JP4749417B2 - 磁気共鳴を用いた検査装置および核磁気共鳴信号受信用コイル - Google Patents
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Description
このように上記撮像時間短縮技術に用いる受信コイルでは、サブコイルの電磁気的結合とGファクターの改善が重要な課題となる。
J.B.Ra, C.Y.Rim :"Fast Imaging UsingSubencoding Data Sets from Multiple Detectors", Magnetic Resonance inMedicine, vol.30, pp.142-145(1993) P. B. Roemer, W. A. Edelstein, C. E. Hayes, S. P. Souza, and O. M.Mueller, : "The NMR Phased Array", Magnetic Resonance inMedicine, vol.16, pp.192-225(1990) Klaas P. Pruessmann, Markus Weiger, Markus B.Scheidegger, and PeterBoesiger : "SENSE: Sensitivity Encoding for Fast MRI", Magnetic Resonance in Medicine,vol.42, pp.952-962(1999)
前記複数のサブコイルが、前記静磁場方向に平行な軸を含む面内に配置され前記検査対象の外周に電流ループを形成する第1のコイルと、前記第1のコイルの電流ループ面と交差する面に偶数の電流ループを形成する第2のコイルと、前記第2のコイルの電流ループ面と略平行な面に奇数の電流ループを形成する第3のコイルとを有し、
前記第2のコイルと第3のコイルは、第2のコイルが形成する電流ループの配列方向と第3のコイルが形成する電流ループの配列方向が等しく、且つ当該電流ループの配列方向において、前記第2のコイルの感度が最小となる位置と第3のコイルの感度が最大となる位置が略一致するように配置されていることを特徴とする。
前記第2のコイルと第3のコイルは、電流ループの配列方向が略同一であって且つその配列方向について互いの電流ループの中心が交互となるように配置されていることを特徴とする。
また、第2のコイル及び第3のコイルの少なくとも一方が、前記検査対象を挟んで略平行な2つの面に配置された構成とすることができる。この場合、好適には、検査対象を挟んで略平行な面に配置された一対のサブコイルは、その電流ループ面に直交する軸について互いの電流ループが異なる位置となるように配置される。
第2のコイルは、例えば2つの電流ループを有し、第3のコイルは、例えば3つの電流ループを有する。
本発明のMRI装置において、第1のコイルは、その電流ループ面と直交する方向に複数配置されていてもよい。この場合、例えば、受信用コイルは、複数の第1のコイルの各々を電磁気的に切り離す手段を有する。
図1は、本発明が適用される垂直磁場型MRI装置の全体構成を示すブロック図である。図29はその外観を示す図である。このMRI装置は、垂直方向(本明細書では、以下、静磁場の方向をz方向として説明する)の静磁場を発生するマグネット101、傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル102、検査対象(被検体)103、例えば人体に印加するRFパルスを発生する照射用コイル107、被検体103から発生した核磁気共鳴(NMR)信号を受信する受信用コイル116、撮像の制御を行なうシーケンサ104、受信用コイル116が受信したNMR信号を信号処理し、画像再構成に必要な各種演算を行なう計算機109及び被検体103をマグネット101が発生する静磁場内に搬入するためのテーブル(図29、120)などを備え、被検体103はテーブルに載せた状態で、静磁場空間に搬入される。
本発明のMRI装置においては、受信用コイルとして、被検体の外周に配置されるソレノイドコイルと、被検体の外周表面に配置される2種類の表面コイルを含む少なくとも3種類のサブコイルを組合わせたものを用いる。本発明のMRI装置が発生する静磁場は、垂直方向なので、3種類のサブコイルは静磁場方向と直交する方向の磁場を発生或いは検出するように構成されるとともに、互いの磁気的結合がないか、公知のデカップリング手段によって除去可能な配置であって且つx、y、zのいずれの方向についても良好なGファクターが得られる幾何学的配置になっている。
このように第2のコイルと第3のコイルを重ねる場合、製作精度などの制約から、第3のコイルの感度が最大となる2箇所の領域を、第2のコイルの感度が最小となる2箇所の領域に、完全に一致させることは困難であるが、第2のコイルのx方向の幅の20%の長さ以内で一致させることが好ましい。実装上の制約で、第2のコイルのx方向の幅の20%程度ずれていたとしてもGファクターの改善効果が期待できる。
図12及び図13(A)は、受信用コイルの第2の実施の形態を示す図である。なお図では第2及び第3のコイルのみを示し、第1のコイルは省略しているが、第1のコイルとしてz方向の軸を含む面に電流ループを形成し、被検体の外周に配置されるサブコイルを用いることは第1の実施の形態と同様である。
本実施の形態においても、コイル16-1と適切な電磁気的結合低減手段を用いることにより、コイル14-1を第4種類目のコイルとして加えることができ、Gファクターをより改善することができる。
図20は、受信用コイルを胸側20-1、20-2と背中側20-3に分割可能な構成にしたものである。胸側のコイル部分20-1、20-2はさらに複数に分割されており、被検体103を背中側20-3に載せた状態で、コイル部分20-1、20-2をコネクタ20-4、20-5により背中側のコイル部分20-3に接続する。背中側のコイル部分20-3は共通とし、胸側のコイル部分20-1、20-2として、図21に示すように、サイズの異なるもの21-1、21-2を複数種類用意することにより、サイズの異なる被写体への対応が可能となる。
シミュレーションに用いた受信用コイルの構成を、図23〜図25の(A)、(B)にそれぞれ示す。図23及び図24の受信用コイルは、第1のコイルとして図3(A)に示すソレノイドコイル3-1を、第2のコイルとして図3(B)に示す2つの電流ループを有する蝶型コイル5-2、5-4を、第3のコイルとして図3(C)に示す3つの電流ループを有するコイル7-2、7-4、7-6を用いている。ソレノイドコイル3-1は、その電流ループが静磁場方向であって被検体103(ファントム)の外周を囲むように配置されている。2つの蝶型コイル5-2、5-4及びコイル7-2、7-4、7-6は、それぞれ同種の電流ループが面積で10%程度オーバーラップするようにして、隣接する電流ループの配列がX方向となるように被検体103の一方の表面近傍に配置されている。また蝶型コイル5-2、5-4とコイル7-2、7-4、7-6は、X方向において、コイル7-2、7-4、7-6の感度が最大となる2箇所の領域に蝶型コイル5-2、5-4の感度が最小となる2箇所の領域が重なるように配置されている。但し、図23の受信用コイルは、蝶型コイル5-2、5-4とコイル7-2、7-4とがほぼ重なるように配置されているのに対し、図24の受信用コイルは、蝶型コイル5-2、5-4の電流ループとコイル7-2、7-4、7-6の電流ループがY方向にその長さの約半分ずれて配置されている点が異なる。
Claims (12)
- 垂直方向に静磁場を発生する手段と、前記静磁場に置かれた検査対象に印加する励起RFパルスを発生する手段と、前記静磁場に重畳する傾斜磁場を発生する手段と、複数のサブコイルから構成され前記検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出する受信用コイルとを具備し、前記複数のサブコイルが、
前記静磁場方向に平行な軸を含む面内に配置され前記検査対象の外周に電流ループを形成する第1のコイルと、
前記第1のコイルの電流ループ面と交差する面に偶数の電流ループを形成する第2のコイルと、
前記第2のコイルの電流ループ面と略平行な面に奇数の電流ループを形成する第3のコイルとを有し、
前記第2のコイルと第3のコイルは、第2のコイルが形成する電流ループの配列方向と第3のコイルが形成する電流ループの配列方向が等しく、且つ当該電流ループの配列方向において、前記第2のコイルの感度が最小となる位置と第3のコイルの感度が最大となる位置が略一致するように配置されていることを特徴とする磁気共鳴を用いた検査装置。 - 垂直方向に静磁場を発生する手段と、前記静磁場に置かれた検査対象に印加する励起RFパルスを発生する手段と、前記静磁場に重畳する傾斜磁場を発生する手段と、複数のサブコイルから構成され前記検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出する受信用コイルとを具備し、前記複数のサブコイルが、
前記静磁場方向に平行な軸を含む面内に配置され前記検査対象の外周に電流ループを形成する第1のコイルと、
前記第1のコイルの電流ループ面と交差する面に偶数の電流ループを形成する第2のコイルと、
前記第2のコイルの電流ループ面と略平行な面に奇数の電流ループを形成する第3のコイルとを有し、
前記第2のコイルと第3のコイルは、電流ループの配列方向が略同一であって且つその配列方向について互いの電流ループの中心が交互となるように配置されていることを特徴とする磁気共鳴を用いた検査装置。 - 請求項1又は2に記載の磁気共鳴を用いた検査装置であって、
前記第2のコイル及び第3のコイルの少なくとも一方は、前記電流ループの配列方向と交差する方向に複数配置されていることを特徴とする磁気共鳴を用いた検査装置。 - 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の磁気共鳴を用いた検査装置であって、
前記第2のコイル及び第3のコイルの少なくとも一方は、前記検査対象を挟んで略平行な2つの面に配置されていることを特徴とする磁気共鳴を用いた検査装置。 - 請求項4に記載の磁気共鳴を用いた検査装置であって、
前記検査対象を挟んで略平行な面に配置された一対のサブコイルは、前記電流ループの配列方向と直交する方向について、互いにずれた位置に配置されていることを特徴とする磁気共鳴を用いた検査装置。 - 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の磁気共鳴を用いた検査装置であって、
前記第2のコイルと第3のコイルは、互いの電流ループが、前記電流ループの配列方向と直交する方向について、ずれた位置に配置されていることを特徴とする磁気共鳴を用いた検査装置。 - 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の磁気共鳴を用いた検査装置であって、
前記第2のコイルは2つの電流ループを有し、前記第3のコイルは3つの電流ループを有することを特徴とする磁気共鳴を用いた検査装置。 - 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の検査装置であって、
前記受信用コイルは、サブコイルとして、前記第1のコイルの電流ループ面と平行な複数の面にそれぞれ電流ループを形成する第4のコイルを有することを特徴とする磁気共鳴を用いた検査装置。 - 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の磁気共鳴を用いた検査装置であって、
前記第1のコイルは、その電流ループ面と直交する方向に複数配置されていることを特徴とする磁気共鳴を用いた検査装置。 - 請求項9記載の磁気共鳴を用いた検査装置であって、
前記受信用コイルは、前記複数の第1のコイルの各々を電磁気的に切り離す手段を有することを特徴とする磁気共鳴を用いた検査装置。 - 外部から印加される静磁場の方向に平行な軸を含む面内に配置され検査対象の外周に電流ループを形成する第1のコイルと、
前記第1のコイルの電流ループ面と交差する面に偶数の電流ループを形成する第2のコイルと、
前記第2のコイルの電流ループ面と略平行な面に奇数の電流ループを形成する第3のコイルとを有し、
前記第2のコイルと第3のコイルは、第2のコイルが形成する電流ループの配列方向と第3のコイルが形成する電流ループの配列方向が等しく、且つ当該電流ループの配列方向において、前記第2のコイルの感度が最小となる位置と第3のコイルの感度が最大となる位置が略一致するように配置されていることを特徴とする核磁気共鳴信号受信用コイル。 - 外部から印加される静磁場の方向に平行な軸を含む面内に配置され前記検査対象の外周に電流ループを形成する第1のコイルと、
前記第1のコイルの電流ループ面と交差する面に偶数の電流ループを形成する第2のコイルと、
前記第2のコイルの電流ループ面と略平行な面に奇数の電流ループを形成する第3のコイルとを有し、
前記第2のコイルと第3のコイルは、電流ループの配列方向が略同一であって且つその配列方向について互いの電流ループの中心が交互となるように配置されていることを特徴とする核磁気共鳴信号受信用コイル。
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