JPH048348A - 磁気共鳴イメージング装置用受信コイル - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気共鳴を利用して被検体の所望箇所を映像
化する磁気共鳴イメージング装置用高周波受信コイルに
関するものである。

〔従来の技術〕

磁気共鳴イメージング装置では、原子核を高周波を照射
して励起し、共鳴した原子核より放出される高周波信号
（これをＮＭＲ信号という）を検出する。高周波信号の
照射、検出には通常、コイルが使用され、サドル型、ソ
レノイド型及びそれらを変形した種々のコイルが考えら
れている。

この受信コイルからの検出出力は高周波ケーブルによっ
て外部装置に導かれ、各種演算を施して画像として表示
される。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来技術による受信コイルでは、高周波ケーブルに
よって外部装置と接続されるため、このケーブルが被検
体装着時に邪魔になったり、ベットの可動部に巻き込ま
れるといった問題がある。

また、ケーブルを通じて外来ノイズが受信コイルに混入
したり、高感度の受信コイルではケーブルの状態で感度
変化を起こしてしまう。さらに、受信コイルと周囲の磁
気回路が同一接地電位となるために、容量結合をしてし
まい、場の影響で感度が低下するという問題も生じる。

本発明の目的は、従来技術による受信コイルのケーブル
に伴う上記問題点を解決した磁気共鳴イメージング装置
用高周波受信コイルを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前述問題点は、従来の受信コイルが高周波ケーブルによ
って外部装置と接続されている点に起因している。そこ
で、本発明は受信コイルに増幅器。

変調器、送信器及び電源からなる回路を付帯させ、検出
信号を搬送波で周波数あるいは振幅変調して送信し、外
部装置でこれを受信することによって電磁的結合手段に
よる信号伝送を行なって、高周波ケーブルを排除するよ
うに構成した。この結果、受信コイルがフリーになり装
着性が向上し、電気的にフローティング状態にできるた
め、外来ノイズの阻止や場の影響を低減することが可能
となる。

〔作用〕

本発明によれば、従来技術による磁気共鳴イメージング
装置用受信コイルの使い勝手を改善し、ケーブル接続に
よる感度低下の問題を解決して良質な画像を得ることが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第３図は本発明に係る磁気共鳴イメージング装置（以下
ＭＲＩ装置と記す）の全体構成例を示す構成図である。

このＭＲＩ装置は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を利用し
て被検体２９の断層画像を得るもので、静磁場発生磁石
１０と、中央処理装置（以下ＣＰＵという）１１と、シ
ーケンサ−１２と、送信系１３と、磁場勾配発生系１４
と、受信系１５と、信号処理系１６とからなる。上記静
磁場発生磁石１０は、被検体２９の周りに強く均一な静
磁場を発生させるもので、上記被検体２９の周りのある
広がりをもった空間に永久磁石方式又は常電導方式ある
いは超電導方式の磁場発生手段が配置されている。上記
シーケンサ１２は。

ＣＰＵＩＩの制御で動作し、被検体２９の断層画像のデ
ータ収集に必要な種々の命令を送信系１３及び磁場勾配
発生系１４並びに受信系１５に送るものである。上記送
信系１３は、高周波発生器１７と変調器１８と高周波増
幅器１９と送信側の高周波コイル２０とからなり、上記
高周波発信機１７から出力された高周波パルスをシーケ
ンサ１２の命令に従って変調器１８で振幅変調し、この
振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器１９で増幅
した後に被検体２９に近接して配置された高周波コイル
２０に供給することにより、電磁波が被検体２９に照射
されるようになっている。

上記磁場勾配発生系１４は、Ｘ、Ｙ、Ｚの三軸方向に巻
かれた傾斜磁場コイル２１と、それぞれのコイルを駆動
する傾斜磁場電源２２とからなり、上記シーケンサ１２
からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源２
２を駆動することにより、ｘ、ｙ、ｚの三軸方向の傾斜
磁場Ｇ　ｘ　ＨＧ　３”ｅＧｚを被検体２９に印加する
ようになっている。

この傾斜磁場の加え方により、被検体２９に対するスラ
イス面を設定することができる。上記受信系１５は、受
信コイル系９と受信器３０と受信回路２３と直交位相検
波器２４とＡ／Ｄ変換器２５とからなり、上記送信側の
高周波コイル２０から照射された電磁波による被検体２
９の応答の電磁波（ＮＭＲ信号）は被検体２９に近接し
て配置された受信コイル系９で検出され、受信器３０と
受信回路２３及び直交位相検波器２４を介してＡ／Ｄ変
換器２５に入力してデジタル量に変換され、さらにシー
ケンサ１２からの命令によるタイミングで直交位相検波
器２４によりサンプリングされた二系統の収集データと
され、その信号が信号処理系１６に送られるようになっ
ている。この信号処理系１６は、ＣＰＵＩＩと、磁気デ
ィスク２６及び磁気テープ２７等の記録装置と、ＣＲＴ
等のデイスプレィ２８とからなり、上記ＣＰＵＩＩでフ
ーリエ変換、補正係数計算９画像再構成等の処理を行な
い、任意断面の信号強度分布あるいは複数の信号に適当
な演算を行なって得られた分布を画像化してデイスプレ
ィ２８に表示するようになっている。なお、第３図にお
いて、送信側の高周波コイル２０と受信コイル系９及び
傾斜磁場コイル２１は、被検体２９の周りの空間に配置
された静磁場発生磁石１ｏの磁場空間内に配置されてい
る。

ここで本発明による受信コイル系９は第１図に示すよう
に高周波コイル１．同調回路２．高周波増幅器３．変調
器４．送信器５及び電源６から構成される。

高周波コイル１に、そのインダクタンスとＮＵ信号周波
数に共振するように調整したキャパシタンスを持つ同調
回路２を接続し、その出力を高周波増幅器３で増幅する
。検出するＮ　Ｍ　Ｒ信号は静磁場強度により決定され
る数Ｍ　Ｈｚの搬送波を数１０　ｋ　ＨｚのＦＩＤ　（
自由誘導減衰）信号で変調した形で観測される。この信
号は微小であるため、受信コイルを搬送波周波数に同調
した共振回路とすることによって高い感度を得ている。

従来のＭＲＩ装置では周波増幅器３の出力を直接、高周
波ケーブルで外部装置へ導き、検波、Ａ／Ｄ変換、演算
処理を行なって画像を得ていた。

しかし、受信コイルがケーブルで接続されているために
使い勝手に問題があった。そこで本発明ではこのケーブ
ルを排除し、電磁結合による伝送を行なうように構成し
た。

高周波増幅器３の出力を変調器４で振幅変調波あるいは
周波数変調波に変調し、送信用のアンテナである送信器
５より外部装置に電磁波として伝送する。さらに受信コ
イル系９を独立させるために電池等による電源６を高周
波増幅器３．変調器４に接続する。先に述へたように検
出するＮＭＲ信号は微小であるために、伝送のための電
磁波が干渉を与えないように変調器４はＮ　Ｍ　Ｒ信号
周波数から十分に離れた搬送波を使用する必要がある。

また、ＭＲＩ装置では撮像領域に均一な静磁場を必要と
するため、これらの回路は非磁性体で構成するかあるい
は画像に影響を及ぼさない範囲まで離して配置する必要
がある。

第２図に本発明による受信コイル系９の一構成例を示す
。受信コイル１はソレノイド型の導電体ループであり、
同調回路２が付帯している。この出力を高周波ケーブル
８で均一磁場に影響を及ぼさない範囲まで引き出し、高
周波増幅器３．変調器４及び電源６からなる送信回路７
に接続する。

また、送僧回路７にはアンテナリードである送信器５が
接続される。

第４図に本発明による受信コイル系９の一使用例を示す
。これは受信コイルがＭＲＩ装百から独立している点を
利用して被検体２９の体内臓器３１に受信コイルを装着
して高感度に臓器画像を得るものである。ＭＲＩ装置で
は受信コイルの検出感度が撮像画像の画質を決定する重
要な要因であり、そのため、高感度な受信コイルが要求
されている。受信コイルの感度はコイル径が小さく撮像
範囲が狭いほど高くなるため、このような受信コイルを
撮像部位に密着して高感度に局所的な画像を得るサーフ
ェイスコイルが研究されている。

しかし、従来のサーフェイスコイルでは体表面に位置す
る器官や臓器に対しては有効であるが、体内深部に存在
する臓器では受信コイルを密着して設置することが不可
能となるため、感度範囲の広い受信コイルを使用するこ
とになり、高感度撮像が困難であった。そこで本発明に
よる受信コイル系を外科的手段によって直接体内臓器に
装着することによって体内臓器の高感度撮像を可能にす
る。

第４図において被検体２９の体内臓器３ユに直接受信コ
イル１を装着し、送信回路７及び送信器５を外科的手段
によって体内に配置する。このとき受信コイル１などは
拒絶反応を起こさないように化学的に安定な材質で表面
処理を施し、柔軟な導電材を使用する必要がある。送信
回路７は非磁性に構成することが困難であるため、撮像
部位より離れたところに設置する。また、送信器５は体
表近くに配置して電磁結合をしやすくする。送信回路７
に内蔵される電源６には長寿命の電池を使用するが、磁
力接点（外部磁界により開閉するスイッチ）などの遠隔
操作可能な電源スィッチを設けて撮像時以外には電源が
切れるようにする。

送信器５より送信される振幅あるいは周波数変調波は、
アンテナである受信器３０で受信され高周波増幅器２３
で増幅の後、第３図における直交位相検波器２４で検波
し、Ａ／Ｄコンバータ２５に入力される。

この使用例によれば、術後臓器の治癒状態の確認や臓器
機能の研究のための良質な臓器画像を得ることが可能と
なる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明は、ＭＲＩ装置における受信コ
イルの接続ケーブルを排除することが可能となるため、
ベットの可動部に巻き込むなどの問題を解決し、使い勝
手を向上する。また、体内臓器撮像時に、従来型局所コ
イルが使用できないという問題を直接受信コイルを装着
することによって解決し、感度を向上してＳＮ比の高い
、良質な画像が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による受信コイル系の構成を示す構成図
、第２図は同受信コイル系の構成例を示す外観図、第３
図は本発明に係るＭＲＩ装置の全体構成を示す構成図、
第４図は一実施例を示す説明図である。 １・・・受信コイル、２・・・同調回路、３・・・高周
波増幅器、４・・・変調器、５・・・送信器、６・・・
電源、７・・送信回路、８・・・高周波ケーブル、９・
・・受信コイル系、茅 固

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、静磁場、傾斜磁場の各磁場発生手段と、検査対象に
   電磁波を照射する手段と、検査対象からの磁気共鳴信号
   を検出する高周波コイルと、前記検出信号を使つて対象
   物体の物理的性質をあらわす画像を得る画像再構成手段
   とを備えた磁気共鳴イメージング装置において、前記磁
   気共鳴信号を検出する高周波コイルに増幅器、変調器、
   送信器及び電源より構成される回路を付帯し、検出信号
   を電磁的結合手段によつて外部装置に伝送することを特
   徴とする磁気共鳴イメージング装置用受信コイル。