JPH04102443A - 磁気共鳴イメージング装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、磁気共鳴イメージング装置に係り、特に１個
のＲＦコイルで種々の診断部位に対応することができ、
しかもＳＮ比のよいＭＲ面画像得ることができるＲＦコ
イルを備えた磁気共鳴イメージング装置に関する。

（従来の技術） ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）システムは、静磁場を
得るための磁石寝台部、磁気共鳴のための高周波を発生
させ被検体からのＭＲ倍信号検波増幅する送受信部、Ｍ
Ｒ倍信号位置を識別するための傾斜磁場部、システムの
制御および画像再構成を行う計算機部などで構成される
。

そして送受信部は、被検体に共鳴周波数の高周波（ＲＦ
）を印加するための高周波アンプ、送信用ＲＦコイルと
、被検体からの共鳴信号を検出するための受信用ＲＦコ
イル、検波回路および増幅回路よりなる。送信用ＲＦコ
イルと受信用ＲＦコイルは、兼用される場合もある。

ＲＦコイルの種類には、サドル形、ソレノイド形、ヘル
ムホルツ形、表面コイル形、バードケージ形等があり、
診断部位に応じて、頭部用、腹部用、を椎用、関節用な
ど種々のものが使用される。

（発明が解決しようとする課題） ところで、ＲＦコイルかＭＲＩシステムの他の構造物（
例えばＷＢコイル、シールド等）との電磁気的相互作用
を無視できない大きさを有するとき、同じＲＦコイルを
一つの診断部位から他の診断部位に移動させて使用した
のでは、前の診断部位において調整した同調周波数、整
合状態が移動に伴う相互作用量の変動によって、他の診
断部位においては適正なものでなくなる。

また使用するＲＦコイルが、いわゆるＱＤコイル（２つ
の直交するコイルを組合せたもの）の場合は、第１０図
に示すようなコンデンサ０１〜Ｃ５を組合せた中和回路
１によってチャネル間デカップリングの制御を行い、コ
イル１と２を相互の位相の直交性を保ちながらプリアン
プ１と２に連絡させるが、この中和回路１では、相互作
用量の変動によって前の診断部位において調整したコイ
ル間の直交性が損われた場合にも、通常再調整は行なわ
れない。

このような相互作用の変化によるＲＦコイルの同調周波
数、整合状態、直交性の変化を無視して調整を行わずに
使用すると、ＳＮ比か低下してＭＲ両画像画質か劣化す
る。現在のところ同調周波数と整合状態については、自
動調整する機構が開発されたか、ＱＤコイルの直交性を
自動調整する機構はいまだ開発されていない。

このためもし最適な画像を得ようとするならば、診断部
位に応じて、同調周波数、整合状態、直交性等を再調整
するか、あるいは予め調整しておいたＲＦコイルに交換
するわけであるが、いずれにせよオペレータに過大な負
担を強いることになり、撮影に係る準備時間も長くなる
。また幾種類ものＲＦコイルを用意するのは経済性の点
でも劣る。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、種々の
診断部位に対して１個のＲＦコイルで対応することがで
きる磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的と
する。

〔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するために、被検体に磁気共鳴
イメージング用の高周波を印加し、かつ被検体からの共
鳴信号を検出する磁気共鳴イメジング用ＲＦコイルを備
え、被検体の診断部位に応じて前記ＲＦコイルを移動さ
せる機能と、ＲＦコイルの位置を検出する機能と、検出
したＲＦコイルの位置を基にこのＲＦコイルを調整する
機能を有する磁気共鳴イメージング装置を提供する。

（作用） 本発明の磁気共鳴イメージング装置は、ＲＦコイルの移
動機能とＲＦコイルの位置を検出する機能を備え、診断
部位が変わるときはＲＦコイルを各部位の診断に適切な
位置に移動させ、かつその移動に伴うＲＦコイルの位置
を検出する。そして本発明のＭＲＩ装置は、さらにこの
検出したＲＦコイルの位置に基づいて、他の磁気共鳴イ
メージング用構造物との電磁気的相互作用のためＲＦコ
イルの位置が移動すると変化する同調周波数、整合状態
、ＱＤコイルの直交性を制御し、ＳＮ比を高く維持する
。よって本発明のＲＦコイル装置によれば、１個のＲＦ
コイルで複数の診断部位に対応することができ、しかも
ＭＲ両画像画質も良好になる。

（実施例） 以下第１図ないし第９図を参照して本発明の詳細な説明
する。

第１図は、本発明の磁気共鳴イメージング装置における
ＲＦコイル装置１０の一例を示す構成図である。

すなわちＭＲＩ用ＲＦコイル装ｆｆｉ［１０は、位置セ
ンサ１１を備えた移動可能なＲＦコイル１２を有し、さ
らに位置センサ１１と接続する処理装置１３、処理装置
１３と接続する磁気ディスク等の記憶装置１４および制
御装置１５を具備する。制御装置１５はＲＦコイル１２
と接続し、それぞれＲＦコイルの同調周波数、整合状態
およびＱＤコイルの直交性の調整に係る同調回路、整合
回路および中和回路を備える。

本実施例のＲＦコイル装置１０においては、実際の診断
に先立ってＲＦコイル１２をさまざまな位置に移動させ
、それぞれの位置に対応して同調周波数（チューニング
）、整合状態（マツチング）およびＱＤコイルの直交性
を調整し、その調整のための制御量を処理装置１３を介
して記憶装置１４に記憶させる。

実際の診断に当たっては、まずＲＦコイル１２を被検体
診断箇所の診断に最も適当な位置に移動させる。すると
位置センサ１１がＲＦコイル１２の位置を検出し、処理
装置１３に知らせる。すると処理装置１３は、記憶装置
１４から先に記憶させておいた制御量のうち位置センサ
１１が知らせてくれた位置において最も適切な制御量を
呼出し、必要ならば適切な演算処理をした上で制御装置
１５に送る。制御装置１５は、送られてきた制御量を基
にＲＦコイル１２のチューニング、マツチングおよびＱ
Ｄコイルの直交性を最適なものにするべくそれぞれ同調
回路、整合回路および中和回路を制御する。

ＳＮ比はプローブコイル（Ｒ，Ｆコイル）の径が小さい
ほど高くなるため、例えば四肢の診断には直径１５〜２
５ｃｍ程度のＲＦコイル１２が適当である。本実施例に
おいては、第２図に示すように、被検体である小児１６
の背面を左手側から右手側に向けてＸ方向にＲＦコイル
１２を移動させることにより、順に左手（肘・手首を含
む）１７、左足（膝・足首を含む）１８、頭部１９（小
児は頭部の径が小さいため直径１５〜２５ｃ＋ｎ程度の
ＲＦコイル１２で測定が可能である）、右足２０、右手
２１を診断することができる。

この場合、ＲＦコイル１２は、例えば第３図に示すよう
に小児１２の背後に設置されたガイドレール２２上を回
転移動させたり、種々の台座上をスライドさせることが
できる。

ところで、移動するＲＦコイル１２の位置検出手段には
、機械的手段と電気的手段がある。最初に機械的手段に
ついて説明する。

第４図に示すように、台座２３の上にピン２４を設け、
この台座２３上をガイドされながら移動するＲＦコイル
１２に、ビン２４と接触可能な位置にスイッチ２５を取
付ける。すると、ＲＦコイル１２が台座２３上を移動す
る度に、スイッチ２５がビン２４に触れてオン・オフさ
れるため、ＲＦコイル１２の位置を知ることができる。

ピン２４の設置位置を変えれば、ＲＦコイル１２の異な
る位置を検出することができる。

第５図は、ＲＦコイル１２の他の機械的位置検出手段を
示す。この例においては、ＲＦコイル１２の一部を導体
の接触子２６とし、この接触子２６に通電しながら導体
２７ａと絶縁体２７ｂを交互に配置した台座２７上をス
ライドさせる。よって、台座２７上において接触子２６
が導体２７ａのある位置に来たときは電流が流れ、絶縁
体２７ｂの位置に来たときは電流が流れないため、ＲＦ
コイル１２の位置を検出することができる。この例にお
いても、導体２７ａと絶縁体２７ｂの位置を変えれば、
異なる位置においてＲＦコイル１２を検出できる。

次に電気的位置検出手段について説明する。

第６図は、ＲＦコイル１２と台座２８でスライド式可変
抵抗を構成した例を示す。本例においては、ＲＦコイル
１２をスライド式可変抵抗の移動子２９にし、またスラ
イド式可変抵抗の固定子３０を台座２８に取付ける。よ
って、ＲＦコイル１２の移動子２９が台座２８の固定子
３０上をスライドしながら移動すれば、この移動に伴っ
てスライド式可変抵抗における電気抵抗が変化するため
、変化する抵抗値と移動量の対応関係からＲＦコイル１
２の位置を知ることができる。

第７図は、第６図で説明した電気的方法による位置検出
手段を用いてガイドレール３１を弧状にし、このガイド
レール３１上においてＲＦコイル１２を移動させる例を
示すが、本例のような電気的位置検８手段によってＲＦ
コイル１２に複雑な動きをさせ、かつその位置を正確に
知ることもできる。

なお、ＲＦコイルの位置検出手段には、容量を変化させ
る可変コンデンサや誘導量を変化させる可変インダクタ
を用いることもできる。

第８図（Ａ）と（Ｂ）は、第１図に示した制御装置１５
の一部で、第１０図と対比されるＱＤコイルの直交性を
制御する中和回路の回路図である。

すなわち、第８図（Ａ）に示すように、コンデンサＣ５
を可変容量ダイオードにしたり、第８図（Ｂ）に示すよ
うな多数のスイッチと組合せた構成とすることにより、
Ｃ５は調整可能となり、中和回路を自動制御の可能な回
路にすることができる。Ｃ５は真空コンデンサなどの可
変コンデンサの調整を超音波モータで行なってもよい。

また、中和回路はコンデンサを用いた回路を示したが、
Ｃ〜Ｃ５はインダクタを用いても実現できる。

上述の移動可能なＲＦコイルと、ＲＦコイルの位置検出
手段および中和回路を備えたＭＲＴ用ＲＦコイル装置の
例を第９図に示す。このＲＦコイル装置４０は、ＲＦコ
イル４１の位置検出手段としてスライド式可変抵抗４２
を用いる。そして診断部位の移行に伴ってＲＦコイル４
１を移動するが、そうするとスライド式可変抵抗４２の
示す抵抗値が変化する。抵抗には定電圧が印加されてい
るため、この抵抗値変化はバッファアンプ４３の入力電
圧の変化として検出される。この電圧変化はアナログ量
であるが、バッファアンプ４３を経由してＡ／Ｄコンバ
ータ４４によってデジタル量に変換された後、処理装置
であるマイクロプロセッサ４５に入力される。

マイクロプロセッサ４５は、入力された抵抗値から、予
め求めておいた抵抗値とＲＦコイル４１の位置との対応
関係を基にＲＦコイル４１の位置を割出す。すなわち、
マイクロプロセッサ４５と接続する記憶装置４６には、
このＲＦコイル装置４０を実稼働する前に、予めＲＦコ
イル４１の種々の位置（第２図の例では５ケ所）とその
位置に最も適切な制御量（ここでは制御装置内の中和回
路４７における可変容量ダイオードのバイアス電圧）を
試験して求め、そのデジタル量を格納しておく。格納の
形態は、離散的なデータを格納してもよいし、位置に対
する制御量の関係式をカーブフィッティングにより求め
、その計算式を格納してもよい。

そこで、マイクロプロセッサ４５は、ＲＦコイル４１の
位置を割出すと、その位置に対応するバイアス電圧を記
憶装置４６にあるデータを元に決定する。計算されたバ
イアス電圧はついでＤ／Ａコンバータ４８に送られて生
成された後、中和回路４７に入力される。中和回路４７
では入力されたバイアス電圧が可変容量ダイオードに印
加される。このようにして、位置情報に基づいて中和回
路の制御が行なわれ、予め行なった調整時の状態を再現
することかできる。以上の操作によりコイルの位置移動
を加味した直交性制御を行なうことができ、ＱＤコイル
の直交性が保たれる。

本例では、ＱＤコイルの直交性を保つ中和回路の制御に
ついて説明したが、同じく制御装置内に納められる同調
回路および整合回路についても、同様に実稼働に先立っ
てＲＦコイルと最適制御量の関係を調べて記憶装置４６
に記憶させておき、実稼働時には処理装置４５から求め
た位置に対応する制御量を呼出して、それぞれ同調回路
と整合回路に送れば同調周波数と整合状態を自動調整す
ることができる。同調および整合調整は従来より自動調
整されているが、本例を応用することにより調整は微調
整のみとなり、調整時間が短縮される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の磁気共鳴イメージング装
置によれば、１個のＲＦコイルを複数の診断部位に適用
して、しかも同調周波数、整合状態およびＱＤコイルの
直交性を自動調整することができるため、オペレータの
負担軽減、撮影準備時間の短縮が図れるとともに、ＳＮ
比の大きい良画質のＭＲ両画像得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る磁気共鳴イメージング
装置のＲＦコイル装置の構成図、第２図は診断時に移動
するＲＦコイルの模式図、第３図ないし第７図はＲＦコ
イル位置検出手段の変形例を示す模式図、第８図（Ａ）
および（Ｂ）は制御を可能にした中和回路の回路図、第
９図は本発明の他の実施例に係る磁気共鳴イメージング
装置のＲＦコイル装置の構成図、第１０図は従来のＲＦ
コイルに接続する中和回路の回路図である。 １１・・・位置センサ、ユ２・・・ＲＦコイル、１３・
・・処理装置、 １４・・・記憶装置、 １５・・・制御装置、 ４２・・・スライ ド式可変抵抗、 ４７・・・中和回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検体に磁気共鳴イメージング用の高周波を印加し、か
   つ被検体からの共鳴信号を検出する磁気共鳴イメージン
   グ用ＲＦコイルを備え、被検体の診断部位に応じて前記
   ＲＦコイルを移動させる機能と、ＲＦコイルの位置を検
   出する機能と、検出したＲＦコイルの位置を基にこのＲ
   Ｆコイルを調整する機能を有する磁気共鳴イメージング
   装置。