JPH09117434A - 磁気共鳴撮像方法および装置 - Google Patents
磁気共鳴撮像方法および装置Info
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- JPH09117434A JPH09117434A JP8235885A JP23588596A JPH09117434A JP H09117434 A JPH09117434 A JP H09117434A JP 8235885 A JP8235885 A JP 8235885A JP 23588596 A JP23588596 A JP 23588596A JP H09117434 A JPH09117434 A JP H09117434A
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- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/3806—Open magnet assemblies for improved access to the sample, e.g. C-type or U-type magnets
Abstract
(57)【要約】
【課題】 垂直方向磁界中で直角位相の送受信を提供す
る無線周波数コイルの提供。 【解決手段】 時間的に一定の垂直方向磁界がＣ字形の
鉄製の磁束経路により相互接続された磁極片の対の間に
画定され、直角位相無線周波数コイル配列が磁界に対し
て直交する面に配置され、コイル配列は部分的に重なり
合う関係に配置された複数のコイルを含み、コイルのそ
れぞれは好ましくは等しい長さの４本の直線状の脚によ
り画定されて正方形を画定する外周ループを有し、１対
の交差要素が正方形の対辺の中間地点と接続し、対向す
る中間地点は磁気共鳴周波数で互いに対して位相が１８
０°ずれ、正方形の隣接する中間地点とで位相が９０°
ずれており、交差要素は対称な関係で交差はするが接続
されてなく、交差要素のそれぞれはそれらに関する無線
周波数ピックアップを有し、２個の無線周波数ピックア
ップは９０°ずれた直角位相無線周波数信号を磁界中の
共鳴核から受信する。
る無線周波数コイルの提供。 【解決手段】 時間的に一定の垂直方向磁界がＣ字形の
鉄製の磁束経路により相互接続された磁極片の対の間に
画定され、直角位相無線周波数コイル配列が磁界に対し
て直交する面に配置され、コイル配列は部分的に重なり
合う関係に配置された複数のコイルを含み、コイルのそ
れぞれは好ましくは等しい長さの４本の直線状の脚によ
り画定されて正方形を画定する外周ループを有し、１対
の交差要素が正方形の対辺の中間地点と接続し、対向す
る中間地点は磁気共鳴周波数で互いに対して位相が１８
０°ずれ、正方形の隣接する中間地点とで位相が９０°
ずれており、交差要素は対称な関係で交差はするが接続
されてなく、交差要素のそれぞれはそれらに関する無線
周波数ピックアップを有し、２個の無線周波数ピックア
ップは９０°ずれた直角位相無線周波数信号を磁界中の
共鳴核から受信する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴撮像方法
および装置に関する。本発明は、Ｃ字形永久磁石を用い
る磁気共鳴撮像システムにおける脊柱の磁気共鳴撮像に
関して特に用途があり、これを特に参照しながら説明す
る。しかし、本出願はまた、Ｂ0 一次磁界が無線周波数
コイルの面に直交する他の磁気共鳴撮像および分光シス
テムに関しても用途があることが理解される。
および装置に関する。本発明は、Ｃ字形永久磁石を用い
る磁気共鳴撮像システムにおける脊柱の磁気共鳴撮像に
関して特に用途があり、これを特に参照しながら説明す
る。しかし、本出願はまた、Ｂ0 一次磁界が無線周波数
コイルの面に直交する他の磁気共鳴撮像および分光シス
テムに関しても用途があることが理解される。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁気共鳴撮像の手順は、患者を実
質的に均一な一次磁界Ｂ0 中に配置することを含む。Ｂ
0 磁界と優先的に一直線に並ぶ双極子中、無線周波数励
起信号を試験領域に伝送し、共鳴する双極子から発され
る無線周波数磁気共鳴信号を受信することにより、磁気
共鳴が励起される。
質的に均一な一次磁界Ｂ0 中に配置することを含む。Ｂ
0 磁界と優先的に一直線に並ぶ双極子中、無線周波数励
起信号を試験領域に伝送し、共鳴する双極子から発され
る無線周波数磁気共鳴信号を受信することにより、磁気
共鳴が励起される。
【０００３】非常に一般的には、Ｂ0 磁界は、環状の磁
石アセンブリの中央内腔に沿って発生する。すなわち、
Ｂ0 磁界は、患者の体の中心軸と一直線に並ぶ。円筒形
の無線周波数および傾斜磁界コイルが内腔を包囲する。
信号対雑音比を改善するために、直角位相面コイルを利
用して、対象の領域を直角位相で試験し、すなわち、コ
イルに対して垂直である信号成分およびコイルに対して
平行である成分を受信してきた。例えば、いずれも同じ
領域から共鳴信号を受信するループ形コイルおよび平坦
なヘルムホルツ・コイルを記載するMehdizadehの米国特
許第４，９１８，３８８号明細書を参照すること。ルー
プ形コイルおよび平坦なヘルムホルツ・コイルは、水平
方向の磁界と一直線に並んだ双極子から発される磁気共
鳴信号の直交成分に対して感度を示す。ループ形コイル
および平坦なヘルムホルツ・コイルのいずれかの出力を
９０°だけ転移させ、これら二つの信号を合成すると、
信号対雑音比は約√２だけ改善される。
石アセンブリの中央内腔に沿って発生する。すなわち、
Ｂ0 磁界は、患者の体の中心軸と一直線に並ぶ。円筒形
の無線周波数および傾斜磁界コイルが内腔を包囲する。
信号対雑音比を改善するために、直角位相面コイルを利
用して、対象の領域を直角位相で試験し、すなわち、コ
イルに対して垂直である信号成分およびコイルに対して
平行である成分を受信してきた。例えば、いずれも同じ
領域から共鳴信号を受信するループ形コイルおよび平坦
なヘルムホルツ・コイルを記載するMehdizadehの米国特
許第４，９１８，３８８号明細書を参照すること。ルー
プ形コイルおよび平坦なヘルムホルツ・コイルは、水平
方向の磁界と一直線に並んだ双極子から発される磁気共
鳴信号の直交成分に対して感度を示す。ループ形コイル
および平坦なヘルムホルツ・コイルのいずれかの出力を
９０°だけ転移させ、これら二つの信号を合成すると、
信号対雑音比は約√２だけ改善される。
【０００４】水平方向Ｂ0 磁界を用いる撮像装置の内腔
に配置された患者のより広い領域を検査するためには、
複数のループ形コイルからなる面コイルも使用してき
た。例えば、RoemerおよびEdelstein の米国特許第４，
８２５，１６２号明細書を参照すること。具体的には、
隣接する領域を検査するためには、一連のループ形コイ
ルを部分的に重ね合わせる。Groverにより「Inductance
Calculations 」（１９４６）の中で数学的に説明さ
れ、前記RoemerおよびEdelstein の特許明細書中に概説
されているように、コイルをわずかに重ね合わせて配置
すると、隣接するコイル間の相互インダクタンスが最小
限になる。重ね合わせたループ形コイルを最小限の誘導
で使用することで、より広い区域を検査することが可能
になったが、各コイルが線形になった。すなわち、各コ
イルは、一つの成分にだけ感度を示し、直交成分に対し
ては感度を示さず、その結果、直角位相検出が得られな
くなった。
に配置された患者のより広い領域を検査するためには、
複数のループ形コイルからなる面コイルも使用してき
た。例えば、RoemerおよびEdelstein の米国特許第４，
８２５，１６２号明細書を参照すること。具体的には、
隣接する領域を検査するためには、一連のループ形コイ
ルを部分的に重ね合わせる。Groverにより「Inductance
Calculations 」（１９４６）の中で数学的に説明さ
れ、前記RoemerおよびEdelstein の特許明細書中に概説
されているように、コイルをわずかに重ね合わせて配置
すると、隣接するコイル間の相互インダクタンスが最小
限になる。重ね合わせたループ形コイルを最小限の誘導
で使用することで、より広い区域を検査することが可能
になったが、各コイルが線形になった。すなわち、各コ
イルは、一つの成分にだけ感度を示し、直交成分に対し
ては感度を示さず、その結果、直角位相検出が得られな
くなった。
【０００５】Hydeらの米国特許第４，７２１，９１３号
明細書は、水平方向界磁石に用いるためのもう一つの面
コイル技術を記載している。一連の線形コイルが互いに
連続して、ただし各コイルが隣接するコイルとで位相を
９０°ずらされた状態で配設される。したがって、各コ
イルは、その隣接コイルに対して直交する無線周波数磁
気共鳴信号成分を受信するものであった。
明細書は、水平方向界磁石に用いるためのもう一つの面
コイル技術を記載している。一連の線形コイルが互いに
連続して、ただし各コイルが隣接するコイルとで位相を
９０°ずらされた状態で配設される。したがって、各コ
イルは、その隣接コイルに対して直交する無線周波数磁
気共鳴信号成分を受信するものであった。
【０００６】Molyneaux の米国特許第５，３９４，０８
７号明細書では、ループ形コイルと平坦なヘルムホルツ
・コイルとを重ね合わせて、平坦な直角位相コイルを設
けている。これらの平坦な直角位相コイル複数を部分的
に重ね合わせて、平坦な直角位相コイル配列を画定して
いる。
７号明細書では、ループ形コイルと平坦なヘルムホルツ
・コイルとを重ね合わせて、平坦な直角位相コイルを設
けている。これらの平坦な直角位相コイル複数を部分的
に重ね合わせて、平坦な直角位相コイル配列を画定して
いる。
【０００７】上記に参照した面コイルは、水平方向Ｂ0
磁界を用いる磁気共鳴撮像装置には有効であるが、すべ
ての磁気共鳴撮像装置が水平方向Ｂ0 磁界を利用するわ
けではない。Ｃ字形磁石を用いる磁気共鳴撮像装置は、
平行に配置され、Ｃ字形またはＵ字形の鉄要素によって
相互接続されている磁極片の対を含む。鉄要素は、永久
磁石であることができるか、包囲するコイルによって磁
性状態まで電気的に刺激されることができる。通常、磁
極片は、それらの間に垂直方向の磁界が生じるよう、水
平方向に配置される。したがって、環状の内腔磁界を用
いる撮像装置では、Ｂ0 磁界は患者の頭と足との間（ま
たは足と頭との間）に延びるが、Ｃ字形磁石を用いるも
のでは、Ｂ0 磁界は患者の背面と前面との間（または前
面と背面との間）に延びる。Ｂ0 磁界の９０°の転回に
より、直角位相面コイル、例えば上記で参照した米国特
許第５，３９４，０８７号明細書に記載のものは、垂直
方向Ｂ0 磁界を用いる磁気共鳴撮像装置中で患者の脊柱
に沿って配置されたならば、直角位相には機能しないで
あろう。これらは、そのモードの一つに対して感度を失
うことになる。
磁界を用いる磁気共鳴撮像装置には有効であるが、すべ
ての磁気共鳴撮像装置が水平方向Ｂ0 磁界を利用するわ
けではない。Ｃ字形磁石を用いる磁気共鳴撮像装置は、
平行に配置され、Ｃ字形またはＵ字形の鉄要素によって
相互接続されている磁極片の対を含む。鉄要素は、永久
磁石であることができるか、包囲するコイルによって磁
性状態まで電気的に刺激されることができる。通常、磁
極片は、それらの間に垂直方向の磁界が生じるよう、水
平方向に配置される。したがって、環状の内腔磁界を用
いる撮像装置では、Ｂ0 磁界は患者の頭と足との間（ま
たは足と頭との間）に延びるが、Ｃ字形磁石を用いるも
のでは、Ｂ0 磁界は患者の背面と前面との間（または前
面と背面との間）に延びる。Ｂ0 磁界の９０°の転回に
より、直角位相面コイル、例えば上記で参照した米国特
許第５，３９４，０８７号明細書に記載のものは、垂直
方向Ｂ0 磁界を用いる磁気共鳴撮像装置中で患者の脊柱
に沿って配置されたならば、直角位相には機能しないで
あろう。これらは、そのモードの一つに対して感度を失
うことになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、垂直方向Ｂ
0 界磁石中で直角位相の送受信を提供する新規で改良さ
れた無線周波数コイルを提供する。
0 界磁石中で直角位相の送受信を提供する新規で改良さ
れた無線周波数コイルを提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの態様によ
ると、磁気共鳴撮像システムが提供される。時間的に一
定の垂直方向Ｂ0 磁界がほぼ水平方向の磁極片の対の間
に画定される。ほぼＣ字形の鉄製の磁束経路がこれらの
磁極片を接続している。時間的に一定のＢ0 磁界にかけ
て傾斜磁界を生じさせるために、傾斜磁界コイルが磁極
片に隣接して配置されている。双極子が固有共鳴周波数
で共鳴信号を発生するよう、選択された双極子中、磁極
面と磁極面との間で共鳴を励起するための手段が設けら
れている。無線周波数コイルアセンブリが、共鳴する双
極子から共鳴信号を受信する。少なくとも１個の無線周
波数受信装置が無線周波数コイルからの共鳴信号を復調
し、再構成処理装置が、その復調された信号を画像表示
に再構成する。無線周波数コイルは導電性の外側ループ
を含む。第一の導電性要素が、ループ上で対称的に１８
０°反対側にある点どうしの第一の対の間を延びてい
る。第二の導電性要素が、ループ上で対称的に１８０°
反対側にある点どうしの第二の対の間を延びている。１
８０°反対側にある点どうしの第二の対は、１８０°反
対側にある点どうしの第一の対から実質的に９０°ずら
されている。このようにして、第一の導電性要素からの
共鳴信号と第二の導電性要素からの共鳴信号とは、位相
が実質的に９０°ずれた直角位相の関係にある。第一お
よび第二の導電性要素は、導電線を介して少なくとも１
個の受信装置と接続している。
ると、磁気共鳴撮像システムが提供される。時間的に一
定の垂直方向Ｂ0 磁界がほぼ水平方向の磁極片の対の間
に画定される。ほぼＣ字形の鉄製の磁束経路がこれらの
磁極片を接続している。時間的に一定のＢ0 磁界にかけ
て傾斜磁界を生じさせるために、傾斜磁界コイルが磁極
片に隣接して配置されている。双極子が固有共鳴周波数
で共鳴信号を発生するよう、選択された双極子中、磁極
面と磁極面との間で共鳴を励起するための手段が設けら
れている。無線周波数コイルアセンブリが、共鳴する双
極子から共鳴信号を受信する。少なくとも１個の無線周
波数受信装置が無線周波数コイルからの共鳴信号を復調
し、再構成処理装置が、その復調された信号を画像表示
に再構成する。無線周波数コイルは導電性の外側ループ
を含む。第一の導電性要素が、ループ上で対称的に１８
０°反対側にある点どうしの第一の対の間を延びてい
る。第二の導電性要素が、ループ上で対称的に１８０°
反対側にある点どうしの第二の対の間を延びている。１
８０°反対側にある点どうしの第二の対は、１８０°反
対側にある点どうしの第一の対から実質的に９０°ずら
されている。このようにして、第一の導電性要素からの
共鳴信号と第二の導電性要素からの共鳴信号とは、位相
が実質的に９０°ずれた直角位相の関係にある。第一お
よび第二の導電性要素は、導電線を介して少なくとも１
個の受信装置と接続している。
【００１０】本発明の一つの利点は、垂直方向磁界シス
テム上で人体の広い領域にわたって直角位相検出を提供
することにある。
テム上で人体の広い領域にわたって直角位相検出を提供
することにある。
【００１１】本発明のもう一つの利点は、信号対雑音比
を改善し、取得時間を短縮するために受信を直角位相で
同時に行うことにある。
を改善し、取得時間を短縮するために受信を直角位相で
同時に行うことにある。
【００１２】本発明のもう一つの利点は、被検者の体の
区域に合わせた輪郭を付けることができることにある。
区域に合わせた輪郭を付けることができることにある。
【００１３】
【発明の実施の形態】例として添付の図面を参照しなが
ら本発明をさらに説明する。
ら本発明をさらに説明する。
【００１４】図１を参照すると、磁極片１２、１４の間
に撮像領域１０が画定されている。これらの磁極片は、
鉄製の磁束経路１６、例えばＣ字形またはＵ字形の鉄要
素によって相互接続されている。好ましい実施態様で
は、鉄要素１６は、磁極面と磁極面との間で撮像領域に
かけて垂直方向Ｂ0 磁界を生じさせる永久磁石である。
あるいはまた、鉄製の磁束経路１６中で磁束を誘導し、
磁極面と磁極面との間にＢ0 磁界を生じさせるための巻
き線を設けてもよい。能動型または受動型のシムが磁極
片または鉄製の磁束経路１６中の磁極片に隣接するとこ
ろに配置されて、垂直方向Ｂ0 磁界を撮像領域１０にか
けてより線形にしている。
に撮像領域１０が画定されている。これらの磁極片は、
鉄製の磁束経路１６、例えばＣ字形またはＵ字形の鉄要
素によって相互接続されている。好ましい実施態様で
は、鉄要素１６は、磁極面と磁極面との間で撮像領域に
かけて垂直方向Ｂ0 磁界を生じさせる永久磁石である。
あるいはまた、鉄製の磁束経路１６中で磁束を誘導し、
磁極面と磁極面との間にＢ0 磁界を生じさせるための巻
き線を設けてもよい。能動型または受動型のシムが磁極
片または鉄製の磁束経路１６中の磁極片に隣接するとこ
ろに配置されて、垂直方向Ｂ0 磁界を撮像領域１０にか
けてより線形にしている。
【００１５】撮像に備えて、磁界傾斜コイル２０、２２
が磁極片１２、１４に配置されている。好ましい実施態
様では、傾斜コイルは、傾斜増幅器２４によって傾斜磁
界制御装置２６に接続されている平面コイル構造であ
る。傾斜磁界制御装置は、当該技術に公知であるとお
り、傾斜コイルに印加されるパルス流を生じさせて、均
一な磁界中で、縦軸またはｚ軸、垂直軸またはｙ軸およ
び横軸またはｘ軸に沿って傾斜が発生するようにする。
が磁極片１２、１４に配置されている。好ましい実施態
様では、傾斜コイルは、傾斜増幅器２４によって傾斜磁
界制御装置２６に接続されている平面コイル構造であ
る。傾斜磁界制御装置は、当該技術に公知であるとお
り、傾斜コイルに印加されるパルス流を生じさせて、均
一な磁界中で、縦軸またはｚ軸、垂直軸またはｙ軸およ
び横軸またはｘ軸に沿って傾斜が発生するようにする。
【００１６】試験領域１０に配された被検者の双極子中
で磁気共鳴を励起するために、無線周波数コイル３０、
３２が傾斜コイルと撮像領域との間に配置されている。
無線周波数伝送装置３４、好ましくはデジタル伝送装置
が、無線周波数コイルをして、無線周波数パルス制御装
置３６によって要求される無線周波数パルスを撮像領域
１０に伝送させる。シーケンス制御装置４０が、オペレ
ータ制御の下、シーケンスメモリ４２から撮像シーケン
スを検索する。シーケンス制御装置４０は、無線周波数
および傾斜磁界パルスが、選択されるシーケンスにした
がって発されるよう、シーケンス情報を傾斜制御装置２
６および無線周波数パルス制御装置３６に提供する。
で磁気共鳴を励起するために、無線周波数コイル３０、
３２が傾斜コイルと撮像領域との間に配置されている。
無線周波数伝送装置３４、好ましくはデジタル伝送装置
が、無線周波数コイルをして、無線周波数パルス制御装
置３６によって要求される無線周波数パルスを撮像領域
１０に伝送させる。シーケンス制御装置４０が、オペレ
ータ制御の下、シーケンスメモリ４２から撮像シーケン
スを検索する。シーケンス制御装置４０は、無線周波数
および傾斜磁界パルスが、選択されるシーケンスにした
がって発されるよう、シーケンス情報を傾斜制御装置２
６および無線周波数パルス制御装置３６に提供する。
【００１７】無線周波数面コイルアセンブリ５０が被検
者の対象領域に沿って配置されている。通常、無線周波
数コイル３０、３２は、汎用コイルであり、内蔵されて
いる。他方、特殊な面コイルは、融通性を高めるために
取外し自在である。しかし、面コイル５０および以下に
記す代替態様は、システム中の唯一の無線周波数コイル
であることができる。図１の実施態様では、面コイルア
センブリ５０は、患者担持面に対し、患者担持面に横た
わる患者の脊柱の直下に配置される細長い脊柱形コイル
である。面コイルアセンブリ５０は、無線周波数受信装
置５２とともに、内蔵型および／または取外し自在の無
線周波数コイルによって受信された無線周波数共鳴信号
を復調する。図３および４とともに以下さらに詳細に説
明するように、面コイルアセンブリ５０は、それぞれが
１個以上の受信装置５２と接続されたコイルの配列であ
る。受信装置からの信号は、アナログ・デジタル変換器
５４の配列によってデジタル化され、再構成処理装置５
６によって体積測定画像表示に処理されて、これが体積
測定画像メモリ５８に記憶される。ビデオ処理装置５９
が、オペレータ制御の下、選択された画像データを体積
メモリから検索し、それを、人間読取り可能な表示装置
６１、例えばビデオモニタ、アクティブマトリックスモ
ニタ、液晶表示装置などに表示するのに適切なフォーマ
ットにフォーマットする。
者の対象領域に沿って配置されている。通常、無線周波
数コイル３０、３２は、汎用コイルであり、内蔵されて
いる。他方、特殊な面コイルは、融通性を高めるために
取外し自在である。しかし、面コイル５０および以下に
記す代替態様は、システム中の唯一の無線周波数コイル
であることができる。図１の実施態様では、面コイルア
センブリ５０は、患者担持面に対し、患者担持面に横た
わる患者の脊柱の直下に配置される細長い脊柱形コイル
である。面コイルアセンブリ５０は、無線周波数受信装
置５２とともに、内蔵型および／または取外し自在の無
線周波数コイルによって受信された無線周波数共鳴信号
を復調する。図３および４とともに以下さらに詳細に説
明するように、面コイルアセンブリ５０は、それぞれが
１個以上の受信装置５２と接続されたコイルの配列であ
る。受信装置からの信号は、アナログ・デジタル変換器
５４の配列によってデジタル化され、再構成処理装置５
６によって体積測定画像表示に処理されて、これが体積
測定画像メモリ５８に記憶される。ビデオ処理装置５９
が、オペレータ制御の下、選択された画像データを体積
メモリから検索し、それを、人間読取り可能な表示装置
６１、例えばビデオモニタ、アクティブマトリックスモ
ニタ、液晶表示装置などに表示するのに適切なフォーマ
ットにフォーマットする。
【００１８】図２を参照すると、コイル配列５０は、同
様な構成の複数の窓ガラス形コイル５０1 、５０2 など
を有している。窓ガラス形コイルそれぞれは、二つのモ
ードを、一方をｘ方向に、もう一方をｚ方向に有してい
る。具体的には、各窓ガラス形コイルは、図示する実施
態様では、直交パターンに配置されて正方形を画定する
等しい長さの４本の脚もしくはセグメント６０1 、６０
2 、６０3 および６０4 を有する外周ループ６０を含
む。第一の交差部材６２1 が、外周ループ上で１８０°
反対側に位置する点、具体的には、向き合わせて配置さ
れた外周要素６０1 および６０3 の中央に接続されてい
る。信号取出し点６４1 が導線によって第一の交差部材
から受信装置５２に接続されている。第二の交差部材６
２2 が、外周ループ上の、第一の交差部材接続点に対し
て９０°ずらされた、１８０°反対側にある接続点、具
体的には、対向する脚６０2 および６０4 の中央点に接
続されている。２個の交差部材６２1 および６２2 は、
互いに対して垂直に交差するが、互いに接続されてはい
ない。第二の交差部材６２2 上の取出し点６４2 の第二
の対が導線によって受信装置５２と接続している。窓ガ
ラス形コイル５２1 、５２2 などのそれぞれは、類似し
たコイル取出し口を有している。交差部材６２1 および
ループ形コイル６０によって画定されるコイルが、極性
６６x をもつ無線周波数信号を受信する。対照的に、ル
ープ形コイル６０および交差部材６２2によって画定さ
れるコイルは、ｚ方向に延びる無線周波数信号成分６６
z に感度を示す。コイルを同調させて、第一の対の接続
点が第二の取出し点に対して仮想接地面にあり、第二の
対の接続点が第一の取出し点に対して仮想接地面にある
ように、必要に応じてコンデンサが加えられる。
様な構成の複数の窓ガラス形コイル５０1 、５０2 など
を有している。窓ガラス形コイルそれぞれは、二つのモ
ードを、一方をｘ方向に、もう一方をｚ方向に有してい
る。具体的には、各窓ガラス形コイルは、図示する実施
態様では、直交パターンに配置されて正方形を画定する
等しい長さの４本の脚もしくはセグメント６０1 、６０
2 、６０3 および６０4 を有する外周ループ６０を含
む。第一の交差部材６２1 が、外周ループ上で１８０°
反対側に位置する点、具体的には、向き合わせて配置さ
れた外周要素６０1 および６０3 の中央に接続されてい
る。信号取出し点６４1 が導線によって第一の交差部材
から受信装置５２に接続されている。第二の交差部材６
２2 が、外周ループ上の、第一の交差部材接続点に対し
て９０°ずらされた、１８０°反対側にある接続点、具
体的には、対向する脚６０2 および６０4 の中央点に接
続されている。２個の交差部材６２1 および６２2 は、
互いに対して垂直に交差するが、互いに接続されてはい
ない。第二の交差部材６２2 上の取出し点６４2 の第二
の対が導線によって受信装置５２と接続している。窓ガ
ラス形コイル５２1 、５２2 などのそれぞれは、類似し
たコイル取出し口を有している。交差部材６２1 および
ループ形コイル６０によって画定されるコイルが、極性
６６x をもつ無線周波数信号を受信する。対照的に、ル
ープ形コイル６０および交差部材６２2によって画定さ
れるコイルは、ｚ方向に延びる無線周波数信号成分６６
z に感度を示す。コイルを同調させて、第一の対の接続
点が第二の取出し点に対して仮想接地面にあり、第二の
対の接続点が第一の取出し点に対して仮想接地面にある
ように、必要に応じてコンデンサが加えられる。
【００１９】したがって、２コイル構造の場合、四つモ
ード、すなわち二つのｘモードおよび二つのｚモードが
ある。各コイル内のｘモードおよびｚモードは、互いに
対して直交し、その対称性のため、最小限の相互インダ
クタンスしかもたない。あるいはまた、特に、上記に論
じた対称性を欠くとき、図３に示すように、リアクタン
ス素子を交差部材の間に接続してモードの直交性を調節
することもできる。同様に、一方のコイルのｘモードと
他方のコイルのｚモードとは直交し、その対称性のた
め、最小限の相互インダクタンスしかもたない。コイル
どうしは重なり合って、２個の隣接するコイルどうし
で、ｘモードが、空間位置のため、最小限の相互インダ
クタンスしかもたないようになっている。好ましくは、
２個のコイルのｚモードもまた、重複部分で最小限の相
互インダクタンスしかもたない。
ード、すなわち二つのｘモードおよび二つのｚモードが
ある。各コイル内のｘモードおよびｚモードは、互いに
対して直交し、その対称性のため、最小限の相互インダ
クタンスしかもたない。あるいはまた、特に、上記に論
じた対称性を欠くとき、図３に示すように、リアクタン
ス素子を交差部材の間に接続してモードの直交性を調節
することもできる。同様に、一方のコイルのｘモードと
他方のコイルのｚモードとは直交し、その対称性のた
め、最小限の相互インダクタンスしかもたない。コイル
どうしは重なり合って、２個の隣接するコイルどうし
で、ｘモードが、空間位置のため、最小限の相互インダ
クタンスしかもたないようになっている。好ましくは、
２個のコイルのｚモードもまた、重複部分で最小限の相
互インダクタンスしかもたない。
【００２０】図４を参照すると、２個のコイルが、ｘモ
ードが最小限の相互インダクタンスを有するところまで
重ね合わされている。この地点でｚモードが最小限の相
互インダクタンスをもたないならば、リアクタンス素子
７０を加えて、最小限の相互インダクタンスが達成され
るまで、一方または両方のコイルのｚモードの電流分布
を変化させる。あるいはまた、図５に示すように、リア
クタンス素子７２を２個のコイルの間に配置すると、コ
イルの間に電流を供給して最小限の相互インダクタンス
を達成することができる。リアクタンス素子７２をｚモ
ード交差部材の間に設けると、ｚモードの間の相互イン
ダクタンスを最小限にすることができる。さらに別の代
替態様として、図６に示すように、一方または両方のコ
イルのｚ方向の寸法を拡大または収縮して、幾何学形状
を変えることにより、最小限の相互インダクタンスを達
成することもできる。
ードが最小限の相互インダクタンスを有するところまで
重ね合わされている。この地点でｚモードが最小限の相
互インダクタンスをもたないならば、リアクタンス素子
７０を加えて、最小限の相互インダクタンスが達成され
るまで、一方または両方のコイルのｚモードの電流分布
を変化させる。あるいはまた、図５に示すように、リア
クタンス素子７２を２個のコイルの間に配置すると、コ
イルの間に電流を供給して最小限の相互インダクタンス
を達成することができる。リアクタンス素子７２をｚモ
ード交差部材の間に設けると、ｚモードの間の相互イン
ダクタンスを最小限にすることができる。さらに別の代
替態様として、図６に示すように、一方または両方のコ
イルのｚ方向の寸法を拡大または収縮して、幾何学形状
を変えることにより、最小限の相互インダクタンスを達
成することもできる。
【００２１】図７を参照すると、コイル５０1 からのｘ
およびｚ直交コイル導線が別個に整合回路の対８０x お
よび８０z と接続している。同様に、窓ガラス形コイル
５０2 のｘおよびｚモードコイルが整合回路８２x およ
び８２z と接続している。回路８０、８２のコンデンサ
または他のリアクタンス素子の一部または全部は、コイ
ル５０に組み込むことができる。窓ガラス形コイル５０
1 のｘ成分とｚ成分とは、移相・合成回路８４によって
９０°ずらされ、合成される。同様に、窓ガラス形コイ
ル５０2 のｘ成分とｚ成分とは、移相・合成回路８６に
よって９０°ずらされ、合成される。コイル５０1 、５
０2 などのそれぞれからの合成された単体出力は、増幅
器８８1 、８８2 と接続される。好ましくは、これらの
増幅器はコイルアセンブリに搭載されている。複数の受
信装置５２は、コイル５０1 からの合成信号を復調する
ための受信装置５２1 と、コイル５０2 からの合成出力
信号を復調するための第二の受信装置５２2 とを含む。
アナログ・デジタル変換器配列５４は、受信装置５２1
の出力をデジタル化するためのアナログ・デジタル変換
器５４1 と、無線周波数受信装置５２2 の出力をデジタ
ル化するためのアナログ・デジタル変換器５４2 とを含
む。
およびｚ直交コイル導線が別個に整合回路の対８０x お
よび８０z と接続している。同様に、窓ガラス形コイル
５０2 のｘおよびｚモードコイルが整合回路８２x およ
び８２z と接続している。回路８０、８２のコンデンサ
または他のリアクタンス素子の一部または全部は、コイ
ル５０に組み込むことができる。窓ガラス形コイル５０
1 のｘ成分とｚ成分とは、移相・合成回路８４によって
９０°ずらされ、合成される。同様に、窓ガラス形コイ
ル５０2 のｘ成分とｚ成分とは、移相・合成回路８６に
よって９０°ずらされ、合成される。コイル５０1 、５
０2 などのそれぞれからの合成された単体出力は、増幅
器８８1 、８８2 と接続される。好ましくは、これらの
増幅器はコイルアセンブリに搭載されている。複数の受
信装置５２は、コイル５０1 からの合成信号を復調する
ための受信装置５２1 と、コイル５０2 からの合成出力
信号を復調するための第二の受信装置５２2 とを含む。
アナログ・デジタル変換器配列５４は、受信装置５２1
の出力をデジタル化するためのアナログ・デジタル変換
器５４1 と、無線周波数受信装置５２2 の出力をデジタ
ル化するためのアナログ・デジタル変換器５４2 とを含
む。
【００２２】図８を参照すると、コイルの各成分の出力
は、個々に復調することができる。具体的には、ここで
もまた、コイル５０1 のｘおよびｚ成分は整合回路８０
x ′、８０z ′に運ばれ、コイル５０2 のｘおよびｚ成
分は整合回路８２x ′、８２z ′に運ばれる。これらの
整合回路の出力は、個々の前増幅器９０1 、９０2 、９
０3 および９０4 に運ばれる。受信装置５２の配列は、
ｘおよびｚ成分それぞれを復調するための個々の受信装
置９２1 、９２2 、９２3 および９２4 を含む。同様
に、アナログ・デジタル変換器配列５４は、成分それぞ
れをデジタル化するための個々のアナログ・デジタル変
換器９４1 、９４2 、９４3 および９４4を含む。これ
らの信号を、図７の合成回路と同様、デジタル形態で合
成し、当該技術に公知であるような他のタイプの処理に
使用してもよい。さらに別の代替態様として、共鳴信号
を面コイルアセンブリ上でデジタル化し、デジタル受信
装置によって復調することもできる。
は、個々に復調することができる。具体的には、ここで
もまた、コイル５０1 のｘおよびｚ成分は整合回路８０
x ′、８０z ′に運ばれ、コイル５０2 のｘおよびｚ成
分は整合回路８２x ′、８２z ′に運ばれる。これらの
整合回路の出力は、個々の前増幅器９０1 、９０2 、９
０3 および９０4 に運ばれる。受信装置５２の配列は、
ｘおよびｚ成分それぞれを復調するための個々の受信装
置９２1 、９２2 、９２3 および９２4 を含む。同様
に、アナログ・デジタル変換器配列５４は、成分それぞ
れをデジタル化するための個々のアナログ・デジタル変
換器９４1 、９４2 、９４3 および９４4を含む。これ
らの信号を、図７の合成回路と同様、デジタル形態で合
成し、当該技術に公知であるような他のタイプの処理に
使用してもよい。さらに別の代替態様として、共鳴信号
を面コイルアセンブリ上でデジタル化し、デジタル受信
装置によって復調することもできる。
【００２３】図９を参照すると、窓ガラス形コイルは、
患者の体の部分に適合するよう、非平面形であってもよ
い。例えば、交差部材は、胸部の撮像の場合には患者の
胸部の輪郭をたどるように、対称的に面の外に延びても
よい。図１０の実施態様では、外側ループ形コイルの一
部を面からもりあがらせて、例えば患者の頚部をよりう
まくカバーするように設けている。さらに別の代替態様
として、コイルを弓形の曲線に沿って配置してもよい。
患者の体の部分に適合するよう、非平面形であってもよ
い。例えば、交差部材は、胸部の撮像の場合には患者の
胸部の輪郭をたどるように、対称的に面の外に延びても
よい。図１０の実施態様では、外側ループ形コイルの一
部を面からもりあがらせて、例えば患者の頚部をよりう
まくカバーするように設けている。さらに別の代替態様
として、コイルを弓形の曲線に沿って配置してもよい。
【００２４】図１１を参照すると、配列の対を患者の身
体の両面に対して配置して、撮像体積をより完全に包囲
することができる。図１１の実施態様は、標準的な全体
積無線周波数コイルとして磁極片に内蔵されるように適
合されている。
体の両面に対して配置して、撮像体積をより完全に包囲
することができる。図１１の実施態様は、標準的な全体
積無線周波数コイルとして磁極片に内蔵されるように適
合されている。
【００２５】図１２を参照すると、窓ガラス形コイルの
交差部材を中心点１００で接続することができる。これ
は、二つのさらなるモードを用いるコイルを提供する。
特に、窓ガラス形コイルが対称であるとき、二つの余分
のモードは、ｘおよびｚモードに対して４５°にあり、
より高い周波数にある。これが、多チャネル分光撮像に
備えてコイルを複同調することができる。上記に示した
ように、窓ガラス形コイルは対称であることが好ましい
が、そうである必要はない。モードとモードとの間にリ
アクタンス素子を設けて、それらの相対直交性を調節し
てもよい。
交差部材を中心点１００で接続することができる。これ
は、二つのさらなるモードを用いるコイルを提供する。
特に、窓ガラス形コイルが対称であるとき、二つの余分
のモードは、ｘおよびｚモードに対して４５°にあり、
より高い周波数にある。これが、多チャネル分光撮像に
備えてコイルを複同調することができる。上記に示した
ように、窓ガラス形コイルは対称であることが好ましい
が、そうである必要はない。モードとモードとの間にリ
アクタンス素子を設けて、それらの相対直交性を調節し
てもよい。
【００２６】図１３に示すように、窓ガラス形コイル５
０1 、５０2 などのそれぞれは、互いに対して９０°転
回させた２個の同様なダブルＤ形コイルまたはバタフラ
イコイルから構成することができる。図１３の実施態様
では、コイル５０1 は、取出し点１１２を有する第一の
ダブルＤ形コイル１１０と、取出し点１１６を有する第
二のダブルＤ形コイル１１４とを含む。これらのアセン
ブリもまた、重ね合わせて配列に形成することもできる
し、リアクタンス素子を加えて直交性を調節することも
できる。図１４に示すように、窓ガラス形コイルは、８
の字形コイルまたはダブルダイアモンド形コイルの対１
２０、１２２によってまねることができる。ここでもま
た、これらのコイルは、接続することなく互いに対して
垂直に交差する実質的に直線状のセグメントを有してい
る。これらのコイルもまた、好ましくはその外側ループ
部分が正方形または長方形になる配列で重ね合わせるこ
とができる。
０1 、５０2 などのそれぞれは、互いに対して９０°転
回させた２個の同様なダブルＤ形コイルまたはバタフラ
イコイルから構成することができる。図１３の実施態様
では、コイル５０1 は、取出し点１１２を有する第一の
ダブルＤ形コイル１１０と、取出し点１１６を有する第
二のダブルＤ形コイル１１４とを含む。これらのアセン
ブリもまた、重ね合わせて配列に形成することもできる
し、リアクタンス素子を加えて直交性を調節することも
できる。図１４に示すように、窓ガラス形コイルは、８
の字形コイルまたはダブルダイアモンド形コイルの対１
２０、１２２によってまねることができる。ここでもま
た、これらのコイルは、接続することなく互いに対して
垂直に交差する実質的に直線状のセグメントを有してい
る。これらのコイルもまた、好ましくはその外側ループ
部分が正方形または長方形になる配列で重ね合わせるこ
とができる。
【図１】本発明による磁気共鳴システムを示す略図であ
る。
る。
【図２】図１のコイルアセンブリの拡大図である。
【図３】１個のコイルの直交性を調整するための技法を
示す図である。
示す図である。
【図４】２個以上のコイルの相互インダクタンスを調節
するための技法を示す図である。
するための技法を示す図である。
【図５】コイルを調節してそれらの相互インダクタンス
を最小限にするためのもう一つの技法を示す図である。
を最小限にするためのもう一つの技法を示す図である。
【図６】コイルの相互インダクタンスを最小限にするた
めのさらに別の技法を示す図である。
めのさらに別の技法を示す図である。
【図７】直角位相成分がコイルで合成されるところの図
２のコイル配列の略図である。
２のコイル配列の略図である。
【図８】各コイルからの信号が別個に処理されるところ
の図２のコイル配列の略図である。
の図２のコイル配列の略図である。
【図９】患者の体に合わせるためにコイルが非平面形で
ある代替態様を示す図である。
ある代替態様を示す図である。
【図１０】患者の体に合わせるためにコイルが非平面形
であるもう一つの代替態様を示す図である。
であるもう一つの代替態様を示す図である。
【図１１】体積撮像のために２個の平行な配列が患者の
体の両側に設けられるもう一つの代替態様を示す図であ
る。
体の両側に設けられるもう一つの代替態様を示す図であ
る。
【図１２】四つモードを用いる本発明のもう一つの代替
態様を示す図である。
態様を示す図である。
【図１３】ダブルＤ形コイルの対を用いるもう一つの代
替態様を示す図である。
替態様を示す図である。
【図１４】直交させて８の字形にしたコイルの対を用い
るもう一つの代替態様を示す図である。
るもう一つの代替態様を示す図である。
１０ 撮像領域 １２、１４ 磁極片 １６ 磁束経路 ２０、２２ 磁界傾斜コイル ３０、３２ 無線周波数コイル ５０ 無線周波数コイルアセンブリ ５２ 無線周波数受信装置 ５６ 再構成処理装置
Claims (9)
- 【請求項１】 時間的に一定の垂直方向Ｂ0 磁界が間に
画定されるほぼ水平方向の磁極片の対（１２、１４）
と、 磁極片（１２、１４）どうしを接続するほぼＣ字形の鉄
製の磁束経路（１６）と、 時間的に一定のＢ0 磁界にかけて傾斜磁界を生じさせる
ための、磁極片（１２、１４）に隣接して配置された傾
斜磁界コイル（２０、２２）と、 双極子が固有共鳴周波数あたりの共鳴信号を発するよ
う、選択された双極子中、磁極面と磁極面との間で共鳴
を励起するための手段と、 共鳴する双極子から共鳴信号を受信するための無線周波
数コイルアセンブリ（５０）と、 無線周波数コイルからの共鳴信号を復調するための少な
くとも１個の無線周波数受信装置（５２）と、 復調された無線周波数信号を画像表示に再構成するため
の再構成処理装置（５６）とを含む磁気共鳴撮像システ
ムにおいて、 前記無線周波数コイルアセンブリが、 第一の導電性ループ（６０、５０1 ）と、 第一の導電性ループ上で対称的に１８０°反対側にある
地点どうしの第一の対の間に延びる第一の導電性接続要
素（６２1 ）と、 第一の導電性ループ（６０、５０1 ）上で対称的に１８
０°反対側にある地点どうしの第二の対の間に接続され
た第二の導電性接続要素（６２2 ）とを含み、 第一の導電性ループ（６０、５０1 ）上で１８０°反対
側にある地点どうしの第二の対が、１８０°反対側にあ
る地点どうしの第一の対から実質９０°ずらされて、第
一の導電性接続要素（６２1 ）からの共鳴信号と、第二
の導電性接続要素（６２2 ）からの共鳴信号とが、位相
が実質的に９０°ずれた直角位相の関係にあり、第一お
よび第二の導電性接続要素（６２1 、６２2 ）が、導電
線を介して受信装置と接続していることを特徴とする磁
気共鳴撮像システム。 - 【請求項２】 第一の導電性ループ（６０、５０1 ）な
らびに第一および第二の導電性接続要素（６２1 、６２
2 ）がすべて実質的に共通の平面に位置している請求項
１記載の磁気共鳴撮像システム。 - 【請求項３】 第一の導電性ループ（５０1 ）と部分的
に重なり合う第二の導電性ループ（５０2 ）をさらに含
む請求項１または２記載の磁気共鳴撮像システム。 - 【請求項４】 第二の導電性ループ（５０2 ）上で対称
的に１８０°反対側にある地点どうしの第三の対の間に
延びる第三の導電性接続要素と、 第二の導電性ループ上で１８０°反対側にある地点どう
しの第四の対の間に接続され、１８０°反対側にある地
点どうしの第三の対から実質的に９０°ずらされている
第四の導電性接続要素とをさらに含む請求項３記載の磁
気共鳴撮像システム。 - 【請求項５】 第一の導電性ループ（６０、５０1 ）が
正方形であり、１８０°反対側にある地点どうしの第一
の対が、その正方形の第一の対辺（６０1 、６０3 ）の
中間地点に配置され、１８０°反対側にある地点どうし
の第二の対が、その正方形の第二の対辺（６０2 、６０
4 ）の中間地点に配置されている請求項１〜４のいずれ
か１項記載の磁気共鳴撮像システム。 - 【請求項６】 コイルが四つのモードを支持するよう、
第一および第二の導電性接続要素（６２1 、６２2 ）の
中間地点どうしが接続されて４個の対称なセグメントを
画定し、相互接続するセグメントのそれぞれが少なくと
も１個の無線周波数受信装置と接続している請求項５項
記載の磁気共鳴撮像システム。 - 【請求項７】 第一の導電性要素の第一端から第二の導
電性要素と平行に右回りに延び、第一の導電性要素の第
二端に向かって左回りに延びて、８の字形のコイルを画
定する第一の導体と、 第二の導電性要素の第一端から第一の導電性要素と平行
に右回りに延び、第二の導電性要素の第二端に向かって
左回りに延びて、８の字形のコイルを画定する第二の導
体とをさらに含む請求項１記載の磁気共鳴撮像システ
ム。 - 【請求項８】 時間的に一定の垂直方向Ｂ0 磁界を発生
させる段階と、 時間的に一定のＢ0 磁界にかけて傾斜磁界を選択的に発
生させる段階と、 Ｂ0 磁界中に配置された選択された双極子中で、固有共
鳴周波数あたりの共鳴を励起する段階と、 共鳴する双極子から共鳴信号を受信する段階と、 受信された共鳴信号を復調する段階と、 復調された無線周波数信号を画像表示に再構成する段階
とを含み、 第一の導電性要素（６２1 ）を、導電性ループ（６０、
５０1 ）上で対称的に１８０°反対側にある地点どうし
の対の間に接続し、第二の導電性要素（６２2）を、導
電性ループ上で対称的に１８０°反対側にある地点どう
しの第二の対の間に接続することによって形成される、
１８０°反対側にある地点どうしの第二の対が第一の対
から９０°ずらされて、第一の導電性要素からの復調さ
れた共鳴信号成分と、第二の導電性要素からの復調され
た共鳴信号成分とが、位相が実質９０°ずれた直角位相
の関係にあるようにした無線周波数コイルアセンブリを
用いて磁気共鳴信号を受信することを特徴とする磁気共
鳴撮像方法。 - 【請求項９】 導電性ループならびに第一および第二の
導電性要素が実質的に共通の平面に位置し、無線周波数
コイルがＢ0 磁界中に配置され、共通の平面がＢ0 磁界
に対して実質的に垂直である請求項８記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/512,274 US5578925A (en) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | Vertical field quadrature phased array coil system |
| US08/512,274 | 1995-08-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09117434A true JPH09117434A (ja) | 1997-05-06 |
| JP3817585B2 JP3817585B2 (ja) | 2006-09-06 |
Family
ID=24038417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23588596A Expired - Lifetime JP3817585B2 (ja) | 1995-08-18 | 1996-08-19 | 磁気共鳴撮像システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5578925A (ja) |
| EP (1) | EP0759560B1 (ja) |
| JP (1) | JP3817585B2 (ja) |
| DE (1) | DE69624641T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008518652A (ja) * | 2004-11-04 | 2008-06-05 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 個別のデジタイザを備えるｒｆ受信コイル部及びその同期化のための手段 |
| JP2010518936A (ja) * | 2007-02-26 | 2010-06-03 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 磁気共鳴用の二重共振高磁場無線周波数表面コイル |
Families Citing this family (44)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6137291A (en) * | 1996-08-19 | 2000-10-24 | Oregon Health Sciences University | Telescoping coil array for magnetic resonance imaging of extremities |
| US5757189A (en) * | 1996-11-27 | 1998-05-26 | Picker International, Inc. | Arbitrary placement multimode coil system for MR imaging |
| US5977771A (en) * | 1997-11-03 | 1999-11-02 | Picker International, Inc. | Single gradient coil configuration for MRI systems with orthogonal directed magnetic fields |
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