JPH05269110A

JPH05269110A - 核磁気共鳴を用いた検査装置

Info

Publication number: JPH05269110A
Application number: JP4068616A
Authority: JP
Inventors: Yukio Yabusaki; 征雄薮崎; Munetaka Tsuda; 宗孝津田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1992-03-26
Publication date: 1993-10-19

Abstract

(57)【要約】【目的】水平磁場方式のＮＭＲを用いた検査装置にお
いて、被検者の乳房を対象にした場合に高感度、高分解
能に撮像し、乳ガンなどの検査を無侵襲に行うことを可
能にする。【構成】静磁場、傾斜磁場、高周波磁場の各磁場を発
生する磁場発生手段１２，１３，１４，１８と、検査対
象からの核磁気共鳴信号を検出する信号検出手段８と、
この信号検出手段が出力した検出信号の演算を行う演算
手段１１と、演算手段による演算結果を出力する出力手
段とを有し、前記静磁場は水平方向に生成され、信号検
出手段８は、筒型形態３００，３０１を有し、螺旋状又
はこれに類似した形状のコイル３１０，３１１を用いて
構成され、筒型形態の内部空間に乳房が入るように構成
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は核磁気共鳴を用いた検査
装置に係り、生体中の水素やリン等からの核磁気共鳴
（以下「ＮＭＲ」という）信号を測定し、核の密度分布
や緩和時間分布等を映像化する、ＮＭＲ現象を用いた人
体の検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、人体の頭部や腹部などの内部構造
を、非破壊的に検査する装置として、Ｘ線ＣＴや超音波
撮像装置が広く利用されている。近年、ＮＭＲ現象を用
いて同様の検査を行う試みが成功し、Ｘ線ＣＴや超音波
撮像装置では得られなかった多種類の情報を取得できる
ようになった。

【０００３】まず、ＮＭＲ現象の基本原理について以下
に簡単に説明する。原子核は陽子と中性子から構成さ
れ、全体で角運動量Ｉで回転する核スピンとみなされ
る。

【０００４】ここで、水素の原子核を取り上げて考え
る。水素原子核は１個の陽子からなり、スピン量子数１
／２で表される回転をしている。陽子は正の電荷がある
ため原子核が回転するに伴い磁気モーメントμが生じ、
原子核一つ一つを非常に小さな磁石と考えることができ
る。

【０００５】例えば、鉄のような強磁性体では上述した
磁石の方向が揃っているために全体として磁化が生じ
る。一方、水素などでは上述した磁石の方向がバラバラ
で全体としては磁化は生じない。しかし、この場合でも
静磁場Ｈを印加すると、それぞれの原子核は静磁場の方
向に揃うようになる。

【０００６】水素原子核の場合にはスピン量子数は１／
２であるので、−１／２と＋１／２の二つのエネルギー
準位に分かれる。このエネルギー準位間の差ΔＥは一般
的に次式で示される。

【０００７】

【数１】ΔＥ＝γｈＨ／２π ここで、γ：磁気回転比、ｈ：プランク定数、Ｈ：静磁
場強度である。

【０００８】ところで、一般に原子核には静磁場Ｈによ
って、μ×Ｈの力が加わるために原子核は静磁場の軸の
回りを次式で示す角速度ω（ラーモア角速度）で歳差運
動する。

【０００９】

【数２】ω＝γＨこのような状態の系に周波数ωの電磁波（ラジオ波）を
印加すると、核磁気共鳴現象が起こり、一般に原子核は
（数１）で表されるエネルギー差ΔＥに相当するエネル
ギーを吸収し、エネルギー準位が高い方に遷移する。こ
の時、種々の原子核が多数存在していても、すべての原
子核が核磁気共鳴現象を起こすわけではない。これは原
子核毎に磁気回転比γが異なるために、（数２）で示さ
れる共鳴周波数が原子核毎に異なり、印加された周波数
に対応する或る特定の原子核だけが共鳴するためであ
る。

【００１０】次に、ラジオ波によって高い準位に遷移さ
せられた原子核はある時定数（緩和時間と呼ばれる）で
決まる時間の後に元の準位に戻る。この時にラジオ波に
よって高い準位に遷移させられた原子核から角周波数ω
の核磁気共鳴信号が放出される。

【００１１】ここで、上述した緩和時間は更にスピン−
格子緩和時間（縦緩和時間）Ｔ₁とスピン−スピン緩和
時間（横緩和時間）Ｔ₂に分けられる。一般に、固体の
場合にはスピン同士の相互作用が生じ易いため、スピン
−スピン緩和時間Ｔ₂は短くなる。また、吸収したエネ
ルギーは、まずスピン系に、次に格子系に移っていくた
め、スピン−格子緩和時間Ｔ₁はスピン−スピン緩和時
間Ｔ₂に比べて非常に大きい値となる。ところが、液体
の場合には分子が自由に運動しているためスピン−スピ
ンとスピン−格子のエネルギー交換の生じ易さは同程度
である。

【００１２】上述した現象は水素原子核以外にもリン原
子核、炭素原子核、ナトリウム原子核、フッ素原子核や
酸素原子核などについても同様である。

【００１３】上述した基本原理に基づくＮＭＲ現象を用
いた検査装置においては、検査物体からの信号を分離・
識別する必要があるが、その一つに、検査物体に傾斜磁
場を印加し、物体各部の置かれた磁場を異ならせ、次
に、各部の共鳴周波数あるいはフェーズエンコード量を
異ならせることで位置の情報を得る方法がある。この方
法の基本原理については、特開昭５５−２０４９５号、
ジャーナル・オブ・マグネティック・レゾナンス誌（J.
Magn. Reson.）第１８巻，第６９〜８３頁（１９７５
年）、フィジックス・オブ・メディスン・アンド・バイ
オロジー誌（Phys.Med.& Biol ．）第２５巻，第７５１
〜７５６頁（１９８０年）等に報告されているので詳細
な説明は省略する。

【００１４】以下に、もっとも多く用いられているスピ
ンエコーの手法について簡単に図１〜図７を参照してそ
の原理を説明する。図１自体は、本発明の実施例の説明
においても用いられるが、ここではＮＭＲを用いた検査
装置の動作原理を説明するために利用し、その詳細説明
は実施例において行われる。

【００１５】図１の全体構成図に示すように、被検者２
０は、静磁場Ｈを発生するコイル１８と互いに直交する
３方向の傾斜磁場を発生するＸ，Ｙ，Ｚの傾斜磁場コイ
ル１６，１７，１５と高周波磁場を発生する高周波磁場
コイル８の中に、設置されている。ここで、静磁場は水
平方向に向いており、その方向をＺ軸とすることが一般
的である。Ｘ軸とＹ軸は図１及び図２中に示される。こ
こで、被検者２０の横断面（Ｘ−Ｙ面）を撮像するに
は、図７に示すスピンエコーシーケンスに従って傾斜磁
場と高周波磁場を駆動する。

【００１６】図７を用いてシーケンスを説明する。期間
Ａでは被検者２０に傾斜磁場Ｇ_zを印加した状態で振幅
変調された高周波電力を高周波コイル８に印加する。横
断面の磁場強度は、静磁場Ｈと位置ｚの傾斜磁場強度ｚ
Ｇ_zの和Ｈ＋ｚＧ_zで示される。一方、振幅変調された
周波数ωの高周波電力は、特定の周波数帯域ω±Δωを
有しているので、

【００１７】

【数３】ω±Δω＝γ（Ｈ＋ｚＧ_z）を満足するように、周波数ωあるいは傾斜磁場強度Ｇ_z
を選ぶことで横断面の部分の水素原子核スピンを励起す
ることになる。ここで、γは水素原子核の磁気回転比を
示す。期間Ｂでは傾斜磁場Ｇ_yをΔｔの間印加すること
で先に励起された核スピンはｙの位置により

【００１８】

【数４】Δω’＝γｙＧ_yΔｔで示される周波数変移を、その共鳴信号において起こ
す。期間Ｄで傾斜磁場Ｇ_xを印加した状態で共鳴信号を
収集する。このとき、期間Ａで励起された核スピンは位
置ｘによって、

【００１９】

【数５】Δω”＝γｘＧ_x で示される周波数差を有することになる。期間Ｃは励起
された核スピンのスピンエコーを得るために１８０度の
高周波磁界と傾斜磁場Ｇ_zが印加されている。期間Ｅは
核スピンが平衡に戻るまでの待ち時間である。期間Ｂの
傾斜磁場Ｇ_yの振幅値を２５６ステップ変化させて繰り
返し共鳴信号を収集すれば、２５６×２５６のデータが
得られる。これらのデータを２次元フーリエ変換するこ
とで画像が得られる。

【００２０】上述したようなＮＭＲ現象を用いた検査装
置によるイメージングでは、高周波磁場を発生あるいは
受信するコイルの効率を向上させることが、画質の向
上、撮像時間短縮につながる重要な課題となっている。

【００２１】ところで、ＮＭＲ現象を用いた検査装置に
おけるＳＮ比は、静磁場強度Ｈの１〜１．５乗に比例し
て増加するため、静磁場強度を少しでも高くし、ＳＮ比
の向上を図る試みがなされつつある。これまで用いられ
てきた送受信兼用コイル（以下、単に「コイル」とい
う）は鞍型コイルである。しかし、静磁場強度の増加に
伴って原子核の共鳴周波数も増大するため、コイルの自
己共鳴周波数とＮＭＲ周波数とが接近あるいは逆転する
状況が生じ、受信時における感度低下あるいは送信時に
おける高周波磁場の発生効率低下という問題が発生す
る。

【００２２】これに対して、Alderman等により新しい形
状のコイル（「アルダーマン型コイル」と呼ばれる）が
提案され、上記問題点が解決されるようになった。この
コイルは、ジャーナル・オブ・マグネティック・レゾナ
ンス誌（J.Magn. Reson.）第３６巻，第４４７〜４５１
頁（１９７９年）に詳細な記述がある。

【００２３】図３及び図４に示すようにアルダーマン型
コイルはガードリング電極１３１，１３２、アーム電極
１１１，１１２、アーム電極１１１に接続されたウイン
グ電極１２１，１２２，１２５，１２６、アーム電極１
１２に接続されたウイング電極１２３，１２４，１２
７，１２８、ウイング電極１２１，１２４間に設けられ
るキャパシタ１４１、ウイング電極１２２，１２３間に
設けられるキャパシタ１４２、ウイング電極１２５，１
２８間に設けられるキャパシタ１４３、ウイング電極１
２６，１２７間に設けられるキャパシタ１４４から構成
される。

【００２４】図６に示す同調・整合回路はキャパシタ２
０１，２０２で構成されており、図４のＨ，Ｇ点に接続
される。図５は図３及び図４におけるアーム電極１１
１，１１２及びウイング電極１２１〜１２８とキャパシ
タ１４１〜１４４から構成される外側の部分を平面に展
開した図である。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】従来の検査装置は、静
磁場Ｈが水平で静磁場方向に被検体を挿入する水平磁場
方式において、高周波における受信感度の低下及び高周
波磁場の発生効率の低下という問題に関しては有効なコ
イル構成である。

【００２６】しかし、検査対象の局所的な箇所、特に被
検者の乳房部分を対象にして高感度で撮像することにつ
いては、充分に配慮されていなかった。

【００２７】なお、他の方式を採用した核磁気共鳴を利
用した装置では、乳房部分を検査できる構成を有した高
周波コイルが提案されている（特開平２−３０２２４６
号）。この文献に開示された高周波コイルでは、サーフ
ェスコイルを使用し、且つ静磁場が垂直磁場である場合
に使用されるものである。従って、本発明の場合とは、
全く方式が異なる。

【００２８】本発明の目的は、水平磁場方式において従
来装置が配慮していない被検者の乳房部を対象にした場
合に、高感度、高分解能に撮像し、乳ガンなどの検査を
無侵襲に行うことができるコイルを備えた核磁気共鳴を
用いた検査装置を提供することにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る核磁気共鳴
を用いた検査装置は、上記目的を達成するため、次の用
に構成される。

【００３０】静磁場、傾斜磁場、高周波磁場の各磁場を
発生する磁場発生手段と、検査対象からの核磁気共鳴信
号を検出する信号検出手段と、この信号検出手段が出力
した検出信号の演算を行う演算手段と、演算手段による
演算結果を出力する出力手段とを有し、前記静磁場は水
平方向に生成され、信号検出手段は、筒型形態を有し、
螺旋形状又はこれに類似した形状のコイルを用いて構成
され、筒型形態の内部空間に乳房が入るように構成され
る。

【００３１】前記の構成において、好ましくは、前記信
号検出手段は、円筒部材と、この円筒部材の円筒面上に
螺旋状に設けられた電流通路又は同心円上に設けられた
複数の電流通路と、この電流通路が作る磁束に直交する
磁束を発生又は受信するように前記円筒面上に設けられ
た電流通路とで構成される。

【００３２】前記の構成において、更に、好ましくは、
前記信号検出手段は、円筒部材と、この円筒部材の円筒
面上に沿って螺旋状に設けられた電流通路又は同心円上
に設けられた複数の電流通路のいずれかと、前記電流通
路が作る磁束に直交する磁束を発生又は受信するように
円筒面上に設けられた複数の電流通路とから構成され
る。更に、それぞれの電流通路の先端が容量結合される
ことも可能である。

【００３３】前記の各構成において、好ましくは、前記
信号検出手段を複数個設け、それぞれを直列又は並列に
接続したことを特徴とする。

【００３４】前記の各構成において、好ましくは、前記
信号検出手段の内側に乳房圧迫手段を設けたことを特徴
とする。

【００３５】上記の構成において、好ましくは、前記圧
迫手段として流体を用いたことを特徴とする。

【００３６】前記の各構成において、好ましくは、前記
信号検出手段の内側に緩衝材を設けたことを特徴とす
る。

【００３７】前記の各構成において、前記信号検出手段
の内側を肌触りの良い物としたことを特徴とする。

【００３８】以上の如く、上記目的を達成するために、
乳房が入る形状のソレノイドコイル及びソレノイドコイ
ルと磁束が直交するコイルの組み合わせを用い、必要に
応じて乳房を圧迫する機構を設けたことに、本発明の特
徴がある。

【００３９】

【作用】一般的に、核磁気共鳴を用いた検査装置では、
静磁場の方向とコイルの感度方向は直交していなければ
ならない。水平磁場方式の核磁気共鳴を用いた検査装置
では、被検体の挿入方向と静磁場の方向が一致してしま
うために、頭部、腹部用コイルに鞍型コイルなどが考案
され、用いられてきた。

【００４０】しかし、乳房を撮像する場合には、核磁気
共鳴の原理に基づけば、対象とする部位からの磁束変化
を効率よく電気信号に変換できるソレノイドコイルが適
用することができる。すなわち、乳房は被検体の体軸に
対して垂直にした状態で撮像が可能である。

【００４１】しかも撮像部位がコイルの中に納まるよう
な構成をとることができるため、磁束が集束される。ま
た、ソレノイドコイルと磁束方向が直交するコイルを組
み合わせることで、回転磁場を発生し、受信できるＱＤ
（QUADRATURE DETECTION）コイル（CIRCULAR POLARIZAT
ION COILとも呼ばれる）を構成することができる。従っ
て、撮像部位を通る磁束を効率よく捕捉することができ
るため、高感度に受信できる。

【００４２】更に、コイルの内側に膨張収縮する機構を
設け、乳房を圧迫又は動かないように固定することが可
能となり、分解能がよい画像を得ることができる。

【００４３】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００４４】図１は、本発明による送受信兼用の高周波
コイルが適用されたＮＭＲを用いた検査装置の構成図で
ある。

【００４５】図１において、５は制御装置、６は高周波
パルス発生器、７は電力増幅器、８は高周波磁場を発生
すると共に対象物体２０から生ずる信号を検出するため
の送受信兼用コイル、９は増幅器、１０は検波器、１１
は信号処理装置を示している。また１２，１３，１４
は、それぞれＺ方向及びこれに直角の方向（Ｘ方向及び
Ｙ方向）の傾斜磁場を発生させるコイル、１５，１６，
１７はそれぞれ上記コイル１２，１３，１４を駆動する
電源部を示している。これらのコイルにより発生する傾
斜磁場により検査対象の置かれる空間の磁場分布を、所
望の傾斜を有する分布とするものである。図１ではコイ
ル１３，１４，８の順に大きさが小さくなっているよう
に描いてあるが、全体構成を示すための便宜的なもので
あり、この大きさ、順番にこだわる必要はない。

【００４６】制御装置５は、各装置に種々の命令を一定
のタイミングで出力する機能を有する。高周波パルス発
生器６の出力は、電力増幅器７で増幅され、上記コイル
８を励振する。コイル８で受信された信号成分は、増幅
器９を通り、検波器１０で検波後、信号処理装置１１で
画像に変換される。

【００４７】なお静磁場の発生は、電源１９により駆動
されるコイル１８による。本実施例では静磁場の発生は
コイル１８による常電導方式としたが、励磁時以外は電
源１９が不要な超電導方式でも良い。検査対象である被
検者２０はベッド２１上に載置され、上記ベッド２１は
支持台２２上を移動可能に構成されている。

【００４８】図２は図１における傾斜磁場コイルの構成
及び流す電流の方向を示した一例である。コイル１２で
Ｚ方向傾斜磁場を、コイル１３でＸ方向傾斜磁場を、コ
イル１４でＹ方向傾斜磁場を発生する例を示している。
コイル１３とコイル１４は同じ形のコイルであって、Ｚ
軸回りに９０度回転した構成をしている。実際にはコイ
ル１２，１３，１４を一つの円筒形ボビンに巻いて用い
られる。これらの傾斜磁場コイルは静磁場と同一方向
（Ｚ軸方向）磁場を発生し、それぞれＺ，Ｘ，Ｙ軸に沿
って直線勾配（傾斜）を持つ磁場を発生する。

【００４９】本発明は、上記コイル８の改良に関する。
ここで、コイル８は、例えば頭部用コイルであれば直径
３００ｍｍ、長さ３００ｍｍ程度の大きさを有するもの
である。本発明によるコイル８は、乳房用コイルである
ため、頭部用コイルよりも小さく、乳房用コイルとして
大きい場合でも直径２００ｍｍ、長さ２００ｍｍ程度の
ものである。

【００５０】本実施例ではコイル形状を円筒形として説
明するが、楕円筒形などの形状の変形も可能であり、本
発明を規制するものではない。

【００５１】図８は乳房専用の送受信兼用コイルの一実
施例の概略を示した鳥瞰図である。図９は図８に示す乳
房用コイルの等価回路図である。図８に示す実施例で
は、円筒形ボビン３００，３０１に銅線からなる電極３
１０，３１１を巻き付け、更に円筒形ボビン３００，３
０１の軸方向と直交する方向に感度を持つように銅線か
らなる矩形の電極７００，７０１，７１０，７１１を円
筒形ボビン３００，３０１に巻き付けた構成である。円
筒形ボビン３００，３０１のそれぞれに基づいて構成さ
れたコイルユニットのそれぞれは、各乳房に対応する。
図８に示す実施例では、電極３１０，３１１，７００，
７０１，７１０，７１１は銅線で構成した場合について
示しているが、銅パイプ、銅箔又は銅板で構成しても良
い。いずれの場合も、電極は電流通路として機能するも
のであり、ソレノイドコイルを形成する。図８では電極
として２ターンのソレノイドコイルとしているが、本実
施例はターン数を２ターンに限定するものではない。共
鳴周波数と感度によってターン数を変化させる必要があ
る場合がある。図８及び図９では、矩形の電極７００，
７０１及び電極７１０，７１１を円筒形ボビン３００及
び３０１に巻き付けた構成であるが、電極７００，７０
１及び電極７１０，７１１として円形や楕円形などでも
良い。また電極７００，７０１及び電極７１０，７１１
を円筒形ボビン３００，３０１に巻き付けた構成でなく
ても良い。矩形の電極７００，７０１及び電極７１０，
７１１を円筒形ボビン３００，３０１に巻き付けない場
合の実施例を、図１０に示す。図８〜図１０では、矩形
電極７００，７０１，７１０，７１１を並列に接続した
場合について示している。

【００５２】更に、図８〜図１０では、電極３１０，３
１１を螺旋状に巻いた場合の構成を示しているが、図１
１に示すように円形状の電極３２０，３２１と電極３３
０，３３１のそれぞれを、まずボビン３００，３０１に
巻き付け、各ボビンにおける２つの電極を電極３２２，
３３２で斜めに接続するようにする。このようにするこ
とによって、或る角度をつけて電極３１０，３１１をボ
ビン３００，３０１に巻き付け、螺旋状の形状にする必
要がなくなるため、作製が容易になるという利点があ
る。図１１に示す実施例では、電極３２０，３２１及び
電極３３０，３３１についてのみ着目し、電極３２０，
３２１及び電極３３０，３３１の構造が明確になるよう
に電極７００，７０１及び電極７１０，７１１は省略し
ているが、図８〜図１０に示す実施例と同様の構成であ
る。

【００５３】図１２及び図１３には、電極３２０，３２
１からなるコイル８２０、及び電極３３０，３３１から
なるコイル８３０と、電力増幅器７及び増幅器９との接
続の一実施例を示す。図１２及び図１３では接続関係を
示すのが主な目的であるから、コイル８２０，８３０は
簡略化して示されている。また本実施例では、電力増幅
器及び増幅器を２組（電力増幅器７１，７２、増幅器９
１，９２）用いて構成した場合について示している。

【００５４】図１２に示す実施例では、回転磁場の方向
を図に示す方向（時計回り）の場合について示してい
る。照射時には、照射信号は２系統に分離されており、
一方は電力増幅器７１へ、もう一方は移相器７０１で照
射信号の位相を９０゜遅らせた後に電力増幅器７２へ入
力される。電力増幅器７１，７２で増幅された信号野そ
れぞれが、コイル８２０，８３０を駆動する。次に受信
時には、コイル８２０，８３０で受信された信号は、そ
れぞれ増幅器９１，９２で増幅された後、コイル８２０
で受信された信号を移相器９０１で９０゜位相をずら
し、合成器１００で合成される。

【００５５】回転磁場の方向が逆方向（反時計回り）の
場合には、図１３に示すように、それぞれの移相器７０
１，９０１の挿入場所が、もう一方のチャンネルに変わ
るだけで、基本的な構成は同じである。図１２及び図１
３では電力増幅器７１，７２と増幅器９１，９２の間の
信号の分離については明示していないが、λ／４ケーブ
ルと交差ダイオードを用いる公知の方法で分離すること
ができる。回転磁場で励起及び受信する場合の駆動及び
受信の構成の仕方には、本実施例以外にも外部からの信
号で能動的に行う方法など種々の構成方法があり、図１
２及び図１３に示す構成以外でも良く、任意の構成が可
能である。

【００５６】また図８〜図１１では、コイルのキャパシ
タによる分割は行わない場合について示している。しか
し、共鳴周波数が高くなりコイルの同調がとれない場合
や被検体の影響が大きい場合には、キャパシタによって
コイルを分割することで問題を回避できる。このような
構成の実施例を図１４及び図１５に示す。

【００５７】図１４に示す実施例では、螺旋状の電極３
１０１〜３１０５，３１１１〜３１１５及び矩形状の電
極７００１〜７００５，７０１１〜７０１５，７１０１
〜７１０５，７１１１〜７１１５のそれぞれに関し、図
１５に示す実施例では、円形の電極３２０１〜３２０
３，３２１１〜３２１３，３３０１〜３３０３，３３１
１〜３３１３及び矩形状の電極７００１〜７００５，７
０１１〜７０１５，７１０１〜７１０５，７１１１〜７
１１５のそれぞれに関し、キャパシタ４２１〜４２４，
４２０１〜４２０４，４２１１〜４２１４及び４３１〜
４３４，４３０１〜４３０４，４３１１〜４３１４で分
割した場合について示している。図１４及び図１５の図
示例において、図示の便宜上、左右２つの乳房のそれぞ
れに対応するコイルユニットを上下に配置にして示して
いる。

【００５８】図１５に示す実施例では、全体の構成が見
やすくなるように、図１４に示す構成を９０度回転して
いる。キャパシタによる分割数については、共鳴周波数
及び被検体による影響の度合いによって適時変更する必
要がある。

【００５９】図１６は、２つの乳房のそれぞれに対応す
る２組のコイル（前述の電極に対応する）の接続方法を
示した実施例である。図１６では２組のコイルの接続方
法を示すのが目的であるため、コイルは１ターンのもの
（円形又は螺旋状のコイルを５００，５０１、矩形状の
コイルを５０２，５０３）で示した。図１６（ａ），
（ｂ）では円形又は螺旋状のコイルのみを示す。具体的
な構成は図８〜図１１、図１４及び図１５に示すもので
ある。図１６（ａ）は２組のコイル５００，５０１を直
列に接続する場合を示す。図１６（ｂ）は２組のコイル
５００，５０１を並列に接続する場合を示す。各々の場
合で、接続を二通り示しているのはそれぞれのコイル５
００，５０１の磁束の向きが同じ方向の場合と反対の場
合である。図１６のＨ，Ｇ点に図６で示した同調・整合
回路を接続することで、同調及び整合をとれることは従
来と同様である。

【００６０】図１６（ｃ），（ｄ）は２組のコイル５０
２，５０３の接続方法を示した場合を示す。図１６
（ｃ），（ｄ）では矩形コイルの接続方法を示すのが目
的であるため、矩形コイルについてのみ示した。具体的
な構成は図８〜図１１及び図１４及び図１５に示すもの
である。図１６（ｃ）は２組のコイル５０２，５０３を
直列に接続する場合、また図１６（ｄ）は２組のコイル
５０２，５０３を並列に接続する場合について示してい
る。図１６（ｃ），（ｄ）のＨ，Ｇ点に図６で示した同
調・整合回路を接続することで、同調及び整合をとれる
のは前述のコイル５００、５０１と同様である。

【００６１】図１７は、図８に示す乳房用コイルに被検
者２０の左右の乳房２０１，２０２が入っている状態の
断面図を模式的に示している。円筒形ボビン３００，３
０１の一端は、被検者２０の乳房２０１，２０２が入る
ように空いた構造になっている。また腕２０３，２０４
及び頭２０５を、全体構成が分かりやすいように示し
た。図１７から明らかなように、円筒形ボビン３００及
び３０１の外側に電極３２０，３２１，７００，７０１
及び３３０，３３１，７１０，７１１を巻き付けた構成
のため、被検者２０が電極３２０，３２１，７００，７
０１及び３３０，３３１，７１０，７１１に直接触れる
ことで感電することはない。この際、円筒形ボビン３０
０，３０１の内側にクッションなどの緩衝材を張り付け
ることによって被検者２０が快適に検査を受けられるよ
うにできる。更に、緩衝材を肌触りの良い材質とするこ
とで、より快適に検査を受けられるようにできる。また
図１３では、詳細な図示を省略しているが、被検者２０
によって２つの乳房の間隔が異なるため、この２組の円
筒形ボビン３００，３０１の間隔を調節できる構成を有
している。

【００６２】上記の調整を可能とする構成の一実施例
を、図１８及び図１９に示す。図１８は概略構成を示す
平面図、図１９は図１８中のＡ−Ａ’線断面図である。
図１８及び図１９では、間隔を調整するための概略構成
図であるため、カバーなどの部分は省略した。図１８及
び図１９に示す実施例では、円筒形ボビン３００，３０
１に支持具３５０，３５１を付設し、この支持具３５
０，３５１の一方の端にネジを切ったネジ穴３４０，３
４１を設ける。上記支持具３５０，３５１を接続する別
な支持具３６０を、ネジ穴側３４０，３４１を形成した
箇所に設ける。支持具３６０の上面部にも穴を開けてお
く。この穴を通して、ネジ３７０，３７１を用いて支持
具３６０と支持具３５０，３５１とを結合する。この構
成に基づいて、円筒形ボビン３００，３０１の間隔を調
節できる。図１８及び図１９に示した実施例の外にも類
似の種々の構成が考えられる。

【００６３】乳ガンなどの検査では乳房を圧迫し、その
ときの癌組織の変形具合を見ることがある。また、動き
を抑制するために乳房を軽く圧迫することもある。その
ような場合における乳房を圧迫する機構の概略構成を示
す断面図が、図２０（ａ），（ｂ）で、図１７に示す断
面図に対応させてある。図２０（ａ）では空気等の流体
によって圧迫する機構の概略構成断面図を、図２０
（ｂ）では機械的に圧迫する機構の概略構成断面図を示
している。

【００６４】図２０（ａ）に示す実施例では円筒形ボビ
ン３００，３０１の内側に伸縮する材料からなるドーナ
ツ状の圧迫用気密袋６０１〜６０３及び６１１〜６１３
を設け、それぞれに外部から適当な圧力の空気などの流
体６５０を注入することで圧迫する構成を形成してい
る。本実施例では、説明のために圧迫用気密袋が３個か
ら構成される場合について示した。この気密袋の個数を
増減することで部分的な圧迫等、圧迫部位を自由に設定
できるようになる。また、この気密袋を一つのつながっ
たドーナツ状ではなくいくつかの部分に分割することで
周方向におけるより微妙な圧迫が可能となる。

【００６５】図２０（ｂ）に示す実施例では２枚の圧迫
用平板６２０，６２１及び６３０，６３１をそれぞれ円
筒形ボビン３００，３０１の内側に設け、この平板を機
械的に動かすことで圧迫を行う場合について示してい
る。図示例では内方に移動させる矢印を示している。こ
の場合には、前述の気密袋の場合に比べて微妙な圧迫を
する場合には機構が複雑となるが、単純な圧迫でよい場
合には、構造が簡単で容易に作製できるという利点があ
る。

【００６６】以上の説明では個々について説明したが、
これらを組み合わせても良いことは言うまでもないこと
である。

【００６７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、水平磁場方式の核磁気共鳴を用いた検査装置にお
いて、被検者の乳房を対象にした場合にソレノイドコイ
ルを用いて乳房検査用コイルを用いるため、高感度、高
分解能に撮像を行うことができ、乳ガンなどの検査を無
侵襲に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるＮＭＲを用いた検査装
置の全体構成図である。

【図２】各傾斜磁場を発生するコイルの構成及び電流の
通電方向を示した図である。

【図３】アルダーマン型コイルの構成を示す外観斜視図
である。

【図４】アルダーマン型コイルの等価回路を示す回路図
である。

【図５】アルダーマン型コイルのを展開した図である。

【図６】同調・整合回路の回路図である。

【図７】スピンエコー法のシーケンスの説明するための
図である。

【図８】本発明に係る乳房用コイルの第１実施例を示す
外観斜視図である。

【図９】図８に示したコイルの等価回路を示す回路図で
ある。

【図１０】本発明に係る乳房用コイルの他の等価回路を
示す回路図である。

【図１１】本発明に係る乳房用コイルの他の実施例を示
す外観斜視図である。

【図１２】送受信用コイルと電力増幅器と増幅器との接
続関係を示す回路図である。

【図１３】送受信用コイルと電力増幅器と増幅器との他
の接続関係を示す回路図である。

【図１４】図８に示したコイルにおいてキャパシタによ
る分割を行った場合の等価回路図である。

【図１５】図１１に示したコイルにおいてキャパシタに
よる分割を行った場合の等価回路図である。

【図１６】２つの螺旋状もしくは円形のコイル、又は２
つの矩形のコイルの接続関係を示す結線図である。

【図１７】本発明によるコイルによる測定状態を示す図
である。

【図１８】２つの乳房用コイルの間隔を調整する機構の
実施例を示す平面図である。

【図１９】図１８におけるＡ−Ａ′線断面図である。

【図２０】乳房を圧迫する機構を説明するための縦断面
図である。

【符号の説明】

５制御装置６高周波パルス発生器８送受信兼用コイル１１信号処理装置１２，１３，１４傾斜磁場を発生させるコイル１８静磁場を発生させるコイル２０被検者２０１，２０２乳房２０５頭３１０，３１１電極３２０〜３２２電極３３０〜３３２電極７００，７０１電極７１０，７１１電極５００〜５０３，８２０，８３０コイル６０１〜６０３，６１１〜６１３圧迫用気密袋６２０，６２１，６３０，６３１圧迫用平板

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年１２月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】核磁気共鳴を用いた検査装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００７】

【０００９】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２５】

【００２９】

【００３９】

【００４３】

【００５９】図１６及び図１７は、２つの乳房のそれぞ
れに対応する２組のコイル（前述の電極に対応する）の
接続方法を示した実施例である。図１６及び図１７では
２組のコイルの接続方法を示すのが目的であるため、コ
イルは１ターンのもの（円形又は螺旋状のコイルを５０
０，５０１、矩形状のコイルを５０２，５０３）で示し
た。図１６（ａ），（ｂ）では円形又は螺旋状のコイル
のみを示す。具体的な構成は図８〜図１１、図１４及び
図１５に示すものである。図１６（ａ）は２組のコイル
５００，５０１を直列に接続する場合を示す。図１６
（ｂ）は２組のコイル５００，５０１を並列に接続する
場合を示す。各々の場合で、接続を二通り示しているの
はそれぞれのコイル５００，５０１の磁束の向きが同じ
方向の場合と反対の場合である。図１６及び図１７の
Ｈ，Ｇ点に図６で示した同調・整合回路を接続すること
で、同調及び整合をとれることは従来と同様である。

【００６０】図１７（ｃ），（ｄ）は２組のコイル５０
２，５０３の接続方法を示した場合を示す。図１７
（ｃ），（ｄ）では矩形コイルの接続方法を示すのが目
的であるため、矩形コイルについてのみ示した。具体的
な構成は図８〜図１１及び図１４及び図１５に示すもの
である。図１７（ｃ）は２組のコイル５０２，５０３を
直列に接続する場合、また図１７（ｄ）は２組のコイル
５０２，５０３を並列に接続する場合について示してい
る。図１７（ｃ），（ｄ）のＨ，Ｇ点に図６で示した同
調・整合回路を接続することで、同調及び整合をとれる
のは前述のコイル５００、５０１と同様である。

【００６１】図１８は、図８に示す乳房用コイルに被検
者２０の左右の乳房２０１，２０２が入っている状態の
断面図を模式的に示している。円筒形ボビン３００，３
０１の一端は、被検者２０の乳房２０１，２０２が入る
ように空いた構造になっている。また腕２０３，２０４
及び頭２０５を、全体構成が分かりやすいように示し
た。図１８から明らかなように、円筒形ボビン３００及
び３０１の外側に電極３２０，３２１，７００，７０１
及び３３０，３３１，７１０，７１１を巻き付けた構成
のため、被検者２０が電極３２０，３２１，７００，７
０１及び３３０，３３１，７１０，７１１に直接触れる
ことで感電することはない。この際、円筒形ボビン３０
０，３０１の内側にクッションなどの緩衝材を張り付け
ることによって被検者２０が快適に検査を受けられるよ
うにできる。更に、緩衝材を肌触りの良い材質とするこ
とで、より快適に検査を受けられるようにできる。また
図１３では、詳細な図示を省略しているが、被検者２０
によって２つの乳房の間隔が異なるため、この２組の円
筒形ボビン３００，３０１の間隔を調節できる構成を有
している。

【００６２】上記の調整を可能とする構成の一実施例
を、図１９及び図２０に示す。図１９は概略構成を示す
平面図、図２０は図１９中のＡ−Ａ’線断面図である。
図１９及び図２０では、間隔を調整するための概略構成
図であるため、カバーなどの部分は省略した。図１９及
び図２０に示す実施例では、円筒形ボビン３００，３０
１に支持具３５０，３５１を付設し、この支持具３５
０，３５１の一方の端にネジを切ったネジ穴３４０，３
４１を設ける。上記支持具３５０，３５１を接続する別
な支持具３６０を、ネジ穴側３４０，３４１を形成した
箇所に設ける。支持具３６０の上面部にも穴を開けてお
く。この穴を通して、ネジ３７０，３７１を用いて支持
具３６０と支持具３５０，３５１とを結合する。この構
成に基づいて、円筒形ボビン３００，３０１の間隔を調
節できる。図１９及び図２０に示した実施例の外にも類
似の種々の構成が考えられる。

【００６３】乳ガンなどの検査では乳房を圧迫し、その
ときの癌組織の変形具合を見ることがある。また、動き
を抑制するために乳房を軽く圧迫することもある。その
ような場合における乳房を圧迫する機構の概略構成を示
す断面図が、図２１（ａ），（ｂ）で、図１８に示す断
面図に対応させてある。図２１（ａ）では空気等の流体
によって圧迫する機構の概略構成断面図を、図２１
（ｂ）では機械的に圧迫する機構の概略構成断面図を示
している。

【００６４】図２１（ａ）に示す実施例では円筒形ボビ
ン３００，３０１の内側に伸縮する材料からなるドーナ
ツ状の圧迫用気密袋６０１〜６０３及び６１１〜６１３
を設け、それぞれに外部から適当な圧力の空気などの流
体６５０を注入することで圧迫する構成を形成してい
る。本実施例では、説明のために圧迫用気密袋が３個か
ら構成される場合について示した。この気密袋の個数を
増減することで部分的な圧迫等、圧迫部位を自由に設定
できるようになる。また、この気密袋を一つのつながっ
たドーナツ状ではなくいくつかの部分に分割することで
周方向におけるより微妙な圧迫が可能となる。

【００６５】図２１（ｂ）に示す実施例では２枚の圧迫
用平板６２０，６２１及び６３０，６３１をそれぞれ円
筒形ボビン３００，３０１の内側に設け、この平板を機
械的に動かすことで圧迫を行う場合について示してい
る。図示例では内方に移動させる矢印を示している。こ
の場合には、前述の気密袋の場合に比べて微妙な圧迫を
する場合には機構が複雑となるが、単純な圧迫でよい場
合には、構造が簡単で容易に作製できるという利点があ
る。

【００６７】

【図面の簡単な説明】

【図５】アルダーマン型コイルのを展開した図である。

【図６】同調・整合回路の回路図である。

【図１７】２つの螺旋状もしくは円形のコイル、又は２
つの矩形のコイルの接続関係を示す結線図である。

【図１８】本発明によるコイルによる測定状態を示す図
である。

【図１９】２つの乳房用コイルの間隔を調整する機構の
実施例を示す平面図である。

【図２０】図１９におけるＡ−Ａ′線断面図である。

【図２１】乳房を圧迫する機構を説明するための縦断面
図である。

【符号の説明】５制御装置６高周波パルス発生器８送受信兼用コイル１１信号処理装置１２，１３，１４傾斜磁場を発生させるコイル１８静磁場を発生させるコイル２０被検者２０１，２０２乳房２０５頭３１０，３１１電極３２０〜３２２電極３３０〜３３２電極７００，７０１電極７１０，７１１電極５００〜５０３，８２０，８３０コイル６０１〜６０３，６１１〜６１３圧迫用気密袋６２０，６２１，６３０，６３１圧迫用平板

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

【図１１】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図８】

【図１０】

【図６】

【図７】

【図１２】

【図１７】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１８】

【図２０】

【図１９】

【図２１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静磁場、傾斜磁場、高周波磁場の各磁場
を発生する磁場発生手段と、検査対象からの核磁気共鳴
信号を検出する信号検出手段と、この信号検出手段が出
力した検出信号の演算を行う演算手段と、前記演算手段
による演算結果を出力する出力手段とを有する核磁気共
鳴を用いた検査装置において、前記静磁場は水平方向に生成され、前記信号検出手段
は、筒型形態を有し、螺旋の形態を有したコイルを用い
て構成され、前記筒型形態の内部空間に乳房が入るよう
にしたことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項２】請求項１記載の核磁気共鳴を用いた検査
装置において、前記信号検出手段は、円筒部材と、この
円筒部材の円筒面上に螺旋状に設けられた電流通路又は
同心円上に設けられた複数の電流通路と、前記電流通路
が作る磁束に直交する磁束を発生又は受信するように前
記円筒面上に設けられた電流通路とで構成されることを
特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項３】請求項１記載の核磁気共鳴を用いた検査
装置において、前記信号検出手段は、円筒部材と、この
円筒部材の円筒面上に沿って螺旋状に設けられた電流通
路又は同心円上に設けられた複数の電流通路と、前記電
流通路が作る磁束に直交する磁束を発生又は受信するよ
うに円筒面上に設けられた複数の電流通路とからなるこ
とを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の核
磁気共鳴を用いた検査装置において、前記信号検出手段
を複数個設け、それぞれを直列又は並列に接続したこと
を特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載の核
磁気共鳴を用いた検査装置において、前記信号検出手段
の内側に乳房圧迫手段を設けたことを特徴とする核磁気
共鳴を用いた検査装置。
【請求項６】請求項５記載の核磁気共鳴を用いた検査
装置において、前記圧迫手段として流体を用いたことを
特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項７】請求項１〜４のいずれか１項に記載の核
磁気共鳴を用いた検査装置において、前記信号検出手段
の内側に緩衝材を設けたことを特徴とする核磁気共鳴を
用いた検査装置。
【請求項８】請求項１〜４のいずれか１項に記載の核
磁気共鳴を用いた検査装置において、前記信号検出手段
の内側を肌触りの良い物としたことを特徴とする核磁気
共鳴を用いた検査装置。