JP5550212B2 - RF coil and MRI apparatus - Google Patents
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この発明は、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置、およびこのMRI装置に接続されて被検体から発生された磁気共鳴信号を受信する高周波コイル装置(RFコイル)に関するものであり、特に複数のエレメント(要素コイル)が配列されてなる高周波コイル装置のデカップリングに関するものである。 The present invention relates to an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus, and a high-frequency coil apparatus (RF coil) connected to the MRI apparatus and receiving a magnetic resonance signal generated from a subject, and more particularly to a plurality of elements (elements) The present invention relates to decoupling of a high-frequency coil device in which coils are arranged.
従来、被検体の画像化すべき所望の領域に複数個のエレメントを配置し、これら複数個のエレメントを介して被検体からの磁気共鳴信号をそれぞれ検出し、検出された磁気共鳴信号について各々画像化処理を行なって複数系列の画像データを生成した後、同じ空間位置に対応する画素データ(単一複素信号または一次元複素信号=スペクトル信号)どうしを、各々のエレメントが発生する高周波磁場の分布に基づいて予め決められた重み関数を乗じて加算することによって各画素のデータを作り、所望領域の一つの画像を合成することにより、高S/N画像を得られることが知られている。 Conventionally, a plurality of elements are arranged in a desired region of an object to be imaged, a magnetic resonance signal from the object is detected through the plurality of elements, and each detected magnetic resonance signal is imaged. After processing and generating a plurality of series of image data, pixel data corresponding to the same spatial position (single complex signal or one-dimensional complex signal = spectrum signal) is converted into the distribution of the high-frequency magnetic field generated by each element. It is known that a high S / N image can be obtained by creating data for each pixel by multiplying and adding a weighting function determined in advance based on the result and synthesizing one image of a desired region.
このような方法では、一枚の画像を得るのに要する時間内に、複数個のエレメントによって磁気共鳴信号を同時に観測するため、エレメントが定常的に互いに干渉しないように、すなわち一つのエレメントに所定の周波数の高周波電流を流しても、他のエレメントには高周波電流が流れないように、コイルの相互結合を防止する(デカップリングする)ことが必要となる。 In such a method, the magnetic resonance signals are simultaneously observed by a plurality of elements within the time required to obtain one image, so that the elements do not constantly interfere with each other, that is, one element is predetermined. It is necessary to prevent (decouple) the coils from mutual coupling so that no high-frequency current flows through other elements even when a high-frequency current having a frequency of.
従来、所定の配列平面に整列して配置された2つのエレメントを、コイルの囲む面積で決まる面積だけ配列面内で重ねることにより、一方のエレメントに電流が流れた時に発生する磁場のうち、他方のエレメントに鎖交する磁場の総和が0になるような状態としてデカップリングを行う技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, two elements arranged in a predetermined arrangement plane are overlapped in the arrangement plane by an area determined by the area surrounded by the coil, so that the other of the magnetic fields generated when a current flows through one element. A technique has been proposed in which decoupling is performed in such a state that the sum of the magnetic fields interlinked with these elements becomes zero (see, for example, Patent Document 1).
一方、MRI装置に接続されて被検体から発生された磁気共鳴信号を受信する高周波コイル装置は、一般に高重量である。そのため、従来、隣接する2つのエレメント間で分割/連結を行う提案がされている(例えば、特許文献2参照)。 On the other hand, a high-frequency coil apparatus that is connected to an MRI apparatus and receives a magnetic resonance signal generated from a subject is generally heavy. For this reason, conventionally, there has been proposed a method of dividing / connecting between two adjacent elements (for example, see Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献1に提案されているデカップリング方法においては、ケースの分割/連結部分において2つのエレメントを配列平面内で重ね合わせる必要がある。そのため、例えば、重ね合わせる部分のケースの形状を薄く設計しなければならないという未解決の課題や、重ね合わせる必要からエレメントの整列方向に直交する面で分割することができず、ケースの分割/連結部分が凸凹となるという未解決の課題を有していた。
However, in the decoupling method proposed in
この発明は、上述した従来技術による課題を解消するためになされたものであり、隣接しない2つの要素コイル間のデカップリングを行うことができるRFコイルおよびMRI装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems caused by the prior art, and an object thereof is to provide an RF coil and an MRI apparatus that can perform decoupling between two element coils that are not adjacent to each other .
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、連結/離間可能な第1のユニットおよび第2のユニットにそれぞれ、被検体からの磁気共鳴信号を受信する複数の要素コイルが配置されたRFコイルにおいて、隣接しない2つの要素コイルのうちの第1の要素コイルは、前記第1のユニットに配置され、第1の主ループと、当該第1の主ループに直列に接続された第1の副ループを有し、前記2つの要素コイルのうちの第2の要素コイルは、前記第2のユニットに配置され、第2の主ループと、当該第2の主ループに直列に接続された第2の副ループを有し、前記複数の要素コイルのうちの第3の要素コイルは、前記第1および第2の要素コイルそれぞれに隣接し、前記第1のユニットと前記第2のユニットとが連結した状態で、電気コネクタを介して第3の主ループを構成し、前記第1および第2の要素コイルは、前記第1および第2の副ループを用いて2つの要素コイル間でデカップリングを行い、前記第1および第3の要素コイルならびに前記第2および第3の要素コイルは、それぞれ重ね合わせ部分を設けることによって2つの要素コイル間でデカップリングを行い、前記第2の副ループは、前記第1の副ループと前記連結/離間可能な部分において対向し、前記第1の副ループと巻回方向が逆向きであることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, according to the present invention, a plurality of element coils that receive magnetic resonance signals from a subject are arranged in each of the first and second units that can be connected / separated. in RF coils, a first element coils of the two element coils not adjacent may be disposed on the first unit, the first of the main loop, which is connected in series to the first main loop A second element coil of the two element coils is disposed in the second unit, and is connected in series to the second main loop and the second main loop. A second sub-loop, and a third element coil of the plurality of element coils is adjacent to each of the first and second element coils, and the first unit and the second element coil With the unit connected, Connector constitutes a third of the main loop through the first and second element coils have line decoupling between the two element coils using the first and second sub-loop, wherein The first and third element coils and the second and third element coils are decoupled between the two element coils by providing overlapping portions, respectively, and the second sub-loop is the first sub-loop. The first sub-loop and the winding direction are opposite to each other in the connecting / separating portion .
また、本発明は、被検体に静磁場を印加するとともに、勾配磁場を印加する印加部と、連結/離間可能な第1のユニットおよび第2のユニットにそれぞれ配置され、前記静磁場および勾配磁場が印加された被検体からの磁気共鳴信号を受信する複数の要素コイルとを備え、隣接しない2つの要素コイルのうちの第1の要素コイルは、前記第1のユニットに配置され、第1の主ループと、当該第1の主ループに直列に接続された第1の副ループとを有し、前記2つの要素コイルのうちの第2の要素コイルは、前記第2のユニットに配置され、第2の主ループと、当該第2の主ループに直列に接続された第2の副ループとを有し、前記第1の要素コイルおよび前記第2の要素コイルそれぞれに隣接する第3の要素コイルは、前記第1のユニットと前記第2のユニットとが連結した状態で、電気コネクタを介して接続されてループを形成し、前記第1および第2の要素コイルは、前記第1および第2の副ループを用いて2つの要素コイル間でデカップリングを行い、前記第1および第3の要素コイルならびに前記第2および第3の要素コイルは、それぞれ重ね合わせ部分を設けることによって2つの要素コイル間でデカップリングを行い、前記第2の副ループは、前記第1の副ループと前記連結/離間可能な部分において対向し、前記第1の副ループと巻回方向が逆向きであることを特徴とする。 In addition, the present invention applies a static magnetic field to a subject and applies a gradient magnetic field to a subject, a first unit and a second unit that can be connected / separated, and the static magnetic field and the gradient magnetic field. And a plurality of element coils that receive magnetic resonance signals from the subject to which is applied, a first element coil of two element coils that are not adjacent to each other is disposed in the first unit, and comprises a main loop, and the first sub-loop connected in series with the first of the main loop, the second coil elements of said two element coils is disposed in the second unit, A third element having a second main loop and a second sub-loop connected in series to the second main loop and adjacent to each of the first element coil and the second element coil A coil and the first unit; In a state where the serial second unit is connected, it is connected via the electrical connector forms a loop, the first and second element coils, two with the first and second sub-loops There line decoupling between the element coils, the first and third coil elements and said second and third element coils of the performs decoupling between the two element coils by providing a superposed portion respectively The second sub-loop is opposed to the first sub-loop in the connectable / separable portion, and the winding direction of the first sub-loop is opposite to that of the first sub-loop .
本発明によれば、隣接しない2つの要素コイル間のデカップリングを行うことができる。 According to the present invention, it is possible to perform decoupling between two element coils that are not adjacent to each other.
また、本発明によれば、コイル装置のケースの分割/連結部分の形状を単純なものとすることができ、これにより分割/連結部分の強度の増大や意匠性の向上、さらにはコストダウンを図ることができる。 Further, according to the present invention, the shape of the divided / connected portion of the case of the coil device can be simplified, thereby increasing the strength of the divided / connected portion, improving the design, and further reducing the cost. Can be planned.
以下に添付図面を参照して、本発明に係るRFコイルおよびMRI装置の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Exemplary embodiments of an RF coil and an MRI apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
図1は本発明の実施例1のMRI装置のシステム構成図である。MRI装置100は、静磁場磁石11、傾斜磁場コイル13、傾斜磁場電源15、高周波コイル17、送信部19、ヘルメット型頭部コイル装置21および受信部25を有している。
FIG. 1 is a system configuration diagram of an MRI apparatus according to a first embodiment of the present invention. The
円筒形の静磁場磁石11は、内部空間に一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石11には、例えば永久磁石、超伝導磁石等が使用される。静磁場磁石11の内側に円筒形の傾斜磁場コイル13が配置されている。傾斜磁場コイル13は、互いに直交するX,Y,Zの各軸に対応する3つのコイルが組み合わされて構成されている。この3つのコイルは、傾斜磁場電源15から個別に電流供給を受けて、磁場強度がX,Y,Zの各軸に沿って傾斜する傾斜磁場を発生する。なお、Z軸方向は、静磁場と同方向とする。
The cylindrical static
傾斜磁場コイル13の内側に円筒形の高周波コイル17が配置されている。この高周波コイル17の内側に、天板51に載置された被検体Pが挿入される。高周波コイル17は、送信部19から高周波パルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。また高周波コイル17は、高周波磁場の影響により被検体Pから放射される磁気共鳴信号を受信する。
A cylindrical
送信部19は、発振部、位相選択部、周波数変換部、振幅変調部および高周波電力増幅部を有している。発振部は、静磁場中における対象原子核に固有の共鳴周波数の高周波信号を発生する。位相選択部は、高周波信号の位相を選択する。周波数変調部は、位相選択部から出力された高周波信号の周波数を変調する。振幅変調部は、周波数変調部から出力された高周波信号の振幅を例えばシンク関数に従って変調する。高周波電力増幅部は、振幅変調部から出力された高周波信号を増幅する。そしてこれらの各部の動作の結果として送信部19は、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを高周波コイル17に送信する。
The
ヘルメット型頭部コイル装置(以下、単に頭部コイル装置)21は、被検体Pの頭部を全体的に覆って配置される。頭部コイル装置21は、ループ状コイルでなる図示しない8個のエレメントを内蔵している。この頭部コイル装置21に内蔵されたエレメントは、被検体Pから放射される磁気共鳴信号を受信する。
A helmet-type head coil device (hereinafter simply referred to as a head coil device) 21 is arranged so as to cover the entire head of the subject P. The
受信部25は、選択器、前段増幅器、位相検波器およびアナログデジタル変換器を有している。選択器は、高周波コイル17および頭部コイル装置21から出力される磁気共鳴信号を選択的に入力する。受信部25は、選択器から出力される磁気共鳴信号を増幅する。位相検波器は、前置増幅器から出力される磁気共鳴信号の位相を検波する。アナログデジタル変換器は、位相検波器から出力される信号をデジタル信号に変換する。
The receiving unit 25 includes a selector, a pre-stage amplifier, a phase detector, and an analog / digital converter. The selector selectively inputs magnetic resonance signals output from the
オペレータコンソール部20は、インタフェース部31、データ収集部33、再構成部35、記憶部37、表示部39、入力部41および制御部43を有している。
The operator console unit 20 includes an
インタフェース部31には、傾斜磁場電源15、送信部19および受信部25が接続されている。インタフェース部31は、これらの接続された各部とオペレータコンソール部20との間で授受される信号の入出力を行う。
The
データ収集部33は、受信部25から出力されるデジタル信号をインタフェース部31を介して収集する。データ収集部33は、収集したデジタル信号、すなわち磁気共鳴信号データを、記憶部37に格納する。再構成部35は、記憶部37に記憶された磁気共鳴信号データに対して、後処理、すなわちフーリエ変換等の再構成を実行し、被検体P内の所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを求める。
The
記憶部37は、磁気共鳴信号データと、スペクトラムデータあるいは画像データとを、被検体P毎に記憶する。表示部39は、スペクトラムデータあるいは画像データ等の各種の情報を制御部43の制御の下に表示する。表示部39としては、液晶表示器などの表示デバイスを利用可能である。入力部41は、技師からの各種指令や情報入力を受け付ける。制御部43は、これら各部を総括的に制御してMRI装置本体の撮像動作を制御する。
The
このような構成のMRI装置100においては、受信部25は、高周波コイル17および頭部コイル装置21から出力される磁気共鳴信号を入力して磁気共鳴信号データを生成する。そして、制御部43は、例えば、高周波コイル17による磁気共鳴信号データに基づいて、被検体Pの全体の撮像を行う。また、制御部43は、頭部コイル装置21による磁気共鳴信号データに基づいて、被検体Pの頭部の局所的な撮像を行う。
In the
図2は図1の頭部コイル装置21を拡大して示す側面図である。図3は頭部コイル装置21を開けた様子を示す側面図である。頭部コイル装置21は、被検体Pに対して着脱を容易とするために、上部コイル装置21Aと下部コイル装置21Bとに分割可能とされている。
FIG. 2 is an enlarged side view showing the
図4は頭部コイル装置21に内蔵された8個のエレメントの配置を示す側面図である。図5は同じく正面図である。頭部コイル装置21は、ケース内に設けられた8個のエレメントE1〜E8を有している。8個のエレメントE1〜E8は、被検体Pの頭部表面に沿って頭部を一周するように整列して配設されている。つまり、8個のエレメントE1〜E8は、被検体Pの頭部を全周にわたって囲む曲面(配列平面)上に整列方向に一列に整列して配設されている。
FIG. 4 is a side view showing the arrangement of the eight elements built in the
8個のエレメントE1〜E8のうち、5個のエレメントE1〜E5が上部コイル装置21Aに配設されている。残る3個のエレメントE6〜E8が下部コイル装置21Bに配設されている。すなわち、頭部コイル装置21は、隣り合うエレメントE1とE8の間、および隣り合うエレメントE5とE6の間で分割されている。そして、頭部コイル装置21のケースは、エレメントE1,E8間、およびエレメントE5,E6間の位置で、整列方向に直交する面にて分割されている。
Of the eight elements E1 to E8, five elements E1 to E5 are arranged in the
図6はケースの分割/連結部分で隣接する2つのエレメントの詳細を示す斜視図である。図6においては、エレメントE1およびE5を第一のエレメント1、エレメントE8およびE6を第二のエレメント2として説明する。なお、説明の便宜上、第一のエレメント1と第二のエレメント2は、それぞれ偏平直方体状の基板60と基板61とに回路パターンにて形成されているものとして説明する。
FIG. 6 is a perspective view showing the details of two elements adjacent to each other at the division / connection portion of the case. In FIG. 6, the elements E1 and E5 are described as the
第一のエレメント1は、基板60上にループを形成する1本の回路パターンでなる(図では、連結/分割側の端部のみを示している)。第一のエレメント1は、基板60の主面(上面、大面積面)60a上に形成され基板60の端部まで延びる主ループ部1aと、この主ループ部1aから基板60の端面60bに沿って折れまがるように形成された副ループ部1c(第一の相殺起電力誘導部)とを含んで構成されている。主ループ部1aは、2本の平行するパターンとして形成されている。副ループ部1cは、この2本のパターンに両端部を接続する概略コ字型のパターンとして形成されている。
The
第二のエレメント2は、基板61上にループを形成する1本の回路パターンでなる(図では、連結/分割側の端部のみを示している)。第二のエレメント2は、基板61の主面61a上に形成された主ループ部2aと、基板61の主面61a上の最も端に近い部分に形成された交差部2bと、この交差部2bから基板61の端面61bに沿って折れまがるように形成された副ループ部2c(第二の相殺起電力誘導部)とを含んで構成されている。主ループ部2aは、主面61a上に設けられた2本の平行するパターンとして形成されている。交差部2bは、この2本の平行するパターンから互いに中央方向に折れ曲がって延び、中央部で交差した後反対側のパターン近傍まで延びる概略X字型のパターンとして形成されている。副ループ部2cは、この交差部2bに両端部を接続する概略コ字型のパターンとして形成されている。
The
交差部2bにおいては、作製時に絶縁体が挟まれており、2本のパターンは絶縁されて公差している。このように構成された第一のエレメント1と第二のエレメント2とは、副ループ部1cと副ループ部2cを相互のコ字型部が重なるように対向させて配置されている。そして、第一のエレメント1と第二のエレメント2と収納する例えばケースは、副ループ部1cと副ループ部2cとの間で整列方向に直交する面にて分割されている。
In the intersecting
図7は第一のエレメント1と第二のエレメント2とがデカップリングされることを説明するための斜視図である。第一のエレメント1の副ループ部1cと第二のエレメント2の副ループ部2cとは、いずれか一方の副ループ部内から他方の副ループ部内へと鎖交する磁束が整列方向を向くようにされて、さらに、この磁束が他方の副ループ部に発生させる誘導起電力と、一方の主ループ部内から他方の主ループ部内へ鎖交する磁束が他方の主ループ部に発生させる誘導起電力とが、互いに反対向きで同じ大きさとなるように設けられている。
FIG. 7 is a perspective view for explaining that the
つまり、例えば、第一のエレメント1に電流A1が流れた場合に、副ループ部1cにて囲まれる面内から副ループ部2cにて囲まれる面内へと鎖交する磁束B2がエレメントの整列方向を向くようにされている。そして、この磁束B2が副ループ部2cに発生させる誘導起電力により副ループ部2cに流れようとする電流A22と、主ループ部1aから主ループ部2aへ鎖交する磁束B1が主ループ部2aに発生させる誘導起電力により主ループ部2aに流れようとする電流A21とが、互いに反対向きで同じ大きさとなるように設けられている。磁束B2の大きさは、副ループ部1cにて囲まれる面積と副ループ部2cにて囲まれる面積とで決まるので両面積を調整することにより、容易にこのような関係とすることができる。
That is, for example, when a current A 1 flows through the
なお、副ループ部1cと副ループ部2cとは、厳密に上記の関係にされてなくともよく、つまり、概略上記の関係にされていればよく、第一のエレメント1と第二のエレメント2とが、コイル全体において総合的に、一方のコイルに電流が流れた時に発生する磁場のうち、他方のコイルに鎖交する磁場の総和が0となるように調整されていればよい。
Note that the
本実施例のMRI装置によれば、配列平面に平行な第一の主ループ部1a及びこの第一の主ループ部1aの第二のエレメント2側に配列平面に概略直交するように設けられた第一の副ループ部1c(第一の相殺起電力誘導部)を有する第一のエレメント1と、配列平面に平行な第二の主ループ部2a及びこの第二の主ループ部2aの第一のエレメント1側に第一の副ループ部1c(第一の相殺起電力誘導部)に対向するように設けられた第二の副ループ部2c(第二の相殺起電力誘導部)を有する第二のエレメント2とを有しているので、第一のエレメント1と第二のエレメント2とを配列平面内で重なり合わせることなくデカップリングすることができる。そのため、この2つのコイル間で分割することにより、コイル装置の分割/連結部分の形状を単純なものとすることができる。また、これにより分割/連結部分の強度の増大や意匠性の向上、さらにはコストダウンを図ることができる。
According to the MRI apparatus of the present embodiment, the first
また、本実施例によれば、他方のコイルに鎖交する磁場の総和が0となるように相殺する起電力を誘導する相殺起電力誘導部が、概略コ字型を成す副ループ部1c,2cにより構成されているので、相殺起電力誘導部の面積を有効に確保することができ、分割/連結部分の大きさをむだに大きくすることがない。また、コ字型に形成することにより、面積の算出が容易となり調整が容易となる。
In addition, according to the present embodiment, the counter electromotive force induction unit that induces an electromotive force that cancels so that the sum of the magnetic fields interlinked with the other coil becomes 0 is the
なお、本実施例の第一のエレメント1と第二のエレメント2とは、ヘルメットタイプの頭部コイル装置21の分割部分に適用されているが、複数のエレメントが配列して設けられ所定の位置で分割および連結されるコイル装置であれば、他のコイル装置(下肢コイル装置、足部コイルなど)でも適用することができる。
The
また、本実施例においては、第一のエレメント1と第二のエレメント2は、説明の便宜上、それぞれ偏平直方体状の基板60と基板61とに、回路パターンにて形成されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、第一のエレメント1と第二のエレメント2は、例えば、銅線等の導電体がボビンに巻かれて形成されるものでもよく、また、導電体でなるプレートが基体に貼り付けられて形成されるものでもよく、どのように形成されるものであってもよい。
In the present embodiment, the
なお、本実施例の交差部2bは、基板61の主面61aの最端部に設けられているが、端面61bの最上部(最も主面に近い側)に設けられてもよい。
In addition, although the
図8は本発明の実施例2のコイル装置の分割/連結部分の形状を説明するための斜視図である。図8において、第一のエレメント3は、ループを形成する1本の回路パターンでなり、2本の平行するパターンとして形成された主ループ部3aと、この主ループ部3aの第二のエレメント4側に主ループ部3aから折れまがるように形成された副ループ部3c(第一の相殺起電力誘導部)とを含んで構成されている。副ループ部3cは、主ループ部3aの2本のパターンに両端部を接続する概略円弧状のパターンとして形成されている。
FIG. 8 is a perspective view for explaining the shape of the division / connection portion of the coil device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 8, the first element 3 is composed of one circuit pattern forming a loop, a
第二のエレメント4は、ループを形成する1本の回路パターンでなり、2本の平行するパターンとして形成された主ループ部4aと、この主ループ部4aの第一のエレメント4側に形成された交差部4bと、この交差部4bから折れまがるように形成された副ループ部4c(第二の相殺起電力誘導部)とを含んで構成されている。副ループ部4cは、この交差部2bに両端部を接続する概略円弧状のパターンとして形成されている。
The second element 4 is composed of one circuit pattern that forms a loop, and is formed on the
第一のエレメント3と第二のエレメント4とは、副ループ部3cと副ループ部4cを相互の円弧状部が重なるように対向させて配置されている。そして、第一のエレメント3と第二のエレメント4とは、一方のコイルに電流が流れた時に発生する磁場のうち、他方のコイルに鎖交する磁場の総和が0となるようにされている。
The 1st element 3 and the 2nd element 4 are arrange | positioned so that the
本実施例の第一のエレメント3と第二のエレメント4においても、実施例1のものと同じ動作をして、概略同様の効果を得ることができる。 In the first element 3 and the second element 4 of the present embodiment, the same operation as that of the first embodiment can be performed to obtain substantially the same effect.
図9は本発明の実施例3のコイル装置の分割/連結部分の形状を説明するための斜視図である。図9において、第一のエレメント5は、ループを形成する1本の回路パターンでなり、2本の平行するパターンとして形成された主ループ部5aと、この主ループ部5aの第二のエレメント6側中央部にソレノイドコイル形状に複数回巻回されて形成された巻回部5b(第一の相殺起電力誘導部)とを含んで構成されている。
FIG. 9 is a perspective view for explaining the shape of the division / connection portion of the coil device according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 9, the first element 5 is composed of one circuit pattern forming a loop, a
巻回部5bは、配列平面に形成された一方(図9の手前側)の主ループ部5aの一端から中央側へ折れたパターンが、中央部を超えて反対側まで延びた後、配列平面に直交するように折れ、その後第二のエレメント6に向かって左回りに螺旋状に所定回巻回しながら第二のエレメント6方向に延び、その後配列平面までもどり、再び中央部を超えて他方の主ループ部5aに接続するようにして形成されている。
The winding
第二のエレメント6は、ループを形成する1本の回路パターンでなり、2本の平行するパターンとして形成された主ループ部6aと、この主ループ部6aの第一のエレメント5側中央部にソレノイドコイル形状に複数回巻回されて形成された巻回部6b(第二の相殺起電力誘導部)とを含んで構成されている。
The second element 6 is composed of one circuit pattern that forms a loop. The
巻回部6bは、配列平面に形成された一方(図9の手前側)の主ループ部6aの一端から中央側へ折れたパターンが、中央部を超えずに配列平面に直交するように折れ、その後第一のエレメント5に向かって左回りに螺旋状に巻回部5bと同数巻回しながら第一のエレメント5方向に延び、その後配列平面までもどり、他方の主ループ部6aに接続するようにして形成されている。
The winding
第一のエレメント5と第二のエレメント6とは、相互の巻回部5b,6bのソレノイドコイル形状部が中心軸を一致させるように対向させて配置されている。そして、例えば、第一のエレメント5に電流A1が流れた場合に、巻回部5b内から巻回部6b内へと鎖交する磁束B2がコイル整列方向を向くようにされ、この磁束B2が巻回部6bに発生させる誘導起電力により巻回部6bに流れようとする電流A22と、主ループ部5aから主ループ部6aへ鎖交する磁束B1が主ループ部6aに発生させる誘導起電力により主ループ部6aに流れようとする電流A21とが、互いに反対向きで同じ大きさとなるように設けられている。磁束B2の大きさは、巻回部5b,6bの囲む面積と巻数により決まるので巻数を調整することにより、容易にこのような関係とすることができる。
The first element 5 and the second element 6 are disposed so as to face each other so that the solenoid coil-shaped portions of the mutual winding
実施例1にて説明したように、巻回部5bと巻回部6bとは、厳密に上記の関係になってなくともよく、第一のエレメント5と第二のエレメント6とが、コイル全体において、一方のコイルに電流が流れた時に発生する磁場のうち、他方のコイルに鎖交する磁場の総和が0となるようにされていればよい。
As described in the first embodiment, the winding
本実施例によれば、実施例1と概略同様の効果が得られる他、相殺する起電力を誘導する相殺起電力誘導部が、ソレノイドコイル形状の巻回部5b,6bにより構成されており、起電力の大きさを巻数により確保することができるので、分割/連結部分のケースの大きさをさらに小さくすることができる。また、巻数を変更することにより、容易に調整することができる。
According to the present embodiment, the effect substantially similar to that of the first embodiment can be obtained, and the counter electromotive force inducing section for inducing the counter electromotive force is configured by the solenoid coil-shaped winding
図10は本発明の実施例4のコイル装置の分割/連結部分の形状を説明するための斜視図である。図10において、第一のエレメント7は、実施例3のものと同じように、2本の平行するパターンとして形成された主ループ部7aと、ソレノイドコイル状に巻回されて形成された巻回部7b(第一の相殺起電力誘導部)とを含んで構成されているが、巻回部7bは、巻数を1回として形成されている。
FIG. 10 is a perspective view for explaining the shape of the dividing / connecting portion of the coil device according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 10, the first element 7 has two
第二のエレメント8も、実施例3のものと同じように、2本の平行するパターンとして形成された主ループ部8aと、ソレノイドコイル状に巻回されて形成された巻回部8b(第二の相殺起電力誘導部)とを含んで構成されていが、巻回部8bは、巻数を1回として形成されている。
Similarly to the third embodiment, the second element 8 also has two
本実施例の第一のエレメント7と第二のエレメント8においても、実施例3のものと概略同じ動作をして、概略同様の効果を得ることができる。 The first element 7 and the second element 8 of the present embodiment can perform substantially the same operation as that of the third embodiment, and can obtain substantially the same effect.
ところで、上記実施例1〜4では、隣接する2つのエレメントのデカップリングについて説明したが、多数のコイルを使用する場合には、隣接しない2つのエレメントにつてもデカップリングを行う必要がある。そこで、実施例5では、隣接しないエレメントのデカップリングについて説明する。 By the way, in the said Examples 1-4, although the decoupling of two adjacent elements was demonstrated, when using many coils, it is necessary to decouple also about two elements which are not adjacent. In the fifth embodiment, therefore, decoupling of elements that are not adjacent to each other will be described.
図11(a)は実施例1で示した頭部コイル装置とは異なる頭部コイル装置の側面図を示す図である。この頭部コイル装置71は、上部コイル装置71Aと下部コイル装置71Bとに分割可能とされている。エレメント72はエレメント73と隣接し、重ね合わせ部分を設けることによって両者のデカップリングが行われる。エレメント73はエレメント74とも隣接し、重ね合わせ部分を設けることによって両者のデカップリングが行われる。なお、エレメント73は、頭部コイル装置71が閉じられたときに、電気的コネクタ75によって上部73Aと下部73Bが2箇所で接続されループを形成する。
FIG. 11A is a side view of a head coil device different from the head coil device shown in the first embodiment. The
エレメント72はデカップリング用主ループ部72aとデカップリング用副ループ部72bを有し、エレメント74はデカップリング用主ループ部74aとデカップリング用副ループ部74bを有する。そして、図11(b)に示すように、デカップリング用副ループ部72bはデカップリング用主ループ部72aから交差して設けられ、デカップリング用副ループ部74bと対向して設けられる。このように、デカップリング用副ループ部72bとデカップリング用副ループ部74bを対向させることによって、隣接しないエレメント72とエレメント74のデカップリングを行うことができる。
The
ただし、デカップリング用副ループ部72bとデカップリング用副ループ部74bは、ずれないように対向させる必要がある。そこで、ここでは、上部コイル装置71Aにガイドピン76を設け、ガイドピン76を下部コイル装置71Bに設けられた穴77に差し込むことによってデカップリング用副ループ部72bとデカップリング用副ループ部74bの対向する位置関係を保持することとしている。
However, the decoupling
なお、デカップリング用副ループ部72bとデカップリング用副ループ部74bの対向する位置関係を保持する手段としては、図11(c)に示すようなロック機構を上部コイル装置71Aと下部コイル装置71Bとの間に設けることもできる。また、ここでは、デカップリング用副ループ部72bとデカップリング用副ループ部74bを対向させることによって、隣接しないエレメント72とエレメント74のデカップリングを行うこととしたが、デカップリング用副ループ部72bおよびデカップリング用副ループ部74bを設けることなく、デカップリング用主ループ部72aとデカップリング用主ループ部74aの一部を重ね合わせることによってもデカップリングを行うことができる。
As a means for maintaining the opposing positional relationship between the decoupling
図12は複数のユニットから構成される全身コイル装置の一部を示す図である。各ユニットは複数のエレメントを有し、ユニット81Aの隣接するエレメント82とエレメント83の間は一部を重ね合わせることによってデカップリングが行われる。また、ユニット81Aのエレメント83とユニット81Bのエレメント84の間も一部を重ね合わせることによってデカップリングが行われる。なお、全身コイル装置の場合には、患者の撮像箇所によってはユニット81Aとユニット81Bは接続して用いられるとは限らないため、ユニット81Aとユニット81Bの接続によってループが形成されるようなエレメントはない。
FIG. 12 is a diagram showing a part of a whole body coil device composed of a plurality of units. Each unit has a plurality of elements, and decoupling is performed by overlapping a part between
また、ユニット81Aのエレメント82はデカップリング用ループ部82Aを備え、このデカップリング用ループ部82Aをユニット81Bのエレメント84に一部重ね合わせることによって、隣接しないエレメント82とエレメント84の間のデカップリングが行われる。なお、ここでは、デカップリング用ループ部82Aをユニット81Bのエレメント84に一部重ね合わせることとしたが、図11に示したように、各エレメントにデカップリング用の主ループ部と副ループ部を一方の副ループ部が主ループ部と交差するように設け、副ループ部を対向して配置することによってデカップリングを行うこともできる。
In addition, the
図13は複数のユニットから構成される全身コイル装置において、隣接しないエレメント間での他のデカップリング例を示す図である。この例でも隣接するエレメント間では一部を重ね合わせることによってデカップリンが行われる。一方、隣接しないエレメント間では、各エレメントにデカップリング用ループ部を設け、デカップリング用ループ部を重ね合わせることによってデカップリングを行う。例えば、エレメント91はデカップリング用ループ部91aを有し、エレメント93のデカップリング用ループ部93aと一部重ね合わせることによってエレエント91とエレメント93との間のデカップリングが行われる。なお、ここでは、デカップリング用ループ部同士を一部重ね合わせることとしたが、図11に示したように、各エレメントにデカップリング用の主ループ部と副ループ部を一方の副ループ部が主ループ部と交差するように設け、副ループ部を対向して配置することによってデカップリングを行うこともできる。
FIG. 13 is a diagram showing another example of decoupling between non-adjacent elements in a whole body coil device composed of a plurality of units. Also in this example, decoupling is performed by overlapping a part between adjacent elements. On the other hand, between non-adjacent elements, each element is provided with a decoupling loop portion, and decoupling is performed by overlapping the decoupling loop portions. For example, the
図14は複数のエレメントから構成される他のコイル装置の一部を示す図である。この例でも隣接するエレメント間では一部を重ね合わせることによってデカップリンが行われる。例えば、隣接するエレメント96とエレメント97の間のデカップリングや隣接するエレメント97とエレメント98の間のデカップリングは、一部を重ね合わせることによって行われる。一方、隣接しないエレメント間では、各エレメントにデカップリング用ループ部を設け、デカップリング用ループ部を重ね合わせることによってデカップリングを行う。例えば、エレメント96および98はそれぞれデカップリング用ループ部96aおよび98aを有し、デカップリング用ループ部96aおよび98aの一部を重ね合わせることによってエレエント96とエレメント98との間のデカップリングが行われる。なお、ここでは、デカップリング用ループ部同士を一部重ね合わせることとしたが、図11に示したように、各エレメントにデカップリング用の主ループ部と副ループ部を一方の副ループ部が主ループ部と交差するように設け、副ループ部を対向して配置することによってデカップリングを行うこともできる。
FIG. 14 is a diagram showing a part of another coil device composed of a plurality of elements. Also in this example, decoupling is performed by overlapping a part between adjacent elements. For example, the decoupling between the
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、以上のように表わしかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付のクレームおよびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Accordingly, the broader aspects of the present invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.
この発明は、複数のエレメントが配列されてなる高周波コイル装置に適用されて好適なものであり、特に、隣接する2つのエレメント間で分割/連結が行われ、両エレメント間にてデカップリングを必要とする高周波コイル装置や、隣接しない2つのエレメント間でもデカップリングを必要とする高周波コイル装置に適用されて最適なものである。 The present invention is suitable for application to a high-frequency coil device in which a plurality of elements are arranged, and in particular, division / connection is performed between two adjacent elements, and decoupling is required between both elements. It is optimal to be applied to a high-frequency coil device and a high-frequency coil device that requires decoupling between two non-adjacent elements.
1,3,5,7 第一のエレメント
2,4,6,8 第二のエレメント
1a,2a,3a,4a,5a,6a,8a 主ループ部
1c,2c,3c,4c 副ループ部(相殺起電力誘導部)
2b,4b 交差部
5b,6b,7b,8b 巻回部(相殺起電力誘導部)
11 静磁場磁石
13 傾斜磁場コイル
15 傾斜磁場電源
17 高周波コイル
19 送信部
20 オペレータコンソール部
21 ヘルメット型頭部コイル装置
21A 上部コイル装置
21B 下部コイル装置
25 受信部
31 インタフェース部
33 データ収集部
35 再構成部
37 記憶部
39 表示部
41 入力部
43 制御部
51 天板
60 基板
60a 基板60の主面
60b 基板60の端面
61 基板
61a 基板61の主面
61b 基板61の端面
71 頭部コイル装置
71A 上部コイル装置
71B 下部コイル装置
72,73,74,82,83,84,91,92,93,96,97,98 エレメント
72a,74a デカップリング用主ループ部
72b,74b デカップリング用副ループ部
73A 上部
73B 下部
75 電気的コネクタ
76 ガイドピン
77 穴
81A,81B ユニット
82A,91a,93a,96a,98a デカップリング用ループ部
100 MRI装置
E1〜E8 エレメント
1, 3, 5, 7
2b,
DESCRIPTION OF
Claims (8)
隣接しない2つの要素コイルのうちの第1の要素コイルは、前記第1のユニットに配置され、第1の主ループと、当該第1の主ループに直列に接続された第1の副ループを有し、
前記2つの要素コイルのうちの第2の要素コイルは、前記第2のユニットに配置され、第2の主ループと、当該第2の主ループに直列に接続された第2の副ループを有し、
前記複数の要素コイルのうちの第3の要素コイルは、前記第1および第2の要素コイルそれぞれに隣接し、前記第1のユニットと前記第2のユニットとが連結した状態で、電気コネクタを介して第3の主ループを構成し、
前記第1および第2の要素コイルは、前記第1および第2の副ループを用いて2つの要素コイル間でデカップリングを行い、
前記第1および第3の要素コイルならびに前記第2および第3の要素コイルは、それぞれ重ね合わせ部分を設けることによって2つの要素コイル間でデカップリングを行い、
前記第2の副ループは、前記第1の副ループと前記連結/離間可能な部分において対向し、前記第1の副ループと巻回方向が逆向きである、
RFコイル。 In each of the RF coils in which a plurality of element coils that receive magnetic resonance signals from the subject are arranged in the first unit and the second unit that can be connected / separated,
A first element coil of two element coils that are not adjacent to each other is arranged in the first unit, and includes a first main loop and a first sub-loop connected in series to the first main loop. Have
A second element coil of the two element coils is disposed in the second unit and has a second main loop and a second sub-loop connected in series to the second main loop. And
A third element coil of the plurality of element coils is adjacent to each of the first and second element coils, and the electric connector is connected to the first unit and the second unit. Through the third main loop,
The first and second element coils perform decoupling between two element coils using the first and second sub-loops,
Wherein the first and third coil elements and said second and third element coils of the stomach line decoupling between the two element coils by providing a superposed portion, respectively,
The second sub-loop is opposed to the first sub-loop in the connectable / separable portion, and the winding direction of the first sub-loop is opposite .
RF coil.
連結/離間可能な第1のユニットおよび第2のユニットにそれぞれ配置され、前記静磁場および勾配磁場が印加された被検体からの磁気共鳴信号を受信する複数の要素コイルとを備え、
隣接しない2つの要素コイルのうちの第1の要素コイルは、前記第1のユニットに配置され、第1の主ループと、当該第1の主ループに直列に接続された第1の副ループとを有し、
前記2つの要素コイルのうちの第2の要素コイルは、前記第2のユニットに配置され、第2の主ループと、当該第2の主ループに直列に接続された第2の副ループとを有し、
前記第1の要素コイルおよび前記第2の要素コイルそれぞれに隣接する第3の要素コイルは、前記第1のユニットと前記第2のユニットとが連結した状態で、電気コネクタを介して接続されてループを形成し、
前記第1および第2の要素コイルは、前記第1および第2の副ループを用いて2つの要素コイル間でデカップリングを行い、
前記第1および第3の要素コイルならびに前記第2および第3の要素コイルは、それぞれ重ね合わせ部分を設けることによって2つの要素コイル間でデカップリングを行い、
前記第2の副ループは、前記第1の副ループと前記連結/離間可能な部分において対向し、前記第1の副ループと巻回方向が逆向きである、
MRI装置。 An application unit that applies a gradient magnetic field while applying a static magnetic field to the subject;
A plurality of element coils disposed in the first unit and the second unit that can be connected / separated, and receiving magnetic resonance signals from the subject to which the static magnetic field and the gradient magnetic field are applied;
A first element coil of two element coils that are not adjacent to each other is arranged in the first unit, and includes a first main loop and a first sub-loop connected in series to the first main loop. Have
A second element coil of the two element coils is disposed in the second unit, and includes a second main loop and a second sub-loop connected in series to the second main loop. Have
A third element coil adjacent to each of the first element coil and the second element coil is connected via an electrical connector in a state where the first unit and the second unit are coupled. Forming a loop,
The first and second element coils perform decoupling between two element coils using the first and second sub-loops,
Wherein the first and third coil elements and said second and third element coils of the stomach line decoupling between the two element coils by providing a superposed portion, respectively,
The second sub-loop is opposed to the first sub-loop in the connectable / separable portion, and the winding direction of the first sub-loop is opposite .
MRI equipment.
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