JPH10509370A - 表面コイルアレーを用いて核磁化分布を測定するｍｒ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、表面コイルアレーを用いて、調査されるゾーンの核磁化分布を測定するよう設計されたＭＲ装置に関する。表面コイルアレー（２０）は、ループの一部分が表面コイルシステム（８，２０）の内側へと角度を付けられた少なくとも２つのループコイル（２１，．．．，２８）を含む。ループがこのように角度を付けられたコイルを有するＭＲ装置は、調査されるゾーンから、かなり高いＭＲ信号を受信しうる。これは頭部の検査のための頭部コイルアレーとしての使用に特に適している。

Description

【発明の詳細な説明】 表面コイルアレーを用いて核磁化分布を測定するＭＲ装置 本発明は、夫々ループとして構成される少なくとも２つのコイルを含む円筒状 表面コイルシステムにより、検査ゾーンの核磁化分布を測定するＭＲ装置に関す る。 本発明はまた、夫々ループとして構成される少なくとも２つのコイルを含む表 面コイルシステムを有する頭部コイルシステムに関する。 夫々ループとして構成される少なくとも２つのコイルを含む円筒状表面コイル システムによる、検査ゾーンの核磁化分布の測定は、信号対雑音比が、全ての検 査ゾーンから磁気共鳴信号を受信するコイルと比較して有意義に高められるとい う利点を提供する。表面コイルシステムは、「Magnetic Resonance in Medicine 」（１９９０年）の１９２乃至２２５頁によって既知である。その中で、個々の 表面コイルの画像は、適切な方法により全体としての画像を形成するため、結合 される。感度が局部的に均一ではなく、即ち感度は検査ゾーンのどこでＭＲ信号 が発生するかに依存するということは、表面コイルシステムの欠点である。 頭部コイルシステムは、「2nd SMR，Book of Abstracts」（１９９４年）の１ １０３頁によって既知である。その中で、６つのエレメントからなり頭部の周り に巻かれうるコイルシステムは、２つのエレメントからなり、患者の頭蓋冠の上 に配置される蝶型コイルによって補われる。このようにして、ＭＲ信号が頭部の 上部の領域からも受信されることが達成されるが、２つの蝶型エレメントの感度 はあまり均一ではないため、個々の画像が全体としての画像を形成するために結 合されるときに問題に遭遇する。さらに、２つの蝶型エレメントのために、２つ の更なる受信チャネルが必要とされる。 本発明は、単純な手段を使用すると同時に、感度及び分解能に関して、そのよ うなＭＲ装置を増強することを目的とする。本発明はまた、上述の種類の頭部コ イルシステムを改善することを目的とする。 前者の目的は、コイルが角コイルであって、そのループの一部分は表面コイル システムの内側へと曲げられることにより、本発明によって達成される。 本発明は、受信コイルが検査される対象物のできるだけ近くに配置され、この 対象物の表面のできるだけ大きな部分を覆うならば、検査ゾーンからより強いＭ Ｒ信号が受信されうるという認識に基づく。 本発明によるＭＲ装置の中の角コイルは、検査される対象物のできるだけ近く に配置されるよう、曲げられている。頭部を検査するＭＲ装置の場合には、ルー プの曲がった部分は、頭蓋冠の真上に配置されることが明白である。このように して、従来の装置と比較して、実質的により強いＭＲ信号が、頭部の上部の領域 からも受信されうることが達成される。本発明によるＭＲ装置の特別な利点は、 表面コイルシステムのコイルの数は同じままであり得るため、追加的な受信チャ ネルが必要とされないということである。コイルは角コイルとして構成されてい るだけである。 本発明の更なる実施例では、ループの曲がった部分は、９０°より小さい角度 で表面コイルシステムの内側へと曲げられる。ループの一部分が、丁度９０°曲 げられたとき、ＭＲ装置は、頭部コイルシステムとしての使用に特に適している 。このように、本発明に従って、ループの曲がった部分は、共通面に配置され、 ＭＲ装置の受信形状の同質性を実質的に高める結果となる。 本発明の実施例の角コイルは、まっすぐな円柱として構成されるコイル支持体 の上に配置される。特に均一な受信形状は、このようにして達成され、そのため ＭＲ装置は、頭部の検査に特に適してい る。 表面コイルシステムのコイルの相互結合を最小化するため、本発明の実施例で は、表面コイルシステムの隣り合うコイルは、部分的に重なる。重なり幅は、隣 り合う２つのコイルの結合が最小であるようにされる。するとコイルのループは 、２つのコイルの交点でループが直角に交差するように構成され、ループは、交 点において絶縁板によって互いに隔離されている。 信号対雑音比の更なる改善のため、本発明の更なる実施例では、少なくとも１ つのコンデンサが、表面コイルシステムのコイルのループの中に挿入される。す るとコンデンサ及びコイルは、コンデンサの値の適切な選択によってラーモア回 転数に同調されうる共鳴回路を形成する。 本発明の特に魅力的な実施例では、傾斜コイルシステム及び／又は送信コイル システムは、表面コイルシステムと一体化される。実質的により高い送信磁界強 度は、このように、例えば頭部である検査される対象物の中で発生し；これは血 管造影法のためには特に有利である。実質的に頭部からより離れて配置される従 来の胴体コイルからなるシステムと比較して、分解能の明白な改善は、このよう にして達成される。 夫々ループとして構成される少なくとも２つのコイルからなる頭部コイルシス テムを改善するという目的は、本発明によって、コイルが角コイルであって、ル ープの一部分が表面コイルシステムの内側へと曲げられることにより達成される 。するとループの第１の部分は、第１の面に配置される表面領域を囲み、ループ の第２の部分は、第１の面に関して角度を有して伸びる第２の面に配置される表 面領域を囲む。 特に均一な受信形状及び高い信号対雑音比は、第１の面と第２の面が９０°の 角度で交差し、コイルは、第２の面が共通面を形成するような方法で、円筒状に 配置される実施例により達成される。 本発明を、以下図面を参照して説明する。図面において： 図１は、本発明が実施されうるＭＲ検査装置のブロック図を示す図であり、 図２は、８つの角コイルを有する頭部コイルシステムを示す図であり、 図３は、本発明による、コンデンサが挿入される角コイルを示す図であり、 図４は、一体化された送信コイルシステムを有する頭部コイルシステムを示す 図である。 図１のブロック図の参照番号１は、望ましくは超電導磁石である、患者が配置 されうる検査ゾーンの中に、安定した均一な磁界を発生させる磁石を示す。この 目的のために要求される電流は、ユニット２によって供給される。参照番号３は 、安定した磁界の方向に伸びる傾斜磁界を発生させることができ、その傾斜は、 同じ方向、或いは傾斜に対して垂直であり、互いに垂直である２つの方向ののい ずれかに伸びる傾斜コイルシステムを示す。この目的のために要求される電流は 、駆動装置回路４によって供給され、電流の時間による変化は、適切にプログラ ミングされたプロセッサによって実行されうる制御ユニット５によって制御され る。 核磁化が検定されるべき原子の型のラーモア回転数のパルス状発振を発生させ うるＲＦ発生器６もまた設けられている。ＲＦ発生器６は、従来の円筒状の形を 有し、患者の中に本質的に均一なＲＦ磁界を発生させるために、ＭＲ検査の間に 所与の長さに亘って患者の体を囲む胴体コイルシステム７に接続される。 複数の表面コイルからなる表面コイルシステム８もまた設けられる。表面コイ ルシステム８は、受信器ユニット９に接続され、受信器ユニット９は、表面コイ ルシステム８の夫々のコイルに対する夫々のチャネルからなり、関連するコイル から受信されたＭＲ信号は増幅され、より低い周波数範囲に転置され、該チャネ ル内でディ ジタル化され、その後、夫々のＭＲ画像は、ディジタル化されたＭＲ信号から再 構築されうる。受信及び処理ユニット９で形成されたＭＲ画像は、モニタ１０に 表示されうる。 ユニット４，６，８，９は、制御ユニット５によって制御される。送信モード では、ＦＲ送信器６によって作られた振動は、検査ゾーンにおいてＲＦ磁界を発 生させる胴体コイルシステム７へと適用される。表面コイルシステム８は、例え ばこのシステムの夫々の個々のコイルが送信モードにおいて離調されるときに、 送信モードで作動しない。受信モードにおいて検査ゾーンに起こるＭＲ信号は、 表面コイルシステム８によって受信される。胴体コイルシステム７は、すると離 調される。結果として、これらのコイルシステムは、互いに誘電的に減結合され る。 図２は、８つの角コイル２１乃至２８を有する表面コイルシステム２０を示す 。角コイル２１乃至２８は、例えばプレキシグラスであるような非導電性の材料 でできた円筒状のコイル支持体１９の上に設けられる。角コイル２１乃至２８及 びコイル支持体１９は、この表面コイルシステム２０が頭部コイルシステムとし ての使用に適するように調和される。検査中、患者の頭部は円箇状のコイル支持 体１９の中に配置される。 ８つの角コイル２１乃至２８の夫々は、電導性の材料の閉鎖したループとして 構成される。図中の夫々のループの上部は、円筒軸２９に向けて、即ち表面コイ ルシステム２０の内側の領域へ向けて９０°曲げられる。こうして曲げられた角 コイル２１乃至２８のループの一部分は全て、円筒状のコイル支持体１９の上端 の面に対応する同じ面３０に配置される。 このシステムは、実質的に円箇状のシステム２０の上部の領域で測定される信 号に対してより感度が高い。コイルは円筒の外部３１の上にのみ閉鎖したループ として設けられ、曲がった部分を含まないような既知の装置と比較して、実質的 に高められた信号対雑音比 が達成される。個々の角コイル２１乃至２８によって測定された個々の画像は、 サムオブスクエア法といった既知の方法を使用し、実質的に改善された分解能を 有する全体としての画像を形成するため、結合される。 角コイル２１乃至２８の夫々は、２つの隣り合う角コイルのループに部分的に 重なる。２つの隣り合う角コイルの磁気結合は、このように最小化されえ；理想 的な重なり幅は、磁気的結合が最小となるようにされる。 図３は、本発明による単一の角コイル３２を示す。ループの第１の部分によっ て囲まれた表面領域３３の面及び、ループの第２の部分によって囲まれた表面領 域３４の面は、破線４１に沿って互いに９０°の角度で交差することが分かる。 角度は、線４２、即ち表面領域３３を囲むループ部分の想像上の連続線と表面領 域３４との間で測定される。４つのコンデンサ３５乃至３８は、ループ３２で接 続される。結果として、ループは、コンデンサと共に共鳴回路を構成し、測定さ れる原子のラーモア周波数に同調されえ、そのため、信号対雑音比は改善されう る。 コイルは、例えば電導性の合成材料或いは電導性のラッカーといった金属或い は他の導電性の材料によって作られうる。コイルは、管状の導電体として構成さ れるか、または一層或いは多層にエッチングされた多層材料としてコイル支持体 の上に直接設けられる。実際的な実施例では、コイルは、１０ｍｍの幅及び０． ２ｍｍの厚さを有する銅の片からなり、プレキシグラスの円筒状に直接貼着され る。 図４は、図２の表面コイルシステム２０を示し、明瞭化のため３つの角コイル ２１，２２，２３のみを伴う。２つのサドルコイル３９，４０からなる送信コイ ルシステムは、表面コイルシステム２０に一体化されている。サドルコイル３９ ，４０はまた、円筒状のコイル支持体１９の外部の表面３１上に伸びるが、円筒 軸２９からわ ずかに遠くに配置されることもできる。そのような送信コイルシステムを使用し 、全体の胴体送信コイルシステムと比較して、実質的により高い送信フィールド 、そしてそれによってより高い分解能が達成されうる。 図面は、傾斜コイルシステムが、表面コイルシステム２０に一体化されている 実施例を示していない。しかしながらそのような一体化は、図４に示される送信 コイルシステムの一体化と同じ方法で実現されうる。分解能は、再びこのように 従来の傾斜コイルシステムからなるＭＲ装置と比較して、実質的に改善されうる 。 使用される角コイルはまた、例えば楕円形といった、図２乃至４に示される形 とは違う形を有してもよい。更に、表面コイルシステムで使用される角コイルの 大きさもまた異なりうる。頭部コイルシステムの実際的な実施例では、患者の顔 の前に配置されるコイルは、わずかに大きく構成され、頭部の後ろに配置される コイルよりも頭部の表面から遠くに配置される。更に、患者の視界の前では、コ イル支持体はスリットと共に設けられ；患者の頭部コイルシステムによってきつ く囲まれているという感覚を減少させるために、スリットの領域にはコイルは設 けられていない。 外科医に対して、例えば頭部の上部からの作業のための自由な接近方法を提供 するため、頭部コイルシステムは、曲がったループの部分を有する取りはずし可 能な上部を有するように構成されえ、それにより、頭部コイルシステムの残る部 分は、曲がったループの部分を有さない。該上部が取りはずされたときに実行さ れる測定を可能にするために、曲がったループの部分のない環状の部分は、該頭 部コイルシステムの残る部分に配置される。 個々の角コイルの出力は、コイルの抵抗を前増幅器の入力トランジスタの最適 ノイズ抵抗へと変換する変換回路に接続する。ＭＲ装置の受信チャネルの数を減 らすため、夫々が夫々のコイルと関連する２つの前増幅器の出力は、２つの前増 幅器の出力のうちの１つの 下流に接続される位相シフト装置によって可能となる、検査される対象物の中の 所与の組織の深さに合焦することにより、結合されうる。 使用される角コイルの数は、本発明の本質的な点ではない。更に、曲がった部 分は、９０°に亘って曲げられる必要はなく；例えば６０°或いは４５°の異な る角度を使用することも可能である。代わりに角コイル及び曲がった部分を有さ ないコイルからなる表面コイルシステムを使用することも可能である。 既知の装置と比較して、本発明によるＭＲ装置は、実質的により高い分解能と 広い領域に亘ってより均一な感度とを達成する。本発明による頭部コイルシステ ムは、検査ゾーンの全てに亘って均一に高い分解能を有する頭部全体のＭＲ画像 を形成するために特に適している。頭部コイルシステムが、個々の画像が全体と しての画像の形成に考慮されるような胸部及び／又は頸部コイルシステムを形成 するように拡張されるならば、画像は、頭蓋冠から下へ第５胸椎へと形成されう る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 夫々のループとして構成される少なくとも２つのコイル（２１．．．２８ ）を含む円筒状表面コイルシステム（８，２０）により、検査ゾーンの核磁化分 布を測定するＭＲ装置であって、 コイル（２１．．．２８）は、ループの一部分が表面コイルシステム（８，２０ ）の内側へと曲げられた角コイルであることを特徴とするＭＲ装置。 ２． ループの曲がった部分は、９０°より小さい角度で表面コイルシステム（ ８，２０）の内側へと曲げられることを特徴とする請求項１記載のＭＲ装置。 ３． ループの曲がった部分は、共通面（３０）に配置されることを特徴とする 請求項２記載のＭＲ装置。 ４． 角コイル（２１．．．２８）は、まっすぐな円柱として構成されるコイル 支持体（１９）の上に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれ か１項記載のＭＲ装置。 ５． 表面コイルシステム（８，２０）は、６個から２４個の角コイル（２１． ．．２８）からなることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の ＭＲ装置。 ６． 表面コイルシステム（８，２０）の隣り合うコイルは部分的に重なり合う ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項記載のＭＲ装置。 ７． 少なくとも１つのコンデンサ（３５．．．３８）が表面コイ ルシステム（８，２０）のコイル（２１．．．２８）のループへ挿入されている ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項記載のＭＲ装置。 ８． 傾斜コイルシステム及び／又は送信コイルシステム（３９，４０）は、表 面コイルシステム（８，２０）に一体化されることを特徴とする請求項１乃至７ のうちいずれか１項記載のＭＲ装置。 ９． 夫々ループとして構成される少なくとも２つのコイル（２１．．．２８） を含む表面コイルシステム（８，２０）からなる頭部コイルシステム（２０）で あって、 コイル（２１．．．２８）は、ループの一部分が表面コイルシステム（８，２ ０）の内側へと曲げられた角コイルであることを特徴とする頭部コイルシステム （２０）。