WO2010021222A1 - 高周波コイル及び磁気共鳴撮像装置 - Google Patents

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magnetic field
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high frequency
capacitor
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悦久 五月女
秀太 羽原
良孝 尾藤
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株式会社 日立メディコ
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    • G01R33/36Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
    • G01R33/3642Mutual coupling or decoupling of multiple coils, e.g. decoupling of a receive coil from a transmission coil, or intentional coupling of RF coils, e.g. for RF magnetic field amplification
    • G01R33/365Decoupling of multiple RF coils wherein the multiple RF coils have the same function in MR, e.g. decoupling of a receive coil from another receive coil in a receive coil array, decoupling of a transmission coil from another transmission coil in a transmission coil array
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    • G01R33/3657Decoupling of multiple RF coils wherein the multiple RF coils do not have the same function in MR, e.g. decoupling of a transmission coil from a receive coil

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus, and more particularly, to a high-frequency coil that detects a magnetic resonance signal.
  • MRI magnetic resonance imaging
  • the MRI apparatus is a medical image diagnostic apparatus that causes magnetic resonance to occur in nuclei in an arbitrary cross section that crosses the examination target, and obtains a tomographic image in the cross section from the generated magnetic resonance signal.
  • a gradient magnetic field to a living body placed in a static magnetic field and irradiating a high-frequency magnetic field with a high-frequency coil (RF coil)
  • nuclei in the living body for example, hydrogen nuclei
  • RF coil high-frequency coil
  • a circularly polarized magnetic field is generated as a magnetic resonance signal.
  • This signal is detected by an RF coil, and signal processing is performed to image the hydrogen nucleus distribution in the living body.
  • an improvement in reception sensitivity, SN ratio, etc. is required for an RF coil that detects a magnetic resonance signal.
  • an image pick-up performed using a plurality of RF coils for the purpose of expanding the detection range.
  • a technique for detecting a magnetic resonance signal from a subject using a plurality of surface coils, synthesizing output signals of the surface coils, and obtaining an image having a high SN ratio over a wide range see, for example, Patent Document 1).
  • a plurality of surface coils are arranged near the imaging target region of the subject, and a magnetic resonance signal from the subject is detected using the plurality of surface coils.
  • Signal processing is performed on each magnetic resonance signal detected by each surface coil, and image data is generated for each surface coil. Then, the pixel data corresponding to the same position in the generated image are multiplied by the weighting coefficient obtained from the sensitivity distribution of each surface coil and added.
  • Non-Patent Document 2 As a technique for preventing electromagnetic coupling between coils, a part of adjacent coils are overlapped with each other and the area of the overlapping loop is adjusted (for example, see Non-Patent Document 2). A method of canceling electromagnetic coupling by bringing inductors inserted in series close to each other (see, for example, Patent Document 2), a part of capacitors inserted in the loop conductors of adjacent coils is shared between the coils, and the value of the capacitor is adjusted Thus, a method for preventing electromagnetic coupling (for example, see Non-Patent Document 3), and a method for connecting a part of adjacent coils with a neutralization circuit composed of a capacitor (for example, see Patent Document 3).
  • Patent Document 4 A method in which an eight-shaped or loop-shaped coil is placed on two adjacent coils so as to overlap each other (for example, see Patent Document 4).
  • Non-Patent Document 2 In parallel imaging, it is necessary to prevent electromagnetic coupling between a plurality of RF coils arranged at intervals. Therefore, the methods disclosed in Non-Patent Document 2 and Non-Patent Document 3 described above cannot be used. Further, although the method disclosed in Patent Document 2 is applicable, it is necessary to finely adjust the position and shape of the inductor manually, which requires time and effort and is difficult to reproduce. Further, the method disclosed in Patent Document 3 requires adjustment while changing a plurality of capacitor values, and the adjustment is difficult. Similarly, in the method disclosed in Patent Document 4, since the degree of electromagnetic coupling greatly changes depending on the shape and arrangement of the RF coils to be overlapped, the reproducibility is low and the adjustment difficulty is high.
  • Non-Patent Document 2 needs to reduce the input impedance value to a small value of 1 ⁇ or less in order to exert a sufficient effect to prevent electromagnetic coupling. Lowering causes a decrease in the amplification factor of the preamplifier, resulting in a decrease in the SN ratio of the acquired image.
  • the impedance adjustment circuit is configured by a plurality of inductors and capacitors, it is necessary to adjust while changing the values of the plurality of inductors and capacitors. high. Further, as the number of RF coils increases, the number of adjustment points for preventing electromagnetic coupling increases, so that adjustment takes time and effort, resulting in an increase in the manufacturing cost of the RF coils.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and is a technique for preventing electromagnetic coupling between adjacent RF coils in an MRI apparatus including a plurality of RF coils arranged at intervals. It is an object of the present invention to provide a technique that is high and easy to adjust.
  • a means capable of generating a magnetic flux that cancels a magnetic flux generated from one RF coil and interlinked with the other RF coil is disposed between adjacent RF coils.
  • the magnetic resonance imaging apparatus includes a plurality of surface coils, and the resonance frequency is a frequency of a magnetic resonance signal of a predetermined nucleus, between adjacent surface coils in the plurality of surface coils.
  • a plurality of surface coils arranged at intervals in a first direction, and the electromagnetic coupling preventing means includes a loop conductor including a capacitor; The loop conductor generates a magnetic coupling with the two adjacent surface coils, and generates a magnetic flux generated from one surface coil of the two adjacent surface coils and interlinked with the other surface coil.
  • the resonance frequency of the electromagnetic decoupling means to provide a high frequency coil, characterized in that it is adjusted to be smaller than the resonance frequency of the high-frequency coil.
  • an MRI apparatus including a plurality of RF coils
  • electromagnetic coupling between adjacent RF coils arranged at intervals is prevented with a method having high reproducibility and easy adjustment. Can do.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is an external view of the MRI apparatus of 1st embodiment, (a) is an MRI apparatus of a horizontal magnetic field system, (b) is an MRI apparatus of a vertical magnetic field system. It is a block diagram which shows schematic structure of the MRI apparatus of 1st embodiment. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram of RF coil unit of 1st embodiment, (a) is a bird's-eye view, (b) is the figure seen from the direction facing az axis, (c) is the direction facing ay axis It is the figure seen from.
  • (A), (b), and (c) are the figures for demonstrating the state in which the high frequency magnetic field in the RF coil unit of 1st embodiment is linked to a coil.
  • (A) And (b) is a figure which shows the equivalent circuit of the coil for electromagnetic coupling prevention. It is a figure which shows the frequency characteristic of the impedance of an electromagnetic coupling prevention coil. It is a figure which shows the equivalent circuit of RF coil unit of 1st embodiment.
  • FIG. 1 A), (b), and (c) are the figures for demonstrating the state in which the high frequency magnetic field in the RF coil unit of the modification of 1st embodiment is linked to a coil.
  • It is a block diagram of RF coil unit of 2nd embodiment.
  • (A), (b), and (c) are figures which show an example of the decoupling circuit of 2nd embodiment.
  • (A), (b), and (c) are figures which show the other example of the decoupling circuit of 2nd embodiment.
  • It is a block diagram of RF coil unit of 3rd embodiment (a) is a bird's-eye view, (b) is the figure seen from the direction which opposes az axis, (c) is from the direction which opposes a y axis.
  • (A), (b), and (c) are the figures for demonstrating the state in which the high frequency magnetic field in the RF coil unit of 3rd embodiment is linked to a coil.
  • It is a block diagram of RF coil unit of 4th embodiment (a) is an overhead view, (b) is the figure seen from the direction which opposes az axis.
  • (A), (b), and (c) are the figures for demonstrating the state in which the high frequency magnetic field in the RF coil unit of 4th embodiment is linked to a coil.
  • It is a block diagram of the modification of the RF coil unit of 4th embodiment (a) is a bird's-eye view, (b) is the figure seen from the direction facing az axis.
  • FIG. 1 It is another block diagram of the modification of the RF coil unit of 4th embodiment, (a) is an overhead view, (b) is the figure seen from the direction facing az axis. It is a block diagram of RF coil unit of 5th embodiment, (a) is a bird's-eye view, (b) is the figure seen from the direction which opposes az axis, (c) is this RF coil unit. It is the figure which looked at the example in the case of using two from the direction facing az axis. (A), (b), and (c) are the figures for demonstrating the state in which the high frequency magnetic field in the RF coil unit of 5th Embodiment is linked to a coil.
  • FIG. 5th embodiment It is a block diagram of the modification of the RF coil unit of 5th embodiment, (a) is an overhead view, (b) is the figure seen from the direction facing az axis. It is another block diagram of the RF coil unit of 1st embodiment, (a) is a bird's-eye view, (b) is the figure seen from the direction facing az axis, (c) is facing ay axis It is the figure seen from the direction to do. It is a block diagram which shows schematic structure of the MRI apparatus in the case of using the RF coil unit of 1st embodiment as a coil for transmission / reception.
  • FIG. 1 is an external view of the MRI apparatus of the present embodiment.
  • the z-axis direction of the coordinate system 12 is the static magnetic field direction.
  • FIG. 1A shows an MRI apparatus 100 including a horizontal magnetic field type magnet 101.
  • a subject 10 is inserted into an imaging space in a bore of the magnet 101 while being laid on a table 301, and is imaged.
  • FIG. 1B shows an MRI apparatus 200 provided with a vertical magnetic field type magnet 201, and the subject 10 is inserted into an imaging space between a pair of upper and lower magnets 201 while being laid down on a table 301.
  • the in the present embodiment either a horizontal magnetic field method or a vertical magnetic field method may be used.
  • the case of the horizontal magnetic field method will be described as an example.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the MRI apparatus 100 of the present embodiment.
  • the same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
  • the MRI apparatus 100 of the present embodiment includes a horizontal magnetic field type magnet 101, a gradient magnetic field coil 102, a shim coil 112 for adjusting the static magnetic field uniformity, a sequencer 104, a transmission RF coil 107 that generates a high-frequency magnetic field, and a subject 10.
  • Receiving RF coil 114 for receiving the magnetic resonance signal generated from the.
  • the gradient coil 102 and shim coil 112 are connected to a gradient magnetic field power source 105 and a shim power source 113, respectively.
  • the transmission RF coil 107 is connected to the high-frequency magnetic field generator 106, and the reception RF coil 114 is connected to the receiver 108 including a detection circuit and an A / D converter.
  • the receiver 108 is connected to each receiving RF coil 114.
  • the sequencer 104 sends commands to the gradient magnetic field power source 105, the shim power source 113, and the high frequency magnetic field generator 106 to generate a gradient magnetic field and a high frequency magnetic field, respectively.
  • the high frequency magnetic field is applied to the subject 10 through the transmission RF coil 107.
  • a magnetic resonance signal generated from the subject 10 by applying a high-frequency magnetic field is detected by the receiving RF coil 114.
  • the transmission RF coil 107 and the reception RF coil 114 each have a decoupling circuit and are connected to the decoupling circuit driving device 115.
  • the sequencer 104 sends a command to the decoupling circuit driving device 115 to transmit a decoupling signal for controlling the operation and non-operation of the transmission RF coil 107 and the reception RF coil 114. That is, when a high-frequency magnetic field is applied to the subject 10 via the transmission RF coil 107, the decoupling circuit driving device 115 transmits a decoupling signal to the reception RF coil 114 according to a command sent from the sequencer 104. To do.
  • the reception RF coil 114 is deactivated by the decoupling circuit, and electromagnetic coupling with the transmission RF coil 107 is prevented.
  • the decoupling circuit driving device 115 sends a decoupling signal to the transmission RF coil 107 according to a command transmitted from the sequencer 104. Send.
  • the transmitting RF coil 107 is deactivated by the decoupling circuit, and electromagnetic coupling with the receiving RF coil 114 is prevented.
  • the magnetic resonance signal detected by the receiving RF coil 114 is amplified by the preamplifier and detected by the receiver 108.
  • the sequencer 104 sets a frequency of a magnetic resonance signal (hereinafter referred to as a magnetic resonance frequency) as a reference for detection by the receiver 108.
  • the detected signal is sent to the computer 109 through an A / D converter, where signal processing such as image reconstruction is performed.
  • the result is displayed on the display 110.
  • the detected signals and measurement conditions are stored in the storage medium 111 as necessary.
  • the sequencer 104 performs control so that each device operates at a timing and intensity programmed in advance.
  • the MRI apparatus 100 includes an RF coil unit that includes two surface coils that are spaced apart from each other and a unit that prevents electromagnetic coupling between the two surface coils as the reception RF coil 114. . Details of the RF coil unit will be described below.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the RF coil unit 25 of the present embodiment.
  • the direction of the static magnetic field 900 generated by the horizontal magnetic field type magnet 101 is the z-axis direction of the coordinate system 12.
  • FIG. 3A is an overhead view of the RF coil unit 25, and
  • FIG. 3B is a view of the RF coil unit 25 as viewed from the direction facing the z axis.
  • FIG. 3C is a view of the RF coil unit 25 as seen from the direction facing the y-axis.
  • the RF coil unit 25 of this embodiment includes a first surface coil 5 in which a first capacitor 1 and a second capacitor 2 are inserted in a square loop conductor, and a square loop conductor.
  • a second surface coil 6 having a third capacitor 3 and a fourth capacitor 4 inserted therein, an electromagnetic coupling preventing coil 13 having a capacitor 11 inserted into a square loop conductor 9, and a first signal line 7.
  • a second signal line 8 Each of the first surface coil 5 and the second surface coil 6 includes a decoupling circuit that prevents electromagnetic coupling with the transmission RF coil 107.
  • the description of the decoupling circuit is omitted for easy understanding of the drawing.
  • the description of the inductance and resistance of the electromagnetic coupling preventing coil 13 itself of the first surface coil 5 and the second surface coil 6 is omitted.
  • the first signal line 7 and the second signal line 8 are connected to both ends of the second capacitor 2 and the fourth capacitor 4, respectively.
  • the first signal line 7 and the second signal line 8 are each connected to a balun (balanced-unbalanced converter: not shown) that removes common node noise, and the balun is a preamplifier (preamplifier: not shown). ). Further, the output of the preamplifier is connected to the receiver 108 via a coaxial cable.
  • the first surface coil 5 and the second surface coil 6 are perpendicular to the direction of the static magnetic field 900 (here, the x-axis direction of the coordinate system 12). Further, they are arranged in the vicinity of the subject 10 with an interval.
  • the electromagnetic coupling preventing coil 13 is disposed between the first surface coil 5 and the second surface coil 6.
  • the first surface 22 where the electromagnetic coupling preventing coil 13 is substantially located, and the first surface coil 5 and the second surface coil 6 are substantially formed. It arrange
  • the degree refers to an error range of angles caused by a manufacturing error of the coil.
  • a part of the loop conductor 9 of the electromagnetic coupling preventing coil 13 is disposed on the second surface 23.
  • the value C d is that electromagnetic coupling between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 is prevented, and the first surface coil 5 and the second surface coil 6 are made of a predetermined element. Resonance is performed at the magnetic resonance frequency, and the impedance values of both surface coils are adjusted to be the same predetermined value at the magnetic resonance frequency of the predetermined element.
  • each of the first surface coil 5 and the second surface coil 6 is a single body, resonates at a magnetic resonance frequency (f H (MHz)) of an element to be detected (for example, proton), and has a predetermined impedance.
  • the values C 1 , C 2 , C 3 , and C 4 of the first capacitor 1, the second capacitor 2, the third capacitor 3, and the fourth capacitor 4 are adjusted so that the value (K ( ⁇ )) is obtained.
  • the resonance frequency (f d ) of the electromagnetic coupling preventing coil 13 is smaller than f H and satisfies the following formula (1).
  • the inductance L d of the loop conductor 9 and the value C d of the capacitor 11 of the electromagnetic coupling preventing coil 13 are determined so that the electromagnetic coupling with the coil 6 is minimized.
  • Q H is a Q value when the loop conductor 9 of the electromagnetic coupling preventing coil 13 is resonated at a frequency f H
  • the adjustment is performed by arranging the first surface coil 5, the second surface coil 6, and the electromagnetic coupling preventing coil 13 in a state close to the actual arrangement.
  • the coil dimensions and arrangement may be modeled, and the respective values may be obtained by numerical calculation using an electromagnetic field simulator. Details of the adjustment will be described later.
  • the RF coil unit 25 adjusted as described above prevents the electromagnetic coupling between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 and operates as the reception RF coil 114. .
  • the manner in which the magnetic flux generated from the first surface coil 5 is linked to the second surface coil 6 in the RF coil unit 25 shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 4A when the first high-frequency magnetic field 17 is generated in the first surface coil 5, the first high-frequency magnetic field 17 is linked to the second surface coil 6 and electromagnetically coupled. It also links to the loop conductor 9 of the prevention coil 13. As a result, an induced electromotive force that cancels the time change of the magnetic flux linked to the loop conductor 9 of the electromagnetic coupling preventing coil 13 is generated, and the induced current 16 is induced.
  • the electromagnetic coupling preventing coil 13 is equivalent to the inductance 19 (L d ) of the loop conductor 9, the capacitor 11 (C d ), the resistance of the loop conductor 9, and the high-frequency loss.
  • the resistor 99 (R d ) is represented by an equivalent circuit 14 connected to each other. Note that L d , C d , and R d in parentheses are the inductance, the value of the capacitor, and the resistance value, respectively. The same applies hereinafter.
  • the equivalent circuit 14 is represented by a circuit in which the induced electromotive force generated in the loop conductor 9 is inserted as the AC power supply 15 as shown in FIG.
  • the equivalent circuit 14 viewed from the AC power supply 15 is a series resonant circuit having a resistance, and the impedance Zd is expressed by the following equation (2).
  • the impedance Z d tends to decrease in inverse proportion to the frequency, and operates as a capacitive reactance C ′.
  • the value C d of the capacitor 11 is adjusted so that the resonance frequency f d of the electromagnetic coupling preventing coil 13 is lower than the resonance frequency f H of the first surface coil 5.
  • the equivalent circuit 14 of the electromagnetic coupling preventing coil 13 at the frequency f H operates as an inductive reactance. Therefore, as shown in FIG. 4B, the second high frequency magnetic field 18 is generated in the electromagnetic coupling preventing coil 13 so as to cancel the first high frequency magnetic field 17.
  • the first high-frequency magnetic field 17 and the second high-frequency magnetic field 18 are linked to the second surface coil 6.
  • the direction 20 of the first high-frequency magnetic field 17 is opposite to the direction 21 of the second high-frequency magnetic field 18. Therefore, if the amount of magnetic flux between the first high-frequency magnetic field 17 and the second high-frequency magnetic field 18 becomes equal, the two magnetic fluxes linked to the second surface coil 6 are canceled each other, and the first surface coil 5 Electromagnetic coupling with the second surface coil 6 is prevented.
  • the electromagnetic coupling between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 is adjusted by adjusting the inductance L d of the loop conductor 9 of the coil 13 for preventing electromagnetic coupling and the value C d of the capacitor 11. The prevention of this will be described below.
  • the first surface coil 5 includes an equivalent inductance 85 (L 1 ) of the first surface coil 5, a first capacitor 1 (C 1 ), an equivalent resistance composed of a resistance component of the coil conductor and a loss of the subject 10.
  • 95 (R 1 ) is connected in series to the second capacitor 2 (C 2 ), and the first signal line 7 is expressed as a circuit connected to both ends of the second capacitor 2.
  • the second surface coil 6 is equivalent to the equivalent inductance 86 (L 2 ) of the second surface coil 6, the third capacitor 3 (C 3 ), the resistance component of the coil conductor, and the loss of the subject 10.
  • 96 (R 2 ) is connected in series to the fourth capacitor 4 (C 4 ), and the second signal line 8 is expressed as a circuit connected to both ends of the fourth capacitor 4.
  • the electromagnetic coupling preventing coil 13 has an equivalent resistance 99 consisting of the inductance 19 (L d ) of the loop conductor 9, the capacitor 11 (C d ), the resistance of the loop conductor 9, and the high-frequency loss. (R d ) and are represented as circuits connected to each other.
  • the mutual inductance (M 12 ) is between the first surface coil 5 and the electromagnetic coupling preventing coil 13 and the mutual inductance (M 1d ) is between the second surface coil 6 and the electromagnetic coupling preventing coil 13.
  • a mutual inductance (M 2d ) is generated between them.
  • Each mutual inductance value (M 12 , M 1d , M 2d ) is determined by taking the direction of the current (I 1 , I 2 , I d ) flowing through each coil as shown in FIG. From the positional relationship, M 2d is a positive value, and M 12 and M 1d are negative values.
  • the high-frequency voltage V 1 generated in the first signal line 7 of the first surface coil 5 is expressed by the following equation (3) and generated in the second signal line 8 of the second surface coil 6.
  • frequency voltage V 2 which is represented by the following formula (4).
  • Equation (6) represents the high-frequency voltage generated in the first surface coil 5 due to electromagnetic coupling with the second surface coil 6, and the second term on the right side of Equation (7) is the first surface coil.
  • 5 represents a high-frequency voltage generated in the second surface coil 6 due to electromagnetic coupling with 5.
  • Xd is expressed by the following formula (8).
  • the ratio (R d / X d ) between the equivalent resistances R d and X d is expressed by the following equation (9).
  • Equation (9) at frequency f H matches the left side of equation (1). Therefore, from the formula (1), R d / X d ⁇ 1/20. At this time, since R d + jX d ⁇ jX d can be considered, Equation (6) can be transformed into Equation (1), and Equation (7) can be transformed into Equation (11). As described above, M 2d is a positive value, and M 12 and M 1d are negative values. X d takes a positive value in a range where the resonance frequency (f d ) of the electromagnetic coupling preventing coil 13 is smaller than f H.
  • first surface coil 5 and the second surface coil 6 are respectively set to the values of the first capacitor 1 and the second capacitor 2 (C 1 , C 2 ) and the third capacitor so as to resonate at the frequency f H. 3 and the value (C 3 , C 4 ) of the fourth capacitor 4 are adjusted. Therefore, the first surface coil 5 and the second surface coil 6 can simultaneously detect a magnetic resonance signal having a magnetic resonance frequency f H generated from the subject 10 without being electromagnetically coupled.
  • the electromagnetic coupling between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 of the RF coil unit 25 operating as the reception RF coil 114 is prevented by electromagnetic coupling.
  • This can be prevented by adjusting the inductance L d of the loop conductor 9 of the coil 13 and the value C d of the capacitor 11.
  • the inductance value L d of the loop conductor 9 is fixed in advance within a range that satisfies the equation (1), only the value C d of the capacitor 11 may be adjusted to satisfy the equation (12). For this reason, adjustment only needs to change the value of one capacitor, and it is easy and reproducibility is high. Therefore, the labor and time required for adjustment can be reduced, and the manufacturing cost of the RF coil can be suppressed.
  • the electromagnetic coupling preventing coil 13 is arranged so that a part of the loop conductor 9 is located on the second surface 23.
  • the electromagnetic coupling preventing coil 13 includes the mutual inductance (M 12 ) between the first surface coil 5 and the second surface coil 6, and the first surface coil 5 and the electromagnetic coupling preventing coil 13.
  • the mutual inductance (M 1d ) and the mutual inductance (M 2d ) between the second surface coil 6 and the electromagnetic coupling preventing coil 13 may be arranged so as to satisfy the following expression (13).
  • the case where loop coils are used for the first surface coil 5 and the second surface coil 6 is described as an example, but the shape of the surface coil is not limited to this. It may be a planar coil that can be arranged with a gap in a certain direction. Hereinafter, a modification is shown.
  • FIG. 8 is a diagram showing an RF coil unit 25A which is a modification of the RF coil unit 25 of the present embodiment.
  • FIG. 8A is an overhead view of the RF coil unit 25A
  • FIG. 8B is a view of the RF coil unit 25A as viewed from the direction facing the z axis. These are the figures which looked at RF coil unit 25A from the direction which opposes a y-axis.
  • an 8-shaped coil is used for the first surface coil 5A and the second surface coil 6A.
  • the first high-frequency magnetic field 17 generated in the first surface coil 5A is closer to the loop nearer to the electromagnetic coupling preventing coil 13 and farther from the intersection 24 of the 8-shaped coil. It is distributed so that the direction of the magnetic field is reversed in the loop. This is due to the shape of the figure 8 coil.
  • the electromagnetic coupling preventing coil 13 and the second surface coil 6A are connected to a loop closer to the electromagnetic coupling preventing coil 13 than the intersection 24 of the 8-shaped coil of the first surface coil 5A.
  • the resulting first high frequency magnetic field 17 is mainly interlinked.
  • the electromagnetic coupling preventing coil 13 has a second high frequency magnetic field 18 so as to cancel the first high frequency magnetic field 17 linked to the electromagnetic coupling preventing coil 13. appear.
  • the second surface coil 6A is provided with the first high-frequency magnetic field 17 and the first electromagnetic coupling preventing coil 13 induced by the first high-frequency magnetic field 17.
  • the second high-frequency magnetic field 18 is linked.
  • the direction 20 of the first high-frequency magnetic field is opposite to the direction 21 of the second high-frequency magnetic field. Accordingly, even in the case of an 8-shaped coil, as in the case of the RF coil unit 25 shown in FIG. 3, the inductance L d of the loop conductor 9 and the value C d of the capacitor 11 are adjusted, so Can be prevented from electromagnetic coupling.
  • one of the first surface coil 5 and the second surface coil 6 may be a loop-type coil and the other may be an 8-shaped coil.
  • a one-turn loop coil is used as the loop conductor 9 of the electromagnetic coupling preventing coil 13, but a loop coil having a plurality of turns may be used as the loop conductor 9.
  • the inductance (L 1 ) of the loop conductor of the first surface coil 5 the values (C 1 , C 2 ) of the first capacitor 1 and the second capacitor 2.
  • the inductance (L 2 ) of the loop conductor of the second surface coil 6 the values (C 3 , C 4 ) of the third capacitor 3 and the fourth capacitor 4, and the loop conductor 9 of the electromagnetic coupling preventing coil 13
  • a specific adjustment method between the inductance (L d ) and the value (C d ) of the capacitor 11 and an example of the value will be described.
  • f H 128 MHz
  • the dimensions of the first surface coil 5 and the second surface coil 6 are determined, and the first surface coil 5 and the second surface coil 6 each resonate independently at 128 MHz, and The values of the first capacitor 1 and the second capacitor 2 (C 1 , C 2 ) and the values of the third capacitor 3 and the fourth capacitor 4 (C 3 , C 4 ) so that the impedances of both coils are 50 ⁇ respectively. And adjust.
  • the first surface coil 5 and the second surface coil 6 after adjusting the capacitor value are arranged at a predetermined interval, and the first signal line 7 and the second signal line 8 are respectively connected to the first surface coil 5 and the second signal line 8. Connect to one surface coil 5 and second surface coil 6.
  • the Q value (Q H ) of the electromagnetic coupling preventing coil 13 is measured.
  • an electromagnetic coupling preventing coil 13 is disposed between the first surface coil 5 and the second surface coil 6.
  • the value (C d ) of the capacitor 11 of the electromagnetic coupling preventing coil 13 is selected so that the resonance frequency of the electromagnetic coupling preventing coil 13 is lower than 128 MHz.
  • the first signal line 7 and the second signal line 8 are connected to two ports of the network analyzer, respectively, and the signal transmission characteristics from the first surface coil 5 to the second surface coil 6 at a frequency of 128 MHz.
  • S 12 is the ratio of signal incident from one port is output from the other port, electromagnetic the first surface coil 5 as the value of S 12 is small and the second surface coil 6 The weak bond is weak. Therefore, as the value of S 12 becomes smaller, changing the value of capacitor 11 (C d). Then, a value that makes the value of S 12 equal to or less than a predetermined value or a value that minimizes the electromagnetic coupling between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 is the value C d of the capacitor 11. Decide.
  • the impedances of the first surface coil 5 and the second surface coil 6 at a frequency of 128 MHz are measured, and the values of the first capacitor 1 and the second capacitor 2 (C 1 , C 2 ) and the values (C 3 , C 4 ) of the third capacitor 3 and the fourth capacitor 4 are adjusted again.
  • these values are adjusted so that both coils resonate at 128 MHz and the impedances of both coils become 50 ⁇ respectively.
  • the resonance frequency (f d ) of the electromagnetic coupling preventing coil 13 is measured, and the condition of equation (1) is satisfied by the values of f d and Q H Confirm.
  • the condition of Expression (1) is not satisfied, the above adjustment is repeated so as to satisfy the condition of Expression (1) by changing the size and arrangement of the electromagnetic coupling preventing coil 13.
  • each of the first surface coil 5 and the second surface coil 6 is a square coil with a side of 100 mm, and the electromagnetic coupling preventing coil 13 has a width.
  • a rectangular coil having a length of 100 mm (length in the z-axis direction shown in FIG. 3A) and a height of 25 mm (length in the y-axis direction shown in FIG. 3A) is assumed.
  • the conductor used for each coil is a copper wire having a diameter of 4 mm, and the distance between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 is 10 mm.
  • the interval is the distance from the center of the copper wire of both coils.
  • a part of the loop conductor 9 of the electromagnetic coupling preventing coil 13 located on the second surface 23 is at a position 5 mm from the side of the first surface coil 5 adjacent to the second surface coil 6.
  • the values of the first capacitor 1 and the second capacitor 2 (C 1 , C 2 ) obtained by the simulation by the electromagnetic field simulator, and the values of the third capacitor 3 and the fourth capacitor 4 (C 3 , C 4).
  • the value on the left side of Expression (1) is 0.0097, which satisfies the condition of Expression (1), which is less than 1/20.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the configuration of the RF coil unit 26 of the present embodiment.
  • the electromagnetic coupling preventing coil 13B of the RF coil unit 26 of this embodiment includes a decoupling circuit 48 in the conductor loop 9 for preventing magnetic coupling with the transmitting RF coil 107.
  • Other configurations are basically the same as those of the RF coil unit 25 of the first embodiment.
  • the z-axis direction of the coordinate system 12 is the direction of the static magnetic field 900 generated by the horizontal magnetic field type magnet 101.
  • FIG. 10 shows a decoupling circuit 49 and a decoupling circuit 50 inserted into the first surface coil 5 and the second surface coil 6, which are not shown in FIG.
  • RF coil unit 26 will be described as to detect the magnetic resonance signal of the frequency f H.
  • the impedance values of the first surface coil 5 and the second surface coil 6 are adjusted to be the same predetermined value K.
  • f H is the magnetic resonance frequency 128MHz of protons in the static magnetic field strength 3 Tesla
  • the impedance value K may be 50 [Omega.
  • the decoupling circuit 48 includes a circuit in which an inductor 51 and a PIN diode 61 are connected in series, and a capacitor 47 connected in parallel to the circuit.
  • the PIN diode 61 has a characteristic in which the value of a direct current flowing in the forward direction of the diode becomes a conductive state when the value of the direct current is equal to or greater than a certain value, and ON / OFF is controlled by the direct current.
  • the decoupling circuit 49 includes a first capacitor 1 and a circuit in which an inductor 52 and a PIN diode 61 connected in parallel to the first capacitor 1 are connected in series. The Further, as shown in FIG.
  • the decoupling circuit 50 includes a third capacitor 3 and a circuit in which an inductor 53 and a PIN diode 61 connected in parallel to the third capacitor 3 are connected in series. Composed.
  • the output terminals of the decoupling circuit driving device 115 are connected to both ends of the PIN diode 61.
  • the values (C 3 , C 4 ) of the capacitor 3 and the fourth capacitor 4 mean that the first surface coil 5 and the second surface coil 6 resonate at f H , and the impedance values of both surface coils at that time are respectively It is adjusted to be K ⁇ .
  • the adjustment method is the same as in the first embodiment.
  • the value C 47 of the capacitor 47 and the value L 51 of the inductor 51 are adjusted so that the decoupling circuit 48 resonates at f H MHz when the PIN diode 61 is on, and the value C d of the capacitor 11 is the PIN diode.
  • the electromagnetic coupling preventing coil 13 ⁇ / b> B is adjusted so as to prevent electromagnetic coupling between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 when 61 is off.
  • Method of adjusting the value C d of the capacitor 11 is also similar to the first embodiment.
  • the values L 52 and L 53 of the inductors 52 and 53 are adjusted so that the decoupling circuit 49 and the decoupling circuit 50 resonate at f H MHz when the PIN diode 61 is on.
  • a control current 66 for preventing magnetic coupling flows from the decoupling circuit driving device 115 to the RF coil unit 26.
  • the control current 66 flows to the PIN diode 61 of each of the decoupling circuits 48, 49, 50, and the PIN diode 61 is turned on.
  • the decoupling circuit 48, 49, and 50, to resonate at f H MHz becomes each parallel resonant circuit, the first surface coil 5, the conductor loop of the second surface coil 6 and electromagnetic decoupling coil 13B Is almost open.
  • the transmission RF coil 107 has f H MHz as a main component without moving the resonance frequency due to the magnetic coupling or lowering the Q value of the coil.
  • the subject 10 is irradiated with a high frequency magnetic field.
  • the value of the control current 66 flowing from the decoupling circuit driving device 115 to the PIN diode 61 becomes zero.
  • the PIN diode 61 in the RF coil unit 26 is turned off, and the decoupling circuits 48, 49, 50 operate as the capacitor 47, the first capacitor 1, and the third capacitor 3, respectively.
  • the equivalent circuit of the RF coil unit 26 of this embodiment is the equivalent circuit of the RF coil unit 25 of the first embodiment. Will be the same. Therefore, similarly to the RF coil unit 25 of the first embodiment, the RF coil unit 26 of the present embodiment prevents electromagnetic coupling between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 and is used for reception. It operates as the RF coil 114.
  • a decoupling signal is sent from the decoupling circuit driving device 115 to the transmitting RF coil 107, and the decoupling circuit inserted in the transmitting RF coil 107 is opened and becomes non-operating. Therefore, when the magnetic resonance signal emitted from the subject 10 is received, the magnetic coupling between the RF coil unit 26 and the transmission RF coil 107 is lost, and the RF coil unit 26 moves the resonance frequency due to the magnetic coupling or the Q of the coil. without reduction of the value, to receive a magnetic resonance signal as a main component f H MHz.
  • the electromagnetic coupling between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 of the RF coil unit 26 that operates as the reception RF coil 114 is performed by the loop conductor 9.
  • This can be prevented by adjusting the inductance L d and the value C d of the capacitor 11.
  • the inductance value L d of the loop conductor 9 is fixed in advance within a range satisfying the expression (1), only the value C d of the capacitor 11 may be adjusted to satisfy the expression (12). All you need to do is adjust the value of. Therefore, according to the RF coil unit 26 of the present embodiment, adjustment work for preventing electromagnetic coupling is facilitated. Moreover, it is easy and has high reproducibility.
  • the decoupling circuit 48 opens the electromagnetic coupling preventing coil 13B. Therefore, a change in characteristics of the transmission RF coil 107 due to magnetic coupling between the transmission RF coil 107 and the electromagnetic coupling prevention coil 13B is suppressed, and an unnecessary high frequency induced on the electromagnetic coupling prevention coil 13B by a high frequency magnetic field.
  • the magnetic field can be made sufficiently small.
  • the decoupling circuit is not limited to this.
  • the decoupling circuits 48, 49, 50 shown in FIG. 11 instead of the decoupling circuits 48, 49, 50 shown in FIG. 11, the decoupling circuits 48 ', 49', 50 'shown in FIGS. 12 (a), (b), (c) may be used.
  • This uses a cross diode 62 instead of the PIN diode 61 shown in FIG.
  • the cross diode 62 is turned on by the applied high frequency magnetic field. Therefore, the control current 66 for preventing magnetic coupling with the transmission coil 107 is not required, and a decoupling circuit can be configured more easily.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the configuration of the RF coil unit 27 of the present embodiment.
  • a part of the loop conductor 9 is constituted by a plate-like conductor 91.
  • One surface of the plate-shaped conductor 91 is arranged facing the center of the electromagnetic coupling preventing coil 13C.
  • Other configurations are basically the same as those of the RF coil unit 25 of the first embodiment.
  • FIG. 13A is an overhead view of the RF coil unit 27, and FIG. 13B is a view of the RF coil unit 27 as viewed from the direction facing the z axis.
  • FIG. 13C is a view of the RF coil unit 27 as seen from the direction facing the y-axis.
  • the z-axis direction of the coordinate system 12 is the direction of the static magnetic field 900 generated by the horizontal magnetic field type magnet 101.
  • RF coil unit 27 will be described as to detect the magnetic resonance signal of the frequency f H.
  • the impedance values of the first surface coil 5 and the second surface coil 6 are adjusted to be the same predetermined value K.
  • f H is the magnetic resonance frequency 128MHz of protons in the static magnetic field strength 3 Tesla
  • the impedance value K may be 50 [Omega.
  • the value C d of the capacitor 11 of the electromagnetic decoupling coil 13C is adjusted so that the resonance frequency f d of the electromagnetic decoupling coil 13C is lower than the resonance frequency f H of the surface coil Shall be.
  • the first high-frequency magnetic field 17 generated in the first surface coil 5 is linked to the second surface coil 6 and linked to the electromagnetic coupling preventing coil 13C.
  • an induced electromotive force is generated on the plate-like conductor 91 of the electromagnetic coupling preventing coil 13C in accordance with the law of electromagnetic induction so as to cancel the time change of the interlinking magnetic flux, and on the surface of the plate-like conductor 91.
  • An induced current 16 is induced.
  • the value C d of the capacitor 11, the resonant frequency f d of the electromagnetic decoupling coil 13C is adjusted to be lower than the resonance frequency f H of the surface coil, the electromagnetic decoupling coil 13C at the frequency f H is It operates as an inductive reactance. Therefore, as shown in FIG. 14B, the second high-frequency magnetic field 18 is generated in the electromagnetic coupling preventing coil 13C so as to cancel the first high-frequency magnetic field 17.
  • the second surface coil 6 has a first high frequency magnetic field 17 and a first electromagnetic coupling preventing coil 13 ⁇ / b> C induced by the first high frequency magnetic field 17.
  • the second high-frequency magnetic field 18 is linked.
  • the direction 20 of the first high-frequency magnetic field is opposite to the direction 21 of the second high-frequency magnetic field. Therefore, also in the present embodiment, as in the case of the RF coil unit 25 of the first embodiment, the inductance L d of the loop conductor 9 and the value C d of the capacitor 11 are adjusted, so that the electromagnetic wave between the coils is adjusted. Bonding is prevented. Therefore, in the RF coil unit 27 shown in FIG. 13, the electromagnetic coupling between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 is prevented, and the first surface coil 5 and the second surface coil 6 are detected. Resonates at the magnetic resonance frequency f H of the target element, and operates as a receiving RF coil 114.
  • the electromagnetic coupling between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 of the RF coil unit 27 operating as the reception RF coil 114 is prevented from electromagnetic coupling. It is prevented by adjusting the value C d of the inductance L d and the capacitor 11 of the loop conductor 9 of use coil 13C.
  • the inductance value L d of the loop conductor 9 is fixed in advance within a range that satisfies the equation (1), only the value C d of the capacitor 11 may be adjusted to satisfy the equation (12). For this reason, adjustment only needs to change the value of one capacitor, and it is easy and reproducibility is high.
  • the labor and time required for adjustment can be reduced, and the manufacturing cost of the RF coil can be suppressed. Furthermore, according to the present embodiment, even if the interval between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 is increased, the width of the plate conductor 91 is correspondingly increased so that one surface coil can The induced high frequency magnetic field can be efficiently transmitted to the other surface coil 6. Electromagnetic coupling can be effectively prevented even when the distance between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 is wide.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the RF coil unit 28 of the present embodiment.
  • the RF coil unit 28 of the present embodiment is configured as an array coil. Hereinafter, it is referred to as an array coil 28.
  • FIG. 15A is an overhead view of the array coil 28
  • FIG. 15B is a view of the array coil 28 as viewed from the direction facing the z-axis.
  • the array coil 28 includes four RF coil units 25 of the first embodiment, as shown in FIG. These RF coil units 25 are arranged at intervals in the circumferential direction 32 along the side surface of the cylindrical bobbin 31. In this embodiment, when it is not necessary to distinguish between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 included in the RF coil unit 25, they are collectively referred to as a surface coil 33. In the array coil 28, the electromagnetic coupling preventing coil 13 provided in the RF coil unit 25 of the first embodiment is also disposed between the RF coil units 25.
  • the electromagnetic coupling preventing coil 13 in the RF coil unit 25 and the electromagnetic coupling preventing coil 13 disposed between the RF coil units 25 have a first surface 22 on which they are substantially positioned, the central axis 30 of the bobbin 31. It is arranged on the side surface of the bobbin 31 so as to pass through.
  • each surface coil 33 of the RF coil unit 25 is omitted for easy understanding of the drawing. Also, the notation of inductance and resistance of the surface coil 33 and the electromagnetic coupling preventing coil 13 itself is omitted. Note that.
  • the output of each surface coil 33 constituting the array coil 28 is connected to a balun (balance-unbalance converter: not shown) that removes common mode noise, and the balun is connected to a preamplifier (preamplifier: not shown). Is done. Further, the output of the preamplifier is connected to a plurality of receivers 108 via coaxial cables. For example, in the present embodiment, since eight surface coils 33 are provided, the eight receivers 108 are connected.
  • each surface coil 33 has a predetermined element. It resonates at the magnetic resonance frequency f H, and such that the impedance of each surface coil 33 in the magnetic resonance frequency f H of the predetermined element is a predetermined value (K.OMEGA.), are adjusted respectively.
  • the inductance L d and the value C d of the capacitor 11 is the surface coil 33 of the electromagnetic decoupling coil 13 of the loop conductor 9 of the electromagnetic decoupling coil 13 shown in Figure 15 (a)
  • the resonance frequency f H is adjusted to be lower than the resonance frequency f H , and the electromagnetic coupling between the two surface coils 33 adjacent to the electromagnetic coupling preventing coil 13 is adjusted.
  • Method of adjusting the value C d of the capacitor 11 is similar to the first embodiment.
  • f H can be a magnetic resonance frequency of 128 MHz of hydrogen nuclei at a static magnetic field strength of 3 Tesla, and an impedance value K of 50 ⁇ .
  • FIG. 16 is a diagram for explaining a state in which the first high-frequency magnetic field generated from the first surface coil 33a is linked to the second surface coil 33b and the third surface coil 33c.
  • the electromagnetic coupling preventing coil 13 disposed between the first surface coil 33a and the second surface coil 33b is 13a, and between the first surface coil 33a and the third surface coil 33c.
  • the arranged electromagnetic coupling preventing coil 13 is denoted by 13b.
  • the first high-frequency magnetic field 17 generated in the first surface coil 33a is interlinked with the second surface coil 33b and the third surface coil 33c, and the first It links to two electromagnetic coupling preventing coils 13a and 13b arranged on both sides of the surface coil 33a.
  • an induced electromotive force is generated in the electromagnetic coupling preventing coils 13a and 13b in accordance with the electromagnetic induction law so as to cancel the time change of the interlinking magnetic flux, and the induced current 16 is induced.
  • the resonant frequency f d of the electromagnetic decoupling coil 13 is adjusted to be lower than the resonance frequency f H of the respective surface coils 33, for electromagnetic decoupling at the frequency f H
  • the coil 13 operates as an inductive reactance. Therefore, as shown in FIG. 16B, the second high frequency magnetic fields 18a and 18b are generated in the electromagnetic coupling preventing coils 13a and 13b so as to cancel the first high frequency magnetic field 17.
  • the second surface coil 33b is provided with the first high-frequency magnetic field 17 and the first electromagnetic coupling preventing coil 13a induced by the first high-frequency magnetic field 17.
  • the second high-frequency magnetic field 18a is linked.
  • first high-frequency magnetic field 17 and the second high-frequency magnetic field 18 b generated by the electromagnetic coupling preventing coil 13 b induced by the first high-frequency magnetic field 17 are linked to the third surface coil 33 c.
  • the direction 20 of the first high-frequency magnetic field 17 and the direction 21 of the second high-frequency magnetic fields 18a, 18b that are linked to the surface coils 33b, 33c are opposite to each other.
  • the value C d of the inductance L d and the capacitor 11 of the loop conductor 9 of the electromagnetic decoupling coil 13a, and the value C d of the inductance L d and the capacitor 11 of the loop conductor 9 of the electromagnetic decoupling coil 13b By adjusting each, the electromagnetic coupling between the first surface coil 33a and the second surface coil 33b and between the first surface coil 33a and the third surface coil 33c can be prevented.
  • the surface coil 33 and the electromagnetic coupling preventing coil 13 are alternately and repeatedly arranged in the circumferential direction 32. Electromagnetic coupling between the surface coils 33 adjacent in the circumferential direction 32, it is possible to prevent the value C d of the capacitor 11 of the electromagnetic decoupling coil 13 by adjusting respectively.
  • Each surface coil 33 resonates at f H MHz and is adjusted so that the impedance is K ⁇ , so that a magnetic resonance signal having a frequency f H can be detected.
  • the array coil 28 shown in FIG. 15 is prevented electromagnetic coupling between the adjacent surface coils 33, eight each surface coil 33, detectable receive RF magnetic resonance signal frequency is f H It operates as a coil 114.
  • the electromagnetic coupling between the adjacent surface coils 33 of the array coil 28 is the same as the inductance L d of the loop conductor 9 of the electromagnetic coupling preventing coil 13 disposed therebetween. it can be prevented by adjusting the value C d of the capacitor 11.
  • the inductance value L d of the loop conductor 9 is fixed in advance within a range that satisfies the equation (1), only the value C d of the capacitor 11 may be adjusted to satisfy the equation (12).
  • the electromagnetic coupling can be prevented by adjusting only the value of one capacitor, the operation is easy and the reproducibility is high.
  • the surface coils 33 are arranged in a circumferential shape, it is possible to perform imaging using the eight surface coils 33 simultaneously by placing the subject inside the bobbin 31. That is, it is possible to capture an image with a high S / N ratio over the entire subject, and is particularly effective for capturing the head and knees.
  • phase encoding is performed in the x direction and the y direction of the coordinate system 12 shown in FIG. 15 using the method shown in Non-Patent Document 1.
  • the S / N ratio of the acquired image is improved as compared with the case of using a coil in which a part of adjacent surface coils overlap.
  • a loop coil is used as the surface coil 33, but the shape of the surface coil to be used is not limited to this. It may be a planar coil that can be arranged with a gap in a certain direction. For example, an 8-shaped coil shown in FIG. 8 may be used. In this embodiment, eight surface coils 33 are used, but the number of surface coils 33 is not limited to this. For example, 16, 24 or 32 may be used.
  • the surface coil 33 is arranged in one direction of the circumferential direction 32 of the bobbin 31, but the arrangement of the surface coil 33 is not limited to one direction. It suffices if the surface coils 33 can be arranged at intervals.
  • FIG. 17A is an overhead view of the array coil 28A
  • FIG. 17B is a view of the array coil 28A viewed from the direction facing the z-axis.
  • the array coil 28A is formed by arranging the array coils 28 in two rows at intervals in the z-axis direction.
  • the number of surface coils 33 in each row is eight.
  • the surface coils 33 in each row are arranged so that the positions of the intervals between adjacent surface coils are aligned in the z direction.
  • An electromagnetic coupling preventing coil 13 ′ is also disposed between the surface coils 33 adjacent in the z direction.
  • the number of electromagnetic coupling preventing coils 13 ' is also eight.
  • the electromagnetic coupling between the adjacent surface coils 33 is prevented by the electromagnetic coupling preventing coil 13 arranged between the surface coils 33, as in the above embodiment.
  • the electromagnetic coupling preventing coil 13 ′ is disposed between the surface coils 33 adjacent to each other in the z direction of each row.
  • the array coil 28A shown in FIG. 17 prevents electromagnetic coupling between the adjacent surface coils 33. Further, since the entire surface coil 33 simultaneously detects a magnetic resonance signal of a desired nucleus adjusted in advance (for example, a magnetic resonance signal of a hydrogen nucleus at 3 Tesla), the array coil 28A operates as a receiving RF coil 114. To do. In the present modification, the surface coils 33 are arranged at intervals in the x, y, and z3 directions. For this reason, when performing parallel imaging by the method disclosed in Non-Patent Document 1, a part of adjacent surface coils overlap even if the direction of thinning out phase encoding is set to any of the x, y, and z directions. The SN ratio of the acquired image is improved as compared with the coil that is present.
  • the surface coil 33 is arranged so that the position of the surface coil is aligned in the circumferential direction and the z direction of the bobbin 31, but the surface coil in the z direction as in the array coil 28B shown in FIG.
  • the 33 positions need not be aligned.
  • an electromagnetic coupling preventing coil 13 ′ is appropriately disposed in a portion adjacent to the surface coil 33 with a gap.
  • the electromagnetic coupling between the adjacent surface coils 33 is prevented by the electromagnetic coupling preventing coil 13 disposed between the surface coils 33 as in the above embodiment.
  • an electromagnetic coupling preventing coil 13 ′ is disposed between the surface coils 33 adjacent to each other in the z direction of each row.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the array coil 29 used as the reception RF coil 114 of the present embodiment.
  • FIG. 19A is a view of the array coil 29 viewed from an oblique direction
  • FIG. 19B is a view of the array coil 29 viewed from the direction facing the z-axis
  • FIG. It is the figure which looked at the example in the case of using two array coils 29 from the direction facing az axis.
  • the array coil 29 includes a first surface coil 33a, a second surface coil 33b, a third surface coil 33c, and two electromagnetic coupling preventing coils 13a and 13b.
  • the surface coil 33 when it is not necessary to distinguish between the surface coils, they are collectively referred to as the surface coil 33, and when it is not necessary to distinguish between the electromagnetic coupling preventing coils, they are collectively referred to as the electromagnetic coupling preventing coil 13.
  • the first surface coil 33a, the second surface coil 33b, and the third surface coil 33c are connected to the first capacitor 1 and the second surface coil 5 in a rectangular conductor loop.
  • the two capacitors 2 are inserted and provided with signal lines 7 connected to both ends of the second capacitor.
  • the first surface coil 33a, the second surface coil 33b, and the third surface coil 33c are spaced from each other at intervals in the x direction of the coordinate system 12.
  • the coil 33 is disposed so that the surface of the coil 33 faces the subject 10.
  • the central coil is the first surface coil 33a
  • the surface coils 33 on both sides of the first surface coil 33a are the second surface coils.
  • 33b and the third surface coil 33c are respectively provided between the first surface coil 33a and the second surface coil 33b, and between the first surface coil 33a and the third surface coil 33c. It is arranged between.
  • the loop conductor 9a constituting the electromagnetic coupling preventing coil 13a includes a first surface 41 on which the first surface coil 33a is substantially located and a second surface coil. 33b is disposed on a surface 44 that includes a line of intersection with the second surface 42 that is substantially located.
  • a part of the loop conductor 9b constituting the electromagnetic coupling preventing coil 13b includes a first surface 41 where the first surface coil 33a is substantially positioned and a first surface 41 where the third surface coil 33b is substantially positioned. It is disposed on a surface 45 including a line of intersection with the three surfaces 43.
  • the loop conductors 9b are arranged so that the areas of the loop conductors 9b are different on both sides of the intersection line.
  • the electromagnetic coupling preventing coil 13a is arranged such that the angle formed by the surface 41 and the surface 44 and the angle formed by the surface 42 and the surface 44 are approximately equal to each other.
  • the electromagnetic coupling preventing coil 13b is arranged such that the angle formed by the surface 41 and the surface 45 and the angle formed by the surface 43 and the surface 45 are approximately equal to each other.
  • the degree is an error range of an angle caused by a manufacturing error of the coil.
  • the inductance of the loop conductor and the value of the capacitor of each surface coil 33 constituting the coil array 29 are between the first surface coil 33a and the second surface coil 33b. And the electromagnetic coupling between the first surface coil 33a and the third surface coil 33c is prevented, and the first surface coil 33a, the second surface coil 33b and the third surface coil 33c are prevented.
  • surface coils 33c resonates magnetic resonance frequency f H of the predetermined element, a magnetic resonance frequency f H of the predetermined element, the first surface coil 33a, the impedance of the second surface coil 33b and the third surface coil 33c Are adjusted to a predetermined value K.
  • f H can be a magnetic resonance frequency of 128 MHz of hydrogen nuclei at a static magnetic field strength of 3 Tesla and an impedance of 50 ⁇ .
  • the electromagnetic decoupling coil 13a, the capacitors 11a, 11b of the value of 13b is such that the electromagnetic decoupling coil 13a, the resonance frequency f d of 13b becomes lower than the resonance frequency f H of the respective surface coils 33 Adjusted to
  • the state where the magnetic flux generated from the first surface coil 33a is linked to the second surface coil 33b and the third surface coil 33c will be described with reference to FIG.
  • the first high-frequency magnetic field 17 generated in the first surface coil 33a is interlinked with the second surface coil 33b and the third surface coil 33c, and the first surface coil It links to two electromagnetic coupling preventing coils 13a and 13b arranged on both sides of 33a.
  • an induced electromotive force is generated in the electromagnetic coupling preventing coils 13a and 13b so as to cancel the time change of the interlinking magnetic flux, and the induced current 16 is induced.
  • the electromagnetic decoupling coil 13a, the value of capacitor 11 and 13b are electromagnetic decoupling coils 13a, adjusted so that the resonance frequency f d of 13b becomes lower than the resonance frequency f H of the surface coils 33 because it is, at the frequency f H, the electromagnetic decoupling coils 13a, 13b operates as an inductive reactance. Therefore, as shown in FIG. 20B, the second high frequency magnetic fields 18a and 18b are generated in the electromagnetic coupling preventing coils 13a and 13b so as to cancel the first high frequency magnetic field 17.
  • the first high-frequency magnetic field 17 and the electromagnetic coupling preventing coil 13 a induced by the first high-frequency magnetic field 17 are emitted from the second surface coil 33 b.
  • the second high-frequency magnetic field 18 a is interlinked, and the second high-frequency magnetic field 17 and the second electromagnetic coupling preventing coil 13 b induced by the first high-frequency magnetic field 17 are emitted from the third surface coil 33 c.
  • the high frequency magnetic field 18b is linked.
  • the direction 20 of the first high frequency magnetic field 17 and the direction 21 of the second high frequency magnetic fields 18a, 18b linked to the surface coils 33b, 33c are opposite to each other.
  • the inductance L db of the loop conductor 9b and the value C db of the capacitor 11b of the electromagnetic coupling preventing coil 13b positioned between the first surface coil 33a and the third surface coil 33c the first surface coil The electromagnetic coupling between 33a and the second surface coil 33b and between the first surface coil 33a and the third surface coil 33c is prevented.
  • each surface coil 33 is resonated at f H MHz and adjusted to have an impedance of K ⁇
  • the array coil 29 of the present embodiment prevents electromagnetic coupling between adjacent surface coils, and a desired value. It operates as a receiving RF coil 114 that detects a magnetic resonance signal.
  • the coupling preventing coil 13 has the same angle between the surface on which the electromagnetic coupling preventing coil 13 is substantially located and the surface on which the three surface coils 33 are substantially located. Although it arrange
  • the first surface coil 33a, the second surface coil 33b, and the third surface coil 33c are spaced in the x direction of the coordinate system 12, as shown in FIG. It is arranged with a gap.
  • the arrangement of the surface coil 33 is not limited to one direction, and may be any direction as long as the surface coil 33 can be arranged with an interval.
  • FIG. 21A is a view of the array coil 29A viewed from an oblique direction
  • FIG. 21B is a view of the array coil 29A viewed from the direction facing the z-axis.
  • the array coils 29 shown in FIG. 19 are arranged in two rows at intervals in the z-axis direction.
  • the surface coils 33 in each row are arranged so as to be aligned in the z direction, and the two surface coils 33 adjacent in the z direction are connected by an electromagnetic coupling preventing circuit 39.
  • the electromagnetic coupling prevention circuit 39 is disclosed in, for example, Patent Document 2, and is a circuit arranged so that two inductors are brought close to each other to generate electromagnetic coupling.
  • electromagnetic coupling between adjacent coils of the three surface coils 33 arranged at intervals in the x direction of the coordinate system 12 is prevented by the electromagnetic coupling preventing coil 13, and the z of the coordinate system 12 is prevented by an electromagnetic coupling prevention circuit 39.
  • the array coil 29A shown in FIG. 21 prevents electromagnetic coupling between the adjacent surface coils 33, and simultaneously detects a desired magnetic resonance signal such as a magnetic resonance signal of a hydrogen nucleus at 3 Tesla for reception. It operates as the RF coil 114.
  • the sensitivity region in the z direction can be expanded.
  • the electromagnetic coupling preventing circuit 39 the electromagnetic coupling preventing coil 13 may be provided.
  • trimmer capacitors may be used for these.
  • an example using a trimmer capacitor will be described by taking the first embodiment as an example.
  • FIG. 22 illustrates the configuration of an RF coil unit 25 ′ in which the first to fourth capacitors 1, 2, 3, 4, and the capacitor 11 are replaced with trimmer capacitors in the RF coil unit 25 of the first embodiment.
  • FIG. 22 (a) is a view of the RF coil unit 25 ′ viewed from an oblique direction
  • FIG. 22 (b) is a view of the RF coil unit 25 ′ viewed from the direction facing the z-axis
  • FIG. 22C is a view of the RF coil unit 25 ′ viewed from the direction facing the y-axis.
  • the RF coil unit 25 ′ includes a first capacitor 1, a second capacitor 2, a third capacitor 3, and a fourth capacitor 4, respectively, a first trimmer capacitor 71, a second trimmer capacitor 72, and a second capacitor.
  • the third trimmer capacitor 73 and the fourth trimmer capacitor 74 are replaced, and the capacitor 11 is replaced with the fifth trimmer capacitor 75.
  • the resonant frequency and the impedance of the first surface coil 5 and the second surface coil 6 the value C 1 of the first capacitor 1 (71), the value C 2 of the second capacitor 2 (72), first by adjusting the value C 4 of the three capacitors 3 values C 3 and the fourth capacitor 4 (73) (74), a desired value (e.g., resonance frequency 128 MHz, the impedance 50 [Omega) and.
  • a desired value e.g., resonance frequency 128 MHz, the impedance 50 [Omega
  • prevention of electromagnetic coupling between the surface coils is realized by adjusting the value C d of the capacitor 11 of the electromagnetic decoupling coil 13 (75).
  • the transmission characteristic (S 12 ) of the signal from the first surface coil 5 to the second surface coil 6 is measured using a network analyzer, and the value of each capacitor is readjusted while observing the result.
  • each capacitor is a trimmer capacitor, the value of the capacitor can be changed without removing and attaching the capacitor. For this reason, the above-described adjustment work can be performed more easily. Accordingly, it is possible to further reduce the labor and time for adjustment, and it is possible to easily prevent electromagnetic coupling between adjacent surface coils.
  • the coil to which the present invention is applied is used as a receiving RF coil has been described as an example.
  • the coil to which the present invention is applied can also be used as a transmission RF coil and a transmission / reception RF coil.
  • the RF coil unit 25 used in the first embodiment is used as the transmission RF coil 107 .
  • the schematic configuration of the MRI apparatus 100 of the present embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • the structure of the RF coil unit 25 and the method for adjusting the element value are the same as those in the first embodiment. Below, a different part from 1st embodiment is demonstrated.
  • the first signal line 7 and the second signal line 8 shown in FIG. 3 are respectively baluns (balanced-unbalanced) for removing common node noise.
  • the balun is connected to a transmission power amplifier (not shown). Further, the output of the transmission power amplifier is connected to the high-frequency magnetic field generator 106 via a coaxial cable.
  • the decoupling circuit for preventing electromagnetic coupling with the receiving RF coil 114 provided in each of the first surface coil 5 and the second surface coil 6 is omitted.
  • the high-frequency magnetic field generator 106 is connected to each transmission RF coil 107.
  • a surface coil, a birdcage type coil, or an RF coil unit 25 is used for the receiving RF coil 114 depending on the application.
  • the RF coil unit 25 adjusted as described above prevents the electromagnetic coupling between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 and operates as the transmission RF coil 107. .
  • the high-frequency magnetic field sent from the high-frequency magnetic field generator 106 is amplified by the transmission power amplifier and applied to the first signal line 7 and the second signal line 8 of the RF coil unit 25 through the balun.
  • the state of electromagnetic coupling between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 when a high-frequency magnetic field is applied to the RF coil unit 25 is the case where the RF coil unit 25 detects a high-frequency magnetic field. Is the same. Therefore, as in the case the first embodiment, by adjusting the value C d of the inductance L d and the capacitor 11 of the loop conductor 9 of the electromagnetic decoupling coil 13 of the RF coil unit 25 shown in FIG. 3, Electromagnetic coupling between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 can be prevented. Therefore, the RF coil unit 25 applies a high-frequency magnetic field to the subject 10 without causing electromagnetic coupling.
  • the electromagnetic coupling between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 of the RF coil unit 25 operating as the transmission RF coil 107 is prevented by electromagnetic coupling.
  • This can be prevented by adjusting the inductance L d of the loop conductor 9 of the coil 13 and the value C d of the capacitor 11.
  • the advance fixed inductance L d of the loop conductor 9 it has be adjusted so as to satisfy the equation (12) only the value C d of the capacitor 11. For this reason, adjustment is only necessary by changing the value of one capacitor, and it is easy and has high reproducibility. Therefore, labor and time required for adjustment can be reduced, and the manufacturing cost of the RF coil can be reduced. Can be suppressed.
  • FIG. 23 is a schematic configuration diagram of an MRI apparatus 100 ′ when the RF coil unit 25 of the first embodiment is used as a transmission / reception coil.
  • the schematic configuration of the MRI apparatus 100 ′ of the present embodiment is almost the same as that of the first embodiment.
  • the decoupling circuit driving apparatus 115 is not necessary, the RF coil for transmission 107 and the reception
  • the transmission / reception RF coil 116 is used in place of the transmission / reception RF coil 114, the transmission / reception RF coil 116 is connected to the transmission / reception selector switch 103, and the two outputs of the transmission / reception selector switch 103 are the high-frequency magnetic field generator.
  • 106 is different from the first embodiment in that it is connected to the receiver 106. Although omitted in FIG. 23, the transmission / reception selector switch 103 is connected to the sequencer 104.
  • the structure of the RF coil unit 25 and the method of adjusting the element value are the same as in the first embodiment. Below, a different part from 1st embodiment is demonstrated.
  • the first signal line 7 and the second signal line 8 shown in FIG. 3 each have a balun (balanced-unbalanced) for removing common node noise.
  • the output of the balun is connected to two transmission / reception change-over switches 103, respectively.
  • the RF coil unit 25 adjusted as described above prevents electromagnetic coupling between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 and operates as a transmission / reception RF coil 116. .
  • the high frequency magnetic field sent from the high frequency magnetic field generator 106 is amplified by the transmission power amplifier, passes through the transmission / reception changeover switch 103 whose transmission is turned on by the sequencer 104, passes through the balun, and passes through the first of the RF coil unit 25.
  • the transmission power amplifier passes through the transmission / reception changeover switch 103 whose transmission is turned on by the sequencer 104, passes through the balun, and passes through the first of the RF coil unit 25.
  • the state of magnetic coupling between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 when a high frequency magnetic field is applied to the RF coil unit 25 is the case where the RF coil unit 25 detects a high frequency magnetic field. The same.
  • the RF coil unit 25 operates as a transmission RF coil by applying a high-frequency magnetic field to the subject 10 without causing electromagnetic coupling. Further, when a magnetic resonance signal generated from the subject 10 is detected by the RF coil unit 25 after applying a high-frequency magnetic field to the subject 10, the RF coil shown in FIG. 3 is used as in the first embodiment.
  • the RF coil unit 25 detects a magnetic resonance signal without causing electromagnetic coupling, and the detected signal is transmitted to the receiver 108 through the transmission / reception selector switch 103 whose reception is turned on by the sequencer 104.
  • the RF coil unit 25 operates as the transmission / reception RF coil 116 without causing electromagnetic coupling.
  • the electromagnetic coupling between the first surface coil 5 and the second surface coil 6 of the RF coil unit 25 operating as the transmission / reception RF coil 116 is prevented by electromagnetic coupling.
  • This can be prevented by adjusting the inductance L d of the loop conductor 9 of the coil 13 and the value C d of the capacitor 11.
  • the inductance L d of the loop conductor 9 is fixed in advance, only the value C d of the capacitor 11 may be adjusted so as to satisfy the equation (12). For this reason, the adjustment only needs to change the value of one capacitor, and it is easy and has high reproducibility. Therefore, it is possible to reduce the labor and time required for the adjustment, and the manufacturing cost of the RF coil is reduced. Can be suppressed.

Abstract

MRI装置の受信用高周波コイルにおいて、間隔を空けて配置された複数の表面コイルの中で隣接する表面コイルの間の電磁気的結合を、再現性が高くかつ容易に低減することが可能な高周波コイルを提供する。隣接する表面コイル間に、一方の表面コイルが発生する磁束で他方のRFコイルに鎖交する磁束を打ち消す磁束を発生可能な電磁気的結合防止用コイルを配置する。電磁気的結合防止用コイルは、キャパシタを備え、その共振周波数が表面コイルの共振周波数より低くなる範囲で、電磁気的結合が最も低くなるよう、キャパシタにより調整する。

Description

高周波コイル及び磁気共鳴撮像装置
 本発明は、磁気共鳴撮像(MRI:Magnetic Resonance Imaging)装置に関わり、特に、磁気共鳴信号の検出を行う高周波コイルに関する。
 MRI装置は、検査対象を横切る任意の断面内の原子核に磁気共鳴を起こさせ、発生する磁気共鳴信号からその断面内における断層像を得る医用画像診断装置である。静磁場中におかれた生体に対して傾斜磁場を印加しながら高周波コイル(RFコイル)により高周波磁場を照射すると、生体内の原子核、例えば、水素原子核が励起され、励起された水素原子核が平衡状態に戻るときに磁気共鳴信号として円偏波磁界が発生する。この信号をRFコイルで検出し、信号処理を施して生体内の水素原子核分布を画像化する。高精度かつ高解像度の画像を得るためには、磁気共鳴信号を検出するRFコイルに対して、受信感度やSN比の向上等が求められている。
 近年、感度分布の異なる複数のRFコイルを用いて、位相エンコードを間引いた撮像シーケンスを実行し、各RFコイルの感度分布を利用した演算によって画像の折り返しアーチファクトを除去するパラレルイメージングと呼ばれる手法が用いられている(例えば、非特許文献1参照)。パラレルイメージングによれば、位相エンコードを間引く分、撮像時間が短縮される。このパラレルイメージングにおいても、RFコイルは、受信感度やSN比の向上が求められている。
 また、複数のRFコイルを用いて行う撮像として、検出範囲の拡大を目的とするものがある。例えば、複数の表面コイルを用いて被検体からの磁気共鳴信号を検出し、各表面コイルの出力信号を合成し、広範囲に高いSN比を有する画像を得る技術がある(例えば、特許文献1参照)。ここでは、被検体の撮影対象領域の近くに複数の表面コイルを配置し、これら複数の表面コイルを用いて被検体からの磁気共鳴信号を検出する。それぞれの表面コイルで検出された磁気共鳴信号にそれぞれ信号処理を施し、表面コイルごとに画像データを生成する。そして、生成した画像内の、同じ位置に対応する画素データ同士を、それぞれの表面コイルの感度分布から得られた重み付け係数を乗じて加算する。
 複数の表面コイルを用いて撮影を行う場合、用いる複数の表面コイルの間に電磁気的結合が生じると、一方の表面コイルに生じた高周波信号が、他方の表面コイル上に所定の割合で誘導される。誘導された高周波信号によりノイズが上昇し、出力信号のSN比が低下する。このため、表面コイルの間の電磁気的結合を防止する必要がある。
 コイル間の電磁気的結合を防止する手法には、隣接するコイルの一部を互いに重ね合わせ、重なり合ったループの面積を調整するもの(例えば、非特許文献2参照)、それぞれのコイルのループ導線に直列に挿入したインダクタを近づけて、電磁気的結合をキャンセルする方法(例えば、特許文献2参照)、隣接するコイルのループ導線に挿入した一部のキャパシタをコイル間で共有し、キャパシタの値を調整することで、電磁気的結合を防止する方法(例えば、非特許文献3参照)、隣接するコイルの一部をキャパシタで構成される中和回路で接続する方法(例えば、特許文献3参照)。隣接する2つのコイルに8の字形またはループ状コイルを重ねて配置する方法(例えば、特許文献4参照)。コイルが検出した磁気共鳴信号を増幅するプリアンプの入力インピーダンスを低くする方法(例えば、非特許文献2参照)、コイルとプリアンプとの間に、インピーダンス調整回路を接続する方法(例えば、非特許文献4参照)等がある。
 ここで、検出に用いる複数のRFコイルのループの一部が互いに重なり合っている場合、重なり合う部分のRFコイルの感度分布は同様の傾向を示し、両者のRFコイルの感度分布の差が小さくなる。パラレルイメージングでは、感度分布の差が小さくなると、画像の折り返しアーチファクトを除去するための演算においてSN比が低下する。このため、パラレルイメージングでは、複数のRFコイルを間隔をあけて配置した方が、一部を重ねて配置する場合に比べて、取得画像のSN比が高くなることが知られている(例えば、非特許文献5参照)。
米国特許第4825162号明細書 特許第3216938号公報 米国特許出願公開2002/0169374号明細書 特開2001-128956号公報
K. P. Pruessmann他著、「SENSE:高速MRIのための感度エンコーディング法 (SENSE: Sensitivity Encoding for Fast MRI)」、マグネティック レゾナンス イン メディシン(Magnetic Resonance in Medicine)、 Vol.42、 pp.952-962 (1999) P. B. Roemer他著、「核磁気共鳴用フェイズドアレイ (The NMR Phased Array)」、マグネティック レゾナンス イン メディシン(Magnetic Resonance in Medicine)、 Vol.16、 pp.192-225 (1990) J. Wang著、「MRI用表面コイルの信号結合を減らす新しい方法(A Novel Method to Reduce the Signal Coupling of Surface Coils for MRI)」、プロシーディングス オブ フォース アニュアル ミーティング オブ ジ インターナショナル ソサエティ オブ マグネティック レゾナンス イン メディシン(Proceedings of the 4th International Society of Magnetic Resonance in Medicine)、 Vol. 3、pp.1434 (1996) R. F. Lee他著、「MRI用フェイズドアレイに向けたコイル間の結合および結合防止理論とその応用 (Coupling and Decoupling Theory and Its Application to the MRI Phased Array)」、マグネティック レゾナンス イン メディシン (Magnetic Resonance in Medicine)、 Vol.48、 pp.203-213 (2002) M. Weiger他著、「SENSE法用コイルの詳細設計:6エレメント心臓用アレイコイル(Specific Coil Design for SENSE: A Six-Element Cardiac Array)」、マグネティック レゾナンス イン メディシン (Magnetic Resonance in Medicine)、 Vol.45、 pp.495-504 (2001)
 パラレルイメージングでは、間隔をあけて配置される複数のRFコイル間の電磁気的結合を防止する必要がある。従って、上述の、非特許文献2および非特許文献3に開示されている手法は用いることができない。また、特許文献2に開示の手法は、適用可能ではあるが、インダクタの位置と形状との微調整を手作業で行う必要があり、調整に手間がかかるとともに再現性が低い。また、特許文献3に開示の手法は、複数のキャパシタ値を変化させながらの調整が必要であり、調整の難易度が高い。同様に、特許文献4に開示の手法では、重ねるRFコイルの形状と配置とにより電磁気的結合の度合いが大きく変化するため、再現性が低く、調整の難易度も高い。さらに、非特許文献2に開示の手法は、電磁気的結合を防止するのに十分な効果を発揮するためには、入力インピーダンスの値を1Ω以下の小さな値にする必要があるが、入力インピーダンスを低下させることでプリアンプの増幅率の低下を招き、結果的に取得画像のSN比が低下する。非特許文献4に開示の手法は、インピーダンス調整回路が複数のインダクタとキャパシタとで構成されているため、複数のインダクタとキャパシタとの値を変化させながら調整する必要があり、調整の難易度が高い。さらに、RFコイルの数が増えるに従って、電磁気的結合を防止するための調整箇所が増加するため、調整に手間と時間がかかり、結果的にRFコイルの作製コストを上昇させる。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、間隔を空けて配置される複数のRFコイルを備えるMRI装置において、隣接するRFコイル間の電磁気的結合を防止する技術であって、再現性が高く、かつ、調整が容易な技術を提供することを目的とする。
 本発明は、隣接するRFコイルの間に、一方のRFコイルから発生し他方のRFコイルに鎖交する磁束を打ち消す磁束が発生可能な手段を配置する。
 具体的には、複数の表面コイルを備え、共振周波数が所定の核の磁気共鳴信号の周波数である磁気共鳴撮像装置の高周波コイルであって、前記複数の表面コイルの中の隣接した表面コイル間の電磁気的結合を防止する電磁気的結合防止手段を備え、前記複数の表面コイルは、第一の方向に間隔を空けて配列され、前記電磁気的結合防止手段は、キャパシタを備えるループ導体を備え、前記ループ導体は、隣接する2つの前記表面コイルと磁気結合を生じさせ、かつ、前記隣接する2つの表面コイルの一方の表面コイルから生じた磁束であって他方の表面コイルに鎖交する磁束を打ち消す方向の磁束を発生する位置に当該隣接する両表面コイルに接触しないよう配置され、前記ループ導体のインダクタンスと前記キャパシタの値とは、他方の前記表面コイルに鎖交する磁束の総和が最小となり、かつ、当該電磁気的結合防止手段の共振周波数が当該高周波コイルの共振周波数より小さくなるよう調整されることを特徴とする高周波コイルを提供する。
 本発明によれば、複数のRFコイルを備えるMRI装置において、間隔を空けて配置された隣接するRFコイル間の電磁気的結合を、再現性が高く、かつ、調整が容易な手法で防止することができる。
第一の実施形態のMRI装置の外観図であり、(a)は、水平磁場方式のMRI装置であり、(b)は、垂直磁場方式のMRI装置である。 第一の実施形態のMRI装置の概略構成を示すブロック図である。 第一の実施形態のRFコイルユニットの構成図であり、(a)は、俯瞰図、(b)は、z軸に対向する方向から見た図、(c)は、y軸に対向する方向から見た図である。 (a)、(b)、および(c)は、第一の実施形態のRFコイルユニットにおける高周波磁場がコイルに鎖交する状態を説明するための図である。 (a)および(b)は、電磁気的結合防止用コイルの等価回路示す図である。 電磁気的結合防止コイルのインピーダンスの周波数特性を示す図である。 第一の実施形態のRFコイルユニットの等価回路示す図である。 第一の実施形態のRFコイルユニットの変形例の構成図であり、(a)は俯瞰図、(b)は、z軸に対向する方向から見た図、(c)は、y軸に対向する方向から見た図である。 (a)、(b)、および(c)は、第一の実施形態の変形例のRFコイルユニットにおける高周波磁場がコイルに鎖交する状態を説明するための図である。 第二の実施形態のRFコイルユニットの構成図である。 (a)、(b)、および(c)は、第二の実施形態のデカップリング回路の一例を示す図である。 (a)、(b)、および(c)は、第二の実施形態のデカップリング回路の他の例を示す図である。 第三の実施形態のRFコイルユニットの構成図であり、(a)は俯瞰図、(b)は、z軸に対向する方向から見た図、(c)は、y軸に対向する方向から見た図である。 (a)、(b)、および(c)は、第三の実施形態のRFコイルユニットにおける高周波磁場がコイルに鎖交する状態を説明するための図である。 第四の実施形態のRFコイルユニットの構成図であり、(a)は俯瞰図、(b)は、z軸に対向する方向から見た図である。 (a)、(b)、および(c)は、第四の実施形態のRFコイルユニットにおける高周波磁場がコイルに鎖交する状態を説明するための図である。 第四の実施形態のRFコイルユニットの変形例の構成図であり、(a)は俯瞰図、(b)は、z軸に対向する方向から見た図である。 第四の実施形態のRFコイルユニットの変形例の他の構成図であり、(a)は俯瞰図、(b)は、z軸に対向する方向から見た図である。 第五の実施形態のRFコイルユニットの構成図であり、(a)は俯瞰図、(b)は、z軸に対向する方向から見た図であり、(c)は、本RFコイルユニットを2個用いる場合の例をz軸に対向する方向から見た図である。 (a)、(b)、および(c)は、第五の実施形態のRFコイルユニットにおける高周波磁場がコイルに鎖交する状態を説明するための図である。 第五の実施形態のRFコイルユニットの変形例の構成図であり、(a)は俯瞰図、(b)は、z軸に対向する方向から見た図である。 第一の実施形態のRFコイルユニットの他の構成図であり、(a)は、俯瞰図、(b)は、z軸に対向する方向から見た図、(c)は、y軸に対向する方向から見た図である。 第一の実施形態のRFコイルユニットを送受信用コイルとして用いる場合のMRI装置の概略構成を示すブロック図である。
 <第一の実施形態>
 以下、本発明を適用する第一の実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
 まず、本実施形態のMRI装置の全体構成について説明する。図1は本実施形態のMRI装置の外観図であり、図中、座標系12のz軸の方向が静磁場方向である。図1(a)は水平磁場方式のマグネット101を備えたMRI装置100で、被検体10は、テーブル301に寝かせられた状態でマグネット101のボア内の撮像空間に挿入され、撮像される。図1(b)は、垂直磁場方式のマグネット201を備えたMRI装置200で、被検体10は、テーブル301に寝かせられた状態で上下一対のマグネット201の間の撮像空間に挿入され、撮像される。本実施形態では、水平磁場方式、垂直磁場方式のいずれであってもよい。以下、水平磁場方式である場合を例にあげて説明する。
 図2は、本実施形態のMRI装置100の概略構成を示すブロック図である。図1と同じ要素は同じ符号で示している。本実施形態のMRI装置100は、水平磁場方式のマグネット101、傾斜磁場コイル102、静磁場均一度を調整するためのシムコイル112、シーケンサ104、高周波磁場を発生する送信用RFコイル107、被検体10から発生した磁気共鳴信号を受信する受信用RFコイル114を備える。傾斜磁場コイル102及びシムコイル112とは、それぞれ傾斜磁場電源105、シム電源113に接続される。送信用RFコイル107は、高周波磁場発生器106に、受信用RFコイル114は、検波回路とA/D変換器で構成される受信器108に接続される。なお、受信用RFコイル114が複数ある場合は、各受信用RFコイル114に対して、それぞれ受信器108が接続される。
 シーケンサ104は、傾斜磁場電源105、シム電源113及び高周波磁場発生器106に命令を送り、それぞれ傾斜磁場及び高周波磁場を発生させる。高周波磁場は、送信用RFコイル107を通じて被検体10に印加される。高周波磁場を印加することにより被検体10から発生する磁気共鳴信号は受信用RFコイル114によって検出される。
 送信用RFコイル107および受信用RFコイル114は、それぞれ、デカップリング回路を備え、デカップリング回路駆動装置115に接続される。シーケンサ104は、デカップリング回路駆動装置115に命令を送り、送信用RFコイル107および受信用RFコイル114の動作、非動作を制御するデカップリング信号を送信させる。すなわち、高周波磁場が送信用RFコイル107を介して被検体10に印加される時は、シーケンサ104から送られた命令によりデカップリング回路駆動装置115は、受信用RFコイル114にデカップリング信号を送信する。これを受け、受信用RFコイル114は、デカップリング回路により非動作状態となり、送信用RFコイル107との電磁気的結合が防止される。また、被検体10から発生した磁気共鳴信号を受信用RFコイル114が受信する時は、シーケンサ104から送信された命令により、デカップリング回路駆動装置115は、送信用RFコイル107にデカップリング信号を送信する。これを受け、送信用RFコイル107は、デカップリング回路により非動作状態となり、受信用RFコイル114との電磁気的結合が防止される。
 受信用RFコイル114によって検出された磁気共鳴信号は、プリアンプにより増幅され、受信器108で検波される。受信器108での検波の基準とする磁気共鳴信号の周波数(以後、磁気共鳴周波数と呼ぶ)は、シーケンサ104によりセットされる。検波された信号はA/D変換器を通して計算機109に送られ、ここで画像再構成などの信号処理が行われる。その結果は、ディスプレイ110に表示される。検波された信号や測定条件は、必要に応じて、記憶媒体111に保存される。シーケンサ104は、予めプログラムされたタイミング、強度で各装置が動作するように制御を行う。
 本実施形態のMRI装置100は、受信用RFコイル114として、間隔を空けて配置された2つの表面コイルと2つの表面コイルの電磁気的結合を防止する手段とにより構成されるRFコイルユニットを備える。以下、このRFコイルユニットの詳細を説明する。
 図3は、本実施形態のRFコイルユニット25の構成を説明するための図である。ここでは、水平磁場方式のマグネット101が発生する静磁場900の向きを座標系12のz軸方向とする。図3(a)は、RFコイルユニット25を、斜めから俯瞰した図であり、図3(b)は、RFコイルユニット25をz軸に対向する方向から見た図である。また、図3(c)は、RFコイルユニット25をy軸に対向する方向から見た図である。
 図3(a)に示すように、本実施形態のRFコイルユニット25は、方形のループ導体に第一キャパシタ1および第二キャパシタ2が挿入された第一の表面コイル5と、方形のループ導体に第三キャパシタ3および第四キャパシタ4が挿入された第二の表面コイル6と、方形のループ導体9にキャパシタ11が挿入された電磁気的結合防止用コイル13と、第一の信号線7と、第二の信号線8と、を備える。なお、第一の表面コイル5および第二の表面コイル6は、それぞれ、送信用RFコイル107との電磁気的結合を防止するデカップリング回路を備える。ただし、図3では、図を見易くするため、このデカップリング回路の記載を省略する。また、第一の表面コイル5および第二の表面コイル6の電磁気的結合防止用コイル13自体が持つインダクタンスおよび抵抗の表記も省略する。
 第一の信号線7および第二の信号線8は、それぞれ、第二キャパシタ2および第四キャパシタ4の両端に接続される。なお、第一の信号線7および第二の信号線8は、それぞれコモンノードノイズを除去するバラン(平衡-不平衡変換器:不図示)に接続され、バランはプリアンプ(前置増幅器:不図示)に接続される。さらに、プリアンプの出力は同軸ケーブルを介して受信器108に接続される。
 図3(b)、(c)に示すように、第一の表面コイル5および第二の表面コイル6は、静磁場900の向きに直交する方向(ここでは、座標系12のx軸方向)に、被検体10の近傍に間隔を空けて配置される。電磁気的結合防止用コイル13は、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との間に配置される。このとき、図3(b)に示すように、電磁気的結合防止用コイル13が実質的に位置する第一面22と、第一の表面コイル5および第二の表面コイル6とが実質的に位置する第二面23とのなす角度が90度程度になるように配置される。ここで、程度とは、コイルの製造誤差に起因する角度の誤差範囲のことである。また、電磁気的結合防止用コイル13のループ導体9の一部が、第二面23上に位置するように配置される。
 上記形態を有する本実施形態のRFコイルユニット25において、第一の表面コイル5におけるループ導体のインダクタンスL、第一キャパシタ1の値C、および第二キャパシタ2の値Cと、第二の表面コイル6におけるループ導体のインダクタンスL、第三キャパシタ3の値C、および第四キャパシタ4の値Cと、電磁気的結合防止用コイル13のループ導体9のインダクタンスLおよびキャパシタ11の値Cとは、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との間の電磁気的結合が防止され、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6とが所定の元素の磁気共鳴周波数で共振し、かつ、所定の元素の磁気共鳴周波数において、両表面コイルのインピーダンス値が同じ所定の値となるよう、それぞれ調整される。
 まず、第一の表面コイル5および第二の表面コイル6それぞれが単体で、検出対象の元素(例えば、プロトン)の磁気共鳴周波数(f(MHz))で共振し、かつ、インピーダンスが所定の値(K(Ω))となるよう、第一キャパシタ1、第二キャパシタ2、第三キャパシタ3および第四キャパシタ4それぞれの値C、C、C、Cを調整する。次に、電磁気的結合防止用コイル13の共振周波数(f)が、fより小さくなり、かつ以下の式(1)を満たす条件の中で、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合が最小となるよう、電磁気的結合防止用コイル13のループ導体9のインダクタンスLおよびキャパシタ11の値Cを決定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
ここで、Qは電磁気的結合防止用コイル13のループ導体9を周波数fで共振させた場合のQ値であり、ωはfの角周波数(ω=2πf)である。
 なお、調整は、第一の表面コイル5、第二の表面コイル6および電磁気的結合防止用コイル13を、実際の配置に近い状態に配置して行う。また、コイルの寸法および配置をモデル化し、電磁界シミュレータによる数値計算によってそれぞれの値を求めてもよい。調整の詳細については、後述する。
 次に、以上のように調整されたRFコイルユニット25が、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合を防止し、受信用RFコイル114として動作することを説明する。
 まず、図3に示すRFコイルユニット25において、第一の表面コイル5から発生する磁束が第二の表面コイル6に鎖交する様子を図4を用いて説明する。図4(a)に示すように、第一の表面コイル5に第一の高周波磁場17が生じると、第一の高周波磁場17は、第二の表面コイル6に鎖交するととともに、電磁気的結合防止用コイル13のループ導体9にも鎖交する。これにより、電磁気的結合防止用コイル13のループ導体9上に鎖交する磁束の時間変化を打ち消す誘導起電力が発生し、誘導電流16が誘起される。
 電磁気的結合防止用コイル13は、図5(a)に示すように、ループ導体9のインダクタンス19(L)と、キャパシタ11(C)と、ループ導体9の抵抗および高周波損失からなる等価抵抗99(R)と、が互いに接続された等価回路14で表される。なお、かっこ内の、L、C、Rは、それぞれのインダクタンス、キャパシタの値、抵抗値である。以下、本明細書において同様である。第一の表面コイル5に第一の高周波磁場17が生じると、電磁気的結合防止用コイル13ではループ導体9に沿って誘導起電力が発生する。従って、等価回路14は、図5(b)に示すように、ループ導体9に生じる誘導起電力が交流電源15として挿入された回路で表される。このとき、交流電源15から見た等価回路14は、抵抗を有する直列共振回路となり、そのインピーダンスZは、以下の式(2)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
ここで、ωは角周波数(ω=2πf)である。
 図6にインピーダンスZの周波数特性を示す。本図に示すように、等価回路14のインピーダンZは、共振周波数f(=(L-1/2/2π)より高い周波数領域では、周波数とともに増加する傾向を示し、誘導性リアクタンスL’として動作する。一方、共振周波数fより低い周波数領域では、インピーダンスZは周波数に反比例して減少する傾向を示し、容量性リアクタンスC’として動作する。
 前述のように、キャパシタ11の値Cは、電磁気的結合防止用コイル13の共振周波数fが第一の表面コイル5の共振周波数fより低くなるよう調整される。このため、周波数fにおける電磁気的結合防止用コイル13の等価回路14は、誘導性リアクタンスとして動作する。よって、図4(b)に示すように、電磁気的結合防止用コイル13には、第一の高周波磁場17を打ち消すように第二の高周波磁場18が発生する。
 その結果、図4(c)に示すように、第二の表面コイル6には、第一の高周波磁場17と、第二の高周波磁場18とが鎖交する。このとき、第一の高周波磁場17の向き20と第二の高周波磁場18の向き21とは、反対となる。従って、第一の高周波磁場17と第二の高周波磁場18との磁束の量が等しくなれば、第二の表面コイル6に鎖交する両者の磁束は互いにキャンセルされ、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合が防止される。
 次に、電磁気的結合防止用コイル13のループ導体9のインダクタンスLとキャパシタ11の値Cとを調整することにより、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合が防止されることを以下に説明する。
 図3に示すRFコイルユニット25の等価回路54を図7に示す。第一の表面コイル5は、第一の表面コイル5の等価インダクタンス85(L)と、第一キャパシタ1(C)と、コイル導体の抵抗成分と被検体10との損失からなる等価抵抗95(R)と、が直列に接続された回路が第二キャパシタ2(C)に並列に接続され、第一の信号線7が第二キャパシタ2の両端に接続された回路として表される。
 第二の表面コイル6は、第二の表面コイル6の等価インダクタンス86(L)と、第三キャパシタ3(C)と、コイル導体の抵抗成分と被検体10との損失からなる等価抵抗96(R)と、が直列に接続された回路が第四キャパシタ4(C)に並列に接続され、第二の信号線8が第四キャパシタ4の両端に接続された回路として表される。
 電磁気的結合防止用コイル13は、図5(a)と同様にループ導体9のインダクタンス19(L)と、キャパシタ11(C)と、ループ導体9の抵抗および高周波損失からなる等価抵抗99(R)と、が互いに接続された回路として表される。
 第一の表面コイル5、第二の表面コイル6、および電磁気的結合防止用コイル13は互いに電磁気的に結合しているため、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との間に相互インダクタンス(M12)が、第一の表面コイル5と電磁気的結合防止用コイル13との間に相互インダクタンス(M1d)が、第二の表面コイル6と電磁気的結合防止用コイル13との間に相互インダクタンス(M2d)が、それぞれ生じる。各相互インダクタンスの値(M12、M1d、M2d)は、各コイルに流れる電流(I,I,I)の向きを図3(a)に示すようにとると、各コイルの位置関係から、M2dは正の値、M12、M1dは負の値となる。
 このとき、第一の表面コイル5の第一の信号線7に発生する高周波電圧Vは、以下の式(3)で表され、第二の表面コイル6の第二の信号線8に発生する高周波電圧Vは、以下の式(4)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
ここで、ωは角周波数(ω=2πf)である。また、電磁気的結合防止用コイル13では、キルヒホッフの法則より以下の式(5)が成立する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
式(5)を式(3)、(4)にそれぞれ代入してIを消去すると、式(3)で表される高周波電圧Vは、以下の式(6)で、式(4)で表される高周波電圧Vは、以下の式(7)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
式(6)の右辺第2項は第二の表面コイル6との電磁気的結合により第一の表面コイル5に生じる高周波電圧を表し、式(7)の右辺第2項は第一の表面コイル5との電磁気的結合により第二の表面コイル6に生じる高周波電圧を表す。なお、Xは、以下の式(8)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
ここで、等価抵抗RとXの比(R/X)は、以下の式(9)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
等価抵抗Rは、電磁気的結合防止用コイル13を周波数fで共振させたときのQ値(Q)を用いて、R=ω/Qで表される。これを式(9)に代入すると、周波数fにおける式(9)は、式(1)の左辺に一致する。よって、式(1)から、R/X<1/20となる。このとき、R+jX≒jXとみなすことができるため、式(6)は式(1)に、式(7)は、式(11)にそれぞれ変形できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
前述の通り、M2dは正の値、M12、M1dは負の値である。また、Xは、電磁気的結合防止用コイル13の共振周波数(f)がfより小さい範囲において正の値となる。Xが正の値となる範囲で、以下の式(12)を満たすように、ループ導体9のインダクタンスの値Lおよびキャパシタ11の値Cを調整すると、式(10)、(11)の右辺第2項はともに0となり、第二の表面コイル6との電磁気的結合により第一の表面コイル5に生じる高周波電圧、および、第一の表面コイル5との電磁気的結合により第二の表面コイル6に生じる高周波電圧はそれぞれ0となる。よって、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合が互いに防止される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
 以上、等価回路54で説明したように、本実施形態のRFコイルユニット25では、電磁気的結合防止用コイル13のループ導体9のインダクタンスLとキャパシタ11の値Cとを調整することにより、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合を防止することができる。
 また、第一の表面コイル5および第二の表面コイル6は、それぞれ、周波数fで共振するよう、第一キャパシタ1および第二キャパシタ2の値(C、C)と、第三キャパシタ3および第四キャパシタ4の値(C、C)と、が調整される。このため、第一表面コイル5および第二表面コイル6は、電磁気的に結合することなく、同時に、被検体10から発生する磁気共鳴周波数fを有する磁気共鳴信号を検出することができる。
 以上説明したように、本実施形態によれば、受信用RFコイル114として動作するRFコイルユニット25の第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合を、電磁気的結合防止用コイル13のループ導体9のインダクタンスLおよびキャパシタ11の値Cを調整することにより防止することができる。特に、式(1)を満たす範囲でループ導体9のインダクタンスの値Lを予め固定しておくと、キャパシタ11の値Cのみ式(12)を満たすように調整すればよい。このため、調整が、1のキャパシタの値を変化させるだけで済み、容易であるとともに、再現性も高い。従って、調整にかかる手間と時間とを低減することができ、RFコイルの作製コストを抑えることができる。
 なお、本実施形態では、図3(b)に示すように、電磁気的結合防止用コイル13は、そのループ導体9の一部が、第二面23上に位置するように配置される。しかし、電磁気的結合防止用コイル13は、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との相互インダクタンス(M12)と、第一の表面コイル5と電磁気的結合防止用コイル13との相互インダクタンス(M1d)と、第二の表面コイル6と電磁気的結合防止用コイル13との相互インダクタンス(M2d)とが、以下の式(13)を満たすよう配置されていればよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
 また、本実施形態では、第一の表面コイル5および第二の表面コイル6にループコイルを用いる場合を例にあげて説明しているが、表面コイルの形状はこれに限られない。一定の方向に間隔を空けて配置可能な平面型のコイルであればよい。以下、変形例を示す。
 図8は、本実施形態のRFコイルユニット25の変形例であるRFコイルユニット25Aを示す図である。図8(a)は、RFコイルユニット25Aを斜めから俯瞰した図であり、図8(b)は、RFコイルユニット25Aをz軸に対向する方向から見た図であり、図8(c)は、RFコイルユニット25Aをy軸に対向する方向から見た図である。本変形例では、第一の表面コイル5Aおよび第二の表面コイル6Aに、8の字型コイルを用いる。
 RFコイルユニット25Aにおいて、第一の表面コイル5Aから発生する磁束が、第二の表面コイル6Aに鎖交する様子を図9を用いて説明する。図9(a)に示すように、第一の表面コイル5Aに生じる第一の高周波磁場17は、8の字型コイルの交差点24より電磁気的結合防止用コイル13に近い側のループと遠い側のループとで磁場の向きが逆転するよう分布する。これは、8の字型コイルの形状に起因するものである。このとき、電磁気的結合防止用コイル13および第二の表面コイル6Aには、第一の表面コイル5Aのうち8の字型コイルの交差点24より電磁気的結合防止用コイル13に近い側のループから生じる第一の高周波磁場17が主に鎖交する。よって、図9(b)に示すように、電磁気的結合防止用コイル13には、電磁気的結合防止用コイル13に鎖交する第一の高周波磁場17を打ち消すように第二の高周波磁場18が発生する。その結果、図9(c)に示すように、第二の表面コイル6Aには、第一の高周波磁場17と、第一の高周波磁場17によって誘起された電磁気的結合防止用コイル13が発する第二の高周波磁場18とが鎖交する。このとき、第一の高周波磁場の向き20と第二の高周波磁場の向き21とは、反対の方向となる。従って、8の字型コイルの場合であっても、図3に示すRFコイルユニット25の場合と同様に、ループ導体9のインダクタンスLとキャパシタ11の値Cを調整することで、コイル間の電磁気的結合を防止することができる。
 よって、図8に示すRFコイルユニット25Aでは、第一の表面コイル5Aと第二の表面コイル6Aとの電磁気的結合が防止される。従って、第一の表面コイル5Aおよび第二の表面コイル6Aが、fで共振するよう調整される場合、これらの表面コイルを備えるRFコイルユニット25Aは、電磁気的に結合することなく、この周波数の核磁気共鳴信号を検出する受信用RFコイル114として動作する。fは、例えば、3テスラにおける水素原子核の磁気共鳴周波数(=128MHz)などである。
 また、本実施形態では、第一の表面コイル5および第二の表面コイル6の一方がループ型コイルであり他方が8の字型コイルであってもよい。また、本実施形態では、電磁気的結合防止用コイル13のループ導体9に1ターンのループコイルを用いているが、ループ導体9に複数のターンを持つループコイルを用いてもよい。
 以下、上記形態を有する本実施形態のRFコイルユニット25において、第一の表面コイル5のループ導体のインダクタンス(L)、第一キャパシタ1および第二キャパシタ2の値(C,C)と、第二の表面コイル6のループ導体のインダクタンス(L)、第三キャパシタ3および第四キャパシタ4の値(C,C)と、電磁気的結合防止用コイル13のループ導体9のインダクタンス(L)およびキャパシタ11の値(C)との、具体的な調整法およびその値の実例を示す。ここでは、静磁場強度3テスラにおける水素原子核の磁気共鳴周波数(f=128MHz)において共振し、かつ、fで第一の表面コイル5および第二の表面コイル6のインピーダンスが50Ωとなるようこれらの値を調整する場合を例にあげて説明する。
 まず、撮影条件に基づき、第一の表面コイル5および第二の表面コイル6の寸法を決定し、第一の表面コイル5および第二の表面コイル6がそれぞれ単体で128MHzで共振し、かつ、両コイルのインピーダンスがそれぞれ50Ωとなるように、第一キャパシタ1および第二キャパシタ2の値(C,C)と、第三キャパシタ3および第四キャパシタ4の値(C,C)とを調整する。
 次に、キャパシタの値を調整後の第一の表面コイル5および第二の表面コイル6を、所定の間隔を空けて配置し、第一の信号線7および第二の信号線8をそれぞれ第一の表面コイル5および第二の表面コイル6に接続する。両コイルを配置する際は、位置の再現性を高めるため、両コイルをそれぞれ固定できるボビンの上に配置することが望ましい。
 次に、電磁気的結合防止用コイル13の共振周波数が128MHzとなるようにキャパシタ11の値(C)を調整後、電磁気的結合防止用コイル13のQ値(Q)を測定する。Q値測定後、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との間に電磁気的結合防止用コイル13を配置する。このとき、電磁気的結合防止用コイル13のキャパシタ11の値(C)は、電磁気的結合防止用コイル13の共振周波数が128MHzより低くなるように選ぶ。その後、第一の信号線7および第二の信号線8をネットワークアナライザの2つのポートにそれぞれ接続し、周波数128MHzにおける、第一の表面コイル5から第二の表面コイル6への信号の伝送特性(S12)を計測する。ここで、S12は、一方のポートから入射した信号がもう一方のポートから出力される割合であり、S12の値が小さいほど第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合が弱いことを示す。そこで、S12の値が小さくなるように、キャパシタ11の値(C)を変化させる。そして、S12の値を予め決められた値以下とする値、または、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合を最小とする値を、キャパシタ11の値Cと決める。
 キャパシタ11の値Cを決めた後、第一の表面コイル5および第二の表面コイル6の周波数128MHzにおけるインピーダンスをそれぞれ測定し、第一キャパシタ1および第二キャパシタ2の値(C,C)と、第三キャパシタ3および第四キャパシタ4の値(C,C)とを再び調整する。ここでは、両コイルが128MHzで共振し、両コイルのインピーダンスがそれぞれ50Ωとなるようこれらの値を調整する。調整後に再びS12を計測し、電磁気的結合が変化している場合にはキャパシタ11の値Cを再調整する。
 キャパシタ11の値Cを決定した後、電磁気的結合防止用コイル13の共振周波数(f)を測定し、fおよびQの値によって、式(1)の条件が満たされていることを確認する。式(1)の条件が満たされない場合は、電磁気的結合防止用コイル13の大きさや配置を変更して、式(1)の条件を満たすように上記の調整を繰り返す。
 なお、上述の各素子の値は、電磁界シミュレータによる数値計算により求めてもよい。例えば、図3に示す本実施形態のRFコイルユニット25において、第一の表面コイル5および第二の表面コイル6を、それぞれ、一辺100mmの正方形のコイルとし、電磁気的結合防止用コイル13を幅(図3(a)に示すz軸方向の長さ)100mm、高さ(図3(a)に示すy軸方向の長さ)25mmの長方形のコイルとする。また、各コイルに用いる導体は直径4mmの銅線とし、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との間隔は10mmとする。ここで、間隔は、両コイルの銅線の中心からの距離である。また、第二面23上に位置する電磁気的結合防止用コイル13のループ導体9の一部が、第一の表面コイル5の第二の表面コイル6に隣接している側から5mmの位置に配置されるものとする。また、RFコイルユニット25は、導電率=0.3S/m、比誘電率78の直方体(30×30×20cm)の30×30cmの面上に設置されているものとする。以上の条件で、電磁界シミュレータによるシミュレーションで求めた第一キャパシタ1および第二キャパシタ2の値(C,C)と、第三キャパシタ3および第四キャパシタ4の値(C,C)と、電磁気的結合防止用コイル13のキャパシタ11の値(C)とは、それぞれ、C=6.5pF、C=64.0pF、C=6.5pF、C=64.0pF、C=23.0pFとなる。このとき式(1)の左辺の値は、0.0097であり、式(1)の条件である1/20未満を満たしている。
 <第二の実施形態>
 次に、本発明の第二の実施形態について説明する。本実施形態のMRI装置は基本的に第一の実施形態と同様である。しかし、RFコイルユニットが備える電磁気的結合防止用コイルの構成が異なる。図10は、本実施形態のRFコイルユニット26の構成を説明するための図である。本図に示すように、本実施形態のRFコイルユニット26の電磁気的結合防止用コイル13Bは、送信用RFコイル107との磁気結合を防止するデカップリング回路48を、その導体ループ9に備える。他の構成は、第一の実施形態のRFコイルユニット25と基本的に同様である。なお、本実施形態においても、座標系12のz軸方向を水平磁場方式のマグネット101が発生する静磁場900の向きとする。また、図3では図示を省略した第一の表面コイル5および第二の表面コイル6にそれぞれ挿入されたデカップリング回路49およびデカップリング回路50を図10では図示する。以下、RFコイルユニット26は、周波数fの磁気共鳴信号を検出するものとして説明する。また、第一の実施形態同様、第一の表面コイル5および第二の表面コイル6のインピーダンス値は、それぞれ同じ所定の値Kとなるよう調整されているものとする。例えば、fは、静磁場強度3テスラにおける水素原子核の磁気共鳴周波数128MHz、インピーダンス値Kは50Ωとすることができる。
 デカップリング回路48は、図11(a)に示すように、インダクタ51とPINダイオード61とが直列接続される回路と、その回路に並列に接続されるキャパシタ47とを備える。PINダイオード61は、ダイオードの順方向に流れる直流電流の値が一定値以上で概ね導通状態となる特性を持ち、直流電流によりオン/オフが制御される。デカップリング回路49は、図11(b)に示すように、第一のキャパシタ1と、第一のキャパシタ1に並列に接続されるインダクタ52およびPINダイオード61が直列接続される回路とにより構成される。また、デカップリング回路50は、図11(c)に示すように、第三のキャパシタ3と、第三のキャパシタ3に並列に接続されるインダクタ53およびPINダイオード61が直列接続される回路とにより構成される。デカップリング回路48、デカップリング回路49およびデカップリング回路50において、PINダイオード61の両端には、デカップリング回路駆動装置115の出力端子が接続される。
 第一の表面コイル5におけるループ導体のインダクタンスLおよび第一キャパシタ1および第二キャパシタ2の値(C,C)と、第二の表面コイル6におけるループ導体のインダクタンスLおよび第三キャパシタ3および第四キャパシタ4の値(C,C)とは、第一の表面コイル5および第二の表面コイル6が、fで共振し、その時の両表面コイルのインピーダンス値がそれぞれKΩとなるよう調整される。調整の手法は、第一の実施形態と同様である。
 また、キャパシタ47の値C47およびインダクタ51の値L51は、PINダイオード61がオンのときにデカップリング回路48がfMHzで共振するよう調整され、キャパシタ11の値Cは、PINダイオード61がオフのときに電磁気的結合防止用コイル13Bが第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との間の電磁気的結合を防止するように調整される。キャパシタ11の値Cの調整方法も第一の実施形態と同様である。インダクタ52、53の値L52、L53は、それぞれ、PINダイオード61がオンのときにデカップリング回路49とデカップリング回路50とがfMHzで共振するように調整される。
 次に、以上のように調整されたRFコイルユニット26の動作を説明する。まず、高周波磁場が送信用RFコイル107を通じて被検体10に印加される時には、デカップリング回路駆動装置115からRFコイルユニット26に磁気結合を防止するための制御電流66が流れる。制御電流66は、デカップリング回路48、49、50それぞれのPINダイオード61に流れ、PINダイオード61がオンとなる。このとき、デカップリング回路48、49、50は、それぞれ並列共振回路となりfMHzで共振するため、第一の表面コイル5、第二の表面コイル6および電磁気的結合防止用コイル13Bの導体ループは、概ね開放状態となる。その結果、第一の表面コイル5、第二の表面コイル6および電磁気的結合防止用コイル13Bにはほとんど電流が流れず、磁界もほとんど発生しない。従って、送信用RFコイル107とRFコイルユニット26との磁気結合が無くなり、送信用RFコイル107は、磁気結合による共振周波数の移動やコイルのQ値の低下無しに、fMHzを主成分とする高周波磁場を被検体10に照射する。
 高周波磁場を照射した後、被検体10から発生したRF信号を受信するときは、デカップリング回路駆動装置115からPINダイオード61に流れる制御電流66の値が0となる。このため、RFコイルユニット26におけるPINダイオード61はオフとなり、デカップリング回路48、49、50は、それぞれ、キャパシタ47、第一のキャパシタ1、第三のキャパシタ3として動作する。このとき、キャパシタ11とキャパシタ47とは、合成して一つのキャパシタとみなすことができるため、本実施形態のRFコイルユニット26の等価回路は、第一の実施形態のRFコイルユニット25の等価回路と同じとなる。よって、第一の実施形態のRFコイルユニット25と同様に、本実施形態のRFコイルユニット26は、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合を防止し、受信用RFコイル114として動作する。
 このとき、送信用RFコイル107には、デカップリング回路駆動装置115からデカップリング信号が送られ、送信用RFコイル107に挿入されたデカップリング回路が開放状態となって非動作状態となる。従って、被検体10から発せられる磁気共鳴信号を受信する際、RFコイルユニット26と送信用RFコイル107との磁気結合が無くなり、RFコイルユニット26は、磁気結合による共振周波数の移動やコイルのQ値の低下無しに、fMHzを主成分とする磁気共鳴信号を受信する。
 以上説明したように、本実施形態によれば、受信用RFコイル114として動作するRFコイルユニット26の第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合を、ループ導体9のインダクタンスLとキャパシタ11の値Cとを調整することにより防止することができる。特に、式(1)を満たす範囲でループ導体9のインダクタンスの値Lを予め固定しておくと、キャパシタ11の値Cのみ式(12)を満たすように調整すればよく、1のキャパシタの値を変化させるだけの調整で済む。従って、本実施形態のRFコイルユニット26によれば、電磁気的結合防止のための調整作業が容易となる。また、容易であるとともに再現性が高い。従って、調整にかかる手間と時間とを低減することができ、RFコイルの作製コストを抑えることができる。さらに、送信用RFコイル107が高周波磁場を照射するとき、デカップリング回路48が電磁気的結合防止用コイル13Bを開放状態とする。このため、送信用RFコイル107と電磁気的結合防止用コイル13Bとの磁気結合による送信用RFコイル107の特性変化を抑え、高周波磁場によって電磁気的結合防止用コイル13B上に誘起される不要な高周波磁場を十分に小さくすることができる。
 なお、本実施形態では、デカップリング回路48、49、50として、図11に示す回路を用いる場合を例にあげて説明したが、デカップリング回路はこれに限られない。例えば、図11に示すデカップリング回路48、49、50の代わりに、図12(a)、(b)、(c)に示すデカップリング回路48’、49’、50’を用いてもよい。これは、図11に示すPINダイオード61の代わりにクロスダイオード62を用いたものである。クロスダイオード62は、印加される高周波磁場によってオンの状態となる。従って、送信用コイル107との磁気結合を防止するための制御電流66が不要となり、より簡単にデカップリング回路を構成することができる。
 <第三の実施形態>
 次に、本発明の第三の実施形態について説明する。本実施形態のMRI装置は基本的に第一の実施形態と同様である。しかし、RFコイルユニットの構成が異なる。図13は、本実施形態のRFコイルユニット27の構成を説明するための図である。本図に示すように、本実施形態のRFコイルユニット27の電磁気的結合防止用コイル13Cは、ループ導体9の一部が板状導体91で構成される。この板状導体91の一方の面は、電磁気的結合防止用コイル13Cの中心を向いて配置される。他の構成は、第一の実施形態のRFコイルユニット25と基本的に同様である。
 図13(a)は、RFコイルユニット27を斜めから俯瞰した図であり、図13(b)は、RFコイルユニット27をz軸に対向する方向から見た図である。また、図13(c)は、RFコイルユニット27をy軸に対向する方向から見た図である。なお、本実施形態においても、座標系12のz軸方向を水平磁場方式のマグネット101が発生する静磁場900の向きとする。以下、RFコイルユニット27は、周波数fの磁気共鳴信号を検出するものとして説明する。また、第一の実施形態同様、第一の表面コイル5および第二の表面コイル6のインピーダンス値は、それぞれ同じ所定の値Kとなるよう調整されているものとする。すなわち、第一の表面コイル5および第二の表面コイル6の共振周波数がf、インピーダンス値がKとなるよう各キャパシタの値(C、C、C、C)およびインダクタンス(L、L)が調整されるものとする。例えば、fは、静磁場強度3テスラにおける水素原子核の磁気共鳴周波数128MHz、インピーダンス値Kは50Ωとすることができる。また、本実施形態においても、電磁気的結合防止用コイル13Cのキャパシタ11の値Cは、電磁気的結合防止用コイル13Cの共振周波数fが表面コイルの共振周波数fより低くなるように調整されるものとする。
 第一の表面コイル5から発生する磁束が、第二の表面コイル6に鎖交する様子を図14を用いて説明する。まず、図14(a)に示すように、第一の表面コイル5に生じる第一の高周波磁場17は、第二の表面コイル6に鎖交するとともに電磁気的結合防止用コイル13Cに鎖交する。このとき、電磁誘導の法則に従い電磁気的結合防止用コイル13Cの板状導体91の上に、鎖交する磁束の時間変化を打ち消すように誘導起電力が発生し、板状導体91の面上に誘導電流16が誘起される。キャパシタ11の値Cは、電磁気的結合防止用コイル13Cの共振周波数fが表面コイルの共振周波数fより低くなるように調整されるため、周波数fにおける電磁気的結合防止用コイル13Cは、誘導性リアクタンスとして動作する。よって、図14(b)に示すように電磁気的結合防止用コイル13Cには、第一の高周波磁場17を打ち消すように第二の高周波磁場18が発生する。
 その結果、図14(c)に示すように、第二の表面コイル6には、第一の高周波磁場17と、第一の高周波磁場17によって誘起された電磁気的結合防止用コイル13Cが発する第二の高周波磁場18とが鎖交する。ここで、第一の高周波磁場の向き20と第二の高周波磁場の向き21とは反対の方向となる。従って、本実施形態においても、第一の実施形態のRFコイルユニット25の場合と同様に、ループ導体9のインダクタンスLとキャパシタ11の値Cとを調整することで、コイル間の電磁気的結合が防止される。よって、図13に示すRFコイルユニット27は、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合が防止され、第一の表面コイル5および第二の表面コイル6は、検出対象の元素の磁気共鳴周波数fで共振し、受信用RFコイル114として動作する。
 上述してきたように、本実施形態によれば、受信用RFコイル114として動作するRFコイルユニット27の第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合を、電磁気的結合防止用コイル13Cのループ導体9のインダクタンスLとキャパシタ11の値Cとを調整することにより防止する。特に、式(1)を満たす範囲でループ導体9のインダクタンスの値Lを予め固定しておくと、キャパシタ11の値Cのみ式(12)を満たすように調整すればよい。このため、調整が、1のキャパシタの値を変化させるだけで済み、容易であるとともに、再現性も高い。従って、調整にかかる手間と時間とを低減することができ、RFコイルの作製コストを抑えることができる。さらに、本実施形態によれば、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との間隔を広げても、板状導体91の幅をそれに対応して広げることで、一方の表面コイルによって誘起された高周波磁場を効率よく他方の表面コイル6に伝えることができる。第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との間隔が広い場合にも電磁気的結合を効果的に防止することができる。
 <第四の実施形態>
 次に、本発明の第四の実施形態について説明する。本実施形態のMRI装置は基本的に第一の実施形態と同様である。しかし、RFコイルユニットの構成が異なる。図15は、本実施形態のRFコイルユニット28を説明するための図である。本実施形態のRFコイルユニット28は、アレイコイルとして構成される。以下、アレイコイル28と呼ぶ。図15(a)は、アレイコイル28を斜めから俯瞰した図であり、図15(b)は、アレイコイル28をz軸に対向する方向から見た図である。
 アレイコイル28は、図15(b)に示すように、第一の実施形態のRFコイルユニット25を4個備える。これらのRFコイルユニット25は、円筒形のボビン31の側面に沿って円周方向32に間隔を空けて並べられている。本実施形態では、RFコイルユニット25が備える第一の表面コイル5と第二の表面コイル6とを区別する必要がない場合、表面コイル33と総称する。また、アレイコイル28では、RFコイルユニット25間にも、それぞれ、第一の実施形態のRFコイルユニット25が備える電磁気的結合防止用コイル13が配置される。RFコイルユニット25内の電磁気的結合防止用コイル13およびRFコイルユニット25間に配置される電磁気的結合防止用コイル13は、それらが実質的に位置する第一面22がボビン31の中心軸30を通るよう、ボビン31の側面上に配置される。
 なお、図15では、図を見やすくするため、RFコイルユニット25の各表面コイル33に挿入されるデカップリング回路は省略する。また、表面コイル33及び電磁気的結合防止用コイル13自体が持つインダクタンス及び抵抗の表記も省略する。なお。アレイコイル28を構成する各表面コイル33の出力は、それぞれコモンモードノイズを除去するバラン(平衡-不平衡変換器:不図示)に接続され、バランはプリアンプ(前置増幅器:不図示)に接続される。さらに、プリアンプの出力は同軸ケーブルを介して複数の受信器108に接続される。例えば、本実施形態では、表面コイル33を8つ備えるため、8つの受信器108に接続される。
 上記の本実施形態のアレイコイル28のRFコイルユニット25を構成する導体ループのインダクタンスおよびキャパシタの値は、隣接する表面コイル33間の電磁気的結合が防止され、各表面コイル33が所定の元素の磁気共鳴周波数fで共振し、かつ、所定の元素の磁気共鳴周波数fにおいて各表面コイル33のインピーダンスが所定の値(KΩ)となるよう、それぞれ調整される。また、図15(a)に示す電磁気的結合防止用コイル13のループ導体9のインダクタンスLとキャパシタ11の値Cとは、電磁気的結合防止用コイル13の共振周波数fが表面コイル33の共振周波数fより低くなるように調整されるとともに、電磁気的結合防止用コイル13に隣接する2つの表面コイル33の間の電磁気的結合が防止されるように調整される。キャパシタ11の値Cの調整方法は第一の実施形態と同様である。例えば、fは、静磁場強度3テスラにおける水素原子核の磁気共鳴周波数128MHz、インピーダンスの値Kは、50Ωとすることができる。
 図15に示すアレイコイル28の中で隣接して並んでいる3つの表面コイル33を取り上げ(第一の表面コイル33a、第二の表面コイル33bおよび第三の表面コイル33c)、磁束の鎖交状態を説明する。図16は、第一の表面コイル33aから生じる第一の高周波磁場が第二の表面コイル33bおよび第三の表面コイル33cに鎖交する状態を説明するための図である。ここでは、第一の表面コイル33aと第二の表面コイル33bとの間に配置される電磁気的結合防止用コイル13を13a、第一の表面コイル33aと第三の表面コイル33cとの間に配置される電磁気的結合防止用コイル13を13bとする。
 まず、図16(a)に示すように、第一の表面コイル33aに生じる第一の高周波磁場17は、第二の表面コイル33bおよび第三の表面コイル33cに鎖交するとともに、第一の表面コイル33aの両側に配置された2つの電磁気的結合防止用コイル13a、13bに鎖交する。このとき、電磁誘導の法則に従い電磁気的結合防止用コイル13a、13bに、鎖交する磁束の時間変化を打ち消すように誘導起電力が発生し、誘導電流16が誘起される。キャパシタ11の値Cは、各電磁気的結合防止用コイル13の共振周波数fが各表面コイル33の共振周波数fより低くなるように調整されるため、周波数fにおいて電磁気的結合防止用コイル13は、誘導性リアクタンスとして動作する。よって、図16(b)に示すように電磁気的結合防止用コイル13a、13bには、第一の高周波磁場17を打ち消すように第二の高周波磁場18a、18bが発生する。その結果、図16(c)に示すように、第二の表面コイル33bには、第一の高周波磁場17と、第一の高周波磁場17によって誘起された電磁気的結合防止用コイル13aが発する第二の高周波磁場18aとが鎖交する。また、第三の表面コイル33cには、第一の高周波磁場17と、第一の高周波磁場17によって誘起された電磁気的結合防止用コイル13bが発する第二の高周波磁場18bとが鎖交する。このとき、両表面コイル33b、33cに鎖交する第一の高周波磁場17の向き20と第二の高周波磁場18a、18bの向き21とは、反対の方向となる。
 従って、電磁気的結合防止用コイル13aのループ導体9のインダクタンスLとキャパシタ11の値Cと、電磁気的結合防止用コイル13bのループ導体9のインダクタンスLとキャパシタ11の値Cとをそれぞれ調整することで、第一の表面コイル33aと第二の表面コイル33bとの間および第一の表面コイル33aと第三の表面コイル33cとの間の電磁気的結合を防止することができる。
 なお、図15に示すアレイコイル28は、表面コイル33と電磁気的結合防止用コイル13とが、円周方向32に交互に繰り返し配置されている。円周方向32に隣接する表面コイル33の間の電磁気的結合は、電磁気的結合防止用コイル13のキャパシタ11の値Cをそれぞれ調整することで防止することができる。また、それぞれの表面コイル33は、fMHzで共振し、インピーダンスがKΩとなるように調整されているため、周波数fである磁気共鳴信号を検出できる。従って、図15に示すアレイコイル28は、隣接する表面コイル33間の電磁気的結合が防止され、8個の表面コイル33それぞれが、周波数がfである磁気共鳴信号を検出可能な受信用RFコイル114として動作する。
 上述したように、本実施形態によれば、アレイコイル28の、隣接する表面コイル33間の電磁気的結合は、その間に配置される電磁気的結合防止用コイル13のループ導体9のインダクタンスLとキャパシタ11の値Cとを調整することで防止することができる。特に、式(1)を満たす範囲でループ導体9のインダクタンスの値Lを予め固定しておくと、キャパシタ11の値Cのみ式(12)を満たすように調整すればよい。このように、1のキャパシタの値のみの調整で電磁気的結合を防止できるため、作業が容易であるとともに、再現性も高い。さらに、本実施形態によれば、表面コイル33が円周状に配置されているため、ボビン31の内部に被検体を置くことで、8つの表面コイル33を同時に用いた撮影が可能となる。すなわち、被検体全体に渡ってSN比が高い画像の撮影が可能であり、特に、頭部や膝部の撮影に有効である。また、本実施形態のアレイコイル28を用いてパラレルイメージングを行う場合、例えば、非特許文献1に示されている方法を用いて図15に示す座標系12のx方向およびy方向に位相エンコードを間引くよう構成すると、隣接する表面コイル33の間に間隔が空けられているため、隣接する表面コイルの一部が重なり合っているコイルを用いる場合に比べ、取得した画像のSN比が向上する。
 なお、本実施形態では、表面コイル33にループコイルを用いているが、用いる表面コイルの形状はこれに限られない。一定の方向に間隔を空けて配置可能な平面型のコイルであればよい。例えば、図8に示す8の字型コイルでもよい。また、本実施形態では、8個の表面コイル33を用いているが、表面コイル33の個数はこれに限られない。例えば、16個や24個、32個でもよい。
 さらに、本実施形態では、表面コイル33をボビン31の円周方向32一方向に配置しているが、表面コイル33の配置は1つの方向に限られない。各表面コイル33を、間隔を空けて配置できればよい。
 以下、アレイコイル28の変形例(アレイコイル28A)を図17に示す。図17(a)は、アレイコイル28Aを斜めから俯瞰した図であり、図17(b)は、アレイコイル28Aをz軸に対向する方向から見た図である。図17(a)に示すように、アレイコイル28Aは、アレイコイル28をz軸方向に間隔を空けて2列配置したものである。一例として、各列の表面コイル33の個数を8個とする。各列の表面コイル33は、隣接する表面コイルの間隔の位置がz方向に揃うように配置される。また、z方向に隣接する表面コイル33間にも、電磁気的結合防止用コイル13’が配置される。各列の表面コイル33の個数に対応し、電磁気的結合防止用コイル13’の個数も8個である。
 本変形例では、円周方向32については、上記実施形態同様、隣接する表面コイル33間の電磁気的結合は、表面コイル33の間に配置された電磁気的結合防止用コイル13によって防止される。また、上述のように、本変形例では、各列のz方向に隣接する表面コイル33の間には、電磁気的結合防止用コイル13’が配置されている。これらの位置関係は、図3に示すRFコイルユニット25と同じである。よって、z方向に隣接する2つの表面コイル33の間の電磁気的結合についても、電磁気的結合防止用コイル13’により防止される。
 従って、図17に示すアレイコイル28Aは、隣接する表面コイル33間の電磁気的結合を防止する。また、全表面コイル33は、予め調整された所望の原子核の磁気共鳴信号(例えば、3テスラにおける水素原子核の磁気共鳴信号)を同時に検出するため、アレイコイル28Aは、受信用RFコイル114として動作する。なお、本変形例では、表面コイル33がx、y、z3方向に間隔を空けて配置される。このため、非特許文献1に示されている方法でパラレルイメージングを行う場合、位相エンコードを間引く方向をx、y、z方向のいずれに設定しても、隣接する表面コイルの一部が重なり合っているコイルに比べて、取得した画像のSN比が向上する。
 なお、本変形例では表面コイル33がボビン31の円周方向およびz方向に表面コイルの位置が揃うように配置されているが、図18に示すアレイコイル28Bのように、z方向における表面コイル33の位置が揃っていなくても良い。このとき、表面コイル33が間隔を空けて隣接する部分に電磁気的結合防止用コイル13’が適宜配置される。この場合、円周方向32については、上記実施形態同様、隣接する表面コイル33間の電磁気的結合は、表面コイル33の間に配置された電磁気的結合防止用コイル13によって防止される。また、各列のz方向に隣接する表面コイル33間には、電磁気的結合防止用コイル13’が配置されている。これらの位置関係は、表面コイル33の位置が若干異なるものの、図3に示すRFコイルユニット25と同じ等価回路で表される。従って、z方向に隣接する2つの表面コイル33の間の電磁気的結合についても、電磁気的結合防止用コイル13’により防止される。
 <第五の実施形態>
 次に、本発明の第五の実施形態について説明する。本実施形態のMRI装置は基本的に第一の実施形態と同様である。しかし、本実施形態では、受信用RFコイル114は、アレイコイルで構成される。図19は、本実施形態の受信用RFコイル114として用いられるアレイコイル29を説明するための図である。図19(a)は、アレイコイル29を斜めから俯瞰した図であり、図19(b)は、アレイコイル29をz軸に対向する方向から見た図であり、図19(c)は、アレイコイル29を2個用いる場合の例を、z軸に対向する方向から見た図である。
 アレイコイル29は、図19(a)に示すように、第一の表面コイル33aと、第二の表面コイル33bと、第三の表面コイル33cと、2つの電磁気的結合防止用コイル13a、13bとを備える。以下、各表面コイルを区別する必要がない場合は、表面コイル33と総称し、各電磁気的結合防止用コイルを区別する必要がない場合は、電磁気的結合防止用コイル13と総称する。第一の表面コイル33a、第二の表面コイル33bおよび第三の表面コイル33cは、第一の実施形態の第一の表面コイル5と同様に、方形の導体ループに第一のキャパシタ1および第二キャパシタ2が挿入され、第二のキャパシタの両端に接続された信号線7を備える。
 第一の表面コイル33aと、第二の表面コイル33bと、第三の表面コイル33cとは、図19(b)に示すように、座標系12のx方向に間隔を空けて、それぞれの表面コイル33の面が被検体10に対向するように配置される。図19においては、x方向に配置された3つの表面コイル33のうち、中央のコイルを第一の表面コイル33aとし、第一の表面コイル33aの両側の表面コイル33をそれぞれ第二の表面コイル33b、第三の表面コイル33cとする。また、2つの電磁気的結合防止用コイル13a、13bは、それぞれ、第一の表面コイル33aと第二の表面コイル33bとの間、および、第一の表面コイル33aと第三の表面コイル33cとの間に配置される。
 このとき、図19(b)に示すように、電磁気的結合防止用コイル13aを構成するループ導体9aは、第一の表面コイル33aが実質的に位置する第一面41と第二の表面コイル33bが実質的に位置する第二面42との交線を含む面44上に配置される。一方、電磁気的結合防止用コイル13bを構成するループ導体9bの一部は、第一の表面コイル33aが実質的に位置する第一面41と第三の表面コイル33bが実質的に位置する第三面43との交線を含む面45上に配置される。このとき、ループ導体9bの面積が、交線の両側で異なるよう配置される。また、電磁気的結合防止用コイル13aは、面41と面44とが成す角度と、面42と面44とがなす角度とが、互いに同じ程度になるよう配置される。電磁気的結合防止用コイル13bも同様に、面41と面45とが成す角度と、面43と面45とがなす角度とが、互いに同じ程度になるよう配置される。ここで、程度とはコイルの製造誤差に起因する角度の誤差範囲のことである。
 上記形態を有する本実施形態のコイルアレイ29において、コイルアレイ29を構成する各表面コイル33のループ導体のインダクタンスおよびキャパシタの値は、第一の表面コイル33aと第二の表面コイル33bとの間の電磁気的結合、および、第一の表面コイル33aと第三の表面コイル33cとの間の電磁気的結合が防止され、かつ、第一の表面コイル33a、第二の表面コイル33bおよび第三の表面コイル33cが所定の元素の磁気共鳴周波数fで共振し、所定の元素の磁気共鳴周波数fにおいて、第一の表面コイル33a、第二の表面コイル33bおよび第三の表面コイル33cのインピーダンスが所定の値Kとなるように、それぞれ調整される。例えば、fは、静磁場強度3テスラにおける水素原子核の磁気共鳴周波数128MHz、インピーダンスは、50Ωとすることができる。また、電磁気的結合防止用コイル13a、13bのそれぞれのキャパシタ11a、11bの値は、電磁気的結合防止用コイル13a、13bの共振周波数fが各表面コイル33の共振周波数fより低くなるように調整される。
 まず、第一の表面コイル33aから発生する磁束が、第二の表面コイル33bと第三の表面コイル33cとに鎖交する状態について図20を用いて説明する。図20(a)に示すように、第一の表面コイル33aに生じる第一の高周波磁場17は、第二の表面コイル33bおよび第三の表面コイル33cに鎖交するとともに、第一の表面コイル33aの両側に配置された2つの電磁気的結合防止用コイル13a、13bに鎖交する。このとき、電磁誘導の法則に従い、電磁気的結合防止用コイル13a、13bに、鎖交する磁束の時間変化を打ち消すように誘導起電力が発生し、誘導電流16が誘起される。上述のように、電磁気的結合防止用コイル13a、13bのキャパシタ11の値が、電磁気的結合防止用コイル13a、13bの共振周波数fが表面コイル33の共振周波数fより低くなるように調整されるため、周波数fにおいて、電磁気的結合防止用コイル13a、13bは、誘導性リアクタンスとして動作する。よって、図20(b)に示すように電磁気的結合防止用コイル13a、13bには、第一の高周波磁場17を打ち消すように第二の高周波磁場18a、18bが発生する。
 その結果、図20(c)に示すように、第二の表面コイル33bには、第一の高周波磁場17と、第一の高周波磁場17によって誘起された電磁気的結合防止用コイル13aが発する第二の高周波磁場18aとが鎖交し、第三の表面コイル33cには、第一の高周波磁場17と、第一の高周波磁場17によって誘起された電磁気的結合防止用コイル13bが発する第二の高周波磁場18bとが鎖交する。このとき、表面コイル33b、33cに鎖交する第一の高周波磁場17の向き20と第二の高周波磁場18a、18bの向き21とは、反対の方向となる。従って、第一の表面コイル33aと第二の表面コイル33bとの間に位置する電磁気的結合防止用コイル13aのループ導体9aのインダクタンスLdaとキャパシタ11aの値Cdaと、第一の表面コイル33aと第三の表面コイル33cとの間に位置する電磁気的結合防止用コイル13bのループ導体9bのインダクタンスLdbとキャパシタ11bの値Cdbと、をそれぞれ調整することで、第一の表面コイル33aと第二の表面コイル33bとの間、および、第一の表面コイル33aと第三の表面コイル33cとの間の電磁気的結合がそれぞれ防止される。それぞれの表面コイル33は、fMHzで共振し、インピーダンスがKΩとなるよう調整されているため、本実施形態のアレイコイル29は、隣接する表面コイル間の電磁気的結合を防止し、所望の磁気共鳴信号を検出する、受信用RFコイル114として動作する。
 上述のように、本実施形態によれば、受信用RFコイル114として動作するアレイコイル29の第一の表面コイル33aと第二の表面コイル33bとの電磁気的結合、および、第一の表面コイル33aと第三の表面コイル33cとの電磁気的結合を、電磁気的結合用防止コイル13a、13bのループ導体9a、9bのインダクタンス(Lda、Ldb)とキャパシタ11a、11bの値(Cda、Cdb)との調整により防止することができる。特に、式(1)を満たす範囲でループ導体9a、9bのインダクタンス(Lda、Ldb)を予め固定しておくと、キャパシタ11a、11bの値(Cda、Cdb)のみ式(12)を満たすように調整すればよい。このため、調整が、それぞれ1つのキャパシタの値を変化させるだけで済み、容易であるとともに、再現性も高い。さらに、本実施形態によれば、図19(c)に示すように、被検体10を挟むように2個のアレイコイル29を配置し、非特許文献1に示されている方法を用いて、図19(c)に示す座標系12のy方向に位相エンコードを間引いてパラレルイメージングを行う場合、隣接する表面コイルの一部が重なり合っているコイルと比べて、画像のSN比が向上する。
 なお、本実施形態では、結合防止用コイル13を、電磁気的結合防止用コイル13が実質的に位置する面と上記3つの表面コイル33が実質的に位置する面とがなす角度がそれぞれ互いに同じ程度となるよう配置しているが、電磁気的結合防止用コイル13が配置される面は、これに限られない。表面コイル33の感度分布が変化しない範囲において、その角度が異なっていてもよい。
 また、本実施形態では、第一の表面コイル33aと、第二の表面コイル33bと、第三の表面コイル33cとは、図19(b)に示すように、座標系12のx方向に間隔を空けて配置している。しかし、表面コイル33の配置は1つの方向に限るものではなく、表面コイル33を間隔を空けて配置できればいずれの方向であってもよい。
 以下、アレイコイル29の変形例(アレイコイル29A)を図21に示す。図21(a)は、アレイコイル29Aを斜めから俯瞰した図であり、図21(b)は、アレイコイル29Aをz軸に対向する方向から見た図である。このアレイコイル29Aは、図21(a)に示すように、図19に示すアレイコイル29をz軸方向に間隔を空けて2列配置したものである。また、各列の表面コイル33がそれぞれz方向に揃うように配置され、z方向に隣接する2つの表面コイル33は、電磁気的結合防止回路39で接続される。ここで、電磁気的結合防止回路39は、例えば、特許文献2で開示されているもので、2つのインダクタを近づけて電磁気的結合を生じさせるように配置した回路である。
 この場合、座標系12のx方向に間隔をあけて配置された3個の表面コイル33の隣接するコイル間の電磁気的結合は、電磁気的結合防止用コイル13によって防止され、座標系12のz方向に間隔をあけて配置された2個の表面コイル33の電磁気的結合は、電磁気的結合防止回路39によって防止される。
 従って、図21に示すアレイコイル29Aは、隣接する表面コイル33間の電磁気的結合が防止され、例えば、3テスラにおける水素原子核の磁気共鳴信号といった、所望の磁気共鳴信号を同時に検出し、受信用RFコイル114として動作する。また、本変形例では、z方向の感度領域を拡大することが可能である。なお、電磁気的結合防止回路39の代わりに電磁気的結合防止用コイル13を備えるよう構成してもよい。
 上記の各実施形態では、第一から第四のキャパシタ1、2、3、4およびキャパシタ11として一般のキャパシタを使用する場合を例にあげて説明した。しかし、これらにトリマキャパシタを使用してもよい。以下、第一の実施形態を例に、トリマキャパシタを使用する例を説明する。
 図22は、第一の実施形態のRFコイルユニット25において、第一から第四キャパシタ1、2、3、4、キャパシタ11を、トリマキャパシタに置き換えたRFコイルユニット25’の構成を説明するための図である。図22(a)は、RFコイルユニット25’を、斜めから俯瞰した図であり、図22(b)は、RFコイルユニット25’をz軸に対向する方向から見た図であり、また、図22(c)は、RFコイルユニット25’をy軸に対向する方向から見た図である。本図に示すように、RFコイルユニット25’は、第一キャパシタ1と第二キャパシタ2と第三キャパシタ3と第四キャパシタ4とがそれぞれ、第一トリマキャパシタ71と第二トリマキャパシタ72と第三トリマキャパシタ73と第四トリマキャパシタ74とに置き換えられ、キャパシタ11は第五トリマキャパシタ75に置き換えられている。
 上述のように、第一の表面コイル5および第二の表面コイル6の共振周波数およびインピーダンスは、第一キャパシタ1(71)の値C、第二キャパシタ2(72)の値C、第三キャパシタ3(73)の値Cおよび第四キャパシタ4(74)の値Cを調整することにより、所望の値(例えば、共振周波数128MHz、インピーダンス50Ω)とする。また、両表面コイル間の電磁気的結合の防止は、電磁気的結合防止用コイル13のキャパシタ11(75)の値Cを調整することにより実現する。さらに、ネットワークアナライザを用いて第一の表面コイル5から第二の表面コイル6への信号の伝送特性(S12)を計測し、その結果を見ながら、各キャパシタの値の再調整も行う。
 このように、第一の実施形態のRFコイルユニット25では、各キャパシタを調整することにより、受信用RFコイルとしての働きと電磁気的結合の防止とを実現している。本変形例では、各キャパシタがトリマキャパシタであるため、キャパシタの取り外し及び取り付け作業無しにキャパシタの値を変更できる。このため、上記の調整作業をより簡単に行うことができる。従って、より調整に係る手間と時間とを低減でき、容易に隣接する表面コイル間の電磁気的結合を防止することができる。
 上記各実施形態では、本発明を適用したコイルを、受信用RFコイルとして用いる場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明を適用したコイルは、送信用RFコイル、および、送受信用RFコイルとして用いることもできる。
 以下、第一の実施形態で用いたRFコイルユニット25を送信用RFコイル107として用いる例を説明する。本実施形態のMRI装置100の概略構成は第一の実施形態と同じである。また、RFコイルユニット25の構造および素子の値の調整方法は、第一の実施形態と同様である。以下では、第一の実施形態と異なる部分について説明する。
 図3に示すRFコイルユニット25を送信用RFコイル107として用いる場合、図3に示す第一の信号線7および第二の信号線8は、それぞれコモンノードノイズを除去するバラン(平衡-不平衡変換器:不図示)に接続され、バランは送信用パワーアンプ(不図示)に接続される。さらに、送信用パワーアンプの出力は同軸ケーブルを介して高周波磁場発生器106に接続される。
 なお、第一の実施形態場合と同様に、第一の表面コイル5および第二の表面コイル6がそれぞれ備える、受信用RFコイル114との電磁気的結合を防止するデカップリング回路は記載を省略する。また、送信用RFコイル107が複数ある場合は、各送信用RFコイル107に対して高周波磁場発生器106がそれぞれ接続される。受信用RFコイル114には、用途に応じて、表面コイルや、鳥かご型コイル、RFコイルユニット25が用いられる。
 次に、以上のように調整されたRFコイルユニット25が、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合を防止し、送信用RFコイル107として動作することを説明する。
 高周波磁場発生器106から送られた高周波磁場は、送信用パワーアンプで増幅され、バランを通りRFコイルユニット25の第一の信号線7および第二の信号線8にそれぞれ印加される。相反定理から、RFコイルユニット25に高周波磁場が印加された場合の第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合の状態は、RFコイルユニット25が高周波磁場を検出する場合と同じである。よって、第一の実施形態場合と同様に、図3に示すRFコイルユニット25の電磁気的結合防止用コイル13のループ導体9のインダクタンスLとキャパシタ11の値Cとを調整することにより、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合を防止することができる。従って、RFコイルユニット25は電磁気的結合を生じることなく、高周波磁場が被検体10に印加される。
 以上説明したように、本実施形態によれば、送信用RFコイル107として動作するRFコイルユニット25の第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合を、電磁気的結合防止用コイル13のループ導体9のインダクタンスLとキャパシタ11の値Cとの調整により防止することができる。特に、ループ導体9のインダクタンスLを予め固定しておくと、キャパシタ11の値Cのみ式(12)を満たすように調整すればい。このため、調整が、1のキャパシタの値を変化させるだけで済み、容易であるとともに、再現性も高い、従って、調整にかかる手間と時間とを低減することができ、RFコイルの作製コストを抑えることができる。
 次に、第一の実施形態で用いたRFコイルユニット25を送受信用RFコイルとして用いる例を説明する。図23は、第一の実施形態のRFコイルユニット25を送受信用コイルとして用いる場合のMRI装置100’の概略構成図である。本実施形態のMRI装置100’の概略構成は第一の実施形態とほぼ同じであるが、本図に示すように、デカップリング回路駆動装置115が不要であること、送信用RFコイル107と受信用RFコイル114の代わりに送受信用RFコイル116が用いられている点、送受信用RFコイル116が送信・受信切替スイッチ103に接続され、送信・受信切替スイッチ103の2つの出力が高周波磁場発生器106と受信器にそれぞれ接続されている点が第一の実施形態と異なる。なお、図23では省略されているが送信・受信切替スイッチ103はシーケンサ104に接続されている。RFコイルユニット25の構造および素子の値の調整方法は、第一の実施形態と同様である。以下では、第一の実施形態と異なる部分について説明する。
 図3に示すRFコイルユニット25を送受信用RFコイル116として用いる場合、図3に示す第一の信号線7および第二の信号線8は、それぞれコモンノードノイズを除去するバラン(平衡-不平衡変換器:不図示)にそれぞれ接続され、バランの出力は2つの送信・受信切替スイッチ103にそれぞれ接続される。
 次に、以上のように調整されたRFコイルユニット25が、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合を防止し、送受信用RFコイル116として動作することを説明する。
 高周波磁場発生器106から送られた高周波磁場は、送信用パワーアンプで増幅され、シーケンサ104によって送信がオンとなった送信・受信切替スイッチ103を通り、バランを通ってRFコイルユニット25の第一の信号線7および第二の信号線8にそれぞれ印加される。相反定理から、RFコイルユニット25に高周波磁場が印加された場合の第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との磁気結合の状態は、RFコイルユニット25が高周波磁場を検出する場合と同じである。よって、第一の実施形態場合と同様に、図3に示すRFコイルユニット25の電磁気的結合防止用コイル13のループ導体9のインダクタンスLとキャパシタ11の値Cとを調整することにより、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合を防止することができる。従って、RFコイルユニット25は電磁気的結合を生じることなく、高周波磁場が被検体10に印加され、送信用RFコイルとして動作する。また、被検体10に高周波磁場を印加した後、被検体10から発生した磁気共鳴信号をRFコイルユニット25で検出する際にも、第一の実施形態場合と同様に、図3に示すRFコイルユニット25の電磁気的結合防止用コイル13のループ導体9のインダクタンスLとキャパシタ11の値Cとを調整することにより、第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合を防止することができる。よって、RFコイルユニット25は電磁気的結合を生じることなく、磁気共鳴信号を検出し、検出した信号はシーケンサ104によって受信がオンとなった送信・受信切替スイッチ103を通り、受信器108に伝送される。以上から、RFコイルユニット25は、電磁気的結合を生じることなく送受信用RFコイル116として動作する。
 以上説明したように、本実施形態によれば、送受信用RFコイル116として動作するRFコイルユニット25の第一の表面コイル5と第二の表面コイル6との電磁気的結合を、電磁気的結合防止用コイル13のループ導体9のインダクタンスLとキャパシタ11の値Cとの調整により防止することができる。特に、ループ導体9のインダクタンスLを予め固定しておくと、キャパシタ11の値Cのみ式(12)を満たすように調整すればよい。このため、調整が、1のキャパシタの値のを変化させるだけで済み、容易であるとともに、再現性も高い、従って、調整にかかる手間と時間とを低減することができ、RFコイルの作製コストを抑えることができる。
1:第一キャパシタ、2:第二キャパシタ、3:第三キャパシタ、4:第四キャパシタ、5:第一の表面コイル、6:第二の表面コイル、7:第一の信号線、8:第二の信号線、9:ループ導体、10:被検体、11:キャパシタ、12:座標系、13:電磁気的結合防止用コイル、14:電磁気的結合防止用コイルの等価回路、15:交流電源、16:誘導電流、17:第一の高周波磁場、18:第二の高周波磁場、19:ループ導体9の等価インダクタンス、20:第一の高周波磁場の向き、21:第一の高周波磁場の向き、22:第一面、23:第二面、24:8の字コイルの交差点、25:RFコイルユニット、25’:RFコイルユニット、25A:RFコイルユニット、25B:RFコイルユニット、26:RFコイルユニット、27:RFコイルユニット、28:アレイコイル、28A:アレイコイル、29:アレイコイル、29A:アレイコイル、30:中心軸、31:ボビン、32:円周方向、33:表面コイル、34:RFコイルユニット、35:RFコイルユニット、36:RFコイルユニット、37:第三の表面コイル、39:デカップリング回路、41:第一面、42:第二面、43:第三面、44:面、45:面、47:キャパシタ、48:デカップリング回路、49:デカップリング回路、50:デカップリング回路、51:インダクタ、52:インダクタ、53:インダクタ、54:RFコイルユニット25の等価回路、55:第一の表面コイル5に流れる電流、56:第二の表面コイルに流れる電流、59:ループ導体9に流れる電流、61:PINダイオード、62:クロスダイオード、66:制御電流、71:第一トリマキャパシタ、72:第二トリマキャパシタ、73:第三トリマキャパシタ、74:第四トリマキャパシタ、75:第五トリマキャパシタ、85:第一の表面コイル5の等価インダクタンス、86:第二の表面コイル6の等価インダクタンス、91:板状導体、95:第一の表面コイル5の等価抵抗、96:第二の表面コイル6の等価抵抗、99:ループ導体9の等価抵抗、100:MRI装置、101:水平磁場方式のマグネット、102:傾斜磁場コイル、103:送信・受信切替スイッチ、104:シーケンサ、105:傾斜磁場電源、106:高周波磁場発生器、107:送信用RFコイル、108:受信器、109:計算機、110:ディスプレイ、111:記憶媒体、112:シムコイル、113:シム電源、114:受信用RFコイル、115:デカップリング回路駆動装置、116:送受信用RFコイル、117:プリアンプ、158:制御用信号線、200:MRI装置、201:垂直磁場方式のマグネット、301:テーブル、900:静磁場

Claims (18)

  1.  複数の表面コイルを備え、共振周波数が所定の核の磁気共鳴信号の周波数である磁気共鳴撮像装置の高周波コイルであって、
     前記複数の表面コイルの中の隣接した表面コイル間の電磁気的結合を防止する電磁気的結合防止手段を備え、
     前記複数の表面コイルは、第一の方向に間隔を空けて配列され、
     前記電磁気的結合防止手段は、キャパシタを備えるループ導体を備え、
     前記ループ導体は、隣接する2つの前記表面コイルと磁気結合を生じさせ、かつ、前記隣接する2つの表面コイルの一方の表面コイルから生じた磁束であって他方の表面コイルに鎖交する磁束を打ち消す方向の磁束を発生する位置に当該隣接する両表面コイルに接触しないよう配置され、
     前記ループ導体のインダクタンスと前記キャパシタの値とは、他方の前記表面コイルに鎖交する磁束の総和が最小となり、かつ、当該電磁気的結合防止手段の共振周波数が当該高周波コイルの共振周波数より小さくなるよう調整されること
     を特徴とする高周波コイル。
  2.  請求項1記載の高周波コイルであって、前記ループ導体のインダクタンスLと前記キャパシタの値Cと、前記共振周波数における前記ループ導体のQ値Qと、前記共振周波数の角周波数ωと、が
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
    の関係を有すること
     を特徴とする高周波コイル。
  3.  請求項1記載の高周波コイルであって、
     前記ループ導体は、前記隣接する2つの表面コイルの間に配置され、かつ、前記隣接する表面コイルの一方が実質的に位置する第一面と他方が実質的に位置する第二面との交線を含む第三面に実質的に配置されること
     を特徴とする高周波コイル。
  4.  請求項3記載の高周波コイルであって、
     前記第一面と前記第三面とが成す角度と、前記第二面と前記第三面とが成す角度とは等しいこと
     を特徴とする高周波コイル。
  5.  請求項3記載の高周波コイルであって、
     前記ループ導体の一部が、前記第一面と前記第二面とが交差する部分に配置されること
     を特徴とする高周波コイル。
  6.  請求項1記載の高周波コイルであって、
     前記第一の方向は、円周方向であること
     を特徴とする高周波コイル。
  7.  請求項1記載の高周波コイルであって、
     前記表面コイルは、前記第一の方向に加え、当該第一の方向と異なる第二の方向に配列されること
     を特徴とする高周波コイル。
  8.  請求項7記載の高周波コイルであって、
     前記電磁気的結合防止手段は、前記第一の方向および前記第二の方向の少なくとも1方向の、前記隣接する表面コイル間に配置されること
     を特徴とする高周波コイル。
  9.  請求項1記載の高周波コイルであって、
     前記表面コイルは、ループコイルであること
     を特徴とする高周波コイル。
  10.  請求項1記載の高周波コイルであって、
     前記表面コイルは、8の字型コイルであること
     を特徴とする高周波コイル。
  11.  請求項1記載の高周波コイルであって、
     前記電磁気的結合防止手段が備えるキャパシタの少なくとも1つは、トリマキャパシタであること、
     を特徴とする高周波コイル。
  12.  請求項1記載の高周波コイルであって、
     前記電磁気的結合防止手段の前記ループ導体は、少なくとも一部が板状導体で構成され、
     前記板状導体の一方の面が、前記ループ導体によるループの中心を向いていること
     を特徴とする高周波コイル。
  13.  請求項1記載の高周波コイルであって、
     当該高周波コイルは、前記所定の核の磁気共鳴信号を検出する受信用コイルとして動作し、
     前記電磁気的結合防止手段の前記ループ導体は、送信用コイルとの磁気結合を防止するデカップリング手段を備えること
     を特徴とする高周波コイル。
  14.  請求項13記載の高周波コイルであって、
     前記デカップリング手段は、PINダイオードとインダクタとを直列接続した回路にキャパシタが並列に接続された回路であること
     を特徴とする高周波コイル。
  15.  請求項13記載の高周波コイルであって、
     前記デカップリング手段は、クロスダイオードとインダクタとを直列接続した回路にキャパシタが並列に接続された回路であること
     を特徴とする高周波コイル。
  16.  静磁場を形成する静磁場形成手段と、傾斜磁場を形成する傾斜磁場形成手段と、高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、被検体に前記高周波磁場を照射する送信用コイルと、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を検出する受信用コイルと、前記検出した磁気共鳴信号を受信する受信手段と、前記傾斜磁場形成手段、前記高周波磁場形成手段および前記受信手段を制御する制御手段と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、
     前記受信用コイルは、請求項1記載の高周波コイルであり、
     前記高周波コイルは、前記送信用コイルとの磁気結合を防止するデカップリング手段を備えること
     を特徴とする磁気共鳴撮像装置。
  17.  静磁場を形成する静磁場形成手段と、傾斜磁場を形成する傾斜磁場形成手段と、高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、被検体に前記高周波磁場を照射する送信用コイルと、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を検出する受信用コイルと、前記検出した磁気共鳴信号を受信する受信手段と、前記傾斜磁場形成手段、前記高周波磁場形成手段および前記受信手段を制御する制御手段と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、
     前記送信用コイルは、請求項1記載の高周波コイルであり、
     前記高周波コイルは、前記受信用コイルとの磁気結合を防止するデカップリング手段を備えること
     を特徴とする磁気共鳴撮像装置。
  18.  静磁場を形成する静磁場形成手段と、傾斜磁場を形成する傾斜磁場形成手段と、高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、被検体に前記高周波磁場を照射するとともに前記被検体から発生する磁気共鳴信号を検出する送受信用コイルと、前記検出した磁気共鳴信号を受信する受信手段と、前記傾斜磁場形成手段、前記高周波磁場形成手段および前記受信手段を制御する制御手段と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、
     前記送受信用コイルは、請求項1記載の高周波コイルであること
     を特徴とする磁気共鳴撮像装置。
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