JPH0975322A - 磁気共鳴映像装置用高周波コイル - Google Patents
磁気共鳴映像装置用高周波コイルInfo
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- JPH0975322A JPH0975322A JP7235759A JP23575995A JPH0975322A JP H0975322 A JPH0975322 A JP H0975322A JP 7235759 A JP7235759 A JP 7235759A JP 23575995 A JP23575995 A JP 23575995A JP H0975322 A JPH0975322 A JP H0975322A
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Abstract
な画像が得られる楕円筒型でQD型の磁気共鳴映像装置
用高周波コイルを提供する。 【構成】 ほぼ楕円筒状に構成し、長軸あるいは短軸に
対してほぼ45°の4方向に円筒軸に平行な4本のウイ
ング導体1a−1dを持ち、ウイング導体1a−1dの
両側に各々楕円状のリング導体2a,2bを持ち、少な
くとも一方のコイル端にエンド導体3a,3bを持ち、
4本のウイング導体1a−1dと少なくとも一方のリン
グ導体2a又は2bはキャパシタンス5a−5hにより
接続され、ほぼ同じ接続部でさらにエンド導体3a,3
bにも接続され、接続されたリング導体2a,2b又は
エンド導体3a,3bのウイング導体との4つの接続部
間のほぼ中間にキャパシタンス4a−4hを挿入した構
成の高周波コイル。
Description
た被検体に対する高周波磁場の印加及び被検体からの磁
場共鳴信号の検出のうち少なくとも一方を行う磁気共鳴
映像装置用高周波コイルに関する。
被検体に静磁場を印加すると共に、高周波磁場の送信と
勾配磁場の印加を所定のシーケンスにより行うことによ
って磁気共鳴信号を生じさせ、この磁気共鳴信号を受信
し処理して画像を再構成する。高周波磁場の送信と磁気
共鳴信号の受信は、高周波コイルを介して行われる。
を可能とする高速イメージング法(撮像時間が数10m
s)では、観測時間を短縮したことによるS/N低下が
大きな問題となっている。また同じく脳の局所血流の微
妙な変化を捉える脳機能イメージングにおいても同様の
高速イメージング法を用いるため高S/N化が不可欠で
ある。
波コイルの構成が重要ポイントとなる。高周波コイルで
観測する信号S/Nは、B1 /R1/2 に比例する。ここ
でB1 は高周波コイルに1アンペアの電流を流したとき
に観測領域で発生する磁場の強さであり、高周波コイル
を小さくする事により大きくすることができる。Rは高
周波コイルの高周波抵抗を示すが、コイル由来の高周波
損失と被検体由来の高周波損失に分けられる。通常被検
体由来の損失は避けようなないため、できるだけコイル
由来の高周波損失が少なくなるようにする。相対的に被
検体由来の損失が支配的になるようにすればよいため、
高周波コイル内の被検体の充填率を上げるようにすれば
よい。
イルは、磁石のカバーの内側に納められるため、被検体
に比べ非常に大きく、B1 が小さくなるだけでなく充填
率を下げている。また頭部用コイルについても頭部を載
せるヘッドレストが十分余裕を持って納まるように大き
めの円筒状に作られており、被検体に密着させないこと
によりB1 を下げている。
腹部あるいは頭部をイメージングする場合、S/N最大
となる最適な高周波コイルの構成をとっていなかった。
本発明の目的は、被検体に密着し易い楕円筒型でQD型
の磁気共鳴映像装置用高周波コイルを提供することを目
的とする。
像装置用高周波コイルは上記課題を解決するため、ほぼ
楕円筒状に構成し、長軸あるいは短軸に対してほぼ45
°の4方向に円筒軸に平行な4本のウイング導体を持
ち、ウイング導体の両端に各々楕円状のリング導体を持
ち、少なくとも一方のコイル端にエンド導体を持ち、4
本のウイング導体と少なくとも一方のリング導体はキャ
パシタンスにより接続され、ほぼ同じ接続部でさらにエ
ンド導体にも接続され、接続されたリング導体又はエン
ド導体のウイング導体との4つの接続部間のほぼ中間に
キャパシタンスを挿入した構成の高周波コイル、又は、
ほぼ楕円筒状に構成し、長軸あるいは短軸に対してほぼ
45°の4方向に円筒軸に平行な4本のウイング導体を
持ち、ウイング導体の両端に各々楕円状のリング導体を
持ち、少なくとも一方のコイル端にエンド導体を持ち、
4本のウイング導体とリング導体は直接接続され、ほぼ
同じ接続点でエンド導体とキャパシタンスにより接続さ
れ、接続されたリング導体はウイング導体との4つの接
続部間のほぼ中間にキャパシタンスを挿入した構成とし
ている。
像装置用高周波コイルによれば、平行に並んだウイング
導体部に直列に挿入されたキャパシタンス、又は同じく
平行に並んだウイング導体・リング導体の接続部とエン
ド導体接続部に挿入されたキャパシタンスより、各々9
0°位相の異なる高周波電力を供給又は高周波信号を検
出することができる。さらに、エンド導体は楕円状のリ
ング導体でもよいし、楕円筒の軸にほぼ垂直な板状か曲
面状の導体で構成しても良い。板状か曲面状の導体で構
成することにより均一領域を拡大できる。またこのよう
な高周波コイルにおいて高周波電力を供給又は高周波信
号を検出する側でない反対側のウイング導体は軸に平行
に分割されていても良い。こうすることにより、非可塑
性の材料で覆い、フレキシブルに開いたり閉じたりでき
る。
る磁気共鳴映像装置用高周波コイルを示す図である。図
1において、本実施形態の高周波コイルは、ほぼ楕円筒
状に構成され、長軸あるいは短軸に対してほぼ45°の
4方向に円筒軸に平行な4本のウイング導体1a−1d
を持つ。これは、楕円筒上に導体板状に形成されてい
る。
状のリング導体2a−2bを持ち、各々4本のウイング
導体1a−1dとリング導体2a−2bは直接接続さ
れ、ほぼ同じ接続点でエンド導体3a−3bとキャパシ
タンス4a−4hにより接続されている。また、接続さ
れたリング導体2a,2bはそれぞれウイング導体1a
−1bとの4つの接続部間のほぼ中間にキャパシタンス
5a−5d,5e−5hを挿入する形で分割されてい
る。
間に挿入されたキャパシタンス4c,4dより行われて
いる。通常、エンド導体3aと給電用同軸ケーブル6
a,6bのアース導体(被覆導体)7a,7bを接続
し、リング導体2a側からキャパシタンス8a,8bを
介して同軸ケーブル6a,6bの芯線に接続する。
直交する2方向に高周波磁場を発生させるべく2つの給
電用ケーブル6a,6bを接続している。この場合、2
つの給電点間のアイソレーションを十分取る必要がある
が、アイソレーション確保のためには、リング導体2a
又は2bに挿入されたキャパシタンス5a−5hの値を
調整する。上下方向のキャパシタンス5a,5c,5
e,5g、また左右方向のキャパシタンス5b,5d,
5f,5hは、ペアで変えた方が望ましい。これらキャ
パシタンス5a,5c,5e,5g、また左右方向のキ
ャパシタンス5b,5d,5f,5hは、可変容量コン
デンサを用いてもよい。
駆動時にエンド導体3a,3bに渦電流が発生しないよ
うに、十分に容量の大きいキャパシタンスを1ケ所以上
挿入するとよい。さらにウイング導体1a−1dは、幅
広であるとやはり渦電流が多く流れ画像化時に悪影響を
及ぼす。この渦電流の影響を避けるため、例えば図2の
ように高周波電流の流れにできるだけ沿った形でスリッ
ト9a,9bを挿入し、渦電流ループの発生を妨げるた
めキャパシタンス10a−10cを挿入することが望ま
しい。
3では、図1の実施形態の磁気共鳴映像装置用高周波コ
イルの電気的等価回路を示す。エンド導体3a,3bの
位置は、図3から類推されるように、図1の如くリング
導体2a,2bの内側に置く必要はない。外側でも、軸
方向に隣接する位置でもよく、電気的回路が図3と等価
であればよい。
中心を通るように点線で示されているのは、電気的中点
であり、この位置で楕円上のリング導体11をウイング
導体1a−1dに接続しても問題はなく、さらに接続後
軸方向の半分を取り除いても使用上問題はない。
合の実施形態を示す図である。もちろん、リング導体1
1には渦電流の発生を抑えるため1ケ所以上十分容量の
大きいキャパシタンスを挿入するのが望ましい。
め、人胴体に適用する場合は、長軸を水平方向に、短軸
を上下方向にする。その際、被検者に装着するには開閉
機構がある方が望ましい。
するための一例を示している。本コイルでは、ウイング
導体に流れる高周波電流は、リング導体、あるいはエン
ド導体では2方向に分割される。よって、幅広なウイン
グ導体のほぼ真ん中で軸方向に入れたスリットで分割し
ても高周波電流のパスに影響を与えない。つまり電気的
に接続する必要はない。もちろんこの際、図1ではウイ
ング導体とリング導体の接点とエンド導体を接続するキ
ャパシタンス(容量C)を各々1つしか示していない
が、例えばウイング1bを分割する場合には、容量C/
2のキャパシタンス12a,12b又は12c,12d
をそれぞれ2つ並列に並べ、その間で分割するようにす
る。エンド導体3a,3bも同じ位置で切断することに
より、この位置で完全にコイルを切断することが可能で
ある。
を可塑性を有する支持部材13で覆い、被検者に入って
もらうときは切断部を開き、切断部を閉じる際には接続
部に例えばマジックテープ14を用いることにより容易
に被検者に装着できるようになる。
部も非常によい対象である。頭部に適用する際には、長
軸を上下方向に、短軸を左右方向にした方が望ましい。
図7は本発明の高周波コイルを頭部に適用する際の例を
示す。これは基本的には図3の等価回路で示されるコイ
ルの例であるが、まず、図4と同様にウイング導体の中
点でリング導体を接続する形状をしている。この場合、
リング導体21付近はキャパシタンスが集まっている側
と軸上反対の位置にあり構成上電界が弱いため、こちら
から頭部を挿入しても、電界由来のコイルロスを抑える
ことができる。またキャパシタンスが集まった給電点側
のエンド導体22を導体板、又は頭頂部の曲面形状に合
わせた形にすることにより、頭頂部の高周波磁場均一性
を向上させることができる。
が提案されているが、これらの例で導体板などで覆うの
は、キャパシタンスの集まった給電点側よりもむしろ、
本実施形態でウイング導体の中点で接続したリング導体
21の部分である。エンド導体22の構成については、
やはり傾斜磁場コイル駆動時の渦電流を抑えるため図8
のように網状にするか、図9のように複数の導体23に
分割して十分容量の大きなキャパシタンス24で接続す
る。その他誘電体を挟んだ両面基板を用いて各々の導体
面の分割を互い違いに行う、等の操作により、隣接する
導体間を直流的には切断するものの高周波的には接続状
態にする種々の手法を用いることができる。
との密着度を高めるため、ヘッドレスト25と一体型で
形成しても良い。図10ではヘッドレスト25はまた寝
台26に固定されている。
共鳴映像装置用高周波コイルを示す図である。4本のウ
イング導体31a−31dと両側のリング導体32a,
32bはキャパシタンス33a−33d,33e−33
hにより接続され、ほぼ同じ接続部でさらにエンド導体
34a,34bにも付加的な接続導体35a−35d,
35e−35hにより接続され、エンド導体においてエ
ンド導体34a,34bとリング導体32a,32b各
々の4つの接続部のほぼ中間にキャパシタンス36a−
36d,36e−36hが挿入されている。
31a,31b間に挿入されたキャパシタンス33a,
33bより行われている。ここではリング導体32aと
給電用同軸ケーブル37a,37bのアース側導体38
a,38b(被覆導体)を接続し、ウイング導体31
a,31bからキャパシタンス39a,39bを介して
同軸ケーブルの芯線に接続する。
に、直交する2方向に高周波磁場を発生させるべく、隣
接するリング導体/ウイング導体間キャパシタンスに給
電用ケーブル37a,37bを接続している。この場合
2つの給電点間のアイソレーションを十分取る必要があ
るが、そのためには、エンド導体34a,34bに挿入
されたキャパシタンスの値を調整する。上下方向のキャ
パシタンス36a,36c,36e,36g、また左右
方向のキャパシタンス36b,36d,36f,36h
はペアで変えた方が望ましい。上下方向のキャパシタン
ス36a,36c,36e,36g、また左右方向のキ
ャパシタンス36b,36d,36f,36hは可変容
量コンデンサを用いてもよい。
イル駆動時にリング導体に渦電流が発生しないように、
十分に容量の大きいキャパシタンスを1ケ所以上挿入す
るとよい。ウイング導体31a−31dに渦電流が多く
流れるのを避けるための方法は、図4と同様である。
図12では、図11の実施形態の磁気共鳴映像装置用高
周波コイルの電気的等価回路を示す。エンド導体34
a,34bの位置は、図12から類推されるように、図
11のごとくリング導体32a,32bの内側に置く必
要はない。外側でも、軸方向に隣接する位置でもよく、
電気的回路が図12と等価であればよい。
心を通るように点線で示されているのは、電気的中点で
あり、この位置で楕円上のリング導体をウイング導体に
接続しても問題はなく、さらに接続後軸方向の半分を取
り除いても使用上問題はない。これは図1の実施形態に
対して図4の変形例があり得るのと同様である。もちろ
ん、リング導体には渦電流の発生を抑えるため1ケ所以
上十分容量の大きいキャパシタンスを挿入するのが望ま
しい。図11の実施形態のコイルを人胴体に適用する場
合は、長軸を水平方向に、短軸を上下方向にする。その
際、被検者に装着するには開閉機構がある方が望まし
い。
閉式にするための一例を示している。本コイルでは、ウ
イング導体31cに流れる高周波電流は、リング導体3
1a,32b、あるいはエンド導体34a,34bでは
2方向に分割される。よって、幅広なウイング導体の真
ん中で軸方向に入れたスリットで分割しても高周波電流
のパスに影響を与えない。つまり電気的に接続する必要
はない。もちろんこの際、図11ではウイング導体31
cとリング導体32a,32bを接続する容量Cのキャ
パシタンスをそれぞれ1つしか示していないが、ウイン
グ導体31cを分割する場合には、容量C/2のキャパ
シタンス40aと40b,40cと40dを2つ並列に
並べ、その間にスリットが入るようにする。リング導体
32a,32b、エンド導体34a,34bも同じ位置
で切断することにより、この位置で完全にコイルを切断
することが可能である。その際リング導体32a,32
b、エンド導体34a,34bは切断端で各々接続導体
41a−41dで接続する。コイルを可塑性を有する支
持部材で覆い、被検者に入ってもらうときは切断部を開
き、切断部を閉じる際には接続部に例えばマジックテー
プを用いることにより容易に被検者に装着できるように
なる。これは図6の例と同様である。
に適用できる。長軸を上下方向に、短軸を左右方向にし
図7の様に構成できる。図7の例ではエンド導体を導体
板で形成しているが、図11の例ではリング導体を導体
板で形成すればよい。また図10のように頭部用コイル
は被検体との密着度を高めるため、ヘッドレスと一体型
で形成しても良い。
ウイング導体31a−31dとキャパシタンス33a−
33hは直列に接続されていればよいので、図11のよ
うにウイング導体の両側にキャパシタンスを設けるので
はなく、真ん中に配置しても構わない。その場合は構造
的には図2のようになる。
が、受信専用に構成しても良い。その際には、図14に
示すようにコイルを構成するキャパシタンスのうちの一
部のキャパシタンスC′51に並列に、インダクタンス
L′52とクロスダイオード53を直列に結合したもの
を接続すればよい。その際、本発明の高周波コイルの共
鳴高周波をωo としたとき、ωo 2 =1/(L′C′)
になるようにする。またクロスダイオード53の代わり
にピンダイオードを用いることもできる。
頭部の高S/Nな画像が得られるようになり、また、分
割してフレキシブルに構成することにより、被検体に容
易に装着可能な楕円筒型でQD型の磁気共鳴映像装置用
高周波コイルを提供することができる。
高周波コイルの概略を示す図。
例を示す図。
図。
た例を示す図。
するため切断して開閉できるようにした例を示す図。
場合の断面図を示す図。
を示す図。
構成例を示す図。
構成した例を示す図。
置用高周波コイルの概略を示す図。
す図。
すくするため切断して開閉できるようにした例を示す
図。
るとき送信状態にて高周波コイルをOFF(周波数の離
調)状態にするトラップ回路の例を示す図。
リング導体 3a,3b エンド導体 4a−4h リング導体とエンド導体間キャパシタンス 5a−5h リング導体キャパシタンス 6a,6b
同軸ケーブル 7a,7b アース側導体 8a,8b
キャパシタンス 9a,9b スリット 10a,10
c キャパシタンス 11 リング導体 12 リング導体とエンド導体間キャパシタンス 13 被可塑性支持部材 14 マジッ
クテープ 21 リング導体 22 銅板状
エンド導体 23 分割されたエンド導体 24 キャパ
シタンス 25 ヘッドレスト 26 寝台 31a−31d ウイング導体 32a,32
b リング導体 33a−33h ウイング導体とリング導体間キャパシ
タンス 34a,34b エンド導体 35a−35h リング導体とエンド導体間接続導体 36a−36h エンド導体キャパシタンス 37a,37b 同軸ケーブル 38a,38
b アーク側導体 39a,39b キャパシタンス 40a−40d ウイング導体とリング導体間キャパシ
タンス 41a−41d リング導体とエンド導体間接続導体 51 キャパシタンス 52 インダ
クタンス 53 クロスダイオード
Claims (7)
- 【請求項1】静磁場中に置かれた被検体に対する高周波
磁場の印加及び被検体からの磁場共鳴信号の検出のうち
少なくとも一方を行う磁気共鳴映像装置用高周波コイル
において、 全体がほぼ楕円筒状に構成されるものであって、前記楕
円の一軸に対してほぼ45°の4方向に円筒軸に平行に
設けられる4本のウイング導体と、これらウイング導体
の両端に各々設けられる楕円状リング導体と、少なくと
も一方のコイル端に設けられるエンド導体と、前記4本
のウイング導体と少なくとも一方の前記リング導体及び
前記エンド導体とに接続されるキャパシタンスと、前記
ウイング導体と前記リング導体又は前記エンド導体の接
続部間のほぼ中間に各々挿入されるキャパシタンスとを
具備することを特徴とする磁気共鳴映像装置用高周波コ
イル。 - 【請求項2】静磁場中に置かれた被検体に対する高周波
磁場の印加及び被検体からの磁場共鳴信号の検出のうち
少なくとも一方を行う磁気共鳴映像装置用高周波コイル
において、 全体がほぼ楕円筒状に構成されるものであって、前記楕
円の一軸に対してほぼ45°の4方向に円筒軸に平行に
設けられる4本のウイング導体と、このウイング導体の
両端に直接接続される楕円状リング導体と、少なくとも
一方のコイル端に設けられるエンド導体と、前記4本の
ウイング導体と前記リング導体とのほぼ同じ接続点と前
記エンド導体との間に接続されるキャパシタンスと、前
記リング導体における前記ウイング導体との4つの接続
部間のほぼ中間に各々挿入されるキャパシタンスとを具
備することを特徴とする磁気共鳴映像装置用高周波コイ
ル。 - 【請求項3】静磁場中に置かれた被検体に対する高周波
磁場の印加及び被検体からの磁場共鳴信号の検出のうち
少なくとも一方を行う磁気共鳴映像装置用高周波コイル
において、 全体がほぼ楕円筒状に構成されるものであって、前記楕
円の一軸に対してほぼ45°の4方向に円筒軸に平行に
設けられる4本のウイング導体と、このウイング導体の
両端に直接接続される楕円状リング導体及びエンド導体
と、前記ウイング導体と前記リング導体及び前記エンド
導体との接続部間のほぼ中間に各々挿入されるキャパシ
タンスとを具備し、前記4本のウイング導体は楕円筒軸
方向に分割され且つこれら分割されたウイング導体は前
記キャパシタンスにより接続されてなることを特徴とす
る磁気共鳴映像装置用高周波コイル。 - 【請求項4】前記隣り合って並んだウイング導体に直列
に接続されたキャパシタンス、又は同じく平行に並んだ
ウイング導体、前記リング導体の接続部とエンド導体接
続部に挿入されたキャパシタンスより、各々90°位相
の異なる高周波電力を供給又は高周波信号を検出するこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
の磁気共鳴映像装置用高周波コイル。 - 【請求項5】前記高周波電力を供給又は高周波信号を検
出する側でないウイング導体の部分が、軸に平行に分割
されて開閉可能に構成されていることを特徴とする請求
項1乃至4のいずれかに記載の磁気共鳴映像装置用高周
波コイル。 - 【請求項6】前記キャパシタンスを挿入されていない片
側のエンド導体又はリング導体は楕円筒の軸にほぼ垂直
な板状か曲面状の導体であることを特徴とする請求項1
乃至5のいずれかに記載の磁気共鳴映像装置用高周波コ
イル。 - 【請求項7】前記楕円の一軸は、前記楕円の長軸又は短
軸であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに
記載の磁気共鳴映像装置用高周波コイル。
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JP23575995A JP3569049B2 (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 磁気共鳴映像装置用高周波コイル |
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