JPH08280652A - Mri用平面型コイル - Google Patents

Mri用平面型コイル

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JPH08280652A
JPH08280652A JP7095403A JP9540395A JPH08280652A JP H08280652 A JPH08280652 A JP H08280652A JP 7095403 A JP7095403 A JP 7095403A JP 9540395 A JP9540395 A JP 9540395A JP H08280652 A JPH08280652 A JP H08280652A
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mri
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axis
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Tetsuo Ogino
徹男 荻野
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GE Yokogawa Medical System Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 患者の表面近傍の部位を撮像するに適し、コ
イルサイズに対する感度領域の有効率が高く、直交性を
向上でき、さらに感度の異方性のないMRI用平面型コ
イルを提供する。 【構成】 第1リングR1と,それよりも小さな直径を
もち同心円状の第2リングR2の間に多数のエレメント
E,E,…を放射状に張設し、第1リングR1と各エレ
メントE,E,…の複数の接続点間にそれぞれコンデン
サC,C,…を介設する。また、第2リングR2と各エ
レメントE,E,…の複数の接続点間にそれぞれコンデ
ンサCi,Ci,…を介設する。直交位相検波の場合、
第1リングR1の中心から見た幾何学的位置がπ/2だ
け異なる導出点P,Qにバラン11a,11bを接続
し、それらバラン11a,11bからそれぞれ同軸ケー
ブルSP,SQを導出する。 【効果】 表面コイルとして有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、MRI(Magnetic
Resonance Imaging)用平面型コイルに関し、さらに詳
しくは、被検体の表面付近の撮像に適し、しかも感度の
均一性や効率を高くできるMRI用平面型コイルに関す
る。
【0002】
【従来の技術】図12は、従来のハイパス(High Pas
s)型のMRI用バードケージコイルの一例を示す構成
図である。このようなMRI用バードケージコイルの基
本構成は、例えば特開昭60−132547号公報や実
願平3−16321号や実開平6−17703号公報に
開示されている。このMRI用バードケージコイル50
0は、第1リングR51と第2リングR52の間に多数
のエレメントE,E,…を張設し、前記第1リングR5
1と各エレメントE,E,…の複数の接続点間および前
記第2リングR52と各エレメントE,E,…の複数の
接続点間にそれぞれコンデンサC,C,…を介設した構
造である。そして、直交位相受信(Quadrature Detec
tion)の場合、前記第1リングR51の中心から見た幾
何学的位置がπ/2だけ異なる導出点P,Qにバラン(B
ALance to UNbalance transformer)11a,11bを接
続し、それらバラン11a,11bからそれぞれ同軸ケ
ーブルSP,SQを外部へ導出する。具体的には、前記
導出点P,Qに位置するコンデンサC,Cの両端に、バ
ラン11a,11bからの伝送線をそれぞれ接続する。
エレメントE,E,…の方向をy軸とし、それに直交す
る2軸の方向をx軸,z軸とするとき、通常は、y軸,
x軸を水平面内とし、z軸を鉛直方向とする。そして、
垂直磁場型MRI装置の場合には、z軸方向に静磁場を
加える。
【0003】図13は、従来のローパス(Low Pass)
型のMRI用バードケージコイルの一例を示す構成図で
ある。このようなMRI用バードケージコイルの基本構
成は、特願平6−270001号に開示されている。こ
のMRI用バードケージコイル700は、第1リングR
61と第2リングR62の間に多数のエレメントE,
E,…を張設し、各エレメントE,Eの略中央にそれぞ
れコンデンサCo,Co,…を介設した構造である。そ
して、直交位相受信の場合、前記第1リングR61また
は第2リングR62の中心(正確にはコンデンサCoを
通る空胴断面円の中心)から見た幾何学的位置がπ/2
だけ異なる導出点P,Qにバラン11a,11bを接続
し、それらバラン11a,11bからそれぞれ同軸ケー
ブルSP,SQを外部へ導出する。すなわち、前記導出
点P,Qに位置するコンデンサCo,Coの両端に、バ
ラン11a,11bからの伝送線をそれぞれ接続する。
エレメントE,E,…の方向をy軸とし、それに直交す
る2軸の方向をx軸,z軸とするとき、通常は、y軸,
x軸を水平面内とし、z軸を鉛直方向とする。そして、
垂直磁場型MRI装置の場合には、z軸方向に静磁場を
加える。
【0004】上記MRI用バードケージコイル500,
600は、有効な感度領域が比較的広く、患者の内部の
臓器などを撮像するのに適している。なお、比較的広い
有効な感度領域をもつMRI用RFコイルの他の例とし
ては、サドルコイルや,ソレノイドコイルなどが知られ
ている。
【0005】図14は、従来のMRI用平面型コイルの
一例を示す構成図である。このMRI用平面型コイル7
00は、コイル形状が数字の“8”に似ていることか
ら、8の字型コイルとも呼ばれる。8の字の縦方向をx
軸とし,横方向をy軸とし,それらに直交する方向をz
軸とするとき、通常は、y軸,x軸を水平面内とし、z
軸を鉛直方向とする。そして、垂直磁場型MRI装置の
場合には、z軸方向に静磁場を加える。
【0006】図15は、前記MRI用平面型コイル70
0に電流iを流したときに生じるzx面の磁束分布の状
態を示す説明図である。MRIにかかる振動磁場を発生
(または受信)するのに有効な感度領域は、斜線部の領
域Z1,Z2である。このMRI用平面型コイル700
は、x軸方向の振動磁場Bx(図16)を発生(または
受信)するのに用いられる。
【0007】図16は、従来のMRI用平面型コイルの
他例を示す構成図である。このMRI用平面型コイル8
00は、8の字型コイル81と8の字型コイル82とを
直交させて重ね合わせた構造である。8の字型コイル8
1でx軸方向の振動磁場Bxを発生(または受信)し,
8の字型コイル82でy軸方向の振動磁場Byを発生
(または受信)することが出来るので、回転磁場B1を
発生(または受信)することが出来る。上記MRI用平
面型コイル700,800は、コイル近傍の水平面(x
y面)に有効な感度領域を持つので、患者の表面近傍の
脊椎などを撮像するのに適している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のMRI用バ
ードケージコイル500,600では、患者の臓器等を
撮像するのには適しているが、患者の表面近傍の部位を
撮像するには適していない。すなわち、有効な感度領域
が広いため、不要な感度領域の比率が大きくなり、SN
R(Signal to Noise Ratio)が低くなってしまう問
題点がある。この問題点は、サドルコイルやソレノイド
コイルでも同じである。
【0009】一方、上記従来のMRI用平面型コイル7
00,800は、有効な感度領域Z1,Z2が比較的狭
いため患者の表面近傍の部位を撮像するに適している
が、その有効な感度領域Z1,Z2の2倍程度のコイル
サイズが必要であり、コイルサイズに対する感度領域の
有効率が低い問題点がある。さらに、磁界分布(図15
参照)からも理解されるように、MRIに無効な磁場に
対しても感度をもつため、送信時に送信パワーの無駄と
なったり、受信時にノイズを受信する問題点がある。ま
た、上記従来のMRI用平面型コイル800では、8の
字型コイル81,82の幾何的位置の精度上の制限か
ら、8の字型コイル81,82の直交性すなわち振動磁
場Bxを発生(または受信)するモードと振動磁場By
を発生(または受信)するモードのアイソレーション
(Isolation)を完全にすることが困難な問題点があ
る。また、感度の異方性(x軸方向またはy軸方向以外
の方向では感度の均一な領域が小さくなる)があるた
め、撮像したい領域に合せてコイル方向を合わせる必要
があり、使い勝手が悪い問題点がある。
【0010】そこで、この発明の目的は、患者の表面近
傍の部位を撮像するのに適したMRI用平面型コイルを
提供することにある。また、コイルサイズに対する感度
領域の有効率が高いMRI用平面型コイルを提供するこ
とにある。また、直交性を向上できるMRI用平面型コ
イルを提供することにある。さらに感度の異方性のない
MRI用平面型コイルを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】第1の観点では、この発
明は、第1リングと、その第1リングよりも小さな直径
をもち前記第1リングの内側に配置された第2リング
と、前記第1リングと前記第2リングの間に放射状に張
設された複数のエレメントと、前記第1リングと前記エ
レメントの複数の接続点間および前記第2リングと前記
エレメントの複数の接続点間にそれぞれ介設された複数
のコンデンサとを具備したことを特徴とするMRI用平
面型コイルを提供する。
【0012】第2の観点では、この発明は、リングと、
そのリングの略中心から放射状に張設された複数のエレ
メントと、前記リングと前記エレメントとの複数の接続
点間にそれぞれ介設された複数のコンデンサとを具備し
たことを特徴とするMRI用平面型コイルを提供する。
【0013】第3の観点では、この発明は、上記構成の
MRI用平面型コイルにおいて、前記コンデンサを、前
記リングと前記エレメントの接続点間に介設する代わり
に、前記エレメントの略中央にそれぞれ介設したことを
特徴とするMRI用平面型コイルを提供する。
【0014】
【作用】上記第1の観点によるMRI用平面型コイルで
は、第1リングとその内側に配置された第2リングの間
に複数のエレメントを放射状に張設し、第1リングと各
エレメントの複数の接続点間および第2リングと各エレ
メントの複数の接続点間にそれぞれコンデンサを介設す
る。この構造は、ハイパス型のMRI用バードケージコ
イル(図12)を平面的に展開した構造と見なせるの
で、コイル近傍の水平面(xy面)に感度の異方性のな
い有効な感度領域を持つ。従って、患者の表面近傍の脊
椎などを撮像するのに適している(SNRが高い)。ま
た、コイルサイズに対する感度領域の有効率が高くな
る。また、直交性を向上できる。さらに感度の異方性が
ないため、使い勝手が良くなる。
【0015】上記構成において、MRI用RFパルスを
給電するか又はNMR信号を取り出すために、リングの
中心から見た幾何学的な位置が略π/2だけ異なるコン
デンサの両端から外部へ信号伝送線を導出した場合に
は、直交位相送信および直交位相受信が可能となる。
【0016】上記構成において、コンデンサのうち少な
くとも1つを可変容量とした場合には、コンデンサの容
量やエレメントの長さ(インダクタンス)等に多少のバ
ラツキがあっても、直交性を良好に確保できるようにな
る。
【0017】上記第2の観点によるMRI用平面型コイ
ルでは、リングと,そのリングの略中心の間に複数のエ
レメントを放射状に張設し、前記リングと各エレメント
との複数の接続点間にそれぞれコンデンサを介設する。
これは、上記第1の観点によるMRI用平面型コイルの
変形であり、同様の作用を奏するのに加えて、部品点数
を削減できる。
【0018】上記構成において、リングの形状を楕円形
とした場合には、楕円形状の偏平度を変えることで、感
度領域の態様を変化させることが出来る。このため、感
度領域の態様を撮像部位に適したものにすることが出来
る。
【0019】上記第3の観点によるMRI用平面型コイ
ルでは、上記構成において、コンデンサを、リングに介
設する代わりに、エレメントにそれぞれ介設する。これ
はローパス型のMRI用バードケージコイル(図13)
を平面的に展開した構造と見なせる。このため、上記第
1の観点および第2の観点のMRI用平面型コイルと同
じ作用を奏する。
【0020】
【実施例】以下、図に示す実施例によりこの発明をさら
に詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。
【0021】−第1実施例− 図1は、この発明の第1実施例のMRI用平面型コイル
の構成図である。このMRI用平面型コイル10は、第
1リングR1と,それよりも小さな直径をもち同心円状
の第2リングR2の間に多数(本数n;n≧3)のエレ
メントE,E,…を放射状(各エレメントが略等角度間
隔となるように、隣り合うエレメントの角度差を略2π
/nずつとする)に張設し、前記第1リングR1と各エ
レメントE,E,…の複数の接続点間および前記第2リ
ングR2と各エレメントE,E,…の複数の接続点間に
それぞれコンデンサCi,Ci,…を介設した構造であ
る。そして、直交位相受信の場合、前記第1リングR1
の中心から見た幾何学的位置がπ/2だけ異なる導出点
P,Qにバラン11a,11bを接続し、それらバラン
11a,11bからそれぞれ同軸ケーブルSP,SQを
導出する。すなわち、前記第1リングR1に介設された
コンデンサCのうち前記導出点P,Qに位置するコンデ
ンサC,Cの両端に、バラン11a,11bからの伝送
線をそれぞれ接続する。以下、説明の都合上、前記導出
点Pをφ=0側とし、前記導出点Qをφ=π/2側とす
る。
【0022】前記第1リングR1の中心と前記導出点Q
を通る方向をy軸とし、前記第1リングR1の中心と前
記導出点Pを通る方向をx軸とし、それらに直交する方
向をz軸とするとき、通常は、y軸,x軸を水平面内と
し、z軸を鉛直方向とする。そして、垂直磁場型MRI
装置の場合には、z軸方向に静磁場を加える。
【0023】さて、このMRI用平面型コイル10は、
ハイパス型のMRI用バードケージコイル500(図1
2参照)を平面的に展開したものと見なせる。したがっ
て、前記同軸ケーブルSPを通じてのみの駆動(これを
シングルドライブという)を想定した場合の各部の電流
分布は、図2に示すようになる。すなわち、x軸からの
角度をθとすると、第1リングR1上の電流i1と第2
リングR2上の電流i2の大きさはcosθに比例し、
エレメントE上の電流ieの大きさはsinθに比例す
る(各リング上に高周波の定在波が生じるため、このよ
うな電流分布となる)。そこで、x軸方向の振動磁場B
xに着目すると、W−W’線上では、第2リングR2内
では比較的大きいが、第2リングR2外では急速に小さ
くなる。これは、エレメントE上の電流ieおよび第2
リングR2の電流i2で生じた振動磁場Bxが第1リン
グR1の電流i1による磁場で打ち消されてしまうから
である。一方、V−V’線上では、エレメントE上の電
流ieおよび第2リングR2の電流i2で生じた振動磁
場Bxが第1リングR1の電流i1による磁場で打ち消
されてしまうことがないため、第2リングR2外で急速
に小さくなることはない。むしろ、エレメントE上の電
流ieの寄与が大きいため、エレメントE上では第2リ
ングR2内より大きくなる。そして、第1リングR1外
で小さくなる。一方、前記同軸ケーブルSQを通じての
シングル駆動を想定した場合の各部の電流分布は、図2
を時計方向に90゜回転したものとなる。従って、同軸
ケーブルSPを通じての駆動と同軸ケーブルSQを通じ
ての駆動を重ね合せれば、均一性に優れた磁場分布(感
度分布)を得ることが出来る。
【0024】図3の(a)は、図2のW−W’線を通る
zx面における振動磁場Bx,Bzの分布状態である。
図3の(b)に実線で示す釣鐘形の分布は、前記同軸ケ
ーブルSP(φ=0)を通じての駆動における図3の
(a)のA−A’線上の感度分布である(図2のW−
W’線上の分布に対応する)。また、図3の(b)に破
線で示す双山形の分布は、前記同軸ケーブルSQ(φ=
π/2)を通じての駆動における図3の(a)のA−
A’線上の感度分布である(図2のV−V’線上の分布
を時計方向に90゜回転したものに対応する)。
【0025】なお、エレメントEの方向すなわちコイル
中心から放射状に広がる方向の均一性は前記第1リング
R1の半径と,第2リングR2の半径の比に依存するの
で、この比を変えることで所望の感度分布を得ることが
出来る。また、角度θ方向すなわち各リングに沿った円
周方向の均一性は、コイル形状の対称性に依存するの
で、エレメントEの本数を多くするほど高くなる。SN
Rの向上や励起電力の低減の観点からは、前記第1リン
グR1,前記第2リングR2の幅をできる限り大きくす
ると共に、前記エレメントEの幅を最適化する(SNR
向上や低励起電力化に好都合な幅を経験的に求める)こ
とが好ましい(特願平7−93908号)。
【0026】上記第1実施例のMRI用平面型コイル1
0によれば、コイル近傍の水平面(xy面)に感度の異
方性のない有効な感度領域を持つ。従って、患者の表面
近傍の脊椎などを撮像するのに適している(SNRが高
い)。また、コイルサイズに対する感度領域の有効率が
高くなる。また、直交性を向上できる。さらに感度の異
方性がないため、使い勝手が良くなる。
【0027】−第2実施例− 図4は、この発明の第2実施例のMRI用平面型コイル
の構成図である。このMRI用平面型コイル20は、上
記第1実施例の第1リングR1に介設されたコンデンサ
Cのうちの1つに直交性調整用可変容量コンデンサCv
を並列接続したものである。但し、前記直交性調整用可
変容量コンデンサCvの接続位置は、給電点(θ=0,
−π/2)および給電点と180゜対向する点(θ=
π,π/2)以外とする。この可変容量コンデンサCv
により直交性を調整することができる。上記第2実施例
のMRI用平面型コイル20によれば、上記第1実施例
の効果に加えて、コンデンサC,Ciの容量やエレメン
トEの長さ(インダクタンス)等に多少のバラツキがあ
っても、直交性を良好に確保できるようになる。
【0028】−第3実施例− 図5は、この発明の第3実施例のMRI用平面型コイル
の構成図である。このMRI用平面型コイル30は、上
記第1実施例の第1リングR1および第2リングR2の
形状を楕円としたものである。楕円形状の偏平度を変え
ることで、感度領域の態様を変化させることが出来る。
なお、楕円形状とすると、エレメントEのインダクタン
スが場所により異なってくるので、コンデンサC,Ci
の容量も場所により変える必要がある。上記第3実施例
のMRI用平面型コイル30によれば、感度領域の態様
を撮像部位に適したものにすることが出来る。
【0029】−第4実施例− 図6は、この発明の第4実施例のMRI用平面型コイル
の構成図である。このMRI用平面型コイル40は、リ
ングR1とその中心点の間に多数のエレメントE,E,
…を放射状に張設し、前記リングR1と各エレメント
E,E,…の複数の接続点間にそれぞれコンデンサC,
C,…を介設した構造である。そして、直交位相受信の
場合、前記リングR1の中心から見た幾何学的位置がπ
/2だけ異なる導出点P,Qにバラン11a,11bを
接続し、それらバラン11a,11bからそれぞれ同軸
ケーブルSP,SQを導出する。すなわち、前記リング
R1に介設されたコンデンサCのうち前記導出点P,Q
に位置するコンデンサC,Cの両端に、バラン11a,
11bからの伝送線をそれぞれ接続する。前記第1リン
グR1の中心と前記導出点Qを通る方向をy軸とし、前
記第1リングR1の中心と前記導出点Pを通る方向をx
軸とし、それらに直交する方向をz軸とするとき、通常
は、y軸,x軸を水平面内とし、z軸を鉛直方向とす
る。そして、垂直磁場型MRI装置の場合には、z軸方
向に静磁場を加える。
【0030】このMRI用平面型コイル40は、上記第
1実施例のMRI用平面型コイル10(図1参照)にお
ける第2リングR2を極小化したものと等価であり、前
記MRI用平面型コイル10における第2リングR2
と、その第2リングR2に介設したコンデンサCを不要
化できる。上記第4実施例のMRI用平面型コイル40
によれば、上記第1実施例よりも部品点数を削減して,
構成を簡素化することが出来る。
【0031】−第5実施例− 図7は、この発明の第5実施例のMRI用平面型コイル
の構成図である。このMRI用平面型コイル50は、第
1リングR11と,それよりも小さな直径をもち同心円
状の第2リングR12の間に多数のエレメントE,E,
…を放射状に張設し、前記第1リングR11と各エレメ
ントE,E,…の複数の接続点間にそれぞれコンデンサ
Ch,Ch,…を介設した構造である(前記第2リング
R12にはコンデンサを介設しない)。前記コンデンサ
Chの容量は、前記エレメントEとの間の共振周波数が
MRI用RFパルスまたはNMR信号の周波数に略合う
ように定められている。そして、直交位相受信の場合、
前記第1リングR11の中心から見た幾何学的位置がπ
/2だけ異なる導出点P,Qに同軸ケーブルSP,SQ
を接続し(当該位置のコンデンサCの両端に同軸ケーブ
ルの心線および外部導体を接続する)、各同軸ケーブル
SP,SQをそれぞれ近傍のエレメントEa,Ebを沿
わせて前記第2リングR12へ導き(同軸ケーブルS
P,SQの外部導体をエレメントEa,Ebに接続して
も、しなくてもよい)、各同軸ケーブルSP,SQの外
部導体を第2リングR12上の点PP,PQにそれぞれ
接続する(第2リングR12上なら点PP,PQ以外で
もよい)と共に、第2リングR12から外部へ同軸ケー
ブルSP,SQを導出した構成である。バラン11a,
11b(図1参照)を用いなくてよい理由は、第2リン
グR12は(インダクタンスが十分に小ければ)略零電
位とり、零電位である同軸ケーブルSP,SQの外部導
体と直接接続できるようになるためである。このように
バランを用いずに給電する技術は、特願平6−2010
29号に開示されている。
【0032】なお、上記と逆に、第1リングR11にコ
ンデンサを介設せず、第2リングR12にコンデンサを
介設し、第2リングR12に導出点P,Qをとり、同軸
ケーブルSP,SQを接続し、同軸ケーブルSP,SQ
をエレメントEを沿わせて第1リングR11に導き、外
部導体を接続し、第1リングR11から外部へ同軸ケー
ブルSP,SQを導出してもよい。
【0033】−第6実施例− 図8は、この発明の第6実施例のMRI用平面型コイル
の構成図である。このMRI用平面型コイル60は、第
1リングR1’と,それよりも小さな直径をもち同心円
状の第2リングR2の間に多数のエレメントE,E,…
を放射状に張設してなる。直交位相受信の場合、前記第
1リングR1’と各エレメントE,E,…の複数の接続
点間のうち前記第1リングR1’の中心から見た幾何学
的位置がπ/2だけ異なる位置に、コンデンサC1,C
2の直列回路を接続し、他の箇所にそれぞれコンデンサ
C,C,…を介設する。さらに、前記コンデンサC1
に、インダクタL1とダイオードD1の直列回路を並列
接続する。また、前記コンデンサCに、インダクタLと
ダイオードD2の直列回路を並列接続する。また、前記
コンデンサC2,C2の両端に同軸ケーブルSP,SQ
の外部導体および心線をそれぞれ接続する。前記コンデ
ンサC1と前記インダクタL1の並列共振回路および前
記コンデンサCとインダクタLの並列共振回路は、MR
I用RFパルスまたはNMR信号の周波数に対して共振
し、高インピーダンスとなる。なお、前記コンデンサC
1,C2の合成容量は、コンデンサCの容量に等しい
(1/C1+1/C2=1/Cである)。前記第2リン
グR2については、各エレメントE,E,…との複数の
接続点間にそれぞれコンデンサCi,Ci,…を介設す
る。
【0034】前記第1リングR1’の中心と前記導出点
Qを通る方向をy軸とし、前記第1リングR1’の中心
と前記導出点Pを通る方向をx軸とし、それらに直交す
る方向をz軸とするとき、通常は、y軸,x軸を水平面
内とし、z軸を鉛直方向とする。そして、垂直磁場型M
RI装置の場合には、z軸方向に静磁場を加える。
【0035】さて、別の送信コイルからのMRI用RF
パルスの送信時には、同軸ケーブルSP,SQに正の直
流電圧を重畳する(この場合、本来の伝送信号はないの
で、単に直流電圧を供給すればよい)。すると、ダイオ
ードD1およびダイオードD2がオンして、コンデンサ
C1とインダクタL1の並列共振回路およびコンデンサ
CとインダクタLの並列共振回路が形成される。この結
果、第1リングR1’と前記エレメントEの接続点間の
全てはMRI用RFパルスに対して高インピーダンス状
態となり、コイルとしての機能がオフされ、別の送信コ
イルとデカップリングすることが出来る。NMR信号の
受信時には、同軸ケーブルSP,SQに負の直流電圧を
重畳する。すると、ダイオードD1およびダイオードD
2がオフするので、コンデンサC1とインダクタL1の
並列共振回路およびコンデンサCとインダクタLの並列
共振回路が形成されなくなる。この結果、上記第1実施
例のMRI用平面型コイル10と等価になる。なお、上
記のようなデカップリング回路は、特願平7−1825
号に開示されている。
【0036】上記第6実施例のMRI用平面型コイル6
0によれば、上記第1実施例の効果に加えて、MRI用
RFパルスの送信時またはNMR信号の受信時に他のコ
イルとのデカップリングを行うことが出来る。
【0037】−第7実施例− 図9は、この発明の第7実施例のMRI用平面型コイル
の構成図である。このMRI用平面型コイル70は、第
1リングR21とそれよりも小さな直径をもち同心円状
の第2リングR22の間に多数のエレメントE,E,…
を放射状に張設し、各エレメントE,E,…の略中央に
それぞれコンデンサCoを介設した構造である。そし
て、直交位相受信の場合、前記第1リングR21の中心
から見た幾何学的位置がπ/2だけ異なる導出点P,Q
にバラン11a,11bを接続し、それらバラン11
a,11bからそれぞれ同軸ケーブルSP,SQを導出
する。すなわち、各エレメントEに介設されたコンデン
サCoのうち前記導出点P,Qに位置するコンデンサC
oの両端に、バラン11a,11bからの伝送線をそれ
ぞれ接続する。前記第1リングR21の中心と前記導出
点Qを通る方向をy軸とし、前記第1リングR21の中
心と前記導出点Pを通る方向をx軸方向とし、それらに
直交する方向をz軸とするとき、通常は、y軸,x軸を
水平面内とし、z軸を鉛直方向とする。そして、垂直磁
場型MRI装置の場合には、z軸方向に静磁場を加え
る。
【0038】さて、このMRI用平面型コイル70は、
ローパス型のMRI用バードケージコイル600(図1
3参照)を平面的に展開したものと見なせる。したがっ
て、このMRI用平面型コイル70では、先に図3を参
照して説明したように、均一性に優れた感度分布を得る
ことが出来る。上記第7実施例のMRI用平面型コイル
70によれば、コイル近傍の水平面(xy面)に感度の
異方性のない有効な感度領域を持つ。従って、患者の表
面近傍の脊椎などを撮像するのに適している(SNRが
高い)。また、コイルサイズに対する感度領域の有効率
が高くなる。また、直交性を向上できる。さらに感度の
異方性がないため、使い勝手が良くなる。
【0039】−第8実施例− 図10は、この発明の第8実施例のMRI用平面型コイ
ルを示す構成図である。このMRI用平面型コイル80
は、リングR21とその中心点の間に多数のエレメント
E,E,…を放射状に張設し、各エレメントE,E,…
の略中央にそれぞれコンデンサCo,Co,…を介設し
た構造である。直交位相受信の場合、前記リングR21
の中心から見た幾何学的位置がπ/2だけ異なる導出点
P,Qにバラン11a,11bを接続し、それらバラン
11a,11bからそれぞれ同軸ケーブルSP,SQを
導出する。すなわち、各エレメントE,E,…に介設さ
れたコンデンサCo,Co,…のうち前記導出点P,Q
に位置するコンデンサCo,Coの両端に、バラン11
a,11bからの伝送線をそれぞれ接続する。前記リン
グR21の中心と前記導出点Qを通る方向をy軸とし、
前記リングR21の中心と前記導出点Pを通る方向をx
軸とし、それらに直交する方向をz軸とするとき、通常
は、y軸,x軸を水平面内とし、z軸を鉛直方向とす
る。そして、垂直磁場型MRI装置の場合には、z軸方
向に静磁場を加える。
【0040】このMRI用平面型コイル80は、上記第
7実施例のMRI用平面型コイル70(図9参照)にお
ける第2リングR22を極小化したものと等価であり、
前記MRI用平面型コイル70における第2リングR2
2を不要化できる。すなわち、上記第8実施例のMRI
用平面型コイル80によれば、上記第7実施例よりも部
品点数を削減して,構成を簡素化することが出来る。
【0041】−第9実施例− 図11は、この発明の第9実施例のMRI用平面型コイ
ルを示す構成図である。このMRI用平面型コイル90
は、第1リングR31と,それよりも小さな直径をもち
同心円状の第2リングR32の間に多数のエレメント
E,E,…を放射状に張設し、前記第1リングR31と
前記エレメントEの複数の接続点間の一つおきに複数の
第1直流カット用コンデンサ(高周波的なインピーダン
スを小さくするため一般に大容量)Cxを介設し、前記
第2リングR32と前記エレメントEの複数の接続点間
の一つおきに前記第1直流カット用コンデンサCxとは
互違いに第2直流カット用コンデンサCxを介設する。
そして、直交位相受信の場合、各エレメントE,E,…
のうち前記第1リングR31の中心から見た幾何学的な
位置がπ/2だけ異なるエレメントEa,Ebの略中央
にコンデンサCa,Cbの直列回路を接続し、他のエレ
メントにコンデンサCoを介設する。さらに、前記コン
デンサCaに、インダクタLaとダイオードD1の直列
回路を並列接続する。また、前記コンデンサCoに、イ
ンダクタLbとダイオードD2の直列回路を並列接続す
る。前記コンデンサCaと前記インダクタLaの並列共
振回路および前記コンデンサCoとインダクタLbの並
列共振回路は、MRI用RFパルスまたはNMR信号の
周波数に対して共振し、高インピーダンスとなる。な
お、前記コンデンサCa,Cbの合成容量は、コンデン
サCoの容量に等しい(1/Ca+1/Cb=1/Co
である)。前記第1リングR31の中心と前記導出点Q
を通る方向をy軸とし、前記第1リングR31の中心と
前記導出点Pを通る方向をx軸とし、それらに直交する
方向をz軸とするとき、通常は、y軸,x軸を水平面内
とし、z軸を鉛直方向とする。そして、垂直磁場型MR
I装置の場合には、z軸方向に静磁場を加える。
【0042】さて、別の送信コイルからのMRI用RF
パルスの送信時には、同軸ケーブルSP,SQに正の直
流電圧を重畳する(この場合、本来の伝送信号はないの
で、単に直流電圧を供給すればよい)。すると、ダイオ
ードD1およびダイオードD2がオンして、コンデンサ
CaとインダクタLaの並列共振回路およびコンデンサ
CoとインダクタLbの並列共振回路が形成される。こ
の結果、各エレメントE,E,…の略中央(コンデンサ
の介設箇所)の全てはMRI用RFパルスに対して高イ
ンピーダンス状態となり、コイルとしての機能がオフさ
れ、別の送信コイルとデカップリングすることが出来
る。NMR信号の受信時には、同軸ケーブルSP,SQ
に負の直流電圧を重畳する。すると、ダイオードD1お
よびダイオードD2がオフするので、コンデンサCaと
インダクタLaの並列共振回路およびコンデンサCoと
インダクタLbの並列共振回路が形成されなくなる。こ
の結果、上記第7実施例のMRI用平面型コイル70と
等価になる。なお、上記のようなデカップリング回路
は、特願平7−1825号に開示されている。
【0043】上記第9実施例のMRI用平面型コイル9
0によれば、上記第7実施例による効果に加えて、MR
I用RFパルスの送信時またはNMR信号の受信時に他
のコイルとのデカップリングを行うことが出来る。
【0044】
【発明の効果】この発明のMRI用平面型コイルによれ
ば、コイル近傍のコイル面と平行な面に有効な感度領域
を持つため、患者の表面近傍の脊椎などを撮像するのに
適している(SNRが高い)。また、コイルサイズに対
する感度領域の有効率が高くなる。また、直交性を向上
できる。さらに感度の異方性がないため、使い勝手が良
くなる。従って、表面コイルとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例のMRI用平面型コイル
を示す構成図である。
【図2】図1のMRI用平面型コイルの各部の電流分布
を示す説明図である。
【図3】図2の電流分布に基づく磁束分布および感度分
布を示す説明図である。
【図4】この発明の第2実施例のMRI用平面型コイル
を示す構成図である。
【図5】この発明の第3実施例のMRI用平面型コイル
を示す構成図である。
【図6】この発明の第4実施例のMRI用平面型コイル
を示す構成図である。
【図7】この発明の第5実施例のMRI用平面型コイル
を示す構成図である。
【図8】この発明の第6実施例のMRI用平面型コイル
を示す構成図である。
【図9】この発明の第7実施例のMRI用平面型コイル
を示す構成図である。
【図10】この発明の第8実施例のMRI用平面型コイ
ルを示す構成図である。
【図11】この発明の第9実施例のMRI用平面型コイ
ルを示す構成図である。
【図12】従来のハイパス型のMRI用バードケージコ
イルの一例の構成図である。
【図13】従来のローパス型のMRI用バードケージコ
イルの一例の構成図である。
【図14】従来のMRI用平面型コイルの一例を示す構
成図である。
【図15】図14のMRI用平面型コイルの磁束分布を
示す説明図である。
【図16】従来のMRI用平面型コイルの他例を示す構
成図である。
【符号の説明】
10,20,30,40,50,60,70,80,9
0… MRI用平面型コイル、 11a,11b … バラ
ン、 R1,R1,R11,R1’,R21,R31… 第1
リング、 R2,R12,R22,R32 … 第2
リング、 E … エレ
メント、 C,Ch,C1,C2,Co,Cx,Ca,Cb …
コンデンサ、 Cv … 可変容量コンデンサ L,L1,La,Lb … インダクタ、 D1,D2 … ダイオード、 SP,SQ … 同軸ケーブル。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1リングと、その第1リングよりも小
    さな直径をもち前記第1リングの内側に配置された第2
    リングと、前記第1リングと前記第2リングの間に放射
    状に張設された複数のエレメントと、前記第1リングと
    前記エレメントの複数の接続点間および前記第2リング
    と前記エレメントの複数の接続点間にそれぞれ介設され
    た複数のコンデンサとを具備したことを特徴とするMR
    I用平面型コイル。
  2. 【請求項2】 リングと、そのリングの略中心から放射
    状に張設された複数のエレメントと、前記リングと前記
    エレメントとの複数の接続点間にそれぞれ介設された複
    数のコンデンサとを具備したことを特徴とするMRI用
    平面型コイル。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載のMRI
    用平面型コイルにおいて、前記コンデンサを、前記リン
    グと前記エレメントの接続点間に介設する代わりに、前
    記エレメントの略中央にそれぞれ介設したことを特徴と
    するMRI用平面型コイル。
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