JPH07155307A - Mri用rfコイルおよびmri装置 - Google Patents

Mri用rfコイルおよびmri装置

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JPH07155307A
JPH07155307A JP5308894A JP30889493A JPH07155307A JP H07155307 A JPH07155307 A JP H07155307A JP 5308894 A JP5308894 A JP 5308894A JP 30889493 A JP30889493 A JP 30889493A JP H07155307 A JPH07155307 A JP H07155307A
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JP
Japan
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coil
shield
magnetic field
mri
subject
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JP5308894A
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English (en)
Inventor
Takayuki Nabeshima
貴之 鍋島
Hisaaki Ochi
久晃 越智
Etsuji Yamamoto
悦治 山本
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Hitachi Ltd
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Medical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】単一のRFコイルで複数の核種を容易に検出で
きるMRI用RFコイルを提供する。 【構成】RFコイル11に対してRFシールド41の形
状を異ならしめると、RFシールド上に発生する渦電流
がRFコイルに与える影響によってRFコイル11の共
振周波数が変化する。これを利用し、RFコイル自体を
操作することなく、異なるMR周波数を有する複数の核
種を測定する。 【効果】複数の核種を対象としたMR画像を容易に撮像
できるMR装置を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被検体中の水素や燐な
どの磁気共鳴(以下、MR)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磁気共鳴撮影(以下、
MRI)装置において、複数の核種からの信号検出に好
適なMRI用RFコイルに関する。
【0002】
【従来の技術】MRI装置では、被検体(例えば、人)
の関心部位に含まれる原子核(例えば、水素,燐,炭
素)からのMR信号を共振型RFコイルによって検出し
ている。MR信号の周波数は核種毎に異なるため、複数
の核を検出しようとする場合、核種毎に共振周波数の異
なるRFコイルを用いる必要がある。従来、例えば二種
類の核を検出しようとする場合には、共振周波数の異な
る二種類の別個のRFコイルを用いるか、一つのRFコ
イルの共振周波数を可変キャパシタなどの回路定数を調
整することによって変化させて測定を行っていた。それ
以外には、一つのコイルが二つの共振周波数を有する二
重同調コイル一つを用いて測定するなどの方法がある。
この方法の原理については、特開平2−93387号公報に記
載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術において、
複数のRFコイルを用いる場合、RFコイルの交換に時
間や手間がかかり、撮像の際に被検体の位置ずれ等が起
こる可能性が大きく、異なる核種の画像を比較すること
が困難になる。また、一つのRFコイルを用いて回路系
の調整を行い、複数のRFコイルと同等の動作を行わせ
ようとする場合、特にマルチプルエレメントレゾネータ
等では、調整するキャパシタの数が多いため調整に時間
がかかるだけでなく、再度元の核種を測定する際に同様
の調整を必要とするなどの問題が生じる。また、二重同
調コイルを用いる場合、回路や構造が複雑であると同時
にRFコイルの規模が大きくなる可能性がある。
【0004】本発明の目的は、MRI装置において複数
の核種を一つのRFコイルで計測しようとするとき、R
Fコイル自体に対して調整を行う必要がなく、また、二
重同調コイルのように複雑な回路や複雑な構造を有する
必要がなく、容易に共振周波数を変化させることができ
るRFコイルを提供し、またこれを用いたMRI装置を
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する基本
的な特徴は、共振型MRI用RFコイルにおいて、RF
コイルとその外側に設置するRFシールドとの間に生じ
る容量結合を利用し、前記RFシールドの形状、或いは
前記RFシールドと前記RFコイル間の距離を変化させ
ることで上記RFコイルの共振周波数を変化可能にする
ことにより達成される。
【0006】
【作用】本発明によれば、RFコイル自体を操作するこ
となく、外側に設置するRFシールドの形状、或いはR
FシールドとRFコイル間の距離を変化させることによ
り、RFコイルの共振周波数を変化させるので、撮像す
る核種が異なる場合でも、被検体の移動を防ぐことがで
きる。また、複雑な回路や複雑な構造を必要とせずに共
振周波数の切り替えを容易に行うことができる。
【0007】
【実施例】図1はRFコイル11とRFシールド12と
の相対的な位置関係を示しており、通常の撮像と同様な
配置になっている。この実施例でマルチプルエレメント
レゾネータであるRFコイル11は送信受信兼用であ
り、RFコイル11とRFシールド12の中心軸は静磁
場の方向1と平行になっている。図ではRFコイルの給
電点を省略している。
【0008】撮像時にRFコイル11に電流が流れる
と、RFシールド12上にも誘導電流(以下、渦電流)
が流れる。この渦電流の影響を受けて、RFコイル11
に流れる電流は増加する。その結果、RFコイル11の
等価インダクタンスは見かけ上減少し、共振周波数は高
くなる。RFシールド11上に発生する渦電流がRFコ
イル12に与える影響は、両者の距離に依存し、距離が
小さくなるほどその影響は大きくなる。
【0009】これについて以下に詳しく説明する。図2
は、直径の異なる円筒型のRFシールドを示しており、
これによって同一のRFコイルであっても共振周波数は
変化する。図では同一のマルチプルエレメントレゾネー
タであるRFコイル11に対し、円筒型で直径の異なる
RFシールド21,22がそれぞれ中心軸を静磁場の方
向1と平行にして配置されている。
【0010】直径の小さい方のRFシールド21上に発
生する渦電流がRFコイル11に与える影響は、直径の
大きい方のRFシールド22上に発生する渦電流がRF
コイル11に与える影響より大きいので、RFシールド
21内のRFコイル11の方がRFシールド22内のR
Fコイル11よりも共振周波数が高くなる。
【0011】図3はそれぞれの場合のインピーダンス−
周波数特性を示す。図で、特性曲線31はRFコイルと
RFシールドとの距離が近い方を示しており、特性曲線
32はRFコイルとRFシールドとの距離が遠い方を示
している。図より、RFコイルとRFシールドとの距離
が近い方が共振周波数が高くなることが分かる。
【0012】この例では、RFシールドを複数用いた
が、単一のRFシールドの直径を変化させ、同様の効果
を得ることも可能である。その方法を図4に示す。
【0013】図4はRFシールドを中心軸方向から見た
図である。円筒形のRFシールド41は側面を取り巻く
一部が重なっており、重なる部分42の大きさを自由に
変化させることができる構造になっている。重なる部分
42にギア43等を設けることによってRFシールドの
直径を滑らかに変化させることができ、また、ギアの駆
動に超音波モータを用いることによって、容易に外部か
ら調整することができるようになる。
【0014】図5はRFコイルに対しRFシールドの相
対的な位置を変えることによって、RFコイルの共振周
波数が変化させる実施例を示す。図ではマルチプルエレ
メントレゾネータであるRFコイル11が固定してあ
り、RFシールド51は中心軸方向に自由に移動できる
構造になっている。RFシールド51がRFコイル11
を覆う部分が大きいと、渦電流の影響が大きくなり、R
Fコイル11の共振周波数は高くなる。逆にRFシール
ド51がRFコイル11を覆う部分が小さいと、RFコ
イル11の共振周波数は低くなる。RFシールドの移動
は、例えば、被検体が横たわるベッド上に刻んだレール
等を介して滑らかに行うことが可能であり、また、この
移動機構に超音波モータを用いることによって、容易に
外部から調整することができるようになる。
【0015】静磁場強度が1.5T のMR装置で、水素
とフッ素を対象に測定を行う場合、水素のMR周波数6
3.86MHz,フッ素のMR周波数60.08MHzに
対応した測定系を用いる必要がある。本発明を利用すれ
ば、RFコイル自体を操作したり被検体を移動すること
なく、RFシールドを操作するだけで両方の核種の測定
系を切り替えることが可能となる。通常、測定を行うと
きに被検体の位置合わせ等にかかる時間が、スループッ
トを向上する上で大きな問題になっているため、RFコ
イル自体を操作することなく、また、被検体を移動する
ことなく複数の核種を対象に測定を行えることは大きな
利点となる。本発明によれば、核種の数だけRFシール
ドを用意するか、RFシールドの形状を外部からの操作
で変化させることにより、水素とフッ素の二種類に限ら
ず、他の核種に対しても単一のRFコイルでの測定が可
能になる。
【0016】図6は、本発明に係るMRI装置の全体構
成を示すブロック図である。このMRI装置は、MR現
象を利用して被検体60の断層画像を得るもので、静磁
場発生磁石61とRFシールド62と信号処理部63と
RFパルス送信部64とRFパルス受信部65と傾斜磁
場発生部66と表示部67及びこれらを制御する制御部
68からなる。静磁場発生磁石61は、被検体60を中
心とする領域で強く均一な水平方向の静磁場を発生させ
るもので、被検体60の周りの空間に配置されている。
RFパルス送信部64の出力は、RFコイル69に送ら
れRF磁場を発生する。傾斜磁場発生部66の出力は、
傾斜磁場コイル70に送られ、X,Y,Zの三方向の傾
斜磁場を発生する。この傾斜磁場の加え方により、被検
体60に対する断層面を設定することができる。
【0017】RFパルス受信部65は、RFコイル69
の信号を受信する。RFシールド62とRFコイル69
には、本発明で説明されるRFシールド及びRFコイル
が利用される。RFパルス受信部65の出力は、信号処
理部63でフーリエ変換や画像再構成等の処理をされ、
その後表示部67で表示される。
【0018】なお、図6で、RFシールド62とRFコ
イル69と傾斜磁場コイル70は、被検体60のまわり
の空間に配置されている。RFコイルとしてはマルチプ
ルエレメントレゾネータのハイパス型以外に、ローパス
型,バンドパス型を用いることができる。また、マルチ
プルエレメントレゾネータの他にも円形,楕円形,矩
形,鞍型,ソレノイド型を用いることも可能であり、さ
らにこれらのRFコイルを複数分割化,QD化したRF
コイルについても適用できる。
【0019】本発明を複数分割化した鞍型コイルに適用
した例を図7に示す。図で、RFシールド73の中に配
置された鞍型コイル71,72は一部をオーバーラップ
させて相互干渉のない複数分割化を実現しており、静磁
場1の向きと直交する方向に感度を有する。
【0020】以上に示した本発明は、RFコイルの共振
周波数を変化させるのに、RFシールドの形状の違いに
よる渦電流の影響を利用しており、RFコイルそのもの
を操作する必要がないので、RFコイルや被検体を移動
することなく、容易に複数の核種の測定ができる利点が
ある。また、例えば、複雑な回路や構造を有する二重同
調コイルを必要とせず、従来の簡単な回路や構造のRF
コイルをそのまま用いることが可能であり、調整のパラ
メータが少ない等の特徴も有する。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、RFシールドの形状、
或いはRFシールドとRFコイル間の距離の違いにより
RFコイルの共振周波数が変化することを利用し、RF
コイル自体を操作することなく、また被検体を移動する
ことなく、RFシールドを操作するだけで、容易に被検
体中の複数の核種のMR信号を取得できるMRI用RF
コイルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を説明するためのRFコイルと
RFシールドの模式図。
【図2】本発明の実施例を説明するためのRFコイルと
RFシールドの模式図。
【図3】本発明の効果の説明図。
【図4】本発明の第二の実施例を示すRFコイルとRF
シールドの正面図。
【図5】本発明の第三の実施例を示すRFコイルとRF
シールドの模式図。
【図6】本発明の一実施例を示すMRI装置の全体構成
のブロック図。
【図7】本発明の第四の実施例のRFコイルとRFシー
ルドの模式図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 悦治 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】RFパルスを出力すると共に被検体からの
    磁気共鳴信号を受信するRFコイルを有し、前記RFコ
    イルの周囲にRFシールドを有するMRI装置におい
    て、前記RFシールドと前記RFコイルとの相対的な位
    置や前記RFシールドの形状を変化させることによっ
    て、RFコイルの共振周波数を可変にすることを特徴と
    するMRI用RFコイル。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記RFコイルの形状
    が円形,楕円形,矩形,鞍型,ソレノイドコイルもしく
    はマルチプルエレメントレゾネータ型であるMRI用R
    Fコイル。
  3. 【請求項3】請求項2において、前記RFコイルがQD
    化されているMRI用RFコイル。
  4. 【請求項4】請求項2において、前記RFコイルが複数
    に分割されているMRI用RFコイル。
  5. 【請求項5】請求項1において、前記RFシールドの形
    状変化や、RFコイルに対する相対的な位置の移動を超
    音波モータを用いて行うMRI用RFコイル。
  6. 【請求項6】一様静磁場を発生する静磁場発生磁石と、
    この一様静磁場に重畳して所定方向の傾斜磁場を発生す
    る傾斜磁場コイルと、前記静磁場内の被検体を励起する
    ためのRFパルスを出力するRF送信部と、前記RF送
    信部より出力されたパルス信号を前記静磁場内の被検体
    に印加し、前記被検体に発生した磁気共鳴信号を検出す
    るRFコイルと、前記RFコイルの周囲に配置されるR
    Fシールドと、前記RFコイルが検出した信号を受信す
    るRF受信部と、前記各部の動作を制御する制御部と、
    前記受信部で受信された信号に基づく信号処理を行う信
    号処理部と、前記信号処理部で処理された信号を画像と
    して表示する表示部とを備えており、前記RFシールド
    と前記RFコイルとの相対的な位置や前記RFシールド
    の形状を変化させることによって、前記RFコイルの共
    振周波数を可変にすることを特徴とするMRI装置。
JP5308894A 1993-12-09 1993-12-09 Mri用rfコイルおよびmri装置 Pending JPH07155307A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8198894B2 (en) 2008-04-04 2012-06-12 Hitachi, Ltd. High frequency magnetic field coil and magnetic resonance imaging apparatus with the same
JP2014530079A (ja) * 2011-10-18 2014-11-17 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 阻止状態と透過状態との間で切換可能な無線周波数シールドを備えたmriコイルアセンブリ
WO2018033576A1 (en) 2016-08-18 2018-02-22 Koninklijke Philips N.V. Tunable rf coil for magnetic resonance imaging
CN111090066A (zh) * 2018-10-24 2020-05-01 通用电气公司 磁共振成像方法和装置中的射频线圈和屏蔽罩

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CN109642931A (zh) * 2016-08-18 2019-04-16 皇家飞利浦有限公司 用于磁共振成像的可调谐rf线圈
US10895613B2 (en) 2016-08-18 2021-01-19 Koninklijke Philips N.V. Tunable RF coil for magnetic resonance imaging
CN109642931B (zh) * 2016-08-18 2022-01-25 皇家飞利浦有限公司 用于磁共振成像的可调谐rf线圈
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