JPH02249532A

JPH02249532A - プローブコイル装置及びｍｒｉ装置

Info

Publication number: JPH02249532A
Application number: JP1069234A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Takahashi; 淳高橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-03-23
Filing date: 1989-03-23
Publication date: 1990-10-05
Anticipated expiration: 2009-06-08
Also published as: JPH0642877B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用骨ｙＰ）本発明は、磁気共鳴（Ｍ　Ｒ：　ｍａｇｎｅｔｉｃｒｅ
ｓｏｎａｎｃｅ　）現象を利用して被検体（生体）のス
ライス画像等の形態情報やスペクトロスコピー等の機能
情報を得るＭＲＩ装置のプローブコイル装置に関する。

（従来の技術）磁気共鳴現象は、静磁場中に置かれた零でないスピン及
び磁気モーメントを持つ原子核が特定の周波数の電磁波
のみを共鳴的に吸収・放出する現象であり、この原子核
は下記式に示す角周波数ω０　（ωｏ＝２πシ０．シ０
　；ラーモア周波数）で共鳴する。

ωｏ１γＨ。

ここで、γは原子核の種類に固有の磁気回転比であり、
また、Ｈｏは静磁場強度である。

以上の原理を利用して生体診断を行う装置は、上述の共
鳴吸収の後に誘起される上記と同じ周波数の電磁波を信
号処理して、原子核密度、縦緩和時間ＴＩ、横緩和時間
Ｔ２．流れ、化学シフト等の情報が反映された診断情報
例えば被検体のスライス像等を無侵襲で得るようにして
いる。

そして、磁気共鳴による診断情報の収集は、静磁場中に
配置した被検体の全部位を励起し且つ信号収集すること
ができるものであるが、装置構成上の制約やイメージン
グ像の臨床上の要請から、実際の装置としては特定の部
位に対する励起とその信号収集とを行うようにしている
。

この場合、イメージング対象とする特定部位は、一般に
ある厚さを持ったスライス部位であるのが通例であり、
このスライス部位からのエコー信号やＦＩＤ信号の磁気
共鳴信号（ＭＲ倍信号を多数回のデータエンコード過程
を実行することにより収集し、これらデータ群を、例え
ば２次元フーリエ変換法により画像再構成処理すること
により前記特定スライス部位の画像を生成するようにし
ている。

（発明が解決しようとする課題）以上のような磁気共鳴イメージング技法による生体診断
のための撮影法としてマルチスライス法がある。このマ
ルチスライス法は、−回のエンコードで複数部位を励起
し且つ当該励起部位からデータ収集するものであり、全
エンコードを終了したとき、つまり一回の撮影手順が終
了したときには、複数部位毎の再構成データ群が得られ
、これらにより複数部位のスライス画像を得ることがで
きる、というものである。

一般に、胴体等を始めとする比較的広い領域の中の複数
部位をマルチスライスする場合、広い領域に対処するた
め全身用コイルを受信コイルとして用いている。しかし
、全身用コイルを受信コイルとして用いていたのでは、
Ｓ／Ｎを始めとする画質の特性面で向上はあまり期待で
きないものであり、従って、この方法で得た画像は、高
精度診断用として用いるのではなく、位置確認や概略診
断用として用い、その後に、撮影部位に近接し且つ感度
特性の良い受信コイルとして表面コイルを用いて所領域
の高感度撮影を行うことがある。しかし乍、表面コイル
は局所領域の高感度撮影用のものであることから、撮影
領域としは形状等の制約から自ずと狭いものとなってお
り、これがため、表面コイルを用いて広範囲にわたる高
感度マルチスライス法を実施することができないものと
なっている。

そこで本発明の目的は、広範囲にわたる高感度マルチス
ライス法の実施を可能とするＭＲＩ装置のプローブコイ
ル装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は上記課題を解決し且つ目的を達成するために次
のような手段を講じた構成としている。

すなわち、本発明は、静磁場下に置かれた被検体に対し
て磁気共鳴に基づく励起用磁場の送信及び誘起磁気共鳴
信号の受信のうち少なくとも一方を行うために用いるプ
ローブコイル装置において、２次元的に並設した複数の
単位コイルと、マルチスライス法を実行するにあたって
スライス部位に対応して当該単位コイルの一つ又は組合
せを選択する制御手段とを具備したことを特徴とし、ま
た、複数の単位コイルにより形成された２次元面上に線
状ファントムを配設することを特徴としている。

（作　用）このような構成によれば、単位コイルの一つ又は組合せ
を、スライス部位に対応して選択することができるので
、広範囲にわたる高感度マルチスライス法を実施するこ
とができ、また、線状ファントムは画像上に位置マーカ
ーとして現れるので、この位置マーカーにより撮影部位
と選択すべき単位コイルの−っ又は組合せを対応させる
ことができる。

（実施例）以下本発明にかかるプローブコイル装置を、第１図〜第
３図を参照して説明する。

第１図に示すように、本実施例のＭＲＩ装置は、磁気共
鳴信号の誘起部位の位置情報付与のためＸ。

Ｙ、Ｚ軸方向に沿う線形の傾斜磁場を発生するためのコ
イル、アンプからなる傾斜磁場発生系１と、この傾斜磁
場発生系１を・含み図示しない被検体Ｐを内部に収容す
ることができるようになっているマグネットアッセンブ
リの主要素として図示しない常電導又は超電導方式によ
る静磁場コイル（永久磁石を用いる構成であってもよい
。）と、励起用磁場（ＲＦパルス）を送信する図示しな
０埋め込み型全身用コイルからなる送信系２とを有して
いる。この埋め込み型全身用コイルは、ＲＦ／＜／レス
の送信だけに限らず誘起した磁気共鳴信号の受信も可能
であるが、本実施例では、当該コイルを、広い領域に渡
っての励起を施すための送信用コイルとして用いる。

また、誘起ＭＲ倍信号受信制御を行う受信器３を存し、
この受信器３は受信コイル４に接続されている。この受
信コイル４は、複数の小単位コイル４ａｌ、４ａ２，４
ａ２と大コイル４ｂとを２次元的つまり平面的に並設し
てなり、また、当該コイル間には切換器４ｃｌ、４ｃ２
，４ｃ３゜４ｃ４が置かれ、当該小単位コイルの一つ又
はその組合せ、或いは大コイルの選択を、切換器４Ｃ（
４ｃｌ、４ｃ２．４ｃ３，４ｃ４）を切換制御器５によ
り制御することにより行うことができるものである。

第２図は切換器４Ｃの詳細を示す図であり、ＰＩＮダイ
オード４Ｃ１、コンデンサ４Ｃ２゜４ｃ３、チョークコ
イル４Ｃ４，４Ｃ５、電源４Ｃ６、スイッチ４ｃ７から
なり、高周波信号帯域で端子間を切換スイッチングでき
る構成のものである。

なお、受信コイル４は被検者を載置する天板の下に容易
に設置することができるように、マ・ｙト状に形成され
ることが好ましく、これにより腰部の撮影に好適なもの
となり得る。

コントローラ６は、傾斜磁場発生系１．送信系２、受信
器３を制御して励起φデータ収集のためのパルスシーケ
ンスを実行することができるようになっており、切換制
御器５に指令を与え、切換器４ｃ　（４ｃｌ、４ｃ２，
４ｃ３，４ｃ４）の切換制御により、小単位コイル４ａ
１．４ａ２゜４ａ２のいずれか一つの選択、組合せによ
る中単位コイル４ａｌ、４ａ２の選択１組合せによる中
単位コイル４ａ２，４ａ３の選択１組合せによる中単位
コイル４ａｌ、４ａ３の選択、大コイル４ｂの選択を行
うことができるようになっている。

この選択動作は、マルチスライス法を実行するに際し、
スライス部位に対応する位置のコイルが選択されるよう
に、パルスシーケンスに連動する構成となっている。

ホストコンピュータ７は、コントローラ６の上位制御器
として機能すると共に再構成装置を内蔵し、受信器３に
より収集したデータ郡に対してフーリエ変換処理等を施
してスライス像を生成し、デイスプレィ８にて表示させ
るようになっている。

次に上記の如く構成された本実施例の作用を、第３図を
参照して説明する。すなわち、被検者Ｐの腰下（被検者
と天板との間）には受信コイル４が置かれ、この状態で
、マグネットアッセンブリ内の診断可能磁場空間上に配
置されている。

そして、コントローラ６を駆動してデータ収集のための
パルスシーケンスを実行する。これにより、傾斜磁場が
傾斜磁場発生系１から、励起用ＲＦパルスが埋め込み型
全身用コイルから発生し、これに伴って誘起した磁気共
鳴信号を受信コイル４で収集する。このシーケンスを所
定回数繰返して実行してデータ群を得、このデータ群に
より画像を生成する。この場合、被検者Ｐのスライス位
置ＰＬ、Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４．Ｐ５と、これに近接し且つ
奥行き方向に高い感度特性を有する表面コイルとして機
能する小単位コイルの一つ（ＣＩ。

Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５）又はその組合せ、或いは大コ
イルが選択されるので、表面コイルを用いた広範囲にわ
たる高感度マルチスライス法が実現される。

上記の実施例では、スライス位置と選択すべきコイルと
の対応関係を、撮影に先だってオペレータは認識し、そ
して、スライス位置と選択すべきコイルとが対応するよ
うに撮影条件として設定する必要があるが、この場合、
スライス位置が受信コイル４のどの位置であるかを知る
ことができるように、線状ファントムを組込んだ受信コ
イルを用いることができる。

第４図は線状ファントムを組込んだ受信コイル９の構成
を示す図であり、単位コイルＣ１＝Ｃｎにより形成され
る面に、ファントム溶液の入ったバイブ９ａ、９ｂ、９
ｃを図示のように、コイル並設方向に２本のバイブ９ａ
、９ｃを置き、バイブ９ｂをバイブ９ａ、９ｃ間に架は
渡されるようにし、全体として２字形状に配置したもの
としている。

第５図は、第４図に示す線状ファントムを組込んだ受信
コイル９を用いてスライス撮影したときの表示例であり
、画面８Ａ状に被検者Ｐのある位置におけるスライス像
Ｐ゛と、そのスライス部位におけるバイブ９ａ、９ｂ、
９ｃの断面像９ａ９ｂ−，９ｃｍとが現れている。ここ
で、画像上ｇが測定でき、受信コイル９の縦寸法Ｈと横
寸法りとは既知であるので、第６図（ａ）に示すように
、ｈはＨｘρ／Ｌにより求まる。ここで、ｈは、受信コ
イル９の位置を示すことになるので、このｈに基づき、
スライス位置と選択すべきコイルとの対応関係を設定す
ることができる。な゛お、この場合は、スライス面がコ
イルの並設方向に直交面の場合であるが、斜交する場合
には、第６図（ｂ）に示す等側口にてコイル位置を示す
ｈを算出することができる。

次に、本実施例にかかる広範囲にわたる高感度マルチス
ライス法を実施することができる受信コイル４，９を用
いる臨床応用について、第７図及び第８図を参照して具
体的に説明する。すなわち、この臨床応用にかかるシー
ケンスは、水のプロトンスピンが脂肪のプロトンスピン
に対して１８０°つまり両スピンが反対方向を向くよう
にエコー時間ＴＥを設定した（例えば静磁場Ｈｏ＝０．
５Ｔとしたときに、プロトンの共鳴周波数は２１．３Ｍ
Ｈｚであってエコー時間ＴＥを２０．１＋ｇｓｅｃとす
ると、水の磁化と脂肪の磁化とが１８０°向く。ただし
、エコー時間ＴＥ−２０，１±１．０Ｉｌ＋ｓｅｃは許
容される範囲とする。）シーケンスであって、第７図に
示すように、９０’−１８０°パルス系列のシーケンス
であるスピンエコー法の１８０８パルスつまり磁化を収
束するための磁場に代えて傾斜磁場の反転を行うフィー
ルドエコー法により磁気共鳴信号（スピンエコー信号）
を収集するものである。

そして、そのスライス厚さは比較的厚めの例えば１５〜
４０１１１１程度とし、エコー時間ＴＥは、上述の設定
基準に従い例えば１５〜３０５ｓｅｃ又は４〜１０ｍ５
ｅｃとし、パルス繰返し間隔ＴＲは、水のプロトンスピ
ンが回復する時間として１００〜５００　ｍ５ｅｃとし
、磁化ベクトルのフリップ角αは水のプロトンを強調す
るべく１０°〜４０°とし、流れによる位相シフトを零
とするために図示斜線部の傾斜磁場を追加したものとし
ている。

なお、Ｇｓはスライス用傾斜磁場この場合はＺ軸方向の
傾斜磁場、Ｇ、はリード用傾斜磁場であってこの場合は
Ｘ軸方向の傾斜磁場、ＧＥはエンコード用傾斜磁場であ
ってこの場合はＹ軸、方向の傾斜磁場である。

このような条件設定の下で、埋め込み型全身用コイルに
よりα　パルスを送信し且つ傾斜磁場発生系１からスラ
イス用傾斜磁場Ｇｓを加え、その後に反転したリード用
傾斜磁場Ｇ、及び強度可変の位相エンコード用傾斜磁場
ＧＥを加え、エコー時間ＴＥにて受信コイル４の単位コ
イルの一つ又は組合によりスライス部位からエコー信号
を収集する。これを所定回数繰返すことにより、ホスト
コンピュータ７にはデータ群が与えられ、このデータ群
により画像が生成され、デイスプレィ８に例えば第９図
に示すような表示つまり神経根の走行形態が良好に描出
された画像が現れるようになる。

以上の画像シーケンスによれば、比較的厚めとしている
スライス厚さ１５〜４０ａｖ程度のスライス部位Ｓに対
し、該部位から得られるエコー信号は、１００〜５００
　ｍ５ｅｃに設定したパルス繰返し間隔ＴＲにより、水
はそのＴＲの間でかなり回復するので、得られる信号強
度は大きい。また、上述の如く水の磁化と脂肪の磁化と
が１８０°向くように設定したエコー時間ＴＥにより、
脂肪からの信号は抑制されたものとなる。さらに、スラ
イス部位を磁場中心に置くと共に受信コイル４の単位コ
イル又は組合せが該部位の真下に置いているので、受信
感度は高い。

以上によれば、腰部のスライス部位からの水からは信号
が得られるが、脂肪分からの信号は抑制されたものとな
る。よって、第９図に示すように、一つの画像上に神経
根の走行形態が良好に描出されたものとなる。

また、流れによる信号位相のずれを補償するように、図
示の斜線部の傾斜磁場を加えているので、脳を髄液（Ｃ
Ｓ　Ｆ）の流れによるアーチファクトは生じないものと
なる。従って、神経根を他の組織と明確に識別して観察
することがきるようになる。

上記の場合、繰返し間隔ＴＲが他のパルスシーケンス例
えばスピンエコーシーケンスよりも短くすることができ
るフィールドエコー法を用いているので、データ収集に
要する時間は短時間で済む。

次に他の例について説明する。すなわち、この例で用い
るシーケンスは、脂肪の信号を抑制したものを主要とし
ているので、上述のシーケンスの他に第８図に示すよう
に、Ｓ　Ｔ　Ｉ　Ｒ（Ｓｈｏｒｔ　Ｔｌ１ｎｖｃｒｔｉ
ｏｎ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）シーケンスにおいて、脂肪か
らの信号を零にするＴＩを選定したものを適用すること
ができる・。また、缶端にエコー時間ＴＥの長いＳＥ法
例えばＴＲ−１５００〜３０００ｍｓｅｃ、　ＴＥ　＝
　１５０〜４００ａ＋ｓｅｃとしたものを適用できる。

もちろん、スライス部位の配置や送受信コイルの配置等
は適宜選定することができるものである。

この他、本実施例にかかる広範囲にわたる高感度マルチ
スライス法を実施することができる特性を有する受信コ
イル４，９は、各種の臨床応用に利用できる。

また、上記の例では、第１図及び第４図に示すコイルを
受信コイルとして用いる場合について説明しているが、
もちろん、送信コイルとして使用することができる。

この池水発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施できるものである。

［発明の効果］以上のように、本発明では、２次元的に並設した複数の
単位コイルと、マネチスライス法を実行するにあたって
スライス部位に対応して当該単位コイルの一つ又は組合
せを選択する制御手段とを具備したことを特徴とし、ま
た、複数の単位コイルにより形成された２次元面上に線
状ファントムを配設することを特徴としたプローブコイ
ル装置である。

このような構成によれば、単位コイルの一つ又は組合せ
を、スライス部位に対応して選択することができるので
、広範囲にわたる高感度マルチスライス法を実施するこ
とができ、また、線状ファントムは画像上に位置マーカ
ーとして現れるので、この位置マーカーにより撮影部位
と選択すべき単位コイルの一つ又は組合せを対応させる
ことができる。

よって、本発明によれば、広範囲にわたる高感度マルチ
スライス法の実施を可能とするＭＲ１装置のプローブコ
イル装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるＭＲＩ装置のプロー
ブコイル装置を示す図、第２図同実施例における切換器
の詳細を示す回路図、第３図は同実施例の作用を示す図
、第４図は本発明の他の実施例を示す図、第５図及び第
６図は第４図に示す構成の作用を示す図、第７図及び第
８図は本発明のプローブコイル装置の臨床応用を示す図
、第９図は同臨床応用における生成画像を示す図である
。１・・・傾斜磁場発生系、２・・・送信系、３・・・受
信器、４．９・・・受信コイル、５・・・切換制御器、
６・・・コントローラ、７・・・ホストコンピュータ、
８・・・デイスプレィ。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims

【特許請求の範囲】

（１）静磁場下に置かれた被検体に対して磁気共鳴に基
づく励起用磁場の送信及び誘起磁気共鳴信号の受信のう
ち少なくとも一方を行うために用いるプローブコイル装
置において、２次元的に並設した複数の単位コイルと、
マルチスライス法を実行するにあたってスライス部位に
対応して当該単位コイルの一つ又は組合せを選択する制
御手段とを具備したことを特徴とするＭＲＩ装置のプロ
ーブコイル装置。
（２）静磁場下に置かれた被検体に対して磁気共鳴に基
づく励起用磁場の送信及び誘起磁気共鳴信号の受信のう
ち少なくとも一方を行うために用いるプローブコイル装
置において、２次元的に並設した複数の単位コイルと、
この複数の単位コイルを並設した２次元面上に配設され
た線状ファントムと、マルチスライス法を実行するにあ
たってスライス部位に対応して当該単位コイルの一つ又
は組合せを選択する制御手段とを具備したことを特徴と
するＭＲＩ装置のプローブコイル装置。