JPH09164126A - 磁気共鳴イメージングシステム - Google Patents

磁気共鳴イメージングシステム

Info

Publication number
JPH09164126A
JPH09164126A JP8229010A JP22901096A JPH09164126A JP H09164126 A JPH09164126 A JP H09164126A JP 8229010 A JP8229010 A JP 8229010A JP 22901096 A JP22901096 A JP 22901096A JP H09164126 A JPH09164126 A JP H09164126A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
loops
coil
strip
loop
rectangular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8229010A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3645368B2 (ja
Inventor
Leon Kaufman
レオン・カウフマン
Joseph W Carlson
ジョーゼフ・ダブリュ・カールソン
Barry Mccarten
バリー・マッカーテン
Stephen Krasnor
スティーブン・クラスノー
William K M Lu
ウイリアム・ケー・エム・ルー
Mitsuaki Arakawa
ミツアキ・アラカワ
Kevin A Derby
ケビン・エー・ダービー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba America MRI Inc
Original Assignee
Toshiba America MRI Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba America MRI Inc filed Critical Toshiba America MRI Inc
Publication of JPH09164126A publication Critical patent/JPH09164126A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3645368B2 publication Critical patent/JP3645368B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/34Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
    • G01R33/34046Volume type coils, e.g. bird-cage coils; Quadrature bird-cage coils; Circularly polarised coils
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/3806Open magnet assemblies for improved access to the sample, e.g. C-type or U-type magnets

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は患者への良いアクセスを提供し、低い
パワーレベルで動作するRF送信器を備えた磁気共鳴イ
メージングシステムを提供することを目的とする。 【解決手段】本発明は撮影領域の上下に分極された静磁
場磁石と、傾斜磁場コイルとを有し、前記撮影領域の上
下それぞれに設けられたハウジングと、撮影領域に対し
て凹状に設けられ、ハウジングそれぞれによって定めら
れる位置で2つのサイドを持つ2つのU字形ループを形
成するRF送信コイルストリップと、傾斜磁場コイルの
磁束とRF送信コイルストリップとを制御するコンピュ
ータとを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気共鳴イメージン
グシステム(MRIシステム)に好適であって、MRI
プロシジャ中にRF磁場を生成するための装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】今日ではよく知られているように、MR
Iにおいて画像化されるべき物体(例えば人体)は静磁
場中に配置される。選択された被検体の領域において被
検体のある種の原子核はその有極性により、静磁場の方
向に整列しようとする。被検体を横切る傾斜磁場を印加
し、そしてラーモア周波数でRF磁場を適用することに
より、これらの原子核は、磁気的に整列した状態から9
0もしくは180度傾斜した状態に励起される。RF送
信信号を取り去ることにより、選択された原子核は再び
整列した状態に戻ろうとする。再び整列する間に、原子
核はRF信号を発生し、このRF信号はRF受信コイル
により検出することができる。RF受信コイルにより受
信されたRF信号の結果は、頭部、脊柱あるいはその他
の被検体の部分の断層像を導出するために処理される。
【0003】MRIデバイスにおいては、静磁場やRF
磁場の両者を生成する幾つかの装置および方法が案出さ
れた。静磁場は、例えば管状コイル(ここでは被検体
は、管の内側に通される)や、横磁石(ここでは被検体
は、対向するパンケーキ形状磁石の間に配置される)を
使用して生成される。横磁石配列は、“C”型,“H”
型,“4本柱”配列といった横磁石を支持するする構造
体の型によって一般に知られている。これら横磁石配列
は撮影中における被検体への改善されたアクセスを提供
することにおいて管状コイル配列よりも有益である。こ
のことは、例えば、撮影される人がMR撮影中において
医学的処置を受けるために物理的な接触を必要とする場
合に有利となり得る。
【0004】またRF磁場はMRIプロセス中に生成さ
れる必要があり、一般に、MRI装置内に配置されたコ
イルによって生成される。その一例として、サドル形コ
イルもしくは撮影される被検体の周囲に配置されるソレ
ノイドがある。サドル形コイルもしくはソレノイドは、
RF磁場を公知の作法にしたがって生成する。しかしな
がら、これらの装置は、被検体へのアクセスを制限する
という問題がある。この欠点は特に横磁石システムにい
おいて例証される。ここでは(静磁場のための)横磁石
により得られるオープンアクセスは、少なくとも部分的
には、被検体の近傍や周囲に配置される(RF磁場送信
のための)サドル形コイルもしくはソレノイドの存在に
より阻害される。
【0005】被検体への改善されたアクセスを提供する
RFアンテナが、アクン(Akgun )による米国特許第
4,968,937号明細書に開示されている。アクン
は、撮影される被検体に対向する側に配置された導電性
ストリップ(細長部)の2枚のシートをなすRFアンテ
ナを開示する。導電性ストリップのための戻り電流パス
を提供する追加的なシートは、導電性ストリップシート
と複合して配置される。オペレーションにおいては、ア
クンは、ストリップを通過し、整合ネットワークにより
所望の共鳴周波数に整合された送信線としてシートを作
用させる電流について述べている。
【0006】アクンの装置は、MRIプロシジャにおけ
る患者への改善されたアクセス能を提供する一方、複合
シート上のストリップを伝導する電流に関する複雑さの
問題を被っている。ストリップ付きの複合導電性シート
および戻りパスは、製造コストを増加させ、不都合であ
るとされている。加えて、各々の導電性ストリップを伝
導する電流が慎重に制御されない場合には、RF磁場の
均等性が低下する。
【0007】別のRF送信装置が、本願と同一の譲渡人
に譲渡されたマカーテン(McCarten)らによる米国特許
出願第08/025,418号に記載されている。マカ
ーテンの装置は、直列に接続され互いに反対方向の巻線
を成す平らで細長い導電性部材により形成されたRFコ
イルを開示する。導電性部材は、患者と反対側の静磁場
磁石の近傍に配置される。特に、導電性部材は、静磁場
磁石と関連するマグネティック・シムにより生成された
環状のくぼみに形成される。この装置においては、MR
Iプロシジャ中における患者への物理的なアクセスに対
して如何なる特別な障害をも追加しない。しかしなが
ら、マカーテンのRFコイルにおける導電性部材の構成
およびその位置選定に起因し、マカーテンの装置は、選
択され磁気的に整列された被検体内の原子核を傾斜させ
るために送信器において相当のRFパワーを要求する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に対処すべくなされたもので、その目的は患者への良い
アクセスを提供し、低いパワーレベルで動作するRF送
信器を備えた磁気共鳴イメージングシステムを提供する
ことである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のRFコイルペア
は、いわゆる“フォーポスト”横磁石イメージャと共に
用いられる。このMRI構造によれば、四つの磁石柱が
イメージング領域のそれぞれの隅に設けられ、対向する
横磁石を支持し、静磁場の戻りフラックスのパスを提供
する。四つの“柱”は、撮影される被検体のそれぞれ上
および下の横磁石を支持する。また本発明のRFコイル
は、四つの磁石柱の間において、イメージング領域を斜
めに横切る直交平面内に形成される。
【0010】また、本発明のRFコイルペアは、撮影さ
れる被検体の周囲に、二つ又は一般的にそれ以上の矩形
ループを形成する。各々のループは整合ネットワークで
始まり、四つの磁石柱の一つの近傍にそって伸び、上部
横磁石構造体の近傍のイメージャの反対隅に向かって伸
び、反対隅の磁石柱に沿って伸び、下部横磁石構造体の
近傍の元の磁石柱に戻る。かくしてRFコイルは撮影さ
れる被検体の周囲に、連続する二つのRF導電パスを形
成し、これは直交位相検波(QD:quadraturedetectio
n)のために使用され得る。
【0011】特に、非−QDモードに応用した本発明の
RFコイルペアは、隣接する単一の導電性ストリップか
ら形成された二つの直交矩形コイルを提供する。隣接ス
トリップは一の柱で始まり、下部横磁石構造体の下方に
伸び、下部横磁石構造体のほぼ中央に到達したら隣接す
る柱に向かって90゜ターンし、上部横磁石構造体に向
かって上方の隣接する柱をたどって上部横磁石構造体を
横切り、反対の柱に向かって下方に伸び、最後に下部横
磁石構造体の中央まで戻る。さらに、残りの柱に向かっ
て90゜ターンし、残りの柱に向かって上方に伸び、上
部横磁石構造体を横切って元の開始点まで伸びる。かく
して、対向配置された柱のペア間を走行する隣接した導
電性ストリップにより二つの矩形ループが形成される。
【0012】各々の発明において、当該RFコイルペア
は、イメージング処理中における患者へのアクセスを許
容する一方でRF送信パワーの要求を低下させるコンパ
クトな構造を提供する。また、当該RFコイルは、比較
的に低いパワーレベルで良好なRF磁場の均一性を作り
出す。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。なお図1に示す従来例と同一の要素
部品には同一の符号を付してある。図1はいわゆるフォ
ーポスト横断MRIシステムを示している。本システム
において静磁場を生成するために、磁石柱106および
108により相互結合されたブロック102および10
4を含む強度の透磁性構造体は、上部横磁極110およ
び下部横磁極112を有する永久磁石(または電磁石)
の間で磁束のパスを規定する。患者は、患者用寝台12
0を利用して撮影領域118に対し送入され、そして送
出される。
【0014】図1に見られるように、静磁場に関係する
構造体は比較的オープンでアクセスしやすい撮影領域1
18を提供する。磁極110および112は、寝台12
0のそれぞれ上部および下部の空間のみを占有し、支柱
106および108は寝台120の隅の空間のみを占有
する。かくしてMRIプロシジャ中における寝台120
上の患者へのアクセスは、静磁場磁石によっては阻害さ
れることがない。
【0015】しかしながら図1に示される従来装置にお
いては、RF送信コイル構造体により患者へのアクセス
が阻害される。特に図1に示される様な従来のシステム
では比較的大きなRFコイル100が一般に用いられ
る。当業者にとって明かであるが、被検体内の原子核が
磁場B0 により整列された後は、RF送信コイルはMR
Iプロセス中において原子核を90又は180度傾斜さ
せるために比較的高出力のRFパルスを生成しなければ
ならない。このプロセス中は、極めて均一な送信RF磁
場分布を得ることが望まれる。従来装置では、比較的大
型のサドル形コイルまたはソレノイドがRF磁場分布を
生成するRF送信器として用いられてきた。図1に示す
ように、サドル形コイルは、MRIプロシジャ中におけ
る被検体の周囲への比較的大型で邪魔な構造物を与え
る。このことは、たとえMRIプロシジャ中における患
者へのアクセスを改善すべく開口部114をRF送信コ
イル100に形成したとしても同じことである。
【0016】良好なRF磁場の均一かつ高感度性を、図
1のMRI装置において患者を取り囲むRFコイル10
0を用いることなく作り出すことが望ましい。
【0017】図1のRFシステムを完結し、比較的小さ
いRF受信コイル122は、一般に、比較的微弱なRF
応答信号を受信するため、患者の診断部位の適所に結合
される。図1に示された受信コイル122は、特に脊柱
部のイメージングのために適合されており、患者支持パ
ッドの中に組み込まれている。
【0018】横磁石MRIシステムでの使用のための如
何なる望ましい構成の他のRF受信コイルも、本発明の
RF送信コイルとともに使用することができる。
【0019】図2のフォーポストMRI構造物は、図2
のRF送信コイルがいわゆる“X−ウイング”装置内に
配置されていることを除いては図1と同様である。
【0020】図2に見られるように、イメージング領域
118は、図1の従来例に係るフォーポスト横磁石MR
I構造体のRF送信コイル100によって制限されるこ
とがない。代わりに、図2のMRIシステムにおいて、
RF送信コイルは銅製ストリップ140の内にあって、
対向する柱108/122および106/124のそれ
ぞれの間に伸びる二つのループとして形成されている。
【0021】特に、第1のRF送信ループは、柱108
の内側の近傍で鉛直方向に伸びる銅製ストリップ140
によって形成されている。それは、下部ポール112お
よび上部ポール110の表面144および146近傍の
それぞれの終端に沿って、それぞれが続いている。ルー
プは支柱108に準じて示されるものと同様のやり方
で、支柱122の鉛直内側の近傍に伸びて終わる。
【0022】第2のRF送信ループは、柱106および
124の鉛直内側近傍に伸び、面144および146の
内側および水平近傍に伸びる銅製ストリップ140によ
り形成されている。図2は等距離図法により示されてい
るので、銅製ストリップ140の二つのループの一部し
か見られないが、銅製ストリップが対向する柱のそれぞ
れの間で二つのループを形成することは図3において明
かにする。
【0023】図3において、柱106、108、12
2、及び124(これらは図2にも示されている)は一
点鎖線で示されている。加えて、面144及び146
(図2)は、それぞれ一般的な平面145及び147
(図3)に相当する。図3に示されるシステムは、導電
性ストリップ140が形成する二つのRF送信ループ1
50および152以外の構造体が省略されるかあるいは
一点鎖線で示されることを除いては、図2に示されたも
のと同じである。
【0024】図3に見られるように第1のRF送信ルー
プ150は支柱108と122との間に伸びている。第
2のRF送信ループ152は支柱106と124との間
に伸びている。二つのループ150および152は導電
性ストリップ140から構成される。導電性ストリップ
は、具合のよい場所にて長手方向に開口し、整合回路1
60又は162に電気的に接続されている。第1および
第2のループ150および152は、不可欠というわけ
ではないが好ましくは、図3に示されるように、互いに
90度をなす平面上に配置される。ループ150および
152は、非−QDモードにおいて0゜から180゜を
基準としていかなるアングルをも取り得る。
【0025】図4は本発明に係るRF送信コイルの実施
形態の具体的構造を示している。図4に見られるよう
に、二つのループ150および152を形成する導電性
ストリップ140は、透明ポリマー物質142に収めら
れている。イメージング領域118(図2)において二
つのループ150および152をマウントする適切なマ
ウント構造体151は、特にMRI装置に対しループ1
50および152を固定するために提供される。
【0026】ループ150および152の各々は、整合
回路160および162に接続するためのリード線15
4を含んでいる。
【0027】好ましい実施形態においては、コイル15
0および152は、互いに90゜をなして配置される同
一の矩形コイルループである。各々の矩形ループの一般
的な寸法は、長さが55インチ、高さが19.5インチ
である。導電性ストリップの幅は2インチである。導電
性ストリップは薄銅から構成されるが、他の導電性物質
であっても良く、イメージング領域へのアクセスを阻害
することのない程度の厚さを有していても良い。
【0028】図5は本発明の他の実施形態を示してい
る。ここでは、二つのループ150および152は、単
一の連続する導電性ストリップ140から形成されてい
る。図5の実施形態が交差部を一つだけ(矢視“A”)
をもつ点を除いては、図5は図4の全てについて同一で
ある。
【0029】図5の矢印“B”の位置では、ループ15
0および152を構成する導電性ストリップ140は、
お互いに交差することも接触することもない。これは後
述する図7において詳細に示されている。
【0030】図6は、図4または図5におけるループ1
50および152の“A”方向から見た交差部153を
示している。図4の実施形態においては、ループ150
および152は、同図に見られるように二つの交差部を
有している。そのような交差部の一つのみをここでは述
べるが、これは各々の交差点に等価的にいえることであ
る。図5の実施形態では図6に示したような一つの交差
点を有する。
【0031】先ず最初に、図6の左隅上部のループ15
2を参照する。導電性ストリップ140は、交差点15
3に到達し、はんだ182により導電性ストリップ14
0に電気的に取り付けられた二つのキャパシタ180A
で終端している。次にキャパシタ180Aは、はんだ1
82により、上部導電層155の一つの終端に電気的に
取り付けられる。上部導電層155の反対の終端におい
ては、キャパシタ180Cが、はんだ182により電気
的に取り付けられる。そしてキャパシタンス180Cは
ループ152の導電性ストリップ140にはんだ付けさ
れる。そして導電性ストリップ140は、図6の右隅下
部に続く。かくして図6に示されるループ152は、図
6の左隅上部から図6の右隅の下部まで、導電性ストリ
ップ140、キャパシタ180A、上部導電層155、
キャパシタ180C、そして導電性ストリップ140の
一連の接続を介して電気的に連続するものとなる。
【0032】上部導電層155は、二つの導電層155
および157にはさまれた上側半分を形成する。上部導
電層155は、薄いテフロン片により下部導電層157
から隔離される。下部導電層157は、上述したように
上部導電層155がループ152のための電気的な交差
点を形成したのと同じ様にループ150のための電気的
な交差点を形成する。特に、ループ150は、導電性ス
トリップ140、キャパシタ180B、下部導電層15
7、キャパシタ180D、そして導電性ストリップ14
0の一連の接続を介して図6の右隅上部から図6の左隅
下部へ電気的に連続するものとなる。
【0033】キャパシタ180A〜180Dは、各々の
矩形コイルの間の容量性カップリングを低減するための
低い値のキャパシタである。各々の矩形コイル(シング
ルターン)のインダクタンスは、およそ2.5μHであ
る。コイルは整合回路160および162を通じて15
MHzに整合され、50Ωに整合される。
【0034】あるいはまた、キャパシタンスは、導電性
ストリップ140の長さに沿って如何なる場所にも直列
に配置され得る。例えば、RF送信コイルループに沿っ
た等距離に配置され得る。
【0035】図4では、矩形コイル150および152
は磁気的にも電気的にも孤立している(何故なら二つの
コイルは互いに直交するから)。このことは、直交送信
コイルの用途に適している。あるいはまた、二つの矩形
コイルは、図5に示したように、非−直交送信コイル装
置を形成すべく直列もしくは並列に配線される。直交送
信コイル装置の利点は、2のファクターによるRF送信
パワーを節約することができる点にある。また、直交コ
イルの構成の不利な点は、コイルの間の絶縁を維持する
必要があることである。直交および非直交の適用例の両
者が、本発明のスコープ内でイメージされる。非直交送
信コイルは電気回路が簡単であり、カップリング要求も
少ないが、より大きいRFパワーを必要とする。
【0036】図7は図5から送信点“B”を示してい
る。図7の左隅上部で始まり、導電性ストリップ140
はループ152として始まり、中央点155の近傍にて
図7の右隅下部のループ150に向けてターンする。
【0037】(図7の右隅上部からの)ループ150の
導電性ストリップは、図7の左隅下部まで図示外でルー
プする。ここからは、導電性ストリップ140はループ
152の一部を形成するために図7の右隅下部に向かっ
てターンする。導電性ストリップ140は図示外で再度
ループし、図7の左隅上部に続く。
【0038】図8は、図4の実施形態に従ったX−ウイ
ングRF送信コイルを備えたMRIシステムを示してい
る。特に、寝台天板120(図2参照)は、静磁場磁石
200、傾斜磁場磁石210、そしてRF送信コイルル
ープ150および152の間のイメージング領域168
に挿入されることが示されている。本実施形態における
ループ150および152は、RF信号を送信するため
に配置され、一方、RF受信コイル122は、放出され
るRF信号を受信するために配置される。ループ150
および152には、それぞれ、整合回路160および1
62が取り付けられる。静磁場磁石200、傾斜磁場磁
石210、ループ150および152、そしてRF受信
コイル122は全て、コンピュータ220に対し接続さ
れている。コンピュータ220はRF磁場の送受信を制
御する。このコンピュータ22は、撮影領域の可視画像
を提供するためのモニタ(video display tube)230
に接続される。
【0039】図9は、RF送信コイル150および15
2が図4よりもむしろ図5に示されるコイルに相当する
ことを除いては図8と同様である。図8と同様に図9
は、ループ150/152、傾斜磁場コイル210そし
て静磁場磁石200により規定されるイメージング領域
168に挿入される寝台120を含んでいる。
【0040】本発明のX−ウイングコイルは、イメージ
ングされる物体へのアクセスを制限することがないた
め、先のRFコイルよりも有利な点を提供する。正規で
インタベンショナルな画像利用にとって、X−ウイング
コイルは、撮影される患者に対し、上述した米国特許出
願第08/025,418号に記載された平型断層送信
コイルと事実上同じ開放性を提供する。
【0041】X−ウイングコイルはまた、RFパワー効
率の面で平型断層送信コイルよりも利点を有している。
とりわけ、RFパワー効率は、所要のRF磁場強度を得
るためのRFパワー入力によりRF磁場強度Bを除算す
ることで定義される。X−ウイングコイルは、平型断層
送信コイルで同一の共鳴周波数を得る場合に比較し、同
一のフリップ角を得るためのRFパワーが十分の一で済
む。
【0042】例えばマカーテン(米国特許出願第08/
025,418号)のRF送信コイル(上部および下部
の横磁石構造体の近傍パンケーキ形状のコイルとして提
供される)と、本発明のX−ウイング送信コイルとを仮
に比較すれば、本発明により得られるパワー効率に関す
る利点が実証される。
【0043】例えば、マカーテンのパンケーキ形送信コ
イルは、2.74MHzにおいて、送信フィールドの望
ましい均一性を得るためにおよそ3kWの送信パワーを
必要とする。パワー要求は使用周波数に比例するので、
仮にマカーテンの装置が15MHzで動作した場合、送
信コイルはおよそ20kWものパワーを必要とするであ
ろう。これらのパワー要求は、マカーテンのパンケーキ
形送信コイルが仮にQDモードで動作すれば半分に低減
され、15MHzで10kWのパワー要求に抑えること
ができる。しかし、これでも相対的にみれば高い。
【0044】2.74MHz、非QDモードで本発明の
X−ウイングコイルを動作させる場合と比較すると、マ
カーテンのパンケーキ形送信コイルと同じ送信フィール
ドの均一性を得るために、わずかに300W程度しか必
要としない。本発明のX−ウイング送信コイルの300
Wに比べ、マカーテンの装置では3000Wの要求とな
る。
【0045】図10〜図12は、コイル中央の垂直方向
における磁場の均一性を改善した本発明の他の実施形態
を示している。図10〜図12の改善点は、図2〜図8
のコイルに存在する垂直磁場の不均一性を補償する点に
ある。
【0046】例えば図3に示される型のX−ウイングコ
イルを備えたMRIシステムにおいて、X−ウイングコ
イルの中央から15cm垂直上部においては、コイルの
中央の磁場強度B1 に比べ、B1 は70%から100%
の磁場強度の増加を示す。この垂直方向の磁場不均一性
は、X−ウイングコイルの中央下部でも等価に存在す
る。比較によれば、図10〜図12のX−ウイングコイ
ルは、中央のフィールドと、これに対し15cm上部又
は下部のフィールドとの比較によれば、B1 フィールド
強度において12%から15%の増加のみを示す。図1
0〜図12のコイルは、かくして垂直方向において改善
されたB1 の均一性を提供する。
【0047】垂直方向において増加されたB1 フィール
ドの不均一性は、恐らくは図5に示される2つのコイル
の交差部“A”により生成される強力な磁場によるもの
である。図9〜12の改善されたコイルにおいて交差部
は、外見上、イメージング領域118の重要な中央部に
おけるB1 フィールドの均一性の悪影響がより少ない場
所に移動している。特に、重要なイメージング領域は3
0cmのDSVである。交差点をイメージング領域の外
に移動する(あるいは少なくともその中心から離す)こ
とにより、垂直磁場B1 の均一性は改善される。
【0048】図9〜図12は、改善されたX−ウイング
コイル構造を示している。特にコイルは、電気的に連続
した二つの“U”字形の導電性ループ(例えば、図9の
上方又は下方からみればループは“U”字形をなすこと
がわかる)により作り出される。ストリップは、“X−
ウイング”構成を形成する曲げ方法を除き、図3〜図7
に関して述べた全ての方法により実現される。すなわ
ち、例えば図5においてX−ウイングにおける“X”
は、“\”ループにオーバーループする“/”ループ
(上方から見て)として形成されるか、一方、“<”ル
ープに並んでいる“>”ループとして形成された二つの
オーバーループするループにより形成される。
【0049】いずれの場合においても、結果として
“X”が構成される。図9〜図12のX−ウイングコイ
ルは、また、同様に位置づけ、マウントされ、図3〜図
7に関して述べたX−ウイングコイルとしてMRIシス
テムにおいて使用される。
【0050】“U字形ループ”なる語は略矩形ループを
意味し、この矩形ループは上方または下方から見て、1
80゜より少ない角度で曲げられ、あるいは丸められ、
あるいは中央部から遷移されて構成される。この際、曲
率の度合い、スムースさ、曲線の対称的直角度または
“点対称性”はどのように決めても構わない。これによ
りU字型は、“V”字形ループおよび不定型のループを
含む。加えて、“略矩形ループ”は、厳密な矩形でなく
てもよく、例えば45゜の切欠き部(図10の“d“)
を含んでいても良い。
【0051】図10のX−ウイングコイルにおいては、
概して連続的な導電性ストリップ140は、四つのハー
フループ501A〜Dを形成し、それぞれのハーフルー
プはイメージング領域118の中央部分から外側に伸び
る。図10に示されるように、ハーフループ501A及
び501Dは“U”字型の完全なループを形成するため
に結合される。ハーフループ501Bおよび501Cも
これと同様である。一実施形態においては、ループ50
1A/Dおよび501B/Cを次のように位置させても
良い。すなわち、ループ501A/Dを、フォーポスト
MRIシステムの一の柱から近傍の柱(例えば図3の柱
106と122)に伸び、一方で、ループ501B/C
を、隣接する残り二つの柱(図3の柱108および12
3)から伸びるように位置させても良い。他の実施形態
では、X−ウイングコイルを柱の整列から離れるように
所定角度だけ回転させても良い。
【0052】導電性ストリップ140は一般に整合回路
160の電極端子(+)から始まる。そこからループ5
01A/Dが始まる。ループ501A/Dがほぼ完全に
形成されると、ストリップは送信エリア502のループ
501B/Cにクロスオーバーする。送信エリアにおい
ては、ストリップ502の一部502Aは、ループ50
1A/Dからループ501B/Cを横切る。ストリップ
がループ501B/Cを形成した後は、部分502B
は、ループ501/Dに戻り、さらに整合回路160の
(−)の端子において完全なループ501A/Dを完結
するためにストリップ502Aの経路(必然的ではない
が、好ましくは部分502Aの下)を引き返す。部分5
02Aおよび502Bは、お互いに電気的に絶縁されて
いる。
【0053】図10のX−ウイングコイルのための有用
な寸法を以下に示すが、本発明はこれら特定の寸法に限
定されることはない。
【0054】a=170mm b=240mm c=25.4mm d=45゜ e=495.3mm f=1409.7mm ストリップ140は“連続”するものとして説明した
が、望ましくは図11に示すように分散されたキャパシ
タC1〜C11により断続している。“連続”なる語
は、分散されたキャパシタンスを含んでいる。キャパシ
タンスC1〜C11はRFループの間の容量性カップリ
ングを低減させるための低い値を有するキャパシタンス
である。図11の矢印は、RF電流の流れを示してい
る。すなわち、整合回路から始まり、ループ501B/
Cを介して進み、ループ501A/Dを介して進み、整
合回路に戻る。
【0055】図12はRF送信コイル150および15
2が図4よりもむしろ図10に示されるコイルに相当す
ることを除いては図8と同様である。図12は、図8と
同様に、ループ150/152、傾斜磁場コイル21
0、そして静磁場磁石200によって規定されるイメー
ジング領域168に入れられる寝台120を含んでい
る。
【0056】本発明は、現時点で最も実用的であり好ま
しいと考慮される実施形態に関連して説明されたが、本
発明は、開示された実施形態に限定されず、特許請求の
範囲及び技術的範囲内に含まれた種々の変形および等価
な構成を含むことを意図している。
【0057】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、患
者への良いアクセスを提供し、低いパワーレベルで動作
するRF送信器を備えた磁気共鳴イメージングシステム
を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のフォーポストMRIを示す図。
【図2】本発明の第1実施形態に係るフォーポスト寝台
MRIを示す図。
【図3】図2に示されるMRIのRFコイルを簡潔に示
す図。
【図4】本発明の第1実施形態に係るRFコイルを示す
図。
【図5】本発明の第2実施形態に係るRFコイルを示す
図。
【図6】図4及び図5のA方向から見た図4のRFコイ
ルの一部を示す図。
【図7】図5のB方向から見た図5のRFコイルの一部
を示す図。
【図8】図4のMRIの構成を模式的に示すブロック
図。
【図9】図5のMRIの構成を模式的に示すブロック
図。
【図10】本発明の他の実施形態に係るRFコイルを示
す図。
【図11】図10におけるRF電流および分散されたキ
ャパシタンスをより詳細に示す図。
【図12】図9のMRIの構成を模式的に示すブロック
図。
【符号の説明】
100…RFコイル 106、108…支柱 110…上部横磁極 112…下部横磁極 118…撮影領域 120…寝台天板 122…RF受信コイル 140…導電性ストリップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョーゼフ・ダブリュ・カールソン アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94708、ケンジントン、ケンブリッジ・ア ベニュー 240 (72)発明者 バリー・マッカーテン アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94306、パロ・アルト、ブライアント・ス トリート 3223 (72)発明者 スティーブン・クラスノー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94702、バークレー、バイロン・ストリー ト 2438 (72)発明者 ウイリアム・ケー・エム・ルー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94080、サンフランシスコ、エメラルド・ コート 32 (72)発明者 ミツアキ・アラカワ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94010、ヒルスバロウ、レイク・ビュー・ ドライブ 1005 (72)発明者 ケビン・エー・ダービー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94066、サン・ブルーノ・ハイランド・ド ライブ 3291

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮影領域内の被検体を磁気的に画像化す
    るシステムにおいて、 前記撮影領域の上下に分極された静磁場磁石と、傾斜磁
    場コイルとを有し、前記撮影領域の上下それぞれに設け
    られたハウジングと、 前記撮影領域に対して凹状に設けられ、前記ハウジング
    それぞれによって定められる位置で2つのサイドを持つ
    2つのU字形ループを形成するRF送信コイルストリッ
    プと、 前記傾斜磁場コイルの磁束と前記RF送信コイルストリ
    ップとを制御するコンピュータとを具備したことを特徴
    とするシステム。
  2. 【請求項2】 前記2つのU字形ループそれぞれは、面
    が異なる2つのハーフループを持つことを特徴とする請
    求項1記載のシステム。
  3. 【請求項3】 前記撮影領域の上下に前記ハウジングを
    構造的に支え、磁束導体からなる複数本の支柱をさらに
    備えることを特徴とする請求項1記載のシステム。
  4. 【請求項4】 4本の支柱をさらに有し、この4本の支
    柱は隣り合う2本ずつ2つのセットとして設けられ、前
    記ハーフループそれぞれは3つのサイドを持ち、前記ハ
    ーフループそれぞれの2つのサイドは前記ハウジングそ
    れぞれによって定められ、一方の2つのハーフループの
    残りのサイドは2つの隣り合う支柱に対応する前記U字
    形ループの一方を形成し、他方の2つのハーフループの
    残りのサイドは残りの2つの隣り合う支柱に対応する前
    記U字形ループの他方を形成することを特徴とする請求
    項2記載のシステム。
  5. 【請求項5】 撮影領域内の被検体を磁気的に画像化す
    るシステムにおいて、 前記撮影領域の上下に分極された静磁場磁石と、傾斜磁
    場コイルとを有し、前記撮影領域の上下それぞれに設け
    られたハウジングと、 前記撮影領域の周囲に電気的に接触する1つの導電性ス
    トリップを形成し、前記撮影領域の周囲にX字状に配置
    された2つのU字形ループを形成するRF送信コイル
    と、 前記傾斜磁場コイルの磁束と前記RF送信コイルとを制
    御するコンピュータとを具備したことを特徴とするシス
    テム。
  6. 【請求項6】 前記U字形ループは、面が異なる2つの
    ハーフループを形成することを特徴とする請求項5記載
    のシステム。
  7. 【請求項7】 前記撮影領域の上下に前記ハウジングを
    構造的に支え、磁束導体からなる複数本の支柱をさらに
    備えることを特徴とする請求項5記載のシステム。
  8. 【請求項8】 隣り合う2本ずつ2つのセットとして設
    けられ4本の支柱をさらに有し、前記ハーフループそれ
    ぞれは3つのサイドを持ち、前記ハーフループそれぞれ
    の2つのサイドは前記ハウジングそれぞれによって定め
    られ、一方の2つのハーフループの残りのサイドは2つ
    の隣り合う支柱に対応する前記U字形ループの一方を形
    成し、他方の2つのハーフループの残りのサイドは残り
    の2つの隣り合う支柱に対応する前記U字形ループの他
    方を形成することを特徴とする請求項7記載のシステ
    ム。
  9. 【請求項9】 複数本の垂直支柱と複数の水平ハウジン
    グとで定められる撮影領域を有する横磁石型MRIシス
    テムに用いられるRF送信コイルにおいて、 接続されたトップストリップとボトムストリップとサイ
    ドストリップとを有する方形状ループを形成し、前記ト
    ップストリップと前記ボトムストリップとは前記撮影領
    域の中心に近い部分と前記撮影領域の中心に近い第1の
    部分から延長して異なる2つの向きに設けられる2つの
    終端部分とを有する第1の導電性ストリップと、 接続されたトップストリップとボトムストリップとサイ
    ドストリップとを有する他の方形状ループを形成し、前
    記トップストリップと前記ボトムストリップとは前記撮
    影領域の中心に近い部分と前記撮影領域の中心に近い第
    1の部分から延長してさらに異なる2つの向きに設けら
    れる2つの終端部分とを有する第2の導電性ストリップ
    とを具備したことを特徴とするRF送信コイル。
  10. 【請求項10】 前記異なる4つの向きは、少なくとも
    1つの面内で互いに直交することを特徴とする請求項9
    記載のRF送信コイル。
  11. 【請求項11】 前記方形状ループは、前記第1の導電
    性ストリップと前記第2の導電性ストリップとを接続す
    る付加的な導電性ストリップのトランジション部分を介
    して電気的に接触されることを特徴とする請求項9記載
    のRF送信コイル。
  12. 【請求項12】 前記トランジション部分は前記撮影領
    域の中心から15cm未満離れていることを特徴とする
    請求項9記載のRF送信コイル。
  13. 【請求項13】 前記導電性ストリップの全てを支える
    絶縁フレームをさらに備えることを特徴とする請求項9
    記載のRF送信コイル。
  14. 【請求項14】 上部横磁石と下部横磁石とを有するM
    RIシステムに用いられるRF送信コイルにおいて、 直列接続された第1と第2の非平面状ループ内に配置さ
    れる導電性ストリップを備え、前記第1と第2の非平面
    状ループは、前記上部横磁石と前記下部横磁石とによる
    2つのサイドで定められる領域の限界を決める2つの方
    形状コイルを形成するように並列されることを特徴とす
    るRF送信コイル。
  15. 【請求項15】 前記並列された第1と第2の非平面状
    ループは、互いのループからみて凹んでいることを特徴
    とする請求項14記載のRF送信コイル。
  16. 【請求項16】 前記並列された第1と第2の非平面状
    ループは連続的な導電性ストリップに形成され、前記連
    続的な導電性ストリップは互いのループを接続するため
    のトランジション部分を有することを特徴とする請求項
    14記載のRF送信コイル。
  17. 【請求項17】 前記凹状ループは角ループの先端に近
    い点で交差することを特徴とする請求項15記載のRF
    送信コイル。
  18. 【請求項18】 上面を定める上部ポールと下面を定め
    る下部ポールとを有する静磁場磁石と、 前記上部ポールと前記下部ポールとを構造的に接続する
    磁気的導体からなるサポート構造と、 電気的に接続され且つ前記上面に近いサイドと下面とサ
    ポート構造とを有する2つの方形状のハーフループによ
    り形成される第1のRFコイルとを具備し、 前記2つの方形状ハーフループの一方は前記上面と下面
    に略直交する第1の面内にあり、前記2つの方形状ハー
    フループの他方は前記上面と下面に略直交するが前記第
    1の面とは異なる第2の面内にあることを特徴とする磁
    気システム。
  19. 【請求項19】 電気的に接続され且つ前記上面に近い
    サイドと下面とサポート構造とを有する他の2つの方形
    状のハーフループにより形成される第2のRFコイルを
    さらに備え、 前記他の2つの方形状ハーフループの一方は前記上面と
    下面に略直交するが前記第1の面及び前記第2の面とは
    異なる第3の面内にあり、前記他の2つの方形状ハーフ
    ループの他方は前記上面と下面に略直交するが前記第1
    の面、前記第2の面及び前記第3の面とは異なる第4の
    面内にあることを特徴とする請求項18記載の磁気シス
    テム。
  20. 【請求項20】 前記第1、第2、第3、第4の面の中
    の2つの面は、前記第1、第2、第3、第4の面の中の
    他の2つの面に略直交することを特徴とする請求項19
    記載の磁気システム。
  21. 【請求項21】 前記サポート構造は、4本の支柱を含
    むことを特徴とする請求項19記載の磁気システム。
  22. 【請求項22】 前記第1と第3の面は前記4本の支柱
    の中の2つと交差し、前記第2と第4の面は前記4本の
    支柱の中の他の2つと交差することを特徴とする請求項
    21記載の磁気システム。
JP22901096A 1995-08-29 1996-08-29 磁気共鳴イメージングシステム Expired - Fee Related JP3645368B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/520,748 US5663645A (en) 1994-08-02 1995-08-29 Spatially orthogonal rectangular coil pair suitable for vertical magnetic field MRI system
US520748 1995-08-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09164126A true JPH09164126A (ja) 1997-06-24
JP3645368B2 JP3645368B2 (ja) 2005-05-11

Family

ID=24073907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22901096A Expired - Fee Related JP3645368B2 (ja) 1995-08-29 1996-08-29 磁気共鳴イメージングシステム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5663645A (ja)
JP (1) JP3645368B2 (ja)
GB (1) GB2304900A (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5939883A (en) * 1996-07-17 1999-08-17 Fonar Corporation Magnetic resonance imaging excitation and reception methods and apparatus
US6011393A (en) * 1997-06-26 2000-01-04 Toshiba America Mri, Inc. Self-supporting RF coil for MRI
US5977771A (en) * 1997-11-03 1999-11-02 Picker International, Inc. Single gradient coil configuration for MRI systems with orthogonal directed magnetic fields
US6144203A (en) * 1997-11-28 2000-11-07 Hitachi Medical Corporation Coil harness assembly for interventional MRI application
US6029081A (en) * 1998-03-19 2000-02-22 Picker International, Inc. Movable magnets for magnetic resonance surgery
US6249121B1 (en) 1999-05-17 2001-06-19 General Electric Company RF body coil
DE10116802C1 (de) * 2001-04-04 2002-10-02 Siemens Ag RF-Antenne für ein offenes MR-System
JP3727601B2 (ja) * 2002-03-05 2005-12-14 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 磁気共鳴イメージング装置
DE102004003535B3 (de) * 2004-01-23 2005-10-13 Siemens Ag Erzeuger eines zeitvariablen Magnetfelds eines Magnetresonanzgeräts und Magnetresonanzgerät mit einem derartigen Erzeuger eines zeitvariablen Magnetfelds
US8823221B1 (en) 2012-09-26 2014-09-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Optimized galfenol-type magnetostrictive actuator
US10976389B2 (en) * 2014-01-03 2021-04-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Radiofrequency coil

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8321308D0 (en) * 1983-08-08 1983-09-07 M & D Technology Ltd Radio frequency coil
GB8321295D0 (en) * 1983-08-08 1983-09-07 Redpath T W T Magnetic coils
US4728896A (en) * 1984-07-31 1988-03-01 Oxford Research Systems Limited Method and apparatus for obtaining N.M.R. spectra and coils for use therein
US4918388A (en) * 1985-08-14 1990-04-17 Picker International, Inc. Quadrature surface coils for magnetic resonance imaging
US4784146A (en) * 1986-08-14 1988-11-15 University Of Florida Angled segment receiver coil for NMR imaging of a human head
US4766383A (en) * 1987-02-24 1988-08-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Quadrature antenna for magnetic resonance imaging using elliptical coils
JPH0197443A (ja) * 1987-10-12 1989-04-14 Hitachi Ltd Nmr用高周波コイル装置
GB2221995B (en) * 1988-08-19 1992-12-09 Picker Int Ltd Magnetic resonance methods and apparatus
US5134374A (en) * 1989-06-01 1992-07-28 Applied Superconetics Magnetic field control apparatus
US5003276A (en) * 1989-08-11 1991-03-26 General Atomics Method of site shimming on permanent magnets
DE4024582C2 (de) * 1989-08-16 1996-08-14 Siemens Ag Hochfrequenz-Antenne eines Kernspintomographen
DE69020113T2 (de) * 1989-11-24 1996-02-29 Toshiba Kawasaki Kk Empfangsspule für einen Apparat zur Bilderzeugung mit magnetischer Kernresonanz.
US5245286A (en) * 1991-04-18 1993-09-14 The Regents Of The University Of California Apparatus and method for stabilizing the background magnetic field during mri
US5510714A (en) * 1991-08-09 1996-04-23 Hitachi, Ltd. Magnetic resonance imaging apparatus and RF coil employed therein
DE4128323C2 (de) * 1991-08-27 1995-08-24 Siemens Ag Zirkular polarisierende Lokalantenne für ein Kernspinresonanz-Bildgerät
US5457386A (en) * 1991-11-26 1995-10-10 Hitachi, Ltd. Multiple-coil adopting a quadrature detection method applied thereto and a signal processing circuit employing the same in an MRI apparatus in a vertical magnetic system
US5270656A (en) * 1992-04-24 1993-12-14 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Biplanar RF coils for magnetic resonance imaging or spectroscopy
DE4232884C2 (de) * 1992-09-30 1997-10-16 Siemens Ag Antennenanordnung für ein Kernspinresonanzgerät
US5517120A (en) * 1993-11-24 1996-05-14 Medrad, Inc. Quadrature coil for neurovascular imaging and spectroscopy of the human anatomy
US5370118A (en) * 1993-12-23 1994-12-06 Medical Advances, Inc. Opposed loop-pair quadrature NMR coil
US5539314A (en) * 1994-12-01 1996-07-23 The Regents Of The University Of California RF shield for four-post vertical field magnet used for MRI

Also Published As

Publication number Publication date
GB9616687D0 (en) 1996-09-25
JP3645368B2 (ja) 2005-05-11
GB2304900A (en) 1997-03-26
US5663645A (en) 1997-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6437567B1 (en) Radio frequency coil for open magnetic resonance imaging system
US4694255A (en) Radio frequency field coil for NMR
US6847210B1 (en) MRI antenna
US5610521A (en) Gradient and RF coil system without RF shield
US4746866A (en) High-frequency coil system for a magnetic resonance imaging apparatus
EP0151745B1 (en) Radio frequency field coil for nmr
US5602479A (en) Quadrature radio frequency coil for magnetic resonance imaging
EP0201084B1 (en) A local probe for use in nmr imaging
US5185576A (en) Local gradient coil
JP3164376B2 (ja) 磁気共鳴画像装置用無線周波数直交コイル構成
JPH02249531A (ja) 核磁気共鳴方法および装置
US7372275B2 (en) Gradient coil apparatus and method of assembly thereof
JP4152488B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置用の自立型高周波コイル
EP0412749B1 (en) Magnetic resonance probes
JP2001112738A (ja) 磁気共鳴装置のためのrf発信コイル
US6404199B1 (en) Quadrature RF coil for vertical field MRI systems
JPS6162454A (ja) 核磁気共鳴写像用無線周波アンテナ装置
US20100265020A1 (en) Radio frequency (rf) coil array with double asymmetric saddle coil pairs
US20100141258A1 (en) Radio frequency (rf) coil and apparatus
JPH09164126A (ja) 磁気共鳴イメージングシステム
JP2001149339A (ja) Rfコイル、磁気共鳴信号測定装置および磁気共鳴撮影装置
US6028429A (en) Composite MRI antenna with reduced stray capacitance
JPH05269104A (ja) ローカルアンテナ
US4784146A (en) Angled segment receiver coil for NMR imaging of a human head
JPH05285120A (ja) 核スピン共鳴装置のための円偏波形局部アンテナ

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041216

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050104

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050203

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080210

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090210

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090210

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100210

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110210

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees