JP4564292B2 - High frequency coil and magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、患者の身長や撮像領域に応じて当該患者の長手方向の長さを変更することができる高周波コイル（ＲＦコイル）、及びこれを具備する磁気共鳴イメージング装置に関する。 The present invention relates to a high-frequency coil (RF coil) that can change the length in the longitudinal direction of a patient according to the height and imaging region of the patient, and a magnetic resonance imaging apparatus including the same.
磁気共鳴イメージング装置は、固有の磁気モーメントを持つ核の集団が一様な静磁場中に置かれたときに、特定の周波数で回転する高周波磁場のエネルギーを共鳴的に吸収する現象を利用して、物質の化学的及び物理的な微視的情報を映像化し、あるいは化学シフトスペクトラムを観測する装置である。 A magnetic resonance imaging apparatus utilizes a phenomenon in which energy of a high-frequency magnetic field rotating at a specific frequency is resonantly absorbed when a group of nuclei having a specific magnetic moment is placed in a uniform static magnetic field. It is a device that visualizes chemical and physical microscopic information of a substance or observes a chemical shift spectrum.
一般に、磁気共鳴イメージング装置を用いた撮影は、静磁場内に配置された被検体に対して傾斜磁場及び励起用高周波を印加し、この励起用高周波によって発生する磁気共鳴信号を受信し、当該磁気共鳴信号を利用して撮影画像を生成することによって実行される。 In general, in imaging using a magnetic resonance imaging apparatus, a gradient magnetic field and an excitation high frequency are applied to a subject arranged in a static magnetic field, a magnetic resonance signal generated by the excitation high frequency is received, and the magnetic field This is performed by generating a captured image using the resonance signal.
被検体への励起高周波の印加、及び被検体に発生した磁気共鳴信号の受信には、ＲＦコイルが用いられる。このＲＦコイルは、通常部位別に専用の形状を有しており、撮像を行う際には、撮影部位の近傍に配置される。従来のＲＦコイルは、その設置形態より、被検体を搭載する寝台天板上に常時設置型、又は必要に応じて寝台から取り外し、コイル置き場に保管する取り外し型に分類することができる。 An RF coil is used for applying an excitation high frequency to the subject and receiving a magnetic resonance signal generated in the subject. This RF coil has a dedicated shape for each normal region, and is arranged in the vicinity of the imaging region when performing imaging. Conventional RF coils can be classified according to their installation form into a permanent installation type on a couch top on which a subject is mounted, or a removal type that is removed from a couch as needed and stored in a coil storage area.
しかしながら、ＲＦコイルは一般的に高重量である。そのため、ＲＦコイルが常時設置型である場合には、近年臨床の現場において要請のある可搬型天板（ストレッチャーへ移動可能な天板）の導入は困難となっている。また、必要に応じて取り外し可能な取り外し型とした場合であっても、その重量から人手による持ち上げには多大な労力を要する。そのため、寝台−コイル置き場間を運搬する技師、看護婦等の運搬者の体力的負担が増え、また危険性を伴う場合もある。 However, RF coils are generally heavy. For this reason, when the RF coil is always installed, it is difficult to introduce a portable top plate (a top plate that can be moved to a stretcher) that has recently been requested in clinical practice. Moreover, even if it is a case where it is a detachable type that can be removed as necessary, it takes a lot of labor to lift it manually due to its weight. Therefore, the physical burden on the transporter such as an engineer or a nurse who transports between the bed and the coil storage area is increased, and there is a case where there is a risk.
また、従来技術として、図１１、図１２に示すような、患者の上下方向に分割／連結可能とするＲＦコイルが存在する（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。しかしながら、これらはコイルと撮影部位との位置合わせ等を目的とするものであり、軽量化を実現するに至ってはいない。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、可搬型天板の導入を容易にし、寝台からコイル置き場間の移動も容易に可能とするＲＦコイル、及びこれを具備する磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an RF coil that facilitates the introduction of a portable top plate and also enables easy movement from a bed to a coil place, and a magnetic resonance imaging apparatus including the same. It is intended to provide.
本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。 In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.
本発明の第１の視点は、磁気共鳴イメージング装置に接続され、磁気共鳴イメージングにおいて少なくとも高周波受信に使用されるＲＦコイルであって、所定の方向に沿って二つ以上連結され且つ取り外し可能な複数のコイルユニットを複数具備し、前記各コイルユニットは、各種撮影部位に対応する形状を有し一チャネルを形成する少なくとも一種類の第１のコイルエレメントであって、前記各種撮影部位から高周波を受信する少なくとも一つの第１のコイルエレメントと、各種撮影部位に対応する形状を有し一チャネルを形成する少なくとも一種類の第２のコイルエレメントの一部分であって、当該コイルユニットに他のコイルユニットが連結された場合に、前記他のコイルユニットが有する前記第２のコイルエレメントの残りの部分とによって、前記各種撮影部位から高周波を受信する前記第２のコイルエレメントを形成する少なくとも一つのコイルエレメントユニットと、当該コイルユニットを前記所定の方向に沿って連結するための連結手段と、を有すること、を特徴とするＲＦコイルである。 A first aspect of the present invention is an RF coil that is connected to a magnetic resonance imaging apparatus and is used for at least high-frequency reception in magnetic resonance imaging, and two or more RF coils that are connected and removable along a predetermined direction. A plurality of coil units, each coil unit being at least one type of first coil element having a shape corresponding to various imaging regions and forming one channel, and receiving high frequency from the various imaging regions At least one first coil element and a part of at least one second coil element having a shape corresponding to various imaging regions and forming one channel, and another coil unit is included in the coil unit. When connected, the remaining part of the second coil element of the other coil unit and Therefore, it has at least one coil element unit that forms the second coil element that receives a high frequency from the various imaging regions, and a connecting means for connecting the coil unit along the predetermined direction. The RF coil characterized by the above.
本発明の第２の視点は、磁気共鳴イメージング装置に接続され、単独で、又は所定の方向に沿って二つ以上連結することで磁気共鳴イメージングにおいて少なくとも高周波受信に使用されるＲＦコイルを構成するコイルユニットであって、各種撮影部位に対応する形状を有し一チャネルを形成する少なくとも一種類の第１のコイルエレメントであって、前記各種撮影部位から高周波を受信する少なくとも一つの第１のコイルエレメントと、各種撮影部位に対応する形状を有し一チャネルを形成する少なくとも一種類の第２のコイルエレメントの一部分であって、当該コイルユニットに他のコイルユニットが連結された場合に、前記他のコイルユニットが有する前記第２のコイルエレメントの残りの部分とによって、前記各種撮影部位から高周波を受信する前記第２のコイルエレメントを形成する少なくとも一つのコイルエレメントユニットと、当該コイルユニットを前記所定の方向に沿って連結するための連結手段と、を具備することを特徴とするコイルユニットである。 The second aspect of the present invention is connected to a magnetic resonance imaging apparatus, and constitutes an RF coil used for at least high-frequency reception in magnetic resonance imaging by being connected alone or two or more along a predetermined direction. A coil unit, at least one first coil element having a shape corresponding to various imaging regions and forming one channel, wherein at least one first coil that receives a high frequency from the various imaging regions Element and a part of at least one second coil element having a shape corresponding to various imaging parts and forming one channel, and when the other coil unit is connected to the coil unit, the other And the remaining portion of the second coil element of the coil unit of A coil unit comprising: at least one coil element unit forming the second coil element that receives the first coil element; and connection means for connecting the coil unit along the predetermined direction. is there.
本発明の第３の視点は、第１の視点に係るＲＦコイル、又は第２の視点に係るコイルユニットを具備する磁気共鳴イメージング装置である。 A third aspect of the present invention is a magnetic resonance imaging apparatus including an RF coil according to the first viewpoint or a coil unit according to the second viewpoint.
以上本発明によれば、可搬型天板の導入を容易にし、寝台からコイル置き場間の移動も容易に可能とするＲＦコイル、及びこれを具備する磁気共鳴イメージング装置を実現できる。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize an RF coil that facilitates the introduction of a portable top plate and can easily move from a bed to a coil place, and a magnetic resonance imaging apparatus including the RF coil.
以下、本発明の各実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１０のブロック構成図を示している。同図に示すように、本磁気共鳴イメージング装置１０は、静磁場磁石１１、冷却系システム制御部１２、傾斜磁場コイル１３、高周波送信コイル１４、高周波受信コイル１５、送信部１８、受信部１９、データ処理部２０、表示部２４を具備している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram of a magnetic resonance imaging apparatus 10 according to this embodiment. As shown in the figure, the magnetic resonance imaging apparatus 10 includes a static
静磁場磁石１１は、静磁場を発生する磁石であり、一様な静磁場を発生する。
The static
冷却系システム制御部１２は、静磁場磁石１１の冷却機構を制御する。
The cooling
傾斜磁場コイル１３は、静磁場磁石１１の内側に設けられ、且つ静磁場磁石１１よりも短軸であり、傾斜磁場コイル装置電源１７から供給されるパルス電流を傾斜磁場に変換する。この傾斜磁場コイル１３が発生する傾斜磁場によって、信号発生部位（位置）が特定される。
The gradient
なお、Ｚ軸方向は、本実施形態では静磁場の方向と同方向にとるものとする。また、本実施形態において、傾斜磁場コイル１３及び静磁場磁石１１は円筒形をしているものとする。また、傾斜磁場コイル１３は、所定の支持機構によって真空中に配置される。これは、静音化の観点から、パルス電流の印加によって発生する傾斜磁場コイル１３の振動を、音波として外部に伝播させないためである。
In this embodiment, the Z-axis direction is the same as the direction of the static magnetic field. In the present embodiment, the gradient
高周波送信コイル（ＲＦ送信コイル）１４は、被検体の撮像領域に対して、磁気共鳴信号を発生させるための高周波パルスを印加するためのコイルである。この高周波送信コイル１４は全身用RFコイルであり、例えば腹部等を撮影する場合には、受信コイルとしても使用することができる。
The high frequency transmission coil (RF transmission coil) 14 is a coil for applying a high frequency pulse for generating a magnetic resonance signal to the imaging region of the subject. The high-
高周波受信コイル（ＲＦ受信コイル）１５は、被検体の近傍、好ましくは密着させた状態で当該被検体を挟むように設置され、被検体から磁気共鳴を受信するためのコイルである。当該高周波受信コイル１５は、一般的には、部位別に専用の形状を有する。
The high-frequency receiving coil (RF receiving coil) 15 is a coil for receiving magnetic resonance from the subject, which is installed so as to sandwich the subject in the vicinity of the subject, preferably in a close contact state. The high-
また、本ＲＦ受信コイル１５は、所定の方向に沿って連結された複数のコイルユニットから構成されている。このコイルユニットは脱着自在となっており、従って、本ＲＦ受信コイル１５は、自在にその長さを変更することができる。この本ＲＦ受信コイル１５の構成については、後で詳しく説明する。
The
なお、図１では、ＲＦ送信コイルとＲＦ受信コイルとを別体とするクロスコイル方式を例示したが、これらを一つのコイルで兼用するシングルコイル方式を採用する構成であってもよい。係る場合には、当該シングルコイルが後述するＲＦ受信コイルの構成を有することになる。 1 illustrates the cross coil system in which the RF transmission coil and the RF reception coil are separated from each other, a single coil system in which these coils are shared by one coil may be adopted. In such a case, the single coil has a configuration of an RF receiving coil to be described later.
傾斜磁場コイル装置電源１７は、傾斜磁場を形成するためのパルス電流を発生し、傾斜磁場コイル１３に供給する。また、傾斜磁場コイル装置電源１７は、後述するシステム制御部２０２の制御に従って、傾斜磁場コイル１３に供給するパルス電流の向きを切替えることにより、傾斜磁場の極性を制御する。
The gradient coil
送信部１８は、発振部、位相選択部、周波数変換部、振幅変調部、高周波電力増幅部（それぞれ図示せず）を有しており、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信用高周波コイルに送信する。当該送信によって高周波送信コイル１４から発生した高周波によって、被検体の所定原子核の磁化は、励起状態となる。
The
受信部１９は、増幅部、中間周波数変換部、位相検波部、フィルタ、Ａ／Ｄ変換器（それぞれ図示せず）を有する。受信部１９は、高周波コイル１４から受信した、核の磁化が励起状態から基底状態に緩和するとき放出する磁気共鳴信号（高周波信号）に対して、増幅処理、発信周波数を利用した中間周波数変換処理、位相検波処理、フィルタ処理、Ａ／Ｄ変換処理を施す。
The
データ処理部２０は、受信後のデータを処理して磁気共鳴画像を生成する計算機システムであり、記憶部２０１、システム制御部２０２、データ収集部２０３、再構成部２０４、コイル識別部２０６、トラップ回路制御部２０７、入力部２０８を有している。
The
記憶部２０１は、本磁気共鳴イメージング装置１０によって取得されるＭＲ画像、過去に撮影されたＭＲ画像等を記憶するメモリである。
The
システム制御部２０２は、図示していないＣＰＵ、メモリ等を有しており、システム全体の制御中枢として、本磁気共鳴イメージング装置を静的又は動的に制御する。
The
データ収集部２０３は、受信部１９によってサンプリングされたディジタル信号を収集する。
The
再構成部２０４は、データ収集部２０３によって収集されたデータに対して、後処理すなわちフーリエ変換等の再構成等を実行し、被検体内の所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを求める。
The
識別部２０６は、後述するＩＤ情報とＲＦ受信コイルの種類とを関連付けたＲＦコイル情報、及び所定の抵抗値とコイルユニットの種類とを関連付けたコイルユニット情報を記憶するメモリを有している。識別部２０６は、受信部１９を介してＲＦコイル１５から受信したＩＤ情報とＲＦコイル情報とから、ＲＦ受信コイルの種類（連結型であるか否か）を識別する。また、コイル識別部２０６は、受信部１９を介して後述する第２のコイルＩＤ部１５６から受信した電流値から抵抗値を計算し、これとコイルユニット情報とから、各コイルユニットの接続数を識別する。
The
また、識別部２０６は、受信信号が送り出されない受信信号線Ｒｉ（後述）を特定することにより、撮影に使用されないチャネルを自動的に認識する。
Further, the
なお、ＲＦコイル情報及びコイルユニット情報は、記憶部２０１に記憶される構成であってもよく、また、コイル識別部２０６が有する識別機能は、システム制御部２０２が有する構成であってもよい。
Note that the RF coil information and the coil unit information may be stored in the
トラップ回路制御部２０７は、各チャネルに対応して設けられているトラップ回路（後述）を所定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦ制御する。このトラップ回路制御部２０７の制御により、各トラップ回路は、送信時は各チャネルが送信パルスを受信しない様にし、又は受信時において所定のチャネルが他のチャネルとカップリングしないように、各チャネルに対応するコイルの（システム側から見た）インピーダンスを制御する。
The trap
入力部２０８は、オペレータからの各種指示・命令・情報をとりこむため入力装置（マウスやトラックボール、モード切替スイッチ、キーボード等）を有している。
The
表示部２４は、データ処理部２０から入力したスペクトラムデータあるいは画像データ等を表示する出力手段である。
The
（ＲＦ受信コイル）
次に、ＲＦ受信コイル１５の構成について、さらに詳しく説明する。なお、シングルコイル方式を採用する場合には、以下に説明する構成、機能等を、ＲＦ送受信コイルが具備することになる。
(RF receiver coil)
Next, the configuration of the
本ＲＦ受信コイル１５は、所定の方向に連結された複数のコイルユニットから構成される。各コイルユニットは脱着自在となっており、自由に取り外したり交換したりすることができる。また、各コイルユニットは、必ずしも同一の種類である必要はない。以下、説明を具体的にするために、二種類のコイルユニットから構成されるＲＦ受信コイルを例とする。
The
図２は、一つのコイルユニット１５０と、三つのコイルユニット１５１とから構成されるＲＦ受信コイル１５を示した図である。図２に示すように、コイルユニット１５０、１５１は、所定の方向（被検体の体軸方向）に沿って連結されている。なお、以下の説明においては、コイルユニットが連結される方向を「連結方向」と呼ぶことにする。
FIG. 2 is a diagram showing the
図３は、コイルユニット１５０の構成を、図４は、コイルユニット１５１の構成をそれぞれ説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the
図３に示すように、コイルユニット１５０は、一つのコイルエレメント１５０ａと、一つのコイルエレメントユニット１５０ｂとを有している。
As shown in FIG. 3, the
コイルエレメント１５０ａは、撮影部位に対応した形状を有しており、被検体に励起用高周波を印加するため、又は被検体に発生した磁気共鳴信号を受信するためのコイルである。このコイルエレメント１５０ａは、一チャネルを構成する。
The
コイルエレメントユニット１５０ｂは、コイルエレメント１５０ａの半分の形状を有するものである。複数のコイルユニットを連結した結果、隣り合うコイルエレメントユニット１５０ｂ同士が連結されることによって、一チャネルを構成するコイルエレメント１５０ａが形成される。
The
また、コイルユニット１５０は、被検体の体軸方向に沿ってコイルユニット同士を連結するための連結部材（図示せず）を、連結方向の上流側（後述する受信信号線の引き出し側）の側面に有している。この連結部材は、コイルユニット同士を機械的に連結する機械的連結部と、コイルエレメントユニット１５０ｂ同士を電気的に接続するための電気的接続部とを有している。特に、電気的接続部は、高い導電性を確保するため、位置決め用の機械的スライド部を有している。この機械的スライド部により、コイルユニット１５０の位置を調整することで、コイルエレメントユニット１５０ｂ間の正確なアライメントを行うことができる。
In addition, the
なお、この連結部材の構成をできるだけ簡略にするため、及び操作者の作業負担をできるだけ軽減させるために、コイルユニット同士は、図２に示すようにコイルエレメントユニット１５０ｂの真っ直ぐな部分で連結されることが好ましい。
In order to simplify the structure of the connecting member as much as possible and reduce the work burden on the operator as much as possible, the coil units are connected by a straight portion of the
一方、図４に示すように、コイルユニット１５１は、コイルユニット１５０は、一つのコイルエレメント１５０ａと、二つのコイルエレメントユニット１５０ｂとを有している。コイルエレメントユニット１５０ｂの一方は連結方向の上流側に、他方は連結方向の下流側（後述する受信信号線の引き出しとは反対側）に設けられている。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
また、コイルユニット１５１は、被検体の体軸方向に沿ってコイルユニット同士を連結するための連結部材を、当該コイルユニット１５１の上流側及び下流側の側面に有している。この連結部材により、連結方向に沿ってコイルユニット１５１同士、及びコイルユニット１５１とコイルユニット１５０とが連結され、また、コイルエレメントユニット１５０ｂ同士が電気的に接続される。
In addition, the
なお、コイルエレメントユニット１５０ｂの連結部位は、そのまま露出していると収納や運搬時において破損する危険性がある。従って、各コイルユニットは、当該連結部位を覆い保護するための保護部を有することが好ましい。
In addition, if the connection part of the
また、図２では、一つのコイルユニット１５０と、三つのコイルユニット１５１とを有するＲＦ受信コイル１５を示した。従って、これらを連結することにより、同図に示すように７個のコイルエレメント１５０ａが形成されることになり、当該ＲＦ受信コイルは７チャネルを有するものとなる。
Further, FIG. 2 shows the
（コイルユニットの種類及び連結数の識別）
本ＲＦ受信コイル１５は、複数のコイルユニットが連結された構成を有している。また、本ＲＦ受信コイル１５では、異なる種類のコイルユニットが混在する場合がある。従って、システム側は、特に後述するトラップ回路制御の観点から、接続されたＲＦ受信コイルが連結型のコイルであるか否か、及び各コイルユニットの連結数を把握する必要がある。本ＲＦ受信コイル１５は、システム側にこれらの情報を認識させる機能を有するものである。以下、ＲＦ受信コイル１５種類及びコイルユニットの連結数の識別について説明する。
(Identification of coil unit type and number of connections)
The
図５は、ＲＦ受信コイル１５が有するコイルユニットの種類及び連結数の識別機能を説明するための図である。同図に示すように、各コイルユニットは、第１のコイルＩＤ部１５４と、第２のコイルＩＤ部１５６とを有している。
FIG. 5 is a diagram for explaining the function of identifying the type and number of connections of the coil unit included in the
第１のコイルＩＤ部１５４は、ディップスイッチによるオープン及びショートの情報により、当該ＲＦ受信コイル１５が連結型であることを意味するＩＤ情報を表す特定のパターンのＩＤ信号を発生する。このＩＤ信号により、当該ＲＦ受信コイル１５が当該コイルユニットから構成される連結型であることをシステム側に知らせることができる。
The first
なお、システムは、いずれかのコイルユニットの第１のコイルＩＤ部１５４が発生するＩＤ信号を受信することで、本ＲＦ受信コイルが連結型であることを認識することができる。従って、装置を簡単にするため、例えば最も上流側にあるコイルユニット１５１の第１のコイルＩＤ部１５４が発生するＩＤ信号がシステムに認識される構成とすればよい。
Note that the system can recognize that the RF receiving coil is of a connected type by receiving an ID signal generated by the first
第２のコイルＩＤ部１５６は、コイルユニットの種類に対応した複数のＩＤ信号線Ｉｉ（ｉ＝１〜ｎ。ただし、ｎはコイルユニットの種類の数。）と、複数の信号線Ｉｉのうち当該コイルユニットが該当する種類に対応する信号線に設けられ、コイルユニットの種類毎に決められた抵抗値を持つ抵抗ｒｉと、を有している。各ＩＤ信号線は、図示していない連結部材によってユニット間で電気的に接続される。この第２のコイルＩＤ部１５６により、どの種類のコイルユニットがいくつ接続されているのかは、次の様にして認識される。
The second
すなわち、図５に示すように、コイルユニット１５０を示す抵抗ｒ１（抵抗値ｒ１）が、当該コイルユニット１５０に該当する信号線Ｉ１上に設けられている。システム側は、信号線Ｉ１を定電圧電源に繋ぎ、その電流値を計測することで抵抗値を把握することができる。計測の結果、得られた抵抗値が抵抗値ｒ１の一倍であれば、本ＲＦ受信コイル１５にはコイルユニット１５０が一つ連結されていることがわかる。
That is, as shown in FIG. 5, the resistor r <b> 1 (resistance value r <b> 1) indicating the
また、コイルユニット１５１についても同様にして連結数を認識することができる。すなわち、コイルユニット１５１を示す抵抗ｒ２（抵抗値ｒ２）が、当該コイルユニット１５０に該当する信号線Ｉ２上に設けられている。システム側は、信号線Ｉ２を定電圧電源に繋いて抵抗値を取得し、その値が抵抗値ｒ２の３倍であることにより、コイルユニット１５１が三つ連結されていることを認識することができる。
Similarly, the number of connections can be recognized for the
なお、各コイルユニットに対応する信号線Ｉｉの最も下流側の端点Ｅ（すなわち、コイルユニット１５０における信号線Ｉｉの下流側の端点）は、図５に示すように、自動的にグランド接続されるようになっている。 The end point E on the most downstream side of the signal line Ii corresponding to each coil unit (that is, the end point on the downstream side of the signal line Ii in the coil unit 150) is automatically grounded as shown in FIG. It is like that.
（受信信号線の連結）
次に、各チャネルから引き出される受信信号の各コイルユニット間での連結方法について説明する。
(Reception signal line connection)
Next, a method for connecting the reception signals drawn from the respective channels between the respective coil units will be described.
図６は、受信信号の連結方法について説明するための図である。同図に示す様に、受信信号線Ｒｉは、当該コイルユニット及び下流側に存在するコイルユニットのチャネル数を少なくとも包含する数だけ設けられている。 FIG. 6 is a diagram for explaining a method of connecting received signals. As shown in the figure, the reception signal lines Ri are provided in a number that includes at least the number of channels of the coil unit and the coil unit existing on the downstream side.
各受信信号線は、各チャネル、すなわち各コイルエレメント１５０ａ（コイルエレメントユニット１５０ｂの連結によって形成されたものを含む）から引き出され、連結方向に沿って磁気共鳴イメージング装置１０の受信部１９に接続されている。
Each reception signal line is drawn from each channel, that is, each
また、上流側のコイルエレメントユニット１５０ｂと受信信号線Ｒｉとの間には、切替スイッチ１５７が設けられている。この切替スイッチ１５７は、当該コイルエレメントユニット１５０ｂがさらに隣の（下流側の）コイルエレメントユニット１５０ｂに連結されコイルエレメント１５０ａを形成する場合には、形成されたコイルエレメント１５０ａからの受信信号をシステム側に送り出すため、自動的に閉じた状態となる（図６のチャネル２に対応する切替スイッチ１５７参照）。一方、切替スイッチ１５７は、当該コイルエレメントユニット１５０ｂが他のコイルエレメントユニット１５０ｂに連結されずコイルエレメント１５０ａを形成しない場合には、当該コイルエレメントユニット１５０ｂの受信信号をシステム側に送り出さないようにするため、自動的に開いた状態となる（図６のチャネルＮに対応する切替スイッチ１５７参照）。なお、この切替スイッチ１５７の自動的な開閉は、コイルユニット同士を連結させるための連結部材と連動させることによって、容易に実現することができる。
A
特に、切替スイッチ１５７が自動的に開いた状態となる場合には、各チャネルに対応するコイルエレメントの受信状態のインピーダンス（例えば、５０Ω）から大きく外れた抵抗と接続されるようにすれば、各受信信号線のインピーダンスを測定することにより、システム側は、受信信号が送り出されない受信信号線Ｒｉを特定することができ、撮影に使用されていないチャネルを自動的に把握することができる。 （トラップ回路の制御及び制御信号の連結方法）
次に、各チャネルに設けられるトラップ回路の制御、及び当該トラップ回路から引き出される制御信号線Ｃｉの各コイルユニット間での連結方法について説明する。
In particular, when the
Next, a control method of the trap circuit provided in each channel and a connection method between the coil units of the control signal line Ci drawn from the trap circuit will be described.
図７は、本ＲＦ受信コイル１５のトラップ回路の制御及び制御信号の連結方法を説明するための図である。同図に示すように、各コイルユニット（図７では、二つのコイルユニット１５１のみ図示）は、トラップ回路１５８、制御信号線Ｃｉを有している。
FIG. 7 is a diagram for explaining the trap circuit control of the
トラップ回路１５８は、励起高周波の送信時に各チャネルが不必要な信号を受信しないようにするため、及び撮影に使用しないチャネルが不必要な信号を受信しないようにするために、各チャネルを制御するための回路である。このトラップ回路１５８は、トラップ回路制御部２０７からの制御信号によって、次の様に制御される。
The
すなわち、撮影に使用されないチャネルに対応するトラップ回路１５８は、高周波送受信に起因する電磁誘導により、他のチャネルとカップリングしないように（当該チャネルに電流が流れないように）、当該チャネルのコイルエレメントの（システム側から見た）インピーダンスを制御する。また、撮影に使用するチャネルについても、励起高周波を送信時に当該高周波を受信しないように（当該チャネルに電流が流れないように）、当該チャネルのコイルエレメントのインピーダンスを制御する。一方、撮影に使用するチャネルに対応するトラップ回路１５８は、被検体に発生する磁気共鳴信号を受信する受信モード時においてはＯＦＦ状態とされ、接続されたコイルエレメントに対して積極的な制御を行わない。なお、撮影に使用されるチャネルの把握は、上述した通りである。
That is, the
なお、トラップ回路１５８は、上述した制御を可能とするものであれば、各チャネルを積極的に電気的制御するものである必要はない。例えば、電流の流れを発生させないクロスダイオード回路（二つのダイオードからなり、自身のアノードを相手のカソードに接続した回路）等により、各チャネルを次の様に消極的に電気的制御するものであってもよい。
Note that the
図８は、コイルエレメント１５０ａが送信パルスを受信しないようにするために、スイッチの代わりにトラップ回路１５８内に設けられるクロスダイオードＤの配置例を示した図である。受信時には、クロスダイオードＤの両端Ａ−Ｆには殆ど起電力が発生せず、クロスダイオードＤはＯＦＦ状態となり、トラップ回路は作動しない。従って、コイルエレメント１５０ａで受信した信号は、そのままシステム側に送り出すことができる。
FIG. 8 is a diagram showing an arrangement example of the cross diode D provided in the
一方、送信時には、送信パルスによってＡ−Ｂ間に高周波電圧がかかるため、送信パルスによる大出力電磁波により電磁誘導が発生し、Ａ−Ｆ−Ｂ間にも同様の電あるがかかる。そのため、クロスダイオードＤの両端（Ａ−Ｆ間）にも大電圧が掛かることになり、クロスダイオードＤがＯＮした状態となる。その結果、トラップ回路１５８が作動（ＬとＣの共振）することになり、実質的にＡ−Ｂ間がオープンとなるため、コイルエレメント１５０ａから受信した送信パルスがシステム側に流れ込むのを遮断することができる。
On the other hand, at the time of transmission, a high-frequency voltage is applied between A and B due to the transmission pulse. Therefore, electromagnetic induction is generated by a large output electromagnetic wave due to the transmission pulse, and the same electricity is applied between A and F-B. Therefore, a large voltage is also applied to both ends (between A and F) of the cross diode D, and the cross diode D is turned on. As a result, the
制御信号線Ｃｉは、各コイルユニットにおいて、当該コイルユニット及び下流側のコイルユニットのチャネル数を少なくとも包含する数だけ設けられている。各制御信号線Ｃｉは、対応するトラップ回路１５８に接続され、磁気共鳴イメージング装置本体からの制御信号を当該対応するトラップ回路１５８に送り出す。
In each coil unit, the control signal line Ci is provided in a number that includes at least the number of channels of the coil unit and the downstream coil unit. Each control signal line Ci is connected to a
なお、この制御信号線Ｃｉは、コイルユニットを連結部材によって接続することにより、ユニット間で電気的に接続される。 The control signal line Ci is electrically connected between the units by connecting the coil units with a connecting member.
以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。 According to the configuration described above, the following effects can be obtained.
本ＲＦコイルは、患者の体軸方向に沿って連結された複数のコイルユニットから構成されており、各コイルユニットは、脱着自在となっている。従って、可搬型天板により患者をストレッチャー等に移動する場合、個々のコイルユニットに分解してＲＦコイルを取り外すことで、当該患者の移動を容易に行うことができる。また、当該ＲＦコイルのコイル置き場までの運搬についても、個々のコイルユニットに分解することで、容易に実行することができる。 This RF coil is comprised from the several coil unit connected along the patient's body-axis direction, and each coil unit is detachable. Therefore, when a patient is moved to a stretcher or the like by a portable top plate, the patient can be easily moved by disassembling into individual coil units and removing the RF coil. In addition, transportation of the RF coil to the coil storage site can be easily performed by disassembling into individual coil units.
また、本ＲＦコイルを構成するコイルユニット同士は、コイルエレメントユニットの真っ直ぐな部分で連結される様になっている。従って、コイルユニットの連結部材の構成をできるだけ簡略にでき、また、操作者の作業負担を軽減させることができる。 Further, the coil units constituting the RF coil are connected to each other at a straight portion of the coil element unit. Therefore, the structure of the connecting member of the coil unit can be simplified as much as possible, and the work burden on the operator can be reduced.
また、本ＲＦコイルは、その種類、種類別のコイルユニットの接続数、撮影に使用されるチャネルを自動的にシステム側に知らせることができる。従って、操作者は、例えばコイルユニットを連結したり取り外したりした場合であっても、いちいちＲＦコイルの種類、接続数、使用チャネルを入力する必要がない。その結果、操作者の作業負担を軽減させることができる。 In addition, this RF coil can automatically notify the system side of the type, the number of coil units connected for each type, and the channel used for imaging. Therefore, even if the operator connects or removes the coil unit, for example, it is not necessary to input the type of RF coil, the number of connections, and the channel to be used. As a result, the work burden on the operator can be reduced.
また、本ＲＦコイルは、コイルエレメントが一チャネルとして有効に機能する場合には、受信信号ラインとシステム側とを自動的に接続し、一チャネルとして機能しない場合には、受信信号ラインとシステム側とを自動的に切断するスイッチを有している。従って、受信信号ラインとシステム側との接続切替を人為的に制御する必要がなく、操作者の作業負担を軽減させることができる。また、不要なコイルエレメントからのノイズを自動的に遮断することができる。 In addition, this RF coil automatically connects the reception signal line and the system side when the coil element functions effectively as one channel, and receives the signal line and the system side when it does not function as one channel. And a switch for automatically disconnecting. Therefore, it is not necessary to artificially control connection switching between the reception signal line and the system side, and the operator's work load can be reduced. Further, it is possible to automatically block noise from unnecessary coil elements.
また、本ＲＦコイルのコイルエレメントは、接続されたトラップ回路により、送信時又は受信時において所定のチャネルが他のチャネルとカップリングしないように、システム側から見たインピーダンスが制御される。従って、励起高周波送信時、又は磁気共鳴信号受信時においても、各チャネルの不必要な信号検出を防止することができる。 Further, the impedance of the coil element of the RF coil as viewed from the system side is controlled by a connected trap circuit so that a predetermined channel is not coupled with another channel at the time of transmission or reception. Therefore, unnecessary signal detection of each channel can be prevented even during excitation high-frequency transmission or magnetic resonance signal reception.
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態にて説明したＲＦ受信コイルは、図２に示した様に、連結された二種類のコイルユニット１５０、１５１によって構成されるものであったが、使用するコイルユニットの種類の数に限定はなく、連結された三種類以上のコイルユニットによって構成されるものであってもよい。また、各コイルユニットが有するコイルエレメントの種類も二種以上であってよく、さらに、各種類に対応するコイルエレメントを複数有する構成であってもよい。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 2, the RF receiving coil described in the first embodiment is composed of two
以上の観点から、本実施形態では、複数種類のコイルエレメントを種類毎に複数個有するコイルユニット、及び複数種類の当該コイルユニットを連結して構成されるＲＦ受信コイルについて説明する。なお、各コイルユニット又は本ＲＦ受信コイルについては、第１の実施形態にて説明したものと同様の構成によって、コイルユニットの種類及び連結数の識別機能、受信信号線の連結機能、トラップ回路の制御機能、制御信号の連結機能を有するものとする。 From the above viewpoint, in the present embodiment, a description will be given of a coil unit having a plurality of types of coil elements for each type, and an RF receiving coil configured by connecting a plurality of types of the coil units. Each coil unit or the present RF receiving coil has the same configuration as that described in the first embodiment, so that the type of the coil unit and the number of connections, the reception signal line connection function, the trap circuit It shall have a control function and a control signal connection function.
図９は、本実施形態に係るＲＦ受信コイル１５の一例を示しており、各コイルエレメント、各コイルエレメントユニットの配置を説明するための図である。また、図１０は、側面から見た本ＲＦ受信コイル１５を示した図である。各図に示す様に、本ＲＦ受信コイル１５は、五種類のコイルユニット（頭部用コイルユニット２５２、ネック−スパイン用コイルユニット２５３、スパイン用コイルユニット２５４、腹部用コイルユニット２５５、膝用コイルユニット２５６）から構成されている。各コイルユニットは、それぞれ測定部位に対応したコイルエレメントを有している。
FIG. 9 shows an example of the
頭部用コイルユニット２５２は、第１の頭部用コイルユニット２５２Ａ（図９参照）と、第２の頭部用コイルユニット２５２Ｂ（図１０参照）とを有している。各頭部用コイルユニットには、頭部を撮影するためのコイルエレメント２５２ａ、コイルエレメントユニット２５２ｂ等が設けられている。
The
ネック−スパイン用コイルユニット２５３は、脊椎を撮影するためのコイルエレメント２５３ａ、コイルエレメントユニット２５３ｂ、２５３ｃ等を有している。特に、コイルエレメントユニット２５３ｂは、頭部用コイルユニット２５２のコイルエレメントユニット２５２ｂと連結されることにより、ネック撮影用のコイルエレメントを形成する。
The neck-
スパイン用コイルユニット２５４は、脊椎を撮影するためのコイルエレメント２５４ａ、コイルエレメントユニット２５４ｂ、２５４ｃを有している。特に、コイルエレメントユニット２５４ｂは、コイルエレメントユニット２５４ｃ又は２５３ｃと連結されることにより、脊椎撮影用のコイルエレメントを形成する。
The
図１０に示す腹部用コイルユニット２５５は、腹部を撮影するためのコイルエレメント（図示せず）を有している。この腹部用コイルユニット２５５は、例えば図示していない所定の凸部を、凹部２５４ｄにはめ込むことで、スパイン用コイルユニット２５４の上側に設置される。
The
膝用コイルユニット２５６は、膝を撮影するためのコイルエレメント２５６ａ、コイルエレメントユニット２５６ｂを有している。特に、コイルエレメントユニット２５６ｂは、コイルエレメントユニット２５４ｃと連結されることにより、脊椎撮影用のコイルエレメントを形成する。
The
以上述べた様に、本発明の技術的思想によれば、複数種類のコイルエレメントを種類毎に複数個有するコイルユニット、及び複数種類の当該コイルユニットを連結して構成されるＲＦ受信コイルを実現することも可能である。従って、種々のコイルエレメントの組み合わせにより、患者の体格・体型に対応するＲＦコイル、及び撮影目的や撮影プランに応じたＲＦコイルを組み立てることができる。その結果、磁気共鳴イメージングにおける撮影自由度を拡張することができ、個々の患者に適合する好適な撮影を実現することができる。 As described above, according to the technical idea of the present invention, a coil unit having a plurality of types of coil elements for each type and an RF receiving coil configured by connecting a plurality of types of the coil units are realized. It is also possible to do. Therefore, by combining various coil elements, it is possible to assemble an RF coil corresponding to the patient's physique and body shape and an RF coil corresponding to the imaging purpose and imaging plan. As a result, the imaging freedom in magnetic resonance imaging can be expanded, and suitable imaging suitable for individual patients can be realized.
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
（１）例えば、本ＲＦコイルを構成するコイルユニットの配列順序は、自由に入れ替えできるようにすることも可能である。これは、各コイルユニットに、当該ＲＦコイルが有する最大チャネル数に対応する受信信号Ｒｉ、制御信号Ｃｉを設けることによって実現することができる。 (1) For example, the arrangement order of the coil units constituting the RF coil can be freely changed. This can be realized by providing each coil unit with a reception signal Ri and a control signal Ci corresponding to the maximum number of channels of the RF coil.
（２）当然ながら、各コイルユニットは、単独でも使用可能である。 (2) Naturally, each coil unit can be used alone.
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
１０…磁気共鳴イメージング装置、１１…静磁場磁石、１２…冷却系システム制御部、１３…傾斜磁場コイル、１４…高周波送信コイル、１５…高周波受信コイル、１８…送信部、１９…受信部、２０…データ処理部、２４…表示部、２０１…記憶部、２０２…システム制御部、２０３…データ収集部、２０４…再構成部、２０６…識別部、２０７…トラップ回路制御部、２０８…入力部、２５２…頭部用コイルユニット、２５３…ネック−スパイン用コイルユニット、２５４…スパイン用コイルユニット、２５５…腹部用コイルユニット、２５６…膝用コイルユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Magnetic resonance imaging apparatus, 11 ... Static magnetic field magnet, 12 ... Cooling system control part, 13 ... Gradient magnetic field coil, 14 ... High frequency transmission coil, 15 ... High frequency reception coil, 18 ... Transmission part, 19 ... Reception part, 20 ... Data processing unit, 24 ... Display unit, 201 ... Storage unit, 202 ... System control unit, 203 ... Data collection unit, 204 ... Reconstruction unit, 206 ... Identification unit, 207 ... Trap circuit control unit, 208 ... Input unit, 252 ... Coil unit for head, 253 ... Coil unit for neck-spine, 254 ... Coil unit for spine, 255 ... Coil unit for abdomen, 256 ... Coil unit for knee
Claims (14)
所定の方向に沿って二つ以上連結され且つ取り外し可能な複数のコイルユニットを複数具備し、
前記各コイルユニットは、
各種撮影部位に対応する形状を有し一チャネルを形成する少なくとも一種類の第１のコイルエレメントであって、前記各種撮影部位から高周波を受信する少なくとも一つの第１のコイルエレメントと、
各種撮影部位に対応する形状を有し一チャネルを形成する少なくとも一種類の第２のコイルエレメントの一部分であって、当該コイルユニットに他のコイルユニットが連結された場合に、前記他のコイルユニットが有する前記第２のコイルエレメントの残りの部分とによって、前記各種撮影部位から高周波を受信する前記第２のコイルエレメントを形成する少なくとも一つのコイルエレメントユニットと、
当該コイルユニットを前記所定の方向に沿って連結するための連結手段と、を有すること、
を特徴とするＲＦコイル。 An RF coil connected to a magnetic resonance imaging apparatus and used for at least high frequency reception in magnetic resonance imaging,
A plurality of coil units that are connected and removable in two or more along a predetermined direction;
Each coil unit is
At least one first coil element having a shape corresponding to various imaging regions and forming one channel, at least one first coil element receiving high frequency from the various imaging regions;
A part of at least one type of second coil element having a shape corresponding to various imaging regions and forming one channel, and when the other coil unit is connected to the coil unit, the other coil unit And at least one coil element unit that forms the second coil element that receives high frequencies from the various imaging regions by the remaining part of the second coil element included in
Connecting means for connecting the coil unit along the predetermined direction,
RF coil characterized by this.
前記コイルエレメントユニットにより前記第２のコイルエレメントが形成されていない場合には、前記コイルエレメントユニットと前記第１の信号線とを電気的に切断し、
前記コイルエレメントユニットにより前記第２のコイルエレメントが形成されている場合には、前記コイルエレメントユニットと前記第１の信号線とを電気的に接続する切替手段をさらに有すること、
を特徴とする請求項２又は３記載のＲＦコイル。 A switching means for switching electrical connection between the coil element unit and the first signal line,
When the second coil element is not formed by the coil element unit, the coil element unit and the first signal line are electrically disconnected,
When the second coil element is formed by the coil element unit, further comprising switching means for electrically connecting the coil element unit and the first signal line;
The RF coil according to claim 2 or 3, wherein:
前記各トラップ回路と磁気共鳴イメージング装置とを接続し、当該磁気共鳴イメージング装置から前記各トラップ回路に前記制御信号を送信するための複数の制御信号線と、
をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載のＲＦコイル。 A trap circuit that is provided for each of the first coil elements and for each of the second coil elements, and disables high-frequency reception by each channel according to a control signal;
A plurality of control signal lines for connecting each trap circuit and the magnetic resonance imaging apparatus, and transmitting the control signal from the magnetic resonance imaging apparatus to each trap circuit;
The RF coil according to claim 1, further comprising:
各種撮影部位に対応する形状を有し一チャネルを形成する少なくとも一種類の第１のコイルエレメントであって、前記各種撮影部位から高周波を受信する少なくとも一つの第１のコイルエレメントと、
各種撮影部位に対応する形状を有し一チャネルを形成する少なくとも一種類の第２のコイルエレメントの一部分であって、当該コイルユニットに他のコイルユニットが連結された場合に、前記他のコイルユニットが有する前記第２のコイルエレメントの残りの部分とによって、前記各種撮影部位から高周波を受信する前記第２のコイルエレメントを形成する少なくとも一つのコイルエレメントユニットと、
当該コイルユニットを前記所定の方向に沿って連結するための連結手段と、
を具備することを特徴とするコイルユニット。 A coil unit that is connected to a magnetic resonance imaging apparatus and constitutes an RF coil that is used for at least high-frequency reception in magnetic resonance imaging by being connected alone or two or more along a predetermined direction,
At least one first coil element having a shape corresponding to various imaging regions and forming one channel, at least one first coil element receiving high frequency from the various imaging regions;
A part of at least one type of second coil element having a shape corresponding to various imaging regions and forming one channel, and when the other coil unit is connected to the coil unit, the other coil unit And at least one coil element unit that forms the second coil element that receives high frequencies from the various imaging regions by the remaining part of the second coil element included in
Connecting means for connecting the coil unit along the predetermined direction;
A coil unit comprising:
前記コイルエレメントユニットにより前記第２のコイルエレメントが形成されていない場合には、前記コイルエレメントユニットと前記第１の信号線とを電気的に切断し、
前記コイルエレメントユニットにより前記第２のコイルエレメントが形成されている場合には、前記コイルエレメントユニットと前記第１の信号線とを電気的に接続する切替手段をさらに有すること、
を特徴とする請求項１０又は１１記載のコイルユニット。 A switching means for switching electrical connection between the coil element unit and the first signal line,
When the second coil element is not formed by the coil element unit, the coil element unit and the first signal line are electrically disconnected,
When the second coil element is formed by the coil element unit, further comprising switching means for electrically connecting the coil element unit and the first signal line;
The coil unit according to claim 10 or 11, wherein:
前記各トラップ回路と磁気共鳴イメージング装置とを接続し、当該磁気共鳴イメージング装置から前記各トラップ回路に前記制御信号を送信するための複数の制御信号線と、
をさらに具備することを特徴とする請求項９乃至１２のうちいずれか一項記載のコイルユニット。 A trap circuit that is provided for each of the first coil elements and for each of the second coil elements, and disables high-frequency reception by each channel according to a control signal;
A plurality of control signal lines for connecting each trap circuit and the magnetic resonance imaging apparatus, and transmitting the control signal from the magnetic resonance imaging apparatus to each trap circuit;
The coil unit according to claim 9, further comprising:
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