JPS62197047A - 磁気共鳴イメ−ジング装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、磁気共鳴（Ｍ　Ｒ：　ｍａｇｎｅｔｉｃ　　
ｒｅｓ。

ｎａｎｃｅ　）現象を用いて被検体の特定断面における
特定原子各スピンの密度分布に基づく情報をいわゆるコ
ンピュータ断層（ＣＴ　：　ｃｏｍｐｕｔｅｄ　　ｔｏ
ｍｏｏｒａｐｈｙ）によりＣＴ　ＩＩ＆　（ｃｏｎ＋ｐ
ｕｔｅｄ　　ｔｏｍｏｏｒａｍ）として画像化（ｉｍａ
ｇｉｎｇ　）する磁気共鳴イメージング装置に係り、特
にプローブヘットの構成を改良した磁気共鳴イメージン
グ装置に関する。

（従来の技術） 例えば生体診断用磁気共鳴イメージング装置では、被検
体の特定部位にお【プるＩｌｌ像を得るために、第７図
に示すように被検体Ｐに対して図示Ｚ方向に沿う非常に
均一な静磁場ＨＤを作用させ、ざらに一対の傾斜！ｉＪ
ＢコイルＩＡ、ＩＢにより上記静磁場ＨＯに線型磁場勾
配Ｇ×を付加する。静磁場Ｈａに対して特定原子核は次
式で示される角周波数０口で共鳴する。

ω０−γＨＯ・・・（１） この（１）式においてγは磁気回転比であり、原子核の
種類に固有のものである。そこでさらに、特定原子核の
み共鳴させる角周波数ωａの回転磁場Ｈ１をプローブヘ
ッド内に設けられた一対の送信コイル２Ａ、２Ｂを介し
て被検体Ｐに作用させる。

このようにすると、上記線型磁場勾配Ｇ×によりｚ軸方
向について選択設定される図示ｘ−ｙ平面部分について
のみ選択的に作用し、断唐像を１ｑる特定のスライス部
分Ｓ（平面上の部分であるが現実にはある厚みを持つ）
のみに磁気共鳴現象が生じる。この磁気共鳴現像は上記
プローブヘット内に設けられた一対の受信コイル３Ａ、
３Ｂを介して自由誘導減衰信号（１”　ｌ　［）　：　
ｆｒｅｅ　　１ｎｄｕｃｔｉｏｎｄｅｃａｃｙ、以下ｒ
ＦＩＤ信号」と称する）として観測され、このＦＩＤ信
号をフーリエ変換することにより、特定原子核スピンの
回転周波数について単一スペクトルが得られる。

断ＩＩＩＩをＣＴｔｌｌとして得るためには、スライス
部分Ｓのｘ−ｙ平面内の多方向についての投影像が必要
である。そのため、スライス部分Ｓを励起して磁気共鳴
現象を生じさせた後、第８図に示すように磁場１−ＩＱ
ｋ−Ｘ−軸方向くＸ軸より角度θ回転した座標計）に直
線的な傾斜を持つ線型磁場勾配Ｇｘｙを図示しないコイ
ル等により作用させると、被検体Ｐのスライス部分Ｓに
おける等磁場１ｊｌＥは直線となり、この等磁場！ＩＥ
上の特定原子核スピンの回転周波数は上記（１）式であ
られされる。

ここで説明の便宜上等磁場線ＥをＥｌ−Ｅｌｌとし、こ
れら各等磁場１！Ｅｔ−Ｅｎ上の８１場により一種のＦ
ＩＤ信号である信＠Ｄ１〜［）ｎをそれぞれ生ずると考
える。信号Ｄ！〜□ｎの撮幅はそれぞれスライス部分Ｓ
を貫く等磁場線Ｅｔ−Ｅ”ｎ上の特定原子核スピン密度
に比例することになる。

ところが、実際に観測されるＦＩＤ信号は信号０１〜Ｑ
ｎをすべて加え合せた合成ＦＩＤ信号となる。そこで合
成ＦＩＤ信号をフーリエ変換することによって、スライ
ス部分ＳのＸ′軸への投影情報（一次元像）ＰＤを得る
。・このＸ−軸をＸ−ｙ平面的で回転させ（この磁場勾
配Ｇｘｙの回転は例えば二対の傾斜磁場コイルによるＸ
、ｙ方向についての磁場勾配Ｇｘ　、Ｇｙの合成磁場と
して磁ｊ月勾配Ｇｘｙを作り、上記磁場勾配Ｇｘ　、Ｇ
ｙの合成比を変化させることによって行う）ることによ
り、上記と同様にしてｘ−ｙ平面内の各方向への投影情
報が得られ、これらの情報に基づいてＣＴ像を合成する
ことができる。

この種の磁気共鳴イメージング装置において、プローブ
ヘッドは励起回転磁場を発生する送信部（送信コイル２
Ａ、２Ｂ）及びＦＩＤ信号に基づく磁気共鳴信号を検出
する受信部（受信コイル３Ａ、３Ｂ）から構成され、コ
イル形態としては、静磁場と励起回転磁場との関係（！
！磁気共鳴現象原理上静磁場と励起回転磁場とはその磁
場が直交する必要がある。）上、表面コイル、鞍形コイ
ル及びソレノイド形コイルがある。また、被検体の特定
部位に発生させる励起回転磁場は効率良く発生させるこ
とは勿論であり、被検体の特定部位から検出されるＦＩ
Ｄ信号も微弱であるため効率良く検出される必要がある
。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、この種の磁気共鳴イメージング装置において
は、プローブヘットにて検出される磁気共鳴信号は非常
に微弱なため、一般にこの信号は増幅器を通して増幅さ
れた後、演算処理されている。ここで、増幅器は通常に
あってプローブヘッドに（紬ねっており、このため、信
号ケーブル及び増幅器への電源供給のための電源ケーブ
ルがプローブヘッドより導出された構成となっている。

また、画質の向上を図るためには磁気共鳴信号のＳ／Ｎ
比の向上を図ることがその一つの条件であるが、これは
ブローアヘッドを被検体に近づけることにより実現され
る。しかし乍、プローブヘッドを被検体に近づけること
は増幅器及びケーブルの存在が患者（被検体）に違和感
を与えることになり、この種の診断装置としては問題で
あった。

そこで本発明の目的は、患者（被検体〉に違和感を与え
ることなく、画質の向上が図り得る磁気本発明は上記問
題点を解決し目的を達成するために次のような手段を講
じたことを特徴としている。すなわち、被検体特定部位
に対する励起回転磁場の強調及び被検体特定部位よりの
磁気共鳴信号の強調のうち少なくともいずれか一方を実
現する少なくともコイルよりなる強調手段を、上記プロ
ーブヘットコイルに対して磁気的に直交するように配置
したことを特徴としている。ここで、磁気的に直交する
とは、各コイルからの発生磁場が互いに直交しているこ
とである。

（作用） このような手段を講じたことにより、強調手段は、プロ
ーブヘッドのカップリング値が小さくなるように作用し
、もって被検体特定部位に対する励起回転磁場の強調及
び被検体特定部位よりの磁気共鳴信号の強調のうち少な
くともいずれか一方が実現され、効率の良い磁場発生及
び受信信号の高いＳ／Ｎ比のうち少なくとも一方が実現
される特徴が得られる。

（実施例） 本発明の詳細な説明に先立ち本発明の原理について説明
する。すなわち、本願発明者は、この出願に先立ち受信
感度の向上を図り得る発明を特許出願している。その出
願の明１８！及び図面には、プローブヘッド（受信コイ
ル）と被検体との間に閉ループコイルからなる導波器を
配置する構成が開示されている。この構成によれば、確
かに受信感度の向上が期待できるが、プローブヘッドと
導波器との配置如何によってカップリング特性が変化し
、受信感度も変化する、とのことが検証された。

これにより、感度向上を図るためにはプローブヘッドと
導波器とのカップリング圃を小さくすることが必要であ
り、具体的には次の３つの条件が上げられる。

手法１：受信コイルと導波器との配置関係を調整、特に
直交配設する。

手法２：受信コイルと導波器との共振（同調）周波数を
コンデンサ又はインダクタンス（コイル長）により調整
する。

手法３：受信コイルと導波器との間の距離を変化させる
。

上記の如くの原理に基づいて本発明がなされている。

第１図は本発明の第１の実施例を示しており。

プローブヘッドとして鞍形コイルに適用され且つ受信コ
イルに適用した例である。

第１図（ａ）は全体の構成を示す斜視図、第１図（１）
）は軸方断面図である。本実施例においては、受信用鞍
形コイル４Ａの前段である受信用鞍形コイル４Ａと被検
体Ｐとの間に、銅線等よりなる鞍形コイルからなる導波
器５Ａを配置する。受信用鞍形コイル４Ａと導波器５Ａ
との配置関係は、受信用鞍形コイル４Ａからの発生１ｉ
ｔｌＪａと導波器５Ａからの発生磁場とを想定したとき
に、両６ｆ１場が直交するように位胃関係が設定されて
いる。

また、受信用鞍形コイル４Ａに可変容恐コンデンサ６Ａ
が介挿され、増幅器８が接続されており、図示しない送
信コイルに印加された高周波出力により励起回転磁場を
被検体Ｐに印加するように構成している。さらに、導波
器５Ａに可変容量コンデンサ７Ａが介挿されて、ＬＣ＃
Ｃ口振が形成されている。

上記の如くの第１の実流例の受信方式によれば次のよう
な作用を得る。すなわち、被検体Ｐの特定部位つまり導
波器５Ａ近傍よりの磁気共鳴信号は先ず導波器５Ａによ
り受信され、これにより導波器５ＡのＬＣ共振回路に誘
導電流ｉ１が流れる。

この誘導電流１１によって生ずる磁束と被検体Ｐよりの
磁気共鳴信号とにより受信用鞍形コイル４Ａに誘導電流
１２が流れる。

この場合、受信用鞍形コイル４Ａと導波器５Ａとの配置
関係は、受信用鞍形コイル４Ａからの発生磁場と導波器
５Ａからの発生磁場とを想定したときに、両磁場が直交
するように位置関係が設定されているため、受信用鞍形
コイル４Ａの共振回路と、導波器５ＡのＬＣ共振回路と
の結合度は小さい（カップリング値が小さい）ものであ
る。

このため、被検体Ｐの特定部位よりの磁気共鳴信号は、
誘導電流１１によって生ずる磁束より強調され、受信用
鞍形コイル４Ａに受信されることになる。この時に導波
器５Ａのカップリングによる悪影響は小さい。従って、
導波器５Ａ近傍より磁気共鳴信号のＳ／Ｎ比が向上し、
高画質化が図られる。これは上記手法１の実施に基づい
ている。

また、コンデンサ６Ａ、７Ａを調整することにより、受
信用鞍形コイル４Ａの共振回路と導波器５ＡのＬＣ共振
回路とは共振周波数が調整でき、手法２に基づ〈実施つ
まりカップリング値を小さくし得、導波器５Ａ近傍より
Ｉｎ磁気共鳴信号Ｓ／Ｎ比が向上し、高画質化が図られ
る。

本実流例の受信方式は、第１の実施例と同様の原理に基
づいて、第２図及び第３図に示す第２゜第３の実施例の
ようにも構成される。すなわち、第２図に示す第２の実
施例は、プローブヘッドの受信コイルとして受信用鞍形
コイル４Ａに代えて受信用ソレノイドコイル９Ａを用い
た構成である。

第３図に示す第３の実施例は、鞍形コイルの導波器とし
てソレノイドコイルＩＯＡを用いた構成である。

第４図は本発明の第４の実施例を示しており、プローブ
ヘッドとして鞍形コイルに適用され且つ送信コイルに適
用した例である。

第４図（ａ＞は全体の構成を示す斜視図、第４図（ｂ）
は軸方断面図である。本実施例においては、送信用鞍形
コイル４Ｂの前段である送信用鞍形コイル４Ｂと被検体
Ｐとの間に、銅線等よりなる鞍形コイルからなる導波器
５Ｂを配置する。送信用鞍形コイル４Ｂと導波器５Ｂと
の配置関係は、送信用鞍形コイル４Ｂからの発生磁場と
導波器５Ｂからの発生磁場とを想定したときに、両磁場
が直交するように位置関係が設定されている。

また、送信用鞍形コイル４Ｂに可変容最コンデンサ６Ｂ
が介挿され、蟲周波電８！１１が接続されており、この
高周波出力により励起回転磁場を被検体Ｐに印加するよ
うに構成している。さらに、導波器５Ｂに可変容量コン
デンサ７Ｂが介挿されて、ＬＧ共振回路が形成されてい
る。

上、記の如くの第４の実施例の送信方式によれば、送信
と受信とは可逆的関係があることから、上述した受信方
式と同様の磁場特性を秦し、高効率の１１場特性が得ら
れ、もって高画質化が図られる。

本実施例の送信方式は、第４の実施例と同様の原理に基
づいて、第５図及び第６図に示す第５゜第６の実施例の
ようにも構成される。すなわち、第５図に示す第５の実
施例は、プローブヘッドの送信コイルとして送信用鞍形
コイル４Ｂに代えて送信用ソレノイドコイル９Ｂを用い
た構成である。

第６図に示す第６の実施例は、鞍形コイルの導波器とし
てソレノイドコイル１０Ｂを用いた構成である。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例えば
、プローブヘッドは送信部と受信部とが兼用に構成され
たものであっても、直交して導波器を設けることにより
上記と同様の作用効果がえらる。この他に本発明の要旨
を逸脱しない範囲で種々変形して実施できるものである
。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明による磁気共鳴イメージング
装胃は、被検体特定部位に対する励起回転磁場の強調及
び被検体特定部位よりの磁気共鳴信号の強調のうち少な
くともいずれか一方を実現する少なくともコイルよりな
る強調手段を、この強調手段からの発生磁場とプローブ
ヘッドからの発生磁場とを想定したときに両磁場が直交
するように上記プローブヘットに対して配置した構成で
ある。

このような構成によれば、強調手段は、プローブヘッド
のカップリング直が小さくなるように作用し、もって被
検体特定部位に対する励起回転磁場の強調及び被検体特
定部位よりの磁気共鳴信号の強調のうち少なくともいず
れか一方が実現され、効率の良い磁場発生及び受信信号
の高いＳ／Ｎ比のうち少なくとも一方が実現され、送受
信の効率化が図られた磁気共鳴イメージング装置が提供
できるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の第１〜第６の実施例を示す構
成図、第７図及び第８図は磁気共鳴イメージングの原理
を説明するための図である。 ４Ａ・・・受信用鞍形コイル、４Ｂ・・・送信用鞍形コ
イル、５Ａ、５Ｂ・・・鞍形コイルからなる導波器、６
Ａ、６８．７Ａ、７Ｂ・・・可変容出コンデンサ、８・
・・増幅器、９Ａ・・・受信用ソレノイドコイル、９Ｂ
・・・送信用ソレノイドコイル、１０Ａ、ＩＯＢ・・・
ソレノイドコイルからなる導波器、１１・・・高周波電
源。 第７図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一様静磁場中に被検体を配置し、この一様静磁場
   に傾斜磁場を重畳し、かつコイルよりなるプローブヘッ
   ドにより励起回転磁場を印加して上記被検体に磁気共鳴
   現象を生じせしめ、誘起された磁気共鳴信号を上記プロ
   ーブヘッドにより検出し、画像再構成処理を施すことに
   より上記被検体の画像情報を得る磁気共鳴イメージング
   装置において、被検体特定部位に対する励起回転磁場の
   強調及び被検体特定部位よりの磁気共鳴信号の強調のう
   ち少なくともいずれか一方を実現する少なくともコイル
   よりなる強調手段を、この強調手段からの発生磁場と上
   記プローブヘッドからの発生磁場とを想定したときに両
   磁場が直交するように上記プローブヘットに対して配置
   したことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. （２）強調手段は、閉ループコイル、鞍形コイル又はソ
   レノイドコイルであることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. （３）プローブヘッドは、励起回転磁場を発生する送信
   部および磁気共鳴信号を検出する受信部が兼用に構成さ
   れたものであるであることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. （４）プローブヘッドは、励起回転磁場を発生する送信
   部および磁気共鳴信号を検出する受信部が別個に構成さ
   れたものであるであることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の磁気共鳴イメージング装置。