JPH0226537A - 磁気共鳴装置 - Google Patents

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】 〔慮東上の利用分野〕 この発明は、コイルの性能を目立って劣化させずに、高
周波コイル及び傾斜磁場コイルを有効に減結合する高周
波シールド体？もつ磁気共鳴装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図に従来の高周波シールド（４）の模式図を示す。

図ｖｃおいて、（４ｂ）はシールド導体、（５１はこの
シールド導体（４ｂ）が互いに接触しないようにする絶
縁体、＋６）　ｒｉシールド導体（４ｂ）、絶縁体Ｃ５
１を取り付ける巻枠である。シールド導体（４ｂ）及び
絶縁体（５）は短冊状金なし複数枚積層されて図示を省
略した結束部材を介して巻枠（６）に取り付けられてい
る○詳細は第６図に示す。まｔ、実際の設置状況を第１
図で示す。

第１図に３いて％（１）は静磁場コイル、（２）は上記
静磁場コイル（１）の内側に設置され几傾斜磁場コイル
、＋３１　ｒｉ高周波コイル（以下、ＲＦコイルと略す
）　、（４１は上記傾斜磁場コイル（２）と高周波コイ
ル（３）との間に挿入され友高周波シールド（以下、Ｒ
Ｆシールドと略す）である。

次に動作について第１図、第３図及び第４図でｇ明する
。まず磁気共鳴装置による籍器構成を説明する。

第４図は磁気共鳴イメージング装置のブロック図である
。図において、ωは被検体で例えば人体、（５１）はこ
の被検体間に静磁場を供給する静磁場発主装置、（５２
）にイメージングパラメ−タを生成し九り、信号処理や
画像処理を行なう計′Ｓ機、（５３）は計ルＴ機（５２
）に接続され、イメージングパラメータを人力し几り、
画像処理の内容を指定しｔす、画像表示を指示しｔりす
る九めの操作卓、（５４）はこの操作卓（５３）に接続
され之断層像表示のための画像表示装置、　（５５）は
被検体ｒｉＪｖζ高周波エネルギを与え之り、被検体か
らの磁気共鳴信号を受信するｔめのＲＦコイル、（５６
）はこのＲＦコイル（５５）のインピーダンス変換金行
なう整合装置、（５７）はこの整合装置（５６）と接続
し、高周波エネルギを与え友り、磁気共鳴信号を受信し
九すするｔめの送受切換装置、（５８）はこの送受切換
装置（５７）と接続し、被検体間に高周波エネルギを与
える送信機、（５９）は送受切換装置（５７）と接続し
、被検体ωからの磁気共鳴信号を受信する受信機、（６
０）は被検体間の２層像を撮像する友めのＸ軸傾斜磁場
コイル、（６１）はこのＸ軸傾斜磁場コイル（印）と接
伏しｅｘ軸傾斜磁場電源、（６２）は被検体ωの断層像
全撮像するｔめのＸ軸傾斜磁場コイル、（６３）はこの
Ｘ軸傾斜磁場コイル（６２）と接続しｍＹ軸傾斜磁場電
源、（６４）　ｒｉ被検体団の断層像を撮像する定めの
２輪傾斜＠場コイル、Ｃ６５）ｋｉこの２軸傾斜磁場コ
イル（６４）と接続し九２軸傾斜磁場電源、（６６）は
被検体間を静磁場発生装ｇ　（５１）内に導く診察台。

（６７）は断層像撮影の九めの各機器を制御するシーケ
ンスコントローラテアル。

第１図に示す傾斜磁場コイル（２）は、上記各傾斜磁場
コイル（６０）、　　（６２）、　（６４）？まとめて
１つで表わしｔものであり、ま九、第１図のＲＦ’コイ
ル（３）は第４図の（５５）と同等のものである。

各傾斜磁場コイル（６０）、　（６２）、　（６４）の
うち代表的なもの１つと、ＲＦコイル（５５）　、　１
３）の通電波形図ｖｅ第３図に示す〇 さて、ここで磁気共鳴信号を収集するｔめ、断層像を取
得し九い箇所の位置決めや、＃Ｊ像化の定めの各種傾斜
磁場コイル（６０）、　（６２）、　（６４）に、ＩＫ
Ｈｚ〜ｔＯＫＨｚ程度の周波数帯域を有する傾斜磁場パ
ルスを所定のンーケンスで被検体間に印加する。

一方、ＲＦコイル（５５）から、　１０ＭＨｚ　〜１０
０ＭＨｚ程度の周波数帯域を有する高周波（ＲＦ）パル
ス印加時し、被検体間に印加する。次にＲＦコイル（５
５）は、励起され九被検体団からの磁気共鳴信号を受信
する。

この時ＲＦ’コイル（５５）または（３）と傾斜磁場コ
イル（６０）　、　（６２）　、　（６４）　１７’ｌ
上１２）とが結合すると磁気共山 鳴信号が減じたり、変調？受は友りして、選質を劣化さ
せる。傾斜磁場コイル（２）とＲＦコイル（３）とｔ減
結合するｔめ第４図のａＦシールド（７０）や。

第５図及び第６図に示すＲＦシールド（４）を挿入して
いる。これは傾斜磁場のパルス状運転にＬる可聴周波数
に対しては十分インピーダンスヲ高くシて、傾斜磁場の
パルス印加時の渦を流倉流れない工うにし、まｔＲＦ周
波数に対しては十分インピーダンスが低くなるように、
すなわち渦電流が流れやすくするよう、シールド導体（
４ｂ）とＩＰ３Ｉ＆体（５）とで構成される静電容量の
値を調整し、シールド導体（４ｂ）の幅や重なり代ｔｉ
＆適化している。

つまり、５！ｌ気共鳴イメージングに２いては、傾斜磁
場が時間的に変化すると、スライス厚さやスペクトルの
帯域及び位置とが変わり、画質劣化を招くので、安定化
が重要である。

傾斜磁場発生に伴なう渦ｗＬ流がＲＦシールド（４）に
流れると、渦電流による磁場発生があり、所定の傾斜磁
場出力が得られないばかりか、渦電流のＦｉｅｆ流を十
分に流せるＲＦシールドは、ＲＦコイルの感度上昇に不
可欠である。

すなわち、ＲＦシールド（４）には、可聴周波数領域の
パルス磁場による渦電流に流れにくく、ＲＦ周波数によ
る渦電流は流れ易−材質１寸法、構造が要求されるので
、従来はシールド導体（４ｂ）と絶従来のＲＦシールド
は以上のように短冊状のシールド導体及び絶縁体エリ構
成されているので、シールド導体を短冊に作る手間や、
これらのシールド導体や絶縁体を所定の重り代に組み合
せ巻枠に取り付けるなどＲＦシールド構成が複雑でコス
ト高となり、まｍ対象となるＲ７周波数が低くなれば、
導体の重り代を広くとらねばならなくなるので、酸結合
の度合が劣化するなどの問題点かあつ２゜ この発明は上記のＬ１２な問題点を解消する友めになさ
れ友もので、ＨＦシールドが容易に構成できるうえ、Ｒ
７周波数にかかわらず有効なＨＦシールドを得ることを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る磁気共鳴装置は平等な静磁場を発生する
手段、高周ａ（ＲＦ’ｌネルギを送信２．ｃび受信する
高周波コイルＩＦコイル）、可聴周波数のパルス状朦形
傾斜磁場勾配を発生する傾斜磁場コイル、および上記高
周波コイル（ＲＦコイル）と傾斜磁場コイルとの間に配
置された高周波７−ルド（ＨＦシールド）を持つ磁気共
鳴装置において、上記高周波シールド（ＨＦシールド）
が超電導体で構成され、かつ、少くとも１力所以上の開
口部を設ける工うにしたものである。

〔作用〕

この発明に２けるＨＦシールドは、ＨＦシールド材を超
電導導体とし、少くとも１力所以上の開口部が設けられ
て静磁場の侵入を容易にて、パルス状線形傾斜磁場の勾
配発生時に上記ＨＦシールドに流れる渦′ｐｔ流よりも
臨界電流が小さく、渦電流の減衰時定数が＆２ひね１ｍ
ｓ以下となるような超電導破壊時の抵抗値を有する超電
導導体を用い、しかも超電導導体の周波数特性が２′ｓ
？むね１００■ｈ以上あるものを用いることにより、傾
斜磁場が変化する時には超電導から常ｔａになり渦電Ｒ
，は急激に減衰させるが、Ｒ７周波数に対しては超電導
破壊しない超電導導体によってＨＦシールドされる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。

機器構成は第４図に示すものであり、ＨＦシールド部は
第１図に示すものであり、−ずれも従来法の一部分を切
って開口部（４ａ）　’に設け、この開口部（４ｍ）に
は図示を省略し定圧空パルプ、ラム等を用い友締結装置
を設けて、容易に接続出来几９・開口部（４ａ）を設け
たりすることが出来る構造となっている。

この開口部（４ａ）を設ける必要性について述べる。

一般に超電導体で囲まれ次空間には外部から磁束力ｒｉ
ｖｈ　ｆ）込めない。従って、８１’シールド（４）テ
囲まれ九円筒形の空間には磁束がはいっていかない。

外部磁場がＨＦシールド（４）の臨界磁場より大きくな
つ之り、外部磁場を遮蔽するためにＨＦシールド（４）
に流れるｉ電流がＨＦシールド（４）の臨界電流を超え
ｔ時に超電導状態がこわれて外部磁場が内部に侵入する
。侵入後再び超電導体になると同様の現象が生じる。

従って、通常の運転を行うには、上記超′ｔｉｔ導破壊
を発生させるのは邪道であるのでＨＦシールド（４）に
開口部（４ａ）ｋ設けて２けば工い。

この発明の磁気共鳴装置の運転に２いては、まず静磁場
コイル（１）の励磁にエリ静磁場を発生させることにな
るが、このときこの静磁場の変化率は傾斜磁場の変化率
エリも一般に小さいので、静磁場発生空間内に、上記Ｈ
Ｆシールド（４）が存在すると、静磁場がＨＦシールド
（４）内の空間内ＶＣＩＩ−１いっていかないことが生
じる可能性がある。

従って、静磁場合発生する場合には、ＨＦシールド（４
）のループを切って２く必要がある。すなわち開口部（
４ａ）を図示しない締結装置により開放状態にして２〈
。

次に被検体、例えば人体をこの静磁場空間に入れる前ま
でに、上記ＨＦシールド（４）の開口部（４ａ）ｔ−締
結装置で接続する。その後、磁気共鳴信号を取得するた
めにＲＦコイル（３）で送信し被検体間からの信号をＲ
Ｆコイル（３）又は（５５）で受信する。

その時、断層面を指定し九り、画像化する定めに各ａｌ
ｌ！ｌｌ斜形場がパルス状に発生するよう、各コイル（
６０）、　（６２）、　（６４）から印加する。

通電波形は、従来例で示したと同様の第３図である。パ
ルス状傾斜磁場は可聴周波数を有し、立上り立下り時間
ｔ’！？＆むねｔ　ｍｓ程度である。傾斜磁場がパルス
状に印加されるとＨＦシールド（４）に渦に流が発生す
る０傾斜磁場は２２ひね２ｍＴ／ｍの強度あり、ＲＦシ
ールド（４）に流れる傾斜磁場にＬるｉｔ％イ流はほぼ
１００　Ａ程度となる。この傾斜磁場印加時に発生する
渦電流値に比較してＲ１ｉ’シールド（４）の超電４導
体の臨界電流値は小さいものが設定されているので超電
導破壊し抵抗を発生する。

この時の低抗値は傾斜磁場による渦電流の減電時定数？
お２むね１ｍｓ以下にするエラな超電導体を選んでいる
ので、静磁場発生コイルＨ）による平等な静磁場２よび
パルス状傾斜磁場は影響なくＲＦシールド（４）を通過
し、超電導状態に戻る。まｔ、第３図に示す傾斜磁場コ
イルのフラットトップのＲＦパルス印加時及び信号収集
時には傾斜磁場の渦電流による影響はない。

上記のようにＲＦシールド（４）はＲＦパルス印加時及
び信号収集時ｔＩ′ｉＷ！ｉ電導状態になっているので
。

ＲＦの７−ルドとして有効に作用し、ＲＦコイル（３）
と傾斜磁場コイル（２）とｔ減結合する。

すなわち、ＨＰシールド（４）を傾斜磁場発生時の渦電
流よりも小さい臨界電流特性およびＲＦの周波数特性に
合せた超電導体で行えば、傾斜磁場コイル１２】の立上
げ時に傾斜Ｉａ場の渦電流を急激に吸収し、フラットト
ップ時に超を導になるので、傾斜磁場の７ラツクスが閉
じ込められ、安定な傾斜磁場出力が得られる。ま之、Ｒ
Ｆコイル（３）の渦電流は十分ｖｃ流せるので、ＲＦコ
イル感度の低下はなく、高画質の断層像が得られる。

こ＼で％ＲＦシールド（４）に用いる超電導体は静磁場
コイルｎ）の発生磁場工り大きな臨界磁界ケ有するもの
が望しく、（超電導破壊を起さない定め）、この発明で
は２２−むね２テスラ以！臨界磁界のものを用いている
。

なお、上記実施例ではＲＦシールドとして円周上１カ所
に開口部を設は比ものを示し友が、２力所以上分割し友
ものでも工い。

ま九、使用する静磁場強度・ＲＦ周波数に応じて最適な
臨界磁界、臨界１！流、超電導破壊時の抵抗ｆｌｉを有
する超電導体を選択できるＬうに入換可能な構成にして
も工い。

ＩＬ超電導導体として、高温層を透導体を用いｔもので
あっても工い。

〔発明の効果〕

以上の二うに、この発明によれば平等な静磁場全発生す
る手段、高周波エネルギを送信２よび受信する高周波コ
イル、可聴周波数のパルス状線形傾斜磁場勾配を発生す
る傾斜磁場コイル、及び上記高周波コイルと傾斜磁場コ
イルとの間に配置されｔ高周波７−ルドを待つ磁気共鳴
装置に２％Ａて。

上記高周波シールドが超電導導体で構成され、かつ、少
くとも１力所以上の開口部を設けるようにしたので、装
置製作で容易となり傾斜磁場コイルと高周波コイルとが
有効に減結合でさ、高画質の析１４像が得られる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による磁気共鳴装置の断面
図、第２図はこの発明のａＦシールド導体形状金示す模
式図、第３図は傾斜磁場コイルとＲＦコイルの一通電例
を示す図、第４図は磁気共鳴イメージング装置のブロッ
ク図、第５図、第６図は従来のＲＦ７−ルドの模式図及
び構成図である。 図において、監２）は傾斜磁場コイル、（３）ｔｆｉａ
Ｆコイル、（４）は高周波シールド。 な２、図中、同一符号は同一　又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）平等な静磁場を発生する手段、高周波エネルギを
   送信及び受信する高周波コイル、可聴周波数のパルス状
   線形傾斜磁場勾配を発生する傾斜磁場コイルおよび上記
   高周波コイルと傾斜磁場コイルとの間に配置された高周
   波シールドを備えた磁気共鳴装置において、上記高周波
   シールドが超電導導体で構成され、かつ少なくとも１ヵ
   所以上の開口部を設けたことを特徴とする磁気共鳴装置
   。