JPH0824240A - 磁気共鳴撮像装置 - Google Patents
磁気共鳴撮像装置Info
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- JPH0824240A JPH0824240A JP7176635A JP17663595A JPH0824240A JP H0824240 A JPH0824240 A JP H0824240A JP 7176635 A JP7176635 A JP 7176635A JP 17663595 A JP17663595 A JP 17663595A JP H0824240 A JPH0824240 A JP H0824240A
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- magnetic field
- coil
- axis
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/385—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using gradient magnetic field coils
-
- G—PHYSICS
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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- G01R33/42—Screening
- G01R33/422—Screening of the radio frequency field
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- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 患者の快適さおよび画質を大幅に改善し、か
つうず電流効果を減少する手首撮像に適した磁気共鳴撮
像装置を提供する。 【構成】 磁気共鳴撮像装置は、一時的に均一な主磁界
を中央口径（１２）内の縦方向に生成する主磁界コイル
（１０）、検査領域内に無線周波信号を送信する無線周
波コイル、検査中の被検体の選択部分から発せられるＮ
ＭＲ信号を受信して処理する撮像手段、および中央軸を
縦の主磁界軸に横切らせて検査領域内に配置された挿入
式シリンダコイル機構を有する。挿入式傾斜コイルは、
絶縁性巻型（６０）の内外の表面を覆う一対のｘ傾斜巻
線（６２、６４）、一対のｙ傾斜巻線（６６、６８）お
よび一対のｚ傾斜巻線（７０、７２）を有し、主磁界コ
イルの生成した一時的に均一な磁界の方向を横切るよう
に中央軸が位置づけられたときに挿入式コイル機構内に
均一な磁界傾斜を生成する。
つうず電流効果を減少する手首撮像に適した磁気共鳴撮
像装置を提供する。 【構成】 磁気共鳴撮像装置は、一時的に均一な主磁界
を中央口径（１２）内の縦方向に生成する主磁界コイル
（１０）、検査領域内に無線周波信号を送信する無線周
波コイル、検査中の被検体の選択部分から発せられるＮ
ＭＲ信号を受信して処理する撮像手段、および中央軸を
縦の主磁界軸に横切らせて検査領域内に配置された挿入
式シリンダコイル機構を有する。挿入式傾斜コイルは、
絶縁性巻型（６０）の内外の表面を覆う一対のｘ傾斜巻
線（６２、６４）、一対のｙ傾斜巻線（６６、６８）お
よび一対のｚ傾斜巻線（７０、７２）を有し、主磁界コ
イルの生成した一時的に均一な磁界の方向を横切るよう
に中央軸が位置づけられたときに挿入式コイル機構内に
均一な磁界傾斜を生成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴撮像装置に関
する。手首を撮像する挿入式傾斜コイルに関する特殊な
応用が可能であり、詳細な参照を用いて説明する。しか
し、本発明は他のタイプの挿入式磁界傾斜コイルに関す
る応用も可能であることが認識される。
する。手首を撮像する挿入式傾斜コイルに関する特殊な
応用が可能であり、詳細な参照を用いて説明する。しか
し、本発明は他のタイプの挿入式磁界傾斜コイルに関す
る応用も可能であることが認識される。
【０００２】
【従来の技術】一般に磁気共鳴撮像装置は、患者収容口
径を包囲する大直径の全身傾斜コイルを有する。超伝導
性または抵抗性の主界磁石および無線周波送受信コイル
もまた、口径を包囲する。全身傾斜コイルは優れた線形
磁界傾斜を生成するが、いくつかの欠点をもつ。大直径
の傾斜コイルでは、コイルが速度制限の要因となって旋
回速度が遅くなり、傾斜磁界が誘導されて変化する。大
直径全身傾斜コイルは、与えられたインダクタンスに対
して単位アンペア毎の傾斜磁界が比較的低く、故に、い
くつかの高速磁気共鳴撮像技術において使用が制限され
る。一般に傾斜コイルで保存されるエネルギーは、半径
の５分の１以上に比例している。よって、大直径の全身
コイルは大量のエネルギーを要する。さらに、超伝導性
の主磁石は口径の周囲に配置された冷たいシールドを有
する。傾斜コイルはその直径が大きければ大きいほど冷
たいシールドに接近することになり、うず電流を発生し
やすくする。小さい直径のコイルと比較して、全身傾斜
コイルでは冷たいシールド内におけるうず電流の誘導を
防止するのに多くのシールドを要する。
径を包囲する大直径の全身傾斜コイルを有する。超伝導
性または抵抗性の主界磁石および無線周波送受信コイル
もまた、口径を包囲する。全身傾斜コイルは優れた線形
磁界傾斜を生成するが、いくつかの欠点をもつ。大直径
の傾斜コイルでは、コイルが速度制限の要因となって旋
回速度が遅くなり、傾斜磁界が誘導されて変化する。大
直径全身傾斜コイルは、与えられたインダクタンスに対
して単位アンペア毎の傾斜磁界が比較的低く、故に、い
くつかの高速磁気共鳴撮像技術において使用が制限され
る。一般に傾斜コイルで保存されるエネルギーは、半径
の５分の１以上に比例している。よって、大直径の全身
コイルは大量のエネルギーを要する。さらに、超伝導性
の主磁石は口径の周囲に配置された冷たいシールドを有
する。傾斜コイルはその直径が大きければ大きいほど冷
たいシールドに接近することになり、うず電流を発生し
やすくする。小さい直径のコイルと比較して、全身傾斜
コイルでは冷たいシールド内におけるうず電流の誘導を
防止するのに多くのシールドを要する。
【０００３】全身コイルにおける上記の、またそれ以外
の制限のため、患者と一緒に口径内に収容できるほど小
さい挿入コイルが数多く開発されてきた。一般に挿入コ
イルは、リストコイル等の身体の特定部分用に誂えられ
る。伝統的にリストコイルは、例えば直径１４〜１７ｃ
ｍ等、人間の手、手首および前腕を容易に収容できるよ
うなシリンダ・サイズであった。
の制限のため、患者と一緒に口径内に収容できるほど小
さい挿入コイルが数多く開発されてきた。一般に挿入コ
イルは、リストコイル等の身体の特定部分用に誂えられ
る。伝統的にリストコイルは、例えば直径１４〜１７ｃ
ｍ等、人間の手、手首および前腕を容易に収容できるよ
うなシリンダ・サイズであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の挿入式シリンダ
傾斜コイルにおける欠点の１つは、その中央軸と主磁界
とを整合させてコイルを磁石のアイソセンタに、または
近くに配置しなければならないということである。
傾斜コイルにおける欠点の１つは、その中央軸と主磁界
とを整合させてコイルを磁石のアイソセンタに、または
近くに配置しなければならないということである。
【０００５】従来の全身磁気共鳴撮像装置においては、
主磁界は超伝導性の磁石機構の中央口径と軸状に整合す
る。一般に中央口径は、直径約６０ｃｍ、長さは約２ｍ
である。口径の一部は、患者支持台および他の関連機器
に続く。また、患者は通常口径の中央に配置されること
が有益である。患者が口径に対して押されると、患者は
周囲の傾斜コイルおよび無線周波コイルに近寄りすぎ
て、アーチファクトが結果画像内で誘導される。このよ
うな制限から、患者の手首をアイソセンタに置き、リス
トコイルの中央軸と主磁石口径を整合させた状態で患者
を口径内に快適に位置づけるのは非常に困難である。
主磁界は超伝導性の磁石機構の中央口径と軸状に整合す
る。一般に中央口径は、直径約６０ｃｍ、長さは約２ｍ
である。口径の一部は、患者支持台および他の関連機器
に続く。また、患者は通常口径の中央に配置されること
が有益である。患者が口径に対して押されると、患者は
周囲の傾斜コイルおよび無線周波コイルに近寄りすぎ
て、アーチファクトが結果画像内で誘導される。このよ
うな制限から、患者の手首をアイソセンタに置き、リス
トコイルの中央軸と主磁石口径を整合させた状態で患者
を口径内に快適に位置づけるのは非常に困難である。
【０００６】患者の前腕を胸部の縦方向の中心線に沿っ
て物理的に配置することは可能だが、そのような場合、
手首は心臓の上にくる。心臓に接近した挿入式コイルの
配置は、一般にセーフティ・リスクと考えられる。従っ
て、快適さでは劣るが安全な患者の位置づけが通常、選
択される。一般に、患者をうつ伏せに患者台に寝せ、そ
の際問題の腕は頭上に延ばすのが患者にとっての最も快
適な位置であると考えられる。
て物理的に配置することは可能だが、そのような場合、
手首は心臓の上にくる。心臓に接近した挿入式コイルの
配置は、一般にセーフティ・リスクと考えられる。従っ
て、快適さでは劣るが安全な患者の位置づけが通常、選
択される。一般に、患者をうつ伏せに患者台に寝せ、そ
の際問題の腕は頭上に延ばすのが患者にとっての最も快
適な位置であると考えられる。
【０００７】手首を口径の一方の端に向けて配置する
と、患者はより快適であるかもしれない。しかし、主磁
界はアイソセンタの近くが最も均質性が高くて端に向か
うほどかなり減少するため、患者の手首を口径の端に置
くと、結果として画質が低下し、Ｔ2および位相効果が
増大する。
と、患者はより快適であるかもしれない。しかし、主磁
界はアイソセンタの近くが最も均質性が高くて端に向か
うほどかなり減少するため、患者の手首を口径の端に置
くと、結果として画質が低下し、Ｔ2および位相効果が
増大する。
【０００８】従来技術で手首に最適な挿入式コイルのい
くつかは、非シールドコイルである。挿入式リストコイ
ルは主磁石シールドの近くに配置されるため、非シール
ドコイルではうず電流効果が見られる。そのようなうず
電流は、上昇時間をかなり増大し、挿入式傾斜コイルの
旋回速度を悪化する。また、これらの有害効果は非対称
的に発生し、撮像領域で非線形である。
くつかは、非シールドコイルである。挿入式リストコイ
ルは主磁石シールドの近くに配置されるため、非シール
ドコイルではうず電流効果が見られる。そのようなうず
電流は、上昇時間をかなり増大し、挿入式傾斜コイルの
旋回速度を悪化する。また、これらの有害効果は非対称
的に発生し、撮像領域で非線形である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁気共
鳴撮像装置が提供される。本装置は、検査領域内に一時
的に均一な主磁界を主磁界軸に沿って生成する手段、前
記検査領域内に無線周波信号を送信して前記検査領域内
に配置されたダイポールの磁気共鳴を誘導して操作する
無線周波コイル、前記試験領域を横断する磁界傾斜を生
成するにあたって電流巻線を通して電流パルスを受信し
て傾斜磁界を生成する傾斜磁気コイル配列および被検体
の選択部分から発せられる磁気共鳴信号を受信して画像
表示に再構成する手段を有し、前記傾斜磁界コイル配列
は、中央軸を有し、使用において前記中央軸が前記主磁
界軸を横断する状態で前記検査領域内に配置される挿入
式の通常シリンダ状の傾斜コイル機構を有することで特
徴づけられる。
鳴撮像装置が提供される。本装置は、検査領域内に一時
的に均一な主磁界を主磁界軸に沿って生成する手段、前
記検査領域内に無線周波信号を送信して前記検査領域内
に配置されたダイポールの磁気共鳴を誘導して操作する
無線周波コイル、前記試験領域を横断する磁界傾斜を生
成するにあたって電流巻線を通して電流パルスを受信し
て傾斜磁界を生成する傾斜磁気コイル配列および被検体
の選択部分から発せられる磁気共鳴信号を受信して画像
表示に再構成する手段を有し、前記傾斜磁界コイル配列
は、中央軸を有し、使用において前記中央軸が前記主磁
界軸を横断する状態で前記検査領域内に配置される挿入
式の通常シリンダ状の傾斜コイル機構を有することで特
徴づけられる。
【００１０】本発明は、画質および患者の快適さを改善
し、うず電流効果を減少または大幅に除去する点におい
て有益である。
し、うず電流効果を減少または大幅に除去する点におい
て有益である。
【００１１】前記磁界は前記主磁界軸と平行な第１の成
分および少なくとも前記主磁界軸を横断する方向にある
第２の成分を有し、前記傾斜磁界コイル機構は前記第２
の成分方向に沿って前記第２の成分方向で非対称で前記
主磁界軸に対称的に平行である傾斜磁界を生成する第１
の傾斜コイルおよび前記主磁界軸と前記第２の成分方向
に直交する方向に沿って磁界傾斜を生成する第２の傾斜
コイルを有する。
分および少なくとも前記主磁界軸を横断する方向にある
第２の成分を有し、前記傾斜磁界コイル機構は前記第２
の成分方向に沿って前記第２の成分方向で非対称で前記
主磁界軸に対称的に平行である傾斜磁界を生成する第１
の傾斜コイルおよび前記主磁界軸と前記第２の成分方向
に直交する方向に沿って磁界傾斜を生成する第２の傾斜
コイルを有する。
【００１２】前記傾斜磁界コイル機構は、前記主磁界軸
の周りで奇対称で、前記第２の成分方向の周りで対称的
である電流密度をもつ第３の傾斜コイルを有する。
の周りで奇対称で、前記第２の成分方向の周りで対称的
である電流密度をもつ第３の傾斜コイルを有する。
【００１３】前記主磁界は前記主磁界軸と平行な第１の
成分および少なくとも前記主磁界軸を横断する第２の成
分を有し、前記傾斜磁界コイル機構は、相互作用して前
記第２の成分と平行な方向で偶対称で前記主磁界軸と平
行な方向で対称的である第１の傾斜磁界を生成する第１
の傾斜コイル対を有する。
成分および少なくとも前記主磁界軸を横断する第２の成
分を有し、前記傾斜磁界コイル機構は、相互作用して前
記第２の成分と平行な方向で偶対称で前記主磁界軸と平
行な方向で対称的である第１の傾斜磁界を生成する第１
の傾斜コイル対を有する。
【００１４】前記傾斜磁界コイル機構は、前記主磁界軸
に対して実質的に垂直な内口径をもつ前記主磁界に配置
されたシリンダ状の絶縁性巻型、前記絶縁性巻型により
支持されてｚ軸に沿って前記絶縁性巻型の内口径内に磁
界傾斜を生成する互いに異なる半径をもつｚ傾斜コイル
対、前記絶縁性巻型により支持されてｙ軸に沿って前記
絶縁性巻型の前記内口径内に磁界傾斜を生成し、前記ｚ
およびｙ軸は相互に直交する互いに異なる半径をもつｙ
傾斜コイル対および前記絶縁性巻型により支持されてｘ
軸に沿って前記絶縁性巻型の前記内口径内に磁界傾斜を
生成し、前記ｘは前記ｙ軸およびｚ軸に直交する互いに
異なる半径をもつｘ傾斜コイル対を有する。
に対して実質的に垂直な内口径をもつ前記主磁界に配置
されたシリンダ状の絶縁性巻型、前記絶縁性巻型により
支持されてｚ軸に沿って前記絶縁性巻型の内口径内に磁
界傾斜を生成する互いに異なる半径をもつｚ傾斜コイル
対、前記絶縁性巻型により支持されてｙ軸に沿って前記
絶縁性巻型の前記内口径内に磁界傾斜を生成し、前記ｚ
およびｙ軸は相互に直交する互いに異なる半径をもつｙ
傾斜コイル対および前記絶縁性巻型により支持されてｘ
軸に沿って前記絶縁性巻型の前記内口径内に磁界傾斜を
生成し、前記ｘは前記ｙ軸およびｚ軸に直交する互いに
異なる半径をもつｘ傾斜コイル対を有する。
【００１５】前記ｘ傾斜コイル対の２つは前記絶縁性巻
型の両側に設置され、前記ｘ傾斜コイルは通常図８の形
状である。
型の両側に設置され、前記ｘ傾斜コイルは通常図８の形
状である。
【００１６】前記傾斜磁界コイル機構は、絶縁性巻型の
両側に沿って設置され、前記ｘ傾斜コイル対から９０°
回転した少なくとも１つの電流ループをもつ前記ｙ傾斜
コイル対の２つを有する。
両側に沿って設置され、前記ｘ傾斜コイル対から９０°
回転した少なくとも１つの電流ループをもつ前記ｙ傾斜
コイル対の２つを有する。
【００１７】前記ｙ傾斜コイルの各対の少なくとも１つ
は、前記絶縁性巻型の内口径の軸と平行な前記ｙ傾斜ル
ープ軸に沿って通常整合される３つの電流ループを有す
る。
は、前記絶縁性巻型の内口径の軸と平行な前記ｙ傾斜ル
ープ軸に沿って通常整合される３つの電流ループを有す
る。
【００１８】前記傾斜磁界コイル機構は、絶縁性巻型の
両側に沿って設置され、前記ｙ傾斜ループ軸と実質的に
整合された中央軸をもつ前記ｚ傾斜コイル対の２つを有
する。
両側に沿って設置され、前記ｙ傾斜ループ軸と実質的に
整合された中央軸をもつ前記ｚ傾斜コイル対の２つを有
する。
【００１９】挿入式の無線周波コイルは前記シリンダ状
の絶縁性巻型内に設置され、無線周波シールドは前記挿
入式無線周波コイルおよび前記ｘ，ｙおよびｚ傾斜コイ
ル対の間に配置される。
の絶縁性巻型内に設置され、無線周波シールドは前記挿
入式無線周波コイルおよび前記ｘ，ｙおよびｚ傾斜コイ
ル対の間に配置される。
【００２０】
【実施例】本発明は、様々な構成要素と構成要素の配列
および様々な段階と段階の取り合わせの形態をとること
ができる。図面は好ましい実施例を図示するだけであ
り、本発明を限定するものではない。
および様々な段階と段階の取り合わせの形態をとること
ができる。図面は好ましい実施例を図示するだけであ
り、本発明を限定するものではない。
【００２１】図１において、複数の主磁石コイル１０
は、一時的に一定な主磁界を中央口径１２の縦軸に沿っ
て生成する。主磁石の座標系は、患者の頭部に向かって
口径に沿って縦方向に延びるｚ’軸、垂直なｙ’軸およ
び図１の紙の中へ延びるｘ’軸を有する。好ましい超伝
導性の実施例においては、主磁石コイルは巻型１４によ
り支持され、トロイダルヘリウム管、または缶内に収容
される。この管は液体ヘリウムで満たされ、主磁石コイ
ルを超伝導温度に保つ。缶は、真空ジュワー２２に支持
された一連の冷たいシールドに囲まれている。
は、一時的に一定な主磁界を中央口径１２の縦軸に沿っ
て生成する。主磁石の座標系は、患者の頭部に向かって
口径に沿って縦方向に延びるｚ’軸、垂直なｙ’軸およ
び図１の紙の中へ延びるｘ’軸を有する。好ましい超伝
導性の実施例においては、主磁石コイルは巻型１４によ
り支持され、トロイダルヘリウム管、または缶内に収容
される。この管は液体ヘリウムで満たされ、主磁石コイ
ルを超伝導温度に保つ。缶は、真空ジュワー２２に支持
された一連の冷たいシールドに囲まれている。
【００２２】全身傾斜コイル配列３０は、口径１２に沿
って設置されたｘ’、ｙ’およびｚ’コイルを有する。
好ましくは、傾斜コイル配列は絶縁性の巻型に入れられ
た主要ｘ’、ｙ’およびｚ’コイル機構３２と、真空ジ
ュワー２２の口径決定シリンダ上に支持された第２の傾
斜コイル機構３４を有するセルフシールド傾斜コイル機
構であることである。全身無線周波コイル３６は傾斜コ
イル機構３０内に装備されている。例えば銅メッシュ等
の全身無線周波シールド３８は、無線周波コイル３６と
傾斜コイル機構３４の間に取り付けられている。
って設置されたｘ’、ｙ’およびｚ’コイルを有する。
好ましくは、傾斜コイル配列は絶縁性の巻型に入れられ
た主要ｘ’、ｙ’およびｚ’コイル機構３２と、真空ジ
ュワー２２の口径決定シリンダ上に支持された第２の傾
斜コイル機構３４を有するセルフシールド傾斜コイル機
構であることである。全身無線周波コイル３６は傾斜コ
イル機構３０内に装備されている。例えば銅メッシュ等
の全身無線周波シールド３８は、無線周波コイル３６と
傾斜コイル機構３４の間に取り付けられている。
【００２３】挿入式リストコイル４０は、口径１２のア
イソセンタの近く、従来は幾何学的中心に選択的に支持
される。リストコイルは、口径に沿って延びるｚ’軸、
垂直なｙ’軸および図２の紙の中へ延びるｘ’軸をもつ
座標系を有する。図１のリストコイルの位置づけにおい
て、リストコイルのｘ軸は主磁石ｚ’軸に平行、リスト
コイルのｙ軸は主磁石ｙ’軸に平行、そしてリストコイ
ルのｚ軸は主磁石ｘ’軸に平行であることに注意された
い。
イソセンタの近く、従来は幾何学的中心に選択的に支持
される。リストコイルは、口径に沿って延びるｚ’軸、
垂直なｙ’軸および図２の紙の中へ延びるｘ’軸をもつ
座標系を有する。図１のリストコイルの位置づけにおい
て、リストコイルのｘ軸は主磁石ｚ’軸に平行、リスト
コイルのｙ軸は主磁石ｙ’軸に平行、そしてリストコイ
ルのｚ軸は主磁石ｘ’軸に平行であることに注意された
い。
【００２４】操作者インタフェースと制御端末５０はビ
デオモニタ５２等の人間読み取り用ディスプレイ、およ
びキーボード５４とマウス５６を含む操作者の入力手段
を有する。コンピュータ制御と再構成モジュール５８に
は、無線周波コイル３６と４６を制御するコンピュータ
ハードウェアとソフトウェア、更に反響平面および反響
容量撮像シーケンスを含む多くの従来の磁気共鳴撮像シ
ーケンスのいずれをも実行する傾斜コイル３０と４４が
含まれている。反響平面および反響容量撮像シーケンス
は、短い反復率と低いフリップ角度によって特徴づけら
れている。プロセッサ５８は更に、無線周波励振と共鳴
操作信号を無線周波コイルとデジタル受信機に送信し、
磁気共鳴信号を受信し復調するデジタル送信機を有す
る。配列プロセッサとそのソフトウェアは、受信した磁
気共鳴信号を画像表示に再構成し、コンピュータのメモ
リ、またはディスクに保存する。ビデオプロセッサは保
存された再構成画像表示の部分を選択的に抜粋し、デー
タをフォーマットしてビデオモニタ５２に表示する。
デオモニタ５２等の人間読み取り用ディスプレイ、およ
びキーボード５４とマウス５６を含む操作者の入力手段
を有する。コンピュータ制御と再構成モジュール５８に
は、無線周波コイル３６と４６を制御するコンピュータ
ハードウェアとソフトウェア、更に反響平面および反響
容量撮像シーケンスを含む多くの従来の磁気共鳴撮像シ
ーケンスのいずれをも実行する傾斜コイル３０と４４が
含まれている。反響平面および反響容量撮像シーケンス
は、短い反復率と低いフリップ角度によって特徴づけら
れている。プロセッサ５８は更に、無線周波励振と共鳴
操作信号を無線周波コイルとデジタル受信機に送信し、
磁気共鳴信号を受信し復調するデジタル送信機を有す
る。配列プロセッサとそのソフトウェアは、受信した磁
気共鳴信号を画像表示に再構成し、コンピュータのメモ
リ、またはディスクに保存する。ビデオプロセッサは保
存された再構成画像表示の部分を選択的に抜粋し、デー
タをフォーマットしてビデオモニタ５２に表示する。
【００２５】図２を参照すると、能動傾斜挿入式リスト
コイル４０は挿入式傾斜コイル機構を有する。シリンダ
状の絶縁性巻型６０は、半径ａの内ｘ傾斜コイル６２お
よび半径ｂの外ｘ傾斜コイル６４を支持する。内傾斜コ
イルの長さはＬである。巻型はさらに、半径ａで長さＬ
の内ｙ傾斜コイル６６および半径ｂの外ｙ傾斜コイルを
支持する。また巻型は、半径ａで長さＬの内ｚ傾斜コイ
ル７０および半径ｂの外ｚ傾斜コイル７２を支持する。
内外のｘ，ｙおよびｚ傾斜コイルはエポキシ樹脂に包ま
れて巻型と一つになり得るが、好ましくは複数の分散巻
型上に設置されて内外の傾斜コイル間に冷却通路を提供
することである。挿入式の無線周波コイル７４は、絶縁
性の巻型内に取り付けられる。無線周波シールド７６
は、挿入式無線周波傾斜コイル間に設置される。無線周
波コイルは幾何学的にソレノイドでＢ0に直交するＢ1界
を生成し、ソレノイド軸は手首の傾斜シリンダ軸と整合
されていることが好ましい。好ましいのはヘルムホルツ
対である。垂直モードの鳥篭コイルまたはサドルコイル
をヘルムホルツ対の代わりに、またはヘルムホルツ対と
共に使用して、直角無線周波構成とすることもできる。
コイル４０は挿入式傾斜コイル機構を有する。シリンダ
状の絶縁性巻型６０は、半径ａの内ｘ傾斜コイル６２お
よび半径ｂの外ｘ傾斜コイル６４を支持する。内傾斜コ
イルの長さはＬである。巻型はさらに、半径ａで長さＬ
の内ｙ傾斜コイル６６および半径ｂの外ｙ傾斜コイルを
支持する。また巻型は、半径ａで長さＬの内ｚ傾斜コイ
ル７０および半径ｂの外ｚ傾斜コイル７２を支持する。
内外のｘ，ｙおよびｚ傾斜コイルはエポキシ樹脂に包ま
れて巻型と一つになり得るが、好ましくは複数の分散巻
型上に設置されて内外の傾斜コイル間に冷却通路を提供
することである。挿入式の無線周波コイル７４は、絶縁
性の巻型内に取り付けられる。無線周波シールド７６
は、挿入式無線周波傾斜コイル間に設置される。無線周
波コイルは幾何学的にソレノイドでＢ0に直交するＢ1界
を生成し、ソレノイド軸は手首の傾斜シリンダ軸と整合
されていることが好ましい。好ましいのはヘルムホルツ
対である。垂直モードの鳥篭コイルまたはサドルコイル
をヘルムホルツ対の代わりに、またはヘルムホルツ対と
共に使用して、直角無線周波構成とすることもできる。
【００２６】リスト傾斜コイルセットは、主磁界のｘ’
成分がリスト傾斜コイルセットと関連して基準フレーム
のｘ，ｙおよびｚ方向に沿って線形に変化するように設
計される。磁気限定サイズ内のコイルセットの位置およ
びフリンジ界の患者胸部の空洞への近接のため、能動的
にシールドされた傾斜コイルが好ましい。下記の通り、
ｘ，ｙおよびｚ傾斜コイルは分布型または指紋型が好ま
しいが、下記説明の特徴をもつ電流を概算する集束巻線
も利用可能である。
成分がリスト傾斜コイルセットと関連して基準フレーム
のｘ，ｙおよびｚ方向に沿って線形に変化するように設
計される。磁気限定サイズ内のコイルセットの位置およ
びフリンジ界の患者胸部の空洞への近接のため、能動的
にシールドされた傾斜コイルが好ましい。下記の通り、
ｘ，ｙおよびｚ傾斜コイルは分布型または指紋型が好ま
しいが、下記説明の特徴をもつ電流を概算する集束巻線
も利用可能である。
【００２７】このタイプの傾斜コイルは、傾斜コイルセ
ットの幾何学的原点の周囲でｘ方向において奇対称で、
ｙおよびｚ方向において偶対称である傾斜界を生成する
ｘ，ｙおよびｚ傾斜コイルを使用する。電流密度の奇対
称のため、このタイプのコイルのフーリエ展開は制限級
数に減少する。さらに、内外両方のコイルの電流密度は
２つのシリンダの表面上にあり、１つは傾斜コイルの基
準フレームの軸方向、もう１つは傾斜コイルの基準フレ
ームの方位角方向に沿う２つの成分の線形重複として構
成されることが好ましい。両方の電流密度に対してフー
リエ級数展開を用いて磁界のｘ成分をシリンダ座標の半
径成分および方位角成分により表わすと、関数Ｅは保存
磁気エネルギーＷおよび磁界のｘ成分Ｂxにより次のよ
うに定義することができる。
ットの幾何学的原点の周囲でｘ方向において奇対称で、
ｙおよびｚ方向において偶対称である傾斜界を生成する
ｘ，ｙおよびｚ傾斜コイルを使用する。電流密度の奇対
称のため、このタイプのコイルのフーリエ展開は制限級
数に減少する。さらに、内外両方のコイルの電流密度は
２つのシリンダの表面上にあり、１つは傾斜コイルの基
準フレームの軸方向、もう１つは傾斜コイルの基準フレ
ームの方位角方向に沿う２つの成分の線形重複として構
成されることが好ましい。両方の電流密度に対してフー
リエ級数展開を用いて磁界のｘ成分をシリンダ座標の半
径成分および方位角成分により表わすと、関数Ｅは保存
磁気エネルギーＷおよび磁界のｘ成分Ｂxにより次のよ
うに定義することができる。
【００２８】
【数１】
【００２９】ここで、λjはラグランジュ乗数、Ｂxｓｃ
はＮ個の指定点における磁界のｘ成分の制限値を表わ
す。Ｅは電流の２次関数であるため、電流密度ｊn aに関
してＥを最小限化するとｊn aが次を満たす行列式がつく
られる。
はＮ個の指定点における磁界のｘ成分の制限値を表わ
す。Ｅは電流の２次関数であるため、電流密度ｊn aに関
してＥを最小限化するとｊn aが次を満たす行列式がつく
られる。
【００３０】
【数２】
【００３１】ここで、ラグランジュ乗数は制限式を介し
て求められる。前の行列式を転化させるとｊn aの回答が
得られ、よって電流密度が求められる。この式を保存エ
ネルギーおよび磁界の公式に置き換えると、保存磁気エ
ネルギーおよび磁界の最終式が制限点および装置の幾何
学により得られる。好ましい実施例においては、コイル
の電流パターンを離散、すなわち、式により定義された
連続電流関数を分散した巻線パターンに分離するために
流れ関数技術が使用される。
て求められる。前の行列式を転化させるとｊn aの回答が
得られ、よって電流密度が求められる。この式を保存エ
ネルギーおよび磁界の公式に置き換えると、保存磁気エ
ネルギーおよび磁界の最終式が制限点および装置の幾何
学により得られる。好ましい実施例においては、コイル
の電流パターンを離散、すなわち、式により定義された
連続電流関数を分散した巻線パターンに分離するために
流れ関数技術が使用される。
【００３２】ｘリスト傾斜コイルの好ましい実施例にお
いては、内コイルの半径ａは７ｃｍ、外コイルの半径ｂ
は８．５ｃｍ、内コイルの全長Ｌは２０ｃｍである。こ
れらの寸法は、コイルが胸部と磁気共鳴撮像装置のプラ
スチックカバーとの間に収容されるように選択されてい
る。
いては、内コイルの半径ａは７ｃｍ、外コイルの半径ｂ
は８．５ｃｍ、内コイルの全長Ｌは２０ｃｍである。こ
れらの寸法は、コイルが胸部と磁気共鳴撮像装置のプラ
スチックカバーとの間に収容されるように選択されてい
る。
【００３３】図３および図４には、直径１０ｃｍの球形
容量において５％の軸上線形度および１０％の軸外均一
性をもつ４０ｍＴ／ｍの傾斜界強度に対応する内コイル
または主コイルおよび外コイルまたは従コイル両方の分
布巻線パターンが示される。主ｘ傾斜コイル６２は通
常、図８の構成をもつ。ｘ傾斜シールドコイル６４は、
逆旋回する電流ループを外ループの中央にもつ。
容量において５％の軸上線形度および１０％の軸外均一
性をもつ４０ｍＴ／ｍの傾斜界強度に対応する内コイル
または主コイルおよび外コイルまたは従コイル両方の分
布巻線パターンが示される。主ｘ傾斜コイル６２は通
常、図８の構成をもつ。ｘ傾斜シールドコイル６４は、
逆旋回する電流ループを外ループの中央にもつ。
【００３４】図５および図６において、セルフシールド
のｙリスト傾斜コイルは、傾斜コイルと関連する座標系
のｙ方向に沿って線形に変化する磁界のｘ成分を生成す
るよに設計される。上述のｘ傾斜コイルの確定で平行方
式においては、シリンダ座標系に関連した磁界の半径成
分および方位角成分の重複が磁界のｘ成分の生成に再度
利用される。電流密度もまた、限定されたコイルの長さ
に適応するようにフーリエ係数によって展開される。
のｙリスト傾斜コイルは、傾斜コイルと関連する座標系
のｙ方向に沿って線形に変化する磁界のｘ成分を生成す
るよに設計される。上述のｘ傾斜コイルの確定で平行方
式においては、シリンダ座標系に関連した磁界の半径成
分および方位角成分の重複が磁界のｘ成分の生成に再度
利用される。電流密度もまた、限定されたコイルの長さ
に適応するようにフーリエ係数によって展開される。
【００３５】内外のｙ傾斜コイルの電流密度の式は、ｙ
傾斜に対して存在する対称要求を表わす。右のシリンダ
座標系においては、電流密度は次の要求を満たすことに
なる。第１に、電流密度はコイルの原点およびｚ方向に
沿って対称である。第２に、電流密度のｚ成分はφ＝０
およびφ＝πで対称である。第３に、電流密度のｚ成分
はφ＝π／２およびφ＝３π／２で対称である。
傾斜に対して存在する対称要求を表わす。右のシリンダ
座標系においては、電流密度は次の要求を満たすことに
なる。第１に、電流密度はコイルの原点およびｚ方向に
沿って対称である。第２に、電流密度のｚ成分はφ＝０
およびφ＝πで対称である。第３に、電流密度のｚ成分
はφ＝π／２およびφ＝３π／２で対称である。
【００３６】ｘ傾斜コイルで説明した最小限化技術を用
いると、電流密度ｊn aのフーリエ成分は次のようにな
る。
いると、電流密度ｊn aのフーリエ成分は次のようにな
る。
【００３７】
【数３】
【００３８】内ｙリスト傾斜コイルの半径ａは７ｃｍ、
外リスト傾斜コイルの半径ｂは８．５ｃｍであることが
好ましい。内ｙリスト傾斜コイルの長さＬは２０ｃｍで
ある。図５および図６には、直径１０ｃｍの球形容量に
おいて２．５％の軸上線形度および２．５％の軸外均一
性をもつ４０ｍＴ／ｍの傾斜界強度および上記制限に対
する分布電流パターンが示される。主ｙ傾斜コイル６６
は、共通軸に沿った複数の内ループを有する。ｙ傾斜シ
ールドコイル６８は、中心近くに置かれる一組のループ
コイルを有する。
外リスト傾斜コイルの半径ｂは８．５ｃｍであることが
好ましい。内ｙリスト傾斜コイルの長さＬは２０ｃｍで
ある。図５および図６には、直径１０ｃｍの球形容量に
おいて２．５％の軸上線形度および２．５％の軸外均一
性をもつ４０ｍＴ／ｍの傾斜界強度および上記制限に対
する分布電流パターンが示される。主ｙ傾斜コイル６６
は、共通軸に沿った複数の内ループを有する。ｙ傾斜シ
ールドコイル６８は、中心近くに置かれる一組のループ
コイルを有する。
【００３９】図７および図８において、内外のｚ傾斜コ
イルはｚ方向に沿って線形に変化する磁界のｘ成分を生
成する。電流密度のｚ成分は、ｚ方向の周りで奇対称で
ある。さらに、電流密度のｚ成分はシリンダのｘとｙ方
向の周りおよびその幾何学的中心において対称的であ
る。
イルはｚ方向に沿って線形に変化する磁界のｘ成分を生
成する。電流密度のｚ成分は、ｚ方向の周りで奇対称で
ある。さらに、電流密度のｚ成分はシリンダのｘとｙ方
向の周りおよびその幾何学的中心において対称的であ
る。
【００４０】上述の最小限化技術を用いると、電流密度
ｊn aのフーリエ式は次のようになる。
ｊn aのフーリエ式は次のようになる。
【００４１】
【数４】
【００４２】ｘおよびｙ傾斜コイルに関して上述したよ
うに、この連続電流密度は内外のｚ傾斜コイルに対して
分布電流に分離される。
うに、この連続電流密度は内外のｚ傾斜コイルに対して
分布電流に分離される。
【００４３】好ましい実施例において、内コイルの半径
は７ｃｍ、その長さＬは２０ｃｍである。外ｚ傾斜コイ
ルの半径は８．５ｃｍである。図７および図８には、直
径１０ｃｍの球形容量において２．５％の軸上線形度お
よび２．５％の軸外均一性をもつ４０ｍＴ／ｍの傾斜界
強度に対する分布巻線パターンが示される。主ｚ傾斜コ
イル７０は、逆旋回する電流ループおよび線形度の改善
した中央ループを有する。ｚ傾斜シールドコイル７２
は、逆旋回する電流ループを有する。
は７ｃｍ、その長さＬは２０ｃｍである。外ｚ傾斜コイ
ルの半径は８．５ｃｍである。図７および図８には、直
径１０ｃｍの球形容量において２．５％の軸上線形度お
よび２．５％の軸外均一性をもつ４０ｍＴ／ｍの傾斜界
強度に対する分布巻線パターンが示される。主ｚ傾斜コ
イル７０は、逆旋回する電流ループおよび線形度の改善
した中央ループを有する。ｚ傾斜シールドコイル７２
は、逆旋回する電流ループを有する。
【００４４】この他にも様々な実施例が存在する。例え
ば、挿入式リスト傾斜コイルは非シールド方式で構成す
ることができる。主磁界コイルのｘ’傾斜界を利用しな
くとも、リスト傾斜コイルはｙ’成分、ｘ’およびｙ’
成分の組み合わせまたはｘ’，ｙ’およびｚ’成分の組
み合わせで作動するように形成することができる。この
方法では、リスト傾斜コイルは口径内に斜めに設置され
るように構成することができる。本発明は、主磁界が口
径内に生成する一連の環状超伝導性磁石に関して示され
ているが、主磁界を生成するＣコイルにおいても同様の
設計技術の使用は適切である。別の実施例として、リス
ト傾斜コイルは２平面コイルであっても良い。
ば、挿入式リスト傾斜コイルは非シールド方式で構成す
ることができる。主磁界コイルのｘ’傾斜界を利用しな
くとも、リスト傾斜コイルはｙ’成分、ｘ’およびｙ’
成分の組み合わせまたはｘ’，ｙ’およびｚ’成分の組
み合わせで作動するように形成することができる。この
方法では、リスト傾斜コイルは口径内に斜めに設置され
るように構成することができる。本発明は、主磁界が口
径内に生成する一連の環状超伝導性磁石に関して示され
ているが、主磁界を生成するＣコイルにおいても同様の
設計技術の使用は適切である。別の実施例として、リス
ト傾斜コイルは２平面コイルであっても良い。
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、患者の快適さおよび画
質を改善し、うず電流効果を減少した手首撮像に適した
磁気共鳴撮像装置が提供される。
質を改善し、うず電流効果を減少した手首撮像に適した
磁気共鳴撮像装置が提供される。
【図１】本発明による挿入式リストコイルを有する磁気
共鳴撮像装置の概略図である。
共鳴撮像装置の概略図である。
【図２】図１のリスト傾斜コイルの部分的側面図であ
る。
る。
【図３】本発明による内リストｘ傾斜コイルの巻線の概
略図である。
略図である。
【図４】本発明による外リストｘ傾斜シールドコイルの
概略図である。
概略図である。
【図５】本発明による内リストｙ傾斜コイルの概略図で
ある。
ある。
【図６】本発明による外リストｙ傾斜シールドコイルの
概略図である。
概略図である。
【図７】本発明による内リストｚ傾斜コイルの概略図で
ある。
ある。
【図８】本発明による外リストｚ傾斜シールドコイルの
概略図である。
概略図である。
１０ 主磁石コイル １２ 中央口径 １４ 巻型 １６ トロイダルヘリウム管 １８、２０ シールド ２２ 真空ジュワー ３０、４４ 全身傾斜コイル機構 ３２ 主ｘ’，ｙ’およびｚ’コイル機構 ３４ 第２の傾斜コイル機構 ３６、４６ 全身無線周波コイル ３８ 全身無線周波シールド ４０ 挿入式リストコイル ５０ 制御端末 ５２ ビデオモニタ ５４ キーボード ５６ マウス ５８ プロセッサ ６０ 絶縁性巻型 ６２ 内ｘ傾斜コイル ６４ 外ｘ傾斜コイル ６６ 内ｙ傾斜コイル ７０ 内ｚ傾斜コイル ７２ 外ｚ傾斜コイル ７４ 挿入式無線周波コイル ７６ 無線周波シールド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 9307−2Ｇ Ｇ０１Ｒ 33/22 (72)発明者 ジョン エル． パトリック アメリカ合衆国 オハイオ州 44023，シ ャグリン フォールズ，スタフォード ド ライヴ 9495 (72)発明者 マイケル エイ．モリッチ アメリカ合衆国 オハイオ州 44060，メ ントー，ジェリミイ アヴェニュ 7580
Claims (10)
- 【請求項１】 検査領域内に一時的に均一な主磁界を主
磁界軸に沿って生成する手段（１０）、前記検査領域内
に無線周波信号を送信して前記検査領域内に配置された
ダイポールの磁気共鳴を誘導して操作する無線周波コイ
ル（３６）、前記試験領域を横断する磁界傾斜を生成す
るにあたって電流巻線を通して電流パルスを受信して傾
斜磁界を生成する傾斜磁気コイル配列（３０）および被
検体の選択部分から発せられる磁気共鳴信号を受信して
画像表示に再構成する手段（５８）を有し、前記傾斜磁
界コイル配列は、中央軸を有し、使用において前記中央
軸が前記主磁界軸を横断する状態で前記検査領域内に配
置される挿入式の通常シリンダ状の傾斜コイル機構（４
０）を有することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。 - 【請求項２】 前記磁界は前記主磁界軸と平行な第１の
成分および少なくとも前記主磁界軸を横断する方向にあ
る第２の成分を有し、前記傾斜磁界コイル機構（４０）
は前記第２の成分方向に沿って前記第２の成分方向で非
対称で前記主磁界軸に対称的に平行である傾斜磁界を生
成する第１の傾斜コイルおよび前記主磁界軸と前記第２
の成分方向に直交する方向に沿って磁界傾斜を生成する
第２の傾斜コイルを有することを特徴とする請求項１記
載の磁気共鳴撮像装置。 - 【請求項３】 前記傾斜磁界コイル機構は、前記主磁界
軸の周りで奇対称で、前記第２の成分方向の周りで対称
的である電流密度をもつ第３の傾斜コイルを有すること
を特徴とする請求項２記載の磁気共鳴撮像装置。 - 【請求項４】 前記主磁界は前記主磁界軸と平行な第１
の成分および少なくとも前記主磁界軸を横断する第２の
成分を有し、前記傾斜磁界コイル機構は、相互作用して
前記第２の成分と平行な方向で偶対称で前記主磁界軸と
平行な方向で対称的である第１の傾斜磁界を生成する第
１の傾斜コイル対を有することを特徴とする請求項１か
ら３のいずれかに記載の磁気共鳴撮像装置。 - 【請求項５】 前記傾斜磁界コイル機構は、前記主磁界
軸に対して実質的に垂直な内口径をもつ前記主磁界に配
置されたシリンダ状の絶縁性巻型（６０）、前記絶縁性
巻型により支持されてｚ軸に沿って前記絶縁性巻型の内
口径内に磁界傾斜を生成する互いに異なる半径をもつｚ
傾斜コイル対、前記絶縁性巻型により支持されてｙ軸に
沿って前記絶縁性巻型の前記内口径内に磁界傾斜を生成
し、前記ｚおよびｙ軸は相互に直交する互いに異なる半
径をもつｙ傾斜コイル対および前記絶縁性巻型により支
持されてｘ軸に沿って前記絶縁性巻型の前記内口径内に
磁界傾斜を生成し、前記ｘは前記ｙ軸およびｚ軸に直交
する互いに異なる半径をもつｘ傾斜コイル対を有するこ
とを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の磁気
共鳴撮像装置。 - 【請求項６】 前記ｘ傾斜コイル対の２つは前記絶縁性
巻型の両側に設置され、前記ｘ傾斜コイルは通常図８の
形状であることを特徴とする請求項５記載の磁気共鳴撮
像装置。 - 【請求項７】 前記傾斜磁界コイル機構は、絶縁性巻型
の両側に沿って設置され、前記ｘ傾斜コイル対から９０
°回転した少なくとも１つの電流ループをもつ前記ｙ傾
斜コイル対の２つを有することを特徴とする請求項６記
載の磁気共鳴撮像装置。 - 【請求項８】 前記ｙ傾斜コイルの各対の少なくとも１
つは、前記絶縁性巻型の内口径の軸と平行な前記ｙ傾斜
ループ軸に沿って通常整合される３つの電流ループを有
することを特徴とする請求項７記載の磁気共鳴撮像装
置。 - 【請求項９】 前記傾斜磁界コイル機構は、絶縁性巻型
の両側に沿って設置され、前記ｙ傾斜ループ軸と実質的
に整合された中央軸をもつ前記ｚ傾斜コイル対の２つを
有することを特徴とする請求項７または８記載の磁気共
鳴撮像装置。 - 【請求項１０】 挿入式の無線周波コイル（７４）が前
記シリンダ状の絶縁性巻型内に設置され、無線周波シー
ルドが前記挿入式無線周波コイルおよび前記ｘ，ｙおよ
びｚ傾斜コイル対の間に配置されることを特徴とする請
求項５から９のいずれかに記載の磁気共鳴撮像装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/269,655 | 1994-06-30 | ||
| US08/269,655 US5655533A (en) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | Actively shielded orthogonal gradient coils for wrist imaging |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0824240A true JPH0824240A (ja) | 1996-01-30 |
Family
ID=23028136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7176635A Pending JPH0824240A (ja) | 1994-06-30 | 1995-06-20 | 磁気共鳴撮像装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5655533A (ja) |
| EP (1) | EP0690313A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0824240A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018501854A (ja) * | 2014-12-09 | 2018-01-25 | シナプティヴ メディカル （バルバドス） インコーポレイテッドＳｙｎａｐｔｉｖｅ Ｍｅｄｉｃａｌ （Ｂａｒｂａｄｏｓ） Ｉｎｃ． | 電磁コイルの構築及び動作のためのシステム及び方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3562902B2 (ja) * | 1996-04-26 | 2004-09-08 | 株式会社日立メディコ | 磁気共鳴イメージング装置用ｒｆプローブ |
| GB9703321D0 (en) * | 1997-02-18 | 1997-04-09 | Marconi Gec Ltd | Nuclear magnetic resonance imaging apparatus |
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| TW202012951A (zh) | 2018-07-31 | 2020-04-01 | 美商超精細研究股份有限公司 | 低場漫射加權成像 |
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Also Published As
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| EP0690313A1 (en) | 1996-01-03 |
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