JPS63115550A

JPS63115550A - 核磁気共鳴断層撮像装置用バ−ドケ−ジ型ｒｆコイル

Info

Publication number: JPS63115550A
Application number: JP61260282A
Authority: JP
Inventors: 隆洋佐藤
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1986-10-31
Filing date: 1986-10-31
Publication date: 1988-05-20
Also published as: JPH0331052B2

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】（産業上の利用分野）本発明は核磁気共鳴断層撮像のＲＦコイルの特性の改善
に関する。

（従来の技術）核磁気共鳴く以下ＮＭＲという）現象を用いて特定原子
核に注目した被検体の断層像を得る核磁気共鳴断層両像
装置は従来から知られている。この核磁気共鳴断層Ｉｌ
！！＠＠同の原理の概要を簡単に説明する。

原子核は磁気を帯びた回転している独楽と見ることがで
きるが、それを例えばＺ軸方向の静！ｉ場ｔ４　ｏの中
におくと、前記の原子核は次式で示す角速度ω０で歳差
運動をする。これをラーモアの歳差運動という。

ωｏ＝７Ｈｏ　　　但し、γ：核磁気回転化今、静磁場
のあるＺ軸に垂直な軸、例えばｘ軸に高周波コイルを配
置し、ｘｙ面内で回転する前記の角周波数ω０の高周波
回転磁場を印加すると石気共鳴が起り、静磁場Ｈｏのも
とでゼーマン分裂をしていた原子核の集団は共鳴条件を
満足する高周波ｍ場によって単位間の遷移を生じ、エネ
ルギー単位の高い方の単位に遷移する。ここで、核磁気
回転比γは原子核の種類によって異なるので共鳴周波数
によって当該原子核を特定することができる。更にその
共鳴の強さを測定すれば、その原子核の存在量を知るこ
とができる。共鳴後緩和時間と呼ばれる時定数で定まる
時間の間に高い単位へ励起された原子核は低い準位へ戻
ってエネルギーの放射を行う。Ｎ　Ｍ　Ｒの現象の観測
には大きく分ｔプて定常法とパルス法があって、前者は
前述のように共鳴条件を満足する連続的に加えられた高
周波エネルギーが縦核磁気緩和時間Ｔ１を通じて格子系
に吸収されていく過程を検出するものである。後者は横
核磁気緩和時間Ｔ２に比べて十分短い時間に断熱的に高
周波パルスを印加し、その後に起こるスピン系の運動を
直接観測しようとするもので、現在線磁気共鳴Ｉｆｌｌ
ｉ層児像装置の技術は主としてこのパルス法に基づいて
いる。このパルス法について第４図を参照しながら説明
する。

前述のように共鳴条件を満足する高周波パルス（Ｈりを
静磁場（２軸）に垂直なくＸ軸）方向に印加すると、第
４図（イ）に示すように全磁気モーメントＭは回転座標
系でω′−γＨ！の角周波数でｚｙ面内で回転を始める
。今パルス幅をｔ。

とすると１−１０からの回転角はθ−γＨ１ｔＤであり
、θ＝９０１となるような１．をもつパルスを９０”パ
ルスと呼ぶ。この９０’パルス直模では磁気モーメント
Ｍは第４図（ロ）のようにｘｙ面をω０で回転している
ことになり、例えばＸ軸においたＲＦコイルに誘導起電
力を生じる。しかし、この信号は時間と共に減衰してい
くので、この信号を自由誘導減衰信号（ＦＥＤ）と呼ぶ
。ＦｒＤ信号をフーリエ変換すれば周波数領域での信号
が得られる。次に第４図（ハ）に示すように９０’パル
スからτ時間後θ−１８０°になるようなパルス幅の第
２のパルス（１８０’パルス）を加えるとばらばらにな
っていた磁気モーメントがτ時間後−ｙ方向で再び焦点
を合せて信号が観測される。この信号をスピンエコー（
ＳＥ）と呼んでいてＲＦコイルに誘起される。このスピ
ンエコーの強度を測定して所望の像を得ることができる
。

このＲＦコイルとして、例えば第５図に示すようなバー
ドケージ型ＲＦコイルを用いる。このバードケージ型Ｒ
Ｆコイルにはローパス型とバイパス型とがあるが、第５
図ではバイパス型を示している。図において、１はその
中に被検体を収容して高周波磁場を印加するバードケー
ジ型ＲＦコイル〈以下ＲＦ主コイルという）、２は略円
形をなし２個が互いに平行に配置され、被検体を収容す
る開口部となるループ素子で、その各々の周縁に沿って
隔たった点で？！数の誘導素子３によって、２ＩｙＩＡ
のループ素子２が接続されている。４はループ索子２の
誘導素子３との接続点間にループ素子２に直列に挿入さ
れている容量素子で、誘導素子３と共振回路を構成して
いる。ＲＦ主コイル１に対する高周波電流の供給は一方
のループ素子２に設けた給電部５において行う。このＲ
Ｆ主コイル１によって生ずる高周波磁場は、第５図に示
すように、給電部５とループ素子２の中心を通り、ルー
プ素子２の形成する面に平行な方向に生ずる。

全身に亘って断層像を曜像する場合、ボディスキャン用
にバードケージ型のＲＦ主コイル１を用いているが、上
記のボディスキャン用ＲＦ主コイル１の中でヘッドコイ
ル、サーフイスコイル等のコイルを使用する場合、ＲＦ
主コイル１が他のコイルにおける高周波電流に影響を与
えないように第６図に示すような処置を施している。図
において、第５図と同じ部分には同じ符号を付しである
。

６はＲＦ主コイル１の中で被検体の頭部を収納して頭部
の断層像を得るヘッドコイル、７はループ素子２の一部
を切離してその部分に挿入し、ループ素子２を切離した
り接続したりする断・撥型のデカップリングスイッチで
ある。このデカップリングスイッチはＲＦ主コイル１の
中心に関して点対称の位置に更に１個設ける場合もある
。このデカップリングスイッチ７を切ることによって、
ＲＦ主コイル１とその中において用いるヘッドコイル６
との結合によるヘッドコイル６の高周波電流の乱れを防
ぎ、所謂デカップリングを行っていた。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、この方法ではデカップリングが行われる高周
波磁場の方向は、デカップリングスイッチ７とループ素
子２の中心を結ぶ方向及びそれに平行な方向、即も、第
６図中のｙ軸方向の高周波磁場８にのみデカップリング
が行われて、他の方向、特にこのデカップリングの方向
に直角なｘ軸方向においては、殆どデカップリングされ
ていない状況であって、ＲＦ主コイル１中にある他コイ
ル使用時には高周波電力の減衰、雑音妨害などの原因に
なっていた。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、その中において局部断層搬像その他の用途に用いる他
のコイルとの電気磁気的結合をその使用コイルの全方向
に亘ってなくすことのできるＲＦコイルを実現すること
にある。

（問題点を解決するための手段）前記の問題点を解決する本発明は、コイル内部に他のコ
イルを設け、該他のコイル使用時も静磁場中に設置して
おくバードケージ型ＲＦコイルにおいて、該バードケー
ジ型ＲＦコイルを形成するループ素子の中心から見て略
９０”の方向に存在する前記ループ素子のループ中の任
意の少なくとも２点に、前記バードケージ型ＲＦコイル
による送受信以外の時点において、前記ループ素子を切
断する手段を備えたことを特徴とするものである。

（作用）ループ素子の中心に対して互いに９０°の角度をなす位
置でループ素子を切断して、ＲＦ主コイルによる送受信
時以外の時点におけるループ素子切断手段を挿入し、Ｒ
Ｆコイルを使用しないときには、ループ素子切断手段に
よりループ素子を切断するように動作させてその中にお
いて用いる他のコイルとの結合を遮断する。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の概略構成図である。

図において、第６図と同じ部分には同じ符号を付しであ
る。図中、９はデカップリングスイッチ７とループ素子
２の中心とを結ぶ直線に関してループ素子２の中心から
見て９０°の角度を持った位置に設けたデカップリング
スイッチで、１０はデカップリングスイッチ９の断・接
によって影響を受けるＸ方向の高周波磁場である。

次にこのように構成されたＲＦ主コイル１の動作を説明
する。ＲＦ主コイル１により高周波磁場を発生するとき
は、デカップリングスイッチ７゜９を接にして給電部５
に高周波電流を供給する。

これによって、１３の方向に高周波磁場が発生する。こ
れに対して、ヘッドコイル６に高周波電流を供給してそ
れによる高周波！ｉ場を発生するときは、ＲＦ主コイル
１のデカップリングスイッチ７゜９を断にしておく。ヘ
ッドコイル６が発生する高周波磁場の方向は、ヘッドコ
イル６における給電部の位置によって様々であるが、８
の方向の！ｉ場はデカップリングスイッチ７の働きによ
って、ＲＦ主コイル１による影響を受けずに正常に存在
しうる。又、ヘッドコイル６による１ｏの方向の磁場は
、デカップリングスイッチ９の働きにより、ＲＦ主コイ
ル１の影響を受けずに正常に存在しうる。このように互
いに直角な方向の２つの磁場が存在しくりるということ
は、ヘッドコイル６が生じる全方向の磁場が存在しうろ
ことを意味する。第２図は全方向の磁場が存在し得る理
由の説明図である。図において、ｘ軸に対して角度θの
方向の磁１ｍを考えると、この磁ＩＪ３ｆｆｌはベクト
ルであって、ｍＶ＋の２成分に分割して考えられる。

Ｘｔ−１ｃｏｓθ、　Ｖ　ｔ　−ＩＩ　Ｓｉｎ６ｍ２　
、、、Ｘ　、　２　＋ｙ　、　２ここで×成分の×１．
■成分のｙｌが存在し得るとペクト・ルｍも存在でき、
ＲＦ主コイル７からの誘導電流による影響はなくなる。

第３図はサーフイスコイル（図示せず）をバードケージ
型ＲＦ主コイル１の中で使用する場合を示す本発明の他
の実施例の要部構成図である。図において、第１図と同
じ部分には同じ符号を付しである。図中、１１はデカッ
プリングスイッチ７の接点に並列に挿入された逆並列接
続のダイオード、１２はデカップリングスイッチ９の接
点に並列に挿入された逆並列接続のダイオードである。

サーフイスコイルはＲＦ主コイル１により被検体の断層
躍像部を励起して生じたエコー信号を受信するために設
けたものである。このサーフイスコイルを使用するとき
はデカップリングスイッチ７゜９は何れも常に切断して
おく。ＲＦ主コイル１に高周波電圧を印加したとき、送
信電圧は大きいので逆並列接続ダイオード１１．１２は
共に動作してデカップリングスイッチ７．９は接続され
たのと同様になり送信を行う。ダイオードを逆並列に接
続したのは印加する高周波電圧が交流電圧だからである
。次にエコー信号受信の段階では逆並列接続ダイオード
１１．１２は、例えば０．６ｖで動作するので微弱な受
信信号では前記逆並列接続ダイオード１１．１２を動作
させることができず、デカップリングスイッチ７．９を
断にしたときと同様に１；７］断状態になっていて、サ
ーフイスコイルに流れる受信高周波電流に影響を与えな
い。

以上説明したように、本発明によれば、ＲＦ主コイル１
中にある他のコイルに高周波電流が流れてもＲＦ主コイ
ル１に誘導電流を生ぜず相互に影響を及ぼすことはなく
なり、良好なイメージを得ることができるようになった
。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、バードケ
ージ型ＲＦ主コイル内に他のコイルを設置して使用する
場合、使用するコイルが作り又は受信する高周波電流に
よる高周波磁場がＲＦ主コイルによって影響されないの
でＲＦ主コイル中に他のコイルを任意の方向に設置する
ことが可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部構成図、第２図は高周
波磁場ベクトルの×、ｙ成分の説明図、第３図は本発明
の他の実施例の要部構成図、第４図は核磁気共ＩＱＩＩ
Ｉ像装置のパルス法の原理の説明図、第５図はＲＦ主コ
イルの概略構成図、第６図は従来の切断スイッチを備え
たＲＦ主コイルの図である。１・・・ＲＦコイル　　　　２・・・ループ素子３・・
・誘導素子　　　　　４・・・容量素子５・・・給電部
　　　　　　６・・・ヘッドコイル７．９・・・デカッ
プリングスイッチ８．１０．１３・・・高周波磁場１１．１２・・・逆並列接続ダイオード筒１図２・ループ素子３４和卑素子４、容量素子５・給電部６、ヘッドコイル７．９．デカップリングスイッチ８．１０．１３ｉ高周旗磁場第２図第３　図角ｑ４　図（イ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　（０）（
ハ）９０°パルス　　　　　　１３００パルス第５区方向１ｉＲＦ主コイル２１ループ素子３、誘導素子４１容量素子５、鮒電額

Claims

【特許請求の範囲】

コイル内部に他のコイルを設け、該他のコイル使用時も
静磁場中に設置しておくバードケージ型ＲＦコイルにお
いて、該バードケージ型ＲＦコイルを形成するループ素
子の中心から見て略９０°の方向に存在する前記ループ
素子のループ中の任意の少なくとも２点に、前記バード
ケージ型ＲＦコイルによる送受信以外の時点において、
前記ループ素子を切断する手段を備えたことを特徴とす
る核磁気共鳴断層撮像装置用バードケージ型ＲＦコイル
。