JPH0331052B2

JPH0331052B2 -

Info

Publication number: JPH0331052B2
Application number: JP61260282A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Sato
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1986-10-31
Filing date: 1986-10-31
Publication date: 1991-05-02
Also published as: JPS63115550A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は核磁気共鳴断層撮像のRFコイルの特
性の改善に関する。

（従来の技術）該磁気共鳴（以下NMRという）現象を用いて
特定原子核に注目した被検体の断層像を得る核磁
気共鳴断層撮像装置は従来から知られている。こ
の核磁気共鳴断層撮像装置の原理の概要を簡単に
説明する。

原子核は磁気を帯びた回転している独楽と見る
ことができるが、それを例えばＺ軸方向の静磁場
H₀の中におくと、前記の原子核は次式で示す角
速度ω₀で歳差運動をする。これをラーモアの歳
差運動という。

ω₀＝γH₀ 但し、γ：核磁気回転比今、静磁場のあるｚ軸に垂直な軸、例えばｘ軸
に高周波コイルを配置し、xy面内で回転する前
記の角周波数ω₀の高周波回転磁場を印加すると
磁気共鳴が起り、静磁場H₀のもとでゼーマン分
裂をしていた原子核の集団は共鳴条件を満足する
高周波磁場によつて準位間の遷移を生じ、エネル
ギー準位の高い方の準位に遷移する。ここで、核
磁気回転比γは原子核の種類によつて異なるので
共鳴周波数によつて当該原子核を特定することが
できる。更にその共鳴の強さを測定すれば、その
原子核の存在量を知ることができる。共鳴後緩和
時間と呼ばれる時定数で定まる時間の間に高い準
位へ励起された原子核は低い準位へ戻つてエネル
ギーの放射を行う。NMRの現象の観測には大き
く分けて定常法とパルス法があつて、前者は前述
のように共鳴条件を満足する連続的に加えられた
高周波エネルギーが縦核磁気緩和時間T₁を通じ
て格子系に吸収されていく過程を検出するもので
ある。後者は横核磁気緩和時間T₂に比べて十分
短い時間に断熱的に高周波パルスを印加し、その
後に起こるスピン系の運動を直接観測しようとす
るもので、現在核磁気共鳴断層撮像装置の技術は
主としてこのパルス法に基づいている。このパル
ス法について第４図を参照しながら説明する。

前述のように共鳴条件を満足する高周波パルス
（H₁）を静磁場（ｚ軸）に垂直な（ｘ軸）方向に
印加すると、第４図イに示すように全磁気モーメ
ントＭは回転座標系でω′＝γH₁の角周波数でzy面
内で回転を始める。今パルス幅をt_DとするとH₀
からの回転角はθ＝γH₁t_Dであり、θ＝90゜となる
ようなt_Dをもつパルスを90゜パルスと呼ぶ。この
90゜パルス直後では磁気モーメントＭは第４図ロ
のようにxy面をω₀で回転していることになり、
例えばｘ軸においたRFコイルに誘導起電力を生
じる。しかし、この信号は時間と共に減衰してい
くので、この信号を自由誘導減衰信号（FID）と
呼ぶ。FID信号をフーリエ変換すれば周波数領域
での信号が得られる。次に第４図ハに示すように
90゜パルスからτ時間後θ＝180゜になるようなパ
ルス幅の第２のパルス（180゜パルス）を加えると
ばらばらになつていた磁気モーメントがτ時間後
−ｙ方向で再び焦点を合せて信号が観測される。
この信号をスピンエコー（SE）と呼んでいてRF
コイルに誘起される。このスピンエコーの強度を
測定して所望の像を得ることができる。

このRFコイルとして、例えば第５図に示すよ
うなバードケージ型RFコイルを用いる。このバ
ードケージ型RFコイルにはローパス型とハイパ
ス型とがあるが、第５図ではハイパス型を示して
いる。図において、１はその中に被検体を収容し
て高周波磁場を印加するバードケージ型RFコイ
ル（以下RF主コイルという）、２は略円形をなし
２個が互いに平行に配置され、被検体を収容する
開口部となるループ素子で、その各々の周縁に沿
つて隔たつた点で複数の誘導素子３によつて、２
個のループ素子２が接続されている。４はループ
素子２の誘導素子３との接続点間にループ素子２
に直列に挿入されている容量素子で、誘導素子３
と共振回路を構成している。RF主コイル１に対
する高周波電流の供給は一方のループ素子２に設
けた給電部５において行う。このRF主コイル１
によつて生ずる高周波磁場は、第５図に示すよう
に、給電部５とループ素子２の中心を通り、ルー
プ素子２の形成する面に平行な方向に生ずる。

全身に亘つて断層像を撮像する場合、ボデイス
キヤン用にバードケージ型RF主コイル１を用い
ているが、上記のボデイスキヤン用RF主コイル
１の中でヘツドコイル、サーフイスコイル等のコ
イルを使用する場合、RF主コイル１が他のコイ
ルにおける高周波電流に影響を与えないように第
６図に示すような処置を施している。図におい
て、第５図と同じ部分には同じ符号を付してあ
る。６はRF主コイル１の中で被検体の頭部を収
納して頭部の断層像を得るヘツドコイル、７はル
ープ素子２の一部を切離してその部分に挿入し、
ループ素子２を切離したり接続したりする断・接
型のデカツプリングスイツチである。このデカツ
プリングスイツチはRF主コイル１の中心に関し
て点対称の位置に更に１個設ける場合もある。こ
のデカツプリングスイツチ７を切ることによつ
て、RF主コイル１とその中において用いるヘツ
ドコイル６との結合によるヘツドコイル６の高周
波電流の乱れを防ぎ、所謂デカツプリングを行つ
ていた。（発明が解決しようとする問題点）ところで、この方法ではデカツプリングが行わ
れる高周波磁場の方向は、デカツプリングスイツ
チ７とループ素子２の中心を結ぶ方向及びそれに
平行な方向、即ち、第６図中のｙ軸方向の高周波
磁場８にのみデカツプリングが行われて、他の方
向、特にこのデカツプリングの方向に直角なｘ軸
方向においては、殆どデカツプリングされていな
い状況であつて、RF主コイル１中にある他コイ
ル使用時には高周波電力の減衰、雑音妨害などの
原因になつていた。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、その中において局部断層撮像その他の
用途に用いる他のコイルとの電気磁気的結合をそ
の使用コイルの全方向に亘つてなくすことのでき
るRFコイルを実現することにある。

（問題点を解決するための手段）前記の問題点を解決する本発明は、コイル内部
に他のコイルを設け、該他のコイル使用時も静磁
場中に設置しておくバードケージ型RFコイルに
おいて、該バードケージ型RFコイルを形成する
ループ素子の中心から見て略90゜の方向に存在す
る前記ループ素子のループ中の任意の少なくとも
２点に、前記バードケージ型RFコイルによる送
受信以外の時点において、前記ループ素子を切断
する手段を備えたことを特徴とするものである。

（作用）ループ素子の中心に対して互いに90゜の角度を
なす位置でループ素子を切断して、RF主コイル
による送受信時以外の時点におけるループ素子切
断手段を挿入し、RFコイルを使用しないときに
は、ループ素子切断手段によりループ素子を切断
するように動作させてその中において用いる他の
コイルとの結合を遮断する。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の概略構成図であ
る。図において、第６図と同じ部分には同じ符号
を付してある。図中、９はデカツプリングスイツ
チ７とループ素子２の中心とを結ぶ直線に関して
ループ素子２の中心から見て90゜の角度を持つた
位置に設けたデカツプリングスイツチで、１０は
デカツプリングスイツチ９の断・接によつて影響
を受けるｘ方向の高周波磁場である。

次にこのように構成されたRF主コイル１の動
作を説明する。RF主コイル１により高周波磁場
を発生するときは、デカツプリングスイツチ７，
９を接にして給電部５に高周波電流を供給する。
これによつて、１３の方向に高周波磁場が発生す
る。これに対して、ヘツドコイル６に高周波電流
を供給してそれによる高周波磁場を発生するとき
は、RF主コイル１のデカツプリングスイツチ７，
９を断にしておく。ヘツドコイル６が発生する高
周波磁場の方向は、ヘツドコイル６における給電
部の位置によつて様々であるが、８の方向の磁場
はデカツプリングスイツチ７の働きによつて、
RF主コイル１による影響を受けずに正常に存在
しうる。又、ヘツドコイル６による１０の方向の
磁場は、デカツプリングスイツチ９の働きによ
り、RF主コイル１の影響を受けずに正常に存在
しうる。このように互いに直角な方向の２つの磁
場が存在し得るということは、ヘツドコイル６が
生じる全方向の磁場が存在しうることを意味す
る。第２図は全方向の磁場が存在し得る理由の説
明図である。図において、ｘ軸に対して角度θの
方向の磁場ｍを考えると、この磁場ｍはベクトル
であつて、x₁，y₁の２成分に分割して考えられ
る。

x₁＝ｍ cosθ，y₁＝ｍ sinθ m₂＝x₁ ²＋y₁ ² ここでｘ成分のx₁、ｙ成分のy₁が存在し得ると
ベクトルｍも存在でき、RF主コイル７からの誘
導電流による影響はなくなる。

第３図はサーフイスコイル（図示せず）をバー
ドケージ型RF主コイル１の中で使用する場合を
示す本発明の他の実施例の要部構成図である。図
において、第１図と同じ部分には同じ符号を付し
てある。図中、１１はデカツプリングスイツチ７
の接点に並列に挿入された逆並列接続のダイオー
ド、１２はデカツプリングスイツチ９の接点に並
列に挿入された逆並列接続のダイオードである。
サーフイスコイルはRF主コイル１により被検体
の断層撮像部を励起して生じたエコー信号を受信
するために設けたものである。このサーフイスコ
イルを使用するときはデカツプリングスイツチ
７，９は何れも常に切断しておく。RF主コイル
１に高周波電圧を印加したとき、送信電圧は大き
いので逆並列接続ダイオード１１，１２は共に動
作してデカツプリングスイツチ７，９は接続され
たのと同様になり送信を行う。ダイオードを逆並
列に接続したのは印加する高周波電圧が交流電圧
だからである。次にエコー信号受信の段階では逆
並列接続ダイオード１１，１２は、例えば0.6vで
動作するので微弱な受信信号では前記逆並列接続
ダイオード１１，１２を動作させることができ
ず、デカツプリングスイツチ７，９を断にしした
ときと同様に切断状態になつていて、サーフイス
コイルに流れる受信高周波電流に影響を与えな
い。

以上説明したように、本発明によれば、RF主
コイル１中にある他のコイルに高周波電流が流れ
てもRF主コイル１に誘導電流を生ぜず相互に影
響を及ぼすことはなくなり、良好なイメージを得
ることができるようになつた。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、
バードケージ型RF主コイル内に他のコイルを設
置して使用する場合、使用するコイルが作り又は
受信する高周波電流による高周波磁場がRF主コ
イルによつて影響されないのでRF主コイル中に
他のコイルを任意の方向に設置することが可能に
なつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部構成図、第２
図は高周波磁場ベクトルのｘ，ｙ成分の説明図、
第３図は本発明の他の実施例の要部構成図、第４
図は核磁気共鳴撮像装置のパルス法の原理の説明
図、第５図はRF主コイルの概略構成図、第６図
は従来の切断スイツチを備えたRF主コイルの図
である。１…RFコイル、２…ループ素子、３…誘導素
子、４…容量素子、５…給電部、６…ヘツドコイ
ル、７，９…デカツプリングスイツチ、８，１
０，１３…高周波磁場、１１，１２…逆並列接続
ダイオード。

Claims

【特許請求の範囲】

１コイル内部に他のコイルを設け、該他のコイ
ル使用時も静磁場中に設置しておくバードケージ
型RFコイルにおいて、該バードケージ型RFコイ
ルを形成するループ素子の中心から見て略90゜の
方向に存在する前記ループ素子のループ中の任意
の少なくとも２点に、前記バードケージ型RFコ
イルによる送受信以外の時点において、前記ルー
プ素子を切断する手段を備えたことを特徴とする
核磁気共鳴断層撮像装置用バードケージ型RFコ
イル。