JPS6365851A - 核磁気共鳴イメ−ジング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は核磁気共鳴イメージング装置（以下ＭＲＩ装置
という）に係シ、特に被検体の選択励起面以外からの熱
雑音等を最小限に押えて受侶するのに好適な高周波コイ
ルに関する。

〔従来の技術〕

Ｍ几工装虚の画質に決定する最大の要素である高周波コ
イルはその性能を高めるために被検体に密着させる方向
で開発が進められてきた。その結果、視野は狭いが高空
間分解能を有する表面コイルや腹部用密着コイルが開発
された。

しかし、一定視野を確保するためにはコイルの大きさに
下限があり、またコイルは信号の他に被検体の熱雑音を
拾う役割も果たしている。この点の改善については従来
配慮されていなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、高周波受信コイルが、一定視野を確保
することを目的に、第４図に示した磁束３０の様な広が
りを有することを配慮してい・ケいっりまシ被検体１の
Ｓ部付近を走るコイルは、選択励起面２９から遠ざかっ
ている為、コイルの感度分布を考えると、同面からの信
号受信に寄与するよジ、被検体１よ）発せられる熱雑音
を磁束３０を通して拾う方に寄与している方が大きいと
考えられる。そこでコイル３２をＹ軸方向に縮めて、磁
束３０の広がシを狭くすることが考えられる。

しかし、選択励起面３１について考えるとコイル３２を
これよ、９Ｙ軸方向について縮めると選択励起ｉ３１か
らの信号に対しコイル３２を遠ざけることになシ受信感
度を悪くする。

以上、述べた様に高周波受信コイルの２／Ｎ比を上げる
ことと、視野を確保することは、互いに矛盾する問題が
あった。

そこで、本発明の目的は、従来と同じ大きさの高周波受
信コイルにおいて選択励起面からの信号受信に大きく関
与する部分疋けを用いて受１ざを行い、不用な熱雑音を
拾わない方法を確立し画像のＳｌＮ比をより向上させる
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決する本発明の手段は、被検体の体軸
方向と直交する方向（垂直方向）に静磁場を発生させる
静磁場発生磁石を有すると共に、上記被検体に近接して
配置され該被検体に電磁波を照射したシ、ｌたは被検体
から放出される電磁波を検出する高周波コイルを有する
、ソレノイド形で１ターン毎にＬＣの共振回路を独立に
形成し、それぞれに可変容量を組み込み、各ターンの同
調を独立に制御できることによってなされる。

〔作用〕

各ターンごとに独立制御可能なＬＣ共振回路で構成され
たソレノイド形高周波受信コイルは、その任意のターン
ごと、またはその徂合わせて同調をとることが可能であ
る。例えば、横断像の場合選択励起間付近を走るコイル
のみの同調をとり、他は同調をとらず１選択励起面付近
のコイルだけに受信状態を設定することがｏｆＭｌとな
る。

それによって、高周波受信コイルは選択励起面からだけ
信号？受信し、被検体の他の部分からの不用な熱雑音を
最小限に抑えることができる。

選択励起面に合わせて、同Ｓｔとるコイルの位置を変え
ることで１選択励起面の位置に依らず不用な熱雑音を最
小限に抑え、かつ最も信号に近い位置での受信が可能と
なる。従って撮像中に・くルスシーケンスに同調をとる
コイルの位置を随時変えることでマルチスライス（同時
多断層面撮像）にも応用できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例と添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第３図は本発明に係る核磁気共鳴イメージング装置の全
体構成を示すブロック図である。この核磁気共鳴イメー
ジング装置は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を利用して被
検体の断層−象を得るもので、静磁場発生磁石１０と、
中央処理袋ｆｉｔ（ＣＰＵ）１１と、シーケンサ１２と
、送信系１３と、磁場勾配発生系１４と、受信系１５と
信号処理系１６とから成る。上記静磁場発生磁石１０は
、被検体１の周υにその体軸方向と直交する方向（垂直
方向）に強く均一な静磁場を発生させるもので、上記被
検体ｌの周）のおる広がり分もった空間に永久磁石方式
または常電導方式あるいは超シ導方式の磁場発生手段４
Ｑ；配置されている。上記シーケンサ１２は、ＣＰＵＩ
Ｉの制御で動作し、被検体１の断層画像のデータ収果に
必要な種々の命令を送信系１３及び磁場勾配発生系１４
並びに受信系１５に送るものである。上記送信系１３は
、高周波発振器１７と変調器１８と高周波増幅器１９と
送信側の高周波コイル２０ａとから成シ、上記高周波発
振器１７から出力された高周波パルスをシーケンサ１２
の命令に従って変調器１８で振幅変調し、この振幅変調
された高周波パルスを高周波増幅器１９で増幅した後に
被検体１に近接して配置された高周波コイル２０ａに供
給することによシ、−磁波が上記被検体１に照射される
ようになっている。上記磁場勾配発生系１４は、Ｘ、Ｙ
。

２の三軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル２１と、それぞ
れのコイルを、駆動する傾斜磁場電源２２とから成υ、
上記シーケンサ１２からの命令に従ってそれぞれのコイ
ルの１頃斜磁場屯源２２を駆動することによシ、ｘ、ｙ
、ｚの三軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｑｚを被検体１
に印加するようになっている。この傾斜磁場の加え方に
より、被検体１に対するスライス面を設定することがで
きる。

上記受信系１５は、受信側のソレノイド形の高周波コイ
ル２０ｂと増幅器２３と直交位相検波器２４とＡ／１）
変換器２５とから成う、上記送信側の高周波コイル２０
ａから照射された電磁波による被検体ｌの応答の電磁波
（ＮＭＲ信号）は被検体１に近接して配置された高周波
コイル２０ｂで検出され、増幅器２３及び直交位相検波
器２４１介してＡ／Ｄ変換器２５に入力してデジタル量
に変換され、さらにシーケンサ１２からの命令によるタ
イミングで直交位相検波器２４によりサンプリングされ
た二系列の収集データとされ、その信号が信号処理系１
６に送られるようになっている。

この信号処理系１６は、ＣＰＵＩＩと、磁気ディスク２
６及び磁気テープ２７等の記録装置と、ＣＲＴ等のディ
スプレイ２８とから成り、上記ＣＰＵＩ　１でフーリエ
変換、補正係数計算像再構成等の処理を行い、任意断面
の信号強度分布あるいは複数の信号に適当な演算を行っ
て得られた分布を画像化してディスプレイ２８に表示す
るようになっている。なお、第１図において、送信側及
び受信側の高周波コイル２０ａ、２０ｂと傾斜磁場コイ
ル２１は、被検体１の周シの空間に配置された静磁場発
生磁石１０の磁場空間内に配置されている。

ここで１本発明においては受信側の高周波コイル２０ｂ
が第１図に示す様に、各ターン毎に独立にＬＣ共振回路
を形成している。同図は本発明を頭部用受信コイルに適
用した一実施例を示す。コイルは１ターン毎に独立して
いるが、谷ターンともすべて同じ構成である。

今、被検体ｌの頭頂部に位置するコイル３３に着目する
。同コイルは成気抵抗の少ない非磁性金属、例えば、銅
の蕾より成るコイル導体部と同調回路３４よシ構成され
る。なお、同コイルと高周波照射コイル２０　ａとの結
合を考慮し、被検体が直接コイル導体に接触しないよう
に、その次面には高周波損失の少ない材質の絶縁層を有
している。

同調回路３４の１実施列を第２図に示す。コイル導体部
によシはぼ決定されるインダクタ４３とそれに直列に入
るラーモア周波数（静磁場強度と核種によシ決定される
共鳴周波数）同調用コンデンサ３７％バリキャップダイ
オードなどの同調微調整用コンデ／す３９及びインダク
タ４３に並列に入るインピーダンス整合用コンデンサ３
８、そして給電点４２より構成される。

次に、制御方法及び動作機序について述べる。

今、被検体１の頭頂部付近を選択励起し横′ｆｆｒ像分
彫る場合を想定する。前述の如く、まず選択励起面に最
も近いコイル３３のみ同調をとる。同調用コンデンサ３
７及びインピーダンス整合用コンデンサ３８は、被検体
１を入れた状態でコイル０インピーダンスが例えば、は
ぼ５０Ωの純抵抗となるよう予め両者の定数を決定しで
ある。しかし、被検体１の検査部位の形状、大きさなど
の個人差に工）同調状態がずれる。そこで、シーケンサ
１１２内の直流可変４源４１から同調微調用コンデンサ
３９にちょうど同調がとれる最適ｌ圧を供給する。１抗
４０は、その際５０Ωに対し充分大きな値、例えばＩＯ
ＫΩなどとし、分圧比を大きくスルことでコイル側への
ノイズの混入を防止する。

同調微調用コンデンサ３９に供給する最適電圧の決定方
法については給α点４２より得られる信号のＳ／Ｎ比を
規準とする方法等が考えられる。コイル３３と他のター
ンのコイルとの結合を最小にするためにターンのコイル
には同調微調整用コンデンサ３９による調整は行なわず
、故意に同調を外しておく。

給電点４２から得られた信号はプリアンプ３５で増幅さ
れる。コイル３３以外から得られ九信号も同様に各々の
プリアンプで増１隔される。そこで、コイル３３からの
信号だけを選択するためにスイッチ３６を設け、プリア
ンプ３５からの信号のみを接続状態にし直交位相検波器
２４に送る。

前述の同調微調用コンデンサ３９の最適電圧の決定及び
スイッチ３６の切換えの制御はすべてシーケンサ１２に
て行う。撮像面の位置に応じて同調をとるコイルの位置
を選択することで任意の位置の横′ｌｊＴ面についてま
ったく前述と同様の撮像ができる。

撮像開始前に各ター／のコイルについてシーケンサ１２
から同調微調用コンデンサ３９に供給する最適電圧を予
めシーケンサ１２内のメモリーに記憶させてひけば、パ
ルスシーケンスに同期したｍ　ｆ＆　中のコイルのメー
ン毎の切換えが可能となる。

それによって、マルチスライス（同時多断面撮１象）へ
の応用も可能である。

以上述べたように１本発明は特に横断面像について有効
であるが、各プリアンプからの増幅１Ｊ号の利得及び位
相上そ、うえておき、その出力信号を加算すれば矢状所
面、冠状断面の撮像にも適用できる。

本実施例ではＳ／Ｎ比を最大とする為に各コイルに独立
にプリアンプを設けているが、プリアンプを１個とし、
コイルを切換る方式や、各コイル間を接続しておき、同
Ａは調用コンデンサ３９により所望・つコイルを選択す
る方式など他の実施方式も考えらｎる。本＃５明の意図
するところは、撮影面での最大Ｓ／Ｎ比のコイルを選択
することにあり、この意図にそった他の実施例も本発明
の４中であることに江意されたい、 〔発明の効果〕 本発明は以上説明したように、被検体ｌから放出される
電磁政を検出するソレノイド形高周波コイルを各ターン
ごとに独立させ、それぞれに制御可能な可変容」を組み
込む構成としたので、上記コイルの任意のターンで同調
をとることが可能とな）、選択励起面付近のターンだけ
に同調ととることができる。

それによって、高周波受信コイルは選択励起面に最も近
いコイルで訂号を受イ３でき、他面からの不用な熱雑音
の受信を最小限に抑える効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る高周波コイルの一実施例を示す説
明図、第２図は上記高周波コイルの同調回路を示す説明
図、第３図は４ｉ：発明に系るＭ　ＲＩ装置の全体構成
と示ｔブロック図、第４図は従来のＭＲＩ装置における
ソレノイド形の高周波コイルの問題点を示す説明図であ
る。 １・・・被検体、１０・・・静磁場発生磁石、１１・・
・中央処理装置（ＣＰＵ）、１２・・・／−ケンサ、１
３・・・送信系、１４・・・磁場勾配発生系、１５・・
・受信系、１６・・・信号慇理系、２０ａ・・・送信側
の高周波コイル、２０ｂ・・・受信側の高周波コイル、
２９．３１・・・選択励起面、３０・・・磁束、３２．
３３・・・コイル、３４・・・同調回路、３５・・・プ
リアンプ、３６・・・スイッチ、３７・・・同調用コン
デンサ、３８・・・インピーダンス整合用コンデンサ、
３９・・・同調微調用コンデンサ、４０・・・抵抗、４
１・・・直流可変電源、４２・・・Ｄｒ１点、４３・・
・インダクタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被検体の体軸と直交する方向（垂直方向）に静磁場
   を発生させる静磁場発生磁石を有すると共に上記被検体
   に近接して配置され該被検体に電磁波を照射したり、ま
   たは被検体から放出される電磁波を検出する高周波コイ
   ルを有する核磁気共鳴イメージング装置において、上記
   高周波コイルはソレノイド形で１ターン毎にＬＣの共振
   回路を独立に形成し、各ターン毎に可変容量を組み込み
   、各容量を独立に制御することを特徴とする核磁気共鳴
   イメージング装置。