコイルである。
【0018】
(9)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、人体の下腹部を前後から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループからなる第1のコイル対と、それぞれ人体の下肢の挿通を許し下腹部を左右から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループからなる第2のコイル対と、前記第1のコイル対および前記第2のコイル対でそれぞれ受信した2つのRF信号をフェーズドアレイ方式で合成する合成手段と、を具備することを特徴とするRF信号受信装置である。
【0019】
(10)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮影の対象を収容する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RF信号を送信するRF信号送信手段と、前記空間からRF信号を受信するRF信号受信手段と、前記受信したRF信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、を有する磁気共鳴撮影装置であって、前記RF信号受信手段は、人体の下腹部を前後から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループからなる第1のコイル対と、それぞれ人体の下肢の挿通を許し下腹部を左右から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループからなる第2のコイル対と、前記第1のコイル対および前記第2のコイル対でそれぞれ受信した2つのRF信号をフェーズドアレイ方式で合成する合成手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【0020】
(8)〜(10)に記載の各観点での発明では、RFコイルが、人体の下腹部を前後から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループからなる第1のコイル対と、それぞれ人体の下肢の挿通を許し下腹部を左右から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループからなる第2のコイル対とを具備するので、前立腺部分からの磁気共鳴信号をSNR良く受信することができる。
【0021】
前記RFコイルは、前記第2のコイル対の前記2つのループとして、前記人体の正中線に沿って、部分的に近接して対向する形状を備えることが、第1および第2のコイル対の高感度領域を一致させる点で好ましい。
【0022】
前記RFコイルは、人体の下腹部に穿かせるのに適した形状を持ち前記第1のコイル対の回路パターンおよび前記第2のコイル対の回路パターンを保持するフレキシブル基板を有することが、人体への装着性を良くする点で好ましい。
【0023】
【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。
【0024】
同図に示すように、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は主磁場コイル(coil)部102、勾配コイル部106およびRF(radio frequency)コイル部108を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。
【0025】
マグネットシステム100の概ね円柱状の内部空間(ボア:bore)に、撮影の対象1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1は下腹部にRFコイル部110を装着している。RFコイル部110については後にあらためて説明する。
【0026】
主磁場コイル部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1の体軸の方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部102は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成してもよいのはもちろんである。主磁場コイル部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。
【0027】
勾配コイル部106は、互いに垂直な3軸すなわちスライス(slice)軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための3つの勾配磁場を生じる。
【0028】
静磁場空間における互いに垂直な座標軸をx,y,zとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り2軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままx,y,z軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。本装置では対象1の体軸の方向をz軸方向とする。
【0029】
スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場ともいう。位相軸方向の勾配磁場を位相エンコード(phase encode)勾配磁場ともいう。周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト(read out)勾配磁場ともいう。このような勾配磁場の発生を可能にするために、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。以下、勾配磁場を単に勾配ともいう。
【0030】
RFコイル部108は静磁場空間に対象1の体内のスピン(spin)を励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをRF励起信号の送信ともいう。また、RF励起信号をRFパルスともいう。RFコイル部110は、励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号を受信する。RFコイル部110はRF励起信号の送信を行うことも可能である。
【0031】
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。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。
【0032】
RFコイル部108,110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またはRFコイル部110に駆動信号を与えてRFパルスを送信し、対象1の体内のスピンを励起する。RFコイル部108,110およびRF駆動部140からなる部分は、本発明におけるRF信号送信手段の実施の形態の一例である。
【0033】
RF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、RFコイル部110が受信した受信信号をサンプリング(sampling)によって取り込み、それをディジタルデータ(digital data)として収集する。RFコイル部110、RF駆動部140およびデータ収集部150からなる部分は、本発明におけるRF信号送受信手段の実施の形態の一例である。
【0034】
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。
【0035】
制御部160は、例えばコンピュータ(computer)等を用いて構成される。制御部160は図示しないメモリ(memory)を有する。メモリは制御部160用のプログラム(program)および各種のデータを記憶している。制御部160の機能は、コンピュータ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実現される。
【0036】
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。データ収集部150が収集したデータがデータ処理部170に入力される。データ処理部170は、例えばコンピュータ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。
【0037】
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。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が収集した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。このデータ空間は2次元フーリエ(Fourier)空間を構成する。以下、フーリエ空間をkスペース(k−space)ともいう。データ処理部170は、kスペースのデータを2次元逆フ−リエ変換することにより対象1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。
【0039】
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、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(pointingdevice)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、使用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。使用者は表示部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】
本装置の撮影動作を説明する。図2に、本装置が実行する磁気共鳴信号獲得用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、スピンエコー(spin echo)を獲得するためのパルスシーケンスすなわちスピンエコー法によるパルスシーケンスである。
【0042】
同図の(1)はRFパルスすなわち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、それぞれ、スライス勾配Gs、位相エンコード勾配Gp、リードアウト勾配Gr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°パルスは中心値で代表する。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、90°パルスおよび180°パルスにより、それぞれスピンの90°励起および180°励起が行われる。90°励起および180°励起のとき、それぞれスライス勾配Gs1およびGs3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】
90°励起と180°励起の間で、位相エンコード勾配Gpによる位相軸方向の位相エンコードがおよびリードアウト勾配Gr1による周波数軸方向のディフェーズ(dephase)がそれぞれ行われる。
【0045】
180°励起後、リードアウト勾配Gr2によるリフェーズ(rephase)によってスピンエコーMRが発生する。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。エコー中心は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。
【0046】
このようなパスルシーケンスが、周期TR(repetition time)で例えば64〜256回繰り返される。繰り返しのたびに位相軸方向の位相エンコード勾配Gpを変更する。破線は位相エンコード勾配Gpの逐次変化を概念的に表す。これによって、位相軸方向の位相エンコードが異なる64〜256ビューのビューデータが得られる。このようにして得られたビューデータが、データ処理部170のメモリのkスペースに収集される。
【0047】
kスペースのデータを2次元逆フーリエ変換することにより、実空間における2次元画像データすなわち再構成画像が得られる。この画像が表示部180で表示される。
【0048】
図3に、本装置が実行する磁気共鳴信号獲得用のパルスシーケンスの他の例を示す。このパルスシーケンスは、グラディエントエコー(gradient echo)を獲得するためのパルスシーケンスすなわちグラディエントエコー法によるパルスシーケンスである。
【0049】
同図(1)はRFパルスすなわち90°パルスのシーケンスであり、(2)、(3)、(4)および(5)は、それぞれ、スライス勾配Gs、位相エンコード勾配Gp、リードアウト勾配Gr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、90°パルスは中心値で代表する。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。
【0050】
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。90°励起のときスライス勾配Gs1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°励起の後に、位相エンコード勾配Gpによる位相軸方向の位相エンコードが行われる。
【0051】
その後リードアウト勾配Gr1による周波数軸方向のディフェーズが行われ、次いで行われるリードアウト勾配Gr2によるリフェーズによってグラディエントエコーMRが発生する。
【0052】
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。エコー中心は90°励起からTE後に生じる。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。
【0053】
このようなパスルシーケンスが、周期TRで例えば64〜256回繰り返される。繰り返しのたびに位相軸方向の位相エンコード勾配Gpを変更する。破線は位相エンコード勾配Gpの逐次変化を概念的に表す。これによって、位相軸方向の位相エンコードが異なる64〜256ビューのビューデータが得られる。このようにして得られたビューデータが、データ処理部170のメモリのkスペースに収集される。
【0054】
kスペースのデータを2次元逆フーリエ変換することにより、実空間における2次元画像データすなわち再構成画像が得られる。この画像が表示部180で表示される。
【0055】
図4に、RFコイル部110を対象1に装着した状態を略図によって示す。同図に示すように、RFコイル部110は、対象1の下腹部を前後から挟んで互いに対向する前ループ212および後ループ214を有する。前ループ212および後ループ214は接続部216で相互に接続されている。接続部216は、図5に示すように、途中で交差する2本の電気経路となっており、これによって、前ループ212および後ループ214は1つの閉ループをなすサドルコイル210となっている。サドルコイル210は、本発明における第1のサドルコイルの実施の形態の一例である。なお、接続部216は、途中で交差しない平行な2本の電気経路とし、前ループ212および後ループ214を並列に接続するものとしてもよい。
【0056】
なお、サドルコイル210は周知のように電気的にはキャパシタ(capacitor)を直列に有するLC回路であるが、キャパシタは図示を省略する。サドルコイル210への給電およびサドルコイル210からの電気信号の取り出しは周知のようにキャパシタの両端から行われるが、それについても図示を省略する。
【0057】
RFコイル部110は、また、それぞれ人体の下肢の挿通を許し下腹部を左右から挟んで互いに対向する右ループ312および左ループ314を有する。右ループ312および左ループ314は接続部316で相互に接続されている。接続部316は、図6に示すように、途中で交差する2本の電気経路となっており、これによって、右ループ312および左ループ314は1つの閉ループをなすサドルコイル310となっている。サドルコイル310は、本発明における第2のサドルコイルの実施の形態の一例である。なお、接続部316は、途中で交差しない平行な2本の電気経路とし、右ループ312および左ループ314を並列に接続するものとしてもよい。
【0058】
なお、サドルコイル310も周知のように電気的にはキャパシタを直列に有するLC回路であるが、キャパシタは図示を省略する。サドルコイル310への給電およびサドルコイル310からの電気信号の取り出しは周知のようにキャパシタの両端から行われるが、それについても図示を省略する。
【0059】
サドルコイル210およびサドルコイル310の回路パターンは、例えば図7に示すようにフレキシブル基板410の上に設けられている。フレキシブル基板410は、同図に示すように、対象1の下腹部に穿かせることが可能な下着状の形状を有する。フレキシブル基板410は、本発明におけるフレキシブル基板の実施の形態の一例である。
【0060】
図8に、RFコイル部110をRF信号の送受信に兼用する場合の電気的構成をブロック図によって示す。同図に示すように、サドルコイル210,310にはクワドラチャ(quadrature)駆動/受信回路510が接続されている。
【0061】
クワドラチャ駆動/受信回路510における駆動回路部分は、図1に示したRF駆動部140に相当する。クワドラチャ駆動/受信回路510における受信回路部分は、図1に示したデータ収集部150の一部に相当する。
【0062】
RF信号の送信時には、サドルコイル210,310はクワドラチャ駆動/受信回路510によりクワドラチャ駆動される。すなわち、サドルコイル210,310は90°の位相差を持つ2つのRF信号によりそれぞれ駆動される。クワドラチャ駆動/受信回路510は、本発明における駆動手段の実施の形態の一例である。また、本発明における合成手段の実施の形態の一例である。
【0063】
また、サドルコイル210,310が受信した磁気共鳴信号がクワドラチャ駆動/受信回路510によりクワドラチャ受信される。すなわち、サドルコイル210,310がそれぞれ受信した90°の位相差を持つ2つの磁気共鳴信号のベクトル和の信号が受信される。このようなクワドラチャ方式による駆動/受信により、磁気共鳴信号のSNRが向上するので、品質の良い前立腺画像を撮影することができる。
【0064】
なお、RF信号の送信はRFコイル部108およびRF駆動部140によった行い、サドルコイル210,310およびクワドラチャ駆動/受信回路510で受信だけを行うようにしてもよい。
【0065】
図9に、RFコイル部110をRF信号の受信のみに使用する場合の電気的構成の他の例をブロック図によって示す。なお、RFコイル部110を受信専用とした場合は、RF送信はRFコイル部108およびRF駆動部140によって行われる。
【0066】
同図に示すように、サドルコイル210の受信信号はプリアンプ(preamplifier)612で増幅されて受信回路614で受信され、サドルコイル310の受信信号はプリアンプ712で増幅されて受信回路714で受信される。受信回路614,714の受信信号はデータ処理部170に入力され、データ処理部170においてフェーズドアレイ(phased array)方式により合成される。データ処理部170は本発明における合成手段の実施の形態の一例である。プリアンプ612,712、受信回路614,714はデータ収集部150の一部に相当する。
【0067】
このように、2系統のサドルコイルの受信信号についてフェーズドアレイ合成を行うことにより、磁気共鳴信号のSNRが向上する。したがって、品質良い前立腺画像を撮影することができる。
【0068】
前ループ212、後ループ214、右ループ312および左ループ314は、例えば図10に示すように、それぞれ独立のループとしても良い。前ループ212および後ループ214は、本発明における第1のコイル対の実施の形態の一例である。右ループ312および左ループ314は、本発明における第2のコイル対の実施の形態の一例である。これらループも図7に示したように、下着状のフレキシブル基板410の上に構成するのが対象1への装着を容易にする点で好ましい。
【0069】
各ループが個々に独立している場合は、例えば図11に示すように、各ループの受信信号をそれぞれプリアンプと受信回路からなる受信系でそれぞれ受信して、それらの受信信号をデータ処理部170でフェーズドアレイ合成するようにする。
【0070】
右ループ312および左ループ314は、例えば図12に示すように、人体の正中線に沿って、部分的に近接して対向する形状としても良い。右ループ312および左ループ314がサドルコイル310を形成する際の形状を図13に示した。サドルコイル310の右ループ312および左ループ314は、接続部316を介して接続されており、接続部316は、右ループ312および左ループ314を8の字型に接続して一つの閉ループを形成する。なお、この接続部316は、8の字型に限らず、ループ312および314を並列に接続して、2つの閉ループを形成しても良い。また、磁気共鳴撮影装置内の位置関係は、図1中の座標軸との比較から知ることができる。ここで、図1中のx、y、z軸は、見やすくするため、x軸に垂直なy−z面を斜め方向から鳥瞰する図としたが、厳密には、x軸に垂直なy−z面は、z軸と一致する。
【0071】
また、サドルコイル310は、周知のように電気的にはキャパシタを直列に有するLC回路であるが、キャパシタの図示を省略する。サドルコイル310への給電およびサドルコイル310からの電気信号の取り出しは周知のようにキャパシタの両端から行われるが、それについても図示を省略する。
【0072】
また、サドルコイル210およびサドルコイル310の回路パターンは、フレキシブル基板の上に設けられている。フレキシブル基板は、対象1の下腹部に穿かせることが可能な下着状の形状を有する。このフレキシブル基板は、本発明におけるフレキシブル基板の実施の形態の一例である。
【0073】
ここで、右ループ312および左ループ314のループ面は、接続部316を起点として、正中線に沿って近接した対向面1301を形成する。この対向面1301を有するサドルコイル310の励起磁束強度を、yz面内の等高線表示を用いて図14に示した。図14(A)は、正中線に沿って対向しない形状の右ループ312および左ループ314による励起磁束強度の等高線表示の例である。また、図14(B)は、正中線に沿って部分的に近接して対向する右ループ312および左ループ314による励起磁束強度の等高線表示の例である。なお、図中の太い実線は、右ループ312および左ループ314をx方向から投影した形状を示しており、図中の十字線は、オペレータが撮像する前立腺の位置を示すカーソル1400で、図14(A)および(B)で、同一位置を示している。
【0074】
図14(A)および(B)の等高線は、励起磁束強度を、0.5〜5.0μT/A(microTesla Per Ampere)の範囲で、0.5μT/A間隔の表示をした場合で、等高線の密な部分は、疎な部分よりも、強い磁束強度を有する。従って、正中線上のカーソル1400近傍の励起磁束強度が、図14(A)の場合には3.43μT/Aであるのに比較して、図14(B)の場合には3.81μT/Aとなり、励起磁束強度が強くなる方向に変化している。
【0075】
このように、部分的に近接して対向する右ループ312および左ループ314では、カーソル1400位置のサドルコイル310の励起磁束強度が強くなるので感度を向上することができ、さらにカーソル1400位置は、サドルコイル210の高感度領域に位置しているので、クワドラチャ方式による駆動/受信により合成等を行う際に、磁気共鳴信号のSNRがより向上するので、より品質の良い前立腺画像を撮影することができる。
【0076】
また、対向面1301の正中線に沿った長さを、図15に示す様に、より長く取り、x方向から投影した右ループ312および左ループ314の形状がT字型をなす様にすることもできる。これにより、カーソル1400位置の感度を一層向上することができる。
【0077】
なお、近接して対向する右ループ312および左ループ314は、サドルコイル310を形成することとしたが、各々独立したループを形成し、本実施の形態における第2のコイル対の実施の形態の一例としても良い。この際には、第1および第2のコイル対を保持するフレキシブル基盤、並びに、第1および第2のコイル対をフェーズドアレイ方式で合成する合成手段を有する。
【0078】
以上、好ましい実施の形態の例に基づいて本発明を説明したが、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者は、上記の実施の形態の例について、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更や置換等をなし得る。したがって、本発明の技術的範囲には、上記の実施の形態の例ばかりでなく、特許請求の範囲に属する全ての実施の形態が含まれる。
【0079】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、前立腺の撮影を適切に行うことを可能にするRFコイル、RF信号送受信装置、RF信号受信装置および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】磁気共鳴撮影のパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図3】磁気共鳴撮影のパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図4】対象へのRFコイルの装着状体を示す略図である。
【図5】1つのサドルコイルの略図である。
【図6】他のサドルコイルの略図である。
【図7】RFコイルの略図である。
【図8】RF送受信系のブロック図である。
【図9】RF受信系のブロック図である。
【図10】対象へのRFコイルの装着状体を示す略図である。
【図11】RF受信系のブロック図である。
【図12】対象へのRFコイルの装着状体を示す略図である。
【図13】1つのサドルコイルの略図である。
【図14】サドルコイルの励起磁束強度の等高線表示の図である。
【図15】1つのサドルコイルの略図である。
【符号の説明】
100 マグネットシステム
102 主磁場コイル部
106 勾配コイル部
108 RFコイル部
110 RF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
1 対象
500 クレードル
212 前ループ
214 後ループ
216 接続部
312 右ループ
314 左ループ
316 接続部
410 フレキシブル基板
Claims (12)
- 人体の下腹部を前後から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループ部分を有する第1のサドルコイルと、
それぞれ人体の下肢の挿通を許し下腹部を左右から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループ部分を有する第2のサドルコイルとを具備するRFコイルであって、
前記第2のサドルコイルにおける2つのループに人体の下肢をそれぞれ挿通したときに、前記2つのループは、対向しながら、人体の股から正中線に沿ってへその方向に部分的に近接していて、それから互いに離れて腰の方へ延びる形状を成していることを特徴とするRFコイル。 - 人体の下腹部に穿かせるのに適した形状を持ち前記第1のサドルコイルの回路パターンおよび前記第2のサドルコイルの回路パターンを保持するフレキシブル基板を具備する請求項1に記載のRFコイル。
- 人体の下腹部を前後から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループからなる第1のコイル対と、
それぞれ人体の下肢の挿通を許し下腹部を左右から挟んで互いに対向するのに適した形状の2つのループからなる第2のコイル対とを具備するRFコイルであって、
前記第2のコイル対における2つのループに人体の下肢をそれぞれ挿通したときに、前記2つのループは、対向しながら、人体の股から正中線に沿ってへその方向に部分的に近接していて、それから互いに離れて腰の方へ延びる形状を成していることを特徴とするRFコイル。 - 人体の下腹部に穿かせるのに適した形状を持ち前記第1のコイル対の回路パターンおよび前記第2のコイル対の回路パターンを保持するフレキシブル基板を具備する請求項3に記載のRFコイル。
- 請求項1又は請求項2に記載のRFコイルを有し、
前記第1のサドルコイルおよび前記第2のサドルコイルをクワドラチャ方式で駆動する駆動手段と、
前記第1のサドルコイルおよび前記第2のサドルコイルでそれぞれ受信した2つのRF信号をクワドラチャ方式で合成する合成手段とを具備することを特徴とするRF信号送受信装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のRFコイルを有し、
前記第1のサドルコイルおよび前記第2のサドルコイルでそれぞれ受信した2つのRF信号をクワドラチャ方式で合成する合成手段を具備することを特徴とするRF信号受信装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のRFコイルを有し、
前記第1のサドルコイルおよび前記第2のサドルコイルでそれぞれ受信した2つのRF信号をフェーズドアレイ方式で合成する合成手段を具備することを特徴とするRF信号受信装置。 - 請求項3又は請求項4に記載のRFコイルを有し、
前記第1のコイル対および前記第2のコイル対でそれぞれ受信した2つのRF信号をフェーズドアレイ方式で合成する合成手段を具備することを特徴とするRF信号受信装置。 - 撮影の対象を収容する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RF信号を送信するとともに前記空間からRF信号を受信する請求項5に記載のRF送受信装置と、
前記受信したRF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。 - 撮影の対象を収容する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RF信号を送信するRF信号送信手段と、
前記空間からRF信号を受信する請求項6に記載のRF受信装置と、
前記受信したRF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。 - 撮影の対象を収容する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RF信号を送信するRF信号送信手段と、
前記空間からRF信号を受信する請求項7に記載のRF受信装置と、
前記受信したRF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。 - 撮影の対象を収容する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RF信号を送信するRF信号送信手段と、
前記空間からRF信号を受信する請求項8に記載のRF受信装置と、
前記受信したRF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。
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