JPS5999239A - 核磁気共鳴トモグラフイ−装置 - Google Patents

核磁気共鳴トモグラフイ−装置

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JPS5999239A
JPS5999239A JP58189387A JP18938783A JPS5999239A JP S5999239 A JPS5999239 A JP S5999239A JP 58189387 A JP58189387 A JP 58189387A JP 18938783 A JP18938783 A JP 18938783A JP S5999239 A JPS5999239 A JP S5999239A
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magnetic resonance
coil
nuclear magnetic
resonance tomography
tomography apparatus
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JP58189387A
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ルドルフ・ケムネル
デイルク・シンネマ
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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    • G01R33/34—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
    • G01R33/34046—Volume type coils, e.g. bird-cage coils; Quadrature bird-cage coils; Circularly polarised coils
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被検体の検査空間を囲むように配置された主磁
界発生用のコイル装置及びパルス状無線周波（Ｒ，Ｆ、
　）磁界発生用のコイル装置を具えると共に被検体内に
発生した核磁気共鳴信号を検出する測定装置を具える核
磁気共鳴トモグラフィー装置に関するものである。
この種の核磁気共鳴トモグラフィー装置はｃｏｍｐｕｔ
ｅｒ　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ　］（１９８］　）　を第
２〜１０頁から既知である。この種の装置においては、
被検体内に核磁気共鳴信号を励起するために、Ｒ，Ｆ。
磁界を（例えば上記文献の第８ｂ図に示されているよう
７）　）　Ｌ　Ｆ、送信コイルによって発生させている
。一般に、こうして発生された自由誘導磁気共鳴信号の
測定にもＲｏＦ、送信コイルが使用される。例えば患者
の医学的診断を行なうために十分強い信号を発生させる
ためには、例えば抵抗性磁石においては０．２テスラに
達する、超伝導磁石においては０．５テスラに達する比
較的強い主磁界を用いる必要がある。斯る磁界を用いる
と、既知の核磁気間（比の場合、測定を実施する動作周
波数（通常ラーモア周波数と称されている）は抵抗性磁
石の場合は例えば約ＯＭＨ２に達する周波数になり、超
伝導磁石の場合は約２０　ＩＩ（Ｚに達する周波数にな
る（これは何れもプロトン磁気共鳴信号の場合である）
。
しかし、既知の装置においては医学診断に必要（８） とされる特に高い測定周波数での測定信号は信号対雑音
比が悪いことが確かめられた。研究の結果、この悪い信
号対雑音比は主として、送信／測定コイルのＱが動作周
波数の増大につれて低下して例えば２０　ＭＨｚでは有
効な測定が不可能になるという事実により起ることが判
明した。
本発明の目的は上記の欠点を緩和することにありこの目
的のために本発明の核磁気共鳴トモグラフィー装置にお
いてはＲ，Ｆ、コイルの自己共振周波数を測定すべき共
鳴信号の最高周波数より著しく高くしたことを特徴とす
る。
本発明は、高周波数では共振回路網におけるインダクタ
ンスのエネルギー（０，５Ｌｉ）とインダクタンスの分
布漂遊容■から成るキャパシタンスのエネルギー（０，
５０７）との間のエネルギー交換はキャパシタンスが外
部高品位キヤパシタから成る場合よりも遥かに悪くなる
という事実に基づくものである。このことは、固有容量
を有するインダクタンスの共振周波数を動作周波数（ラ
ーモア周波数）より高くする必要があることを意味す（
４） る。この条件を満足させると、そのＱを高い動作周波数
に対して適正な高レベルに維持することができる。
本発明の核磁気共鳴トモグラフィー装置の好適例のＲ，
Ｆ、送信／測定コイルは並列に駆動される複数個の巻線
区分を具える２個のサドル型コイルで構成する。このよ
うにするとコイルの有効表面積が同一のままでもその自
己共振周波数ｆ　（ｐ）は著しく高くなる。漂遊容１１
０（ｐ）の増大を阻止するために、巻線を形成するワイ
ヤ及びそれらの接続ワイヤはこれらワイヤが互に密接に
隣接するよう装着する必要がある。これらコイルワイヤ
はこれらが互に隣接する区域では平たいテープの形にす
るのが好適である。各サドルコイル巻線は並列に駆動し
得る４個の巻線区分に分割するのが好適である。各巻線
区分のワイヤは巻線区分に対し対称に位置する点で相互
接続するのが好適であり、必要に応じこれらの相互接続
点はコイル駆動用及び検出用接続ワイヤ上に対称に位置
する接続点に接続する。このように形成された２個のサ
ドルコイル（各コイルは例えば約１２００の角度をカッ
く−するものとすることができる）間の軸方向空間を電
磁遮蔽するために、一端のみが相互接続された複数の１
！気導体から成るくし形シールドをそれら区域に設ける
ことができる。
以下、図面につき本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明核磁気共鳴トモグラフィー装置の一例の
ブロック図を示し、本例装置は一様静磁界発生用の磁気
コイル２と、準静止傾斜磁界発生用の磁気コイル４と、
磁気コイル２の電源６と、１磁気コイル４の電源８とを
具えている。磁気コイル】Ｏはパルス状Ｒ，Ｆ、磁界を
発生するもので、この目的のためにこのコイルはＲ，Ｆ
、［源］２に接続されると共に、このコイルは被検体内
にＲ，Ｆ。
磁界により発生された自由誘導信号を検出するものでも
ある。この検出のために、コイル】０は信号増幅器１４
に接続される。この信号増幅器】４は位相検知整流器１
６に接続され、この整流器は中央制御装置］８に接続さ
れる。中央制御装置１８はＲ，Ｆ、電源】２に対する変
調器２０、準静止傾斜磁界用の電源８及び像表示用のモ
ニタ２２をそれぞれ制御する。高周波発振器２４はＲ，
Ｆ、電源１２に対する変調器２０と、測定信号を処理す
る位相検知整流器】６とを制御する。主磁界を発生する
磁気コイルを冷却するために冷却ダクト２７を有する冷
却装置２６が設けられている。斯る冷却装置は抵抗性磁
気コイルの場合はこれを水で冷却するよう、また超伝導
磁気コイルの場合にはこれを液体ヘリウムで冷却するよ
う構成することができる。本発明は特に超伝導磁気コイ
ルの場合に使用することができる。その理由は、超伝導
磁気コイルは比較的強い磁界、従って比較的高い磁気共
鳴周波数を発生するためである。ファラデイケージ２８
は装置の測定空間を包囲すると共に送信／測定コイル】
０を囲むよう配置するが、本願人に係るオランダ国特許
出願第８２０８６２１号に従って主磁界を発生するコイ
ル２，４内に位置させる。
第２図は送信／測定コイルの好適実施例を線図的に示す
ものである。斯るコイル８０は実際には二重サドル型コ
イルであり、一般に２個のコイル（７） 半部８２及び８４から成る。このコイルは同調コンデン
サ８８を有するものが好適であるＲ、　Ｆ、電源８６に
より励振される。本発明において・は各々コイル半部を
複数個のサブコイルに分割し、本例では４個のサブコイ
ル４０に分割すると共にこれらサブコイルの端面を互に
隣接させる。サブコイルの数は、周波数範囲が十分高い
周波数まで延在するならばできるだけ少数に選択する。
各サブコイルには接続端４２及び４４を設ける。本例で
は全ての接続端４２を給電線４６に接続し、全ての接続
端４４を給電線４８に接続する。第２コイル半部８４の
サブコイルの対応する接続端もこれらの給電線に接続す
る。Ｒ，Ｆ、電源８６は少くとも各コイル半部（本例で
はそれぞれ４個のサブコイルを具える）におけるサブコ
イルを並列に励振するため、このように分割した状態で
は損抵抗及びインダクタンスが実際上並列になるため、
高い自己共振周波数を有するコイルが得られ、従ってそ
のＱは関連する高い動作周波数に対し著しく改善された
ものとなる。斯るコイルの構成において重要なことは、
その組立体があたかも単一コイルのように動作する状態
が被検体内の各元素に対して維持されるようにする必要
があること、及びコイル組立体の漂遊容量が増大しない
ようにする必要があることである。これがため、給電接
続はできるだけ対称にするのが好適であると共に、サブ
コイルの相互接続部のコイルワイヤをこれらが互にしつ
かり接合するよう取付ける必要がある。
これがため、第８図に示すコイルの好適例では、絶縁円
筒５０上に設けられた両コイル半部３２及び８４のサブ
コイル４０の接続端４２を対にしてサブコイルに対し対
称に位置する接続点５２に接続すると共に、接続端４４
も同様に対称に位置する接続点５４に接続する。２個も
しくは数個のこれら接続点５２及び５４を更に各別の対
称に位置する接続点５６及び５８にそれぞれ接続する。
同調コンデンサ８８を有するＲｏＦ、電源８６は接続点
５６と５８との間に接続する。測定中、磁気共鳴誘導信
号測定装置は端子６０と６２との間に接続される。
第４図は第８図のコイルの斜視図である。プラチスツク
円筒５０上のワイヤターンはサブコイル隣接部分７０の
区域においてできるだけ互に近接するよう配置する。こ
の目的のために必要に応じテープ状のワイヤを使用する
ことができる。ワイヤ部分７２は本来の連続ワイヤのコ
ースをできるだけ正確にたどるように配置する。接続点
６２及び５４にそれぞれ接続されたフィル部分７４も電
流を互に反対方向に流すものどうしを対にしてできるだ
け互に近接させて配置する。このように接続配置された
コイル部分７０は関連するサブコイルに対し対称な配置
になる。接続点５２及び５４を相互接続するワイヤ部分
７６も、少くともこれらワイヤ部分がサブコイルの電流
供給リード及び電流引出しリードを構成する限りは互い
にできるだけ近接して配置する。
上述の例はコイル半部を軸方向に分割したものであるが
、第５図の例は円周方向に分割したものである。各コイ
ル半部は６個のサブコイル８０に分割され、各サブコイ
ルは接続端８２及び８４を具える。これら接続端もＲ，
Ｆ、電源又はＲ，Ｆ、磁界或は磁気共鳴信号測定装置の
接続点８６及び８８に対称に接続する。このコイル組立
体の一方の開口端には接続線が存在しないようにして被
検体の出し入れ力切きるようにするのが好適である。こ
のコイルも第４図の例と同様に絶縁支持円筒上に配置す
ることができる。
以上、コイルは１つのワイヤターンであるものとして説
明したが、コイルは自己容量により生ずる共振周波数が
動作周波数より高い限り数個のターンから成るものとす
ることができる。
各サブコイルを個々の専用の読取増幅器に接続すること
もできる。これら増幅器からの読取信号は和信号として
処理することができる。このようにすると給電線を省略
することができるためＱが高くナル。この場合送信コイ
ルと測定コイルは個々の別々のコイルとして構成するの
が好適である。
この場合、これらコイルは例えば互に直交する向きに配
置することができる。
以上、本発明を主としてプロトン共鳴に関連して説明し
た０プロトン又は水素原子核は生体中に高い濃度で存在
する。その他の医学的に関心のある原子核、例えば燐、
す）　ＩＪウム等の濃度は遥かに低い。従って、磁気共
鳴測定をこれらの原子核について同様に行なうときは著
しく小ざい共鳴信号が発生する。これがため、高いＱを
有するコイルを使用するのが重要である。これらの原子
核に対するラーモア周波数は同一の主磁界に対して低く
することができるが、適麿に強い共鳴信号を得るために
は測定に一層強い主磁界を使用し得るようにするのが好
適である。
各サブコイルに各別の増幅器を具える上述の回路の代り
に、並列電流制御を用いることもできる。
これにより原信号の弾すを維持するようにすると、コイ
ルの抵抗値及び従って雑音が減少するため、一層良好な
信号対雑音比が得られる。
本発明装置によれば約２０　ＭＨｚの動作周波数に対し
てｒ、ｄＢの信号対雑音比の改善を容易に達成し司るこ
とが確かめられた。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明核磁気共鳴トモグラフィー装置の一例の
ブロック図、 第２図は本発明装置の送信／測定コイルの好適例を示す
線図、 第８図は斯るコイルの対称接続配置の好適例を示す線図
、 第４図は斯るコイルの構造商、 第５図は送信／測定コイルの他の例を示す線図である。 ２・・・一様静磁界発生用磁気コイル ４・・・準静止傾斜磁界発生用磁気コイル６．８・・・
コイル２，４用電源 １０・・・Ｒ，Ｆ、磁界発生用磁気フィル１２・・・Ｒ
，Ｆ、電源　　　　】４・・・信号増幅器１６・・・位
相検知整流器　　】８・・・中央制御装置２０・・・変
ｍ器　　　　　　２ｓ・・・モニタ２４・・・高周波発
振器　　　２６・・・冷却装置２日・・・ファラデイケ
ージ ８０・・・送信／測定コイル ８２．８４・・・サドル型コイル半部 ８６・・・Ｒ，Ｆ、電源　　　　４０・・・サブコイル
４２．４４・・・接続端　　　４６．４８・・・給電線
５２．５４・・・相互接続点　５６．５８・・・電源接
続点８０・・・サブコイル　　　　８２．８４・・・接
続端８６．８８・・・相互接続点

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　被検体の検査空間を囲むように配置された主磁界発
    生用のコイル装置及びパルス状無線周波（Ｒ，Ｆ、）磁
    界発生用のコイル装置を具えると共に被検体内に発生し
    た核磁気共鳴信号を検出する測定装置を具える核磁気共
    鳴トモグラフィー装置において、前記Ｒ，Ｆ、コイルの
    自己共振周波数を測定すべき共鳴信号の最高周波数成分
    より著しく高くしであることを特徴とする核磁気共鳴ト
    モグラフィー装置。 九　特許請求の範囲１記眠の装置において、前記Ｒ０Ｆ
    、フィルはそれぞれ少くとも２個のサブコイルに分割さ
    れた２個のサドル型コイル半部から成ることを特徴とす
    る核磁気共鳴トモグラフィー装置。 ａ　特許請求の範囲２記載の装置において、各サドル型
    コイル半部は、軸方向に見て少くとも２個の並列に結合
    されたサブコイルに分割されていることを特徴とする核
    磁気共鳴トモグラフィー装置。 弧　特許請求の範囲８記載の装置において、各コイル半
    部の２個のサブコイルは対にして対称配置結合点に接続
    し、これら結合点は対にして電源用対称配置接続点に接
    続しであることを特徴とする核磁気共鳴トモグラフィー
    装置０ ４　特許請求の範囲１又は２記載の装置において、各コ
    イル半部は、円周方向に見て少くと　　”も２個の並列
    接続サブコイルに分割されていることを特徴とする核磁
    気共鳴トモグラフィー装置。 ａ　特許請求の範［１〜５の何れかに記載の装置におい
    て、２個のコイル半部間の軸方向開口部が位置する区域
    にはくし型電磁シールド素子が設けられていることを特
    徴とする核磁気共鳴トモグラフィー装置。 Ｉ　特許請求の範囲２〜６の何れかに記載の装置におい
    て、各サブフィルには各別の読取増幅器が設けられてい
    ることを特徴とする核磁気共鳴トモグラフィー装置。 Ｂ、特許請求の範囲１〜７の何れかに記載の装置におい
    て、１５ＭＨ２以上のラーモア周波数での測定或は被検
    体内の比較的低濃度の原子核からの磁気共鳴信号の測定
    用に特に好適である超伝導主磁気コイルを具えることを
    特徴とする核磁気共鳴トモグラフィー装置。 ９、　特許請求の範囲２，８，４，５．６及び８の何し
    かに記載の装置において、サブコイルは並列に駆動され
    る電流制御回路内に含まれていることを特徴とする核磁
    気共鳴トモグラフィー装置。
JP58189387A 1982-10-12 1983-10-12 核磁気共鳴トモグラフイ−装置 Pending JPS5999239A (ja)

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NL8203934A NL8203934A (nl) 1982-10-12 1982-10-12 Kernspintomograaf.
NL8203934 1982-10-12

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ID=19840396

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JP (1) JPS5999239A (ja)
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