JPH10201738A - 磁気共鳴コイルシステムを含む磁気共鳴装置 - Google Patents
磁気共鳴コイルシステムを含む磁気共鳴装置Info
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- JPH10201738A JPH10201738A JP10009822A JP982298A JPH10201738A JP H10201738 A JPH10201738 A JP H10201738A JP 10009822 A JP10009822 A JP 10009822A JP 982298 A JP982298 A JP 982298A JP H10201738 A JPH10201738 A JP H10201738A
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Abstract
ルシステムを有する磁気共鳴装置を提供することを目的
とする。 【解決手段】 本発明は、いわゆるバードケージ型の磁
気共鳴コイルシステムを有する磁気共鳴装置に関する。
この磁気共鳴コイルシステムは、全ての共鳴モード及び
全ての共鳴周波数が一致する縮退モードで動作する。磁
気共鳴コイルシステムの個々のメッシュは互いに減結合
され、従ってコイルアレーとしての動作を可能にし、改
善された信号対雑音比を有する磁気共鳴全体画像を形成
するよう、再構築ユニット内で組み合わせられ得る磁気
共鳴副画像を形成するよう、個々の磁気共鳴信号は別々
の処理チャネル内で処理される。
Description
気共鳴信号を受信するよう動作し、導線によって相互接
続される2つの同様の導線ループからなる磁気共鳴コイ
ルシステムにおいて、上記導線は幾つかの容量を含み、
上記導線ループは容量を含み、隣接する2本ずつの上記
導線と、その間に配置される導線ループの部分とは夫々
のメッシュを構成する磁気共鳴コイルシステムを含む磁
気共鳴装置に関し、また、上記目的に適した磁気共鳴シ
ステムに関する。
ステムは米国特許第4,680,548号によって知ら
れている。磁気共鳴コイルシステムの2つのループは概
して導線によって相互接続された2つの等しい大きさの
同軸円として形成される。この構造は、磁気共鳴コイル
システムに鳥かご(バードケージ)状の外観を与え、そ
れによりこのコイルシステムはバードケージコイルとし
ても知られている。
ジコイルは、導線の数と同じ数の異なる共鳴周波数を有
する。各共鳴周波数は異なる共鳴モードに関連し、バー
ドケージコイルはコイル内にできる限り均一な磁界分布
(送信コイルとしての動作の場合)又は位置依存の一定
感度が獲得される(受信コイルとしての動作の場合)共
鳴モードで常に動作する。特にコイル軸に対して垂直な
平面上の、この感度の位置依存性は、磁気共鳴コイルシ
ステムによって受信された磁気共鳴信号からの磁気共鳴
画像の再構築を容易にするため有利である。しかしなが
ら、通常平坦な複数のサブコイルからなり、上記のバー
ドケージコイルの信号対雑音比よりも高い信号対雑音比
を有するコイルアレーが存在する。
において上述の種類の磁気共鳴装置を改善することを目
的とする。この目的は、本発明によれば、容量が単一の
共鳴周波数のみが生ずるような値とされ、様々なメッシ
ュ内で生ずる磁気共鳴信号を別々に処理し、検査ゾーン
内で核磁化分布を表わす磁気共鳴データを発生するよ
う、少なくとも2つの処理チャネルが設けられており、
処理チャネルからの磁気共鳴データから磁気共鳴全体画
像を形成する再構築ユニットが設けられていることによ
って達成される。
つの導線ループ及びこれらを相互接続する導線が所与の
方法で釣り合わされているときに単一の周波数のみを有
しており、この共鳴周波数において、磁気共鳴コイルシ
ステムを構成する個々のメッシュ(メッシュは2つの隣
接する導線と、その間に配置される2つの導線ループの
部分とからなる)が互いに減結合されることの認識に基
づく。減結合により、個々のメッシュから受信される信
号は、コイルアレーの中と同様の磁気共鳴画像を形成す
るよう個々に処理されうる。共通の磁気共鳴画像は個々
の磁気共鳴画像から再構築されえ、上記共通の磁気共鳴
画像は、特にコイルシステム内のメッシュに隣接する領
域において、特に高い信号対雑音比を有する。個々のメ
ッシュは、位置依存性の強い、即ちメッシュに隣接する
領域からの信号に対して非常に高い感度であり、より遠
隔の領域からの信号に対して比較的低い感度である感度
を有する。外側の領域全体に亘ってそのような高い信号
対雑音比を有する磁気共鳴画像を獲得するため、従っ
て、磁気共鳴全体画像を形成するために個々のメッシュ
から獲得される磁気共鳴データ又は磁気共鳴画像を組み
合わせることが必要である。しかしながら、「磁気共鳴
全体画像」という用語は広義に解釈されるべきである。
これは空間的な分布だけでなく、分光学的な分布を表す
ことを意味することが理解されるべきである。
互接続され、容量を含む2つの同様の導線ループを有す
る磁気共鳴コイルシステムでは、コイルシステムによっ
て包囲される領域内で位置依存の感度を有する複数の磁
気共鳴信号を受信するために、容量を単一の共鳴周波数
が生ずるような値とすることによって、改善された信号
対雑音比が達成される。
ャネルは、2つの導線ループのうちの1つの各容量のた
めに設けられる。このように各メッシュに対して別々の
処理チャネルが設けられるため、個々の処理チャネルか
らの磁気共鳴データから再構築された磁気共鳴全体画像
は、可能な限り最もよい信号対雑音比を有する。しかし
ながら、処理チャネルは各メッシュに対して設けられね
ばならないため、実質的な手段が必要とされる。
夫々の組合せ回路は、導線ループ内の隣接する2つの容
量につき1つ設けられ、夫々の処理チャネルは各組合せ
回路に接続される。その場合、2つの隣接するメッシュ
からの各信号は組合せ回路を通じて組み合わせられるた
め、処理チャネルは2つのメッシュにつき1つのみ必要
である。
磁気共鳴全体画像の再構築のために決定されねばならな
い強い位置依存の感度を有する。これは検査ゾーン全体
に亘って略位置依存の感度を有する磁気共鳴コイルを必
要とすることが既知である。従って、本発明の更なる実
施例では、第1の動作モードと第2の動作モードとの間
で磁気共鳴コイルシステムの容量を切り換える切換ユニ
ットが設けられており、磁気共鳴コイルシステムは、第
1の動作モードでは単一の共鳴周波数のみを有し、第2
の動作モードでは異なる共鳴周波数を有する幾つかの共
鳴モードを有しており、局部的に均一なコイル感度を有
する共鳴モードは、第1の動作モードの単一の共鳴周波
数に対応する共鳴周波数にある。
第1の動作モードでは、局部的には高く、全体的には強
く位置依存である感度を有するコイルアレーとして動作
し、第2の動作モードでは、略位置依存の平均感度を有
する従来のバードケージコイルとして動作する。
する。図1は、検査されるべき対象が配置される検査ゾ
ーン2の中に、例えば1.5テスラの強度を有する均一
の一定の磁界を発生する主界磁石1を示す。RFコイル
3は、RF送信器4に接続され、検査ゾーンの中に2つ
の磁気RFパルスを発生し、これらのパルスは磁界の強
度によって所定のラーモア周波数を有する。この周波数
は、1.5テスラの強度を有する磁界に対して約63.
8MHz(メガヘルツ)に達する。
られており、これらは主界磁石によって発生した一定の
磁界と同じ方向に延びるが、x、y又はz方向に傾斜を
有する磁界を検査ゾーンの中に発生させることが可能で
ある。これらの傾斜コイルを使用し、RFコイル3によ
って発生される核磁化の励起が所与の量に制限される
か、又は発生する磁気共鳴信号はこのように位相又は周
波数に関して符号化されえ、検査ゾーンの磁気共鳴画像
の形成を可能にする。
ステム8によって受信される。この磁気共鳴コイルシス
テムは8つのセクション又はメッシュに細分化され、各
メッシュは破線によって示されるように、別々の処理チ
ャネル9へ接続される。各処理チャネル9内で磁気共鳴
信号は復調、復号化及びディジタル化され、例えばフー
リエ変換によって磁気共鳴データが発生され、この磁気
共鳴データは夫々のメッシュ、即ちこの領域の夫々の磁
気共鳴画像によって覆われる範囲内の核磁化分布を表わ
す。個々の磁気共鳴画像は、磁気共鳴コイルシステム8
によって包囲される領域内の核磁化分布を表わす磁気共
鳴全体画像を形成するよう、再構築ユニット10によっ
て結合されうる。この磁気共鳴全体画像の中央における
信号対雑音比は、同じ形状のバードケージコイルによっ
て形成された磁気共鳴画像内の信号対雑音比と略同じで
あるが、縁の領域では2乃至4倍良い信号対雑音比とな
る。
る磁気共鳴コイルシステム8の詳細図である。このコイ
ルシステムは、対称軸88に対して回転的に対称である
よう構成され、対称軸88と同軸に、この軸に垂直に延
びる平面上に配置される、2つの等しい大きさの、望ま
しくは円形の導線ループ81及び82を含む。2つの導
線ループ81及び82は例えば8本(又は他の偶数の)
の導線80を通じて電気的に相互接続される。これらの
直線的な各導体は容量CA を有するコンデンサを含み、
2つずつの導線80の間の導線ループ81及び82の各
セグメントもまた容量CT を有する夫々のコンデンサを
含む。
えばプレキシグラスからなる適当に絶縁された支持部材
上に配置された銅片からなるものでありうる。この種類
のヘッドコイルの場合、導線80は120mmの長さを
有し、導線ループ81,82は直径250mmを有しう
る。そのような形状構造を有する磁気共鳴コイルは、そ
れ自体として米国特許第4,680,548号明細書に
よって既知である。
鳴モード(横座標)を示す図3を参照して、これらのコ
イルの電気的性質を詳述する。原理的に、そのようなコ
イルは、現時の導線80の数の半分の数の共鳴モード又
は共鳴周波数を有することが適用できる。8本の導線を
含む本実施例は従って、(異なる磁界分布又は異なる位
置依存の感度を有する)4つの異なる共鳴周波数と、4
つの異なる共鳴モードを有する。コイルの所与の釣り合
わせに関連する共鳴周波数及び共鳴モードは、破線の曲
線によって相互接続されている。2つの異なるコイルの
型は区別されうる。
容量CT を有さず、それにより導線ループの個々のセグ
メントの局部的に分布されたインダクタンスのみが作用
することを特徴とする。4つの異なる共鳴周波数が存在
し、このうち最も低い共鳴周波数は、コイルによって包
囲される領域内で均一な磁界分布又は感度が生じ、また
従って推奨される共鳴モードに関連する。より高い共鳴
周波数における他の共鳴モードは、あまり適当でなく、
従って使用されない磁界分布を有する。この型の曲線
は、図3において参照符号LPによって示されている。
所与の形状のコイルパラメータでは、この型に対する最
も低い共鳴周波数は、導線80内の容量C A が18pF
(ピコファラド)の値を有するときに、63.8MHz
で生ずる。
て導線ループ81及び82の中にあり、一方導線80は
コンデンサを含まず、個々の導線の局部的に分布された
インダクタンスのみが作用するよう連続する導線からな
る。(8本の導線の場合)この型もまた4つの共鳴モー
ドで4つの共鳴周波数を有するが、望ましい共鳴モード
は最も高い周波数にある。この型の曲線は図3において
参照符号HPで示され、所与のコイル寸法に対して、最
も高い共鳴周波数は、容量CT が61pFの値を有する
とき、63.8MHzで生ずる。
通過型は、導線と導線ループとの中にコンデンサを含
む。引用された米国特許に従って、容量CA を有する導
線、又は容量CT を有する導線ループのセグメントが誘
導的に作用する(夫々の他の部分の作用は容量性であ
る)かによって、この帯域通過型に対して「高域」又は
「低域」作用が割り当てられうる。
対する曲線は、図3において参照符号BP1 によって示
され、(局部的な均一の感度を有する)望ましい共鳴モ
ードは最も低い共鳴周波数にある。コイルの所与の寸法
に対して、容量CA が21pFの値を有し、容量CT が
420pFの値を有するとき、この共鳴周波数は63.
8MHzにある。
いてBPh によって表わされる。この型に対して、望ま
しい共鳴モードは最も高い共鳴周波数にある。コイルの
所与の寸法に対して、容量CA が325pFの値を有
し、容量CT が65pFの値を有するとき、この共鳴周
波数は63.8MHzにある。本発明はまた、帯域通過
型を構成する。これは、本発明が導線と導線ループとの
中に容量を含むが、容量は釣り合わされており、高域作
用及び低域作用のいずれも生じないが、全ての共鳴モー
ドが同じ周波数で生ずる図3で線BPd によって表わさ
れる作用のみが生ずるためである。コイルの所与の寸法
に対して、容量CA が118pFの値を有し、容量CT
が72pFの値を有するとき、この共鳴周波数は63.
8MHzにある。
1回SMRM議事録、4009頁)によれば、この作用
は「縮退」と称される。しかしながら発明者は、そのよ
うな釣り合わせの場合、2つの隣接する導線及び導線ル
ープ81及び82の相互接続する部分によって形成され
る個々のメッシュは、隣接する導線ループから減結合さ
れることを認めた。この性質は、コイルアレーとしての
コイルシステムの動作と、個々のメッシュの磁気共鳴画
像からの磁気共鳴全体画像の再構築とを可能にする。個
々のメッシュはその近傍に配置された検査ゾーンの部分
では高い感度を有するが、より遠隔の領域の感度は低
い。しかしながら、個々のメッシュの磁気共鳴画像から
磁気共鳴全体画像が再構築されるとき、外側の領域で
は、従来の動作のバードケージコイルと比較して2乃至
4倍高い信号対雑音比が獲得され、一方中央では従来の
コイルによって与えられる値と同じ値を有する。
られるかを示す図である。図4は、高インピーダンス増
幅器によって各コンデンサCT から信号が得られること
を示す。これらのコンデンサは常に夫々のメッシュにの
み関連されるため、このコンデンサの電圧はメッシュ内
で誘導された磁気共鳴信号を表わす。コンデンサCTか
ら得られる信号は、増幅器12の夫々を通じて処理チャ
ネル9へ与えられる。図2中、これは2つのメッシュに
ついてのみ示されているが、全てのメッシュからの信号
がこの方法で処理される。
本の導線80からなる場合)8つの処理チャネルが必要
とされることは、この処理原理の欠点である。より少な
い処理チャネルからなる磁気共鳴装置は従って、この方
法で磁気共鳴信号を処理し得ない。従って、図5は半分
の数のチャネルのみを必要とする方法を示す。このた
め、2つの隣接するメッシュからの各信号は、夫々の増
幅器12を通じて組合せ回路13の入力へ与えられる。
組合せ回路は、その2つの入力に存在する信号を、調節
可能な位相シフトと加える。組合せ回路13の出力信号
は、この場合8つのメッシュに対して4つの処理チャネ
ルのみが必要とされるよう、処理チャネル9によって処
理される。個々の処理チャネルからの磁気共鳴データか
ら形成される磁気共鳴全体画像は、その位置が2つのメ
ッシュからの信号が組み合わせられる位相に依存する領
域内で最もよい達成可能な信号対雑音比を有する。従っ
て、この最適は、位相位置を変化させることによって望
ましい領域へシフトされうる。
コイルアレーに加え、例えば従来のバードケージコイル
といった、検査ゾーンの中で略均一な感度を有するコイ
ルが使用可能であることが望ましい。そのようなコイル
を使用して、欧州特許出願第695 947号で説明さ
れるようにコイルアレーの感度の変化が測定されうる。
のコンデンサは、切換ユニットによって切り換えられ
る。図6中、これは導線80の中のコンデンサのうちの
1つ、及び導線ループ81の中のコンデンサのうちの1
つに対して示されている。容量CA は、例えばピンダイ
オードである制御可能なスイッチ83によってブリッジ
され、スイッチ83が閉じているとき、容量を短絡す
る。個々の容量CT に直列に、スイッチ84によってブ
リッジされる夫々の容量CO が接続される。
いており、スイッチ84は閉じている。容量CA 及びC
T は作動され、隣接するメッシュが互いに減結合される
本発明による動作のモードが獲得される。第2の動作モ
ードでは、スイッチ83は閉じており、スイッチ84は
開いている。容量CA は(高域作用を有するバードケー
ジが獲得されるよう)短絡され、容量CO は夫々の容量
CT と直列になる。直列接続が61pFの値を有するよ
う容量CO が釣り合わされるとき(所望の共鳴モードの
とき)、最も高い共鳴周波数は63.8MHzとなる。
る2つの磁気共鳴コイルは、容量を切り換えることによ
って獲得されうる。1つの型から他の型へ切り換えるこ
とは、コイルを交換する必要なしに実行されうる。本発
明は、8本の導線80又は8つのメッシュを含む実施例
に基づいて説明された。しかしながら、例えば16個
の、異なる偶数個の導線又はメッシュを使用することが
可能である。更に、円形の導線ループが仮定されたが、
例えば多角形(導線の数と同じ数の角を有する)又は楕
円状の形状といった他の形状もまた可能である。導線ル
ープは必ずしも閉じている必要はなく、メッシュのうち
の1つは除去されうる。2つの導線ループのうちの1つ
はまた、頭部の領域への応用のために磁界集中を与える
よう追加的な導線構造を含みうる。
図である。
ルシステムの構造を示す図である。
できるグラフを示す図である。
得る共鳴コイルシステムの一部を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 検査ゾーン(2)から磁気共鳴信号を受
信するよう動作し、導線(80)によって相互接続され
る2つの同様の導線ループ(81,82)からなる磁気
共鳴コイルシステム(8)において、該導線(80)は
幾つかの容量(CA )を含み、該導線ループ(81,8
2)は容量(CT )を含み、隣接する2本ずつの該導線
と、その間に配置される導線ループの部分とは夫々のメ
ッシュを構成する磁気共鳴コイルシステム(8)を含む
磁気共鳴装置であって、 容量(CT ,CA )は単一の共鳴周波数のみが生ずるよ
うな値とされ、 様々なメッシュ内で生ずる磁気共鳴信号を別々に処理
し、検査ゾーン内で核磁化分布を表わす磁気共鳴データ
を発生するよう、少なくとも2つの処理チャネル(9)
が設けられており、 処理チャネル(9)からの磁気共鳴データから磁気共鳴
全体画像を形成する再構築ユニット(10)が設けられ
ていることを特徴とする磁気共鳴装置。 - 【請求項2】 夫々の処理チャネル(9)は、2つの導
線ループのうちの1つの各容量(CT )のために設けら
れることを特徴とする、請求項1記載の磁気共鳴装置。 - 【請求項3】 夫々の組合せ回路(13)は、導線ルー
プ(81)内の隣接する2つの容量(CT )に1つ設け
られ、 夫々の処理チャネル(9)は各組合せ回路(13)に接
続されることを特徴とする、請求項1記載の磁気共鳴装
置。 - 【請求項4】 第1の動作モードと第2の動作モードと
の間で磁気共鳴コイルシステム(8)の容量(CT ,C
A )を切り換える切換ユニット(83,84)が設けら
れており、磁気共鳴コイルシステム(8)は、第1の動
作モードでは単一の共鳴周波数のみを有し、第2の動作
モードでは異なる共鳴周波数を有する幾つかの共鳴モー
ドを有しており、局部的に均一なコイル感度を有する共
鳴モードは、第1の動作モードの単一の共鳴周波数に対
応する共鳴周波数にあることを特徴とする、請求項1記
載の磁気共鳴装置。 - 【請求項5】 導線(80)によって相互接続される2
つの同様の導線ループ(81,82)を有し、該導線
(80)は容量(CA )を含み、該導線ループ(81,
82)は容量(CT )を含む磁気共鳴コイルシステムで
あって、 コイルシステムによって包囲される領域内において位置
依存の感度を有する複数の磁気共鳴信号を受信するた
め、容量(CT ,CA )は単一の共鳴周波数のみが生ず
るような値とされていることを特徴とする磁気共鳴コイ
ルシステム。
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DE19702256:1 | 1997-01-23 | ||
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