JP4664525B2 - 磁気共鳴撮像用コイルおよび磁気共鳴撮像装置 - Google Patents
磁気共鳴撮像用コイルおよび磁気共鳴撮像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4664525B2 JP4664525B2 JP2001154377A JP2001154377A JP4664525B2 JP 4664525 B2 JP4664525 B2 JP 4664525B2 JP 2001154377 A JP2001154377 A JP 2001154377A JP 2001154377 A JP2001154377 A JP 2001154377A JP 4664525 B2 JP4664525 B2 JP 4664525B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ring
- magnetic resonance
- resonance imaging
- ring element
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のループを有するソレノイド型の送信、受信あるいは送受信するコイルと、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）シールドおよびその近傍の導体部分との電磁気的結合を均一化する磁気共鳴撮像用コイルおよび磁気共鳴撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、垂直磁場型の磁気共鳴撮像装置では、主磁場が垂直方向を向いているため、水平方向に感度を有するソレノイド型の送信、受信あるいは送受信するコイルが多用されている。ソレノイド型コイルは、高感度であるため、送信時には、低いパワーで所定の出力が得られ、受信時には、高いＳ／Ｎ比（Ｓｉｇｎａｌ Ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）の磁気共鳴信号を受信することができる。さらに、ソレノイド型コイルは、感度をアップさせるため、あるいは感度領域を広げるために、多重ループ構造にした構成で使用される。このため、ソレノイド型コイルは、長い円筒形状をしたものが多く、撮像を行なう際には、被検体を内蔵した長い円筒形の形状を有するソレノイド型コイルが、磁気共鳴撮像装置の主磁場発生部の中心部に据えられる。
【０００３】
この状態で、ソレノイド型コイルを使用して送信が行なわれると、送信器からコイルにＲＦパワーが注入され、多重ループ構造を有するコイルの各ループに、送信器からＲＦ電流が流れ込む。そして、この各ループのＲＦ電流により、被検体が設置された領域にＲＦ磁場が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術によれば多重ループ構造を有するソレノイド型コイルを使用して送信が行なわれる際に、ソレノイド型コイルの各ループに、送信器から等しい量のＲＦ電流が流れ込まなかった。具体的には、ソレノイド型コイルを構成する各ループの位置により、各ループに流れるＲＦ電流の大きさが異なっていた。
【０００５】
特に、磁気共鳴撮像装置では、送信を行なう際に、ソレノイド型コイルの各ループに流れる送信ＲＦ電流の大きさが異なり、この送信ＲＦ電流により生成されるソレノイド型コイルの内部のＲＦ磁場は、磁場均一度が低下する。磁場均一度が低下すると、磁気共鳴撮像装置で得られた画像は、陰影のついた不自然なものとなる。また、被検体からの磁気共鳴信号を、このソレノイド型コイルで受信する場合にも、電磁気学における相反の定理から、ソレノイド型コイルの各ループが受信する受信ＲＦ電流が異なり、ソレノイド型コイルの感度分布の均一度が低下する。そして、磁気共鳴撮像装置で得られた画像は、この均一度の低下を反映した、陰影のついた不自然なものとなる。
【０００６】
これらのことから、送受信時に多重ループ構造を有するソレノイド型コイルの各ループに等しいＲＦ電流が流れる様にして、送信の時に高い均一度のＲＦ磁場を生成すると同時に、受信の時には高い均一度の感度分布を得ることは、安定した磁気共鳴撮像装置の画像を実現するために極めて重要となる。
【０００７】
この発明は、上述した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、送信の時の磁場均一度、または、受信の時の感度均一度を向上する磁気共鳴撮像用コイルおよび磁気共鳴撮像装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像用コイルは、導体をなす複数のリング要素をループ状にした複数のリングを有し、各リング要素に対し給電部を介して行なう高周波信号の送信および受信の内の少なくとも一方を行なうソレノイド型の磁気共鳴撮像用コイルであって、前記複数のリング間の電流分布を平均化するよう、前記複数のリング要素をそれぞれ形成する所定のリング要素を異なるリング要素間で配線交換したことを特徴とする。
【０００９】
この第１の観点による発明によれば、複数のリング間の電流分布を平均化するよう、複数のリング要素をそれぞれ形成する所定のリング要素を異なるリング要素間で配線交換することとしたので、各リング要素とシールドおよびその近傍に存在する電気的良導体との間に発生するインピーダンスの総和を等しくし、複数のリング要素間の電流分布を等しくすることができる。
【００１０】
また、第２の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像用コイルによれば、導体をなす複数のリング要素をループ状にした複数のリングを有し、各リング要素に対して給電部を介して行なう高周波信号の送信および受信の内の少なくとも一方を行なうソレノイド型の磁気共鳴撮像用コイルであって、第１のリングの第１の位置に所在する第１のリング要素を第２のリングの第２の位置に所在する第２のリング要素と接続し、第１のリングの第２の位置に所在する第３のリング要素を第２のリングの第１の位置に所在する第４のリング要素と接続したことを特徴とする。
【００１１】
この第２の観点の発明によれば、第１のリングの第１の位置に所在する第１のリング要素を第２のリングの第２の位置に所在する第２のリング要素と接続し、第１のリングの第２の位置に所在する第３のリング要素を第２のリングの第１の位置に所在する第４のリング要素と接続することとしているので、第１、第２のリング要素で発生する浮遊容量、および第３、第４のリング要素で発生する浮遊容量を等しくすることができる。
【００１２】
また、第３の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像用コイルによれば、導体をなす第１のリング要素と第２のリンク要素をループ状にした第１、第２、第３および第４のリングと、該４つのリングに対して給電する給電部とを有し、前記給電部を介して各リング要素に行なう高周波信号の送信および受信の内の少なくとも一方を行なうソレノイド型の磁気共鳴撮像用コイルであって、前記第１のリングの第１のリング要素と第３のリングの第２のリング要素を接続した第１のエレメントと、前記第１のリングの第２のリング要素と第３のリングの第１のリング要素を接続した第２のエレメントと、前記第２のリングの第１のリング要素と第４のリングの第２のリング要素を接続した第３のエレメントと、前記第２のリングの第２のリング要素と第４のリングの第１のリング要素を接続した第４のエレメントと、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この第３の観点の発明によれば、第１のリングの第１のリング要素と第３のリングの第２のリング要素を接続した第１のエレメントと、第１のリングの第２のリング要素と第３のリングの第１のリング要素を接続した第２のエレメントと、第２のリングの第１のリング要素と第４のリングの第２のリング要素を接続した第３のエレメントと、第２のリングの第２のリング要素と第４のリングの第１のリング要素を接続した第４のエレメントと、を備えることとしているので、第１〜４のリングを備えたソレノイド状コイルの内部に磁場空間を生成することができる。
【００１４】
また、第４の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像用コイルによれば、第３の観点に記載の磁気共鳴撮像用コイルにおいて、前記給電部は、前記第１のリングおよび第２のリングに対して給電する第１の給電部と、前記第３のリングおよび第４のリングに対して給電する第２の給電部とを有することを特徴とする。
【００１５】
この第４の観点の発明によれば、給電部は、第１のリングおよび第２のリングに対して給電する第１の給電部と、第３のリングおよび第４のリングに対して給電する第２の給電部とを有することとしているので、第１および第２の給電部で配線交換をすることができる。
【００１６】
また、第５の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像用コイルによれば、第３または４の観点に記載の磁気共鳴撮像用コイルにおいて、前記第１のリング要素と第２のリング要素は、長さおよび形状が略同一であることを特徴とする。
【００１７】
この第５の観点の発明によれば、第１のリング要素と第２のリング要素は、長さおよび形状が略同一であることとしているので、第１および第２のリング要素を備えたソレノイド状のコイルの各リング要素とシールドおよびその近傍に存在する電気的良導体との間に発生する浮遊容量を等しくすることができる。
【００１８】
また、第６の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像用コイルによれば、第３〜５のいずれか一つの観点に記載の磁気共鳴撮像用コイルにおいて、前記第１、第２、第３および第４のリングは、それぞれ等間隔で配設されていることを特徴とする。
【００１９】
この第６の観点の発明によれば、第１、第２、第３および第４のリングは、それぞれ等間隔で配設されていることとしているので、リング要素の内部に均一な磁場空間を生成することができる。
【００２０】
また、第７の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像用コイルによれば、第３〜６のいずれか一つの観点に記載の磁気共鳴撮像用コイルにおいて、前記第１のリング要素および第２のリング要素は、それぞれ半円形の形状を有し、該第１のリング要素および第２のリング要素により形成される前記第１、第２、第３および第４のリングは、円形の形状を有することを特徴とする。
【００２１】
この第７の観点の発明によれば、第１のリング要素および第２のリング要素は、それぞれ半円形の形状を有し、該第１のリング要素および第２のリング要素により形成される第１、第２、第３および第４のリングは、円形の形状を有することとしているので、第１〜４のリングの内部により均一な磁場空間を形成することができる。
【００２２】
また、第８の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像用コイルによれば、第３〜６のいずれか一つの観点に記載の磁気共鳴撮像用コイルにおいて、前記第１のリング要素および第２のリング要素は、半楕円形の形状を有し、該第１のリング要素および第２のリング要素により形成される前記第１、第２、第３および第４のリングは、楕円形の形状を有することを特徴とする。
【００２３】
この第８の観点の発明によれば、第１のリング要素および第２のリング要素は、半楕円形の形状を有し、該第１のリング要素および第２のリング要素により形成される第１、第２、第３および第４のリングは、楕円形の形状を有することとしているので、被検体により適合した感度の良いソレノイド状のコイルであることを特徴とする。
【００２４】
また、第９の観点にかかる磁気共鳴撮像装置によれば、垂直方向に静磁場を発生する垂直磁場型の磁気共鳴撮像装置であって、垂直方向に均一な磁場領域を発生する静磁場発生手段と、前記磁場領域の静磁場強度を変化させる勾配磁場発生手段と、被検体を前記静磁場発生手段の中心近傍に配設する配設手段と、前記磁気共鳴撮像用コイルを用いて磁気共鳴信号の送信および受信の内の少なくとも一方を行い、前記被検体の断層画像情報を取得する制御手段と、前記制御手段により得られた断層画像情報から断層画像を生成し表示する画像処理手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
この第９の観点の発明によれば、垂直方向に均一な磁場領域を発生する静磁場発生手段と、この磁場領域の静磁場強度を変化させる勾配磁場発生手段と、被検体を静磁場発生手段の中心近傍に配設する配設手段と、磁気共鳴撮像用コイルを用いて磁気共鳴信号の送信および受信の内の少なくとも一方を行い、被検体の断層画像情報を取得する制御手段と、この制御手段により得られた断層画像情報から断層画像を生成し表示する画像処理手段と、を備えることとしているので、均一な感度分布を有する断層画像を取得することができ、断層画像を診断する場合により広い領域を診断することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる磁気共鳴撮像用コイルおよび磁気共鳴撮像装置の好適な実施の形態について説明する。
【００２７】
まず、本実施の形態にかかる磁気共鳴撮像装置の全体構成について説明する。図１は、この発明の実施の形態１である磁気共鳴撮像用コイルを使用した磁気共鳴撮像装置の全体構成を示す模式図である。図１において、この磁気共鳴撮像装置は、大きくは、マグネット部１０１、テーブル部１０２、および制御処理部１０３から構成される。
【００２８】
マグネット部１０１は、上下に対向配置される一対の静磁場発生部４、勾配コイル部３、およびシールド２を有している。対向配置された二つのシールド２間には、被検体５が配置される空間が形成される。上下二つの勾配コイル部３は、勾配駆動部１４を介してスキャンコントローラ部１３に接続される。また、上下二つのシールド２は、勾配コイル部３と送受信型のソレノイドコイル１との電磁気的結合を防止するために挿入された、所定の厚みを持つ銅板である。
【００２９】
テーブル部１０２には、シールド２間に形成された空間を移動するクレードル部６が設けられ、このクレードル部６上には、被検体５が載置される。クレードル部６は、マグネット部１０１の中心部に移動した際、被検体５の撮像部位がこの中心部に配設されるように移動制御される。
【００３０】
送受信コイルとしてのソレノイドコイル１は、テーブル部１０２に配設されており、マグネット部１０１の中心近傍に位置されている。このソレノイドコイル１は、送受信部７、検波部８、およびＡ／Ｄ変換部９を介して計算機１０に接続される。計算機１０には、操作部１１および表示部１２が接続されるとともに、スキャンコントローラ部１３が接続される。スキャンコントローラ部１３は、送受信部７、ＲＦ発振部２０、Ａ／Ｄ変換部９、および、勾配駆動部１４の各部を制御する。ＲＦ発振部２０は、検波部８に接続される。
【００３１】
つぎに、図１に示したソレノイドコイル１の具体的な構成について説明する。図２は、図１に示したソレノイドコイル１の具体的な構成を示す図である。ソレノイドコイル１は、入出力ポート２０１、第１および第２の給電部２０２および２０３、第１の導体であるエレメント２０４、２０５および第２の導体であるエレメント２０６、２０７を有している。
【００３２】
入出力ポート２０１は、送受信部７と給電部２０２および２０３との間を、同軸ケーブルにより接続しており、送受信部７から送られてきた送信信号を給電部２０２および２０３に分配し、また、給電部２０２および２０３からの受信信号を送受信部７に送信する。
【００３３】
給電部２０２および２０３は、入出力ポート２０１とエレメント２０４〜２０７との間のインピーダンス整合を行ない、送信信号あるいは受信信号を損失なく相手側に送る機能を有する。また、給電部２０２および２０３は、入出力ポート２０１から入力した送信信号をインピーダンス整合の後に分岐し、複数の出力を備えることで、均一な磁場領域を広げる、あるいは、受信感度領域を広げる働きも有する。
【００３４】
つぎに、図２に示した給電部２０２および２０３の具体的な構成について説明する。図３は、図２に示した給電部２０２および２０３の具体的な構成を示す回路図である。送受信部７からの送信信号は、入出力ポート２０１で分流され、給電部２０２および２０３に送られる。給電部２０２および２０３に送られた送信信号は、コンデンサ２１０、２１１およびコンデンサ２１２、２１３を用いてインピーダンス整合された後、エレメント２０４〜２０７に送られる。また、受信信号は、エレメント２０４〜２０７から、送信時とは全く逆の経路を通って送受信部７へ送られる。
【００３５】
また、入出力ポート２０１と給電部２０２とを接続する２本の信号線は、給電部２０２内でインピーダンス整合の後に、各々の信号線が２本のエレメント端２０４ａ、２０５ａおよび２０６ａ、２０７ａに分岐され、各エレメント端とエレメント２０４、２０５および２０６、２０７が接続される。また、入出力ポート２０１から給電部２０３への２本の信号線も同様に分岐され、各々が２本のエレメント端２０４ｂ、２０５ｂおよび２０６ｂ、２０７ｂに分岐され、各エレメント端とエレメント２０４、２０５および２０６、２０７が接続される。
【００３６】
ここで、給電部２０２に接続されたエレメント２０４〜２０７の他端は、給電部２０３に接続され、エレメント２０４、２０５およびエレメント２０６、２０７とは、ソレノイドコイル１において給電部２０２、２０３と反対の位置で交差する配線になっている。また、ソレノイドコイル１は、給電部２０２、エレメント２０４あるいは２０５、給電部２０３、エレメント２０６あるいは２０７の電気経路で閉ループを形成している。
【００３７】
つぎに、図２に示したエレメント２０４〜２０７の具体的な形状について説明する。図４は、図２に示したエレメント２０４〜２０７の形状を個別に示した図である。エレメント２０４〜２０７は、銅パイプ等の導体で形成され、円筒形のパイプを巻く様な形で形成されている。
【００３８】
図４（Ａ）のエレメント２０４は、第１のリング要素４０４ａ、接続部４０４ｂ、第２のリング要素４０４ｃから成り、図４（Ｂ）のエレメント２０５は、第１のリング要素４０５ａ、接続部４０５ｂ、第２のリング要素４０５ｃから成り、図４（Ｃ）のエレメント２０６は、第２のリング要素４０６ａ、接続部４０６ｂ、第１のリング要素４０６ｃから成り、図４（Ｄ）のエレメント２０７は、第２のリング要素４０７ａ、接続部４０７ｂ、第１のリング要素４０７ｃから成る。
【００３９】
ここで、リング要素４０４ａと４０６ａ、リング要素４０５ａと４０７ａ、リング要素４０４ｃと４０６ｃ、リング要素４０５ｃと４０７ｃとから、円形の第１〜４のリングが生成される。そして、この第１〜４のリングは、等間隔に配置され、これらのリングにより生成される円筒形状の内部に、送信の場合は、均一な磁場領域を、さらに、受信の場合は、均一な感度領域が形成される。
【００４０】
また、接続部４０４ｂ、４０５ｂ、４０６ｂ、４０７ｂは、４つの円形の第１〜４のリングから構成される円筒形状の給電部２０２、２０３の反対側で交差する。各接続部４０４ｂ〜４０７ｂが交差する際には、互いに電気的に接触するのを防止するためガラスエポキシ基板等の絶縁体で絶縁する。さらに、接続部４０４ｂ〜４０７ｂが交差する場所では、容量性の電気的結合が生じる。この容量性の電気的結合を減らすため、交差する場所でガラスエポキシ基板を厚くし、接続部４０４ｂ〜４０７ｂ間を離すことがおこなわれる。
【００４１】
つぎに、ソレノイドコイル１の動作について説明するが、その準備としてソレノイドコイル１とシールド２の電気的な結合について説明する。
【００４２】
ソレノイドコイル１とシールド２とは、電気的には、容量性の結合を生じ、その様子を図５に示す。図５は、図１に示したマグネット部１０１およびソレノイドコイル１をマグネット部１０１内に設置した際の電気的特性を示す断面図である。シールド２は、平面状の銅板であるため、銅棒から成るソレノイドコイル１との間には、図５中の点線で示した浮遊容量が生じる。シールド２が平面的に大きな広がりを持つ構造を有し、かつ、上下両面に存在するため、この浮遊容量は、大きなものとなる。
【００４３】
図６は、図５で示したシールド２およびソレノイドコイル１の位置関係を示すため、上方からこの二つを見た図である。ソレノイドコイル１は、通常の使用状態では、磁場均一度の最も良い、シールド２の中心に配置される。ここで、ソレノイドコイル１とシールド２間で生じる浮遊容量は、ソレノイドコイル１を構成する各リング要素の総和となる。ここで、電気容量は、対向する導体部分の面積および距離に依存するので、各リング要素とシールド２間の浮遊容量は、各リング要素の位置により異なる。例えば、シールド２の中心近傍に位置するリング要素４０５ａの浮遊容量は、より外側に位置するリング要素４０４ａよりも大きい浮遊容量を有する。
【００４４】
リング要素４０５ａの浮遊容量をC1とすると、シールド２が円形であること、および、ソレノイドコイル１が対称構造を有し、かつソレノイドコイル１の中心がシールド２の中心と一致するため、ソレノイドコイル１の内側に位置する４つのリング要素４０５ａ、４０６ｃ、４０４ｃ、４０７ａは、同一の浮遊容量C1を有する。同様にして、ソレノイドコイル１の外側に位置する４つのリング要素４０４ａ、４０７ｃ、４０５ｃ、４０６ａは、同一の浮遊容量C2を有する。また、接続部４０４ｂ〜４０７ｂは、ほぼ同一位置に存在するため、同一の浮遊容量C3を有する。
【００４５】
ここで、リング要素４０４ａ、接続部４０４ｂ、リング要素４０４ｃからなるエレメント２０４の有する浮遊容量は、C1＋C2＋C3となる。同様にエレメント２０５〜２０７の有する浮遊容量も、C1＋C2＋C3となり、エレメント２０４〜２０７は、すべて同一の浮遊容量であるC1＋C2＋C3を有することになる。
【００４６】
また、シールド２の近傍の存在する電気的良導体も、シールド２と同様の中心対称の構造を有するため、エレメント２０４〜２０７は、小さいながらすべて同一の浮遊容量を有する。これにより、エレメント２０４〜２０７は、マグネット部１０１の内部でも、浮遊容量も含めて、すべて同一のインピーダンスを有する。そして、送信時には、送受信部７から給電部２０２、２０３に均等に電流が流れ込み、エレメント２０４〜２０７には等しい電流が流れ、受信時には、被検体５からの核磁気共鳴信号を等しい感度で受信できる。
【００４７】
上述してきたように、本実施の形態では、エレメント２０４は、給電部２０２のエレメント端２０４ａからリング要素４０４ａ、接続部４０４ｂ、リング要素４０４ｃを経て、給電部２０３のエレメント端２０４ｂに接続され、またその他のエレメント２０５〜２０７も同様の配線により、主としてリング要素４０４ａ〜４０７ａおよび４０４ｃ〜４０７ｃで発生するシールド２との浮遊容量が、すべてのエレメント２０４〜２０７で等しくなり、浮遊容量を含めたエレメント２０４〜２０７のインピーダンスがすべて等しくなる。このため、送信の場合には、送受信部からの送信電流が、すべてのエレメント２０４〜２０７に等しく分流されることで、より均一な磁場空間がソレノイドコイル１内に発生する。また、核磁気共鳴信号を受信する場合には、電磁気学における相反の定理から、ソレノイドコイル１のすべてのエレメント２０４〜２０７が等しい感度を有し、ひいては、感度むらのない高品位の磁気共鳴画像を取得することができる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、二つの給電部２０２、２０３を有し、各給電部内で信号線を二つのエレメントに分岐する場合について説明したが、４つの給電部を有し、各給電部の信号線を分岐することなく一つのエレメント端とした場合でも、各エレメント端を本実施の形態と同様に接続することにより実現することができる。
【００４９】
また、本実施の形態では、４つのリングからなるソレノイドコイル１について説明したが、エレメント２０４と２０５、およびエレメント２０６と２０７の各々を一体化し、第１および第２の導体である二つのエレメントとすることで、第１および第２の開ループからなる磁気共鳴撮像用のソレノイドコイルにも適用することができる。この場合は、給電部２０２、２０３内でエレメントを分岐せず、エレメント２０４、２０５、を１本のエレメントで形成し、さらに、エレメント２０６、２０７も１本のエレメントで形成することにより実現することができる。
【００５０】
また、本実施の形態では、二つのリング要素から生成される第１〜４のリングは、円形であるとしたが、これに限らず、楕円形、あるいはその他形状でも実現することができる。
【００５１】
また、本実施の形態では、送受信用のソレノイドコイルについて説明したが、該コイルを送信専用コイル、あるいは受信専用コイルとしても実現することができる。この場合には、別途受信コイル、あるいは送信コイルを設け、送受信部７を送信部、および受信部の２系統に分離し、各々を送信コイルおよび受信コイルに接続することにより磁気共鳴信号の送信、および受信を行なうことができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のリング間の電流分布を平均化するように、複数のリングをそれぞれ形成する所定のリング要素を異なるリング要素間で配線交換したので、各リング要素とシールドおよびその近傍に存在する電気的良導体との間に発生する浮遊容量の総和を等しくし、各エレメントのインピーダンスを浮遊容量を含めて等しくする。これにより、送信の場合には、すべてのエレメントに等しい電流が流れ、より均一な磁場を形成し、受信の場合には、電磁気学的な相反の定理より、より均一な感度領域が得られる。そして、ソレノイド型コイルから得られる磁気共鳴信号から生成される人体の断層画像も、均一で感度むらの無い、高品位のものとすることができる。さらに、上下のシールド間隔の狭い狭ギャップ型の垂直磁場型磁気共鳴撮像装置では、浮遊容量が大きくなるため、均一な磁場領域および感度領域を得る効果はさらに大きくなる。そして、均一な磁場領域および感度領域が大きくなるため、全身用送受信コイルを準備しなくても被検体の撮像ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気共鳴装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態の磁気共鳴撮像用コイルを示す図である
【図３】磁気共鳴撮像用コイルの入出力ポートおよび給電部の回路図である。
【図４】磁気共鳴撮像用コイルのエレメントを個別に示した図である。
【図５】マグネット部とソレノイドコイル間に生じる浮遊容量を示した断面図である。
【図６】ソレノイドコイルとシールドの上方から見た位置関係を示した図である。
【符号の説明】
１ ソレノイドコイル
２ シールド
３ 勾配コイル部
４ 静磁場発生部
５ 被検体
６ クレードル部
７ 送受信部
８ 検波部
９ Ａ／Ｄ変換部
１０ 計算機
１１ 操作部
１２ 表示部
１３ スキャンコントローラ部
１４ 勾配駆動部
２０ ＲＦ発振部
２０１ 入出力ポート
２０２、２０３ 給電部
２０４、２０５、２０６、２０７ エレメント
２０４ａ、２０５ａ、２０６ａ、２０７ａ 第１の給電部のエレメント端
２０４ｂ、２０５ｂ、２０６ｂ、２０７ｂ 第２の給電部のエレメント端
２１０、２１１、２１２、２１３ コンデンサ
４０４ａ、４０５ａ、４０６ａ、４０７ａ リング要素
４０４ｃ、４０５ｃ、４０６ｃ、４０７ｃ リング要素
４０４ｂ、４０５ｂ、４０６ｂ、４０７ｂ 接続部
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のループを有するソレノイド型の送信、受信あるいは送受信するコイルと、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）シールドおよびその近傍の導体部分との電磁気的結合を均一化する磁気共鳴撮像用コイルおよび磁気共鳴撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、垂直磁場型の磁気共鳴撮像装置では、主磁場が垂直方向を向いているため、水平方向に感度を有するソレノイド型の送信、受信あるいは送受信するコイルが多用されている。ソレノイド型コイルは、高感度であるため、送信時には、低いパワーで所定の出力が得られ、受信時には、高いＳ／Ｎ比（Ｓｉｇｎａｌ Ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）の磁気共鳴信号を受信することができる。さらに、ソレノイド型コイルは、感度をアップさせるため、あるいは感度領域を広げるために、多重ループ構造にした構成で使用される。このため、ソレノイド型コイルは、長い円筒形状をしたものが多く、撮像を行なう際には、被検体を内蔵した長い円筒形の形状を有するソレノイド型コイルが、磁気共鳴撮像装置の主磁場発生部の中心部に据えられる。
【０００３】
この状態で、ソレノイド型コイルを使用して送信が行なわれると、送信器からコイルにＲＦパワーが注入され、多重ループ構造を有するコイルの各ループに、送信器からＲＦ電流が流れ込む。そして、この各ループのＲＦ電流により、被検体が設置された領域にＲＦ磁場が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術によれば多重ループ構造を有するソレノイド型コイルを使用して送信が行なわれる際に、ソレノイド型コイルの各ループに、送信器から等しい量のＲＦ電流が流れ込まなかった。具体的には、ソレノイド型コイルを構成する各ループの位置により、各ループに流れるＲＦ電流の大きさが異なっていた。
【０００５】
特に、磁気共鳴撮像装置では、送信を行なう際に、ソレノイド型コイルの各ループに流れる送信ＲＦ電流の大きさが異なり、この送信ＲＦ電流により生成されるソレノイド型コイルの内部のＲＦ磁場は、磁場均一度が低下する。磁場均一度が低下すると、磁気共鳴撮像装置で得られた画像は、陰影のついた不自然なものとなる。また、被検体からの磁気共鳴信号を、このソレノイド型コイルで受信する場合にも、電磁気学における相反の定理から、ソレノイド型コイルの各ループが受信する受信ＲＦ電流が異なり、ソレノイド型コイルの感度分布の均一度が低下する。そして、磁気共鳴撮像装置で得られた画像は、この均一度の低下を反映した、陰影のついた不自然なものとなる。
【０００６】
これらのことから、送受信時に多重ループ構造を有するソレノイド型コイルの各ループに等しいＲＦ電流が流れる様にして、送信の時に高い均一度のＲＦ磁場を生成すると同時に、受信の時には高い均一度の感度分布を得ることは、安定した磁気共鳴撮像装置の画像を実現するために極めて重要となる。
【０００７】
この発明は、上述した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、送信の時の磁場均一度、または、受信の時の感度均一度を向上する磁気共鳴撮像用コイルおよび磁気共鳴撮像装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像用コイルは、導体をなす複数のリング要素をループ状にした複数のリングを有し、各リング要素に対し給電部を介して行なう高周波信号の送信および受信の内の少なくとも一方を行なうソレノイド型の磁気共鳴撮像用コイルであって、前記複数のリング間の電流分布を平均化するよう、前記複数のリング要素をそれぞれ形成する所定のリング要素を異なるリング要素間で配線交換したことを特徴とする。
【０００９】
この第１の観点による発明によれば、複数のリング間の電流分布を平均化するよう、複数のリング要素をそれぞれ形成する所定のリング要素を異なるリング要素間で配線交換することとしたので、各リング要素とシールドおよびその近傍に存在する電気的良導体との間に発生するインピーダンスの総和を等しくし、複数のリング要素間の電流分布を等しくすることができる。
【００１０】
また、第２の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像用コイルによれば、導体をなす複数のリング要素をループ状にした複数のリングを有し、各リング要素に対して給電部を介して行なう高周波信号の送信および受信の内の少なくとも一方を行なうソレノイド型の磁気共鳴撮像用コイルであって、第１のリングの第１の位置に所在する第１のリング要素を第２のリングの第２の位置に所在する第２のリング要素と接続し、第１のリングの第２の位置に所在する第３のリング要素を第２のリングの第１の位置に所在する第４のリング要素と接続したことを特徴とする。
【００１１】
この第２の観点の発明によれば、第１のリングの第１の位置に所在する第１のリング要素を第２のリングの第２の位置に所在する第２のリング要素と接続し、第１のリングの第２の位置に所在する第３のリング要素を第２のリングの第１の位置に所在する第４のリング要素と接続することとしているので、第１、第２のリング要素で発生する浮遊容量、および第３、第４のリング要素で発生する浮遊容量を等しくすることができる。
【００１２】
また、第３の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像用コイルによれば、導体をなす第１のリング要素と第２のリンク要素をループ状にした第１、第２、第３および第４のリングと、該４つのリングに対して給電する給電部とを有し、前記給電部を介して各リング要素に行なう高周波信号の送信および受信の内の少なくとも一方を行なうソレノイド型の磁気共鳴撮像用コイルであって、前記第１のリングの第１のリング要素と第３のリングの第２のリング要素を接続した第１のエレメントと、前記第１のリングの第２のリング要素と第３のリングの第１のリング要素を接続した第２のエレメントと、前記第２のリングの第１のリング要素と第４のリングの第２のリング要素を接続した第３のエレメントと、前記第２のリングの第２のリング要素と第４のリングの第１のリング要素を接続した第４のエレメントと、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この第３の観点の発明によれば、第１のリングの第１のリング要素と第３のリングの第２のリング要素を接続した第１のエレメントと、第１のリングの第２のリング要素と第３のリングの第１のリング要素を接続した第２のエレメントと、第２のリングの第１のリング要素と第４のリングの第２のリング要素を接続した第３のエレメントと、第２のリングの第２のリング要素と第４のリングの第１のリング要素を接続した第４のエレメントと、を備えることとしているので、第１〜４のリングを備えたソレノイド状コイルの内部に磁場空間を生成することができる。
【００１４】
また、第４の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像用コイルによれば、第３の観点に記載の磁気共鳴撮像用コイルにおいて、前記給電部は、前記第１のリングおよび第２のリングに対して給電する第１の給電部と、前記第３のリングおよび第４のリングに対して給電する第２の給電部とを有することを特徴とする。
【００１５】
この第４の観点の発明によれば、給電部は、第１のリングおよび第２のリングに対して給電する第１の給電部と、第３のリングおよび第４のリングに対して給電する第２の給電部とを有することとしているので、第１および第２の給電部で配線交換をすることができる。
【００１６】
また、第５の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像用コイルによれば、第３または４の観点に記載の磁気共鳴撮像用コイルにおいて、前記第１のリング要素と第２のリング要素は、長さおよび形状が略同一であることを特徴とする。
【００１７】
この第５の観点の発明によれば、第１のリング要素と第２のリング要素は、長さおよび形状が略同一であることとしているので、第１および第２のリング要素を備えたソレノイド状のコイルの各リング要素とシールドおよびその近傍に存在する電気的良導体との間に発生する浮遊容量を等しくすることができる。
【００１８】
また、第６の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像用コイルによれば、第３〜５のいずれか一つの観点に記載の磁気共鳴撮像用コイルにおいて、前記第１、第２、第３および第４のリングは、それぞれ等間隔で配設されていることを特徴とする。
【００１９】
この第６の観点の発明によれば、第１、第２、第３および第４のリングは、それぞれ等間隔で配設されていることとしているので、リング要素の内部に均一な磁場空間を生成することができる。
【００２０】
また、第７の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像用コイルによれば、第３〜６のいずれか一つの観点に記載の磁気共鳴撮像用コイルにおいて、前記第１のリング要素および第２のリング要素は、それぞれ半円形の形状を有し、該第１のリング要素および第２のリング要素により形成される前記第１、第２、第３および第４のリングは、円形の形状を有することを特徴とする。
【００２１】
この第７の観点の発明によれば、第１のリング要素および第２のリング要素は、それぞれ半円形の形状を有し、該第１のリング要素および第２のリング要素により形成される第１、第２、第３および第４のリングは、円形の形状を有することとしているので、第１〜４のリングの内部により均一な磁場空間を形成することができる。
【００２２】
また、第８の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像用コイルによれば、第３〜６のいずれか一つの観点に記載の磁気共鳴撮像用コイルにおいて、前記第１のリング要素および第２のリング要素は、半楕円形の形状を有し、該第１のリング要素および第２のリング要素により形成される前記第１、第２、第３および第４のリングは、楕円形の形状を有することを特徴とする。
【００２３】
この第８の観点の発明によれば、第１のリング要素および第２のリング要素は、半楕円形の形状を有し、該第１のリング要素および第２のリング要素により形成される第１、第２、第３および第４のリングは、楕円形の形状を有することとしているので、被検体により適合した感度の良いソレノイド状のコイルであることを特徴とする。
【００２４】
また、第９の観点にかかる磁気共鳴撮像装置によれば、垂直方向に静磁場を発生する垂直磁場型の磁気共鳴撮像装置であって、垂直方向に均一な磁場領域を発生する静磁場発生手段と、前記磁場領域の静磁場強度を変化させる勾配磁場発生手段と、被検体を前記静磁場発生手段の中心近傍に配設する配設手段と、前記磁気共鳴撮像用コイルを用いて磁気共鳴信号の送信および受信の内の少なくとも一方を行い、前記被検体の断層画像情報を取得する制御手段と、前記制御手段により得られた断層画像情報から断層画像を生成し表示する画像処理手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
この第９の観点の発明によれば、垂直方向に均一な磁場領域を発生する静磁場発生手段と、この磁場領域の静磁場強度を変化させる勾配磁場発生手段と、被検体を静磁場発生手段の中心近傍に配設する配設手段と、磁気共鳴撮像用コイルを用いて磁気共鳴信号の送信および受信の内の少なくとも一方を行い、被検体の断層画像情報を取得する制御手段と、この制御手段により得られた断層画像情報から断層画像を生成し表示する画像処理手段と、を備えることとしているので、均一な感度分布を有する断層画像を取得することができ、断層画像を診断する場合により広い領域を診断することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる磁気共鳴撮像用コイルおよび磁気共鳴撮像装置の好適な実施の形態について説明する。
【００２７】
まず、本実施の形態にかかる磁気共鳴撮像装置の全体構成について説明する。図１は、この発明の実施の形態１である磁気共鳴撮像用コイルを使用した磁気共鳴撮像装置の全体構成を示す模式図である。図１において、この磁気共鳴撮像装置は、大きくは、マグネット部１０１、テーブル部１０２、および制御処理部１０３から構成される。
【００２８】
マグネット部１０１は、上下に対向配置される一対の静磁場発生部４、勾配コイル部３、およびシールド２を有している。対向配置された二つのシールド２間には、被検体５が配置される空間が形成される。上下二つの勾配コイル部３は、勾配駆動部１４を介してスキャンコントローラ部１３に接続される。また、上下二つのシールド２は、勾配コイル部３と送受信型のソレノイドコイル１との電磁気的結合を防止するために挿入された、所定の厚みを持つ銅板である。
【００２９】
テーブル部１０２には、シールド２間に形成された空間を移動するクレードル部６が設けられ、このクレードル部６上には、被検体５が載置される。クレードル部６は、マグネット部１０１の中心部に移動した際、被検体５の撮像部位がこの中心部に配設されるように移動制御される。
【００３０】
送受信コイルとしてのソレノイドコイル１は、テーブル部１０２に配設されており、マグネット部１０１の中心近傍に位置されている。このソレノイドコイル１は、送受信部７、検波部８、およびＡ／Ｄ変換部９を介して計算機１０に接続される。計算機１０には、操作部１１および表示部１２が接続されるとともに、スキャンコントローラ部１３が接続される。スキャンコントローラ部１３は、送受信部７、ＲＦ発振部２０、Ａ／Ｄ変換部９、および、勾配駆動部１４の各部を制御する。ＲＦ発振部２０は、検波部８に接続される。
【００３１】
つぎに、図１に示したソレノイドコイル１の具体的な構成について説明する。図２は、図１に示したソレノイドコイル１の具体的な構成を示す図である。ソレノイドコイル１は、入出力ポート２０１、第１および第２の給電部２０２および２０３、第１の導体であるエレメント２０４、２０５および第２の導体であるエレメント２０６、２０７を有している。
【００３２】
入出力ポート２０１は、送受信部７と給電部２０２および２０３との間を、同軸ケーブルにより接続しており、送受信部７から送られてきた送信信号を給電部２０２および２０３に分配し、また、給電部２０２および２０３からの受信信号を送受信部７に送信する。
【００３３】
給電部２０２および２０３は、入出力ポート２０１とエレメント２０４〜２０７との間のインピーダンス整合を行ない、送信信号あるいは受信信号を損失なく相手側に送る機能を有する。また、給電部２０２および２０３は、入出力ポート２０１から入力した送信信号をインピーダンス整合の後に分岐し、複数の出力を備えることで、均一な磁場領域を広げる、あるいは、受信感度領域を広げる働きも有する。
【００３４】
つぎに、図２に示した給電部２０２および２０３の具体的な構成について説明する。図３は、図２に示した給電部２０２および２０３の具体的な構成を示す回路図である。送受信部７からの送信信号は、入出力ポート２０１で分流され、給電部２０２および２０３に送られる。給電部２０２および２０３に送られた送信信号は、コンデンサ２１０、２１１およびコンデンサ２１２、２１３を用いてインピーダンス整合された後、エレメント２０４〜２０７に送られる。また、受信信号は、エレメント２０４〜２０７から、送信時とは全く逆の経路を通って送受信部７へ送られる。
【００３５】
また、入出力ポート２０１と給電部２０２とを接続する２本の信号線は、給電部２０２内でインピーダンス整合の後に、各々の信号線が２本のエレメント端２０４ａ、２０５ａおよび２０６ａ、２０７ａに分岐され、各エレメント端とエレメント２０４、２０５および２０６、２０７が接続される。また、入出力ポート２０１から給電部２０３への２本の信号線も同様に分岐され、各々が２本のエレメント端２０４ｂ、２０５ｂおよび２０６ｂ、２０７ｂに分岐され、各エレメント端とエレメント２０４、２０５および２０６、２０７が接続される。
【００３６】
ここで、給電部２０２に接続されたエレメント２０４〜２０７の他端は、給電部２０３に接続され、エレメント２０４、２０５およびエレメント２０６、２０７とは、ソレノイドコイル１において給電部２０２、２０３と反対の位置で交差する配線になっている。また、ソレノイドコイル１は、給電部２０２、エレメント２０４あるいは２０５、給電部２０３、エレメント２０６あるいは２０７の電気経路で閉ループを形成している。
【００３７】
つぎに、図２に示したエレメント２０４〜２０７の具体的な形状について説明する。図４は、図２に示したエレメント２０４〜２０７の形状を個別に示した図である。エレメント２０４〜２０７は、銅パイプ等の導体で形成され、円筒形のパイプを巻く様な形で形成されている。
【００３８】
図４（Ａ）のエレメント２０４は、第１のリング要素４０４ａ、接続部４０４ｂ、第２のリング要素４０４ｃから成り、図４（Ｂ）のエレメント２０５は、第１のリング要素４０５ａ、接続部４０５ｂ、第２のリング要素４０５ｃから成り、図４（Ｃ）のエレメント２０６は、第２のリング要素４０６ａ、接続部４０６ｂ、第１のリング要素４０６ｃから成り、図４（Ｄ）のエレメント２０７は、第２のリング要素４０７ａ、接続部４０７ｂ、第１のリング要素４０７ｃから成る。
【００３９】
ここで、リング要素４０４ａと４０６ａ、リング要素４０５ａと４０７ａ、リング要素４０４ｃと４０６ｃ、リング要素４０５ｃと４０７ｃとから、円形の第１〜４のリングが生成される。そして、この第１〜４のリングは、等間隔に配置され、これらのリングにより生成される円筒形状の内部に、送信の場合は、均一な磁場領域を、さらに、受信の場合は、均一な感度領域が形成される。
【００４０】
また、接続部４０４ｂ、４０５ｂ、４０６ｂ、４０７ｂは、４つの円形の第１〜４のリングから構成される円筒形状の給電部２０２、２０３の反対側で交差する。各接続部４０４ｂ〜４０７ｂが交差する際には、互いに電気的に接触するのを防止するためガラスエポキシ基板等の絶縁体で絶縁する。さらに、接続部４０４ｂ〜４０７ｂが交差する場所では、容量性の電気的結合が生じる。この容量性の電気的結合を減らすため、交差する場所でガラスエポキシ基板を厚くし、接続部４０４ｂ〜４０７ｂ間を離すことがおこなわれる。
【００４１】
つぎに、ソレノイドコイル１の動作について説明するが、その準備としてソレノイドコイル１とシールド２の電気的な結合について説明する。
【００４２】
ソレノイドコイル１とシールド２とは、電気的には、容量性の結合を生じ、その様子を図５に示す。図５は、図１に示したマグネット部１０１およびソレノイドコイル１をマグネット部１０１内に設置した際の電気的特性を示す断面図である。シールド２は、平面状の銅板であるため、銅棒から成るソレノイドコイル１との間には、図５中の点線で示した浮遊容量が生じる。シールド２が平面的に大きな広がりを持つ構造を有し、かつ、上下両面に存在するため、この浮遊容量は、大きなものとなる。
【００４３】
図６は、図５で示したシールド２およびソレノイドコイル１の位置関係を示すため、上方からこの二つを見た図である。ソレノイドコイル１は、通常の使用状態では、磁場均一度の最も良い、シールド２の中心に配置される。ここで、ソレノイドコイル１とシールド２間で生じる浮遊容量は、ソレノイドコイル１を構成する各リング要素の総和となる。ここで、電気容量は、対向する導体部分の面積および距離に依存するので、各リング要素とシールド２間の浮遊容量は、各リング要素の位置により異なる。例えば、シールド２の中心近傍に位置するリング要素４０５ａの浮遊容量は、より外側に位置するリング要素４０４ａよりも大きい浮遊容量を有する。
【００４４】
リング要素４０５ａの浮遊容量をC1とすると、シールド２が円形であること、および、ソレノイドコイル１が対称構造を有し、かつソレノイドコイル１の中心がシールド２の中心と一致するため、ソレノイドコイル１の内側に位置する４つのリング要素４０５ａ、４０６ｃ、４０４ｃ、４０７ａは、同一の浮遊容量C1を有する。同様にして、ソレノイドコイル１の外側に位置する４つのリング要素４０４ａ、４０７ｃ、４０５ｃ、４０６ａは、同一の浮遊容量C2を有する。また、接続部４０４ｂ〜４０７ｂは、ほぼ同一位置に存在するため、同一の浮遊容量C3を有する。
【００４５】
ここで、リング要素４０４ａ、接続部４０４ｂ、リング要素４０４ｃからなるエレメント２０４の有する浮遊容量は、C1＋C2＋C3となる。同様にエレメント２０５〜２０７の有する浮遊容量も、C1＋C2＋C3となり、エレメント２０４〜２０７は、すべて同一の浮遊容量であるC1＋C2＋C3を有することになる。
【００４６】
また、シールド２の近傍の存在する電気的良導体も、シールド２と同様の中心対称の構造を有するため、エレメント２０４〜２０７は、小さいながらすべて同一の浮遊容量を有する。これにより、エレメント２０４〜２０７は、マグネット部１０１の内部でも、浮遊容量も含めて、すべて同一のインピーダンスを有する。そして、送信時には、送受信部７から給電部２０２、２０３に均等に電流が流れ込み、エレメント２０４〜２０７には等しい電流が流れ、受信時には、被検体５からの核磁気共鳴信号を等しい感度で受信できる。
【００４７】
上述してきたように、本実施の形態では、エレメント２０４は、給電部２０２のエレメント端２０４ａからリング要素４０４ａ、接続部４０４ｂ、リング要素４０４ｃを経て、給電部２０３のエレメント端２０４ｂに接続され、またその他のエレメント２０５〜２０７も同様の配線により、主としてリング要素４０４ａ〜４０７ａおよび４０４ｃ〜４０７ｃで発生するシールド２との浮遊容量が、すべてのエレメント２０４〜２０７で等しくなり、浮遊容量を含めたエレメント２０４〜２０７のインピーダンスがすべて等しくなる。このため、送信の場合には、送受信部からの送信電流が、すべてのエレメント２０４〜２０７に等しく分流されることで、より均一な磁場空間がソレノイドコイル１内に発生する。また、核磁気共鳴信号を受信する場合には、電磁気学における相反の定理から、ソレノイドコイル１のすべてのエレメント２０４〜２０７が等しい感度を有し、ひいては、感度むらのない高品位の磁気共鳴画像を取得することができる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、二つの給電部２０２、２０３を有し、各給電部内で信号線を二つのエレメントに分岐する場合について説明したが、４つの給電部を有し、各給電部の信号線を分岐することなく一つのエレメント端とした場合でも、各エレメント端を本実施の形態と同様に接続することにより実現することができる。
【００４９】
また、本実施の形態では、４つのリングからなるソレノイドコイル１について説明したが、エレメント２０４と２０５、およびエレメント２０６と２０７の各々を一体化し、第１および第２の導体である二つのエレメントとすることで、第１および第２の開ループからなる磁気共鳴撮像用のソレノイドコイルにも適用することができる。この場合は、給電部２０２、２０３内でエレメントを分岐せず、エレメント２０４、２０５、を１本のエレメントで形成し、さらに、エレメント２０６、２０７も１本のエレメントで形成することにより実現することができる。
【００５０】
また、本実施の形態では、二つのリング要素から生成される第１〜４のリングは、円形であるとしたが、これに限らず、楕円形、あるいはその他形状でも実現することができる。
【００５１】
また、本実施の形態では、送受信用のソレノイドコイルについて説明したが、該コイルを送信専用コイル、あるいは受信専用コイルとしても実現することができる。この場合には、別途受信コイル、あるいは送信コイルを設け、送受信部７を送信部、および受信部の２系統に分離し、各々を送信コイルおよび受信コイルに接続することにより磁気共鳴信号の送信、および受信を行なうことができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のリング間の電流分布を平均化するように、複数のリングをそれぞれ形成する所定のリング要素を異なるリング要素間で配線交換したので、各リング要素とシールドおよびその近傍に存在する電気的良導体との間に発生する浮遊容量の総和を等しくし、各エレメントのインピーダンスを浮遊容量を含めて等しくする。これにより、送信の場合には、すべてのエレメントに等しい電流が流れ、より均一な磁場を形成し、受信の場合には、電磁気学的な相反の定理より、より均一な感度領域が得られる。そして、ソレノイド型コイルから得られる磁気共鳴信号から生成される人体の断層画像も、均一で感度むらの無い、高品位のものとすることができる。さらに、上下のシールド間隔の狭い狭ギャップ型の垂直磁場型磁気共鳴撮像装置では、浮遊容量が大きくなるため、均一な磁場領域および感度領域を得る効果はさらに大きくなる。そして、均一な磁場領域および感度領域が大きくなるため、全身用送受信コイルを準備しなくても被検体の撮像ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気共鳴装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態の磁気共鳴撮像用コイルを示す図である
【図３】磁気共鳴撮像用コイルの入出力ポートおよび給電部の回路図である。
【図４】磁気共鳴撮像用コイルのエレメントを個別に示した図である。
【図５】マグネット部とソレノイドコイル間に生じる浮遊容量を示した断面図である。
【図６】ソレノイドコイルとシールドの上方から見た位置関係を示した図である。
【符号の説明】
１ ソレノイドコイル
２ シールド
３ 勾配コイル部
４ 静磁場発生部
５ 被検体
６ クレードル部
７ 送受信部
８ 検波部
９ Ａ／Ｄ変換部
１０ 計算機
１１ 操作部
１２ 表示部
１３ スキャンコントローラ部
１４ 勾配駆動部
２０ ＲＦ発振部
２０１ 入出力ポート
２０２、２０３ 給電部
２０４、２０５、２０６、２０７ エレメント
２０４ａ、２０５ａ、２０６ａ、２０７ａ 第１の給電部のエレメント端
２０４ｂ、２０５ｂ、２０６ｂ、２０７ｂ 第２の給電部のエレメント端
２１０、２１１、２１２、２１３ コンデンサ
４０４ａ、４０５ａ、４０６ａ、４０７ａ リング要素
４０４ｃ、４０５ｃ、４０６ｃ、４０７ｃ リング要素
４０４ｂ、４０５ｂ、４０６ｂ、４０７ｂ 接続部
Claims (9)
- 導体をなす複数のリング要素をループ状にした複数のリングを有し、各リング要素に対して給電部を介して行なう高周波信号の送信および受信の内の少なくとも一方を行なうソレノイド型の磁気共鳴撮像用コイルであって、
前記複数のリング間の電流分布を平均化するよう、前記複数のリングをそれぞれ形成する所定のリング要素を異なるリング要素間で配線交換した
ことを特徴とする磁気共鳴撮像用コイル。 - 導体をなす複数のリング要素をループ状にした複数のリングを有し、各リング要素に対して給電部を介して行なう高周波信号の送信および受信の内の少なくとも一方を行なうソレノイド型の磁気共鳴撮像用コイルであって、
第１のリングの第１の位置に所在する第１のリング要素を第２のリングの第２の位置に所在する第２のリング要素と接続し、
第１のリングの第２の位置に所在する第３のリング要素を第２のリングの第１の位置に所在する第４のリング要素と接続したことを特徴とする磁気共鳴撮像用コイル。 - 導体をなす第１のリング要素と第２のリンク要素をループ状にした第１、第２、第３および第４のリングと、該４つのリングに対して給電する給電部とを有し、前記給電部を介して各リング要素に行なう高周波信号の送信および受信の内少なくとも一方を行なうソレノイド型の磁気共鳴撮像用コイルであって、
前記第１のリングの第１のリング要素と第３のリングの第２のリング要素を接続した第１のエレメントと、
前記第１のリングの第２のリング要素と第３のリングの第１のリング要素を接続した第２のエレメントと、
前記第２のリングの第１のリング要素と第４のリングの第２のリング要素を接続した第３のエレメントと、
前記第２のリングの第２のリング要素と第４のリングの第１のリング要素を接続した第４のエレメントと、
を備えたことを特徴とする磁気共鳴撮像用コイル。 - 前記給電部は、前記第１のリングおよび第２のリングに対して給電する第１の給電部と、前記第３のリングおよび第４のリングに対して給電する第２の給電部とを有することを特徴とする請求項３に記載の磁気共鳴撮像用コイル。
- 前記第１のリング要素と第２のリング要素は、長さおよび形状が略同一であることを特徴とする請求項３または４に記載の磁気共鳴撮像用コイル。
- 前記第１、第２、第３および第４のリングは、それぞれ等間隔で配設されていることを特徴とする請求項３、４または５に記載の磁気共鳴撮像用コイル。
- 前記第１のリング要素および第２のリング要素は、それぞれ半円形の形状を有し、該第１のリング要素および第２のリング要素により形成される前記第１、第２、第３および第４のリングは、円形の形状を有することを特徴とする請求項３〜６のいずれか一つに記載の磁気共鳴撮像用コイル。
- 前記第１のリング要素および第２のリング要素は、半楕円形の形状を有し、該第１のリング要素および第２のリング要素により形成される前記第１、第２、第３および第４のリングは、楕円形の形状を有することを特徴とする請求項３〜６のいずれか一つに記載の磁気共鳴撮像用コイル。
- 垂直方向に静磁場を発生する垂直磁場型の磁気共鳴撮像装置であって、
垂直方向に均一な磁場領域を発生する静磁場発生手段と、
前記磁場領域の静磁場強度を変化させる勾配磁場発生手段と、
被検体を前記静磁場発生手段の中心近傍に配設する配設手段と、
前記磁気共鳴撮像用コイルを用いて磁気共鳴信号の送信および受信の内の少なくとも一方を行い、前記被検体の断層画像情報を取得する制御手段と、
前記制御手段により得られた断層画像情報から断層画像を生成し表示する画像処理手段と、
を備えたことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001154377A JP4664525B2 (ja) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | 磁気共鳴撮像用コイルおよび磁気共鳴撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001154377A JP4664525B2 (ja) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | 磁気共鳴撮像用コイルおよび磁気共鳴撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002345777A JP2002345777A (ja) | 2002-12-03 |
| JP4664525B2 true JP4664525B2 (ja) | 2011-04-06 |
Family
ID=18998725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001154377A Expired - Fee Related JP4664525B2 (ja) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | 磁気共鳴撮像用コイルおよび磁気共鳴撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4664525B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4787033B2 (ja) | 2006-02-15 | 2011-10-05 | 株式会社日立製作所 | 核磁気共鳴信号用ソレノイドコイル及び核磁気共鳴信号取得装置 |
| JP4523584B2 (ja) | 2006-12-28 | 2010-08-11 | 本田技研工業株式会社 | 自動二輪車のハンドルロック装置 |
| JP5868025B2 (ja) * | 2011-05-23 | 2016-02-24 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴イメージング装置 |
| KR101856376B1 (ko) | 2016-10-26 | 2018-05-09 | 가천대학교 산학협력단 | 자기공명영상용 다채널 헬름홀츠 코일 및 자기공명영상 시스템 |
| EP3428673A1 (en) * | 2017-07-13 | 2019-01-16 | Koninklijke Philips N.V. | Passive rf shim resonator for field homogenization of an rf antenna device for tx mode and rx mode |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0194773A (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-13 | Nec Corp | 電荷結合素子の信号処理装置 |
| JPH0515511A (ja) * | 1991-07-15 | 1993-01-26 | Hitachi Medical Corp | 直交受信方式の受信コイル及びこの受信コイルを用いた磁気共鳴イメージング装置 |
-
2001
- 2001-05-23 JP JP2001154377A patent/JP4664525B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0194773A (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-13 | Nec Corp | 電荷結合素子の信号処理装置 |
| JPH0515511A (ja) * | 1991-07-15 | 1993-01-26 | Hitachi Medical Corp | 直交受信方式の受信コイル及びこの受信コイルを用いた磁気共鳴イメージング装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002345777A (ja) | 2002-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5368641B2 (ja) | 高周波コイルおよびそれを用いた磁気共鳴撮像装置 | |
| EP1844348B1 (en) | Orthogonal coil for magnetic resonance imaging | |
| JP4759116B2 (ja) | 核磁気共鳴用磁場を形成するｒｆコイル、そのコイルによる磁場形成方法、そのコイルを用いた磁気共鳴システム、およびｒｆコイルシステム | |
| US7345481B2 (en) | Hybrid TEM/birdcage coil for MRI | |
| US5610521A (en) | Gradient and RF coil system without RF shield | |
| US8148986B2 (en) | HF antenna system for magnetic resonance measurements | |
| US20050062472A1 (en) | Mri tunable antenna and system | |
| JPS5839939A (ja) | 核スピン共鳴装置用の高周波発生又は受信装置 | |
| JPH0712353B2 (ja) | 磁気共振映像装置用高周波コイル | |
| US5144241A (en) | Circularly polarizing rf antenna for an mri apparatus having a c-magnet | |
| CN104698411B (zh) | 用于开放式磁共振成像系统的多通道射频线圈 | |
| JP6511397B2 (ja) | 磁気共鳴イメージング装置、アンテナ装置およびその製造方法 | |
| CN110366688B (zh) | 对用于磁共振成像的线圈进行感应性馈送 | |
| JPH02203839A (ja) | 核磁気共鳴を用いた検査装置 | |
| JPH05285120A (ja) | 核スピン共鳴装置のための円偏波形局部アンテナ | |
| JP2010240039A (ja) | アンテナ装置及び磁気共鳴検査装置 | |
| JP6163553B2 (ja) | 高周波コイル及び磁気共鳴撮像装置 | |
| US4825164A (en) | Surface resonator for nuclear magnetic resonance equipment | |
| JP4664525B2 (ja) | 磁気共鳴撮像用コイルおよび磁気共鳴撮像装置 | |
| US20080161675A1 (en) | Ultra-Short Mri Body Coil | |
| US7688070B2 (en) | Elevated endring birdcage antenna for MRI applications | |
| US20100109667A1 (en) | Transverse electromagnetic radio-frequency coil | |
| WO2015190816A1 (ko) | Rf 표면 코일부 및 이를 포함하는 자기공명영상 시스템 | |
| JP5319745B2 (ja) | 高周波コイルユニットおよびそれを備えた磁気共鳴撮像装置 | |
| JP2005506167A (ja) | ２つの平行な端部導体を持つ無線周波数コイル |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20080307 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101214 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101216 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110107 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140114 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140114 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |