JPS63501336A

JPS63501336A - 核磁気共鳴画像化装置

Info

Publication number: JPS63501336A
Application number: JP61504144A
Authority: JP
Inventors: ミーシチ，ヂヨーヂ　ジエイ; ホーランド，ニール　ジー; ハースト，グレゴリイ　シー; パトリック，ヂヨン　エル．ザ・サード; オーランドウ，ポール　ティー
Original assignee: ピカ−　インタ−ナシヨナル　インコ−ポレイテツド
Priority date: 1985-08-14
Filing date: 1986-07-30
Publication date: 1988-05-26
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: JP2618233B2; EP0233211A1; US4793356A; EP0233211B1; WO1987001199A1

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】核磁気共鳴画像化装置本発明は核磁気共鳴分光技術に関するものである。更に詳細に述べれば、本発明は共鳴している原子核から電出信号を受信フるコイルを備えた核磁気共鳴画像化装置に関するものである。本発明は医学的映像法の分野に応用されるものであるが、坑井検層や化学分析などのような他の磁気共鳴の分野にも利用されることが判る。

患者の選択された身体部分の磁気共鳴画像化および分光を行なう受信コイルには、従来、二種類の基本的コイル型式があった。まず、標準サイズの全身用コイルまたは身体の一部分用受信コイルがつくられ、患者の身体の画像化しようとする部分の周囲に配設される。このような標準サイズのコイルは、前記コイルと画像化しようとする患者の前記身体部分との間にかなシの空隙（すなわち、空き領域ンを形成する。前記患者の画像化部分はコイル容量のはんの一部となるため、ＳＮ比が低減され、画像の質を劣化させる。更に、前記標準サイズのコイルには、二次元または三次元７−リエ変換シークンスにおける折返し雑音を除去、または低減する手段が一つも備えられていない。

もう一方の受信コイル型式としては、平坦な硬グ２スナックシートまたは硬ナイロンシートに電線または他の導体を巻きつけて形成するものがおる。この平坦なコイルは種々のサイズく形成され、該コイルが容易に画像化しようとする患者の身体部分に近ｍｌ−で位置決めされるように１−た。しかしながら、そのようなコイルの患者との接点は、その平面性−よシはんの限られた部分的な本のでらった。

前記標準サイズの身体用ならびに身体の一部分用硬性コイルや平坦な硬性コイルでは画像の質を最適化する乙とができなかった。むしろ、患者との適合不足により光填要素が最適化されず、ＳＮ比が低減した。これらの硬性コイルは、関心のある領域よＩ）著しく広範囲の領域に渡って、そこから共鳴信号を受信する。この関係のない情報に対する感度は、空間分解能を劣化させるとともにに次元および三次元フーリエ変換法における折返し雑音を増大させた。画像化空間における受信機の感度の均等性を改良することによって、前記コイル、特に２０　Ｍ、Ｈｚ以上の共鳴周波数を有するコイルのＱが犠牲になる。更に、このような硬性コイルは患者への適用が難かしく、患者に不快感を与えるとともに、種々のサイズのコイルを広範に取シ揃えておかなければならない。

その他の問題点は、高インピーダンスコイルによって受信された信号が低インピーダンス伝送線路を介して前記画像領域にある前置増幅器から遠隔位置く転送されることである。信号の損失および雑音を最小化するため罠、低インピーダンス伝送線路長が最小化される。短かい不整合伝送線路は低い周波数でなんとか作動するが、コイルのＱは、周波数およびクープル氏の増大に伴い急速に劣化する。

前記動作周波数の波長に前記伝送線路長を整合することＫよって、低および中間磁界強度の過度に投込線路と高磁界強度の短かすぎる線路とが生ずる。前記コイルのインピーダンスは伝送線路のインピーダンスをかなシ上回るので、前記ケーブルの定在波に帰因する高いケーブル損失が発生する。更に１非苓ク一プル誘電体および導体の損失は表層コイルを減衰させる。

前記伝送線路のインピーダンスを整合させる試みは、平衡であれ、不平衡であれ、成功していな”ｏｅ者のコイル装着における通常の変動によって、対応するインピーダンスの不整合と、その結果生ずる電力の伝送損失とが生ずる。中間および高磁界強度では、前記患者の装着不整合および伝送損失が増大する。

本発明は、上記およびその他の問題を克服する新規の改良されたコイルおよびコイル信号伝送装置を提供するものである。

発明の概要本発明の一つの特徴によれば、己気共鳴画像化用Ｏ１′撓性受信コイルが提供される。可焼性物質シートは、検査される患者の選択された表面部に適合するように形成されている。Ｖ’ｅｌｃｒｏ　（グエルクロ）、すなわち結びひも帝のような保持手段は、前記選択された思考の表面部分に合わせて前記可読性シートを選択的に保持する。導電箔は、選択されたコイルパターンで前記可決性シートに付着される。少なくとも一つの電気素子は、前記導電箔と導電関係で前記可撓性プラスチックシート上に取シ付けられ、それによって無線周波数信号の受信を増大する。

本発明の別の特徴によれば、共鳴している核から無線周波数信号を受信する受信コイルが提供される。前記コイルには、第１および第２の導電ループが備えられている。、該ループは、並列に電気接続されておシ、この並列に接続された第１および第２のループのインダクタンスが前記第１または第２のループのいずれか一方のみのインダクタンスよシ少なくなるようＫしている。前記ループは、前記共鳴している原子核に近接して配置され、そこから無線周波数信号を受信するように構成されている。

本発明の別の特徴によれｄ１前記共脅している原子核から無線周波数を受信する装置が提供される。導電コイルは、前記共鳴している原子核に近接して配置されるように形成される。共鳴周波数調整手段は、＃記コイルの共鳴周波数を選択的に調整する。前記共鳴周波数調整手段は、それと共に共鳴原子核に近接して配置される前記コイルに取シ付けられている。リード線は、前記ルーズコイルおよび周波数調整手段から遠隔に位置決めされた信号処理回路へ延長してｂる。共鳴Ｊ勾波数制［有］手段は、前記共鳴周波数調整手段を選択的に制俳して、コイルの共鳴周波数調整を選択的に制仰する。ＡｔＪ記共鳴周波数制御手段は、前記遠隔に位置決めされた処理回路に隣接するリード線と作動的に接続さｎる。

本発明の別の特徴によれば、インピーダンスコイルは、共鳴している原子核に近接して配置されるように形成されている。非鉄高インピーダンス前置増幅器は、原子核を共鳴させる磁界内に前記コイルにｖ！ｊ接して取シ付けられる。

本発明の更に制限された特徴によれば、前記インピーダンスおよび前記コイルの共鳴周波数の少なくとも一つを選択的に調整する遠隔に位置決めされた制御手段が備えられている。

本発明の更に別の特徴によれば、磁気共鳴画像化装置が提供される。前記装置には、主磁界発生手段が備えられておシ、画像化領域に沿って縦方向に主磁界を生ずる。

勾配磁界発生手段は、前記画像化領域の主磁界に勾配磁界を選択的に発生する。

磁気共鳴手段は、前記画像化領域内ＶＣ６る患者の原子核に磁気共鳴を励起する。可撓性コイルは、患者の表面部分に一致して置かれ、それに近接する前記共鳴原子核から無線周波数信号を受信する。

共鳴している原子核の位置および密度を表わす画像表示出力を再構成する画像再構成手段は、前記可撓性コイルと作動的に接続される。

本発明の第１の利点は、改良された充填要素と、および更に高いＳＮ比とを提供することである。

本発明の別の利点は、感度領域を低減するとともに制御することである。

本発明のまた別の利点は、受信信号の二次元および三次元７−リエ変換処理中、特に拡大された視野で局所的画像化を行なう際の折返し雑音を低減、または除去することにある。

次に、好適な実施例を挙げて本発明の詳細な説明するが、以下の説明をよく検討する仁とＫよって、先行技術の当業者には更に別の利点も明らかになろう。

図面の簡単な説明本発明は種々の部品および部品の構成から成る。添付の図面は、本発明の好適な実施例を示すためのものであって、制限するものではない。

第１図は本発明を組込んだ磁気共鳴画像化装置の概略図であ夛、第２図は患者の膝に特に適合する本発明によるコイル構成を示す図であシ、第３図は一部分が前記第２図のコイルに取シ付けられ、前記コイルの共鳴信号を整合または調整するとともに、一部分が遠隔に位置決めされ、前記共鳴周波数の調整を選択的に行なう電気回路の概略図であシ、第４Ａ図から第４Ｅ図は１５　ＭＨｚ以下の周波数の受信に特に適合する受信コイルパターンの別の実施例を示す図であり、第５Ａ図から第５Ｅ図は１０〜５０　ＭＨｚ領域の信号の受信に特に適合する別のコイルパターンを示す図であ〕、第６Ａ図から第６′Ｅ図は２５〜２００　ＭＨｚ領域の信号の受信に特に適合する別のコイルパターンを示す図でめシ、第７図はコイル搭載信号強調回路の別の実施例を示す図であシ、第８図はコイル搭載信号強調回路のまた別の実施例を示す図であシ、第９図は遠隔制御コイル搭載共鳴周波数調整回路の別の実施例を示す図でろ）、第１０Ａ図、第１０Ｂ図および第１０Ｃ図は遠隔制御コイル搭載信号強調回路の別の実施例を示す図であシ、かつ第１１図は周波数およびインピーダンス整合のいずれもが夫々別個に、かつ遠隔に調整することのできる別の実施例を示す図である。

好適な実施例についての説明第１図に図示の本発明による核磁気共鳴画像化装置には、主磁界発生手段人が備えられておシ、画像化領域を通シ縦方向に延びるほぼ均一な主磁界を形成する。

勾配磁界発生手段Ｂは、前記画像化領域の主磁界に渡シ横方向に勾配磁界を選択的に生ずる。磁気共鳴励起手段Ｃは、画像化領域に置かれた患者の原子核に磁気共鳴を選択的に励起する。前記共鳴する原子核からは、それに近接する磁界強度と、および前記原子核の回転磁比などのような種々の系の定数とによって決定された周波数を表わす無線周波数信号が発生される。可撓性受信コイルＤは、前記画像化領域内に前記患者の選択された身体部分と一致するように置かれ、前記共鳴している原子核から無線周波数共鳴信号を受信する。処理回路Ｅは、前記受信した無線周波数信号を原子核の＠度や位置などを表わす読出し可能表示出力に変換する。

更に詳細に述べれば、前記主磁界発生手段ＡＫは、磁界制御回路１０と、および複数の超導電、または他の高パワー大磁石１２とが備えられている。前記磁界制御回路１０は、前記勾配磁界発生手段Ｂの一部としても作動し、勾配磁界コイル１４によって発生される横方向の勾配磁界の角度の向きを制御する。前記磁界制御回路１０は、また前記共鳴励起手段Ｃの伝送コイル１６に被制御の周期性で磁気共鳴を励起させる。中央計算機１８は、前記主磁界、勾配磁界、および共鳴励起磁界の発生を調整する。

前記可撓性受信コイルＤは、導電材から成る一つ以上のコイル２０と、およびそれと共に取シ付けられ、共鳴信号の受信を強調する少なくとも一つの電気素子２２とを備えている。本実施例では、前記電気素子に、前記受信コイル２０の共鳴周波数を調整し、前記共鳴信号の周波数と整合するようにする回路と、および前記受信した信号の振幅を増幅する前置増幅器とが備えられている。

ケーブル２４は、前記受信コイル２０および前記電気素子２２を前記遠隔に位置決めされた処理回路Ｅに接続する。

共鳴周波数制御手段２６は、ケーブル２４と接続して、電気素子２２に受信コイルの共鳴周波数を選択的に調整させる。無線周波数受信機２８は、前記受信コイルから共鳴信号を受信する。画像化装置３０は、前記無線周波数受信機２８から共鳴信号を受信するとともに、前記中央計算機１８から磁界情報およびその他の制御命令を受信する。前記１ｉｉｉｉ７像化装置は、共鳴している原子核の位置、密度、共鳴８ｔｆｔ数またはその他の脣性を示す可視表示出ブハすなわち画像表示出力を再構成し、ビデオ監視装置または他の可視表示装置３２に表示する。

第２図には、特に可撓性コイル１）の好適な実施例が示しであるが、該コイルＤＫは、可撓性の非常磁性体シート４０が備えられている。該シートは、画像化１ −ようとする患者の膝またはその他の内部領域に近接する患者の表面部分に容易に適合する。前記電気ループコイル２０は、ＭＹＬＡＲ（商品名）本り、＜ｄＫＡＰＴＯＮ製薄層、また＃′ｉ類似のプラスチック製薄層に付着された（すなわち、薄くかぶせられた）銅箔でできている。前記薄層には、＃′ｉかれ防止層が接着剤で裏張シされており、所定の形状への切断や前記グラスチックシートへの接着を容易にしている。前記電気索子２２の前記コイル２０と接続する一対のソケット４２は、前記ケーブル２４の相互接続および除去を容易にする。前記電気素子２２は、前記コイルルーズの両端に接続される小さなアセンブリに組み込まれている。一対のＶＥＬＣＲＯ１またはその他の７ツクおよびループ接続布製帯ひものような保持手段４４が前記可撓性プラスチックシートに接続されており、前記選択された患者の表面部分く適合するよりに前記可撓性プラスチックシートを選択的に保持する。

第３図において、前記素子２２にはインピーダンス整合、すなわち共鳴周波数制御手段（すなわち、回路網）５０が備えられておシ、受信コイルＤの共鳴周波数を選択的に調整する。前置増幅器５２は、受信した共鳴信号の振幅全増幅する。

前記インビー・ダンス調整回路網は、一対の調整可能な容量分圧回路ｊｌｌ１１５４および５６を備えているが、該容量分圧回路網は、各々、前記受信コイル２０の一端とアースとの間に接続されている。前記容量分圧回路網例は、可変茶葉ダイオードすなわちバラクタダイオード５８．６０のような可変容蓋手段が備えられておｐ１与えられたバイアス信号または制御信号に応答して前記回路網の容量を変化する。無線周波数チョーク６２および容量性フイＡ・タロ４は、受信した容態制御信号またはバイアス電圧から非ＤＣ信号成分を除去し、共鳴周波数を変化する。前記チョークは非鉄磁心を有し、磁界から飽和されないようにしている。任意に並列コンデンサを備え、前記チョークを過度のＤＣ抵抗なしに低周波数で共鳴することもできる。前記可変容量ダイオード５８．６０け、前記受信コイル２０の各端部と信号のアースとの間に接続される。この電位変化によって、前記コイル２０と、前記容量分圧回路網５４ならびに５６と、および可変容量ダイオード５８．６０とによって形成されたＬＣ回路網の容量が変化される。前記容量を変えることＫよって、前記容量分圧回路網ならびに受信コイルのＬＣ同調が変化され、その共鳴周波数がしかるべく調整される。

前記前置増幅器５２には、前記受信コイル２０の高インピーダンス（通常は約２１ＪＯＯＯオーム）と整合する入力インピーダンスが備えられている。この前置増幅器は、前記ケーブル２４（通常は１００オームの平衡双軸伝送線路）を付勢できる出力を発生するように基或されている。

利得は、１５ｄＢ程度が望ましい。しかしながら、前記前置増幅器の特性は、取シ付けられる前記受信コイル２０と適合するように調整、および選択されていることが判る。

本実施例では、前記前置増幅器５２に一対の高入力インピーダンス増幅器６６．６８がブツシュグル構成で備えられておシ、前記共鳴信号を増幅し、前記ケーブル２４に沿ってそれを付勢する。本実施例の場合、前記前置増幅器にはサイズ、素子数および複雑性を最小化する三つの直接結合段がある。前記高入カイ／ビーダンスの第１段増幅器６６．６８はＪ−ＦＥＴ装健である。利得は、第２の増幅器段に使用可能なエミッタバイパスレベルを調整することによって制御される。

第３段、すなわち出力段にはプッシュプルエミツターホロアーが備えられており、低インピーダンスを発生し、前記低インピーダンスケーブル２４を付勢する。

このインピーダンス整合によって、前記ケーブル２４を、通常坑井検層で遭遇する距〜のような相当の距離４で伸張することができる。前記ケープＡ・２４＃′ ｉ、半波長ケーブルの整数倍あシ、前置増幅器および周波数調整ＦＡ路針近傍イ：パビ〜ダンスがｋＩＩ記共鳴周波数制御回路２６および無線周波数受信機２８のインピーダンスと贅倉するようになっていることが望ましい。

前記コイル搭載電気アセンブリ２２には、患者の身体表面に取）付けられる素子が取み込壕れることが望ましいが、本実施例の場合、前記可変容量ダイオード５８゜６０および無線周波数チョーク６２は組み込まれていない。高品質の誘電材が前記アセンブリのプリント回路基板に使用されている。該基板に設けられた通し穴は、プリント回路基板の素子とは反対の側にある前記アセンブリの一次アース面へと達するのに利用される。使用される全ての素子および材Ｈに含まれる鉄の含有量は非常に僅かであシ、磁界による干渉や該磁界の歪みを防止している。

全ての素子および材料が非鉄製であることが望ましい。本実施例の場合、前記アセンブリ２２の大きさは、幅２（’７７１％長さ３ｍ、厚さ［１Ｂ５ｍ程である。

前記共鳴周波数制御手段（すなわち回路）２６には、調整可能な電圧源７０が備えられてｉ、−シ、選択的に調整可能なバイアス電圧を発生する。無線周波数チョーク７２およびフィルタコンデンザ７４は、前記バイアス電圧を共鳴信号から分離ｉ〜、その双方を前記クープ／Ｉ−２４に重畳して伝送することができる。

前記受信回路２８にけフイＡ・り８０が＠えられてシシ、無線周波数共鳴信号をＤＣ共鳴周波数調整バイアスから分離する。増幅器段８２および絶縁変圧器８４は、前記共曙周波数信号をｍ幅し、分光計に送る。本実施例の場合、前記信号Ｆｉ画像化装會３０に送られる。しかｊ〜ながら、前記分光計によってスペクトル分析データが処理され、化学組成などのその他の情報が得られてもよいことが判る。

別々の送／受信コイルによる直線分極を利用する場合、送信コイルは、通常受信コイルと直交する方向に配置される。表面コイルの場合には、必ずしもこのような直交性が適用されない。共形表層コイルの特徴は、該コイルが送／受信の隔絶を直交性だけで達成しなければならないような精度で配置されるのを防ぐことである。少なくとも部分的に同じ方向く分極された送／受信コイルを減結合させるのに、本実施例では受動ダイオード切換えが利用されている。更に詳細に述べれば、前記コイル給電点の各々と直列に受動交差ダイオードを置き、受信中前記送信コイルを実質的に開回ｌ！にする。また、例えば前記コイルの回路からコンデンサを切離すなどして受信中結合を実質的に低減させ、前記コイルの共鳴周波数を増大するのに十分となるまで前記共鳴周波数が変化されるように前記ダイオードｆｔ接続してもよい。ＰＩＮダイオードは、該ダイオードを導電状態にバイアスする際無線局波数波形のどの部分も喪失されな込ように利用されることが望ましい。

前記受信コイル２０は、高入力インピーダンス増幅器６６．６８のゲートおよびアース間に接続される交差ダイオード対８８ＪＣよって減結合される。送信中、可変容量ダイオード５８．６０に給電する同調線に対して、負のバイアスが印加される。このことによって、前記交差ダイオード８８が順方向伝導にバイアスされ、表面コイル２０の利用可能Ｑを低減するとともに共鳴点を下方に瓶胴する。

第４Ａ図は、コイルに対する受信機コイルパターンを示し、これにおいては導線の長さが前記電気接続ソケット４２または回路チップ２２間にほぼ螺旋形のパターンで延長している前記コイルパターンを図示したものでちる。この単一の螺旋形ループパターンは、１０ＭＨｚ以下の共鳴周波数、特にａ　６　ＭＨｚおよび＆　４　ＭＨ２の信号に特に適合する。

第４Ｂ図は、膝などの患者の四肢、または頚部への取シ付けに４？に適したコイルを図示してｂる。該コイルには、前記ソケット４２に互いに並列で接続された一対の螺旋形コイルループが備えられている。

第４Ｃ図は、患者の頚部に近接してＡ　６　ＭＨｚおよび＆４ＭＨｚの信号を受信するのに特に適したコイルを図示している。前記頚部用コイルには二つの螺旋形のパターンコイルが備えられているが、該コイルは、各々、患者の肩の周囲および上部を通シ患者の頚部の片側に適合するように整形されている。各螺旋形のパターンコイル部分は、患者の頚部の前後に沿って縦方向に延びる並列な最下端および最上端と患者の肩の上部および患者の顎ならびに耳の周囲を通る僅かに１！！ｊ８１ｔＩＬ、た両側とを有するｔデばゆがんだ台形をしている。

第４Ｄ図は、患者の内耳近傍の信号を集中するのに特に適したコイルパターンを示している。最も内側の巻線は一方の方向に巻かれ、二つの外側の巻線はもう一方の方向に巻かれてお〕、感度領域を制限している。このことによって、周囲の組織ではなく内耳の発生した成分が受信信号を占めるようになる。同様に、送信信号が中心に集中される。

第４Ｅ図は、腰部および胸郭背柱領域の検ｆＫ適合する巻線パターンを示している。最も内側の矩形ループは、反対方向に巻かれた二つの外側ループに取シ囲まれている。このことによって、背柱に生ずる信号成分に対する感度が増大され、周辺組絨からの信号成分が低減される。

送信信号は、同様に中心に向けられる。

第５Ａ図乃至第５Ｅ図は、１０−１０−５Ｏ領域、特に、１７　ＭＨｚおよび２１　ＭＨｚの周波数に対する同調に適したコイル用巻線パターンを示している。

第５Ａ図は、実質的に単一のループによって構成されたコイルを示している。第５Ｂ図は、患者の膝または肘などのような四肢の画像化に特に適合する蝶ネクタイ型コイルを示している。

一対の単ループコイルは、互いに並列に前記ソケット４２と接続されている。

第５Ｃ図は、一対の単ループから成るほぼゆがんだ台形コイルを前記ンケツ）４２に並列に接続した場合のコイル構成を示している。前記ゆがんだ台形の各コイル部分は、基本的には第４Ｃ図の外側リングと同様に構成されておシ、各コイルルーズの両端が患者の頚部の前後に沿って縦方向に延長するとともに１その両側は患者の肩の周囲ならびに上部と患者の顎の下側ならびに該軸沿いに延長するようになっている。

第５Ｄ図は、実質的には直列の二つのループを示している。該ループは、各々、反対方向に延びておシ、送／受信信号を中心に集中させる。第５Ｅ図は、第４Ｅ図と同様、外側ループとは反対側に延長する中心ループと直列に接続された実質的には三つの同心矩形ループである。

第６Ａ図乃至第６Ｅ図は、５０ＭＨｚ以上、特に６４ＭＨｚまたは８５　ＭＨｚでの動作Ｋ特に適したコイルを示している。第６Ａ図は、並列に接続されｆｃ四つの同心コイルループを備えた方形コイルを示している。第６Ｂ図は、膝または肘などのような四肢を画像化するのに特に適したコイル構成を示している。並列に接続された一対の同心ループがソケット４２の両端に互いに並列に接続されている。第６Ｃ図では、第１のほぼゆがんだ台形コイル対が患者の頚部の片側周囲に嵌合するように形成されている。第２のゆがんだ台形コイルの鏡像対は、前記ソケット４２０両端に前記第１のコイル対と並列に接続され、患者の頚部のもう一方の片側周囲に嵌合するように形成されている。第６Ｄ図では、一対の同心ループが互いに並列に電気接続されておシ、各ループを通る電流が反対方向に流れるように構成されている。第６Ｅ図は、二つのループを並列に接続したコイルを示している。前記二つのループは、外側ループに対して反対方向に延びる内側ルーズによって二つの実効ループを形成するように構成されている。

上記図示されたコイル構成は、可撓性受信コイル以外にも利用されることが判る。上記バター・ンは、頭部用コイル装置１ｔまたは身体用コイル装置などのような固定されたコイル装置にも適用される。更に１前記図示のコイルは、送信にも利用することができる。感度領域を制御するため反対方向に延びる巻線を備えた前記コイルパターンは、送信システムにおいて％に有用である。

第７図は、別の周波数選択回路２示している。容量性回路網５４′および５６′ は、前記受信コイル２０の共鳴周波数およびインピーダンスを選択するように構成されている。

第８図は、別の共鳴周波数選択回路を示している。コンデンサ回路網は、前記受信コイル２０のＬＣ共喝周波数が選択された周波数およびインピーダンスと整合するよう罠なっている。

第９図は、１０−５０　ＭＨ２領域の共鳴周波数［４？に適合する、第３図の遠隔局波数調整装置の別の実施例を示している。可変電圧源７０′は、可変電圧を接続ケー・プル２４に与える。受信コイル２０は、共通相互接続でアースされる一対の可変８量ダイオード６４’、６６’に接続されている。前記可変電圧は、前記可変容量ダイオードに不均等に与えられ、前記インピーダンス、％にキャパシタンスを変化し、よってコイル２０の共ｅ周波数特性を変化する。ＤＣフィルタ手段８０′は、後続の処理に備えて受信される無線周波数信号をＤＣバイアス信号から分離する。

１１０Ａ図、第１０Ｂ図および第１０Ｃ図は、２５−２５−２Ｏ０の共鳴周波数による動作に特に適した電気素子アセンブリ２２のまた別の実施例を示している。各素子は、一つ以上の性能特性を増強するように選択されている。各アセンブリには一対の可変容量ダイオード５８＃、６０“、または他の可変容量手段が備えられ′Ｃいるが、前記手段は、受信コイＡ・２０に接続され、インピーダンス、よってその共鳴周波数を調整する。ＤＣ電位が＠記ケーブル２４の中心のコンダクタに選択的Ｋ　ｆｐ　、ｔられ、容１および共鳴周波数を調整する。

第１１図に図示の実施例では、前記共鳴周波数およびインビ・−ダンス整合を独立に、かつ遠隔に８整することカテキるａ　ブイＪ−搭Ｐフセンブリ２２には、受信コイル２０に相互接続される一対の可変容量性回路網９０および９２が設けられている６該可変容量性回路網の一方は、リード線２４の同調バイア、７：、線９４に１■接接続されており、もう−力はイ衡不平衡変成器アセンブリ９６を介して前記同調バイアス線に接続されている。給電点９８゜１００が前記平衡不平衡変成器アセンブリの両端に形成されている。

第３の可変容量性回路網１０２は、リード線２４のインピーダンス整合バイアス線１０４と前記給電点１００との間に接続されている。内定コンダクタ“１０６は、前記整合バイアス線ともう一方の前記給電点９８との間に接続されている。

前記制御回路２２には、選択的に調整可能なｌ）　Ｃバイアスを前記同調バイアス線９４に与える共鳴周波数調整手段１１０が備えられている。インピーダンス整合調整手段１１２＃ｉ、選択的に調整可能なりＣバイアスを前記インピーダンス整合バイアス線１０４に与える。減算手段１１４け、前記同調およびインピーダンス整合ＤＣバイアスを減算し、前記バイアス調整の一方による他方への影！ｉ！ｌを最小化する。

このような態様で、前記同調バイアス線９４に与えられたＤＣバイアス鴫、受信コイルに与えられる総キャパシタンス、よってその共鳴周波数を選択的に調整する。

インピーダンス整合バイアス線１０４上のＤＣバイアス信号は、第５の可変容量性回路網１０２のキャパシタンス、よって給電点９８．１００にかかるキャパシタンス比（すなわちインピーダンス整合）ｌｉｔ整する。

受信回路２８１Ｃ＃−ｔＤＣフィルタ１２０が備えられておシ、リード線２４を介して伝送される無線周波数共鳴信号から前記ＤＣバイアス信号を分離する。

本発明は、好適な実施例を挙げて説明されてきたが、上記詳細な説明産よ〈検討することによって、先行技術の当業者にはその他の改変および変更も可能なことが判る。本発明は、そのような改変および変更が添付の特許請求の範囲内で行なわれる限）、前記改変および変更を全て含むものである。

国際調査報告＋−−−−−−＋ａａ＊−−沖枦ｍ　ＰＣＴ／ＧＢ　８６１００４５３

Claims

【特許請求の範囲】

（１）核磁気共鳴画像化装置において、画像領域に沿って縦方向に主磁界を発生する主磁界発注手段と、前記画像領域の前記主磁界に勾配磁界を生する勾配磁界発生手段と、前記画像領域内の対象物の原子核に磁気共鳴を励起する磁気共鳴励起手段と、前記対象物の選択された表面部分に合わせて置かれ、前記共鳴している原子核から無線周波数信号を少なくとも受信する可撓性コイルと、および前記可撓性コイルと作動的に接続され、前記共鳴している原子核の位置ならびに密度を示す画像表示出力を再構成する画像再構成手段とを備えていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記可撓性コイルには並列に電気接続された少なくとも二つの導電セグメントが備えられており、それによってコイルのインダクタンスが低減されるとともに直列に接続された導電セグメントに対するピーク感受周波数が増大きれることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（３）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記導電ヤグメントの第１のヤグメントはほぼゆがんだ台形に置かれ、該台形の最上部および最下部の表面が患者の頭部の前後に沿って縦方向に延長するように形成されるとともにその両側は患者の肩および顎周辺への延長に適合するようになることを特徴とする上記核磁気共鳴面像化装置。
（４）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記可撓性コイルには少なくとも二つの並列に接続されたループを夫々有する少なくとも二つの対称的コイル部分が備えられていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（５）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記装置１は前記可撓性コイルに取り付けられ、該コイルと電気接続され、それによって受信した無線周波数信号を増幅する前置増幅器を備えていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（６）特許請求の範囲第５項記載の装置において、前記装置は前記可撓性コイルに件動的に接続され、少なくとも前記前置増幅器に対して前記コイルのインピーダンス整合を選択的に調整する少なくとも一つのパイァス信号制御可変容量手段を更に備えていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（７）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記装置は前記可撓性コイルに取り付けられ、その共鳴周波数を選択的に調整するコイル周波数調整手段を更に備えていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（８）許請求の範囲第７項訪載の装置において、前記装置は前記コイル周波数調整手段に作動的に接続されるとともに前記可撓性コイルから離れて取り付けられ、前記コイル周波数調整手段を選択的に制御して前記可撓性コイルの共鳴周波数調整を遠隔制御するコイル周波数制御手段を更に備えていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（９）特許請求の範囲第８項記載の装置において、前記コイル周波数調整手段には前記可撓性コイルと相互接続された少なくとも一つのバイアス信号制御可変容量手段が備えられているとともに前記コイル周波数制御手段には前記パイァス信号を選択的に調整して前記バイアス信号制御可変容量手段の容量を調整する手段が備えられていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（１０）特許請求の範囲第９項記載の装置において、前記装置は前記コイルと作動的に接続される少な（とも一つの別のバイアス信号制御可変容量手段を更に備えていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（１１）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記可撓性コイルには前記検査される患者の選択された表面部分に適合する上うに構成された可撓性物質シートと、前記選択された表面部分に一致して前記可撓性シートを保持する保持手段と、および選択きれたコイルパターンで前記可撓性シートに付着きれる少なくとも一つの導電ループとが備えられていることを特徴とする土記核磁気共鳴画像化装置。
（１２）核磁気共鳴画像化装置用可撓性受信コイルにおいて、前記コイルは検査される患者の選択された表面部分に適合するように構成された可撓性のププスチックシートと、前記愚者の選択された表面部分に一致して前記可撓性プラスチックシートを保持する保持手段と、選択されたコイルパターンで前記可撓性プラスチックシートに接着される導電箔と、および前記可撓性プラスチックシートに取り付けられるとともに前記導電箔に電気接続され、それによつて無線周波数信号の受信を強調する少なくとも一つの電気素子とを備えていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（１３）特許請求の範囲第１２項記載の前記受信コイルにおいて、前記電気素子は受信した信号を増幅する前置増幅器であることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（１４）特許請求の範囲第１２項記載の前記受信コイルにおいて、前記電気素子は前記導電箔コイルの共鳴周波数を選択的に調整する周波数調整手段を備えていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（１５）特許請求の範囲第１２項記載の前記受信コイルにおいて、前記可撓性コイルには電気ケーブルを収容する−対の電気接続ンケツトが備えられており、かつ前記導電箔は前記可撓性シートに沿って延長する並列に電気接続された一対の箔ループと前記ンケットの反対側に対称的に延長する並列に電気接続されたもう一対のループとに置かれることを特徴とする上記磁気共鳴画像化装置。
（１６）共鳴している原子核から無線周波数信号を受信する受信装置において、前記装置は共鳴している原子核に近接して置かれ、そこから無線周波数信号を受信するように構成された導電コイルと、前記導電コイルに取り付けられ、前記受信された共鳴信号を増幅する前置増幅器と、および前記前置増幅器から遠隔に位置決めされた無線周波数信号処理回路へと延長するリード線とを備えていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（１７）特許請求の範第１６項記載の装置において、前記装置は前記コイルに取り付けられ、前記前置増幅器と、前記コイルの少なくとも一方と、前記リード線と、および制御手段との間のインピーダンス整合を選択的に調整するインビーダンス調整手段を更に備えており、その場合前記制御手段は前記遠隔位置付近に前記リード線と作動的に接続され、前記インビーダンス整合を選択的に制御することを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（１８）特許請求の範囲第１７項記載の装置において、前記装置は前記コイルに取り付けられ、該コイルの共鳴周波数を選択的に調整する共鳴周波数調整手段を備えており、かつ前記遠隔制御手段は前記共鳴周波数調整手段を選択的に制御し、前記コイルの共鳴周波数調整を制御することを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（１９）特許請求の範囲第１８項記載の装置において、前記インビーダンス調整手段および前記共鳴周波数調整手段のいずれにも前記制御手段が前記リード線に印加した少なくとも一つのパイァス信号によってその実効容量を調整する可変容量手段が備えられていることを特徴とする上記核磁気共鳴面像化装置。
（２０）特許請求の範囲第１９項記載の装置において、前記遠隔に位置決めされた無線周波数処理回路には前記受信共鳴信号から前記共鳴している原子核の位置および密度を表わす面像表示出力を再構成する画像再構成手段が備えられていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（２１）共鳴している原子核から無線周波数信号を受信する受信装置において、前記装置は共鳴している核に近接して置かれ、そこから無線周波数共鳴信号を受信するように構成された導電コイルと、前記コイルに取り付けられ、それと共に前記共鳴している原子核に近接して置かれ、前記コイルの共鳴周波数を選択的に調整する共鳴周波数調整手段と、前記コイルならびに前記周波調整手段から遠隔に位置決めされた無線周波数信号処理回路へと延長するリード線と、および前記遠隔に位置決めされた処理回路に近接して前記リード線と作動的に接続され、前記共鳴周波数調整手段を選択的に制御して前記コイルの共鳴周波数の調整を制御する制御手段、とを備えていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（２２）特許請求の範囲第２１項記載の装置において、前記周波数調整手段には前記コイルに相互接続され、その共鳴周波数がＤＣパイアス信号の印加によつて調整されるＬＣ共鳴回路を形成するコンデンサ／ダイオード回路網が備えられており、かつ前記制御手段には前記リード線に調整可能なＤＣバイアス信号を選択的に印加し、前記コイルのＬＣ共鳴周波数を調整する手段が備えられていることを特徴とする上記核磁気共噂画像化装置。
（２３）特許請求の範囲第２１項記載の装置において、前記装置は前記ループコイルおよびリード線問に作動的に接続され、受信した共鳴信号をリード線を介して伝送する前に増幅する前置増幅器を更に備えていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（２４）共鳴している原子核から無線周波数信号を受信する受信装置において、前記装置は第１の導電ループと、および前記第１の導電ループと並列に電気接続され、前記並列接続されたループのインダクタンスが前記第１およぴ第２のループの各々のインダクタンス以下となるようにする第２の導電ループとを備えており、かつ前記並列に接続された第１および第２のループは共鳴している原子核に近接して置かれ、そこから無線周波数信号を受信するように構成されていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（２５）特許請求の範囲第２４項記載の装置にオいて、前記第１および第２の導電ループはゆがんだ台形パターンの最下部ならぴに最上部が患者の頭部の前後に沿って縦方向に配置されるとともに前記台形パターンの両側が患者の肩および顎周囲に弧を描くうに構成ちれた前記台形パターンに同心的に配置されており、かつ前記装置は前記第１ならびに第２の導電ループの鏡像であり、そこから患者の頸部の反対側周辺へと延長するもう一対の導電ループを更に備えていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（２６）特許請求の範囲第２４項記載の装置において、前記第１および第２の導電ループは同心的に配置されており、かつ前記装置は前記ループと同心的に配置される追加の導電ループを更に備えていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（２７）特許請求の範囲第２６項記載の装置において、前記第１および第２のループは第１のループの磁界と第２のループの磁界とが反対になるように相互接続されていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（２８）特許請求の範囲第２４項記載の装置において、前記装置は前記導電ループと作動的に接続される容量性回路網であって、それによつて前記導電ループおよび前記容量性回路網によつてＬＣ共鳴回路が形成されるようになっている前記容量性回路網と、および前記第１たらびに第２の導電ループと前記容量性回路網とに作動的に接続され、そのＬＣ共鳴周波数を調整する共鳴周波数調整手段とを更に備えていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。
（２９）許請求の範囲第２８項記載の装置において、前記装置は前記第１および第２のループと前記容量性回路網とに作動的に接続され、受信した信号を付勢する前置増幅器を更に備えていることを特徴とする上記核磁気共晦画像化装置。
（３０）共鳴している原子核からの受信無線周波数共鳴信号および送信共鳴励起無線周波数信号のうちの少なくとも一つに対して制限された感度傾域を有するコイルにかいて、前記コイルは当該領域の周囲に形成される第１の電流路と、および前記第１の電流路の周囲に形成される第２の電流路、とを備えており、かつ前記第１ならびに第２の電流路は該電流路に沿って反対方向に電流が流れ、それによって前記第１のループの磁界と第２のループの磁界とが反対になるように相互接続されていることを特徴とする上記核磁気共鳴画像化装置。