JP5894072B2 - Ｒｆ受信コイル及びこれを用いた磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴(以下、「NMR」という)信号を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を画像化する核磁気共鳴イメージング(以下、「MRI」という)装置で用いるRF受信コイルに関する。

MRI装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するNMR信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を2次元的に或いは3次元的に画像化する装置である。撮像においては、NMR信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードされて、時系列データとして計測される。計測されたNMR信号は、2次元又は3次元フーリエ変換されることにより画像に再構成される。

上記MRI装置において、NMR信号を受信するために高周波受信コイル(以下、RF受信コイルという)を用いる。NMR信号を高感度に受信するため、このRF受信コイルを被検体に近接させて用いることが望ましい。そのため、さまざまな被検体の体型や撮像部位に装着できるように対応した形状で、RF受信コイルが構成されている。例えば、頸部に関しては、特許文献1に示すような被検体の視界を妨げず、口唇や顎部にRF受信コイルが触れないように構成されたRF受信コイルが知られている。このようなRF受信コイルは、上部と下部に分割されており、内部に配置されているアンテナパターン(導体閉ループ)が上部と下部との接続部において分断されている。被検体に装着される際には、上部と下部とがそれらの接続部において電気的且つ機械的に接続されて使用される。この接続により、被検体の周囲を囲んで1周にわたる電気的な導体閉ループが構成される。

特許第2908501号公報

特許文献1に開示されたRF受信コイルにおいては、上部と下部とに分断されているアンテナパターンの電気的接続を確実に行うために、接続部には接続を強固に固定するためのロック機構が必要となる。そのため、ロック機構を介して上部と下部とを接続する操作の際に、頸部付近では上部と下部との間に被検体の一部、例えば皮膚や頭髪を挟み込んでしまう可能性があり、この課題が未解決のまま残されている。

そこで、本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、被検体に安全に装着できる構造を有するRF受信コイル及び該RF受信コイルを備えたMRI装置を提供することを目的とする。

本発明のRF受信コイルは、NMR信号を受信するための可撓性を有する1つ以上の導体閉ループと、導体閉ループを覆う可撓性を有する外装部と、導体閉ループが受信したNMR信号を増幅するプリアンプ部と、プリアンプ部を収容し外装部よりも剛性の高い2つの収容部と、を備えた本体部を有し、本体部の両端部の端面が上側で対向し、収容部が左右にそれぞれ配置されるように、該本体部を折り曲げて被検体に装着されることを特徴とする。

また、本発明のMRI装置は、上記RF受信コイルを備えていることを特徴とする。

本発明のRF受信コイルは、導体閉ループが分断されていないので、導体閉ループの接続部をなくすことができる。その結果、被検体の一部を挟み込んでしまう危険性が無く、被検体に安全に装着できる。

また、電気的接続部が無いのでロック機構も必要なく、被検体にRF受信コイルを装着する際の作業負担や作業音を低減できる。

また、外装部よりも剛性の高い収容部を備えるので、被検体に装着されたあとのRF受信コイルの形状及び自立性を確保できる。即ち、可撓性に基づく装着のし易さと、剛性に基づく形状安定性とを両立させることができる。このようなRF受信コイルを備えたMRI装置は、RF受信コイルの形状が安定に保持されるので、安定して高画質の画像を撮像できる。

本発明に係るMRI装置の一実施例の全体構成を示すブロック図。 実施例1のRF受信コイルの構成を示す図であり、RF受信コイルを平坦に変形させた状態での斜視図を示し、(b)図は電気回路部の回路図を示す。 図2のRF受信コイルを被検体の頚部に装着したときの例を示す図。 図2のRF受信コイルの本体部の角部に切り欠き部を設けた例を示す図。 図2のRF受信コイルの本体部の角部に盛り上がり部を設けた例を示す図。 実施例2のRF受信コイルの構成を示す図であり、RF受信コイルを平坦に変形させた状態での斜視図を示し、(b)図は電気回路部の回路図を示す。 図6のRF受信コイルを被検体の頚部に装着したときの例を示す図。(a)図は、図6のRF受信コイルを、収容部の蓋部が外側になるように折り曲げて、被検体に装着した状態の斜視図を示し、(b)図は、(a)図のRF受信コイルを被検体の頭部方向から見た図を示す。 支持部材が収容部に着脱可能に取り付けられる例を示す図。(a)図は、RF受信コイルを被検体に装着した状態の斜視図を示し、(b)図は、(a)図のRF受信コイルを被検体の頭部方向から見た図を示す。 収容部と支持部材の肩に対向する側面部に、肩の形状に適合するように、頭部方向に切り欠いた凹部を設けた形状を示す図。 図6のRF受信コイルにおける被検体の顔面側の外装部と収容部との境に蝶番を設けた例を示す図。 実施例3のRF受信コイルの構成を示す図であり、(a)図は、RF受信コイルを被検体に装着した状態の斜視図を示し、(b)図はRF受信コイルを平坦に変形させた状態での斜視図を示し、(c)図は電気回路部の回路図を示す。

以下、添付図面に従って本発明のMRI装置の好ましい実施例について詳説する。なお、発明の実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

最初に、本発明に係るMRI装置を図1に基づいて説明する。図1は、本発明に係るMRI装置の一実施例の全体構成を示すブロック図である。

このMRI装置は、NMR現象を利用して被検体101の断層画像を得るもので、図1に示すように、静磁場発生磁石102と、傾斜磁場コイル103及び傾斜磁場電源109と、RF送信コイル104及びRF送信部110と、RF受信コイル105及び信号検出部106と、信号処理部107と、計測制御部111と、全体制御部108と、表示・操作部113と、被検体101を搭載する天板を静磁場発生磁石102の内部に出し入れするベッド112と、を備えて構成される。

静磁場発生磁石102は、垂直磁場方式であれば被検体101の体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば体軸方向に、それぞれ均一な静磁場を発生させるもので、被検体101の周りに永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源が配置されている。

傾斜磁場コイル103は、MRI装置の実空間座標系(静止座標系)であるX、Y、Zの3軸方向に巻かれたコイルであり、それぞれの傾斜磁場コイルは、それを駆動する傾斜磁場電源109に接続され電流が供給される。具体的には、各傾斜磁場コイルの傾斜磁場電源109は、それぞれ後述の計測制御部111からの命令に従って駆動されて、それぞれの傾斜磁場コイルに電流を供給する。これにより、X、Y、Zの3軸方向に傾斜磁場Gx、Gy、Gzが発生する。

2次元スライス面の撮像時には、スライス面(撮像断面)に直交する方向にスライス傾斜磁場パルス(Gs)が印加されて被検体101に対するスライス面が設定され、そのスライス面に直交して且つ互いに直交する残りの2つの方向に位相エンコード傾斜磁場パルス(Gp)と周波数エンコード(リードアウト)傾斜磁場パルス(Gf)が印加されて、NMR信号(エコー信号)にそれぞれの方向の位置情報がエンコードされる。

RF送信コイル104は、被検体101にRFパルスを照射するコイルであり、RF送信部110に接続され高周波パルス電流が供給される。これにより、被検体101の生体組織を構成する原子の原子核スピンにNMR現象が誘起される。具体的には、RF送信部110が、後述の計測制御部111からの命令に従って駆動されて、高周波パルスが振幅変調され、増幅された後に被検体101に近接して配置されたRF送信コイル104に供給されることにより、RFパルスが被検体101に照射される。

RF受信コイル105は、被検体101の生体組織を構成する原子核スピンのNMR現象により放出されるエコー信号を受信するコイルであり、信号検出部106に接続されて受信したエコー信号が信号検出部106に送られる。本発明に係るRF受信コイルは、被検体101の頚部に装着されて、主に頚部からのエコー信号を受信するための構成に関する。

信号検出部106は、RF受信コイル105で受信されたエコー信号の検出処理を行う。具体的には、RF送信コイル104から照射されたRFパルスによって誘起された被検体101の応答のエコー信号が被検体101に近接して配置されたRF受信コイル105で受信され、後述の計測制御部111からの命令に従って、信号検出部106が、受信されたエコー信号を増幅し、直交位相検波により直交する二系統の信号に分割し、それぞれを所定数(例えば128、256、512等)サンプリングし、各サンプリング信号をA／D変換してディジタル量に変換し、後述の信号処理部107に送る。 従って、エコー信号は所定数のサンプリングデータからなる時系列のデジタルデータ(以下、エコーデータという)として得られる。

信号処理部107は、エコーデータに対して各種処理を行い、処理されたエコーデータを計測制御部111に送る。

計測制御部111は、被検体101の断層画像の再構成に必要なエコーデータ収集のための種々の命令を、主に、傾斜磁場電源109と、RF送信部110と、信号検出部106に送信してこれらを制御する制御部である。具体的には、計測制御部111は、後述する全体制御部108の制御で動作し、ある所定のパルスシーケンスに基づいて、傾斜磁場電源109、RF送信部110及び信号検出部106を制御して、被検体101へのRFパルスと傾斜磁場パルスの印加及び被検体101からのエコー信号の検出を繰り返し実行し、被検体101の撮像領域についての画像の再構成に必要なエコーデータの収集を制御する。これらの制御により信号処理部107からのエコーデータを全体制御部108に出力する。

全体制御部108は、計測制御部111の制御、及び、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等の制御を行うものであって、CPU及びメモリを内部に有する演算処理部114と、光ディスク、磁気ディスク等の記憶部115とを有して成る。具体的には、計測制御部111を制御してエコーデータの収集を実行させ、計測制御部111からのエコーデータが入力されると、演算処理部114がそのエコーデータに印加されたエンコード情報に基づいて、メモリ内のK空間に相当する領域に記憶させる。メモリ内のK空間に相当する領域に記憶されたエコーデータ群をK空間データともいう。そして演算処理部114は、このK空間データに対して信号処理やフーリエ変換による画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体101の画像を、後述の表示・操作部113に表示させると共に記憶部115に記録させる。

表示・操作部113は、再構成された被検体101の画像を表示する表示部と、MRI装置の各種制御情報や上記全体制御部108で行う処理の制御情報を入力するトラックボール又はマウス及びキーボード等の操作部と、から成る。この操作部は表示部に近接して配置され、操作者が表示部を見ながら操作部を介してインタラクティブにMRI装置の各種処理を制御する。

現在MRI装置の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質である水素原子核(プロトン)である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を2次元もしくは3次元的に撮像する。

次に、本発明のRF受信コイル及びMRI装置の実施例1を説明する。本実施例のRF受信コイルは、エコー信号を受信するための可撓性を有する導体閉ループと、導体閉ループを覆う可撓性を有する外装部と、導体閉ループが受信したエコー信号を増幅するプリアンプ部と、プリアンプ部を収容し外装部よりも剛性の高い収容部と、を備えた本体部を有する。つまり、導体閉ループとプリアンプ部とで構成された、エコー信号を受信して増幅するための電気回路部が、それぞれ外装部と収容部に覆われてRF受信コイルが成る。この様なRF受信コイルが、該RF受信コイルの本体部の両端部の端面が対向するように、略円弧状又は略楕円弧状に折り曲げられて、被検体の頚部に装着される。以下、本実施例のRF受信コイルの構成を図2〜5に基づいて説明する。

最初に、一つの導体閉ループであるアンテナパターン部にプリアンプ部が配置された構成を有するRF受信コイル105の例を図2に基づいて説明する。(a)図は、RF受信コイル105を平坦に変形させた状態での斜視図を示し、(b)図はRF受信コイル105内の電気回路部の回路図を示す。なお、電気回路部は回路構成のみを示しており、(a)図に示すアンテナパターン部の実際の形状を表すものではない。

本実施例のRF受信コイルは、図2に示す様に、主に本体部202と突出部203と収容部208とを有して成り、その内部には、プリアンプ部207と、該プリアンプ部207を中心にして略対称に配置されたアンテナパターン部206と、を有して成る電気回路部を備える。収容部208は、本体部202の略中央に配置され、内部にプリアンプ部207を収容する。本体部202と突出部203の内部にはアンテナパターン部206が配置される。本体部202の両端部側面には突出部203-1と203-2とが形成され、アンテナパターン部206は本体部202と突出部203とに跨って配置される。なお、突出部203は無くても良い。

アンテナパターン部206は、略同一形状のアンテナパターン部分206-1と206-2とが、収容部208内で互いに一部が重なる様にして、本体部202の略中央に配置された該収容部208に関して略対称な(より詳細には、本体部202の長手方向中心に垂直な短手方向の線に関して略線対称な)形状で配置されて成る。アンテナパターン部分206-1は、キャパシタ205-1が挿入された導体閉ループであり、アンテナパターン部分206-2は、キャパシタ205-2が挿入された導体閉ループである。キャパシタ205-1と205-2とは、導体閉ループ206-1と206-2との重なり部と共に収容部208に収容される。アンテナパターン部分の重なり方はどちらが上でも良いが、相互に電気的に絶縁されて重なる。この導体閉ループの重なりは、2つのアンテナパターン部分206-1と206-2のカップリングを解消する(所謂デカップリング)するためである。後述する実施例においても同様である。

このアンテナパターン部206は、自由に折り曲げられるように、可撓性を有する導体で構成される。例えば、薄い板状又はリボン状に形成された銅又はアルミ等の導電部材で構成することができる。そして、アンテナパターン部206は、可撓性を有する外装部209で覆われて、アンテナパターン部206と外装部209とが一体として略円弧状又は略楕円弧状に折り曲げられる。なお、図2では、アンテナパターン部206が外から見えるように記載されているが、実際にはアンテナパターン部206は外装部209に覆われて外から見えない。後述する他の実施例においても同様である。さらに、この外装部209は、アンテナパターン部206と被検体とを電気的に絶縁する絶縁性を有する部材で作成され、例えばスポンジ状のポリウレタンとすることができる。

プリアンプ部207は、キャパシタ205-1の両端の信号が入力されてこれを増幅するアンプ204-1と、キャパシタ205-2の両端の信号が入力されてこれを増幅するアンプ204-2とを有して成り、収容部208内に収容される。なお、アンプは一つの導体閉ループに対し、一つ必要であり、後述する実施例においても同様である。

収容部208は、基部と該基部に蓋をする蓋部とで構成され、アンテナパターン部206の重なり部分とプリアンプ部207をその内部に密閉して収容する。この収容部208は、内部に収容するアンテナパターン部206の重なり部分とプリアンプ部207が機械的に損傷しないように、折り曲げられることなくその形状を保持できるよう外装部209よりも高い剛性を有する。さらに、収容部208は、アンテナパターン部206の重なり部分及びプリアンプ部207と被検体とを電気的に絶縁する絶縁性を有する部材で作成され、例えばプラスチック製の樹脂ケースとすることができる。この剛性の高い収容部208を備えることにより、外装部が折り曲げられたときのRF受信コイル105の形状を安定化させることができる。即ち、導体閉ループ及び外装部209の可撓性に基づくRF受信コイル105の装着のし易さと、収容部208の剛性に基づくRF受信コイル105の形状安定性とを両立させることができる。

また、本実施例のRF受信コイル105は、折り曲げられて被検体の頚部に装着されて使用されるので、そのような使用に適した形状を有する。具体的には、本実施例のRF受信コイル105は、好ましくは、図2に示す様に、本体部202と突出部203とを有してなる。突出部203は、本体部202の両端部の一方の側面に、それぞれ203-1と203-2として設けられ、本体部202の端部の端面と突出部203の側面とが面一となるよう構成される。各突出部203-1と203-2はRF受信コイル105が折り曲げられたときに、被検体の頚部の上部から胸部の頚部側端部の上部までを覆う。そして、各突出部203-1と203-2には、該突出部203-1と203-2を含んで導体閉ループが形成されるように、アンテナパターン部206-1と206-2の一部がそれぞれ配置される。また、各突出部203-1と203-2に配置されたアンテナパターン部206-1と206-2の一部をそれぞれ覆うように外装部209も延長されて設けられる。なお、突出部203は必須ではなく、本体部202のみでRF受信コイル105を構成してもよい。

さらに、アンテナパターン部206は分断箇所や接続箇所が無く導体閉ループ構造のみを有するので、RF受信コイル105は分割構造がなく一体として機能する。そのため、RF受信コイル105を被検体に装着する際に、操作者は特許文献1のような分割部分同士の接続操作を行なう必要がない。そのため、本実施例のRF受信コイル105を被検体に装着する際に、被検体の一部を挟み込む可能性が皆無であり、安全性を高めることが可能になる。

このようなアンテナパターン部206を有する電気回路部が受信したエコー信号を電気信号に変換して出力する。即ち、アンテナパターン部206がその導体閉ループ内部を通過する磁束の変化、つまりエコー信号を捉えて電磁誘導の法則に基づいて電気信号を発生し、その電気信号をプリアンプ部207が検出して増幅し、信号検出部106に出力する。

次に、本実施例のRF受信コイルが被検体の頚部に装着された例を図3に基づいて説明する。図3に示す様に、プリアンプ部207を下にして、両側のアンテナパターン部分206-1と206-2を覆う外装部209の端部同士がプリアンプ部207の上側位置で重なることなく、両端部の端面同士が対向するように、RF受信コイル105が折り曲げられて、被検体の頚部に装着される。即ち、外装部209の両端部が上側(即ち被検体の顔面側)となるように、外装部209及び両側のアンテナパターン部分206-1と206-2とが略円弧状又は略楕円弧状に略対称に内側に折り曲げられる。突出部203を備える場合は、本体部202の両端部の端面同士と両突出部203の側面同士とがそれぞれ対向するようにRF受信コイル105が折り曲げられる。そして、折り曲げられた後に、外装部209の端部同士が面ファスナ等の固定部材301を用いて固定される。この固定の際には、外装部209の端部端面間に多少の隙間を設けても良い。

このような折り曲げの結果、プリアンプ部207が被検体の後頭部に対向して配置され、両側のアンテナパターン部分206-1と206-2が被検体の頚部に巻きつけられて頚部を覆い、両側のアンテナパターン部分206-1と206-2の端部端面の対向箇所が被検体の顔面上に位置することになる。また、突出部203は本体部202から被検体の体軸方向に伸びて胸部の上端部までを覆うことになる。その結果、アンテナパターン部206が被検体の胸部の上端部にまで感度を持つことになり、頚部のみならず胸部の上端部を含んで高画質の画像を撮像することが可能になる。

使用後は、固定部材301を解除して外装部209の両端部を開放し、両側の外装部209とアンテナパターン部分206-1及び206-2の折り曲げを元に戻して、RF受信コイル105を略平坦な形状にして、被検体から該RF受信コイル105が引き離なされる。

なお、本体部202の両端部は、折り曲がられたときに被検体の鼻部の上側に配置されるので、鼻部との接触を回避できる形状が好ましい。その例を図4，5に示す。図4は本体部202の角部に切り欠き部401を設けた例を示し、図5は本体部202の角部に盛り上がり部501を設けた例を示す。なお、本体部202のこのような変形に対応してアンテナパターン部206も変形される。

以上説明したように、本実施例のRF受信コイルは、可撓性を有する導体閉ループであるアンテナパターン部と、アンテナパターン部からの信号を増幅するプリアンプ部とから成る電気回路部を備えるので、RF受信コイルを分割構造や電気的接続部の無い構造とすることができる。その結果、被検体の一部を挟み込むことなく安全にRF受信コイルを被検体に装着できる。また、電気的な接続部を無くすことができ、それ故ロック機構も必要なく、被検体にRF受信コイルを装着する際の作業負担や作業音を低減できる。

さらに、本実施例のRF受信コイルは、可撓性を有するアンテナパターン部及び外装部と、外装部より剛性の高い収容部とで構成されるので、RF受信コイルを容易に折り曲げて、被検体の撮像部位を覆う様に該撮像部位の周囲に巻きつけて使用でき、且つ、被検体に装着されたあとのRF受信コイルの形状及び自立性を安定して確保できる。即ち、可撓性に基づくRF受信コイルの装着のし易さと、剛性に基づくRF受信コイルの形状安定性とを両立させることができる。

このようなRF受信コイルを用いてMRI装置で被検体の頚部を撮像すると、RF受信コイルの形状が安定に保持されるので、撮像中にRF受信コイルの形状変形を防止でき、安定して高画質の画像を撮像できる。

次に、本発明のRF受信コイル及びMRI装置の実施例2を説明する。本実施例のRF受信コイルは、プリアンプ部とその収容部がRF受信コイルの2箇所に設けられ、各収容部には、被検体が搭載される天板から本RF受信コイルを支持するための支持部材が具備される。以下、本実施例のRF受信コイルの構成例を図6〜10に基づいて説明する。

外装部が可撓性を有する場合、RF受信コイルが撓み、被検体に装着されたRF受信コイルの上部が被検体の口唇周囲や顎周辺に乗ってしまい、被検体の快適性を損なう可能性がある。この撓みを防止するために、本実施例のRF受信コイルは、被検体に装着されたときに被検体の左右の耳部近傍となる本体部の各位置に、外装部609より剛性の高い収容部608をそれぞれ設け、各収容部608にアンテナパターン部の重なり部分とプリアンプ部とを収容した構造とする。即ち、本実施例のRF受信コイルは、プリアンプ部の収容部608が、本体部の中心に関して略対称な位置にそれぞれ配置され、合計で2つの収容部を有して成る。

最初に、本実施例のRF受信コイルの例を図6に基づいて説明する。(a)図は、RF受信コイル105を平坦に変形させた状態での斜視図を示し、(b)図は電気回路部の回路図を示す。なお、電気回路部は回路構成のみを分かりやすく示しており、(a)図に示すアンテナパターン部の実際の形状を表すものではない。(a)図に示す様に、アンテナパターン部分606-1と606-2とは、本体部202の長手方向にずれていないが、(b)図では、アンテナパターン部分606-1と606-2の回路図を分かりやすく示すために、敢えて左右方向にずらしてある。

図6に示すように、本実施例のRF受信コイル105は、アンテナパターン部606とプリアンプ部607とが、本体部の中心に関して略対称な位置にそれぞれ配置され、合計で2つのアンテナパターン部606とプリアンプ部607とを有して成る。

なお、本実施例においても、前述の実施例1のRF受信コイルと同様に、本体部202の両端部側面にそれぞれ突出部203を備えた構成が好ましいが、無くても良い。突出部203を備える場合は、図6に示す様に、本体部202の端部の端面と突出部203の側面とが面一となるよう構成することが好ましい。

アンテナパターン部606は、各々が前述の実施例1のアンテナパターン部206と同様の電気回路構成を有するアンテナパターン部分606-1と606-2を有してなる。つまり、アンテナパターン部分606-1は互いに一部重なるように配置された2つの導体閉ループであるアンテナパターン部分606-11と606-12を有して成り、アンテナパターン部分606-2は互いに一部重なるように配置された2つの導体閉ループであるアンテナパターン部分606-21と606-22を有して成る。本体部202の両端部側面にそれぞれ突出部203-1,203-2を備える場合には、アンテナパターン部分606-11が突出部203-1を含んで導体閉ループを形成し、アンテナパターン部分606-22が突出部203-2を含んで導体閉ループを形成する。

さらに、アンテナパターン部分606-12とアンテナパターン部分606-21とは、本体部202の略中央で、それらの導体閉ループが互いに一部なる様にして配置されている。

なお、上記各アンテナパターン部分同士の重なりは、どちらが上でも良い。これらの重なり部は、実施例1と同様に、相互の導体閉ループをデカップリングするためである。

以上の様な構成の結果、アンテナパターン部分606-1と606-2は、本体部202の中央で互いに一部が重なり、該中央に関して略対称に配置される。

各アンテナパターン部分606-11、606-12,606-21及び606-22は、自由に折り曲げられるように、可撓性を有する導体で構成される。そして、アンテナパターン部606は、可撓性を有する外装部209で覆われて、アンテナパターン部606と外装部609とが一体として折り曲げられる。

アンテナパターン部分606-1の略中央には収容部608-1が配置される。収容部608-1は、基部と該基部に蓋をする蓋部とを有して成り、基部内にアンテナパターン部分606-11と606-12の導体閉ループの重なり部とプリアンプ部607-1とを収容し、蓋部で蓋をして密閉する。プリアンプ部607-1は、アンテナパターン部分606-11の導体閉ループに挿入されたキャパシタ605-11の両端の信号が入力されてこれを増幅するアンプ604-11と、アンテナパターン部分606-12の導体閉ループに挿入されたキャパシタ605-12の両端の信号が入力されてこれを増幅するアンプ604-12とを有して成る。

同様に、アンテナパターン部分606-2の略中央には収容部608-2が配置される。収容部608-2は、基部と該基部に蓋をする蓋部とを有して成り、基部内にアンテナパターン部分606-21と606-22の導体閉ループの重なり部とプリアンプ部607-2とを収容し、蓋部で蓋をして密閉する。プリアンプ部607-2は、アンテナパターン部分606-21の導体閉ループに挿入されたキャパシタ605-21の両端の信号が入力されてこれを増幅するアンプ604-21と、アンテナパターン部分606-22の導体閉ループに挿入されたキャパシタ605-22の両端の信号が入力されてこれを増幅するアンプ604-22とを有して成る。

収容部608-1と608-2は、外装部609よりも高い剛性を有して、内部に収容するアンテナパターン部分の重なり部とプリアンプ部とを保護する。

さらに、収容部608-1と608-2の基部における本体部202中央側の一端には、板状の支持部材601-1と601-2がそれぞれ段差状に一体的或いはネジ止めで取り付けられる。これにより、収容部608の基部と支持部材601とが一体となった構造はその断面が2段の階段状の段差構造を有する。そして、収容部608の蓋部が基部に装着された状態で、蓋部の上面と支持部材601の上面とが面一となる(同一平面となる)。そして、アンテナパターン部606はこの段差構造を貫通し、収容部608の基部の両側面に外装部が接続される。また、収容部608の基部と支持部材601の段差構造は、本体部202の中央に関して略対称に対向するように配置される。

次に、実施例のRF受信コイルが被検体の頚部に装着された例を図7に基づいて説明する。(a)図は、図6(a)のRF受信コイル105を、収容部608の蓋部が外側になるように折り曲げて、被検体に装着した状態の斜視図を示し、(b)図は、(a)図のRF受信コイルを被検体の頭部方向から見た図を示す。上述したとおり、RF受信コイル105の収容部608-1と608-2の基部には、それぞれ支持部材601-1と601-2とが一体的に設けられている。この支持部材601を被検体が搭載される天板に対して垂直となるように立てて、天板から支持部材601が支持されることにより、RF受信コイル105の左右を自立させて撓まないように該RF受信コイル105が支持される。或いは、図7(a)に示す様に、支持台702を別途用意して、天板上に置かれた支持台702を介して支持部材601を天板から支持してもよい。具体的には、支持台702はその両端部に支持部材601の一方の端部を挿入可能な窪みを有し、この窪みに支持部材601の一方の端部が挿入されて、支持台702が該端部を挟んで固定することにより、支持台702が支持部材601を支持する。これにより、支持台702と支持部材601とでRF受信コイル105の左右を撓まないように支持し、該RF受信コイル105はその形状を安定して維持できる。支持部材601及び支持台702は例えばプラスチック等の樹脂で作成することができる。

或いは、図8に示す様に、支持部材601が収容部608に着脱可能に取り付けられるようにしてもよい。(a)図は、RF受信コイル105を被検体に装着した状態の斜視図を示し、(b)図は、(a)図のRF受信コイルを被検体の頭部方向から見た図を示す。例えば、収容部608の蓋部の上面と、この蓋部の上面に対向する支持部材601の面とにそれぞれ面ファスナ801を貼っておき、該面ファスナ801を介して、収容部608に支持部材601を着脱可能に取り付けることができる。収容部608に支持部材601を取り付けた後に、該支持部材601の一方の端部を支持台702の窪みに挿入して、RF受信コイルを支持台702から支持する。

収容部601と支持部材608の形状に関しては、単純な四角形とすると被検体の肩に対向する側面が、該肩に当たってしまう可能性がある。これを防止するために、例えば、図9に示す様に、収容部608と支持部材601の肩に対向する側面部に、肩の形状に適合するように、頭部方向に切り欠いた凹部901を設けた形状としてもよい。

なお、上記本実施例の説明では、支持部材601を支持台702に着脱可能に取り付ける例を説明したが、支持部材601と支持台702とを一体構造としてもよい。更に、収容部608と支持部材601と支持台702とを一体構造として、支持台702を備えるRF受信コイルとしてもよい。

また、図10に示すように、被検体の顔面側の外装部609と収容部608との境に蝶番1001を配置して、外装部609と収容部608とを蝶番1001を介して接続することで、外装部609の折り曲げに対する外装部609と収容部608間の接続部の耐久性を向上させることもできる。

以上説明したように、本実施例のRF受信コイルは、プリアンプ部の収容部が、可撓性を有する外装部の2箇所に設けられ、各収容部には、被検体が搭載される天板から本RF受信コイルを支持するための支持部材が具備される。その結果、前述の実施例1の効果に加えて更に、外装部の可撓性に基づく被検体へのRF受信コイルの柔軟な装着のし易さを確保しつつ、被検体に装着された後のRF受信コイルの形状を安定化して該RF受信コイルを支持することができるようになる。また、本実施例のRF受信コイルを備えたMRI装置は、RF受信コイルの形状が撮像中に変形することが無く、RF受信コイルが安定して自立するので、安定して高画質の画像を取得することができるようになる。

次に、本発明のRF受信コイル及びMRI装置の実施例3を説明する。本実施例のRF受信コイルは、折り曲げた後のRF受信コイルの端部対向箇所(以下、開放端)がRF受信コイルの上側でなく、上側以外の左右いずれか一方の箇所となるように構成される。さらに、開放端となるRF受信コイルの両端部に収容部を配置する。以下、一例として、開放端をRF受信コイルの側面とする場合の例を図11に基づいて説明する。

図11に示す本実施例のRF受信コイルは、開放端が、折り曲げられた後のRF受信コイルの上側の略中央ではなく、側面となる様に構成された例を示す。(a)図は、本実施例のRF受信コイルを被検体に装着した状態の斜視図を示し、(b)図は、RF受信コイルを平坦に変形させた状態での斜視図を示し、(c)図は電気回路部の回路図を示す。なお、電気回路部は回路構成のみを分かりやすく示しており、(b)図に示すアンテナパターン部の実際の形状を表すものではない。

本実施例のRF受信コイルは、図6に示した前述の実施例2のRF受信コイルのプリアンプ部607-2及び収容部608-2を2分割して、本体部202から見て外側の分割部分を本体部202の反対側に、アンテナパターン部606-22と606-11とが互いに一部重なるようにして接続した構成と類似する。そのため、本実施例のRF受信コイルは、3つの収容部1108-1,1108-2、及び1108-3を有する。更に、図6の突出部203-1と203-2とが一体となって、本実施例のRF受信コイルの突出部1103となり、突出部1103が本体部1102の側面に設けられた構成と類似する。

アンテナパターン部は、4つのアンテナパターン部分1106-1〜1106-4部分を有して成り、アンテナパターン部分1106-1と1106-2、1106-2と1106-3、及び1106-3と1106-4は、互いに一部重なるようにして配置される。

収容部1108-1は、アンテナパターン部分1106-1の一部とプリアンプ部1107-1とを内部に密閉して収容する。プリアンプ部1107-1は、アンテナパターン部分1106-1に挿入されたキャパシタ1105-1の両端の信号が入力されてこれを増幅するアンプ1104-1を有して成る。

収容部1108-2は、アンテナパターン部分1106-2と1106-3の重なり部、及び、プリアンプ部1107-2とを内部に密閉して収容する。プリアンプ部1107-2はアンテナパターン部分1106-2に挿入されたキャパシタ1105-2の両端の信号が入力されてこれを増幅する、アンプ1104-2と、アンテナパターン部分1106-3に挿入されたキャパシタ1105-3の両端の信号が入力されてこれを増幅するアンプ1104-3とを有して成る。

収容部1108-3は、アンテナパターン部分1106-4の一部とプリアンプ部1107-3とを内部に密閉して収容する。プリアンプ部1107-3は、アンテナパターン部分1106-4に挿入されたキャパシタ1105-4の両端の信号が入力されてこれを増幅するアンプ1104-4を有して成る。

いずれの収容部1108-1,1108-2,1108-3も、アンテナパターン部分又はそれらの重なり部とプリアンプ部を収容する基部と、該基部に蓋をする蓋部とから成ることは前述の各実施例と同様である。

また、前述の実施例2と同様に、収容部1108-2と1108-3の基部の一端には支持部材1101-2と1101-3がそれぞれ段差状に一体的或いはネジ止めで取り付けられ、収容部の基部と支持部材とが一体となった構造の断面が2段の階段状の段差構造なる。そして、この段差構造は、互いに対向するように配置される。

突出部1103は、収容部1108-1と1108-2の間の本体部の側面に設けられ、本実施例のRF受信コイル105が被検体に装着された場合に、該被検体の頚部の上部から胸部の頚部側上端までを覆う様に形成されている。そして、アンテナパターン部分1106-1と1106-2及びこれらの重なり部は、本体部1102と突出部1103とに跨って配置される。

次に、実施例のRF受信コイル105が被検体の頚部に装着された例を(a)図に基づいて説明する。(a)図は、(b)図のRF受信コイル105を、各収容部の蓋部が外側になるように折り曲げて、被検体に装着した状態の斜視図を示す。装着の際には、収容部1108-2と1108-3とが、被検体の耳部近傍に配置されるようにし、該収容部1108-2と1108-3に具備された支持部材が天板又は支持台に対して垂直になるようにして、RF受信コイル105が被検体の頚部に巻きつけられる。その結果、開放端において収容部1108-1と1108-3とが対向して、その開放端が被検体の側面に位置し、突出部1103が被検体の胸部上端までを覆う様になる。

RF受信コイル105の装着の具体的手順としては、最初に、収容部1108-2と1108-3とを、それらの支持部材1106-2と1106-3とが天板に対して垂直になるようにして、間隔を空けて配置する。或いは、支持台702を用いる場合には、天板上に配置された支持台702の両端の窪みに支持部材1106-2と1106-3の一方の端部を挿入して、支持台702を介して支持部材601を支持する。これにより、RF受信コイル105の形状を、被検体頭部を収容できるように安定化させる。次に、被検体頭部を収容部1108-2と1108-3との間に収容する。次に、収容部1108-2と1108-1との間の本体部1102及び突出部1103を被検体の頚部に巻きつけ、収容部1108-1の端面と収容部1108-3の端面とを対向させて開放部とする。最後に、開放部における収容部1108-1と収容部1108-3とを面ファスナ1151で固定する。被検体からRF受信コイル105を取り外す場合は、上記手順を逆に行なう。

なお、本実施例のRF受信コイル105においても、前述の実施例2と同様に、支持部材1101が収容部1108に着脱可能に取り付けられるようにしてもよい。また支持部材1101と支持台702とを一体構造としてもよい。更に、収容部1108と支持部材1101と支持台702とを一体構造として、支持台702を備えるRF受信コイルとしてもよい。

以上説明したように、本実施例のRF受信コイルは、折り曲げた後の開放端をRF受信コイルの上側でなく、例えば被検体の側面に設ける。そして、開放端となるRF受信コイルの両端部に収容部を配置する。その結果、前述の実施例1の効果に加えて更に、RF受信コイルを被検体に巻きつけて装着した際のRF受信コイルの変形を抑制して、RF受信コイルの形状を安定化させることができる。特に、開放端となるRF受信コイルの両端部に剛性の高い収容部を配置したので、RF受信コイルの形状安定性は向上する。本実施例のRF受信コイルを備えたMRI装置も、前述の実施例2と同様に、RF受信コイルが撮像中に変形することが無く安定して自立するので、安定して高画質の画像を取得することができるようになる。

以上、本発明のRF受信コイル及びMRI装置の各実施例を説明したが、本発明のRF受信コイル及びMRI装置はこれらの実施例に限定されるものではない。例えば、前述の各実施例では、被検体の頚部に巻きつけるRF受信コイルの例を説明したが、頚部のみならず、下肢や腕部に対しても、同様の構成を有するRF受信コイルを用いることができる。

101 被検体、102 静磁場発生磁石、103 傾斜磁場コイル、104 送信RFコイル、105 受信RFコイル、106 信号検出部106、107 信号処理部、108 全体制御部、109 傾斜磁場電源、110 RF送信部、111 計測制御部、112 ベッド、113 表示・操作部、114 演算処理部、115 記憶部

Claims (10)

1. 被検体に装着されて、該被検体からの核磁気共鳴信号を受信するためのRF受信コイルであって、
   前記核磁気共鳴信号を受信するための可撓性を有する導体閉ループと、
   前記導体閉ループを覆う可撓性を有する外装部と、
   前記導体閉ループが受信した核磁気共鳴信号を増幅するプリアンプ部と、
   前記プリアンプ部を収容し前記外装部よりも剛性の高い２つの収容部と、
   を備えた本体部を有し、
   前記本体部の両端部の端面が上側で対向し、前記収容部が左右にそれぞれ配置されるように、該本体部を折り曲げて前記被検体に装着されることを特徴とするRF受信コイル。
2. 請求項1記載のRF受信コイルにおいて、
   前記本体部は、その両端部の側面にそれぞれ突出部を備え、
   前記本体部の端部の端面と前記突出部の側面とが面一となるよう構成され、
   前記導体閉ループは、前記突出部を含むように配置され、
   前記本体部の両端部の端面同士と前記両突出部の側面同士とがそれぞれ対向するように、該本体部を折り曲げて前記被検体に装着されることを特徴とするRF受信コイル。
3. 請求項1又は2記載のRF受信コイルにおいて、
   前記被検体の鼻部に対向する前記本体部の箇所が切り欠かれていることを特徴とするRF受信コイル。
4. 請求項1又は２記載のRF受信コイルにおいて、
   前記被検体の鼻部に対向する前記本体部の箇所が盛り上げられていることを特徴とするRF受信コイル。
5. 請求項1乃至4のいずれか一項に記載のRF受信コイルにおいて、
   前記本体部が折り曲げられたあとに、該本体部の両端部の端面の対向配置を固定する固定部材を有することを特徴とするRF受信コイル。
6. 請求項1乃至5のいずれか一項に記載のRF受信コイルにおいて、
   前記収容部は、前記本体部を支持するための支持部材を備えていることを特徴とするRF受信コイル。
7. 請求項6記載のRF受信コイルにおいて、
   前記支持部材は、前記収容部に着脱可能に備えられていることを特徴とするRF受信コイル。
8. 請求項7記載のRF受信コイルにおいて、
   前記支持部材は、前記被検体の肩に対向する部分が切り欠かれていることを特徴とするRF受信コイル。
9. 請求項6乃至8のいずれか一項に記載のRF受信コイルにおいて、
   前記支持部材を固定するための支持台を備えていることを特徴とするRF受信コイル。
10. 請求項1乃至9のいずれか一項に記載のRF受信コイルを備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

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