JP3836309B2 - コイル駆動方法、コイル駆動装置およびｍｒｉ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイル駆動方法、コイル駆動装置およびＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置に関し、更に詳しくは、対向する一方側コイルと他方側コイルの間に入る被検体の体格が異なっても感度ムラを生じさせないコイル駆動方法、コイル駆動装置およびＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のＭＲＩ装置における送信コイル駆動回路および送信コイルの一例を示す説明図である。
この送信コイル駆動回路９−Ｊは、駆動パルスＤｐを電力増幅するアンプ２１と、送信コイル５を構成する４つのコイル用に前記アンプ２１の出力を４分配するスプリッター２２とを具備している。
【０００３】
送信コイル５は、垂直方向に対向する上側コイル５Ａと下側コイル５Ｂからなる。
上側コイル５Ａは、上側第１コイル５１Ａと上側第２コイル５２Ａとからなる。
下側コイル５Ｂは、下側第１コイル５１Ｂと下側第２コイル５２Ｂとからなる。
【０００４】
上側第１コイル５１Ａに給電すると、８の字状に電流が流れ、コイル中央を縦断する電流Ｉ１Ａに直交する方向で且つコイル面に平行な磁界Ｈ１が、コイル面中央から少し下側に離れた空間に形成される。
上側第２コイル５２Ａに給電すると、８の字状に電流が流れ、コイル中央を縦断する電流Ｉ２Ａに直交する方向で且つコイル面に平行な磁界Ｈ２が、コイル面中央から少し下側に離れた空間に形成される。
上側第１コイル５１Ａと上側第２コイル５２Ａとは、同構造であるが、電流Ｉ１ＡとＩ２Ａの方向が９０゜異なる。よって、磁界Ｈ１とＨ２は直交している。
【０００５】
下側第１コイル５１Ｂは、上側第１コイル５１Ａと同構造であるが、コイル中央を縦断する電流Ｉ１Ｂの方向が電流Ｉ１Ａと逆且つ平行である。よって、下側第１コイル５１Ｂに給電すると、前記磁界Ｈ１を強化する磁界が形成される。
下側第２コイル５２Ｂは、上側第２コイル５２Ａと同構造であるが、コイル中央を縦断する電流Ｉ２Ｂの方向が電流Ｉ２Ａと逆且つ平行である。よって、下側第２コイル５２Ｂに給電すると、前記磁界Ｈ２を強化する磁界が形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の送信コイル駆動回路９−Ｊでは、スプリッター２２から全てのコイル５１Ａ，５２Ａ，５１Ｂ，５２Ｂに均等に給電されていた。このような給電方法では、図６に示すように、被検体が上側コイル５Ａと下側コイル５Ｂの間の空間の中央に入った状態では、上側コイル５Ａと被検体の電磁的結合および下側コイル５Ｂと被検体の電磁的結合が同等になるため、問題がない。
しかし、図７に示すように、体格の小さな被検体の場合、上側コイル５Ａよりも下側コイル５Ｂの近くに位置する状態になり、上側コイル５Ａと被検体の電磁的結合および下側コイル５Ｂと被検体の電磁的結合が不均等になる。このため、スプリッター２２から全てのコイル５１Ａ，５２Ａ，５１Ｂ，５２Ｂに均等に給電したのでは、上側コイル５Ａが形成する磁界と下側コイル５Ｂが形成する磁界が不均等になり、感度ムラを生じる問題点がある。
そこで、本発明の目的は、対向する一方側コイルと他方側コイルの間に入る被検体の体格が異なっても感度ムラを生じさせないコイル駆動方法、コイル駆動装置およびＭＲＩ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、対向して配置された一方側コイルおよび他方側コイルの間に被検体を入れてから、両コイルへの給電バランスを調整し、その後、両コイルに給電することを特徴とするコイル駆動方法を提供する。
上記第１の観点によるコイル駆動方法では、一方側コイルおよび他方側コイルの間の空間に被検体を実際に入れてから両コイルへの給電バランスを調整するため、被検体の体格や位置に拘わらず、一方側コイルが形成する磁界と他方側コイルが形成する磁界が常に均等になり、感度ムラを生じない。
【０００８】
第２の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動方法において、両コイルからの反射波を測定し、反射波の電圧を合わせるように給電バランスを調整することを特徴とするコイル駆動方法を提供する。
上記第２の観点によるコイル駆動方法では、一方側コイルおよび他方側コイルからの反射波の電圧を指標として給電バランスを調整するため、一方側コイルおよび他方側コイルには手を加えないで済む利点がある。
【０００９】
第３の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動方法において、コイル近傍に磁界検知手段を設け、それら磁界検知手段で検知した信号の大きさを合わせるように給電バランスを調整することを特徴とするコイル駆動方法を提供する。
上記第３の観点によるコイル駆動方法では、一方側コイルおよび他方側コイルが発生する磁界を実測して給電バランスを調整するため、反射波の電圧を指標とする場合よりも直接的に給電バランスを調整できる利点がある。
【００１０】
第４の観点では、本発明は、対向して配置された一方側コイルおよび他方側コイルの間に入れる被検体の体格に対応して予め決められた両コイルへの給電バランスに調整し、その後、両コイルに給電することを特徴とするコイル駆動方法を提供する。
一方側コイルおよび他方側コイルへの給電バランスのずれは、被検体の体格に依存する。換言すれば、被検体の体格から給電バランスのずれの補償量を知ることが出来る。
上記第４の観点によるコイル駆動方法では、被検体の体格に対応して予め決められた補償量により給電バランスを調整するため、被検体の体格に合わせて一方側コイルが形成する磁界と他方側コイルが形成する磁界を均等に調整でき、感度ムラを生じない。また、一方側コイルおよび他方側コイルの間の空間に被検体を実際に入れて給電バランスを測定する必要がないため、作業負担が軽くて済む利点がある。
【００１１】
第５の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動方法において、前記被検体の体格として、被検体の体重を用いることを特徴とするコイル駆動方法を提供する。
一方側コイルおよび他方側コイルへの給電バランスのずれを生じさせる被検体の体格としては、体重や体厚があるが、体重が最も扱いやすい。
上記第５の観点によるコイル駆動方法では、被検体の体格として体重を用いるため、取り扱いが最も簡便になる。
【００１２】
第６の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動方法において、一方側コイルが一方側第１コイルと一方側第２コイルからなり、一方側第１コイルと一方側第２コイルの形成する磁界が一方側コイルと他方側コイルの間のコイル間空間で直交し、他方側コイルが他方側第１コイルと他方側第２コイルからなり、他方側第１コイルの形成する磁界が一方側第１コイルの形成する磁界と前記コイル間空間で平行であり、他方側第２コイルの形成する磁界が一方側第２コイルの形成する磁界と前記コイル間空間で平行であることを特徴とするコイル駆動方法を提供する。
上記第６の観点によるコイル駆動方法では、ＭＲＩ装置で使用されている送信コイルに対して本発明を適用可能となる。
【００１３】
第７の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動方法において、一方側コイルと他方側コイルとが垂直方向または水平方向に対向することを特徴とするコイル駆動方法を提供する。
上記第７の観点によるコイル駆動方法では、ＭＲＩ装置で使用されている送信コイルに対して本発明を適用可能となる。なお、
【００１４】
第８の観点では、本発明は、対向して配置された一方側コイルおよび他方側コイルに給電する給電手段と、両コイルへの給電バランスを測定するための給電バランス測定手段と、両コイルへの給電バランスを調整するための給電バランス調整手段とを具備したことを特徴とするコイル駆動装置を提供する。
上記第８の観点によるコイル駆動装置では、上記第１の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００１５】
第９の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動装置において、前記給電バランス測定手段が、コイルからの反射波を測定するための反射波測定手段を含むことを特徴とするコイル駆動装置を提供する。
上記第９の観点によるコイル駆動装置では、上記第２の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００１６】
第１０の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動装置において、前記反射波測定手段が、ディレクショナルカプラ（directional coupler）であることを特徴とするコイル駆動装置を提供する。
上記第１０の観点によるコイル駆動装置では、ディレクショナルカプラを用いて上記第２の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００１７】
第１１の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動装置において、前記給電バランス測定手段が、コイル近傍に設けた磁界検知手段を含むことを特徴とするコイル駆動装置を提供する。
上記第１１の観点によるコイル駆動装置では、上記第３の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００１８】
第１２の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動装置において、前記磁界検知手段が、ピックアップコイルであることを特徴とするコイル駆動装置を提供する。
上記第１２の観点によるコイル駆動装置では、ピックアップコイルを用いて上記第３の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００１９】
第１３の観点では、本発明は、対向して配置された一方側コイルおよび他方側コイルに給電する給電手段と、両コイルの間に入れる被検体の体格に対応して予め決められた両コイルへの給電バランスに調整するための給電バランス調整手段とを具備したことを特徴とするコイル駆動装置を提供する。
上記第１３の観点によるコイル駆動装置では、上記第４の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００２０】
第１４の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動方法において、前記被検体の体格として、被検体の体重を用いることを特徴とするコイル駆動装置を提供する。
上記第１４の観点によるコイル駆動装置では、上記第５の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００２１】
第１５の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動装置において、一方側コイルが一方側第１コイルと一方側第２コイルからなり、一方側第１コイルと一方側第２コイルの形成する磁界が一方側コイルと他方側コイルの間のコイル間空間で直交し、他方側コイルが他方側第１コイルと他方側第２コイルからなり、他方側第１コイルの形成する磁界が一方側第１コイルの形成する磁界と前記コイル間空間で平行であり、他方側第２コイルの形成する磁界が一方側第２コイルの形成する磁界と前記コイル間空間で平行であることを特徴とするコイル駆動装置を提供する。
上記第１５の観点によるコイル駆動装置では、上記第６の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００２２】
第１６の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動装置において、一方側コイルと他方側コイルとが垂直方向または水平方向に対向することを特徴とするコイル駆動装置を提供する。
上記第１６の観点によるコイル駆動装置では、上記第７の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００２３】
第１７の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動装置を具備したことを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１７の観点によるコイル駆動装置では、上記第７の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２５】
−第１の実施形態−
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成ブロック図である。
このＭＲＩ装置１において、マグネットアセンブリ２は、内部に被検体を挿入するための空間部分（孔）を有し、この空間部分を取りまくようにして、被検体に一定の静磁場を印加する静磁場コイル３と、スライス軸，リード軸，位相軸の勾配磁場を発生するための勾配磁場コイル４と、被検体内の原子核のスピンを励起するためのＲＦパルスを与える送信コイル５と、被検体からのＮＭＲ信号を検出する受信コイル６とが配置されている。
【００２６】
前記静磁場コイル３は、静磁場電源７に接続されている。
前記勾配磁場コイル４は、勾配磁場駆動回路８に接続されている。
前記送信コイル５は、送信コイル駆動回路９−１に接続されている。
前記受信コイル６は、前置増幅器１０に接続されている。
なお、静磁場コイル３の代わりに、永久磁石を用いてもよい。
【００２７】
シーケンス記憶回路１１は、計算機１２からの指令に従い、記憶しているパルスシーケンスに基づいて勾配磁場駆動回路８を操作し、前記マグネットアセンブリ２の勾配磁場コイル４から勾配磁場を発生させると共に、ゲート変調回路１３を操作し、ＲＦ発振回路１４の搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形状のパルス状信号に変調し、それを駆動パルスＤｐとして送信コイル駆動回路９−１に加え、送信コイル駆動回路９−１でパワー増幅した後、前記送信コイル５に印加し、ＲＦパルスを送信し、所望領域を励起する。
【００２８】
前置増幅器１０は、受信コイル６で検出された被検体からのＮＭＲ信号を増幅し、位相検波器１５に入力する。位相検波器１５は、ＲＦ発振回路１４の搬送波出力信号を参照信号とし、前置増幅器１０からのＮＭＲ信号を位相検波して、Ａ／Ｄ変換器１６に与える。Ａ／Ｄ変換器１６は、位相検波後のアナログ信号をディジタル信号に変換して、計算機１２に入力する。
計算機１２は、Ａ／Ｄ変換器１６からデータを読み込み、画像再構成演算を行い、所望のスライス領域のイメージを生成する。このイメージは、表示装置１７にて表示される。また、計算機１２は、操作コンソール１８から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受け持つ。
なお、前記ＭＲＩ装置１は、インターベンショナル（interventional）ＭＲＩに用いるオープン形のＭＲＩ装置であってもよい。
【００２９】
図２は、送信コイル駆動回路９−１および送信コイル５を示す説明図である。
この送信コイル駆動回路９−１は、駆動パルスＤｐを電力増幅するアンプ２１と、送信コイル５を構成する４つのコイル用に前記アンプ２１の出力を４分配するスプリッター２２と、そのスプリッター２２の４つの出力に対して独立の減衰器を持つアテネータ２３と、送信コイル５を構成する４つのコイルへ前記アテネータ２３の出力を伝達すると共にそれらコイルからの反射波を取り出すためのディレクショナルカプラ２４と、計算機１２からの制御信号Ｃｓに応じたタイミングで送信コイル５を構成する４つのコイルからの反射波の電圧をサンプリングし比較しそれらが均等になるようにアテネータ２３の減衰率を調整すると共にそれに応じてアンプ２１の出力を調整する比較制御部２５−１とを具備している。
なお、アテネータ２３の代わりに、可変ゲインアンプを用いてもよい。
【００３０】
送信コイル５は、垂直方向に対向する上側コイル５Ａと下側コイル５Ｂからなる。
上側コイル５Ａは、上側第１コイル５１Ａと上側第２コイル５２Ａとからなる。
下側コイル５Ｂは、下側第１コイル５１Ｂと下側第２コイル５２Ｂとからなる。
【００３１】
上側第１コイル５１Ａに給電すると、８の字状に電流が流れ、コイル中央を縦断する電流Ｉ１Ａに直交する方向で且つコイル面に平行な磁界Ｈ１が、コイル面中央から少し下側に離れた空間に形成される。
上側第２コイル５２Ａに給電すると、８の字状に電流が流れ、コイル中央を縦断する電流Ｉ２Ａに直交する方向で且つコイル面に平行な磁界Ｈ２が、コイル面中央から少し下側に離れた空間に形成される。
上側第１コイル５１Ａと上側第２コイル５２Ａとは、同構造であるが、電流Ｉ１ＡとＩ２Ａの方向が９０゜異なる。よって、磁界Ｈ１とＨ２は直交している。
【００３２】
下側第１コイル５１Ｂは、上側第１コイル５１Ａと同構造であるが、コイル中央を縦断する電流Ｉ１Ｂの方向が電流Ｉ１Ａと逆且つ平行である。よって、下側第１コイル５１Ｂに給電すると、前記磁界Ｈ１を強化する磁界が形成される。
下側第２コイル５２Ｂは、上側第２コイル５２Ａと同構造であるが、コイル中央を縦断する電流Ｉ２Ｂの方向が電流Ｉ２Ａと逆且つ平行である。よって、下側第２コイル５２Ｂに給電すると、前記磁界Ｈ２を強化する磁界が形成される。
【００３３】
被検体を撮影する場合、被検体が上側コイル５Ａと下側コイル５Ｂの間の空間に入った状態でプリスキャンし、反射波の電圧が均等になるように比較制御部２５−１でアテネータ２３を調整する。その後、本スキャンする。これにより、被検体の体格や位置に拘わらず、上側コイル５Ａが形成する磁界と下側コイル５Ｂが形成する磁界が均等になり、感度ムラを生じなくなる。
【００３４】
−第２の実施形態−
図３は、第２の実施形態に係る送信コイル駆動回路９−２および送信コイル５を示す説明図である。なお、第１の実施形態と同じ構成要素には同じ参照番号を付し、説明は簡略化する。
この送信コイル駆動回路９−２は、アンプ２１と、スプリッター２２と、アテネータ２３と、送信コイル５を構成する４つのコイルの近傍にそれぞれ設置されたピックアップコイルＰ１Ａ，Ｐ２Ａ，Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ｂと、計算機１２からの制御信号Ｃｓに応じたタイミングで各ピックアップコイルＰ１Ａ，Ｐ２Ａ，Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ｂでの誘起電圧をサンプリングし比較しそれらが規定比率になるようにアテネータ２３の減衰率を調整すると共にそれに応じてアンプ２１の出力を調整する比較制御部２５−２とを具備している。
【００３５】
送信コイル５は、垂直方向に対向する上側コイル５Ａと下側コイル５Ｂからなる。
上側コイル５Ａは、上側第１コイル５１Ａと上側第２コイル５２Ａとからなる。
下側コイル５Ｂは、下側第１コイル５１Ｂと下側第２コイル５２Ｂとからなる。
【００３６】
ＭＲＩ装置の設置時に、上側コイル５Ａと下側コイル５Ｂの間の空間に被検体を入れない状態で送信コイル５を構成する４つのコイルに均等に給電し、各ピックアップコイルＰ１Ａ，Ｐ２Ａ，Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ｂの誘起電圧の比率を計測し、それを前記規定比率として記憶しておく。
そして、被検体を撮影する時は、被検体が上側コイル５Ａと下側コイル５Ｂの間の空間に入った状態でプリスキャンし、各ピックアップコイルＰ１Ａ，Ｐ２Ａ，Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ｂの誘起電圧が前記規定比率になるように比較制御部２５−２でアテネータ２３を調整する。その後、本スキャンする。これにより、被検体の体格や位置に拘わらず、上側コイル５Ａが形成する磁界と下側コイル５Ｂが形成する磁界が均等になり、感度ムラを生じなくなる。
【００３７】
−第３の実施形態−
図４は、第３の実施形態に係る送信コイル駆動回路９−３および送信コイル５を示す説明図である。なお、第１の実施形態と同じ構成要素には同じ参照番号を付し、説明は簡略化する。
この送信コイル駆動回路９−３は、アンプ２１と、スプリッター２２と、計算機１２からの制御信号Ｃｓで設定された値になるようにアテネータ２３の減衰率を調整すると共にそれに応じてアンプ２１の出力を調整する設定制御部２６とを具備している。
【００３８】
送信コイル５は、垂直方向に対向する上側コイル５Ａと下側コイル５Ｂからなる。
上側コイル５Ａは、上側第１コイル５１Ａと上側第２コイル５２Ａとからなる。
下側コイル５Ｂは、下側第１コイル５１Ｂと下側第２コイル５２Ｂとからなる。
【００３９】
第１の実施形態の送信コイル駆動回路９−１や第２の実施形態の送信コイル駆動回路９−２を用いれば、被検体の体重（体厚でもよい）とアテネータ２３の減衰率の対応関係が判るので、その対応関係を計算機１２に記憶しておく。
そして、被検体を撮影する時は、被検体の体重を操作コンソール１８から操作者が入力する。すると、計算機１２は被検体の体重に対応した減衰率の値を設定制御部２６に通知し、アテネータ２３を調整させる。その後、本スキャンする。
これにより、被検体の体格に拘わらず、上側コイル５Ａが形成する磁界と下側コイル５Ｂが形成する磁界が均等になり、感度ムラを生じなくなる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明のコイル駆動方法、コイル駆動装置およびＭＲＩ装置によれば、対向する一方側コイルと他方側コイルの間に入る被検体の体格が異なっても、一方側コイルが形成する磁界と他方側コイルが形成する磁界が常に均等になり、感度ムラを生じなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるＭＲＩ装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかるコイル駆動回路および送信コイルの説明図である。
【図３】本発明の第２の実施形態にかかるコイル駆動回路および送信コイルの説明図である。
【図４】本発明の第３の実施形態にかかるコイル駆動回路および送信コイルの説明図である。
【図５】従来のコイル駆動回路および送信コイルの一例を示す説明図である。
【図６】一方側コイルと他方側コイルの間の空間の中央に被検体が入った状態を示す説明図である。
【図７】一方側コイルと他方側コイルの間の空間の中央より下側に被検体が入った状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ＭＲＩ装置
２ マグネットアセンブリ
５ 送信コイル
５Ａ 上側コイル
５Ｂ 下側コイル
９−１，９−２，９−３ 送信コイル駆動回路
１２ 計算機
１８ 操作コンソール
２１ アンプ
２２ スプリッター
２３ アテネータ
２４ ディレクショナルカプラ
２５−１，２５−２ 比較制御部
２６ 設定制御部
５１Ａ 上側第１コイル
５１Ｂ 下側第１コイル
５２Ａ 上側第２コイル
５２Ｂ 下側第２コイル
Ｃｓ 制御信号
Ｄｐ 駆動パルス
Ｈ１，Ｈ２ 磁界
Ｉ１Ａ，Ｉ１Ｂ，Ｉ２Ａ，Ｉ２Ｂ 電流
Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａ，Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ｂ ピックアップコイル
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイル駆動方法、コイル駆動装置およびＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置に関し、更に詳しくは、対向する一方側コイルと他方側コイルの間に入る被検体の体格が異なっても感度ムラを生じさせないコイル駆動方法、コイル駆動装置およびＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のＭＲＩ装置における送信コイル駆動回路および送信コイルの一例を示す説明図である。
この送信コイル駆動回路９−Ｊは、駆動パルスＤｐを電力増幅するアンプ２１と、送信コイル５を構成する４つのコイル用に前記アンプ２１の出力を４分配するスプリッター２２とを具備している。
【０００３】
送信コイル５は、垂直方向に対向する上側コイル５Ａと下側コイル５Ｂからなる。
上側コイル５Ａは、上側第１コイル５１Ａと上側第２コイル５２Ａとからなる。
下側コイル５Ｂは、下側第１コイル５１Ｂと下側第２コイル５２Ｂとからなる。
【０００４】
上側第１コイル５１Ａに給電すると、８の字状に電流が流れ、コイル中央を縦断する電流Ｉ１Ａに直交する方向で且つコイル面に平行な磁界Ｈ１が、コイル面中央から少し下側に離れた空間に形成される。
上側第２コイル５２Ａに給電すると、８の字状に電流が流れ、コイル中央を縦断する電流Ｉ２Ａに直交する方向で且つコイル面に平行な磁界Ｈ２が、コイル面中央から少し下側に離れた空間に形成される。
上側第１コイル５１Ａと上側第２コイル５２Ａとは、同構造であるが、電流Ｉ１ＡとＩ２Ａの方向が９０゜異なる。よって、磁界Ｈ１とＨ２は直交している。
【０００５】
下側第１コイル５１Ｂは、上側第１コイル５１Ａと同構造であるが、コイル中央を縦断する電流Ｉ１Ｂの方向が電流Ｉ１Ａと逆且つ平行である。よって、下側第１コイル５１Ｂに給電すると、前記磁界Ｈ１を強化する磁界が形成される。
下側第２コイル５２Ｂは、上側第２コイル５２Ａと同構造であるが、コイル中央を縦断する電流Ｉ２Ｂの方向が電流Ｉ２Ａと逆且つ平行である。よって、下側第２コイル５２Ｂに給電すると、前記磁界Ｈ２を強化する磁界が形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の送信コイル駆動回路９−Ｊでは、スプリッター２２から全てのコイル５１Ａ，５２Ａ，５１Ｂ，５２Ｂに均等に給電されていた。このような給電方法では、図６に示すように、被検体が上側コイル５Ａと下側コイル５Ｂの間の空間の中央に入った状態では、上側コイル５Ａと被検体の電磁的結合および下側コイル５Ｂと被検体の電磁的結合が同等になるため、問題がない。
しかし、図７に示すように、体格の小さな被検体の場合、上側コイル５Ａよりも下側コイル５Ｂの近くに位置する状態になり、上側コイル５Ａと被検体の電磁的結合および下側コイル５Ｂと被検体の電磁的結合が不均等になる。このため、スプリッター２２から全てのコイル５１Ａ，５２Ａ，５１Ｂ，５２Ｂに均等に給電したのでは、上側コイル５Ａが形成する磁界と下側コイル５Ｂが形成する磁界が不均等になり、感度ムラを生じる問題点がある。
そこで、本発明の目的は、対向する一方側コイルと他方側コイルの間に入る被検体の体格が異なっても感度ムラを生じさせないコイル駆動方法、コイル駆動装置およびＭＲＩ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、対向して配置された一方側コイルおよび他方側コイルの間に被検体を入れてから、両コイルへの給電バランスを調整し、その後、両コイルに給電することを特徴とするコイル駆動方法を提供する。
上記第１の観点によるコイル駆動方法では、一方側コイルおよび他方側コイルの間の空間に被検体を実際に入れてから両コイルへの給電バランスを調整するため、被検体の体格や位置に拘わらず、一方側コイルが形成する磁界と他方側コイルが形成する磁界が常に均等になり、感度ムラを生じない。
【０００８】
第２の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動方法において、両コイルからの反射波を測定し、反射波の電圧を合わせるように給電バランスを調整することを特徴とするコイル駆動方法を提供する。
上記第２の観点によるコイル駆動方法では、一方側コイルおよび他方側コイルからの反射波の電圧を指標として給電バランスを調整するため、一方側コイルおよび他方側コイルには手を加えないで済む利点がある。
【０００９】
第３の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動方法において、コイル近傍に磁界検知手段を設け、それら磁界検知手段で検知した信号の大きさを合わせるように給電バランスを調整することを特徴とするコイル駆動方法を提供する。
上記第３の観点によるコイル駆動方法では、一方側コイルおよび他方側コイルが発生する磁界を実測して給電バランスを調整するため、反射波の電圧を指標とする場合よりも直接的に給電バランスを調整できる利点がある。
【００１０】
第４の観点では、本発明は、対向して配置された一方側コイルおよび他方側コイルの間に入れる被検体の体格に対応して予め決められた両コイルへの給電バランスに調整し、その後、両コイルに給電することを特徴とするコイル駆動方法を提供する。
一方側コイルおよび他方側コイルへの給電バランスのずれは、被検体の体格に依存する。換言すれば、被検体の体格から給電バランスのずれの補償量を知ることが出来る。
上記第４の観点によるコイル駆動方法では、被検体の体格に対応して予め決められた補償量により給電バランスを調整するため、被検体の体格に合わせて一方側コイルが形成する磁界と他方側コイルが形成する磁界を均等に調整でき、感度ムラを生じない。また、一方側コイルおよび他方側コイルの間の空間に被検体を実際に入れて給電バランスを測定する必要がないため、作業負担が軽くて済む利点がある。
【００１１】
第５の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動方法において、前記被検体の体格として、被検体の体重を用いることを特徴とするコイル駆動方法を提供する。
一方側コイルおよび他方側コイルへの給電バランスのずれを生じさせる被検体の体格としては、体重や体厚があるが、体重が最も扱いやすい。
上記第５の観点によるコイル駆動方法では、被検体の体格として体重を用いるため、取り扱いが最も簡便になる。
【００１２】
第６の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動方法において、一方側コイルが一方側第１コイルと一方側第２コイルからなり、一方側第１コイルと一方側第２コイルの形成する磁界が一方側コイルと他方側コイルの間のコイル間空間で直交し、他方側コイルが他方側第１コイルと他方側第２コイルからなり、他方側第１コイルの形成する磁界が一方側第１コイルの形成する磁界と前記コイル間空間で平行であり、他方側第２コイルの形成する磁界が一方側第２コイルの形成する磁界と前記コイル間空間で平行であることを特徴とするコイル駆動方法を提供する。
上記第６の観点によるコイル駆動方法では、ＭＲＩ装置で使用されている送信コイルに対して本発明を適用可能となる。
【００１３】
第７の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動方法において、一方側コイルと他方側コイルとが垂直方向または水平方向に対向することを特徴とするコイル駆動方法を提供する。
上記第７の観点によるコイル駆動方法では、ＭＲＩ装置で使用されている送信コイルに対して本発明を適用可能となる。なお、
【００１４】
第８の観点では、本発明は、対向して配置された一方側コイルおよび他方側コイルに給電する給電手段と、両コイルへの給電バランスを測定するための給電バランス測定手段と、両コイルへの給電バランスを調整するための給電バランス調整手段とを具備したことを特徴とするコイル駆動装置を提供する。
上記第８の観点によるコイル駆動装置では、上記第１の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００１５】
第９の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動装置において、前記給電バランス測定手段が、コイルからの反射波を測定するための反射波測定手段を含むことを特徴とするコイル駆動装置を提供する。
上記第９の観点によるコイル駆動装置では、上記第２の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００１６】
第１０の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動装置において、前記反射波測定手段が、ディレクショナルカプラ（directional coupler）であることを特徴とするコイル駆動装置を提供する。
上記第１０の観点によるコイル駆動装置では、ディレクショナルカプラを用いて上記第２の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００１７】
第１１の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動装置において、前記給電バランス測定手段が、コイル近傍に設けた磁界検知手段を含むことを特徴とするコイル駆動装置を提供する。
上記第１１の観点によるコイル駆動装置では、上記第３の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００１８】
第１２の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動装置において、前記磁界検知手段が、ピックアップコイルであることを特徴とするコイル駆動装置を提供する。
上記第１２の観点によるコイル駆動装置では、ピックアップコイルを用いて上記第３の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００１９】
第１３の観点では、本発明は、対向して配置された一方側コイルおよび他方側コイルに給電する給電手段と、両コイルの間に入れる被検体の体格に対応して予め決められた両コイルへの給電バランスに調整するための給電バランス調整手段とを具備したことを特徴とするコイル駆動装置を提供する。
上記第１３の観点によるコイル駆動装置では、上記第４の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００２０】
第１４の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動方法において、前記被検体の体格として、被検体の体重を用いることを特徴とするコイル駆動装置を提供する。
上記第１４の観点によるコイル駆動装置では、上記第５の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００２１】
第１５の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動装置において、一方側コイルが一方側第１コイルと一方側第２コイルからなり、一方側第１コイルと一方側第２コイルの形成する磁界が一方側コイルと他方側コイルの間のコイル間空間で直交し、他方側コイルが他方側第１コイルと他方側第２コイルからなり、他方側第１コイルの形成する磁界が一方側第１コイルの形成する磁界と前記コイル間空間で平行であり、他方側第２コイルの形成する磁界が一方側第２コイルの形成する磁界と前記コイル間空間で平行であることを特徴とするコイル駆動装置を提供する。
上記第１５の観点によるコイル駆動装置では、上記第６の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００２２】
第１６の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動装置において、一方側コイルと他方側コイルとが垂直方向または水平方向に対向することを特徴とするコイル駆動装置を提供する。
上記第１６の観点によるコイル駆動装置では、上記第７の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００２３】
第１７の観点では、本発明は、上記構成のコイル駆動装置を具備したことを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１７の観点によるコイル駆動装置では、上記第７の観点によるコイル駆動方法を好適に実施できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２５】
−第１の実施形態−
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成ブロック図である。
このＭＲＩ装置１において、マグネットアセンブリ２は、内部に被検体を挿入するための空間部分（孔）を有し、この空間部分を取りまくようにして、被検体に一定の静磁場を印加する静磁場コイル３と、スライス軸，リード軸，位相軸の勾配磁場を発生するための勾配磁場コイル４と、被検体内の原子核のスピンを励起するためのＲＦパルスを与える送信コイル５と、被検体からのＮＭＲ信号を検出する受信コイル６とが配置されている。
【００２６】
前記静磁場コイル３は、静磁場電源７に接続されている。
前記勾配磁場コイル４は、勾配磁場駆動回路８に接続されている。
前記送信コイル５は、送信コイル駆動回路９−１に接続されている。
前記受信コイル６は、前置増幅器１０に接続されている。
なお、静磁場コイル３の代わりに、永久磁石を用いてもよい。
【００２７】
シーケンス記憶回路１１は、計算機１２からの指令に従い、記憶しているパルスシーケンスに基づいて勾配磁場駆動回路８を操作し、前記マグネットアセンブリ２の勾配磁場コイル４から勾配磁場を発生させると共に、ゲート変調回路１３を操作し、ＲＦ発振回路１４の搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形状のパルス状信号に変調し、それを駆動パルスＤｐとして送信コイル駆動回路９−１に加え、送信コイル駆動回路９−１でパワー増幅した後、前記送信コイル５に印加し、ＲＦパルスを送信し、所望領域を励起する。
【００２８】
前置増幅器１０は、受信コイル６で検出された被検体からのＮＭＲ信号を増幅し、位相検波器１５に入力する。位相検波器１５は、ＲＦ発振回路１４の搬送波出力信号を参照信号とし、前置増幅器１０からのＮＭＲ信号を位相検波して、Ａ／Ｄ変換器１６に与える。Ａ／Ｄ変換器１６は、位相検波後のアナログ信号をディジタル信号に変換して、計算機１２に入力する。
計算機１２は、Ａ／Ｄ変換器１６からデータを読み込み、画像再構成演算を行い、所望のスライス領域のイメージを生成する。このイメージは、表示装置１７にて表示される。また、計算機１２は、操作コンソール１８から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受け持つ。
なお、前記ＭＲＩ装置１は、インターベンショナル（interventional）ＭＲＩに用いるオープン形のＭＲＩ装置であってもよい。
【００２９】
図２は、送信コイル駆動回路９−１および送信コイル５を示す説明図である。
この送信コイル駆動回路９−１は、駆動パルスＤｐを電力増幅するアンプ２１と、送信コイル５を構成する４つのコイル用に前記アンプ２１の出力を４分配するスプリッター２２と、そのスプリッター２２の４つの出力に対して独立の減衰器を持つアテネータ２３と、送信コイル５を構成する４つのコイルへ前記アテネータ２３の出力を伝達すると共にそれらコイルからの反射波を取り出すためのディレクショナルカプラ２４と、計算機１２からの制御信号Ｃｓに応じたタイミングで送信コイル５を構成する４つのコイルからの反射波の電圧をサンプリングし比較しそれらが均等になるようにアテネータ２３の減衰率を調整すると共にそれに応じてアンプ２１の出力を調整する比較制御部２５−１とを具備している。
なお、アテネータ２３の代わりに、可変ゲインアンプを用いてもよい。
【００３０】
送信コイル５は、垂直方向に対向する上側コイル５Ａと下側コイル５Ｂからなる。
上側コイル５Ａは、上側第１コイル５１Ａと上側第２コイル５２Ａとからなる。
下側コイル５Ｂは、下側第１コイル５１Ｂと下側第２コイル５２Ｂとからなる。
【００３１】
上側第１コイル５１Ａに給電すると、８の字状に電流が流れ、コイル中央を縦断する電流Ｉ１Ａに直交する方向で且つコイル面に平行な磁界Ｈ１が、コイル面中央から少し下側に離れた空間に形成される。
上側第２コイル５２Ａに給電すると、８の字状に電流が流れ、コイル中央を縦断する電流Ｉ２Ａに直交する方向で且つコイル面に平行な磁界Ｈ２が、コイル面中央から少し下側に離れた空間に形成される。
上側第１コイル５１Ａと上側第２コイル５２Ａとは、同構造であるが、電流Ｉ１ＡとＩ２Ａの方向が９０゜異なる。よって、磁界Ｈ１とＨ２は直交している。
【００３２】
下側第１コイル５１Ｂは、上側第１コイル５１Ａと同構造であるが、コイル中央を縦断する電流Ｉ１Ｂの方向が電流Ｉ１Ａと逆且つ平行である。よって、下側第１コイル５１Ｂに給電すると、前記磁界Ｈ１を強化する磁界が形成される。
下側第２コイル５２Ｂは、上側第２コイル５２Ａと同構造であるが、コイル中央を縦断する電流Ｉ２Ｂの方向が電流Ｉ２Ａと逆且つ平行である。よって、下側第２コイル５２Ｂに給電すると、前記磁界Ｈ２を強化する磁界が形成される。
【００３３】
被検体を撮影する場合、被検体が上側コイル５Ａと下側コイル５Ｂの間の空間に入った状態でプリスキャンし、反射波の電圧が均等になるように比較制御部２５−１でアテネータ２３を調整する。その後、本スキャンする。これにより、被検体の体格や位置に拘わらず、上側コイル５Ａが形成する磁界と下側コイル５Ｂが形成する磁界が均等になり、感度ムラを生じなくなる。
【００３４】
−第２の実施形態−
図３は、第２の実施形態に係る送信コイル駆動回路９−２および送信コイル５を示す説明図である。なお、第１の実施形態と同じ構成要素には同じ参照番号を付し、説明は簡略化する。
この送信コイル駆動回路９−２は、アンプ２１と、スプリッター２２と、アテネータ２３と、送信コイル５を構成する４つのコイルの近傍にそれぞれ設置されたピックアップコイルＰ１Ａ，Ｐ２Ａ，Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ｂと、計算機１２からの制御信号Ｃｓに応じたタイミングで各ピックアップコイルＰ１Ａ，Ｐ２Ａ，Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ｂでの誘起電圧をサンプリングし比較しそれらが規定比率になるようにアテネータ２３の減衰率を調整すると共にそれに応じてアンプ２１の出力を調整する比較制御部２５−２とを具備している。
【００３５】
送信コイル５は、垂直方向に対向する上側コイル５Ａと下側コイル５Ｂからなる。
上側コイル５Ａは、上側第１コイル５１Ａと上側第２コイル５２Ａとからなる。
下側コイル５Ｂは、下側第１コイル５１Ｂと下側第２コイル５２Ｂとからなる。
【００３６】
ＭＲＩ装置の設置時に、上側コイル５Ａと下側コイル５Ｂの間の空間に被検体を入れない状態で送信コイル５を構成する４つのコイルに均等に給電し、各ピックアップコイルＰ１Ａ，Ｐ２Ａ，Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ｂの誘起電圧の比率を計測し、それを前記規定比率として記憶しておく。
そして、被検体を撮影する時は、被検体が上側コイル５Ａと下側コイル５Ｂの間の空間に入った状態でプリスキャンし、各ピックアップコイルＰ１Ａ，Ｐ２Ａ，Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ｂの誘起電圧が前記規定比率になるように比較制御部２５−２でアテネータ２３を調整する。その後、本スキャンする。これにより、被検体の体格や位置に拘わらず、上側コイル５Ａが形成する磁界と下側コイル５Ｂが形成する磁界が均等になり、感度ムラを生じなくなる。
【００３７】
−第３の実施形態−
図４は、第３の実施形態に係る送信コイル駆動回路９−３および送信コイル５を示す説明図である。なお、第１の実施形態と同じ構成要素には同じ参照番号を付し、説明は簡略化する。
この送信コイル駆動回路９−３は、アンプ２１と、スプリッター２２と、計算機１２からの制御信号Ｃｓで設定された値になるようにアテネータ２３の減衰率を調整すると共にそれに応じてアンプ２１の出力を調整する設定制御部２６とを具備している。
【００３８】
送信コイル５は、垂直方向に対向する上側コイル５Ａと下側コイル５Ｂからなる。
上側コイル５Ａは、上側第１コイル５１Ａと上側第２コイル５２Ａとからなる。
下側コイル５Ｂは、下側第１コイル５１Ｂと下側第２コイル５２Ｂとからなる。
【００３９】
第１の実施形態の送信コイル駆動回路９−１や第２の実施形態の送信コイル駆動回路９−２を用いれば、被検体の体重（体厚でもよい）とアテネータ２３の減衰率の対応関係が判るので、その対応関係を計算機１２に記憶しておく。
そして、被検体を撮影する時は、被検体の体重を操作コンソール１８から操作者が入力する。すると、計算機１２は被検体の体重に対応した減衰率の値を設定制御部２６に通知し、アテネータ２３を調整させる。その後、本スキャンする。
これにより、被検体の体格に拘わらず、上側コイル５Ａが形成する磁界と下側コイル５Ｂが形成する磁界が均等になり、感度ムラを生じなくなる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明のコイル駆動方法、コイル駆動装置およびＭＲＩ装置によれば、対向する一方側コイルと他方側コイルの間に入る被検体の体格が異なっても、一方側コイルが形成する磁界と他方側コイルが形成する磁界が常に均等になり、感度ムラを生じなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるＭＲＩ装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかるコイル駆動回路および送信コイルの説明図である。
【図３】本発明の第２の実施形態にかかるコイル駆動回路および送信コイルの説明図である。
【図４】本発明の第３の実施形態にかかるコイル駆動回路および送信コイルの説明図である。
【図５】従来のコイル駆動回路および送信コイルの一例を示す説明図である。
【図６】一方側コイルと他方側コイルの間の空間の中央に被検体が入った状態を示す説明図である。
【図７】一方側コイルと他方側コイルの間の空間の中央より下側に被検体が入った状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ＭＲＩ装置
２ マグネットアセンブリ
５ 送信コイル
５Ａ 上側コイル
５Ｂ 下側コイル
９−１，９−２，９−３ 送信コイル駆動回路
１２ 計算機
１８ 操作コンソール
２１ アンプ
２２ スプリッター
２３ アテネータ
２４ ディレクショナルカプラ
２５−１，２５−２ 比較制御部
２６ 設定制御部
５１Ａ 上側第１コイル
５１Ｂ 下側第１コイル
５２Ａ 上側第２コイル
５２Ｂ 下側第２コイル
Ｃｓ 制御信号
Ｄｐ 駆動パルス
Ｈ１，Ｈ２ 磁界
Ｉ１Ａ，Ｉ１Ｂ，Ｉ２Ａ，Ｉ２Ｂ 電流
Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａ，Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ｂ ピックアップコイル
Claims (14)
- 対向して配置された一方側コイルおよび他方側コイルの間に入れる被検体の体格に対応して予め決められた両コイルへの給電バランスに調整し、その後、両コイルに給電することを特徴とするコイル駆動方法。
- 請求項１に記載のコイル駆動方法において、
前記被検体の体格として、被検体の体重を用いることを特徴とするコイル駆動方法。 - 請求項１または請求項２に記載のコイル駆動方法において、
一方側コイルが一方側第１コイルと一方側第２コイルからなり、
一方側第１コイルと一方側第２コイルの形成する磁界が一方側コイルと他方側コイルの間のコイル間空間で直交し、
他方側コイルが他方側第１コイルと他方側第２コイルからなり、
他方側第１コイルの形成する磁界が一方側第１コイルの形成する磁界と前記コイル間空間で平行であり、
他方側第２コイルの形成する磁界が一方側第２コイルの形成する磁界と前記コイル間空間で平行であることを特徴とするコイル駆動方法。 - 請求項１から請求項３のいずれかに記載のコイル駆動方法において、
一方側コイルと他方側コイルとが垂直方向または水平方向に対向することを特徴とするコイル駆動方法。 - 対向して配置された一方側コイルおよび他方側コイルに給電する給電手段と、
両コイルへの給電バランスを測定するための給電バランス測定手段と、
両コイルへの給電バランスを調整するための給電バランス調整手段とを具備したことを特徴とするコイル駆動装置。 - 請求項５に記載のコイル駆動装置において、
前記給電バランス測定手段が、コイルからの反射波を測定するための反射波測定手段を含むことを特徴とするコイル駆動装置。 - 請求項６に記載のコイル駆動装置において、
前記反射波測定手段が、ディレクショナルカプラであることを特徴とするコイル駆動装置。 - 請求項５に記載のコイル駆動装置において、
前記給電バランス測定手段が、コイル近傍に設けた磁界検知手段を含むことを特徴とするコイル駆動装置。 - 請求項８に記載のコイル駆動装置において、
前記磁界検知手段が、ピックアップコイルであることを特徴とするコイル駆動装置。 - 対向して配置された一方側コイルおよび他方側コイルに給電する給電手段と、
両コイルの間に入れる被検体の体格に対応して予め決められた両コイルへの給電バランスに調整するための給電バランス調整手段とを具備したことを特徴とするコイル駆動装置。 - 請求項１０に記載のコイル駆動装置において、
前記被検体の体格として、被検体の体重を用いることを特徴とするコイル駆動装置。 - 請求項５から請求項１１のいずれかに記載のコイル駆動装置において、
一方側コイルが一方側第１コイルと一方側第２コイルからなり、
一方側第１コイルと一方側第２コイルの形成する磁界が一方側コイルと他方側コイルの間のコイル間空間で直交し、
他方側コイルが他方側第１コイルと他方側第２コイルからなり、
他方側第１コイルの形成する磁界が一方側第１コイルの形成する磁界と前記コイル間空間で平行であり、
他方側第２コイルの形成する磁界が一方側第２コイルの形成する磁界と前記コイル間空間で平行であることを特徴とするコイル駆動装置。 - 請求項５から請求項１２のいずれかに記載のコイル駆動装置において、
一方側コイルと他方側コイルとが垂直方向または水平方向に対向することを特徴とするコイル駆動装置。 - 請求項５から請求項１３のいずれかに記載のコイル駆動装置を具備したことを特徴とするＭＲＩ装置。
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