JP7293098B2 - MRI equipment and RF coil unit for MRI equipment - Google Patents
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Description
本明細書及び図面に開示の実施形態は、MRI装置およびMRI装置用RFコイルユニットに関する。 The embodiments disclosed in the specification and drawings relate to an MRI apparatus and an RF coil unit for an MRI apparatus.
磁気共鳴イメージング法(MRI)は、静磁場中の被検体組織の原子核スピンを、そのラーモア周波数を持つRF(高周波数)パルスで励起し、この励起によって発生する磁気共鳴信号(MR信号)に基づいて画像データを再構成するイメージング法である。 Magnetic Resonance Imaging (MRI) involves exciting the nuclear spins of a subject's tissue in a static magnetic field with an RF (radio frequency) pulse having its Larmor frequency and generating magnetic resonance signals (MR signals) based on this excitation. It is an imaging method that reconstructs image data using
MRI装置(磁気共鳴イメージング装置)は、生体内から検出されるMR信号に基づいて画像データを生成する画像診断装置であり、解剖学的診断情報、生化学的情報、機能的診断情報等の診断情報が取得できるので、現在の画像診断の分野では不可欠なものである。 An MRI apparatus (magnetic resonance imaging apparatus) is an imaging diagnostic apparatus that generates image data based on MR signals detected from within a living body. The ability to obtain information is essential in the current field of diagnostic imaging.
MRI装置によって良質な画像データを生成するためには、生体からの微弱なMR信号を高感度で検出することが重要である。そのために、MR信号を検出するRFコイルに対して多くの技術的な改良が行われている。MRI装置に設けられたRFコイルは、RFパルスを照射して被検体の診断対象部位を励起する送信用RFコイルと被検体からのMR信号を検出する受信用RFコイルによって構成される。しかし、励起のタイミングとMR信号の検出のタイミングが異なるため、同一のRFコイルを用いてRFパルスの照射とMR信号の検出を行うことも可能である。 In order to generate good quality image data with an MRI apparatus, it is important to detect weak MR signals from a living body with high sensitivity. To that end, many technical improvements have been made to RF coils that detect MR signals. The RF coils provided in the MRI apparatus are composed of a transmitting RF coil that emits RF pulses to excite a diagnosis target region of a subject and a receiving RF coil that detects MR signals from the subject. However, since the excitation timing and the MR signal detection timing are different, it is also possible to use the same RF coil for RF pulse irradiation and MR signal detection.
上述のMR信号を効率良く検出するためには、被検体の診断対象部位に対してRFコイルを接近させて配置することが望ましい。このため、診断対象部位の形状に合わせた専用のRFコイルが開発されている。例えば、肝臓等の上腹部のMRI撮影では、RFコイルは被検体を間に位置させるように、被検体上方の上部RFコイルと被検体の下方の下部RFコイルの一対で使用し、被検体の下方に位置する下部RFコイルは被検体を天板上に載置した後には動かすことが困難なので、通常は被検体の背中側の広い範囲に配置し、上部RFコイルを診断対象部位の範囲に合わせて被検体上に配置させる。 In order to efficiently detect the above-mentioned MR signals, it is desirable to place the RF coil close to the diagnosis target region of the subject. For this reason, a dedicated RF coil has been developed that matches the shape of the diagnostic target site. For example, in MRI imaging of the upper abdomen such as the liver, the RF coil is used as a pair of an upper RF coil above the subject and a lower RF coil below the subject so that the subject is positioned between them. Since it is difficult to move the lower RF coil located below after the subject is placed on the tabletop, it is usually placed over a wide range on the back side of the subject, and the upper RF coil is positioned within the range of the diagnostic target area. Together, they are placed on the subject.
このとき、上部RFコイルがMRI装置による撮影中に動かないようにするために、撮影前に操作者が上部RFコイルを被検体上の適切な位置に配置した状態で、天板に連接されたバンドを用いて被検体と上部RFコイルを固定する必要があり、この作業が作業者や被検体にとって負担であり、MRI撮影の効率を悪くしていた。 At this time, in order to prevent the upper RF coil from moving during imaging by the MRI apparatus, the operator placed the upper RF coil at an appropriate position on the subject before imaging and connected it to the top plate. It was necessary to fix the subject and the upper RF coil using a band, and this work was a burden on the operator and the subject, and reduced the efficiency of MRI imaging.
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、MRI撮影の効率を向上させることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決される課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。 One of the problems to be solved by the embodiments disclosed in the specification and drawings is to improve the efficiency of MRI imaging. However, the problems to be solved by the embodiments disclosed in this specification and drawings are not limited to the above problems. A problem corresponding to each effect of each configuration shown in the embodiments described later can be positioned as another problem.
実施形態に係るMRI装置用RFコイルユニットは、上部RFコイル、上部RFコイル保持部およびRFコイル支持部を具備する。上部RFコイルは、被検体の上方に位置し、MR信号の検出を行う。上部RFコイル保持部は、前記上部RFコイルを保持すると共に、内部に空気圧室を有し、前記空気圧室に空気圧が印加されることによって前記上部RFコイルが前記被検体の方向に移動する。RFコイル支持部は、前記被検体を載置する天板の上方で前記上部RFコイル保持部を支持する。 An RF coil unit for an MRI apparatus according to an embodiment includes an upper RF coil, an upper RF coil holder, and an RF coil support. An upper RF coil is positioned above the subject and provides detection of MR signals. The upper RF coil holding section holds the upper RF coil and has an air pressure chamber inside, and the upper RF coil moves toward the subject by applying air pressure to the air pressure chamber. The RF coil supporting section supports the upper RF coil holding section above a top plate on which the subject is placed.
以下、図面を参照して、MRI装置およびMRI装置用RFコイルユニットの実施形態について詳細に説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。 Hereinafter, embodiments of an MRI apparatus and an RF coil unit for an MRI apparatus will be described in detail with reference to the drawings. In addition, embodiment is not restricted to the following embodiments.
本実施形態におけるMRI装置の構成について、図1乃至図4を用いて説明する。図1は、本実施形態に係るMRI装置の全体構成を示す模式図である。図2は、本実施形態に係るRFコイルユニットの上部RFコイル保持部の駆動前のX-Y断面を示す図である。図3は、本実施形態に係るRFコイルユニットの上部RFコイル保持部の駆動後のX-Y断面を示す図である。図4は、本実施形態に係るRFコイルユニットの天板上での移動を説明するための図である。 The configuration of the MRI apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the MRI apparatus according to this embodiment. FIG. 2 is a view showing the XY cross section of the RF coil unit according to the present embodiment before the upper RF coil holding section is driven. FIG. 3 is a view showing the XY section after driving the upper RF coil holding portion of the RF coil unit according to the present embodiment. FIG. 4 is a diagram for explaining the movement of the RF coil unit on the top plate according to this embodiment.
図1に示すように、MRI装置100は、被検体150に対して磁場を発生する静磁場発生部1および傾斜磁場発生部2と、被検体150に対してRFパルスの照射とMR信号の受信を実行する送受信部3と、被検体150を載置する天板4と、この天板4を被検体150の体軸方向(天板4の長軸方向)に移動する天板移動機構部5を具備する。
As shown in FIG. 1, the
MRI装置100は、送受信部3において受信されたMR信号を再構成処理して画像データを生成する画像データ生成部6と、生成した画像データを表示する表示部7と、MR信号の収集条件および画像データの表示条件の設定や各種コマンド信号の入力等を行う入力部8と、MRI装置100における上述の各ユニットを制御する制御部9を具備する。
The
静磁場発生部1は、常伝導磁石あるいは超伝導磁石等によって構成される主磁石11を具備し、図示しないガントリの撮影野に配置された被検体150に対して強力な静磁場を形成する。なお、主磁石11は、永久磁石によって構成されても良い。
The static magnetic field generator 1 has a
傾斜磁場発生部2は、互いに直交するX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向に対して傾斜磁場を形成する傾斜磁場コイル(Gx、Gy、Gz)21と、傾斜磁場コイル21の各Gx、Gy、Gzに対してパルス電流を供給する傾斜磁場電源22を具備する。
The gradient
傾斜磁場電源22は、制御部9から供給されたシーケンス制御信号に基づいて被検体150が置かれた撮影野に対して符号化(エンコード)を行う。つまり、傾斜磁場電源22は、シーケンス制御信号に基づいて、X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向の傾斜磁場コイル21に供給するパルス電流を制御することにより各々の方向に対して傾斜磁場を形成する。そして、X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向の傾斜磁場は合成されて互いに直交するスライス選択傾斜磁場(Gs)、位相エンコード傾斜磁場(Ge)および周波数エンコード傾斜磁場(Gr)が所望の方向に形成され、これらの傾斜磁場は、主磁石11によって形成された静磁場に重畳されて被検体150に印加される。
The gradient magnetic
送受信部3は、被検体150に対してRFパルスを照射すると共に被検体150からのMR信号を検出するためのRFコイルを有するRFコイルユニット31と、RFコイルに対してRF信号を供給する送信部32と、前記RFコイルが検出したMR信号に対して所定の処理を行う受信部33を備える。
The transmitting/
RFコイルユニット31は、被検体150の上方に位置し、被検体150に対してRFパルスの照射とMR信号の検出を行い、可撓性を有する上部RFコイル311と、上部RFコイル311を上方から保持すると共に、内部に空気圧室を有し、空気圧室に空気圧が印加されることにより湾曲する上部RFコイル保持部312と、上部RFコイル保持部312の空気圧室に空気圧を印加する上部RFコイル保持部駆動機構部330と、被検体150を載置する天板4上で天板4の長軸方向に移動可能に支持されると共に、上部RFコイル保持部駆動機構部330および上部RFコイル保持部312を上方から支持するRFコイル支持部314を具備する。
The
上部RFコイル保持部312として、例えば、米国特許第9506455号明細書に開示されているような、内部に空気圧室を有するシリコンゴムで形成され、空気圧室に空気圧が印加されることによって湾曲するような構造物が適用できる。そして、図3に示すように、空気圧を印加した時に被検体150側に湾曲するような配置とし、湾曲することにより被検体150側に突き出す上部RFコイル保持部312の先端部を上方から(上部RFコイル保持部312から見て被検体150側に)上部RFコイル311と着脱自在に連接させることによって、上部RFコイル保持部312は上部RFコイル311を着脱自在に保持する。また、上部RFコイル保持部312の空気圧を印加した時に湾曲する方向の全体の距離が変わらないため、上部RFコイル保持部312の空気圧を印加して湾曲させた時の先端部間の距離は、空気圧を印加する前の先端部間の距離よりも小さくなる。したがって、各先端部は、上部RFコイル311の連接箇所で湾曲方向に移動(スライド)可能に上部RFコイル311と連接している(即ち、上部RFコイル保持部312は、上部RFコイル311との連接面に沿って移動可能である)。
As the upper RF
上部RFコイル保持部312は、湾曲することによって保持する上部RFコイル311を被検体150の方向へ移動させる(つまり、上部RFコイル311を被検体150に近づける)。この上部RFコイル311は、MR信号を効率良く検出するために、被検体150における診断対象部位に対して上部RFコイル311を接近させることが望ましい。このため、上部RFコイル保持部312の湾曲程度は、保持する上部RFコイル311が被検体150に軽く接触するか少しの距離で離れた状態でMRI撮影中維持する程度であることが好ましく、この湾曲程度は、印加する空気圧の程度で調整が可能である。この上部RFコイル保持部312は、シリコンゴムで形成されているため、上部RFコイル311が被検体150に接触した場合でも、被検体150に対して柔らかく接触するので、被検体150に与える衝撃はきわめて小さい。
The upper RF
上部RFコイル311は被検体150の体表面を覆う面積を有するものも存在し、そのような面積の広い上部RFコイル311を上部RFコイル保持部312の湾曲動作によって被検体150側へ安定して移動させるためには、複数の上部RFコイル保持部312によって一つの上部RFコイル311を保持するような構成にすることが好ましく、つまり、上部RFコイル保持部312は、RFコイル支持部314に沿って複数個配列され、一個のRFコイル311は複数個の上部RFコイル保持部312によって保持される。
Some of the upper RF coils 311 have an area that covers the body surface of the subject 150, and the
天板4は、天板4の長軸方向に沿ってガイド溝41を有し、RFコイルユニット31は、RFコイル支持部314をガイド溝41に沿って移動するRFコイルユニット移動機構部331を具備する。
The
上述のような機構を具備することにより、図4に示すように、被検体150を天板4上へ載置した後、被検体150に被らない天板4上の位置において、RFコイル支持部314の端部をガイド溝41に支持した状態下、そのRFコイル支持部314を介して上方から支持された定常状態(空気圧を印加せず湾曲していない状態)の上部RFコイル保持部312に被検体のMRI撮影の診断部位に適切な上部RFコイル311を装着した後、操作者の指示操作によってRFコイルユニット移動機構部331を駆動させて、RFコイル支持部314をガイド溝41に沿って移動させることによりRFコイル311をMRI撮影のための適切な位置に配置するために被検体150上方の位置まで移動させた後、操作者の指示操作によって上部RFコイル保持部駆動機構部330を駆動させて、上部RFコイル保持部312への空気圧の印加を継続して湾曲させ続けて、保持する上部RFコイル311を被検体150の方向へ移動させる。上部RFコイル311が被検体150に対して適切な位置まで接近または接触した時に、操作者は、上部RFコイル保持部駆動機構部330への指示操作を停止して上部RFコイル保持部312への空気圧の印加継続を停止させて上部RFコイル311の移動を停止させてその位置を維持した状態で上部RFコイル311の動きをロックし、その状態でMRI撮影を開始する。
By providing the mechanism as described above, as shown in FIG. The upper RF
MRI撮影が終了した後は、操作者は、上部RFコイル保持部駆動機構部330へ指示操作をして、上部RFコイル311のロック状態を解消し、上部RFコイル保持部312の内部に保留していた空気圧を開放させる。この内部の空気圧の開放により、上部RFコイル保持部312は湾曲状態から元の定常状態に回復する。この上部RFコイル保持部312が定常状態に回復することにより、上部RFコイル311は、被検体150から離れ、被検体150に対して接近した位置または接触している位置から元の上部RFコイル保持部312へ装着された位置へ戻る。
After the MRI imaging is completed, the operator issues an instruction to the upper RF coil holding unit
上部RFコイル311が被検体150から離れた後、操作者は、RFコイルユニット移動機構部331を駆動させて、RFコイル支持部314をガイド溝41に沿って移動させることによりRFコイル311をMRI撮影の位置から退避させるために被検体150に被らない位置(例えば、被検体150の足元)まで移動する。そのようにRFコイル支持部314を被検体150に被らない位置まで退避させた後に、天板4上に載置された被検体150を天板4から降ろすために、天板4をホームポジションまで降下させて被検体150を天板4から降ろす。
After the
上述のような実施形態によれば、天板4上に支持されるRFコイル支持部314によって上方から支持される上部RFコイル保持部312が、上部RFコイル311を上方から保持すると共に、内部に空気圧室を有し、空気圧室に空気圧が印加されることによって被検体150側へ湾曲し、湾曲することによって保持する上部RFコイル311が被検体150の方向に移動して接近する構成とすることによって、上部RFコイル311を被検体150上でベルトによって固定する作業を省くことができ、操作者および被検体への負荷を軽減し、MRI撮影の効率を向上させることが可能となる。
According to the above-described embodiment, the upper RF
また、本実施形態の上部RFコイル311の位置は、上記説明に限定されていない。上部RFコイル311は、被検体150の垂直方向の上方に位置してもよく(図2に示すように)、被検体150の水平(身長)方向の上方に位置してもよい(図示せず)。被検体150の垂直方向とは、被検体150が天板4に横たわった後、被検体150と地面との接続線の方向であり、即ち、図2に示すY軸方向である。被検体150の水平方向とは、被検体150の頭部と足部との貫通方向であり、即ち、図2に示すZ軸方向である。
Also, the position of the
さらに、本実施形態のRFコイル支持部314は、天板4上で支持されるものとして説明したが、例えば天板4を支持する寝台装置によって支持されても構わない。その場合は、ガイド溝41が、天板4に設けられるのではなく、寝台装置に設けられる。
Furthermore, although the RF
以上説明した実施形態によれば、MRI撮影の効率を向上させることができる。 According to the embodiments described above, the efficiency of MRI imaging can be improved.
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While embodiments of the invention have been described, the embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. This embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and its equivalents.
31 RFコイルユニット
311 上部RFコイル
312 上部RFコイル保持部
314 RFコイル支持部
330 上部RFコイル保持部駆動機構部
31
Claims (9)
前記上部RFコイルを保持すると共に、内部に空気圧室を有し、前記空気圧室に空気圧が印加されることによって自身が湾曲することで、前記上部RFコイルを前記被検体の方向に移動させる上部RFコイル保持部と、
前記被検体を載置する天板の上方で前記上部RFコイル保持部を支持するRFコイル支持部と、
を備えたMRI装置用RFコイルユニット。 an upper RF coil positioned above the subject for detecting MR signals;
An upper RF that holds the upper RF coil, has an air pressure chamber inside, bends itself by applying air pressure to the air pressure chamber, and moves the upper RF coil in the direction of the subject a coil holder;
an RF coil supporting part that supports the upper RF coil holding part above the top plate on which the subject is placed;
An RF coil unit for an MRI apparatus.
請求項1に記載のMRI装置用RFコイルユニット。An RF coil unit for an MRI apparatus according to claim 1.
請求項1に記載のMRI装置用RFコイルユニット。 Further comprising an upper RF coil holding unit drive mechanism that applies air pressure to the air pressure chamber,
An RF coil unit for an MRI apparatus according to claim 1.
請求項1に記載のMRI装置用RFコイルユニット。 The upper RF coil is positioned vertically above the subject,
An RF coil unit for an MRI apparatus according to claim 1.
請求項1に記載のMRI装置用RFコイルユニット。 The upper RF coil holding part is made of silicon rubber,
An RF coil unit for an MRI apparatus according to claim 1.
請求項1に記載のMRI装置用RFコイルユニット。 The RF coil support can move along the longitudinal direction of the top plate.
An RF coil unit for an MRI apparatus according to claim 1.
請求項1に記載のMRI装置用RFコイルユニット。 A plurality of the upper RF coil holding parts are arranged along the RF coil support part, and one of the upper RF coils is held by the plurality of upper RF coil holding parts,
An RF coil unit for an MRI apparatus according to claim 1.
RFコイルユニットは、前記RFコイル支持部を前記ガイド溝に沿って移動させるRFコイルユニット移動機構部を備える、
請求項5に記載のMRI装置用RFコイルユニット。 The top plate has a guide groove along the longitudinal direction of the top plate,
The RF coil unit includes an RF coil unit moving mechanism that moves the RF coil support along the guide groove,
The RF coil unit for an MRI apparatus according to claim 5.
前記被検体の上方に位置し、前記MR信号の検出を行う上部RFコイルと、
前記上部RFコイルを上方から保持すると共に、内部に空気圧室を有し、前記空気圧室に空気圧が印加されることによって自身が湾曲することで、前記上部RFコイルを前記被検体の方向に移動させる上部RFコイル保持部と、
前記被検体を載置する天板の上方で前記上部RFコイル保持部を支持するRFコイル支持部と、
を備えたMRI装置。
In an MRI apparatus that generates an MR image by detecting MR signals generated by irradiating a subject with RF pulses,
an upper RF coil positioned above the subject for detecting the MR signal;
It holds the upper RF coil from above, has an air pressure chamber inside, and bends itself when air pressure is applied to the air pressure chamber, thereby moving the upper RF coil in the direction of the subject. an upper RF coil holder;
an RF coil supporting part that supports the upper RF coil holding part above the top plate on which the subject is placed;
MRI apparatus with
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