JPH05154127A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
磁気共鳴イメージング装置Info
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Abstract
磁場コイルによる低周波磁場を透過させる。 【構成】本発明の磁気共鳴イメージング装置は、傾斜磁
場コイル3とRFコイル2との間に円筒状のRFシール
ド21を配置しており、このRFシールド21を、導体
シート22でできた第1および第2の半円筒部で構成
し、これらの半円筒部に、RFコイル2により生じるシ
ールド電流の経路に沿った第1の絶縁ライン23、25
を形成することによって、第1および第2の導体ループ
群24、26を形成し、第1および第2の導体ループ群
24、26に、半径方向に延びる第2の絶縁ライン2
7、28を各々形成し、この絶縁ライン27、28によ
って形成された第1の導体ループ群24の各導体ループ
端とこれに対応する第2の導体ループ群26の各導体ル
ープ端とを交差させて相互に接続したものである。
Description
グ装置に係り、特に、傾斜磁場コイルとRFコイルとの
間に円筒状のRFシールドを配置した磁気共鳴イメージ
ング装置に関する。
すように、静磁場B0 をつくる磁石部1と、例えば数十
MHz の高周波を被検体に印加するとともに被検体からの
共鳴信号を検出するRFコイル2と、静磁場方向(例え
ばz方向)と同じ向きでかつ各座標方向で強度が線形に
異なる傾斜磁場を形成する傾斜磁場コイル3とを備え
る。
yコイルおよびGzコイルと呼ばれる3組の傾斜磁場コ
イルで構成される。
に、バードケージタイプのものが多く用いられる。
る高周波磁場が、外側に配置された傾斜磁場コイル3に
入ると、高周波磁場エネルギーのかなりの部分が傾斜磁
場コイル3の導体部分で失われてRFコイルのQ値が低
下してしまい、磁気共鳴イメージング装置のS/N比の
低下を招く原因となる。
3の間にRFシールド4を設けて、高周波磁場の遮蔽を
行うのが一般的である。
コイル3の間に配置しておくと、RFコイル2の高周波
磁場により、RFシールド4の導体シートに渦電流が発
生する。
る。
て、RFコイル2がつくる高周波磁場は導体シートにお
いてキャンセルされ、高周波磁場は、RFシールド4の
外側へは漏洩せず、傾斜磁場コイル3に及ばない。
め、RFシールド4は、傾斜磁場コイル3の傾斜磁場を
内側に貫通させなければならないが、この傾斜磁場も、
例えば数十kHz の変動磁場であるため、RFシールド4
の導体シートには、傾斜磁場に対するシールド電流も発
生し、傾斜磁場はRFシールド4で遮蔽されてしまう。
イルによる高周波磁場を遮蔽しつつ傾斜磁場コイルによ
る低周波磁場を透過させるRFシールドを、米国特許第
4,879,515 号明細書に開示する。
Fシールド4と同様、RFコイル2と傾斜磁場コイル3
の間に配置されている。
す。
ールド4と同様に配置し、Z軸回りの角度θが0のとこ
ろでZ軸に平行に切断し、これを展開したものである。
の導体シート12は、2つの半円筒部材に分割されてお
り、これらの半円筒部材は、絶縁ライン15によって複
数の導体ループ16を形成する。
ケージタイプのRFコイル2の高周波磁場に対するシー
ルド電流の流れるパターンを理論的に予測しこの予測さ
れたパターンに沿って形成されたものであるので、高周
波磁場に対するシールド電流は各導体ループ16内を自
由に流れることができるが、このパターンに沿わない電
流は流れないようになっている。
イル及びGyコイルに対するシールド電流は絶縁ライン
15に遮られて流れることができず、かくして、RFシ
ールド11は、RFコイル2による高周波磁場を遮蔽し
つつx方向及びy方向の傾斜磁場コイルによる低周波磁
場を透過させることができる。
に対するシールド電流は、上述のパターンに似た経路に
沿って流れるので、このままでは、Gzコイルの傾斜磁
場は遮蔽されてしまい、被検体まで及ばなくなってしま
う。
体シート13を、絶縁シート14を挟んで設けることに
よりRFシールド11を3層構造とし、さらに、各導体
シート12、13の各半円筒部材に、ほぼ中央から縁部
までZ軸に沿って別の絶縁ライン17を設けることによ
り、導体シート12、13およびこれらの間に形成され
たコンデンサーで構成される高周波電流回路を形成し
た。
ば矢印18(実線)に沿って流れ、次に導体シート12
に設けられた絶縁ライン17の手前で導体シート13と
容量結合し、次に、導体シート13を矢印19(破線)
に沿って流れ、次に導体シート13に設けられた絶縁ラ
イン17の手前で導体シート12と容量結合して再び導
体シート12を矢印18に沿って流れる。
コンデンサーが直列に入ることにより、低周波磁場の場
合よりも高周波磁場の場合の方が小さくなるため、Gz
コイルの低周波傾斜磁場に対するシールド電流は流れに
くく、RFコイルの高周波磁場に対するシールド電流は
流れやすくなる。
1は、RFコイル2による高周波磁場を遮蔽しつつGx
コイル,GyコイルおよびGzコイルによる低周波磁場
を透過させることができる。
ー氏らの米国特許では、第1に、RFシールドの上下層
の間にキャパシタンスが存在するため、高周波電流に対
するインピーダンスは、大きな値にならないとはいえ零
にはならず、したがって、RFシールドの性能を低下さ
せてしまうおそれがあった。
め、その構造が複雑となり、製造コストも高くなるとい
う問題があった。
に加えて表面コイル等の他のRFコイルを使用する場合
があるが、このような表面コイルがつくる高周波磁場に
対するシールド電流経路は、バードケージタイプのコイ
ルのシールド電流経路とは異なるため、表面コイルがつ
くる高周波磁場に対するシールド電流は、絶縁ライン1
5に阻まれて流れることができず、したがって、表面コ
イルの高周波磁場を有効に遮蔽することができないおそ
れも生じていた。
たもので、RFコイルによる高周波磁場を遮蔽しつつ傾
斜磁場コイルによる低周波磁場を透過させることができ
るRFシールドを備えた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。
め、本発明の磁気共鳴イメージンク装置は請求項1に記
載したように、傾斜磁場コイルとRFコイルとの間に円
筒状のRFシールドを配置した磁気共鳴イメージング装
置において、RFシールドを、導体シートでできた第1
および第2の半円筒部で構成し、これらの半円筒部に、
RFコイルにより生じるシールド電流の経路に沿った第
1の絶縁ラインを形成することによって、第1および第
2の導体ループ群を形成し、第1および第2の導体ルー
プ群に、半径方向に延びる第2の絶縁ラインを各々形成
し、この絶縁ラインによって形成された第1の導体ルー
プ群の各導体ループ端とこれに対応する第2の導体ルー
プ群の各導体ループ端とを、交差させて相互に接続した
ものである。
は、請求項2に記載したように、傾斜磁場コイルとRF
コイルとの間に円筒状のRFシールドを配置した磁気共
鳴イメージング装置において、RFシールドを、導体シ
ートでできた第1および第2の半円筒部で構成し、これ
らの半円筒部に、RFコイルにより生じるシールド電流
の経路に沿った第1の絶縁ラインを形成することによっ
て、第1および第2の導体ループ群を形成し、第1およ
び第2の導体ループ群に、半径方向に延びる第2の絶縁
ラインを各々形成し、この絶縁ラインによって形成され
た第1および第2の導体ループ群の各導体ループの少な
くとも一対の隣接端の間にコンデンサー部を設けたもの
である。
は、請求項3に記載したように、第1および第2の導体
ループ群のうち、少なくとも2つの導体ループの間にコ
ンデンサー部を設けたものである。
イルによる高周波磁場を遮蔽しつつ傾斜磁場コイルによ
る低周波磁場を透過させるので、磁気共鳴イメージング
装置のS/N比を改善することができる。
第1の実施例について、添付図面を参照して説明する。
の部品については、同一の参照番号を付し、その説明を
省略する。
傾斜磁場コイル3とRFコイル2との間に円筒状のRF
シールドを配置してある。
す。
シート22でできた第1および第2の半円筒部で構成
し、これらの半円筒部に、RFコイル2により生じるシ
ールド電流の経路に沿った第1の絶縁ライン23、25
を形成することによって、第1および第2の導体ループ
群24、26を形成するとともに、第1および第2の導
体ループ群24、26に、半径方向に延びる第2の絶縁
ライン27、28を各々形成し、この絶縁ライン27、
28によって形成された第1の導体ループ群24の各導
体ループ端とこれに対応する第2の導体ループ群26の
各導体ループ端とを、交差させて相互に接続したもので
ある。
6で説明すると、絶縁ライン27の左側にある端a と、
絶縁ライン28の右側にある端a'とを接続し、さらに、
絶縁ライン27の右側にある端p と絶縁ライン28の左
側にある端p'とを接続してある。
も内側にある導体ループについては、端a から時計方向
に端p まで流れ、次に、後述する接続部を経て導体ルー
プ群26の対応する導体ループの端a'から時計方向に端
p'まで流れ、次に他方の接続部を経て再び導体ループ群
24の最も内側の導体ループの端a に戻る1つのコイル
が形成される。
々接続すれば、さらに別のコイルが形成される。
のコイルが形成される。
27、28の両端を交差させて接続することである。
して形成したコイルに電流を流した場合に、導体ループ
群26、言い換えれば図8におけるy軸の正の側の導体
ループに流れる電流方向と、導体ループ群24、言い換
えれば図8におけるy軸の負の側の導体ループに流れる
電流方向とがy軸回りに対して互いに逆方向になるよう
にという意味である。
続した接続部29を図2に示す。
の対応する導体ループの端を相互に接続した接続部29
は、例えば銅テープで構成され、接続部29が交差する
部分には、テフロンやポリエチレン等でできた絶縁層を
設けてある。
8つのコイルが形成されるので、図2のX字形の接続部
29は、実際には、例えば8組重ねて構成する。
も導体材料であればなんでもよく、接続方法について
も、例えば、接続回路をプリントしたプリント基板を使
用してもよい。
る。
周波磁場が形成されると、RFコイル2の外側に配置さ
れたRFシールド21の導体ループ群24、26にこの
高周波磁場が侵入する。
マー氏らの米国特許明細書に開示されているように、R
Fコイル2によって流れるシールド電流の経路を予め予
想しこの経路に沿って形成してある。
は、導体ループ群24、26を同じy軸回りに、図1の
展開図でいえば互いに反対方向に流れようとするが、本
発明のRFシールド21は、導体ループ群24、26を
交差させて接続してあるため、このシールド電流を自由
に流すことができる。
高周波磁場を遮蔽するシールド電流が各導体ループ群2
4、26内を自由に流れ、高周波磁場は傾斜磁場コイル
3まで及ばない。
上述のシールド電流は、図1を参照して前に説明したよ
うに、例えば、導体ループ群24をa からp に流れ、次
に、接続部29を経て導体ループ群26の端p'から端a'
に流れ、次に他方の接続部29を経て再び導体ループ群
24の端a に戻ってくるので、ロエマー氏らの米国特許
明細書のように、容量結合は途中に存在しない。
スがロエマー氏らの米国特許明細書に比べてずっと小さ
くなり、高周波磁場の遮蔽性能は向上する。
る傾斜磁場を遮蔽するシールド電流は、上述した高周波
磁場に対するシールド電流の流れる経路とは異なるた
め、導体ループ群24、26の間の絶縁ライン23、2
5に阻まれて流れることはできない。
るシールド電流は、上述した高周波磁場に対するシール
ド電流の流れる経路と似ており、その方向は、y軸回り
で反対方向に、図1の展開図でいえば例えば矢印30、
31に示すように同じ方向に導体ループ群24、26を
流れようとする。
る各導体ループは、図2に示すように交差させて接続さ
れているため、導体ループ群24、26を流れようとす
る電流は互いに逆方向となる。
るシールド電流の起電力はキャンセルされ、結果とし
て、この導体ループ群24、26にはGzコイルに関す
るシールド電流は流れない。
びGzコイルで構成された傾斜磁場コイルによる傾斜磁
場は、RFシールド21の存在によってほとんど影響を
受けることなく内部の被検体に到達し、共鳴信号の位置
を認識するための情報を被検体に与えることができる。
層構造であるにも関わらず、RFコイルの高周波磁場を
有効に遮蔽し、かつ傾斜磁場コイルによる傾斜磁場を内
部に透過させることができる。
の第2の実施例のRFシールドを図3に展開図で示す。
できた第1および第2の半円筒部で構成し、これらの半
円筒部に、RFコイル2により生じるシールド電流の経
路に沿った第1の絶縁ライン23b、25bを形成する
ことによって、第1および第2の導体ループ群24b、
26bを形成し、第1および第2の導体ループ群24
b,26bに、半径方向に延びる第2の絶縁ライン27
b,28bを各々形成し、この絶縁ライン27b,28
bによって形成された第1および第2の導体ループ群2
4b,26bの各導体ループの隣接端の間に、図4に示
すコンデンサー32を設けてある。
いては、端a および端p 、端b および端o 等を、第2の
導体ループ群26bにおいては、端a'および端p'、端b'
および端o'等をコンデンサー32によって相互に容量結
合してある。
隣接端の間に実際に直列に挿入することによって形成し
てもよいし、端と端とを絶縁体をはさんで重ねることに
よって形成してもよい。
た例を、図3のA−Aに沿う断面図として図5に示す。
波磁場特性に応じて選択すればよい。
もよいし、いくつかの隣接端だけを容量結合してもよ
い。
bの半径方向に絶縁ライン27b,28bを設け、この
絶縁ライン27b,28bによって形成された隣接端を
容量結合してあるため、高周波磁場に対するインピーダ
ンスを零にすることはできない。
造であるのに比べて、本実施例は、全体としては単層で
あるので、その製造コストを低減することができる。
に対するシールド電流は、第1の実施例と同様、絶縁ラ
イン23b、25bによって阻止され、Gzコイルの低
周波磁場に対するシールド電流は、本実施例の容量結合
構造によって阻止される。
の第3の実施例のRFシールドを説明する。
6の概念図に示すように、図1で説明したRFシールド
21の第1および第2の導体ループ群24,26内の各
導体ループ間にコンデンサー部33を形成して相互に容
量結合したものである。
で述べたように、導体ループ間にコンデンサー部品を入
れて形成してもよいし、導体ループ間に絶縁体を挟んだ
重複部分で形成してもよい。
の他のRFコイルを使用する場合、表面コイルによる高
周波磁場に対するシールド電流の経路は、バードケージ
コイルに関するシールド電流経路と異なる。
介して、表面コイルの高周波磁場に対するシールド電流
を流すことができる。
ば、表面コイルに関するシールド電流は絶縁ライン2
3、25に遮られて流れず、表面コイルの高周波磁場を
遮蔽することができないが、コンデンサー部33がある
と、全ての導体ループが容量結合を介して一体となるの
で、あらゆる方向のシールド電流を流すことができるよ
うになる。
どんな形状のコイルに対しても高周波磁場を遮蔽するこ
とができる。
ープ24、26の存在によってバードケージコイルに対
するシールド電流は自由に流れるとともに、コンデンサ
ー部33の存在によって、表面コイル等の他のRFコイ
ルに対するシールド電流も自由に流れることができる一
方、Gx,Gyコイルの低周波磁場に対するシールド電
流は低周波磁場であるため、絶縁ライン23、25およ
びコンデンサー部33の存在によってほとんど流れるこ
とができないとともに、Gzコイルに対しても、第1の
実施例で説明した接続部29により、互いに打ち消され
てシールド電流は流れないことである。
合を、図4で説明した第2の実施例のRFシールド21
bについて行ってもよい。
変形例を、RFシールド21dとして図7に示す。
bおよびコンデンサー部32によってバードケージコイ
ルに対するシールド電流はかなり自由に流れるととも
に、コンデンサー部34の存在によって、表面コイル等
の他のRFコイルに対するシールド電流も自由に流れる
ことができる一方、Gx,Gyコイルの低周波磁場に対
するシールド電流は低周波磁場であるため、絶縁ライン
23b、25bおよびコンデンサー部34の存在によっ
てほとんど流れることができないとともに、Gzコイル
に対しては、絶縁ライン27b、28bおよびコンデン
サー部32の存在によってほとんど流れることができな
いことである。
ロエマー氏らのRFシールド11を、各導体ループ群内
で容量結合してもよい。
は、傾斜磁場コイルに対する磁場を透過させることがで
きるとともに、どんなタイプのRFコイルに対しても、
その高周波磁場に対するシールド電流を流すことができ
る。
メージング装置においては、RFシールドを、導体シー
トでできた第1および第2の半円筒部で構成し、これら
の半円筒部に、RFコイルにより生じるシールド電流の
経路に沿った第1の絶縁ラインを形成することによっ
て、第1および第2の導体ループ群を形成し、第1およ
び第2の導体ループ群に、半径方向に延びる第2の絶縁
ラインを各々形成し、この絶縁ラインによって形成され
た第1の導体ループ群の各導体ループ端とこれに対応す
る第2の導体ループ群の各導体ループ端とを、交差させ
て相互に接続したことにより、RFコイルによる高周波
磁場を遮蔽しつつ傾斜磁場コイルによる低周波磁場を透
過させるので、磁気共鳴イメージング装置のS/N比を
改善することができる。
ことができるので、製造が容易になるとともに、製造コ
ストを下げることができる。
た第1および第2の半円筒部で構成し、これらの半円筒
部に、RFコイルにより生じるシールド電流の経路に沿
った第1の絶縁ラインを形成することによって、第1お
よび第2の導体ループ群を形成し、第1および第2の導
体ループ群に、半径方向に延びる第2の絶縁ラインを各
々形成し、この絶縁ラインによって形成された第1およ
び第2の導体ループ群の各導体ループの少なくとも一対
の隣接端を相互に容量結合したことにより、同様の効果
を得ることができる。
ち、少なくとも2つの導体ループを、各群内で相互に容
量結合したことにより、上述の効果に加えてさらに、バ
ードケージコイル以外の他のRFコイルの高周波磁場も
有効に遮蔽することができる。
るRFシールドの展開図。
プと、これらの導体ループを接続する接続部とを示した
展開図。
図。
の概念図。
を、隣接する導体ループの両端を重ねることによって形
成したときの図3のA−A断面に沿う断面図。
間にコンデンサー部を設けた別のRFシールドの斜視
図。
ープ間にコンデンサー部を設けた別のRFシールドの斜
視図。
Fコイルの斜視図。
RFシールドの展開図。
Claims (3)
- 【請求項1】 傾斜磁場コイルとRFコイルとの間に円
筒状のRFシールドを配置した磁気共鳴イメージング装
置において、前記RFシールドを、導体シートでできた
第1および第2の半円筒部で構成し、これらの半円筒部
に、前記RFコイルにより生じるシールド電流の経路に
沿った第1の絶縁ラインを形成することによって、第1
および第2の導体ループ群を形成し、前記第1および第
2の導体ループ群に、半径方向に延びる第2の絶縁ライ
ンを各々形成し、この絶縁ラインによって形成された前
記第1の導体ループ群の各導体ループ端とこれに対応す
る前記第2の導体ループ群の各導体ループ端とを、交差
させて相互に接続したことを特徴とする磁気共鳴イメー
ジング装置。 - 【請求項2】 傾斜磁場コイルとRFコイルとの間に円
筒状のRFシールドを配置した磁気共鳴イメージング装
置において、前記RFシールドを、導体シートでできた
第1および第2の半円筒部で構成し、これらの半円筒部
に、前記RFコイルにより生じるシールド電流の経路に
沿った第1の絶縁ラインを形成することによって、第1
および第2の導体ループ群を形成し、前記第1および第
2の導体ループ群に、半径方向に延びる第2の絶縁ライ
ンを各々形成し、この絶縁ラインによって形成された前
記第1および第2の導体ループ群の各導体ループの少な
くとも一対の隣接端の間にコンデンサー部を設けたこと
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 【請求項3】 前記第1および第2の導体ループ群のう
ち、少なくとも2つの導体ループの間にコンデンサー部
を設けたことを特徴とする請求項1あるいは2のいずれ
かに記載の磁気共鳴イメージング装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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US07/986,352 US5381093A (en) | 1991-12-09 | 1992-12-07 | Magnetic resonance imaging apparatus |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP03324780A JP3110115B2 (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | 磁気共鳴イメージング装置 |
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-
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US5381093A (en) | 1995-01-10 |
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