JPH11225993A - Mriシステムのコイル装置 - Google Patents

Mriシステムのコイル装置

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JPH11225993A
JPH11225993A JP10037748A JP3774898A JPH11225993A JP H11225993 A JPH11225993 A JP H11225993A JP 10037748 A JP10037748 A JP 10037748A JP 3774898 A JP3774898 A JP 3774898A JP H11225993 A JPH11225993 A JP H11225993A
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JP
Japan
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coil
magnetic field
gradient magnetic
pulse
gradient
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Application number
JP10037748A
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English (en)
Inventor
Yoshitomo Sakakura
良知 坂倉
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来配置していた、傾斜磁場コイルとRFコイ
ル間のRFシールドを不要にし、高速撮像に好適なMR
Iシステムのコイル装置を提供する。 【解決手段】診断用空間に静磁場を発生させる磁石11
と、静磁場に重畳させる傾斜磁場パルスを発生させる傾
斜磁場コイル12と、被検体との間で高周波パルス信号
を送受するRFコイル13とを備えたMRIシステムの
ガントリ1(コイル装置)である。傾斜磁場コイル12
を能動(自己)遮蔽型傾斜磁場コイルで構成する。RF
コイル13を能動遮蔽型傾斜磁場コイルの外径側に装備
する。能動遮蔽型傾斜磁場コイルは、高周波磁場信号的
には実質的に透明状態に構成する。これにより、RFコ
イル13と能動遮蔽型傾斜磁場コイルとの間のRFシー
ルドが不要になる。傾斜磁場コイル12は、EPI法な
どによる高速撮像に好適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、MRI(磁気共鳴
イメージング)システムのコイル装置に係り、とくに、
傾斜磁場コイルとRFコイルとの間の磁気的干渉を実質
的に排除したのと等価であり、かつ超高速撮像にも好適
なコイル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】医療用のMRIシステムは、周知の如
く、被検体の原子核スピンの磁気共鳴現象を利用して被
検体の断層像を撮影したり、NMRスペクトル計測を行
うシステムである。このMRIシステムは、通常、被検
体を挿入・配置する略円筒状の診断用開口部を有するガ
ントリを備える。ガントリには、コイル装置の構成要素
として、診断用開口部に静磁場を発生させるための静磁
場磁石、静磁場に重畳する傾斜磁場パルスを発生させる
ための傾斜磁場コイル、および被検体との間で高周波パ
ルス信号(MR信号を含む)の送受を行うための全身用
のRFコイルを備える。
【0003】このコイル構造の概略配置を図3に示す。
同図は診断用開口部OPの軸方向断面の片方半分のみの
概略構造を示す。Z軸は診断用開口部OPの軸方向中心
を貫く中心軸で、通常、被検体としての患者の体軸方向
と一致させる。この中心軸Zを同軸とするように、静磁
場磁石101、傾斜磁場コイル102、およびRFコイ
ル103が内側に向かって順に配設されている。傾斜磁
場コイル101には所望のパルスシーケンスにしたがっ
てパルス状の電流が順次供給され、これにより傾斜磁場
パルスが発生して、静磁場に重畳される。また、RFコ
イル103には静磁場強度に応じたラーモア周波数の高
周波電流が電源から供給され、高周波磁場信号が被検体
に送信されるとともに、被検体から生じたラーモア周波
数のMR信号がRFコイル103により受信される。
【0004】また、傾斜磁場コイル102とRFコイル
103との間には、RFシールド104と呼ばれるシー
ルド体を設置している。RFシールド104が無い場
合、RFコイル103から送信された高周波磁場パルス
の磁場雰囲気中に傾斜磁場コイル102が存在するた
め、その高周波磁場パルスの磁気エネルギの一部が傾斜
磁場コイル103に伝わり、誘電体損として消費されて
しまう。そこで、傾斜磁場コイル102とRFコイル1
03との間の磁気的干渉を防止または抑制するため、R
Fシールド104を設けている。
【0005】しかし、傾斜磁場コイル102から磁気的
に見た場合、RFシールド104が磁気的負荷として存
在することになる。このため、傾斜磁場パルスに因る渦
電流がRFシールド104に発生する。この渦電流は一
般に時定数の長い電流であるから、傾斜磁場パルスのよ
うに立上がりの早いパルス電流を印加する場合、次のパ
ルス印加まで長時間待たなければならない。そこで、時
定数を短くするため、RFシールド104にスリットを
形成するなどの対策が講じられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】近年、MR撮影の高速
化が求められており、その一環として、EPI(エコー
プラナーイメージング)法などの超高速撮像法が頻繁に
使用されるようになってきている。この超高速撮像法
を、上述した従来のコイル装置で実施した場合、傾斜磁
場パルスが超高速で反転(立上がり、立下がり)するこ
とから、上述のようにスリットなど、渦電流(渦磁場)
の時定数短縮対策を施したRFシールドをもってして
も、超高速撮像法にとっては時定数が依然として大きい
ものになる。このため、どうしても、渦磁場が十分に減
衰するまで待ってから次の傾斜磁場パルスを印加するよ
うにしないと、所期の目的のパルス印加を行うことがで
きない。また、渦磁場が十分に減衰するまで待ったので
は、高速に変化する多数の傾斜磁場パルスを短時間に印
加することはできず、事実上、超高速撮像法を良好な磁
場状態で使用できない。つまり、RFシールドの存在そ
のものが、もはや、超高速撮像法には障害になるという
状況にあった。
【0007】本発明は、上述した従来技術に伴う困難な
状況を打破すべくなされたもので、RFシールドを使用
することに因って超高速撮像法を使用できない、または
殆ど使用できない、という状況を打破し、超高速撮像法
の有する機能を存分に発揮させたMR撮像を実行させる
コイル装置を提供することを、その目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明に係るMRIシステムのコイル装置は、被
検体を配置する診断用空間を有し且つこの診断用空間に
静磁場を発生させる磁石と、この磁石内に装備され且つ
前記静磁場に重畳させる傾斜磁場パルスを発生させる傾
斜磁場コイルと、前記磁石内に装備されかつ前記被検体
との間で高周波パルス信号を送受するRFコイルとを備
えたもので、さらに、前記傾斜磁場コイルを能動(自
己)遮蔽型傾斜磁場コイルで構成するとともに、前記R
Fコイルを前記能動遮蔽型傾斜磁場コイルの外径側に装
備し、これにより、前記RFコイルと前記能動遮蔽型傾
斜磁場コイルとの間のRFシールドを不要にできること
を特徴とする。
【0009】好適には、前記能動遮蔽型傾斜磁場コイル
は、高周波磁場信号的には実質的に透明状態になるコイ
ル構造を有することである。また好適には、前記傾斜磁
場コイルは、エコープラナーイメージング(EPI)法
のパルスシーケンスに基づく傾斜磁場パルスを前記被検
体に供給するためのパルス電流の供給を受けるコイルと
することである。また前記RFコイルは、例えば、前記
被検体の全身領域をカバーする全身用送信RFコイルで
ある。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の1つの実施形態を
図1および2に基づき説明する。
【0011】図1には、MRI(磁気共鳴イメージン
グ)システムのガントリ1の概略断面を示す。ガントリ
1は本発明のコイル装置を適用したものである。このガ
ントリ1はその全体が略円筒状に形成されており、中心
部のボアが診断用空間OPとして機能し、診断時にはそ
の診断用空間OP内に被検体Pを挿入・配置可能になっ
ている。
【0012】ガントリ1は、略円筒状の静磁場用磁石1
1、この磁石11の診断用空間OPの最も被検体寄りに
配置された略円筒状の傾斜磁場コイル12、この傾斜磁
場コイル12の外周側に所定距離離して設置されたRF
コイル13を備える。RFコイル13は、ここでは全身
用の送信用のRFコイルとして形成・設置されている。
被検体Pは図示しない寝台天板に載せられて、傾斜磁場
コイル12が最終的に形成する診断用空間OP内に挿入
・配置される。なお、受信用のRFコイル15は被検体
Pの診断部位に合わせて、従来と同様に、局所的に置か
れる。
【0013】静磁場用磁石12は、本実施形態では超伝
導磁石で形成されている。つまり、外側の真空容器の中
に、複数個の熱輻射シールド容器および単独の液体ヘリ
ウム容器が収められ、液体ヘリウム容器の内部に超伝導
コイルが巻装・設置されている。
【0014】傾斜磁場コイル12は、本実施形態では能
動(自己)遮蔽型傾斜磁場コイル(ASGC:Actively
Shielded Gradient Coil )に形成されている。このコ
イル12はX軸方向、Y軸方向、Z軸方向毎にパルス状
の傾斜磁場を発生させるため、X,Y,Zチャンネル別
々にコイルアセンブリを有し、しかも、そのコイルアセ
ンブリは各チャンネル毎に傾斜磁場を外界に殆ど洩らさ
ないシールド構造になっている。
【0015】具体的には、能動遮蔽型傾斜磁場コイル
(ASGC)12は図2に示すように、X,Y,Zチャ
ンネルのXコイルアセンブリ12X,Yコイルアセンブ
リ12Y,Zコイルアセンブリ12Zがコイル層毎に絶
縁されながら積層され、全体として略円筒状を成してい
る。Xコイルアセンブリ12X,Yコイルアセンブリ1
2YおよびZコイルアセンブリ12Zの各々は、各軸方
向の傾斜磁場を発生するメインコイル(図2中の内周側
コイル)と、このメインコイルの巻線部が発生する傾斜
磁場(パルス)を磁気的に外界に洩らさないようにシー
ルドするシールドコイル(図2中の外側コイル)とを備
える。
【0016】Xコイルアセンブリ12Xのメインコイル
およびシールドコイルのそれぞれは、ボビンにサドル形
に巻装された対向するコイル素子の組を複数組を有す
る。このコイル素子のそれぞれはXチャンネルの傾斜磁
場電源に接続され、メインコイルおよびシールドコイル
で互いに反対向きの電流が供給される。Yコイルアセン
ブリ12Yは、XコイルアセンブリのそれをZ軸の回り
に90度回転させたものである。Zコイルアセンブリ1
2Zのメインコイルおよびシールドコイルのそれぞれ
は、ボビンにソレノイド形(螺旋形)に巻装された縦列
配置のコイル素子の組を有する。このコイル素子のそれ
ぞれはZチャンネルの傾斜磁場電源に接続され、メイン
コイルおよびシールドコイルで互いに反対向きの電流が
供給される。
【0017】これにより、傾斜磁場コイル12は、その
内部には各チャンネルごとに線形の磁場パルスを発生さ
せることができるとともに、その外部には殆ど磁場を漏
らさないことになる。
【0018】また、傾斜磁場コイル12のXコイルアセ
ンブリ12X、Yコイルアセンブリ12Y、およびZコ
イルアセンブリ12Zを製造するに際し、コイル素子に
は、極力細い導体を用い、かつボビンや含浸材に比誘電
率の小さい材料(例えばエポキシ系樹脂)を用いてい
る。これにより、RFコイル13から傾斜磁場コイル1
2をみた場合、高周波磁場的には、傾斜磁場コイル12
が殆ど透明の状態(すなわち、傾斜磁場コイル12は殆
ど存在しないのと等価であると見做すことができ、傾斜
磁場コイル12が殆ど負荷にはならない状態)が得られ
る。
【0019】このように、外側には殆ど磁場を漏らさな
い能動遮蔽型の傾斜磁場コイル12を、磁気的には殆ど
透明状態と見做すことができる構造にしたので、傾斜磁
場コイル12とRFコイル13との間には磁気的結合が
殆ど無い。したがって、RFコイル13を傾斜磁場コイ
ル12の外周側に配置することができる。同時に、従来
のようにRFシールドを両コイル間に置く必要もない。
RFシールドを置かなくても、傾斜磁場コイル12は各
チャンネルの傾斜磁場パルスを送信することができ、ま
たRFコイル13は高周波パルス信号を送信することが
できる。被検体PからのMR信号は受信RFコイル15
により受信される。
【0020】したがって、RFシールドを使用しなくて
も済むので、従来、RFシールド自体が存在していたこ
とに因って生じていた不都合を回避できる。すなわち、
近年多用されているEPI法などの超高速撮像法を用い
て、高速に反転する傾斜磁場パルスを印加した場合で
も、従来のような渦電流発生に伴うサンプリングの遅れ
などの心配も無く、高速反転の傾斜磁場パルスがそのま
ま被検体に送信される。このため、高速撮像シーケンス
の持っている機能をフルに発揮させることができ、高速
MRイメージングが可能になる。当然に、高速性を重視
しないパルスシーケンスを使ったMRイメージングも問
題無く実行できる。RFシールドを設けなくても済む
分、製造工程も少なくなる。
【0021】なお、本発明を実施するRFコイルは、上
述した実施形態のように、全身用の送信RFコイルであ
る場合に限定されることなく、全身用の送受信兼用のR
Fコイルであってもよい。また、必ずしも全身用でなく
てもよく、局所的な送信RFコイルであってもよい。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るMR
Iシステムのコイル装置によれば、傾斜磁場コイルを能
動(自己)遮蔽型傾斜磁場コイルで構成するとともに、
RFコイルを能動遮蔽型傾斜磁場コイルの外径側に装備
する構成にし、好適には、能動遮蔽型傾斜磁場コイル
を、高周波磁場信号的には実質的に透明状態になるコイ
ル構造にしたため、従来設置していたRFコイルと能動
遮蔽型傾斜磁場コイルとの間のRFシールドが不要にな
る。この結果、従来、RFシールドを存在させていたこ
とに因る、傾斜磁場パルスに起因したRFシールド中の
渦電流の発生に伴うサンプリング遅れの問題を殆ど完全
に解消できる。すなわち、そのような渦電流(渦磁場)
が十分に減衰するまで待たなければならないといった待
ち時間が不要になるから、EPI法などの高速撮像イメ
ージングにも好適で、かかる高速性を存分に発揮させた
MRイメージングが行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコイル装置を実施したMRIシステム
のガントリの概略断面図。
【図2】傾斜磁場コイルとしての能動遮蔽型傾斜磁場コ
イルのZ軸方向に直交する面(図1中のII−II線に
沿った破断した面)の概略断面図。
【図3】従来のガントリのコイル配置状況を説明する
図。
【符号の説明】
1 MRIシステムのガントリ(コイル装置) 11 静磁場用磁石 12 傾斜磁場コイル(能動遮蔽型傾斜磁場コイル) 13 RFコイル(全身用送信RFコイル) P 被検体

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検体を配置する診断用空間を有し且つ
    この診断用空間に静磁場を発生させる磁石と、この磁石
    内に装備され且つ前記静磁場に重畳させる傾斜磁場パル
    スを発生させる傾斜磁場コイルと、前記磁石内に装備さ
    れかつ前記被検体との間で高周波パルス信号を送受する
    RFコイルとを備えたMRI(磁気共鳴イメージング)
    システムのコイル装置において、 前記傾斜磁場コイルを能動(自己)遮蔽型傾斜磁場コイ
    ルで構成するとともに、前記RFコイルを前記能動遮蔽
    型傾斜磁場コイルの外径側に装備し、これにより、前記
    RFコイルと前記能動遮蔽型傾斜磁場コイルとの間のR
    Fシールドを不要にできることを特徴としたMRIシス
    テムのコイル装置。
  2. 【請求項2】 前記能動遮蔽型傾斜磁場コイルは、高周
    波磁場信号的には実質的に透明状態になるコイル構造を
    有する請求項1記載のMRIシステムのコイル装置。
  3. 【請求項3】 前記傾斜磁場コイルは、エコープラナー
    イメージング(EPI)法のパルスシーケンスに基づく
    傾斜磁場パルスを前記被検体に供給するためのパルス電
    流の供給を受けるコイルである請求項2記載のMRIシ
    ステムのコイル装置。
  4. 【請求項4】 前記RFコイルは、前記被検体の全身領
    域をカバーする全身用送信RFコイルである請求項3記
    載のMRIシステムのコイル装置。
JP10037748A 1998-02-19 1998-02-19 Mriシステムのコイル装置 Pending JPH11225993A (ja)

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